[发明专利]一种水煤浆添加剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种水煤浆添加剂及其制备方法与应用。

背景技术

水煤浆(CWM，coal water slurry)是一种新型低污染代油燃料，它是由60～70％ 不同粒度的煤、30～40％的水和约1％左右的添加剂制成的混合物，它既保持了煤炭 原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，可以像油一样易于存储、管 道输送和雾化燃烧，被成为液态煤炭产品。由于水煤浆的燃烧效率可高达95％以上， 且二氧化硫、氮氧化物的排放量及烟尘浓度均达到环保要求，广泛用于电站锅炉、 工业锅炉和工业窑炉代煤、代油、代气燃烧，亦可作为气化原料，用于德士古气化 生产合成氨、合成甲醇。

在水煤浆原料成本中，除了占重量70％的煤粉外、占重量约为1％的添加剂构成 了水煤浆的第二大成本因素。由于添加剂对水煤浆的粘度、浓度和稳定性等关键指 标都有着直接的影响，所以降低添加剂的成本，提高添加剂的效能，是目前水煤浆 技术的一个关键课题。水煤浆添加剂主要以萘系列、腐殖酸系列、木质素系列、丙 烯酸系列以及相关复合型添加剂为主，其中应用比较广泛的为萘系列水煤浆添加剂。 虽然中国已对水煤浆添加剂进行了较多的研究，但仍存在所适用煤种范围窄、成本 高等问题。因此，必须寻求一种符合中国国情的新型添加剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种水煤浆添加剂及其制备方法与应用。

本发明提供的制备水煤浆添加剂的方法，是以焦油馏分洗油作为起始原料，将 所述起始原料与磺化剂发生磺化反应，再与氨基苯磺酸盐、酚类化合物和甲醛进行 缩聚反应，最后用碱性调节剂调节反应体系的pH值至7-9，得到所述水煤浆添加剂。

该方法中，所述焦油馏分为煤焦油中230～300℃的洗油馏分；所述磺化剂选自 发烟硫酸、浓硫酸和亚硫酸盐中的至少一种；所述氨基苯磺酸盐选自对氨基苯磺酸 钠、二氨基苯磺酸钠和甲基氨基苯磺酸钠中的至少一种，所述酚类化合物选自苯酚、 间苯二酚、对苯二酚、混合甲酚、乙酚、双酚A、双酚S、α-萘酚和β-萘酚中的至少 一种；所述碱性调节剂选自氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙和氨 水中的至少一种。所述浓硫酸的质量百分比浓度为98％，所述亚硫酸盐选自亚硫酸 钠、亚硫酸镁和亚硫酸钙中的至少一种，所述氨水的质量百分比浓度为25～28％。

所述磺化反应中，所述起始原料与所述磺化剂的摩尔比为1∶1.5～1.8，具体可 为1∶1.5-1.65、1∶1.65-1.8、1∶1.6-1.8或1∶1.65-1.75，优选1∶1.65，磺化反应的 温度为120～170℃，具体可为120-145℃、120-150℃、140-170℃、140-165℃、145-170 ℃或130-160℃，优选145℃，磺化反应的时间为3～5小时，优选4小时；

所述缩聚反应中，所述起始原料与所述氨基苯磺酸盐、所述酚类化合物、所述 甲醛的质量份数比为1∶0.1～0.3∶0.1～0.3∶0.7～1.0，具体可为1∶0.1-0.25∶0.1-0.25∶ 0.7-0.95、1∶0.2∶0.2∶0.8或1∶0.15-0.25∶0.15-0.25∶0.75-0.80；缩聚反应的温度 为80～110℃，具体可为80-95℃、95-110℃、80-100℃或90-110℃，优选95℃，缩 聚反应的时间为2～4小时，优选3小时。

在调节pH值之后，可根据实际需要对反应体系进行浓缩和干燥，得到粉末状 添加剂；也可经浓缩步骤，直接使用液体聚合物。

另外，按照上述方法制备得到的水煤浆添加剂及该添加剂在制备水煤浆中的应 用，也属于本发明的保护范围。