新型无磷水处理剂聚环氧磺羧酸 (PECS)-南京工业大学技术转移中心

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新型无磷水处理剂聚环氧磺羧酸 (PECS)

1. 产品的技术指标、参数
(a) 产品外观：淡黄色透明液体
(b) pH(1%水溶液)： 6.0-8.0
(c)含量 30±1 %
(d) 密度(g/cm3，20℃) 1.1-1.2
(e)产品消耗定额及生产成本：

序号	名称	规格	消耗 kg/T		消耗元/T
1	马来酸酐	工业级	100		700
2	双氧水（30%）	工业级	120		240
3	环氧氯丙烷	工业级	95		1300
4	焦亚硫酸钠	工业级	100		700
5	氢氧化钠	40%	200		70
6	催化剂A	工业级	10		200
7	催化剂B	工业级	100		70
8	催化剂C	工业级	10		50
合计				=SUM(ABOVE) 3330

(f) 分散阻垢性能

浓度g/L	1.0	2.0	4.0	8.0	10.0
阻碳酸钙垢阻垢率%	67.5	77.5	89.0	100	100
阻磷酸钙垢阻垢率%	30.0	61.4	74.3	82.8	93.3
分散锌η%		14.2	23.2	42.5	67.5

2. 国内或本单位现有该设备研制和使用情况
南京工业大学以朱红军、王锦堂等为首的课题组针对多功能化、低磷化这一发展趋势，结合前人研究的成果将Bertz公司开发的AEC和PESA的特点和磺酸盐的性能结合起来，利用羧酸基、磺酸基和聚醚基三者的协同作用，将这三种官能团结合起来设计开发了一新型水处理剂烷基环氧磺羧酸（PECS，结构如下所示），研究内容未见文献报道，可申报中国专利和世界专利，具有自主知识产权。

在PECS的结构中同时含有强酸性基团、弱酸性基团和非离子基团，具有优良的阻垢分散性能。
在其结构中既不含有磷原子，又不含有氮原子，其排放不会造成环境的富营养化，为环境友好的阻垢分散剂。
对所合成的中间体、产品的结构进行了表征，证明得到了目标产物并对所合成的产品的性能测试，结果表明：所合成产品均具有较好的缓蚀、阻垢、分散性能。
3. 项目背景
水是生命是源泉，是人类生存和发展的条件之一。我国是一个贫水国家，水的供需矛盾就成为我国工农业生产发展的制约因素之一，保护水资源、合理使用水资源和节约水资源成为我国水法的主要目的，也是关系到我国经济可持续发展的关键之一。在我国2000年工业用水占总用水量的18.6%，而在工业用水中80%是循环冷却水，因此节约工业循环冷却水是合理利用水资源的关键之一。各国逐渐认识到提高工业循环冷却水的浓缩倍数是降低工业用水量和污染排放的最好途径，要解决有关问题就是开发和使用水处理药剂，也就是水质稳定剂。我国七十年代后期开始较大规模研究和使用水质稳定剂，逐步在石化、化工、冶金、电力等工业得到了广泛的使用。
我国水处理技术起步较晚，虽然经过“八五”、“九五”攻关在水处理药剂，在水处理剂开发方面达到了较高水平，但是目前在阻垢分散剂方面较好的品种主要有有机膦酸、聚丙烯酸及含膦酸基、磺酸基的二元、多元共聚物等，这些含膦酸基的水处理剂在使用和排放中会产生正磷酸盐影响水体，随着环保和节水意识的加强，“绿色阻垢剂”的概念已经被提出，并成为21世纪水处理剂的发展方向，但是真正“绿色阻垢剂”还在开发之中。因此，在水处理药剂的低磷化、无磷化、环保化方面，在水处理药剂生产的连续化、自动化、标准化方面，水处理药剂生产过程中的监测和控制技术方面相对滞后，影响了我国水处理技术的整体水平，与国际水平存在一定差距，难以适应工业生产和保护水资源日益提高的要求。本专题以我们自主开发的新型无磷水处理剂聚环氧磺羧酸 (PECS)的工业化生产为目标，产品无磷，含有羧酸基、磺酸基和聚醚等多种官能团，产品的阻垢、分散性能优良，所研究建立一套1000T/a的示范工程装置及相应的软件包，可操作性强，对水处理药剂的生产有示范作用，能够提供成套生产技术对国内外进行技术转让。
本专题的成功开发，可大大缩短在水处理剂的研究开发、生产方面我国与国外先进水平的差距，极大地提高我国水处理技术的技术水平和技术含量，为保护水资源、节约水资源方面作出一定的贡献。因此本专题具有较大的经济效益和社会效益。
4. 设备或产品的应用范围
新型无磷水处理剂聚环氧磺羧酸 (PECS)是一新型的水处理药剂，该化合物分子中同时含有磺酸基、羧酸基和醚键等官能团，这些官能团是目前一般水处理剂的活性官能团，该化合物将这些官能团集于一体，利用它们之间的协同作用，使得它具有更好的阻垢、分散性能；同时该产品的无磷和氮，对保护环境有利；并且本产品原材料简单易得，生产成本少，价格低，易被客户接受，容易推广。因此，本产品是一新型的水处理剂，是目前使用的有机膦酸、磺酸等水处理剂的更新换代产品，可在在石化、化工、冶金、电力等行业的工业循环冷却水处理中广泛使用，具有非常好的推广应用前景。