[发明专利]水煤浆分散剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及水煤浆分散剂领域，具体公开了水煤浆分散剂及其制备方法和应用。该方法包括萘磺化反应之后的体系中加入木质素系分散剂，消耗了萘磺化反应剩余的硫酸，通过“一锅反应法”直接生产复合分散剂，工艺简单，不需要额外的处理步骤；同时资源化利用了萘磺化反应剩余的硫酸，减少了酸碱调节剂的使用量。由该方法制备的分散剂的煤种适用范围更广，进一步拓宽产品的利用范围。由该分散剂制得的水煤浆浓度较高，并且具有较好的流动性和稳定性。

技术领域

本发明涉及水煤浆分散剂领域，具体涉及水煤浆分散剂及其制备方法和应用。

背景技术

水煤浆是煤化工中水煤浆气化炉的重要原料，我国每年水煤浆消耗量上亿吨。影响水煤浆性能和生产成本的因素主要包括原料煤性质、添加剂类型和制浆工艺。对于特定的工厂来说，一般制浆工艺和原料煤性质是确定的，因此，添加剂的价格和性能是影响水煤浆质量和成本的主要考虑因素，而分散剂是水煤浆添加剂的主要成分，因此研究开发低成本、同时具有高分散性和稳定性的高效水煤浆分散剂是水煤浆研究的重要领域。

萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸盐是水煤浆领域广泛使用的两类分散剂。目前对单种水煤浆分散剂的研究已达到较高水平，但是由于煤种的影响，水煤浆分散剂分子结构和煤质之间的匹配性影响着煤的成浆性、流变性和浆体稳定性，如萘系分散剂分散性好、减粘作用强、浆体流型好，但浆体稳定性差，容易析水产生硬沉淀，而且价格偏高；而木质素系分散剂原料丰富、价格便宜，浆体稳定性好，但浆体粘度较大，浆体流型不好。因此，使用单一分散剂仍然存在着适用煤种范围窄的缺点。因此，多种分散剂复合或复配是弥补这一缺点的有效方法。

已经有报道多种分散剂复合或复配的现有技术，如CN103937565A公开了一种煤焦油乳化剂的制备方法，该方法将萘磺酸甲醛缩合物水溶液与木质素磺酸盐水溶液混合，在加热状态下滴加甲醛溶液，得到木质素萘磺酸甲醛缩合物水溶液。该方法的本质是利用甲醛为交联剂，将木质素磺酸盐和萘磺酸甲醛缩合物交联，此缩合物作为煤焦油乳化剂，乳化效果好。 CN102295964A公开了萘系水煤浆分散剂的制备方法，该方法先将萘磺酸水溶液与木质素按一定比例混合，再加入甲醛，使得木质素、萘磺酸和甲醛共聚，该分散剂较萘磺酸盐缩合物和木质素简单复配混合使用效果大大增强，具有成本低、分散性好的优点。

虽然上述报道都在一定程度上解决了分散剂适用煤种范围窄的问题而而形成了性能更好的分散剂。但是，这种共聚方法产生的分散剂仍然存在煤质适应性的问题，因为其中萘磺酸盐缩合物和木质素分散剂配比是固定的，并不能随意更改。而传统的简单复配的分散剂的制备方法，反应处理步骤较为繁琐，需要更多的设备。

因此，亟需一种流程简单、步骤容易操作的萘磺酸盐缩合物和木质素复合分散剂的制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的煤种适用范围窄、制备流程较繁琐的问题，从而提供一种水煤浆分散剂及其制备方法和其在水煤浆中的应用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种水煤浆分散剂的制备方法，该方法包括：

(1)将萘经浓硫酸磺化制备萘磺酸，并加水使所述萘磺酸水解；

其中，萘与所述浓硫酸中硫酸的摩尔比为1：(1.01-1.2)；

(2)向步骤(1)所得体系中加入甲醛，进行缩合反应得到萘磺酸甲醛缩合物水溶液；

(3)将步骤(2)所得萘磺酸甲醛缩合物水溶液的酸度调节至不大于35％，加入木质素系分散剂，使其在50-95℃温度下进行磺化反应；

(4)用酸碱调节剂调节步骤(3)所得体系的pH至8-10。

本发明第二方面提供了本发明第一方面所述的方法制得的水煤浆分散剂。

本发明第三方面提供了本发明第二方面所述水煤浆分散剂在制备水煤浆中的应用。