專利名稱：用于高溫高pH值循環(huán)水的阻垢分散增效劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高溫高PH值循環(huán)水中的阻垢分散增效劑及其制備方法，SP為冶煉行業(yè)熔融鋼渣熱悶循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定的處理技術(shù)，特別是適用于高PH值O 12)、高溫的鋼渣熱悶循環(huán)水處理的阻垢分散增效劑。
背景技術(shù)：
鋼鐵工業(yè)是資源、能源消耗最多的行業(yè)之一，在冶煉過程勢(shì)必產(chǎn)生大量的鋼鐵渣。每煉一噸鐵約產(chǎn)生0.34噸高爐渣，每煉一噸鋼約產(chǎn)生0.12噸的鋼渣。隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，鋼鐵渣的數(shù)量隨之增加，鋼鐵渣的“零排放”成為鋼鐵工業(yè)走循環(huán)經(jīng)濟(jì)道路，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要問題。近幾年來，由中冶建筑研究總院和中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司研發(fā)出的第三代鋼渣余熱自解熱悶處理工藝技術(shù)和設(shè)備，成功解決了鋼渣不穩(wěn)定的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了鋼渣的“零”排放。該技術(shù)入選2009年國(guó)家先進(jìn)污染防治示范技術(shù)名錄，已在新余中冶環(huán)保資源開發(fā)有限公司、九江中冶環(huán)保資源開發(fā)有限公司、鞍鋼鲅魚圈新煉鋼、本溪鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司、唐山國(guó)豐鋼鐵有限公司、首鋼京唐鋼鐵公司(曹妃甸)、日照鋼鐵公司等企業(yè)推廣應(yīng)用。該技術(shù)是將液態(tài)鋼渣傾翻在熱悶裝置內(nèi)，蓋上蓋自動(dòng)化噴水，水遇熱渣產(chǎn)生蒸汽，消解鋼渣中游離氧化鈣和游離氧化鎂，鋼渣粉化后變穩(wěn)定。鋼渣中廢鋼充分回收，尾渣可100%用于生產(chǎn)建筑材料、建材制品和道路材料，實(shí)現(xiàn)鋼渣“零排放”。熔融鋼渣熱悶處理水循環(huán)系統(tǒng)，由于鋼渣熱悶工藝用水蒸發(fā)量大，鋼渣中的游離氧化鈣消解反應(yīng)部分進(jìn)入循環(huán)水，導(dǎo)致鋼渣熱悶出水呈“高水溫、高硬度、高堿度、高pH”的特性，系統(tǒng)極易產(chǎn)生結(jié)垢。目前的循環(huán)水系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，輸水泵、輸水管道和熱悶蓋上的噴嘴會(huì)由于結(jié)垢而堵塞，從而影響到正常的生產(chǎn)。以某鋼渣熱悶循環(huán)水系統(tǒng)為例，蒸發(fā)水量占總用水量的60% 70%，鋼渣熱悶回水pH值為11.70 13.20，總硬為700 900mg/L (以CaCO3計(jì))，系統(tǒng)結(jié)垢主要發(fā)生在離心泵葉輪和輸水管道中，一般情況下，水泵運(yùn)行半個(gè)月必須停機(jī)人工清除污垢，水泵葉輪垢的厚度達(dá)I 2mm。鑒于循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的這些問題，發(fā)明單位經(jīng)過研究，在鋼渣熱悶處理水循環(huán)系統(tǒng)中加入阻垢分散劑，分散水中難溶性無機(jī)鹽、阻止或干擾難溶性無機(jī)鹽在金屬表面的沉淀、結(jié)垢，以解決系統(tǒng)的結(jié)垢問題。其中該阻垢分散劑由水處理領(lǐng)域常用的并在市場(chǎng)上即可獲得的阻垢分散劑單體復(fù)配而成。在阻垢處理過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH值大于12時(shí)，單純阻垢分散劑的阻垢效率偏低，不能達(dá)到生產(chǎn)正常運(yùn)行的要求，因此開發(fā)了低濃度下就能大幅提高阻垢分散劑的阻垢效率的阻垢分散增效劑。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于高溫高pH值循環(huán)冷卻水中的阻垢分散增效劑，能夠有效滿足在高水溫、高pH值(≥12 )、飽和硬度條件下，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的阻垢要求，并由GB/T16632-2008《水處理劑阻垢性能的測(cè)定-碳酸鈣沉積法》，對(duì)其對(duì)于阻垢分散的增效效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，具有良好的阻垢分散增效作用。
本發(fā)明用于高溫高pH值循環(huán)水的阻垢分散增效劑的制備方法，首先由縮合反應(yīng)合成有機(jī)多胺縮合物，形成增效劑主劑，主劑在酸性條件下與少量表面活性劑十二烷基酚聚氧乙烯醚復(fù)配后制得本發(fā)明的增效劑。該增效劑在50°C 90°C范圍內(nèi)、pH值> 12條件下的飽和硬度循環(huán)水有良好的阻垢分散增效作用，且用量少，并生產(chǎn)方便。產(chǎn)品合成溫度在80°C以下，反應(yīng)易于控制，基本沒有三廢排放。本發(fā)明的一種用于高溫高pH值循環(huán)水的阻垢分散增效劑的制備方法，包括如下步驟:( I)合成有機(jī)多胺縮合物；(2)將合成的有機(jī)多胺縮合物復(fù)配混合表面活性劑制成所述阻垢分散增效劑。其中，所述步驟(I)具體包括如下步驟:(Ia)將摩爾比為 I:0.5-1.2:0.5-1.5:0.5-1.5 的 4_ 乙基 _1，3-四氫噻唑 _2_ 硫酮、甲醛、苯胺和六次甲基四胺加入乙醇溶液中，乙醇溶液的重量為4-乙基-1，3-四氫噻唑-2-硫酮、甲醛、苯胺和六次甲基四胺4種組分的總重量的1-1.5倍；(Ib)在步驟(Ia)中得到的混合溶液中加入所述4種組分總重量5%_20%的鹽酸作為催化劑，將加入所述鹽酸的混合溶液加熱到70-80°C進(jìn)行回流反應(yīng)25-70分鐘；(Ic)將步驟(Ib)中得到的混合溶液降溫到28_35°C，然后在其中加入上述4種組分總重量15-25%的氯化芐，回流反應(yīng)25-60分鐘，然后冷卻至室溫。其中，所述步驟(Ib)中的溫度為78°C，回流反應(yīng)時(shí)間為40分鐘；所述步驟(Ic)中的溫度30°C，回流反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。其中，步驟(2)具體為:在步驟(I)得到的所述有機(jī)多胺聚合物的溶液中，加入所述有機(jī)多胺聚合物溶液的總重量3-10%的鹽酸以及所述有機(jī)多胺聚合物溶液的總重量5-20%的表面活性劑在室溫條件下復(fù)配混合得到所述阻垢分散增效劑。其中，所述表面活性劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚。另外本發(fā)明涉及的一種用于高溫高pH值循環(huán)水的阻垢分散增效劑，由有機(jī)多胺縮合物和表面活性劑復(fù)配混合而成，其中所述有機(jī)多胺縮合物由摩爾比例為1:0.5-1.2:
0.5-1.5:0.5-1.5的4-乙基_1，3-四氫噻唑_2_硫酮、甲醛、苯胺以及六次甲基四胺縮合而成。其中，表面活性劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚，所述復(fù)配混合是在酸性條件下進(jìn)行的。其中，所述增效劑在高溫高pH值循環(huán)水中的使用濃度為4 20mg/L。其中，4-乙基-1，3-四氫噻唑-2-硫酮(4-ethyl-l,3-thiazolidine-2_thione)
的結(jié)構(gòu)式如下:
權(quán)利要求
1.一種用于高溫高PH值循環(huán)水的阻垢分散增效劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:(I)合成有機(jī)多胺縮合物； (2)將合成的有機(jī)多胺縮合物復(fù)配混合表面活性劑制成所述阻垢分散增效劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于: 所述步驟(I)具體包括如下步驟: (Ia)將摩爾比為I:0.5-1.2:0.5-1.5:0.5-1.5的4-乙基-1, 3-四氫噻唑-2-硫酮、甲醛、苯胺和六次甲基四胺加入乙醇溶液中，乙醇溶液的重量為4-乙基-1，3-四氫噻唑-2-硫酮、甲醛、苯胺和六次甲基四胺4種組分的總重量的1-1.5倍； (Ib)在步驟(Ia)中得到的混合溶液中加入所述4種組分總重量5%-20%的鹽酸作為催化劑，將加入所述鹽酸的混合溶液加熱到70-80°C進(jìn)行回流反應(yīng)25-70分鐘； (Ic)將步驟(Ib)中得到的混合溶液降溫到28-35°C，然后在其中加入上述4種組分總重量15-25%的氯化芐，回流反應(yīng)25-60分鐘，然后冷卻至室溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(Ib)中的溫度為78°C，回流反應(yīng)時(shí)間為40分鐘；所述步驟(Ic)中的溫度30°C，回流反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)具體為:在步驟(I)得到的所述有機(jī)多胺聚合物的溶液中，加入所述有機(jī)多胺聚合物溶液的總重量3-10%的鹽酸以及所述有機(jī)多胺聚合物溶液的總重量5-20%的表面活性劑在室溫條件下復(fù)配混合得到所述阻垢分散增效劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一 所述的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚。
6.一種用于高溫高pH值循環(huán)水的阻垢分散增效劑，其特征在于，由有機(jī)多胺縮合物和表面活性劑復(fù)配混合而成，其中所述有機(jī)多胺縮合物由摩爾比例為1:0.5-1.2:0.5-1.5:0.5-1.5的4-乙基_1，3-四氫噻唑_2_硫酮、甲醛、苯胺以及六次甲基四胺縮合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增效劑，其特征在于，其中表面活性劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚，所述復(fù)配混合是在酸性條件下進(jìn)行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的增效劑，其特征在于，所述增效劑在高溫高pH值循環(huán)水中的使用濃度為4-20mg/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于高溫高pH值循環(huán)水中的阻垢分散增效劑及其制備方法，制備方法包括如下步驟(1)合成有機(jī)多胺縮合物；(2)將合成的有機(jī)多胺縮合物復(fù)配表面活性劑制成所述阻垢分散增效劑。復(fù)配后得到的所述阻垢分散增效劑特別適用于高pH值(pH≥12)和高溫條件的循環(huán)冷卻水處理，能夠有效增強(qiáng)高溫高pH值循環(huán)水中阻垢分散劑的阻垢分散效果，解決系統(tǒng)結(jié)垢的問題。
文檔編號(hào)C08G16/02GK103172182SQ20131008400
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者李紅, 王海東, 高康樂, 孫玉亮, 邱鵬, 程旸, 逯博特, 沈宏觀, 尹星, 劉暢, 張佐男, 翟賀, 汪靈俐 申請(qǐng)人:中冶建筑研究總院有限公司, 中冶建研工程技術(shù)有限公司, 中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司