一种含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种将含氨氮污水回收用于循环冷却水时所采用的含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂。以2-十五烷基-1（马来酰胺）-乙基-咪唑啉和木质素作为主要成分。其中，2-十五烷基-1（马来酰胺）-乙基-咪唑啉是一种缓蚀剂；单独使用，缓蚀性能较差。木质素，是一种天然的、可降解的阻垢剂，但是存在用量大、处理效果不好、易分解的问题。本发明将2-十五烷基-1（马来酰胺）-乙基-咪唑啉和木质素复配然后添加少量的对氨基苯甲酰基麸质酸、月桂酰基肌氨酸钠、二巯基丁二酸锑钠、巯基丁二酸、甘油、2-甲基-3(2H)-异噻唑酮盐酸盐，从而获得了缓蚀效果和阻垢效果具佳的无磷复合阻垢缓蚀剂；阻碳酸钙垢率高达99.7％以上；碳钢腐蚀速度低于0.027（mm/a）。
【专利说明】一种含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无磷阻垢缓蚀剂，具体地说涉及一种将含氨氮污水回收用于循环冷却水时所采用的含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂。
【背景技术】
[0002]炼油过程中会产生的大量含氨氮的污水，通常是送污水处理厂进行二级生化处理后排放。这在水资源紧缺的当今，是一种极大地浪费。如能进一步对含氨氮的污水进行处理并回用于循环冷却水将是解决企业水资源短缺的一条有效途径。回用过程中要解决缓蚀、阻垢和微生物及粘泥控制等问题。中国专利申请CN1258649A公开了一种多元复配阻垢缓蚀剂，该阻垢缓蚀剂主要包括有机磷酸、含磺酸基共聚物及锌盐，可用于对经过二级生化处理的石油化工废水的处理，其缺点是该多元复配阻垢缓蚀剂只能用于氨氮含量极少(0.14-1.88mg/L)的石油化工废水作为补水的循环水处理。CN1234625C公开了一种适合含氨氮污水回用于循环冷却水的无磷复合阻垢缓蚀剂；该无磷复合阻垢缓蚀剂包括聚磷酸盐或磷酸盐、有机磷酸、含磺酸基共聚物和锌盐；含有大量的有机磷和无机磷，会对环境造成二次污染。
[0003]由于环境保护的要求，世界各国开始限制磷的排放，低磷、无磷和非重金属阻垢缓蚀剂的开发得到了更多的关注。特别是进入21世纪以来，水处理阻垢缓蚀剂正朝着无毒无公害、可生物降解及环境友好的方向发展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种不含磷、且具备高效阻垢缓蚀效率的含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂。
[0005]本发明的技术方案:
一种含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂，由下述组分组成；
2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12份、
木质素15-20份、
对氨基苯甲酰基麸质酸1.3-1.5份、
月桂酰基肌氨酸钠2.3-2.8份、
二巯基丁二酸锑钠1.7-2.5份、
巯基丁二酸1.5-2.1份、
甘油3-5份、
2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.2-1.8份；
所述份数为重量份。
[0006]上述含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂，各组分的优选配比为:
2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12份、
木质素18份、对氨基苯甲酰基麸质酸1.4份、
月桂酰基肌氨酸钠2.5份、
二巯基丁二酸锑钠2.0份、
巯基丁二酸1.8份、
甘油4份、
2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.5份。
[0007]上述含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂，适用于氨氮浓度为l_23mg/L、ph为6.3-9.4的含氨氮污水，相对于待处理溶液总量的有效浓度为15-20mg/L。
[0008]本发明的含氨氮循环冷却水 用无磷复合阻垢缓蚀剂，以2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉和木质素作为主要成分。其中，2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉是一种缓蚀剂；单独使用，缓蚀性能较差；与硫脲复配使用时具备良好的缓蚀性能；但是，硫脲有毒、可经皮肤吸收，且对环境造成危害；不符合无毒无公害、可生物降解及环境友好的要求。木质素，是一种天然的、可降解的阻垢剂，但是存在用量大、处理效果不好、易分解的问题。本发明将2-十五烷基-1 (马来酰胺)_乙基-咪唑啉和木质素复配然后添加少量的对氨基苯甲酰基麸质酸、月桂酰基肌氨酸钠、二巯基丁二酸锑钠、巯基丁二酸、甘油、2-甲基-3(2H)_异噻唑酮盐酸盐，从而获得了缓蚀效果和阻垢效果具佳的无磷复合阻垢缓蚀剂；阻碳酸钙垢率高达99.7%以上；碳钢腐蚀速度低于0.027 (mm/a)。经研究发现，2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉和木质素能相互作用，从而同时提高2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑的缓蚀效率和木质素的分散效果。而对氨基苯甲酰基麸质酸、月桂酰基肌氨酸钠、二巯基丁二酸锑钠和巯基丁二酸四种成分的存在，能促进2-十五烷基-1 (马来酰胺)_乙基-咪唑和木质素的相互作用及木质素的稳定性，从而使本发明的无磷复合阻垢缓蚀剂适用范围更宽。
【具体实施方式】
[0009]下面的实施例均按照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和试验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”和“旋转挂片失重法”进行静态阻垢试验和旋转挂片腐蚀试验。在“碳酸钙沉积法”中试验原水浓度3倍；在“旋转挂片失重法”中试验温度为40度，试水转速为120转/分(rpm)，试验时间为72h，挂片材质为碳钢，试验用水为浓缩2倍的试验原水。下属实施例的试验原水为来自炼油厂的含氨氮污水按常规方法经二级生化处理(如活性污泥法)、并经过絮凝沉降[如可在室温下将聚合氯化铝(浓度为40mg/L)和阳离子聚丙烯酰胺(浓度为2mg/L)作为絮凝剂先后加入其中，在沉降0.5小时]、精密过滤除悬浮物(如用高效纤维束过滤器过滤)后的污水。试验原水水质为氨氮2-20mg/L，Ca2+(以CaC03计，下同)120_200mg/L，总碱度(以CaC03计，下同)200-380 mg/L, C1-83.5-142.3 mg/L, S042-146-63 9mg/L，ΡΗ7.4_8.4，电导率1120-1639 u s/cm,总溶固 576_756mg/L，C0Dcr23_137 mg/L。水质的 CODcr 测定方法为经典的铬法，其余的参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和试验方法》。
[0010]实施例1
称取2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g、月桂酰基肌氨酸钠2.5g、2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.5g与4g甘油混合；得A组分；
称取木质素18g、对氨基苯甲酰基麸质酸1.4g、二巯基丁二酸锑钠2.0g、巯基丁二酸1.8g，加36.8g水混合均匀，然后再与A组分混合均匀；得80g复合阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，无磷复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为15mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 20mg/L, Ca2+ 165mg/L,总碱度 263mg/L, Cl- 110.6mg/L,S042- 334mg/L, pH 9.3，CODCr 48mg/L。
[0011]实施例2
称取2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g、月桂酰基肌氨酸钠2.5g、2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.5g与4g甘油混合；得A组分；
称取木质素18g、对氨基苯甲酰基麸质酸1.4g、二巯基丁二酸锑钠2.0g、巯基丁二酸1.8g，加36.8g水混合均匀，然后再与A组分混合均匀；得80g复合阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，无磷复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为20mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 20mg/L, Ca2+ 165mg/L,总碱度 263mg/L, Cl- 110.6mg/L,S042- 334mg/L, pH 9.3，CODCr 48mg/L。
[0012]实施例3
称取2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g、月桂酰基肌氨酸钠2.3g、2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.2g与3g甘油混合；得A组分；
称取木质素15g、对氨基苯甲酰基麸质酸1.3g、二巯基丁二酸锑钠1.7g、巯基丁二酸
1.5g，加42g水混合均匀，然后再与A组分混合均匀；得80g复合阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，无磷复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为15mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 23mg/L, Ca2+ 194mg/L,总碱度 332mg/L, Cl- 125.3mg/L,S042- 639mg/L, pH 7.9，C0DCr33mg/L。
[0013]实施例4
称取2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g、月桂酰基肌氨酸钠2.8g、2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.8g与5g甘油混合；得A组分；
称取木质素20g、对氨基苯甲酰基麸质酸1.5g、二巯基丁二酸锑钠2.5g、巯基丁二酸
2.lg，加32.3g水混合均匀，然后再与A组分混合均匀；得80g复合阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，无磷复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为20mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 1.5mg/L, Ca2+ 174mg/L,总碱度 419mg/L, Cl- 83.4mg/L,S042- 341mg/L,pH 6.4，CODCr 105mg/L。
[0014]实施例5
称取2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g、月桂酰基肌氨酸钠2.3g、2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.5g与4g甘油混合；得A组分；
称取木质素18g、对氨基苯甲酰基麸质酸1.5g、二巯基丁二酸锑钠2.lg、巯基丁二酸1.8g，加36.8g水混合均匀，然后再与A组分混合均匀；得80g复合阻垢缓蚀液；用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，无磷复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为18mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 1.5mg/L, Ca2+ 174mg/L,总碱度 419mg/L, Cl- 83.5mg/L,S042- 330mg/L, pH 6.4，CODCr 98mg/L。
[0015]实施例6
称取2-十五烷基-1(马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g、月桂酰基肌氨酸钠2.3g、2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.Sg与4g甘油混合；得A组分；
称取木质素17g、对氨基苯甲酰基麸质酸1.5g、二巯基丁二酸锑钠2.lg、巯基丁二酸
1.5g，加37.8g水混合均匀，然后再与A组分混合均匀；得80g复合阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，无磷复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为20mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 1.5mg/L, Ca2+ 174mg/L,总碱度 419mg/L, Cl- 83.5mg/L,S042- 340mg/L,pH 6.4，CODCr 105mg/L。
[0016]对比例I
称取木质素18g加62g水混合均匀，得80g复合阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为15mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 20mg/L, Ca2+ 165mg/L,总碱度 263mg/L, Cl- 110.6mg/L,S042- 334mg/L, pH 9.3，CODCr 48mg/L。
[0017]对比例2
称取2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g加68g水混合均匀，得80g，阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为15mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 20mg/L, Ca2+ 165mg/L,总碱度 263mg/L, Cl- 110.6mg/L,S042- 334mg/L, pH 9.3，CODCr 48mg/L。
[0018]对比例3
称取2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g、取木质素18g,加50g水混合均匀，得80g复合阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为15mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 20mg/L, Ca2+ 165mg/L,总碱度 263mg/L, Cl- 110.6mg/L,S042- 334mg/L, pH 9.3，CODCr 48mg/L。
[0019]对比例4
称取2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g、2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.5g与4g甘油混合；得A组分；
称取木质素18g、对氨基苯甲酰基麸质酸1.4g、巯基丁二酸1.8g,加41.3g水混合均匀，然后再与A组分混合均匀；得80g复合阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液 按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为15mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 20mg/L, Ca2+ 165mg/L,总碱度 263mg/L, Cl- 110.6mg/L, S042-334mg/L, pH 9.3，CODCr 48mg/L。
[0020]对比例5
称取2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12g、月桂酰基肌氨酸钠2.5g与4g甘油混合；得A组分；
称取木质素18g、二巯基丁二酸锑钠2.0g，W 41.5g水混合均匀，然后再与A组分混合均匀；得80g复合阻垢缓蚀液；
用配制好的药剂溶液按80mg/L的药剂浓度向试验用水中投加时，复合阻垢缓蚀剂的有效浓度为15mg/L ；
试验原水水质为:氨氮 20mg/L, Ca2+ 165mg/L,总碱度 263mg/L, Cl- 110.6mg/L,S042- 334mg/L, pH 9.3，CODCr 48mg/L。
[0021]按上述投加浓度进行静态阻垢试验和旋转挂片腐蚀试验，阻碳酸钙垢率和腐蚀速
度见表1:
表1缓蚀阻垢剂的阻垢缓蚀效果
【权利要求】
1.一种含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，由下述组分组成；
. 2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12份、
木质素15-20份、
对氨基苯甲酰基麸质酸1.3-1.5份、
月桂酰基肌氨酸钠2.3-2.8份、
二巯基丁二酸锑钠1.7-2.5份、
巯基丁二酸1.5-2.1份、
甘油3-5份、
. 2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.2-1.8份；
所述份数为重量份。
2.根据权利要求1所述的含氨氮循环冷却水用无磷复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，
2-十五烷基-1 (马来酰胺)-乙基-咪唑啉12份、
木质素18份、
对氨基苯甲酰基麸质酸1.4份、
月桂酰基肌氨酸钠2.5份、
二巯基丁二酸锑钠2.0份、
巯基丁二酸1.8份、
甘油4份、
. 2-甲基-3 (2H)-异噻唑酮盐酸盐1.5份。
【文档编号】C02F5/12GK103613212SQ201310619305
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】李运玮 申请人:山东京鲁水务集团有限公司