一种卤水精制阻垢分散剂及其制备方法、应用与流程

文档序号:21781661发布日期:2020-08-07 20:09阅读:405来源:国知局

本发明属于阻垢剂技术领域,特别涉及了一种卤水精制阻垢分散剂及其制备方法、应用。



背景技术:

卤水的学名为盐卤,是氯化钠和氯化钙、硫酸镁等的混合物,卤水中,常常含有na+、ca2+、mg2+、cl-、so42-、co32-、hco3-等离子,就真空制盐生产而言,钙、镁、硫酸根的存在不仅会影响产品质量,在生产过程中钙、镁、硫酸根等物质还会以硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠、碳酸钙等结晶的形式附着于系统设备、管道表面,造成结垢堵塞、真空罐体积大大降低、传热效率低、能耗高等等一系列问题。

所以,对采集的原卤进行精制,降低卤水中钙、镁、硫酸根的含量,对制盐生产来说是必不可少的。现有技术中主要有以下三种方法:

①两碱法:通过加入naoh及naco3,形成mg(oh)2、caco3等,去除卤水中的钙镁离子。缺点是沉淀较慢,硫酸根离子去除率较低,形成难溶的的caco3垢物。

②石灰乳+纯碱法:通过加入石灰乳形成caso4等去除硫酸根离子,加入naco3形成caco3等去除钙镁离子。优点是去除率较高,缺点是废渣较多,形成的caso4、caco3等极易堆积形成垢物。

③膜分离(精密过滤)技术:使用纳滤、超滤等进行精密过滤分离,缺点主要是成本高,使用范围有限,不适宜大量杂质离子的过滤分离,需与其他精制方法联用。

目前,制盐企业主要使用的是两碱法和石灰乳+纯碱法两种卤水精制方法,但不管使用何种方法,在精制分离钙、镁、硫酸根离子的过程中产生的caso4、caco3等物质不断堆积结垢,造成输卤管堵塞、沉降罐堆积造成容积变小等问题都是普遍存在的。而且,在真空制盐生产中,由于环保要求,真空制盐排出的母液(so42-含量高),不能直接排放,也不采用回注于地下的方法,而是返回原卤中。这样,在卤水精制过程中,将产生大量的caso4。另外,即使使用经精制后的精制卤水进行生产,卤水中残留的钙、镁、硫酸根等杂质离子在经过不断浓缩富集后也会形成caso4、caco3等垢物,结生于设备及管道表面,造成换热效率降低,能耗增高,产量降低等一系列难题。



技术实现要素:

本发明的目的在于:针对现有技术制盐时在卤水精制过程中存在的对钙、镁、硫酸根等离子的去除率低、废渣多而形成的caso4、caco3等极易堆积形成垢物、去除成本高、去除手段使用范围有限等技术问题,本发明提供了一种阻垢分散剂及其制备方法、应用,该阻垢分散剂用于卤水精制过程中,可有效阻止caso4、caco3晶体自然结生于设备管道表面形成垢物,而是使其分散后在后续沉降部位有控排出,避免了caso4、caco3等物质不断堆积结垢,造成设备及管道堵塞、真空罐体积大大降低、传热效率低、能耗高,同时,该阻垢分散剂具有成本低、便于工业化应用、环境友好等优点。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种卤水精制阻垢分散剂,按质量百分比计主要由以下原料制成:

所述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液是质量分数为30%~35%的水溶液;

所述马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液是质量分数为45%~50%的水溶液;

所述聚天冬氨酸溶液是质量分数为40%~44%的水溶液;

所述聚环氧琥珀酸溶液是质量分数为35%~40%的水溶液。

发明人经大量研究发现,通过选择衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液、聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液和稳定剂、水作为卤水精制阻垢分散剂的原料,并筛选各组分的比例,各个原料之间相互配合,协同增强,可以对在卤水精制分离钙、镁、硫酸根离子的过程中产生的caso4、caco3等物质起到优秀的阻垢分散作用,有效阻止caso4、caco3晶体自然结生于设备管道表面形成垢物。

衣康酸-丙烯酸共聚物属阴离子无磷型聚合物,以衣康酸、丙烯酸为主要单体原料。衣康酸为无毒生物制品,属于环境友好产品,在衣康酸的分子结构中有两个分散能力较强的羧酸负电基团,这些羧酸基团将会阻止负电纳米颗粒以及碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等负电污垢微粒的凝聚和沉积;衣康酸-丙烯酸共聚物对水中金属无机盐、钙、镁、铁形成沉淀有良好的缓蚀阻垢、分散性能,能与水中钙、镁、铁粒子等形成稳定的络合物阻止小晶体的长大,并使晶格歪曲畸变。

马来酸酐-丙烯酸共聚物为低分子量的聚电解质,由马来酸酐与丙烯酸共聚制得。其对碳酸盐具有很强的分散作用,热稳定性高。可在300℃高温等恶劣条件下使用,与其它水处理药剂具有良好的相容性和协同增效作用。

聚天冬氨酸为水溶性聚合物,具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性。对离子有极强的螯合能力,具有缓蚀与阻垢双重功效,对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等成垢盐类具有良好的阻垢效果。

聚环氧琥珀酸是一种无磷、非氮的绿色环保型水溶性聚合物。其对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能物降解性能好,应用范围广泛,在水中作卤水精制阻垢分散剂,适用于高碱度、高硬度、高温条件。

发明人通过筛选发现,将衣康酸-丙烯酸共聚物、马来酸酐-丙烯酸共聚物、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸同时用于制备卤水精制阻垢分散剂,意外地起到了协同增效的作用,对在卤水精制分离钙、镁、硫酸根离子的过程中产生的caso4、caco3等物质起到优秀的阻垢分散作用,有效阻止caso4、caco3晶体自然结生于设备管道表面形成垢物。

进一步的,一种卤水精制阻垢分散剂,按质量百分比计主要由以下原料制成:

进一步的,所述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、所述马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液、所述聚天冬氨酸溶液、所述聚环氧琥珀酸溶液的质量比为4:2:1:0.5~1.5。优选地,所述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、所述马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液、所述聚天冬氨酸溶液、所述聚环氧琥珀酸溶液的质量比为4:2:1:0.:9~1.2。

研究发现,衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液复合配比对最终卤水精制阻垢分散剂产品的阻垢效果有着直接的重要影响,质量总添加量、稳定剂及水的质量添加量不变的情况下,所述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、所述马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液、所述聚天冬氨酸溶液、所述聚环氧琥珀酸溶液的质量比为4:2:1:0.5~1.5时,ca2so4(主要垢)、ca2co3阻垢分散率均可到77%以上,优选地,所述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、所述马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液、所述聚天冬氨酸溶液、所述聚环氧琥珀酸溶液的质量比为4:2:1:0.:9~1.2时,阻垢效果更好,ca2so4(主要垢)、ca2co3阻垢分散率可到达87%以上。

优选地,衣康酸-丙烯酸共聚物溶液中溶质的分子量为1000~5000。分子质量越大,分子链越长,使共聚物可以在两个或几个钙垢微晶粒子间架桥,引起微晶粒子的絮凝,使其阻垢分散性能降低。相对的,分子质量越小,分子链越短,会使其不能充分发挥共聚物的螯合、分散作用。故而,适宜分子质量的大小,适宜分子链的长短,对共聚物的阻垢分散性能至关重要。发明人经大量研究实验发现,在制盐卤水的高含盐量、高碱度条件下,使用分子量为1000~5000的衣康酸-丙烯酸共聚物,对caso4、caco3的阻垢分散性能最佳。

优选地,马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液中溶质的分子量为3000~5000,聚天冬氨酸溶液中溶质的分子量为1000~5000,聚环氧琥珀酸溶液中溶质的分子量为400~1500。三种原料分子中含有大量的羧基,与衣康酸-丙烯酸共聚物复配使用,可以在不同温度、碱度、含盐量等的条件下,针对阻止caso4、caco3垢物微粒的聚集结生发挥协同增效作用。

进一步的,所述稳定剂为na2so3、nahso3、h2c2o4中的至少一种。

本发明还提供了一种上述卤水精制阻垢分散剂的制备方法,包括以下步骤:

步骤1、搅拌下将稳定剂加入配方量的水中,溶解,得到第一混合液;

步骤2、按比例将衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液、聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液加入步骤1得到的第一混合液中,搅拌溶解混合,得到卤水精制阻垢分散剂。

本发明卤水精制阻垢分散剂配方简单,在保证阻垢效果的同时,有效降低了成本,简化了制备工艺。其中,由于所述稳定剂为固体物质,直接加入水中更易于溶解,若加入聚合物后再加入固体稳定剂,聚合物可能会将其包裹,从而导致溶解不佳,会造成不好的性能影响。

本发明还提供了一种上述卤水精制阻垢分散剂的应用,用于制盐工艺中。

本发明卤水精制阻垢分散剂环境友好,可以对在卤水精制分离钙、镁、硫酸根离子的过程中产生的caso4、caco3等物质起到优秀的阻垢分散作用,有效阻止caso4、caco3晶体自然结生于设备管道表面形成垢物,制备简单,便于工业化应用。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

1、本发明的阻垢分散剂通过优选组成成分衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液、聚天冬氨酸溶液和聚环氧琥珀酸溶液的组合,并筛选各组分的比例,各个原料之间相互配合,协同增强,可以对在卤水精制分离钙、镁、硫酸根离子的过程中产生的caso4、caco3等物质起到优秀的阻垢分散作用,有效阻止caso4、caco3晶体自然结生于设备管道表面形成垢物,caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率可达到80%以上。

2、本发明阻垢分散剂配方简单,在保证阻垢效果的同时,有效降低了成本,简化了制备工艺。

3、本发明阻垢分散剂环境友好,应用范围广,便于工业化。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

注:以下实施例中药剂残留量的测定方法按hg/t3528-1985《工业循环冷却水中微量聚丙烯酸和聚马来酸测定方法》,在ph=8时,十二烷基二甲基苄基氯化铵与聚丙烯酸等聚羧酸类电解质产生沉淀,以此用比浊法来测定聚丙烯酸等聚羧酸类含量。

实施例1

阻垢分散剂,组成如下(质量百分比):

前述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液为质量分数为30%的水溶液,马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液为质量分数50%的水溶液,聚天冬氨酸溶液为质量分数40%水溶液,聚环氧琥珀酸溶液为质量分数含量为40%,稳定剂为na2so3。

制备工艺:首先,向反应釜中加入水使用量的100%,在不断搅拌下先加入稳定剂(na2so3),搅拌15min,依次按比例加入衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液、聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液,搅拌15min得到所述卤水精制阻垢分散剂。所有操作均在室温进行。

实验研究效果:

实验研究所用卤水取自四川某盐业有限公司,卤水分析数据如下。

表1卤水分析结果

1阻垢分散剂投加量、阻垢分散率研究,阻垢分散剂残留量研究

1.1阻垢分散剂在卤水精制过程中阻caso4垢实验研究

分别量取800ml原卤水于5个1000ml烧杯中,放入40±1℃水浴锅中,在不断搅拌的情况下,分别投加实施例1阻垢分散剂0ml、0.008ml、0.016ml、0.024ml、0.032ml于5个烧杯中,向每个烧杯中投加10ml石灰乳,继续搅拌2h,恒温静置4h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率。

表2实验室阻caso4垢实验结果

1.2阻垢分散剂在卤水中残留量随时间变化实验

分别量取400ml四川某盐厂原卤水于3个500ml烧杯中,分别投加实施例1阻垢分散剂0.008ml、0.012ml、0.016ml于3个烧杯中;搅拌均匀,放入40±1℃水浴锅中,每隔2h取样分析实验样中阻垢分散剂的残留量,同时用400ml蒸馏水做空白实验,投加0.008ml实施例1阻垢分散剂。

表3阻垢分散剂在卤水中随时间变化实验结果

1.3阻垢分散剂在卤水精制过程中阻caco3垢实验研究

量取3000ml原卤水于适当容器中,放入40±1℃水浴锅中,在不断搅拌的情况下,向容器中投加50ml石灰乳,继续搅拌2h,恒温静置4h。取出容器,过滤卤水,分别取滤液400ml于5个500ml烧杯中,放入80±1℃水浴锅中,在不断搅拌的情况下,分别投加实施例1阻垢分散剂0.00ml、0.008ml、0.016ml、0.024ml、0.032ml于5个烧杯中,向每个烧杯中投加饱和na2co3溶液5ml,继续搅拌2h,恒温静置4h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算对caco3垢(主要垢)的阻垢分散率。

表4实验室阻caco3垢实验结果

2阻垢分散剂各组分质量配比研究

试验2.1

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液复合质量配比研究

用衣康酸-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液,加水配制。其中,衣康酸-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸的原料浓度和实施例1中原料相同。

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液=5:1,具体质量配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液70%、聚天冬氨酸溶液14%、水15%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液=4:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液67.2%、聚天冬氨酸溶液16.8%、水15%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液=3:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液63%、聚天冬氨酸溶液21%、水15%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液=2:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液56%、聚天冬氨酸溶液28%、水15%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液=1:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液42%、聚天冬氨酸溶液42%、水15%、稳定剂1%;配制5个实验样。分别量取0.012ml实验样于5个盛有400ml原卤的烧杯中,向每个烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算caso4(主要垢)、caco3垢分散率。

表5衣康酸-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液复合质量配比实验结果

注:以1.1空白实验烧杯增重5.2220g为对照,计算阻垢率,下同。

实验结果表明,衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液=4:1是阻垢分散效果相对较好。

试验2.2

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液和聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比研究

用衣康酸-丙烯酸共聚物溶液和聚环氧琥珀酸溶液,加水配制。

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚环氧琥珀酸溶液=5:1,具体质量配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液70%、聚环氧琥珀酸溶液14%、水15%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液67.2%、聚环氧琥珀酸溶液16.8%、水15%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚环氧琥珀酸溶液=3:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液63%、聚环氧琥珀酸溶液21%、水15%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚环氧琥珀酸溶液=2:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液56%、聚环氧琥珀酸溶液28%、水15%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚环氧琥珀酸溶液=1:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液42%、聚天冬氨酸溶液42%、水15%、稳定剂1%;配制5个实验样。分别量取0.012ml实验样于5个盛有400ml原卤的烧杯中,向每个烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算caso4主要垢)、caco3垢分散率。

表6衣康酸-丙烯酸共聚物溶液和聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比实验结果

实验结果表明,衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:1是阻垢分散效果相对较好。

试验2.3

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比研究

用衣康酸-丙烯酸共聚物溶液聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液,加水配制。

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:2:1,具体质量配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液47.4%、聚天冬氨酸溶液23.7%、聚环氧琥珀酸溶液11.9%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:1.5:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液51.1%、聚天冬氨酸溶液19.1%、聚环氧琥珀酸溶液12.8%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:1:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液55.4%、聚天冬氨酸溶液13.8%、聚环氧琥珀酸溶液13.8%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:1:1.5,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液51.1%、聚天冬氨酸溶液12.8%、聚环氧琥珀酸溶液19.1%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:1:2,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液47.4%、聚天冬氨酸溶液11.9%、聚环氧琥珀酸溶液23.7%、水16%、稳定剂1%;配制5个实验样。分别量取0.012ml实验样于5个盛有400ml原卤的烧杯中,向每个烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算caso4主要垢)、caco3垢分散率。

表7衣康酸-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比实验结果

实验结果表明,衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:1:1是阻垢分散效果相对较好。

试验2.4

马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸溶液复合质量配比研究

用马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液加水配制。

马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=5:1,具体质量配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物70%、聚天冬氨酸溶液14%、水15%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=4:1,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物67.2%、聚天冬氨酸溶液16.8%、水15%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=3:1,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物63%、聚天冬氨酸溶液21%、水15%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚聚天冬氨酸溶液=2:1,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物56%、聚天冬氨酸溶液28%、水15%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=1:1,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物42%、聚天冬氨酸溶液42%、水15%、稳定剂1%;配制5个实验样。分别量取0.012ml实验样于5个盛有400ml原卤的烧杯中,向每个烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算caso4(主要垢)、caco3垢分散率。

表8马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸溶液复合质量配比实验结果

实验结果表明,马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=2:1是阻垢分散效果相对较好。

试验2.5

马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比研究

用马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚环氧琥珀酸溶液,加水配制。

马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=5:1,具体质量配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物70%、聚环氧琥珀酸溶液14%、水15%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=4:1,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物67.2%、聚环氧琥珀酸溶液16.8%、水15%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=3:1,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物63%、聚环氧琥珀酸溶液21%、水15%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=2:1具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物56%、聚环氧琥珀酸溶液28%、水15%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=1:1具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物42%、聚环氧琥珀酸溶液42%、水15%、稳定剂1%,配制5个实验样。分别量取0.012ml实验样于5个盛有400ml原卤的烧杯中,向每个烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯粘附物增量,计算caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率。

表9马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比实验结果

实验结果表明,马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液:聚环氧琥珀酸溶液=2:1是阻垢分散效果相对较好。

试验2.6

马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比研究

用马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液,加水配制。

马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=2:2:1,具体质量配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物33.2%、聚天冬氨酸溶液33.2%、聚环氧琥珀酸溶液16.6%、水16%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=2:1.5:1,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物36.9%、聚天冬氨酸溶液27.7%、聚环氧琥珀酸溶液18.4%、水16%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=2:1:1,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物41.4%、聚天冬氨酸溶液20.8%、聚环氧琥珀酸溶液20.8%、水16%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=2:1:1.5,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物36.9%、聚天冬氨酸溶液18.4%、聚环氧琥珀酸溶液27.7%、水16%、稳定剂1%;马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=2:1:2,具体配比为马来酸酐-丙烯酸共聚物33.2%、聚天冬氨酸溶液16.6%、聚环氧琥珀酸溶液33.2%、水16%、稳定剂1%;配制5个实验样。分别量取0.012ml实验样于5个盛有400ml原卤的烧杯中,向每个烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率。

表10马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比实验结果

实验结果表明,马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=2:1:1阻垢分散效果相对较好。

试验2.7

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸溶液复合质量配比研究

用衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液,加水配制。

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=4:4:1,具体质量配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液36.9%、马来酸酐-丙烯酸共聚物36.9%、聚天冬氨酸溶液9.2%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=4:3:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液41.5%、马来酸酐-丙烯酸共聚物31.1%、聚天冬氨酸溶液10.4%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=4:2:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液47.4%、马来酸酐-丙烯酸共聚物23.7%、聚天冬氨酸溶液11.9%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=4:1:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液55.4%、马来酸酐-丙烯酸共聚物13.8%、聚天冬氨酸溶液13.8%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=4:1:0.5,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液60.4%、马来酸酐-丙烯酸共聚物15.1%、聚天冬氨酸溶液7.5%、水16%、稳定剂1%;配制5个实验样。分别量取0.012ml实验样于5个盛有400ml原卤的烧杯中,向每个烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率。

表11衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸溶液复合质量配比实验结果

实验结果表明,衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液=4:2:1阻垢分散效果相对较好。

试验2.8

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比研究

用衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚环氧琥珀酸溶液,加水配制。

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=4:4:1,具体质量配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液36.9%、马来酸酐-丙烯酸共聚物36.9%、聚环氧琥珀酸溶液9.2%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=4:3:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液41.5%、马来酸酐-丙烯酸共聚物31.1%、聚环氧琥珀酸溶液10.4%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=4:2:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液47.4%、马来酸酐-丙烯酸共聚物23.7%、聚环氧琥珀酸溶液11.9%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=4:1:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液55.4%、马来酸酐-丙烯酸共聚物13.8%、聚环氧琥珀酸溶液13.8%、水16%、稳定剂1%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=4:1:0.5,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液60.4%、马来酸酐-丙烯酸共聚物15.1%、聚环氧琥珀酸溶液7.5%、水16%、稳定剂1%;配制5个实验样。分别量取0.012ml实验样于5个盛有400ml原卤的烧杯中,向每个烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率。

表12衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚环氧琥珀酸溶液复合配比实验结果

实验结果表明,衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚环氧琥珀酸溶液=4:2:1阻垢分散效果相对较好。

试验2.9

衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液复合质量配比研究

用衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物溶液和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液,加水配制。

分别按:衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:2:1:2,具体质量配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液35.5%、马来酸酐-丙烯酸共聚物17.8%、聚天冬氨酸溶液8.9%、聚环氧琥珀酸溶液17.8%、稳定剂1%、水19%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:2:1:1.5,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液37.6%、马来酸酐-丙烯酸共聚物18.8%、聚天冬氨酸溶液9.4%、聚环氧琥珀酸溶液14.2%、稳定剂1%、水19%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:2:1:1,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液40%、马来酸酐-丙烯酸共聚物20%、聚天冬氨酸溶液10%、聚环氧琥珀酸溶液10%、稳定剂1%、水19%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液4:2:1:0.5,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液42.7%、马来酸酐-丙烯酸共聚物21.3%、聚天冬氨酸溶液10.7%、聚环氧琥珀酸溶液5.3%、稳定剂1%、水19%;衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:2:0.5:0.5,具体配比为衣康酸-丙烯酸共聚物溶液45.7%、马来酸酐-丙烯酸共聚物22.9%、聚天冬氨酸溶液5.7%、聚环氧琥珀酸溶液5.7%、稳定剂1%、水19%;配制5个实验样。分别量取0.012ml实验样于5个盛有400ml原卤的烧杯中,向每个烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算烧杯及附属物的粘附物增量,计算caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率。

表13衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液复合配比实验结果

实验结果表明,衣康酸-丙烯酸共聚物溶液:马来酸酐-丙烯酸共聚物:聚天冬氨酸溶液:聚环氧琥珀酸溶液=4:2:1:1阻垢分散效果最好。

实施例2-6

基于试验2.9四种原料配合比的研究发现,所述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、所述马来酸酐-丙烯酸共聚物、所述聚天冬氨酸溶液、所述聚环氧琥珀酸溶液的质量比为4:2:1:0.5~1.5时,阻垢率均达到77%以上,并且在原料配比为4:2:1:1时达到了最大的阻垢率81.98,为此实施例2-6又研究了其他配比对产品阻垢率性能的影响,实施例2-6阻垢分散剂的制备过程、阻垢分散剂的质量总量相同、稳定剂质量含量、水的质量含量与试验2.9相同,仅改变了衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物、聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液的质量配比,质量配比及阻垢率如表14所示。

表14实施例2-6衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液质量配比及阻垢率测试结果

研究发现,衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物和聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液复合配比对最终阻垢分散剂产品的阻垢效果有着直接的重要影响,所述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、所述马来酸酐-丙烯酸共聚物、所述聚天冬氨酸溶液、所述聚环氧琥珀酸溶液的质量比为4:2:1:0.5~1.5时,阻垢率均可到77%以上,优选地,所述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、所述马来酸酐-丙烯酸共聚物、所述聚天冬氨酸溶液、所述聚环氧琥珀酸溶液的质量比为4:2:1:0.9~1.2时,阻垢效果更好,阻垢率可到达87%以上。

实施例7

卤水精制阻垢分散剂,组成如下(质量百分比):

前述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液为含量33%的水溶液,马来酸酐-丙烯酸共聚物为含量48%的水溶液,聚天冬氨酸溶液为含量41%水溶液,聚环氧琥珀酸溶液含量为40%,稳定剂为na2so3。

制备工艺:首先,向反应釜中加入水使用量的100%,在不断搅拌下先加入稳定剂(na2so3),搅拌12min,依次按比例加入衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物、聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液,搅拌15min得到所述卤水精制阻垢分散剂。所有操作均在室温进行。

量取0.032ml实验样于盛有400ml原卤的烧杯中,向烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率为75.66%。

实施例8

本实施例列举的卤水精制阻垢分散剂,组成如下(质量百分比):

前述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液为含量35%的水溶液,马来酸酐-丙烯酸共聚物为含量47%的水溶液,聚天冬氨酸溶液为含量44%水溶液,聚环氧琥珀酸溶液含量为38%,稳定剂为na2so3。

制备工艺:首先,向反应釜中加入水使用量的100%,在不断搅拌下先加入稳定剂(na2so3),搅拌10min,依次按比例加入衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物、聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液,搅拌14min得到所述卤水精制阻垢分散剂。所有操作均在室温进行。

量取0.032ml实验样于盛有400ml原卤的烧杯中,向烧杯中投加饱和na2co3溶液,搅拌2h,80±1℃水浴锅中恒温静置4h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算对caco3垢(主要垢)的阻垢分散率为77.85%。

实施例9

本实施例列举的卤水精制阻垢分散剂,组成如下(质量百分比):

前述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液为含量31%的水溶液,马来酸酐-丙烯酸共聚物为含量49%的水溶液,聚天冬氨酸溶液为含量40%水溶液,聚环氧琥珀酸溶液含量为40%,稳定剂为na2so3。

制备工艺:首先,向反应釜中加入水使用量的100%,在不断搅拌下先加入稳定剂(na2so3),搅拌12min,依次按比例加入衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物、聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液,搅拌15min得到所述卤水精制阻垢分散剂。所有操作均在室温进行。

量取0.032ml实验样于盛有400ml原卤的烧杯中,向烧杯中投加饱和na2co3溶液,搅拌2h,80±1℃水浴锅中恒温静置4h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算对caco3垢(主要垢)的阻垢分散率为79.18%。

实施例10

本实施例列举的卤水精制阻垢分散剂,组成如下(质量百分比):

前述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液为含量30%的水溶液,马来酸酐-丙烯酸共聚物为含量50%的水溶液,聚天冬氨酸溶液为含量40%水溶液,聚环氧琥珀酸溶液含量为40%,稳定剂为na2so3。

制备工艺:首先,向反应釜中加入水使用量的100%,在不断搅拌下先加入稳定剂(na2so3),搅拌8min,依次按比例加入衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物、聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液,搅拌20min得到所述卤水精制阻垢分散剂。所有操作均在室温进行。

量取0.032ml实验样于盛有400ml原卤的烧杯中,向烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率为80.21%。

实施例11

本实施例列举的卤水精制阻垢分散剂,组成如下(质量百分比):

前述衣康酸-丙烯酸共聚物溶液为含量35%的水溶液,马来酸酐-丙烯酸共聚物为含量50%的水溶液,聚天冬氨酸溶液为含量43%水溶液,聚环氧琥珀酸溶液含量为40%,稳定剂为na2so3。

制备工艺:首先,向反应釜中加入水使用量的100%,在不断搅拌下先加入稳定剂(na2so3),搅拌16min,依次按比例加入衣康酸-丙烯酸共聚物溶液、马来酸酐-丙烯酸共聚物、聚天冬氨酸溶液、聚环氧琥珀酸溶液,搅拌18min得到所述卤水精制阻垢分散剂。所有操作均在室温进行。

量取0.032ml实验样于盛有400ml原卤的烧杯中,向烧杯中投加5ml石灰乳,搅拌2h,40±1℃水浴锅中恒温静置6h。取出烧杯,倾弃杯中物,使用蒸馏水润洗烧杯壁,称量干燥后烧杯及附属物,计算caso4(主要垢)、caco3阻垢分散率为79.89%。

实施例12

本发明阻垢分散剂在四川某盐业公司卤水精制工序试用,初期投加浓度50ml/m3(卤水)。

按实施例1的配方生产阻垢分散剂1000kg,在四川某盐业公司生产现场试用。该盐业公司卤水处理量为800m3/h,一级反应池(主要是投加石灰乳,除so42-)由两个容积分别为1000m3和900m3的反应池串联组成,除so42-后卤水进沉降池,沉降硫酸钙后再去二级反应池,二级反应池(主要是投加纯碱,除ca2+、mg2+)由容积为900m3和800m3的两个反应池串联组成,处理后卤水进沉降池,经沉降后制得精卤。在一级反应池的入口处一次性投加阻垢分散剂50kg和45kg,然后按处理量30ml/m3,连续投加;在二级反应池的入口处一次性投加阻垢分散剂45kg和40kg,然后按处理量20ml/m3。连续投加阻垢分散剂前1h及0h分析反应池出口卤水中水不溶物,然后每1h再取样分析反应池出口卤水中水不溶物,现场不同时间段测试的不溶物浓度(g/l)如表15所述,

表15卤水精制工序生产现场试用结果

生产现场试用研究结果表明,先在一、二级反应池的入口处一次性投加阻垢分散剂50ml/m3(卤水),再按处理量30ml/m3连续投加,反应池出口卤水中水不溶物较投加药剂前明显增加,2h后趋于稳定。反应出口卤水中水不溶物的增加,说明沉淀积存、结生于反应池及其它设备中的caso4、caco3垢物粒子相应减少,垢物粒子在后续絮凝沉降工序以有控的方式排出系统,达到阻垢分散的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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