CN103387858B - 水煤浆分散剂的制备配方及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水煤浆分散剂及其生产工艺，其原料包括碱木质素、无水亚硫酸钠、催化助剂、丙酮及甲醛，以纸浆废液回收的木质素为主要原料，制得的水煤浆分散剂稳定性优于现有的萘系水煤浆分散剂，而且主要原料来源充足，原料成本较低，具有很强的技术和资源优势，更利于大规模推广应用。

Description

水煤浆分散剂的制备配方及其生产工艺
技术领域
本发明涉及环保能源领域，特别是一种水煤浆分散剂的制备配方及其生产工艺。
背景技术
水煤浆(简称CWM)是一种经济、洁净、可替代石油和天然气的液体燃料和化工原料，它是一种将一定粒径分布的煤粉分散于水介质中制成的高浓度煤/水分散体系。我国是一个缺(石)油少(天然)气、煤炭资源相对丰富的国家，煤炭作为一次能源占主导地位的状况在相当长时期内难以改变。但由于目前我国燃煤利用效率较低，燃煤排放的烟尘对环境污染严重，发展“洁净煤技术”是将来发展的必由之路。其中水煤浆技术有一定的优势，在代替油发电、供热、化工领域获得了广泛的应用，并且是国家十二、五规划中重点推广项目。煤是一类有机复合物，水是极性化合物，两者的相容性比较差，通常情况下难以制成稳定的CWM。水煤浆分散剂是一类表面活性物质，是制备合格的CWM必不可少的化学助剂，是CWM技术成功与否的关键。现有技术中的萘系水煤浆分散剂的原料主要从石油中提炼，受到原料的影响，萘系水煤浆分散剂的市场占有率正在逐渐缩小，聚丙烯酸系水煤浆分散剂由于价格较高，带动制浆成本升高，使用的客户较少，因此，需要开发新的水煤浆分散剂的原料，使其制造成本降低。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术中所述的现有的水煤浆分散剂制造成本高的问题，提供一种能够解决前述问题的水煤浆分散剂及其生产工艺。
实现本发明的目的技术方案如下：
一种水煤浆分散剂的制备配方，其包括以下按照重量份数比计的原料组分：
碱木质素2000份-2500份；
无水亚硫酸钠200份-400份；
催化助剂150份-300份；
丙酮280份-350份；
甲醛800份-1000份。
上述方案中，所述的原料组分及重量份数比为：
碱木质素2000份-2300份；
无水亚硫酸钠200份-300份；
催化助剂150份-250份；
丙酮280份-330份；
甲醛850份-950份。
具体地，所述的原料组分及重量份数比为：
碱木质素2200份；无水亚硫酸钠270份；催化助剂200份；丙酮310份；甲醛900份。
上述方案中所述的催化助剂选用过硫酸钠。
一种利用上述的配方制备水煤浆分散剂的生产工艺，其包括以下的步骤：
步骤1、在反应釜内按照重量份数比加入水1100-1300份，搅拌并升温至40℃-42℃，然后加入催化助剂150份-300份、无水亚硫酸钠200份-400份，然后搅拌20-40分钟；
步骤2、反应釜的冷凝器开冷却水进行冷却，向反应釜内加入丙酮280份-350份，然后封闭反应釜的入孔，升温至46℃-48℃，反应30分钟左右，在此过程中要确保反应釜的密封，防止丙酮丢失；
步骤3、向反应釜内加入碱木质素2000-2500份，边搅拌边升温至60℃-62℃；
步骤4、向反应釜内加入甲醛800份-1000份，加入时间控制在60分钟-80分钟，前30分钟加入甲醛总量的三分之一，后期快加，通入甲醛后，反应釜内原料开始反应，反应釜温度逐步升高，反应明显开始后，丙酮挥发加快，此时，要控制甲醛流量，同时反应釜适当降温来控制反应速度，反应釜的冷凝器冷却水要保持大流量，反应釜的冷凝器与大气相通，保持常压，检测冷凝器排气口，确保无丙酮外逃，反应高峰结束后，利用反应热升温，冷凝器减少冷却水用量，确保在甲醛加完后，反应釜内温度要控制在75℃以下；
步骤5、反应釜内温度上升至90℃-95℃，反应2.5小时-3小时结束，制得水煤浆分散剂。
上述的生产工艺中，步骤5中制得的水煤浆分散剂，按照水泥静浆方法与过去的正常料做对比试验，确定产品质量。
上述的生产工艺中，所述的催化助剂为过硫酸钠。
上述的生产工艺中，步骤1中加入水1100份-1200份，催化助剂150份-250份，无水亚硫酸钠200份-300份，步骤2-步骤4中加入丙酮280份-330份，碱木质素2000份-2300份，甲醛850份-950份。
上述的生产工艺中，步骤1中加入水1200份，催化助剂200份，无水亚硫酸钠270份，步骤2-步骤4中加入丙酮310份，碱木质素2200份，甲醛900份。
上述的生产工艺中，步骤1中加入水1200份，催化助剂200份，无水亚硫酸钠266份，步骤2-步骤4中加入丙酮307份，碱木质素2180份，甲醛900份。
本发明的水煤浆分散剂的制备配方是以纸浆废液回收的木质素为主要原料研制而成的具有广泛适用性的新型、高效、阴离子型高分子水煤浆分散剂产品，其产品性能优于早前应用的萘系水煤浆分散剂，制得的水煤浆稳定性更好，而且原料成本低，容易得到，因此，具有很强的技术和资源优势。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细的阐明：
实施例1
一种水煤浆分散剂的制备配方，其包括以下按照重量份数比计的原料组分：
碱木质素2000份-2500份；
无水亚硫酸钠200份-400份；
催化助剂150份-300份；
丙酮280份-350份；
甲醛800份-1000份。
一种利用上述的配方制备水煤浆分散剂的生产工艺，其包括以下的步骤：
步骤1、在反应釜内按照重量份数比加入水1100-1300份，搅拌并升温至40℃-42℃，然后加入催化助剂150份-300份、无水亚硫酸钠200份-400份，然后搅拌20-40分钟；
步骤2、反应釜的冷凝器开冷却水进行冷却，向反应釜内加入丙酮280份-350份，然后封闭反应釜的入孔，升温至46℃-48℃，反应30分钟左右，在此过程中要确保反应釜的密封，防止丙酮丢失；
步骤3、向反应釜内加入碱木质素2000-2500份，边搅拌边升温至60℃-62℃；
步骤4、向反应釜内加入甲醛800份-1000份，加入时间控制在60分钟-80分钟，前30分钟加入甲醛总量的三分之一，后期快加，通入甲醛后，反应釜内原料开始反应，反应釜温度逐步升高，反应明显开始后，丙酮挥发加快，此时，要控制甲醛流量，同时反应釜适当降温来控制反应速度，反应釜的冷凝器冷却水要保持大流量，反应釜的冷凝器与大气相通，保持常压，检测冷凝器排气口，确保无丙酮外逃，反应高峰结束后，利用反应热升温，冷凝器减少冷却水用量，确保在甲醛加完后，反应釜内温度要控制在75℃以下；
步骤5、反应釜内温度上升至90℃-95℃，反应2.5小时-3小时结束，制得水煤浆分散剂。
实施例2
上述方案中，所述的催化助剂选用过硫酸钠。
实施例3
上述方案中，所述的原料组分及重量份数比为：
碱木质素2000份-2300份；
无水亚硫酸钠200份-300份；
过硫酸钠150份-250份；
丙酮280份-330份；
甲醛850份-950份。
相应地，上述的生产工艺中，步骤1中加入水1100份-1200份，过硫酸钠150份-250份，无水亚硫酸钠200份-300份，步骤2-步骤4中加入丙酮280份-330份，碱木质素2000份-2300份，甲醛850份-950份。
实施例4
具体地，所述的原料组分及重量份数比为：
碱木质素2200份；无水亚硫酸钠270份；过硫酸钠200份；丙酮310份；甲醛900份。
相应地，上述的生产工艺中，步骤1中加入水1200份，过硫酸钠200份，无水亚硫酸钠270份，步骤2-步骤4中加入丙酮310份，碱木质素2200份，甲醛900份。
实施例5
具体地，所述的原料组分及重量份数比为：
碱木质素2180份；无水亚硫酸钠266份；过硫酸钠200份；丙酮307份；甲醛900份。
相应地，上述的生产工艺中，步骤1中加入水1200份，过硫酸钠200份，无水亚硫酸钠266份，步骤2-步骤4中加入丙酮307份，碱木质素2180份，甲醛900份。
实施例6
上述的几种方案的生产工艺中，步骤5中制得的水煤浆分散剂，按照水泥静浆方法与过去的正常料做对比试验，确定产品质量。
下面以实施例4中制得的水煤浆分散剂为例，与现有的其他水煤浆分散剂的性能进行对比：
通过上表可以看出，现有技术中的萘系添加剂的稳定性较差，在24小时内就会出现析水，硬沉积，本发明的水煤浆分散剂加入到煤浆中，制得的水煤浆在24小时内无析水，无沉积，在30天内，低浓度的水煤浆无析水，无沉积，高浓度的水煤浆会有少量析水，软沉积，通过对比可知，本发明的水煤浆分散剂不仅原料成本低，而且性能较现有的水煤浆分散剂也有了较大的提升，制得的水煤浆稳定性更好。

Claims (9)

1.一种水煤浆分散剂的制备配方，其特征在于：其包括以下按照重量份数比计的原料组分：
碱木质素2000份-2500份；
无水亚硫酸钠200份-400份；
催化助剂150份-300份；
丙酮280份-350份；
甲醛800份-1000份；
水1100份-1300份；
所述的催化助剂选用过硫酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种水煤浆分散剂的制备配方，其特征在于：所述的原料组分及重量份数比为：
碱木质素2000份-2300份；
无水亚硫酸钠200份-300份；
催化助剂150份-250份；
丙酮280份-330份；
甲醛850份-950份；
水1100-1200份。
3.根据权利要求1所述的水煤浆分散剂的制备配方，其特征在于：所述的原料组分及重量份数比为：
碱木质素2200份；无水亚硫酸钠270份；催化助剂200份；丙酮310份；甲醛900份，水1200份。
4.一种利用权利要求1的配方制备水煤浆分散剂的生产工艺，其特征在于：其包括以下的步骤：
步骤1、在反应釜内按照重量份数比加入水1100-1300份，搅拌并升温至40℃-42℃，然后加入催化助剂150份-300份、无水亚硫酸钠200份-400份，然后搅拌20-40分钟；
步骤2、反应釜的冷凝器开冷却水进行冷却，向反应釜内加入丙酮280份-350份，然后封闭反应釜的入孔，升温至46℃-48℃，反应30分钟，在此过程中要确保反应釜的密封，防止丙酮丢失；
步骤3、向反应釜内加入碱木质素2000-2500份，边搅拌边升温至60℃-62℃；
步骤4、向反应釜内加入甲醛800份-1000份，加入时间控制在60分钟-80分钟，前30分钟加入甲醛总量的三分之一，后期快加，通入甲醛后，反应釜内原料开始反应，反应釜温度逐步升高，反应明显开始后，丙酮挥发加快，此时，要控制甲醛流量，同时反应釜适当降温来控制反应速度，反应釜的冷凝器冷却水要保持大流量，反应釜的冷凝器与大气相通，保持常压，检测冷凝器排气口，确保无丙酮外逃，反应高峰结束后，利用反应热升温，冷凝器减少冷却水用量，确保在甲醛加完后，反应釜内温度要控制在75℃以下；
步骤5、反应釜内温度上升至90℃-95℃，反应2.5小时-3小时结束，制得水煤浆分散剂。
5.根据权利要求4所述的水煤浆分散剂的生产工艺，其特征在于：步骤5中制得的水煤浆分散剂，按照水泥静浆方法与过去的正常料做对比试验，确定产品质量。
6.根据权利要求4所述的水煤浆分散剂的生产工艺，其特征在于：所述的催化助剂为过硫酸钠。
7.根据权利要求4所述的水煤浆分散剂的生产工艺，其特征在于：步骤1中加入水1100份-1200份，催化助剂150份-250份，无水亚硫酸钠200份-300份，步骤2-步骤4中加入丙酮280份-330份，碱木质素2000份-2300份，甲醛850份-950份。
8.根据权利要求4所述的水煤浆分散剂的生产工艺，其特征在于：步骤1中加入水1200份，催化助剂200份，无水亚硫酸钠270份，步骤2-步骤4中加入丙酮310份，碱木质素2200份，甲醛900份。
9.根据权利要求4所述的水煤浆分散剂的生产工艺，其特征在于：步骤1中加入水1200份，催化助剂200份，无水亚硫酸钠266份，步骤2-步骤4中加入丙酮307份，碱木质素2180份，甲醛900份。
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