CN104447424A - 磺酸铵类破乳剂及其合成方法和在冷轧废乳化液中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磺酸铵类破乳剂及其合成方法和在冷轧废乳化液中的应用。该磺酸铵类破乳剂通过如下步骤制备：1)醚化反应：向丙三醇中加入三氟化硼乙醚，然后缓慢滴加环氧丙烷进行反应；再后缓慢滴加氢氧化钠的乙醇溶液，过滤、减压蒸馏，得黏稠状透明液体醚化产物；2)硫酸化反应：将氨基磺酸和尿素混合均匀，缓慢加入步骤1)制备得到的醚化产物中，反应结束后，加入200ml水，然后用碱中和至pH为7.0～8.5，得到粗产品；3)提纯处理后即得浅黄色蜡状破乳剂产物。本发明的破乳剂合成方法简单，副反应较少，破乳剂产率和破乳效率高。

Description

磺酸铵类破乳剂及其合成方法和在冷轧废乳化液中的应用

技术领域

本发明属于物理化学技术领域，具体涉及一种磺酸铵类破乳剂及其合成方法和在冷轧废乳化液中的应用。 

背景技术

乳化液是冶金行业冷轧工艺必不可少的原料，主要起冷却和润滑的作用。乳化液主要由轧制油、植物油和蒸馏水等乳化混合后形成的一种混合液。目前各大钢厂的乳化液均采用净化后循环使用，在净化的过程有被污染的废弃乳化油被排放出来，从而形成废弃乳化油。废弃乳化油和废水一起排放，从而形成冷轧含油废水，处理冷轧含油废水的关键是对废水进行破乳，使油水易于分离。目前有各种破乳方法，如化学破乳法，超声破乳法、微波破乳法等。其中以化学破乳法应用最为广泛。影响化学破乳法破乳效率的重要影响因素为所采用的破乳剂，目前冷轧含油废水破乳剂主要使用的是季胺盐类破乳剂和烷基酚醛树脂嵌段聚醚两大类，前者的缺点是不适合稠油和老化油，因此破乳效率不高；而烷基酚醛树脂嵌段聚醚类破乳剂因其合成工艺复杂，原料贵，因此价格昂贵，成为其在冶金含油废水破乳中的瓶颈。 

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种磺酸铵类破乳剂，以解决现有破乳剂应用冷轧废弃乳化液时破乳效率不高的问题。 

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该磺酸铵类破乳剂的合成 方法。 

本发明所要解决的第三个技术问题是提供该磺酸铵类破乳剂在冷轧废乳化液中的应用。 

为解决上述第一个技术问题，本发明提供的磺酸铵类破乳剂具有如下的结构式： 

为解决上述第二个技术问题，本发明所设计的技术方案包括以下步骤： 

1)醚化反应：向500～600ml加热至50℃～70℃的丙三醇中加入三氟化硼乙醚160～240ml，然后缓慢滴加50～60ml的环氧丙烷，加料完毕后，让体系持续反应7～9小时后冷却至室温；缓慢滴加0.03～0.5mol/L的氢氧化钠的乙醇溶液50～60ml，滴加完毕后，在室温下持续反应7～8小时，滤去体系中产生的氯化钠固体，再将体系转移至减压蒸馏瓶中，减压蒸馏去除体系中多余的乙醇，即得黏稠状透明液体醚化产物； 

2)硫酸化反应：将氨基磺酸和尿素按物质的量1∶3混合均匀备用，在30℃～40℃时将400ml的氨基磺酸和尿素混合物缓慢加入步骤1)制备得到的醚化产物中，加完后升温至105～110℃，反应1.5～2.0小时；反 应结束后，冷却至室温，加入200ml水，搅匀；然后再在搅拌下用碱中和至pH为7.0～8.5，这样便得到粗产品； 

3)经提纯处理后即得浅黄色蜡状破乳剂产物。 

本发明所制备的磺酸铵类破乳剂主要应用在冷轧废乳化液中。 

本发明的破乳剂合成方法简单，只有醚化反应和硫酸化反应两种；合成工艺中副反应较少，破乳剂产率高。制备的破乳剂产率应用在冷轧废乳化液中，具有较高的破乳效率。 

附图说明

图1为本发明的破乳剂与两种市售破乳剂对武钢1#含油废水破乳效果比较图。 

图2为本发明的破乳剂与两种市售破乳剂对武钢2#含油废水破乳效果比较图。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

本发明的冷轧废乳化液破乳剂的制备步骤如下： 

1)取500ml丙三醇于烧杯中，缓慢加热至50℃，然后加入200ml的三氟化硼乙醚； 

2)向上述反应体系中缓慢加入环氧氯丙烷55ml后，持续反应8小时； 

3)上述反应结束后，让反应体系自然冷却至室温； 

4)向上述反应体系中滴加氢氧化钠的乙醇溶液55ml，让反应体系在室温下反应7小时； 

5)反应结束后，将反应体系冷却至室温，并过滤，滤去固体物，固体物主要为氯化钠固体； 

6)将滤液放至减压蒸馏瓶中进行减压蒸馏，以除去反应体系多余的乙醇，减压蒸馏后的产物即为醚化反应产物； 

7)将氨基磺酸和尿素按物质的量按1∶3混合均匀备用，在35℃时将400ml的氨基磺酸和尿素混合物缓慢加入步骤6)制备得到的醚化产物中，加完后升温至110℃，反应1.5小时； 

8)将体系冷却至室温，加入200mL蒸馏水，搅匀； 

9)再用30％的氢氧化钠溶液调节体系pH值到8.5； 

10)使用正丁醇萃取，闪蒸。再使用二氯钾烷溶解闪蒸残留物，加入无水硫酸钠，以对体系进行干燥，再次对体系闪蒸，以除去二氯甲烷， 

11)使用固定相相为三氯甲烷甲醇的硅胶色谱柱对体系进行洗脱 

12)洗脱后的黄色蜡状产物即为破乳剂。 

本发明制备的的破乳剂具有如下的化学结构： 

该破乳剂为阳离子型破乳剂，在冷轧废乳化液中的应用时具有较高的破乳效率。 

例如，以市场上可购买的两种破乳剂，即聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚(BE)和聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙三醇醚(GP)和本发明的磺酸铵类破乳剂(HS)，分别对武钢1#冷轧含油废水及武钢2#冷轧含油废 水进行破乳试验，计算破乳率。 

3种破乳剂的破乳效率分别见图1和图2。 

本发明的磺酸铵类破乳剂可以按如下方法进行使用： 

1)将该破乳剂按质量浓度配成150～200ppm水溶液； 

2)根据冷轧乳化液废水(或含油废水)的含油浓度高低，将破乳分为二级或三级破乳； 

3)一级破乳：含油废水泵入一级破乳槽，直接向一级破乳槽中加入配制好的破乳剂水溶液，破乳剂的用量按每1m³水加入6～10ml破乳剂溶液进行计算； 

4)开启一级破乳池内的搅拌器，搅拌20～30min，再将乳化液废水泵入二级破乳池内； 

5)向二级破乳池内直接加入配制好的破乳剂水溶液，破乳剂的用量按每1m³水加入20～25ml破乳剂溶液进行计算； 

6)开启二级破乳池内的搅拌器，搅拌20～30min，取破乳池内的乳化液废水，测量其油含量，以考察破乳情况，同时决定是否将乳化液废水泵入三级破乳池内； 

7)如果二级破乳池内废水的油含量较低，则终止破乳过程，直接进行油水分离； 

8)如果二级破乳池内废水油含量较高，则将废水泵入三级破破池内； 

9)向三级破乳池内直接加入配制好的破乳剂水溶液，破乳剂的用量按每1m³水加入6～10ml破乳剂溶液进行计算； 

10)终止破乳过程，进行油水分离。 

Claims (3)

1.一种磺酸铵类破乳剂，其特征在于：该磺酸铵类破乳剂具有如下的结构式：

2.权利要求1所述磺酸铵类破乳剂的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)醚化反应：向500～600ml加热至50℃～70℃的丙三醇中加入三氟化硼乙醚160～240ml，然后缓慢滴加50～60ml的环氧丙烷，加料完毕后，让体系持续反应7～9小时后冷却至室温；然后缓慢滴加0.03～0.5mol/L的氢氧化钠的乙醇溶液50～60ml，滴加完毕后，在室温下持续反应7～8小时，滤去体系中产生的氯化钠固体，再将体系转移至减压蒸馏瓶中，减压蒸馏去除体系中多余的乙醇，即得黏稠状透明液体醚化产物；

2)硫酸化反应：将氨基磺酸和尿素按物质的量1∶3混合均匀备用，在30℃～40℃时将400ml的氨基磺酸和尿素混合物缓慢加入步骤1)制备得到的醚化产物中，加完后升温至105～110℃，反应1.5～2.0小时；反应结束后，冷却至室温，加入200ml水，搅匀；然后再在搅拌下用碱中和至pH为7.0～8.5，得到粗产品；

3)粗产品经提纯处理后即得浅黄色蜡状破乳剂产物。

3.权利要求1所述磺酸铵类破乳剂在冷轧废乳化液中的应用。