本發(fā)明涉及一種復(fù)合改性淀粉水煤漿分散劑的制備方法，屬于水煤漿分散劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)能源的總體特征是“富煤、少氣、缺油”，煤炭資源占我國(guó)能源總儲(chǔ)量的90％以上，消費(fèi)量占一次能源消費(fèi)總量的70％以上。由于我國(guó)石油資源的短缺以及逐年對(duì)石油資源需求量的劇增，嚴(yán)重制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，我國(guó)制定了“以煤代油”的能源政策，以減少我國(guó)對(duì)石油資源的依賴。由于水煤漿既能保持煤的可燃性，又具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定，且可通過(guò)管道輸送，是“以煤代油”為目標(biāo)的理想燃料。水煤漿在燃燒過(guò)程中，水的揮發(fā)將帶走一部分熱量，導(dǎo)致煤的利用效率降低，與石油能源的競(jìng)爭(zhēng)力下降。
提高水煤漿熱能利用效率的唯一途徑是降低其含水率及產(chǎn)生成本，因此，作為影響水煤漿中煤含量的重要因素“分散劑”成了當(dāng)今世界各國(guó)研發(fā)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，并由此出現(xiàn)了大量有關(guān)水煤漿分散劑的文獻(xiàn)報(bào)道。而以來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、可再生的資源如淀粉、木質(zhì)素和腐殖酸等為原料的分散劑便成了當(dāng)今開(kāi)發(fā)研究的重點(diǎn)方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、節(jié)能環(huán)保的復(fù)合改性淀粉水煤漿分散劑的制備方法，該分散劑可明顯改變煤表面的疏水性，降低了水煤漿的表觀粘度并提高了水煤漿穩(wěn)定性。
本發(fā)明的技術(shù)方案：一種復(fù)合改性淀粉水煤漿分散劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將淀粉配成濃度為10～40wt％的淀粉乳液，再將濃度為1～20wt％的酯化劑溶液按酯化劑與淀粉的摩爾比為0.03～0.2的比例加入淀粉乳液中混合，用ph調(diào)整劑將混合物的ph值調(diào)至7～12后，倒入高壓反應(yīng)釜中，在溫度為100～140℃及充分?jǐn)嚢锠顟B(tài)下，反應(yīng)1～3h，得到酯化淀粉；
(2)將步驟(1)得到的酯化淀粉酯冷卻到40～60℃并用ph調(diào)整劑將反應(yīng)體系的ph值調(diào)到9～11后，在攪拌狀態(tài)下緩慢加入濃度為3～10wt％的高錳酸鉀溶液，加入高錳酸鉀溶液完畢后，繼續(xù)攪拌30～60min，再加入濃硫酸，待反應(yīng)體系的顏色由紫紅色變?yōu)榘咨珪r(shí)，用氫氧化鈉溶液或氨水將反應(yīng)體系的ph值調(diào)回6～9，反應(yīng)結(jié)束，獲得復(fù)合改性淀粉水煤漿分散劑。
上述方法中，步驟(1)中所述的淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、小麥淀粉、芭蕉芋淀粉或馬鈴薯淀粉。
上述方法中，步驟(1)中所述的酯化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸、辛烯基琥珀酸酐、辛烯基琥珀酸鈉、月桂酸、磺基琥珀酸、磺酸琥珀酸鈉中的一種或一種以上。
上述方法中，步驟(1)和步驟(2)中所述的ph調(diào)整劑為磷酸、硫酸、氨水或氫氧化鈉中的一種。
上述方法中，所述的氫氧化鈉溶液濃度為5～20wt％。
上述方法中，所述高錳酸鉀的加入量為淀粉干基重量的2～6％。
上述方法中，所述濃硫酸的加入量為淀粉干基重量的1～5％。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明首先將帶親油基團(tuán)的酯化劑改性酯化淀粉，然后通過(guò)氧化方法，將淀粉中的部分糖苷基斷裂使淀粉分子變小以提高分散劑的流動(dòng)性，同時(shí)將淀粉中的伯羥基氧化為羧基以提高分散劑的親水性，從而達(dá)到本發(fā)明制備的分散劑可明顯改變煤表面的疏水性、降低了水煤漿的表觀粘度并提高了水煤漿穩(wěn)定性的目的。以本發(fā)明的復(fù)合改性淀粉為分散劑制備水煤漿，當(dāng)水煤漿的濃度達(dá)69wt％時(shí)，水煤漿的表觀粘度仍小于1200mpa·s，為1134mpa·s。綜上所述，本發(fā)明的主要原料為價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛、可再生、無(wú)毒的淀粉，在制備分散劑的過(guò)程中，工藝能耗低、輔助原料價(jià)格低及用量少，沒(méi)有三廢排放，節(jié)能環(huán)保。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1：
(1)將淀粉配成濃度為35wt％的淀粉乳液，再將濃度為12wt％的十二烷基苯磺酸鈉溶液按十二烷基苯磺酸鈉與淀粉的摩爾比為0.07的比例加入淀粉乳液中混合，用濃度為10wt％的氫氧化鈉溶液將混合物的ph值調(diào)至11后，倒入高壓反應(yīng)釜中，在溫度為130℃及充分?jǐn)嚢锠顟B(tài)下，反應(yīng)2h，得到十二烷基苯磺酸淀粉酯；
(2)將步驟(1)得到的十二烷基苯磺酸淀粉酯冷卻到55℃并用濃度為10wt％的氫氧化鈉溶液或氨水將反應(yīng)體系的ph值調(diào)到11后，在攪拌狀態(tài)下，按高錳酸鉀為淀粉干基重量6％的加入量緩慢加入濃度為8wt％的高錳酸鉀溶液，加入高錳酸鉀溶液完畢后，繼續(xù)攪拌30min，再加入重量為淀粉干基重量的4.5％的濃硫酸，待反應(yīng)體系的顏色由紫紅色變?yōu)榘咨珪r(shí)，用濃度為10wt％的氫氧化鈉溶液或氨水將反應(yīng)體系的ph值調(diào)回9，獲得復(fù)合改性淀粉水煤漿分散劑。
經(jīng)試驗(yàn)證明，將濃度為67.5％的復(fù)合改性淀粉水煤漿分散劑用量為漿體0.35％的水煤漿，靜置18天無(wú)硬沉淀。
分散劑用量為漿體的0.35％時(shí)，水煤漿的濃度與表觀粘度的關(guān)系如表1所示。
表1水煤漿的濃度與表觀粘度的關(guān)系
實(shí)施例2：
(1)將淀粉配成濃度為30wt％的淀粉乳液，再將濃度為10wt％的門辛烯基琥珀酸酐溶液按辛烯基琥珀酸酐與淀粉的摩爾比為0.07的比例加入淀粉乳液中混合，用濃度為8wt％的氫氧化鈉溶液將混合物的ph值調(diào)至10后，倒入高壓反應(yīng)釜中，在溫度為120℃及充分?jǐn)嚢锠顟B(tài)下，反應(yīng)1.5h，得到辛烯基琥珀酸淀粉酯；
(2)將步驟(1)得到的辛烯基琥珀酸淀粉酯冷卻到60℃并用濃度為20wt％的氫氧化鈉溶液或氨水將反應(yīng)體系的ph值調(diào)到10后，在攪拌狀態(tài)下，按高錳酸鉀為淀粉干基重量4％的加入量緩慢加入濃度為8wt％的高錳酸鉀溶液，加入高錳酸鉀溶液完畢后，繼續(xù)攪拌60min，再加入重量為淀粉干基重量的4％的濃硫酸，待反應(yīng)體系的顏色由紫紅色變?yōu)榘咨珪r(shí)，用濃度為10wt％的氫氧化鈉溶液或氨水將反應(yīng)體系的ph值，調(diào)回8，獲得復(fù)合改性淀粉水煤漿分散劑。
經(jīng)試驗(yàn)證明，將濃度為67.5％的復(fù)合改性淀粉水煤漿分散劑用量為漿體0.35％的水煤漿，靜置18天無(wú)硬沉淀。
分散劑用量為漿體的0.35％時(shí)，水煤漿的濃度與表觀粘度的關(guān)系如表2所示。
表2水煤漿的濃度與表觀粘度的關(guān)系