CN104178767B - 一种焦化废水热解煤气缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种焦化废水热解煤气缓蚀剂及其制备方法，按质量分数，由35～40％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、25～30％的有机胺以及30～35％的烷烃有机溶剂制成，将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、有机胺以及烷烃有机溶剂加入容器内，然后升温至回流状态反应，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。本发明的焦化废水热解煤气缓蚀剂，能够起到对焦化废水热解后气体和煤气的双重缓蚀作用，能够在烟气管道瞬间汽化形成缓蚀保护膜，隔离腐蚀性气体与设备接触，达到缓蚀效果。本发明的焦化废水热解煤气缓蚀剂加入量为煤气量体积的80‑100ppm，缓蚀率均达90％以上，而且加药操作简单易行，提高了工作效率。

Description

一种焦化废水热解煤气缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金化工技术领域，具体涉及一种焦化废水热解煤气缓蚀剂的制备方法。

背景技术

焦化废水是来源于焦化厂炼焦过程中各环节废水的统称,主要包括煤热解干馏阶段、荒煤气回收净化阶段和化产品回收精制阶段。焦化废水中组分多且复杂,含有大量的芳香类高浓度难降解的有机污染物和硫、氮、磷等无机盐污染物,这些污染物的浓度和色度较高、毒性极大,不仅严重污染环境且通过生化处理后难以达到排放标准。

转炉除尘系统中，转炉在吹炼过程中产生含一氧化碳成分为主体，少量二氧化碳和其它微量成分的气体，其中含夹带着大量氧化铁、金属铁料和其它细小颗粒固体尘埃，这股高温、含尘气流冲出炉后变为烟气。转炉烟气具有高温(850℃～1000℃)，在这个位置通过喷入大量的水，对烟气进行蒸发冷却，使烟气冷却至200℃左右，该过程不仅对烟气进行粉尘带电调至处理，同时也进行了粗除尘，但冷却过程中使大量的烟气热量损失，并消耗了大量的水资源，耗水量约为0.1m³/吨钢。

针对以上两方面，利用转炉除尘系统中高温烟气，以焦化废水替代现在新水进行蒸发冷却，不仅可以节约大量的水资源，而且可利用烟气的高温促使焦化废水中的有机污染物高温分解，此时形成的烟气中含有腐蚀性的煤气和焦化废水有机物分解的腐蚀性气体，造成设备的腐蚀，解决此问题已成为业界当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焦化废水热解煤气缓蚀剂及其制备方法，该缓蚀剂能够有效防止烟气中的腐蚀性介质对除尘设备和烟气管道的腐蚀。

为了达到上述目的，本发明焦化废水热解煤气缓蚀剂按质量分数，由35～40％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、25～30％的有机胺以及30～35％的烷烃有机溶剂制成。

所述的有机胺为聚环氧乙烷十八胺、异丙基胺或环己基胺。

所述的烷烃有机溶剂为戊烷、己烷、辛烷中的一种或一种以上任意比例的混合溶剂。

一种制备焦化废水热解煤气缓蚀剂的方法，将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、有机胺以及烷烃有机溶剂加入容器内，然后升温至回流状态，回流反应1h-3h，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。

所述的松香咪唑啉聚氧乙烯醚是按照以下方法制得的：

1)将松香和二亚乙基三胺在210-220℃搅拌反应2h，然后在2.67-5.33kPa的真空条件下升温至230-240℃，保温反应4h，得到松香咪唑啉；其中，松香和二亚乙基三胺的摩尔比为3:1；

2)将松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷混合后于0.2-0.3MPa、回流反应3h，得到松香咪唑啉聚氧乙烯醚；其中，松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷的摩尔比为3:0.5:1。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的焦化废水热解煤气缓蚀剂是以松香咪唑啉聚氧乙烯醚、有机胺以及烷烃有机溶剂为原料回流反应制得的，因此原料易得，制备方法简单、易操作，环境友好，适合工业化大规模放大生产。实验证明，焦化废水热解煤气缓蚀剂能够对焦化废水热解后气体和煤气起到双重缓蚀作用，且防腐均匀、耐高温、综合缓蚀率高，均达到90％以上，极大地延长了生产设备的使用寿命、降低了生产成本，提高了工作效率。另外，本发明制得的焦化废水热解煤气缓蚀剂为液体型，使用简单、方便，只需将其混匀喷洒于烟气管道即可瞬间汽化形成缓蚀保护膜，隔离腐蚀性气体与设备接触，达到缓蚀效果；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实施例1：

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂按质量分数，由40％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、25％的聚环氧乙烷十八胺、35％的戊烷制成。

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂的具体制备方法包含如下步骤：

1)将松香和二亚乙基三胺在210℃搅拌反应2h，然后在2.96kPa的真空条件下升温至230℃，保温反应4h，得到松香咪唑啉；其中，松香和二亚乙基三胺的摩尔比为3:1；

2)将松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷混合后于0.2MPa、60℃下回流反应3h，使松香咪唑啉与环氧乙烷进行加成反应，得到松香咪唑啉聚氧乙烯醚；其中，松香咪唑啉、催化剂以及环氧乙烷的摩尔比为3:0.5:1；

3)将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、聚环氧乙烷十八胺以及戊烷加入容器内，然后升温至80℃使溶解并回流，回流反应1h，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。

实施例2：

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂按质量分数，由40％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、30％的异丙基胺、30％的己烷制成。

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂的具体制备方法包含如下步骤：

1)将松香和二亚乙基三胺在220℃搅拌反应2h，然后在4.33kPa的真空条件下升温至240℃，保温反应4h，得到松香咪唑啉；其中，松香和二亚乙基三胺的摩尔比为3:1；

2)将松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷混合后于0.3MPa、60℃回流反应3h，得到松香咪唑啉聚氧乙烯醚；其中，松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷的摩尔比为3:0.5:1；

3)将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、异丙基胺以及己烷加入容器内，然后升温至80℃使溶解并回流状态，回流反应2h，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。

实施例3：

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂按质量分数，由35％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、30％的环己基胺以及35％体积比为3:1的己烷和辛烷混合而成的混合溶剂制成。

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂的具体制备方法包含如下步骤：

1)将松香和二亚乙基三胺在210℃搅拌反应2h，然后在3.78Pa的真空条件下升温至230℃，保温反应4h，得到松香咪唑啉；其中，松香和二亚乙基三胺的摩尔比为3:1；

2)将松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷混合后于0.3MPa、60℃回流反应3h，得到松香咪唑啉聚氧乙烯醚；其中，松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷的摩尔比为3:0.5:1；

3)将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、环己基胺以及混合溶剂加入容器内，然后升温至80℃使溶解并回流状态，回流反应3h，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。

实施例4：

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂按质量分数，由40％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、30％的环己基胺、30％的辛烷制成。

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂的具体制备方法包含如下步骤：

1)将松香和二亚乙基三胺在210℃搅拌反应2h，然后在4.28Pa的真空条件下升温至230℃，保温反应4h，得到松香咪唑啉；其中，松香和二亚乙基三胺的摩尔比为3:1；

2)将松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷混合后于0.2MPa、60℃回流反应3h，得到松香咪唑啉聚氧乙烯醚；其中，松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷的摩尔比为3:0.5:1；

3)将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、环己基胺以及辛烷加入容器内，然后升温至80℃使溶解并回流状态，回流反应1h，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。

实施例5：

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂按质量分数，由35％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、30％的环己基胺以及35％体积比为1：1的辛烷和己烷组成的混合溶剂制成。

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂的具体制备方法包含如下步骤：

1)将松香和二亚乙基三胺在210℃搅拌反应2h，然后在4.28Pa的真空条件下升温至230℃，保温反应4h，得到松香咪唑啉；其中，松香和二亚乙基三胺的摩尔比为3:1；

2)将松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷混合后于0.2MPa、60℃回流反应3h，得到松香咪唑啉聚氧乙烯醚；其中，松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷的摩尔比为3:0.5:1；

3)将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、环己基胺以及混合溶剂加入容器内，然后升温至80℃使溶解并回流状态，回流反应1h，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。

对本发明的实施例1所制备的焦化废水热解煤气缓蚀剂性能测试，在除尘系统中，焦化废水作为冷媒水后，以煤气量的40-100ppm泵入缓蚀剂，安装专用腐蚀挂片进行缓蚀结果的检测，具体数据参考表1所示

表1 不同添加量焦化废水热解煤气缓蚀剂的缓蚀性能评价

从表1可以看出：加入本发明所制备的焦化废水热解煤气缓蚀剂80-100ppm，缓蚀率均高达90％以上，有效降低腐蚀速率，防止设备腐蚀。

对本发明的实施例1-实施例7所制备的焦化废水热解煤气缓蚀剂性能测试，缓蚀剂加量均为80ppm，具体数据参考表2所示

表2 不同实施例缓蚀性能评价

从表1和表2可知：焦化废水热解煤气缓蚀剂的最佳加量为80-100ppm，缓蚀率均达90％以上。

实施例6：

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂按质量分数，由37％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、28％的环己基胺、35％的辛烷制成。

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂的具体制备方法包含如下步骤：

1)将松香和二亚乙基三胺在216℃搅拌反应2h，然后在5.33Pa的真空条件下升温至232℃，保温反应4h，得到松香咪唑啉；其中，松香和二亚乙基三胺的摩尔比为3:1；

2)将松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷混合后于0.25MPa、60℃回流反应3h，得到松香咪唑啉聚氧乙烯醚；其中，松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷的摩尔比为3:0.5:1；

3)将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、环己基胺以及辛烷加入容器内，然后升温至80℃使溶解并回流状态，回流反应1h，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。

实施例7：

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂按质量分数，由40％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、28％的环己基胺以及32％体积比为3:1的己烷和辛烷混合而成的混合溶剂制成。

本实施例焦化废水热解煤气缓蚀剂的具体制备方法包含如下步骤：

1)将松香和二亚乙基三胺在220℃搅拌反应2h，然后在2.67Pa的真空条件下升温至230℃，保温反应4h，得到松香咪唑啉；其中，松香和二亚乙基三胺的摩尔比为3:1；

2)将松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷混合后于0.27MPa、60℃回流反应h，得到松香咪唑啉聚氧乙烯醚；其中，松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷的摩尔比为3:0.5:1；

3)将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、环己基胺以及混合溶剂加入容器内，然后升温至80℃使溶解并回流状态，回流反应3h，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。

本发明对煤气中的腐蚀性成分和热解物中的腐蚀成分加以分析，以研制和筛选液体缓蚀剂入手，选择适当的溶剂和制备工艺，研制出了一种可以使用于高温烟气的理想缓蚀剂；本发明防腐均匀、耐高温、综合缓蚀率高、极大地延长了生产设备的使用寿命、降低了生产成本，提高了工作效率。

Claims (3)

1.一种焦化废水热解煤气缓蚀剂，其特征在于：按质量分数，由35～40％的松香咪唑啉聚氧乙烯醚、25～30％的有机胺以及30～35％的烷烃有机溶剂制成；

所述的有机胺为聚环氧乙烷十八胺、异丙基胺或环己基胺；

所述的烷烃有机溶剂为戊烷、己烷、辛烷中的一种或一种以上任意比例的混合溶剂。

2.一种制备权利要求1中所述的焦化废水热解煤气缓蚀剂的方法，其特征在于：将松香咪唑啉聚氧乙烯醚、有机胺以及烷烃有机溶剂加入容器内，然后升温至回流状态，回流反应1h-3h，出料，即得焦化废水热解煤气缓蚀剂。

3.根据权利要求2所述的制备焦化废水热解煤气缓蚀剂的方法，其特征在于，所述的松香咪唑啉聚氧乙烯醚是按照以下方法制得的：

1)将松香和二亚乙基三胺在210-220℃搅拌反应2h，然后在2.67-5.33kPa的真空条件下升温至230-240℃，保温反应4h，得到松香咪唑啉；其中，松香和二亚乙基三胺的摩尔比为3:1；

2)将松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷混合后于0.2-0.3MPa、回流反应3h，得到松香咪唑啉聚氧乙烯醚；其中，松香咪唑啉、硼酸以及环氧乙烷的摩尔比为3:0.5:1。