專利名稱：一種木質素系水煤漿分散劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制備水煤漿的分散劑及其制備方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種木質素系水煤漿分散劑及其制備方法，屬于水煤漿制備的分散劑技術領域。
背景技術：
水煤漿分散劑是水煤漿制備過程中必須加入的化學添加劑，可以提高水煤漿的流動性、穩(wěn)定性和成漿濃度。近年來，隨著國家大力推廣潔凈煤技術，水煤漿作為燃料和濕法氣化進料已經被廣泛應用于工業(yè)鍋爐和煤化工行業(yè)，市場對水煤漿的需求量增長導致對水煤漿分散劑的需求量也在持續(xù)增長。目前國內常用的水煤漿分散劑主要有萘磺酸鈉系和木質素磺酸鈉系列。萘磺酸鈉系分散劑作為一種高效分散劑，占據(jù)水煤衆(zhòng)分散劑行業(yè)中50%以上的市場。這類分散劑的優(yōu)點是分散降黏能力較好，制備工藝較為簡單；缺點是穩(wěn)定性不好，容易析水產生硬沉淀，原料來自石油產品，價格較高，并且隨著石油資源的枯竭，其成本會進一步上漲。木質素磺酸鈉系分散劑，目前其還存在分散降黏能力較差、添加量多的缺點，市場份額不大。國外生產的分散劑主要有日本的PSS系列和瑞典的非離子型分散劑，其性能總體上優(yōu)于國內，但價格也遠遠高于國內的分散劑的價格。昂貴分散劑的使用，大大增加了水煤漿的制備成本，因此，研究開發(fā)兼顧效果與價格的新一代水煤漿分散劑具有重要意義。它作為技術儲備，將會使我國水煤漿技術再上新臺階，為以煤代油和水煤漿氣化技術的完善作出重大貢獻。木質素是造紙工業(yè)的副產物，主要含在制漿法造紙的黑液中，價格低廉，來源豐富，且是可再生性的生物資源。我國造紙行業(yè)每年產生造紙黑液50億噸，其中木質素約含430萬噸。目前大部分作為廢物隨造紙廢水直接排放，既浪費了重要的資源，又嚴重污染了環(huán)境，因此對黑液的有效資源化處理顯得非常重要。木質素經過磺化后成為一類有表面活性的物質，可以作為水煤漿分散劑加以利用。木質素類水煤漿分散劑具有原料豐富、價格低廉(1000-3000元/噸)、漿體穩(wěn)定`性較好等優(yōu)點，受到科研人員和用戶的重視。因此，木質素類水煤漿分散劑具有成為水煤漿添加劑主流產品的優(yōu)勢。目前木質素系水煤漿添加劑大多直接采用木質素磺酸鹽為原料進行改性或者復配合成，例如
國家知識產權局于2009. 9. 30公開了一件申請?zhí)枮?00910081375. 4，名稱為“一種多組分復合水煤漿分散劑及其應用”的發(fā)明專利，該專利涉及一種分散劑及其應用，提供一種多組分復合分散劑及其在水煤漿生產中的應用。多組分復合水煤漿分散劑各組分按一定重量配比混合配制，萘磺酸鹽40-70% ;聚氨基羧酸鹽5-15% ’聚甲基丙烯磺酸鹽4-10% ;木質素磺酸鹽5-35% ;碳酸鹽6-26%。上述不同重量配比各組分均勻混合制成固體水煤漿分散齊U，也可以配比成任意百分濃度的水溶液水煤漿分散劑。本發(fā)明的分散劑與煤粉均勻混合制成水煤漿。本發(fā)明中的水煤漿分散劑用量省、高效、成品水煤漿濃度高，粘度適中，流動性好，穩(wěn)定性高，除適應廣泛煤種制漿外，還適用于石油焦制漿。最大限度提高制漿效果，具有較好的性價比。
國家知識產權局于2011. 3. 17公開了一件申請?zhí)枮?01110065107. 0，名稱為“一種水煤漿分散劑”的發(fā)明專利，該專利由75-95%木質素磺酸鹽、2-15%聚磷酸鹽、2-10%高分子助劑和O. 1-1. 0%氫氧化鈉所組成。本分散劑的添加量為O. 5-3%。，配成2-3%的水溶液直接泵入棒磨機中制備水煤漿，所制備的水煤漿濃度可提高到60-70%，粘度可降低到400-1200Pa · S。本分散劑適用于多煤種，特別是煤質較差的煤種制備水煤漿。國家知識產權局于2011. 5. 16公開了一件申請?zhí)枮?01110125439. 3，名稱為“木質素磺酸鹽接枝共聚物分散劑及其制備工藝和應用”的發(fā)明專利，該專利涉及木質素磺酸鹽接枝共聚物分散劑及其制備工藝和應用，所述接枝共聚物分散劑為紅棕色或黑褐色液體，pH值為7-10，其重均分子量Mw為5000-100000，數(shù)均分子量Mn為2500-50000，25°C時密度為1. 04-1. 35g/mL。該產品可用作混凝土外加劑、陶瓷生產減水劑、染料分散劑、涂料分散劑、水煤漿添加劑和油泥分散劑，該產品的各項性能均可達到相關質量標準要求。該產品制備工藝簡單、條件溫和，采用常規(guī)設備、生產成本低，而且是一種綠色環(huán)保型、無污染清潔化生產工藝。但是木質素磺酸鹽的價格本身比堿木質素高，其磺化度也有限，并且磺化大多在高溫高壓工藝下進行，對生產設備和條件要求較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種木質素系水煤漿分散劑，本發(fā)明利用來源廣泛、價格低廉的堿木質素開發(fā)一種分散效果好、成本低的水煤漿分散劑，提高水煤漿的性能，降低水煤漿制備的成本。本發(fā)明另一個目的是提供一種工藝較為簡單、生產成本低的以堿木質素為原料制備水煤漿分散劑的方法。為達到上述目的 ，本發(fā)明具體采用的技術方案如下
一種木質素系水煤漿分散劑，其特征在于包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
權利要求
1.一種木質素系水煤漿分散劑，其特征在于包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
2.根據(jù)權利要求1所述的一種木質素系水煤漿分散劑，其特征在于所述的聚乙二醇為相對分子質量是200或者400的聚乙二醇。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種木質素系水煤漿分散劑，其特征在于所述的羧酸為甲酸、乙酸或者丙酸。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種木質素系水煤漿分散劑，其特征在于所述的氧化劑為過氧化氫、過硫酸銨或者過硫酸鉀。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種木質素系水煤漿分散劑，其特征在于所述的還原劑為硫酸亞鐵、亞硫酸鈉或者亞硫酸氫 鈉。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種木質素系水煤漿分散劑，其特征在于所述的乙烯基單體為丙烯酸、馬來酸酐或者甲基丙烯酸。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種木質素系水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于包括如下工藝步驟A、配制堿木質素水溶液,將堿木質素溶液的pH值調至6-7；B、稱取聚乙二醇和羧酸，加入濃硫酸后在95-100°C下反應O.5-1. O小時，反應結束后加入對苯二酚和丙烯酸，繼續(xù)反應O. 5-1. O小時，得到活性大單體；C、將活性大單體和乙烯基單體加入到步驟A中的堿木質素溶液中，再加入氧化劑，攪拌使其充分混合，升溫到30-50°C后加入還原劑，反應1. 5-2小時，得到接枝堿木質素溶液；D、將接枝堿木質素溶液的pH值調至10-11，然后加入亞硫酸鈉，升溫至90-95°C，同時開始緩慢滴加乙醒溶液，得到混合液體；E、將所得液體稀釋，經超濾機濾除大部分小分子物質，得到本發(fā)明的木質素系水煤漿分散劑。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種木質素系水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于在步驟A中所述的木質素水溶液的質量濃度百分比為20-50%。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種木質素系水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于在步驟A中所述的將堿木質素溶液的pH值調至6-7是指采用20-50%的酸溶液將其pH值調至 6-7。
10.根據(jù)權利要求7所述的一種木質素系水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于在步驟D中所述的滴加乙 醛溶液結束后保溫2-3小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種木質素系水煤漿分散劑及其制備方法，屬于水煤漿制備的分散劑技術領域。該分散劑包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分堿木質素1000份、聚乙二醇20-50份、羧酸2-10份、濃硫酸1-5份、對苯二酚0.1-1份、丙烯酸20-60份、乙烯基單體60-150份、亞硫酸鈉200-400份、乙醛溶液300-500份、氧化劑30-50份、還原劑10-20份。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的木質素系水煤漿分散劑以堿木質素為原料，降低了成本，而且木質素平均分子質量顯著提高，親水性明顯增強，分散效果明顯提高；另外，本發(fā)明的產品成本低，制備工藝簡單，原料較為普通并且來源廣泛，價格較為低廉，改性效果好，且對廢棄物進行了資源化利用，減少了其對環(huán)境的污染。
文檔編號C10L1/16GK103045317SQ201210573920
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權日2012年12月26日
發(fā)明者劉江, 楊純, 陳慧, 王曉亮 申請人:中國東方電氣集團有限公司