编号：CPJS04264
篇名：无磷缓蚀阻垢剂CETSA的合成与缓蚀阻垢机理分析
作者：张文艺； 占明飞； 姚立荣； 程寒飞； 郑泽鑫；
关键词：环境工程学 有机化学 S-羧乙基硫代琥珀酸 阻垢 缓蚀
机构： 常州大学环境与安全工程学院； 中邮通建设咨询有限公司； 中冶华天工程技术有限公司；
摘要： 针对工业循环水处理系统中使用磷系缓蚀阻垢剂带来的磷排放问题,以马来酸酐和3-巯基丙酸为主要原料,在催化剂作用下应用"一步法"合成S-羧乙基硫代琥珀酸(CETSA)无磷缓蚀阻垢剂,通过红外(IR)、核磁共振(13CNMR)等方法对其结构进行了表征。采用碳酸钙沉积法、旋转挂片法对CETSA的阻垢缓蚀性能进行评价,考察了加药量、水温、p H值、水流转速等对CETSA阻垢缓蚀性能的影响。结果表明,当加药量为110 mg/L、循环水温度低于50℃、p H值为6~8、水流转速低于100 r/min时,CETSA对A3碳钢的腐蚀率小于0.25mm/a,最大缓蚀率可达61.3%,最大阻垢率达88.4%。CETSA是一种小分子多羧酸结构,其具有较高的缓蚀阻垢性能可能是因为与水中的钙镁离子发生了螯合,生成了稳定的络合物抑制结垢,同时非极性键、烷基等亲水基吸附于金属表面,电负性较高的O、S元素与Fe产生强吸附,形成的致密保护膜有效抑制了金属腐蚀。经测算,10%水剂的CETSA生产成本约为3 047元/t,总磷减排量可达3~5 g/m3循环水排水。研究表明,CETSA可替代传统磷系缓蚀阻垢剂,适于电力、钢铁、化工、油田等行业的循环冷却水系统。
