本发明涉及有机合成技术领域，具体而言，涉及一种丙烯腈装置用阻垢分散剂及其评价方法。
背景技术：
采用丙烯氨氧化法的丙烯腈生产装置采用萃取精馏的方法，在回收塔内将吸收塔塔釜液中的丙烯腈、氢氰酸、丙烯醛、乙腈及少量其它有机物与水进行分离，在回收塔顶部得到氢氰酸、丙烯腈和少量水，冷却后分层得到粗丙烯腈。水和乙腈分别自回收塔的下段测线采出，塔釜剩余水和少量有机物及聚合物进入四效蒸发器回收其中微量的游离氨和氢氰酸。由于丙烯腈、氢氰酸和丙烯醛都极易聚合,生成不溶于水的聚合物沉积在回收塔塔板、再沸器换热管和四效蒸发器的换热管上，造成回收塔分离效果和换热器换热效果变差，装置需停车处理，制约了丙烯腈装置的长周期稳定运行。
现有技术主要以水溶性大分子量的聚合物分散剂为主要组成，专利cn200980146776和cn201610900091均报道了以一种或者多种大分子量聚合物为主体的分散剂，但其效果不够好。此外，该专利中通过考察回收塔和四效蒸发器内聚合物在分散剂水溶液中的溶解度来说明分散剂的使用效果，无法量化说明分散剂对聚合物粒径的影响。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种丙烯腈装置用阻垢分散剂及其评价方法，以解决现有技术中的大分子量聚合物为主体的分散剂对于丙烯腈装置阻垢效果不足的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种丙烯腈装置用阻垢分散剂，其包括溶质和溶剂，溶质包括组分a、组分b、组分c和组分d，组分a为萘磺酸甲醛缩合物钾盐和萘磺酸甲醛缩合物钠盐中的一种或多种；组分b为亚甲基双甲基萘磺酸钾和亚甲基双甲基萘磺酸钠中的一种或两种；组分c为聚丙烯酸酯型超分散剂；组分d为亚硫酸钾、异丙醇、巯基乙醇和甲酸钠中的一种或多种；溶剂为水。
进一步地，聚丙烯酸酯型超分散剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的共聚物；优选聚丙烯酸酯型超分散剂的相对分子量为2000～6000，优选为5000～6000。
进一步地，组分a、组分b、组分c和组分d之间的重量比为(10～50):(10～50):(1～5):(1～2)；优选地，组分a、组分b、组分c和组分d之间的重量比为(40～50):(40～50):(4～5):(1～2)。
进一步地，溶质的质量分数为1～70％。
进一步地，组分a包括萘磺酸甲醛缩合物钾盐和萘磺酸甲醛缩合物钠盐；优选地，萘磺酸甲醛缩合物钾盐和萘磺酸甲醛缩合物钠盐的重量比为(8～9):(2～1)。
进一步地，萘磺酸甲醛缩合物钾盐和萘磺酸甲醛缩合物钠盐的相对分子量分别为472～5000，优选为472～1540，更优选为504～1022。
进一步地，组分b包括亚甲基双甲基萘磺酸钾和亚甲基双甲基萘磺酸钠；优选地，亚甲基双甲基萘磺酸钾和亚甲基双甲基萘磺酸钠的重量比为(8～9):(2～1)。
根据本发明的另一方面，还提供了一种丙烯腈装置用阻垢分散剂的评价方法，其包括以下步骤：向20ml～50ml的试管中加入去离子水，去离子水的加入量为试管体积的1/2～4/5，然后加入聚合物和阻垢分散剂；将试管置于超声波清洗仪中进行超声波分散，然后将试管中的物料倒入离心管中进行离心分离，得到上层清夜；使用散射光浊度仪测试上层清液的浊度；其中，聚合物为丙烯腈装置的回收塔内的黄色块状聚合物。
进一步地，在加入聚合物之前，先将其进行破碎形成聚合物粉末，具体如下：在100℃下干燥48h后进行粉碎，然后使用200目标准筛进行筛分后得到细度小于200目的聚合物粉末。
进一步地，去离子水、聚合物和阻垢分散剂的重量比为1000:(1～10):(1～100)，优选为1000:(4～6):(4～6)。
进一步地，超声波分散的工艺条件为水浴温度60～90℃，超声波分散时间30～100min；优选地，离心分离的工艺条件为离心机转数1000～3000r/min，离心分离时间3～30min。
本发明提供了一种新型丙烯腈装置用阻垢分散剂，该阻垢分散剂同时使用了多种有机分散剂，针对丙烯腈装置特别是其回收塔和四效蒸发器等易结垢部件内不同聚合度的聚合物具有良好的分散效果，能够更有效地防止其结垢。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术部分所描述的，现有技术中的大分子量聚合物为主体的分散剂对于丙烯腈装置的阻垢效果不足。
为了解决这一问题，本发明提供了一种丙烯腈装置用阻垢分散剂，其包括溶质和溶剂，溶质包括组分a、组分b、组分c和组分d，组分a为萘磺酸甲醛缩合物钾盐和萘磺酸甲醛缩合物钠盐中的一种或多种；组分b为亚甲基双甲基萘磺酸钾和亚甲基双甲基萘磺酸钠中的一种或两种；组分c为聚丙烯酸酯型超分散剂；组分d为亚硫酸钾、异丙醇、巯基乙醇和甲酸钠中的一种或多种；溶剂为水。
该阻垢分散剂同时使用了多种有机分散剂，针对丙烯腈装置特别是其回收塔和四效蒸发器等易结垢部件内不同聚合度的聚合物具有良好的分散效果，能够更有效地防止其结垢。
在一种优选的实施方式中，聚丙烯酸酯型超分散剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的共聚物。该种聚丙烯酸酯型超分散剂更有利于提高易结垢聚合物的分散性。优选聚丙烯酸酯型超分散剂的相对分子量为2000～6000，优选为5000～6000。
上述丙烯腈装置用阻垢分散剂中同时使用了多种有机分散剂组分，各组分之间能够发挥协同作用，具有一加一大于二的效果。为了进一步提高阻垢效果，在一种优选的实施方式中，组分a、组分b、组分c和组分d之间的重量比为(10～50):(10～50):(1～5):(1～2)；优选地，组分a、组分b、组分c和组分d之间的重量比为(40～50):(40～50):(4～5):(1～2)。
更优选地，溶质的质量分数为1～70％。
在一种优选的实施方式中，组分a包括萘磺酸甲醛缩合物钾盐和萘磺酸甲醛缩合物钠盐。同时使用萘磺酸甲醛缩合物钾盐和萘磺酸甲醛缩合物钠盐更有利于提高阻垢效果。实际使用过程中，二者之间的比例可以使任意比例，优选地，萘磺酸甲醛缩合物钾盐和萘磺酸甲醛缩合物钠盐的重量比为(8～9):(2～1)。
在一种优选的实施方式中，萘磺酸甲醛缩合物钾盐和萘磺酸甲醛缩合物钠盐的相对分子量分别为472～5000，优选为472～1540，更优选为504～1022。
在一种优选的实施方式中，组分b包括亚甲基双甲基萘磺酸钾和亚甲基双甲基萘磺酸钠。同时使用亚甲基双甲基萘磺酸钾和亚甲基双甲基萘磺酸钠效果更佳。实际使用过程中，二者之间的比例可以使任意比例，优选地，亚甲基双甲基萘磺酸钾和亚甲基双甲基萘磺酸钠的重量比为(8～9):(2～1)。
根据本发明的另一方面，还提供了一种丙烯腈装置用阻垢分散剂的评价方法，其包括以下步骤：向20ml～50ml的试管中加入去离子水，去离子水的加入量为试管体积的1/2～4/5，然后加入聚合物和阻垢分散剂；将试管置于超声波清洗仪中进行超声波分散，然后将试管中的物料倒入离心管中进行离心分离，得到上层清夜；使用散射光浊度仪测试上层清液的浊度；其中，聚合物为丙烯腈装置的回收塔内的黄色块状聚合物。传统的阻垢效果如专利cn200980146776和cn201610900091中是通过考察回收塔和四效蒸发器内聚合物在分散剂水溶液中的溶解度来说明分散剂的使用效果，无法量化说明分散剂对聚合物粒径的影响。本发明利用上述评价方法，通过离心机加速溶液中聚合物颗粒的沉降，然后测量沉降后上层清液中聚合物颗粒的数量，从而对聚合物颗粒粒径的变化进行表征，从而能够量化说明阻垢分散剂对聚合物颗粒的分散作用效果。
在一种优选的实施方式中，在加入聚合物之前，先将其进行破碎形成聚合物粉末，具体如下：在100℃下干燥48h后进行粉碎，然后使用200目标准筛进行筛分后得到细度小于200目的聚合物粉末。
在一种优选的实施方式中，去离子水、聚合物和阻垢分散剂的重量比为1000:(1～10):(1～100)，优选为1000:(4～6):(4～6)。这样能够更充分地发挥阻垢分散剂的效果。
在一种优选的实施方式中，超声波分散的工艺条件为水浴温度60～90℃，超声波分散时间30～100min。上述超声分散条件与实际的丙烯腈装置回收塔和四效蒸发器的温度环境和聚合环境相似，这样有利于进一步提高分散性的评价准确性。
优选地，离心分离的工艺条件为离心机转数1000～3000r/min，离心分离时间3～30min。上述离心分离工艺下能够更快速地将溶液中的聚合物颗粒沉降下来。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
将组分a、组分b、组分c和组分d按质量比为50:45:4:1进行混合后，配置成质量分数20％的水溶液，阻垢分散剂的具体组成见表1。
向25ml的试管中加入20g去离子水，然后加入0.1g聚合物和0.1g阻垢分散剂水溶液，将试管置于超声波清洗仪中在70℃水浴条件下超声波分散60min，然后将试管中的物料倒入离心管中，然后在1000r/min的转数下离心分离15min，离心分离结束后使用散射光浊度仪测试上层清液的浊度，上层清液的浊度为70ntu。
实施例2
按实施例1所述的实验过程，将阻垢分散剂溶质的质量分数调整至40％，阻垢分散剂的具体组成见表1，其它条件不变，上层清液的浊度为160ntu。
实施例3
按实施例1所述的实验过程，将阻垢分散剂溶质的质量分数调整至60％，阻垢分散剂的具体组成见表1，其它条件不变，上层清液的浊度为310ntu。
表1阻垢分散剂组成表
上述聚丙烯酸酯型超分散剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的共聚物。
实施例4
按实施例1所述的实验过程，将组成d的组分调整为异丙醇，其它条件不变，上层清液的浊度为72ntu。
实施例5
按实施例1所述的实验过程，将组成d的组分调整为巯基乙醇，其它条件不变，上层清液的浊度为71ntu。
实施例6
按实施例1所述的实验过程，将组成d的组分调整为甲酸钠，其它条件不变，上层清液的浊度为68ntu。
实施例7
按实施例1所述的实验过程，组成a的质量分数不变，将组成a中萘磺酸甲醛缩合物钾盐与萘磺酸甲醛缩合物钠盐的质量比调整为9:1，其它条件不变，上层清液的浊度为84ntu。
实施例8
按实施例1所述的实验过程，将组成a的分子量调整为1000～1540，其它条件不变，上层清液的浊度为111ntu。
实施例9
按实施例1所述的实验过程，将组成a的分子量调整为504～1022，其它条件不变，上层清液的浊度为129ntu。
实施例10
按实施例1所述的实验过程，将组成a的分子量调整为504～1022，其它条件不变，上层清液的浊度为211ntu。
实施例11
按实施例1所述的实验过程，组成b的质量分数不变，将组成b中亚甲基双甲基萘磺酸钾和亚甲基双甲基萘磺酸钠的质量比调整为9:1，其它条件不变，上层清液的浊度为81ntu。
实施例12
按实施例1所述的实验过程，将组成a的分子量调整为5000～6000，其它条件不变，上层清液的浊度为141ntu。
实施例13
按实施例1所述的实验过程，将聚合物的加入量调整至0.15g，将阻垢分散剂的加入量调整至0.3g，其它条件不变，上层清液的浊度为424ntu。
实施例14
按实施例1所述的实验过程，将超声波清洗仪水浴温度调整至90℃，分散时间调整至30min，其它条件不变，上层清液的浊度为61ntu。
实施例15
按实施例1所述的实验过程，将离心机转数调整至3000r/min，离心分离时间调整至20min，其它条件不变，上层清液的浊度为21ntu。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。