本发明涉及阻垢剂
技术领域：
，具体涉及煤制气化高温灰水阻垢分散剂及其制备方法、应用。
背景技术：
：煤气化生产工艺过程中，由原料煤和生产过程中产生的灰分，灰分气化高温形成灰水,气化高温灰水分成两部分排出：一部分是合成气洗涤塔底部上层固体含量较少的灰水，灰水经过激冷水泵加压后，一部分送入文丘里洗涤器，另一部分经过激冷水过滤器进入气化炉激冷环。从合成气洗涤塔底部出来的另外一部分含固量较多的黑水通过流量控制进入黑水闪蒸系统进行黑水处理以除去其中的固体颗粒，过滤后得到的灰水经过沉淀和加热等处理后送回合成气洗涤塔。由原料煤和生产过程中产生的灰分对灰水气化系统影响较大，如何解决气化灰水、黑水系统在管线内的沉淀结垢的问题，达到高效稳定的生产，对煤气化的发展和完善有着深远的意义。为了改善灰水气化系统的水质环境，降低结垢污堵风险；改善灰水气化系统排水水质指标，降低污水处理系统的负荷。通常使用阻垢剂，阻垢剂具有一定的阻垢和分散效果，但是，现有的阻垢剂用于煤制气化高温灰水系统，分散性能和阻垢性能均较差。技术实现要素：本发明的目的在于提供煤制气化高温灰水阻垢分散剂，解决现有阻垢剂的分散性能和阻垢性能均较差的问题。此外，本发明还提供上述煤制气化高温灰水阻垢分散剂的制备方法、应用。本发明通过下述技术方案实现：煤制气化高温灰水阻垢分散剂，包括以下组分：聚氧乙烯基化膦酸脂，聚环氧琥铂酸，丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸，水解聚马来酸酐。本发明所述阻垢分散剂的原料均为低毒或无毒、无害、环保的药剂。本发明所述聚氧乙烯基化膦酸脂、聚环氧琥铂酸、丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、水解聚马来酸酐均为现有技术，虽然本发明配方中的单个组分常用于阻垢剂，但是没有将聚氧乙烯基化膦酸脂、聚环氧琥铂酸、丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、水解聚马来酸酐组合到一起的技术方案，本发明的构思在于：将聚氧乙烯基化膦酸脂、聚环氧琥铂酸、丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、水解聚马来酸酐组合形成一种新阻垢剂，各个组分之间相互协同作用，应用于煤制气化高温环境的灰水气化系统、黑水系统具有良好的分散性能和阻垢性能本发明所述配方是根据煤制气化高温环境特点设计，应用于煤制气化高温环境的灰水气化系统、黑水系统具有良好的分散性能和阻垢性能，基本解决气化灰水、黑水系统在管线内的沉淀结垢的问题。本发明所述阻垢分散剂能够改善灰水系统的水质环境，降低结垢污堵风险；改善灰水系统排水水质指标，降低污水处理系统的负荷；对于受硬度、硅影响，导致排水量较大的灰水系统，可实现系统减排，大大节约水资源。进一步地，按重量百分比计，由以下组分组成：聚氧乙烯基化膦酸脂10～25％，聚环氧琥铂酸10～30％，丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸5～12％，水解聚马来酸酐10～25％，余量为水。本发明所述阻垢分散剂的组分按照上述比例设计，应用于煤制气化高温环境的灰水气化系统、黑水系统具有良好的分散性能和阻垢性能，分散性率大于80％，阻垢率大于85％。进一步地，按重量百分比计，由以下组分组成：聚氧乙烯基化膦酸脂12～25％，聚环氧琥铂酸10～25％，丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸6～12％，水解聚马来酸酐18～25％，余量为水。进一步地，聚环氧琥铂酸的分子量为400-800。选用分力量为400-800的聚环氧琥铂酸的阻垢效果：在ph值为9.0，{ca2+}＝1000mg/l,{hco3}＝500mg/l,温度80℃的条件下，试验6h。当聚环氧琥铂酸的投加浓度为1mg/l,2mg/l,6mg/l,10mg/l时，碳酸钙的阻垢率分别近似82％，95％，99％，100％。即合理控制分力量为400-800的聚环氧琥铂酸的浓度能够显著提高聚环氧琥铂酸的阻垢性能。进一步地，水解聚马来酸酐的分子量为5000。申请人通过实现发现：水解聚马来酸酐的阻垢性能与分子量具有较大关系，只有在一定的分子量范围内，阻垢才有效，分子量的大小对阻垢效果的明显影响如表1所示：表1水解聚马来酸酐的分子量大小对阻垢效果的影响由表1可知：当水解聚马来酸酐的分子量为5000时，具有较好的阻垢率％，水解聚马来酸酐的浓度对阻垢率％具有一定影响，但是相对分子量对阻垢率的影响较小。进一步地，阻垢分散剂的浓度为50mg/l～100mg/l。煤制气化高温灰水阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤：s1、将聚氧乙烯基化膦酸脂和聚环氧琥铂酸混合后加入水搅拌均匀；s2、向步骤s1中获得的溶液中加入丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和水解聚马来酸酐，搅拌至溶液无悬浮物。煤制气化高温灰水阻垢分散剂的应用，将阻垢分散剂用于煤气化生产的管道阻垢。进一步地，将阻垢分散剂用于煤气化生产的灰水气化系统阻垢。进一步地，阻垢分散剂用的使用浓度为50mg/l～100mg/l。本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本发明所述阻垢分散剂应用于煤制气化高温环境的灰水气化系统、黑水系统具有良好的分散性能和阻垢性能，分散性率大于80％，阻垢率大于85％。2、本发明所述阻垢分散剂能够改善灰水系统的水质环境，降低结垢污堵风险；改善灰水系统排水水质指标，降低污水处理系统的负荷；对于受硬度、硅影响，导致排水量较大的灰水系统，可实现系统减排，大大节约水资源。3、本发明所述阻垢分散剂的原料均为低毒或无毒、无害、环保的药剂，且制备工艺简单。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。实施例1：煤制气化高温灰水阻垢分散剂，按重量百分比计，由以下组分组成：聚氧乙烯基化膦酸脂12％，聚环氧琥铂酸13％，丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸9％，水解聚马来酸酐12％，余量为水，其中水解聚马来酸酐的分子量为5000，聚环氧琥铂酸的分子量为800。本实施例阻垢分散剂的制备方法包括以下步骤：s1、将反应釜冲洗干净，用风机将反应釜吹干，然后关闭放料阀，按重量百分比加入：聚氧乙烯基化膦酸650公斤与聚环氧琥铂酸700公斤，打开搅拌器，加入2800公斤水；s2、向步骤s1中获得的溶液中按重量百分比加入丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸500公斤与水解聚马来酸酐650公斤，搅拌30-45分钟，至溶液无悬浮物。实施例2：煤制气化高温灰水阻垢分散剂，按重量百分比计，由以下组分组成：聚氧乙烯基化膦酸脂16％，聚环氧琥铂酸21％，丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸12％，水解聚马来酸酐17％，余量为水，其中水解聚马来酸酐的分子量为5000，聚环氧琥铂酸的分子量为400。本实施例阻垢分散剂的制备方法包括以下步骤：s1、将反应釜冲洗干净，用风机将反应釜吹干，然后关闭放料阀，按重量百分比加入：聚氧乙烯基化膦酸脂950公斤与聚环氧琥铂酸1200公斤，打开搅拌器，加入2000公斤水；s2、向步骤s1中获得的溶液中按重量百分比加入丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸700公斤与水解聚马来酸酐1000公斤，搅拌30-45分钟，至溶液无悬浮物。实施例3：煤制气化高温灰水阻垢分散剂，按重量百分比计，由以下组分组成：聚氧乙烯基化膦酸脂10％，聚环氧琥铂酸25％，丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸5，水解聚马来酸酐20％，余量为水，其中水解聚马来酸酐的分子量为5000，聚环氧琥铂酸的分子量为600。本实施例阻垢分散剂的制备方法包括以下步骤：s1、将反应釜冲洗干净，用风机将反应釜吹干，然后关闭放料阀，按重量百分比加入：聚氧乙烯基化膦酸脂400公斤与聚环氧琥铂酸1000公斤，打开搅拌器，加入1600公斤水；s2、向步骤s1中获得的溶液中按重量百分比加入丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸200公斤与水解聚马来酸酐800公斤，搅拌30-45分钟，至溶液无悬浮物。对比例1：本对比例基于实施例3，与实施例3的区别在于：配方中不含有聚环氧琥铂酸，采用等量的聚氧乙烯基化膦酸脂替换。对比例2：本对比例基于实施例3，与实施例3的区别在于：配方中不含有聚氧乙烯基化膦酸脂，采用等量的聚环氧琥铂酸替换。对比例3：本对比例基于实施例3，与实施例3的区别在于：配方中不含丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸，采用等量的水解聚马来酸酐替换。对比例4：本对比例基于实施例3，与实施例3的区别在于：配方中不含水解聚马来酸酐，采用等量的丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸替换。对比例5：本对比例基于实施例3，与实施例3的区别在于：配方中不含聚环氧琥铂酸和丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸，采用等量的聚氧乙烯基化膦酸脂和水解聚马来酸酐替换。对比例6：本对比例基于实施例3，与实施例3的区别在于：配方中不含聚氧乙烯基化膦酸脂和水解聚马来酸酐，采用等量的聚环氧琥铂酸和丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸替换。对比例7：本对比例基于实施例3，与实施例3的区别在于：水解聚马来酸酐的分子量为10000。对比例8：本对比例基于实施例3，与实施例3的区别在于：聚环氧琥铂酸的分子量为1000。将上述实施例1-实施例3、对比例1-对比例8分别进行分散实验和阻垢实验，具体过程如下：分散实验：实验环境：灰水浊度200,试验温度：200℃,试验压力：4.0mpa试验时间：5小时，药剂投加浓度分别为50mg/l、80mg/l、100mg/l。(此处的浓度是指每灰水中所添加的阻垢分散剂的量)实验结果如表2所示：表2阻垢实验：灰水悬浮物小100mg/l，碱度500mg/l，硬度1000mg/l,试验温度：200℃,试验压力：4.0mpa试验时间：5小时，药剂投加浓度分别为40mg/l、80mg/l、100mg/l，实验结果(阻垢率)如表3所示：表3序号药剂50mg/l80mg/l100mg/l1实施例187.2％91.5％96.5％4实施例285.8％90.5％96.7％5实施例388.5％94.5％98.9％6对比例176.6％82.8％91％7对比例275.2％80.8％87％8对比例378.5％84.3％92.5％9对比例474.5％78.8％86.7％10对比例530.5％34.8％40.5％11对比例652.3％58.6％67.8％12对比例780.6％84.8％89.6％13对比例882.4％87.0％92.5％由表1表2数据可以说明：1)、本发明的灰水分散剂的分散性能和阻垢性能都优于对比例药剂，分散能力强。2)、本发明的灰水分散剂中各个组分相互协同作用，共同提高分散性能和阻垢性能。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12