專利名稱：焦油型高濃度水煤漿添加劑和生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種以焦油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(chǎn)工藝。用該工藝生產(chǎn)的添加劑能生產(chǎn)含30%水，70%煤的高濃度水煤漿。
在高濃度水煤漿的制備中，添加劑具有十分關鍵的作用。該工藝是生產(chǎn)添加劑的關鍵技術。
多年來，水煤漿添加劑的生產(chǎn)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制備工藝。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(huán)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制備工藝各有千秋。
水煤漿是一種新型的干凈液體燃料、能代替燃料油直接燃燒。展望它的發(fā)展前景，必須尋求一種符合中國國情的新型添加劑。
本發(fā)明與上述一些添加劑相比，其主要特征是用焦油200～230℃、300～360℃餾份，分別用為起始原料。拓寬了添加劑生產(chǎn)的原料來源。而且、這種原料來源廣泛、價廉，制得的添加劑具摻量少，有優(yōu)良的分散性，成漿后穩(wěn)定性好，所以能減少水煤漿中穩(wěn)定劑的用量等優(yōu)點。
在本發(fā)明中，由于起始原料組份的復雜性、所以特別適合用調(diào)整投料比的方法，制取滿足不同煤種、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(fā)明生產(chǎn)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(fā)明涉及的水煤漿添加劑，其特征是最終產(chǎn)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(shù)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(guī)則排列的?；腔瘎┛捎冒l(fā)煙硫酸、濃硫酸、焦硫酸鈉和亞硫酸鹽。
本發(fā)明的工藝特征是起始原料經(jīng)凈化、磺化、吸收、縮聚、中和、濃縮和干燥制成粉末狀的添加劑。不經(jīng)濃縮和干燥的液體聚合物也可直接使用。
其凈化的特征是，所以焦油餾份都必須剔除200℃以下的餾份。
其磺化反應的特征是，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?；腔瘻囟仍?00-170℃?；腔磻a(chǎn)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。
其縮聚反應的特征是，起始原料與甲醛的比例為1∶0.5-1.0，最好是1∶0.8-0.9?？s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。
如用吸收法可采用吸收塔、洗滌塔或射流泵進行循環(huán)吸收。
用這種生產(chǎn)工藝制得的焦油型水煤漿添加劑可以制成固形碳含量在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(chǎn)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(yè)已凈化的洗油(焦油230～300℃餾份)投入三口燒瓶內(nèi)。在150℃下加入2.25摩爾硫酸、反應5～6小時。磺化結束后，冷卻。在80℃條件下，加入1.5摩爾的甲醛，并在100℃保溫三小時。縮聚結束，用氫氧化鈉中和至PH8.0，放入烘箱烘干，干燥后取出乘熱研成粉末。得樣品1＃。
用樣品1＃做制漿試驗，得下列數(shù)據(jù)
實施例二利用實施例一，獲得的樣品，取中和物并加入已磨細，細度在-200以下的煤粉。中和物與煤粉比為1∶3共同烘干、研細、得樣品2＃。經(jīng)這樣處理的樣品，分散速度優(yōu)于樣品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，進行制漿試驗，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(chǎn)工藝，其特征在于以焦油200～230℃、230～300℃、300～360℃餾份起始原料，經(jīng)凈化、磺化、廢氣吸收、縮聚、中和、濃縮和干燥而制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(shù)1～20，在通式(I)中每個T基團均含有磺基，而且是不規(guī)則排列的，磺化劑可用發(fā)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(chǎn)工藝，其特征在于凈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(chǎn)工藝，其特征在于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(chǎn)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(chǎn)工藝，其特征在于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(chǎn)工藝，其特征在于中和反應控制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(chǎn)工藝其特征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(fā)明是關于焦油型高濃度水煤漿添加劑的生產(chǎn)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(fā)明生產(chǎn)的添加劑，能制備含30％水，70％煤粉的一種可流動、清潔、干凈的液體燃料——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(yōu)先權日1991年5月28日
發(fā)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(lián)合中心, 淮南礦務局