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制药循环水系统阻垢缓蚀剂的研究

李平双  
【摘要】:在水资源日益短缺今天,国家不断提高水资源和排污费收取标准,就使得每个用水大企业不得不强化循环水装置的运行,提高水的重复利用率,要减少新水补加量,并减少废水排放量。循环冷却水系统是制药水量最大、水质最为复杂的用水系统,系统运行的稳定性对制药安全经济运行具有重要影响。 本论文结合河北某制药企业循环冷却水系统运行特点和水质状况,对目前国内常用的6种单体药剂:2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)、丙烯酸/丙烯酸酯共聚物(HB-901)、丙烯酸/丙烯酸酯/AMPS共聚物(HB-903)进行了碳酸钙静态阻垢实验研究和分散氧化铁性能的比较,对PBTCA、HEDP、HPAA、ATMP四种单体药剂进行了缓蚀性能筛选研究,在此基础上,采用正交实验法对筛选出的四种单体药剂PBTCA、HPAA、HB-901和HB-903进行复合配方制备。分别采用极限碳酸盐法和旋转挂片法,对1#~9#复配药剂的阻垢缓蚀性能进行了实验研究,最后优化出适合该制药企业循环冷却水系统的最佳水质稳定配方,并将其应用于实际工程。 实验研究结果表明: (1)该制药企业补水水质属高碱、高硬型水质,通过水质稳定性判别,该系统随浓缩倍数增加结垢趋势加重,当浓缩倍数超过2.0时,结垢倾向严重。 (2)对6种单体药剂:PBTCA、HB-901、HB-903、HEDP、ATMP、HPAA进行了阻垢实验研究,在相同药剂浓度条件下,对碳酸钙阻垢分散效果:PBTCAHB-901HEDP≈ATMPHPAAHB903;实验药剂随温度升高阻垢分散效果均出现不同程度降低,其中PBTCA和HB-901耐温性较好;分散氧化铁能力排序为:HB-903HB-901PBTCA≈HPAAHEDPATMP。 (3)对4种单体药剂:PBTCA、HEDP、HPAA、ATMP进行了缓蚀实验研究,在不同的实验浓度条件下,4种单体缓蚀率均随使用浓度增加而提高,随温度升高而下降;相同药剂浓度条件下,缓蚀率PBTCA≈HPAA HEDP≈ATMP。 (4)综合考虑阻垢和缓蚀效果,确定复合配方的主要成分为:PBTCA、HPAA、HB-901和HB-903。 (5)对筛选的四种单体药剂通过正交设计进行复合配方的优化研究,实验结果表明:2#药剂的阻垢缓蚀效果最好,极限浓缩倍数为3.094,腐蚀率为0.0246 mm/a,缓蚀率为93%,各项指标均达到设计规范要求。最终选定的阻垢缓蚀剂配方为:PBTCA:HB-901:HB-903:HPAA之比为10:25:10:10。


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