一种反渗透进水高含TDS、高二氧化硅阻垢分散剂及其制备方法与流程

一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及水处理技术领域，具体为一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂及其制备方法。


背景技术：

[0002] 水是人类赖以生存的基本条件，但世界上水资源是有限的。我国的人均水量仅为世界人均水量的四分之一，水资源更为贫乏。随着工业的高速发展，水的生态平衡日益受到严重破坏。为解决水资源危机，适应可持续发展，必须合理节约用水。工业用水中的冷却水用量占总用水量的 60
‑
80 重量％，因此，节约工业用水的主要目标是循环使用，将生产产生的废水和生活废水进行适当处理重新利用，尽可能地提高重复利用率，同时进行浓水分盐，达到零排放。零排放的一般工艺是：对循环水排放的浓盐水、生产污水、矿井水等进行絮凝除硬处理，再进行双膜再浓缩处理，膜浓缩排放的盐卤水通常被送往蒸发塘进行自然蒸发、结晶分盐，或送至结晶器，结晶干燥成固体，运送堆填区埋放，最终达到整个厂区零排水的目的。这就要求每个环节必须能够安全运行，尤其反渗透系统，由于进水含盐量高并且常含有高硫酸根、高二氧化硅，加之回收率高和膜娇贵，极易出现污堵结垢情况。所以必须往反渗透进水中加入高效阻垢分散剂以提高浓水一侧的含盐量，从而防止设备结垢、保证设备安全运行。由于零排工艺最终采用埋放或脱泥分盐，不存在磷污染水体问题，所以在设计水处理配方时可以采用含膦药剂。
[0003]
目前市售高tds阻垢分散剂要求进水侧电导小于30000mg/l、二氧化硅小于50mg/l，这一指标对某些恶劣水质不能达到零排技术要求，给后续设备运行带来了巨大压力。
[0004]
本超高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂解决了这一难题，极大的提高了反渗透进水指标，进水侧电导达到60000mg/l、二氧化硅达到80mg/l仍不结垢，为系统安全运行和节水提供了保障。
[0005]
另外现用阻垢分散剂产品使用浓度高、复配加量大、对水质的适应范围窄。


技术实现要素：

[0006]
针对相关技术中的问题，本发明提出的一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂及其制备方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题，本发明的目的是对原料从分子结构及制备方法上进行设计研制，从单剂对钙、镁离子的螯合、分散等效应互补着手，本发明组合物可广泛应用于反渗透进水、循环冷却水、海水淡化等领域，阻垢分散效果好，在加入量10mg/l组合物，反渗透进水tds可达60000mg/l、水中钙容忍度可到2000mg/l，在自然环境中可降解。
[0007]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂，包括按质量百分比计的如下组分：
多氨基多醚基亚甲基膦酸
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20~40%氨基酸亚甲基膦酸
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5~15%聚马来酸酐
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5~20%丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物
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5~25%通过采用上述技术方案，至少具有如下优点：1、多氨基多醚基亚甲基膦酸是一类有机化合物的统称，其相对分子质量约为600，主要用于在循环冷却水中作缓蚀阻垢剂，多氨基多醚基亚甲基膦酸在循环冷却水中既有很好的钙容忍度，对碳酸钙、硫酸钙有很强的阻垢能力，并能很好地稳定铁、锌、锰的氧化物，对硅和硅酸盐也十分有效。2、聚马来酸酐是棕黄色或棕红色透明液体。聚马来酸酐是由马来酸酐聚合而成.又称聚顺丁烯酸酐，聚失水苹果酸酐，分子量2310。相对密度1.19~1.20。ph 1~2。乳白色至浅黄色。易溶于水、稀碱、丙酮、乙腈、低级醇、酯和硝基烷。聚马来酸酐容易水解成为马来酸。均聚物在水中离解时，生成稳定的环状结构，它是分子内氢键作用的结果。无毒。3、丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物对碳酸钙、硫酸钙特别是磷酸钙垢的形成和沉积有良好的抑制作用，对三氧化二铁、污泥、粘土和油垢也有良好的分散性能;能在高ph值的条件下使用;t
‑
225与有机磷酸盐、bta等混溶性好，对抑制锌盐沉积和磷酸钙垢的析出有特效。在较高温度和碱性条件下有良好阻垢分散作用。
[0008]
优选的，所述的多氨基多醚基亚甲基膦酸由端氨基聚醚、亚磷酸和甲醛，在浓硫酸酸性条件，于90~120℃加热合成得到。
[0009]
优选的，所述的端氨基聚醚与甲醛的摩尔比为1:2~6。
[0010]
优选的，所述的硫酸酸性条件，硫酸加入量以硫酸计为亚磷酸质量分数的5~30%。
[0011]
优选的，所述甲醛是以滴加的方式在1~2h内加入到亚磷酸、浓硫酸和端氨基聚醚的混合物中。
[0012]
优选的，所述合成的反应时间为2~4h。
[0013]
优选的，所述端氨基聚醚为端氨基聚醚d2000、端氨基聚醚d230、端氨基聚醚t403其中的一种或几种组合。
[0014]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种如上所述的反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤，步骤一：按质量百分比依次称取多氨基多醚基亚甲基膦酸、氨基酸亚甲基膦酸、聚马来酸酐、丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物；步骤二：端氨基聚醚、亚磷酸按摩尔比1:4的摩尔比加入反应釜，并加入亚磷酸质量分数7%的硫酸和部分软化水；步骤三：保持反应温度在45℃左右反应1h，升温至100℃，冷凝回流，向溶液中缓慢滴加甲醛，滴加时间不少于1h，其中端氨基聚醚与甲醛的摩尔比为1:5；步骤四：甲醛滴加完毕，在温度不小于105℃下继续加热回流约2h；步骤五：减压蒸馏，最后补加一定量的软化水，混合均匀后得到反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂。
[0015]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂及其制备方法，对原料
从分子结构及制备方法上进行设计研制，从单剂对钙、镁离子的螯合、分散等效应互补着手。本发明组合物可广泛应用于反渗透进水、循环冷却水、海水淡化等领域；阻垢分散效果好，在加入量10mg/l组合物，反渗透进水tds可达60000mg/l、水中钙容忍度可到2000mg/l；在自然环境中可降解。
具体实施方式
[0016]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]
实施例1一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂，包括按质量百分比计的如下组分：多氨基多醚基亚甲基膦酸
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25%氨基酸亚甲基膦酸
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15%聚马来酸酐
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12%丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物
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13%一种如上所述的反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤，步骤一：按质量百分比依次称取多氨基多醚基亚甲基膦酸、氨基酸亚甲基膦酸、聚马来酸酐、丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物；步骤二：端氨基聚醚、亚磷酸按摩尔比1:4的摩尔比加入反应釜，并加入亚磷酸质量分数7%的硫酸和部分软化水；步骤三：保持反应温度在45℃左右反应1h，升温至100℃，冷凝回流，向溶液中缓慢滴加甲醛，滴加时间不少于1h，其中端氨基聚醚与甲醛的摩尔比为1:5；步骤四：甲醛滴加完毕，在温度不小于105℃下继续加热回流约2h；步骤五：减压蒸馏，最后补加一定量的软化水，混合均匀后得到反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂。
[0018]
实施例2一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂，包括按质量百分比计的如下组分：多氨基多醚基亚甲基膦酸
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30%氨基酸亚甲基膦酸
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12%聚马来酸酐
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12%丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物
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11%一种如上所述的反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤，步骤一：按质量百分比依次称取多氨基多醚基亚甲基膦酸、氨基酸亚甲基膦酸、聚马来酸酐、丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物；
步骤二：端氨基聚醚、亚磷酸按摩尔比1:4的摩尔比加入反应釜，并加入亚磷酸质量分数7%的硫酸和部分软化水；步骤三：保持反应温度在45℃左右反应1h，升温至100℃，冷凝回流，向溶液中缓慢滴加甲醛，滴加时间不少于1h，其中端氨基聚醚与甲醛的摩尔比为1:5；步骤四：甲醛滴加完毕，在温度不小于105℃下继续加热回流约2h；步骤五：减压蒸馏，最后补加一定量的软化水，混合均匀后得到反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂。
[0019]
实施例3一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂，包括按质量百分比计的如下组分：多氨基多醚基亚甲基膦酸
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25%氨基酸亚甲基膦酸
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10%聚马来酸酐
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12%丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物
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15%一种如上所述的反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤，步骤一：按质量百分比依次称取多氨基多醚基亚甲基膦酸、氨基酸亚甲基膦酸、聚马来酸酐、丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物；步骤二：端氨基聚醚、亚磷酸按摩尔比1:4的摩尔比加入反应釜，并加入亚磷酸质量分数7%的硫酸和部分软化水；步骤三：保持反应温度在45℃左右反应1h，升温至100℃，冷凝回流，向溶液中缓慢滴加甲醛，滴加时间不少于1h，其中端氨基聚醚与甲醛的摩尔比为1:5；步骤四：甲醛滴加完毕，在温度不小于105℃下继续加热回流约2h；步骤五：减压蒸馏，最后补加一定量的软化水，混合均匀后得到反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂。
[0020]
实施例4一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂，包括按质量百分比计的如下组分：多氨基多醚基亚甲基膦酸
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20%氨基酸亚甲基膦酸
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5%聚马来酸酐
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5%丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物
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5%所述的多氨基多醚基亚甲基膦酸由端氨基聚醚、亚磷酸和甲醛，在浓硫酸酸性条件，于90℃加热合成得到。
[0021]
所述的端氨基聚醚与甲醛的摩尔比为1:2。
[0022]
所述的硫酸酸性条件，硫酸加入量以硫酸计为亚磷酸质量分数的5%。
[0023]
所述甲醛是以滴加的方式在1h内加入到亚磷酸、浓硫酸和端氨基聚醚的混合物中。
[0024]
所述合成的反应时间为2h。
[0025]
所述端氨基聚醚为端氨基聚醚d2000。
[0026]
实施例5一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂，包括按质量百分比计的如下组分：多氨基多醚基亚甲基膦酸
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40%氨基酸亚甲基膦酸
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15%聚马来酸酐
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20%丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物
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25%所述的多氨基多醚基亚甲基膦酸由端氨基聚醚、亚磷酸和甲醛，在浓硫酸酸性条件，于120℃加热合成得到。
[0027]
所述的端氨基聚醚与甲醛的摩尔比为1:6。
[0028]
所述的硫酸酸性条件，硫酸加入量以硫酸计为亚磷酸质量分数的30%。
[0029]
所述甲醛是以滴加的方式在2h内加入到亚磷酸、浓硫酸和端氨基聚醚的混合物中。
[0030]
所述合成的反应时间为4h。
[0031]
所述端氨基聚醚为端氨基聚醚d230。
[0032]
实施例6一种反渗透进水高含tds、高二氧化硅阻垢分散剂，包括按质量百分比计的如下组分：多氨基多醚基亚甲基膦酸
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40%氨基酸亚甲基膦酸
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15%聚马来酸酐
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20%丙烯酸—丙烯酸羟丙酯共聚物
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25%所述的多氨基多醚基亚甲基膦酸由端氨基聚醚、亚磷酸和甲醛，在浓硫酸酸性条件，于120℃加热合成得到。
[0033]
所述的端氨基聚醚与甲醛的摩尔比为1:6。
[0034]
所述的硫酸酸性条件，硫酸加入量以硫酸计为亚磷酸质量分数的30%。
[0035]
所述甲醛是以滴加的方式在2h内加入到亚磷酸、浓硫酸和端氨基聚醚的混合物中。
[0036]
所述合成的反应时间为4h。
[0037]
所述端氨基聚醚为端氨基聚醚t403。
[0038]
对本发明实施例进行阻垢性能的测试。
[0039]
阻垢性能的测试参照gb/t 16632
‑
2008(水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法)以加水处理剂和未加水处理剂对碳酸钙稳定浓度的百分率来评价药剂的阻垢性能：根据gb/t 16632
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2008(水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法)取某煤化工零排放高盐水分别以本发明实施例1、2、3中的组合物（具体组分和用量见实施例1
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3），8mg/l、10mg/l和12mg/l加药量浓缩4倍的阻垢测试结果如表2、表3：表1：高盐水水质
表2：阻碳酸钙实例表3：阻二氧化硅实例
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。