聚环氧琥珀酸（PESA）

化学名：聚环氧琥珀酸

英文名：polyepoxysuccinic acid

缩写词：PESA

分子式：HO(C4H2O5M2)nH

式中：M——H,Na,K

n=2-10

结构式：

聚环氧琥珀酸（PESA）是一种无氮、非磷有机化合物，兼具阻垢缓蚀双重功效，生物降解性能好并适用于高碱、高金属含量水系，是一种绿色水处理化学品。

一、聚环氧琥珀酸的应用特性

1、PESA的阻垢性能

实验说明PESA对硫酸钙垢的沉积具有溶限效应，其阻垢率随着加药量的增加而增加，到达一定浓度时，阻垢能力不再明显增加。

PESA阻碳酸钙垢的效果优于一些常用的聚羧酸类、磺酸盐类、聚磷酸类阻垢剂。

PESA的主要阻垢机理如下：

(1)螯合作用 阻垢剂中的部分活性基团对成垢阳离子具有一定的螯合力，发生了螯合作用，所以加入PESA后，可封锁部分成垢阳离子，抑制其与阴离子的反应，从而阻止结垢。

(2)低剂量效应 指加人相对水中结垢成分的阳离子浓度低得多的药剂，即可抑制大量成垢

离子的结晶作用，所显示出来的阻垢效果。这是因为在过饱和溶液中，存在大量小于临界半径的小晶体垢，由于所加入的阻垢剂对小晶体中的晶核和晶体的活性点有特殊的吸附能力，并可通过物理或化学作用，吸附在上面，使界面能大大增加，界面能越高，晶体的临界半径越大，小晶体从水中析出就越困难，从而实现了宏观的低剂量效应。

(3)晶格畸变作用 晶体在生长时，首先在晶体的扭折位置生长晶格，而且扭折位置是晶体界面上最稳定的位置．当溶液为过饱和液时，微溶盐分子到达扭折位置的几率{zd0}，因而晶体可正常地生长；而当溶液中存在阻垢剂，将吸附在晶体扭折位置，占据了晶体正常生长的晶格位置，抑制晶体有规律生长，从而大大破坏结晶的规整性，使晶格变形。由于发生畸变的晶体形状很不规则，难以通过有序紧密排列形成坚硬的垢块，即使生成垢块，也只能是疏松的软垢，从而达到阻垢目的。

2、PESA的缓蚀性能

单独使用PESA时，较低的用量对碳钢即具有一定的缓蚀作用。随着PESA浓度的增加，其缓蚀作用也增强，碳钢的腐蚀速率逐渐降低，缓蚀率增大。若要达到较好的缓蚀效果，所需的PESA的质量浓度较高。

PESA作为缓蚀剂单独使用时，其性能与其他有机磷酸缓蚀剂相比较差，但由于其不含磷，可以与其他药剂复配，形成低磷或无磷的有机缓蚀剂。研究发现，PESA和无机磷酸盐、有机磷酸盐、苯并三唑等有很好的协同作用，复配后的缓蚀效果明显增强。

二、产品标准

符合HG/T3823-2006

三、生产方法

根据合成步骤和条件的不同，国内常用的PESA的合成方法主要有以下3种：

(1)一步合成法 以马来酸酐为原料，用蒸馏水和氢氧化钠使之水解成马来酸盐，再以固体酸为催化剂，用过氧化氢将马来酸盐氧化成环氧琥珀酸盐，再将环氧琥珀酸盐乙酯化，在无溶剂体系或惰性溶剂体系中开环聚合，然后将制得的聚合物水解，得到可应用的聚环氧琥珀酸。

(2)三步合成法 以马来酸酐为原料，将其溶解在水中生成马来酸，加入碱液调节pH，在一定的温度下，以固体酸为催化剂，连续加入双氧水，生成环氧琥珀酸钠，再加入氢氧化钙和氢氧化钠，在一定温度下聚合，得到聚环氧琥珀酸钠盐，或将聚环氧琥珀酸钠加入盐酸或硫酸得到聚环氧琥珀酸。

(3)多步合成法 以马来酸酐为原料，用碱液使之水解成马来酸盐，并调节pH，在一定温度，过氧化物催化剂和钒系催化剂作用下进行环氧化反应，生成环氧琥珀酸盐，将合成的环氧琥珀酸盐用丙酮沉淀干燥后，配成一定浓度，并在一定温度下，用氢氧化钙引发聚合得到聚环氧琥珀酸盐。

主要生产设备：

搪瓷釜、加料罐、储罐、泵等。此外，还需要蒸汽(0.4MPa)、循环冷却水等。

市场分析及效益预测

以35％(固含量)产品为计算基准，原料成本：3000元／吨。综合成本：4000元／吨。市场参考价8000元／吨，投资收益可观。

四、应用范围

1、PESA适用于油田注水、原油脱水、锅炉水处理等领域。

2、PESA适用于钢铁、石化、电力、医药等行业的循环冷却系统水处理。

3、PESA特别适用于高碱度、高硬度、高pH、高浓缩倍率系统的锅炉水处理、循环冷却水处理、海水淡化和膜分离等场合。

4、PESA适用于作为洗涤助剂。