CN85108828A - 水煤浆组合物 - Google Patents
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Abstract
水煤浆包括磨碎煤、水和硫酸化O-苷表面活化剂。硫酸化O-苷作为煤粒的高效分散剂，使得用少量的表面活化剂即可得到低粘度的水煤浆。
Description
本发明是关于煤粉的水浆液，特别是关于使用表面活化剂产生可泵送的、固体含量高的细煤在水中的悬浮液。然后通过管路输送，或者用国家现有的燃料油输送系统（驳船、铁路油槽车、油槽汽车、贮槽、管路）来输送，并在烧煤、烧油、或烧汽油的锅炉、高炉等中燃烧这些悬浮液。
本发明的目的在于使用硫酸化O-苷表面活化剂作为水煤浆的分散剂。
由于石油利用度有限并且价格不断提高，开发非石油能源，从而保持稳定供应已成为日益增长的需要。更有效地利用煤，大大减少世界经济对石油的依赖已成为人们热心地重新考虑的问题。然而，由于煤是固体，其 用带来的运输和处理困难使之不能与石油竞争。
为了便于加工和使用煤，已经开发了含有分散在水中细煤粒的水煤浆（“CWS”）。形成可泵送的水煤浆所需水量随煤的表面特征及粉碎程度而变化。如果不加添加剂，煤粒大部分能通过200目（泰勒筛）的水煤浆只能含有大约40%-45%（按重量计）的煤，当水煤浆中煤含量超过此值时，粘度明显提高，浆液不能泵送。要使煤颗粒分散在水中，达到高固体含量、粒度可接受的水煤浆，需要使用一种表面活化剂来降低煤-水表面张力，从而便于浸湿煤颗粒表面。适宜的表面活化剂还必须能避免煤颗粒再结合成大的基团。此外，在水煤浆制备期间及以后的输送条件下，例如在磨碎、混合和泵送时，必须保持其分散性能。例如参见美国专利第4，302，212号（yamamura等，1981年11月24日公布）;美国专利4，304，572号（Wiese等，1981年12月8日公布）;美国专利4，104，035号（cole等，1978年8月1日公布）;美国专利4，282，006号（Funk，1981年8月4日公布）;美国专利4，358，293号（MarR，1981年11月9日公布）;及所有列入的参考文献。一般阴离子表面活化剂，特别是磺酸盐被认为是水煤浆最佳表面活化剂。
美国专利4，472，170号、（Hellyer，1984年9月18日公布），及文中所列的参考文献，公开了非烷基糖苷作为水煤浆理想的表面活化剂。
由于表面活化剂加到水煤浆成本中，而燃料价格基本没有提高，因而需要使用相当廉价、高效的表面活化剂，即那些只用少许量就可提供低粘度、容易泵送的水煤浆的表面活化剂。此外，由于许多阴离子表面活化剂含有诸如硫、磷或氮等元素，因此为了在燃烧水煤浆时减少由硫、磷或氮燃烧产物引起的空气污染，需要最低限度地使用这些表面活化剂。阴离子表面活化剂中的金属阳离子（例如，Иa或k）会生成灰，当燃烧水煤浆时会在锅炉中结渣、结污。因此，为了减少灰的形成，也需要水煤浆中含有少量阳离子表面活化剂。
本发明的目的就是提供优良的表面活化剂用作水煤浆中的分散剂，进一步说即提供阳离子表面活化剂，它是水煤浆的高效分散剂，从而能够使用少量表面活化剂，并因此减少了会产生空气污染、或灰份的元素的引入。
根据本发明，已经发现硫酸化O-苷是用于水煤浆的优良表面活化剂。硫酸化O-苷是由脂肪醇或芳香醇残基（称为糖苷配基）通过氧原子与糖类残基的半缩醛或半缩酮碳原子链合的化合物组成，这种糖类残基还可通过氧原子连接到其它糖类残基上。这些化合物与硫酸化剂（如硫酸或SO3），然后用碱（例如氢氧化钠或氢氧化铵）中和，产生硫酸化O-苷。
现在人们已经发现硫酸化O-苷其用量（在活性基础上）低于用作同一目的的各种其它阴离子表面活化剂（例如，萘磺酸盐或木素磺酸盐）的用量时，能提供适宜的、低粘度的水煤浆。这个发现以及硫酸化O-苷从相当廉价的原材料制成这一事实，使得这类表面活化剂作为水煤浆的分散剂是十分理想的。
本发明的水煤浆包括：
a.约50%（重量）至约85%（重量）的细煤粒，其粒度为基本小于4目（这里所有的筛网尺寸除特别提出外参考泰勒标准筛制。
b.约0.01%（重量）至约5%（重量）的硫酸化O-苷。
c.约10%（重量）至约50%（重量）的水。
将硫酸化O-苷以0.1%（重量）至100%（重量）的活性硫化O-苷产品形式加入浆液中，该产品的其余部分是未硫酸化的O-苷、硫酸化及未硫酸化的脂族或芳族醇、硫酸化和未硫酸化的糖类及多糖类、或其它粗反应产物;浆液中还含有载流，如水或溶剂;磨碎煤;或助添加剂。
这里所有的百分数、数量和比率，除特别指出外均以重量计。
水煤浆中磨碎煤的浓度最好约为水煤浆总量的60%至70%（重量），最好至少有40%（重量）的煤颗粒小于200目。正如下面将要叙述的，煤的粒度分布在这样宽的范围内最好，这取决于煤种，或者用于水煤浆中硫酸化O-苷的类型。
本发明的硫酸化O-苷具有化学式：
其中RO（R′O）t是糖苷配基，R是6至32左右碳原子的脂肪族烃或芳香烃基（直链或支链、开链或环状、饱和的或不饱和的、并可用含碳、氢、氧和它们结合物的非离子基团任意取代），R′是2至4个碳原子的烷基（直链或支链、可用羟基任意取代），t是单一的数或0至大约30之间分布的数，z是糖基部分（即，还原单糖类的残基），x是单一的数或从1至大约10之间的数，n是单一的数或1至3x+1之间分布的数，M是一个无机或有机阳离子（例如，钠、钾、钙、铵、或单乙醇胺）。R最好是8至22个碳原子的烷基或链烯基，t是O，z是葡糖基部分，x是从1至3，n是从1至10，M是铵。在SO4M（即硫酸盐）部分，SO3M（即，磺酸盐）首先通过葡糖基部分的氧原子与葡糖基连接，而一般把这种化合物设计为硫酸盐而不是磺酸盐。
O-苷通过“还原态单糖类”的烷基化而制备的，这些还原态糖类包括己糖和戊糖，典型的有葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、鼠李糖、核糖、塔罗糖、木糖、等等。如方便和容易得到起见，还原态单糖类最好是葡萄糖。能水解成还原态糖类的物质可作为糖类源，这包括淀粉、糊精、麦芽糖、乳糖、蔗糖、纤维素二糖、半纤维素糖原、levoglycosan甲基葡糖苷、乙基葡糖苷、丙基葡糖苷、异丙基葡糖苷、丁基葡糖苷、乙氧基乙二醇葡糖苷、乙氧基乙基葡糖苷、甘油葡糖苷。为方便和容易得到起见，能水解成一种还原态糖类的物质最好是玉米淀粉。
人们已知O-苷是可通过多种技术制备的已知化合物，然而制备烷基和芳烷基O-苷的一般技术与制备芳基和烷芳基O-苷的一般技术不同。
烷基和芳烷基O-苷可通过链烷醇或芳基链烷醇或者烷氧基化的脂肪族或芳香族醇与还原态的单糖类（或者能水解成还原态单糖的一种化合物）在酸催化下反应来制备。合适的醇有：环己醇、苄基醇、辛醇、2-乙己醇、异壬基醇、癸醇、十二醇、十三醇（混合异物体）、十六醇、十八醇、油醇、羟基十八烷酰基醇、和异十八烷酰基醇。如果醇是烷氧基化的，烷氧基可以是乙氧基、丙氧基、丁氧基或它们的混合物。例如十二醇与5摩尔环氧乙烷反应的产物，邻-壬基酚与5摩尔环氧丙烷反应的产物。这里为了简单，除特别指出外烷基和芳烷基术语应理解为包括链烯基和芳基链烯基。
制备O-苷（烷基和芳烷基型）的方法已在下列文献中描述：美国专利3，547，828号（Mansfield等，1970年12月15日公布）;美国专利3，839，318号（Mansfield，1974年10月1日公布）;美国专利3，219，656号（Boettner，1965年11月23日公布）;美国专利3，721，633号（Ranauto，1973年3月20日公布）;美国专利3，772，269号（lew，1973年11月13日公布）;美国专利3，598，865号（lew，1971年8月10日公布）;以及列入的所有参考文献。
芳基和烷芳基O-苷习惯上通过下列方法制备：1.异头卤素取代〔例如，Michael，Am.chem.J.，1，305（1879）;ibid，6，336（1885）;koenigs and Knorr，Ber.，34，957（1901）;BorRowski等，Acta.Polon.Pharm.，34，Иr.3，251（1977）〕。2.苷酯基取代〔例如，Helferich和schmitz-Hillebrecht，Ber.，66，378（1933）;和Mon-tgomery等，J.Am.chem.soc.，64，690（1942）〕;3.原酸酯中间物〔例如，Bochkov等，Izv.Akad.Иauk.UssR、Ser.Khim.，1143（1960）〕。最近，人们已通过用存在于低价酸系统的弱酸芳氧基直接取代异头羟基来制备芳香族O-苷〔如，Grynkiewicz，Pol.J.ehem，53，1571（1979）〕。在制备芳基和烷芳基O-苷中使用的合适的芳醇举例如下：苯酚、甲酚、四-丁基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、癸基苯酚、7-辛烯苯酚、羟基苄基醇、羟基苯甲醛、羟基苯甲酸、萘酚、和羟基萘甲酸。前面提到的有关制备O-苷所有专利和参考文献均列入本申请的参考文献中。
十二醇和葡萄糖（即十二葡糖苷）反应产生多种可能的O-苷异物体，其中一种结构可描述如下：
式中x是重复的葡糖基单元数。
脂肪醇或芳香醇或烷氧醇与糖类的反应产物是O-苷复杂混合物，这些O-苷在异物结构和葡糖基单元的数目方面有差异，混合物含有多糖类（即，尚未用醇醚化的聚合糖类）、未反应的单糖类或未水解的单糖类来源物、未反应的醇、中性催化剂、可能的聚合烷基化苷、及其它未知的反应副产物。如果用美国专利3，772，269号和3，598，865号中描述的惰性溶剂方法制备O-苷，反应产物还将含有作为惰性溶剂的低烷醇或甘醇的O-苷。不纯的反应产物可作为O-苷的来源物，以产生本发明的硫酸化O-苷。通常，未反应的醇是O-苷反应产物中的主要杂质，最容易将尘除去（例如，通过蒸馏）。参见美国专利4，393，203号（Mao等，1983年7月12日公布）。在醇被硫酸化生成本发明的硫酸苷之前，最好将醇从O-苷反应产物中除去。如果在硫酸化过程期间，O-苷中存在醇，就形成硫酸化醇。这些硫酸化醇作为水煤浆的分散剂不如硫酸化O-苷，因此需要在硫酸化作用之间从O-苷中除去醇。
本发明的硫酸化O-苷是通过传统方法制备的，例如用于脂肪醇或脂肪醇乙氧基化物硫酸化的方法。这包括O-苷与硫酸化剂，如氯磺酸、硫酸、三氧化硫、三氧化硫与胺（例如吡啶）、醚或烷基磷酸酯（例如，三乙基磷酸酯）的络合物。反应最好在如二甲基甲酰胺或吡啶这样的溶剂中进行，然后用如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化铵、无水氨、或单乙醇胺这样的碱中和。可以认为硫酸化作用主要发生在连续于糖基部分的羟基上。一般来说，硫酸化剂与O-苷中糖基的平均数目的摩尔比应该是从大约0.5∶1至大约5∶1，最好为1∶1至3∶1。硫酸化O-苷的制备方法由Turney等人在Иature，212卷537-38页（1959）中公开，在以下实施例中将进一步描述。
尽管用于本发明的硫酸化O-苷所显示出极好结果的原因尚不能充分解释，但是可用下面理论方式给出解释。当然，本发明不限于所提出的假定的理论解释。
硫酸化O-苷具有这样的分子结构：即含有一个特殊的憎水端或尾部、一个特殊的亲水端或头部。然而，这些物质与其它表面活化剂不同，它的分子亲水端又大又重，带有大量的羟基和/或硫酸盐基团，而这些基团对水有很高的亲合力。当然，分子大小或亲水程度可以通过控制在每个O-苷分子中的糖基单元数目和那些糖基单元的硫酸化作用程度来改变。同样地，硫酸化O-苷的分子大小和憎水性可通过选择糖苷配基来控制。
由于煤具有非常复杂的化学结构，因而煤是一种高度可变的物质，煤的结构尚未充分、明确地确定。煤粒表面的相对憎水性根据其本身的化学组成变化，由于露置在空气中，其憎水性会由于氧化作用而变化。相对石油来说，煤可能是较亲水的。对水来说它显然是憎水的，并且不易用水浸湿。尤其对新开采出的、其表面尚未氧化的煤更是如此。在有表面活化剂存在时，煤粒不易分散在水中、而倾向形成煤粒团块。
在水溶液中，具有表面活性的硫酸化O-苷很容易被非极性煤表面上吸附的苷的憎水端吸引到煤水接触面上。庞大的硫酸化O-苷亲水端离开煤表面进入大量连续的水相中。庞大的苷端进行水合作用并与水分子一起在每个粒子周围形成一个有效的保护屏。硫酸酯基团也建立一个静电屏，它与同性电荷的煤粒相排斥。这些屏障能使煤粒有效地浸湿，并阻止相互接触形成团块，因此，它作为一种有效的浸湿和分散添加剂。
使煤粒分散并悬浮所需硫酸化O-苷的量取决于煤有效表面的大小，即取决于水煤浆中煤的量和煤的粒度分布。一般来说，煤粒愈小，单位煤重的表面积愈大，需要给定硫酸化O-苷的量愈大。
人们已经知道，许多变量影响水煤浆的粘度和稳定性，例如，煤粒度/形状分布、煤的来源/加工方法、煤的浓度、PH值、添加剂的种类和浓度、制备方法，以及贮存和输送的条件。当使用本发明的硫酸化O-苷生产水煤浆时，选择组分、浓度、和较好的硫酸化O-苷的纯度时必须考虑到上述变量。
由于煤来源不同其性质有很大差别，而且由不同的醇和糖类反应物制得的硫酸化O-苷的性质也有差异，因此尚未发现在本发明范围内哪一种硫酸化O-苷可普遍地用于制备水煤浆的规律。有时需要通过试配试验得到具有配制者寻求的特定性质的水煤浆。然而，已经发现下列准则在使用硫酸化O-苷制造水煤浆过程中是有效的：
1.对于煤化程度高的煤（即，较憎水），要生产较烯的水煤浆需要具有长的R′基团（例如，18个碳原子左右）和相当短的糖基链（即，较低的x）的硫酸化O-苷。对于煤化程度低的煤（即较亲水）则相反。
2.煤粒表面的生化特性随煤的来源和其加工方法而改变。优选的硫酸化O-苷可通过屏蔽在亲水性与亲油性平衡方面不同的硫酸化O-苷来鉴别，它主要是硫酸化O-苷，其通式为：RO（R′O）t-（Z）x-（SO4M）n中R、R′、t、x和n的函数。在该屏蔽过程中，可以测出优选的O-硫酸苷的最佳量。硫酸化O-苷的用量低于或高于此值，水煤浆都达不到最佳物理特征。
3.PH值可能是在使用最少量表面活化剂获得低粘度水煤浆中的一个参数。依照本发明形成的未调节PH值的水煤浆的PH值一般为4至9，这取决于未结合煤的化学性质。文献已讨论了将PH值调到8左右作为一种酸可得到较好的水煤浆性质。因此，如果含有特定的硫酸化O-苷的水煤浆不是令人满意的，则用碱或酸向上或向下调节PH值，以达到产生最佳结果的PH值。
4.助添加剂可以显著地影响水煤浆的性质：
a.在提高水煤浆系统“离子特性”过程中，有时加进水煤浆的0.01%至3%的碱，例如氢氧化钠或氢氧化铵，是有效的，通常碱起某些烯释作用。
b.当水煤浆静置而不搅拌时，可以使用诸如粘土、淀粉和树胶这样的悬浮剂来阻止煤粒的沉淀。悬浮剂的用量一般达该组合物的1.0%左右。
c.要防止水煤浆中可能的微生物生长，可加入约0.5%以下的抗菌剂（例如，甲醛）。
d.如果在水煤浆的制备或输送过程中产生过多的泡沫，可以向水煤浆中加入约0.5%以下的消泡剂。一般使用的消泡剂是硅酮，此外，添加游离的脂肪醇能减少泡沫。
本发明的硫酸化O-苷表面活化剂（100%活性基）向水煤浆中的加入量为水煤浆总量的0.01%至5%（重量），0.05%至4%较好、0.1%至2.5%最佳。一般来说，未在水煤浆中加入表面活化剂时，如果煤的浓度超过水煤浆总量的40-45%（重量），粘度会突然增加，尽管这个临界值随煤粉的种类和粒度会发生某些改变。如果水煤浆中煤的浓度太低，运载效率则降低，并且水煤浆在燃烧前必须进行脱水，因此降低了使用水煤浆的良好经济效益。如果煤的浓度太高，相应的粘度也很高。于是，将煤的浓度调到50%至85%（重量），最好为60%至75%（重量），尽管具体的煤浓度根据煤种、所需的粘度以及是否有某种如上讨论的添加剂可以有某些改变。
将用下列实施例说明本发明，无论如何，这些实施例不能被解释为对本发明范围的限制。
实施例Ⅰ
C16-C18O-苷的制备
用下列试剂制备O-苷表面活化剂，其中糖苷配基为C16～C18烷基（下文称之为“AG-168）”：
表1
试剂 来源
葡萄糖浆（澄清糖95-37） Cargill，Inc
C16～C18脂肪醇（TA1618F） Procter E Gamble
十二烷基苯磺酸（生物软性S-100） Stepan Chemical
高硼酸钠（S-340） Fisher Scientific
甲醇钠（S-335） Fisher Scientific
将90磅（198公斤）C16～C18脂肪醇加入42加仑（159升）的铬镍铁合金反应器并加热到240″F（116℃），反应器中的压力降低至80～85毫米汞柱并产生少量氮气放出。在整个反应过程，反应器保持在此温度和压力条件，加入120克十二烷基苯磺酸和18.5克高硼酸钠，然后向反应器中以每小时7磅（每小时154公斤）的速率加入28磅（61.7公斤）葡萄糖浆（72/28糖/水，95%葡萄糖当量），保持反应温度和压力直到残留的葡萄糖的重量百分比小于0.2（加入浆后4.9小时）。当反应混合物冷却至210°F（99℃）时，压力增加到375毫米汞柱，用78克含25%甲醇钠的甲醇溶液中和反应混合物。
50磅（110公斤）粗制产物进一步用26.3克含25%甲醇钠的甲醇溶液中和，在435°F（224℃）和1.7毫米汞柱下用鲁瓦（Luwa）蒸发器去除混合物中的脂肪醇，这样最终的脂肪醇含量（用GC测定）为8%。
用气相和液相层析法，经分析，AG-168含有至少43.5%的O-苷（RZ132.3%，RZ27.3%，RZ32.3%和RZ41.0%）、8%脂肪醇、和8.9%多糖。在上述术语RZX中，R表示C16～C18的烷氧基，Z表示葡糖基部分，x表示在链中重复的葡糖基部分的数目。
实施例Ⅱ
硫酸化O-苷的制备
用下列试剂制备硫酸化O-苷，其中糖苷配基为C16～C18的烷基（下文称之为SAG-168）：
表2
试剂 来源
二甲基甲酰胺（D15，855-0） Aldrich Chem.Co.
三氧化硫（22，769-2） Aldrich Chem.Co.
二氯乙烷（DX0800） EM-Science
甲醇（MX-0485） EM-Science
氨水 Matheson Gas Co.
碳酸铵（A-652） Fisher Scientific
将454克AG-168（实施例Ⅰ制备的）和1.8升二甲基甲酰胺加入带有磁性搅拌器的5升烧瓶中，然后将混合物加热至80℃，在该温度下混合直到AG-168完全溶解，此混合物称之为混合物A。
将360毫升二氯乙烷加入1升烧瓶中，然后加入240克熔融的三氧化硫，此混合物称之为混合物B。
将混合物A加入配备有滴液漏斗、机械搅拌器和温度计的5升园底烧瓶中，混合物在甲醇冰浴中冷却到10℃，将混合物B放入滴液漏斗，在两个小时的时间内缓慢地加入混合物A中。通过改变混合物B的加入速率，保持混合物25℃，在加入所有混合物B后，组合的混合物在25℃保持24小时。然后，混合物用甲醇冰浴冷却至15℃，通过焙结玻璃管向混合物中缓慢加入氨水，使温度上升到30～35℃，温度由所用的甲醇冰浴和改变氨水的加入速率来控制。当不再产生热量时，停止加入氨水，在90℃和25毫米汞柱下蒸发粗产物中的溶剂，粗产物的重量为650克。
粗产物的加工如下，将固体研碎，与3.25升甲醇一起加入5升玻璃烧瓶中，生成的泥浆加热至回流温度（45～55℃），在此温度下搅拌一小时并真空过滤。在滤液中加入0.65克碳酸铵，搅拌直到碳酸溶解，在90℃和25毫米汞柱时蒸发产物中的甲醇，产物放入70℃和5毫米的真空烘箱中6小时，这称之为产物B。
以相因的方法制备第二部分硫酸化O-苷，这称之为产物C，450克产物B和375克产物C一起研磨得到产物D，这称之为SAG-168。
用液相层析法，经分析，SAG-168至少含有54%硫酸铵化的O-苷（约RZ1（804）13%、RZ1（SO4M）222%、RZ1（SO4M1）325%、RZ2（804M）1-34%）、12.4%烷基硫酸铵、0.22%无机硫酸盐，少于1%的烷基苷、少于1%的脂肪醇和少于1.3%的挥发物，样品的残留物为硫酸化和未硫酸化的糖类和多糖，以及反应的副产物。在上述术语R〔1〕x（804M）n中，R表示C10～C18的烷氧基，z表示葡糖基部分，x表示在链中重复的葡糖基部分的数目，804M表示硫酸铵部分，n表示连接ZX的硫酸铵单元的数目。
实施例Ⅲ
在这个实施例中，根据前面实施例制备的硫酸化O-苷表面活化剂配制入水煤浆中，水煤浆的性质可与用来硫酸化的动物脂（C16～C18）O-苷和下列市场出售的表面活化剂制备的水煤浆的性质相比，这些表面活化剂为：
Diamond Shamrock Corporation的Lomar PWA（浓缩萘磺酸铵盐）;GAF Corporation的Igepal CO-997（壬基苯氧基〔聚乙烯氧基〕乙醇，其分子量约为4680）;Reed Lignin Corporation的Marasperse CBOS-3高纯度的木素磺酸钠）;BASF/Wyan-dotte Corporation的Pluro-nic F 108（聚氧乙烯/聚氧丙烯缩聚物，分子量约为1400）;Procter和Gamble Company的AGS（C12～C14丙三醇醚磺酸钠）;Sigma Chemical Company的葡聚糖硫酸盐（Dextransultate（钠盐，分子量约为8000）;Conoco Chemical Company的LAS（线状C13烷基苯磺酸钠）;Procter E Gamble的TAE3S（C16～C18聚乙氧基-3硫酸钠）;和Procter ε Gamble的TAS（C16～C18烷基硫酸钠）。
用于制备水煤浆的东部烟煤具有如下的性质。
表3
水分 1.9%（重量）
灰分 6.30%
硫 0.72%
挥发份 35.75%
固定碳 56.53%
热值（BTU） 13395/磅
煤粉碎至一定的粒度，即60.6%（重量）通过200目筛子，45.9%（重量）通过325目筛子，然而，这种特定的粉煤仅起说明作用，并不构成对本发明的限制。
制备含70%（重量）煤（根据来样计算）的水煤浆以评价下述方法。将在350克配料中为得到得到的使用浓度所需的表面活化剂的量称重后加入烧杯中，并加入所需重量的蒸馏水，然后将表面活化剂和水加热至180°F（82℃），保持约5分钟并不时地搅拌，在表面活化剂分散后，将表面活化剂/水混合物注入高剪切混合器，并加入145克粉煤（如上描述），水煤浆组份在混合器的高速装置上混合30秒钟。加入10滴消泡剂（通用电气公司的AF-72硅酮乳化液-30%活性）和2毫升28%的氨水溶液，然后重新开始混合，以约20克的增量加入余下的煤，直到水煤浆共含有245克煤为止，煤的最后添加时间约为8分钟，随后再进行混合，直到经过从加煤开始计的9.5分钟总混合时间。然后，将水煤浆重新称重，添加由于蒸发而失去的水份，加入0.25毫升36%的甲醛以避免可能的微生物生长，水煤浆再混合30秒钟，完成水煤浆制备过程，表4概括了制备的各种水煤浆的组合物。
制成的水煤浆从混合器输送到1品脱玻璃罐中，冷却至室温后，用带有＃3测量轴的Brookfield synchro-Lectric粘度计（型号RVT）测量每种水煤浆的粘度，粘度在5、10、20和50转/分（或＃3测量轴能达到的最高速度）时测量，记录在每个接续的速度时操作4分钟后的续数。
本实施例得到的粘度结果概括在表5中，可以看出，并不是所有的表面活化剂在本实施例所表示的使用量都能得到可倾注的水煤浆，SAG-168在此用量得到最稀的水煤浆。
表4
水煤浆配方＊
添加剂 添加剂 添加剂中 蒸馏水
重量（克） 固体百分数 重量（克）
SAG-168 1.488 100 103.5
Lomar PWA 1.488 100 103.5
Marasperse CBOS-3 1.488 100 103.5
Tallow O-Glycoside 1.488 100 103.5
AGS 2.975 50 102.0
Dextran sulfate 1.488 100 103.5
lgepal CO-997 1.488 100 103.5
LAS 1.653 90 103.3
Pluronic F108 1.488 100 103.5
TAS 1.599 93 103.4
TAE3S 5.313 28 99.7
＊除了表中的成份以外，每组水煤浆含有245克煤（按来样计算1.8克28%的氢氧化铵、0.06克通用电气公司的AF-72（30%活性）和0.27克36%的甲醛。
实施例Ⅳ
在本实施例中，根据实施例Ⅱ制备的硫酸O-苷表面活化剂配制入水煤浆中，水煤浆的性质可与用来自金钢石沙姆洛克公司的Lomar PWA（浓缩的萘磺酸铵盐）以及来自丽达列格纳公司的Maraspe-rse CBOS-3（高纯度的木质磺酸钠）制得的水煤浆的性质相比。
使用实施例Ⅳ描述的相同的东部烟煤来制备这些水煤浆。
制备含70%（重量）煤（根据来样计算）的水煤浆以评价下述方法。将在350克配料中得到要求的使用浓度所需的表面活化剂的量称量后加入烧杯中，并加入所需重量的蒸馏水，将表面活性剂和水加热至180°F（82℃），保持5分钟并不时搅拌，在表面活化剂分散后，表面活化剂/水混合物放入高剪切混合器，并加入145克粉碎煤（如上描述），水煤浆组份在混合器的高速装置上混合30秒钟。加入10滴消泡剂（通用电器公的AF-72硅酮乳化液-30%活性）和2毫升28%的氨水溶液，然后重新开始混合，以约20克的增量加入余下后添加时间约为8分钟，随后再进行混合，直到经过从加煤开始计的9.5分钟的总混合时间。然后，将水煤浆重新称重，添加由于蒸发而损失的水份，加入0.25毫升36%的甲醛以避免可能的微生物生长，水煤浆再混合30分钟，完成水煤浆的制备过程，表6概括了制备的各种水煤浆的组合物。
制成的水煤浆从混合器输送到1品脱玻璃罐中，冷却至室温后，用带有＃3测量轴的Brookfield-Synchro-lectric粘度计（型号RVT）测量各种水煤浆的粘度，粘度在5、10、20和50转/分（或＃3测量轴能达到最高速度）时测量，记录在每个连续的速度时操作4分钟后的读数。
表7概括了本实施例得到的粘度结果，对于每种水煤浆配方添加剂浓度均显示“原来数据”和校正的活性表面活化剂的实际量，所使用的Lomar PWA样品为89%的活性粉末;所使用的Marasper-se CBOS-3样品为100%的活性粉末，所使用的SAG-168样品为54%的活性粉末。根据水煤浆中存在的活性表面活化剂，表7概括的结果清楚地表明，硫酸化O-苷是在低使用浓度下得到的水煤浆的高效分散剂。
表6
水煤浆配方＊
添加剂 添加剂重量（克） 蒸馏水重量（克）
Lomar PWA 0.700 104.3
Lomar PWA 0.875 104.2
Lomar PWA 1.050 103.9
Lomar PWA 1.225 103.5
Lomar PWA 1.486 103.5
Marasperse 1.050 103.9
Marasperse 1.225 103.5
Marasperse 1.486 103.5
SAG-168 0.700 104.3
SAG-168 0.875 104.2
SAG-168 1.050 103.9
SAG-168 1.225 103.5
SAG-168 1.486 103.5
＊除了表6中的成份以外，每种水煤浆含有245克煤（按来样计计算）、1.8克28%氢氧化铵、0.06克通用电器公司的AF-72（30%活性）和0.27克36%甲醛。
Claims (11)
1、水煤浆组合物，其特征在于包括：
(a)约50%至约85%的细煤粒，其粒度基本小于4目(泰勒制)。
(b)约0.01%至约5.0%的硫酸化O-苷，其结构尤为：
RO(R′O)t-(Z)x-(SO4M)n
其中R选自具有约6至32碳原子的取代的和未取代的脂肪族和芳香族烃的基团，这里取代基是非离子基团，包括碳、氢、氧以及它们的结合物，R′选自具有2至4个碳原子的取代的和未取代的烷基，这里取代基是羟基，t是单一的数或0至30左右之间分布的数，x是单一的数或1至10左右之间分布的数，n是单一的数或1至3x+1之间分布的数，M是无机的或有机的阳离子。
(c)约10%至约50%的水。
2、权利要求1的组合物，至少有40%的煤粒小于200目。
3、权利要求2的组合物，其中组份（b）以0.1%至100%活性硫酸化O-苷产物形式结合到该组合物中，上述产物的其余部分包括：未硫酸化的O-苷、硫酸化和未硫酸化的脂肪族醇或芳香族醇、硫酸化和未硫酸化的糖类以及多糖类、或其它粗反应产物，还含有载流、煤、或助添加剂。
4、权利要求3的组合物，通过加入约0.01%至约3%的氢氧化铵提高水煤浆的离子特征。
5、权利要求3的组合物，其中含有约1.0%的悬浮剂。
6、权利要求3的组合物，其中含有小于约0.5%的抗菌剂。
7、权利要求3的组合物，其中含有小于约0.5%的消泡剂。
8、权利要求3、4、5、6或7的组合物，其中硫酸化O-苷中的R是C8～C22的烷基或链烯基、t是O、z是葡糖基部分、x为1至大约3、n为1至10。
9、权利要求8的组合物，其中组分（b）的量是上述组合物的约0.05%至约4%。
10、权利要求8的组合物，其中组分（b）的量是上述组合物的约0.1%至约2.5%。
11、权利要求9的组合物，其中组分（a）在上述组合物中的量为约60%至约75%。
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