專利名稱：促進(jìn)瀝青球化的復(fù)合乳化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合乳化劑，特別涉及一種用于促進(jìn)瀝青球化的復(fù)合乳化劑。
背景技術(shù)：
瀝青的成球是由瀝青制備球形活性炭工藝中非常關(guān)鍵的一步，瀝青成球的好壞直接影響到活性炭產(chǎn)品的收率、性能和生產(chǎn)成本。
乳化法成球是瀝青成球工藝的常用方法之一。目前現(xiàn)有技術(shù)中，用于瀝青球化的乳化劑多為聚乙烯醇水溶液，使用時(shí)存在乳化效果差、成球條件苛刻、達(dá)到穩(wěn)定的乳化效果所需要的時(shí)間長(zhǎng)、瀝青球易發(fā)生粘連融并、瀝青球收率低和生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。
鑒于此，本領(lǐng)域迫切需要研制一種能促進(jìn)瀝青球化的新型乳化劑，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于，提供一種促進(jìn)瀝青球化的復(fù)合乳化劑，以此克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)廣泛且深入研究，研制成一種促進(jìn)瀝青球化的復(fù)合乳化劑，該乳化劑在瀝青顆粒的表面形成由兩種或多種表面活性劑構(gòu)成的雙層或多層復(fù)合膜，且此復(fù)合膜與瀝青的相容性好，在高溫成球條件下能夠很好地起到避免瀝青顆粒間融并和長(zhǎng)大的作用，從而可以有效提高瀝青的成球率，增大成球時(shí)的瀝青添加量，并拓寬成球條件，使得工業(yè)化生產(chǎn)的穩(wěn)定性提高，成品率增大。
本發(fā)明所說(shuō)的促進(jìn)瀝青球化的復(fù)合乳化劑，其由包括下列原料，按重量百分比計(jì)，0.01～30wt％ 聚乙烯醇0.01～20wt％ 非離子型表面活性劑50～99wt％ 去離子水于60～200℃攪拌0.5～5小時(shí)而得，且所得溶液的pH值為3～6；其中所說(shuō)的非離子型表面活性劑為鏈狀脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、單硬脂酸甘油酯或季戊四醇脂肪酸酯。
推薦使用的聚乙烯醇為分子量為60,000～100,000的聚乙烯醇；推薦使用的鏈狀脂肪醇聚氧乙烯醚，其具有式(1)所示結(jié)構(gòu)， 式(1)中R1為C3～C15的烷基，a＝3～20；推薦使用的烷基酚聚氧乙烯醚，其具有式(2)所示結(jié)構(gòu)， 式(2)中R2為C3～C20烷基，b＝3～20；推薦使用的脂肪酸聚氧乙烯酯，其具有式(3)所示結(jié)構(gòu)， 式(3)中R3為C3～C20烷基，c＝3～15；推薦使用的聚氧乙烯烷基胺，其結(jié)構(gòu)如下所示， 或 式(4a)和式(4b)中，R4為C3～C20烷基，d＝3～20；推薦使用的聚氧乙烯烷基醇酰胺，其結(jié)構(gòu)如下所示，
或 或 式(5a)、式(5b)和式(5c)中，R5為C3～C20烷基，e＝3～20；推薦使用的季戊四醇脂肪酸酯，其具有式(6)所示結(jié)構(gòu)， 式(6)中，R6為C3～C20烷基。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案是所說(shuō)的促進(jìn)瀝青球化的復(fù)合乳化劑其由包括下列原料，按重量百分比計(jì)，0.05～20wt％ 聚乙烯醇0.01～15wt％ 非離子型表面活性劑65～99wt％ 去離子水于60～200℃攪拌0.5～5小時(shí)而得，且所得溶液的pH值為3～6。
本發(fā)明所說(shuō)的瀝青優(yōu)選為石油瀝青或煤焦油瀝青。
本發(fā)明所說(shuō)復(fù)合乳化劑的使用方法是這樣的將顆粒(顆徑為0.01～3mm)瀝青與發(fā)明所說(shuō)復(fù)合乳化劑按重量比1∶(2～8)混合，并于85～225℃，攪拌0.5～4小時(shí)得到含有球形瀝青的漿狀物，將瀝青球和溶液分開(kāi)，就得到所需要的瀝青球。
采用本發(fā)明所述復(fù)合乳化劑對(duì)瀝青進(jìn)行球化處理的益處在于，縮短了分散體系達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間、避免了瀝青顆粒之間的融并及長(zhǎng)大、增大了瀝青成球處理時(shí)的瀝青添加量、提高了瀝青的成球效率，為規(guī)?；癁r青成球處理奠定了基礎(chǔ)。


圖1按實(shí)施例7所述方法制得瀝青球的電鏡圖，圖2按實(shí)施例8所述方法制得瀝青球的電鏡圖，圖3按實(shí)施例9所述方法制得瀝青球的電鏡圖，圖4按對(duì)比實(shí)施例1所述方法制得瀝青球的光學(xué)顯微鏡圖，圖5按對(duì)比實(shí)施例2所述方法制得瀝青球的光學(xué)顯微鏡圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，實(shí)施例中所用原料和試劑均為市售品。
實(shí)施例1在120℃下，將5g的聚乙烯醇(分子量為60,000～100,000)和100g的去離子水相互混合，充分?jǐn)嚢?0min后，升溫到140℃，加入1g的戊基酚聚氧乙烯(10)醚和1g的庚醇聚氧乙烯(8)醚，充分?jǐn)嚢?h，至完全溶解。加入檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為4。然后降溫待用，得到無(wú)色透明的復(fù)合乳化劑。
實(shí)施例2在70℃下，將0.8g的聚乙烯醇((分子量為60,000～100,000))和100g的去離子水相互混合，充分?jǐn)嚢?00min后，升溫到90℃，加入0.5g的聚氧乙烯(10)烷基胺[結(jié)構(gòu)如式(4a)所示，其中R4為C20烷基，d＝10]和0.1g的聚氧乙烯(11)烷基醇酰胺[結(jié)構(gòu)如式(5b)所示，其中R5為C20烷基，e＝11]，充分?jǐn)嚢?h，至完全溶解。加入檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5。然后降溫待用，得到無(wú)色透明的復(fù)合乳化劑。
實(shí)施例3在150℃下，將0.2g的聚乙烯醇(分子量為60,000～100,000)和100g的去離子水相互混合，充分?jǐn)嚢?0min后，升溫到170℃，加入0.05g的季戊四醇脂肪酸酯[結(jié)構(gòu)如式(6)所示，其中R6為C20烷基]充分?jǐn)嚢?h，至完全溶解。加入檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5。然后降溫待用，得到無(wú)色透明的復(fù)合乳化劑。
實(shí)施例4在120℃下，將8g的聚乙烯醇((分子量為60,000～100,000))和100g的去離子水相互混合，充分?jǐn)嚢?00min后，升溫到140℃，加入1g的脂肪酸聚氧乙烯(3～15)酯[結(jié)構(gòu)如式(3)所示，R3為C3烷基，c＝3～15]；充分?jǐn)嚢?h，至完全溶解。加入檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5。然后降溫待用，得到無(wú)色透明的復(fù)合乳化劑。
實(shí)施例5在60℃下，將1g的聚乙烯醇(分子量為60,000～100,000)和100g的去離子水相互混合，充分?jǐn)嚢?0min后，升溫到80℃，加入0.3g的壬基酚聚氧乙烯(10)醚和0.1g的聚氧乙烯(10)烷基胺[結(jié)構(gòu)如式(4b)所示，其中R4為C3烷基，d＝10]；充分?jǐn)嚢?h，至完全溶解。加入檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為4。然后降溫待用，得到無(wú)色透明的復(fù)合乳化劑。
實(shí)施例6在100℃下，將3g的聚乙烯醇(分子量為60,000～100,000)和100g的去離子水相互混合，充分?jǐn)嚢?0min后，升溫到120℃，加入5g的庚基酚聚氧乙烯(10)醚，充分?jǐn)嚢?h，至完全溶解。加入檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5。然后降溫待用，得到無(wú)色透明的復(fù)合乳化劑。
實(shí)施例7在140℃下，將200g破碎成粒徑為0.1～2mm粒度的石油瀝青顆粒加入700g實(shí)施例1制備的復(fù)合乳化劑溶液中，使瀝青顆粒在溶液中分散開(kāi)，充分?jǐn)嚢?h，得到含有球形瀝青的漿狀物，將瀝青球和溶液分開(kāi)，就得到所需要的瀝青球。其電鏡圖見(jiàn)圖1。
實(shí)施例8在160℃下，將200g破碎成粒徑為0.1～1.5mm粒度的煤焦油瀝青顆粒加入600g實(shí)施例2制備的復(fù)合乳化劑溶液中，使瀝青顆粒在溶液中分散開(kāi)，充分?jǐn)嚢?h，得到含有球形瀝青的漿狀物，將瀝青球和溶液分開(kāi)，就得到所需要的瀝青球。其電鏡圖見(jiàn)圖2。
實(shí)施例9在100℃下，將200g破碎成粒徑為0.2～1.5mm粒度的煤焦油瀝青顆粒加入1200g實(shí)施例3制備的復(fù)合乳化劑溶液中，使瀝青顆粒在溶液中分散開(kāi)，充分?jǐn)嚢?h，得到含有球形瀝青的漿狀物，將瀝青球和溶液分開(kāi)，就得到所需要的瀝青球。其電鏡圖見(jiàn)圖3。
對(duì)比實(shí)施例1在200℃下，將200g破碎成粒徑為0.05～2mm的瀝青顆粒加入1000g聚乙烯醇(分子量為60,000～100,000)乳化劑溶液中，使瀝青顆粒在溶液中分散開(kāi)，充分?jǐn)嚢?.5h，得到含有球形瀝青的漿狀物，將瀝青球和溶液分開(kāi)，就得到所需要的瀝青球。其光學(xué)顯微鏡圖見(jiàn)圖4。
對(duì)比實(shí)施例2在140℃下，將200g破碎成粒徑為0.1～2mm的瀝青顆粒加入700g聚乙烯醇(分子量為60,000～100,000)乳化劑溶液中，使瀝青顆粒在溶液中分散開(kāi)，充分?jǐn)嚢?h，得到含有球形瀝青的漿狀物，將瀝青球和溶液分開(kāi)，就得到所需要的瀝青球。其光學(xué)顯微鏡圖見(jiàn)圖5。
權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)瀝青球化的復(fù)合乳化劑，其由包括下列原料，按重量百分比計(jì)，0.01～30wt％聚乙烯醇0.01～20wt％非離子型表面活性劑50～99wt％ 去離子水于60～200℃攪拌0.5～5小時(shí)而得，且所得溶液的pH值為3～6；其中所說(shuō)的非離子型表面活性劑為鏈狀脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、單硬脂酸甘油酯或季戊四醇脂肪酸酯。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的復(fù)合乳化劑，其特征在于，其中所說(shuō)的瀝青為石油瀝青或煤焦油瀝青。
3.如權(quán)利要求1或2所說(shuō)的復(fù)合乳化劑，其特征在于，其中所說(shuō)的原料及用量如下0.05～20wt％聚乙烯醇0.01～15wt％非離子型表面活性劑65～99wt％ 去離子水。
4.如權(quán)利要求3所說(shuō)的復(fù)合乳化劑，其特征在于，其中所用的聚乙烯醇為分子量為60,000～100,000。
5.如權(quán)利要求3所說(shuō)的復(fù)合乳化劑，其特征在于，其中所用的鏈狀脂肪醇聚氧乙烯醚，其具有式(1)所示結(jié)構(gòu)， 式(1)中R1為C3～C15的烷基，a＝3～20。
6.如權(quán)利要求3所說(shuō)的復(fù)合乳化劑，其特征在于，其中所用的烷基酚聚氧乙烯醚，其具有式(2)所示結(jié)構(gòu)， 式(2)中R2為C3～C20烷基，b＝3～20。
7.如權(quán)利要求3所說(shuō)的復(fù)合乳化劑，其特征在于，其中所用的脂肪酸聚氧乙烯酯，其具有式(3)所示結(jié)構(gòu)， 式(3)中R3為C3～C20烷基，c＝3～15。
8.如權(quán)利要求3所說(shuō)的復(fù)合乳化劑，其特征在于，其中所用的聚氧乙烯烷基胺，其結(jié)構(gòu)如下所示， 或 式(4a)和式(4b)中，R4為C3～C20烷基，d＝3～20。
9.如權(quán)利要求3所說(shuō)的復(fù)合乳化劑，其特征在于，其中所用的聚氧乙烯烷基醇酰胺，其結(jié)構(gòu)如下所示， 或 或 式(5a)、式(5b)和式(5c)中，R5為C3～C20烷基，e＝3～20。
10.如權(quán)利要求3所說(shuō)的復(fù)合乳化劑，其特征在于，其中所用的季戊四醇脂肪酸酯，其具有式(6)所示結(jié)構(gòu)， 式(6)中，R6為C3～C20烷基。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種促進(jìn)瀝青球化的復(fù)合乳化劑。其由包括0.01～30wt％的聚乙烯醇、0.01～20wt％的非離子型表面活性劑和50～99wt％的去離子水為原料于60～200℃攪拌0.5～5小時(shí)而得，且所得溶液的pH值為3～6。采用本發(fā)明所述復(fù)合乳化劑對(duì)瀝青進(jìn)行球化處理的益處在于，縮短了分散體系達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間、避免了瀝青顆粒之間的融并及長(zhǎng)大、增大了瀝青成球處理時(shí)的瀝青添加量、提高了瀝青的成球效率，為規(guī)?；癁r青成球處理奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)B01F17/00GK1900219SQ20061002941
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2006年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者梁曉懌, 凌立成, 王琴, 滕娜 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué), 新疆天富電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司