阻垢劑及阻垢分散劑課件

第六章水處理（劑）化學(xué)品

Chapter6ChemicalsforWater-treatment第六章水處理（劑）化學(xué)品

Chapter6Che目錄6.1概述6.2凝聚劑和絮凝劑6.3阻垢劑及阻垢分散劑6.4殺菌滅藻劑目錄6.1概述第六章水處理（劑）化學(xué)品第三節(jié)阻垢劑及阻垢分散劑第六章水處理（劑）化學(xué)品第三節(jié)阻垢劑及阻垢分散劑4概述-污垢類型及產(chǎn)生水中含有的微溶性物質(zhì)析出結(jié)晶形成垢層。鈣、鎂的鹽屬于最普通結(jié)垢物質(zhì)，其形式有CaCO3、Ca3(PO4)2

、CaSO4、MgSiO3、Mg(OH)2等。水處理過程中形成的沉淀物。固體懸浮物質(zhì)沉積形成污垢。金屬材料腐蝕直接形成銹垢或腐蝕垢。微生物繁殖分泌產(chǎn)生黏性物質(zhì)，黏附各種微粒而形成微生物黏泥。4概述-污垢類型及產(chǎn)生水中含有的微溶性物質(zhì)析出結(jié)晶形成垢5概述污垢的危害影響傳熱、影響水的輸送阻垢劑作用形式晶體生長抑制劑強(qiáng)烈吸附在微小晶核表面，阻礙生長，妨礙互相碰撞長大。分散劑阻止微?；ハ嗯鲎查L大和聚集屬陰離子型或非離子型的聚合物熱交換器水垢5概述污垢的危害熱交換器水垢6一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（一）氨基三亞甲基膦酸使用范圍：大型火力發(fā)電廠、煉油廠循環(huán)冷卻水、油田注水系統(tǒng)及低壓鍋爐水的阻垢劑和緩蝕劑。工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)三氯化磷水解工藝副產(chǎn)亞磷酸綜合利用6一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（一）氨基三亞甲基膦酸7一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（二）亞乙基二胺四亞甲基膦酸阻垢劑：主要抑制硫酸鈣垢和硫酸鋇垢分散劑：二氧化鈦、高嶺土、鉆井泥漿分散劑工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)三氯化磷水解工藝副產(chǎn)亞磷酸綜合利用7一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（二）亞乙基二胺四亞甲基膦酸8一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（三）聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)丙三醇乙氧基化聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯化乙氧基化反應(yīng)：在脂肪醇、脂肪酸或烷基酚的羥基上用環(huán)氧乙烷作原料引入聚氧乙烯醚基的反應(yīng)。8一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（三）聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯乙氧9回顧-乙氧基化與非離子表面活性劑生產(chǎn)技術(shù)乙氧基化反應(yīng)：在脂肪醇、脂肪酸或烷基酚的羥基上用環(huán)氧乙烷作原料引入聚氧乙烯醚基的反應(yīng)。脂肪醇脂肪酸烷基酚9回顧-乙氧基化與非離子表面活性劑生產(chǎn)技術(shù)乙氧基化反應(yīng)：在脂10聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯的生產(chǎn)間歇攪拌釜式生產(chǎn)反應(yīng)釜蒸汽氮?dú)鈿溲趸c丙三醇出料冷凝水下水道氮?dú)夤苈氛婵展苈翻h(huán)氧乙烷回流冷卻水真空脫水氮?dú)庵脫Q攪拌反應(yīng)丙三醇?xì)溲趸c環(huán)氧乙烷磷酸酯化具體操作過程：①乙氧基化：先加入丙三醇、催化劑→真空脫水、氮?dú)庵脫Q→再壓入環(huán)氧乙烷②磷酸酯化：加入P2O5P2O5P2O510聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯的生產(chǎn)間歇攪拌釜式生產(chǎn)反應(yīng)釜蒸汽氮11二、羧基膦酸型阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)2-膦酸基丁烷-1，2，4三羧酸合成原理1、合成膦酸二乙酯丁二酸二乙酯2、合成膦酸二乙酯-1，2，4三羧酸三乙酯3、合成2-膦酸基丁烷-1，2，4三羧酸δ-δ+δ-δ+親核加成Michael加成水解反應(yīng)11二、羧基膦酸型阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)2-膦酸基丁烷-1，212三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)概述阻垢分散劑分子結(jié)構(gòu)要求功能高分子：含阻垢分散功能基團(tuán)分子量在一定范圍內(nèi)阻垢分散劑的合成方法聚合反應(yīng)聚合物的化學(xué)反應(yīng)（功能化）極性親水性基團(tuán)12三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)概述極性親水性基團(tuán)13三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)（一）均聚物阻垢分散劑1、聚丙烯酸（PAA）2、聚順丁烯二酸（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物2、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物3、順丁烯二酸酐-苯乙烯磺酸共聚物4、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物13三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)（一）均聚物阻垢分散劑14（一）均聚物阻垢分散劑1、聚丙烯酸（鈉）聚合方法：水溶液聚合。體系組成：單體、去離子水、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑操作技術(shù)：單體、引發(fā)劑溶液同時(shí)滴加反應(yīng)反應(yīng)釜氮?dú)鈳€基乙酸直接出料或中和出料氮?dú)夤苈氛婵展苈防鋮s水蒸汽噴霧干燥去離子水85~90℃，3~5h聚丙烯酸鈉固體產(chǎn)品回流冷凝器冷凝水下水道加料器(NH4)2S2O8水溶液丙烯酸水溶液均相溶液聚合80℃14（一）均聚物阻垢分散劑1、聚丙烯酸（鈉）反應(yīng)釜氮15（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸（1）水溶液聚合法體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：順酐水解反應(yīng)→引發(fā)劑溶液滴加聚合反應(yīng)釜氮?dú)獬隽系獨(dú)夤苈氛婵展苈讽樁∠┒狒鋮s水蒸汽去離子水95~100℃聚順丁烯二酸溶液回流冷凝器冷凝水下水道H2O2水溶液加料器均相溶液聚合15（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸反應(yīng)釜氮?dú)?6（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸（2）有機(jī)溶劑法體系組成：單體、有機(jī)溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：順酐溶解→引發(fā)劑溶液滴加聚合→聚順丁烯二酸酐水解或皂化反應(yīng)釜氮?dú)饩垌樁∠┒狒腆w氮?dú)夤苈氛婵展苈讽樁∠┒狒鋮s水蒸汽水解或皂化甲苯甲苯回流溫度聚順丁烯二酸（鈉）回流冷凝器冷凝水下水道BPO甲苯溶液加料器非均相溶液聚合（沉淀聚合）16（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸反應(yīng)釜氮?dú)?7（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物自由基共聚工藝水解聚丙烯腈工藝水解程度大，羧基含量高，阻垢分散劑水解程度小，酰胺基含量高，絮凝劑17（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物18（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物聚合方法：水溶液共聚合。體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：單體、引發(fā)劑溶液同時(shí)滴加反應(yīng)反應(yīng)釜氮?dú)獬隽系獨(dú)夤苈氛婵展苈啡ルx子水冷卻水蒸汽85~90℃共聚物產(chǎn)品回流冷凝器冷凝水下水道丙烯酰胺水溶液加料器冷卻水丙烯酸、(NH4)2S2O8水溶液均相溶液聚合18（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物反應(yīng)釜氮19（二）共聚物阻垢分散劑2、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物聚合方法：水溶液共聚合體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑操作技術(shù)：引發(fā)劑溶液滴加反應(yīng)反應(yīng)釜氮?dú)鈳€基乙酸出料去離子水15~25℃淡黃色共聚物液體冷凍鹽水加料器(NH4)2S2O8水溶液丙烯酸丙烯酸甲酯均相溶液聚合氮?dú)夤苈氛婵展苈穯误w一次投料法19（二）共聚物阻垢分散劑2、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物反應(yīng)釜20（二）共聚物阻垢分散劑3、順丁烯二酸酐-苯乙烯磺酸共聚物

（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝（2）順丁烯二酸酐-磺化苯乙烯共聚物生產(chǎn)工藝20（二）共聚物阻垢分散劑3、順丁烯二酸酐-苯乙烯磺酸共聚物21（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝21（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝22（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝聚合方法：有機(jī)溶劑法體系組成：單體、有機(jī)溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：引發(fā)劑溶液滴加聚合→磺化反應(yīng)釜氮?dú)獍咨簿畚锍恋淼獨(dú)夤苈氛婵展苈繁揭蚁├鋮s水蒸汽磺化/四氯乙烷甲苯85~90℃共聚物沉淀回流冷凝器冷凝水BPO甲苯溶液加料器非均相溶液聚合（沉淀聚合）順丁烯二酸酐22（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝聚合方法：有機(jī)溶劑法反應(yīng)釜氮23（2）順酐-磺化苯乙烯共聚物生產(chǎn)工藝聚合方法：水溶液共聚合。體系組成：單體、去離子水、引發(fā)劑操作技術(shù)：單體、引發(fā)劑溶液分別同時(shí)滴加反應(yīng)反應(yīng)釜氮?dú)忭樁∠┒狒獨(dú)夤苈氛婵展苈防鋮s水蒸汽去離子水90~95℃淺棕色水溶液回流冷凝器冷凝水下水道加料器(NH4)2S2O8水溶液苯乙烯磺酸水溶液均相溶液聚合23（2）順酐-磺化苯乙烯共聚物生產(chǎn)工藝聚合方法：水溶液共聚244、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物優(yōu)良的分散性能良好的阻垢、緩蝕性能復(fù)配使用有明顯協(xié)同增效作用A/B質(zhì)量比51/49：阻磷酸鈣垢效果最佳ABA/B質(zhì)量比80/20：阻碳酸鈣垢效果最佳244、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物優(yōu)良的254、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物聚合方法：水溶液共聚合。體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：單體混合液、引發(fā)劑溶液同時(shí)滴加反應(yīng)反應(yīng)釜氮?dú)獬隽系獨(dú)夤苈氛婵展苈啡ルx子水冷卻水蒸汽95±2℃淡黃色透明液體回流冷凝器冷凝水下水道單體1、2混合液加料器(NH4)2S2O8水溶液均相溶液聚合254、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物聚合方小結(jié)

summary常用單體：丙烯酸及其酯、丙烯酰胺、順酐、苯乙烯聚合物阻垢分散劑：均聚與共聚膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)羧基膦酸型阻垢分散劑小結(jié)summary常用單體：丙烯酸及其酯、丙烯酰胺、順第六章水處理（劑）化學(xué)品

Chapter6ChemicalsforWater-treatment第六章水處理（劑）化學(xué)品

Chapter6Che目錄6.1概述6.2凝聚劑和絮凝劑6.3阻垢劑及阻垢分散劑6.4殺菌滅藻劑目錄6.1概述第六章水處理（劑）化學(xué)品第三節(jié)阻垢劑及阻垢分散劑第六章水處理（劑）化學(xué)品第三節(jié)阻垢劑及阻垢分散劑30概述-污垢類型及產(chǎn)生水中含有的微溶性物質(zhì)析出結(jié)晶形成垢層。鈣、鎂的鹽屬于最普通結(jié)垢物質(zhì)，其形式有CaCO3、Ca3(PO4)2

、CaSO4、MgSiO3、Mg(OH)2等。水處理過程中形成的沉淀物。固體懸浮物質(zhì)沉積形成污垢。金屬材料腐蝕直接形成銹垢或腐蝕垢。微生物繁殖分泌產(chǎn)生黏性物質(zhì)，黏附各種微粒而形成微生物黏泥。4概述-污垢類型及產(chǎn)生水中含有的微溶性物質(zhì)析出結(jié)晶形成垢31概述污垢的危害影響傳熱、影響水的輸送阻垢劑作用形式晶體生長抑制劑強(qiáng)烈吸附在微小晶核表面，阻礙生長，妨礙互相碰撞長大。分散劑阻止微?；ハ嗯鲎查L大和聚集屬陰離子型或非離子型的聚合物熱交換器水垢5概述污垢的危害熱交換器水垢32一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（一）氨基三亞甲基膦酸使用范圍：大型火力發(fā)電廠、煉油廠循環(huán)冷卻水、油田注水系統(tǒng)及低壓鍋爐水的阻垢劑和緩蝕劑。工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)三氯化磷水解工藝副產(chǎn)亞磷酸綜合利用6一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（一）氨基三亞甲基膦酸33一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（二）亞乙基二胺四亞甲基膦酸阻垢劑：主要抑制硫酸鈣垢和硫酸鋇垢分散劑：二氧化鈦、高嶺土、鉆井泥漿分散劑工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)三氯化磷水解工藝副產(chǎn)亞磷酸綜合利用7一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（二）亞乙基二胺四亞甲基膦酸34一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（三）聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)丙三醇乙氧基化聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯化乙氧基化反應(yīng)：在脂肪醇、脂肪酸或烷基酚的羥基上用環(huán)氧乙烷作原料引入聚氧乙烯醚基的反應(yīng)。8一、膦酸型阻垢劑的生產(chǎn)技術(shù)（三）聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯乙氧35回顧-乙氧基化與非離子表面活性劑生產(chǎn)技術(shù)乙氧基化反應(yīng)：在脂肪醇、脂肪酸或烷基酚的羥基上用環(huán)氧乙烷作原料引入聚氧乙烯醚基的反應(yīng)。脂肪醇脂肪酸烷基酚9回顧-乙氧基化與非離子表面活性劑生產(chǎn)技術(shù)乙氧基化反應(yīng)：在脂36聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯的生產(chǎn)間歇攪拌釜式生產(chǎn)反應(yīng)釜蒸汽氮?dú)鈿溲趸c丙三醇出料冷凝水下水道氮?dú)夤苈氛婵展苈翻h(huán)氧乙烷回流冷卻水真空脫水氮?dú)庵脫Q攪拌反應(yīng)丙三醇?xì)溲趸c環(huán)氧乙烷磷酸酯化具體操作過程：①乙氧基化：先加入丙三醇、催化劑→真空脫水、氮?dú)庵脫Q→再壓入環(huán)氧乙烷②磷酸酯化：加入P2O5P2O5P2O510聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯的生產(chǎn)間歇攪拌釜式生產(chǎn)反應(yīng)釜蒸汽氮37二、羧基膦酸型阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)2-膦酸基丁烷-1，2，4三羧酸合成原理1、合成膦酸二乙酯丁二酸二乙酯2、合成膦酸二乙酯-1，2，4三羧酸三乙酯3、合成2-膦酸基丁烷-1，2，4三羧酸δ-δ+δ-δ+親核加成Michael加成水解反應(yīng)11二、羧基膦酸型阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)2-膦酸基丁烷-1，238三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)概述阻垢分散劑分子結(jié)構(gòu)要求功能高分子：含阻垢分散功能基團(tuán)分子量在一定范圍內(nèi)阻垢分散劑的合成方法聚合反應(yīng)聚合物的化學(xué)反應(yīng)（功能化）極性親水性基團(tuán)12三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)概述極性親水性基團(tuán)39三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)（一）均聚物阻垢分散劑1、聚丙烯酸（PAA）2、聚順丁烯二酸（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物2、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物3、順丁烯二酸酐-苯乙烯磺酸共聚物4、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物13三、聚合物阻垢分散劑的生產(chǎn)技術(shù)（一）均聚物阻垢分散劑40（一）均聚物阻垢分散劑1、聚丙烯酸（鈉）聚合方法：水溶液聚合。體系組成：單體、去離子水、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑操作技術(shù)：單體、引發(fā)劑溶液同時(shí)滴加反應(yīng)反應(yīng)釜氮?dú)鈳€基乙酸直接出料或中和出料氮?dú)夤苈氛婵展苈防鋮s水蒸汽噴霧干燥去離子水85~90℃，3~5h聚丙烯酸鈉固體產(chǎn)品回流冷凝器冷凝水下水道加料器(NH4)2S2O8水溶液丙烯酸水溶液均相溶液聚合80℃14（一）均聚物阻垢分散劑1、聚丙烯酸（鈉）反應(yīng)釜氮41（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸（1）水溶液聚合法體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：順酐水解反應(yīng)→引發(fā)劑溶液滴加聚合反應(yīng)釜氮?dú)獬隽系獨(dú)夤苈氛婵展苈讽樁∠┒狒鋮s水蒸汽去離子水95~100℃聚順丁烯二酸溶液回流冷凝器冷凝水下水道H2O2水溶液加料器均相溶液聚合15（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸反應(yīng)釜氮?dú)?2（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸（2）有機(jī)溶劑法體系組成：單體、有機(jī)溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：順酐溶解→引發(fā)劑溶液滴加聚合→聚順丁烯二酸酐水解或皂化反應(yīng)釜氮?dú)饩垌樁∠┒狒腆w氮?dú)夤苈氛婵展苈讽樁∠┒狒鋮s水蒸汽水解或皂化甲苯甲苯回流溫度聚順丁烯二酸（鈉）回流冷凝器冷凝水下水道BPO甲苯溶液加料器非均相溶液聚合（沉淀聚合）16（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸反應(yīng)釜氮?dú)?3（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物自由基共聚工藝水解聚丙烯腈工藝水解程度大，羧基含量高，阻垢分散劑水解程度小，酰胺基含量高，絮凝劑17（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物44（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物聚合方法：水溶液共聚合。體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：單體、引發(fā)劑溶液同時(shí)滴加反應(yīng)反應(yīng)釜氮?dú)獬隽系獨(dú)夤苈氛婵展苈啡ルx子水冷卻水蒸汽85~90℃共聚物產(chǎn)品回流冷凝器冷凝水下水道丙烯酰胺水溶液加料器冷卻水丙烯酸、(NH4)2S2O8水溶液均相溶液聚合18（二）共聚物阻垢分散劑1、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物反應(yīng)釜氮45（二）共聚物阻垢分散劑2、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物聚合方法：水溶液共聚合體系組成：單體、去離子水、水溶性引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑操作技術(shù)：引發(fā)劑溶液滴加反應(yīng)反應(yīng)釜氮?dú)鈳€基乙酸出料去離子水15~25℃淡黃色共聚物液體冷凍鹽水加料器(NH4)2S2O8水溶液丙烯酸丙烯酸甲酯均相溶液聚合氮?dú)夤苈氛婵展苈穯误w一次投料法19（二）共聚物阻垢分散劑2、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物反應(yīng)釜46（二）共聚物阻垢分散劑3、順丁烯二酸酐-苯乙烯磺酸共聚物

（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝（2）順丁烯二酸酐-磺化苯乙烯共聚物生產(chǎn)工藝20（二）共聚物阻垢分散劑3、順丁烯二酸酐-苯乙烯磺酸共聚物47（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝21（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝48（1）先聚合后磺化生產(chǎn)工藝聚合方法：有機(jī)溶劑法體系組成：單體、有機(jī)溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術(shù)：引發(fā)劑溶液滴加聚合→磺化反應(yīng)釜氮?dú)獍咨簿畚锍恋淼獨(dú)夤苈氛婵展苈?/p>