焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產工藝的製作方法
2023-07-20 03:57:16
專利名稱：焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種以焦油200～360℃餾份為起始原料的焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產工藝。用該工藝生產的添加劑能生產含30%水，70%煤的高濃度水煤漿。
在高濃度水煤漿的製備中，添加劑具有十分關鍵的作用。該工藝是生產添加劑的關鍵技術。
多年來，水煤漿添加劑的生產有不少先例。如，中國專利No85109233介紹了一種含有特殊烷氧基化的氨基聚醚添加劑及其製備工藝。美國專利No4415338介紹荼磺酸甲醛縮聚物作為水煤漿添加劑。日本專利No58042694介紹了一種苯乙烯順酐共聚物的烷甲基酸鹽式低級銨鹽。美國專利No4457762介紹了芳基酸和甲醛縮合物。歐州專利No109740介紹了氧化烯烴共聚物。日本專利No58111893介紹了烷基醇和環氧乙烷共聚物。我國「六五」期間曾用荼磺酸縮聚物和磺化腐殖酸作為水煤漿添加劑。以上例舉的添加劑及其製備工藝各有千秋。
水煤漿是一種新型的乾淨液體燃料、能代替燃料油直接燃燒。展望它的發展前景，必須尋求一種符合中國國情的新型添加劑。
本發明與上述一些添加劑相比，其主要特徵是用焦油200～230℃、300～360℃餾份，分別用為起始原料。拓寬了添加劑生產的原料來源。而且、這種原料來源廣泛、價廉，製得的添加劑具摻量少，有優良的分散性，成漿後穩定性好，所以能減少水煤漿中穩定劑的用量等優點。
在本發明中，由於起始原料組份的複雜性、所以特別適合用調整投料比的方法，製取滿足不同煤種、不同級配的水煤漿所需的添加劑。同時、為降低添加劑的便用成本，達到摻量少、效果最佳的目的。用本發明生產的焦油型添加劑，可以單獨使用，也可與煤粉復配，也可與荼磺酸甲醛縮合物、烷基酚磺酸甲醛聚合物及其它合適的陰離子表面活性劑復配。
本發明涉及的水煤漿添加劑，其特徵是最終產品應含有如下結構通式(Ⅰ)
式中T表示從焦油中取得的餾份，其均分子量為80～100。
M可以是K+，Na+，NH+4，Ca++，Mg++。
n表示聚合度，取整數1～20。
在通式(Ⅰ)中，每個T基團上均含有一個磺基，而且在分子鏈上是不規則排列的。磺化劑可用發煙硫酸、濃硫酸、焦硫酸鈉和亞硫酸鹽。
本發明的工藝特徵是起始原料經淨化、磺化、吸收、縮聚、中和、濃縮和乾燥製成粉末狀的添加劑。不經濃縮和乾燥的液體聚合物也可直接使用。
其淨化的特徵是，所以焦油餾份都必須剔除200℃以下的餾份。
其磺化反應的特徵是，起始原料和磺化劑的摩爾比為1∶1.0-2.0，最好是1∶1.3-1.7。磺化溫度在100-170℃。磺化反應產生的廢氣必須進行處理，其處理方法是，直接焚燒或溶液吸收。
其縮聚反應的特徵是，起始原料與甲醛的比例為1∶0.5-1.0，最好是1∶0.8-0.9。縮聚溫度控制在80-110℃。
中和反應可用氫氧化鉀、碳酸鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉，氫氧化鈣或氨水。PH控制在7-12，最好7-9。
特別需要注意的是，磺化反應的廢氣處理。處理方法可用氫氧化鈉溶液，氫氧化鈣溶液或氨水吸收，也可以直接焚燒。
如用吸收法可採用吸收塔、洗滌塔或射流泵進行循環吸收。
用這種生產工藝製得的焦油型水煤漿添加劑可以製成固形碳含量在64-75%的易流動，清潔的水煤漿。這種水煤漿在100S-1剪切率下，粘度控制在1500mPaS以下，最好控制在800mPaS以下。添加劑的摻量在0.3～1.0%。與其它添加劑相比，它的分散性好，對煤粉的級配要求寬容性好，產品是無毒的。
實施例一把裝有電動攪拌、冷凝器、洗氣裝置和溫度計的三口燒瓶置在加熱裝置上。稱取1.5摩爾的工業已淨化的洗油(焦油230～300℃餾份)投入三口燒瓶內。在150℃下加入2.25摩爾硫酸、反應5～6小時。磺化結束後，冷卻。在80℃條件下，加入1.5摩爾的甲醛，並在100℃保溫三小時。縮聚結束，用氫氧化鈉中和至PH8.0，放入烘箱烘乾，乾燥後取出乘熱研成粉末。得樣品1＃。
用樣品1＃做製漿試驗，得下列數據
實施例二利用實施例一，獲得的樣品，取中和物並加入已磨細，細度在-200以下的煤粉。中和物與煤粉比為1∶3共同烘乾、研細、得樣品2＃。經這樣處理的樣品，分散速度優於樣品1＃。在同等條件下，實驗室做成漿速度試驗。結果如下
實施例三用實施例一的1＃樣100克，加入萘磺酸甲醛縮合物的鈉鹽10克復配成3＃樣，進行製漿試驗，結果如下
權利要求
1.一種焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產工藝，其特徵在於以焦油200～230℃、230～300℃、300～360℃餾份起始原料，經淨化、磺化、廢氣吸收、縮聚、中和、濃縮和乾燥而製成焦油型水煤漿添加劑，其結構通式(I)為
式中T表示焦油中所取餾份，均分子量為80～200，M可以是K+、Na+、NH4+、Ca++、Mg++，n表示聚合度、取整數1～20，在通式(I)中每個T基團均含有磺基，而且是不規則排列的，磺化劑可用發煙硫酸、濃硫酸、焦硫酸鈉和亞硫酸鹽。
2.按照權利要求1所說焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產工藝，其特徵在於淨化所用焦油餾份必須除去200℃以下餾份。
3.按照權利要求1所說的焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產工藝，其特徵在於磺化反應起始原料和磺化劑的摩爾比為1∶1.0～2.0，最好1∶1.3～1.7，其磺化溫度在100～170℃，磺化產生的廢氣必須進行處理，處理方法是用焚燒法和溶液吸收法;
4.按照權利要求1所說的焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產工藝，其特徵在於縮聚起始原料與甲醛的投料比為1∶0.5～1.0，最佳配比為1∶0.8～0.9，縮聚溫度在80～110℃。
5.按照權利要求1所說的焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產工藝，其特徵在於中和反應控制PH值在7～12，最佳為7～9。
6.按照權利要求1所說的焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產工藝其特徵是該添加劑能單獨使用，也能同其它陰離子表面活性劑和煤粉復配，改善性能。
全文摘要
本發明是關於焦油型高濃度水煤漿添加劑的生產工藝。其添加劑的通式如下式中的T、M、n在說明書中已標定。用本發明生產的添加劑，能製備含30％水，70％煤粉的一種可流動、清潔、乾淨的液體燃料——水煤漿。這種水煤漿的粘度可控制在1500mPaS以下，添加劑的摻量為0.3～1.0％。
文檔編號C10L1/14GK1067259SQ9110337
公開日1992年12月23日 申請日期1991年5月28日 優先權日1991年5月28日
發明者孫鉅方, 王祖訥, 肖志民, 鐵寶成, 朱小坪, 馬睿波, 王晉楓, 鄧鵬 , 曾凡, 祝懷成, 朱書全 申請人:華煤水煤漿技術聯合中心, 淮南礦務局