聚環氧琥珀酸（PESA）是一種無氮、非磷有機化合物，兼具阻垢緩蝕雙重功效，生物降解性能好並適用於高鹼、高金屬含量水系，是一種綠色水處理化學品。
基本介紹
- 中文名：聚環氧琥珀酸
- 外文名：polyepoxysuccinic acid
- 分子式：HO(C4H2O5M2)nH
- 縮寫詞：PESA
- CAS No.：51274-37-4
基本信息,套用特性,產品標準,生產方法,套用範圍,
基本信息
化學名：聚環氧琥珀酸
英文名：polyepoxysuccinic acid
縮寫詞：PESA
分子式：HO(C4H2O5M2)nH
式中：M——H,Na,K
n=2-10
結構式：
聚環氧琥珀酸（PESA）是一種無氮、非磷有機化合物，兼具阻垢緩蝕雙重功效，生物降解性能好並適用於高鹼、高金屬含量水系，是一種綠色水處理化學品。
套用特性
1、PESA的阻垢性能
實驗說明PESA對硫酸鈣垢的沉積具有溶限效應，其阻垢率隨著加藥量的增加而增加，到達一定濃度時，阻垢能力不再明顯增加。
PESA阻碳酸鈣垢的效果優於一些常用的聚羧酸類、磺酸鹽類、聚磷酸類阻垢劑。
PESA的主要阻垢機理如下：
(1)螯合作用 阻垢劑中的部分活性基團對成垢陽離子具有一定的螯合力，發生了螯合作用，所以加入PESA後，可封鎖部分成垢陽離子，抑制其與陰離子的反應，從而阻止結垢。
(2)低劑量效應 指加入相對水中結垢成分的陽離子濃度低得多的藥劑，即可抑制大量成垢
離子的結晶作用，所顯示出來的阻垢效果。這是因為在過飽和溶液中，存在大量小於臨界半徑的小晶體垢，由於所加入的阻垢劑對小晶體中的晶核和晶體的活性點有特殊的吸附能力，並可通過物理或化學作用，吸附在上面，使界面能大大增加，界面能越高，晶體的臨界半徑越大，小晶體從水中析出就越困難，從而實現了巨觀的低劑量效應。
(3)晶格畸變作用 晶體在生長時，首先在晶體的扭折位置生長晶格，而且扭折位置是晶體界面上最穩定的位置．當溶液為過飽和液時，微溶鹽分子到達扭折位置的幾率最大，因而晶體可正常地生長；而當溶液中存在阻垢劑，將吸附在晶體扭折位置，占據了晶體正常生長的晶格位置，抑制晶體有規律生長，從而大大破壞結晶的規整性，使晶格變形。由於發生畸變的晶體形狀很不規則，難以通過有序緊密排列形成堅硬的垢塊，即使生成垢塊，也只能是疏鬆的軟垢，從而達到阻垢目的。
2、PESA的緩蝕性能
單獨使用PESA時，較低的用量對碳鋼即具有一定的緩蝕作用。隨著PESA濃度的增加，其緩蝕作用也增強，碳鋼的腐蝕速率逐漸降低，緩蝕率增大。若要達到較好的緩蝕效果，所需的PESA的質量濃度較高。
PESA作為緩蝕劑單獨使用時，其性能與其他有機磷酸緩蝕劑相比較差，但由於其不含磷，可
以與其他藥劑復配，形成低磷或無磷的有機緩蝕劑。研究發現，PESA和無機磷酸鹽、有機
磷酸鹽、苯並三唑等有很好的協同作用，復配後的緩蝕效果明顯增強。
產品標準
符合HG/T3823-2006
項 目 | 指 標 |
外 觀 | 無色或淡琥珀色透明液體 |
固體含量 % ≥ | 35.0 |
密度 (20℃) g/cm ≥ | 1.28 |
pH(1%水溶液) ≥ | 7.0 |
生產方法
根據合成步驟和條件的不同，國內常用的PESA的合成方法主要有以下3種：
(1)一步合成法 以馬來酸酐為原料，用蒸餾水和氫氧化鈉使之水解成馬來酸鹽，再以固體酸為催化劑，用過氧化氫將馬來酸鹽氧化成環氧琥珀酸鹽，再將環氧琥珀酸鹽乙酯化，在無溶劑體系或惰性溶劑體系中開環聚合，然後將製得的聚合物水解，得到可套用的聚環氧琥珀酸。
(2)三步合成法 以馬來酸酐為原料，將其溶解在水中生成馬來酸，加入鹼液調節pH，在一定的溫度下，以固體酸為催化劑，連續加入雙氧水，生成環氧琥珀酸鈉，再加入氫氧化鈣和氫氧化鈉，在一定溫度下聚合，得到聚環氧琥珀酸鈉鹽，或將聚環氧琥珀酸鈉加入鹽酸或硫酸得到聚環氧琥珀酸。
(3)多步合成法 以馬來酸酐為原料，用鹼液使之水解成馬來酸鹽，並調節pH，在一定溫度，過氧化物催化劑和釩系催化劑作用下進行環氧化反應，生成環氧琥珀酸鹽，將合成的環氧琥珀酸鹽用丙酮沉澱乾燥後，配成一定濃度，並在一定溫度下，用氫氧化鈣引發聚合得到聚環氧琥珀酸鹽。
主要生產設備：
搪瓷釜、加料罐、儲罐、泵等。此外，還需要蒸汽(0.4MPa)、循環冷卻水等。
市場分析及效益預測
以35%(固含量)產品為計算基準，原料成本：3000元/噸。綜合成本：4000元/噸。市場參考價8000元/噸，投資收益可觀。
套用範圍
1、PESA適用於油田注水、原油脫水、鍋爐水處理等領域。
2、PESA適用於鋼鐵、石化、電力、醫藥等行業的循環冷卻系統水處理。
3、PESA特別適用於高鹼度、高硬度、高pH、高濃縮倍率系統的鍋爐水處理、循環冷卻水處理、海水淡化和膜分離等場合。
4、PESA適用於作為洗滌助劑。
