[发明专利]一种焦油型高浓度水煤浆添加剂的生产方法

说明书

本发明属于一种以焦油200～360℃馏份为起始原料的焦油型高浓度水煤浆添加剂的生产方法。用该工艺生产的添加剂能生产含30%水、70%煤的高浓度水煤浆。

在高度水煤浆的制备中，添加剂具有十分关键的作用。该工艺是生产添加剂的关键技术。

多年来，水煤浆添加剂的生产有不少先例。如，中国专利No85109233介绍了一种含有特殊烷氧基化的氨基聚醚添加剂及其制备工艺。美国专利No4415338介绍荼磺酸甲醛缩聚物作为水煤浆添加剂。日本专利No58042694介绍了一种苯乙烯顺酐共聚物的烷甲基酸盐式低级铵盐。美国专利No4457762介绍了芳基酸和甲醛缩合物。欧州专利No109740介绍了氧化烯烃共聚物。日本专利No58111893介绍了烷基醇和环氧乙烷共聚物。我国“六五”期间曾用荼磺酸缩聚物和磺化腐殖酸作为水煤浆添加剂。以上例举的添加剂及其制备工艺各有千秋。

水煤浆是一种新型的干净液体燃料、能代替燃料油直接燃烧。展望它的发展前景，必须寻求一种符合中国国情的新型添加剂。

本发明与上述一些添加剂相比，其主要特征是用焦油200～230℃、300～360℃馏份，分别用为起始原料。拓宽了添加剂生产的原料来源。而且、这种原料来源广泛、价廉，制得的添加剂具掺量少，有优良的分散性，成浆后稳定性好，所以能减少水煤浆中稳定剂的用量等优点。

在本发明中，由于起始原料组份的复杂性、所以特别适合用调整投料比的方法，制取满足不同煤种，不同级配的水煤浆所需的添加剂。同时、为降低添加剂的使用成本，达到掺量少、效果最佳的目的。用本发明生产的焦油型添加剂，可以单独使用，也可与煤粉复配，也可与荼磺甲醛合物、烷基酚磺酸甲醛聚合物及其它合适的阴离子表面活性剂复配。

本发明涉及的水煤浆添加剂生产方法，其特征是最终产品应含有如下结构通式（Ⅰ）：

式中：T表示从焦油中取得的馏份，其均分子量为80～100。

M：可以是K⁺，NH⁺₄，Ca⁺⁺，Mg⁺⁺。

n：表示聚合度，取整数1～20。

在通式（Ⅰ）中，每个T基团上均含有一个磺基，而且在分子链上是不规则排列的。磺化剂可用发烟硫酸、浓硫酸、焦硫酸钠和亚硫酸盐。

本发明的工艺特征是：起始原料经净化、磺化、吸收、缩聚、中和、浓缩和干燥制成粉末状的添加剂。不经浓缩和干燥的液体聚合物也可直接使用。

其净化的特征是，所以焦油馏份都必须剔除200℃以下的馏份。

其磺化反应的特征是，起始原料和磺化剂的摩尔比为1∶1.0-2.0，最好是1∶1.3-1.7。磺化温度在100-170℃。磺化反应产生的废气必须进行处理，其处理方法是，直接焚烧或溶液吸收。

其缩聚反应的特征是，起始原料与甲醛的比例为1∶0.5-1.0，最好是1∶0.8-0.9。缩聚温度控制在80-110℃。

中和反应可用氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钠、碳酸钠，氢氧化钙或氨水。PH控制在7-12，最好7-9。

特别需要注意的是，磺化反应的废气处理。处理方法可用氢氧化钠溶液，氢氧化钙溶液或氨水吸收，也可以直接焚烧。

如用吸收法可采用吸收塔、洗涤塔或射流泵进行循环吸收。

用这种生产工艺制得的焦油型水煤浆添加剂可以制成固形碳含量在64-75%的易流动，清洁的水煤浆。这种水煤浆在100S^-1剪切率下，粘度控制在1500mPaS以下，最好控制在800mPaS以下。添加剂的掺量在0.3～1.0%。与其它添加剂相比，它的分散性好，对煤粉的级配要求宽容性好，产品是无毒的。

实施例一

把装有电动搅拌、冷凝器、洗气装置和温度计的三口烧瓶置在加热装置上。称取1.5摩尔的工业已净化的洗油（焦油230～300℃馏份）投入三口烧瓶内。在150℃下加入2.25摩尔硫酸、反应5～6小时。磺化结束后，冷却。在80℃条件下，加入1.5摩尔的甲醛，并在100℃保温三小时。缩聚结束，用氢氧化钠中和至PH8.0，放入烘箱烘干，干燥后取出乘热研成粉末。得样品1^＃。

用样品1^＃做制浆试验，得下列数据：

煤种 掺量 干煤含量 粘度（100S^-1）

（%）    （%）    mPaS