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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］。
电导率法评定阻垢剂及碳酸钙结晶动力学研究在用水量极大的工业循环冷却水系统中，结垢是一个长期存在，影响系统安全运行的主要问题之一。
水垢一般是由具有反常溶解度的难溶盐或微溶盐组成。
在循环冷却水系统中，最常见的难溶盐或微溶盐有碳酸钙、硫酸钙、磷酸锌及硅酸镁等。
当这些盐类呈过饱和状态时，在一定条件下，就可能在换热器表面以水垢的形式析出。
其中，碳酸钙是循环水系统中最常见、危害最大的水垢。
通常我们主要讨论碳酸钙垢的抑制问题。
目前，添加阻垢剂的方法已经成为国内外循环冷却水系统中控制结垢的主要手段。
因此，阻垢剂的开发与合理利用是循环冷却水处理的关键问题。
能否准确、快速地评定阻垢剂的阻垢性能以及对碳酸钙结晶动力学的研究就显得十分重要。
论文首先概述了国内外常用的评定阻垢剂阻垢性能的方法，比较了几种方法的优缺点。
并对碳酸钙结晶的机理进行了阐述。
本试验研究了一种新型的评定阻垢剂阻垢性能的方法，这种方法是一种基于对溶液电导率的监测来评定阻垢剂阻垢性能的方法。
试验是在恒温、密闭的条件下，通过对碳酸钙过饱和溶液电导率的测定，找出电导率开始下降的点，即溶液中开始析出沉淀的点，计算有阻垢剂和无阻垢剂时碳酸钙的临界过饱和度值来比较阻垢剂的阻垢性能。
临界过饱和度值越大，阻垢剂的阻垢性能越好。
通过阻垢剂的浓度和相对过饱和度值的关系图可以找出理想的阻垢剂以及合适的剂量。
试验表明，电导率监测法具有试验仪器简单、操作方便、快速、准确、精度高等优点，可以比较不同阻垢剂和相同阻垢剂在不同浓度下的阻垢效果。
在碳酸钙结垢的动力学研究中，通过测定五种不同过饱和度的碳酸钙溶液的电导率随时间的变化来获得动力学的试验数据。
本试验把碳酸钙结晶析出的过程分为两个阶段进行研究：晶核生长和晶粒长大。
试验表明，晶核生长和晶粒长大的速率可以用一级反应速率方程来表示，并可以求出反应的速率常数和活化能。
在阻垢剂和温度对碳酸钙结晶影响的试验研究中表明，温度、阻垢剂对碳酸钙结垢的反应速率产生影响。
![聚环氧琥珀酸的阻垢缓蚀性能研究[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/6e9d31d380eb6294dd886c8a.png)
[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。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2009年第28卷增刊·224·化工进展聚环氧琥珀酸对碳钢缓蚀阻垢性的研究进展张学丽，马庆国，韩利华（河北理工大学化工与生物技术学院，河北唐山 063009）摘要：概述了缓蚀剂、阻垢剂的使用现状。
介绍了新型绿色缓蚀阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成、缓蚀阻垢性能及其缓蚀阻垢机理。
分析了聚环氧琥珀酸的研究现状及存在的问题，并对其未来的开发应用提出了新的见解。
关键词：缓蚀剂；阻垢剂；聚环氧琥珀酸冷却水在循环系统中循环使用的过程中会发生溶解氧增加，水温升高及水分蒸发等一系列变化。
由此造成沉积物沉积在换热器的金属表面上影响冷却效果并腐蚀设备。
由腐蚀引起的水冷器和管线的穿孔比较严重，不仅使安全生产没有保证而且会造成不可估量的经济损失。
缓蚀阻垢剂可以有效合理地减缓或防止金属在循环水介质中的腐蚀。
而且缓蚀阻垢剂的加入量甚微，缓蚀阻垢技术与其它防腐技术相比，它不需改变原有的设备和工艺，也不需要特殊的附加设备，而且具有较好的经济效应和缓蚀效果。
但是，目前国内外所采用的缓蚀阻垢剂大多有毒或对环境有害或缓蚀阻垢效果不佳，采用有机复配缓蚀剂防腐蚀效果虽然颇佳，但价格比较昂贵。
因为应用于冷却水系统的金属材料大多为碳钢材料，所以开发一种应用在海水介质中减缓或阻止碳钢腐蚀的经济、高效、对环境友好的新型绿色缓蚀阻垢剂是当前研究的重点[1]。
聚环氧琥珀酸便是一种无毒、无害的、可生物降解的绿色缓蚀阻垢剂，从20世纪90年代被美国开发出来后，因其优良的阻垢性能和可生物降解性一直受到研究者的关注[2]。
1 缓蚀阻垢剂的使用现状1.1 缓蚀剂目前，国内外所使用的缓蚀剂按其组成和结构可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂及复合缓蚀剂三种[3]。
无机类缓蚀剂中铬盐和重铬盐缓蚀剂因其对环境污染严重而且对人体有毒已禁止使用；亚硝酸盐和锌盐因其对环境有害或对人体有毒其使用量也受到了限制；硅酸盐、钼酸盐类缓蚀效果低，一般在高剂量下才有缓蚀效果或与其它缓蚀剂复合使用，这势必会增加缓蚀剂的使用成本。
水中固体颗粒对结垢与阻垢的影响及机理
董梅玉;杨海燕;潘谦宏;汤颖
【期刊名称】《油田化学》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】结垢对油田油气集输系统危害严重,使用阻垢剂是抑制油田结垢最有效的方法之一。
传统的阻垢剂评价方法未考虑油田水中存在的悬浮不溶性固体粒子(黏土、粉砂等)因素是否影响评定结果。
以CaCO_(3)结晶过程为研究对象,采用电导率法研究过饱和溶液中悬浮性固体粒子(碳酸钙粉末、二氧化硅粉末、钙基黏土)对碳酸钙沉积过程的影响以及阻垢剂效果的影响。
结果表明:在实验温度为70℃、转速为300 r/min的条件下,阻垢剂在含有悬浮不溶性固体粒子的过饱和溶液中的阻垢效果降低,主要是因为过饱和溶液中的悬浮固体颗粒会加速碳酸钙晶体生长速率,加快CaCO_(3)晶体的生成,从而影响阻垢效果。
本研究证实了常规结垢与阻垢评价方法存在与现场水质不符,容易导致评价结果与现场试验误差较大的情况,需要针对现场水质进行有针对性地评价。
【总页数】6页(P154-159)
【作者】董梅玉;杨海燕;潘谦宏;汤颖
【作者单位】西安石油大学陕西省油气田环境污染控制技术与储层保护重点实验室;西安长庆化工集团有限公司;西安石油大学油气田化学陕西省高校工程研究中心【正文语种】中文
【中图分类】TE358.5
【相关文献】
1.循环水中铁对腐蚀结垢的作用及缓蚀阻垢研究
2.聚环氧琥珀酸对油田污水中硫酸锶/钡垢的阻垢性能及阻垢机制研究
3.新型多功能低膦阻垢分散剂在结垢型水中的研究和应用
4.固体颗粒对池沸腾换热表面上结垢影响的机理分析
5.高盐工业废水浓缩工艺中的换热器结垢机理和阻垢技术
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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。
电导率法评定聚环氧琥珀酸对碳酸钙结垢过程的影响毕业论文论文题目：电导率法评定聚环氧琥珀酸对碳酸钙结垢过程的影响电导率法评定聚环氧琥珀酸对碳酸钙结垢过程的影响摘要随着世界水资源短缺加剧、水污染日益严重和工业生产装置运行周期延长，对工业水处理技术的要求不断提高，促进了水处理药剂的迅速发展。
新型、高效、多功能的水处理药剂己经成为人们竞相开发的热点。
聚环氧琥珀酸是上世纪90年代开发出来的一种环保型阻垢剂，它具有优良的阻垢性能，且无磷、非氮、可生物降解性好，是现代阻垢剂的更新换代产品。
它兼有阻垢、缓蚀双重功能。
将PESA投加到工业循环水中做为缓蚀阻垢剂使用，对节约水资源有较好的应用前景。
本文采用传统的一步法合成阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA ) 。
以马来酸酐为原料，钨酸钠作催化剂，过氧化氢作氧化剂，Ca(OH)2复配物为引发剂，得到聚环氧琥珀酸盐，经酸化甲醇洗涤、干燥得到目标产物聚环氧琥珀酸。
电导率法评定PESA 的阻垢性能较好。
通过改变溶液温度、阻垢剂浓度测定溶液的电导率随时间的变化值, 推断PESA 影响碳酸钙结垢过程的原因: 低温时晶格畸变起主要作用; 高温时分散起主要作用, 从动力学上影响碳酸钙结垢过程。
温度发生变化, PESA 影响碳酸钙结垢过程的控制过程发生改变。
关键词：聚环氧琥珀酸电导率法碳酸钙阻垢机理Determination of ConductivityPolyepoxysuccinic Acid on CalciumCarbonate Crystallization ProcedureAbstractInview of exeessive exploration of world wide water resource,serious water pollution and extension of industrial apparatus operating period，ehemicals with high effect against seale for cooling water treatment is developed rapidly. New一typed,efficient and multiple一functional water treatment chemicals have been the hotpot seientists investigate.Polyepoxysueeinic acid(PESA) is a kind of contamination free scale inhibitor,which was exploited in the 90’s,last century.It is wildly used as a new produet of scale inhibitor at present for its excellent scale inhibition，biodegradability and unique molecular strueture having no hetero一atoms such as nitrogen and phosphorus. It is has double performance of scale and corrosion inhibition.Put PESA into industry circulating water as scale and corrosion inhibitores,which it is better for saving water resources.In this paper, traditional one-step method was adopted to synthetize PESA . In this condition that malefic anhydride as a raw material,sodium tungstate as catalyst,hydrogen peroxide as oxidant,the compound of calcium hydroxide as initiator,which can obtain polyepoxysuccinic salt,after wasing with acidified methyl alcohol and drying,make target product polyepoxysuccinic acid.It is better to determine scaling inhibitation of PESA through Conductivity law. Speculating the reason in the process of the scaling of calcium carbonate under the influence of PESA through determining variation on conductivity law in solution by changing temperature of solution and concentration of scaling inhibitor: when at low temperature, lattice distortion plays a major role; when at high temperature, scattering plays an important role, and influences process of calcium carbonate scaling from dynamics . W hen temperature is varying, the controlling process which PESA influences the procedure of calcium carbonate scaling is changing . Key words: Polyepoxysuccinic Acid Synthesis The Conductivity MethodCalcium Carbonate The Inhibition Mechanism目录1引言 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2阻垢剂及其发展历程 (1)1.2.1碳酸钙阻垢剂的分类及简介 (1)1.2.2阻垢剂的作用机理 (3)1.2.3阻垢性能的评定方法 (4)1.2.4阻垢剂的发展趋势 (5)1.3绿色水处理剂 (5)1.3.1传统水处理剂的缺点 (5)1.3.2绿色水处理剂 (5)1.3.2.1聚环氧琥珀酸的发现 (6)1.3.2.2聚环氧琥珀酸合成 (6)1.3.2.3聚环氧琥珀酸应用 (7)2试验部分 (10)2.1试验试剂 (10)2.2试验仪器 (10)2.3试验方法 (10)2.3.1 聚环氧琥珀酸的合成及红外表征 (10)2.3.2 聚环氧琥珀酸的阻垢性能评定 (11)3 结果和讨论 (11)3.1 聚环氧琥珀酸的红外光谱图 (13)3.2 温度对碳酸钙结垢的影响 (13)3.2.1 低温，PESA对碳酸钙结垢的影响 (14)3.2.2 高温, PESA 对碳酸钙结垢的影响 (14)3.2.3 不同温度, PESA 对碳酸钙结垢的影响 (14)3.2.4 PESA 浓度对碳酸钙结垢的影响 (15)结论 (16)谢辞 (17)参考文献 (18)外文资料 (19)1引言1.1课题研究背景在用水量极大的工业冷却水系统、热交换器、反渗透膜表面及油田工业中，结垢是困扰系统正常运行的一大难题。
为节约水资源和减少排污，工业冷却水系统常采取高浓缩倍数水的循环使用。
随着水质稳定技术的进步和节水要求的不断提高，循环水的浓缩倍数会逐步提高，从而加快了一些难溶盐的沉淀趋势使得结垢问题更加严重。
而结垢又会降低传热效率，阻塞水流，发生垢下腐蚀等后果，这些都将影响冷却水系统的运行状况。
添加阻垢剂已经成为循环冷却水系统中控制结垢的主要手段。
阻垢剂的开发与合理利用是循环水处理的关键问题，能否准确、快速地评定阻垢剂的性能就显得非常重要。
1.2 阻垢剂及其发展历程水资源贫乏一直是我国面临的一大难题 ,特别是近年来,随着世界性水资源危机的不断加剧和我国工业生产的迅速发展 ,工业用水量急剧增大,合理用水及水的循环使用已经成为工业发展的重要课题。
水的循环使用使水质逐渐恶化,加剧了设备的结垢,影响热传导,甚至有可能引起爆炸事故,造成巨大的经济损失 ,而这些垢中以碳酸钙垢最为普遍。
解决这些问题的有效方法是向循环水中投加阻垢剂,防止碳酸钙垢的生成。
1.2.1 碳酸钙阻垢剂的分类我国碳酸钙垢阻垢剂产品经过一段时间的发展 ,已经取得了明显进步。
目前市场上的阻垢剂主要有天然聚合物阻垢剂、含磷（膦）共聚物阻垢剂、、磺酸类共聚物阻垢剂、绿色聚合物阻垢剂等。
在此简要介绍这些阻垢剂的合成条件及阻垢性能。
（1）天然聚合物阻垢剂天然聚合物阻垢剂主要包括木质素、单宁、淀粉、甲壳素、腐植酸等及其衍生物。
这类聚合物的特点是分子中含有许多酚经基,因而对钙离子等盐垢晶体生长有一定的抑制作用。
由于天然聚合物不稳定,易分解,投入量大,杂质含量高,阻垢和分散效果不及合成聚合物,现在已经很少使用。
但是天然聚合物来源广、廉价、可生物降解,并可以通过改性等方法制备经济、环保、高效的聚合物阻垢剂。
（2）含磷（膦）共聚物阻垢剂含磷共聚物是近年来由无机单体次磷酸与其他有机单体如丙烯酸（AA ）、马来酸(MA)、含磺酸基单体等共聚而成,一类为聚磷基羧酸另一类为磷酞基羧酸 ,其特点是将羧基与磷酸基结合于同一分子中,由于其分子上同时有—PO 和一COOH ,因而兼有有机磷酸和聚羧酸的阻垢与缓蚀特点,尤其对碳酸钙垢有效,其复合配方对硫酸钙垢、磷酸钙垢以及分散粘泥和氧化铁也有协同效果和去活化作用。
（3）绿色阻垢剂[1] 聚丙烯酸型 聚丙烯酸型阻剂主要包括聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMMA)及其钠盐。
聚丙烯酸中的羧酸基对2+Ca 、2+Mg 等阳离子有鳌合作用,使其具有阻垢性能。
聚丙烯酸电解质还能对泥土、腐蚀产物等无定形物具有分散作用,是一种分散剂,单独使用时浓度一般在2～5mg/L 。
聚丙烯酸型阻垢剂毒性较小,价格便宜,具有溶限效应,阻垢效果较好,用药量低（1mg/L 的聚丙烯酸能鳌合45mg/L 的2+Ca ）,几乎没有排放污染问题。
但由于易形成聚丙烯酸钙,其在含有高浓度2+Ca 时单独使用效果较差 ,并且几乎没有阻垢的能力,所以它常与缓蚀剂复配成复合水质稳定剂使用。
