專利名稱：用于高溫高pH值循環水的阻垢分散增效劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于高溫高PH值循環水中的阻垢分散增效劑及其制備方法，SP為冶煉行業熔融鋼渣熱悶循環水水質穩定的處理技術，特別是適用于高PH值O 12)、高溫的鋼渣熱悶循環水處理的阻垢分散增效劑。
背景技術：
鋼鐵工業是資源、能源消耗最多的行業之一，在冶煉過程勢必產生大量的鋼鐵渣。每煉一噸鐵約產生0.34噸高爐渣，每煉一噸鋼約產生0.12噸的鋼渣。隨著鋼鐵工業的快速發展，鋼鐵渣的數量隨之增加，鋼鐵渣的“零排放”成為鋼鐵工業走循環經濟道路，實現可持續發展的重要問題。近幾年來，由中冶建筑研究總院和中國京冶工程技術有限公司研發出的第三代鋼渣余熱自解熱悶處理工藝技術和設備，成功解決了鋼渣不穩定的現象，實現了鋼渣的“零”排放。該技術入選2009年國家先進污染防治示范技術名錄，已在新余中冶環保資源開發有限公司、九江中冶環保資源開發有限公司、鞍鋼鲅魚圈新煉鋼、本溪鋼鐵(集團)有限責任公司、唐山國豐鋼鐵有限公司、首鋼京唐鋼鐵公司(曹妃甸)、日照鋼鐵公司等企業推廣應用。該技術是將液態鋼渣傾翻在熱悶裝置內，蓋上蓋自動化噴水，水遇熱渣產生蒸汽，消解鋼渣中游離氧化鈣和游離氧化鎂，鋼渣粉化后變穩定。鋼渣中廢鋼充分回收，尾渣可100%用于生產建筑材料、建材制品和道路材料，實現鋼渣“零排放”。熔融鋼渣熱悶處理水循環系統，由于鋼渣熱悶工藝用水蒸發量大，鋼渣中的游離氧化鈣消解反應部分進入循環水，導致鋼渣熱悶出水呈“高水溫、高硬度、高堿度、高pH”的特性，系統極易產生結垢。目前的循環水系統在運行的過程中，輸水泵、輸水管道和熱悶蓋上的噴嘴會由于結垢而堵塞，從而影響到正常的生產。以某鋼渣熱悶循環水系統為例，蒸發水量占總用水量的60% 70%，鋼渣熱悶回水pH值為11.70 13.20，總硬為700 900mg/L (以CaCO3計)，系統結垢主要發生在離心泵葉輪和輸水管道中，一般情況下，水泵運行半個月必須停機人工清除污垢，水泵葉輪垢的厚度達I 2mm。鑒于循環水系統運行的這些問題，發明單位經過研究，在鋼渣熱悶處理水循環系統中加入阻垢分散劑，分散水中難溶性無機鹽、阻止或干擾難溶性無機鹽在金屬表面的沉淀、結垢，以解決系統的結垢問題。其中該阻垢分散劑由水處理領域常用的并在市場上即可獲得的阻垢分散劑單體復配而成。在阻垢處理過程中，發現當pH值大于12時，單純阻垢分散劑的阻垢效率偏低，不能達到生產正常運行的要求，因此開發了低濃度下就能大幅提高阻垢分散劑的阻垢效率的阻垢分散增效劑。

發明內容
本發明用于高溫高pH值循環冷卻水中的阻垢分散增效劑，能夠有效滿足在高水溫、高pH值(≥12 )、飽和硬度條件下，對循環水系統的阻垢要求，并由GB/T16632-2008《水處理劑阻垢性能的測定-碳酸鈣沉積法》，對其對于阻垢分散的增效效果進行評價，具有良好的阻垢分散增效作用。
本發明用于高溫高pH值循環水的阻垢分散增效劑的制備方法，首先由縮合反應合成有機多胺縮合物，形成增效劑主劑，主劑在酸性條件下與少量表面活性劑十二烷基酚聚氧乙烯醚復配后制得本發明的增效劑。該增效劑在50°C 90°C范圍內、pH值> 12條件下的飽和硬度循環水有良好的阻垢分散增效作用，且用量少，并生產方便。產品合成溫度在80°C以下，反應易于控制，基本沒有三廢排放。本發明的一種用于高溫高pH值循環水的阻垢分散增效劑的制備方法，包括如下步驟:( I)合成有機多胺縮合物；(2)將合成的有機多胺縮合物復配混合表面活性劑制成所述阻垢分散增效劑。其中，所述步驟(I)具體包括如下步驟:(Ia)將摩爾比為 I:0.5-1.2:0.5-1.5:0.5-1.5 的 4_ 乙基 _1，3-四氫噻唑 _2_ 硫酮、甲醛、苯胺和六次甲基四胺加入乙醇溶液中，乙醇溶液的重量為4-乙基-1，3-四氫噻唑-2-硫酮、甲醛、苯胺和六次甲基四胺4種組分的總重量的1-1.5倍；(Ib)在步驟(Ia)中得到的混合溶液中加入所述4種組分總重量5%_20%的鹽酸作為催化劑，將加入所述鹽酸的混合溶液加熱到70-80°C進行回流反應25-70分鐘；(Ic)將步驟(Ib)中得到的混合溶液降溫到28_35°C，然后在其中加入上述4種組分總重量15-25%的氯化芐，回流反應25-60分鐘，然后冷卻至室溫。其中，所述步驟(Ib)中的溫度為78°C，回流反應時間為40分鐘；所述步驟(Ic)中的溫度30°C，回流反應時間為30分鐘。其中，步驟(2)具體為:在步驟(I)得到的所述有機多胺聚合物的溶液中，加入所述有機多胺聚合物溶液的總重量3-10%的鹽酸以及所述有機多胺聚合物溶液的總重量5-20%的表面活性劑在室溫條件下復配混合得到所述阻垢分散增效劑。其中，所述表面活性劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚。另外本發明涉及的一種用于高溫高pH值循環水的阻垢分散增效劑，由有機多胺縮合物和表面活性劑復配混合而成，其中所述有機多胺縮合物由摩爾比例為1:0.5-1.2:
0.5-1.5:0.5-1.5的4-乙基_1，3-四氫噻唑_2_硫酮、甲醛、苯胺以及六次甲基四胺縮合而成。其中，表面活性劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚，所述復配混合是在酸性條件下進行的。其中，所述增效劑在高溫高pH值循環水中的使用濃度為4 20mg/L。其中，4-乙基-1，3-四氫噻唑-2-硫酮(4-ethyl-l,3-thiazolidine-2_thione)
的結構式如下:
權利要求
1.一種用于高溫高PH值循環水的阻垢分散增效劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:(I)合成有機多胺縮合物； (2)將合成的有機多胺縮合物復配混合表面活性劑制成所述阻垢分散增效劑。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于: 所述步驟(I)具體包括如下步驟: (Ia)將摩爾比為I:0.5-1.2:0.5-1.5:0.5-1.5的4-乙基-1, 3-四氫噻唑-2-硫酮、甲醛、苯胺和六次甲基四胺加入乙醇溶液中，乙醇溶液的重量為4-乙基-1，3-四氫噻唑-2-硫酮、甲醛、苯胺和六次甲基四胺4種組分的總重量的1-1.5倍； (Ib)在步驟(Ia)中得到的混合溶液中加入所述4種組分總重量5%-20%的鹽酸作為催化劑，將加入所述鹽酸的混合溶液加熱到70-80°C進行回流反應25-70分鐘； (Ic)將步驟(Ib)中得到的混合溶液降溫到28-35°C，然后在其中加入上述4種組分總重量15-25%的氯化芐，回流反應25-60分鐘，然后冷卻至室溫。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(Ib)中的溫度為78°C，回流反應時間為40分鐘；所述步驟(Ic)中的溫度30°C，回流反應時間為30分鐘。
4.根據權利要求1-3之一所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)具體為:在步驟(I)得到的所述有機多胺聚合物的溶液中，加入所述有機多胺聚合物溶液的總重量3-10%的鹽酸以及所述有機多胺聚合物溶液的總重量5-20%的表面活性劑在室溫條件下復配混合得到所述阻垢分散增效劑。
5.根據權利要求1-4之一 所述的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚。
6.一種用于高溫高pH值循環水的阻垢分散增效劑，其特征在于，由有機多胺縮合物和表面活性劑復配混合而成，其中所述有機多胺縮合物由摩爾比例為1:0.5-1.2:0.5-1.5:0.5-1.5的4-乙基_1，3-四氫噻唑_2_硫酮、甲醛、苯胺以及六次甲基四胺縮合而成。
7.根據權利要求6所述的增效劑，其特征在于，其中表面活性劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚，所述復配混合是在酸性條件下進行的。
8.根據權利要求6或7所述的增效劑，其特征在于，所述增效劑在高溫高pH值循環水中的使用濃度為4-20mg/L。
全文摘要
本發明涉及一種用于高溫高pH值循環水中的阻垢分散增效劑及其制備方法，制備方法包括如下步驟(1)合成有機多胺縮合物；(2)將合成的有機多胺縮合物復配表面活性劑制成所述阻垢分散增效劑。復配后得到的所述阻垢分散增效劑特別適用于高pH值(pH≥12)和高溫條件的循環冷卻水處理，能夠有效增強高溫高pH值循環水中阻垢分散劑的阻垢分散效果，解決系統結垢的問題。
文檔編號C08G16/02GK103172182SQ20131008400
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月15日 優先權日2013年3月15日
發明者李紅, 王海東, 高康樂, 孫玉亮, 邱鵬, 程旸, 逯博特, 沈宏觀, 尹星, 劉暢, 張佐男, 翟賀, 汪靈俐 申請人:中冶建筑研究總院有限公司, 中冶建研工程技術有限公司, 中國京冶工程技術有限公司