[发明专利]一种水煤浆分散剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种水煤浆分散剂及其制备方法和应用，所述水煤浆分散剂的制备方法包括：将腐植酸与卤代磺酸盐混合，进行磺化反应，得到所述水煤浆分散剂。本发明还提供了一种如所述制备方法制备得到的水煤浆分散剂。本发明所述水煤浆分散剂的制备方法简单高效，节能环保，避免了甲醛、浓硫酸等污染较大的原料的使用，对于生态环境的保护具有极其重要的意义；制备得到的水煤浆分散剂可以在增加水煤浆浓度的同时，保持较低的表观粘度和较好的流变特性，提高产能且方便运输，具有极为广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于能源化工助剂制备技术领域，尤其涉及一种水煤浆分散剂及其制备方法和应用。

背景技术

水煤浆是煤炭清洁利用的有效方式，具有高效、环保、使用方便及运输安全便利的优点。同时，水煤浆也是煤制化学品产业必不可少的中间原料。水煤浆通常由60％～70％的煤粉、30％～40％的水及少量的化学分散剂组成。为了便于泵输，水煤浆应具有较低的表观粘度及较好的流变特性；同时，为了提高生产能效，水煤浆在保障低粘度的同时还应具有尽可能高的浓度。显然，提高水煤浆浓度必然导致其粘度的上升。因此，通常采用添加少量的化学分散剂达到相应的效果。

目前，国内外广泛使用的水煤浆分散剂包括天然分散剂及化学合成分散剂两类。天然分散剂中使用最为广泛的是木质素磺酸钠，其具有成本低廉的优势，但分散性能较差，通常作为复配使用。化学合成分散剂中使用最为广泛的是萘磺酸甲醛缩聚物，其具有理想的分散性能，但生产过程需要甲醛、浓硫酸等作为原料，生产污染大，能耗高，近年来其产能逐渐受到限制。

开始有研究人员寻找和制备新的水煤浆分散剂。CN104152195A公开了一种两性腐植酸盐水煤浆分散剂及其制备与应用，通过腐植酸与甲醛和磺化剂反应制备磺甲基化腐植酸；再将磺甲基化腐植酸进一步与阳离子醚化剂发生阳离子化反应，最后滴加交联剂进行交联反应，得到一种新型两性腐植酸水煤浆分散剂。通过此法制备得到的分散剂可以有效降低水煤浆的表观粘度，还可以提高稳定性，但使用甲醛容易引起交联反应，给生产过程中的控制带来不便；且甲醛具有强致癌性，不利于绿色生产；另外合成路线偏长，能耗较大。

在煤质已经确定的实际生产条件下，寻求高性能的化学分散剂是兼顾水煤浆低粘度及高浓度的有效途径。如何提供一种分散性能好、使用方便且绿色环保的水煤浆分散剂，已成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种水煤浆分散剂及其制备方法和应用，通过选用卤代磺酸盐作为磺化体系，与腐植酸中的酚羟基进行反应，制备得到的水煤浆分散剂具有极好的分散能力，可以降低水煤浆的表观粘度，改变流体特征，制备方法简单高效，节能环保，应用价值极高。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种水煤浆分散剂的制备方法，所述水煤浆分散剂的制备方法包括：

将腐植酸与卤代磺酸盐混合，进行磺化反应，得到所述水煤浆分散剂。

本发明中，腐植酸具有大量的稠环结构，可以在煤粒表面形成稳定吸附，从而发挥分散作用；此外，其化学结构中具有较多的羧基、酚羟基等化学活性基团，方便对其进行化学改性以进一步提升分散性能；以卤代磺酸盐作为磺化体系，可以在碱催化下与腐植酸中丰富的酚羟基反应，进而实现腐植酸的磺化，避免了传统磺化技术中浓硫酸、甲醛等毒性大、污染大的原料的使用，有益于实现绿色生产，且制备方法简单高效，能耗较小，可以实现批量生产。

优选地，所述磺化反应在碱性条件下进行。

优选地，所述碱性条件由碱性试剂提供，所述碱性试剂包括氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钾中的任意一种或至少两种的组合，例如可以是氢氧化钠或氢氧化钾和碳酸钾的组合。

优选地，所述碱性试剂与腐植酸的质量比为1:(3.5～10)，例如可以是1:3.5、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10。