工業循環水中微量聚馬來酸的檢測方法的改進
發布時間:2016/04/14 來源:admin 點擊次數:次 【字體:大 中 小】
工業循環水中微量聚馬來酸的檢測方法的改進
(安徽省藍天能源環??萍加邢薰?/span>,安徽231603)
摘要:工業循環水中聚馬來酸檢測主要依據HGT3528-1985《工業循環冷卻水中微量聚丙烯酸和聚馬來酸測定方法》,但這一標準在實際分析過程中遇到了一些問題,經過多次實驗,改進了原有的測定方法,提高了檢測結果的準確性,從而保證客戶水質的正常運行。
關鍵詞:聚馬來酸;測定方法;改進;正常運行
Detection research of trace poly (maleic acid ) in Industrial circulating water
(Anhui lantian energy environmental protection technology co., LTD,Anhui 231603,China)
Abstract: Poly maleic anhydride as the main active ingredient of phosphorus scale, it has become an important part of the corrosion Inhibitor for industrial circulating water. Disclosing the effective ingredient of inhibitor, which is an important basis to monitor the pharmaceutical operational status and control dosage in the circulating water. Researching the methods to detecte trace polymaleic acid in industrial circulating water,
it has practical significance in the use of these corrosion Inhibitor .
Key words: poly (maleic acid); Phosphorus scale and corrosion inhibitor;Operational status; Dosage
工業循環水系統在運行過程中隨著水的不斷蒸發與損耗,循環水的濃縮倍數逐漸提高,從而使得循環水中各種離子濃度不斷增大,當循環水中某種鹽類的濃度超過其溶解度時,就會從循環水中析出,析出后的結晶鹽附著在設備的壁上,從而產生垢。附著在設備上的垢嚴重影響設備的換熱效率同時還會加快設備的腐蝕速度。為了阻止垢的形成與附著,現在工業上常用用的方法是在循環水中加入阻垢緩蝕劑。
阻垢緩蝕劑的種類很多[1] ,隨著環保要求的不斷提高,無磷環保阻垢緩蝕劑逐步成為主流,其中聚馬來酸酐(HPMA)系列阻垢緩蝕劑性能優異。聚馬來酸酐屬于極性較強的聚合物。按照溶解的相似性規則,聚馬來酸酐可以溶解于中等極性和強極性的溶劑中[2],所以在水中可以溶解且具有很好的分散功能[3]。作為一種性能優良的阻垢分散劑, 聚馬來酸酐廣泛應用于循環冷卻水、油田注水、原油脫水和鍋爐水處理, 具有良好的抑制水垢生成和剝離老垢作用[4]。聚馬來酸在循環水中含量較低,一般在幾ppm到幾十ppm,它的檢測主要依據HGT3528-1985《工業循環冷卻水中微量聚丙烯酸和聚馬來酸測定方法》[5]標準。此標準方法適用于測定循環冷卻水和天然水中的聚馬來酸等聚竣酸類電解質,其含量大于1ppm。此標準中聚馬來酸基準為平均分子量300(數均)含量99%,而目前市售的,聚馬來酸分子量大多數高于300,安徽省藍天能源環??萍加邢薰旧a提供的聚馬來酸平均分子量更是高達2000。運用上述標準,在實際分析過程中發現,使用安徽省藍天能源環??萍加邢薰旧a的平均分子量為2000的固體聚馬來酸作為基準制備標準溶液,以聚馬來酸毫克數為橫坐標,吸光為縱坐標,兩者不存在線性關系。針對這一問題,我們經過多次實驗,改進了標準中的測定方法,提高了檢測結果的準確性,以此來監測客戶循環水中聚馬來酸酐的運行狀況并指導藥劑的投加量,最終保證客戶設備的正常運行。
1.實驗原理
在pH=8時,十二烷基二甲基芐基氯化銨與聚羧酸類電解質產生沉淀,用比濁法測定水中微量聚羧酸類含量。
2. 實驗方法
2.1儀器與試劑
2.1.1儀器
722分光光度計,1cm石英比色皿 ;50mL具塞玻璃比色管;恒溫水浴鍋;移液管(1mL,10mL)。
2.1.2試劑
3% 檸檬酸三鈉水溶液;0.01M EDTA溶液;0.2%潔爾滅(十二烷基二甲基節基氯化按)化學純;固體聚馬來酸酐(安徽省藍天能源環??萍加邢薰旧a)。
3. 準備工作
3.1 聚馬來酸貯備溶液
用傾出法迅速準確稱取基準固體聚馬來酸0.2g于干燥的250mL燒杯中。加300mL水溶解聚馬來酸后,在80℃水浴上水解24h,轉移至1000ml容量瓶中,并稀釋至刻度,混勻,此液含聚馬來酸0.2mg/mL。
3.2聚馬來酸標準溶液
吸取上述聚馬來酸貯備液10ml于100mL容量瓶中,用水稀至刻度,混勻,此溶液含聚馬來酸0.02mg/ml,現配現用;
3.3聚馬來酸標準曲線的繪制
準確吸取聚馬來酸標準溶液0,1,3,5,7mL于50mL比色管中。分別加人0.01M EDTA溶液,3% 檸檬酸三鈉溶液,0.2%潔爾滅溶液,用水稀至刻度搖勻,放入25~30℃恒溫水浴中30min。在420nm處用1cm比色皿,以試劑空白為對照測定其吸光度。并以吸光為縱坐標,聚馬來酸毫克數為橫坐標繪制標準曲線。
3.結果與討論
3.1 EDTA溶液,檸檬酸三鈉溶液,潔爾滅溶液投加量的影響
按標準中三種物質的投加量進行試驗發現,以聚馬來酸毫克數為橫坐標,吸光為縱坐標,兩者不存在線性關系。鑒于本實驗采用的基準聚馬來酸的分子量大于標準適用的聚馬來酸分子量,所以按比例增大三種物質的投加量進行實驗。
表1 EDTA溶液,檸檬酸三鈉溶液,潔爾滅溶液不同投加量
組別 | 0.01M EDTA溶液(mL) | 3% 檸檬酸三鈉溶液(mL) | 0.2%潔爾滅溶液 |
系列1 | 0.55 | 15.4 | 6.6 |
系列2 | 0.60 | 16.8 | 7.2 |
系列3 | 0.65 | 18.2 | 7.8 |
系列4 | 0.70 | 19.6 | 8.4 |
圖1吸光度與聚馬來酸酐量對應曲線圖
從圖1中四條曲線圖可以看出來系列3的曲線相對平滑,但還需要進一步的篩選。
表2 EDTA溶液,檸檬酸三鈉溶液,潔爾滅溶液不同投加量
組別 | 0.01M EDTA溶液(mL) | 3% 檸檬酸三鈉溶液(mL) | 0.2%潔爾滅溶液 |
系列1 | 0.62 | 17.0 | 7.4 |
系列2 | 0.64 | 17.8 | 7.6 |
系列3 | 0.66 | 18.6 | 8.0 |
系列4 | 0.68 | 19.2 | 8.2 |
根據標表2中的數據,實驗結果表明系列3所對應的吸光度與聚馬來酸酐的量的線性關系最適宜。
3.1反應溫度的影響
根據上述系列3中投加量,改變反應溫度,如表3所示:改變反應溫度,對吸光度幾乎無影響。由此,本實驗采用27℃最為反應溫度。
表3 不同溫度條件下吸光度的影響
聚馬來酸酐(mg) | 25 | 27 | 30 |
0 | 0 | 0 | 0 |
0.02 | 0.006 | 0.006 | 0.006 |
0.06 | 0.014 | 0.015 | 0.015 |
0.1 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
0.14 | 0.034 | 0.034 | 0.034 |
4 .檢測聚馬來酸標準曲線繪制
根據實驗結果,做了穩定性及重現性實驗,聚馬來酸標準曲線如下:
圖2馬來酸標準曲線圖
由圖1可知,聚馬來酸參考標準曲線為y = 0.2409x + 0.0006,
R2 = 0.9988。
注:來酸標準曲線在更換分光光度計、鎢燈等需要重新標定,每個分光光度計每月需重新標定一次。
5 .馬來酸檢測應用實例
2014年8月1日至2014年8月31日現場監測某電廠4個機組循環水中藥劑含量,每天取樣時間為上午9:00-9:30,每天加藥時間為下午4:30-5:00,檢測指標如下:
日期 | 1#機組 | 2#機組 | 3#機組 | 4#機組 | 日期 | 1#機組 | 2#機組 | 3#機組 | 4#機組 |
8月1日 | 2.61 | 2.5 | 3.44 | 3.12 | 8月17日 | 2.36 | 2.16 | 3.95 | 4.22 |
8月2日 | 2.51 | 2.44 | 3.55 | 3.37 | 8月18日 | 2.05 | 1.70 | 4.64 | 7.24 |
8月3日 | 2.09 | 1.75 | 4.03 | 5.76 | 8月19日 | 1.43 | 1.35 | 3.27 | 6.15 |
8月4日 | 2.79 | 2.95 | 4.93 | 5.32 | 8月20日 | 2.14 | 1.88 | 4.06 | 5.91 |
8月5日 | 2.45 | 3.98 | 4.63 | 5.33 | 8月21日 | 1.73 | 2.20 | 3.25 | 5.07 |
8月6日 | 4.65 | 3.83 | 2.33 | 3.51 | 8月22日 | 1.39 | 1.11 | 1.90 | 2.10 |
8月7日 | 3.96 | 3.52 | 3.22 | 4.95 | 8月23日 | 2.18 | 1.41 | 4.64 | 2.87 |
8月8日 | 2.16 | 1.76 | 1.83 | 2.48 | 8月24日 | 2.79 | 2.04 | 3.15 | 2.93 |
8月9日 | 2.05 | 1.85 | 1.45 | 3.02 | 8月25日 | 2.09 | 1.73 | 3.65 | 5.50 |
8月10日 | 2.22 | 1.81 | 3.55 | 3.94 | 8月26日 | 1.49 | 1.03 | 2.36 | 3.96 |
8月11日 | 2.22 | 1.81 | 3.55 | 3.94 | 8月27日 | 2.03 | 1.65 | 6.15 | 6.76 |
8月12日 | 2.18 | 1.71 | 1.13 | 2.28 | 8月28日 | 1.93 | 1.52 | 5.91 | 4.65 |
8月13日 | 1.96 | 1.80 | 3.92 | 6.91 | 8月29日 | 2.83 | 2.59 | 1.26 | 2.76 |
8月14日 | 2.85 | 2.42 | 3.09 | 4.87 | 8月30日 | 4.15 | 3.16 | 3.50 | 2.62 |
8月15日 | 2.04 | 2.67 | 1.06 | 2.53 | 8月31日 | 3.59 | 2.56 | 8.00 | 4.03 |
8月16日 | 3.03 | 2.95 | 2.75 | 3.55 |
根據檢測的指標,計算出第二天系統加藥量,維持藥劑濃度在2-5ppm,2014年9月-10月4個機組檢修,觀察期凝汽器與換熱系統管道均無明顯結垢,設備運行正常。由此證明此檢測方法可以準確檢測出循環水中阻垢緩蝕劑的濃度,從而指導現場阻垢緩蝕劑的加藥量,并保證了設備的正常運行。
以聚馬來酸基準為平均分子量2000含量99%的固體作為檢測對象,以某客戶電廠的水質作為檢測標準,依據HGT3528-1985《工業循環冷卻水中微量聚丙烯酸和聚馬來酸測定方法》[5]標準,進過多次實驗,研究出一種具體、準確、實用的檢測方法。實踐應用結果表明,此方法在實踐中具有指導性的價值,為客戶設備的正常運行提供了有效的保障。本方法只適用于以聚馬來酸酐為主要成分的阻垢緩蝕劑的檢測,若水質中有含聚丙烯酸的藥劑,本方法將不適用。
參考文獻
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[4] 朱城臨, 邱靖 ,鮑其鼐。水解聚馬來酸酐生產新工藝研究[J]. 工業水處理,1997 , 17(2) :11~12.
[5]HGT3528-1985《工業循環冷卻水中微量聚丙烯酸和聚馬來酸測定方法》.