CN107488473B - 一种改性洗油水煤浆添加剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改性洗油水煤浆添加剂的制备方法，该方法以洗油作为起始原料，与浓硫酸发生磺化反应，再与葡萄糖烯丙基酰胺、甲醛在一定工艺条件下的缩聚反应，反应完毕后，在引发剂存在的情况下与乙烯基磷酸及其盐、交联剂发生聚合反应，最后再加入碱性调节剂进行中和，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。本水煤浆添加剂产品含有葡萄糖基、磷酸基、酰胺基、磺酸基等多种功能性基团，具有掺量少、分散性优良、稳定性好等优点。

Description

一种改性洗油水煤浆添加剂的制备方法
本申请是针对专利申请号为2016100466763，申请日为2016年1月23日，专利名称为一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法的分案申请。
技术领域
本发明属于精细化工领域，特别涉及一种改性洗油水煤浆添加剂的制备方法。
背景技术
能源一直都是人类社会进步和发展的基础。根据美国能源信息署最新预测结果，随着世界经济、社会的发展，未来世界能源需求量将持续增加。中国是个能源生产和消费大国，能源在国民经济发展中占绝对重要地位。从我国的能源结构分析，我国是一个富煤贫油少气的国家，我国煤炭储量约占石化能源总储量的90％，而石油和天然气储量约占10％，煤炭的消耗约占72％左右。因此说，在相当长的时间内，我国的能源消费结构仍将以煤炭为主。由于传统的燃煤方式存在环境污染大、燃料利用率低等问题，随着构建资源节约型、环境友好型社会目标的提出，迫切需要一种清洁的煤炭利用方式。
水煤浆是20世纪80年代初开发的一种煤基流体燃料，特点是污染低、效率高、流动性强，像油一样易于装卸储存及直接雾化燃烧。水煤浆主要是由一定细度的煤粉和水组成的粗颗粒悬浮体系。因煤粒表面是非极性的，即使将煤粒磨细，其在极性的水中也不能稳定分散，属于热力学不稳定体系。然而良好的流变性和稳定性是水煤浆最为重要的性能，要使水煤浆具有良好的流体特性，必须加入水煤浆添加剂。
水煤浆添加剂是制备高浓度、高稳定性水煤浆的关键。它的作用是使煤粒均匀稳定地分散在水中，使水煤浆在正常使用时有较低的粘度、较好的流动性、静置时不易产生沉淀，使煤浆具有良好的流动性和稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改性洗油水煤浆添加剂的制备方法，该稳定剂能更好提高水煤浆的稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法，主要由下述份数配比的原料组分制成：
进一步的改进是：所述乙烯基磷酸及其盐为乙烯基磷酸、乙烯基磷酸钠和乙烯基磷酸钾中的一种或两种以任意比混合的混合物。
进一步的改进是：所述交联剂为二烯丙基胺、三烯丙基胺中的任意一种或两种以任意比混合的混合物。
进一步的改进是：所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的任意一种或两种以任意比混合的混合物。
进一步的改进是：所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的任意一种或两种以任意比混合的混合物。
一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入5～15份的洗油后加热升温，升温至110℃～140℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入5～20份浓硫酸，加完后保温2～4小时；
(2)再加入0.1～2份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至100℃～120℃后开始滴加1～8份的甲醛溶液；滴加时间为1～3h，温度控制在100℃～120℃。
(3)接着再加入0.1～5份乙烯基磷酸及其盐，0.1～3份交联剂，加完后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由0.1～1份的引发剂和适量的水配制而成；滴加时间控制在0.5～4小时，滴加时温度控制在100℃～120℃；
(4)滴加完后加入剩余的水、2～15份的碱性调节剂，0.1～1小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
与现有技术相比，本发明具有以下显著效果：
1、本发明以洗油为起始原料，拓展了水煤浆添加剂生产的原料来源。由于原料来源广泛、低廉，因而可以极大降低原料成本。
2、本发明利用洗油先磺化再与葡萄糖烯丙基酰胺和甲醛在一定工艺条件下的缩聚反应，以及缩聚产物的不饱和双键在引发剂存在的情况下，可以与乙烯基磷酸及其盐、交联剂发生共聚反应，从而得到含有葡萄糖基、磷酸基、酰胺基、磺酸基等多种功能性基团的改性洗油水煤浆添加剂，本水煤浆添加剂具有掺量少、分散性优良、稳定性好等优点；
3、该产品生产工艺简单、条件温和，生产过程加料、条件都容易控制，整个工艺过程无“三废”排出，是一种绿色环保型、无污染清洁化生产工艺。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步详细阐述。
本发明的一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法，由下述份数配比的原料组分制成：
(1)往反应釜中加入5～15份的洗油后加热升温，升温至110℃～140℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入5～20份浓硫酸，加完后保温2～4小时；
(2)再加入0.1～2份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至100℃～120℃后开始滴加1～8份的甲醛溶液；滴加时间为1～3h，温度控制在100℃～120℃。
(3)接着再加入0.1～5份乙烯基磷酸及其盐，0.1～3份交联剂，加完后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由0.1～1份的引发剂和适量的水配制而成；滴加时间控制在0.5～4小时，滴加时温度控制在100℃～120℃；
(4)滴加完后加入剩余的水、2～15份的碱性调节剂，0.1～1小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
所述乙烯基磷酸及其盐为乙烯基磷酸、乙烯基磷酸钠和乙烯基磷酸钾中的一种或几种的混合物。
所述交联剂为二烯丙基胺、三烯丙基胺中的任意一种或两种以任意比混合的混合物。
所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的任意一种或两个以上以任意比混合的混合物。
所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入5～15份的洗油后加热升温，升温至110℃～140℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入5～20份浓硫酸，加完后保温2～4小时；
(2)再加入0.1～2份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至100℃～120℃后开始滴加1～8份的甲醛溶液；滴加时间为1～3h，温度控制在100℃～120℃。
(3)接着再加入0.1～5份乙烯基磷酸及其盐，0.1～3份交联剂，加完后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由0.1～1份的引发剂和适量的水配制而成；滴加时间控制在0.5～4小时，滴加时温度控制在100℃～120℃；
(4)滴加完后加入剩余的水、2～15份的碱性调节剂，0.1～1小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
下面以具体的实施例对本发明进行详细说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
本发明的一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法，由下述份数配比的原料组分制成：
本发明一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入6份的洗油后加热升温，升温至115℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入7份浓硫酸，加完后保温2.5小时；
(2)再加入0.5份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至105℃后开始滴加3份的甲醛溶液；滴加时间为2h，温度控制在108℃。
(3)接着再加入0.5份乙烯基磷酸，0.2份二烯丙基胺，加完后开始滴加质量百分比浓度为2％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由0.2份的过硫酸钠和9.8份的水配制而成；滴加时间控制在2小时，滴加时温度控制在110℃；
(4)滴加完后加入61.5份的水、10份的氢氧化钠，0.5小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
实施例2
本发明的一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法，由下述份数配比的原料组分制成：
本发明一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入7份的洗油后加热升温，升温至118℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入8份浓硫酸，加完后保温2.5小时；
(2)再加入0.5份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至108℃后开始滴加4份的甲醛溶液；滴加时间为2.5h，温度控制在108℃。
(3)接着再加入2份乙烯基磷酸钠，1份二烯丙基胺，加完后开始滴加质量百分比浓度为5％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由0.5份的过硫酸铵和9.5份的水配制而成；滴加时间控制在2.5小时，滴加时温度控制在115℃；
(4)滴加完后加入55.5份的水、12份的氢氧化钠，0.7小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
实施例3
本发明的一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法，由下述份数配比的原料组分制成：
本发明一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入8份的洗油后加热升温，升温至120℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入15份浓硫酸，加完后保温2小时；
(2)再加入0.5份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至110℃后开始滴加5份的甲醛溶液；滴加时间为2.5h，温度控制在108℃。
(3)接着再加入2份乙烯基磷酸钾，1份三烯丙基胺，加完后开始滴加质量百分比浓度为5％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由0.5份的过硫酸铵和9.5份的水配制而成；滴加时间控制在2小时，滴加时温度控制在113℃；
(4)滴加完后加入43.5份的水、14份的氢氧化钠，0.5小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
实施例4
本发明的一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法，由下述份数配比的原料组分制成：
其中：所述乙烯基磷酸及其盐为乙烯基磷酸、乙烯基磷酸钠两种的混合物，乙烯基磷酸、乙烯基磷酸钠的用量分别为1份和2份；
本发明一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入12份的洗油后加热升温，升温至120℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入14份浓硫酸，加完后保温2小时；
(2)再加入0.5份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至110℃后开始滴加6份的甲醛溶液；滴加时间为2h，温度控制在112℃。
(3)接着再加入1份乙烯基磷酸，2份乙烯基磷酸钠，1份三烯丙基胺，加完后开始滴加质量百分比浓度为2％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由0.5份的过硫酸铵和24.5份的水配制而成；滴加时间控制在2.5小时，滴加时温度控制在116℃；
(4)滴加完后加入24.5份的水、14份的氢氧化钾，0.6小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
实施例5
本发明的一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法，由下述份数配比的原料组分制成：
其中：所述交联剂为二烯丙基胺、三烯丙基胺两种的混合物，二烯丙基胺、三烯丙基胺的用量分别为1份和1份；
本发明一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入13份的洗油后加热升温，升温至125℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入18份浓硫酸，加完后保温2小时；
(2)再加入0.4份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至117℃后开始滴加7份的甲醛溶液；滴加时间为2h，温度控制在118℃。
(3)接着再加入4份乙烯基磷酸钠，1份二烯丙基胺，1份三烯丙基胺，加完后开始滴加质量百分比浓度为4％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由0.6份的过硫酸铵和14.4份的水配制而成；滴加时间控制在2.5小时，滴加时温度控制在118℃；
(4)滴加完后加入26.6份的水、14份的氢氧化钾，0.3小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
实施例6
本发明的一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法，由下述份数配比的原料组分制成：
其中：所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾两种的混合物，过硫酸钠、过硫酸钾的用量分别为0.3份和0.5份；
所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾两种的混合物，氢氧化钠、氢氧化钾的用量分别为7份和7份；
本发明一种改性洗油水煤浆添加剂及其制备方法的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入14份的洗油后加热升温，升温至135℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入19份浓硫酸，加完后保温2.5小时；
(2)再加入1份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至116℃后开始滴加7份的甲醛溶液；滴加时间为2.5h，温度控制在117℃。
(3)接着再加入3份乙烯基磷酸钾，2份三烯丙基胺，加完后开始滴加质量百分比浓度为4％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由0.8份的过硫酸铵和19.2份的水配制而成；滴加时间控制在2小时，滴加时温度控制在118℃；
(4)滴加完后加入20份的水、14份的氢氧化钾，0.5小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
以下为使用本发明的改性洗油水煤浆添加剂和市售的水煤浆添加剂进行成浆试验，说明了其效果。
表1本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
备注：煤种为易成浆的贫瘦煤。
表2本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
备注：煤种为一般性弱粘煤。
表3本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
备注：煤种为难成浆的长焰煤。
表4本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
备注：煤种为极难成浆的褐煤。
从上表可知，本发明实施例1～6制备的改性洗油水煤浆添加剂性能良好，能满足工业生产的需求，具有良好的分散性和广泛的适应性等优点，是一种较好的水煤浆添加剂。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (1)

1.一种改性洗油水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于：由下述重量份数配比的原料组分制成：
其制备方法，通过如下步骤实现：(1)往反应釜中加入7份的洗油后加热升温，升温至110℃～140℃后停止加热并开启搅拌，同时往釜中加入8份浓硫酸，加完后保温2～4小时；
(2)再加入0.5份葡萄糖烯丙基酰胺，并将体系降温至100℃～120℃后开始滴加4份的甲醛溶液；滴加时间为1～3h，温度控制在100℃～120℃；
(3)接着再加入2份乙烯基磷酸纳，1份二烯丙基胺，加完后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由0.5份的过硫酸钠和适量的水配制而成；滴加时间控制在0.5～4小时，滴加时温度控制在100℃～120℃；
(4)滴加完后加入剩余的水、12份的氢氧化钠，0.1～1小时后，降温出料，即得所述改性洗油水煤浆添加剂。
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