Способ получения водоугольной суспензии

 

Изобретение касается углехимии, в частности получения водоугольной суспензии, пригодной для транспортирования по трубопроводам. Цель - снижение вязкости суспензии. Процесс ведут смешиванием мелкодисперсного угля, воды и диспергатора. В качестве последнего используют продукт сульфинирования нефтяного или каменноугольного битума, или обеззоленного угля, или нефтяного асфальта, или асфальта после деасфальтизации растворителем, или смеси нефтяного и каменноугольного битумов, имеющих мол.м. 300-4520 и отношение водорода к углероду, 0,65-1,47. Затем полученный продукт окисляют с помощью окиси азота и нейтрализуют щелочью с получением продукта, содержащего 0,5-7,9 мг<SP POS="POST">.</SP>экв/г сульфонильных групп и 3,6-15 мг<SP POS="POST">.</SP>экв/г кислых групп. При этом лучше проводить сульфирование после измельчения исходного вещества с помощью серной кислоты в среде тетрахлорэтана, тетрахлорэтилена или перхлорэтилена. После диспергирования проводят гомогенизацию полученной смеси. Эти условия обеспечивают высокую концентрацию угля в суспензии (до 71%), ее хорошую текучесть (вязкость до 630 сПа<SP POS="POST">.</SP>с) и стабильность. 2 з.п.ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 10 L 1 32 Ui >%8 l

" в ф, ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР1 (21) 4027907/23-04 (22) 22.07.86 (31) 163234/85 (32) 23.07.85 (33) JP (46) 23.01.90. Бюл. Р 3 (71) Фудзи Ойл Ко., Лтд. и Тохо Кемикал Индастри Ко, Лтд. (JP) (72) Язаемон Иорита, Синити Окада, Кацуо Инагаки, Есинобу Накамура, Тадао Гото и Исаа Фудзикура (JP) (53) 662.65(088.8) (56) Патент С1;1А Р 4364742, кл. 44-51, 1982.

Патент СИА И 4465495, кл.44-51, 1984 . (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОУГОЛЬНОЙ

СУСПЕНЗИИ (57) Изобретение касается углехимии, в частности получения водоугольной суспензии, пригодной для транспортирования по трубопроводам. Цель — снижение вязкости суспензии. Процесс ведут смешиванием мелкодисперсного угля, воды и диспергатора. В качестИзобретение относится к способу приготовления поверхностно-активного вещества для получения высококонцентрированной водоугольной суспензии, имеющей низкую вязкость и хорошую текучесть, а также удовлетворительную стабильность, и может найти принение как энергетическое топливо.

Цель изобретения — снижение вязкости суспенэии.

Пример 1. I. Синтез ПАВ (поверхностно-активного вещества-дисперс

1 гатора) 1 согласно изобретению.

S ,;,SU È38ßÙ A 3 ве последнего используют продукт сульфирования нефтяного или каменноугольного битума, или обеэзоленного угля, или нефтяного асфальта, или асфальта после деасфальтизации растворителем, или смеси нефтяного и каменноугольного битумов, имеющих мол .м. 300-4520 и отношение водорода к углероду, 0,65-1,47. Затем полученный продукт окисляют с помощью окиси азота и нейтрализуют щелочью с получением продукта, содержащего

0,5-7,9 мг,экв/г сульфонильных групп и 3,6-15 мг,экв/г кислых групп. При этом лучше проводить сульфирование после измельчения исходного вещества с помощью серной кислоты в среде тетрахлорэтана, тетрахлорэтилена или перхлорэтилена. После диспергирования проводят гомогенизацию полученной смеси. Эти условия обеспечивают концентрацию угля в суспензии (до 71Е), ее хорошую текучесть (вязкость до 630 eIla ° с) и стабильность. 2 з.п. ф-лы, 5 табл.

Смесь сырой нефти разных типов, включающая сырую нефть месторождения

Хафджи и иранскую тяжелую сырую нефть в объемном соотношении 1:1 обрабатывают при пониженном давлении

60 мм рт.ст. при 340 С для получения нефтяного остатка, имеющего удельный вес 1,022 "/см (при 25 С), температуру плавления 44 С, остаточное содержание углерода 19,5 мас.Е, который затем обрабатывают при давлении

2 кг/см и температуре 430 С с использованием перегретого пара при

i 538901

600 С в течение 2 ч для получения нефтяных битумов с температурой плавления 180 С, содержанием летучих веществ 40 мас. X золы О, 2 мас . X и атомным соотношением Н/С 0,8, Эти нефтяные битумы именуют исходным материалом А и имеют мол.м. 1100.

Битумы истирают в порошок с размером частиц менее 100 меш. 1 мас.ч. порош- 10 ка помещают в стеклянный автоклав, ; добавляют 5 мас.ч. тетрахлорэтана, затем смесь битума и растворителя перемешивают мешалкой, вращающейся со скоростью 500 об/мин, 2,0 мас.ч. предварительно испаренной нагреванием безводной серной кислоты вводят для проведения реакции сульфирования при 50 С в течение 60 мин под атмосферным давлением. После этого температуру повышают до 120 С, добавляют 5 мас.ч. 50Х.-ной азотной кислоты и окисление ведут в течение 2 ч. Затем после фильтрования, промывания

Водой и с êH TIpop êYÿ реакции часть его берут для определения содержания сульфонильных групп и общего содержания кислых групп известными способами. Продукт реакции содержит

5,7 мг экв./r сульфонильных групп в 13,1 мг; экв./r кислых групп. После

30 нейтрализации продукта едким натром до величины рН 1Х.-ного водного раствора, равной. 8,0, продукт сушат и измельчают для получения ПАВ-1 предлагаемым способом в виде порошка чер- 35 ного цвета (табл. 1) .

II. Синтез ПАВ 2 — 6,9 и 10 согласно изобретению.

IIAB 2 — 6,9 и 10 синтезируют теми же процедурами, что и ПАВ-1 с исполь40 зованием тех же нефтяных битумов (исходный материал А) в качестве ис— ходного материала, безводной серной кислоты в качестве сульфирующего агента, тетрахлорэтана или перхлорэтана в качестве растворителя и серной кислоты или азотной кислоты в качестве окислителя.

Синтез ПАВ-9. Нефтяные пеки (исходный материал А) измельчают в по- 50 рошок с размером частиц менее 100 меш.

1 мас.ч. порошка помещают в стеклянный автоклав, где ее диспергируют путем добавления 5 мас.ч. тетрахлорэтилена с одновременным перемешива- 55 нием со скоростью 500 об/мин. Затем с целью осуществления реакции сульфирования при 50 С в течение 1 ч вводят

1,0 мас.ч. газифицированной безводной серной кислоты.

После этого температуру повышают до 12ОС иокисляют введением4,0 мас.ч, 50%-ной азотной кислоты в течение

2 ч. После фильтрования, промывки водой и сушки продукта реакции определяют сульфо- и общее содержание кислотных групп обычным образом, получив в результате -содержание сульфогрупп, равное 4,6 мг ° экв/г и 9,8 мг экв/г всех кислотных групп. Продукт нейтрализуют гидроокисью натрия с тем, чтобы довести рН 1 -ного водного раствора до 8,0 с последующей сушкой и измельчением продукта для получения поверхностно †активно вещества — 9 (IIAB 9) в виде порошка черного цвета .

Свойства ПАВ-1 и ПАВ 2-6,9 и 10 также приведены в табл . 1.

III. Синтез ПАВ-7 и ПАВ-8 согласно изобретению.

ПАВ-7 и ПАВ-8 синтезируют с использованием того же нефтяного битума (исходный материал А), что и для

ПАВ-1 с использованием 98%-ной серной кислоты или 60Х-ного олеума в качестве сульфидирующего агента. Сульфирование проводят без использования хлорсодержащего углеводородного растворителя, но при условиях, показанных в табл. 1, при которых битумы предварительно смешивают с концентрированной серной кислотой или олеумом в ступке, после чего помещают в стеклянный автоклав и перемешивают при вращении мешалки с частотой 100об/мин при 40 С в течение 60 мин. Затем

1 мас.ч. полученного продукта сульфирования отбирают в стеклянный автоклав и окисляют в условиях, показанных в табл. 1.

IV. Синтез ПАВ-11 — ПАВ-.13 согласно изобретению.

Высокококсующийся уголь североамериканского региона подвергают сухой перегонке и отогнанные угольные смолы подвергают в тех же условиях крекингу, что и исходный материал для ПАВ-1. После этого синтезируют

ПАВ-11 no IIAB-13 так же, как и ПАВ-1, (табл. 1), при этом полученный угольный битум (исходный материал В) имеет температуру плавления 180 С, содержание летучих компонентов 37,$X атомное соотношение Н/С вЂ” 0,79 и мол . м. 360.

V. Синтез ПАВ-14, ПАВ-15 согласно изобретению.

Обеззоленный битуминозный уголь североамериканского региона с содержанием влаги 2,8 мас.%, мол.м. 3000, содержанием золы 0,9 мас.%, летучих веществ 14,5 мас.%, Н/С 0,65, содер" жанием углерода 63,0 мас.%, используют в качестве исходного материала (исходный материал С). При этом

ПАВ-14 и ПАВ-15, синтезируют так же, как и ПАВ-1 (табл. 1) .

VI Синтез ПАВ-16 — ПАВ-18 согласно изобретению.

Смесь сырой нефти разных типов, 15 включающая сырую нефть с южноамериканского месторождения "Бакакеро", ближневосточного месторождения "Хафджи", иранской тяжелой нефти и тяжелой нефти месторождения "Истумус" в объемном соотношении 4:2:1:1, перегоняют при пониженном давлении

70 мм рт.ст. при 335 С. ПАВ 16-18 синтезируют из асфальта, полученного перегонкой и имеющего удельный вес при 25 С 1,0115 г/м, температуру о, плавления 38,5 С, остаточное содержание углерода 16,9 мас.%, атомное отношение Н/С 1,45 и мол.м. 1050.

После растворения асфальта при 50 С в течение 5 мин в тетрахлорэтане, . синтезируют ПАВ как ПАВ-1 (табл. 1).

VII. Синтез ПАВ-19 — ПАВ-22 согласно изобретению.

ПАВ-19 — ПАВ-22 получают из биту- 35 ма, полученного смешением исходного материала для ПАВ-1 и исходного материала для ПАВ-11 — ПАВ-13 в весовом соотношении 1:1 (исходный материал Е), который имеет температуру плавления 40 о

148 С, содержание летучих веществ

39,1 мас.% атомное соотношение Н/С

0,8 и мол.м. 1100 в условиях, показанных в табл. 1.

VIII. Синтез ПАВ-23 согласно изоб- 45 ретению.

Смесь сырой нефти месторождения

"Баккакеро", аравийской легкой сырой нефти и аравийской тяжелой сырой нефти в объемном соотношении 5:2:1 50 перегоняют в тех же условиях, как для исходного материала А при синтезе ПАВ-1 и получают тяжелый остаток с удельным весом при

25 С, равным 1,0310 г/см, темпера- 55 турой плавления 47,5 С и остаточным содержанием углерода 21,4 мас.%, который подвергают крекингу, как и исходный материал А и полученный неф4

1 6 тяной битум (исходный материал D) с а точкой плавления 220 С, содержанием летучих компонентов 32 мас.%, золы

0,2 мас.% и атомным соотношением

Н/C 0,68 используют в качестве исходного материала. Битум размалывают в порошок с размером частиц менее

100 меш и одну часть этого порошка помещают в автоклав, выполненный из стекла, где его растворяют и диспергируют в 10 мас.ч. тетрахлорэтилена при 110 С в течение 30 мин при перемешивании с частотой 500 об/мин. Затем смесь охлаждают до 15 С, после чего к ней добавляют 1,5 мас.ч. газифицированной безводной серной кислоты для проведения реакции сульфирования в течение 1 ч.

После этого температуру поднимают до 130 С и окисляют путем добавления

2,0 мас.ч. газифицированной смеси азота в течение 2 ч. После фильтрования, промывки водой и сушки измеряют количество сульфонильных групп и общее количество кислых групп полученного продукта реакции, который содержит 5,0 мг ° экв/г сульфонильных групп и 11,6 мг, экв/г кислых групп.

Продукт нейтрализуют едким натром до рН 1%-ного раствора, равного 8,0, после чего сушат и измельчают до получения черного порошка.

IX. Синтез ПАВ-24 согласно изобретению.

Обессеренные и восстановленные газовые масла и тяжелые газовые масла в объемном соотношении 4:1 подвергают каталитическому крекингу (температуре реакции 530 С с цеолитовым катализатором) для получения тяжелых остатков с удельным весом (15/4 С)

1,0971 г/см, температурой кипения от

200 до 538 С, атомным соотношением

Н/С 0,96 и средней мол.м. 300 (исходный материал Г). 1 мас.ч. исходного материала помещают в стеклянный автоклав, куда подают 5 мас.ч. тетрахлорэтана и 1 мас.ч. газифицированной безводной серной кислоты при 15 С и при перемешивании с частотой

500 об/мин для проведения сульфирования в течение 1 ч. Затем температуру поднимают до 120 С и добавляют

2 мас.ч. газообразной двуокиси азота для проведения окисления в течение

2 ч.

После отфильтровывания продукта реакции измеряют содержание в нем сульфонильных групп и общее количест7 1538901 во кислых групп, которое равно 4,2 мг хэкв/г и 6,8 мг экв/г соответственно.

После этого продукт реакции нейтрализуют едким натром так, чтобы получить рН 1Х-ного водного раствора, 5 равный 8, который затем обезвоживают, измельчают для получения черного порошка.

Х. Синтез ПАВ-25 согласно изобре тению.

В качестве исходного материала используют 1 ч термически крекинговых масел с интервалом кипения 400-538 С о

Р удельным весом (15/4 С), равным

4 Pj

0,9810 г/см, атомным соотношением

Н/С 1,47 и средней мол.м. 500 (исходный материал Н). 1 мас.ч. этого исход ного материала помещают в стеклянный автоклав вместе с 5 мас.ч. тетрахлор,этана и 1 мас.ч. газифицированной ,безводной серной кислоты и сульфируют о в течение 1 ч при 30 С и перемешивания с частотой 500 об/мин. Затем температуру повышают до 120 С и окисля25 ют путем введения газообразной двуокиси азота в количестве 1 мас.ч.

> в течение 1 ч. Продукт реакции от фильтровывают и определяют содержание сульфонильных групп и общее содержание кислых групп, оказавшиеся

3,9 мг .экв/г и 7,1 мг экв/г соответственно. Продукт реакции нейтрализуют едким натром для получения рН

1Х-ного водного раствора, равного

8,0, после чего обезвожнвают и измель-35 чают для получения черного порошка.

XI. Синтез ПАВ-26 согласно изобретению.

Для осуществления конденсации с формальдегидом неподвергнутый нейт- 40 рализации ПАВ-9 обрабатывают следующим образом.

Вначале нейтрализуют гидроокисью натрия, чтобы довести значение рН до 8,0, в 2 мас.ч. дистиллированной 45 воды. Затем в раствор вводят 3 мас.ч. катионообменной смолы с одновременным перемешиванием с целью доведения рН водного раствора до 4,0 в результате замены катионообменной смолы HB смолу кислого типа.

После отфильтрования ионообменной смолы от водного раствора получают кислый водный раствор ПАВ-9, который помещают в количестве 1 мас.ч. в стек-55 лянный автоклав и диспергируют в

2 мас.ч. очищенной воды. Затем в автоклав вводят 0,3 мас.ч. 96Х-ной сер- ной кислоты и 0,3 мас,ч. формальдегида, имеющего температуру 37 С. Процесс ведут при 90 С в течение 2 ч при перемешивании с частотой

500 об/мин, причем смесь выдерживают при 100 С в течение 7 ч для проведеа ния реакции конденсации.

После завершения реакции продукт реакции промывают водой и нейтрализуют едким натром так, чтобы привести величину рН 1l. †но водного раствора до 8,0. После этого продукт сушат и измельчают дпя получения ПАВ-26 в виде черного порошка. Вязкости полученных таким образом ПАВ-26 и

ПАВ-9 равны 0„125 (IIAB-9) и 0,510 (ПАВ-26), что показывает, что формальдегидная конденсация прошла.

XII. Синтез ПАВ-27 - ПАВ-30 согласно изобретению.

ПАВ-27 — ПАВ-30 относятся к формальдегидно-конденсационному типу и синтезируют так >ze, как и ПАВ-26 .

Температура реакции и время формальдегидной конденсации совершенно одинаковы с ПАВ-26.

Результаты исследований показаны в табл. 2.

Данные по содержанию сульфо- и кислотных групп в ПАВ-26 — ПАВ-30 представлены в табл. 3 °

XIV. Синтез ПАВ-31 согласно изобретению.

Нефтяные пеки (исходный материал

А) измельчают в порошок с размером частиц менее 200 меш, более 90Х их пропускают через шаровую мельницу и 1 ч. помещают в стеклянньгй автоклав, где их растворяют и диспергируют добавлением 3 мас.ч. тетрахлорэтилена при одновременном перемешивании со скоростью 500 об/мин. После этого для осуществления реакции сульфирования при 50 С в течение 30 мин вводят

0,5 мас.ч. жидкой безводной серной кислоты .

После этого температуру повышают до 100 С и окисляют введением

2,0 мас.ч. 61Х азотной кислоты в течение 2 ч. После фильтрования, промывки водой и сушки продукта реакции определены сульфокислотные группы, что дало следующие результаты:

1,2 мг ° экв/г сульфогрупп и 4,8 мгv хэкв/г всех кислотных групп. Продукт подвергают нейтрализации гидроокисью натрия с добавлением рН 1Х-ного водного раствора до 8,0 с последувлцей

l0 понента. К каждым 100 г продукта добавляют 0,4 r ПАВ-1 — ПАВ-30 и воду ак, чтобы концентрация угля составляла 68 мас.ч., после чего смесь

5 перемешивают в течение 10 мин в мешалке для получения высококонцентрированной суспензии. Если при такой концентрации текучесть не достигается, добавляют воду до тех пор, пока. не будет достигнута желательная текучесть.

Результаты измерения вязкости при" ведены в табл. 4.

Величины вязкости получены при

20 С на роторе У 3 при 12 об/мин.

Водоугольную суспензию (образцы

3,6 р 7, 10э 12 э 14 в 15э17э 18э20э22124,26 и 30) хранят при комнатной температуре в течение 6 мес в бутылках емкостью 100 мп и затем проверяют на наличие осадка на дне бутылей введением стеклянного стержня. Ни в одном из образцов не обнаружено осадка.

Использованные в этом тесте сравнительные ПАВ также добавляют в количестве 0,4 г на 100 г водоугольной суспензии.

Сравнительное ПАВ-1: сульфат натрий поли {1О) оксиэтиленлауриевого эфира.

Сравнительное ПАВ-2: поли(20) оксиэтиленнонилфениловый эфир.

Сравнительное IIAB-3: поли(15)оксиэтиленполи(15)оксипропиленокстилфениловый эфир.

Сравнительное ПАВ-4. Аравийские легкие сырые нефти подвергают перегонке при атмосферном давлении для получения отогнанных фракций с интер40 валом кипения 230-330 С, удельным весом (15/4 С) 0,8435 г/см, атомным соотношением Н/С 1,79 и средней, мсл .м. 180, 1 мас .ч. исходного материала помещают в стеклянный автоклав

45 и растворяют в 2 ч. тетрахолоэтилена, после чего вводят газифицированную безводную серную кислоту в количестве 0,3 мас.ч. при 20 С и при перемешивании с частотой 500 об/мин для про5р ведения сульфирования в течение 1 ч.

После этого температуру повышают до

120 С и окисляют путем ввода 2 мас.ч. газообразной двуокиси азота в течение 3 ч.

55 Затем после отфильтровывания тетрахлорэтилена, в котором растворены непрореагировавшие масла, и смолообразный продукт реакции, определяют содержание групп и кислых групп, 1538901 сушкой и измельчением в виде порошка черного цвета.

XV, Синтез ПАВ-32 согласно изобретению °

Кубовые остатки (асфальт, битум), полученные путем перегонки при пониженном давлении из смеси сырых нефтей, состоящей из сырой нефти месторождения Хафджи и других средневосточных сырых нефтей, и характеризуемой удельным весом (20/4 С), равным

1,0310 г/см, температурой размягче3 ния 46 С, атомным соотношением Н/С, равным 1,43 и средней мол.м. 1150, деасфальтизируют пентаном. Асфальты, деасфальтированные пентаном (исходный материал P), имеют удельный вес (20/4 С) 1, 1504 г/см, Н/С 1,16 и мол .м. 4520. 1 мас.ч. деасфальтированного материала P помещают в стеклянный автоклав, где ее растворяют и диспергируют добавлением 5 мас.ч. тетрахлорэтилена с одновременным пе" ремешиванием при скорости вращения

500 об/мин. После этого для сульфиро вания при комнатной температуре в те чение 30 мин вводят 0,1 мас.ч. газифицированной безводной серной кислоты.

После этого температуру повышают до 120 С и окисляют введением

3,0 мас.ч. сжнженной NO< в.течение

1 ч, и затем выдерживают в течение

2 ч. После фильтрования, водной промывки и сушки продукта реакции определяют сульфокислотные группы, что дало следующие результаты: 0,5 мг

«экв/г сульфогрупп и 3,6 мг экв/г кислотных групп. Продукт подвергают нефтрализации гидроокисью натрня с доведением рН 1Ж-ного водного раствора до 8,0 с последующей сушкой и измельчением с целью получения порошка коричневого цвета.

XIII. Приготовление водоугольной суспензии согласно изобретению.

Уголь "Уоллара", содержащий

2,8 мас.Ж влаги, 13,5 мас.Ж золы, 24,6 мас.Ж летучих компонентов и

56,5 мас.Ж углерода,. измельчают в пальцевой мельнице, после чего истирают в дисковой мельнице в виде

50Х-ой ВУС в течение 30 мин для получения частиц угля с размером 827 зерен, проходящих сквозь сито с

200 меш.

Затем водоугольную суспензию подвергают нагреву и воду выпаривают для получения 80 мас.Х твердого ком11 1538901 которое равно 2,1 мг ° экв/г и 5,1 мгх экв/г соответственно.

Полученный продукт нейтрализуют едким натром так, чтобы его 17.-ный водный раствор имел величину рН 8,0 и затем сконцентрированная до 50Х-ной концентрации для получения сравнительного ПАВ-4 в виде светло-желтой кидкости.

Сравнительное IIAB-5. Лигроинавую ракцию смеси ближневосточной сырой нефти разных месторождений с интералом кипения 80-160 С гидрогенизио уют и далее. модифицируют на Яиметал- 15 пическом катализаторе платинового типа для получения масел с удельным

,весом (15/4 С) 7883 г/см,интервалом кипения 50-200 С, атомным соот, ношениемм Н/С 1,48 и ср ед ней мол .и. 100. l

Затем 1 мас.ч. исходного материала 20 ! помещают в стеклянный автоклав вмес те с 2 мас.ч. тетрахлорэтилена, куда вводят 0,5 мас.ч. газифицированной ,,, безводной серной кислоты при 15 С с перемешиванием, с частотой 500 об/мин ,цпя сульфирования в течение 1 ч. За геМ температуру поднимают до 50 С и окисляют путем введения 2 мас.ч. газообразной двуокиси азота в течение

3 ч.

ЗО

По завершении этой реакции содер кимое охлаждают до комнатной темпера туры и непрореагировавший содержащий

Масло тетрахлорэтилен и смолообразный продукт реакции разделяют фильтрова- 35 нием и определяют содержание сульфо"нильных групп и кислых групп, которое равно 0,5 мг экв/г и 7,3 мг.экв/г соответственно. Продукт нейтрализуют едким натром так, чтобы рН 1Х-ного водного раствора продукта составил

8,0 и после этого раствор доводят до

50Х-ной концентрации, который и служил сравнительным ПАВ-" в виде бледно-желтой жидкости. 45

Сравнительный ПАВ-6. t мас.ч. сравнительного ПАВ-5, не нейтрализованного щелочью, помещают в стеклянный автоклав и диспергируют в 2 мас.ч. очищенной воды, к которой добавляют

0,3 мас.ч. 98Х-ной концентрированной серной кислоты и добавляют 1 мас.ч.

37Х-ного формальдегида при 90 С и выдерживают около 2 ч с перемешиванием при частоте 500 об/мин. После этого смесь выдерживают при 100+2 С в течение 7 ч дпя проведения реакции конденсации. По завершении этой реакции продукт реакции отфильтровывают, про12 мывают водой и нейтрализуют хлоридом натрия так, чтобы рН 1%-ного раствора составил 8,0, после чего проводят обезвоживание и иэмельчение продукта для получения сравнительного ПАВ-6 в виде желтого порошка.

Свойства водоугольной суспензии, приготовленной с добавками ПАВ согласно изобретению и сравнительных

ПАВ в качестве IIAB в качестве диспергатора, показаны в табл. 4.

Любое из ПАВ согласно изобретению имеет вязкость менее 3000 сПа с при концентрации угля 68 мас.% и показывает лучшее диспергирующее действие, чем сравнительные ПАВ °

Пример 2. Водоугольные суспензии высокой концентрации готовят с использованием ПАВ 1-30 согласно изобретению по примеру 1, и сравнительных ПАВ, после чего измеряют их вязкость, Уголь западного региона СНА с влажностью З,б мас.7., содержанием золы 14,1 мас.7., летучих веществ

21,5 мас.7. и углерода 58,1 мас.7. измельчают в пальцевой мельнице и затем истирают в дисковой мельнице в течение 30 мин в форме водоугольной суспензии с концентрацией 50 мас.7. для получения суспензии с таким размером частиц, что 78Х частиц проходит о сквозь сито с 200 меш.

Затем суспензию обеззоливают методом разделения по удельному весу и содержание золы снижают до 2,1 мас.7., после чего воду выпаривают нагреванием так, чтобы безтвердое вещество составило 80 мас.Х. Затем к 100 г продукта и 0,5 г ПАВ добавляют воду для получения 71 мас.Х концентрации угля. Э1у смесь обрабатывают в дисковой мельнице в течение 5 мин и вязкость полученной суспензии измеряют ротационным вискозиметром.

Результаты измерений приведены в табл. 5.

Вязкость измеряют при 20 С с использованием ротора P.- 3 при 12 об/мин.

Образцы 2,4,4,8,9, 11,.13, 16, 19,20,21, 23,25,28 и 29 помещают в бутыль емкостью 1000 мл и хранят при комнатной температуре 6 мес. При проверке стеклянным стержнем ни в одной из бутылей не был обнаружен осадок.

В то время как ПАВ согласно изобретению показывают хорошую текучесть и вязкость менее 3500 сПа.с при кон13! 538901

Та блица

ПАВ

Весовое отношение

Исходный материал

Свойства синтезированного продукта

РаствориНейтрализующий агент тель сульфовяжущего агента к исходному материалу азотной кислоты к исходному материалу

Внешний

СульфонильрН

1I-новид ные го раствора группы, мг, экв/г

/ 2,8

1/О,!! /5,0

1/5,0

6,1

2 А

3 А

4 А

5 А

6 А

60Х

z,â

6,1

Безводная серная кислота

Тетрахлорэтан

Перхпорэтилен

То же

Тетрахлорэтаи

То же

Едкий натр

То же

1/O,1

6,0

6,0

50Х

2,7

Черный

1/O,г

1/0,5

7,г

8,5

50Х

61% з,в

4,О

7,5

8,4

Аммиак

Едкий порошок

I/6,О

61Х 1/6,0 натр

То же

1/О, 5

98Х-ная

2,9

7,г

8>1 серная кислота

То же

8,0

1/1,Î

1/1,О

1/6, О

В,3

61Х

То же 3,7

Без растворителя

То же

7 А

8 А

9 А

10 А

61Х 1/6, О

8,5

8,4

60%-ный олеум

3,9 1/4,0

1/1,0

9,8

8,5

50%

4,6

Тетрахлорэтан

Тетра50/ 1/3,0

1/2,5! г,з

8,5

5,7

Едкий хлорэтан

То же катр

То же!

/o,!

1/0,5

1/1,5

1/0,5

1/5,0

1/4,0

1/4 ° 0

1/5,0

8,2

8,3

8,1 в,о

50Х

5ОХ

507.

50%.

2,5

3 ° 4

4>7

2,7

7,!

8,6

13,1

7,4

Веэводная сарная кислота

98%-ная серная кислота

В.! г в! з в с

>!

° I

10% 1/4 >О Коноэтанол-1/1,5

1О,3

15 С

7,4

5,1 амин

Безводная серная кислота

1,"о, з ! /1,О

61Х 1/6,0

61/ 1/3,5

3,9

4,7

7,4

7,6

7,1

9 ° 9

Аммиак

17

Коричневый порошок

Черный

61Х 1/4,0

8,6

1/2, 5 !

/O,1 в,в

60Х-ный олеум

Безводная серная

1В

4,8

Едки и катр

То же

61Х 1/5>О в,!

6,4

z,! (9 Е> центрации угля 71 мас.%, ни один из сравнительных ПАВ не показал текучести водоугольной суспензии.

Таким образом, водоугольная суспензия, приготовленная предлагаемым способом, имеет высокую концентрацию угля по сравнению с суспензиями, использующими обычные диспергаторы, при этом водоугольная суспензия име- 10 ет хорошую текучесть и стабильность при концентрации 71 мас.% угля.

Формула изобретения

1. Способ получения водоугольной суспензии путем смешения мелкодисперсного угля, диспергатора и воды с последующей гомогенизацией полученнойсмеси, отличающийся тем, что, с целью снижения вязкости суспензии, в качестве диспергатора используют вещество, полученное путем сульфирования нефтяного битума, или каменноугольного битума, или обеззоленного угля, или нефтяного асфальта, или асфальта деасфальтизации растворителем, или смеси нефтяного и каменноугольного битумов, имею- . щих мол.м. 300-4250 и соотношение

Н/С 0,65-1,47, последующего окисления полученного продукта и нейтрализации его щелочью с получением продукта нейтрализации, содержащего 0 5-7,9 мт5, «экв/г сульфонильных групп и 3,6

15 мг экв/г кислых групп.

2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что сульфирование проводят после измельчения исходного вещества безводной серной кислотой в среде тетрахлорэтана, или тетрахлорэтилена, или перхлорэтана.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что окисление проводят окисью азота.

16

1538901

1 I

Весовое отношение

Растворитель

Иейтралиэую щий агент

Исходный материал

ИАВ сульфовяжущего агента к исходному материалу азотной кислоты

СульфонильрН

12-нок исходному материалу нешннй нсые вид ные

ðóïы, г) кв/г го группы, мг,экв/г раствора

50У. 1/5,0 лоро- 4 ° 3 шок

Чер- 6,1 ный порошок 7,9

8,1 8,0

1/6, 7

1/2,5

1/3,0

|

21

8,4

502 1/3,0

13,4

Едкий натр

Тетрахлорэтан

То же

15,0

502 1/3,0

8,2

Исходный материал

Нейтрали3У101ЦИй агент

С войс т ва п р одукта

Внешний рН 17.-ного раствора вид

110 5

Едкий натр

8,2

Черный порошок

То же

1:0,6

То же

8,4

Аммиак

1:0,5

7,7

110 6

Едкий натр

8,2

Содержание, мг- экв/ г

Номер

ПАВ сульфогрупп кислотных групп

4,6

6,1

7,9

4,2

3,9

9,8

13,4

15,0

6,8

7,1

26

27

28

29

Е кислота

Е Безводная .серная

Е кислота

Кислого типа для

21

Кислого типа для

22

Кислого типа для

24

Кислого типа для

Весовое отношение исходного материа ла к 35Х-му формальдегиду

Таблица 3

Продолжение табл.1.войства синтезированного продукта

Таблица 2

1538901

Та бли ца 4

ПАВ

Образе

Вязкость, сПа ° с

Концентрация угля, мас.%

68.

68

61

68

59

68

62

68

61

68

61

68

33

34

36

37

38

39

41

42

43

1880

68

3

5

7

9

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

23

24

26

27

28

29 .

31

Без ПАВ

То же

Предлагаемый

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

23

24

26

27

28

29

Сравнительный

1

2

3

4

5

6 ,6, Предлагаемый

31

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

Нет текучести

1350

980

1650

1540

1310

1150970

860

720

650

740

1670

1850

940

1360

1020 t170

840

720

2010

1470

920

730

2640

1780

520

700

810

740

720

770

Нет текучести

2420

Нет текучести

1140

Нет текучести

980

Нет текучести

870

Нет текучести

920

Нет текучести

1110

1538901

Таблица 5

Образец ПАВ

Вязкость, сПа с

Без ПАВ сти

Нет текучести

То же

2

4

It и

2550

Составитель Н.Богданова

Техред Л.Сердюкова КорректорС,Шекмар

Редактор А.Козориз

»

:Заказ 176 Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Предлагаемый

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18, 19

21

22

23

24

26

27

28

29

Сравнительный

31

32

33

34

36

37

Предлагаемый

1

3

5

7

9

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

23

24

26

27

28

Нет текуче

930