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2001年5月FINE CHEMICALSMay 200 1表面活性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入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pH=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而H值7~9固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%淑极限黏度(dg/L).10~0.40乌氏黏度达3000元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K(水分)κ灰分)(挥发分)(硫)d(碳)a(砷)1实验石油沥青0.100.46519289.811.1石油沥青、水煤浆添加剂制备方法1神府煤7.780.18799.01.1.1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原料及配比配法制浆。将定量的煤、沥青或煤和沥青混合料加入组分质量分数/%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1.5-4.0引发剂水煤浆然后测定石油沥青水煤浆性能参数见表3。链转移剂碱m=30%)表3神府煤、石油沥青粒度分布去离子水粒度分布/%备注目以下40-200目20-325目325目以上1.1.2聚合工艺51.5832.0二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03.312.536.0三次平均石油沥青器中加入乳化剂润湿剂搅拌然后慢慢升温到90-dV山凵2032.8粘球、璧中国煤化工95℃待温度恒定后从两个滴液漏斗同时滴加单体、CNMHG引发剂和链转移剂控制滴加速度在2h内滴完。1.3白油泐育水保仼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)酤度测定ND-1型旋转式黏度计测定。*收稿日期2000-05-14精细化工 FINE CHEMICALS第18卷2腺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淅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)AmPa s)从(浆)析水率流动性少测量析水量与总水量百分率2.804)测流动性泪目测所配制石油沥青水煤浆的IⅡⅢⅣv0.20.262.381.49863.11流动性。其特性分为⊙表示好心表示较好;△表82.563.14示较差;x表示差。结果与讨论注采用编号为99312的添加剂,灬神府煤)n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2.3沥青、神府煤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2.1乳化剂和润湿剂的选择批号以(沥青)以煤)(mPAs)%(浆)析水率流动性作者在实验室进行了乳化剂和润湿剂筛选实76.960.824.07976.4验。选择的乳化剂有亲水性的平平加O乳化剂S、E和亲油性的乳化剂F、S、T并对乳化剂和润湿剂ⅢⅣVⅥ982.563913.363.232.20用量进行了选择。采用丙烯酸乳液聚合工艺制备了398.9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(盐度,y()布水备注6中n(沥青)m(煤)>50:50则变成油包水油煤99304S)=1.6%nJ)=0.8%735.7160.110.89浆不能在气化炉中使用失去实际意义。99305S)=1.6%a(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%n(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993la(F)=0.8%(J)=0.8%度大99312S)=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℃,99315(S)=0.8%a(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99323u(0)=2.4%nJ)=0.8%736.3660.822.81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99325uS)=3.2%726.1161.221.2099326u(1)=1.6%以(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99402a(S-6)=1.2%(T-6)=1.2%无流动性黏度大青水煤浆性能。99409n(I)=0.8%宽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质量分数为合中国煤化工妇皮带输送到球磨机,0.8%时制浆质量分数最高即编号99312为佳同时CNMHG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制备的水煤浆无流动性随着添加剂用量增加料浆化反应生成的合成气再经激冷、洗涤后作为原料送质量分数提高。但从经济效益和其他因素考虑添甲醇、醋酸装置。5孙慈忠籌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。12日13日14日15日16日21日22日23日25日(2择合适乳化剂、润湿剂和合适的用量对石煤量/04107%01099669146846.670.18石油沥青量0000016141494142.416油沥青水煤浆性能起重要作用。n(石油涵青y%0000015(3通过工业性实验表明采用石油沥青水煤浆颢加量6〗95.8546616146255632添加剂的制浆性能符合生产要求并有一定的经济效n(煤浆)%59.359.39.860.08.66023.759.459.0添加剂单耗/%6.26煤热值(Jg)28225022M82892别08参考文献:[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):65-167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1966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荻得江苏省科技成果奖,发表论文多篇,电话:021-64343649转煤每吨节约50元。按κ(石油沥青)=15%计算毎Study of Petroleum Pitch Coal Additive Agent and Slurrying ability中国煤化工SUN Ci-zhong ,I Ming rICNMHGAbstract This article mainly introduces the preparation of petroleum pitch coal additive agent and the slurrying ability ofcoal on adding petroleum pitchKey words additive agent coal water slurry 'petroleum pitch