精细化学品化学作业ch12全解

（6）多极性有机化合物和硼化物
复配型阻垢剂，能有效抑制无定形硅垢的形成。
（7）共聚物、膦酸盐和胺基羧酸盐 复配型阻垢剂，适用于高温和高压水系统使用。 其中，共聚物为马来酸与苯乙烯磺酸共聚，膦酸 盐为水溶性氨基磷酸盐。 （８）膦羧酸和聚合膦羧酸 复配型阻垢剂，适用于各种水系统。可抑制各种水垢和 沉积物形成，对硫酸钙垢抑制特别有效。
常用物质：聚磷酸盐
聚偏磷酸盐
（3）有机膦酸盐
作用机理： •在水中与成垢离子形成稳定的螯合物。 •在水中与已形成碳酸钙晶体中的钙形成稳定螯合物。
•在水中形成的螯合物包围碳酸钙小晶粒，使晶粒不能进一步长大。
•破坏碳酸钙晶体，使晶格发生畸变。
常用物质：羟基亚乙基二磷酸盐（HEDP）； 乙二胺四亚甲基膦酸盐（ＥＤＴＭＰ）等。
阴离子型
二元共聚物
多元共聚物
（丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酰胺共聚物）
非离子型 阳离子型
均聚物 （聚丙烯酰胺PAM，部分水解的聚丙烯酰胺） 均聚加成物 （聚马来酸乙醇胺加成物）
６．阻垢剂研究动态
（１）非交联无规共聚物阻垢分散剂 主要以丙烯酸和α，β—烯烃不饱和酯共聚而成，对水 中的磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐、等具有良好的抑垢及 沉积能力，无毒，可用于各种水系统 。 （２）氧化淀粉型阻垢剂 由氧化多糖和含羧基的丙烯酸聚合物或马来酸聚合 物水解复合的阻垢剂。在高温条件下，对防止水垢 有极为显著的功效。
节水
（1）节约用水 农业用水占工农业和生活用水的75%左 右，节水工作应以农业节水灌溉为重点。 目前我国的万元工业产值耗水量一般是发 达国家的10～20倍，个别行业达45倍；我 国每公斤粮食的耗水量是发达国家的2～3 倍；我国城市人均耗水量已接近发达国家 的中等水平。
（2）提高水的重复利用率 提高水的重复利用率指工业生产的循环 用水。目前我国工业生产用水的重复利用 率约为40%，远低于发达国家75%～85% 的水平。 （3）污水资源化 污水资源化指通过污水处理提高水的类 别，从而使该排放掉的污水分别达到生态、 农业、工业或生活用水的标准，使其资源 化，是跨类别的广义重复利用。
二.缓蚀剂 １．概念：添加到水溶液介质中能抑制或降低金 属和合金腐蚀速度，改变金属和合金腐蚀电极过 程的一类添加剂。
２．缓蚀机理
（1）将水由酸性调为中性或碱性----有机胺类
（2）在与水接触的金属表面上形成一层或薄或厚 的膜，将金属表面与水环境隔离，从而达到目的。
３．分类（按成膜机理）
缓蚀类型 钝化膜型（氧化膜型） 缓蚀剂 铬 酸 盐、 亚硝 酸 钠 、 钼酸 盐、 钨 酸盐等 聚磷酸盐、锌盐 巯基苯骈噻唑 苯骈三氮唑 保护膜特征 致密、膜较薄与金 属结合紧密，缓蚀 性能好 多孔、膜厚、与金 属结合不紧密 较致密、膜较薄
中国的水资源分布很不均匀： 北方人均水资源仅为995.4立方米/人， 属于严重缺水，并由于水污染和水土流失 使情况更为恶化；南方人均水资源量虽然 超过人均3000立方米/人的缺水上限，但由 于分布不均(如上海仅为185立方米/人)和污 染严重，使得工业、农业和人民生活将得 不到按现模式发展的足够水资源供应。
适用PH 值范围
名称
适用PH 值范围
名称 硫酸 铝钾
适用PH 值范围 6.0~8.0
聚合硫酸铁（ PFS ） 4.0~11 聚合氯化铁 硫酸亚铁 4.0~11 8.0~11
聚合氯化铝 6.0~8.5
(PAC)
聚合硫酸铝 6.0~8.5 硫酸铝(AS) 6.0~7.8
铬酸钠（Na2CrO4.4H2O）优缺点：氧化性低于铬酸盐，但价格较高。 使用方法：采用复配形式 •以较高含量的钼酸盐为基础，同时含有较低浓度的 有机磷酸盐；
•利用低浓度钼酸盐，同时使用有机磷酸盐或锌盐。
（3）钨酸盐 成膜类型：钝化膜 优点：钨酸盐水处理剂无毒无公害，开发前景广阔。
组分反应，形成悬浮物。 常用物质：磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠。
（2）无机缩合磷酸盐
无机缩合磷酸盐作用原理： •在水中离解成带磷酸根基的高价阴离子，这些阴离子强烈地 吸附在碳酸钙等盐类的晶体表面，使晶体的晶格歪曲。 •磷酸根的高价阴离子把水中小晶粒包围起来，互相排斥起分 散作用。 •任何两个相邻的磷酸根离子均会与两价的碱土金属离子形成 螯合物，使成垢离子浓度降低。
（３）共聚物与有机膦化合物阻垢剂
复配型阻垢剂，适用于工业加热系统和冷却 水系统。共聚物为马来酸（或马来酸酐)和乙 烯磺酸(或其盐的水溶液)的共聚产物;有机膦化 合物为氨基三亚甲基膦酸或羟基亚乙基二膦酸。
（４）羧酸、磺酸、季铵三元共聚物 可用于冷却水、锅炉水等各种水系统，可防 止多种沉淀的产生。
（５）亚烷基膦酸阻垢剂 防止金属离子沉淀，可复配使用，大大提高 阻垢效果。
(3) 水体污染破坏了有限的水资源 这是造成水危机的重要原因之一 (4) 用水浪费 城市生活用水浪费最大的是管网和卫生 设备的漏水。据估计北京市漏水量占总用 水量的10～40％, 最严重住宅区可达70％。 占工业用水的70％的工业冷却水必须 采用循环冷却水处理技术
我国水资源的危机
• 中国水资源总量为2．8万亿立方米，居世 界第4位，次于加拿大、巴西和俄罗斯，略 多于美国和印尼，占世界水资源总量的7%， 但中国人均水资源2304m3/人，处于缺水上 下限(3000～1000 m3/人)的中值，在世界 银行近年做连续资源统计的13个国家中居 第82位，只有世界平均水平的31%，属于 水资源紧缺的国家(以上均按1998/99世界银 行年度报告最新统计)
•按处理工艺分类
二.水处理剂的概念 水处理剂指为了除去水中的大部分有害物 质（如腐蚀物、金属离子、污垢及微生物 等），得到符合要求的民用或工业用水而 在水处理过程中添加的化学试剂。
三.水处理剂的法规要求
1.环保要求 2.安全性要求 3.其它性能要求
12.2 各类水处理剂 一.阻垢剂 1.概念：能够防止水垢和污垢产生或抑制其沉积
3.阻垢剂种类
膦酸盐 无机缩合磷酸盐 磷酸盐系 （同时具有阻 有机膦酸盐 垢和缓蚀作用） 膦酸酯
阻垢剂
非磷酸盐系 螯合物型
（阻垢分散剂） 天然高分子电解质
聚合物型
合成高分子电解质
4. 磷酸盐系阻垢剂 （1）磷酸盐 作用原理：磷酸盐与水中的硬度成分反应，使硬度
成分变成悬浮沉淀物，同时，碱调节剂和镁的硬度
生长的化学试剂，包括阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂。
2.水垢形成机理和阻垢作用机理
（1）.水垢形成机理
各种水系统中都溶解有各种盐类，在稀溶液中它们呈 离子、螯合物或单分子状态存在；在过饱和溶液中， 就会生成晶核，晶核生长可得到沉淀物。
(2)防止水垢形成采用的方法 •防止生成晶核或临界晶核
•防止晶核生长
•分散晶核
５．有机缓蚀剂
主要用于锅炉水处理、油田注水或污水回用及酸 性介质中材料与设备的保护。
使用的有机缓蚀剂主要为有机胺类。
６．缓蚀剂研究动态
（１）国内外缓蚀剂的理论研究
•缓蚀作用机理 •在缓蚀系统中电化学测试技术和方法 •用于局部腐蚀的缓蚀剂 •油气工业的缓蚀作用
•处理技术
•不同介质及状态下的腐蚀与缓蚀作用 •不同领域缓蚀剂的应用 •其它性能对缓蚀性能的影响
水危机
1.水的危机 水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉。在 3 月 18 日，联合国发出警告，除非各国政府采取有力措施。到
2025 年，世界上就将有近 1/3 的人口 (23 亿人 ) 无法获得安 全的饮用水，其主要原因是这些地区的水资源短缺。
目前，随着人类生产的发展和生活水平的提高，用水
量以每年接近5%的速度递增，照此下去，每15年用水总量 就翻一番，在 2030 年以前，地球上将有 1/3 以上的人面临 淡水资源危机。
水危机产生的原因
(1) 自然条件的影响
(2) 城市与工业区集中发展
(3) 水体污染破坏了有限的水资源
(4) 用水浪费
(1) 自然条件的影响
淡水在地球上的分布极不均匀, 而且受气候变
化的影响, 所以许多国家和地区用水甚缺。 例如我国华北和西北处于干旱或半干旱气候
区, 季节性缺水很严重；北非和南撒哈拉地区、阿
目录
12.1 概述
12.2 各类水处理剂
一.阻垢剂
二.缓蚀剂 三.絮凝剂 四.杀菌灭藻剂
12.3我国水处理剂发展方向
12.1 概述
一.水处理的意义
水处理具有两个方面的作用：一方面是净化改 善水质，使之适应需要；另一方面是加入处理 药剂以保护用水设备免受水质污染。 水处理方法的分类
•按学科分类
•根据水的来源分类
水处理化学品
水资源
全球总贮水量估计为 13.9 亿立方千米, 其中海 洋就占 97.2％, 而淡水总量仅为 0.36 亿立方千米, 除冰川和冰帽之外, 可利用的淡水总量不足世界总 贮水量的 1％。这部分淡水与人类的关系最密切,
并且具有经济利用价值, 虽然在较长时间内可以保
持平衡, 但在一定时间、空间范围内, 其数量却是 有限的, 并非取之不尽, 用之不竭。
水工业
（1）水工业企业 水工业企业将给水排水有机地统一起来。 水是一种可再生资源，取水是对自然资源 水的加工活动；排水是对废水进行处理的 工业活动不可偏废任何一方。
（2）水工业制造业 水工业制造业是由生产给水排水行业所需的机电、 化工、生物、冶金、材料以及电子等技术装备产 品的工业部门无形中组成的工业系统，它是给排 水事业的支柱工业，必须与给排水事业同步发展。 （3）水工业高新技术产业 • 科技进步可以有效地为水工业可持续发展提供 可靠的依据和手段，促进水工业管理水平的提高， 并提高水资源综合利用效率和经济效益，提供保 护水资源和生态环境的有效手段。
（2）.缓蚀剂的开发 •高效、廉价的新型缓蚀剂（主要是有机缓蚀剂） 的开发。
•与目前广泛使用的缓蚀剂能产生协同效应的药剂 开发。