固体燃料悬浆组合物制造技术

通常分散在水中的固体燃料由于固体燃料含量高而使粘度增大，导致了输送的困难．本发明专利技术的悬浆组合物包含粉状固体燃料、水和分散剂，其特征是：分散剂由分子中以三环癸烷或三环癸烯为骨架且骨架上联结有磺酸基团的化合物组成．本发明专利技术用于煤、石油焦和沥青的输送．采用本发明专利技术的分散剂，则固体燃料含量和输送速度容易控制，而且含高固体份的现有固体燃料的悬浆组合物不仅稳定，还能在高速下输送．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含有特种分散剂的固体燃料悬浆组合物。特别是它涉及固体燃料比如煤、石油焦或沥青并有某种化合物作为分散剂的含水悬浆组合物，这种作为分散剂的化合物含有三环癸烷或三环癸烯为骨架，骨架上连接着磺酸基团。近来固体燃料如煤、石油焦或沥青又受到人们的注意，并从不同的角度研究对它们的利用。但是固体燃料不同于石油，不可能用泵输送。因此设想出种种不同方法将固体燃料粉碎，并将粉碎的固体燃料分散在水中制成含水悬浆。因为含高固体份的含水悬浮燃料的粘度大，且不可能制得低粘度的含高固体份的含水悬浮燃料，按现有的技术水平，这种高浓度固体份含水悬浮燃料是很难用泵输送的。另一方面如果含水悬浆中固体燃料含量低，则输送效率将随固体燃料浓度的减小而降低，而且燃烧之前需增加脱水工序。所以上述方法是昂贵的，因此也是不实用的。特别是在只含石油焦和水的体系中，由于表面的疏水性，即便使体系进行剧烈搅拌，颗粒也常常会聚集成团并形成不溶解的结块。即便充分搅拌成均一的分散体，颗粒也会很快聚集而形成硬质的沉淀层。这种石油焦是由硬质沥青、柏油等，也就是石油在高温下炼制所得的重油渣，经过再次热裂解生成的残炭，由此制得的粉末较之含无机物的煤粉，极难和水润湿。为了解决上述问题并提高固体燃料在水中的分散性和稳定性，已提出在悬浆中加表面活性剂的方法。据报导，非离子型或阴离子型表面活性剂特别有效。用加入分散剂并搅拌混合物的办法可得到暂时高流动性的悬浮固体燃料，但是当悬浆静置短时间后悬浆中固体燃料颗粒便会沉降。这种沉淀还有个问题是，由于本身很硬，再分散就很困难。本专利技术者为了克服这些缺点设法合成了具有特殊结构的分散剂。专利技术者发现使用这种制得的分散剂在水中分散固体燃料，只用很少量就能使分散体系获得很高的流动性，而且即便让它静置长时间仍能保持高流动性。按照本专利技术，提供了一种悬浆组合物，它的组成是固体燃料例如经过粉碎的煤粉，石油焦或沥青;水;一种分子中以三环癸烷或三环癸烯为骨架且在骨架上连接着磺酸基团的化合物。如果将固体燃料制成本专利技术的悬浆组合物，则固体燃料输送量或输送速度的控制变为轻而易举的事，而且悬浮固体燃料还会得到下述的各种优良性能(1)高固体浓度，(2)低粘度，(3)高稳定性，因为粉碎的固体燃料既不会聚集成团，也不会沉淀。本专利技术中所使用的分散剂是由一种分子中以三环癸烷或三环癸烯为骨架并在骨架上联接着磺酸基团的化合物组成的，上述化合物归类如下例如(Ⅰ)以通式(A) 和/或通式(B) (式中R1，R2和R3各自为氢原子或碳原子数为1～3的烷基基团)为代表的一种化合物的聚合物或几种化合物的共聚物制得的磺化产品和以通式(C) 式中R4和R5各自为氢原子或碳原子数为1～6的烷基基团)表示的化合物同以通式(A)和/或通式(B)所代表的化合物相反应的产物再磺化所得的产品，也可以是磺化产品的缩合物;(Ⅱ)以通式(D) 为代表的化合物，式中R2和R3的含义与上述规定相同;X和Y为氢，烷基或-SO3，X和Y中至少有一个是-SO3;M可以是氢原子，碱金属原子，碱土金属原子，铵基或烃铵基(hydrocarbylammonium);n为1或2;也可以是这种化合物和/或它的缩合物;(Ⅲ)以通式(E) 为代表的化合物的一种共聚物或聚合物〔(CO-)Polymer，下称(共) 聚合物〕和/或以通式(F) 为代表的化合物的一种(共)聚合物，式中R3，R3，X，Y，M和n均和上述规定相同。在这些化合物中以化合物(Ⅲ)最好，因为它的起泡性低。更准确地说，必须从下列(1)～(6)组化合物中至少选用一种，而其中最佳的是由第(4)组〔组(4)〕制成的分散剂。此外，本专利技术中所涉及的三环癸烷或三环癸烯骨架分别用通式(X)或通式(Y)来代表 它们分别为三环〔5，2，1，02.6〕癸烷或三环〔5.2.1.02.6〕癸烯。(1)以通式(a)为代表的环戊二烯或其一种或多种衍生物经聚合制成的聚合物和/或共聚物，再经碘化后的产物，或以式(b)为代表的二聚环戊二烯或其一种或多种衍生物也按上述同样的过程所制得的磺化产品，已公布在日本专利申请公开(Japanese Patent Application KoKai)No.152，861/83中。 式中R1代表氢原子或含1～3个碳原子的烷基， 式中R2和R3可以相同也可以不同，它们代表氢原子或代表含1～3个碳原子的烷基。(2)以通式(a)为代表的环戊二烯或其一种或多种衍生物，或者是以通式(b)为代表的双环戊二烯或其一种或多种衍生物与通式(c)代表的化合物反应所得混合物的磺化产品，也可以是上述磺化产品的缩合物，已公布于日本专利申请公开No.152，862/83中。 式中R4和R5可以相同也可以不同，它们代表氢原子或含1～6个碳原子的烷基。(3)以通式(d)表示的磺化环戊二烯衍生物制得的缩合物已公布于日本专利申请公开No.152，860/83中。 6个碳原子的烷基;R9和R10可以相同也可以不同，它们代表氢原子或含1～3个碳原子的烷基;n为1或2;M为氢原子，碱金属，碱土金属，铵基或烃铵基。(4)以通式(e)为代表的磺化二聚环戊二烯的(共)聚合物 式中R2、R3，n和M均与上述规定相同，该聚合物公布于日本专利申请公开No.64，608/83中。(5)以通式(F)为代表的磺化羟基二聚环戊二烯的(共)聚合物，该共聚合物已公布于日本专利申请公开No.170，106/84中。 式中R2，R3，n和M与上述规定相同。(6)以通式(g)为代表的二聚环戊二烯的双磺化产物缩合所得缩合物，公布于日本专利申请公开No.170，061/84中。 式中R11和R12可以相同也可以不同，它们代表氢原子或含1～2个碳原子的烷基，R2，R3，M和n与上述规定相同。上述化合物(1)到(6)中，最可取的是化合物(4)，它使悬浆不易起泡。在第(1)组化合物中，以式(a)和(b)所代表的具体化合物包括比如环戊二烯;像甲基环戊二烯，乙基环戊二烯，丙基环戊二烯等烷基环戊二烯以及由此而衍生的各种二聚体，例如二聚环戊二烯，较好的化合物是环戊二烯，二聚环戊二烯或以此制成的混合物。在第(2)组中，以式(c)代表的具体化合物包括比如苯和像甲苯，(邻，间或对位)二甲苯，乙基苯，正丙基苯，异丙苯，(邻，间或对位)甲乙基苯，正丁基苯，仲丁基苯，叔丁基苯，(邻，间或对位)异丙基苯，戊基苯，己基苯，(邻，间或对位)戊基甲苯等单烷基或双烷基取代的苯衍生物，而其中特别好的化合物是苯，甲基苯，二甲基苯，丙基苯和丁基苯。本专利技术使用的分散剂的制备过程将在下面说明。但制备上述(1)～(6)组分散剂的详细过程已分别在日本专利申请公开Nos.152，861/83，No.152，862/83，No.152，860/83，No.64，608/83，No.170，106/84和No.170，061/84中叙述。一个制备组(1)的分散剂的实例如下由通式(a)或(b)分别代表的环戊二烯或它的一种或多种衍生物或者是二聚环戊二烯或它的一种或多种衍生物，它们在酸性化合物催化剂存在下，例如硫酸、磷酸、氟化氢、三氟化硼、三氟化硼的络合物、氯化铝、溴化铝、四氯化锡、氯化锌、三氯化钛或诸如此类的化合物，如果需要，以烃类或卤化烃等为溶剂，在温度为-20°至1本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有固体燃料粉末、水和分散剂的悬浆组合物，其特征在于，分散剂由具有三环癸烷或三环癸烯骨架结构并在骨架上连接着磺酸基团的化合物或聚合物组成。

【技术特征摘要】
1.含有固体燃料粉末、水和分散剂的悬浆组合物，其特征在于，分散剂由具有三环癸烷或三环癸烯骨架结构并在骨架上连接着磺酸基团的化合物或聚合物组成。2.根据权项1所述的悬浆组合物，其特征在于，固体燃料粉末为粉碎的煤、石油焦或沥青。3.根据权项1或2所述的悬浆组合物，其特征在于，分散剂是(1)以通式(A)或通式(B)代表的化合物的聚合物之磺化产品(式中R1，R2和R3各自为氢原子或有1～3个碳原子的烷基)，或通式(A)或(B)代表的化合物的共聚物之磺化产品;或(2)以通式(C)代表的化合物(式中R4和R5各自为氢原子或1～3个碳原子的烷基)与通式(A)或(B)代表的化合物的反应产物的磺化产品，或通式(C)代表的化合物与通式(A)代表的化合物和通式(B)代表的化合物的反应产物之磺化产品，或磺化产品(2)的缩合物。4.根据权项1或2所述的悬浆组合物，其特征在于，分散剂为下式(D)所代表的化合物或该化合物的缩合物。式中，R2和R3各自为氢原子或有1～3个碳原子的烷基，X和Y为氢，烷基或-SO3基，X和Y中至少有一个为-SOx基团;n为1或2;M为氢，碱金属，碱土金属，铵基或烃铵基。5.根据权项1或2所述的悬浆组合物，其特征在于，分散剂为下式代表的化合物的聚合物或共聚物式中R2，R8，n和M如权项4所述;或下式代表的化合物的聚合物或共聚物式中R2，R3，X，Y，n和M如权项4所述。6.根据权项1或2所述的悬浆组合物，其特征在于，分散剂含有至少一种下述产物(1)聚合由通式(a)代表的环戊二烯或其一种或多种衍生物、或者聚合由通式(b)代表的二聚环戊二烯或其一种或多种衍生物所得到的聚合物或共聚物或其混合物的磺化产物，式中R1为氢原子或有1～3个碳原子的烷基，式中R2和R3为氢原子或有1～3个碳原子的烷基，...

【专利技术属性】
技术研发人员：原弘信，田清信，吉田淑测，
申请(专利权)人：日本合成橡胶株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]