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十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵生物降解及协同阻垢缓蚀效应

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水处理技术 2007年第3期33卷 14-16页

作者：吴永娟刘振法杨莉丽郭茹辉河北师范大学化学与材料科学学院河北石家庄050016 河北省能源研究所河北石家庄050081

采用微生物摇床法、静态阻垢法和旋转挂片失重法对十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵的生物降解性及与阻垢缓蚀剂的协同阻垢、缓蚀性进行了研究。结果表明,十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵具有较好的生物降解性,与常用阻垢缓蚀剂复配有协... 详细信息

采用微生物摇床法、静态阻垢法和旋转挂片失重法对十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵的生物降解性及与阻垢缓蚀剂的协同阻垢、缓蚀性进行了研究。结果表明,十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵具有较好的生物降解性,与常用阻垢缓蚀剂复配有协同增效作用。

关键词：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵生物降解性阻垢缓蚀杀菌灭藻剂

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循环水排污水回用的阻垢缓蚀试验研究

工业水处理 2013年第7期33卷 68-70页

作者：徐辉能王向明中海石油化学股份有限公司海南基地海南东方572600 中海油天津化工研究设计院天津300131

中海石油化学股份有限公司海南基地循环水排污水经双膜处理后,与工业水混合后作为循环水系统的补充水。针对水质硬度低、波动性大的特点,开展了阻垢、缓蚀实验研究工作,开发出适合于此类特殊水质在近零排放(浓缩8倍)下运行的缓蚀阻垢剂... 详细信息

中海石油化学股份有限公司海南基地循环水排污水经双膜处理后,与工业水混合后作为循环水系统的补充水。针对水质硬度低、波动性大的特点,开展了阻垢、缓蚀实验研究工作,开发出适合于此类特殊水质在近零排放(浓缩8倍)下运行的缓蚀阻垢剂,为现场应用提供了技术支持。

关键词：循环水排污水回用阻垢缓蚀

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绿色环保阻垢缓蚀剂的优化配置

绿色环保阻垢缓蚀剂的优化配置

作者：孙玮玮西安工程大学

学位级别：硕士

摘要：循环冷却水的结垢、腐蚀以及污水对水体的污染是工业循环冷却水主要的问题。本文以尿素和马来酸酐作为原料合成PASP,通过与其他天然或高效阻垢缓蚀剂的优化配置,制备多功能绿色水处理剂。并在模拟的高浓缩倍数循环冷却水中,对单... 详细信息

摘要：循环冷却水的结垢、腐蚀以及污水对水体的污染是工业循环冷却水主要的问题。本文以尿素和马来酸酐作为原料合成PASP,通过与其他天然或高效阻垢缓蚀剂的优化配置,制备多功能绿色水处理剂。并在模拟的高浓缩倍数循环冷却水中,对单一和优化配置的阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀性能进行评定。通过SEM法和红外光谱法对垢样和腐蚀产物进行表征和对阻垢缓蚀机理进行一定的研究。实验选取PASP、PAA、葡萄糖酸钠和单宁酸作为实验的水处理剂。本文采用碳酸钙阻垢法和鼓泡法进行阻垢性能评价,通过对其阻垢剂浓度、钙离子浓度、水浴温度、水浴时间和复配比例等因素的研究表明：PASP和PAA具有较好的阻垢性能,其阻垢效率达到83%和90%左右;葡萄糖酸钠的阻垢效率较低,但是具有一定的分散作用;单宁酸具有一定的阻垢作用,但因其本身性质不是很稳定,最后用氢氧化钠对其进行改性,改性后的阻垢性能稳定且阻垢效率达到60%。PASP+PAA具有协同作用,其阻垢效率能达到92%;而PASP+葡萄糖酸钠、PASP+单宁酸钠在阻垢方面不存在协同作用,但是其阻垢效率明显大于葡萄糖酸钠或者单宁酸阻垢时的效率。在作用机理方面,PASP、PASP+PAA和PASP+单宁酸钠除了螯合增容作用外,主要是由于阻垢剂吸附在碳酸钙晶体的表面,使晶体发生畸变。PASP+葡萄糖酸钠中除了螯合增容和吸附作用之外,因葡萄糖酸钠具有凝聚与分散的作用,垢样易于清洗。采用静态挂片法和旋转挂片法对缓蚀性能进行评价,通过对其阻垢剂浓度、pH、水浴温度、水浴时间以及复配比例的研究表明：PASP和PAA具有稳定且较好的缓蚀效率,其缓蚀效率达到80%和70%;葡萄糖酸钠在缓蚀方面效率较高达到80%;单宁酸和改性后的单宁酸钠具有一定的缓蚀作用,且单宁酸钠的缓蚀率大于单宁酸。在复配药剂中,PASP+PAA、PASP+葡萄糖酸钠和PASP+单宁酸钠均有明显的协同作用。在作用机理方面,PASP+PAA在碳钢表面有吸附作用,使碳钢表面形成了一层保护膜,从而有效的抑制腐蚀。]PASP+葡萄糖酸钠和PASP+单宁酸钠主要是在碳钢表面形成一层沉淀膜对金属表面进行保护。

关键词：协同作用优化配置阻垢缓蚀效率

改性腐植酸—膦基丙烯酸阻垢缓蚀剂的制备及性能研究

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改性腐植酸—膦基丙烯酸阻垢缓蚀剂的制备及性能研究

作者：周达江四川大学

学位级别：硕士

本文采用自然界含量丰富的泥炭作为原料，通过硝酸氧化法提高泥炭腐植酸含量，采用氢氧化钠-碳酸钠混合碱液提取出腐植酸。通过腐植酸中的羧基与氨作用生成酰胺基，然后再进行胺甲基化和季胺化反应，得到季胺化腐植酸(QHA)。最佳制备条... 详细信息

本文采用自然界含量丰富的泥炭作为原料，通过硝酸氧化法提高泥炭腐植酸含量，采用氢氧化钠-碳酸钠混合碱液提取出腐植酸。通过腐植酸中的羧基与氨作用生成酰胺基，然后再进行胺甲基化和季胺化反应，得到季胺化腐植酸(QHA)。最佳制备条件：精制腐植酸粉末：浓氨水(质量比)=1∶2.5，腐植酸酰胺：甲醛：二甲胺(质量比)=2∶1.8∶1.6，胺甲基化产物：氯化苄(质量比)=1∶0.8。改性腐植酸的季胺化度一般为60％～80％，其缓蚀率可达到92％，同时具有高效的杀菌灭藻作用。利用丙烯酸、马来酸酐和次磷酸钠反应，过硫酸钠为引发剂，水为溶剂，制备膦基丙烯酸-马来酸酐共聚物(ZPS)。实验得到最佳制备条件：丙烯酸：马来酸酐(摩尔比)=3∶1，次磷酸钠质量浓度为20％，过氧化物引发剂质量浓度为15％，水浴温度90℃，反应时间4.0h，共聚物的阻垢率可达到97％。本文首次将所得到的季胺化腐植酸(QHA)与膦基丙烯酸-马来酸酐共聚物(ZPS)进行复配，制得复合阻垢缓蚀剂QHA／ZPS，通过与QHA和ZPS阻垢性能和缓蚀性能的对比测定，发现当QHA∶ZPS质量比为(2～3)∶1复配时，QHA／ZPS的阻垢缓蚀作用表现出明显的协同效应，在较低的投加量下能够得到更好的阻垢缓蚀效果，同时，兼具优良的杀菌灭藻作用。复配共混物QHA／ZPS适用水质的pH值为7～10，水温可达到90℃。 QHA／ZPS复合水处理剂制造和使用成本低，具有工业化生产价值和很大的市场潜力。其在理论研究和实际应用等方面均有很重要的意义。

关键词：季铵化腐植酸膦基丙烯酸/马来酸酐共聚物阻垢缓蚀杀菌灭藻

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聚环氧琥珀酸共聚物阻垢缓蚀性能的研究

工业水处理 2021年第3期41卷 88-92页

作者：张一江刘会媛柳鑫华王磊李繁麟华北理工大学轻工学院河北唐山063000 唐山师范学院化学系河北唐山063000 唐山市绿色专用化学品重点实验室河北唐山063000

以马来酸酐(MA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料合成了一种绿色阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸衍生物(PESA/AMPS),利用EDTA滴定法和分光光度法测定Ca^(2+)浓度,考察了其对CaCO_(3)和Ca_(3)(PO_(4))_(2)的阻垢性能,利用扫描电镜(SEM)研... 详细信息

以马来酸酐(MA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料合成了一种绿色阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸衍生物(PESA/AMPS),利用EDTA滴定法和分光光度法测定Ca^(2+)浓度,考察了其对CaCO_(3)和Ca_(3)(PO_(4))_(2)的阻垢性能,利用扫描电镜(SEM)研究其阻垢原理,极化曲线研究其缓蚀机理。

关键词：聚环氧琥珀酸共聚物碳酸钙磷酸钙阻垢缓蚀

氨基三亚甲基膦酸氮氧化物含量测定及阻垢缓蚀性能量子化学研究

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氨基三亚甲基膦酸氮氧化物含量测定及阻垢缓蚀性能量子化学研究

作者：谷倩倩山东大学

学位级别：硕士

本文建立了应用紫外分光光度法直接测定测定氮基三亚甲基膦酸氮氧化物(ATMPO)浓度的分析方法,研究了最佳波长,H2O2以及pH、ATMP、PO43-浓度对ATMPO测定的影响。结果表明,在204nm处,当2HEDP≈ATMP≈ATMPO;四种水处理剂都是良好的缓蚀剂,P... 详细信息

本文建立了应用紫外分光光度法直接测定测定氮基三亚甲基膦酸氮氧化物(ATMPO)浓度的分析方法,研究了最佳波长,H2O2以及pH、ATMP、PO43-浓度对ATMPO测定的影响。结果表明,在204nm处,当2阻垢和旋转挂片实验,评定了阻垢缓蚀剂ATMPO. ATMP.羟基乙叉二膦酸(HEDP).2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)在模拟循环水中对碳酸钙的阻垢性能和对碳钢的缓蚀性能。在性能测定实验中,随着阻垢剂浓度的提高,ATMP、ATMPO、HEDP和PBTCA的阻垢性能明显升高,然后趋于定值,阻垢性能强弱顺序为PBTCA>HEDP≈ATMP≈ATMPO;四种水处理剂都是良好的缓蚀剂,PBTCA的缓蚀效率最高,***缓蚀效率相当,且均有阈值效应。通过量子化学计算,在Gaussian09W程序包的B3LYP/6-31G**水平上进行计算,获得有机膦系缓蚀阻垢剂ATMPO、ATMP、HEDP、PBTCA的最优化构型和表征以上化合物分子特性的量子化学参数。将量子化学参数与阻垢缓蚀性建立构效关系,结果表明：阻垢性能与磷原子电荷和亲电指数、膦酸基团双键O原子亲电指数呈正相关性,与最低空轨道能量呈负相关性,相关系数均达到0.9;缓蚀能力与P原子电荷和亲核指数、膦酸基团双键O原子亲电指数呈现良好正相关,与分子能隙△E、最低空轨道能量ELUMO呈现负相关;缓蚀性能与HOMO分子轨道系数、电子轨道布局有关。

关键词：氨基三亚甲基膦酸氮氧化物紫外测定有机膦系阻垢缓蚀量子化学

羧基改性聚天冬氨酸衍生物制备及其阻垢缓蚀作用机制

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羧基改性聚天冬氨酸衍生物制备及其阻垢缓蚀作用机制

作者：郭心瑜河南大学

学位级别：硕士

在工业循环水中加入水处理剂是解决设备结垢、腐蚀问题常用的手段。研究高效、环保的水处理剂仍是当今水处理领域的研究热点之一。聚天冬氨酸(PASP)由于其具有良好的阻CaCO垢性能和优异的生物降解性引起了研究者们的广泛关注,但PASP的阻... 详细信息

在工业循环水中加入水处理剂是解决设备结垢、腐蚀问题常用的手段。研究高效、环保的水处理剂仍是当今水处理领域的研究热点之一。聚天冬氨酸(PASP)由于其具有良好的阻CaCO垢性能和优异的生物降解性引起了研究者们的广泛关注,但PASP的阻Ca(PO)垢和缓蚀等性能较差,不能满足工业需求。采用接枝共聚的方法对其改性可以提高其综合性能。本文利用具有强螯合作用的羧基对PASP进行接枝改性,合成绿色、高效、可生物降解的聚天冬氨酸衍生物水处理剂,讨论水处理剂分子中羧基官能团对其阻垢、缓蚀性能的影响,研究水处理剂的阻垢缓蚀作用机制。具体工作如下:选用分子中含有不同羧基个数的β-氨基丙酸、亚氨基二乙酸、N-(2-氨乙基)-N-(羧甲基)-甘氨酸对聚琥珀酰亚胺(PSI)进行开环反应,合成三种新的聚天冬氨酸衍生物水处理剂(PASP-A、PASP-Im、PASP-ED2A)。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)、核磁共振波谱仪(H NMR)和凝胶渗透色谱仪(GPC)对PASP衍生物的结构、分子量进行表征和测定。采用电导滴定法对PASP以及改性后的三种衍生物中的羧基含量进行测定,结果分别为15.06%、19.18%、18.81%和40.14%。采用静态阻垢法测定三种PASP衍生物的阻垢性能。与PASP相比,PASP-A、PASP-Im和PASP-ED2A的阻垢性能均有大幅度的提升。其中,PASP-Im的阻CaCO垢性能最好,在浓度为30 mg/L时,阻CaCO垢性能达到67.90%,比未改性的PASP提高18.90%;PASP-ED2A在浓度为5 mg/L时,阻CaSO垢效率达到100%。通过电化学法评价PASP-A、PASP-Im和PASP-ED2A在3.5%Na Cl溶液中对碳钢的缓蚀性能。相比PASP,三种PASP衍生物的缓蚀性能均有不同程度的提高。其中,PASP-Im在浓度为100 mg/L时,缓蚀效率达到43.90%,相同浓度下,PASP的缓蚀效率仅为25.28%。三种PASP衍生物水处理剂均为既有物理吸附又有化学吸附的混合型缓蚀剂。理论计算(DFT)结果表明,水处理剂分子通过向碳钢表面金属原子的空轨道提供孤对电子以形成配位键,从而使分子覆盖在碳钢表面形成保护膜以减缓碳钢的腐蚀。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线粉末衍射仪(XRD),X射线光电子能谱仪(XPS)和DFT计算等方法讨论PASP衍生物的阻垢作用机制。结果表明,PASP衍生物通过分子结构中的羧基官能团与金属离子相互作用,并吸附在垢晶体的活性位点上,改变垢的生长路径,使垢的形貌和晶型发生变化。羧基含量的增加,提高水处理剂对于Ca的结合能力和对CaCO晶体的吸附能力,从而提升其阻CaCO垢效率。

关键词：聚天冬氨酸接枝改性阻垢缓蚀鳌合吸附

火电厂循环冷却水阻垢缓蚀的试验分析与应用研究

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火电厂循环冷却水阻垢缓蚀的试验分析与应用研究

作者：王荣内蒙古工业大学

学位级别：硕士

内蒙古蒙西地区火电厂大多采用硬度较高的黄河水作循环冷却水补水,浓缩倍率不高,冷却水利用率低。如能更换高效的阻垢缓蚀药剂使浓缩倍率提高,不仅节约大量的水资源,还能为企业带来巨大的经济效益。但浓缩倍率过高,会加剧凝汽器管的结... 详细信息

内蒙古蒙西地区火电厂大多采用硬度较高的黄河水作循环冷却水补水,浓缩倍率不高,冷却水利用率低。如能更换高效的阻垢缓蚀药剂使浓缩倍率提高,不仅节约大量的水资源,还能为企业带来巨大的经济效益。但浓缩倍率过高,会加剧凝汽器管的结垢和腐蚀,有时还会给其它热力设备的安全经济运行带来许多问题。因此,要尽量保证循环冷却水系统在不发生结垢腐蚀的前提下提高浓缩倍率,来达到节水的目的。本文以蒙西地区多家火电厂为例,进行循环冷却水的药剂筛选试验。进行药剂筛选试验时,先对各电厂循环冷却水取样,对水质情况进行分析。在投加不同的化学药剂进行静态模拟试验时,确定每种药剂阻垢效果最好时的加药量,为动态模拟试验提供依据;进行动态模拟试验时,在模拟电厂循环冷却水系统实际工况下运行,检测循环水中各项离子含量并与补水进行对比,确定试验状态下的安全浓缩倍率,筛选出针对其水质阻垢缓蚀性能较好的一种药剂,并对不同水质、不同药剂下不同凝汽器管材的结垢、腐蚀等情况进行对比分析。最后以某电厂为例验证提高浓缩倍率会为电厂节约大量的补水,并计算理论上产生的经济效益。通过药剂筛选试验,为各电厂筛选出了针对其循环冷却水系统阻垢缓蚀性能较好、经济性较佳的药剂,为电厂循环冷却水系统实际运行时安全浓缩倍率的选取、控制提供一定的理论参考依据。最后验证了提高浓缩倍率后会节约大量的补充水,为企业带来巨大的经济效益。同时节约宝贵的水资源、减少污水的排放还能为社会带来巨大的环境效益。

关键词：循环冷却水凝汽器阻垢缓蚀动态模拟浓缩倍率

硫代磷酸酯对碳钢的阻垢缓蚀性能及其在高温原油中的防腐蚀行为研究

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硫代磷酸酯对碳钢的阻垢缓蚀性能及其在高温原油中的防腐蚀行为研...

作者：马山重庆理工大学

学位级别：硕士

腐蚀是炼油厂面临的最重要挑战之一。近几十年来,由于全球经济持续依赖以石油和天然气为基础的工业,它受到了广泛关注。据估计,每年的腐蚀成本高达数十亿美元,采取有效的防腐措施来防止因腐蚀威胁而导致的故障。缓蚀剂作为合成方便、价... 详细信息

腐蚀是炼油厂面临的最重要挑战之一。近几十年来,由于全球经济持续依赖以石油和天然气为基础的工业,它受到了广泛关注。据估计,每年的腐蚀成本高达数十亿美元,采取有效的防腐措施来防止因腐蚀威胁而导致的故障。缓蚀剂作为合成方便、价廉物美、来源广泛、与金属吸附性强而备受青睐。本研究是以PS为原料,分别采用正丁醇、正辛醇和正十二醇作为反应物。在不同温度下合成了三种磷系缓蚀剂,硫代磷酸双丁酯、硫代磷酸双辛酯和硫代磷酸双十二酯。采用FT-IR、NMR、SEM-EDS、XPS等手段及失重法和电化学法等方法,阐明了硫代磷酸酯结构及用作缓蚀剂对Q235碳钢的保护作用。实验结果表明:（1）三种硫代磷酸酯在盐酸腐蚀体系中,均有缓蚀作用,硫代磷酸双丁酯的缓蚀效果最佳,其最大缓蚀率能达到93.79%。电化学法Tafel与EIS实验结果与失重法结果相吻合,缓蚀性能:硫代磷酸双丁酯>硫代磷酸双辛酯>硫代磷酸双十二酯。接触角说明三种硫代磷酸酯在碳钢表面成功吸附成膜,使得碳钢表面疏水性增强,接触角变大。（2）结垢腐蚀实验表明,三种硫代磷酸酯都具有阻垢缓蚀效果,阻垢缓蚀性能:硫代磷酸双辛酯>硫代磷酸双十二酯>硫代磷酸双丁酯,且硫代磷酸双辛酯在投加量为80ppm时,缓蚀率就能达到100%,阻垢率能达到80%。（3）模拟高温原油（环烷酸-白油）与实际高温原油实验结果表明,两种高温条件下的缓蚀作用:硫代磷酸双辛酯>硫代磷酸双十二酯>硫代磷酸双丁酯,且硫代磷酸双辛酯通在投加量为1000ppm时,其缓蚀率最高可以达到94.68%。（4）吸附机理研究表明,三种硫代磷酸分子中的P和S元素占吸附的主导地位,以S2p和P2p电子于碳钢表面Fe的空轨道配位络合为主。吸附过程符合Langmuir模型,热力学数据证明,其吸附过程是自发吸热且熵值增大的过程。

关键词：硫代磷酸酯阻垢缓蚀高温原油吸附机理