CN107021566A - 高效低磷高温灰水分散剂制备方法及其应用 - Google Patents

高效低磷高温灰水分散剂制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

低磷高温灰水阻垢分散剂及其制备方法和应用，属环境保护技术领域，依据高温灰水温度高(300℃)、压力高(6MPa)、硬度加碱度高达2000ppm、浊度高达60ppm水质条件下的汽化炉高温灰水阻垢分散水处理制剂，本发明在高温灰水中依据浊度高低调节投加浓度按补充水量计为50～100mg/L量投加，可广泛地适用于水质硬度加碱度小于2000mg/L，氯离子小于700mg/L，pH6.8～9.5，浊度小于60NTU、COD小于500ppm的灰水水质中应用，可以有效阻止碳酸钙、硫酸钙、硅酸钙结垢，产品的阻垢分散性能；产品分解率低。能够满足GB 50050‑2007工业循环水发计规范规定要求，具有低磷、环保、抗氯性强，适用于自动加药控制使用方便等等优点。

Description

高效低磷高温灰水分散剂制备方法及其应用
技术领域：本发明属于环境保护技术领域，涉及一种处理煤制气汽化炉高温灰水的低磷水处理药剂及其定制化生产工艺及成套应用技术。
背景技术：在工业用水的重复使用率上发达国家已达到80％-90％，水的浓缩倍率已达到6-8倍。而我国水的利用率平均不到50％，煤制气汽化炉高温灰水由于水温高、硬度高、碱度高、pH高、氯根高等特点，其灰水(冷却水)浓缩倍率绝大多数只能维持在1-2倍的水平，从节能节水来说，这无疑是资源的巨大浪费。为了节约水资源需要提供水的重复利用率，而在水的重复利用过程中会产生结垢、腐蚀等问题，一次必须投加一定量的水质稳定剂(灰水分散剂)，提高循环水浓缩倍数(提高循环水重复利用率)控制循环灰水高温结垢。而目前国内灰水分散剂常用的是含磷水处理药剂。其中，有机磷酸盐类药剂以其高效兼有缓蚀与阻垢双重功能而被应用的最为普遍，但由于其遇高温易分解，不能有效控制循环水结垢，且含磷量高，排污时会有大量的磷酸盐排入环境，易造成水系富磷而形成“赤潮”，使水中缺氧，影响水生物的生存。为此目前我国已对磷的排放作出了严格的控制(废水排放一级标准P＜0.5mg/L，二级标准P＜1.0mg/L)。因此，从九十年代初一些发达的国家就开始研究水处理剂的低磷和低磷化处理技术，特别是低磷化处理，有利于减少循环水中细菌、微生物的营养源，减少杀菌剂用量。
发明内容：本发明的目的就是提出一种耐高温低分解，且符合环保排放要求的前提下，处理高温循环灰水的低磷水处理制剂及其定制化生产工艺及成套应用技术，包括灰水分散剂制备、质量控制、药剂投加、检测应用等诸多方面，在工业应用中真正能做到低磷、环保、高效、易生产、易控制。
本发明一种低磷高效灰水阻垢分散剂是一组复合配方混合物，具有耐高温、耐高pH、耐高氯根、高阻垢、产品分解率低…等特点。
本发明一种低磷高温灰水分散剂是一种复合配方制剂，它的配方依据耐300度高温、6MPa压力、钙硬+碱度大于2000ppm水质水质特点筛选的分散剂复合而成，复合时控制药剂是以多氨基多醚基甲叉膦酸PAPEMP、AA/AMPS磺酸盐、2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸PBTCA、聚马来酸酐HPMA、聚环氧琥珀酸PESA、聚丙烯酸PAA和二甲基甲酰胺等原料按一定比例物理混合而成的配方产品，产品所用的原料均要求符合国家相关的产品标准，配比计量是以质量百分比计量。产品生产工艺为：在反应釜中加入适量蒸馏水，启动搅拌器，一边搅拌，一边按下列次序分别加入5％～15％多氨基多醚基甲叉膦酸PAPEMP、10％～20％AA/AMPS磺酸盐、5％～15％2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸PBTCA、1％～10％聚马来酸酐HPMA、2％～12％聚环氧琥珀酸PESA、5％～10％聚丙烯酸PAA3％～6％和3％～6％稳定增效剂，原料加完后补足蒸馏水至定量，室温下搅拌1小时-过滤，过滤清液包装。
本发明一种低磷高温灰水分散剂按照HG/T2024-91《水处理药剂阻垢性能测定方法鼓泡法》以及中石化《冷却水分析和试验方法》、GB/T18175-2000《水处理药剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》和HG/T2160-2008《冷却水动态模拟试验方法》进行阻垢性能和缓蚀性能正交评定试验确定配方中各单体最佳投加比例，本发明低磷高温灰水分散剂可广泛地适用于温度小于300度、压力小于6MPa、硬度加碱度小于20000mg/L，氯离子小于1000mg/L，pH6.8～9.5，浊度小于50NTYU的高温灰水水质中。作为高温灰水阻垢分散药剂，在灰水中投加浓度为50～100mg/L，灰水中控制膦酸盐(以PO4 3-计)小于5mg/L。
本发明低磷高温灰水阻垢分散剂定制化生产及成套应用技术与其他低磷或低磷配方产品相比具有如下一些优点：①适用范围广，可以广泛的适用于各种水源水质，仅需调节配方比例即可；②阻垢率高，在配方中选用带有多氨基醚基团聚合物和PBTCA膦羧酸可以有效的阻止碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐的沉积；③耐高温性能强，配方中选用多氨基多醚基甲叉膦酸PAPEMP、AA/AMPS磺酸盐、2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸PBTCA、聚马来酸酐HPMA、聚环氧琥珀酸PESA、聚丙烯酸PAA和二甲基甲酰胺等分散剂均可以有效耐高温；④抗氯离子性腐蚀能强，配方中选用了抗氯因子噻唑类化合物，循环水抗氯离子腐蚀性能，可以有效抗击1100mg/L以内的氯离子对金属的侵蚀；⑤稳定性好，产品中选用二甲基酰胺可以有效稳定复合药剂，不产生分层和沉淀。
综上所述，本发明一种低磷高温灰水阻垢分散剂专用于汽化炉高温灰水中水处理，阻垢分散能能够满足GB 50050-2007工业循环水设计规范规定要求，适用高温、高压、高碱度、高硬度、高pH水源水质，具有低磷、环保、抗氯性强，适用于自动加药控制使用方便等等优点。
下面说明本发明的实施例。
实施例1：长江水系水源水系低磷高温灰水分散剂制备及应用
①灰水分散剂制备：适合扬子石化化工厂煤制气化工工艺水源水质的低磷高温灰水分散剂的制备：本实施例按照扬子石化水源水质，根据正交试验确定以下配方(质量百分比)：10％多氨基多醚基甲叉膦酸PAPEMP、10％％AA/AMPS磺酸盐、10％2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸PBTCA、8％聚马来酸酐HPMA、12％聚环氧琥珀酸PESA、5％聚丙烯酸PAA、4％二甲基甲酰胺，的复配剂，产品批号为120805。
②产品质量指标
③产品现场应用及效果
2012年8月25日至2012年12月25日产品批号为120805的低磷高效灰水分散剂在扬子石化化工厂煤制气工段高温灰水中进行应用.
应用条件为：a、操作温度：≤250℃；分散剂最高耐受温度300℃。b、循环水量：设计水量320吨/h，具体值可能因实际操作有波动。C、灰水水质指标
PH值 6.0～9.0
总碱度(以碳酸钙计) ＜600mg/L
总硬度(以碳酸钙计) ＜1200mg/L
电导率 ＜3500us/cm
浊度 ＜60mg/l
氯离子 ＜300mg/L
悬浮物 ＜120mg/L
氨氮 ＜400mg/L
COD ＜500mg/L
总溶固(TDS) ＜2500mg/L
处理效果为：在灰水水之条件达到硬度+碱度大于2000mg/L、pH高达9.5，氯离子高达300mg/L条件下，灰水污垢沉积率仅为3.003mcm(垢厚1mm/月)，循环水中膦酸盐(以PO4 3-计)控制在1～1.5mg/L，排污水中磷酸盐含量(以P计)小于0.5mg/L符合一级环保排放要求。
实施例2：黄河水系水源水系低磷高温灰水分散剂制备及应用
①水处理剂制备：适合河南新乡中新化工煤制气化工工艺水源水质的低磷高温灰水分散剂的制备：本实施例按照河南新乡中新化工使用的黄河水水源水质，根据正交试验确定以下配方(质量百分比)：12％多氨基多醚基甲叉磷酸PAPEMP、15％％AA/AMPS磺酸盐、8％2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸PBTCA、10％聚马来酸酐HPMA、10％聚环氧琥珀酸PESA、5％聚丙烯酸PAA、4％二甲基甲酰胺，的复配剂，产品批号为130505。
②产品质量指标
③产品现场应用及效果
2013年5月25日至2013年9月25日产品批号为130505的低磷高效灰水分散剂在河南新乡中新化工厂煤制气工段高温灰水中进行应用，应用条件为：a、操作温度：≤250℃；分散剂最高耐受温度300℃。b、循环水量：设计水量400吨/h，具体值可能因实际操作有波动。C、灰水水质指标
处理效果为：在灰水水之条件达到硬度+碱度大于2000mg/L、pH高达9.5，氯离子高达300mg/L条件下，灰水污垢沉积率仅为4.103mcm(垢厚1mm/月)，循环水中膦酸盐(以PO4 3-计)控制在1～2.0mg/L，排污水中磷酸盐含量(以P计)小于0.5mg
实施例3：高氯根水源水质低磷水处理制剂制备及应用
①水处理剂制备：适合新疆美克化工煤制气化工工艺水源水质的低磷高温灰水分散剂的制备：本实施例按照新疆美克化工使用的地下水水源水质，根据正交试验确定以下配方(质量百分比)：15％多氨基多醚基甲叉膦酸PAPEMP、10％％AA/AMPS磺酸盐、10％2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸PBTCA、8％聚马来酸酐HPMA、8％聚环氧琥珀酸PESA、5％聚丙烯酸PAA、4％二甲基甲酰胺，的复配剂，产品批号为140608。
②产品质量指标
③产品现场应用及效果
2014年6月25日至2014年12月25日产品批号为140608的低磷高效灰水分散剂在新疆美克化工煤制气工段高温灰水中进行应用，应用条件为：a、操作温度：≤250℃；分散剂最高耐受温度300℃。b、循环水量：设计水量350吨/h，具体值可能因实际操作有波动。C、灰水水质指标
处理效果为：在灰水水之条件达到硬度+碱度大于2000mg/L、pH高达9.5，氯离子高达700mg/L条件下，灰水污垢沉积率仅为5.13mcm(垢厚1mm/月)，循环水中膦酸盐(以PO4 3-计)控制在1～2.0mg/L，排污水中磷酸盐含量(以P计)小于0.5mg 。

Claims (5)

1.一种高效低磷水处理复配制剂，高温灰水分散剂，其特征是依据高温、高硬度、高碱度、高pH水源水质应用条件调配不同的阻垢分散剂复合而成，它是由配比为5％～15％多氨基多醚基甲叉膦酸PAPEMP、10％～20％AA/AMPS磺酸盐、5％～15％2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸PBTCA、1％～10％聚马来酸酐HPMA、2％～12％聚环氧琥珀酸PESA、5％～10％聚丙烯酸PAA3％～6％和3％～6％稳定增效剂，复配剂中控制配方一种复合药剂；
。
2.如权利要求1所述的一种低磷高位灰水分散剂的定制化生产工艺及配套应用技术，其特征是包括根据高温、高硬、高碱、高pH水源水质条件正交试验确定配方成分、药剂制备、药剂投加监测控制，配套的NJS-III型荧光示踪自动加药监测系统可有有效的测试控制高温灰水中的药剂浓度、pH、浊度、电导率等指标。
3.如权利要求1所述的一种低磷高效灰水分散剂，其特征是配以5％～15％多氨基多醚基有机磷酸盐有效抗击高温、高浊、高碱、高pH水质在循环水系统中碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐…物质结垢，灰水中控制磷酸盐(以PO4 3-计)小于3mg/L。
4.如权利要求1所述的一种低磷高温灰水分散剂中添加3％～6％二甲基甲酰胺做稳定增效剂。
5.权利要求1的一种低磷高温灰水分散剂可以用于煤化工汽化炉在温度高达300℃，压力6MPa、灰水的硬度+碱度高达2000ppm，氯根在700mg/L条件下控制灰水结垢，高温灰水中投加浓度为50～100mg/L。
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