CN104531207A - 一种船舶清仓油脱水剂及其制备方法 - Google Patents

一种船舶清仓油脱水剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种船舶清仓油脱水剂及其制备方法，涉及清仓油。所述船舶清仓油脱水剂按质量百分比的组成为：三段聚醚25％～60％；抗乳化剂1％～5％；溶剂35％～70％。所述三段聚醚可选自咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚和多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚混合而成，所述抗乳化剂可采用NaCl水溶液等，所述溶剂可采用甲醇或乙醇等。将三段聚醚加热溶化，再与抗乳化剂和溶剂混合均匀后，即得船舶清仓油脱水剂。船舶清仓油脱水剂用量少，约为100～250ppm。脱水效果好，脱水率可达99.5％以上，油水界面清晰，水质清澈透明。脱水速度快，从船舶清仓油脱水剂加入到油水过渡层彻底消失只须15min。广谱性好，成本低。

Description

一种船舶清仓油脱水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及清仓油，尤其是涉及一种船舶清仓油脱水剂及其制备方法。
背景技术
清仓油是人为从轮船油舱中清理出来的重油(轮船燃料油)，这其中以180#重油居多。重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、黏度高。重油的比重一般在0.82～0.95，比热约为10,000～11,000kcal/kg。其成分主要是碳氢化合物。另外，含有部分的(约0.1～4％)的硫黄及微量的无机化合物。按照国际公约的分类方法，重油称为可持久性油类，顾名思义，这种油就比较粘稠，难挥发。所以一旦上了岸，它是很难清除的。另外，这种油对海洋环境的影响比起非持久性油来，要严重得多。比如它进入海水以后，因为比较粘稠，如果海鸟的羽毛沾了这些油，就影响海鸟不能够觅食，不能够飞行。同时，海鸟在梳理羽毛时，就会把这种有害的油吞食到肚子里，造成海鸟的死亡。还有一些鱼类，特别是幼鱼和海洋浮游生物受到重油的影响是比较大的。到了海边的沙滩以后，这种油就粘在沙滩上，非常难清理。
大型船舶使用的燃料是重油，该油往往含有1％～2％的水分，但水分的存在会直接影响到船舶发动机的正常使用，所以船舶上都会装有油水分离机，将重油中的水分分离出去，在油水分离的过程中会有少量重油与水分一同被分离。被分离出来的油水混合物由于体系中含有较多的胶质、沥青质，会使水大量乳化在重油中，形成稳定的油包水(w/o)型乳状液，并且在机械的正常运作中伴随着大量的废机油落入油舱中，以及一些不法商贩人为勾兑废弃化工原料，导致清仓油成分异常复杂，这给日后的脱水带来了很大的难度。重油中含水会使换热温度降低，不但增加了设备的负荷及燃料的消耗，而且影响正常操作。若含水量过大，还会造成冲塔及其他事故，例如在重油炼制过程中，水和重油一起被加热时，水会急速汽化膨胀，压力上升，影响炼厂正常操作和产品质量，甚至会发生爆炸。因此，重油脱水在重油回收利用过程中是十分关键的。
中国专利CN103361109A公开一种煤焦油脱水剂及其应用，煤焦油脱水剂由0.08～0.1质量份的甲组分和1.5～5质量份的乙组分组成，甲组分由30wt.％聚醚、50wt.％甲醇、20wt.％自来水组成，乙组分为质量分数为40％的乙酸钠水溶液。
中国专利CN102643666A公开一种原油预脱水剂及其制备方法，以去离子水、二甲基二烯丙基氯化铵、过硫酸铵、氢氧化钠为反应物，以水为溶剂，阳离子单体投加浓度为40％～50％，在用量为反应物总量的0.2％～0.5％的水溶性引发剂作用下均聚达到指定特性粘度，后用氢氧化钠终止反应，生成阳离子聚合型原油预脱水剂。
发明内容
本发明的目的在于针对现有清仓油脱水难和脱水慢，以及脱水处理过程中的环保问题，提供广谱性强，能高效分离油水，油水界面层清晰，脱水速度快的一种船舶清仓油脱水剂及其制备方法。
所述船舶清仓油脱水剂按质量百分比的组成为：
三段聚醚    25％～60％；
抗乳化剂    1％～5％；
溶剂        35％～70％。
所述三段聚醚可选自咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚和多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚混合而成，所述抗乳化剂可采用NaCl水溶液等，所述溶剂可采用甲醇或乙醇等。
所述咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚与多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚的质量比可为(2～4)∶1；所述NaCl水溶液的质量百分浓度可为0.1％～1％；所述甲醇或乙醇可采用工业纯度的甲醇或乙醇。
所述咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制备以咪唑啉为起始剂；所述多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制备以四乙烯五胺为起始剂。
所述咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制备方法可为：
在压力反应釜中加入起始剂咪唑啉和碱性催化剂，然后用氮气吹扫反应系统3次，加入环氧丙烷(PO)，控制温度120～140℃，待压力降至小于0.4MPa后继续反应30～60min；再依次加入环氧乙烷、环氧丙烷，反应后将反应物的pH值调节至中性，即得咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚。
所述咪唑啉、环氧丙烷、环氧乙烷的摩尔比可为1∶(15～30)∶(40～80)；所述碱性催化剂可采用氢氧化钾(KOH)等，碱性催化剂的用量可为总原料质量的0.2％～0.4％；所述将反应物的pH值调节至中性可采用冰醋酸进行调节。
所述多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制备方法可为：
在压力反应釜中加入起始剂四乙烯五胺和碱性催化剂，然后用氮气吹扫反应系统3次，加入环氧丙烷(PO)，控制温度120～140℃，待压力降至小于0.4MPa后继续反应30～60min；再加入环氧乙烷、环氧丙烷，将反应物的pH值调节至中性，即得多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚。
所述四乙烯五胺、环氧丙烷、环氧乙烷的摩尔比可为1∶(30～80)∶(120～150)；所述碱性催化剂可采用氢氧化钾(KOH)等，碱性催化剂的用量可为总原料质量的0.2％～0.4％；所将反应物的pH值调节至中性可采用冰醋酸进行调节。
所述船舶清仓油脱水剂的制备方法的具体步骤如下：
将三段聚醚加热溶化，再与抗乳化剂和溶剂混合均匀后，即得船舶清仓油脱水剂。
本发明所制备的船舶清仓油脱水剂适用于船舶清仓油的快速脱水，在脱水处理时，油温为60～80℃，添加量为100～250ppm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)船舶清仓油脱水剂用量少，约为100～250ppm。
2)脱水效果好，脱水率可达99.5％以上，油水界面清晰，水质清澈透明。
3)脱水速度快，从船舶清仓油脱水剂加入到油水过渡层彻底消失只须15min。
4)广谱性好，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例2的使用效果照片。
图2为本发明实施例3的使用效果照片。
图3为本发明实施例4的使用效果照片。
图4为本发明实施例5的使用效果照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
在压力反应釜中加入起始剂和碱性催化剂KOH，然后用氮气吹扫反应系统3次，滴加环氧丙烷(PO)，控制温度120℃，待压力降至小于0.4MPa后继续反应30min；再依次滴加环氧乙烷、环氧丙烷。反应完毕，将反应物pH值调节至中性，得到三段聚醚。
具体原料配比如表1所示，KOH的用量为总原料质量的0.2％，分别得到咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚A1、咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚A2、多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚B1和多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚B2。
表1三段聚醚的制备原料配比
聚醚 起始剂 PO∶EO∶起始剂(摩尔比)
A1 咪唑啉 15∶40∶1
A2 咪唑啉 30∶80∶1
B1 四乙烯五胺 30∶120∶1
B2 四乙烯五胺 80∶150∶1
实施例2
将20g咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚A1和10g多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚B1分别加热至70℃，溶化后加入到70g甲醇和2g浓度为0.5％的NaCl水溶液中，混合均匀后得到适用于船舶清仓油的快速脱水剂。
将上述脱水剂按250ppm的量加入到水浴恒温80℃的船舶清仓油中，恒温15min，实验效果如图1所示，脱水速度快、脱出水质清澈。
实施例3
将40g咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚A2和10g多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚B2分别加热至70℃，溶化后加入到50g乙醇和1g浓度为0.1％的NaCl水溶液中，混合均匀后得到适用于船舶清仓油的快速脱水剂。
将上述脱水剂按100ppm的量加入到水浴恒温70℃的船舶清仓油中，恒温15min，效果如图2所示，脱水速度快、脱出水质清澈。
实施例4
将30g咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚A1和10g多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚B2分别加热至70℃，溶化后加入到60g甲醇和5g浓度为0.8％的NaCl水溶液中，混合均匀后得到适用于船舶清仓油的快速脱水剂。
将上述脱水剂按150ppm的量加入到水浴恒温80℃的船舶清仓油中，恒温15min，效果如图3所示，脱水速度快、脱出水质清澈。
实施例5
将40g咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚A2和10g多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚B1分别加热至70℃，溶化后加入到60g乙醇和3g浓度为1％的NaCl水溶液中，混合均匀后得到适用于船舶清仓油的快速脱水剂。
将上述脱水剂按200ppm的量加入到水浴恒温70℃的船舶清仓油中，恒温15min，效果如图4所示，脱水速度快、脱出水质清澈。

Claims (10)

1.一种船舶清仓油脱水剂，其特征在于其按质量百分比的组成为：
三段聚醚  25％～60％；
抗乳化剂  1％～5％；
溶剂     35％～70％。
2.如权利要求1所述一种船舶清仓油脱水剂，其特征在于所述三段聚醚为咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚和多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚混合而成。
3.如权利要求1所述一种船舶清仓油脱水剂，其特征在于所述抗乳化剂为NaCl水溶液。
4.如权利要求1所述一种船舶清仓油脱水剂，其特征在于所述溶剂为甲醇或乙醇。
5.如权利要求1所述一种船舶清仓油脱水剂，其特征在于所述咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚与多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚的质量比为(2～4)∶1；所述NaCl水溶液的质量百分浓度可为0.1％～1％。
6.如权利要求2所述一种船舶清仓油脱水剂，其特征在于所述咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制备方法为：
在压力反应釜中加入起始剂咪唑啉和碱性催化剂，然后用氮气吹扫反应系统3次，加入环氧丙烷，控制温度120～140℃，待压力降至小于0.4MPa后继续反应30～60min；再依次加入环氧乙烷、环氧丙烷，反应后将反应物的pH值调节至中性，即得咪唑啉聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚。
7.如权利要求6所述一种船舶清仓油脱水剂，其特征在于所述咪唑啉、环氧丙烷、环氧乙烷的摩尔比为1∶(15～30)∶(40～80)；所述碱性催化剂可采用氢氧化钾，碱性催化剂的用量可为总原料质量的0.2％～0.4％；所述将反应物的pH值调节至中性可采用冰醋酸进行调节。
8.如权利要求2所述一种船舶清仓油脱水剂，其特征在于所述多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制备方法为：
在压力反应釜中加入起始剂四乙烯五胺和碱性催化剂，然后用氮气吹扫反应系统3次，加入环氧丙烷，控制温度120～140℃，待压力降至小于0.4MPa后继续反应30～60min；再加入环氧乙烷、环氧丙烷，将反应物的pH值调节至中性，即得多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯醚。
9.如权利要求8所述一种船舶清仓油脱水剂，其特征在于所述四乙烯五胺、环氧丙烷、环氧乙烷的摩尔比可为1∶(30～80)∶(120～150)；所述碱性催化剂可采用氢氧化钾，碱性催化剂的用量可为总原料质量的0.2％～0.4％；所将反应物的pH值调节至中性可采用冰醋酸进行调节。
10.如权利要求1所述一种船舶清仓油脱水剂的制备方法，其特征在于其具体步骤如下：
将三段聚醚加热溶化，再与抗乳化剂和溶剂混合均匀后，即得船舶清仓油脱水剂。
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