石油沥青水煤浆添加剂和制浆研究

第18卷第5期精细化工Vol 18 No 52001年5月FINE CHEMICALSMay 200 I表面活性和石油沥青水煤浆添加剂和制浆研究孙慈忠李明钱志英上海焦化有限公司研究院,上海200241)摘要主要介绍了石油沥青水煤浆添加剂的制备和在煤中掺λ石油沥青的制浆性能。关键词添加剂水煤浆石油沥青中图分类号Q423.9文献标识码文章编号:003-52142001)5-0249-03上海焦化有限公司从美国德士古石油公司引进量中和剂使之中和到pl=7~9然后冷却加入稳定4台德士古水煤浆加压气化装置通过4年运行生产剂过滤出料。稳定每年生产水煤浆30多万t主要产品是甲醇、醋1.1.3添加剂的规格酸及城市煤气。目前公司生产水煤浆的原料是神府外观棕红色液体冲值7~9涸体质量分数煤由于昂贵的运输费用导致神府煤到公司每t价格30%±2%极限黏度(dg/L).10~0.4乌氏黏度达3000左右为了降本增效采用价格较低的石油计测定)密度20℃)(g(cm3):≥1.09。沥青代替部分神府煤能否代用关键技术之一是开1.2石油沥青水煤浆制备2发石油沥青水煤浆添加剂。1.2.1神府煤、石油沥青分析数据1999年作者研制的石油沥青水煤浆添加剂试生见表2产100多t共生产石油沥青水煤浆2000多t供德士古气化炉使用取得了较好的效果。表2工业分析及元素分析(水分)M灰分)M挥发分)(硫)减(碳)减砷)1实验石油沥青0.100,4651,91.4689811,51.1石油沥青、水煤浆添加剂制备方法神府煤4.8l0.18779.01.1.1原料及配比见表11.2.2石油沥青水煤浆制备实验室水煤浆、石油沥青水煤浆通常采用干磨湿表1原料及配七配法制浆。将定量的煤、沥青或煤和沥青混合料加入质量分数容积为5L的实验室球磨机中干磨按粒度分布要求制丙烯酸及其酯备煤粉或石油沥青粉加入水、添加剂制备石油沥青乳化剂、润湿剂、稳定剂引发剂水煤浆然后测定石油沥青水煤浆性能参数见表3。链转移剂0.3-0.4液碱w=30%)表3神府煤、石油沥青粒度分布去离子水粒度分布/%备注40目以下40-200目m0-325目325目以上1.1.2聚合工艺11.832.0二次平均在装有搅拌器、温度计、冷凝器及加料管的反应神府煤+石油沥青3.312.536.0三次平均石油沥青032.8粘球、璧器中加入乳化剂、润湿剂搅拌然后慢慢升温到9①n神府煤)n(石油沥青)=80:2095℃待温度恒定后从两个滴液漏斗同时滴加单体、引发剂和链转移剂控制滴加速度在2h内滴完。1.3石油沥青水煤浆性能测试方法在此温度下保温1h使单体聚合完全再加入一定(1)度测定涓ND-1型旋转式黏度计测定精细化工 FINE CHEMICALS第18卷2腺浆的质量分数测定重量分析法以干煤、沥加剂质量分数以0.25%~0.35%为佳。青质量百分数计。(3斯水率测定将料浆倒入25mL的量筒中表5添加剂用量对料浆性能的影响然后静置使其自然沉降24h后观察量筒上析水多批号(添加剂),黏度、以(浆)析水率流动性AmPa s少测量析水量与总水量百分率0.00942.359.152.80〔4)测流动性:目测所配制石油沥青水煤浆的IⅡ0.201230.262.381.49流动性。其特性分为⑨表示好;表示较好;△表0.2563.110.30⊙⊙示较差;x表示差。结果与讨论1239.664,621.35注采用编号为99312的添加剂,(神府煤)κ沥青)=80:20石油沥青比水轻不溶于水。为了解决石油沥青表面亲油性和润湿性问题必须对石油沥青进行23沥青、神府爆的配比对制浆性能的影响亲水处理才能制备石油沥青水煤浆。处理方法为实验结果见表6。在原有水煤浆添加剂基础上加入乳化剂、润湿剂和表6不同配比对制浆性能的影响稳定剂。黏度、“(浆)析水率流动性2.1乳化剂和润湿剂的选择批号沥青)以煤)(m1,)作者在实验室进行了乳化剂和润湿剂筛选实876.960.8210:90976.462.472.6验。选择的乳化剂有亲水性的平平加O乳化剂S、I012.262.71IE和亲油性的乳化剂F、ST并对乳化剂和润湿剂ⅢⅣV20=8⊙⊙o⊙913.363.232用量进行了选择。采用丙烯酸乳液聚合工艺制备了40:60适宜沥青水煤浆的添加剂共12种并对其进行了筛选和比较结果见表4。从表6结果可以看出采用编号为99312的添加剂对不同配比的沥青煤均能制浆并随着沥青在表4石油沥青水煤浆添加剂筛选实验沥青煤的比例增加浆的质量分数会不断提高。表编号乳化剂润湿剂(萄厘,y(浆)析水备注6中n(沥青):m(煤)>50:50则变成油包水油煤99304n(S)=1.6%n(J)=0.8%735.7160.110.89浆不能在气化炉中使用失去实际意义。99305(S)=1.6%(P)=0.8%702.4460.160.392.4温度对沥青水煤浆性能的影响99309n(E)=0.8%a(J)=0.8%728.9360.160.70混浊在实际生产中石油沥青、煤和添加剂通过球磨9931la(F)=0.8%a(J)=0.8%黏度大99312uS)=2,4%nJ)=0.8%982.5063.141.78机进行湿磨在夏天沥青水煤浆出浆温度达60℃,99315u(S)=0.8%n(J)=2.4%716.8460.310.80因此必须考虑沥青水煤浆在60℃时的成浆性能。99323(0)=2.4%n(J)=0.8%736.3660.822.8简单实验方法是在500mL三口烧瓶中加入沥青99324在99304中加入稳定剂771.3961.340.34水煤浆在搅拌下升温到70℃料浆没有发生破乳、99325u(S)=3.2%99326(1)=1.6%(J)=0.8%716.6361.180.78分层现象。料浆性能不变表示升高温度不影响沥99402M(S-6)=1.2%d(T-6)=1.2%无流动性黏度大青水煤浆性能9949n(I)=0.8%反应激烈难控制3石油沥青水煤浆试生产情况表4实验结果表明亲油性乳化剂不适合沥青3.1工艺流程水煤浆的制备而乳化剂S与其他乳化剂相比价廉,神府煤和石油沥青分别经皮带称量计称量后混在加入S的质量分数为2.4%、润湿剂J质量分数为合经粉碎后进入缓冲仓。再由皮带输送到球磨机0.8%时制浆质量分数最高即编号99312为佳同时按一定比例加入新鲜水和石油沥青水煤浆添加2.2添加剂用量对石油沥青水煤浆性能的影响剂、制成质量分数为60%左右的沥青水煤浆。混合实验结果见表5。表5数据说明不加添加剂浆再经高压煤浆泵输送到气化炉和氧在炉内进行气第5期孙慈忠等石油沥青水煤浆添加剂和制浆研究2513.2试生产情况年可掺入5万t则可节约250万元。另外每掺15%试生产分两部分分别为煤浆制备和气化部分。石油沥青可降低煤耗4%德士古毎年耗煤35万t煤浆制备部分主要用新制石油沥青水煤浆添加剂制(折干)全年省煤1.4万t节约费用400万元所以神府煤及石油沥青水煤浆考核混合煤浆的性能和掺入15%石油沥青全年可节约费用650万元。使用新制添加剂的性能、用量。煤浆制备从1999年6月14日开始用新型添加剂制神府煤实验到6月5结论20日进行制混合浆实验实验结果见表7。1连在丙烯酸共聚物作为水煤浆添加剂中加入乳化剂、润湿剂和稳定剂能制备石油沥青水煤浆其表7试生产结果性能符合要求。时12日13日14日15日16日21日22日23日25日(2)选择合适乳化剂、润湿剂和合适的用量对石04109601019694645.6750.186石油沥青量∧00000161414.4142.4165油沥青水煤浆性能起重要作用。n(石油青)%(3通过工业性实验表明采用石油沥青水煤浆添加剂量685854656561465565添加剂的制浆性能符合生产要求并有一定的经济效(煤浆y%9.359.39.860.058.660.238.759,459.0添加剂单耗/%6.265.745.66.526377.196.646.156.3煤浆热值(Jg)262236226220622601281520849201308参考文献[1]孙慈忠王利云,卞岚.WCS-AC水煤浆添加剂的制备与应从表7可看出使用新型添加剂后添加剂的单用研究J精细化工9981增刊):165-167耗有所上升煤浆质量分数略有提高。总的来说制浆[2]孙慈忠王利云,卞岚,WCS-AC水煤浆添加剂的应用研究成本有所上升。另外煤浆热值提高大约11%。[J]煤化工1997(2)41-43作者简介孙慈忠(1944-)男1960年毕业于华东化工学4技术经济分析院染料及中间体专业现任上海焦化有限公司研究院高级工此次试烧共使用石油沥青1000t按κ(石油沥程师和助剂研究室主任曾长期从事印染助剂和丙烯酸高分青)=15%掺入神府煤中。石油沥青到厂价比神府子聚合物的开发和应用工作主持的研究项目多次获得江苏煤每吨节约50元。按(石油沥青)=15%计算每毎省科技成果奖,发表论文多篇,电话:021-64343649转225。Study of Petroleum Pitch Coal Additive Agent and Slurrying AbilitySUN Ci-zhong , LI Ming rIan Zhi-yingResearch Institute of Shanghai Coking and Chemical Co Ltd, Shanghai 200241, ChinaAbstract This article mainly introduces the preparation of petroleum pitch coal additive agent and the slurrying ability of