一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂及其制备方法与流程

阅读：评论：0

1.本发明涉及湿法磷酸技术领域，尤其是涉及一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂及其制备方法。

背景技术：

2.湿法磷酸是指用酸分解磷矿制得的磷酸。采用湿法生产磷酸具有能耗低、成本低的优势，被广泛应用。但是在湿法磷酸的生产过程中，往往伴随着大量杂质，浓缩时，杂质离子从溶液析出，吸附在浓缩系统表面，造成浓缩系统堵塞。
3.中国专利cn106007014b公开一种湿法磷酸浓缩阻垢剂及其制备方法和应用。该专利中的阻垢剂能够大幅降低浓缩垢的产生，大幅延长开车时间，但是阻垢剂加入量高达湿法磷酸的0.01％-0.03％。中国专利cn109467199a公开一种用于湿法磷酸浓缩系统的阻垢分散剂及其制备方法。该专利的适宜加药浓度为50-100ug/g，但加药浓度为80ug/g时，对硫酸钙的阻垢率也仅在97％左右，为了达到更好的效果，仍然需要进一步提高加药浓度。
4.因此，提供一种加药浓度低、阻垢效果好的湿法磷酸浓缩用阻垢剂具有重要的意义。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂及其制备方法，解决现有技术中湿法磷酸用阻垢剂的加入量大、阻垢效果不足的技术问题。
6.本发明的第一方面提供一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸5-15％、丙烯酸-磺酸盐共聚物5-20％、水解聚马来酸酐5-15％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物20-35％、多氨基多醚基亚甲基膦酸5-15％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷5-15％、水10-30％。
7.本发明的第二方面提供一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯酸、丙烯酸-磺酸盐共聚物、水解聚马来酸酐、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、多氨基多醚基亚甲基膦酸、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷和水混合均匀，得到湿法磷酸浓缩用阻垢剂。
8.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
9.本发明通过将聚丙烯酸、丙烯酸-磺酸盐共聚物、水解聚马来酸酐、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、多氨基多醚基亚甲基膦酸、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷复配，发挥各组分的协同作用，使得湿法磷酸浓缩用阻垢剂能够在加药浓度为50ppm以下的情况下仍然具有优异的阻垢性能。
具体实施方式
10.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。
11.本发明的第一方面提供一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸(paa)5-15％、丙烯酸-磺酸盐共聚物5-20％、水解聚马来酸酐(hpma)5-15％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(aa-amps)20-35％、多氨基多醚基亚甲基膦酸(papemp)5-15％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(pbtca)5-15％、水10-30％。
12.本发明中，各组分的作用如下：聚丙烯酸是一种常用的分散剂，无毒、易溶于水，可在碱性和中等浓缩倍数条件下运行而不结垢。丙烯酸-磺酸盐共聚物也具有高效阻垢分散能力，对于水中的磷酸钙垢、碳酸钙垢等成垢盐类和无机矿物质具有良好的分散作用。丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的分子结构中含有阻垢分散性能好的羧酸基和强极性的磺酸基，能提高钙容忍度，对水中的磷酸钙、碳酸钙、锌垢等有显著的阻垢作用，并且分散性能优良；与有机膦复配，增效作用明显。多氨基多醚基亚甲基膦酸和2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷为常见的有机膦阻垢剂。多氨基多醚基亚甲基膦酸对碳酸钙、硫酸钙有很强的阻垢能力，并能很好地稳定铁、锌、锰的氧化物，对硅和硅酸盐也十分有效。2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷具有膦酸和羧酸的结构特性，使其具有良好的阻垢和缓蚀性能。水解聚马来酸酐化学稳定性及耐温性高，能与水中钙、镁等离子螯合并有晶格畸变能力，能提高淤渣的流动性。本发明通过将上述组分复配，充分发挥各组分的协同作用，使得湿法磷酸浓缩用阻垢剂能够在加药浓度为50ppm以下的情况下仍然具有优异的阻垢性能。
13.本发明中，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为1：(0.6-1)，优选为3:2。在该质量比范围内，能够更好的发挥其协同增效作用，显著提高阻垢效果。
14.本发明中，上述丙烯酸-磺酸盐共聚物为山东泰和水处理科技股份有限公司生产的th2000。发明人在试验过程中发现，通过加入羧酸-磺酸盐共聚物th-2000，使其与其他组分复配，更有利于发挥各组分的协同增效作用，显著提高分散、阻垢效果。
15.本发明中，上述丙烯酸-磺酸盐共聚物与丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的质量比为1：(1-7)，优选为1:3。
16.本发明中，多氨基多醚基亚甲基膦酸与2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷的质量比为1：(0.3-3)，优选为1:1。在该质量比范围内，能够更好的发挥其协同增效作用，显著提高阻垢效果。
17.在本发明的一些具体实施方式中，上述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸10％、丙烯酸-磺酸盐共聚物5-20％、水解聚马来酸酐10％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物20-35％、多氨基多醚基亚甲基膦酸5-15％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷5-15％、水20％。
18.在本发明的一些优选实施方式中，上述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸10％、丙烯酸-磺酸盐共聚物th200010％、水解聚马来酸酐10％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物30％、多氨基多醚基亚甲基膦酸10％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10％、水20％。
19.本发明的第二方面提供一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯酸、丙烯酸-磺酸盐共聚物、水解聚马来酸酐、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、多氨基多醚基亚甲基膦酸、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷和水混合均匀，得到湿法
磷酸浓缩用阻垢剂。
20.为避免赘述，本发明以下各实施例和对比例中，选用的丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为3:2。
21.实施例1
22.本实施例提供了一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸10％、丙烯酸-磺酸盐共聚物th200010％、水解聚马来酸酐10％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物30％、多氨基多醚基亚甲基膦酸10％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10％、水20％。
23.实施例2
24.本实施例提供了一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸10％、丙烯酸-磺酸盐共聚物th2000 20％、水解聚马来酸酐10％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物20％、多氨基多醚基亚甲基膦酸10％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10％、水20％。
25.实施例3
26.本实施例提供了一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸10％、丙烯酸-磺酸盐共聚物th2000 5％、水解聚马来酸酐10％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物35％、多氨基多醚基亚甲基膦酸10％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10％、水20％。
27.实施例4
28.本实施例提供了一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸10％、丙烯酸-磺酸盐共聚物th200010％、水解聚马来酸酐10％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物30％、多氨基多醚基亚甲基膦酸5％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷15％、水20％。
29.实施例5
30.本实施例提供了一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸10％、丙烯酸-磺酸盐共聚物th200010％、水解聚马来酸酐10％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物30％、多氨基多醚基亚甲基膦酸15％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷5％、水20％。
31.对比例1
32.本对比例提供了一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸12.5％、水解聚马来酸酐10％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物37.5％、多氨基多醚基亚甲基膦酸10％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10％、水20％。
33.对比例2
34.本对比例提供了一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸12％、丙烯酸-磺酸盐共聚物th200012％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物36％、多氨基多醚基亚甲基膦酸10％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10％、水20％。
35.试验组
36.根据q/sy126-2014油田水处理用缓蚀阻垢剂技术规范的要求对不同阻垢剂进行性能测试，结果见表1。
37.表1
[0038][0039][0040]
通过表1的结果可以看出，本发明实施例1-5在加药浓度为25ppm时，对硫酸钙的阻垢率在80％以上，说明本发明实施例制备的湿法磷酸浓缩用阻垢剂均具有优异的阻垢效果。并且，通过进一步优化比例，加药浓度为25ppm时，对硫酸钙的阻垢率可以达到97％以上。
[0041]
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：

1.一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂，其特征在于，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸5-15％、丙烯酸-磺酸盐共聚物5-20％、水解聚马来酸酐5-15％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物20-35％、多氨基多醚基亚甲基膦酸5-15％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷5-15％、水10-30％。2.根据权利要求1所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，其特征在于，所述丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为1：(0.6-1)。3.根据权利要求1所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，其特征在于，所述丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为3:2。4.根据权利要求1所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，其特征在于，所述丙烯酸-磺酸盐共聚物为山东泰和水处理科技股份有限公司生产的th2000。5.根据权利要求1所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，其特征在于，所述丙烯酸-磺酸盐共聚物与丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的质量比为1：(1-7)。6.根据权利要求1所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，其特征在于，所述丙烯酸-磺酸盐共聚物与丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的质量比为1:3。7.根据权利要求1所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，其特征在于，所述多氨基多醚基亚甲基膦酸与2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷的质量比为1：(0.3-3)。8.根据权利要求1所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，其特征在于，所述多氨基多醚基亚甲基膦酸与2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷的质量比为1:1。9.根据权利要求1所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，其特征在于，所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂，按重量百分比计，其原料包括：聚丙烯酸10％、丙烯酸-磺酸盐共聚物5-20％、水解聚马来酸酐10％、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物20-35％、多氨基多醚基亚甲基膦酸5-15％、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷5-15％、水20％。10.一种如权利要求1-9中任一项所述湿法磷酸浓缩用阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚丙烯酸、丙烯酸-磺酸盐共聚物、水解聚马来酸酐、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、多氨基多醚基亚甲基膦酸、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷和水混合均匀，得到湿法磷酸浓缩用阻垢剂。

技术总结

本发明公开了一种湿法磷酸浓缩用阻垢剂及其制备方法。本发明通过将聚丙烯酸、丙烯酸-磺酸盐共聚物、水解聚马来酸酐、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、多氨基多醚基亚甲基膦酸、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷复配，发挥各组分的协同作用，使得湿法磷酸浓缩用阻垢剂能够在加药浓度为50ppm以下的情况下仍然具有优异的阻垢性能。有优异的阻垢性能。