06-3阻垢劑及阻垢分散劑

1、第六章 水處理（劑）化學(xué)品Chapter 6 Chemicals for Water-treatment,目 錄,6.1 概述6.2 凝聚劑和絮凝劑6.3 阻垢劑及阻垢分散劑6.4 殺菌滅藻劑,第六章 水處理（劑）化學(xué)品,第三節(jié) 阻垢劑及阻垢分散劑,4,概 述-污垢類型及產(chǎn)生,水中含有的微溶性物質(zhì)析出結(jié)晶形成垢層。鈣、鎂的鹽屬于最普通結(jié)垢物質(zhì)，其形式有CaCO3、Ca3(PO4)2 、CaSO4

2、、MgSiO3、 Mg(OH)2等。水處理過程中形成的沉淀物。固體懸浮物質(zhì)沉積形成污垢。金屬材料腐蝕直接形成銹垢或腐蝕垢。微生物繁殖分泌產(chǎn)生黏性物質(zhì)，黏附各種微粒而形成微生物黏泥。,5,概 述,污垢的危害影響傳熱、影響水的輸送阻垢劑作用形式晶體生長抑制劑強烈吸附在微小晶核表面，阻礙生長，妨礙互相碰撞長大。分散劑阻止微?；ハ嗯鲎查L大和聚集屬陰離子型或非離子型的聚合物,熱交換器水垢,6,一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù),（

3、一）氨基三亞甲基膦酸使用范圍：大型火力發(fā)電廠、煉油廠循環(huán)冷卻水、油田注水系統(tǒng)及低壓鍋爐水的阻垢劑和緩蝕劑。工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)三氯化磷水解工藝副產(chǎn)亞磷酸綜合利用,7,一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù),（二）亞乙基二胺四亞甲基膦酸阻垢劑：主要抑制硫酸鈣垢和硫酸鋇垢分散劑：二氧化鈦、高嶺土、鉆井泥漿分散劑工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)三氯化磷水解工藝副產(chǎn)亞磷酸綜合利用,8,一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù),（三）聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)丙三醇乙氧

4、基化聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯化,乙氧基化反應(yīng)：在脂肪醇、脂肪酸或烷基酚的羥基上用環(huán)氧乙烷作原料引入聚氧乙烯醚基的反應(yīng)。,9,回顧-乙氧基化與非離子表面活性劑生產(chǎn)技術(shù),乙氧基化反應(yīng)：在脂肪醇、脂肪酸或烷基酚的羥基上用環(huán)氧乙烷作原料引入聚氧乙烯醚基的反應(yīng)。,脂肪醇,脂肪酸,烷基酚,10,聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯的生產(chǎn),間歇攪拌釜式生產(chǎn),,,,,,,,,,,,,,,,,反應(yīng)釜,蒸汽,氮 氣,氫氧化鈉,丙 三 醇,出 料,,,,,,環(huán)氧乙

5、烷,回流,,,,冷卻水,真空脫水,氮氣置換,攪拌反應(yīng),丙三醇氫氧化鈉,,,,環(huán)氧乙烷,,磷酸酯化,具體操作過程：①乙氧基化：先加入丙三醇、催化劑→真空脫水、氮氣置換→再壓入環(huán)氧乙烷②磷酸酯化：加入P2O5,P2O5,,P2O5,11,二、羧基膦酸型阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù),2-膦酸基丁烷-1，2，4三羧酸合成原理1、合成膦酸二乙酯丁二酸二乙酯2、合成膦酸二乙酯-1，2，4三羧酸三乙酯3、合成2-膦酸基丁烷-1，2

6、，4三羧酸,親核加成,Michael加成,水解反應(yīng),12,三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù),概 述阻垢分散劑分子結(jié)構(gòu)要求功能高分子：含阻垢分散功能基團分子量在一定范圍內(nèi)阻垢分散劑的合成方法聚合反應(yīng)聚合物的化學(xué)反應(yīng)（功能化）,,極性親水性基團,,13,三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù),（一）均聚物阻垢分散劑1、聚丙烯酸（PAA）2、聚順丁烯二酸（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物2、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物

7、3、順丁烯二酸酐-苯乙烯磺酸共聚物4、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物,14,（一）均聚物阻垢分散劑,1、聚丙烯酸（鈉）聚合方法：水溶液聚合。體系組成：單體、去離子水、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑操作技術(shù)：單體、引發(fā)劑溶液同時滴加反應(yīng),,,,,,,,,,,,,,,,反應(yīng)釜,氮 氣,巰基乙酸,直接出料或中和出料,,,,,,,,冷卻水,蒸汽,,噴霧干燥,去離子水,85~90℃，3~5h,,聚丙烯酸鈉固體產(chǎn)品,回流冷凝器,

8、,,,,加料器,(NH4)2S2O8水溶液,,,,丙烯酸水溶液,,,均相溶液聚合,80℃,15,（一）均聚物阻垢分散劑,2、聚順丁烯二酸（1）水溶液聚合法體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：順酐水解反應(yīng)→引發(fā)劑溶液滴加聚合,,,,,,,,,,,,,,,,反應(yīng)釜,氮 氣,出 料,,,,順丁烯二酸酐,,,,,冷卻水,蒸 汽,,,去離子水,95~100℃,聚順丁烯二酸 溶液,回流冷凝器,,,H2O2水溶液,,加料

9、器,均相溶液聚合,16,（一）均聚物阻垢分散劑,2、聚順丁烯二酸（2）有機溶劑法體系組成：單體、有機溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：順酐溶解→引發(fā)劑溶液滴加聚合→聚順丁烯二酸酐水解或皂化,,,,,,,,,,,,,,,,反應(yīng)釜,氮 氣,聚順丁烯二酸酐固體,,,,順丁烯二酸酐,,,,,冷卻水,蒸汽,,水解或皂化,,,甲苯,甲苯回流溫度,,聚順丁烯二酸（鈉）,回流冷凝器,,,BPO甲苯溶液,,加料器,非均相溶液聚合（沉淀聚合）,1

10、7,（二）共聚物阻垢分散劑,1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物自由基共聚工藝水解聚丙烯腈工藝水解程度大，羧基含量高， 阻垢分散劑水解程度小，酰胺基含量高，絮凝劑,18,（二）共聚物阻垢分散劑,1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物聚合方法：水溶液共聚合。體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：單體、引發(fā)劑溶液同時滴加反應(yīng),,,,,,,,,,,,,,,,反應(yīng)釜,氮 氣,出 料,,,,去離子水,,,,,冷卻水,蒸汽,,85~

11、90℃,共聚物產(chǎn)品,回流冷凝器,,,丙烯酰胺水溶液,,加料器,,,冷卻水,丙烯酸、(NH4)2S2O8水溶液,,,均相溶液聚合,19,（二）共聚物阻垢分散劑,2、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物聚合方法：水溶液共聚合體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑操作技術(shù)：引發(fā)劑溶液滴加反應(yīng),,,,,,,,,,,,,,,,反應(yīng)釜,氮 氣,巰基乙酸,出料,,去離子水,15~25℃,淡黃色共聚物液體,,,,冷凍鹽水,,,,加料器,

12、(NH4)2S2O8水溶液,,,丙烯酸,,,丙烯酸甲酯,,,均相溶液聚合,,,,,,氮氣管路,真空管路,單體一次投料法,,20,（二）共聚物阻垢分散劑,3、順丁烯二酸酐-苯乙烯磺酸共聚物 （1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝 （2）順丁烯二酸酐-磺化苯乙烯共聚物生產(chǎn)工藝,21,（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝,22,（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝,聚合方法：有機溶劑法體系組成：單體、有機溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：引發(fā)劑溶液滴加聚合→磺化

13、,,,,,,,,,,,,,,,,反應(yīng)釜,氮 氣,白色共聚物沉淀,,,,苯乙烯,,,,,冷卻水,蒸汽,,磺化/四氯乙烷,,,甲苯,85~90℃,,共聚物沉淀,回流冷凝器,,,BPO甲苯溶液,,加料器,非均相溶液聚合（沉淀聚合）,,,順丁烯二酸酐,23,（2）順酐-磺化苯乙烯共聚物生產(chǎn)工藝,聚合方法：水溶液共聚合。體系組成：單體、去離子水、引發(fā)劑操作技術(shù)：單體、引發(fā)劑溶液分別同時滴加反應(yīng),,,,,,,,,,,,,,,,反應(yīng)釜,

14、氮 氣,順丁烯二酸酐,,,,,,,,冷卻水,蒸汽,去離子水,90~95℃,淺棕色水溶液,回流冷凝器,,,,,加料器,(NH4)2S2O8水溶液,,,,苯乙烯磺酸水溶液,,,均相溶液聚合,24,4、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物,優(yōu)良的分散性能良好的阻垢、緩蝕性能復(fù)配使用有明顯協(xié)同增效作用,A/B質(zhì)量比51/49：阻磷酸鈣垢效果最佳,A,B,A/B質(zhì)量比80/20：阻碳酸鈣垢效果最佳,25,4、丙烯酸-2-丙烯

15、酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物,聚合方法：水溶液共聚合。體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：單體混合液、引發(fā)劑溶液同時滴加反應(yīng),,,,,,,,,,,,,,,,反應(yīng)釜,氮 氣,出 料,,,,去離子水,,,,,冷卻水,蒸汽,,95±2℃,淡黃色透明液體,回流冷凝器,,,單體1、2 混合液,,加料器,(NH4)2S2O8水溶液,,,均相溶液聚合,小 結(jié) summary,常用單體：丙烯酸及其酯、丙烯酰胺、順