阻垢剂协同效应及影响因素的研究

?1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net收稿日期:2006211206。作者简介:张琴(1983-),女,武汉科技大学化学工程与技术学院硕士研究生。阻垢剂协同效应及影响因素的研究张琴,颜家保,兰秀丽(武汉科技大学化学工程与技术学院,武汉430081)摘要采用静态阻垢法研究了羟基乙叉二磷酸(HEDP)、水解聚马来酸酐(HPMA)与22丙烯酰胺222甲基丙基磺酸(AMPS)单组分的阻垢性能以及复配后的阻垢协同效应。通过六水平的平行试验,考察了温度、硬度和pH值对复合配方阻垢性能的影响。结果表明,HEDP、HPMA与AMPS单组分的阻垢效果较差;AMPS与HEDP、AMPS与HPMA之间基本上无协同效应,而HEDP与HPMA之间具有明显的协同效应,三元体系的协同效应则更为明显;三元复合配方的阻垢率随着温度的升高和钙离子浓度的增加而下降,在pH值为6.0～9.0时,随着pH值的提高,阻垢性能呈下降趋势。当HEDP,HPMA,AMPS的配比为1∶3∶1时,阻垢性能最佳。关键词:污垢抑制剂协同效应影响因素1前言目前,磷系配方是应用最广泛的水处理剂化学配方[1],羟基乙叉二磷酸(HEDP)是常用的有机磷系水处理剂,兼有缓蚀和阻垢性能。但单独使用时HEDP的阻垢效率不是很高,用量较大,因此可采用复配[2]来提高阻垢效率,减少药剂用量。水解聚马来酸酐(HPMA)的羧基数量较多,阻垢性能及耐温性能较好,在循环冷却水中,不但能抑制碳酸钙及硫酸钙垢,对磷酸钙也有较好的阻垢性能。22丙烯酰胺222甲基丙基磺酸(AMPS)中的磺酸基酸性较羧酸基强,因此不受水中金属离子的影响,磺酸基能增强聚合物对垢的分散能力,阻磷酸钙垢、稳定Zn2+和分散Fe2O3方面的性能都较好。本课题通过研究HEDP、HPMA和AMPS之间的协同效应,以得到阻垢性能更好的三元复合配方,并考察温度、硬度和pH值对复合配方阻垢性能的影响。2实验2.1试剂HEDP、HPMA和AMPS均为工业纯;氯化钙、碳酸氢钠和乙二胺四乙酸二钠均为分析纯。2.2阻垢性能测定[3]阻垢性能采用碳酸钙沉积法测定。测试条件:Ca2+质量浓度为240mg/L,HCO-3质量浓度为732mg/L(均以CaCO3计),浓缩倍数为2.0,pH值为8.0,水温为(80±1)℃,测试时间为10h。3结果与讨论3.1协同效应[4]通过测定单一组分以及不同质量浓度配比下的HEDP与AMPS、HEDP与HPMA、AMPS与HPMA组成的二元体系的阻垢率,研究了HEDP,HPMA,AMPS之间的阻垢协同效应。3.1.1单一组分的阻垢性能图1是HEDP,HPMA,AMPS单组分阻垢性能试验结果。由图1可见,HEDP与HPMA的阻垢效果比较接近,当药剂质量浓度在5～40mg/L时,二者阻垢率分别为49.19%～67.13%和43.59%～70.96%,随着药剂投加量增加,阻垢率升高比较缓慢;AMPS在图1HEDP、HPMA和AMPS单组分的阻垢性能■—HEDP;●—HPMA;▲—AMPS石油炼制与化工2007年6月PETROLEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS第38卷第6期?1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net药剂质量浓度低于10mg/L的情况下,阻垢率小于30%,阻垢效果不佳,阻垢率随投加量增加提高幅度较大;当药剂质量浓度为30mg/L时,三者阻垢率比较接近,约为65%。3.1.2HEDP与AMPS的复配阻垢性能表1是HEDP与AMPS复配时的阻垢性能试验结果,阻垢剂总质量浓度固定为25mg/L。由表1可见,在药剂总质量浓度为25mg/L的情况下,复配体系的阻垢率基本上都低于HEDP与AMPS单一体系的阻垢率,说明HEDP与AMPS复配后在阻碳酸钙垢的作用方面不存在协同效应。表1HEDP和AMPS复配时的阻垢性能ρ(HEDP)/mg?L-1ρ(AMPS)/mg?L-1阻垢率,%02554.1652033.73101552.70151054.8120552.5325059.583.1.3HEDP与HPMA的复配阻垢性能表2是HEDP与HPMA复配时的阻垢性能试验结果,阻垢剂总质量浓度固定为25mg/L。由表2可见,HEDP与HPMA复配体系对碳酸钙垢的阻垢效果明显优于HEDP与HPMA单一体系的阻垢效果。当HEDP质量浓度为5mg/L,HPMA质量浓度为20mg/L,即二者配比为1∶4时,阻垢效果最佳,阻垢率达到71.2