专利名称：一种用于高温煤气洗涤水系统的阻垢分散剂的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及到一种阻垢分散剂，特别涉及一种用于水煤浆加压气化装置中煤气洗涤水循环回用处理中的耐高温的、同时具有优异的阻垢和分散作用的复合阻垢分散剂。
背景技术：
水煤浆加压气化技术中采用的煤气洗涤水实现循环回用，对于节水减污和提高能量有效利用率等有较大的意义，是煤气化工艺中的一项先进技术。由于洗涤水循环回用系统中水温和压力的范围较宽(温度50～240℃，压力1～30atm)，系统存在气、液、固三相的物质和能量传递，工况条件复杂，水中的钙硬度、碱度和悬浮物含量都比较高并随水的不断回用而浓缩，结垢倾向较为严重，对整个系统的正常运行造成较大的影响。其中，进沉降槽的煤灰等固悬物的含量达3.33％以上的洗涤回用水称为黑水(系统中黑水最高温度230℃左右)，经沉降槽中混凝处理后的固悬物浓度小于0.1g·L的出水称为灰水(系统中灰水最高温度150℃左右)。国内外曾在处理过程中采用一些分离技术，但由于操作繁琐、运行费用较高等缺点未得到广泛使用，在有些类似的浊循环水系统中，投加阻垢分散剂则是一种操作简单的处理手段，但由于投加药剂单一，不能同时满足系统中不同温度范围、不同固悬物含量等复杂水质条件的阻垢分散要求，因此对该系统的水处理的效果还未能保证工艺装备的长周期的运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以水溶性聚合物为主剂的耐高温、同时具备阻垢、分散作用的高效复合阻垢分散剂，及其相关的生产方法和使用方法，克服单一阻垢分散剂所存在的不足，以满足水媒浆加压气化技术中的煤气洗涤水循环回用的工艺条件对阻垢分散效果的要求。
要实现本发明的目的，其技术方案首先在于提供一种以聚合物为主剂的阻垢分散剂。其特征在于，将丙烯酸类二元共聚物、含磺酸基团的丙烯酸类三元共聚物和水解聚马来酸酐复配使用。其出发点是，针对水系统的不同工段的工艺条件，选择具有不同特点的几种药剂，如水解聚马来酸酐在投加浓度较低时即可达到较高的阻垢效果，丙烯酸类二元共聚物和三元共聚物在高温条件下不易水解并具有优良的分散性能，从而充分利用各组分之间的协同作用，形成一种可同时适用煤气洗涤水系统中不同温度范围和水质条件的复合阻垢分散剂。该阻垢分散剂所包含的组分和含量范围如下水解聚马来酸酐 4～10(重量)％丙烯酸类二元共聚物 30～60(重量)％
丙烯酸-丙烯酸羟烷酯-含磺酸基团的不饱和单体的三元共聚物 30～60(重量)％在水媒浆加压气化过程的高温煤气洗涤水中，该阻垢分散剂的使用浓度为15～75mg·L-1，其中各组分的使用浓度为水解聚马来酸酐1～50mg·L--1丙烯酸类二元共聚物4～20mg·L-1丙烯酸-丙烯酸羟烷酯-含磺酸基团的不饱和单体的三元共聚物 10～50mg·L-1上述各种原料均可市购，其主要质量指标需符合相关产品标准。
其中，水解聚马来酸酐为部分水解的马来酸酐均聚物，平均分子质量量450～5000。丙烯酸类二元共聚物可以是丙烯酸-丙烯酸羟烷酯共聚物或马来酸酐-丙烯酸共聚物，丙烯酸羟烷酯中烷基选自C2～C4。丙烯酸-丙烯酸羟烷酯共聚物中丙烯酸单体与丙烯酸羟烷酯单体摩尔比为3∶1～1∶2，共聚物的极限粘度(30℃)为0.065～0.095dL/g，或平均分子质量为1000～50000。马来酸酐-丙烯酸共聚物单体摩尔比为95∶5～50∶50，平均分子质量为1000～6000。所述的丙烯酸-丙烯酸烷酯-含磺酸基团的不饱和单体三元共聚物中，丙烯酸烷酯为选自C1～C4醇的丙烯酸酯，含磺酸基团的不饱和单体可以选自苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、乙烯磺酸、烯丙基磺酸，共聚物平均分子质量3000～20000，含磺酸基团不饱和单体的摩尔百分含量5～20。
上述复合阻垢分散剂制造方法是
原料重量比掌握为A∶B∶C为4～10％∶30～60％∶30～60％(A水解聚马来酸酐，B丙烯酸类二元共聚物，C丙烯酸-丙烯酸烷酯-含磺酸基团的不饱和单体三元共聚物)。在常压反应釜中，先加入原料C，然后在不断搅拌下，加热升温至40～60℃，依次加入原料B和原料A，并加入去离子水适量，投料完毕后，保温并继续搅拌0.5～2h，取样分析合格后出料。
本发明之复合阻垢分散剂的使用方法如下将复合药剂配制成1％左右的水溶液，储存在加药罐中，用耐酸计量泵从灰水罐的加药点向灰水中连续、均匀投加25～75mg·L-1的复合型水处理剂(按灰水流量计)。
本发明的复合阻垢分散剂的作用机理(1)在灰水系统中，由于固体悬浮物含量较低，温度在85～150℃之间，碳酸钙垢层主要在金属表面的胶体羟基氧化铁上接种生长，阻垢分散剂中主要起作用的是低分子量的水解马来酸酐，以络合增溶和晶格歪曲等阻垢作用为主，较高分子量的共聚物亦可能对碳酸钙微晶起分散作用，长期使用可使陈垢逐渐脱落。(2)在高固悬物含量的黑水中，温度在150～250℃之间，除了CO2饱和的情形外，垢层由碳酸钙和煤灰共沉积而成，阻垢分散剂中主要起作用的是共聚物，以分散水中的悬浮物颗粒的作用为主。随着药剂在高温水系统中的停留时间的延长，聚合物分子可能由于降解使其分散能力下降，其剩余浓度取决于药剂的耐高温性能和高温段的停留时间。
本发明在水煤浆气化装置中水系统的实际应用结果表明，使用本发明的阻垢分散剂后，基本解决了碳酸钙垢层生长的障碍，且有消化剥离陈垢的作用，没有腐蚀现象发生，系统可以长期稳定运行。
本发明对煤气洗涤水中的二价成垢金属离子具有强的络合增溶作用，对煤灰等悬浮物颗粒具有良好的分散性，能够阻止成垢盐分的晶体生长过程和颗粒物的凝聚沉积，并可除去传热面和管道系统内的陈垢。因此，本发明也可广泛适用于高碱度、高硬度、高固悬物含量的其它工业用水的阻垢分散处理。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明决不局限于该实施例。
实施例1采用1000L常压反应釜，准备好下列原料。A10g水解聚马来酸酐；B50g丙烯酸-丙烯酸羟丙酯二元共聚物；C150g丙烯酸-丙烯酸乙酯-2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸三元共聚物加入630ml水中，首先加入原料C，不断搅拌，加热升温至40～60℃，依次加入原料B和A，并加入适量去离子水，投料完毕后，保温并继续搅拌1h，即可获得本发明的复合阻垢分散剂。
实施例2原料A10g水解聚马来酸酐；B50g丙烯酸-丙烯酸羟乙酯二元共聚物；C50g马来酸酐-苯乙烯磺酸、100g丙烯酸-丙烯酸乙酯-2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸三元共聚物加入至540ml水中，制备方法和例1相同，可获得本发明的另一种复合阻垢分散剂。
实施例3按实施例1制备本发明的复合阻垢分散剂并配制成1～2％的水溶液，在高压反应釜中升温至230～240℃，30atm处理2h后，采用水质条件为电导率1690μs/cm、pH值8.62、浊度112mg/L、总溶解固体1212mg/L、总碱度340.1mg/L、(以碳酸钙计)、总硬度520.6mg/L(以碳酸钙计)、[Cl-1]83.0mg/L的煤气洗涤水，再加入0.44％的无钙煤灰，测定经上述升温处理后的本发明阻垢分散剂在此配制水中的碳酸钙阻垢率，温度85℃，药剂使用浓度为40mg/L。将其与丙烯酸-丙烯酸羟丙酯酯二元共聚物物比较，结果如表1。
表1经高温处理后药剂的阻垢性能
实施例4按实施例3升温处理不同种类的阻垢分散剂，分别向用媒灰和煤气洗涤水配制的悬浮液(悬浮物含量约为3.33％)中投加不同的药剂量，静置沉降过程中，用分光光度计测定上清液的透光度，结果如表2。说明本发明复合阻垢分散剂对煤灰悬浮物有明显的分散作用，性能较市售阻垢分散剂有一定的提高。
表2不同药剂分散性能的比较(透光度％)
实施例5按照实施例3煤气洗涤水水质，取500mL注入高压釜中加热2h，温度为230～240℃，压力为30atm。冷却后按EDTA法测定钙离子浓度，并计算阻垢率。试验溶液中未加煤灰，阻垢分散剂投加浓度为40m/L。不同药剂的性能比较如表3表3不同药剂的高温阻垢性能
以上实例中的主要水质参数和阻垢率的测试均依据G B 50050-95《工业循环冷却水处理设计规范》、中国石油化工总公司的《冷却水分析和实验方法》、华东理工大学出版社于2000年出版的陆柱等编的《水处理技术》等文献中报道的相关测试方法进行。
权利要求
1.一种以聚合物为主剂的阻垢分散剂，其特征在于，将丙烯酸类二元共聚物、含磺酸基团的丙烯酸类三元共聚物和水解聚马来酸酐复配使用。
2.根据权利要求1所述的阻垢分散剂，其特征在于，该阻垢分散剂所包括的组分及其含量如下A、水解聚马来酸酐 4～10％(重量)B、丙烯酸类二元共聚物 30～60％(重量)C、丙烯酸-丙烯酸烷酯-含磺酸基团不饱和单体的三元共聚物 30～60％(重量)
3.根据权利要求1或2所述的阻垢分散剂，其特征在于，在水煤浆加压气化过程的高温煤气洗涤水中，该阻垢分散剂的使用浓度为15～75mg·L-1，其所包含的各组分的量为A、水解聚马来酸酐 1～5mg·L-1B、丙烯酸类二元共聚物 4～20mg·L-1C、丙烯酸-丙烯酸烷酯-含磺酸基团不饱和单体的三元共聚物 10～50mg·L-1
4.根据权利要求1或2所述的阻垢分散剂，其特征在于，所述的水解聚马来酸酐为部分水解的马来酸酐均聚物，平均分子质量为450～5000。
5.根据权利要求1或2所述的阻垢分散剂，其特征在于，所述的丙烯酸类二元共聚物指丙烯酸-丙烯酸羟烷酯共聚物或马来酸酐-丙烯酸共聚物，丙烯酸羟烷酯中的烷基选自C2～C4，丙烯酸-丙烯酸羟烷酯共聚物中，丙烯酸单体与丙烯酸羟烷酯单体的摩尔比为3∶1～1∶2，共聚物的极限粘度(30℃)为0.065～0.095dL/g，或平均分子质量为1000～50000；马来酸酐-丙烯酸共聚物单体摩尔比为95∶5～50∶50，平均分子质量为1000～6000。
6.根据权利要求1或2所述的阻垢分散剂，其特征在于，所述的丙烯酸-丙烯酸烷酯-含磺酸基团不饱和单体的三元共聚物中，丙烯酸烷酯为选自C1～C4醇的丙烯酸酯，含磺酸基团不饱和单体选自苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、乙烯磺酸，共聚物平均分子质量3000～20000，含磺酸基团不饱和单体的摩尔百分含量5～20。
7.根据权利要求1或2所述的阻垢分散剂的制造方法，其特征在于，在常压反应釜中，首先加入上述组分C，在不断搅拌下，加热升温至40～60℃，依次加入组分B和A，并加入适量去离子水，保温并继续搅拌0.5～2h。
全文摘要
一种用于高温煤气洗涤水系统的以聚合物为主剂的新型复合阻垢分散剂，其按重量百分比含有的组分包括A.4～10％水解马来酸酐，B.30～60％的丙烯酸类二元共聚物，C.30～60％的丙烯酸～丙烯酸烷酯－含磺酸基团的不饱和单体类三元共聚物。该阻垢分散剂以5－75mg/L的浓度加入高温煤气洗涤水系统中，150℃时碳酸钙的阻垢率可达95‰以上，230－240℃时碳酸钙的阻垢率最高可达77.1％；同时可有效分散水体中硅藻土、煤灰等固体悬浮物。本发明阻垢分散剂可有效应用于高温煤气洗涤水系统，并可适用于高温、高硬、高固悬物的其它工业用水系统的阻垢分散处理。
文档编号C10K1/08GK1526663SQ0311564
公开日2004年9月8日 申请日期2003年3月4日 优先权日2003年3月4日
发明者蔡兰坤, 王文西, 黄光团, 王旭宾, 孙矩方, 陆柱 申请人:上海焦化有限公司, 华东理工大学