聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢性能

聚环氧琥珀酸（PESA）火电厂循环冷却水中的应用火电厂循环冷却水阻垢处理以往一般采用一些含磷的阻垢剂和加酸处理,阻垢效果受多方面因素影响较大,不稳定,并且废水外排容易引起水体富营养化,导致环境污染。

聚环氧琥珀酸(PESA)应用于火电厂循环冷却水，不但投加量少、阻垢效果好、受碱度影响小,并且具有较好的生物降解能力,不含磷,外排水不会对环境造成污染。

另外,PESA对火电厂循环冷却水换热铜管有较好的缓蚀作用,能够减少换热面的腐蚀。

聚环氧琥珀酸（PESA）的投加量为8mg/L时阻垢率就能达到99%以上,投加量在10mg/L左右能达到100%,由于火电厂循环冷却水，水温一般在7℃～45℃,低于实验的80℃所以更有利于阻垢,投加量不需要太高,低于10mg/L就能达到100%。

阻垢性能优于HEDP、PAA、HPMA,但稍差于PBTCA。

1. PESA的生物降解能力与投加量、温度、时间和溶解氧有关。

随着投加量的增加PESA的降解能力急剧下降,投加浓度高不利于降解,但根据火电厂循环冷却水水质情况,一般PESA的投加量应该在1mg/L～10mg/L,降解率一般在65%以上,另外,由于环境中有机物含量一般较低,因此,PESA使用不会对环境造成有机污染。

研究表明,溶解氧含量高有助于PESA生物降解;另外,温度、时间和PESA的生物降解能力的关系密切。

在相同供养情况下,当温度为20℃时,大概在30天左右降解率达到90%以上, 10℃时降解相对缓慢,可见,温度和时间对聚环氧琥珀酸的降解有很大影响。

火电厂循环冷却水外排后温度与环境温度相同大约在7℃～35℃,在具有较充足含氧量情况下,PESA在短时间内能够完全降解。

可见,PESA的生物降解性能好,是环境友好型阻垢剂,不会对环境造成二次污染。

2.PESA的缓蚀作用火电厂循环冷却水的换热面一般为铜管,周晓[10]蔚等在近似火电厂循环冷却水的水质的条件下,对PESA以及与其他缓蚀剂复配对铜的缓蚀效果做了实验研究,研究表明,PESA对铜有较好的缓蚀效果,复配药剂缓蚀效果更好。

聚环氧琥珀酸合成及阻垢率测量方法改进李霞;吴怀之【摘要】聚环氧琥珀酸(PESA)是一种国际上公认的绿色阻垢剂.重点分析了反应体系pH值、温度和时间等PESA合成过程中的主要工艺参数对产品阻垢性能的影响.实验结果表明,环氧化过程pH值对中间体产率影响显著,聚合反应过程中体系的温度和反应时间存在关联性.将镁离子与铬黑T作为复合指示剂来指示阻垢率测量终点颜色变化,使滴定终点从紫红色到蓝色的跃迁明显,提高了滴定终点敏锐度.此方法具有较高的精密度和准确度,测定相对标准偏差RSD％＜1％,加标回收率在99.5％～100.5％之间.采用此方法对中试样品进行检测,在用量为2.0×10-5的情况下,其10h阻垢性能均在95％以上.%Polyepoxysuccinic acid (PESA) was a well-established green scale inhibitor. The focus was on the in-vestigation of the effect of the main process parameters such as pH in the synthetic system, temperature and time upon the scale inhibition performance of the resultant product. The findings show that the pH in the syn-thetic system affects significantly the intermediate yield in the epoxidation step, and that there exists a correla-tion between the operational temperature and time in the polymerization process. Using magnesium -eriochrome black T to indicate the changes of color, we made the transition very evident from amaranth to blue, and im-proved the sensitivity of retitrate end point. This method has the higher degree of accuracy and precision, makes the RSD(%)<1% and the standardized recovery was from 99. 5% to 100. 5%. The pilot-scale scale in hibtion performance of PESA at 10h on stream was invariably no less than 95%.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(044)001【总页数】4页(P103-106)【关键词】聚环氧琥珀酸;阻垢率;中试;复合指示剂【作者】李霞;吴怀之【作者单位】中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266101;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266101【正文语种】中文【中图分类】TQ203.31 引言在化工系统中，循环水结垢是影响循环水循环倍率的重要限制性指标［1］。

聚环氧琥珀酸的合成及其相对分子质量与阻垢性能的关系
聚环氧琥珀酸（polyoxyethylene-tetrahydrofuran-carboxylic acid，PTHF）是一种具有优良阻垢性能的矿物油表面活性剂，可用于清洗各种表面，如金属、瓷砖等。

它的分子式为C6H12O3，相对分子质量为128.16 g/mol。

PTHF的合成过程为：1. 将环氧乙烷（EO）与琥珀酸（TCA）在80~90℃下混合反应；2. 用碱将反应物失去一个氢原子而形成环氧乙酸；3. 通过加热使环氧乙酸与琥珀酸重新结合起来，形成聚环氧琥珀酸。

PTHF的相对分子质量与阻垢性能之间存在一定的关系，即相对分子质量越大，其阻垢性能越强。

因此，在选择PTHF时，应根据需要的阻垢性能来选择相应的相对分子质量。

[基金项目]江苏省科委社会发展基金项目;教育部留学回国人员资助项目聚环氧琥珀酸的阻垢缓蚀性能研究吕志芳,董伟,夏明珠,雷武,王风云(南京理工大学化工学院,江苏南京　210094) [摘要]聚环氧琥珀酸(PESA )是一种新型的无磷有机阻垢缓蚀剂。

通过鼓泡法和旋转挂片失重法对其阻垢性能和缓蚀性能进行了评价。

结果表明,PESA 比常用药剂HEDP 、HPMA 的阻垢性能好,但比PB TCA 性能稍差;PE 2SA 也有一定的缓蚀性能,可以和其他的药剂复配生成低磷或无磷的缓蚀剂。

[关键词]聚环氧琥珀酸;阻垢性能;缓蚀性能 [中图分类号]TQ314.24+5　[文献标识码]A [文章编号]1005-829X (2001)03-0026-03The scale and corro sion inhibition of polyepoxysuccinic acidL ΒZhi 2fang ,DON G Wei ,XIA Ming 2zhu ,L EI Wu ,WAN G Feng 2yun(Chemical Engi neeri ng School ,N anji ng U niversity of Science and Technology ,N anji ng 210094,Chi na )Abstract :Polyepoxysuccinic acid (PESA )is a new kind of scale and corrosion inhibitor which does not contain phosphorus.Corrosion and scale inhibitions of PESA are evaluated by rotary coupon test and aeration method ,re 2spectively.The experimental result shows that the scale inhibition of PESA is prior to HEDP and HPMA ,but inferior to PB TCA.PESA also has certain corrosion inhibition performance ,and good synergistic effect with other corrosion and scale inhibitors.Key words :polyepoxysuccinic acid ;scale inhibition ;corrosion inhibition 目前国内常用的缓蚀阻垢剂有聚磷酸盐、膦酸酯和有机磷酸,其中有机磷酸是最有效的兼有缓蚀与阻垢双重功能的水处理剂。

聚环氧琥珀酸共聚物阻垢缓蚀性能的研究张一江1,刘会媛2,3,柳鑫华2,3,王磊2,3,李繁麟2,3(1.华北理工大学轻工学院,河北唐山063000;2.唐山师范学院化学系,河北唐山063000;3.唐山市绿色专用化学品重点实验室,河北唐山063000)[摘要]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[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)03-0088-05Scale inhibition and corrosion inhibition performance of PESA copolymerZhang Yijiang 1,Liu Huiyuan 2,3,Liu Xinhua 2,3,Wang Lei 2,3,Li Fanlin 2,3(1.Qinggong College ,North China University of Science and Technology ,Tangshan 063000,China ;2.Department of Chemistry ,Tangshan Normal University ,Tangshan 063000,China ;3.Tangshan Key Laboratory of Green Specialty Chemicals ,Tangshan 063000,China )Abstract :A green scale inhibitor and corrosion inhibitor PESA derivative (PESA/AMPS )was synthesized from the reactants of maleic anhydride (MA ),2-acrylamide 2-methyl-propanesulfonic acid (AMPS ).Ca 2+concentration was determined by EDTA titration and spectrophotometry ,and the ability of inhibiting scale of CaCO 3and Ca 3(PO 4)2wasinvestigated.The mechanism of scale and corrosion inhibition was studied by means of scanning electron microscope (SEM )and polarization curve.Key words :PESA copolymer ;calcium carbonate ;calcium phosphate ;scale and corrosion inhibition[基金项目]河北省钢铁联合自然基金(B2017209228);唐山师范学院博士基金(2018A04)聚环氧琥珀酸(PESA )分子中含有羧基,被认为是一种可生物降解的环境友好型聚合物,应用前景广阔。

改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀机理研究肖静;曾德芳【摘要】以马来酸酐为主要原料制得聚环氧琥珀酸(PESA),再对PESA进行改性,制得一种性价比更高的绿色阻垢缓蚀剂改性聚环氧琥珀酸(CSN-PESA).与PESA相比,CSN-PESA对碳酸钙垢和磷酸钙垢的阻垢率分别提高了6%和20.1%,缓蚀率提高了20.2%,成本下降5%.当循环冷却水中的Ca2+≤350 mg/L时,CSN-PESA的阻垢效果最好.%Maleic anhydride as the main raw material has been used for the preparation of polyepoxysuccinic acid (PESA). Then,by means of modifying PESA,a kind of green scale&corrosion inhibitor with higher price-per-formance ratio,modified polyepoxysuccinic acid(CSN-PESA),has been prepared. Compared with PESA,the scale inhibiting rates of calcium carbonate and calcium phosphate by CSN-PESA have been increased by 6%and 20.1%,respectively,the corrosion inhibiting rate increased by20.2%,and the costs decreased by 5%. When the Ca2+in circulating water is less than or equal to 350 mg/L,the scale inhibiting effect of CSN-PESA is the best.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2017(037)012【总页数】4页(P68-71)【关键词】改性聚环氧琥珀酸;阻垢;缓蚀【作者】肖静;曾德芳【作者单位】武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TQ085+.4工业循环冷却水系统容易产生管道腐蚀、结垢等问题，循环冷却水结垢是影响循环冷却水浓缩倍率的重要限制性指标。

综述专论随着各国工业的迅速发展，工业用水量逐年大幅上升，其中冷却水所占比重最大，有些部门甚至高达90%左右[1]。

“绿色化学”概念[2]的提出，重新塑造了水处理技术的发展方向——“环境友好型水处理剂”。

聚环氧琥珀酸(PESA)就是一种环境友好型水处理剂[3,4]。

PESA 兼有缓蚀、阻垢双重功能，热稳定好，无磷无氮，是适用于高碱高固水系的绿色缓蚀阻垢剂[5,6]。

20世纪90年代初，美国Betz 实验室首先开发出来一种无磷无氮“绿色”水处理剂聚环氧琥珀酸(PESA)[7,8]，可用于冷却水处理、污水处理、海水淡化、膜分离等，其阻垢性能和缓蚀性能均明显优于聚丙烯酸钠、聚马来酸和酒石酸等。

由于聚环氧琥珀酸是一种生产工艺清洁、阻垢效果优良、利用后的产物可生物降解，对环境无污染的高分子聚合物[9]，因此，被认为是一种“环境友好”绿色化学品。

环境友好型缓蚀阻垢剂聚环氧琥珀酸研究进展1聚环氧琥珀酸的合成1973年，Ti l l m on H.P.[10]合成了一种新型清洗剂——l -氧杂环丙烷-2,3-二羧酸聚合物(1-oxyacylopane-2,3-dicarboxylic acid)，即聚环氧琥珀酸(PolyEpoxySuccinic A cid)。

目前国外在合成PESA 时大多采用以环氧琥珀酸为原料的一步合成法，或者采用以马来酸酐为原料的二步合成法。

由于我国环氧琥珀酸不是基本化工原料，所以国内多采用以马来酸酐为原料的一步或两步合成路线。

1991年，日本的Fukumolo Y [11]以马来酸酐为原料，用蒸馏水和NaOH 水解生成马来酸钠，在催化剂钨酸钠作用下，用H 2O 2氧化得到环氧琥珀酸钠后，然后将环氧琥珀酸盐乙酯化，在无溶剂体系或惰性溶剂体系中开环聚合，再将制得的聚合物水解，得到可应用的聚环氧琥珀酸。

但该法的工艺条件较为苛刻，未能得到广泛应用。

20世纪90年代末，熊蓉春等[12]以马来酸酐为原料，首先用水和碱使之水解生成马来酸盐，再以过氧化物催化剂和钒系催化剂为催化剂的条件下进行环氧化反应生成环氧琥珀酸，最后以稀土催化剂为催化剂作者简介：刘江红（66），女，硕士，副教授，主要从事生物化工的研究刘江红张艳贾云鹏芦艳(东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江大庆163318)摘要：聚环氧琥珀酸(PES A)型水处理剂作为一种高效缓蚀阻垢剂，具有良好的生物降解性能，并适用于高碱高固水系，极小剂量即可达到很好的阻垢效。

稳定性聚环氧琥珀酸（PESA）的合成及使用性能研究摘要】以马来酸酐为原料合成了聚环氧琥珀酸钠并投入工业生产。

通过对CaCO3阻垢率、复配相容性及增效性、与1227的相容性、在油田上对BaSO4、SrSO4阻垢性能的研究，结果表明PESA确实是一种性能优良的多功能阻垢剂。

【关键词】聚环氧琥珀酸；CaCO3；BaSO4；SrSO4；相容性；复配阻垢剂聚环氧琥珀酸是一种无磷、无氮的可生物降解的水处理药剂『1 其优异的阻垢性和良好的环保性，越来越受到水处理行业的重视。

自20世纪90年被美国开发出来后，由于其优良的阻垢性能（文献介绍）和可降解性而成为人们研究的热点『2』，目前在发达国家，早已经提出并颁布了限磷禁磷的法规政策，绿色环保的产品受到极大的欢迎，像PESA，聚天氡氨酸等，呈逐年上长的趋势，目前国内的很多厂家，科研院所在这方面也做了大量的研究，但大多产品或样品所表现出的阻垢性能等诸方面效果不佳或不稳定，与进口的产品相比，还有一定的差距，特别是工业生产，不同批次间阻垢性能差异较大，复配性能不稳定，行业内包括我们自己，一度把这样一个好产品当成了炒作品。

但使用过进口产品的一些行内人士极力向我们推荐该产品，06年初我们重新开始了PESA的合成实验，通过摸索，我们成功地解决了PESA性能不稳定的问题，无论是小试产品还是连续三个月50多个批次的中试产品，各方面性能均很稳定。

可以说聚环氧琥珀酸本身确实是一个好产品，效果不好是因为没做好而不是这个产品不好。

1、实验部分1.1 PESA的合成将马来酸酐、一定量的水投入反应釜中，搅拌溶解后冷却条件下（t＜40℃)加入液体氢氧化钠，然后升温至60-70℃，加入催化剂，滴加H2O2和少量NaoH，环化时间0.5-3小时，环化完成后升温至90-100℃加入Ca（OH）2 进行聚合反应，得无色至淡黄色透明粘稠液体，固含量大于40%，过滤提纯即为产品。

1.2性能试验1.2.1静态阻CaCO3垢试验碳酸钙沉积法：以含有一定量Ca2+、HCO3-的配制水和水处理剂制备成试液。

A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringResearch on Synthesis and Inhibiting Properties of Polyepoxysuccinic copolymerCandidate ：Liu YuMajor ：Applied ChemistrySupervisor ：Prof. Tang HeqingHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074, P.R.ChinaJune, 2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：刘宇日期：2008 年 6 月7 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本论文属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：刘宇日期：2008 年 6 月7 日指导教师签名：唐和清日期：2008 年 6 月7 日华中科技大学硕士学位论文摘要随着人们环保意识的提高，新型绿色水处理剂已成为国内外的研究热点。

聚环氧琥珀酸是一种无磷、非氮且可生物降解的绿色水处理剂，还兼有一定的缓蚀作用，有着广阔的应用前景。

它对碳酸钙具有良好的阻垢分散性能，适用于高碱、高固水系。

表面技术第50卷第12期聚环氧琥珀酸衍生物及复合配方在天然海水中阻垢缓蚀性能的研究贾静娴a，柳鑫华a,b，王丽红a，付占达a，魏金芳a，王鹏飞a，王磊a，赵腾达a（唐山师范学院 a.化学系b.唐山市绿色专用化学品重点实验室，河北 唐山 063000）摘要：目的为提高聚环氧琥珀酸（PESA）的阻垢缓蚀综合性能，拓展其应用范围，将2-氨基乙磺酸（SEA）引入PESA分子中，合成聚环氧琥珀酸衍生物（SEA-PESA）并应用于海水环境。

方法将PESA和SEA缩合制备了SEA-PESA，用傅里叶红外光谱和核磁氢谱表征其结构。

研究了 SEA-PESA及其四元复合配方在天然海水中的缓蚀和阻垢等综合性能。

结果在海水环境中，SEA-PESA质量浓度为160 mg/L，对Q235钢片的缓蚀率为61.82%，而PESA仅为52.17%。

PESA和SEA-PESA的四元复合配方的缓蚀率分别高达88.87%、96.99 %，腐蚀速率分别为0.065 52、0.017 72 mm/a，SEA-PESA四元复合配方缓蚀效果明显优于PESA，更好地契合了国标的要求。

SEA-PESA四元复合配方以抑制阳极为主，是一种阳极型缓蚀剂；在海水中也表现出良好的阻垢性能，在10 mg/L用量下阻垢率达100%。

结论本研究证实了SEA-PESA用于冷却系统和热脱盐工艺过程中，特别是海水环境中抑制腐蚀和结垢方面的潜能，应用前景广阔。

关键词：海水；2-氨基乙磺酸；聚环氧琥珀酸衍生物；缓蚀剂；阻垢缓蚀机理中图分类号：TG174.42 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2021)12-0390-10DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2021.12.039Study on Scale and Corrosion Inhibition Properties of Polyepoxy-succinic Acid Derivatives and Composite Formulas in Natural SeawaterJIA Jing-xian a, LIU Xin-hua a,b, WANG Li-hong a, FU Zhan-da a, WEI Jin-fang a,WANG Peng-fei a, WANG Lei a, ZHAO Teng-da a(a. Department of Chemistry, b. Tangshan Key Laboratory of Green Specialty Chemicals,Tangshan Normal University, Tangshan 063000, China)ABSTRACT: In order to improve the comprehensive scale and corrosion inhibition performance of polyepoxysuccinic acid (PESA) and expand its application range, 2-aminoethylsulfonic acid (SEA) was introduced into PESA molecule to synthesize a polyepoxysuccinic acid derivative (SEA-PESA) and applied in seawater environment. SEA-PESA was synthesized by收稿日期：2020-12-01；修订日期：2021-06-11Received：2020-12-01；Revised：2021-06-11基金项目：河北省钢铁联合自然基金（B2017209228）；唐山师范学院博士基金（2018A04）Fund：Supported by Hebei Iron and Steel Union Natural Fund (B2017209228), the Doctoral Fund of Tangshan Normal University (2018A04)作者简介：柳鑫华（1971—），女，博士，教授，主要研究方向为绿色水处理剂。