一种高效环保型阻垢缓蚀剂的制备与性能研究VIP免费

1一种高效环保型阻垢缓蚀剂的制备及性能研究摘要：以无水马来酸酐和β-巯基丙酸为主要原料、铬酸钾为催化剂合成出S-羧乙基硫代琥珀酸(CETSA)，并对其阻垢缓蚀效果进行了研究。结果表明：S-羧乙基硫代琥珀酸具有良好的水溶性和生物降解性，在宽pH范围内具有较好的缓蚀阻垢性能，尤其将其与葡萄糖酸钠、丙烯酸羟丙酯（HPA）及Zn盐等物质复配后（无磷1#），其缓蚀率得到大幅度提高。它在45℃和投加浓度为20ppm条件下，其缓蚀率可达93.2%、阻垢率达98.5%，且无磷环保，具有更高的性价比。关键词：无磷环保型；缓蚀阻垢剂；S-羧乙基硫代琥珀酸；合成中图文分类号：TQ085文献标识码:APreparationandStudyofaNewkindofPhosphorus-freeCorrosionandScaleInhibitorZengDe-fang,XiaoJian-guo(SchoolofResourceandEnvironmentalEngineering,WuhanUniversityofTechnology;HubeiKeyLabofMineralResourceProcessingandEnvironment;Wuhan,Hubei430070,P.R.China)Abstract：ExperimentalprocessofpreparingS-carboxymethylthiosuccinateacid（CETSA）isdescribed,inwhichanhydrousmaleicanhydrideandβ-mercaptopropionicacidareusedasthemainrawmaterialandcatalystsuchaspotassiumchromatewasused.Itsscaleandcorrosioninhibitionperformancehasbeenstudiedcompoundwithotherwatertreatment.ResultshowsthatCETSAhasagoodwater-soluble、bio-degradability,andhasagoodscaleandcorrosioninhibitionabilitywithinawiderangeofpHvalues.Whencompoundwithsodiumgluconate,hydroxypropylacrylate(HPA)andZnsalt,theperformancehasobviouslyenhanced.Undertheconditionof45℃，dosageof20mg·L-1,thecorrosioninhibitionratecanreachupto93.2%,anditsscaleinhibitionratecanreachupto98.5%.Inaddition,theformulaisPhosphorus—Free，soithasamuchmorehigherratioofqualitytovalue.Keywords：phosphorus-freeandenvironmentallyfriendlytype;CorrosionandScaleInhibitor;carboxymethylthiosuccinateacid;synthesis2随着能源电力和钢铁工业工业的迅猛发展，循环冷却水的用量也来越大，为了防止循环冷却水所引起的管道腐蚀和结垢等不良现象，通常需向循环冷却水中加入一定量的阻垢缓蚀剂，以防止管道腐蚀和结构，但传统的阻垢缓蚀剂中因含有磷酸盐类等物质，排入环境会引起水体富营养化，严重污染水环境。因此如何研制出一种新型无磷阻垢缓蚀剂已成为当今环保和水处理剂领域亟待解决的重大课题[1-2]。为此，本文采用新的合成方法制备出环保型无磷阻垢缓蚀剂—S-羧乙基硫代琥珀酸，然后再将其与其他无磷阻垢剂和缓蚀剂复配，得到性能更加优异的新型无磷阻垢缓蚀剂，展现出良好的应用前景[3]。1.实验部分1.1主要实验药品与仪器马来酸酐、β-巯基丙酸、甲苯、冰醋酸、铬酸钾、葡萄糖酸钠、苯甲酸钠、水解聚马来酸酐（HPMA）、ZnSO4·7H2O、CaCl2、MgSO4·7H2O、NaHCO3、NaOH、钙羧酸指示剂、乌洛托品、盐酸等分析纯化学试剂（湖北大学化工厂生产）；202-2型电热恒温干燥箱（金坛市白塔金昌实验仪器厂生产）；pHS-3C型酸度计（上海天呈科技有限公司生产）；HH-SAHH-SA型超级恒温油浴锅（金坛市梅香仪器制造厂生产）、RCC-I型旋转挂片腐蚀仪（江都市建华仪器仪表厂生产）。1.2S-羧乙基硫代琥珀酸的合成在一个装有温度计、搅拌器的三口烧瓶中加入一定量的马来酸酐（Ⅱ）、蒸馏水，在恒温油浴锅中和常压搅拌下加热该体系至75℃左右，使马来酸酐完全溶解；然后将少量β-巯基丙酸（Ⅰ）溶于甲苯中并将该甲苯溶液加入到此三口烧瓶中，用冰醋酸调节该体系pH至5，然后加少量铬酸钾作催化剂，在搅拌条件下将该系统温度升高至140℃，在140℃恒温条件下搅拌反应2h，然后趁热过滤、滤液冷却重结晶、再过滤干燥后，便得到白色粉末，即为本产品：S-羧乙基硫代琥珀酸，简称CETSA。合成示意图如下：1.3新型高效无磷阻垢缓蚀剂的复配鉴于目前无磷阻垢缓蚀剂的阻垢性能尚可、而主要存在缓蚀性能先天不足的特点[4]，本实验将上述制得的S-羧乙基硫代琥珀酸（CETSA）与葡萄糖酸钠、苯甲酸钠、水解聚马来酸酐（HPMA）、硫酸锌等无磷...