CN105906228A - 一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法 - Google Patents

一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法 Download PDF

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王珊珊
李敏
黄秀萍
刘金玲
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Abstract

本发明公开了一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法，其特征包括以下具体步骤是：⑴在甘油精馏残渣中添加一定量的三聚磷酸钠，搅拌均匀后加入碱液调节pH至9～11；⑵将步骤⑴处理后的甘油精馏残渣进行减压蒸馏除水；⑶在经步骤⑵处理后的甘油精馏残渣中加入乙二醇，搅拌后静置，再过滤除盐；⑷在经步骤⑶处理后的甘油精馏残渣中加入一定量的水，搅拌均匀后加入酸液调节pH至中性；⑸在经步骤⑷处理后的甘油精馏残渣中加入一定量的活性炭除色，过滤后得到聚合甘油、乙二醇、水的混合溶液；根据上述方法制得的混合溶液可作为水泥助磨剂添加剂使用。

Description

一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法
技术领域
本发明属于资源综合利用领域，具体涉及一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法。
背景技术
水泥粉磨过程使用助磨剂已经是目前水泥企业的普遍做法。为了降低能耗，提高粉磨效率，助磨剂的使用可为水泥企业带来明显的经济效益。加入助磨剂的主要作用是减少或终止水泥颗粒在粉磨过程中的团聚现象，提高水泥细度及比表面积，或者粉磨到同等细度下，添加助磨剂以显著提高粉磨的效率，降低粉磨能耗。同时，助磨剂能够在细微的物料颗粒表面自发地进行吸附，有利于表面能的降低，从而改善粉磨后水泥性能。
目前,国内外应用最广泛的水泥助磨剂大部分以胺类、多元醇类、醇胺类、木质素磺酸盐类、脂肪酸及盐类、烷基磺酸类等工业化工产品的单一或复配制得，较好地满足了粉磨工序的要求，但随着化工原料价格以及运输费用的不断上涨，液态助磨剂母液的价格目前已上升至万元左右，水泥生产成本也随之提高。因此，寻找一种成本低廉、助磨效率高的助磨剂具有十分重要的意义。
甘油精馏残渣为经减压精馏工艺由粗甘油精制成高纯度甘油过程中所产生的残渣，约占精馏甘油总量的1 %～5 %。精馏残渣为黑褐色粘稠状半流动态液体，其主要成分为聚合甘油和无机盐，同时含有少量残留的甘油、脂肪酸盐、蛋白质、胶状物及色素等，甘油精馏残渣中的聚合甘油属多元醇类，具有较强的表面活性，可作为水泥助磨剂的添加剂。此外，聚合甘油也是水泥混凝土的优良抗裂减缩剂及增塑剂，有利于减少混凝土材料的开裂。因此，可以回收甘油精馏残渣中的聚合甘油，用作水泥助磨剂的原料，具有较高的综合回收利用价值。
粗甘油精馏后的残渣的杂质去除和脱色都是比较困难的，其中的聚合甘油不经处理得不到有效的利用，因而不具有任何的商用价值。目前甘油蒸馏残渣回收聚合甘油的主要方法是用溶剂（异丙醇、乙二醇、醛或酮等）萃取，然后用活性炭等进行脱色精制而成。见文献：魏代君、李清明，《甘油蒸馏残渣的回收利用》，日化工业，1997.4；谢劲松，《甘油》，轻工业出版社，1984。但上述方法存在溶剂回收、溶剂耗损、溶剂污染、溶剂管理以及回收后的再处理、再精制等诸多问题。专利201210576958.6《一种化工废料复配的水泥助磨剂》公开了一种化工废料复配的水泥助磨剂，它由三乙醇胺精馏塔底残液、甘油蒸馏残余料、木质素磺酸钙、废糖蜜、三乙醇胺和水混合复配而成。专利201010230148.6《水泥助磨剂》公开了一种水泥助磨剂，该助磨剂由甲酸钙溶液、复合甘油蒸馏残渣溶液、三乙醇胺、二醇和糖蜜复配而成。上述应用的方法中甘油蒸馏残渣都是未经处理的，其中的氯离子会对钢筋造成腐蚀，影响水泥混凝土的耐久性能。在实际的水泥混凝土的浇注中将无法大规模推广应用。
发明内容
本发明针对目前大多甘油精馏残渣处理中溶剂回收、溶剂耗损、溶剂污染、溶剂管理以及回收后的再处理、再精制等诸多问题，以乙二醇为除盐溶剂，解决了氯离子过多对钢筋的腐蚀问题，并直接将乙二醇直接应用到水泥助磨剂中，提高了水泥助磨剂的性能。
本发明的技术方案所采取的具体步骤如下：
步骤1，在甘油精馏残渣中添加一定质量的Na5P3O10，搅拌均匀后加入碱液调节pH至9～11；
步骤2，将步骤1处理后的甘油精馏残渣进行减压蒸馏除水；
步骤3，在经步骤2处理后的甘油精馏残渣中加入一定质量的乙二醇，充分搅拌后，静置一定时间，过滤除盐；
步骤4，在经步骤3处理后的甘油精馏残渣中加入一定量的水，搅拌均匀后加入酸液调节pH至中性；
步骤5，在经步骤4处理后的甘油精馏残渣中加入一定量的活性炭，在一定的温度下搅拌一段时间，趁热过滤，冷却后得到聚合甘油、乙二醇、水的混合溶液。
本发明内容步骤1中加入Na5P3O10的质量为0.1 %～1.0 %；所用的碱液为NaOH或Na2CO3，NaOH的浓度范围为30 %～50 %，Na2CO3的浓度范围为20 %～30 %。
本发明内容步骤2中减压蒸馏除水的工艺参数为：加热油浴温度为80～120 ℃；冷凝水温度为5～30 ℃；搅拌速率为50～500 rpm；真空度为0.02～0.095 MPa；减压除水时间为0.5～3 h。
本发明内容步骤3中加入乙二醇的质量为50 %～200 %；静置时间为1～48 h。
本发明内容步骤4中加入水的质量为20 %～100 %；所用的酸液为为H2SO4或CH3COOH，酸液的浓度范围为10 %～99 %。
本发明内容步骤5中加入活性炭的质量为1 %～5 %；温度控制在60 ℃～80 ℃；搅拌时间为5～30 min。
本发明的优点是：
1.本发明以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂的添加剂，充分利用了化工废料，变废为宝，减少了环境污染。
2.本发明以乙二醇为除盐溶剂，解决了氯离子过多对钢筋的腐蚀问题，并直接将乙二醇应用到水泥助磨剂中，提高了水泥助磨剂的性能。
3.本发明的工艺设备简单，易于大规模生产。
具体实施方式
以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但本发明不仅限于此。
实施例1：
10 kg甘油精馏残渣中加入50 g Na5P3O10，用25 % Na2CO3溶液调节pH至10，在加热油浴温度100 ℃，冷凝水温度25 ℃，真空度0.08 MPa，搅拌速率300 rpm的条件下减压蒸馏2 h。减压蒸馏结束后，加入8 kg乙二醇，搅拌均匀，静置24 h后过滤。往滤液中加入3 kg水，搅拌均匀后用10 % H2SO4调节pH至中性，然后加入200 g活性炭，加热至70 ℃，并保持10 min，趁热过滤，冷却后即得产品。
实施例2：
10 kg甘油精馏残渣中加入60 g Na5P3O10，用30 % Na2CO3溶液调节pH至9，在加热油浴温度110 ℃，冷凝水温度20 ℃，真空度0.08 MPa，搅拌速率300 rpm的条件下减压蒸馏1.5 h。减压蒸馏结束后，加入7.5 kg乙二醇，搅拌均匀，静置24 h后过滤。往滤液中加入4 kg水，搅拌均匀后用10 % H2SO4调节pH至中性，然后加入250 g活性炭，加热至80 ℃，并保持15 min，趁热过滤，冷却后即得产品。
实施例3：
10 kg甘油精馏残渣中加入50 g Na5P3O10，用30 % NaOH溶液调节pH至10，在加热油浴温度110 ℃，冷凝水温度20 ℃，真空度0.08 MPa，搅拌速率350 rpm的条件下减压蒸馏3 h。减压蒸馏结束后，加入9 kg乙二醇，搅拌均匀，静置48 h后过滤。往滤液中加入4 kg水，搅拌均匀后用30 % CH3COOH调节pH至中性，然后加入200 g活性炭，加热至70 ℃，并保持20 min，趁热过滤，冷却后即得产品。

Claims (7)

1.一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法，其特征在于：
步骤1，在甘油精馏残渣中添加一定质量的Na5P3O10，搅拌均匀后加入碱液调节pH至9～11；
步骤2，将步骤1处理后的甘油精馏残渣进行减压蒸馏除水；
步骤3，在经步骤2处理后的甘油精馏残渣中加入一定质量的乙二醇，充分搅拌后，静置一定时间，过滤除盐；
步骤4，在经步骤3处理后的甘油精馏残渣中加入一定质量的水，搅拌均匀后加入酸液调节pH至中性；
步骤5，在经步骤4处理后的甘油精馏残渣中加入一定质量的活性炭，在一定的温度下搅拌一段时间，趁热过滤，冷却后得到聚合甘油、乙二醇、水的混合溶液。
2.根据权利要求1所述的一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法，其特征在于步骤1中加入Na5P3O10的质量为0.1 %～1.0 %；所用的碱液为NaOH或Na2CO3，NaOH的浓度范围为30 %～50 %，Na2CO3的浓度范围为20 %～30 %。
3.根据权利要求1所述的一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法，其特征在于步骤2中减压蒸馏除水的工艺参数为：加热油浴温度为80～120 ℃；冷凝水温度为5～30 ℃；搅拌速率为50～500 rpm；真空度为0.02～0.095 MPa；减压除水时间为0.5～3 h。
4.根据权利要求1所述的一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法，其特征在于步骤3中加入乙二醇的质量为50 %～200 %；静置的时间为1～48 h。
5.根据权利要求1所述的一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法，其特征在于步骤4中加入水的质量为20 %～100 %；所用的酸液为H2SO4或CH3COOH，酸液的浓度范围为10 %～99 %。
6.根据权利要求1所述的一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法，其特征在于步骤5中加入活性炭的质量为1 %～5 %；温度控制在60 ℃～80 ℃；搅拌时间为5～30 min。
7.根据权利要求1所述的一种以甘油精馏残渣为原料制备水泥助磨剂添加剂的方法，其特征在于所述的聚合甘油、乙二醇、水的混合溶液作为水泥助磨剂添加剂使用。
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