專利名稱：一種用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程的專用消泡劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程的新型高效自乳化型消泡劑及其制備方法，更準(zhǔn)確的說是本發(fā)明是聯(lián)系再生鉛冶煉中的煙氣脫硫系統(tǒng)和設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)消泡劑中的活性成分進(jìn)行改性，再復(fù)配特定的載體和添加劑，制備出有針對(duì)性、安全、高效、 經(jīng)濟(jì)的消泡劑。屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在再生鉛冶煉煙氣脫硫過程中，由于煙氣中含有雜質(zhì)，石灰石漿液的品質(zhì)差異等原因會(huì)產(chǎn)生大量有害泡沫，若不進(jìn)行抑制消泡，泡沫會(huì)減少脫硫設(shè)備的有效負(fù)載量，延長(zhǎng)生產(chǎn)過程的反應(yīng)時(shí)間，增加能耗，因此添加消泡劑是消除有害泡沫最直接有效的方法。
目前，國(guó)內(nèi)外消泡劑的品種繁多，性能各異，大致分為二氧化硅類，有機(jī)硅類，也可分為已乳化的和未乳化的類型。常采用的市面消泡劑主要有聚醚型，有機(jī)硅油型。其中聚醚型消泡劑鋪展系數(shù)大，因此破泡作用更強(qiáng)，但是抑制作用很差；有機(jī)硅油型消泡劑一般乳化后具有較高的消泡效能，但若乳化不完全，使用時(shí)很容易破乳，影響其使用效果。同時(shí)聚硅氧烷分散比較困難，難溶于水溶液，妨礙了它在水體系中的分散，但加入分散劑的話消泡效果會(huì)變差；有機(jī)硅油型消泡劑耐高溫性、耐強(qiáng)堿性也較差。
在再生鉛冶煉煙氣脫硫過程中，選用的脫硫劑一般為石灰石，投入運(yùn)行成本低，脫硫效果能達(dá)到要求。但若石灰石品質(zhì)不好，如氧化鎂含量過高，不僅影響脫硫效率，而且與硫酸根反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫。煙氣中的雜質(zhì)進(jìn)入吸收塔，也使吸收塔漿液中的有機(jī)物或重金屬離子增加，發(fā)生皂化反應(yīng)，在漿液表面形成油膜，引起漿液表面張力增加，從而使?jié){液表面起泡，這會(huì)造成脫硫效率低，系統(tǒng)無法穩(wěn)定運(yùn)行，副產(chǎn)物石膏的品質(zhì)會(huì)下降等問題。
市面上消泡劑種類雖繁多，但用于再生鉛冶煉脫硫系統(tǒng)消泡的效果都不理想，因此需要一種成本低，有針對(duì)性的高效消泡劑來解決這一問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)再生鉛冶煉脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)有害泡沫過多，從而嚴(yán)重影響脫硫效果這一問題，提供一種用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程的專用消泡劑，其消泡速度快， 抑泡效果好，用量少，成本低，適用性強(qiáng)。
本發(fā)明還提供上述消泡劑的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程的專用消泡劑，該消泡劑包括以下組分烴類載體 80 90重量份；活性成分 9 14重量份；增稠劑 I重量份；其它添加劑O 2重量份；所述的其它添加劑為乙醇、乙二醇、丙二醇、甘油或其組合，其它添加劑的主要作用為提高并穩(wěn)定本消泡劑的乳化性能。
進(jìn)一步的，所述的活性成分為具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物。
進(jìn)一步的，所述的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物由以下方法制得(1)在惰性氣體氣氛的反應(yīng)釜中，加入甲醇和NaOH，控制反應(yīng)釜的溫度在90 120°C， 連續(xù)通入環(huán)氧乙烷氣體進(jìn)行反應(yīng)，通完后繼續(xù)反應(yīng)I 2h，合成端甲基聚醚醇，甲醇、NaOH 以及環(huán)氧乙烷的重量比為30 : (O. 3 I) : (40 80)；(2)向步驟(I)的產(chǎn)物中加入質(zhì)量濃度為30 35%的甲醇鈉-甲醇溶液以及CH3Cl,在溫度110 120°C的條件下進(jìn)行封端反應(yīng)，反應(yīng)8 IOh后得到得純度較高的端甲基聚氧乙烯甲醚，甲醇、甲醇鈉-甲醇溶液以及CH3Cl的重量比為30 :(0. 5 2) :(70 130)；(3)向步驟(2)中的產(chǎn)物中加入硅油和添加劑，保持惰性氣體氣氛和110 120°C的溫度，持續(xù)攪拌3 6h進(jìn)行共聚反應(yīng)，得到含有Si-O-C-和Si-C-型支鏈的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物；甲醇、硅油以及添加劑的重量比為30 (100 200) (0. 5 2)。
進(jìn)一步的，所述的烴類載體選自脂肪烴、芳香烴或其組合。烴類載體有助于消泡劑和起泡體系結(jié)合，易于分散到起泡體系里，其本身表面張力低，有助于抑泡。
進(jìn)一步的，所述的增稠劑為羧甲基纖維素、丙烯酸酯或其組合。
上述消泡劑的制備方法，包括以下步驟Ca)在反應(yīng)釜中加熱80 90重量份的烴類載體至70 90°C，然后加入9 14重量份的活性成分，攪拌混合均勻；(b)再加入I重量份的增稠劑和O 2重量份的其它添加劑，充分混合，冷卻后出料，得到消泡劑。
進(jìn)一步的，活性成分為具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物，其制備方法包括以下步驟(1)在惰性氣體氣氛的反應(yīng)釜中，加入甲醇和NaOH，控制反應(yīng)釜的溫度在90 120°C， 連續(xù)通入環(huán)氧乙烷氣體進(jìn)行反應(yīng)，通完后繼續(xù)反應(yīng)I 2h，合成端甲基聚醚醇，甲醇、NaOH 以及環(huán)氧乙烷的重量比為30 : (O. 3 I) : (40 80)；(2)向步驟(I)的產(chǎn)物中加入質(zhì)量濃度為30 35%的甲醇鈉-甲醇溶液以及CH3Cl,在溫度110 120°C的條件下進(jìn)行封端反應(yīng)，反應(yīng)8 IOh后得到得純度較高的端甲基聚氧乙烯甲醚，甲醇、甲醇鈉-甲醇溶液以及CH3Cl的重量比為30 :(0. 5 2) :(70 130)；(3)向步驟(2)中的產(chǎn)物中加入硅油和添加劑，保持惰性氣體氣氛和110 120°C的溫度，持續(xù)攪拌3 6h進(jìn)行共聚反應(yīng)，得到含有Si-O-C-和Si-C-型支鏈的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物；甲醇、硅油以及添加劑的重量比為30 (100 200) (0. 5 2)。
進(jìn)一步的，步驟(3)中添加劑為油酸鈣、油酸鈉或其組合。
進(jìn)一步的，步驟(3)中的硅油為二甲基硅油，平均粘度為100 1000cS。
進(jìn)一步的,步驟(a)中的活性成分分5 10次加入。
本發(fā)明中的消泡劑的活性成分是一種具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物，其作用為破泡，抑泡，減小表面張力。先以甲醇為起始劑，NaOH為催化劑，與環(huán)氧乙烷進(jìn)行開環(huán)聚合，合成端甲基聚醚醇，然后加入一定量的甲醇鈉-甲醇溶液、CH3Cl,進(jìn)行封端反應(yīng)，得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入硅油和添加劑(主要為油酸鈣，油酸鈉)，在一定條件下進(jìn)行共聚反應(yīng)，得到很容易在水溶液中乳化的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物。本活性成分中，硅氧烷段是親油基，聚醚段是親水基，添加劑(主要為油酸鈣，油酸鈉)的加入對(duì)消泡劑的自乳化性能有質(zhì)的提高。
本發(fā)明的消泡劑與現(xiàn)有的消泡劑相比，主要優(yōu)點(diǎn)有I)活性成分為聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物，結(jié)合了聚醚(強(qiáng)抑泡能力)跟有機(jī)硅(疏水性強(qiáng)，破泡迅速)二者的優(yōu)點(diǎn)，且使用量少，成本低。
2)根據(jù)再生鉛廠煙氣脫硫過程中產(chǎn)生的氣泡的過程，所選用的添加劑與聚醚、聚硅氧烷共聚后的活性成分在水體系溶液中具有自乳化能力。
3)本消泡劑表面活性大，表面張力低，抑制泡時(shí)間長(zhǎng)，消泡效果好。
4)本消泡劑自乳化性能好，在起泡液中能夠均勻分散，有助于充分發(fā)揮消泡作用， 乳液穩(wěn)定，不易破乳。
5)能迅速分散在水溶液體系中，耐酸、堿和無機(jī)鹽。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。除非特別注明，下述所有份數(shù)均為重量份。
實(shí)施例IO活性成分的制備在惰性氣體氣氛的反應(yīng)釜中，加入30份的甲醇(分析純)，0. 3份的NaOH (分析純)，控制反應(yīng)釜的溫度在90°C，連續(xù)通入40份環(huán)氧乙烷氣體，通完后繼續(xù)反應(yīng)lh，進(jìn)行開環(huán)聚合， 合成端甲基聚醚醇，然后加入I份甲醇鈉-甲醇溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%)、70份CH3Cl,在溫度 110°C的條件下進(jìn)行封端反應(yīng)，反應(yīng)8h后得到得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入100份平均粘度為IOOcS的二甲基硅油和O. 5份添加劑油酸鈣，保持惰性氣體氣氛和110°C的溫度，持續(xù)攪拌3h進(jìn)行共聚反應(yīng)，合成聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物。
2)消泡劑的制備首先在反應(yīng)釜中加熱80份脂肪烴載體至75°C，再把14份本實(shí)施例制備的活性成分分 5次加入反應(yīng)釜中，保持溫度持續(xù)攪拌，均勻后再加入I份增稠劑羧甲基纖維素，充分混合， 冷卻后出料，得到專用消泡劑，其用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程，能起到非常好的消泡效果O
實(shí)施例2O活性成分的制備在惰性氣體氣氛的反應(yīng)釜中，加入30份的甲醇(分析純)，0. 5份的NaOH (分析純)，控制反應(yīng)釜的溫度在110°C，連續(xù)通入60份環(huán)氧乙烷e氣體，通完后繼續(xù)反應(yīng)2h，進(jìn)行開環(huán)聚合，合成端甲基聚醚醇，然后加入I. 5份甲醇鈉-甲醇溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%)、130份CH3Cl, 在溫度120°C的條件下進(jìn)行封端反應(yīng)，反應(yīng)IOh后得到得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入180 份平均粘度為500cS的二甲基硅油和I份添加劑油酸鈉，保持惰性氣體氣氛和120°C的溫度，持續(xù)攪拌4h進(jìn)行共聚反應(yīng)，合成聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物。
2)消泡劑的制備首先在反應(yīng)釜中加熱80份載體至70°C，再把12份本實(shí)施例制備的活性成分分10次加入反應(yīng)釜中，保持溫度持續(xù)攪拌，均勻后再加入I份增稠劑丙烯酸酯和I份其它添加劑乙醇，充分混合，冷卻后出料，得到專用消泡劑，其用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程，能起到非常好的消泡效果。
實(shí)施例3O活性成分的制備在惰性氣體氣氛的反應(yīng)釜中，加入30份的甲醇(分析純)，I份的NaOH(分析純)，控制反應(yīng)釜的溫度在120°C，連續(xù)通入80份環(huán)氧乙烷氣體，通完后繼續(xù)反應(yīng)I. 5h，進(jìn)行開環(huán)聚合， 合成端甲基聚醚醇，然后加入2份甲醇鈉-甲醇溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%)、100份CH3Cl,在溫度120°C的條件下進(jìn)行封端反應(yīng)，反應(yīng)9h后得到得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入200份平均粘度為IOOOcS的二甲基硅油和2份添加劑(油酸鈣和油酸鈉各I份)，保持惰性氣體氣氛和120°C的溫度，持續(xù)攪拌5h進(jìn)行共聚反應(yīng)，合成聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物。
2)消泡劑的制備首先在反應(yīng)釜中加熱90份載體至90°C，再把9份本實(shí)施例制備的活性成分分8次加入反應(yīng)釜中，保持溫度持續(xù)攪拌，均勻后再加入I份增稠劑(羧甲基纖維素、丙烯酸酯各O. 5 份)，充分混合，冷卻后出料，得到專用消泡劑，其用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程，能起到非常好的消泡效果。
實(shí)施例4I)活性成分的制備在惰性氣體氣氛的反應(yīng)釜中，加入30份的甲醇(分析純)，O. 5份的NaOH(分析純)，控制反應(yīng)釜的溫度在100°C，連續(xù)通入50份環(huán)氧乙烷氣體，通完后繼續(xù)反應(yīng)2h，進(jìn)行開環(huán)聚合， 合成端甲基聚醚醇，然后加入O. 5份甲醇鈉-甲醇溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%)、95份CH3Cl,在溫度115°C的條件下進(jìn)行封端反應(yīng)，反應(yīng)IOh后得到得端甲基聚氧乙烯甲醚。再加入150份平均粘度為800cS的二甲基硅油和2份添加劑油酸鈣，保持惰性氣體氣氛和115°C的溫度，持續(xù)攪拌6h進(jìn)行共聚反應(yīng)，合成聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物。
2)消泡劑的制備首先在反應(yīng)釜中加熱85份載體至85°C，再把12份本實(shí)施例制備的活性成分分6次加入反應(yīng)釜中，保持溫度持續(xù)攪拌，均勻后再加入I份增稠劑羧甲基纖維素和2份其它添加劑丙二醇，充分混合，冷卻后出料，得到專用消泡劑，其用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程，能起到非常好的消泡效果。
權(quán)利要求
1.一種用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程的專用消泡劑，其特征在于該消泡劑包括以下組分烴類載體 80 90重量份；活性成分 9 14重量份；增稠劑 I重量份；其它添加劑O 2重量份；所述的其它添加劑為乙醇、乙二醇、丙二醇、甘油或其組合。
2.如權(quán)利要求I所述的消泡劑，其特征在于所述的活性成分為具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物。
3.如權(quán)利要求2所述的消泡劑，其特征在于所述的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物由以下方法制得(1)在惰性氣體氣氛的反應(yīng)釜中，加入甲醇和NaOH，控制反應(yīng)釜的溫度在90 120°C， 連續(xù)通入環(huán)氧乙烷氣體進(jìn)行反應(yīng)，通完后繼續(xù)反應(yīng)I 2h，合成端甲基聚醚醇，甲醇、NaOH 以及環(huán)氧乙烷的重量比為30 : (O. 3 I) : (40 80)；(2)向步驟(I)的產(chǎn)物中加入質(zhì)量濃度為30 35%的甲醇鈉-甲醇溶液以及CH3Cl,在溫度110 120°C的條件下進(jìn)行封端反應(yīng)，反應(yīng)8 IOh后得到得純度較高的端甲基聚氧乙烯甲醚，甲醇、甲醇鈉-甲醇溶液以及CH3Cl的重量比為30 :(0. 5 2) :(70 130)；(3)向步驟(2)中的產(chǎn)物中加入硅油和添加劑，保持惰性氣體氣氛和110 120°C的溫度，持續(xù)攪拌3 6h進(jìn)行共聚反應(yīng)，得到含有Si-O-C-和Si-C-型支鏈的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物；甲醇、硅油以及添加劑的重量比為30 (100 200) (0. 5 2)。
4.如權(quán)利要求I所述的消泡劑，其特征在于所述的烴類載體選自脂肪烴、芳香烴或其組合。
5.如權(quán)利要求I所述的消泡劑，其特征在于所述的增稠劑為羧甲基纖維素、丙烯酸酯或其組合。
6.權(quán)利要求I所述的消泡劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟Ca)在反應(yīng)釜中加熱80 90重量份的烴類載體至70 90，然后加入9 14重量份的活性成分，攪拌混合均勻；(b)再加入I重量份的增稠劑和O 2重量份的其它添加劑，充分混合，冷卻后出料，得到消泡劑。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，活性成分為具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物，其制備方法包括以下步驟(1)在惰性氣體氣氛的反應(yīng)釜中，加入甲醇和NaOH，控制反應(yīng)釜的溫度在90 120°C， 連續(xù)通入環(huán)氧乙烷氣體進(jìn)行反應(yīng)，通完后繼續(xù)反應(yīng)I 2h，合成端甲基聚醚醇，甲醇、NaOH 以及環(huán)氧乙烷的重量比為30 : (O. 3 I) : (40 80)；(2)向步驟(I)的產(chǎn)物中加入質(zhì)量濃度為30 35%的甲醇鈉-甲醇溶液以及CH3Cl,在溫度110 120°C的條件下進(jìn)行封端反應(yīng)，反應(yīng)8 IOh后得到得純度較高的端甲基聚氧乙烯甲醚，甲醇、甲醇鈉-甲醇溶液以及CH3Cl的重量比為30 :(0. 5 2) :(70 130)；(3)向步驟(2)中的產(chǎn)物中加入硅油和添加劑，保持惰性氣體氣氛和110 120°C的溫度，持續(xù)攪拌3 6h進(jìn)行共聚反應(yīng)，得到含有Si-O-C-和Si-C-型支鏈的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物；甲醇、硅油以及添加劑的重量比為30 :(100 200) :(0. 5 2)。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中添加劑為油酸鈣、油酸鈉或其組合。
9.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中的硅油為二甲基硅油，平均粘度為100 IOOOcSo
10.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(a)中的活性成分分5 10次加入。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程的專用消泡劑，其包括以下組分烴類載體80～90重量份；活性成分9～14重量份；增稠劑1重量份；其它添加劑0～2重量份；所述的其它添加劑為乙醇、乙二醇、丙二醇、甘油或其組合。所述的活性成分為具有自乳化能力的聚醚-聚硅氧烷-添加劑的共聚物。本發(fā)明還公開了上述消泡劑的制備方法，制備的專用消泡劑用于再生鉛冶煉煙氣脫硫過程，能起到非常好的消泡效果。
文檔編號(hào)C08G81/00GK102974131SQ20121050830
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者舒月紅, 朱龍冠, 陳紅雨 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)