CN102974131B - 一种用于再生铅冶炼烟气脱硫过程的专用消泡剂及其制备方法 - Google Patents
一种用于再生铅冶炼烟气脱硫过程的专用消泡剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于再生铅冶炼烟气脱硫过程的专用消泡剂，其包括以下组分：烃类载体80～90重量份；活性成分9～14重量份；增稠剂1重量份；其它添加剂0～2重量份；所述的其它添加剂为乙醇、乙二醇、丙二醇、甘油或其组合。所述的活性成分为具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物。本发明还公开了上述消泡剂的制备方法，制备的专用消泡剂用于再生铅冶炼烟气脱硫过程，能起到非常好的消泡效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于再生铅冶炼烟气脱硫过程的新型高效自乳化型消泡剂及其制备方法，更准确的说是本发明是联系再生铅冶炼中的烟气脱硫系统和设备的特点，对消泡剂中的活性成分进行改性，再复配特定的载体和添加剂，制备出有针对性、安全、高效、经济的消泡剂。属于精细化工技术领域。
背景技术
在再生铅冶炼烟气脱硫过程中，由于烟气中含有杂质，石灰石浆液的品质差异等原因会产生大量有害泡沫，若不进行抑制消泡，泡沫会减少脱硫设备的有效负载量，延长生产过程的反应时间，增加能耗，因此添加消泡剂是消除有害泡沫最直接有效的方法。
目前，国内外消泡剂的品种繁多，性能各异，大致分为二氧化硅类，有机硅类，也可分为已乳化的和未乳化的类型。常采用的市面消泡剂主要有聚醚型，有机硅油型。其中聚醚型消泡剂铺展系数大，因此破泡作用更强，但是抑制作用很差；有机硅油型消泡剂一般乳化后具有较高的消泡效能，但若乳化不完全，使用时很容易破乳，影响其使用效果。同时聚硅氧烷分散比较困难，难溶于水溶液， 妨碍了它在水体系中的分散，但加入分散剂的话消泡效果会变差；有机硅油型消泡剂耐高温性、耐强碱性也较差。
在再生铅冶炼烟气脱硫过程中，选用的脱硫剂一般为石灰石，投入运行成本低，脱硫效果能达到要求。但若石灰石品质不好，如氧化镁含量过高，不仅影响脱硫效率，而且与硫酸根反应会产生大量泡沫。烟气中的杂质进入吸收塔，也使吸收塔浆液中的有机物或重金属离子增加，发生皂化反应，在浆液表面形成油膜，引起浆液表面张力增加，从而使浆液表面起泡，这会造成脱硫效率低，系统无法稳定运行，副产物石膏的品质会下降等问题。
市面上消泡剂种类虽繁多，但用于再生铅冶炼脱硫系统消泡的效果都不理想，因此需要一种成本低，有针对性的高效消泡剂来解决这一问题。
发明内容
本发明的目的在于针对再生铅冶炼脱硫系统运行时有害泡沫过多，从而严重影响脱硫效果这一问题，提供一种用于再生铅冶炼烟气脱硫过程的专用消泡剂，其消泡速度快，抑泡效果好，用量少，成本低，适用性强。
本发明还提供上述消泡剂的制备方法。
本发明的技术方案如下：一种用于再生铅冶炼烟气脱硫过程的专用消泡剂，该消泡剂包括以下组分：
烃类载体 80～90重量份；
活性成分 9～14重量份；
增稠剂 1重量份；
其它添加剂 0～2重量份；
所述的其它添加剂为乙醇、乙二醇、丙二醇、甘油或其组合，其它添加剂的主要作用为提高并稳定本消泡剂的乳化性能。
进一步的，所述的活性成分为具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物。
进一步的，所述的聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物由以下方法制得：
（1）在惰性气体气氛的反应釜中，加入甲醇和NaOH，控制反应釜的温度在90～120℃，连续通入环氧乙烷气体进行反应，通完后继续反应1～2h，合成端甲基聚醚醇，甲醇、NaOH以及环氧乙烷的重量比为30：（0.3～1）：（40～80）；
（2）向步骤（1）的产物中加入质量浓度为30～35%的甲醇钠-甲醇溶液以及CH3Cl，在温度110～120℃的条件下进行封端反应，反应8～10h后得到得纯度较高的端甲基聚氧乙烯甲醚，甲醇、甲醇钠-甲醇溶液以及CH3Cl的重量比为30：（0.5～2）：（70～130）；
（3）向步骤（2）中的产物中加入硅油和添加剂，保持惰性气体气氛和110～120℃的温度，持续搅拌3～6h进行共聚反应，得到含有Si-O-C-和Si-C-型支链的聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物；甲醇、硅油以及添加剂的重量比为30：（100～200）：（0.5～2）。
进一步的，所述的烃类载体选自脂肪烃、芳香烃或其组合。烃类载体有助于消泡剂和起泡体系结合，易于分散到起泡体系里，其本身表面张力低，有助于抑泡。
进一步的，所述的增稠剂为羧甲基纤维素、丙烯酸酯或其组合。
上述消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
（a）在反应釜中加热80～90重量份的烃类载体至70～90℃，然后加入9～14重量份的活性成分，搅拌混合均匀；
（b）再加入1重量份的增稠剂和0～2重量份的其它添加剂，充分混合，冷却后出料，得到消泡剂。
进一步的，活性成分为具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物，其制备方法包括以下步骤：
（1）在惰性气体气氛的反应釜中，加入甲醇和NaOH，控制反应釜的温度在90～120℃，连续通入环氧乙烷气体进行反应，通完后继续反应1～2h，合成端甲基聚醚醇，甲醇、NaOH以及环氧乙烷的重量比为30：（0.3～1）：（40～80）；
（2）向步骤（1）的产物中加入质量浓度为30～35%的甲醇钠-甲醇溶液以及CH3Cl，在温度110～120℃的条件下进行封端反应，反应8～10h后得到得纯度较高的端甲基聚氧乙烯甲醚，甲醇、甲醇钠-甲醇溶液以及CH3Cl的重量比为30：（0.5～2）：（70～130）；
（3）向步骤（2）中的产物中加入硅油和添加剂，保持惰性气体气氛和110～120℃的温度，持续搅拌3～6h进行共聚反应，得到含有Si-O-C-和Si-C-型支链的聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物；甲醇、硅油以及添加剂的重量比为30：（100～200）：（0.5～2）。
进一步的，步骤（3）中添加剂为油酸钙、油酸钠或其组合。
进一步的，步骤（3）中的硅油为二甲基硅油，平均粘度为100～1000cS。
进一步的，步骤（a）中的 活性成分分5～10次加入。
本发明中的消泡剂的活性成分是一种具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物，其作用为破泡，抑泡，减小表面张力。先以甲醇为起始剂，NaOH为催化剂，与环氧乙烷进行开环聚合，合成端甲基聚醚醇，然后加入一定量的甲醇钠-甲醇溶液、CH3Cl，进行封端反应，得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入硅油和添加剂（主要为油酸钙，油酸钠），在一定条件下进行共聚反应，得到很容易在水溶液中乳化的聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物。本活性成分中，硅氧烷段是亲油基，聚醚段是亲水基，添加剂（主要为油酸钙，油酸钠）的加入对消泡剂的自乳化性能有质的提高。
本发明的消泡剂与现有的消泡剂相比，主要优点有：
1）活性成分为聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物，结合了聚醚(强抑泡能力)跟有机硅(疏水性强，破泡迅速)二者的优点，且使用量少，成本低。
2）根据再生铅厂烟气脱硫过程中产生的气泡的过程，所选用的添加剂与聚醚、聚硅氧烷共聚后的活性成分在水体系溶液中具有自乳化能力。
3）本消泡剂表面活性大，表面张力低，抑制泡时间长，消泡效果好。
4）本消泡剂自乳化性能好，在起泡液中能够均匀分散，有助于充分发挥消泡作用，乳液稳定，不易破乳。
5）能迅速分散在水溶液体系中，耐酸、碱和无机盐。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明的实验方法，通常按照常规条件。除非特别注明，下述所有份数均为重量份。
实施例1
1） 活性成分的制备
在惰性气体气氛的反应釜中，加入30份的甲醇（分析纯），0.3份的NaOH（分析纯），控制反应釜的温度在90℃，连续通入40份环氧乙烷气体，通完后继续反应1h，进行开环聚合，合成端甲基聚醚醇，然后加入1份甲醇钠-甲醇溶液（质量分数为30%）、70份CH3Cl，在温度110℃的条件下进行封端反应，反应8h后得到得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入100份平均粘度为100cS的二甲基硅油和0.5份添加剂油酸钙，保持惰性气体气氛和110℃的温度，持续搅拌3h进行共聚反应，合成聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物。
2）消泡剂的制备
首先在反应釜中加热80份脂肪烃载体至75℃，再把14份本实施例制备的活性成分分5次加入反应釜中，保持温度持续搅拌，均匀后再加入1份增稠剂羧甲基纤维素，充分混合，冷却后出料，得到专用消泡剂，其用于再生铅冶炼烟气脱硫过程，能起到非常好的消泡效果。
实施例2
1） 活性成分的制备
在惰性气体气氛的反应釜中，加入30份的甲醇（分析纯），0.5份的NaOH（分析纯），控制反应釜的温度在110℃，连续通入60份环氧乙烷e气体，通完后继续反应2h，进行开环聚合，合成端甲基聚醚醇，然后加入1.5份甲醇钠-甲醇溶液（质量分数为35%）、130份CH3Cl，在温度120℃的条件下进行封端反应，反应10h后得到得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入180份平均粘度为500cS的二甲基硅油和1份添加剂油酸钠，保持惰性气体气氛和120℃的温度，持续搅拌4h进行共聚反应，合成聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物。
2） 消泡剂的制备
首先在反应釜中加热80份载体至70℃，再把12份本实施例制备的活性成分分10次加入反应釜中，保持温度持续搅拌，均匀后再加入1份增稠剂丙烯酸酯和1份其它添加剂乙醇，充分混合，冷却后出料，得到专用消泡剂，其用于再生铅冶炼烟气脱硫过程，能起到非常好的消泡效果。
实施例3
1） 活性成分的制备
在惰性气体气氛的反应釜中，加入30份的甲醇（分析纯），1份的NaOH（分析纯），控制反应釜的温度在120℃，连续通入80份环氧乙烷气体，通完后继续反应1.5h，进行开环聚合，合成端甲基聚醚醇，然后加入2份甲醇钠-甲醇溶液（质量分数为33%）、100份CH3Cl，在温度120℃的条件下进行封端反应，反应9h后得到得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入200份平均粘度为1000cS的二甲基硅油和2份添加剂（油酸钙和油酸钠各1份），保持惰性气体气氛和120℃的温度，持续搅拌5h进行共聚反应，合成聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物。
2） 消泡剂的制备
首先在反应釜中加热90份载体至90℃，再把9份本实施例制备的活性成分分8次加入反应釜中，保持温度持续搅拌，均匀后再加入1份增稠剂（羧甲基纤维素、丙烯酸酯各0.5份），充分混合，冷却后出料，得到专用消泡剂，其用于再生铅冶炼烟气脱硫过程，能起到非常好的消泡效果。
实施例4
1）活性成分的制备
在惰性气体气氛的反应釜中，加入30份的甲醇（分析纯），0.5份的NaOH（分析纯），控制反应釜的温度在100℃，连续通入50份环氧乙烷气体，通完后继续反应2h，进行开环聚合，合成端甲基聚醚醇，然后加入0.5份甲醇钠-甲醇溶液（质量分数为35%）、95份CH3Cl，在温度115℃的条件下进行封端反应，反应10h后得到得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入150份平均粘度为800cS的二甲基硅油和2份添加剂油酸钙，保持惰性气体气氛和115℃的温度，持续搅拌6h进行共聚反应，合成聚醚-聚硅氧烷-添加剂的共聚物。
2）消泡剂的制备
首先在反应釜中加热85份载体至85℃，再把12份本实施例制备的活性成分分6次加入反应釜中，保持温度持续搅拌，均匀后再加入1份增稠剂羧甲基纤维素和2份其它添加剂丙二醇，充分混合，冷却后出料，得到专用消泡剂，其用于再生铅冶炼烟气脱硫过程，能起到非常好的消泡效果。
Claims (3)
1.一种用于再生铅冶炼烟气脱硫过程的专用消泡剂，该消泡剂包括以下组分：
烃类载体 80～90重量份；
活性成分 9～14重量份；
增稠剂 1重量份；
其它添加剂 0～2重量份；
所述的烃类载体选自脂肪烃、芳香烃或其组合，所述的其它添加剂为乙醇、乙二醇、丙二醇、甘油或其组合，
所述的活性成分为具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-油酸的金属盐添加剂的共聚物，其特征在于所述的聚醚-聚硅氧烷-油酸的金属盐添加剂的共聚物由以下方法制得：
（1）在惰性气体气氛的反应釜中，加入甲醇和NaOH，控制反应釜的温度在90～120℃，连续通入环氧乙烷气体进行反应，通完后继续反应1～2h，合成端甲基聚醚醇，甲醇、NaOH以及环氧乙烷的重量比为30：（0.3～1）：（40～80）；
（2）向步骤（1）的产物中加入质量浓度为30～35%的甲醇钠-甲醇溶液以及CH3Cl，在温度110～120℃的条件下进行封端反应，反应8～10h后得到得纯度较高的端甲基聚氧乙烯甲醚，甲醇、甲醇钠-甲醇溶液以及CH3Cl的重量比为30：（0.5～2）：（70～130）；
（3）向步骤（2）中的产物中加入硅油和油酸的金属盐添加剂，保持惰性气体气氛和110～120℃的温度，持续搅拌3～6h进行共聚反应，得到含有Si-O-C-和Si-C-型支链的聚醚-聚硅氧烷-油酸的金属盐添加剂的共聚物；甲醇、硅油以及油酸的金属盐添加剂的重量比为30：（100～200）：（0.5～2），所述的油酸的金属盐添加剂为油酸钙、油酸钠或其组合。
2.如权利要求1所述的消泡剂，其特征在于：所述的增稠剂为羧甲基纤维素、丙烯酸酯或其组合。
3.如权利要求1所述的消泡剂，其特征在于，步骤（3）中的硅油为二甲基硅油，平均粘度为100～1000cs。
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