[发明专利]一种缓蚀剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种缓蚀剂，具体涉及一种用于海水淡化浓盐水工艺的环境友好型缓蚀剂，属于化工产品技术领域。

背景技术

海水淡化是解决淡水资源缺乏问题的重要有效途径之一，海水淡化技术主要有反渗透、低温多效蒸馏、多级闪蒸、电渗析等，其中反渗透和低温多效蒸馏是海水淡化工程中应用最多的方法，我国采用反渗透海水淡化技术的占64.18%。而在反渗透法海水淡化过程中，由于海水中存在Ca^2＋、Mg^2＋、CO₃^2－、SO₄^2－、PO₄^3－、Cl^-等离子，随着浓缩倍数的增加，浓盐水中含有的大量的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、磷酸盐等使其具有很高的硬度，在浓盐水排放或者进行再利用的过程中很容易形成水垢而引起管道的垢下腐蚀等问题，同时，还因为氯离子含量极高，也会对管道产生严重的腐蚀现象。因此，在实际运行中，在浓盐水环境中保护金属设备的方法有多种，添加缓蚀剂是一种工艺简便、成本低廉、适用性强的措施。

就整个缓蚀剂领域而言，其发展速度非常快，已经形成了许多系列，如铬酸盐、锌盐、硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、全有机膦系、钼酸盐、钨酸盐及有机羧酸、有机醛类、有机胺等系列缓蚀剂。但是由于浓盐水含盐量很高，腐蚀、结垢离子的质量分数高，所以这些缓蚀剂对浓盐水介质中金属的缓蚀效果不太理想。20世纪90年代，国外学者成功研制出一种性能优异的水溶性高分子材料—聚天冬氨酸，它具有良好的生物降解性能，因而被认为是较好的绿色水处理药剂和水处理剂的更新换代产品。但聚天冬氨酸在浓盐水中单独使用时，其缓蚀效果并不好。因此，寻找一种兼具缓蚀效果、成本低廉、对环境友好的海水缓蚀剂具有重要现实意义。

发明内容

本发明考虑到针对海水淡化过程中浓盐水的腐蚀问题，提供高效环境友好型的海水淡化浓盐水用缓蚀剂，其可根据海水淡化浓盐水水质的不同在一定范围内进行调整，以达到理想的缓蚀效果。

为实现以上发明目的，本发明提供的技术方案为：

一种海水淡化浓盐水用缓蚀剂，其有效成分包括如下重量份的组分：N-月桂酰基-L-天冬氨酸钠55~75份，聚丙烯酸钠10~15份，锌盐15~30份，由N-月桂酰基-L-天冬氨酸钠、聚丙烯酸钠和锌盐混合均匀制成。

进一步地，本发明所述的海水淡化浓盐水用缓蚀剂中，所述N-月桂酰基-L-天冬氨酸通过如下反应式制备得到：

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进一步地，本发明所述的海水淡化浓盐水用缓蚀剂，其特征在于：所述N-月桂酰基-L-天冬氨酸由以下步骤制备而成：

（1）制取天冬氨酸氢钠溶液：

将天冬氨酸溶于水中并在搅拌下滴加质量浓度为25~30%氢氧化钠溶液，使天冬氨酸转变为天冬氨酸氢钠溶液，控制反应温度为30～50℃；所述天冬氨酸与氢氧化钠的摩尔比为1：1.1~1:1.4；

（2）利用酰胺化反应生成N-月桂酰基-L-天冬氨酸钠水溶液：

将上述步骤（1）所得产物天冬氨酸氢钠溶液中加入丙酮，在搅拌下缓慢滴加月桂酰氯，同时用15~30%氢氧化钠溶液调节pH为10.4～11.5，反应温度为30~40 ℃，反应时间为2～4小时，得到无色透明的N-月桂酰基-L-天冬氨酸钠水溶液；所述月桂酰氯与天冬氨酸氢钠的摩尔比为1:1.05～1:1.3；

（3）酸化、过滤、干燥：

将步骤（2）所得产物用盐酸调节pH至1~2，静置12小时后，过滤，得N-月桂酰基-L-天冬氨酸白色沉淀，用蒸馏水洗至中性，再用无水乙醇洗涤，干燥，即得白色N-月桂酰基-L-天冬氨酸固体粉末。

优选地，本发明所述的海水淡化浓盐水用缓蚀剂中，所述N-月桂酰基-L-天冬氨酸的制备方法步骤（2）中月桂酰氯与天冬氨酸氢钠的摩尔比为1:1.1。

进一步地，本发明所述的海水淡化浓盐水用缓蚀剂中，所述聚丙烯酸钠分子量为2000~5000。

进一步地，本发明所述的海水淡化浓盐水用缓蚀剂中，所述锌盐为七水硫酸锌。

优选地，本发明所述的海水淡化浓盐水用缓蚀剂，包括如下重量份的组分：N-月桂酰基-L-天冬氨酸钠68份，聚丙烯酸钠12份，硫酸锌20份。

进步一地，当用于海水淡化浓盐水时，缓蚀剂用量范围为100~200 mg/L。

本发明与现有技术相比，具有以下优良效果：