聚环氧琥珀酸在火电厂循环冷却水阻垢缓蚀处理中的应用 (1)
探索绿色环保型聚环氧琥珀酸配方在钢厂循环冷却水中的应用
探索绿色环保型聚环氧琥珀酸配方在钢厂循环冷却水中的应用钢厂作为大型工业企业，产生大量的循环冷却水，而循环冷却水中可能存在着各种有害物质，如铁离子、硫化物、有机物等，这些有害物质对环境造成了严重的污染。
如何处理和利用循环冷却水成为了钢厂环保工作中一个亟待解决的问题。
针对钢厂循环冷却水中存在的各种有害物质，可以设计合适的聚环氧琥珀酸配方，具有高效的去除和封存能力。
通过实验室模拟和大型试验验证，可以得出最佳的配方比例和使用条件，确保聚环氧琥珀酸在循环冷却水中的应用效果达到最优化。
聚环氧琥珀酸的应用在处理循环冷却水中不仅仅是单一物质的去除，还可以实现多种有害物质的联合除去，如去除铁离子的也可以去除硫化物和有机物。
这种综合去除的效果对于净化循环冷却水、降低环境污染具有重要的意义。
聚环氧琥珀酸在循环冷却水处理中还可以发挥良好的防垢、防腐作用，有效地延长冷却系统的使用寿命，降低维护成本。
而且，聚环氧琥珀酸本身就是一种环保型材料，无毒无害，与环境和人体无害，不会给工作人员和周围环境造成任何危害。
在实际应用中，钢厂可以根据自身的生产工艺和循环冷却水的特点，设计合适的应用方案，将聚环氧琥珀酸的投加量、投加频次、投加位置等因素进行合理搭配，确保其在循环冷却水中的应用效果最大化。
钢厂在应用聚环氧琥珀酸的也要加强循环冷却水的监测和管理工作，及时调整投加量和投加位置，确保循环冷却水的质量和环保指标稳定达标。
并且，可以建立相关的技术标准和操作规程，在钢厂内部进行推广和培训，确保聚环氧琥珀酸的应用得到落地和稳定运行。
绿色环保型聚环氧琥珀酸在钢厂循环冷却水中的应用具有广阔的前景和重要的意义，可以有效地解决钢厂循环冷却水处理中的环保难题，减少污染物排放，改善环境质量。
钢厂可以根据自身的实际情况，结合聚环氧琥珀酸的特性和应用技术，设计合适的应用方案，推动环保工作的持续深入发展，促进工业生产和环境保护的双赢。
我们对绿色环保型聚环氧琥珀酸在钢厂循环冷却水中的应用进行持续深入研究，并积极推动其在实际生产中的应用，从而为环保工作的进一步推进和产业的可持续发展做出积极贡献。
工业循环冷却水用阻垢缓蚀剂的研究进展
工业循环冷却水用阻垢缓蚀剂的研究进展张盼盼;蒋利辉;孙军萍;吴玉锋;许英【摘要】随着工业循环冷却水浓缩倍数的不断提高,结垢和腐蚀问题已严重影响工业的发展.向工业循环冷却水中投加水处理剂是解决结垢、腐蚀以及提高水资源利用率的重要手段.前期水处理药剂多以磷系为主,随着公众环保意识不断增强,近年来,以高效、绿色为目的的水处理剂的开发与改性研究得到学者们的广泛关注.本文主要综述了近年来研究人员通过接枝改性、复配等手段,制备一系列多功能、环保高效的水处理剂的方法、阻垢缓蚀性能及在应用方面的探索等进展.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2018(029)006【总页数】5页(P642-646)【关键词】阻垢缓蚀剂;接枝改性;复配【作者】张盼盼;蒋利辉;孙军萍;吴玉锋;许英【作者单位】河南大学化学化工学院,河南省工业冷却水循环利用工程技术研究中心,河南开封475004;漯河市久隆液压科技有限公司,河南漯河462000;河南省通许县水利局,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南省工业冷却水循环利用工程技术研究中心,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南省工业冷却水循环利用工程技术研究中心,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O631.4我国经济与工业化程度的迅速发展对水资源产生了巨大的需求. 据统计，工业生产用水量约占总用水量的30%，冷却循环水约占工业用水量的80%[1]. 冷却水在循环过程中，随着浓缩倍数的提升，水中无机盐离子的浓度不断提高，当达到临界浓度时以沉淀物的形式从水中析出形成水垢. 水垢在管道中不断沉积，会引发管道堵塞、换热效率下降和加剧腐蚀等一系列问题[2]. 工业上常采用化学和物理的方法来解决上述问题.物理处理方法主要包括电解法、电场法、磁场法、超声波法及光化学法等[3]，该类方法操作简单、成本低且无二次污染，但一般仅能处理钙、镁离子浓度较低即硬度较小的水质，而多次循环使用的冷却水的水质成分较复杂，硬度也较高，不能普遍应用于工业循环冷却水处理行业[4]. 化学方法的阻垢原理一般是在冷却水处理过程中产生螯合增溶、吸附与分散、晶格畸变等作用[5]，其缓蚀机理则是在金属阴极表面生成难溶沉淀或是阳极表面形成致密氧化膜使其钝化[6]. 近几年来，随着科技的进步以及民众对环保意识的增强，水处理技术得到了较快的发展，本文总结了近年来工业循环冷却水处理剂的现状和研究进展，着重叙述了绿色环保类水处理剂.1 常用阻垢缓蚀剂1.1 天然高分子类阻垢缓蚀剂天然高分子类阻垢缓蚀剂来源广泛、廉价易得、易生物降解且无毒无污染. 其主要包括单宁、木质素、纤维素、壳聚糖、淀粉、腐殖酸钠等. 胡新华等[7]研究表明腐殖酸钠具有较好的阻垢缓蚀性能，当药剂的添加量为30 mg/L时，其阻垢效率高达85%. SEM结果表明腐殖酸钠可使CaCO3垢晶型由最稳定的方解石向亚稳态结构球霰石转变，从而可以抑制垢晶的生长. WANG等[8]研究了烟草的水提取物在模拟海水中对Q235钢片的阻垢缓蚀性能. 当烟草提取物的浓度为100 mg/L时，其对Q235钢片的缓蚀率为83.9%；浓度为140 mg/L时，其阻垢率为100%. 动电位极化曲线表明该提取物为混合型阻垢药剂. ABDEL等[9]将橄榄叶水提取物用于盐水中碳钢片的阻垢缓蚀剂，使用电化学阻抗谱和动电位极化曲线测量技术研究了橄榄叶水提取物的阻垢缓蚀性能. 极化曲线表明橄榄叶水提取物是一种主要控制阳极反应的混合型缓蚀剂，推测其阻垢机理为橄榄叶水提取物可吸附于碳钢表面，占据垢晶体表面活性生长点，从而抑制垢晶体正常有序的生长.天然高分子类阻垢缓蚀剂在水处理剂发展的初期，起到了至关重要的作用，但其在工业使用过程中存在用量大且性质不稳定、成本较高、产量少、难以满足工业生产所需等缺点.1.2 有机膦酸类阻垢缓蚀剂有机膦酸类水处理药剂具有化学性质稳定、较宽的pH应用范围、能有效抑制菌藻繁殖、可与多种药剂发生协同作用等优点，广泛应用于循环冷却水系统中. 该类阻垢缓蚀剂主要包括氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、己二胺四亚甲基膦酸(HDTMP)、乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP)、2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTC)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)等. 许妍等[10]采用静态阻垢法和动态模拟实验比较了多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)、膦酰基羧酸共聚物(POCA)、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTC)、乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)及二己烯三胺五亚甲基膦酸(BHMTPMPA)等7种有机膦酸阻垢剂的阻垢性能. 结果表明：相对于其他几种阻垢剂，PAPEMP阻垢性能最佳，在15 mg/L时，其阻垢效率为98.1%. 且SEM结果表明加入PAPEMP阻垢剂后，垢晶体结构松散，晶体表面粗糙，晶格尺寸明显减少. 这表明PAPEMP的加入可改变垢晶的形貌结构，从而抑制垢的生长. ZEINO等[11]研究了ATMP与DTPMPA的协同作用，实验表明，当ATMP和DTPMPA的物质的量之比为1∶1时，其阻垢效率最佳，在10 mg/L时阻垢率为100%. 作者将诱导时间和饱和指数作为ATMP与DTPMPA协同作用评价的指标，综合考察了两者之间的协同效果. 方健等[12]通过量子化学计算，比较了乙烷-1,1-二膦酸(1,1-EDPA)、乙烷-1,2-二膦酸(1,2-EDPA)与羟基亚乙基二膦酸(HEDP)的分子结构与阻垢缓蚀性能之间的构效关系. 计算结果显示，三种膦酸分子中均含有呈负电性的氧原子，使得其可与Ca2+离子发生相互作用，且1,1-EDPA和HEDP分子结构中的两个氧离子之间的间距和方解石晶体中钙离子间距相匹配，因而可显著增强两种离子之间的吸附作用.有机膦酸类阻垢缓蚀剂含有大量的磷元素，长期使用该类药剂将造成水体中磷元素大量富集，导致水体中藻类植物大量繁殖，造成水体富营养化，严重污染环境. 随着民众环保意识的增强，该类药剂的应用受到极大的限制.1.3 聚羧酸类阻垢缓蚀剂1.3.1 聚丙烯酸类聚丙烯酸具有较好的阻碳酸钙和硫酸钙垢性能，并且还具有一定的缓蚀和分散性能，可有效地分散水中的粉尘和腐蚀物等. 王虎传等[13]制备了丙烯酸-丙烯酰胺-聚丙二醇/马来酸酐(AA-AM-PPGAZMA)三元共聚物. 该共聚物是一种不含磷的绿色经济型水处理剂，文中利用SEM技术探究其阻垢机理，采用控制变量法研究了反应原料用量对AA-AM-PPGAZMA阻垢效率的影响. 实验结果表明，当AA、PPGAZMA和AM的物质的量之比为4∶3∶1，药剂用量为3 mg/L时，其阻硫酸钙垢率可达98%. 赵向阳等[14]研发了新型水处理剂聚酰胺酯-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(HBPAE-AMPS). 对所得产物性能分析可知，其最佳反应比为：AMPS与HBPAE质量之比为5.5∶1，且最终聚合物的相对分子质量在1～1.5万之间时，其阻垢性能最优. 孙琪娟等[15]合成了马来酸酐-丙烯酸-丙烯酸甲酯(MAH-AA-MA)三元共聚物阻垢剂，并确定了最佳反应条件为n(MAH)∶n(AA)∶n(MA)=2∶2∶1，引发剂的用量为4%时，可得到阻垢性能在88%以上的聚合物. 符嫦娥等[16]制得了丙烯酸-聚氧乙烯醚(AA-APEC)共聚物阻垢剂，该共聚物阻垢剂可改变垢晶体的晶型，从而达到阻垢目的，其药量为20 mg/L时阻垢效率可达91%.1.3.2 聚马来酸类聚马来酸类水处理剂化学性质较稳定，有较好的耐高温性，近年来得到较为广泛的应用. LIU等[17]研发了马来酸酐-烯丙氧基聚乙二醇/缩水甘油(MA-APEG-PG-(OH)n)(n = 3,5,7,9,11)共聚物水处理剂. 实验结果表明共聚物中n的数值与其阻垢效率有着密切的关系，当n为5时，其效率最高，在用量为8 mg/L时，其效率高达97%. 杨祥晴等[18]制得了低膦马来酸酐-尿素(PMASU)共聚物. 当聚合温度为95 ℃，SHP、MA和UREA的物质的量之比为2∶10∶1，聚合反应时间为4 h，引发剂量占总反应量的4%时所得产物阻垢性能最优. 当PMASU用量为25 mg/L 时综合性能最优，阻垢和缓蚀效率均高于80%. YOUSEF等[19]合成了马来酸酐-丙烯酰胺共聚物. 实验数据表明在pH为10.45，加热温度为70 ℃，用药量为9 mg/L时此药剂的阻垢率高达99.5%.1.4 环境友好型阻垢缓蚀剂自20世纪90年代提出“绿色化学”的理念以来，如何研发并使用无磷、无毒、高效及可生物降解的阻垢缓蚀剂成为了人们关注的焦点. 目前该类药剂主要包括聚天冬氨酸类(PASP)和聚环氧琥珀酸类(PESA).1.4.1 聚环氧琥珀酸类聚环氧琥珀酸(PESA)是一种不含磷、氮的环境友好型化合物，可生物降解，兼具阻垢缓蚀多重功效，并能较好的适应高碱、高硬度水体系. GU等[20]将PESA与咪唑啉复配，取得了较好的协同效果. 当PESA与咪唑啉的配比为25∶4时，其缓蚀率可达90.42%，阻垢率为96.74%. 熊蓉春等[21]将葡萄酸钠、Zn2+离子和PESA复配，复配产物具有极强的协同效果. 当PESA用量为30～50 mg/L，葡萄酸钠和Zn2+离子的用量为5～8 mg/L时具有最佳的协同效果，其对碳钢的缓蚀率可达96%以上. PESA缓蚀机理一般认为是因为分子链中插入了氧原子，使其更容易形成稳定的五元环螯合物. PESA虽具有较好的阻垢缓蚀性能，但目前关于PESA的研究大多数集中在其合成方法以及应用方面，对其螯合金属离子的能力以及机理的研究较少，从而限制了PESA的进一步应用.1.4.2 聚天冬氨酸类20世纪90年代初，聚天冬氨酸(PASP)作为水处理剂被研发出来，以其高效的优势，尤其是可生物降解的特性，迅速在冷却水处理行业得到广泛应用.聚天冬氨酸类水处理剂一般分为两类，一类是以聚天冬氨酸为单体，对其进行接枝得到聚天冬氨酸接枝共聚物，以期提高PASP的综合性能；另一类则是将聚天冬氨酸与其他阻垢缓蚀剂进行复配，发挥其协同效果，以拓宽其应用范围.李彬等[22]制得了聚天冬氨酸-丝氨酸(PASP/SE)接枝物. 研究表明，当反应时间为18 h、反应温度为55 ℃及原料配比为n(PSI)∶n(SE)= 1∶1时，PASP/SE的性能最佳. 同时其阻垢率与温度、时间、水系统中与m(Ca2+)之比呈负相关. 杨星等[23]合成了聚天冬氨酸/2-噻吩甲胺(PASP/2-TPMA)接枝物. 实验结果表明，2-噻吩甲胺可明显改善PASP阻垢缓蚀性能，当PASP/2-TPMA用量为1.3 mg/L时，其阻CaCO3、CaSO4垢率均为100%. 在相同实验条件下，PASP/2-TPMA缓蚀能力较PASP高出近20%. MIGAHED等[24]制备了甘氨酸-天冬氨酸(Gly-PASP)共聚物. 结果表明当Gly-PASP浓度为125 mg/L时，其对硫酸钙垢的抑制率达90.2%. 王谦等[25]将L-肌肽接枝到PASP上. 实验结果表明，当PASP/L-肌肽浓度为8 mg/L时，其阻磷酸钙垢效率即可达到90%以上. 通过对不同温度和不同PO43-离子浓度条件下PASP/L-肌肽阻垢效率的测定可知，PASP/L-肌肽有较好的耐高温和耐高磷酸根浓度的特性.程玉山等[26]制备了聚天冬氨酸、苯并三氮唑(BTA)、钨酸钠、葡萄糖酸钠四元复配水处理剂，并通过正交实验对四种药剂不同复配比例进行分析，结果显示该四元复合配方的最佳复配比例为PASP∶BTA∶钨酸钠∶葡萄糖酸钠为10∶0.5∶20∶10，在此配比条件下其对铜的缓蚀效果最为显著. ZHANG等[27]研究了PASP、聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠(Glu)和聚氨基聚醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)以及Zn2+离子复配水处理剂. 利用失重法和电化学实验法研究了复配药剂对碳钢腐蚀作用的协同效应. 电化学实验表明，该复合配方中，PASP、PESA、PAPEMP和Glu为混合抑制剂，而锌离子表现为阴极抑制剂，其协同效应表现为抑制金属溶解的阴极反应，并且在碳钢表面可形成保护膜以达到缓蚀目的；利用正交试验得出该复合药剂中PASP、PESA、PAPEMP、Gln和Zn2+离子的最佳复合配比分别为12∶12∶4∶2∶2. 在该配比下药剂的缓蚀效率高达99%.本课题组在聚天冬氨酸复配方面开展了一系列相关性的研究. 将自制的一系列聚天冬氨酸接枝物如聚天冬氨酸/氨基甲磺酸(PASP/ASA)、聚天冬氨酸/糠胺(PASP/FA)[28]、聚天冬氨酸/4-甲氨基吡啶(PASP/4-AMPY)，分别与2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)、ZnSO4、聚环氧琥珀酸(PESA)进行复配，并利用正交实验得到最佳复配比. 含PASP/ASA接枝物的复合型药剂最佳复配比为：PASP/ASA为10 mg/L，PESA为20 mg/L，ZnSO4为2 mg/L，PBTCA为8 mg/L. 含PASP/FA接枝物的复合型药剂最佳复配比为：PASP/FA为30 mg/L，PESA为40 mg/L，ZnSO4为4 mg/L，PBTCA为8 mg/L. 含PASP/4-AMPY接枝物的复合型药剂最佳复配比为：PASP/4-AMPY为20 mg/L，PESA为30mg/L，ZnSO4为4 mg/L，PBTCA为15 mg/L. 采用静态阻垢法、失重法以及动电位极化法等研究了复合型阻垢缓蚀剂的性能. 实验结果表明复合药剂性能较PASP均有较大提升，其中PASP/ASA复合型药剂的阻CaCO3垢率为91.2%，阻CaSO4垢率为100%，阻Ca3(PO4)2垢率为88%，PASP/FA复合型药剂的阻垢率为92.3%，缓蚀率高达96.4%，PASP/4-AMPY复合型药剂在保持较高阻垢率的基础上，其缓蚀率高达98.1%. 同时利用智能动态模拟装置考察了上述三种复合型阻垢缓蚀剂的工业应用前景，结果表明复合型药剂的污垢热阻值和年腐蚀速率均满足国家标准(GB/T50050-2007)的要求，该类复合型阻垢缓蚀剂具有较好的工业应用前景.2 结论工业循环冷却水用阻垢缓蚀剂的研究，近几年发展较快，但工业社会和经济的高速发展对水处理剂的研究工作提出了更高的要求，如何提升水处理剂的综合性能仍然是今后研发工作的重点.在未来的水处理剂研发工作中，应当通过对当前性能较好的水处理剂进一步深入研究，开拓思路，寻找更为高效环保的功能基团，通过接枝改性、复配等手段，对其综合性能进行不断完善，以便使其能更好地适应新形势下水处理剂的发展趋势. 参考文献：【相关文献】[1] MASSEOUD O, ABDALLAH A, HASSEN B, et al. Surface modification of calcium-copper hydroxyapatites using polyaspartic acid [J]. Applied Surface Science, 2013, 264: 886-891.[2] MITHIL K N, SANJAY K G, VARAPRASAD K, et al. Development of anti-scalepoly(aspartic acid-citric acid) dual polymer systems for water treatment [J]. Environmental Technology, 2014, 35(23): 2903-2909.[3] 陈静, 王毓芳. 循环冷却水的物理法处理原理及应用[J]. 上海化工, 2002, 27(Z2): 4-7.CHEN J, WANG Y F. The principle and application of the physical method of circulating cooling water [J]. Shanghai Chemical Industry, 2002, 27(Z2): 4-7.[4] JUNEJA H D, JOSHI M, KHATI N T. Synthesis and structural studies of some inorganic polymers of succinoylcarboxymethylcellulose [J]. E-Journal of Chemistry, 2011, 8(4): 1993-1999.[5] LIU D, DONG W, LI F, et al. Comparative performance of polyepoxysuccinic acid and polyaspartic acid on scaling inhibition by static and rapid controlled precipitation methods[J]. Desalination, 2012, 304: 1-10.[6] GAO Y H, FAN L H, WARD L, et al. Synthesis of polyaspartic acid derivative and evaluation of its corrosion and scale inhibition performance in seawater utilization[J].Desalination, 2015, 365: 220-226.[7] 胡新华, 马良杰, 高红斌. 腐殖酸钠阻垢性能评价方法研究[J]. 山西化工, 2014, 34(01): 13-16. HU X H, MA L J, GAO H B. Research on scale inhibition performance assessment of humic acid sodium [J]. Shanxi Chemical Industry, 2014, 34(01): 13-16.[8] WANG H, GAO M, GUO Y, et al. A natural extract of tobacco rob as scale and corrosion inhibitor in artificial seawater [J]. Desalination, 2016, 398: 198-207.[9] GABER A M, NABEY B A, KHAMIS E, et al. A natural extract as scale and corrosion inhibitor or steel surface in brine solution [J]. Desalination, 2011, 278: 337-342.[10] 许妍, 李逢阳, 徐开熠. 有机膦酸盐阻垢性能对比研究[J]. 广州化工, 2017, 45(15): 88-90.XU Y, LI F Y, XU K Y. Study on performance of organic phosphonic acid on scale inhibition [J]. Guangzhou Chemical Industry, 2017, 45(15): 88-90.[11] AASEM Z, MUHAMMED A, MAZEN K, et al. Comparative study of the synergistic effect of ATMP and DTPMPA on CaSO4scale inhibition and evaluation of induction time effect[J]. Journal of Water Process Engineering, 2018, 21: 1-8.[12] 方健, 李杰. 有机膦酸化合物阻垢缓蚀性能的量子化学研究[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2002, 30(04): 522-528.LI J, LI J. Quantum chemistry study on microscopic mechanism of scale and corrosion inhibition for organic phosphonic acid [J]. Journal of Tongji University, 2002, 30(04): 522-528.[13] 王虎传, 彭成军, 吴淑敏, 等. 制药循环水用无磷阻垢剂的阻硫酸钙垢性能[J]. 精细化工, 2017, 34(12): 1423-1426+1440.WANG H C, PENG C J, WU S M, et al. Inhibition of calcium sulfate precipitation by a kind of phosphorus-free antiscalant in pharmaceutical cooling water system [J]. Fine Chemicals, 2017, 34(12): 1423-1426+1440.[14] 赵向阳, 袁小静, 朱敏, 等. 超支化缓蚀阻垢剂HBPAE-AMPS的微波合成及其性能研究[J]. 当代化工, 2016, 45(12): 2747-2750.ZHAO X Y, YUAN X J, ZHU M, et al. Study on microwave synthesis and performance ofhyperbranched corrosion inhibitor HBPAE-AMPS [J]. Contemporary Chemical Industry, 2016, 45(12): 2747-2750.[15] 孙琪娟, 徐军礼, 孙长顺. 马来酸酐/丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚阻垢剂的合成及应用性能研究[J].当代化工, 2015, 44(08): 1745-1747+1751.SUN Q J, XU J L, SUN C S. Study on synthesis and application of maleicanhydride/acrylic acid/methyl acrylate copolymer scale inhibitor [J]. Contemporary Chemical Industry, 2015, 44(08): 1745-1747+1751.[16] 符嫦娥, 张晓, 向奇志, 等. 羧酸盐封端聚氧乙烯醚及其聚合物阻碳酸钙垢性能[J]. 高分子材料科学与工程, 2015, 31(02): 145-150.FU C E, ZHANG X, XIANG Q Z, et al. Performance of carboxylate polyoxyethylene etherand its polymer resistance to calcium carbonate [J]. Polymer Materials Science and Engineering, 2015, 31(02): 145-150.[17] LIU G Q, XUE M W, LIU Q P, et al. Linear-dendritic block copolymers as a green scale inhibitor for calcium carbonate in cooling water systems[J]. Designed Monomers and Polymers, 2017, 20(1): 397-405.[18] 杨祥晴, 奚长生, 冯霞, 等. 低膦马来酸酐-尿素三元共聚物的合成与研究[J]. 工业水处理, 2016, 36(02): 71-74.YANG X Q, XI C S, FENG X, et al. Synthesis and study of low phosphine maleic anhydride-urea ternary copolymer [J]. Industrial Water Treatment, 2016, 36(02): 71-74.[19] YOUSEF M, ROOMI A, KANEEZ F H. Assessment of novel maleic anhydride co-polymers prepared via nitroxide-mediated radical polymerization as CaSO4 crystal growth inhibitors [J]. Environmental Technology, 2017, 38(8): 985-995.[20] GU T, SU P, LIU X, et al. A composite inhibitor used in oilfield: MA-AMPS and imidazoline [J]. Journal of Petroleum Science & Engineering, 2013, 102(1): 41-46.[21] 熊蓉春, 周庆, 魏刚. 绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的缓蚀协同效应[J]. 化工学报, 2003, 54(09): 1323-1325.XIONG R C, ZHOU Q, WEI G. Corrosion inhibition and synergistic effect of green scale inhibition polyepoxysuccinic acid [J]. Journal of Chemical Industry and Engineering (China), 2003, 54(09): 1323-1325.[22] 李彬, 宋文文, 张娟涛, 等. 聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物的合成及阻垢性能[J]. 装备环境工程, 2017, 14(12): 24-29.LI B, SONG W W, ZHANG J T, et al. Poly(aspartic acid)-serine grafted copolymer and its scale-inhibition performance [J]. Equipment Environmental Engineering, 2017, 14(12): 24-29.[23] 杨星, 柴春晓, 李冬伊, 等. 聚天冬氨酸/2-噻吩甲胺接枝共聚物的制备及阻垢缓蚀性能[J]. 化学研究, 2017, 28(04): 482-486.YANG X, CHAI C X, LI D Y, et al. Synthesis and evaluation of polyaspartic acid/2-thiophenemethylamine graft copolymer as scale and corrosion inhibitor [J]. Chemical Research, 2017, 28(04): 482-486.[24] MIGAHED M A, RASHWAN S M, KAMEL M M, et al. Synthesis, characterization of polyaspartic acid-glycine adduct and evaluation of their performance as scale and corrosion inhibitor in desalination water plants [J]. Journal of Molecular Liquids, 2016, 224: 849-858.[25] 王谦, 田玉平, 石澍晨, 等. 聚天冬氨酸/L-肌肽接枝共聚物的制备及其阻垢性能[J]. 石油化工, 2017, 46(01): 103-109.WANG Q, TIAN Y P, SHI S C, et al. Synthesis and scale inhibition efficiencyof polyaspartic acid/L-muscle graft copolymer [J]. Petrochemical Technology, 2017, 46(01): 103-109.[26] 程玉山, 邢乃豪, 张蕾, 等. 环境友好型聚天冬氨酸水处理剂配方研究[J]. 清洗世界, 2018, 34(01): 20-24.CHENG Y S, XING N H, ZHANG L, et al. Study on formula of environment-friendly polyaspartic acid water treatment agent [J]. Cleaning World, 2018, 34(01): 20-24. [27] ZHANG B, HE C, WANG C, et al. Synergistic corrosion inhibition of environment-friendly inhibitors on the corrosion of carbon steel in soft water [J]. Corrosion Science, 2015, 94: 6-20.[28] SHI S C, ZHAO X W, WANG Q, et al. Synthesis and evaluation of polyaspartic acid/furfurylamine graft copolymer as scale and corrosion inhibitor [J]. RSC Advances, 2016, 6: 102406-102412.。
循环冷却水用阻垢剂性能的评定方法分析
Ｃ ａ （ Ｈ Ｃ Ｏ ， １ ｚ － ￣ － Ｃ ａ Ｃ Ｏ ＋ Ｃ Ｏ ＋ Ｈ： ０
代表 的共聚物 。 以有机 多元 磷酸阻垢 缓蚀剂 为例 ， 有机 磷酸其 作为一 种 阴 极 型缓蚀 剂 ， 存在 着较为 显著的溶 限效应 。 当其 阻垢剂 与其他 水 处理剂 结合应 用时 ， 具备 一定 的协 同效应 。多元磷酸 阻垢缓 蚀 剂其对 钙 、 镁、 铜等金 属离子 存在着 较好的 螯合作 用 ， 甚 至对 硅 酸镁 、 硅酸 钙等 无机 盐 类存在 较好 活化 作用 ， 属于 一种 应用 较 为广泛 的 阻垢 剂 。水 溶性 聚合物 阻垢分散 剂 ， 以水溶性 均聚 物 为例 ， 其主 要 包括 聚天 冬氨 酸及聚 环氧 琥 珀酸两 种 产品 ， 聚 环 氧琥 珀酸 所具 备 的生 物降 解性 突 出 ， 毒 性较 低 ， 容 易被 环境 所 接受 。作为 阻垢剂聚 环氧琥 珀酸 主要应用 于冷却 水处理 中 ， 在 高硬 、 高温 及高 碱环境 中应用效 果较 好 。聚 天冬氨酸 存在 着 良好 的缓蚀 阻垢 性能 ， 可 以对 Ｃ ａ Ｃ Ｏ 、 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 等 垢 的形成 产生较 好 的抑制 作用 ， 具 备 良好 的热 稳定性 与耐 高 温特性 ， 是未 来 阻 垢 剂研发 的重要方 向。
在上 公式 中 ， Ｖ ｚ 代表 的是 溶液 之 中掺 入 阻垢剂 时 ， 滴 定所 循 环冷 却水 系统 正 常运 行 的有 效措施 。为确保 阻垢 剂 应用 性 消耗 的 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ 标 准 溶液 的具体 体积 参数 ， 其单 位为 ｍ Ｌ ， Ｖ ｏ 代表 能， 需要 采取 一定 的评 定方 法 ， 准 确 而 快 速 的 实 现 阻 垢 性 能 评 的是溶 液未 掺入 阻垢剂 时 ， 滴 定所 消耗 的 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ标 准溶液 的具 价 。本 文从 多层 次重 点对循 环 冷却 水 用阻垢 剂性 能评 定方 法 体 体积 参数 ， Ｖ一 代表 的是 滴定 总钙时 所消 耗的 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ标 准溶 液 进行 分析。 的具 体体积 参数 ， 即不 掺入 阻垢 剂 ， 也 不采 取加 热处 理措 施 时 关 键词 ： 循 环冷却 水 ； 阻垢 剂 ； 性能； 评 定方法 所消耗的 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ标 准溶液 的具 体体积 参数 。 在 工业 循环 冷 却水 系统运 行过 程 中 ， 受水 质、 温 度 及材 质 如测 试过 程 中发现水 样 之 中残 留的 Ｃ ａ ２ 含量 值越 高 ， 则证 等 条件 综合 影响 ， 结 垢 问题较 为突 出 ， 成 为 了影 响循 环 冷却 水 明 生 成 的 钙 垢 越 少 ， 阻 垢 剂 所 应 用 的 阻垢 性 能 越 佳 。 然 而 采 取 系统安 全稳 定运行 的重要 因素 。为有效解 决该 问题 ， 采取 阻垢 静态 阻垢 法缺 乏统一 的标 准 ， 在 溶液 的具 体配 置 、 加 热时 间 、 加 剂成 为 了 当前所面 临 的重要 选择 。引入 阻垢 剂进行 循 环冷 却 热温度 与滴定措 施等 处理方 法存在着 一定 的差异 ， 且 该方法 的 水结垢 控制 。阻垢 剂研发及 应用 的合理性 是解决 问题 的关键 ， 重复性较 低 ， 无法 实现 阻垢 剂对 溶液 中析 晶全过 程的影 响全 程 为此 ， 需要 采取 一 定的方 法 ， 对 阻垢 剂所具 备 的实 际足够 性 能 了解 与研 究 ， 试验 操 作较 为繁 琐 ， 具体 监 测时 间花 费较 多 。 由 进行 准 确快 速评 定 ， 从而 确保 阻垢 剂应 用 的整体 效果 ， 保障 循 于该 方法设 备操 作 简单 ， 实验 周期短 ， 能 对阻 垢剂大 批 量初 步 环冷却 水系统运行 的安全性 。 筛选 ， 被广泛使 用。
火力发电厂锅炉循环冷却水处理技术与运行监督
火力发电厂锅炉循环冷却水处理技术与运行监督发布时间：2021-04-22T13:52:58.980Z 来源：《工程管理前沿》2021年1月2期作者：王茜慧，张维峰[导读] 在火力发电厂运行过程中，为了避免循环水质不符合要求，进而导致出现铜管腐蚀等等问题王茜慧，张维峰德州实华化工有限公司山东省德州市 235000摘要：在火力发电厂运行过程中，为了避免循环水质不符合要求，进而导致出现铜管腐蚀等等问题，就应该能够了解循环冷却水设备的相应运行数据，利用循环冷却水水处理技术的重点内容，以此来保证火力发电厂循环冷却水处理能够更加顺利的进行。
通过分析技术来找出能够有效调整水质处理的方法，控制好在水质的杂质，确保火力发电厂能稳定运行，有效提升火力发电厂的经济收益。
本文就先了解循环冷却水系统内容，然后说明循环冷却水系统的运行数据，最后说明运行监督内容为相关研究人员提供参考。
关键词：火力发电厂；循环冷却水；处理技术；运行监督?一、化学水处理技术要点火力发电厂锅炉在实施循环冷却水处理过程中，补给水处理工艺流程极为复杂，且实际需要操作设备集中性较低，相关人员需要对全套技术流程重点进行明确：首先，进行水样抽取，并要对其进行过滤澄清，要对水质中的菌藻进行合理处理，保证水质能够达到工业用水相关标准；其次，在完成上一步骤的基础上，对给补水进行灭氧，并添加氨实施防腐，要采用药物添加的方式，对排除污水与水垢进行处理；最后要对水、汽进行抽样，明确其品质等级，且要针对凝结现象做出相应处理，要添加氨完成防腐预防工作。
二、循环冷却水处理技术概述及原理1.锅炉循环冷却水处理就是采用相关水质稳定剂基于锅炉冷却水在系统设备内的污垢淤结、腐蚀和微生物繁殖等现象进行控制和处理。
所谓冷却水处理技术，是指针对循环水系统的水质、设备材质、工况条件选择合适的缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀生剂等水质稳定剂进行正确匹配组成水处理配方，在一定工艺控制条件下提供相应的清洗、预膜方案进行全过程控制的水处理技术。
聚环氧琥珀酸的阻垢缓蚀性能研究[1]
![聚环氧琥珀酸的阻垢缓蚀性能研究[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/6e9d31d380eb6294dd886c8a.png)
[基金项目]江苏省科委社会发展基金项目;教育部留学回国人员资助项目聚环氧琥珀酸的阻垢缓蚀性能研究吕志芳,董伟,夏明珠,雷武,王风云(南京理工大学化工学院,江苏南京 210094) [摘要]聚环氧琥珀酸(PESA )是一种新型的无磷有机阻垢缓蚀剂。
通过鼓泡法和旋转挂片失重法对其阻垢性能和缓蚀性能进行了评价。
结果表明,PESA 比常用药剂HEDP 、HPMA 的阻垢性能好,但比PB TCA 性能稍差;PE 2SA 也有一定的缓蚀性能,可以和其他的药剂复配生成低磷或无磷的缓蚀剂。
[关键词]聚环氧琥珀酸;阻垢性能;缓蚀性能 [中图分类号]TQ314.24+5 [文献标识码]A [文章编号]1005-829X (2001)03-0026-03The scale and corro sion inhibition of polyepoxysuccinic acidL ΒZhi 2fang ,DON G Wei ,XIA Ming 2zhu ,L EI Wu ,WAN G Feng 2yun(Chemical Engi neeri ng School ,N anji ng U niversity of Science and Technology ,N anji ng 210094,Chi na )Abstract :Polyepoxysuccinic acid (PESA )is a new kind of scale and corrosion inhibitor which does not contain phosphorus.Corrosion and scale inhibitions of PESA are evaluated by rotary coupon test and aeration method ,re 2spectively.The experimental result shows that the scale inhibition of PESA is prior to HEDP and HPMA ,but inferior to PB TCA.PESA also has certain corrosion inhibition performance ,and good synergistic effect with other corrosion and scale inhibitors.Key words :polyepoxysuccinic acid ;scale inhibition ;corrosion inhibition 目前国内常用的缓蚀阻垢剂有聚磷酸盐、膦酸酯和有机磷酸,其中有机磷酸是最有效的兼有缓蚀与阻垢双重功能的水处理剂。
聚环氧琥珀酸对碳钢缓蚀阻垢性的研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2009年第28卷增刊·224·化工进展聚环氧琥珀酸对碳钢缓蚀阻垢性的研究进展张学丽，马庆国，韩利华（河北理工大学化工与生物技术学院，河北唐山 063009）摘要：概述了缓蚀剂、阻垢剂的使用现状。
介绍了新型绿色缓蚀阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成、缓蚀阻垢性能及其缓蚀阻垢机理。
分析了聚环氧琥珀酸的研究现状及存在的问题，并对其未来的开发应用提出了新的见解。
关键词：缓蚀剂；阻垢剂；聚环氧琥珀酸冷却水在循环系统中循环使用的过程中会发生溶解氧增加，水温升高及水分蒸发等一系列变化。
由此造成沉积物沉积在换热器的金属表面上影响冷却效果并腐蚀设备。
由腐蚀引起的水冷器和管线的穿孔比较严重，不仅使安全生产没有保证而且会造成不可估量的经济损失。
缓蚀阻垢剂可以有效合理地减缓或防止金属在循环水介质中的腐蚀。
而且缓蚀阻垢剂的加入量甚微，缓蚀阻垢技术与其它防腐技术相比，它不需改变原有的设备和工艺，也不需要特殊的附加设备，而且具有较好的经济效应和缓蚀效果。
但是，目前国内外所采用的缓蚀阻垢剂大多有毒或对环境有害或缓蚀阻垢效果不佳，采用有机复配缓蚀剂防腐蚀效果虽然颇佳，但价格比较昂贵。
因为应用于冷却水系统的金属材料大多为碳钢材料，所以开发一种应用在海水介质中减缓或阻止碳钢腐蚀的经济、高效、对环境友好的新型绿色缓蚀阻垢剂是当前研究的重点[1]。
聚环氧琥珀酸便是一种无毒、无害的、可生物降解的绿色缓蚀阻垢剂，从20世纪90年代被美国开发出来后，因其优良的阻垢性能和可生物降解性一直受到研究者的关注[2]。
1 缓蚀阻垢剂的使用现状1.1 缓蚀剂目前，国内外所使用的缓蚀剂按其组成和结构可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂及复合缓蚀剂三种[3]。
无机类缓蚀剂中铬盐和重铬盐缓蚀剂因其对环境污染严重而且对人体有毒已禁止使用；亚硝酸盐和锌盐因其对环境有害或对人体有毒其使用量也受到了限制；硅酸盐、钼酸盐类缓蚀效果低，一般在高剂量下才有缓蚀效果或与其它缓蚀剂复合使用，这势必会增加缓蚀剂的使用成本。
聚环氧琥珀酸及其复配物的缓蚀性能的研究
ｂ ｓ ｂ ｒｈ ｇ ｎ ｌｓ ｒ ｅ ｉ ｇ ｐ ｏ ｒ ｍ ，ｔ ｄ ｙ ｅｅ ｔ ｃ ｅ ｃ ｌｔｅ ｂ ｓ ｏ ｏ ｎ Ｅ Ａ ｐ ｏ ａ ， ｈ ｍｉａ ｅ ｉｔｎ ｅ ａ ｄ ｅ ｔ ｙ ｏ ｔ ｏ ｏ ａ ｃ ｅ ｎｎ ｒ ｇ ａ ｓ ｙ ｂ ｌｃｒ ｈ ｍｉａ ｈ ｅ ｔｃ ｍｐ ｕ ｄ Ｐ Ｓ ｒｇ ｍ ｃ ｅ ｃ ｌｒ ｓｓ ｃ ｎ ｕ ｏ ｒ ａ ｆｒｈ ｒｖ ｉ ａ ｉｎ ｕｔｅ ａ ｄ ｔ ． ｌ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｌｅ ｏ ｙ ｕ ｃ ｎ ｃｄ； ｈ ｂ ｔｏ ｃｒ ｕ ａ ｉ ｇ ｃ ｏｉ ｇ ｗａ ； ｏ ｐ ｕ ｄ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｙ ｐ ｘ ｓ ｃ ｉ ｉａ ｉ ｉ ｉ ｉ ｎ； ｉｃ ｌ ｔ ｏ ｌ ￣ｒ ｃ ｍ ｏ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎ
分 类 号 ：Ｇ ７ ．２ Ｔ １４４ 文 献 标 识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １ ８４ ２ １ ）５０ ９ －３ １０ — ８ （０ ０ ０ －３ ５０ ５
Ｔ ｅＩ ｈｂｔ ｎ Ｓｕ ｙｏ ０ｙ ｐ ｘ ｓ ｃ ｉ ｉ Ａｃｄ ａ ｄ ＩｓＣ ｍｐ ｅ ｈ ｎ ｉｉ ｏ ｔ ｄ ｆＰ ｌｅ ０ ｙ ｕ ｅｎｃ ｉ ｎ ｔ ｏ ｌｘ ｉ
26457851_聚环氧琥珀酸共聚物阻垢缓蚀性能的研究
聚环氧琥珀酸共聚物阻垢缓蚀性能的研究张一江1,刘会媛2,3,柳鑫华2,3,王磊2,3,李繁麟2,3(1.华北理工大学轻工学院,河北唐山063000;2.唐山师范学院化学系,河北唐山063000;3.唐山市绿色专用化学品重点实验室,河北唐山063000)[摘要]以马来酸酐(MA )、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS )为原料合成了一种绿色阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸衍生物(PESA/AMPS ),利用EDTA 滴定法和分光光度法测定Ca 2+浓度,考察了其对CaCO 3和Ca 3(PO 4)2的阻垢性能,利用扫描电镜(SEM )研究其阻垢原理,极化曲线研究其缓蚀机理。
[关键词]聚环氧琥珀酸共聚物;碳酸钙;磷酸钙;阻垢缓蚀[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)03-0088-05Scale inhibition and corrosion inhibition performance of PESA copolymerZhang Yijiang 1,Liu Huiyuan 2,3,Liu Xinhua 2,3,Wang Lei 2,3,Li Fanlin 2,3(1.Qinggong College ,North China University of Science and Technology ,Tangshan 063000,China ;2.Department of Chemistry ,Tangshan Normal University ,Tangshan 063000,China ;3.Tangshan Key Laboratory of Green Specialty Chemicals ,Tangshan 063000,China )Abstract :A green scale inhibitor and corrosion inhibitor PESA derivative (PESA/AMPS )was synthesized from the reactants of maleic anhydride (MA ),2-acrylamide 2-methyl-propanesulfonic acid (AMPS ).Ca 2+concentration was determined by EDTA titration and spectrophotometry ,and the ability of inhibiting scale of CaCO 3and Ca 3(PO 4)2wasinvestigated.The mechanism of scale and corrosion inhibition was studied by means of scanning electron microscope (SEM )and polarization curve.Key words :PESA copolymer ;calcium carbonate ;calcium phosphate ;scale and corrosion inhibition[基金项目]河北省钢铁联合自然基金(B2017209228);唐山师范学院博士基金(2018A04)聚环氧琥珀酸(PESA )分子中含有羧基,被认为是一种可生物降解的环境友好型聚合物,应用前景广阔。
火力发电厂循环冷却水用阻垢缓蚀剂
火力发电厂循环冷却水用阻垢缓蚀剂HBI—2000代替HBI—19971范围本规定规定了火力发电厂循环冷却水用含有机磷复配型阻垢缓蚀剂验收指标和测定方法。
本规定以有机磷、共聚物为主有成分复配而成的A类阻垢缓蚀剂适用于不锈钢管、钛管循环冷却水处理系统。
也适用于碳钢管冲灰水系统。
本规定以有机磷、共聚物和苯并三氮唑为主有成分复配而成的B类阻垢缓蚀剂适用于铜管循环冷却水处理系统。
本规定以有机磷、共聚物和苯并三氮唑为主有成分复配而成的C类阻垢缓蚀剂适用于要求较高唑类含量的铜管循环冷却水处理系统。
2 引用标准GB/T601 化学试剂滴定分析容量分析用标准GB/T603 化学试剂实验方法中所用制剂及制品的制备GB/T6682 分析实验用水规格和实验方法HB/T2430 2431—93水处理剂阻垢缓蚀剂ⅡⅢ3要求3.1外观：无色、淡黄色或棕色透明液体，与水混溶无沉淀3.2火力发电厂循环冷却水用含有机磷复配型阻垢缓蚀剂应符合表1的要求注：本指标只作产品验收，应用前必须结合谁知作性能试验，合格后方可使用。
4试验方法本规定所用试剂和水，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和符合GB6682规定的三级水。
试验中所需标准溶液，制剂在没有其他要求时，均按GB601、GB603的规定制备。
4.1 磷酸盐含量的测定4.1.1 方法提要在酸性介质中，磷酸盐和亚磷酸盐在硫酸铵存在下，加热，氧化成磷酸，利用钼酸铵、酒石酸锑钾和磷酸反映生成锑磷钼酸配合物，以抗坏血酸还原成“锑磷钼蓝”，用吸光光度法测定总磷酸盐（PO43-计）含量，然后再减去磷酸（PO43-计）和亚磷酸（PO43-计）的含量，计算出磷酸盐含量。
4.1.2 试剂和材料4.1.2.1 磷酸盐（PO43-计）标准储备液：1mL溶液含有0.5000mgPO43-称取0.7165克精确至0.0002克，预先在100—105度干燥至恒重的磷酸二氢钾，置于烧杯中加水溶解，移入1000毫升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
聚环氧琥珀酸及其复配物阻垢缓蚀性能的研究
聚环氧琥珀酸及其复配物阻垢缓蚀性能的研究
陈颖敏;崔丽
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2009(029)007
【摘要】针对火电厂循环冷却水水质研究了聚环氧琥珀酸(PESA)的阻垢性能,并同PASP、MA-AA、ATMP等阻垢剂的阻垢效果进行了比较.实验结果表明:PESA阻垢效果优良.比PASP、MA-AA阻垢效果更优,比ATMP阻垢效果稍差.针对凝汽器铜材质(HSn-70A)研究了单一聚环氧琥珀酸的缓蚀性能,开发了与之复配的复合配方,筛选出的最佳复配方案为10mg/L PESA+0.5 mg/L BTA+2mg/L
Zn2++10mg/L葡萄糖酸钠,在此条件下铜的腐蚀率仅为0.0005mm/a.
【总页数】4页(P21-24)
【作者】陈颖敏;崔丽
【作者单位】华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定,071003;华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定,071003
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.42
【相关文献】
1.聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀性能的研究进展 [J], 苗贝贝;柳鑫华;王孟依;舒世立;韩婕;吴卫华;王磊;李慧娟
2.聚环氧琥珀酸及其复配物的阻垢与缓蚀性能研究进展 [J], 戴倩倩;周飞;亢思丹
3.聚环氧琥珀酸共聚物阻垢缓蚀性能的研究 [J], 张一江;刘会媛;柳鑫华;王磊;李繁麟
4.衣康酸改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀性能的研究 [J], 柳鑫华;王孟依;贾静娴;韩婕;吴卫华
5.聚环氧琥珀酸衍生物及复合配方在天然海水中阻垢缓蚀性能的研究 [J], 贾静娴;柳鑫华;王丽红;付占达;魏金芳;王鹏飞;王磊;赵腾达
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
环境友好型缓蚀阻垢剂聚环氧琥珀酸研究进展
综述专论随着各国工业的迅速发展，工业用水量逐年大幅上升，其中冷却水所占比重最大，有些部门甚至高达90%左右[1]。
“绿色化学”概念[2]的提出，重新塑造了水处理技术的发展方向——“环境友好型水处理剂”。
聚环氧琥珀酸(PESA)就是一种环境友好型水处理剂[3,4]。
PESA 兼有缓蚀、阻垢双重功能，热稳定好，无磷无氮，是适用于高碱高固水系的绿色缓蚀阻垢剂[5,6]。
20世纪90年代初，美国Betz 实验室首先开发出来一种无磷无氮“绿色”水处理剂聚环氧琥珀酸(PESA)[7,8]，可用于冷却水处理、污水处理、海水淡化、膜分离等，其阻垢性能和缓蚀性能均明显优于聚丙烯酸钠、聚马来酸和酒石酸等。
由于聚环氧琥珀酸是一种生产工艺清洁、阻垢效果优良、利用后的产物可生物降解，对环境无污染的高分子聚合物[9]，因此，被认为是一种“环境友好”绿色化学品。
环境友好型缓蚀阻垢剂聚环氧琥珀酸研究进展1聚环氧琥珀酸的合成1973年，Ti l l m on H.P.[10]合成了一种新型清洗剂——l -氧杂环丙烷-2,3-二羧酸聚合物(1-oxyacylopane-2,3-dicarboxylic acid)，即聚环氧琥珀酸(PolyEpoxySuccinic A cid)。
目前国外在合成PESA 时大多采用以环氧琥珀酸为原料的一步合成法，或者采用以马来酸酐为原料的二步合成法。
由于我国环氧琥珀酸不是基本化工原料，所以国内多采用以马来酸酐为原料的一步或两步合成路线。
1991年，日本的Fukumolo Y [11]以马来酸酐为原料，用蒸馏水和NaOH 水解生成马来酸钠，在催化剂钨酸钠作用下，用H 2O 2氧化得到环氧琥珀酸钠后，然后将环氧琥珀酸盐乙酯化，在无溶剂体系或惰性溶剂体系中开环聚合，再将制得的聚合物水解，得到可应用的聚环氧琥珀酸。
但该法的工艺条件较为苛刻，未能得到广泛应用。
20世纪90年代末，熊蓉春等[12]以马来酸酐为原料，首先用水和碱使之水解生成马来酸盐，再以过氧化物催化剂和钒系催化剂为催化剂的条件下进行环氧化反应生成环氧琥珀酸，最后以稀土催化剂为催化剂作者简介：刘江红（66），女，硕士，副教授，主要从事生物化工的研究刘江红张艳贾云鹏芦艳(东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江大庆163318)摘要：聚环氧琥珀酸(PES A)型水处理剂作为一种高效缓蚀阻垢剂，具有良好的生物降解性能，并适用于高碱高固水系，极小剂量即可达到很好的阻垢效。
聚环氧琥珀酸共聚物合成及其阻垢性能的研究
A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringResearch on Synthesis and Inhibiting Properties of Polyepoxysuccinic copolymerCandidate ：Liu YuMajor ：Applied ChemistrySupervisor ：Prof. Tang HeqingHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074, P.R.ChinaJune, 2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：刘宇日期：2008 年 6 月7 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本论文属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：刘宇日期：2008 年 6 月7 日指导教师签名：唐和清日期：2008 年 6 月7 日华中科技大学硕士学位论文摘要随着人们环保意识的提高，新型绿色水处理剂已成为国内外的研究热点。
聚环氧琥珀酸是一种无磷、非氮且可生物降解的绿色水处理剂，还兼有一定的缓蚀作用，有着广阔的应用前景。
它对碳酸钙具有良好的阻垢分散性能，适用于高碱、高固水系。
聚环氧琥珀酸钠的合成及阻垢性能[1]
![聚环氧琥珀酸钠的合成及阻垢性能[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/ba640194dd88d0d233d46a8a.png)
研究简报聚环氧琥珀酸钠的合成及阻垢性能王风云3 吕志芳 董 伟 夏明珠 雷 武(南京理工大学化学系 南京210094)关键词 聚环氧琥珀酸钠,聚合,阻垢剂中图分类号:O 631.5 文献标识码:A 文章编号:100020518(2001)09207462032000209219收稿,2001203226修回江苏省科学技术委员会社会发展基金资助项目(BS 99017) 聚环氧琥珀酸钠是一种无磷无氮和生物降解性好的兼有阻垢缓蚀双重功能的水处理药剂[1,2],90年代初美国就开发了这种药剂[2～4],日本及其它国家也相继开始对聚环氧琥珀酸钠及其衍生物进行了研究[5].在我国,熊蓉春等[6]也在这方面进行了初步研究,他们以马来酸酐为原料一步法合成聚环氧琥珀酸钠,实际操作中马来酸的环化过程反应较剧烈,使得反应条件很难控制、重复,因此不能准确确定影响产品质量的主要因素.本文将环氧琥珀酸钠以Ca (O H )2为引发剂进行聚合,对反应中影响聚环氧琥珀酸钠阻垢性能的因素如引发剂用量、加入次数和反应时间进行了考察,得到了最佳反应条件.聚环氧琥珀酸钠的合成反应为:OOON a ON aOCa (OH )2HO[C HCOON a C H C OON aO ]n H聚环氧琥珀酸钠的阻垢性能与n 值有直接关系.前人的研究表明,当n 值在2～25之间时,阻垢性能较好,n 值在2～10之间阻垢性能最好[1,3,4].马来酸酐,N aO H ,钨酸钠,30%双氧水,Ca (O H )2均为分析纯.PH S 210B 型酸度计(上海第二分析仪器厂),BRU KER 型红外光谱仪.按参考文献[7～9]方法,在四口烧瓶中加入4910g 马来酸酐,加80mL 去离子水溶解,搅拌下缓慢加60g 50%N aO H 溶液,然后在水浴上加热至55℃,加催化剂钨酸钠117g ,缓慢滴加65mL 30%双氧水,滴加50%N aO H 调节pH 值,温度保持在70℃反应2h .冷却至室温,加有机溶剂丙酮,环氧琥珀酸钠呈白色沉淀析出,过滤,再用丙酮洗涤3次,干燥,得环氧琥珀酸钠固体.准确称取该环氧琥珀酸钠,配置210m o l L 的溶液,备用.准确移取50mL 浓度为210m o l L 无色环氧琥珀酸钠溶液,加入带有恒速搅拌器、温度计及冷凝装置的四口烧瓶,用油浴加热,当升至一定温度时,分批加入引发剂Ca (O H )2,恒速搅拌一定时间,直至溶液粘度变大并逐渐变为淡黄色为止.反应结束后室温冷却.将合成液稀释至一定浓度后进行阻垢性能评定.对合成的产物作红外谱图分析,发现有下列特征吸收峰 c m -1:3450(—O H ),1635(—COON a ),1120(C —O —C ),1274(未反应的C —O 环),1064(C —H ),由此推断,合成的产物为聚环氧琥珀酸钠.产物的阻垢性能测定:分别配制一定浓度的含Ca 2+、含N aHCO 3和含N aC l 的标准溶液.向500mL 容量瓶中依次加入一定量的Ca 2+溶液,250mL 水,100mL N aC l 溶液,待测的阻垢剂溶液及一定量的N aHCO 3溶液,用水稀释至刻度,摇匀.量取150mL 该试液于装有恒速搅拌器的烧杯中,插入pH 计探头,在不断搅拌的情况下,用HC l 或N aO H 调节pH 为pH 1,加入少许Ca 2CO 3粉末作凝结核,一定时间后读取溶液的pH值并记为pH 2,2次测定的pH 之差pH 2-pH 1记为∃pH .-∃pH 值的大小可用来评定阻垢剂的第18卷第9期应用化学V o l .18N o.92001年9月 CH I N ESE JOU RNAL O F A PPL IED CH E M ISTR Y Sep.2001阻垢性能.-∃pH 值越小,阻垢性能越好;相反则阻垢性能越差.结果与讨论为了考察引发剂用量对产物阻垢性能的影响,在保持其它条件不变的情况下,只改变引发剂用量进行了实验,结果如图1所示.图1 引发剂用量对产物阻垢性能的影响F ig .1 Effectof in itiato r do sage on scale inh ib iti on of the p roduct从图1可知,当引发剂用量逐渐增加时,产物的阻垢性能开始随引发剂用量的增加而增强,而当引发剂增加到一定值后再增加时,所得产物的阻垢性能反而降低了.这是由于产物的阻垢性能直接与聚环氧琥珀酸钠的酸合度有关系.随着引发剂用量的增加,合成聚合物的聚合度降低,而聚环氧琥珀酸钠的聚合度较大或较小时,其阻垢性能都较差,只有在一定范围内才具有较好的阻垢性能.由实验数据可知,引发剂的用量为1118g 时,合成的产物具有较好的阻垢性能.在保持引发剂用量及其它条件不变的情况下,进行单因素实验.结果如图2所示.由图2可知,随温度从80℃升高至95℃,产物的阻垢性能相应增加,而当温度达到100℃时产物的阻垢性能开始下降.这是由于环氧琥珀酸钠的聚合反应存在平行反应2环氧琥珀酸钠的水解反应.环氧琥珀酸的水解活化能比较高,升高温度有利于反应的进行.当温度升高到100℃时,大大加速了水解反应的进行,使得反应产物中聚环氧琥珀酸钠的含量降低,阻垢性能下降.反应时间对产物的阻垢性能影响不是很大,为了求得最佳工艺条件,对反应时间进行了单因素实验,结果见图3.由图3可知,产物的阻垢性能随时间的增加先增强后降低,当反应时间为3h 左右时,产物的图2 反应温度对产物的阻垢性能的影响F ig .2 Effect of reacti on temperatu re on scale inh ib iti on of the p roduct阻垢效果最佳,这是由于环氧琥珀酸钠的聚合反应是阴离子开环逐步聚合,合成产物的聚合度随时间的增加而增大.当反应时间较短时,合成的聚合物分子量较小,阻垢性能较差,相反,反应时间较长时,分子量太大,阻垢效果也不好,只有在一定的时间内合成的聚合物才具有较好的阻垢性能.图3 反应时间对产物阻垢性能的影响F ig .3 Effect of reacti on ti m e on scale inh ib iti on of the p roduct我们通过实验发现加入引发剂的次数对产物的阻垢性能的影响很小,分两批加入制得的聚环氧琥珀酸钠的阻垢效果最好.参 考 文 献 1 Rodney D B ,Stephen W H .U S 4654159,1987 2 Carter C G ,Fan L D .EP 0609590,1994 3 B row n J M ,M c Dow ell J F .U S 5147555,1992 4 B row n J M ,M c Dow ell J F .U S 5062962,1991 5 Fuknmo to T ,T akao W .JP 04166298,1991747 第9期王风云等:聚环氧琥珀酸钠的合成及阻垢性能 6 X I ON G Rong 2Chun (熊蓉春),W E I Gang (魏刚),ZHOU D i (周娣),et a l .Gongy e S hu ichu li (工业水处理),1999,19(3):11 7 Payne G B ,W illiam s P H .J O rg Che m ,1959,24:44 8 K irshenbaum K S ,Sharp less K B .J O rg Che m ,1985,50:1979 9 Benedict J J ,Bu sh R D .U S 5028415,1991Syn thesis and Sca le -i nh ib iti ng Property ofPolyepoxysucc i n ic Sod iu mW AN G Feng 2Yun 3,LU ・・Zh i 2Fang ,DON G W ei ,X I A M ing 2Zhu ,L E IW u(D ep a rt m en t of Che m istry ,N anj ing U n iversity of S cience and T echnology ,N anj ing 210094)Abstract D isodium po lyepoxysuccinate that effectively inh ib its the fo rm ati on of scale w as syn thesized from disodium epoxysuccinate by treatm en t w ith alkaline calcium com pound .T he effect on scale 2in 2h ib iting p rop erty of the p roduct from am oun t and feed ti m es of catalyst ,the reacti on tem p eratu re ,the reacti on ti m e w ere investigated .T he op ti m um reacti on conditi on s are as fo llow s :1118g catalyst ,95℃and 3hou rs of syn thesis .Keywords disodium po lyepoxysuccin icate ,syn thesis ,scale inh ib ito r《应用化学》自2001年起,由双月刊改为月刊●中国化学会,中国科学院主办,中国科学院长春应用化学研究所承办●中文核心期刊,被17家知名检索数据库、文摘收录,多次获国家、省、部级奖励,发行量大,广告宣传效果好●国内外公开发行,每月10日出版●国内统一刊号CN 2221128 O 6;国际标准刊号ISSN 100020518●全国各地邮局订阅,邮发代号82184;每册定价9180元,全年117160元●广告经营许可证号:吉工商广字206号●中国国际图书贸易总公司办理国外订阅(BM 809)报道范围:着重报道化学学科有应用前景的基础研究,边缘学科和结合生产实际的创造性科研成果,在科学研究和应用之间起桥梁作用。
聚环氧琥珀酸复合药剂阻垢缓蚀性能的中试研究
・56 ・
现代化工 Modern Chemical Industry
第 26 卷第 4 期 2006 年 4 月
聚环氧琥珀酸复合药剂阻垢缓蚀性能的 中试研究
王 毅1 ,2 ,冯辉霞1 ,2 ,张 婷1 ,方卫东1
( 1. 兰州理工大学石油化工学院 ,甘肃 兰州 730050 ; 2. 兰州理工大学材料科学与工程学院 ,甘肃 兰州 730050)
112 生产工艺流程
些研究者对其研究开发还处于实验室阶段 , 合成条 。鉴于以上情 况 ,笔者采用复合催化剂 ,一步法成功中试生产了该 产品 。由于其工业级产品颜色较深 , 在聚合反应初 期加入了有机蒙脱土 ( OMMT) , 不但使产品颜色变 浅 ,而且成功地制得了聚环氧琥珀酸/ 有机蒙脱土复 合水处理剂 ( OMMT- PESA) 。通过对该复合药剂性
8516 8713 mm・ a-1 01040 01036 % 9411 9417
对实 验 室 自 制 的 环 氧 琥 珀 酸 单 体 、 PESA 、
OMMT- PESA 进行提纯 、 真空干燥 ,然后采用 K Br 压
PESA
淡黄
9612 9719
OMMT- PESA 近无色
片法进行红外光谱分析 , 结果表明环氧琥珀酸单体 产品中有三元环的 3 235 cm - 1 C —H 键伸缩振动峰 , 而 PESA 和 OMMT- PESA 红外光谱图中 1 214 cm
摘要 : 在一步法合成聚环氧琥珀酸的聚合初期加入有机蒙脱土 ,成功地将聚环氧琥珀酸颜色变浅 , 并且合成了聚环氧琥珀 酸/ 有机蒙脱土复合水处理剂 (OMMT- PESA) 。静态阻垢试验 、 旋转挂片试验和动态模拟试验结果表明 ,OMMT- PESA 复合药剂 的缓蚀 、 阻垢性能均优于单一的聚环氧琥珀酸 ,且该复合药剂与杀生剂有较好的相容性 。 关键词 : 聚环氧琥珀酸 ; 阻垢性能 ; 缓蚀性能 ; 有机蒙脱土 中图分类号 :TQ216 文献标识码 :A 文章编号 :0253 - 4320 (2006) 04 - 0056 - 03
聚环氧琥珀酸(钠)pesa中英文介绍
聚环氧琥珀酸（钠）PESA中英文介绍Polyepoxysuccinic Acid (PESA)（山东鑫泰水处理技术有限公司工业循环水处理药剂山东枣庄2015）分子式：HO(C4H2O5M2)nH 相对分子质量：800-1700结构式：一、性能与用途聚环氧琥珀酸（PESA）是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。
聚环氧琥珀酸（PESA）对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂。
聚环氧琥珀酸（PESA）与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。
同时聚环氧琥珀酸（PESA）具有一定的缓蚀作用，是一种多元阻垢剂。
聚环氧琥珀酸（PESA）生物降解性能好，应用范围广泛，尤其适用于高碱、高硬、高PH条件下的冷却水系统，可实现高浓缩倍数运行。
聚环氧琥珀酸（PESA）与氯的相溶性好，与其它药剂配伍性好。
三、使用方法1、聚环氧琥珀酸（PESA）适用于油田注水、锅炉水处理等领域。
2、聚环氧琥珀酸（PESA）适用于钢铁、石化、电力、医药等行业的循环冷却水系统。
3、聚环氧琥珀酸（PESA）特别适用于高碱度、高硬度、高PH、高浓缩倍数系统的锅炉水处理、循环冷却水处理、海水淡化、膜分离等领域。
4、聚环氧琥珀酸（PESA）适用于洗涤剂行业。
四、包装与贮存聚环氧琥珀酸（PESA）用塑料桶包装，每桶25kg或250kg或根据用户需要确定。
聚环氧琥珀酸（PESA）贮存室内阴凉处，贮存期十个月。
五、安全防护聚环氧琥珀酸（PESA）为碱性，操作时注意劳动保护，应避免与眼睛、皮肤或衣服接触，接触后应立即用大量清水冲洗。
PESA相关产品聚环氧琥珀酸PESA聚环氧琥珀酸钠PESA聚天冬氨酸PASP聚天冬氨酸钠PASP肥料增效剂PASPPolyepoxysuccinic Acid(PESA)CAS No. : 51274-37-4Molecular Formula: HO(C4H2O5M2)n H Molecular weight: 400-1500 Structural Formula:Properties:PESA is a multivariate scale and corrosion inhibitor with non-phosphor andnon-nitrogen, it has good scale inhibition and dispersion for calcium carbonate,calcium sulfate, calcium fluoride and silica scale, with effects better than that ofordinary organophosphines. When built with organophosphates, the synergism effects are obvious.PESA has good biodegradation properties, it can be widely used in circulating coolwater system in situation of high alkaline, high hardness and high pH value. PESA can be operated under high concentration index. PESA has good synergism with chlorine and other Water Treatment Chemicals.Usage:PESA can be used in system of oilfield refill water, crude oil dehydration and boiler;PESA can be used in circulating cool water system of steel, petrochemical, power plant, medicine.PESA can be used in boiler water, circulating cool water, desalination plant, andmembrane separation in situation of high alkaline, high hardness, high pH value and high concentration index.PESA can be used in detergent fields.Package and Storage:PESA li quid: 200L plastic drum,IBC(1000L),customers’ requirement.PESA solid: 20kg/bag,customers’ requirement.Storage for ten months in shady room and dry place.Safety Protection:Alkaline, Avoid contact with eye and skin, once contacted, flush with water.Keywords: PESARelated Products:Polyepoxysuccinic AcidSodium Salt of Polyaspartic Acid (PASP)Copolymer of Phosphono and carboxylic Acid (PCA)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
聚环氧琥珀酸（PESA）火电厂循环冷却水中的应用
火电厂循环冷却水阻垢处理以往一般采用一些含磷的阻垢剂和加酸处理,阻垢效果受多方面因素影响较大,不稳定,并且废水外排容易引起水体富营养化,导致环境污染。
聚环氧琥珀酸(PESA)应用于火电厂循环冷却水，不但投加量少、阻垢效果好、受碱度影响小,并且具有较好的生物降解能力,不含磷,外排水不会对环境造成污染。
另外,PESA对火电厂循环冷却水换热铜管有较好的缓蚀作用,能够减少换热面的腐蚀。
聚环氧琥珀酸（PESA）的投加量为8mg/L时阻垢率就能达到99%以上,投加量在10mg/L左右能达到100%,由于火电厂循环冷却水，水温一般在7℃～45℃,低于实验的80℃所以更有利于阻垢,投加量不需要太高,低于10mg/L就能达到100%。
阻垢性能优于HEDP、PAA、HPMA,但稍差于PBTCA。
1. PESA的生物降解能力与投加量、温度、时间和溶解氧有关。
随着投加量的增加PESA的降解能力急剧下降,投加浓度高不利于降解,但根据火电厂循环冷却水水质情况,一般PESA的投加量应该在1mg/L～10mg/L,降解率一般在65%以上,另外,由于环境中有机物含量一般较低,因此,PESA使用不会对环境造成有机污染。
研究表明,溶解氧含量高有助于PESA生物降解;另外,温度、时间和PESA的生物降解能力的关系密切。
在相同供养情况下,当温度为20℃时,大概在30天左右降解率达到90%以上, 10℃时降解相对缓慢,可见,温度和时间对聚环氧琥珀酸的降解有很大影响。
火电厂循环冷却水外排后温度与环境温度相同大约在7℃～35℃,在具有较充足含氧量情况下,PESA在短时间内能够完全降解。
可见,PESA的生物降解性能好,是环境友好型阻垢剂,不会对环境造成二次污染。
2.PESA的缓蚀作用
火电厂循环冷却水的换热面一般为铜管,周晓[10]蔚等在近似火电厂循环冷却水的水质的条件下,对PESA以及与其他缓蚀剂复配对铜的缓蚀效果做了实验研究,研究表明,PESA对铜有较好的缓蚀效果,复配药剂缓蚀效果更好。
一般情况下,为了减少药剂用量,减少磷的排放PESA与其他一些含磷阻垢剂复配,同时能够很好地缓解换热面腐蚀,在一定程度上能提高环境效益和经济效益。
由于PESA和其它一些阻垢剂复配使用阻垢效果更佳,同样可以减少磷的排放,对于有机物含量少的水体不会造成污染,因此,建议根据实际情况PE2SA可以跟其它阻垢剂按一定比例复配,以达到最佳效果。