高效阻垢缓蚀剂氨基三甲叉膦酸的合成条件研究

ATMP缓蚀阻垢性能摘要研究了以氯化铵、甲醛、三氯化磷为原料一步法合成ATMP的最佳条件，活性成分达66.6%将ATMP和复配后的ATMP缓蚀、阻垢性能进行比较，结果表明复配后其缓蚀、阻垢性能有显著提高。

关键词氨基三甲叉膦酸缓蚀率阻垢率ATMP化学名称为氨基三甲叉膦酸，分子式为N(CH2PO3H2)3 ,是工业上广泛用于锅炉水设备中的缓蚀剂、阻垢剂1 实验方法ATMP的合成 36%HCHO溶液（化学纯）：31.2g，NH4Cl（分析纯）：5g，用恒压滴液漏斗，缓慢加入24.5mLPCl3（分析纯），控温在30~40℃，用碱液吸收放出的HCl，然后缓慢加热，恒温120℃2h，此工艺条件合成的ATMP活性组分为66.6%。

ATMP的复配用Na2SO3、Na2CO3与ATMP复配，除氧并调P H;值在8左右。

缓蚀性能测试试样为A3钢，采用旋转挂片失重法测试ATMP的缓蚀性能。

2 实验结果2.1 ATMP及ATMP复配后的缓蚀性能不同浓度的ATMP及复配后的缓蚀性能见图1.ATMP复配后缓蚀性能大大提高,复配后ATMP为2×10-6时，缓蚀率大于90%；ATMP为10×10-6时缓蚀率大于98%。

2.2 ATMP及ATMP复配后的阻垢性能在高硬水中（Ca2+=200×10-6），温度为80℃，不同浓度的ATMP及复配后的阻垢性能见图2复配后当ATMP为10×10-6时，阻垢率大于80%；当ATMP为25×10-6时，阻垢率大于90%。

3 结论一步法合成ATMP，活性成份达66.6%ATMP与Na2SO3、Na2CO3复配后的缓蚀、阻垢性能均有较大提高因此ATMP复配后可用于热水锅炉中，即可做缓蚀剂，又可做阻垢剂，有用量少，缓蚀、阻垢效果好等优点ATMP在锅炉中的重要作用在缺少阻垢剂和缓蚀剂的锅炉水系统中会产生大量水垢和腐蚀，而造成热效率降低浪费能源，而且还可能会导致蒸汽泄漏，每年因水垢严重引起的事故超过事故总数的20%；水垢在冷却系统内形成将会缩小流道截面积, 增加水循环阻力,阻碍正常的热交换随着水垢层的不断加厚,将造成设备严重的冷却不良而带来一连串的恶果，寻找一种有效的阻垢缓蚀剂成为当务之急。

高效阻垢缓蚀剂氨基三甲叉膦酸的合成条件研究【摘要】ATMP为阴极型缓蚀剂由于具有无毒、化学稳定性好、能耐较高温度(200℃)，阻垢效率高、与聚磷酸盐，聚羧酸盐，亚硝酸盐具有良好的协同能力并且还兼有缓腐蚀能性等优点，是一种良好的碱性水处理药剂，所以在循环冷却水处理中得到了广泛的应用。

【关键词】最佳工艺条件阻垢性能合成检测阻垢剂是一类重要的水处理化学产品，它能够阻止难溶的无机盐类沉积结垢，例如碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等。

工业生产中出现的结垢现象，会引起传热效率的降低，管道堵塞等问题，造成资源浪费，效率低下，成本增大等，严重影响正常的生产运行。

它已经广泛应用于循环冷却水、锅炉用水、油井注水等工业用水中，以保证生产的正常运作。

1实验部分反应原理以亚磷酸、甲醛、碳酸铵为主要原料直接一步法合成氨基三甲叉磷酸，反应式为：6H3PO3+6HCHO + (NH4)2CO3→2N[CH2PO(OH)2]3+CO2↑+7H2O亚磷酸作为参与Mannich反应的C-H活泼氢化物相当的磷化物，磷原子的亲核性能是形成C-P键的主要原因，反应体系中应加入适量的水，以利于甲醛在水溶液中的溶解和参与反应。

实验确定的最佳工艺条件是：H3PO3：HCHO：(NH4)2CO3=3.0：4.0：0.6(摩尔比)，反应温度为110℃，保温反应3.0 h，对此进行了3组稳定性实验，结果见表1。

由表1可知，3次实验产品的各项指标均达到ZB／T71003—89优等品的标准，说明该工艺重复性好，产品质量稳定，所以，确定的工艺条件是切实可行的。

2性能分析2.1产品阻垢性能检测静态碳酸钙沉淀法具有快速、简便特点，在评定单一阻垢剂抑制碳酸钙垢时,试验效果较明显，故本实验采用静态阻垢试验方法。

静态阻垢试验方法：用去离子水配制750mL的阻垢剂、Ca2+、HCO3-的溶液，并用NaOH调节pH为8.5，然后至于80°C恒温水浴中并记时，当蒸发浓缩至500mL（浓缩倍数为1.5）时取下烧杯，迅速冷却到室温后将试液移至500mL 容量瓶中，试液不足500mL时，用去离子水补足，并摇匀，继续至于80°C恒温水浴中，从记时开始恒温10h，实验结束后，取出容量瓶，冷却至室温，吸取上层澄清溶液，用EDTA滴定法分析测定钙离子的质量浓度。

循环水中各种缓蚀阻垢剂的用量及配方集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）1)聚磷酸盐(六偏磷酸钠、三聚磷酸钠)阻垢剂。

使用时加入水中浓度为0.5～10ppm，适合于低压锅炉。

①六偏磷酸钠(NaPO3)6，由磷酸二氢钠脱水经高温(600～650℃)处理后，急剧冷却而制得。

②三聚磷酸钠，即三磷酸钠(Na5P3O10)，由磷酸二氢钠和磷酸氢二钠充分混合，加热脱水，再高温熔融而成。

(2)膦酸盐阻垢剂常用的药剂有以下几种：①羟基乙叉二膦酸，结构式为：别名为HEDP，含量为50%，为**透明粘稠液体，显强酸性(pH=2～3)，具腐性。

羟基乙叉二膦酸多由三氯化磷与醋酸等原料制成，其合成反应如下：【用途】HEDP为阴极型缓蚀剂。

在水溶液中，HEDP可解离成5个正、负离子，可与金属离子形成六员环螯合物，尤其是与钙离子可以形成胶囊状大分子螯合物，阻垢效果较佳。

HEDP与其它缓蚀剂、阻垢剂配合使用，具有协同效应，可提高药效。

例如与铬酸盐、钼酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、聚丙烯酸盐、锌盐等配合使用，多用于锅炉水处理、冷却水的处理，使用量一般低于1～3ppm，适用于低、中压锅炉用水的处理。

②乙二胺四甲叉四膦酸，其结构式为：别名为EDTMP，其钠盐为棕**透明粘稠液体，含量为28%～30%，pH=9～10。

EDTMP多由甲醛、乙二胺、三氯化磷为原料制成。

其合成反应如下：【用途】EDTMP为有机多元膦酸阴极缓蚀剂。

在水中，EDTMP能解离成8个正、负离子，可以和两个或多个金属离子螯合，形成两个或多个立体结构大分子粘状络合物，松散地分散于水中，使钙垢的正常结晶破坏，减少垢的形成。

EDIMP多用于锅炉水的阻垢。

加入水中浓度为1ppm，适用于中、低压锅炉。

③氨基三甲叉膦酸，其结构式为：别名为ATMP，含量为50%，为淡**液体。

本品多由三氯化磷、铵盐、甲醛等原料反应制得，其反应原理为：PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl3H3PO3+NH4Cl+HCHO→ATMP+CO2+3H2O【用途】ATMP为阴型缓蚀剂。

新型有机磷羧酸的合成及阻垢性能实验
郑艳芬;袁斌;王仲旭;吕松;王滢
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2008(028)007
【摘要】以α-氨基己二酸、亚磷酸和甲醛(37%)水溶液为原料,合成了新型有机磷羧酸阻垢剂α-氨基己二酸-N,N'-二亚甲基膦酸(AADMP).并对产物进行了IR、1H NMR和MS表征.实验结果表明:α-氨基己二酸、甲醛、亚磷酸的物质的量比为1:2.4:2.4,反应温度为110℃,反应时间为3 h,甲醛为一次性加入时,所得产物对CaCO3阻垢效果最好.阻垢性能的对比实验也表明,AADMP具有优良的阻垢性能.【总页数】3页(P58-60)
【作者】郑艳芬;袁斌;王仲旭;吕松;王滢
【作者单位】中国环境管理干部学院环境科学系,河北秦皇岛,066004;广东工业大学环境科学与工程学院,广东广州,510090;中国环境管理干部学院环境科学系,河北秦皇岛,066004;广东工业大学环境科学与工程学院,广东广州,510090;中国环境管理干部学院环境科学系,河北秦皇岛,066004
【正文语种】中文
【中图分类】TQ085
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氨基三甲叉膦酸ATMP
名称：氨基三亚甲基膦酸氨基三甲叉磷酸
英文简称：ATMP
CAS No. 6419-19-8
分子式： N(CH2PO3H2)3C 相对分子质量：299.05
一、产品性能：
氨基三甲叉膦酸具有优良的阻垢作用，低毒或无毒，热稳定性好，对碳酸盐防垢效果尤优30mg/L时有良好的缓蚀性能。

氨基三亚甲基膦酸具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。

可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。

二、产品用途：
作为阻垢剂和缓蚀剂：氨基三甲叉膦酸用于大型火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。

可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结垢的作用。

纯度较高，在纺织印染等行业中ATMP用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。

ATMP固体为结晶性粉末，易溶于水，易吸潮，易于运输和使用，尤其适用于冬季严寒地区。

用作过氧化物的稳定剂和工业清洗剂配方（例如，玻璃瓶的碱洗配方）中，以及用作阻燃性聚氨基酸酯泡沫塑料
三、性能指标：
四、包装贮存：
氨基三甲叉膦酸用25KG或250KG塑料桶包装。

贮存于室内阴凉处，贮存期一年。

五、安全防护：
氨基三甲叉膦酸为酸性物质，应避免与眼睛、皮肤接触，一旦接触，应立即用大量流动清水冲洗。

专利名称：一种阻垢缓蚀剂
专利类型：发明专利
发明人：牟军平,于春光
申请号：CN201310671154.9申请日：20131211
公开号：CN103708636A
公开日：
20140409
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及缓蚀剂技术领域，更具体的讲是一种阻垢缓蚀剂，其由下述按重量百分比计的组分组成：氨基三甲叉膦酸25-35%、羟基乙叉二膦酸2-8%、氯化钠5-10%、聚丙烯酸3-8%、水解聚马来酸1-3%、乙二胺四亚甲基膦酸钠8-15%、其余为水。

本发明的有益效果是：本发明针对宽PH（PH3-11）的循环水均有较显著的作用，对于紫铜管与黄铜管有显著的效果，其中紫铜实验管粘附速度降低到5.82mcm，腐蚀速度降低到0.0002295mm/a，黄铜实验管粘附速度降低到
5.55mcm，腐蚀速度降低到0.00004458mm/a。

申请人：山东华亚环保科技有限公司
地址：250199 山东省济南市历城区华信路389号巨匠大厦601
国籍：CN
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专利名称：一种高硬度水缓蚀阻垢剂的配制方法专利类型：发明专利
发明人：鲍宜仿
申请号：CN201410726980.3
申请日：20141205
公开号：CN105712505A
公开日：
20160629
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种高硬度水缓蚀阻垢剂的配制方法，该产品属于化工领域；本发明使用的原料按重量配比包括：氨基三甲叉膦酸五钠48%-50%、聚顺丁烯二酸28%-30%、含磺酸盐共聚物10%、缓蚀剂10%、特殊界面活性剂2%，工艺是将配方量的氨基三甲叉膦酸五钠、聚顺丁烯二酸送入化学反应釜中后开动搅拌机搅拌，随即向反应釜夹层内送入蒸汽，使反应釜内缓慢升温，控制温度在40℃-45℃之间，搅拌反应0.4-0.5小时；停止向反应釜的供汽，降温至30℃-35℃之间，继续搅拌，同时加入配方量的含磺酸盐共聚物、缓蚀剂、特殊界面活性剂，搅拌0.3-0.4小时后停止搅拌，降温至常温后得到成品。

申请人：鲍宜仿
地址：221400 江苏省徐州市新沂市新安镇公园路华东小区东区门面房10号聚鑫广告
国籍：CN
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