[发明专利]一种有机膦酸类阻垢剂耐高温性能测定装置及分析方法

说明书

技术领域

本发明属于分析测试领域，具体涉及有机膦酸类阻垢剂耐高温性能测定方法。

背景技术

有机膦酸是指分子中有两个或两个以上的膦酸基团中的磷原子直接与碳原子相连的化合物，是上世纪六、七十年代被开发应用的一类水处理剂，它的出现使水处理工艺更加快速的发展。有机膦酸磷酸阻垢剂即是非化学计量的阻垢剂，也是阴极沉积缓蚀剂。在较高用量条件下，对金属有较好的缓蚀阻垢作用，同时，具有良好的化学稳定性，在较高PH环境下耐水解、耐高温，用量很少、与多种其他药剂的协同效应显著等优点，广泛应用于工业循环冷却水系统处理结垢和腐蚀问题。

研究发现，以羟基乙叉二膦酸(HEDP)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)等为代表的有机膦酸分子所含的膦羧基对碳酸钙垢生长具有极强的抑制作用。随着膦羧基团数目的增加，药剂的阻垢性能明显提高删。然而，近年来的深入研究表明，有机膦酸化合物的阻垢、缓蚀性能并非简单地与其所含的膦羧基数目成正比。

有机膦酸类阻垢剂的作用机理较为复杂，国内外相关文献报道多数认为成垢物质和溶液之间存在着动态平衡，阻垢剂能够吸附或掺入到成垢物质的晶体上，并影响成垢晶体的生长和溶解的动态平衡。目前阻垢作用机理的认识还不够统一，归纳起来主要有：络合增溶作用、分散作用、晶格畸变理论等。如：PBTCA、ATMP在水中能够与钙、镁、锌等多种金属离子形成稳定的可溶性螯合物，可以把更多的钙、镁、锌离子稳定在水中，增大金属盐的溶解度，抑制水垢的生长和沉积，使碳酸钙不易形成晶体和晶体增大；碳酸钙晶体有3 种晶相：方解石、球霰石和文石，按照一定的方向和严格的次序排列成的坚硬晶体。加入的阻垢剂可能吸附在CaCO3 垢晶粒的活性增长点上，使晶粒成长方向偏离，产生畸变，形成软垢，便于剥离器壁。如：HEDP、ATMP可以抑制方解石的生长， PBTCA既能抑制方解石的生长， 也能抑制球霰石的生长。ATMP能抑制水垢生成和剥离老垢作用效果更佳。在实际分析结垢问题的过程中，往往将阻垢作用归结为多种机理的共同作用。

常用阻垢剂阻垢性能的评定方法，除动态阻垢法外，测定的均为阻垢剂抑制成垢盐类在溶液中的析出程度。目前，对于阻垢剂耐高温性能的研究较少，有相关报道多是对阻垢剂在高温100℃研究其阻垢性能，高于100℃的研究更少。而且许多现有或新合成的液态化合物，纯度并不高，通过标准物质的熔沸点很难如实描述其耐高温的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机膦酸类阻垢剂耐高温性能测定方法，同时也可用于测量有机合成物的耐高温性能。

本发明将阻垢剂在高温条件下加热一段时间，再动态评定高温处理后剂阻垢的性能，找出阻垢率突然下降的拐点，从而找出阻垢剂的耐高温的程度。

本发明的技术方案如下：

一种有机膦酸类阻垢剂耐高温性能测定装置，包括高温反应器、中间罐、工业循环水储罐、流量控制器、滴定分析仪和数据处理器；高温反应器、中间罐、工业循环水储罐、滴定分析仪之间通过管路依次连接。

其中，高温反应器为搪玻璃反应釜，高温反应器带有温度控制器，反应起始温度为100℃。工业循环水储罐中为动态的工业循环水。工业循环水储罐的温度为80℃。数据处理器为计算机控制，高温反应器、滴定分析仪分别与数据处理器相连接。流量控制器优选电子质量流量计。

利用有机膦酸类阻垢剂耐高温性能测定装置进行耐温性能测定，过程如下：将阻垢剂加入到高温反应器，氮气置换后加热到100℃恒温4小时，进入中间罐冷却；然后通过电子质量流量计器输入工业循环水储罐，在加热到80℃后，恒温6h，停止加热自然冷却；然后用电子质量流量计控制流量进入滴定分析仪进行钙离子浓度测定进而计算阻垢率。将高温处理的阻垢剂的阻垢率与同等条件下测得的未经高温处理的阻垢剂的阻垢率进行分析比对，如果没有变化，继续升温重复上述实验，直到阻垢率突然下降时，根据阻垢率变化的拐点，确定该阻垢剂的最高耐受温度。

有益效果：

1.该装置可以在线测试阻垢剂的阻垢性能，连续得到阻垢剂的耐高温温度，并直观得到阻垢剂的极限耐高温点。

2.该装置操作简便，自动化程度高。

3.该装置还可以用于其他混合物的耐高温性能测定。

附图说明

图1为本发明的装置流程简图。F为流量控制器。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的实施方式。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。