水煤漿分散劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及分散劑領(lǐng)域，特別是指一種水煤漿分散劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水煤漿是將約70%的煤和30%的水及少量添加劑經(jīng)過(guò)物理加工制成的一種新型 煤基代油燃料。煤屬于親油性物質(zhì)，水煤漿基本上屬于粗顆粒懸體系，無(wú)分散劑時(shí)往往成漿 性很差，往往放置12_24h漿體就產(chǎn)生硬沉淀，嚴(yán)重限制了水煤漿技術(shù)的應(yīng)用推廣，要使其 形成穩(wěn)定的煤水混合膠體溶液，必須借助分散劑以改變煤表面的性質(zhì)，進(jìn)而使煤顆粒能在 水中均勻分散。
[0003] 目前，水煤漿常用分散劑有：（1)萘磺酸鹽縮聚物成漿性、減黏作用強(qiáng)、漿流型好， 但穩(wěn)定性較差，放置24h便產(chǎn)生硬沉淀且吸水率較高；（2)木質(zhì)素磺酸鹽穩(wěn)定性較好，析水 量少，且原料豐富、價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是：黏度較大，流型較粗糙，需要與其他分散劑復(fù)配使用；
[3] 腐殖酸系容易形成硬沉淀，漿體穩(wěn)定性差，且對(duì)金屬離子敏感，因此，對(duì)制漿水質(zhì)要求較 高；(4)聚烯烴系用量少，制漿性和穩(wěn)定性都優(yōu)于傳統(tǒng)分散劑，然而價(jià)格非常昂貴；(5)聚羧 酸系常用不飽和羧酸單體如丙烯酸、馬來(lái)酸鹽和其他單體接枝共聚而成，例如以丙烯酸和 聚乙二醇為原料得到丙烯酸聚乙二醇單酯，再與不飽和羧酸單體丙烯酸、苯乙烯磺酸鹽和 其他單體接枝共聚而成，其對(duì)水煤漿具有分散和穩(wěn)定雙重作用，然而，該分散劑價(jià)格較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提出一種水煤漿分散劑及其制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中水煤漿分散劑其 分散性能和成本不能兼顧的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種水煤漿分散劑，按重量百分比計(jì)，其原料包括：丙烯酸15% -20%，聚乙二醇 20%-25%，阻聚劑0· 01 %-0· 05%，蔗糖酯 10%-20%，腐殖酸20%-25%，引發(fā)劑2%-4% 和木質(zhì)素磺酸鹽17% -24%。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述阻聚劑為對(duì)苯二酚、叔丁基鄰苯二酚或環(huán)烷酸銅。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨中的一種 或多種以任意比例混合的混合物。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述聚乙二醇的平均分子量為2000-3000。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述丙烯酸15%，所述聚乙二醇25%，所述阻聚劑 0.03%，所述蔗糖酯15%，所述腐殖酸25%，所述引發(fā)劑2. 97%和所述木質(zhì)素磺酸鹽17%。 [0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述木質(zhì)素磺酸鹽為木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鉀或 木質(zhì)素磺酸鈣。
[0012] 本發(fā)明還涉及上述水煤漿分散劑的制備方法，包括以下步驟：a、將丙烯酸、聚乙二 醇和阻聚劑加入燒瓶中，升溫至70_80°C，保溫3_5h，得到以丙烯酸-聚乙二醇酯為主的第 一體系；b、將腐殖酸加入蒸餾水中，再加入催化劑，加熱攪拌，使腐殖酸溶解，得到腐殖酸 水溶液；C、向所述第一體系中滴加腐殖酸水溶液和引發(fā)劑溶液，升溫至80-90°C，保溫反應(yīng) 2_3h，得到第二體系；d、向所述第二體系中加入蔗糖酯的水溶液，繼續(xù)保溫反應(yīng)2-3h，停止 加熱，冷卻至室溫后，加入堿液調(diào)節(jié)體系的pH為7-9,得到第三體系；e、將木質(zhì)素磺酸鹽加 入到所述第三體系中，于常溫，頻率為50-70kHz的超聲波作用下，反應(yīng)30-60min，得到所述 分散劑。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述腐殖酸水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% -40%。
[0014] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟b中，所述催化劑為質(zhì)量比為1:2的甲醛和亞硫 酸鈉的混合物，甲醛和亞硫酸鈉的總重量為腐殖酸重量的1%。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)， 步驟a中，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為5h ;步驟C中，所述腐殖酸的水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30 %，反應(yīng)溫度為85 °C，反應(yīng)時(shí)間為2h ;步驟d中，反應(yīng)時(shí)間為3h ;步驟e中，頻率為60kHz， 反應(yīng)時(shí)間為30min。
[0015] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明將成本較低的腐殖酸和蔗糖酯作為原料，并且與同 樣價(jià)格便宜的木質(zhì)素磺酸鹽復(fù)配使用，得到的分散劑在保證其性能良好的前提下，降低了 生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0017] 實(shí)施例中水煤漿分散劑，按重量百分比計(jì)，其原料包括：丙烯酸15% -20%，聚乙 二醇20% -25%，阻聚劑0.01 % -0.05%，蔗糖酯10% -20%，腐殖酸20% -25%，引發(fā)劑 2%-4%和木質(zhì)素磺酸鹽17%-24%。其中，
[0018] 所述阻聚劑為對(duì)苯二酚、叔丁基鄰苯二酚或環(huán)烷酸銅；所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò) 硫酸鈉、過(guò)硫酸銨中的一種或多種以任意比例混合的混合物；所述聚乙二醇的平均分子量 為2000-3000 ;所述木質(zhì)素磺酸鹽為木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鉀或木質(zhì)素磺酸鈣；腐殖酸 為棕腐酸、黑腐酸、黃腐酸、黃棕腐酸的任意一種或多種混合；引發(fā)劑溶液為濃度為〇. Olg/ ml的引發(fā)劑水溶液。
[0019] 實(shí)施例中用于測(cè)試分散劑性能所用的水煤漿，采用干法制漿，用陜西彬長(zhǎng)煤配制 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65 %的水煤漿，分散劑加入總量的0. 5 % (Wt % )，在轉(zhuǎn)速為600r/min的條件下 機(jī)械攪拌IOmin。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例中，采用成本較低的腐殖酸和蔗糖酯作為原料，并且與木質(zhì)素磺酸 鹽復(fù)配使用，得到的分散劑在保證其性能良好的前提下，降低了生產(chǎn)成本。上述各原料的配 比和組分不同，可以構(gòu)成不同的實(shí)施例，具體如下。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 水煤漿分散劑，按重量百分比計(jì)，其原料包括：丙烯酸17%，聚乙二醇20%，阻聚 劑0. 01 %，蔗糖酯20%，腐殖酸20%，引發(fā)劑1. 99%和木質(zhì)素磺酸鹽21 %。
[0023] 上述水煤漿分散劑的制備方法，包括以下步驟：
[0024] a、將丙烯酸、聚乙二醇和阻聚劑加入燒瓶中，升溫至70°C，保溫4h，得到以丙烯 酸-聚乙二醇酯為主的第一體系；
[0025] b、將腐殖酸加入蒸餾水中，再加入催化劑，加熱攪拌，使腐殖酸溶解，得到腐殖酸 水溶液；所述催化劑為質(zhì)量比為1:2的甲醛和亞硫酸鈉的混合物，甲醛和亞硫酸鈉的總重 量為腐殖酸重量的1% ;
[0026] c、向所述第一體系中滴加腐殖酸的水溶液和引發(fā)劑溶液，腐殖酸水溶液的質(zhì)量分 數(shù)為35%，30min-60min內(nèi)滴加完畢，升溫至90°C，保溫反應(yīng)3h，得到第二體系；
[0027] d、向所述第二體系中加入蔗糖酯的水溶液，繼續(xù)保溫反應(yīng)2h，停止加熱，冷卻至室 溫后，加入堿液調(diào)節(jié)體系的pH為7-9,得到第三體系；
[0028] e、將木質(zhì)素磺酸鹽加入到所述第三體系中，于常溫，頻率為50kHz的超聲波作用 下，反應(yīng)60min，得到所述分散劑。
[0029] 本實(shí)施例中制備的水煤漿分散劑，應(yīng)用于水煤漿中，常溫采用NXS-4C型水煤漿黏 度儀直接測(cè)粘度，并測(cè)試其在24小時(shí)，96小時(shí)，7天，以及14天的分散效果穩(wěn)定性（包括吸 水率和沉淀厚度），結(jié)果如表1所示。
[0030] 表 1
[0032] 實(shí)施例2
[0033] 水煤漿分散劑，按重量百分比計(jì)，其原料包括：丙烯酸20%，聚乙二醇25%，阻聚 劑0. 05 %，蔗糖酯12 %，腐殖酸20. 5 %，引發(fā)劑2. 45 %和木質(zhì)素磺酸鹽20 %。
[0034] 上述水煤漿分散劑的制備方法，包括以下步驟：
[0035] a、將丙烯酸、聚乙二醇和阻聚劑加入燒瓶中，升溫至75°C，保溫3h，得到以丙烯 酸-聚乙二醇酯為主的第一體系；
[0036] b、將腐殖酸加入蒸餾水中，再加入催化劑，加熱攪拌，使腐殖酸溶解，得到腐殖酸 水溶液；所述催化劑為質(zhì)量比為1:2的甲醛和亞硫酸鈉的混合物，甲醛和亞硫酸鈉的總重 量為腐殖酸重量的1% ;
[0037]