[發(fā)明專利]一種三元共聚物水煤漿分散劑及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310187637.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN103351451A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)引茂;張國(guó)柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西省能源化工研究院
• 主分類號(hào): C08F290/06
• 分類號(hào): C08F290/06;C08F212/08;C08F212/14;C08F220/34;C10L1/236;C10L1/32
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三元共聚物水煤漿分散劑及其制備方法，屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水煤漿(Coal?Water?Mixture，簡(jiǎn)稱為CWM)是將煤粉碎成一定的粒徑，與水按比例混合制成的高濃度煤／水分散體系，通常由約70%的煤粉、30%的水和少量化學(xué)添加劑組成，是一種經(jīng)濟(jì)的、潔凈的、可代替石油和天然氣的液體燃料和化工原料，具有高效燃燒、低污染、運(yùn)行成本低和節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，其燃燒技術(shù)在節(jié)能降耗、減少污染排放、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益方面具有顯著效果。水煤漿應(yīng)具有高濃度、低粘度和一定的穩(wěn)定性，而要達(dá)到這一要求，水煤漿添加劑起到至關(guān)重要的作用。添加劑按其功能不同，有分散劑、穩(wěn)定劑以及其他一些化學(xué)藥劑，其中最重要的是分散劑。分散劑吸附到煤粒表面后，在煤粒表面形成一層水化膜，能顯著降低溶液的表面張力，提高分散體系的穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)水煤漿分散劑種類較多，按其性質(zhì)分為陰離子型、陽(yáng)離子型和非離子型等三大類，其中以陰離子型的應(yīng)用和研究最為廣泛，已經(jīng)開發(fā)的分散劑有萘系、木質(zhì)素系、腐植酸系和羧酸系等，包括木質(zhì)素磺酸及其鹽、亞甲基萘磺酸及其鹽、聚苯乙烯磺酸及其鹽、腐植酸及其鹽、亞甲基萘磺酸-聚乙烯磺酸-馬來(lái)酸及其鹽、聚脂肪族二烯烴磺酸鹽、聚(甲基)丙烯酸及其鹽。非離子型分散劑表面活性劑多為聚氧乙烯醚類、聚氧乙烯/聚氧丙烯的嵌段聚醚類。陽(yáng)離子型水煤漿分散劑主要是脂肪族或芳香族胺鹽。與陰離子型分散劑相比，非離子型和陽(yáng)離子型分散劑應(yīng)用和研究的比較少。?

煤化程度不同及產(chǎn)地不同的煤，其表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)差異很大，從而導(dǎo)致煤的成漿性不同。因此，需要煤質(zhì)和分散劑很好的匹配，每一種分散劑都有各自適宜的煤種。對(duì)于難成漿或要求高、貯存時(shí)間長(zhǎng)、需要長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)乃簼{，現(xiàn)有分散劑不能滿足成漿性能要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種新型三元共聚物水煤漿分散劑。

本發(fā)明的另一目的是提供上述分散劑的制備方法。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供上述分散劑在水煤漿制備中的應(yīng)用。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

結(jié)構(gòu)通式（I）所示的聚合物，

其中，m為5~30，n為5~30，p為5~20，h為4~20的整數(shù)，R為H、或，X為、、-N(CH₃)₂、或-N(CH₂CH₃)₂。

上述聚合物的制備方法1：將單體丙烯酸聚乙二醇單酯、苯乙烯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或甲基丙烯酰氧乙基三乙基氯化銨按照質(zhì)量比1～2：2～3：2～5混合均勻，在引發(fā)劑存在下引發(fā)共聚合得到，R為H，X為或的聚合物。

上述聚合物的制備方法2：將單體丙烯酸聚乙二醇單酯、氯甲基苯乙烯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或甲基丙烯酰氧乙基三乙基氯化銨按照質(zhì)量比1～2：2～3：2～5混合均勻，在引發(fā)劑存在引發(fā)共聚合，再與三甲胺或三乙胺反應(yīng)制備得到，R為或，X為或的聚合物。

上述聚合物的制備方法2：將單體丙烯酸聚乙二醇單酯、苯乙烯、甲基丙烯酰氧乙基二甲基胺或甲基丙烯酰氧乙基二乙基胺按照質(zhì)量比1～2：2～3：2～5混合均勻，在引發(fā)劑存在下引發(fā)共聚合得到，R為H，X為-N(CH₃)₂或-N(CH₂CH₃)₂的聚合物。

上述方法中，引發(fā)共聚合在溶劑異丙醇水溶液中進(jìn)行，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果：

（1）在水煤漿制備過(guò)程中，分散劑的作用主要是提高煤表面的親水性、增強(qiáng)顆粒間的靜電斥力以及提供空間位阻效應(yīng)。本發(fā)明在分散劑結(jié)構(gòu)中引入脂肪族胺鹽分子片斷、聚氧乙烯醚分子片斷和疏水性分子片斷。疏水聚苯乙烯鏈吸附在煤粒表面，胺鹽正電荷增強(qiáng)顆粒之間的排斥力，聚氧乙烯醚鍵上的氧與水分子形成氫鍵，從而形成親水性立體膜，在固-液界面產(chǎn)生潤(rùn)濕、吸附作用，從而對(duì)體系產(chǎn)生分散作用。

（2）本發(fā)明制備方法制備工藝簡(jiǎn)單，容易操作；分散劑質(zhì)量穩(wěn)定，3次平行實(shí)驗(yàn)，獲得了相同結(jié)果。

（3）實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明制備的分散劑能夠提高煤濃度及穩(wěn)定性、降低粘度，同時(shí)具有制漿成本較低的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)化生產(chǎn)中具有應(yīng)用價(jià)值。以陜西神府煤為例，使用0.5%分散劑（相對(duì)于干煤基），制備的水煤漿濃度可達(dá)74%。經(jīng)過(guò)測(cè)試，水煤漿的表觀黏度為1200?mPa.s，7天析水率為3.5，7天內(nèi)無(wú)硬性沉淀，10個(gè)月內(nèi)仍為軟沉淀，水煤漿符合生產(chǎn)要求。