[发明专利]酰胺类聚羧酸水处理剂及其制备方法和应用、复合阻硅垢水处理剂及其使用方法

说明书

本发明涉及水处理技术领域，是一种酰胺类聚羧酸水处理剂及其制备方法和应用和一种复合阻硅垢水处理剂及其使用方法。前者按照下述方法制得：取N‑马来酰‑L‑谷氨酸与丙烯酸溶于水中，在所需反应温度下向其中加入引发剂，搅拌反应，得到反应产物混合液，将得到的反应产物混合液用有机溶剂萃取，萃取液经干燥后，得到酰胺类聚羧酸水处理剂，其中引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐、过氧化二苯甲酰、三正丁基硼烷中的一种。综上所述，本发明的酰胺类聚羧酸水处理剂及复合阻硅垢水处理剂具有优异的阻硅垢效果，能有效的克服现有阻硅垢水处理剂的局限性，大幅提高阻硅垢性能，同时对阻碳酸钙垢、设备防腐蚀也有显著作用。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，是一种酰胺类聚羧酸水处理剂及其制备方法和应用，还包括一种复合阻硅垢水处理剂及其使用方法。

背景技术

目前，工业企业含硅废水中的硅类物质、钙、镁等离子容易在管道、容器及换热设备管壁上形成硅垢、碳酸钙垢、硫酸钙垢、磷酸钙垢等，进而会堵塞管道、降低流速，同时也会降低传热设备的传热效率，并且因为硅垢致密坚硬，硬度大，硅垢一旦形成便很难去除，常采用具有强腐蚀性的氟化氢铵清洗，如操作不当会损毁设备。硅垢主要包括二氧化硅垢和硅酸盐垢，前者主要是无定形垢，后者主要是硅酸镁垢，一般情况下也是无定形的。同时含硅废水也容易腐蚀管道，缩短使用寿命，给企业的生产带来了较大的危害。而目前阻硅垢的方法主要有化学阻垢和物理阻垢。何英华(何英华,李洪涛,姜道华,等.油田采出系统中空化防垢技术室内研究[J].油气田环境保护,2011,21(06):27-29+81.)等人主要利用超声对硅体系进行阻垢处理，经研究发现超声可以促进硅酸形成大颗粒聚合物，减少污水中的硅酸浓度，进而减弱形成硅垢的机会。专利CN113135620A（刘测,王志波. 一种复合阻垢剂及其制备方法[P]）公开了一种复合阻垢剂的制备方法，其原料主要包含：螯合剂15%至20%、分散剂10%至15%、非离子表面活性剂5%至10%、增效剂10%至12%，剩余为水；其中螯合剂为己二胺四甲叉膦酸、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷中的至少两种，研究表明对阻硅垢有较好效果。专利CN102167451A（杨军,邓长莉,王君.一种用于油田注水处理的复合多元阻垢分散剂及其制备方法）公开了一种复合多元阻垢分散剂的制备方法，其主要包括：聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、聚马来酸、2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧基、己二胺四甲基磷酸六钾盐、己二胺为芯的聚酰胺组成。这两种复合水处理剂对硅垢有较好的阻垢效果，但是其复合成分中含有大量的磷元素，容易导致水质出现富营养化，严重影响生态环境，所以研发无磷、易生物降解的阻硅垢水处理剂具有重要意义。邱同同(邱同同.聚合物硅垢阻垢剂的合成与性能研究[D]. 山东:山东大学,2019.)以丙烯酸和N-叔丁基丙烯酰胺为单体，在过硫酸盐的引发下发生共聚，结果显示，当该共聚物浓度为1000mg/L时，阻胶体硅垢的效率为33%，阻硅酸盐垢的效率为30%左右，说明该共聚物对阻硅垢有一定的效果,然而该文献未研究该共聚物的缓蚀性能，所以开发具有阻垢、缓蚀等一剂多效的共聚物对含硅废水的处理具有重要的应用价值。喻献国等人（喻献国,李国希,杨军,伍协,胡金丰.马来酸酐三元共聚物的阻垢、分散及缓蚀性能[J]. 材料保护(2):1-3.）以马来酸酐、烯丙基磺酸钠和丙烯酰胺为单体，在过硫酸盐引发下发生共聚，该共聚物有一定的阻垢效果；贾静娴等人（贾静娴、柳鑫华、李繁麟、王琳、王磊. 环保型阻垢剂环氧琥珀酸共聚物的合成及性能[J]. 材料保护, 2020, 53(8):6.）以马来酸酐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为单体，使用过硫酸铵引发反应，研究表明该共聚物有一定的缓蚀及阻垢效果；上述引发剂主要为过硫酸盐，因反应过程中放出大量热，使反应加剧难以控制，加量过少时将会导致接枝率降低。所以选用合适的引发剂对聚合反应较为重要。

发明内容

本发明提供了一种酰胺类聚羧酸水处理剂及其制备方法和应用，还包括一种复合阻硅垢水处理剂及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有引发剂使反应加剧难以控制及阻硅垢水处理剂含有大量磷元素、无法生物降解的问题。