CN112978945A - 一种造纸黑液专用抑垢剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种造纸黑液专用抑垢剂及其制备方法，所述造纸黑液专用抑垢剂组分按重量份数包括有机膦酸4‑10份、羧酸聚合物10‑15份、丙二醇嵌段聚醚3‑6份、溶剂5‑10份、乳化剂4‑8份和水48‑74份；所述造纸黑液专用抑垢剂制备方法为：向搅拌器内投入水、溶剂和丙二醇嵌段聚醚，然后升温至60‑65℃，搅拌15‑20min后，再加入乳化剂搅拌5‑7min，然后加入羧酸聚合物搅拌3‑5min，最后降温至30℃加有机膦酸继续搅拌10‑13min，即获得纸黑液专用抑垢剂。本发明能够达到在水中化学性质稳定、阻垢性能好、有效阻止造纸黑液中硬度离子结垢和解决碱法制浆造纸黑液在管道和蒸发器中结垢的问题的效果。
Description
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种造纸黑液专用抑垢剂及其制备方法。
背景技术
造纸黑液包括蒸煮过程中纤维原料与蒸煮药剂化学反应生成的全部溶解物和未起反应的部分游离碱和水，因呈黑色而称为黑液。黑液固形物组成比较复杂，大体上可分为有机物和无机物两部分。有机物是黑液固形物在碱炉中可以燃烧的部分，它是燃烧时发热量的主要来源。无机物是碱回收的物质基础，是黑液中可回收碱和硫的部分。黑液具有胶体性、腐蚀性和易氧化性。黑液中胶体物质主要有木浆黑液所含的树脂酸和脂肪酸盐的缔合胶体，这种胶体进入蒸发器后会加速管垢的形成，降低传热系数。黑液与空气接触后其中的无机硫化物和有机糖类容易被氧化，从而使黑液pH值降低，粘度增大，蒸发过程中容易结垢。
故而造纸黑液碱回收过程中，造成蒸发器结垢非常严重，甚至堵塞，不得不停下来清洗，即增加成本又影响生产，成为一直是困扰碱回收的一个难题。
黑液中硅含量较高，碱回收过程中容易形成硅垢。现有抑垢剂多数只能阻止水中形成的碳酸钙垢，而对硅垢抑制效果差。黑液粘度很大，抑垢剂加入后无法有效起作用，最终导致处理效果差。因此，开发一种造纸黑液蒸发器抑垢剂是十分必要的，其具有很大的经济效益和社会效益。
发明内容
鉴于目前造纸黑液碱回收过程中存在的上述不足，本发明提供一种造纸黑液专用抑垢剂及其制备方法，能够达到在水中化学性质稳定、阻垢性能好、有效阻止造纸黑液中硬度离子结垢和解决碱法制浆造纸黑液在管道和蒸发器中结垢的问题的效果。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种造纸黑液专用抑垢剂，所述造纸黑液专用抑垢剂组分按重量份数包括有机膦酸4-10份、羧酸聚合物10-15份、丙二醇嵌段聚醚3-6 份、溶剂5-10份、乳化剂4-8份和水48-74份。
依照本发明的一个方面，所述造纸黑液专用抑垢剂组分按重量份数包括有机膦酸6-8份、羧酸聚合物12-14份、丙二醇嵌段聚醚5-6 份、溶剂7-8份、乳化剂5-6份和水51-65份。
依照本发明的一个方面，所述有机膦酸为多氨基多醚基甲叉膦酸。
依照本发明的一个方面，所述羧酸聚合物是聚丙烯酸、水解聚马来酸酐和马来酸丙烯酸共聚物中的任意一种、两种或三种。
依照本发明的一个方面，所述丙二醇嵌段聚醚的选自丙二醇嵌段聚醚F38、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68中的任意一种或任意两种的组合。
依照本发明的一个方面，所述溶剂选自丙二醇、戊二醇和丁二醇中的任意一种或任意两种的组合。
依照本发明的一个方面，所述乳化剂选自曲拉通X-100和乙基苯基聚乙二醇NP-40中的任意一种或两种的组合。
依照本发明的一个方面，所述造纸黑液专用抑垢剂的制备方法：向搅拌器内投入水、溶剂和丙二醇嵌段聚醚，然后升温至60-65℃，搅拌15-20min后，再加入乳化剂搅拌5-7min，然后加入羧酸聚合物搅拌 3-5min，最后降温至30℃加有机膦酸继续搅拌10-13min，即获得纸黑液专用抑垢剂。
依照本发明的一个方面，所述搅拌的速度均为40-50r/min。
本发明相对于现有技术的有益效果：
(1)本发明的纸黑液专用抑垢剂能有效组织造纸黑液中硬度离子结垢；
(2)在水中化学性质稳定，不易水解，可以适应造纸黑液蒸发器中的环境。
(3)本发明的纸黑液专用抑垢剂阻垢性能好，能适应任何碱法制浆黑液的阻垢，能解决碱法制浆造纸黑液在管道和蒸发器中结垢的问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
向1000L反应釜依次投入去离子水610公斤、戊二醇80公斤、丙二醇嵌段聚醚(F38)60公斤，此时搅拌器转速在40r/min下，升温至62℃，以搅拌速度45r/min搅拌15分钟，使丙二醇嵌段聚醚(F38) 全部溶解；再加入乙基苯基聚乙二醇NP-40 60公斤搅拌5分钟，然后依次加入水解聚马来酸酐50公斤、马来酸丙烯酸共聚物80公斤，以搅拌速度45r/min搅拌4分钟，最后降温至30℃加入多氨基多醚基甲叉膦酸60公斤继续搅拌12分钟。产品进行检测，检测合格后过滤出料。
实施例2
向1000L反应釜依次投入去离子水630公斤、丙二醇70公斤、丙二醇嵌段聚醚(F68)60公斤，此时搅拌器转速在40r/min下，升温至60℃，以搅拌速度50r/min搅拌20分钟，使丙二醇嵌段聚醚(F68) 全部溶解；再加入曲拉通X-100 50公斤搅拌6分钟，然后依次加入水解聚马来酸酐60公斤、聚丙烯酸60公斤，以搅拌速度50r/min搅拌3分钟，最后降温至30℃加入多氨基多醚基甲叉膦酸70公斤继续搅拌10分钟。产品进行检测，检测合格后过滤出料。
实施例3
向1000L反应釜依次投入去离子水590公斤、戊二醇80公斤、丙二醇嵌段聚醚(L64)50公斤，此时搅拌器转速在40r/min下，升温至65℃，以搅拌速度40r/min搅拌16分钟，使丙二醇嵌段聚醚(L64) 全部溶解；再加入曲拉通X-100 60公斤搅拌7分钟，然后依次加入水解聚马来酸酐40公斤、聚丙烯酸40公斤、聚丙烯酸60公斤，以搅拌速度40r/min搅拌5分钟，最后降温至30℃加入多氨基多醚基甲叉膦酸80公斤继续搅拌13分钟。产品进行检测，检测合格后过滤出料。
对比例1
向1000L反应釜依次投入去离子水610公斤、戊二醇80公斤，此时搅拌器转速在40r/min下，升温至62℃，以搅拌速度45r/min搅拌 15分钟；再加入乙基苯基聚乙二醇NP-4060公斤搅拌5分钟，然后依次加入水解聚马来酸酐50公斤、马来酸丙烯酸共聚物80公斤，以搅拌速度45r/min搅拌4分钟，最后降温至30℃加入多氨基多醚基甲叉膦酸60公斤继续搅拌12分钟。产品进行检测，检测合格后过滤出料。
对比例2
向1000L反应釜依次投入去离子水630公斤、丙二醇70公斤、丙二醇嵌段聚醚(F68)60公斤，此时搅拌器转速在40r/min下，升温至60℃，以搅拌速度50r/min搅拌20分钟，使丙二醇嵌段聚醚(F68) 全部溶解；然后依次加入水解聚马来酸酐60公斤、聚丙烯酸60公斤，以搅拌速度50r/min搅拌3分钟，最后降温至30℃加入多氨基多醚基甲叉膦酸70公斤继续搅拌10分钟。产品进行检测，检测合格后过滤出料。
对比例3
向1000L反应釜依次投入去离子水590公斤、丙二醇嵌段聚醚 (L64)50公斤，此时搅拌器转速在40r/min下，升温至65℃，以搅拌速度40r/min搅拌16分钟，使丙二醇嵌段聚醚(L64)全部溶解；再加入曲拉通X-100 60公斤搅拌7分钟，然后依次加入水解聚马来酸酐40公斤、聚丙烯酸40公斤、聚丙烯酸60公斤，以搅拌速度40r/min 搅拌5分钟，最后降温至30℃加入多氨基多醚基甲叉膦酸80公斤继续搅拌13分钟。产品进行检测，检测合格后过滤出料。
实施例抑垢剂与对比例的抑垢剂阻垢性能对比：
碳酸钙阻垢性能的测定参照国家标准GB/T 16632-2019水处理剂阻垢性能的测定-碳酸钙沉积法。磷酸钙阻垢性能的测定参照国家标准GB/T 22626-2008水处理剂阻垢性能的测定-磷酸钙沉积法。实验水质：湖南某造纸厂黑液，钙离子浓度910mg/L。施例抑垢剂与对比例的抑垢剂阻垢性能对比如下表1所示：
表1实施例1-3和对比例1-3的阻垢性能结果表
湖南某造纸厂现场试验：湖南某纸厂，造纸黑液蒸发器使用它公司抑垢剂每月停机清洗一次，而且结硬垢，难以清洗。使用本发明抑垢剂后，经过半年检查发现，二个月后蒸发器里换热片没有结垢，三个月后蒸发器里换热片结了一层软垢，很容易清洗。造纸黑液蒸发器使用本发明抑垢剂每三月停机清洗一次。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种造纸黑液专用抑垢剂，其特征在于：所述造纸黑液专用抑垢剂组分按重量份数包括有机膦酸4-10份、羧酸聚合物10-15份、丙二醇嵌段聚醚3-6份、溶剂5-10份、乳化剂4-8份和水48-74份。
2.根据权利要求1所述的一种造纸黑液专用抑垢剂，其特征在于：所述造纸黑液专用抑垢剂组分按重量份数包括有机膦酸6-8份、羧酸聚合物12-14份、丙二醇嵌段聚醚5-6份、溶剂7-8份、乳化剂5-6份和水51-65份。
3.根据权利要求1所述的一种造纸黑液专用抑垢剂，其特征在于：所述有机膦酸为多氨基多醚基甲叉膦酸。
4.根据权利要求1所述的一种造纸黑液专用抑垢剂，其特征在于：所述羧酸聚合物是聚丙烯酸、水解聚马来酸酐和马来酸丙烯酸共聚物中的任意一种、两种或三种。
5.根据权利要求1所述的一种造纸黑液专用抑垢剂，其特征在于：所述丙二醇嵌段聚醚的选自丙二醇嵌段聚醚F38、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68中的任意一种或任意两种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种造纸黑液专用抑垢剂，其特征在于：所述溶剂选自丙二醇、戊二醇和丁二醇中的任意一种或任意两种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种造纸黑液专用抑垢剂，其特征在于：所述乳化剂选自曲拉通X-100和乙基苯基聚乙二醇NP-40中的任意一种或两种的组合。
8.一种权利要求1所述的造纸黑液专用抑垢剂的制备方法，其特征在于：所述造纸黑液专用抑垢剂的制备方法为：向搅拌器内投入水、溶剂和丙二醇嵌段聚醚，然后升温至60-65℃，搅拌15-20min后，再加入乳化剂搅拌5-7min，然后加入羧酸聚合物搅拌3-5min，最后降温至30℃加有机膦酸继续搅拌10-13min，即获得纸黑液专用抑垢剂。
9.根据权利要求8所述的一种造纸黑液专用抑垢剂的制备方法，其特征在于：所述搅拌的速度均为40-50r/min。
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