阻垢劑及阻垢分散劑課件

第六章水處理（劑）化學品

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

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）化學品第三節(jié)阻垢劑及阻垢分散劑第六章水處理（劑）化學品第三節(jié)阻垢劑及阻垢分散劑4概述-污垢類型及產生水中含有的微溶性物質析出結晶形成垢層。鈣、鎂的鹽屬于最普通結垢物質，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。微生物繁殖分泌產生黏性物質，黏附各種微粒而形成微生物黏泥。4概述-污垢類型及產生水中含有的微溶性物質析出結晶形成垢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技術（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)生產技術三氯化磷水解工藝副產亞磷酸綜合利用6一、膦酸型阻垢劑的生產技術（一）氨基三亞甲基膦酸7一、膦酸型阻垢劑的生產技術（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)生產技術三氯化磷水解工藝副產亞磷酸綜合利用7一、膦酸型阻垢劑的生產技術（二）亞乙基二胺四亞甲基膦酸8一、膦酸型阻垢劑的生產技術（三）聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯工業(yè)生產技術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：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。8一、膦酸型阻垢劑的生產技術（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技術乙氧基化反應：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。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技術乙氧基化反應：在脂10聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯的生產間歇攪拌釜式生產反應釜蒸汽氮氣氫氧化鈉丙三醇出料冷凝水下水道氮氣管路真空管路環(huán)氧乙烷回流冷卻水真空脫水氮氣置換攪拌反應丙三醇氫氧化鈉環(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、氮氣置換→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間歇攪拌釜式生產反應釜蒸汽氮11二、羧基膦酸型阻垢分散劑的生產技術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11二、羧基膦酸型阻垢分散劑的生產技術2-膦酸基丁烷-1，212三、聚合物阻垢分散劑的生產技術概述阻垢分散劑分子結構要求功能高分子：含阻垢分散功能基團分子量在一定范圍內阻垢分散劑的合成方法聚合反應聚合物的化學反應（功能化）極性親水性基團12三、聚合物阻垢分散劑的生產技術概述極性親水性基團13三、聚合物阻垢分散劑的生產技術（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技術（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、鏈轉移劑操作技術：單體、引發(fā)劑溶液同時滴加反應反應釜氮氣巰基乙酸直接出料或中和出料氮氣管路真空管路冷卻水蒸汽噴霧干燥去離子水85~90℃，3~5h聚丙烯酸鈉固體產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：順酐水解反應→引發(fā)劑溶液滴加聚合反應釜氮氣出料氮氣管路真空管路順丁烯二酸酐冷卻水蒸汽去離子水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、聚順丁烯二酸反應釜氮氣16（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸（2）有機溶劑法體系組成：單體、有機溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術：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釜氮氣聚順丁烯二酸酐固體氮氣管路真空管路順丁烯二酸酐冷卻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、聚順丁烯二酸反應釜氮氣17（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：單體、引發(fā)劑溶液同時滴加反應反應釜氮氣出料氮氣管路真空管路去離子水冷卻水蒸汽85~90℃共聚物產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、鏈轉移劑操作技術：引發(fā)劑溶液滴加反應反應釜氮氣巰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氣管路真空管路單體一次投料法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）先聚合后磺化生產工藝（2）順丁烯二酸酐-磺化苯乙烯共聚物生產工藝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）先聚合后磺化生產工藝21（1）先聚合后磺化生產工藝22（1）先聚合后磺化生產工藝聚合方法：有機溶劑法體系組成：單體、有機溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術：引發(fā)劑溶液滴加聚合→磺化反應釜氮氣白色共聚物沉淀氮氣管路真空管路苯乙烯冷卻水蒸汽磺化/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）先聚合后磺化生產工藝聚合方法：有機溶劑法反應釜氮23（2）順酐-磺化苯乙烯共聚物生產工藝聚合方法：水溶液共聚合。體系組成：單體、去離子水、引發(fā)劑操作技術：單體、引發(fā)劑溶液分別同時滴加反應反應釜氮氣順丁烯二酸酐氮氣管路真空管路冷卻水蒸汽去離子水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、緩蝕性能復配使用有明顯協(xié)同增效作用A/B質量比51/49：阻磷酸鈣垢效果最佳ABA/B質量比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：單體混合液、引發(fā)劑溶液同時滴加反應反應釜氮氣出料氮氣管路真空管路去離子水冷卻水蒸汽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

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羧基膦酸型阻垢分散劑小結summary常用單體：丙烯酸及其酯、丙烯酰胺、順第六章水處理（劑）化學品

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

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）化學品第三節(jié)阻垢劑及阻垢分散劑第六章水處理（劑）化學品第三節(jié)阻垢劑及阻垢分散劑30概述-污垢類型及產生水中含有的微溶性物質析出結晶形成垢層。鈣、鎂的鹽屬于最普通結垢物質，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。微生物繁殖分泌產生黏性物質，黏附各種微粒而形成微生物黏泥。4概述-污垢類型及產生水中含有的微溶性物質析出結晶形成垢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技術（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)生產技術三氯化磷水解工藝副產亞磷酸綜合利用6一、膦酸型阻垢劑的生產技術（一）氨基三亞甲基膦酸33一、膦酸型阻垢劑的生產技術（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)生產技術三氯化磷水解工藝副產亞磷酸綜合利用7一、膦酸型阻垢劑的生產技術（二）亞乙基二胺四亞甲基膦酸34一、膦酸型阻垢劑的生產技術（三）聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯工業(yè)生產技術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：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。8一、膦酸型阻垢劑的生產技術（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技術乙氧基化反應：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。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技術乙氧基化反應：在脂36聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯的生產間歇攪拌釜式生產反應釜蒸汽氮氣氫氧化鈉丙三醇出料冷凝水下水道氮氣管路真空管路環(huán)氧乙烷回流冷卻水真空脫水氮氣置換攪拌反應丙三醇氫氧化鈉環(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、氮氣置換→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間歇攪拌釜式生產反應釜蒸汽氮37二、羧基膦酸型阻垢分散劑的生產技術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11二、羧基膦酸型阻垢分散劑的生產技術2-膦酸基丁烷-1，238三、聚合物阻垢分散劑的生產技術概述阻垢分散劑分子結構要求功能高分子：含阻垢分散功能基團分子量在一定范圍內阻垢分散劑的合成方法聚合反應聚合物的化學反應（功能化）極性親水性基團12三、聚合物阻垢分散劑的生產技術概述極性親水性基團39三、聚合物阻垢分散劑的生產技術（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技術（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、鏈轉移劑操作技術：單體、引發(fā)劑溶液同時滴加反應反應釜氮氣巰基乙酸直接出料或中和出料氮氣管路真空管路冷卻水蒸汽噴霧干燥去離子水85~90℃，3~5h聚丙烯酸鈉固體產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：順酐水解反應→引發(fā)劑溶液滴加聚合反應釜氮氣出料氮氣管路真空管路順丁烯二酸酐冷卻水蒸汽去離子水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、聚順丁烯二酸反應釜氮氣42（一）均聚物阻垢分散劑2、聚順丁烯二酸（2）有機溶劑法體系組成：單體、有機溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術：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釜氮氣聚順丁烯二酸酐固體氮氣管路真空管路順丁烯二酸酐冷卻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、聚順丁烯二酸反應釜氮氣43（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：單體、引發(fā)劑溶液同時滴加反應反應釜氮氣出料氮氣管路真空管路去離子水冷卻水蒸汽85~90℃共聚物產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、鏈轉移劑操作技術：引發(fā)劑溶液滴加反應反應釜氮氣巰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氣管路真空管路單體一次投料法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）先聚合后磺化生產工藝（2）順丁烯二酸酐-磺化苯乙烯共聚物生產工藝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）先聚合后磺化生產工藝21（1）先聚合后磺化生產工藝48（1）先聚合后磺化生產工藝聚合方法：有機溶劑法體系組成：單體、有機溶劑、油溶性引發(fā)劑操作技術：引發(fā)劑溶液滴加聚合→磺化反應釜氮氣白色共聚物沉淀氮氣管路真空管路