CN102827655A

CN102827655A - 高效水煤浆添加剂的制备方法

Info

Publication number: CN102827655A
Application number: CN2012103301389A
Authority: CN
Inventors: 杨鸿鹰; 姚彬; 王丽莉; 段宝民; 陈明青; 张玉荣
Original assignee: Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry
Current assignee: Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明涉及一种高效水煤浆添加剂的制备方法，向一定量的腐植酸中加入氢氧化钠，将该混合物加热蒸煮至110～120℃反应2～3h，随后将上层清液分离并加入亚硫酸钠，加热至120～140℃进行磺化反应2～3h，取上层清液烘干即得腐植酸磺酸钠，最后将腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠以3～7:7～3的比例混合搅拌，得复配型水煤浆添加剂。本发明采用较为简便的腐植酸盐磺化的改性方法，通过改性引入磺酸基显著地提高了分散性能，再将所得的腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠按一定比例复配，可达到协同增效作用。该复合添加剂具有良好的分散性和稳定性，同时可节约大量成本，具有显著的性价比优势。

Description

高效水煤浆添加剂的制备方法

技术领域

本发明涉及煤化工行业中一种高效水煤浆添加剂的制备方法。

背景技术

腐植酸或腐植酸盐中含有—COOH、—O—、—OH等活性基团，使其具有亲水性、阳离子交换性、络合能力及较高的吸附能力，可作为水煤浆添加剂。为进一步提高腐植酸盐的分散效果，需对腐植酸盐进行化学改性，它是以腐植酸盐为基体，通过引入其它官能团来改变腐植酸盐自身的性质。目前对腐植酸盐的化学改性现有的研究领域主要在以下几方面：

（1）磺甲基化。

腐植酸盐磺甲基化是在腐植酸盐分子上引入一个或多个亲水性强、水化膜较厚的阴离子基团—磺酸基，增加苯环的活性，使腐植酸盐的水溶性更好。在腐植酸盐磺甲基化过程中，腐植酸盐分子上芳香核单元中的氢被磺甲基取代，磺甲基的碳原子直接与芳环连接。碳原子与磺酸基团中带正电的碳原子比较，亲电性较小，邻位基团的空间位阻对磺甲基的影响较小。磺甲基化反应主要发生在活性酚羟基的邻位和对位。

（2）磺化。

腐植酸盐磺化反应的反应式主要有以下两种：

（3）化学氧化。

腐植酸盐经化学氧化后，可将大分子链断裂成小分子链，将苯环上的烃基氧化成羧基或羟基，增加了活性基团的含量，进而提高分散活性。

（4）化学氧化和磺甲基化协同作用。

腐植酸类物质，经氧化降解，增加再生腐植酸，并对腐植酸分子结构进行调整，经磺甲基化反应，使腐植酸分子链上两亲基团的键合作用，形成了浆体内部的网格结构，使煤浆表现出良好的分散性和稳定性。

（5）接枝共聚。

腐植酸盐在引发剂的引发作用下，产生活化的自由基，可与乙烯基类单体发生接枝共聚，引入其它基团，生成接枝共聚物。目前接枝共聚物的制备研究主要有腐植酸钠—丙烯酸钠接枝共聚物、腐植酸钠—丙烯酰胺—2—丙烯酰氨基—2—甲基丙磺酸钠接枝共聚物、腐植酸钠—丙烯酰胺—丙烯酸钠接枝共聚物、磺甲基腐植酸钾—丙烯腈—水解聚丙烯腈接枝共聚物。

目前，在腐植酸盐作水煤浆添加剂的研究领域，工业应用较多的是单独使用某一种改性腐植酸盐，成浆效果较好，其中分散性因煤种而异，稳定性能一般。且有的改性方法较复杂，对操作条件的控制要求较高。

发明内容

本发明提供一种将腐植酸盐改性和复配相结合的高效水煤浆添加剂的制备方法。为便于安全生产和实际操作，本发明选用较为简便的腐植酸盐磺化的改性方法，并结合木质素磺酸钠的特点将两者复配，以达到协同增效作用。

本发明的技术解决方案如下：一种高效水煤浆添加剂的制备方法，向一定量的腐植酸中加入氢氧化钠，两者质量配比为4:1～5:1,将该混合物加热蒸煮至110～120℃反应2～3h，随后将上层清液分离并加入亚硫酸钠，腐植酸与亚硫酸钠的质量比为3:1～4:1，加热至120～140℃进行磺化反应2～3h，取上层清液烘干即得腐植酸磺酸钠，最后将腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠以3～7:7～3的比例混合搅拌，得复配型高效水煤浆添加剂。

腐植酸盐通过化学改性引入其它基团，可显著提高其分散性能，分散效果与萘系添加剂相当，但缺点是浆体稳定性差。木质素磺酸钠也是应用较广的一种水煤浆添加剂，其来源于造纸废液，价格低廉，分散性能不及腐植酸盐和萘系添加剂，但稳定性比前两者好。本发明提供一种将腐植酸盐改性和复配相结合的高效水煤浆添加剂的制备方法，采用较为简便的腐植酸盐磺化的改性方法，通过改性引入磺酸基显著地提高了分散性能，再将所得的腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠按一定比例复配，可达到协同增效作用。该复合添加剂具有良好的分散性和稳定性，同时可节约大量成本，具有显著的性价比优势。本发明制备的高性能添加剂，分散性、稳定能好，成本价格适中，应用范围广。

附图说明

附图为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

向100g腐植酸中加入20g氢氧化钠，混合物加热至120℃反应2h。随后将上层清液分离并加入亚硫酸钠30g，加热至120℃反应2h，取上层清液烘干即得腐植酸磺酸钠。最后将腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠以3:7的比例混合搅拌，即得复配型水煤浆添加剂。

实施例2：

向100g腐植酸中加入20g氢氧化钠，混合物加热至120℃反应2h。随后将上层清液分离并加入亚硫酸钠30g，加热至120℃反应2h，取上层清液烘干即得腐植酸磺酸钠。最后将腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠以4:6的比例混合搅拌，即得复配型水煤浆添加剂。

实施例3：

向120g腐植酸中加入25g氢氧化钠，混合物加热至110℃反应2h。随后将上层清液分离并加入亚硫酸钠35g，加热至120℃反应2h，取上层清液烘干即得腐植酸磺酸钠。最后将腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠以5:5的比例混合搅拌，即得复配型水煤浆添加剂。

实施例4：

向120g腐植酸中加入25g氢氧化钠，混合物加热至110℃反应2h。随后将上层清液分离并加入亚硫酸钠35g，加热至120℃反应2h，取上层清液烘干即得腐植酸磺酸钠。最后将腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠以6:4的比例混合搅拌，即得复配型水煤浆添加剂。

实施例5：

向120g腐植酸中加入25g氢氧化钠，混合物加热至110℃反应2h。随后将上层清液分离并加入亚硫酸钠35g，加热至120℃反应2h，取上层清液烘干即得腐植酸磺酸钠。最后将腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠以7:3的比例混合搅拌，即得复配型水煤浆添加剂。

本发明添加剂应用效果如下：

（1）添加剂理化指标

产品形态：深棕色液体

离子型：阴离子

溶解性：易溶于水

PH值（1%水溶液）：7～9

CWS流型：屈服假塑性

（2）添加剂成浆性能可达到的技术指标

在对陕西、内蒙境内的多地区不同煤种的应用中发现，该添加剂的成浆性能优良、浆体流型好，可满足成浆浓度≥60%、粘度＜1200mPa·s、稳定期≥一个月（无不可恢复的硬沉淀）。

Claims

1.一种高效水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于：向一定量的腐植酸中加入氢氧化钠，两者质量配比为4:1～5:1,将该混合物加热蒸煮至110～120℃反应2～3h，随后将上层清液分离并加入亚硫酸钠，腐植酸与亚硫酸钠的质量比为3:1～4:1，加热至120～140℃进行磺化反应2～3h，取上层清液烘干即得腐植酸磺酸钠，最后将腐植酸磺酸钠与木质素磺酸钠以3～7:7～3的比例混合搅拌，制得一种高效水煤浆添加剂。