CN101880557A - 利用石油产品精制废碱液制备高浓度水煤浆的制浆方法 - Google Patents

Abstract

一种利用石油产品精制废碱液制备高浓度水煤浆的制浆方法，以石油加工中的废碱液为原料，制得高浓度的水煤浆，取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液热力破乳，静置，然后，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；调节该回收液体的pH值为8～9；将煤粉和调整pH值后的液体，进行磨浆，制得高浓度水煤浆。本发明制浆方法以石油加工中的废碱液为原料，减少了污染物的排放，降低了成本，整个生产过程无“三废”排放；生产工艺简单，原料易得，生产周期短，便于工业化生产。

Description

利用石油产品精制废碱液制备高浓度水煤浆的制浆方法

技术领域

本发明涉及一种水煤浆的制浆方法，具体涉及一种利用石油产品精制废碱液制备高浓度水煤浆的制浆方法。

背景技术

20世纪70年代发生的世界石油能源危机，使人们清醒地认识到石油天然气作为清洁能源，并不是取之不尽用之不竭的，丰富的煤炭依然是长期可靠的主要能源。然而，传统的燃煤方式造成严重的大气污染。于是煤炭液化、汽化和浆化成为先进工业国家普遍重视的研究课题。水煤浆则是煤炭液化的最佳成果，也是煤炭洁净利用最廉价的实用技术。水煤浆是一种浆体燃料，由70％左右的煤，30％的水及少量化学添加剂制成，可以像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧，其热值相当于燃料油的一半，可代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉，用于代替煤炭燃用，具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。水煤浆气化炉的气化温度在1400℃左右，通常要求煤的灰熔点不大于1350℃，否则会影响气化炉的使用寿命。但采用现有方法制成的水煤浆中灰的熔点较高，严重影响产品的质量，导致其无法气化应用。

石油加工业是我国国民经济的重要产业之一，在为我国经济建设中做出巨大贡献的同时，对环境所造成的污染也日益突出。《石油产品精制废碱液处理技术研究》(馆藏号BSLW/2003/X742/1，<中文摘要>)一文中指出，由于缺乏经济有效的处理技术，很多化工企业将石油产品精制产生的废碱液直接排至终端污水处理系统，导致该处理系统的正常操作受到影响，成为长期以来污水处理不达标的重要因素。甚至有个别企业将该废碱液送给乡镇企业，造成污染物转移。废碱液的直接排放或转移造成严重的环境污染，也造成资源的重大浪费。如何有效利用废碱液，提高其附加值，减轻环境污染，成为当务之急。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种利用石油产品精制废碱液制备高浓度水煤浆的制浆方法，以石油加工中的废碱液为原料，制得灰的熔点较低、能够气化应用的水煤浆，同时，解决了废碱液无法处理，污染环境的问题，提高了废碱液的附加值。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，利用石油产品精制废碱液制备高浓度水煤浆的制浆方法，以石油加工中的废碱液为原料，制得高浓度的水煤浆，该制浆方法具体按以下步骤进行：

步骤1：取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液加热到90℃～100℃，热力破乳，静置至少24小时，然后，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；

步骤2：调节步骤1中回收的含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体的pH值为8～9，得到调整pH值后的液体；

步骤3：分别取煤粉和步骤2得到的调整pH值后的液体，进行磨浆，制得高浓度水煤浆。

所述步骤2中采用碱性物质或酸性物质调节液体的pH值。

碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的一种，或两种的混合物，或三种的混合物，当采用两种或三种的混合物时，各组份之间为任意比例。

酸性物质为硫酸或磷酸中的一种，或者两种的混合物，当采用两种的混合物时，各组份之间为任意比例。

所述步骤3中所取煤粉的粒径小于5mm。

所述步骤3中采用湿法磨浆机进行磨浆。

所述湿法磨浆机为流体声能湿法磨浆机。

所述步骤3中制得的水煤浆的浓度为60％～70％，该水煤浆中煤粉的粒径小于5μm。

本发明制浆方法具有以下优点：

1.以石油加工中的废弃物——煤油、柴油碱洗过程产生的废碱液为原料。减少了污染物的排放，在保护环境的同时降低了成本，提高了产品的分散与稳定性的协同性能。整个生产过程无“三废”排放。

2.制成的水煤浆的稳定性好、无毒，使用不受季节限制和区域限制，便于存放和运输。

3.生产工艺简单，生产原料易得，生产周期短，所需设备为常规设备，便于工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

生产高浓度水煤浆需要添加一定量的添加剂，而大多数添加剂的价格昂贵，增加了水煤浆的成本，且制得的水煤浆中灰的熔点较高，限制了水煤浆的气化应用。本发明制浆方法利用炼油厂在煤油、柴油精制过程中产生的废碱液生产高浓度、分散乳化作用强的水煤浆，提高废碱液的附加值，减少废碱液的排放，同时，降低了水煤浆中灰的熔点，能够气化应用。

本发明制浆方法具体按以下步骤进行：

步骤1：取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液加热到90～100℃，热力破乳，静置至少24小时，然后，除去多余水分，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；

步骤2：用碱性物质或酸性物质调节步骤1中回收的含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体的pH值，使该液体的pH值为8～9，得到调整pH值后的液体，该液体中含有固形物质；

碱性物质采用氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的一种，或两种的混合物，或三种的混合物，当采用两种或三种的混合物时，各组份之间为任意比例。

酸性物质采用硫酸或磷酸中的一种，或者两种的混合物，当采用两种的混合物时，各组份之间为任意比例。

步骤3：分别取粒径小于5mm的煤粉和步骤2得到的调整pH值后的液体，放入湿法磨浆机中，进行磨浆，制得高浓度水煤浆，该水煤浆的浓度为60～70％，该水煤浆中煤粉的粒径小于5μm。

湿法磨浆机采用流体声能湿法磨浆机，能将煤粉粒径粉碎到5μm以下。

石油精制废碱液中的环烷酸、石油酸具有较强的乳化性能，可将粒径小于5μm的煤粉均匀分布在浆体中。

石油加工碱洗工序产生的废碱液中含有碱性石油类环烷酸和有机酚类，其中的环烷酸具有助燃作用，能够降低燃烧产生的烟气中的CO和NO的含量，避免水煤浆燃烧时产生二次污染，起到了清洁燃料的作用。该废碱液中的有机酚和环烷酸能够降低水的冰点，提高了北方冬季使用的效果。石油精制废碱液中的酚类物质有明显降低煤炭灰熔点的作用，可降低水煤浆气化炉中的气化温度。在气化水煤浆时，使得其中的煤炭灰在较低的温度下熔化，避免了煤炭灰对气化炉的影响，延长水煤浆气化炉的使用寿命，扩大原料煤的适用范围。水煤浆中的固形物质为催化油中特有的FCC催化剂和含氧化铝(Al₂O₃)的金属颗粒，具有明显的脱硫效果，能将煤中的硫份固定到灰渣中，减少水煤浆燃烧时二氧化硫的排放。

本发明制浆方法可消耗大量的石油精制中产生的废碱液，环保作用十分明显。

实施例1

取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液加热到90℃，热力破乳，静置24小时，然后，除去多余水分，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；用氢氧化钠调节该回收液体的pH值为8，得到调整pH值后的液体；分别取粒径小于5mm的煤粉和制得的调整pH值后的液体，放入湿法磨浆机中磨浆，制得浓度为60％、煤粉粒径小于5μm的水煤浆。该水煤浆与采用现有方法制得的水煤浆的基础数据对比，如表1所示。该水煤浆与采用现有方法制得的水煤浆的沉降测试对比，如表2所示。

表1采用本发明方法制得的水煤浆与采用现有方法制得的水煤浆的基础数据对比

	采用现有方法制得的水煤浆	采用本发明方法制得的水煤浆
			浓度	64％	64％
粘度	1680mPa.s	880mPa.s
			煤粉细度	≤446.93μm	≤272.89μm
煤粉粒重量平均径	28.16μm	11.37μm
			煤粉粒长度平均径	1.06μm	0.58μm
煤粉粒面积平均径	5.04μm	1.87μm
			煤粉粒中位径	16.12μm	5.31μm

	采用现有方法制得的水煤浆	采用本发明方法制得的水煤浆
			流变特性	N＝0.47	N＝0.97

表1显示，与采用现有方法制得的水煤浆相比，采用本发明制浆方法制得的水煤浆的粘度小，水煤浆中煤粉的颗粒小，水煤浆的流变特性好。

表2采用本发明方法制得的水煤浆与采用现有方法制得的水煤浆的沉降测试对比

	采用现有方法制得的水煤浆	采用本发明方法制得的水煤浆
			浓度	64.59％	64％
粘度	1260mPa.s	880mPa.s
			稳定性	16天无沉降，31天有软沉降	90天无沉降

从表2可看出，采用本发明方法制得的水煤浆粘度小，且不易产生沉降，说明该水煤浆具有好的流动性。

实施例2

取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液加热到100℃，热力破乳，静置28小时，然后，除去多余水分，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；用任意比例的氢氧化钠和氢氧化钾组成的混合物调节该回收液体的pH值为9，得到调整pH值后的含有固形物质的液体；别取粒径小于5mm的煤粉和该调整pH值后的液体，放入湿法磨浆机中磨浆，制得浓度为70％、煤粉粒径小于5μm的水煤浆。

实施例3

取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液加热到95℃，热力破乳，静置30小时，然后，除去多余水分，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；用任意比例氢氧化钠、氢氧化钾和氨水组成的混合物调节该回收液体的pH值为8.5，得到调整pH值后的含有固形物质的液体；分别取粒径小于5mm的煤粉和该调整pH值后的液体，放入湿法磨浆机中磨浆，制得浓度为65％、煤粉粒径小于5μm的水煤浆。

实施例4

取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液加热到92℃，热力破乳，静置40小时，然后，除去多余水分，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；用硫酸调节该回收液体的pH值为8，得到调整pH值后的含有固形物质的液体；分别取粒径小于5mm的煤粉和该调整pH值后的液体，放入湿法磨浆机中磨浆，制得浓度为60％、煤粉粒径小于5μm的水煤浆。

实施例5

取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液加热到98℃，热力破乳，静置35小时，然后，除去多余水分，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；用任意比例硫酸和磷酸组成的混合物调节该回收液体的pH值为8.2，得到调整pH值后的含有固形物质的液体；分别取粒径小于5mm的煤粉和该调整pH值后的液体，放入湿法磨浆机中磨浆，制得浓度为70％、煤粉粒径小于5μm的水煤浆。

实施例6

取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液加热到100℃，热力破乳，静置30小时，然后，除去多余水分，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；用磷酸调节该回收液体的pH值为9，得到调整pH值后的含有固形物质的液体；分别取粒径小于5mm的煤粉和该调整pH值后的液体，放入湿法磨浆机中磨浆，制得浓度为65％、煤粉粒径小于5μm的水煤浆。

实施例7

采用实施例1的方法制备水煤浆，在水煤浆的制备过程中，采用氢氧化钾调节液体的pH值。

实施例8

采用实施例2的方法制备水煤浆，在水煤浆的制备过程中，采用氨水调节液体的pH值。

实施例9

采用实施例3的方法制备水煤浆，在水煤浆的制备过程中，采用任意比例的氢氧化钾和氨水组成的混合物调节液体的pH值。

Claims (8)

1.一种利用石油产品精制废碱液制备高浓度水煤浆的制浆方法，以石油加工中的废碱液为原料，制得高浓度的水煤浆，该制浆方法具体按以下步骤进行：

步骤1：取石油产品精制过程中产生的废碱液，将该废碱液加热到90℃～100℃，热力破乳，静置至少24小时，然后，回收含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体；

步骤2：调节步骤1中回收的含碱性石油类环烷酸和有机酚类的液体的pH值为8～9，得到调整pH值后的液体；

步骤3：分别取煤粉和步骤2得到的调整pH值后的液体，进行磨浆，制得高浓度水煤浆。

2.按照权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述步骤2中采用碱性物质或酸性物质调节液体的pH值。

3.按照权利要求2所述的制浆方法，其特征在于，所述的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的一种，或两种的混合物，或三种的混合物，当采用两种或三种的混合物时，各组份之间为任意比例。

4.按照权利要求2所述的制浆方法，其特征在于，所述的酸性物质为硫酸或磷酸中的一种，或者两种的混合物，当采用两种的混合物时，各组份之间为任意比例。

5.按照权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述步骤3中所取煤粉的粒径小于5mm。

6.按照权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述步骤3中采用湿法磨浆机进行磨浆。

7.按照权利要求6所述的制浆方法，其特征在于，所述湿法磨浆机为流体声能湿法磨浆机。

8.按照权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述步骤3中制得的水煤浆的浓度为60％～70％，该水煤浆中煤粉的粒径小于5μm。