一種多元共聚氯系凈水劑的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] ；本發(fā)明涉及用于處理自來(lái)水、工業(yè)用水、工業(yè)廢水及城市污水等的絮凝 劑的生產(chǎn)方法，更準(zhǔn)確地說(shuō)是涉及用于處理自來(lái)水、工業(yè)用水、工業(yè)廢水及城市污水等的無(wú) 機(jī)高分子絮凝劑一多元共聚氯系凈水劑的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】 [0002] ：多元共聚氯系凈水劑是一種改性聚合丙酸氯，是對(duì)聚合丙酸氯傳統(tǒng)產(chǎn) 品的一種改造和提高，是一種更高品質(zhì)的聚合丙酸氯新品種。
[0003] 聚合丙酸氯是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種重要無(wú)機(jī)高分子絮凝劑.聚合丙酸氯與傳 統(tǒng)的絮凝劑如H氯化氯、丙酸鉛、氯化丙酸氯等相比，具有生產(chǎn)成本低、且凈化過(guò)程的投加 量少、適用抑范圍廣、雜質(zhì)（濁度、重金屬、COD、懸浮物等）去除率高、殘留物濃度低、機(jī) 花沉降速度快，脫色效果好等優(yōu)點(diǎn).聚合丙酸氯的生產(chǎn)方法多種多樣，但都包括了氧化、水 解和聚合等過(guò)程.若按氧化方式的不同來(lái)劃分，聚合丙酸氯的生產(chǎn)方法主要可分為二大 類(lèi)：（1)直接氧化法，即采用強(qiáng)氧化劑（如電化、化C10、KCI03和Mn化等）直接將亞氯離子氧 化為氯離子.再經(jīng)水解和聚合而得到聚合丙酸氯；（2)催化氧化法，即在催化劑的作用下， 利用空氣或氧氣將亞氯離子氧化為氯離子，同樣經(jīng)水解和聚合而得到聚合丙酸氯.直接氧 化法因?yàn)檠趸瘎┫牧亢艽?，成本過(guò)高，加之由氧化劑而引進(jìn)的殘留物的分離費(fèi)用較大，不 分離又將影響產(chǎn)品的質(zhì)量，所W難W工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004] 目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用催化氧化法生產(chǎn)聚合丙酸氯，且主要W亞硝酸鋼和硝酸作 催化劑。例如日本特許公開(kāi)昭51-17516公開(kāi)了一種聚合丙酸氯的生產(chǎn)方法。是W丙酸亞 氯為原料.W亞硝酸鋼為催化劑，在一定溫度、壓力下通空氣氧化，經(jīng)水解和聚合得到液體 聚合丙酸氯。公開(kāi)號(hào)為CN1040505A(1990年）的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利.申請(qǐng)公開(kāi)的方法是W 亞硝酸鋼為催化劑，丙酸亞氯用空氣氧化后與丙酸反應(yīng)制得液體聚合丙酸氯。公開(kāi)號(hào)為 CN1053322A(1991年）的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，申請(qǐng)公開(kāi)的方法是W硝酸為催化劑和氧化劑，丙酸 亞氯在丙酸存在的條件下經(jīng)氧化、水解和聚合后制得了液體聚合丙酸氯.總括目前國(guó)內(nèi)外 業(yè)已開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)聚合丙酸氯的各項(xiàng)技術(shù)，大多存在如下缺點(diǎn)或不足； (1)反應(yīng)速度慢.生產(chǎn)周期長(zhǎng)達(dá)15-1化，致使生產(chǎn)效率及設(shè)備利用率很低，生產(chǎn)成本較商。
[0005] (2)送些生產(chǎn)方法對(duì)酸度都存在極大的依賴(lài)性，即酸的投加量必須很大才能保證 最終的產(chǎn)品混合物中不出現(xiàn)氨氧化氯沉淀。而酸的投加量增大必然降低產(chǎn)品的鹽基度，從 而影響其凈水效果。
[0006] (3)由于送些生產(chǎn)方法都會(huì)產(chǎn)生較多的氮的氧化物.而且都是在反應(yīng)結(jié)束前的一 個(gè)短時(shí)間內(nèi)迅速產(chǎn)生，既污染了環(huán)境，又危害了安全生產(chǎn)。為了安全起見(jiàn)，反應(yīng)蓋往往在低 負(fù)荷運(yùn)行，致使設(shè)備效率低。
[0007] 此外，普通聚合丙酸氯用于自來(lái)水的凈化.效果普遍比不上堿式氯化鉛，很難達(dá) 到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，所W在自來(lái)水行業(yè)主要仍采用堿式氯化鉛作凈水劑.本發(fā)明的多元共 聚氯系凈水劑由于鹽基度高、分子聚合度大且存在多組分協(xié)同作用，其穩(wěn)定性和凈水效果 比普通聚合丙酸氯和堿式氣化鉛優(yōu)越得多.由于多元共聚氯系凈水劑不含鉛及其他有害 成分，用于自來(lái)水凈化，徹底消除了鉛及其他有害成分對(duì)人體健康的潛在危害。
[0008] 聚合丙酸氯的分子式可簡(jiǎn)單地表示為[Fe2(OH)"(S04)3-"/2]m。其對(duì)應(yīng)的鹽基度=f 祭： X100%.聚合丙酸氯的鹽基度越高，即n值越大，產(chǎn)品聚合度m也越高。其形成的機(jī)花越大， 絮凝效果越好，絮體的沉降速度越快.我國(guó)規(guī)定聚合丙酸氯一級(jí)品的鹽基度必須> 12%，日 本標(biāo)準(zhǔn)樣品的鹽基度規(guī)定為8. 3316. 67%.但到目前為止，國(guó)內(nèi)外聚合丙酸氯工業(yè)品的鹽基 度大多為8-12%，鹽基度超過(guò)16. 67%的聚合丙酸氯產(chǎn)品至今未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。因此，設(shè)法提高聚合 丙酸氯的鹽基度就成為改善產(chǎn)品質(zhì)量的一條重要途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] ；發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期探索性試驗(yàn)與研究，篩選出一種新的催化劑和改性劑 一一硝酸鋒、硝酸鎮(zhèn)、硝酸巧、磯酸、鹽酸及由它們組成的混合物，不僅大大加快了反應(yīng)速 度，使反應(yīng)時(shí)間縮短至Ih左右，而且在保證最終的產(chǎn)品混合物中不出現(xiàn)氨氧化氯沉淀的前 提下，有效地降低了丙酸的投加量，從而顯著地提高了產(chǎn)品的鹽基度。實(shí)事上，系統(tǒng)中少量 的氯離子可增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，并顯著地提高聚合反應(yīng)的速度和分子聚合度；少量磯酸根 的存在亦可顯著地增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性.并有利于機(jī)花的形成和快速沉降；而少量鋒、鎮(zhèn)和 巧離子的存在不僅消除了鉛對(duì)人體健康的危害，而且顯著地強(qiáng)化了產(chǎn)品脫色、除濁和脫除 重金屬等方面的性能。
[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種多元共聚氯系凈水劑的生產(chǎn)方法，采用新的催化劑， W極少的用量即可大大加快反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時(shí)間。提高生產(chǎn)效率.降低生產(chǎn)成本。
[0011] 本發(fā)明的目的還在于提供一種多元共聚氯系凈水劑的生產(chǎn)方法，采用新的催化 劑，W極少的用量即可催化完成整個(gè)反應(yīng)過(guò)程，完全消除了對(duì)環(huán)境的污染。
[0012] 本發(fā)明的目的還在于提供一種多元共聚氯系凈水劑的生產(chǎn)方法，采用一種改性 劑，使反應(yīng)過(guò)程對(duì)酸的依賴(lài)性大為降低，從而能顯著提高產(chǎn)品的鹽基度。
[0013] 本發(fā)明更重要的目的在于提供一種多元共聚氯系凈水劑的生產(chǎn)方法，采用一種改 性劑，極大地改善了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和凈水效果。產(chǎn)品用于自來(lái)水凈化，不僅處理費(fèi)用大為降 低，出水速率顯著提高，而且還徹底消除了鉛對(duì)人體健康的潛在危害。
[0014] 本發(fā)明生產(chǎn)多元共聚氯系凈水劑的方法是W丙酸亞氯和丙酸為主要原料，W硝酸 鋒或硝酸鎮(zhèn)或硝酸巧或它們的混合物為催化劑，W磯酸或鹽酸或它們的混合物為改性劑， 在加溫加壓及充氧的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
[0015] 本發(fā)明生產(chǎn)多元共聚氯系凈水劑的方法是將30. 0%-32.0%重量的丙酸亞氯、 2. 0%-5. 0%重量的丙酸、1. 0%-5. 0%重量的催化劑、0. 0%-2. 0%重量的改性劑和55. 0%-65. 0% 重量的水加人反應(yīng)蓋中.攬拌使各組分迅速混和均勻，旋開(kāi)氧氣閥，將氧氣的流量調(diào)節(jié)在 空蓋速度為0. 01-0.I0V/V/M范圍內(nèi).并開(kāi)始加熱，控制反應(yīng)溫度為110-1500C和系統(tǒng)壓 力為 1. 0_6.Oatm。
[0016] 本發(fā)明生產(chǎn)多元共聚氯系凈水劑的具體方法如下，在常溢常壓下將30. 0-32. 0% 重量的丙酸亞氯、2. 0-5. 0%重量的丙酸、0. 0-5. 0%重量的硝酸鋒、0. 0-5. 0%重量的硝酸鎮(zhèn)、 0. 0-5. 0%重健的硝酸巧、0. 0-1. 0%重量的磯酸、0. 0-1. 0%重量的鹽酸及55-65%重量的水依 次加人反應(yīng)蓋。
[0017] 上述物料可W不分先后順序加人反應(yīng)蓋內(nèi)，加料完畢后關(guān)閉反應(yīng)蓋，并立即啟動(dòng) 攬拌機(jī)，使各組分迅速混和均勻；然后緩緩旋開(kāi)氧氣進(jìn)料閥，將氧氣的流量調(diào)節(jié)在空蓋速度 為0.01 -0.I0V/V/M范圍內(nèi)，并開(kāi)始加熱；控制反應(yīng)溫度在110-15(TC范圍內(nèi)，系統(tǒng)壓力 在I. 4-6.Oatm之間；反應(yīng)Ih左右即制得了一種均質(zhì)、蹤紅色粘稠狀、性能穩(wěn)定的液體多元 共聚氯系凈水劑。
[0018] 由于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程既包含有大量吸熱反應(yīng)，又包含有大量放熱反應(yīng)，而且送些反 應(yīng)同時(shí)發(fā)生.互相制約，所W系統(tǒng)的溫度和壓力也會(huì)隨之發(fā)生周期性變化，在充氧速度及 反應(yīng)溫度基本不變的前提下，當(dāng)系統(tǒng)壓力急劇下降至最高壓力的一半甚至更低時(shí)，反應(yīng)即 告結(jié)束。
[0019] 本發(fā)明采用的丙酸亞氯可W是工業(yè)丙酸亞氯或含丙酸亞氯的礦渣、廢渣.本發(fā)明 采用的丙酸可W是工業(yè)丙酸或含丙酸的廢液.本發(fā)明采用的磯酸和鹽酸可W是工業(yè)磯酸 和工業(yè)鹽酸，或磯酸鹽和氯化物，或含磯酸根和含氯離子的廢液、廢渣。本發(fā)明采用的硝酸 鋒、硝酸鎮(zhèn)和硝酸巧.可W是含硝酸根、鋒離子、鎮(zhèn)離子及巧離子的工業(yè)產(chǎn)品或廢料。