一种用于高炉闭路循环水的缓蚀阻垢剂及制备方法

摘要

本发明涉及一种用于高炉闭路循环水的缓蚀阻垢剂，其原料及其重量配比为：双咪唑啉季铵盐15％-25％；十八烷胺25％-35％；苯并三氮唑0.1％-1％；聚环氧琥珀酸20％-30％；其余为水。本发明的优点是：经试验证实本发明温度在60℃阻垢率在95％以上，利用各组分之间的协同作用，即降低了成本，又同时具有优良的缓蚀和阻垢效果。

权利要求

1.一种用于高炉闭路循环水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，其原料及其重量配比为：双咪唑啉季铵盐15％-25％；十八烷胺25％-35％；苯并三氮唑0.1％-1％；聚环氧琥珀酸20％-

30％；助溶剂1％-10％；其余为水；所述的助溶剂为醋酸和异丙醇，配比为2:1。

2.根据权利要求1所述的一种用于高炉闭路循环水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，其原料及其重量配比为：双咪唑啉季铵盐17％-23％；十八烷胺28％-32％；苯并三氮唑0.3％-

0.6％；聚环氧琥珀酸23％-28％；助溶剂1％-10％；其余为水。

3.根据权利要求1或2所述的缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于，将聚环氧琥珀酸、双咪唑啉季铵盐、水在常温下按照上述配比依次加入反应釜中，搅拌27-33分钟后，此后加入十八烷胺、苯并三氮唑、助溶剂搅拌使其完全溶解，继续搅拌27-33分钟，混匀后静置。

说明书

一种用于高炉闭路循环水的缓蚀阻垢剂及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于高炉闭路循环水的缓蚀阻垢剂及制备方法。

背景技术

[0002] 高炉炼铁闭路循环水系统作为冷却高炉的炉体、炉壁、炉底的重要循环水系统，其重要性不言而喻，闭路循环水系统需要冷却的部位温度高，目前国内的高炉炼铁闭路循环水系统通常使用软化水，投加亚硝酸盐类缓蚀剂。但是在某些地区采用的是来水硬度较高的水质条件，不适合采用亚硝酸盐类缓蚀剂，且极易在水管的内壁结垢堵塞管道。

[0003] 上述方法，亚硝酸盐类针对除盐水或软化水且缓蚀效果很好，但是一旦闭路循环水采用硬度碱度较高的水质，亚硝酸盐系配方就不能满足要求了，它只有缓蚀的效果，没有阻垢的效果，并且不适用于温度较高水系统，而且长时间投加亚硝酸盐系配方的缓蚀剂还会带来微生物过高的危害。

发明内容

[0004] 为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无磷、成膜快、效率高，适用于高硬度、高碱度、强结垢性的高炉闭路循环水的复合缓蚀阻垢剂及制备方法，兼有抑制微生物的作用，药剂本身耐受高温不易分解。

[0005] 为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

[0006] 一种用于高炉闭路循环水的缓蚀阻垢剂，其原料及其重量配比为：双咪唑啉季铵盐15％-25％；十八烷胺25％-35％；苯并三氮唑0.1％-1％；聚环氧琥珀酸20％-30％；助溶剂1％-10％；其余为水。

[0007] 所述的助溶剂为醋酸和异丙醇。

[0008] 其原料及其重量配比为：双咪唑啉季铵盐17％-23％；十八烷胺28％-32％；苯并三氮唑0.3％-0.6％；聚环氧琥珀酸23％-28％；其余为水。

[0009] 缓蚀阻垢剂的制备方法，将聚环氧琥珀酸、双咪唑啉季铵盐、水在常温下按照上述配比依次加入反应釜中，搅拌27-33分钟后，此后加入十八烷胺、苯并三氮唑、助溶剂搅拌使其完全溶解，继续搅拌27-33分钟，混匀后静置。

[0010] 其中，十八烷胺，别名1-氨基十八烷，十八胺，它能在金属表面形成极密的单分子层吸附剂，对铁、铜都有良好的防蚀效果，特别适合碱度高的各类循环水系统，该类化合物是一种吸附膜型缓蚀剂。

[0011] 双咪唑啉季铵盐，无特殊的刺激性气味，热稳定性好，毒性低，具有良好的生物降解性，利于环保，合成的双咪唑啉季铵盐其分子覆盖能力强，缓蚀效率高。

[0012] 聚环氧琥珀酸，是一种无磷无氮的绿色水处理剂，它是在聚马来酸类阻垢剂的分子中插入氧分子，使其具有良好的阻垢性能，对钙螯合能力强，又无磷无氮、易于生物降解，适用于高碱、高硬、高pH值条件下的冷却水系统，该类分散剂是一种兼具缓蚀性能的高效阻垢分散剂。

[0013] 苯并三氮唑(BTA)，它的负离子和亚铜离子形成一种不溶性的极稳定的络合物。这种络合物吸附在金属表面上，形成了一层稳定、惰性的保护膜从而使金属得到了保护。它对抑制铜腐蚀具有很好的效果，尤其是在闭路循环冷却水系统中缓蚀效果最佳。

[0014] 助溶剂选为醋酸和异丙醇，以发挥增溶作用，使复合剂更易复配。

[0015] 采用十八烷胺、双咪唑啉季铵盐及聚环氧琥珀酸，十八烷胺单独使用浓度一般为20～100mg/l，但是一旦水温高于50℃，已经形成的保护膜就会遭到破坏，组分中双咪唑啉季铵盐能有效的起到稳定十八烷胺形成的保护膜，起到加成作用，使其水温高于60℃仍能起到缓蚀阻垢的效果，同时双咪唑啉季铵盐优良的缓蚀效果是多种因素协调作用的结果：
1)当金属与酸性介质接触时，该缓蚀剂可以在金属表面形成单分子膜；2)由于该缓蚀剂中的咪唑啉的N原子经过季铵化后成为阳离子大分子，很容易被表面带负电荷的金属表面活性点吸附，对氢离子放电有很大的抑制作用，从而有效的抑制了阴极反应；3)季铵盐大分子有很大的覆盖作用。咪唑啉的缓蚀效果随咪唑环中电子密度的增加而增加，若向咪唑啉分子分子引入非极性基团，不仅可通过诱导效应改变中心原子的吸附能力，而且还可以增大它的疏水效应，有利于形成吸附膜，提高缓释性能。聚环氧琥珀酸是一种无磷无氮的环保型药剂，其适应于高碱度、高硬度、高温度条件，在高炉闭路循环水中能起到很大的阻碳酸钙垢的作用，三种组分之间的有良好的协同增效作用，进一步提高了其复配后缓蚀阻垢效果。

[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0017] 1、特别适用高炉闭路高硬度、高碱度、高温度水质，阻垢和缓蚀性能均优异。

[0018] 2、各组分之间具有良好的协同性，采用十八烷胺成膜稳定，不易分解，具有优异的缓蚀阻垢性能。

[0019] 3、本发明的复合剂成本低，容易复配，稳定性好，用量低。

[0020] 4、适用pH值在6.5—9.0范围内，具有自适自控功能。

[0021] 5、具有抑制微生物作用，有效的减少杀菌剂的使用量。

具体实施方式

[0022] 下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

[0023] 一种用于高炉闭路循环水的缓蚀阻垢剂，其原料及其重量配比为：双咪唑啉季铵盐15％-25％；十八烷胺25％-35％；苯并三氮唑0.1％-1％；聚环氧琥珀酸20％-30％；助溶剂1％-10％；其余为水。助溶剂为醋酸和异丙醇，其配比为2:1。

[0024] 优选的原料及其重量配比为：双咪唑啉季铵盐17％-23％；十八烷胺28％-32％；苯并三氮唑0.3％-0.6％；聚环氧琥珀酸23％-28％；助溶剂1％-10％；其余为水。

[0025] 缓蚀阻垢剂的制备方法，将聚环氧琥珀酸、双咪唑啉季铵盐、水，常温下按照上述配比依次加入反应釜中，搅拌27-33分钟后，此后加入十八烷胺、苯并三氮唑、助溶剂搅拌使其完全溶解，继续搅拌27-33分钟，混匀后静置即得本发明的缓蚀阻垢剂。

[0026] 本发明的复合剂各组分均是市售产品或可用常规方法在实验室制备，双咪唑啉季铵盐可选用的是秦皇岛胜利化工有限公司生产的DLP-70，复配时，只需在常温下将各组分按上述比例依次加入一个容器内，搅拌均匀即可得到所需产品。

[0027] 本发明针对高炉闭路高碱、高硬、高温水设计，具有优异的缓蚀和阻垢分散性能。

[0028] 实施例1：

[0029] 各组分配比，见表1：

[0030] 表1：

[0031]组分％ 配方A(％) 配方B(％) 配方C(％) 配方D(％)
十八烷胺 30 32 25 26
双咪唑啉季铵盐 17 25 20 15
聚环氧琥珀酸 25 21 28 28
苯并三氮唑 0.5 0.6 0.3 0.5
助溶剂 7 5 8 10
水 20.5 16.4 18.7 20.5

[0032] 缓蚀阻垢剂的制备方法，将聚环氧琥珀酸、双咪唑啉季铵盐、水、于常温下按照上述配比依次加入反应釜中，搅拌30分钟后，此后加入十八烷胺、苯并三氮唑、助溶剂搅拌使其完全溶解，继续搅拌30分钟，混匀后静置即得本发明的缓蚀阻垢剂。

[0033] 模拟高炉闭路循环水质条件，见表2：

[0034] 表2：

[0035]

[0036] 在上述水质条件下，水温60℃，模拟运行72小时，按《水处理剂缓蚀性能的测定--旋转挂片法》(GB-T 18175-2000)标准执行。

[0037] 表3：不同配方下的碳钢腐蚀率

[0038]加药量30mg/l 配方A 配方B 配方C 配方D
碳钢mm/a 0.0265 0.0245 0.0232 0.0278

[0039] 从表3可以得到配方C的碳钢腐蚀率较其他组略好。

[0040] 表4：为配方C在不同投加浓度下的碳钢腐蚀率

[0041]加药量mg/l 0 25 30 35
碳钢mm/a 0.9881 0.0834 0.0232 0.0187

[0042] 从表4可以得到，未投加药剂的碳钢挂片腐蚀严重，配方C投加量在30mg/l时，碳钢腐蚀速率为0.0232mm/a，远小于国标(GB 50050--2007)0.075mm/a。且用药量也较少。

[0043] 按《水处理剂阻垢性能的测定--碳酸钙沉积法》(GB-T 16632-2008)标准执行进行阻垢率测定。

[0044] 表5：为不同配方下的阻垢效果

[0045]