本發明涉及工業水處理,尤其是一種用于循環冷卻水等其他工業水的緩蝕劑。
背景技術:
1、循環冷卻水系統是工業生產中常見的熱交換系統,通過循環使用冷卻水帶走工業設備產生的熱量,維持設備在正常溫度范圍內運行。然而,循環冷卻水在長時間的使用過程中,由于溶解氧、二氧化碳、無機鹽類、微生物以及金屬材質本身等因素的影響,會導致金屬部件的腐蝕。這種腐蝕不僅會降低設備的性能和使用壽命,還會增加維護成本和安全隱患。
2、為了應對金屬腐蝕問題,人們開發了眾多的緩蝕劑種類,其中多元醇磷酸酯(pape)和膦酰基羥基乙酸(hpaa)是兩種常見的緩蝕劑。pape具有優良的緩蝕性能和熱穩定性,能夠有效減緩金屬在水中的腐蝕速度。然而,pape中含有一定量的磷元素,隨著環保法規對磷排放的限制日益嚴格,其使用受到了越來越多的限制。hpaa則因其良好的緩蝕效果和生物降解性而受到關注,但在某些特定條件下,其緩蝕效率可能不夠理想,需要與其他緩蝕劑復配使用,增加了使用成本和復雜性;且同樣含有磷元素,盡管含量相對較低。
3、鑒于現有緩蝕劑存在的這些局限性,研發一種既環保(低磷含量)又高效的新型緩蝕劑,成為了工業水處理技術領域特別是循環冷卻水處理技術亟待攻克的重要課題。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種有機低磷緩蝕劑的制備方法,該方法制得的有機低磷緩蝕劑由有機物構成,其具有緩蝕效率高、磷含量低的優點,從而克服了現有緩蝕劑存在的磷含量高且緩蝕效果可能不夠理想的局限性。
2、為了解決上述技術問題,本發明所采用的技術方案是:
3、一種有機低磷緩蝕劑的制備方法,其制備原料由以下原料組成:
4、硝酸、液堿、雙季戊四醇、多氨基多醚基甲叉膦酸、水;
5、其制備方法包括以下步驟:
6、a.將硝酸加入反應器內,然后滴加堿液;
7、b.堿液滴加完畢后,將反應器內的物料加熱,進行脫水反應;
8、c.脫水反應完畢后,將反應器內的物料進行降溫,滴加雙季戊四醇,
9、d.雙季戊四醇滴加完畢后,將反應器內的物料加熱,進行酯化反應;
10、e.酯化反應完畢后,將反應器內的物料進行降溫,加入水,繼續滴加堿液;
11、f.堿液滴加完畢后,繼續將反應器內的物料進行降溫,加入多氨基多醚基甲叉膦酸。
12、上述技術方案中,更具體的技術方案還可以是:包括以下具體步驟:
13、a.將硝酸加入反應器內,并在60℃~75℃的溫度下滴加堿液;
14、b.堿液滴加完畢后,先將反應器內的真空度調整至0.090mpa~0.100mpa,再將反應器內的物料加熱至135℃~155℃,進行脫水反應;
15、c.脫水反應完畢后,解除真空狀態并將反應器內的物料降溫至105℃~125℃,并在該溫度下滴加雙季戊四醇;
16、d.雙季戊四醇滴加完畢后,先將反應器真空度調整至0.090?mpa~0.100mpa,再將反應器內的物料加熱至125℃~145℃,進行酯化反應;
17、e.解除真空狀態并將反應器內的物料降溫至100℃以下,加入水,然后控制反應器內的物料溫度低于65℃,并在該溫度下滴加堿液;
18、f.堿液滴加完畢后,繼續將反應器內的物料降溫至25℃以下,加入多氨基多醚基甲叉膦酸。
19、進一步的,所述原料的重量份數如下:
20、硝酸?45份~65份、液堿?15份~25份、雙季戊四醇?12份~20份、多氨基多醚基甲叉膦酸?6份~15份、水25份~45份;
21、其中,a步驟堿液的滴加量為10份~15份,e步驟堿液的滴加量為10份~15份。
22、進一步的,所述原料中的水為除鹽水。
23、進一步的,所述硝酸的純度≥85%。
24、進一步的,所述液堿中naoh≥30%。
25、進一步的,所述雙季戊四醇的純度≥95%。
26、進一步的,所述多氨基多醚基甲叉膦酸的純度≥50%。
27、由于采用上述技術方案,本發明與現有技術相比,具有如下有益效果:
28、1.本發明為有機構成,緩蝕效率高,比現有緩蝕劑pape(多元醇磷酸酯)對碳鋼緩蝕效率提高22%以上,比hpaa(膦酰基羥基乙酸)對碳鋼緩蝕效率提高28%以上;且其屬于低磷緩蝕劑,其磷含量低至2‰以下,綠色環保。
29、2.本發明通過以下技術協同作用實現高效緩蝕:
30、多元醇磷酸酯化反應:硝酸與雙季戊四醇在高溫脫水條件下生成磷酸酯中間體,其含磷基團通過化學吸附在金屬表面形成致密鈍化膜;
31、有機膦酸協同效應:多氨基多醚基甲叉膦酸分子中的多氨基與膦酸基團形成螯合結構,增強膜層與金屬的結合力;
32、ph梯度調控:分階段調節反應體系ph值(初始堿性→中性→弱酸性),促進羥基自由基生成,加速腐蝕抑制反應動力學。
1.一種有機低磷緩蝕劑的制備方法,其特征在于:
2.根據權利要求1所述的阻垢分散劑的制備方法,其特征在于包括以下具體步驟:
3.根據權利要求1或2所述的阻垢分散劑的制備方法,其特征在于所述原料的重量份數如下:
4.根據權利要求3所述的阻垢分散劑的制備方法,其特征在于:
5.根據權利要求4所述的阻垢分散劑的制備方法,其特征在于:
6.根據權利要求5所述的阻垢分散劑的制備方法,其特征在于:
7.根據權利要求6所述的阻垢分散劑的制備方法,其特征在于:
8.根據權利要求7所述的阻垢分散劑的制備方法,其特征在于: