一种梳型水煤浆添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种梳型水煤浆添加剂及其制备方法，涉及水煤浆添加剂技术领域，该水煤浆添加剂原料包括以下重量份的组分：马来酸山梨醇酯单体210‑320份、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸1‑40份、α‑甲基苯乙烯磺酸3‑5份、丙烯酸30‑150份、引发剂1‑5份、分子量调节剂1‑8份。本发明专利技术制备的水煤浆添加剂与市售普通水煤浆添加剂(萘磺酸甲醛缩合物及木质素磺酸盐)相比，煤种适应性良好，一般均具有较高的分散能力，可做高浓度的水煤浆，粘度低、稳定性好，具有良好的流动性。

A comb type additive for coal water slurry and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种梳型水煤浆添加剂及其制备方法
本专利技术涉及水煤浆添加剂
，具体涉及一种梳型水煤浆添加剂及其制备方法。
技术介绍
能源一直以来都是世界进步和发展的基石，煤炭、石油和天然气是几种常规能源形式。我国的总能源消费中石油占22.5％、煤炭占72.9％、其它能源占4.6％。中国是一个煤多油少的国家，石油资源相对贫乏，煤炭资源储量较为丰富，在将来的几十年里，煤炭在中国将继续发挥主要能源的作用，然而煤炭的直接燃烧利用却导致了较低的利用效率及严重的气候恶化和环境污染。综合考虑能源安全和环境问题，洁净利用煤炭资源日益受到重视。洁净煤技术被提上日程也已有30～40年的历史了，并且为实现进一步提高煤炭的利用率、达到环境保护标准、提高煤炭经济利用价值的要求，主要有以下三个方面的改进：通过提高碳的回收利用来减少温室气体二氧化碳的排放量；改进燃烧技术从而提高煤炭的有效利用率；控制二氧化硫、氮氧化物、固体颗粒物等环境污染物的排放。当今世界面临石油危机，开始研究新型能源替代品，水煤浆便是其替代品之一。近年来，国内外在水煤浆添加剂方面做出了诸多研究，一系列具有竞争力的产品也随之而出。国外Nippon油酯公司、花王公司、雄师公司等在水煤浆分散剂的研制和应用上比较突出的。日本研究人员开发的一系列性能良好的分散剂，如聚苯乙烯磺酸钠(PSS)、萘磺酸盐聚合物(NSF)等，并已应用在工业化生产中。美国的国家酿酒公司合成了一种非离子型分散剂作为水煤浆分散剂，其可使所制备的水煤浆浓度达到70％，稳定性和流动性均非常理想。国内南京大学开发的水煤浆NDF分散剂适用煤种宽，性能好。江苏省昆山市迪昆精细化工公司合成的水煤浆添加剂，其某些性能甚至超过日本同类产品。淮南矿业集团合成材料有限责任公司开发的HNF可以同时兼顾水煤浆的分散性和稳定性。我国煤炭资源总量丰富，全国煤炭保有资源储量15663.1亿吨，低阶煤占50％以上。现有制浆技术中，低阶煤难以制备高浓度的水煤浆。且用于水煤浆的分散剂主要有萘磺酸甲醛缩合物、木质素系、腐殖酸系、磺化丙酮甲醛缩合物和非离子分散剂等。然而，这些分散剂中的大多数是以石油产品为原料的，不仅价格较高，而且容易产生环境污染。而且它们成浆浓度不高，一般用低阶煤和不成熟煤成浆浓度在59到61之间。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种梳型水煤浆添加剂及其制备方法，通过分子结构设计、根据自由基聚合原理制梳型水煤浆添加剂。该分散剂具有原料易得、绿色环保、价格低廉、分散性好等优点，已经在某些地区的低阶煤样中浆体浓度达到63-67％，比市场上浆体浓度提高了2-3％。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种梳型水煤浆添加剂，该水煤浆添加剂原料包括以下重量份的组分：马来酸山梨醇酯单体210-320份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1-40份、α-甲基苯乙烯磺酸3-5份、丙烯酸30-150份、引发剂1-5份、分子量调节剂1-8份。进一步的，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种以任意比例混合。进一步的，分子量调节剂为次磷酸钠、次磷酸钾、亚硫酸氢钠、巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇中的一种或两种以任意比例混合。进一步的，马来酸山梨醇酯单体的制备方法为：将马来酸酐、山梨醇加入到反应釜中，并加入催化剂，抽真空后磁力搅拌器搅拌，缓慢加热升温至80℃-95℃，恒温反应2-6h，每隔30min检测一次其酯化度，待酯化度到达要求后降温，结束反应，得到马来酸山梨醇酯单体。进一步的，马来酸酐与山梨醇的质量比为1-3：1。进一步的，催化剂为硫酸、磷酸、对甲苯磺酸中的一种或多种，所述催化剂用量为马来酸酐质量的2-3.0％。上述梳型水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：在65-85℃条件下，向反应釜中加入马来酸山梨醇酯单体、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、α-甲基苯乙烯磺酸配置成一定浓度的水溶液，溶解搅拌均匀，向反应釜中滴加丙烯酸、引发剂、分子量调节剂的水溶液进行自由基共聚反应，反应完成后保温，最终用氢氧化钠水溶液调节pH，即得水煤浆添加剂。(三)有益效果本专利技术提供了一种梳型水煤浆添加剂及其制备方法，其有益效果如下：1、本专利技术的水煤浆添加剂的反应条件为常温自由基聚合反应，反应条件易于控制，生产工艺简单，无“三废”排出。2、本专利技术的水煤浆添加剂在较低掺量下有较好的分散性。3、本专利技术的水煤浆添加剂能够明显提高水煤浆浆体浓度。4、本专利技术的水煤浆添加剂能够延长浆体稳定时间，稳定性良好。5、本专利技术的水煤浆添加剂特别适用于挥发分高的煤种。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种梳型水煤浆添加剂，该水煤浆添加剂原料包括以下重量份的组分：马来酸山梨醇酯单体320份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1份、α-甲基苯乙烯磺酸3份、丙烯酸30份、过硫酸铵2.5份、巯基丙酸水溶液1份、上述马来酸山梨醇酯单体的制备方法为：将200份马来酸酐、100份山梨醇加入到反应釜中，并加入6份对甲苯磺酸，抽真空后磁力搅拌器搅拌，缓慢加热升温至90℃，恒温反应4h，每隔30min检测一次其酯化度，待酯化度到达要求后降温，结束反应，得到马来酸山梨醇酯单体。上述梳型水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：在65-85℃条件下，向反应釜中加入马来酸山梨醇酯单体、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、α-甲基苯乙烯磺酸配置成一定浓度的水溶液，溶解搅拌均匀，向反应釜中滴加丙烯酸、引发剂、分子量调节剂的水溶液进行自由基共聚反应，反应完成后保温，最终用氢氧化钠水溶液调节pH，即得水煤浆添加剂。实施例2：一种梳型水煤浆添加剂，该水煤浆添加剂原料包括以下重量份的组分：马来酸山梨醇酯单体290份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10份、α-甲基苯乙烯磺酸4份、丙烯酸60份、过硫酸铵2.5份、巯基乙酸3份、上述马来酸山梨醇酯单体以及该梳型水煤浆添加剂的制备方法同实施例1。实施例3：一种梳型水煤浆添加剂，该水煤浆添加剂原料包括以下重量份的组分：马来酸山梨醇酯单体290份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12份、α-甲基苯乙烯磺酸5份、丙烯酸60份、过硫酸钾2.5份、次磷酸钠5份。上述马来酸山梨醇酯单体以及该梳型水煤浆添加剂的制备方法同实施例1。实施例4：一种梳型水煤浆添加剂，该水煤浆添加剂原料包括以下重量份的组分：马来酸山梨醇酯单体270份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸20份、α-甲基苯乙烯磺酸3份、丙烯酸80份、过硫酸钾4份、7份次磷酸钠和1份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梳型水煤浆添加剂，其特征在于，该水煤浆添加剂原料包括以下重量份的组分：马来酸山梨醇酯单体210-320份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1-40份、α-甲基苯乙烯磺酸3-5份、丙烯酸30-150份、引发剂1-5份、分子量调节剂1-8份。/n

【技术特征摘要】
1.一种梳型水煤浆添加剂，其特征在于，该水煤浆添加剂原料包括以下重量份的组分：马来酸山梨醇酯单体210-320份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1-40份、α-甲基苯乙烯磺酸3-5份、丙烯酸30-150份、引发剂1-5份、分子量调节剂1-8份。


2.如权利要求1所述的梳型水煤浆添加剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种以任意比例混合。


3.如权利要求1所述的梳型水煤浆添加剂，其特征在于，所述分子量调节剂为次磷酸钠、次磷酸钾、亚硫酸氢钠、巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇中的一种或两种以任意比例混合。


4.如权利要求1所述的梳型水煤浆添加剂，其特征在于，所述马来酸山梨醇酯单体的制备方法为：将马来酸酐、山梨醇加入到反应釜中，并加入催化剂，抽真空后磁力搅拌器搅拌，缓慢加热升温至80℃-95℃，恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丽涛，董翠平，彭城，尤建建，杨道顺，
申请(专利权)人：安徽鑫固环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34