[发明专利]一种阻垢分散剂及其制备方法

说明书

本申请技术方案提供的一种阻垢分散剂及其制备方法，阻垢分散剂采用马来酸酐、水、磺酸类单体、羧酸类聚合单体、磷酸盐和引发剂几种原料，通过聚合反应制备而成，与其他方法不同的是，本申请中提供的方法，通过选用马来酸酐、磺酸类单体、羧酸类聚合单体、磷酸盐进行共聚，通过控制单体添加方式和添加量，调控引发剂的添加方式和添加量，稳定聚合过程，制备四元共聚物阻垢分散剂，所制得的阻垢分散剂分子结构中含羧酸基团、磺酸基团和膦酸基团，具有较强的阻垢分散性能和耐温性，将其应用于煤气化黑灰水处理，可以有效减缓系统结垢与沉积，延长设备运行时间。

技术领域

本申请涉及煤气化黑灰水处理技术领域，尤其涉及一种阻垢分散剂及其制备方法。

背景技术

在煤气化装置黑灰水循环系统中，阻垢分散剂是一种重要的水处理剂。由于煤气化系统黑水装置高温高压区的温度为220℃左右，压力为4.0～6.5MPa，水质中含有较高的金属阳离子浓度，以及很多的固体悬浮颗粒、氧化铁、胶体颗粒等，高温区具有很强的结垢趋势，且形成的垢片十分坚硬。低温区温度为70～150℃，含有很多沉积物，容易造成废水换热器、管道等发生灰堵。

针对上述问题，通过添加阻垢分散剂来去除煤气化装置黑灰水循环系统中形成的水垢是一种常见的解决方法，这类阻垢分散剂通过分散水质中的悬浮物、灰分、氧化铁等，抑制碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等结垢，减缓颗粒物的沉积，从而延长设备运行时间，稳定生产，

常见的阻垢分散剂主要有天然高分子化合物、无机磷酸盐类和有机膦酸盐类以及有机聚合物类阻垢剂等。天然高分子化合物阻垢剂包括纤维素、木质素、单宁等，这类聚合物分子结构中含有羟基、苯环等，易通过物理、化学吸附和氢键作用力等，与微晶发生作用力，阻止晶体的生长，达到阻垢分散的作用；磷酸盐类阻垢剂，主要有无机聚磷酸盐和有机膦酸盐，无机聚磷酸盐阻垢剂比如三聚磷酸钠(NaP₃O₁₀)、六偏磷酸钠(NaP₆O₁₈)，这类聚磷酸盐有很强的螯合能力，能结合Ca²⁺，Mg²⁺等金属离子形成稳定的螯合物，破坏晶体生长，从而阻止水垢的形成。然而，以上两种阻垢分散剂均存在以下缺陷：天然高分子化合物阻垢剂具有廉价环保的优点，但是用量较大，且在高温高压下易分解，性能不是很稳定；而磷酸盐类阻垢剂，在高温或高钙离子浓度下，它很容易水解生成正磷酸盐，并与水中的钙离子生成磷酸钙水垢，因此，该类物质已经不能满足于煤气化装置黑灰水循环系统的除垢需求。

发明内容

本申请提供了一种阻垢分散剂及其制备方法，以解决采用天然高分子化合物阻垢分散剂存在性能不稳定，高温高压下易分解，磷酸盐类阻垢分散剂在高温或高钙离子浓度下，容易水解生成正磷酸盐，并与水中的钙离子生成磷酸钙水垢的问题，提供了一种具有耐高温、耐高压、高硬度、高碱度特征的阻垢分散剂及其制备方法。

本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种阻垢分散剂，通过如下重量份的原料制备而成：

马来酸酐，5-10份；水，80-120份；磺酸类单体，5-10份；羧酸类聚合单体，10-20份；磷酸盐，15-25份；引发剂，1-5份。

可选的，所述磺酸类单体为苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-3-甲基丙基磺酸、烯丙基磺酸和乙基丙烯磺酸中的一种。

可选的，所述羧酸类聚合单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯中的一种或几种；

所述磷酸盐为次磷酸钠或分子中含有PO₃H₂基团的物质。

可选的，所述引发剂为过氧化氢、过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或几种。

一种阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤：