用環(huán)己酮廢水合成陽離子瀝青乳化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)化工產(chǎn)品的合成，及其產(chǎn)品在環(huán)境保護(hù)方面的作用，屬于精細(xì)化 工與環(huán)境工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)環(huán)己酮的制備主要采用環(huán)己烷空氣氧化法。該工藝以苯和氫氣作為主 要原料，通過加氫、環(huán)己烷氧化、過氧化物分解以及脫氫等步驟制得環(huán)己酮。環(huán)己酮生產(chǎn)廢 水具有水量大、污染物濃度高及成分復(fù)雜的特點(diǎn)。目前國內(nèi)大部分企業(yè)采用汽提法、微電解 一混凝法及萃取法處理環(huán)己酮生產(chǎn)廢水，但均存在能耗高的缺點(diǎn)。
[0003] 乳化浙青在公路工程上具有廣泛的應(yīng)用。與陰離子乳化浙青相比，陽離子乳化浙 青具有黏附性好、對石料要求低的特點(diǎn)。利用木質(zhì)素制備陽離子浙青乳化劑，在國內(nèi)外已有 廣泛報(bào)道。
[0004] Falkehag用木質(zhì)素、叔胺制備了陽離子乳化劑，劉祖廣以乙胺和環(huán)氧氯丙烷為原 料制備了木質(zhì)素季銨鹽，其中利用Mannich反應(yīng)來制備木質(zhì)素胺的應(yīng)用最為廣泛。
[0005] 本發(fā)明以環(huán)己酮生產(chǎn)廢水（以下簡稱廢水）為溶劑，以木質(zhì)素、三乙烯四胺及甲醛 為原料，通過Mannich反應(yīng)制備了陽離子浙青乳化劑木質(zhì)素胺，并將其制成乳化浙青，測定 了乳化浙青的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了廢水的綜合利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明以環(huán)己酮生產(chǎn)廢水（以下簡稱廢水）為溶劑，以木質(zhì)素、乙烯四胺及甲醛為 原料，通過Mannich反應(yīng)制備了陽離子浙青乳化劑木質(zhì)素胺?？蓮V泛應(yīng)用于粘層、霧封層和 無溶劑冷拌以及用于浙青再回收利用和浙青路面基層穩(wěn)定。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] 取15mL廢水置于100mL三口瓶中，加入4g木質(zhì)素，在室溫下攪拌lOmin，加入一 定量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛溶液，攪拌lOrain后再加入一定量三乙烯四胺，升至適當(dāng)?shù)臏?度，反應(yīng)一段時(shí)間后得到木質(zhì)素胺。
[0009] 將浙青加熱至120〇C，取出60g在80°C下保溫。取0. 5g木質(zhì)素胺及0. lg烷基 酚聚氧乙烯醚（0P - 10)溶解于40mL廢水中，用HCI溶液調(diào)節(jié)廢水pH=2,在600r / min轉(zhuǎn) 速條件下，將上述溶液加入到浙青中，攪拌15min，制得乳化浙青。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的廢水取自某環(huán)己酮生產(chǎn)企業(yè)，COD為3227mg / L，環(huán)己 酮質(zhì)量濃度為200mg / L，pH為9. 7。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，即物質(zhì)的量甲醛：三乙烯四胺為3. 0時(shí)，木質(zhì)素胺中氮元素質(zhì) 量分?jǐn)?shù)最高，木質(zhì)素改性程度最高；
[0012] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，反應(yīng)時(shí)間為5h;
[0013] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，本實(shí)驗(yàn)適宜的反應(yīng)溫度選擇85°C .
[0014] 本發(fā)明制備的浙青乳化劑，無需進(jìn)行分離純化，直接用于和石油拌合制備乳化浙 青。
[0015] 所述主產(chǎn)物占75-85wt%、副產(chǎn)物占15-20wt%，其余為未反應(yīng)完全的脂肪仲胺、叔 胺胺和雜質(zhì)。所述主產(chǎn)物、副產(chǎn)物以及未反應(yīng)的反應(yīng)物自然構(gòu)成復(fù)配增效體系。其在較低濃 度(產(chǎn)物總濃度可小于〇.3wt%)下，不需要加入堿及其它助表面活性劑，較寬溫度（20°C~ 40°C)條件下，與不同產(chǎn)地的浙青均能達(dá)到超低界面張力，即10_3mN/m數(shù)量級，最低可達(dá) 10_5mN/m。達(dá)到理想的乳化效果。
[0016] 本發(fā)明研究結(jié)果表明，適宜結(jié)構(gòu)的副產(chǎn)物在含量合適的情況下具有提高界面活性 和油相適應(yīng)性的突出效果，在很低濃度即可達(dá)到超低油水界面張力，并且降低界面張力快， 吸附損失低，乳化浙青能力強(qiáng)，提高乳化效果顯著。因此，本發(fā)明采用簡單的一鍋法合成制 備季銨鹽陽離子表面活性劑，通過特定比例的反應(yīng)物條件，無需使用分析純的物料，都可使 用工業(yè)產(chǎn)品，且不需加入中和劑，副產(chǎn)物及未反應(yīng)物都可以作為有效成分，無需純化，產(chǎn)品 具有較高的界面活性和油相適應(yīng)性，適用于建筑用乳化浙青的制備。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 按GB50092-96試驗(yàn)方法，對所得浙青乳液進(jìn)行分析(乳化劑用量為1. 0%)。
[0018] 實(shí)施例1 :取5g乳化劑，加入200ml水，加熱到60~70°C，溶解成溶液，再稱取 300g普通100號浙青，加熱至120°C，啟動膠體磨，將乳化劑熱水溶液加入膠體磨中，再緩慢 將熱浙青倒入進(jìn)行乳化，lmin后停機(jī)，乳液裝入礦泉水瓶中，供分析用。
[0019] 稱取100g石料，取一定量的水和助劑，加入到鐵碗中，混合均勻，再稱取一定量的 乳化浙青，倒入鐵碗中，迅速充分?jǐn)嚢瑁㈤_始計(jì)時(shí)，記錄開始可拌和時(shí)間和成型時(shí)間。
[0020] 乳化條件：道路石油浙青100號，pH=2~3,乳化劑量為1%~2%。
[0021] 乳化效果：乳化完全，效果良好。
[0022] 貯存穩(wěn)定性：長期貯存無沉淀析出和破乳現(xiàn)象，穩(wěn)定性良好。
[0023] 拌合條件：在氣溫為18°C，加入100g石料、1%~5%水泥、8g水、2%~5%乳化浙 青。
[0024] 拌合結(jié)果：可拌合時(shí)間為130s，為中裂型浙青乳化劑。
[0025] 表1乳化浙青性能表
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明權(quán)利要求，取自環(huán)己酮生產(chǎn)企業(yè)的廢水，COD為3000~3800mg/L，環(huán)己酮 質(zhì)量濃度為200~300mg/L，pH為9~10;物質(zhì)的量甲醛：三乙烯四胺為3. 0時(shí)，木質(zhì)素 胺中氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，木質(zhì)素改性程度最高；反應(yīng)時(shí)間為5h，本實(shí)驗(yàn)適宜的反應(yīng)溫度 為 85°C。
【專利摘要】以廢水為溶劑，以木質(zhì)素、三乙烯四胺及甲醛為原料，通過Mannich反應(yīng)制備了陽離子瀝青乳化劑木質(zhì)素胺。制備木質(zhì)素胺的最佳工藝條件為：反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間5h，甩(甲醛)：n(三乙烯四胺)=3．0。經(jīng)FTIR表征，以廢水為溶劑和以去離子水為溶劑所制備的木質(zhì)素胺結(jié)構(gòu)相同，廢水得到了綜合利用。將制備的木質(zhì)素胺為乳化劑制得的乳化瀝青的性能指標(biāo)達(dá)到JTG E20-20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》的指標(biāo)。
【IPC分類】C08H7-00, C08J3-03, C08L95-00, C04B26-26
【公開號】CN104693449
【申請?zhí)枴緾N201310646930
【發(fā)明人】周相勇, 李守軍
【申請人】青島惠城石化科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月4日