一种气化用灰水阻垢分散剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种气化用灰水阻垢分散剂，所述阻垢分散剂由35～50％的三元共聚物、10～30%丙烯酸-丙烯酸羟丙酯、20～30％的水解马来酸酐共聚物、2～5％的膦酸盐和5～15％环氧琥珀酸钠和一定比例的水制得，150℃时碳酸钙的静态阻垢率达到96%以上，250℃时碳酸钙阻垢率达到85%以上，高压8.0Mpa、250℃时，碳酸钙阻垢率达到77%以上。所述阻垢分散剂在气化灰水中添加量为40～80ppm时就能分散钙、镁离子，减缓灰水结垢，并能有效分散不可溶硅酸盐、煤灰等固悬物，解决气化工艺中灰水系统结垢问题，确保装置在长周期、高负荷的苛刻工况下连续运行，同时节约水源，响应了国家的环保号召。
【专利说明】一种气化用灰水阻垢分散剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机化学组合物，特别指一种气化用灰水阻垢分散剂。
【背景技术】
[0002]我国是一个多煤、少油、缺气的国家，到2010年，一次能源消费结构中煤占60%左右，大力发展洁净煤技术，高效清洁地利用我国煤炭资源，对于促进能源与环境协调发展，满足国民经济快速稳定发展需要，具有极其重要的战略意义。
[0003]煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有举足轻重的地位。迄今为止，最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。气化装置黑灰水循环系统，需要大量的循环水作为洗涤煤气水使用。且系统不同于一般电厂锅炉及炼油厂循环水系统，气化装置黑灰水系统具有温度变化范围宽(40~250°C)，高温滞留时间长，1500C以上区域滞留时间约30min ;压力变化范围宽(-0.09~6.5Mpa) ；pH变化宽(5~9);黑灰水悬浮物高；钙、镁、硅离子含量高；流速变化大，这些因素共同导致了系统各个部位沉积结垢倾向不同，难以控制细渣沉积和CaC03、MgCO3沉积。且面临环保要求，很多煤化工企业排污量受到了极大限制，水系统浓缩倍数不断增大，使得水质环境苛刻的系统更加雪上加霜，更易结垢，结垢严重时，影响设备正常运行。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对【背景技术】中存在的缺点和问题加以改进，提供一种耐高温、耐高压、耐高硬度、适应PH范围较宽配伍性好，特别是在煤气化装置灰水系统中能够延长设备运行周期，节省检修时间、费用，并且能满足企业灰水排污要求的环保控制指标的一种气化用灰水阻垢分散剂。
`[0005]本发明由下列质量百分比的组份组成:
三元共聚物35~50%的，丙烯酸-丙烯酸羟丙酯10~30%，水解马来酸酐共聚物20~30%，膦酸盐2飞％，聚环氧琥珀酸钠5~15%，一定比例的水。
[0006]本发明所述的三元共聚物为丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙烷磺酸共聚物，其固含量为30%，耐高温，侧重于分散作用。
[0007]本发明所述的丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的固含量为30%，耐高温，不仅对碳酸盐有显著的阻垢作用，且对三氧化铁、粘土、污泥具有良好的分散作用。
[0008]本发明所述的马来酸酐为油溶性工艺水解马来酸酐，其固含量为48%，耐高温，分解温度在330°C以上，在300°C以下对碳酸盐仍有良好的阻垢分散效果，阻垢时间可达IOOh0
[0009]本发明所述的膦酸盐为羟基亚乙基二膦酸，其活性组分占50%，耐高温，侧重于阻垢作用。
[0010]本发明所述的聚环氧琥珀酸钠的固含量为40%，耐高温，侧重于阻垢分散煤粉或煤浆燃烧后流入灰水中的硅垢。[0011]本发明所述的一定比例的水，其一定比例为最后调节浓度，使阻垢分散剂固含量控制在25%以上的水的含量。
[0012]本发明有以下优点和有益效果:
1、本发明针对煤气化装置中的灰水系统，灰水较为特殊:高温、高压、高硬度、PH范围变化较宽，一般药剂很难达到对灰水中CaC03、MgCO3以及硅垢等固悬物的阻垢、分散作用。本发明从水处理阻垢分散剂中筛选出功能各异的药剂，进行配伍，得到性能优异的气化用灰水阻垢分散剂。
[0013]2、本发明具有含P量低，环境友好、分散阻垢效果佳、用量省的特点，适用于不同水质、煤种、温度、压力的灰水处理系统。
[0014]3、本发明在装置运 行中，能使垢层较薄外，垢质也较疏松，为检修节省了时间、费用。
[0015]4、本发明能够提高灰水浓缩倍数，减少污水排放，节约水资源。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
实验室自配水:配制含Ca2+6.0 mg/mL的氯化钙水溶液,含HC03_18.3mg/mL的碳酸氢钠水样待用。
[0017]阻垢分散剂: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-丙烯酸羟丙酯共聚物(固含量:30%):25g ；
水解马来酸酐(固含量:48%):20g ；
羟基亚乙基二膦酸(活性组分:50%):2.5g ；
聚环氧琥珀酸钠(固含量:40%):7.5g ；
水量:34g
搅拌混合均匀后，待用。
[0018]1、实验条件:温度:80°C
实验步骤:于500ml容量瓶中加入实验自配含钙离子的氯化钙水样20ml，使得钙离子含量为120mg，然后加入IOml阻垢分散剂，再缓慢加入含有HC03_的碳酸氢钠水样20ml，使得HC03_的量为366mg，用水稀释至容量瓶刻度，最后配好的试液中大约含Ca2+6mmol/L，含HC03_12mmol/L ;同时做空白对比样；将配制好的试液和空白试液分别转移到锥形瓶中，放入到80°C的恒温水浴，恒温10小时，取出过滤，分别用EDTA标准溶液滴定水中的钙离子，测得阻垢分散剂的阻垢率为97.6%
2、实验条件:温度:150°C
实验步骤:于1000ml容量瓶中加入实验自配含钙离子的氯化钙水样40ml，使得钙离子含量为240mg，然后加入20ml阻垢分散剂，再缓慢加入含有HCOf的碳酸氢钠水样40ml，使得HC03_的量为732mg，用水稀释至容量瓶刻度，最后配好的试液中大约含Ca2+6mmol/L，含HC03_12mmol/L ;同时做空白对比样；将配制好的试液和空白试液分别转移到1500ml常压反应釜中，温度控制在150°C，恒温2小时后取出过滤，分别用EDTA标准溶液滴定水中的钙离子，测测得阻垢分散剂的阻垢率为97.1%。[0019]3、实验条件:温度:250°C
实验步骤:于1000ml容量瓶中加入实验自配含钙离子的氯化钙水样40ml，使得钙离子含量为240mg，然后加入20ml阻垢分散剂，再缓慢加入含有HCCV的碳酸氢钠水样40ml，使得HC03_的量为732mg，用水稀释至容量瓶刻度，最后配好的试液中大约含Ca2+6mmol/L，含HC03_12mmol/L ;同时做空白对比样；将配制好的试液和空白试液分别转移到1500ml常压反应釜中，温度控制在250°C，恒温2小时，取出过滤，分别用EDTA标准溶液滴定水中的钙离子，测得阻垢分散剂的阻垢率为88.0%。
[0020]4、实验条件:温度:250°C，高压8.0mPa
实验步骤:于1000ml容量瓶中加入实验自配含钙离子的氯化钙水样40ml，使得钙离子含量为240mg，然后加入20ml阻垢分散剂，再缓慢加入含有HCCV的碳酸氢钠水样40ml，使得HC03_的量为732mg，用水稀释至容量瓶刻度，最后配好的试液中大约含Ca2+6mmol/L，含HC03_12mmol/L ;同时做空白对比样；将配制好的试液和空白试液分别转移到1500ml高压反应釜中，温度控制在250°C，压力控制在8.0mPa，恒温2小时，取出过滤，分别用EDTA标准溶液滴定水中的钙离子，测得阻垢分散剂的阻垢率80.1%。
[0021]实施例2
内蒙古易高煤化工气化工段灰水水质:pH:8.07，电导率:3.84mS/cm，浊度:33.4NTU，总硬度:583.50 mg/L, Ca2+475.70 mg/L，总碱度:560.00 mg/L，氯离子 133.875mg/L，总铁5.30mg/L,总憐:8.83mg/L。
[0022] 阻垢分散剂: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-丙烯酸羟丙酯共聚物(固含量:30%):28g ；
水解马来酸酐(固含量:48%):25g ；
羟基亚乙基二膦酸(活性组分:50%):2.5g ；
聚环氧琥珀酸钠(固含量:40%):9.5g ；
水量:38g
搅拌混合均匀后，待用。
[0023]1、实验条件:温度:80°C
实验步骤同实施例1中的I，本发明阻垢分散剂的阻垢率为97.5%
2、实验条件:温度:150°C
实验步骤同实施例1中的2，本发明阻垢分散剂的阻垢率为96.8%
3、实验条件:温度:250°C
实验步骤同实施例1中的3，本发明阻垢分散剂的阻垢率为89.2%
4、实验条件:温度:250°C，高压8.0mPa
实验步骤同实施例1中的4，本发明阻垢分散剂的阻垢率为80.3%
实施例3
神华煤制油包头煤化工分公司气化装置低压灰水泵灰水水质:pH:7.68，电导率:4.83mS/cm，浊度:67.6NTU，总硬度:1212.52 mg/L, Ca2+1123.80 mg/L，总碱度:1205.00 mg/L,氯离子 512.34 mg/L,总铁 4.87mg/L,总磷:2.39mg/L。
[0024]阻垢分散剂: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-丙烯酸羟丙酯共聚物(固含量:30%):20g ；
水解马来酸酐(固含量:48%):30g ；
羟基亚乙基二膦酸(活性组分:50%):5g ；
聚环氧琥珀酸钠(固含量:40%):10g ；
水量:44 g 搅拌混合均匀后，待用
1、实验条件:温度:80°C时间:10小时
实验步骤同实施例1中的I，本发明阻垢分散剂的阻垢率为97.1 %
2、实验条件:温度:150°C
实验步骤同实施例1中的2，本发明阻垢分散剂的阻垢率为97.5%
3、实验条件:温度:250°C
实验步骤同实施例1中的3，本发明阻垢分散剂的阻垢率为88.2%
4、实验条件:温度:250°C，高压8.mPa` 实验步骤同实施例1中的4，本发明阻垢分散剂的阻垢率为79.6%
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前题下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
【权利要求】
1.一种气化用灰水阻垢分散剂，其特征在于它由下列质量百分比组份制备而成: 三元共聚物35~50%，丙烯酸-丙烯酸羟丙酯10~30%，水解马来酸酐共聚物20~30%，膦酸盐2飞％，聚环氧琥珀酸钠5~15%，一定比例的水。
2.根据权利要求1所述的一种气化用灰水阻垢分散剂，其特征在于所述的三元共聚物为丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酸胺基-丙烷磺酸共聚物，其固含量为30%。
3.根据权利要求1所述的一种气化用灰水阻垢分散剂，其特征在于所述的丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物固含量为30%。
4.根据权利要求1所述的一种气化用灰水阻垢分散剂，其特征在于所述的水解马来酸酐为油溶性工艺水解马来酸酐，其固含量为48%。
5.根据权利要求1所述的一种气化用灰水阻垢分散剂，其特征在于所述的膦酸盐为羟基亚乙基二膦酸，其活性组分占50%。
6.根据权利要求1所述的一种气化用灰水阻垢分散剂，其特征在于所述的聚环氧琥珀酸钠的固含量为40%。
7.根据权利要求1所述的一种气化用灰水阻垢分散剂，其特征在于所述的一定比例的水，其一定比例为最后调`节浓度，使固含量控制在25%以上的水的含量。
【文档编号】C02F5/10GK103708632SQ201410013818
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】潘激 申请人:湖南东盈煤化工技术开发有限公司