[发明专利]一种聚天冬氨酸阻垢剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚天冬氨酸阻垢剂的制备方法，步骤如下：将马来酸酐、碳酸氢铵与蒸馏水混合，得到混合溶液；向混合溶液中通入保护气，搅拌至马来酸酐和碳酸氢铵完全溶解，然后加热至60℃～80℃蒸干水分，再冷却至室温，得到马来酸铵；向马来酸铵中加入酸性催化剂混合，然后加热至150℃～210℃,搅拌后继续加热，得到聚琥珀酰亚胺固体；向聚琥珀酰亚胺固体中分别加入第一有机溶剂和第二有机溶剂进行洗涤，洗涤完毕后，干燥；将干燥后的聚琥珀酰亚胺固体与蒸馏水混合，加热到50℃～80℃，然后加入NaOH溶液进行水解，冷却至室温，再加入酸溶液，得到聚天冬氨酸溶液；向聚天冬氨酸溶液中加入沉淀剂进行沉析，过滤、干燥，即得到聚天冬氨酸阻垢剂。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种聚天冬氨酸阻垢剂及其制备方法。

背景技术

地热资源可以作为热源、水源和矿物资源加以利用，例如供发电、取暖、淋浴等等，对发展国民经济有重要意义。我国地热资源丰富，是世界上开发和利用地热资源最早的国家之一。目前我国已有二十多个省、市、自治区开展了地热资源的普查、勘探和综合利用。然而，由于水质中溶解了很多的矿物质，在地热水开发利用过程中开采出的地热水因压力、温度的变化而造成这些矿物质溶解度的巨大变化，使得地热水垢在管道、水泵等流道内沉淀析出，严重影响地热利用系统中设备的运转。

目前，地热水结垢问题是地热资源利用过程中亟待解决的问题，地热水结垢严重制约着地热的发展和大规模应用。国内外的许多专家学者对水垢的结垢机理和阻垢、除垢技术做了大量的研究，以促进地热水的利用效率。地热水垢的处理方法大体包括两类：一类是物理除垢法，包括超声波防垢除垢法、磁防垢除垢法等；另一类是化学除垢法，主要包括除垢剂处理法和加酸处理法。

物理除垢法中，超声波防垢除垢法虽具有可连续在线工作、设备投资较少并且对环境的污染可以降到最低的优势，但是当垢质密度很大、构造紧密时，除垢效果不太理想。同样，磁防垢除垢技术在应用于清除高致密度的地热水垢时的效果不是很理想，并且很容易受到其他磁场的干扰，除垢效率会大大下降。

化学除垢法中，加酸处理法在酸化过程中会对管道或系统造成腐蚀，同时形成的盐类物质也可能会再次形成沉淀。而含磷阻垢剂对环境的影响也阻碍了其大量的使用。

基于现有的问题，阻垢技术更受研究者的青睐，阻垢技术通过添加化学药剂的方式抑制垢的产生和对金属管道、设备的腐蚀。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种环境友好型的聚天冬氨酸阻垢剂，还提供了一种工艺简单、耗时短的聚天冬氨酸阻垢剂的制备方法。

本发明提供一种聚天冬氨酸阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：

S1，将马来酸酐、碳酸氢铵与蒸馏水混合，得到混合溶液；

S2，向所述混合溶液中通入保护气，搅拌至马来酸酐和碳酸氢铵完全溶解，然后加热至60℃～80℃蒸干混合溶液中的水分，再冷却至室温，得到马来酸铵；

S3，向所述马来酸铵中加入酸性催化剂混合，然后加热至150℃～210℃,搅拌一定时间后继续加热1h～1.5h，得到聚琥珀酰亚胺固体；

S4，向所述聚琥珀酰亚胺固体中分别加入第一有机溶剂和第二有机溶剂进行洗涤，洗涤完毕后，干燥；

S5，将干燥后的聚琥珀酰亚胺固体与蒸馏水混合，加热到50℃～80℃，然后加入NaOH溶液进行水解，水解结束后冷却至室温，再加入酸溶液调节pH值，得到聚天冬氨酸溶液；

S6，向所述聚天冬氨酸溶液中加入沉淀剂进行沉析，过滤、干燥，即得到聚天冬氨酸阻垢剂。

进一步地，步骤S1中，所述马来酸酐与碳酸氢铵的物质的量的比值为1:(0.8～5)。

进一步地，步骤S2中，所述保护气为氮气。