一種高效灰水分散劑制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高效灰水分散劑，由40～60%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、15～35%2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、5～25%氨基三亞甲基膦酸、5～15%羥基亞乙基二膦酸和5～15%水解聚馬來酸酐組成的組合物。本分散劑于40MPa、250℃條件下性質(zhì)穩(wěn)定，在300℃的高溫時(shí)仍具有良好的分散能力，對(duì)水煤漿加壓氣化裝置中的高堿、高硬、高PH值、高灰份及需要高濃縮倍數(shù)下的灰水有較好的分散作用，能有效延緩其結(jié)垢傾向，同時(shí)適用于電力、冶金和造紙等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)在水系統(tǒng)的投加量視水質(zhì)和工況而定，用量按低壓灰水泵與高壓灰水泵流量總和為50～80mg/l。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及ー種煤化工、エ業(yè)循環(huán)用水防結(jié)垢用的分散劑，具體涉及ー種高效灰水分散劑。
技術(shù)介紹
在煤化工行業(yè)中，水煤漿氣化造氣エ藝由于使用了熔點(diǎn)高的煤灰，為降低煤的灰熔點(diǎn)，加入了助熔劑CaCO3, CaCO3在高溫下分解生成CaO，一部分CaO與煤中的Si02、Al2O3等反應(yīng)，降低了煤的灰熔點(diǎn)，剩余的CaO則溶解于煤氣洗滌水中，大大增加了煤氣洗滌水中的鈣硬和堿度，使灰水成為高硬度、高堿度、高pH值的嚴(yán)重結(jié)垢型水質(zhì),導(dǎo)致灰水系統(tǒng)嚴(yán)重結(jié)垢。此外灰水在進(jìn)入氣化爐以及文氏洗滌器、洗滌塔之前要升溫、增壓，這更増加了灰水阻垢、分散處理的難度，嚴(yán)重的結(jié)垢往往使裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)很短時(shí)間就需要停產(chǎn)除垢，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行。為了保證灰水的硬度、堿度達(dá)到規(guī)定的要求，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，國(guó)內(nèi)外對(duì)煤化エエ業(yè)循環(huán)用水的處理劑進(jìn)行了深入的研究，從較早的鉻系、磷系、鑰系，再到有機(jī)膦酸類的處理劑，但是由于鉻系、磷系、鑰系中的含鉻、磷等的化合物本身就對(duì)人體有一定危害，如六價(jià)的鉻酸鹽、亞硝酸鹽等是有毒物質(zhì)，因而應(yīng)用受到很大限制；有機(jī)膦酸類的處理劑能解決系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的腐蝕和碳酸鈣結(jié)垢等問題，但在苛刻水質(zhì)條件下，僅用有機(jī)膦酸類處理劑是無法完成水質(zhì)處理的，如專利200410025673.9公開的ー種穩(wěn)定型緩蝕阻垢劑，含有氨基三亞甲基膦酸、こニ胺四亞甲基膦酸、氨基次こ基ニ膦酸、硫酸鋅和水，是ー種有機(jī)膦酸和無機(jī)鹽復(fù)配的阻垢劑，在處理灰水時(shí)氨基三亞甲基膦酸、こニ胺四亞甲基膦酸、氨基次こ基ニ膦酸的用量較大，但同時(shí)會(huì)有大量的含磷化合物排放，形成新的污染，多余的鋅鹽也會(huì)造成一定的影響；共聚物類阻垢分散劑是近些年開發(fā)的新型水處理劑，其無磷配方不會(huì)造成二次污染，但其單獨(dú)處理效果并不理想，用量較大且價(jià)格較高，不經(jīng)濟(jì)，因此其往往與其它處理劑復(fù)合使用，如專利200610083815.6公開的高分子灰水穩(wěn)定劑，采用了磺酸鹽共聚物、氨基三甲叉膦酸 、羥基こ叉ニ膦酸、聚馬來酸酐復(fù)配使用，但由于組成物的種類和含量不完全匹配，所以對(duì)ー些苛刻水質(zhì)的處理不理想。因此ー種既能有效阻止各類灰水系統(tǒng)中的結(jié)垢傾向、減緩阻垢劑及灰水系統(tǒng)對(duì)管道的腐蝕，又不會(huì)形成新的污染，同時(shí)又經(jīng)濟(jì)的灰水分散劑已成為煤化工行業(yè)的迫切需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決上述問題，提供了ー種在高溫、高壓、高鈣硬、高堿度和高灰分條件下具有穩(wěn)定性和良好分散作用，特別是對(duì)灰水中鈣的硅酸鹽和鋁酸鹽等以及固懸物具有良好的分散作用，能夠阻止灰水系統(tǒng)中的結(jié)垢傾向及灰水系統(tǒng)對(duì)管道的腐蝕作用的高效灰水分散剤。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是:一種高效灰水分散劑，按重量份數(shù)包括以下組份: 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 (AA/AMPS) 40-60份2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA) 15-35份 氨基三亞甲基膦酸(ATMP)5-25份 羥基亞こ基ニ膦酸(HEDP)5-15份 水解聚馬來酸酐(PHMA)5-15份。進(jìn)ー步地，一種高效灰水分散剤，按重量份數(shù)優(yōu)選包括以下組份: 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AA/AMPS) 45-55份 2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA) 20-30份 氨基三亞甲基膦酸(ATMP) 10-20份 羥基亞こ基ニ膦酸(HEDP)5-10份 水解聚馬來酸酐(PHMA)5-10份。再進(jìn)ー步地，一種高效灰水分散剤，按重量份數(shù)最佳包括以下組份: 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AA/AMPS) 50份 2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)25份 氨基三亞甲基膦酸(ATMP)15份 羥基亞こ基ニ膦酸(HEDP)5份 水解聚馬來酸酐(PHMA)5份。本專利技術(shù)的有益效果是: (I)本專利技術(shù)首先通過多組分協(xié)同作用以苛刻水質(zhì)條件下的處理效果，各組分的作用如下: 所述丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸是由丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按處理較差的灰水所要求的比例共聚而成，其磺酸基酸性較強(qiáng)，有效防止了由于弱親水性共聚物與水中離子反應(yīng)生成難溶性物質(zhì)一鈣凝膠，特別是對(duì)磷酸鈣垢有較好的抑制作用；羧酸基是ー種弱酸基，阻垢分散性能好，是阻CaC03、CaSO4垢的主要官能團(tuán)，對(duì)水中的磷酸鈣、碳酸鈣、鋅垢等有顯著的阻垢作用，尤其是對(duì)磷酸鈣具有獨(dú)特的抑制作用，而羥基、酰胺基等對(duì)阻Ca3(PO4)2垢有益，因此丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸是同時(shí)具有強(qiáng)酸和弱酸兩種官能團(tuán)的聚合物水處理劑，不僅有良好的阻碳酸鈣和磷酸鈣垢作用，還具有極強(qiáng)的緩蝕能力和分散作用、優(yōu)異的耐高溫和抗氧化性能，在堿性水溶液中分散鐵、鋅的氫氧化物和磷酸鈣的性能優(yōu)良，且具有一定的螯合作用，對(duì)環(huán)境無毒、無污染，與有機(jī)膦(本專利技術(shù)所加的是氨基三亞甲基膦酸與羥基亞こ基ニ膦酸)復(fù)配使用時(shí)，阻垢作用増加非常明顯，同吋，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸還能夠防止氧化鐵在灰水系統(tǒng)的管道壁的沉積，起到一定的緩蝕作用。2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷是ー種低磷緩蝕阻垢劑，由于它具有膦酸和羧酸的結(jié)構(gòu)特性，具有良好的阻垢和緩蝕性能，尤其是碳酸鈣垢和磷酸鈣垢；對(duì)鋅離子等有獨(dú)特穩(wěn)定的作用，阻止了鋅垢的產(chǎn)生，同時(shí)灰水系統(tǒng)中鋅離子濃度的増加又進(jìn)ー步加強(qiáng)了其阻碳酸鈣、磷酸鈣垢的性能。(2)高效灰水分散劑中各組分間的協(xié)同作用機(jī)理及優(yōu)點(diǎn) 2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷單獨(dú)作為緩蝕阻垢劑使用時(shí)所需劑量較大，會(huì)排放較大量的含磷化合物，但含磷化合物的排放易對(duì)水體造成污染，我國(guó)GB8979-1996規(guī)定了磷的一級(jí)排放要求(以P計(jì))^ 0.5mg/L,而其與共聚物(本專利技術(shù)所加的是丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)復(fù)配使用后既共同發(fā)揮了其阻垢性能，添加劑量均可以大大減少，在完全符合國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)又能發(fā)揮其高效的阻垢緩蝕作用。氨基三亞甲基膦酸在水中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易水解，在水中易與多種金屬離子尤其是鋅離子生成穩(wěn)定的螯合物，起到減少金屬設(shè)備或者管路腐蝕的作用；同時(shí)，具有良好的低限抑制及晶格畸變作用，可阻止水中成垢鹽類形成的水垢，特別是碳酸鈣垢的形成，但其同樣會(huì)排放含磷化合物，而實(shí)驗(yàn)證實(shí)，與聚羧酸(本專利技術(shù)所加是水解聚馬來酸酐)復(fù)配使用，增強(qiáng)了其單位產(chǎn)品的阻垢性能，減少了用量，抑制了含磷化合物的排放，在完全符合國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)又能發(fā)揮其高效的阻性能。羥基亞こ基ニ膦酸ー種有機(jī)磷酸類阻垢緩蝕劑，主要抑制碳酸鈣垢的產(chǎn)生，在高PH下仍很穩(wěn)定，不易水解，可與水中的金屬離子，尤其是鈣離子形成六元環(huán)螯合物，因而具較好的阻垢效果并具明顯的溶限效應(yīng)，當(dāng)和其他水處理劑復(fù)合使用時(shí)表現(xiàn)出理想的協(xié)同效應(yīng)。因単獨(dú)作緩蝕劑時(shí)，所需量·較高，而與有機(jī)膦酸鹽(本品所加的是氨基三亞甲基膦酸)復(fù)配使用，可降低其使用量，同時(shí)達(dá)到滿意的緩蝕效果，它們能與鐵、銅、鋅等多種金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，能溶解金屬表面的氧化物并生成穩(wěn)定的絡(luò)合物致密地附著于金屬表面，以防止金屬在高溫時(shí)進(jìn)ー步發(fā)生氧化而起到緩蝕的作用，在250°C下仍能起到良好的緩蝕阻垢作用。(3)高效灰水分散劑產(chǎn)品解決了苛刻水質(zhì)的處理難題，在40MPa、250°C條件下性質(zhì)仍很穩(wěn)定，在300°C的高溫時(shí)仍具有良好的分散能力，對(duì)高堿、高硬、高pH值、高灰份的灰水有較好的分散作用，能有效延緩其結(jié)垢傾向，特別適合煤氣化本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高效灰水分散劑，按重量份數(shù)包括以下組份：丙烯酸?2?丙烯酰胺?2?甲基丙磺酸?????????????????40?60份2?磷酸基?1,2,4?三羧酸丁烷????????????????????????15?35份氨基三亞甲基膦酸?????????????????????????????????5?25份羥基亞乙基二膦酸?????????????????????????????????5?15份水解聚馬來酸酐???????????????????????????????????5?15份。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高效灰水分散劑，按重量份數(shù)包括以下組份:丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸40-60份2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷15-35份氨基三亞甲基膦酸5-25份羥基亞こ基ニ膦酸5-15份水解聚馬來酸酐5-15份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效灰水分散劑，按重量份數(shù)包括以下組份:丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸45-55份2...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周小虎，鄧立新，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇天脈化工有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：