一種氣化用灰水阻垢分散劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣化用灰水阻垢分散劑，所述阻垢分散劑由35～50％的三元共聚物、10～30%丙烯酸-丙烯酸羥丙酯、20～30％的水解馬來酸酐共聚物、2～5％的膦酸鹽和5～15％環(huán)氧琥珀酸鈉和一定比例的水制得，150℃時(shí)碳酸鈣的靜態(tài)阻垢率達(dá)到96%以上，250℃時(shí)碳酸鈣阻垢率達(dá)到85%以上，高壓8.0Mpa、250℃時(shí)，碳酸鈣阻垢率達(dá)到77%以上。所述阻垢分散劑在氣化灰水中添加量為40～80ppm時(shí)就能分散鈣、鎂離子，減緩灰水結(jié)垢，并能有效分散不可溶硅酸鹽、煤灰等固懸物，解決氣化工藝中灰水系統(tǒng)結(jié)垢問題，確保裝置在長(zhǎng)周期、高負(fù)荷的苛刻工況下連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)節(jié)約水源，響應(yīng)了國(guó)家的環(huán)保號(hào)召。
【專利說明】一種氣化用灰水阻垢分散劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)組合物，特別指一種氣化用灰水阻垢分散劑。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是一個(gè)多煤、少油、缺氣的國(guó)家，到2010年，一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤占60%左右，大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，高效清潔地利用我國(guó)煤炭資源，對(duì)于促進(jìn)能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展需要，具有極其重要的戰(zhàn)略意義。
[0003]煤氣化作為潔凈煤技術(shù)的重要組成部分，具有舉足輕重的地位。迄今為止，最具有代表性的是以干煤粉為原料的Shell氣化技術(shù)和以水煤漿為原料的Texaco氣化技術(shù)。氣化裝置黑灰水循環(huán)系統(tǒng)，需要大量的循環(huán)水作為洗滌煤氣水使用。且系統(tǒng)不同于一般電廠鍋爐及煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)，氣化裝置黑灰水系統(tǒng)具有溫度變化范圍寬(40~250°C)，高溫滯留時(shí)間長(zhǎng)，1500C以上區(qū)域滯留時(shí)間約30min ;壓力變化范圍寬(-0.09~6.5Mpa) ；pH變化寬(5~9);黑灰水懸浮物高；鈣、鎂、硅離子含量高；流速變化大，這些因素共同導(dǎo)致了系統(tǒng)各個(gè)部位沉積結(jié)垢傾向不同，難以控制細(xì)渣沉積和CaC03、MgCO3沉積。且面臨環(huán)保要求，很多煤化工企業(yè)排污量受到了極大限制，水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)不斷增大，使得水質(zhì)環(huán)境苛刻的系統(tǒng)更加雪上加霜，更易結(jié)垢，結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)，影響設(shè)備正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的缺點(diǎn)和問題加以改進(jìn)，提供一種耐高溫、耐高壓、耐高硬度、適應(yīng)PH范圍較寬配伍性好，特別是在煤氣化裝置灰水系統(tǒng)中能夠延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行周期，節(jié)省檢修時(shí)間、費(fèi)用，并且能滿足企業(yè)灰水排污要求的環(huán)?？刂浦笜?biāo)的一種氣化用灰水阻垢分散劑。
`[0005]本發(fā)明由下列質(zhì)量百分比的組份組成:
三元共聚物35~50%的，丙烯酸-丙烯酸羥丙酯10~30%，水解馬來酸酐共聚物20~30%，膦酸鹽2飛％，聚環(huán)氧琥珀酸鈉5~15%，一定比例的水。
[0006]本發(fā)明所述的三元共聚物為丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙烷磺酸共聚物，其固含量為30%，耐高溫，側(cè)重于分散作用。
[0007]本發(fā)明所述的丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物的固含量為30%，耐高溫，不僅對(duì)碳酸鹽有顯著的阻垢作用，且對(duì)三氧化鐵、粘土、污泥具有良好的分散作用。
[0008]本發(fā)明所述的馬來酸酐為油溶性工藝水解馬來酸酐，其固含量為48%，耐高溫，分解溫度在330°C以上，在300°C以下對(duì)碳酸鹽仍有良好的阻垢分散效果，阻垢時(shí)間可達(dá)IOOh0
[0009]本發(fā)明所述的膦酸鹽為羥基亞乙基二膦酸，其活性組分占50%，耐高溫，側(cè)重于阻垢作用。
[0010]本發(fā)明所述的聚環(huán)氧琥珀酸鈉的固含量為40%，耐高溫，側(cè)重于阻垢分散煤粉或煤漿燃燒后流入灰水中的硅垢。[0011]本發(fā)明所述的一定比例的水，其一定比例為最后調(diào)節(jié)濃度，使阻垢分散劑固含量控制在25%以上的水的含量。
[0012]本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
1、本發(fā)明針對(duì)煤氣化裝置中的灰水系統(tǒng)，灰水較為特殊:高溫、高壓、高硬度、PH范圍變化較寬，一般藥劑很難達(dá)到對(duì)灰水中CaC03、MgCO3以及硅垢等固懸物的阻垢、分散作用。本發(fā)明從水處理阻垢分散劑中篩選出功能各異的藥劑，進(jìn)行配伍，得到性能優(yōu)異的氣化用灰水阻垢分散劑。
[0013]2、本發(fā)明具有含P量低，環(huán)境友好、分散阻垢效果佳、用量省的特點(diǎn)，適用于不同水質(zhì)、煤種、溫度、壓力的灰水處理系統(tǒng)。
[0014]3、本發(fā)明在裝置運(yùn) 行中，能使垢層較薄外，垢質(zhì)也較疏松，為檢修節(jié)省了時(shí)間、費(fèi)用。
[0015]4、本發(fā)明能夠提高灰水濃縮倍數(shù)，減少污水排放，節(jié)約水資源。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
實(shí)驗(yàn)室自配水:配制含Ca2+6.0 mg/mL的氯化鈣水溶液,含HC03_18.3mg/mL的碳酸氫鈉水樣待用。
[0017]阻垢分散劑:原料配比:
丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙烷磺酸共聚物(固含量:30%):45g ；
丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物(固含量:30%):25g ；
水解馬來酸酐(固含量:48%):20g ；
羥基亞乙基二膦酸(活性組分:50%):2.5g ；
聚環(huán)氧琥珀酸鈉(固含量:40%):7.5g ；
水量:34g
攪拌混合均勻后，待用。
[0018]1、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:80°C
實(shí)驗(yàn)步驟:于500ml容量瓶中加入實(shí)驗(yàn)自配含鈣離子的氯化鈣水樣20ml，使得鈣離子含量為120mg，然后加入IOml阻垢分散劑，再緩慢加入含有HC03_的碳酸氫鈉水樣20ml，使得HC03_的量為366mg，用水稀釋至容量瓶刻度，最后配好的試液中大約含Ca2+6mmol/L，含HC03_12mmol/L ;同時(shí)做空白對(duì)比樣；將配制好的試液和空白試液分別轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，放入到80°C的恒溫水浴，恒溫10小時(shí)，取出過濾，分別用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水中的鈣離子，測(cè)得阻垢分散劑的阻垢率為97.6%
2、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:150°C
實(shí)驗(yàn)步驟:于1000ml容量瓶中加入實(shí)驗(yàn)自配含鈣離子的氯化鈣水樣40ml，使得鈣離子含量為240mg，然后加入20ml阻垢分散劑，再緩慢加入含有HCOf的碳酸氫鈉水樣40ml，使得HC03_的量為732mg，用水稀釋至容量瓶刻度，最后配好的試液中大約含Ca2+6mmol/L，含HC03_12mmol/L ;同時(shí)做空白對(duì)比樣；將配制好的試液和空白試液分別轉(zhuǎn)移到1500ml常壓反應(yīng)釜中，溫度控制在150°C，恒溫2小時(shí)后取出過濾，分別用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水中的鈣離子，測(cè)測(cè)得阻垢分散劑的阻垢率為97.1%。[0019]3、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:250°C
實(shí)驗(yàn)步驟:于1000ml容量瓶中加入實(shí)驗(yàn)自配含鈣離子的氯化鈣水樣40ml，使得鈣離子含量為240mg，然后加入20ml阻垢分散劑，再緩慢加入含有HCCV的碳酸氫鈉水樣40ml，使得HC03_的量為732mg，用水稀釋至容量瓶刻度，最后配好的試液中大約含Ca2+6mmol/L，含HC03_12mmol/L ;同時(shí)做空白對(duì)比樣；將配制好的試液和空白試液分別轉(zhuǎn)移到1500ml常壓反應(yīng)釜中，溫度控制在250°C，恒溫2小時(shí)，取出過濾，分別用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水中的鈣離子，測(cè)得阻垢分散劑的阻垢率為88.0%。
[0020]4、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:250°C，高壓8.0mPa
實(shí)驗(yàn)步驟:于1000ml容量瓶中加入實(shí)驗(yàn)自配含鈣離子的氯化鈣水樣40ml，使得鈣離子含量為240mg，然后加入20ml阻垢分散劑，再緩慢加入含有HCCV的碳酸氫鈉水樣40ml，使得HC03_的量為732mg，用水稀釋至容量瓶刻度，最后配好的試液中大約含Ca2+6mmol/L，含HC03_12mmol/L ;同時(shí)做空白對(duì)比樣；將配制好的試液和空白試液分別轉(zhuǎn)移到1500ml高壓反應(yīng)釜中，溫度控制在250°C，壓力控制在8.0mPa，恒溫2小時(shí)，取出過濾，分別用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水中的鈣離子，測(cè)得阻垢分散劑的阻垢率80.1%。
[0021]實(shí)施例2
內(nèi)蒙古易高煤化工氣化工段灰水水質(zhì):pH:8.07，電導(dǎo)率:3.84mS/cm，濁度:33.4NTU，總硬度:583.50 mg/L, Ca2+475.70 mg/L，總堿度:560.00 mg/L，氯離子 133.875mg/L，總鐵5.30mg/L,總憐:8.83mg/L。
[0022] 阻垢分散劑:原料配比:
丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙烷磺酸共聚物(固含量:30%):35g ;丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物(固含量:30%):28g ；
水解馬來酸酐(固含量:48%):25g ；
羥基亞乙基二膦酸(活性組分:50%):2.5g ；
聚環(huán)氧琥珀酸鈉(固含量:40%):9.5g ；
水量:38g
攪拌混合均勻后，待用。
[0023]1、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:80°C
實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1中的I，本發(fā)明阻垢分散劑的阻垢率為97.5%
2、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:150°C
實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1中的2，本發(fā)明阻垢分散劑的阻垢率為96.8%
3、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:250°C
實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1中的3，本發(fā)明阻垢分散劑的阻垢率為89.2%
4、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:250°C，高壓8.0mPa
實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1中的4，本發(fā)明阻垢分散劑的阻垢率為80.3%
實(shí)施例3
神華煤制油包頭煤化工分公司氣化裝置低壓灰水泵灰水水質(zhì):pH:7.68，電導(dǎo)率:4.83mS/cm，濁度:67.6NTU，總硬度:1212.52 mg/L, Ca2+1123.80 mg/L，總堿度:1205.00 mg/L,氯離子 512.34 mg/L,總鐵 4.87mg/L,總磷:2.39mg/L。
[0024]阻垢分散劑:原料配比:丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙烷磺酸共聚物(固含量:30%):35g ；
丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物(固含量:30%):20g ；
水解馬來酸酐(固含量:48%):30g ；
羥基亞乙基二膦酸(活性組分:50%):5g ；
聚環(huán)氧琥珀酸鈉(固含量:40%):10g ；
水量:44 g 攪拌混合均勻后，待用
1、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:80°C時(shí)間:10小時(shí)
實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1中的I，本發(fā)明阻垢分散劑的阻垢率為97.1 %
2、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:150°C
實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1中的2，本發(fā)明阻垢分散劑的阻垢率為97.5%
3、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:250°C
實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1中的3，本發(fā)明阻垢分散劑的阻垢率為88.2%
4、實(shí)驗(yàn)條件:溫度:250°C，高壓8.mPa` 實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1中的4，本發(fā)明阻垢分散劑的阻垢率為79.6%
本發(fā)明所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本發(fā)明構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前題下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【權(quán)利要求】
1.一種氣化用灰水阻垢分散劑，其特征在于它由下列質(zhì)量百分比組份制備而成: 三元共聚物35~50%，丙烯酸-丙烯酸羥丙酯10~30%，水解馬來酸酐共聚物20~30%，膦酸鹽2飛％，聚環(huán)氧琥珀酸鈉5~15%，一定比例的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣化用灰水阻垢分散劑，其特征在于所述的三元共聚物為丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酸胺基-丙烷磺酸共聚物，其固含量為30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣化用灰水阻垢分散劑，其特征在于所述的丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物固含量為30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣化用灰水阻垢分散劑，其特征在于所述的水解馬來酸酐為油溶性工藝水解馬來酸酐，其固含量為48%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣化用灰水阻垢分散劑，其特征在于所述的膦酸鹽為羥基亞乙基二膦酸，其活性組分占50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣化用灰水阻垢分散劑，其特征在于所述的聚環(huán)氧琥珀酸鈉的固含量為40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣化用灰水阻垢分散劑，其特征在于所述的一定比例的水，其一定比例為最后調(diào)`節(jié)濃度，使固含量控制在25%以上的水的含量。
【文檔編號(hào)】C02F5/10GK103708632SQ201410013818
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】潘激 申請(qǐng)人:湖南東盈煤化工技術(shù)開發(fā)有限公司