[發明專利]一種水煤漿添加劑的合成工藝與應用

有效

• 申請號: 201610026945.X
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105567356B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 田民格;王留存;楊慶軍;張黎平;張傳剛;盛寶新;谷繼永;商海智;殷樹梅
• 申請（專利權）人: 欣格瑞（山東）環境科技有限公司
• 主分類號: C10L1/32
• 分類號: C10L1/32;C10L1/24;C10L1/28;C10L1/30
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 宋震

技術領域

本發明涉及一種制備水煤漿添加劑的方法，尤其涉及一種水煤漿添加劑的合成工藝與應用。

背景技術

目前，石油短缺已成為制約我國經濟發展的主要因素，尋找石油的替代物已迫在眉睫。水煤漿技術的研發，是以水代油的有益嘗試。水煤漿由大約57%～65％的煤、34～42%的水和1%的添加劑通過物理加工得到的一種燃燒效率高、污染低、廉價的潔凈燃料。其中，添加劑是水煤漿成漿性能的主要因素。目前，市場上使用最為廣泛的添加劑是聚萘磺酸鹽系添加劑。

通常合成聚萘磺酸鹽水煤漿添加劑的原料為精萘或工業萘。為了降低成本，本發明以苯酐殘渣代替萘為合成原料。苯酐殘渣是在苯酐生產過程中產生的固體廢棄物，其主要成分含有未被氧化成苯酐的萘及其芳香稠環同系物，如蒽、蒽醌等，這類芳香稠環化合物經過磺化、縮合反應，生成具有一定聚合度的聚萘磺酸鹽。目前，國內外文獻報道的苯酐殘渣磺化工藝使用的磺化劑大多數為濃硫酸，這種工藝耗酸量大、二次污染嚴重，同時反應生成的磺酸與硫酸形成混酸廢液，不僅廢水、廢酸處理困難，而且對環境造成污染。另外，雖然萘系添加劑減黏作用強，分散性好，但穩定性較差，因此，常與其他分散劑、穩定劑復配使用。為了促進苯酐殘渣在水煤漿領域的應用，苯酐殘渣制取聚萘磺酸鹽的合成工藝、聚萘磺酸鹽與其他添加劑的復配是人們研究的重點之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的不足，本發明提供了一種水煤漿添加劑的合成工藝與應用。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案是：

一種水煤漿添加劑的合成工藝，包括以下步驟：

1）將苯酐殘渣加入三口燒瓶中，再加入有機溶劑，攪拌溶解，制成殘渣溶液，其中苯酐殘渣與有機溶劑的質量配比為1:1～1:1.3；

2）向所述步驟1）得到的殘渣溶液中慢慢滴加溶有SO₃的有機溶劑，反應在劇烈攪拌下進行，保持恒溫80～85℃，加水回流反應3～5h，得到第一反應液，其中SO₃占有機溶劑質量的20%，苯酐殘渣與SO₃的質量配比為1:1～1:1.2；

3）將所述步驟2）得到的第一反應液冷卻至室溫，然后加入濃硫酸，調節體系的酸度至35～40%，開始滴加38％的甲醛，升溫至90～95℃回流反應2～3h，得到第二反應液，其中苯酐殘渣與38％的甲醛的質量配比1:0.8～1:1；

4）將所述步驟3）得到的第二反應液冷卻至室溫，移入分液漏斗，靜置至完全分層，棄去水層，所得有機層中加入氫氧化鈉中和，調節PH值為中性，然后過濾，得第一濾餅和第一濾液，用水洗滌第一濾餅兩次，得第二濾液，將第一濾液、第二濾液混合后濃縮，烘干得到苯酐殘渣磺酸聚合物粉末；

5）將所述步驟4）得到的苯酐殘渣磺酸聚合物與木質素磺酸鈉或者腐植酸鈉、偏硅酸鈉按質量配比為1～5：3～5：3～6的比例混合攪拌，即得水煤漿添加劑成品。

所述步驟1）中，所述的苯酐殘渣與有機溶劑的質量配比為1:1～1:1.2。

所述步驟2）中，所述的苯酐殘渣與SO₃的質量配比為1:1～1:1.1，保持恒溫83～85℃，加水回流反應4～5h 。

所述步驟1）和步驟2）中，所述的有機溶劑為石油醚、二氯甲烷和二氯乙烷中的一種。

所述步驟3）中，所述的調節體系的酸度至38～40%，升溫至92～95℃，回流反應2.5～3h。

所述步驟4）中，所得有機層加入質量百分比為30%的氫氧化鈉水溶液中和，調節PH值為中性，然后過濾，得第一濾餅和第一濾液，用水洗滌第一濾餅兩次，得第二濾液，將第一濾液、第二濾液混合后濃縮，烘干得到苯酐殘渣磺酸聚合物粉末。

所述步驟5）中，所述的水煤漿添加劑的質量配比為：苯酐殘渣磺酸聚合物10～50%，木質素磺酸鈉30～50%，偏硅酸鈉30～60%。

所述步驟5）中，所述的水煤漿添加劑的質量配比為：苯酐殘渣磺酸聚合物30～50%，木質素磺酸鈉30～50%，偏硅酸鈉40～60%。

所述步驟5）中，所述的水煤漿添加劑的質量配比為：苯酐殘渣磺酸聚合物10～50%，腐植酸鈉30～50%，偏硅酸鈉30～60%。

所述步驟5）中，所述的水煤漿添加劑的質量配比為：苯酐殘渣磺酸聚合物20～50%，腐植酸鈉30～50%，偏硅酸鈉50～60%。

本發明還提供了一種水煤漿添加劑在水煤漿制備中的應用。