[发明专利]一种复合改性淀粉水煤浆分散剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合改性淀粉水煤浆分散剂的制备方法，属于水煤浆分散剂制备技术领域。

背景技术

我国能源的总体特征是“富煤、少气、缺油”，煤炭资源占我国能源总储量的90％以上，消费量占一次能源消费总量的70％以上。由于我国石油资源的短缺以及逐年对石油资源需求量的剧增，严重制约了我国经济的发展。因此，我国制定了“以煤代油”的能源政策，以减少我国对石油资源的依赖。由于水煤浆既能保持煤的可燃性，又具有良好的流动性和稳定，且可通过管道输送，是“以煤代油”为目标的理想燃料。水煤浆在燃烧过程中，水的挥发将带走一部分热量，导致煤的利用效率降低，与石油能源的竞争力下降。

提高水煤浆热能利用效率的唯一途径是降低其含水率及产生成本，因此，作为影响水煤浆中煤含量的重要因素“分散剂”成了当今世界各国研发的重点和热点，并由此出现了大量有关水煤浆分散剂的文献报道。而以来源广泛、价格低廉、可再生的资源如淀粉、木质素和腐殖酸等为原料的分散剂便成了当今开发研究的重点方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉、节能环保的复合改性淀粉水煤浆分散剂的制备方法，该分散剂可明显改变煤表面的疏水性，降低了水煤浆的表观粘度并提高了水煤浆稳定性。

本发明的技术方案：一种复合改性淀粉水煤浆分散剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将淀粉配成浓度为10～40wt％的淀粉乳液，再将浓度为1～20wt％的酯化剂溶液按酯化剂与淀粉的摩尔比为0.03～0.2的比例加入淀粉乳液中混合，用pH调整剂将混合物的pH值调至7～12后，倒入高压反应釜中，在温度为100～140℃及充分搅拌状态下，反应1～3h，得到酯化淀粉；

(2)将步骤(1)得到的酯化淀粉酯冷却到40～60℃并用pH调整剂将反应体系的pH值调到9～11后，在搅拌状态下缓慢加入浓度为3～10wt％的高锰酸钾溶液，加入高锰酸钾溶液完毕后，继续搅拌30～60min，再加入浓硫酸，待反应体系的颜色由紫红色变为白色时，用氢氧化钠溶液或氨水将反应体系的pH值调回6～9，反应结束，获得复合改性淀粉水煤浆分散剂。

上述方法中，步骤(1)中所述的淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、芭蕉芋淀粉或马铃薯淀粉。

上述方法中，步骤(1)中所述的酯化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、辛烯基琥珀酸酐、辛烯基琥珀酸钠、月桂酸、磺基琥珀酸、磺酸琥珀酸钠中的一种或一种以上。

上述方法中，步骤(1)和步骤(2)中所述的pH调整剂为磷酸、硫酸、氨水或氢氧化钠中的一种。

上述方法中，所述的氢氧化钠溶液浓度为5～20wt％。

上述方法中，所述高锰酸钾的加入量为淀粉干基重量的2～6％。

上述方法中，所述浓硫酸的加入量为淀粉干基重量的1～5％。

由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：本发明首先将带亲油基团的酯化剂改性酯化淀粉，然后通过氧化方法，将淀粉中的部分糖苷基断裂使淀粉分子变小以提高分散剂的流动性，同时将淀粉中的伯羟基氧化为羧基以提高分散剂的亲水性，从而达到本发明制备的分散剂可明显改变煤表面的疏水性、降低了水煤浆的表观粘度并提高了水煤浆稳定性的目的。以本发明的复合改性淀粉为分散剂制备水煤浆，当水煤浆的浓度达69wt％时，水煤浆的表观粘度仍小于1200mPa·s，为1134mPa·s。综上所述，本发明的主要原料为价格低廉、来源广泛、可再生、无毒的淀粉，在制备分散剂的过程中，工艺能耗低、辅助原料价格低及用量少，没有三废排放，节能环保。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

(1)将淀粉配成浓度为35wt％的淀粉乳液，再将浓度为12wt％的十二烷基苯磺酸钠溶液按十二烷基苯磺酸钠与淀粉的摩尔比为0.07的比例加入淀粉乳液中混合，用浓度为10wt％的氢氧化钠溶液将混合物的pH值调至11后，倒入高压反应釜中，在温度为130℃及充分搅拌状态下，反应2h，得到十二烷基苯磺酸淀粉酯；