[发明专利]一种循环水管道多功能减阻剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环水管道多功能减阻剂，特别是由具有减阻功能的工业循 环水杀菌灭藻剂、具有减阻功能的工业循环水缓蚀阻垢剂和其它循环水处理剂组 成的多种功能的减阻剂，属于精细化学品领域。

背景技术

空调设备、集中供热管道和工业生产装置的循环水系统普遍存在高能耗的问 题，其中循环泵能耗高达系统能耗的30％-50％。我国正在向城市化和工业化方向 发展，节能减排任务繁重，在循环水中系统中加入管道减阻剂是简便易行的节能 方法，因而近年来受到普遍关注。

早期的循环水管道减阻剂通常是一些高分子聚合物，例如美国专利 US1352284(1974-5-8)公开一种由聚氧乙烯高分子、悬浮剂和表面活性剂等组成 的管道减阻剂配方，实际应用中高分子聚合物易被循环泵剪切失去减阻性能。此 外聚合物减阻剂可能会降低水溶液的传热系数，其应用范围受到很大限制。后来 发现某些表面活性剂也具有较好的减阻功能，特别是能形成特别长的圆柱形胶束 的表面活性剂，其在热交换器内被机械装置破坏失去减阻效果，而在热交换器后 的管道中胶束迅速再次形成恢复了减阻作用。选定表面活性剂减阻剂的适当添加 浓度以及管道中循环水合适的流速，就可能建立管道内的层流和热交换器内的湍 流，在管道直径不变条件下减小泵功率和能耗。

美国道化学公司在美国专利US4534875(1985-8-13)公开一种十六烷基三甲 基水杨酸胺和水杨酸钠为主要成分的粘弹性表面活性剂减阻剂。荷兰阿克佐诺贝 尔公司在美国专利US5902784(1999-5-11)、美国专利US2004/0069342和中国专 利CN1245468(2006-3-15)中公开了两性离子表面活性剂与阴离子表面活性剂组 成的一系列减阻剂配方。瑞典Berol Nobel AB公司在美国专利 US5339855(1994-8-23)中公开一种烷基醇酰胺减阻剂。日本東邦化学公司在日本 专利JP2000313872(2000-11-14)、JP2004323813(2004-11-18)和 JP2006199800(2006-8-3)中公开了以叔胺氧化物为主要成分的一系列减阻剂配 方。国内水处理剂开发和应用迅速发展，但局限在缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂、分 散剥离剂和絮凝剂上。上海交通大学在循环水管道减阻剂的基础研究方面做了大 量工作，主要集中在对十六烷基三甲基水杨酸胺和水杨酸钠的减阻性能进行验证 和应用条件优化。

表面活性剂类减阻剂抗剪切，减阻胶束具有自修复功能，理论上可以在循环 水系统中长期使用，已在一些大型循环水系统中应用取得很好节能效果。但国外 专利公开的减阻剂成分都是一些新型表面活性剂，其对管道设备腐蚀性和长期稳 定性数据缺乏，再加上其合成原料价格过高，限制了其在中小循环水系统中推广 使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼有缓蚀、阻垢、杀菌和减阻节能等多种功能且价 格低廉的多功能减阻剂，解决现有管道减阻剂对管道设备腐蚀性和长期稳定性数 据缺乏和原料价格过高难以在中小循环水系统中推广应用的问题。

本发明的思路是从腐蚀性和长期稳定性数据完备的现有工业杀菌灭藻剂、缓 蚀阻垢剂、分散剂和絮凝剂中筛选具有减阻功能和减阻分子结构的表面活性剂共 同组成多功能减阻剂，使其兼有缓蚀、阻垢、杀菌和减阻节能等多种功能，替代 现有的单一功能水处理剂，特别适合在中小循环水系统中推广应用。

为达到以上目的采取的技术方案和措施是：

(1)由具有减阻功能的工业循环水杀菌灭藻剂、具有减阻功能的工业循环水缓 蚀阻垢剂和其它工业循环水处理剂组成多功能减阻剂，按循环水量以 0.4-2.0kg/t一次性投入循环水系统。

(2)选用分子式如下的常见季胺盐表面活性剂作为多功能减阻剂主要组分，

其中，R是8-24个碳原子的烃基或其混合物。最好是常见的氯化十二烷基二 甲基苄基胺或十四烷基二甲基苄基胺，它们是常用的工业循环水杀菌灭藻剂， 其杀菌和减阻性能优于美国专利公开的十二烷基三甲基氯化铵或十四烷基三 甲基氯化铵。

(3)选用分子式如下的烷醇酰胺作为多功能减阻剂主要组分，

其中，R是8-24个碳原子的烃基或其混合物。最好是常见的十二酸二乙醇酰 胺或椰油酸二乙醇酰胺，它们是常用的工业循环水缓蚀阻垢剂，实验证明其有良 好的减阻性能。