Водоугольная суспензия

 

Изобретение относится к жидки углеродсодержащим топливам, в част ности к водоугольной суспензии (БУ С целью снижения вязкости БУС име следующее соотношение компонентов, мас.%: мелкодисперсный уголь 64-73 диспергант 0,3-1,0, вода до 100. Б качестве дисперганта БУС содержит соединение формулы Q (A-B-Z) где Q-группы CEy,Gl -0-CE -CE -; СНз СНз (-сн-сн2-о)5,б-57,5- Н2-СН СНз СНз - CH-CH2-0)i,5(-CH5,CH2-0)i3,4l-CH-CH2-0)o,5-CH2-CHСНзСНз CH2-0-(CHj-СН-0)2,3 is.zCHj-CH- H5Ci-C-CHj-0-(CHz-CH-0) 2,3-85,jCEi-Ca (54) ВОДОУГОЛЬНАЯ СУСПЕНЗИЯ

Изобретение относится к жидким углеродсодержащим топливам, в частности к водоугольной суспензии (БУС); С целью снижения вязкости БУС имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: мелкодисперсный уголь 64-73; диспергант 0,3-1,0, вода до 100. Б качестве дисперганта БУС содержит соединение формулы Q (A-B-Z)n где Q-группы CEy,Gl -0-CE -CE -; СНз СНз (-сн-сн2-о)5,б-57,5- Н2-СН-; СНз СНз (У)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН г19) (11) с51)4 С 10 1 32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY

СН3 Н3 СН3

I 1 снг 0)г,г -снгснг-О)гг,kl — сн — снг — 0)0 г — снг-сНСН3 СН3 ! 1

СН -О-(СН вЂ” СН-О)g y gg СН вЂ” СНН5С вЂ” С-СН -О (СН - CH-О) у g СК -СН; з СНз

СЕ2 о (2 © >) 2,3-65,2 СЕ%

СН, С э

СНг — Π— (СНг — СН вЂ” O) «CHг — СН—

1 1

СН3 Н 3

С 1 1

СНг-O — (Саг СН вЂ” O) цНСНг- СНСН3 СН3

СНг О (СНг СН 0) гг СНг CH—

СН3 СН3

Снг- О-(cH> сн — О) гг снг- снсн с 3 (21) 3990061/23-04 (22) 17.12.85 (31) P 3446921.4 (32) 21.12.84 (33) ПЕ (46) 07.06.88. Бюл. 11г 21 (71) Байер АГ (DE) (72) Ян Мацанек, Генис Петер Мюллер, Роланд Наст, Вольфганг Оберкирх, франц-Моритц Рихтер и Вольтер Иэфер (ПЕ) (53) 665.75 (088.8) (56) Патент CUIA 1)- 4436528, кл. 4451, 1984.

Патент США Р 4302212, кл. 44-51, 1981. (54) ВОДОУГОЛЬНАЯ СУСПЕНЗИЯ (57) Изобретение относится к жидким углеродсодержащим топливам, в частности к водоугольной суспензии (ВУС), С целью снижения вязкости ВУС имеет следующее соотношение компонентов, мас.X: мелкодисперсный уголь 64-73; диспергант 0,3-1,0, вода до 100. В качестве дисперганта ВУС содер— жит соединение формулы Q f N(À-В-2) jn где Q-группы СН СН -О-СН -СН сн3 СН3

l 1 ,(СН вЂ” СНz — О)гг 575 — СНг- СН вЂ”, 140?266 имеющие среднюю мол.м. 82-6400;

СН, I А-группа -(- СН- СН - 0) gg и; В- группа

Изобретение относится к получению способных к перекачиванию суспензий твердых видов топлива, в част, ности к водоугольным суспензиям.

Цель изобретения - снижение

1 . вязкости водоугольной суспензии.

Пример 1. К 8,4 r (0,08 моль)

2,2-диамиио-диэтилового эфира добавляют 5 r воды и под азотом (1,5 бар) 10 при 100 С добавляют 17,6 г (0,3 моль) окиси пропилена, По истечении 5 ч добавляют 16 г 45 -ного водного расто вора едкого кали и затем при 100 С !, под вакуумом отгоняют воду. Затем . при 120-130 С добавляют 1210 r ! (20,8 моль) окиси пропилена в течение

)) ч и 4462 г (101,4 моль) окиси этилена в течение 14 ч. Продукт реакции добавлением 8,55 r (0,14 моль) 99,8 -20 ной уксусной кислоты нейтрализуют.

Получают 5600 r воскообразного просо того полиэфира с т.пл. 57-60 С. Гидроксильное число 6 (табл.1)..

Пример 2. К 32 г окиси о, 25

Q-диамино-полипропилена со средней мол.м. 400 прибавляют 5 r воды и под азотом (1,5 бар) при 100 С прибавляют 17,6 г (0,3 моль) окиси про. пилена. По истечении 5 ч прибавляют

16 r 45%-ного водного раствора едкоо

ro кали и затем при 100 С под ваку„-. умом отгоняют воду. Затем при 120130 С последовательно добавляют

175),4 r (30,2 моль) окиси пропилена в течение 11,5 ч и 4178 r (94,9 моль)

35 окиси этилена в течение 13,5 ч. Продукт реакции добавлением 8,55 r (0,14 моль) 99,8 -ной уксусной кислоты нейтрализуют. Получают 5500 r воскообразного простого полиэфира с т.пл. 53-54 С. Гидроксильное число составляет 10,4 (табл.1), Пример 3. К62,2 r простого

<,ц-диаминополиэфира со средней мол.м. 45

779, состоящего из 22,4 единиц пропиленгликоля и 77,6% единиц этиленгликоля, добавляют 5 г воды и (С)),-СН,-О)„. „,; Š— водород HJIH

+ группа — БО ИН ; п — 2-4. 7 табл. под азотом (l,5 бар) при IQQ прибавляют 17,6 г (0,30 моль) окиси пропилена ° По истечении 5 ч прибавляют 16 r 45 -ного водного раствоо ра едкого кали и затем при 100 С под вакуумом отгоняют воду. Затем о при 120-130 С последовательно добавляют 1750 г (30,2 моль) окиси пропилена в течение 14 -ч и 4200 r (95,5 моль) окиси этилена в течение

14,5 ч. Продукт реакции добавлением

8,55 r (0,14 моль) 99,8 ной уксусной кислоты нейтрализуют. Получают

5620 г воскообразного простого полиэфира с т,пл. 55 С. Гидроксильное число составляет 9,9 (табл.))

Пример 4. К 160,7 r окиси

ca È-диамино-полипропилена со средней мол.м 2000 добавляют 2,0 г воды и при 100 С под азотом (1,5 бар) прибавляют 17,7 r (0,30 моль) окиси пропилена. По истечении 5. ч прибавляют )6 r 45 -ного водного раствора ед" кого кали и затем при 100 С в вакууме отгоняют воду.,Затем при 120-130 С последовательно добавляют 1150,2 r (19,8 моль) окиси пропилена в течение 18 ч и 4671,4 г (106,2 моль) окиси этилена в течение

)5,5 ч. Продукт реакции добавлением

8,55 r (0,14 моль) 99,9%-ной уксусной кислоты нейтрализуют. Получают

5300 г воскообразного простого поо лиэфира с т.пл. 57-58 С. Гидроксиль" ное число 8,6 (табл.1) .

Пример 5. К 160,7 г окиси

Ы,Я-диамино-полипропилена со средней мол.м, 2000 добавляют 16 r 45 .-ного водного раствора едкого кали и затем при 100 С в вакууме отгоняют воду.

При 120-130 С прибавляют 1751,8 г (30,2 моль) окиси пропилена и

4087,5 г (92,9 моль) окиси этилена.

Продолжительность реакции составляет всего 42 ч. После добавления 52,2 г

12%-ной серной кислоты (0,06 моль) получают 5400 г воскообразного прос35

55

14022 того и лиэфира с т,пл. 54 С, Гидроксильное гисло 8 (табл.1).

Пример 6. К 321 r окиси о

Ы-диамино-полипропилена со средней

5 мол.м. 3412 прибавляют 5 г воды и о под азотом (1,5 бар) при 100 С добавляют 17 r 0,29 моль) окиси пропиле— на. По истечении 5 ч прибавляют 16 r

45%-ного водного раствора едкого 10 кали и затем при 100 С в вакууме о отгоняют воду. Затем при 120-130 С добавляют 1119 г (19,3 моль) окиси пропилена в течение 11 ч и 4543 г (103,3 моль) окиси этилена в течение 15

14 ч. Продукт реакции добавлением

8,55 r (0,14 моль) 99,8 -ной уксусной кислоты нейтрализуют. Получают

5650 г воскообразного простого полиэфира с т.пл. 55-56 С. Гидроксиль- 20 ное число 11,3 (табл.1).

Пример 7. К 280 г окиси полипропилена со средней мол.м. 5250 на основе триметилолпропана, имеющей 3 концевые первичные аминогруп- 25 пы, добавляют 5 г воды и под азотом (1,5 бар) при 100 С прибавляют

17,6 r (0,3 моль) окиси пропилена.

По истечении 5 ч прибавляют 16 г

45 .-ного водного раствора едкого ка- 30 о ли и затем при 100 С в вакууме отгоо няют воду. Затем при 120-130 С в течение 12 ч добавляют 1327,6 г (22,9 моль) окиси этилена и в течение последующих 16 ч — 4628 г (105,2 моль) окиси этилена. Продукт реакции добавлением 8,55 г (0,14 моль) 99,8%-ной уксусной кислоты нейтрализуют. Получают 5700 г воскообразного простого полиэфира 40 с т.пл. 51-55 С. Гидроксильное число 8,3 (табл.1.).

Пример 8. К 29,3 r окиси полипропилена со средней мол.м. 440 на основе триметилолпропана, имею— щей 3 концевые первичные аминогруппы, добавляют 5 г воды и под азотом (1,5 бар) при 100 С добавляют 17,6 г (0,3 моль) окиси пропилена. По истечении 5 ч добавляют 16 г 45 -ного 5О водного раствора едкого кали и при о

100 С в вакууме отгоняют. воду. Затем

0 при 120-130 С в течение 12 ч прибавля ют 1732,3 г (29,9 моль) окиси пропилена и в течение последующих 13 ч—

4211 r (95,7 моль) окиси этилена.

Продукт реакции добавлением 8,55 г (0,14 моль) 99,8%-ной уксусной кис— лоты нейтрализуют. Получают 5500 r

66

4 воскообразного простого полиэфира с

0 т. пл. 52-55 С,, Гидроксильное число

10,7 (табл. 1), Пример 9. К ?56 г окиси полипропилена со средней мол,м. 6400 на основе пентаэритрита, имеющей 4 концевые первичные аминогруппы, добавляют 5 r воды и под азотом (1,5 бар) при 100 С добавляют 17,6 г (0,3 моль) окиси пропилена. По истечении 5 ч добавляют 16 r 45 -ного водного раствора едкого кали и при 100 С в ва— кууме отгоняют воду. Затем при 1?Оо

1 30 С последов ател ьно добавляют з атем 1170,4 г (20,2 моль) окиси пропилена в течение 11,5 ч и затем 4511 г (102,5 моль) окиси этилена в течение

14,5 ч. Затем продукт реакции добавлением 8,55 г (0,14-моль) 99,8 -ной уксусной кислоты нейтрализуют. Получают 5400 r воскообразного простого о полиэфира с т. пл. 56-59 С. Гидроксильное число 9, 4 (табл. 1) .

II р и м е р 10. 600 r полученного согласно примеру 2 продукта при о

100 С в вакууме высушивают. Затем при о

75 С прибавляют смесь из 6 r мочавины и 10 r амидосульфокислоты. Размешио вая, в течение 1 ч нагревают до 90 С и в течение 6 ч — до 100-150 С. До9 бавлением 0,5 см 25 .-ного водного раствора аммиака значение рН среды доводят до 7-8 (измеренное в 10 -ном водном растворе). Из этого продукта без применения растворителя можно получать 60 -ный водный раствор (табл.1).

Пример 11. Используют каменный уголь следующей характеристики.

Химический анализ, мас. :

Углерод 77,1

Водород 4,3

Азот 1,3

Кислород 3,8

Сера 0,9

Общая влажность 9,8

Зольность 8,1

Ситовый анализ (остаток на сите, мкм), мас.%:

192 0,0

96 8,2

64 1918

48 27,0

24 51,7

16 63,2

8 80,0

? 94,3

Летучие (900 С, 420 с) 20,37

1402266

Q — (-N(A-В-Z)z) и

О,О

8,5

СИЗ CEg СН

1 СН CHs — 0)ss(-СН,СН,— 0)ss,<(СН-СН;0)0д — СН,-СН-;

2,5 г (0,5 мас.%} полученного согласно примерам 1-10 продукта растворяют в 92,9 r воды. Размешивая, в каждый раствор добавляют 404,6 г ука- занного угля (т.е. 365 r сухого угля с получением 73%-ной водной суспензии угля которую в течение 2 ч доУ полнительно перемешивают (1500 об.мин), Вязкость определяют с помощью виско- 10 зиметра Гаака RV 100 при 23 С и при скорости среза D = 100 с . Результаты сведены в табл.2.

Пример 12, Используют ка менный уголь следующей характеристи-! ки.

Химический анализ, мас.%:

Углерод 68,0

Водород 5,0

Азот 2,0 20

Кислород 12,4

Сера 0,2

Общая влажность 1э6

Зольность 10,9

Летучие 38,9

Ситовый анализ (остаток на сите, мкм), мас ° %:

192 0,0

96 11,3

48 34,9 30

24 61,6

16 71,9

8 85,2

2 95,5

Из этого угля как в примере ll 35 приготовляют 647.-ную суспензию угля в воде. Результаты измерения вязкос,ти суспензии сведены в табл.3.

11 р и м е р 13. Используют каменный уголь следующей характеристи- 40 ки.

Химический анализ, мас.%:

Углерод 82,9

Водород 5,7

Азот 1,7 45

Кислород 6.4

Сера 1,0

Общая влажность 3,1

Зольность 1 8

Летучие 37ь8

Ситовый анализ (остаток на сите, мкм), мас.%:

192

128

96 17,6

64 35,0

48 46,0

24 69,8

16 78,8

8 87,0

2 96,5

Из этого угля приготовляют 68%-ную суспензию угля в воде аналогично примеру 11. Результаты измерения вязкости суспензии сведены в табл.4. (Пример 14. Готовят ВУС как в примере 11, однако используют только добавку по примеру 2 в количестве

0,5 мас.7. при содержании в суспензии угля, равном 68 — 73 мас.%. Результаты измерения вязкости суспензии приведены в табл.5. Уголь имеет зольность 8,1 мас.%,летучие 20,3мас.%.

Пример 15. Повторяют пример 12 с той разницей, что используют только добавку согласно примеру 2 в различных количествах. Результаты измере. ния вязкости суспензии сведены в табл.6. Зольность угля 10 9 мас.7., содержание летучих 38,9 мас. .

Пример 16. Повторяют пример

11 с той разницей, что часть воды заменяют метанолом, причем содержание угля суспензии составляет 71 мас.7

Результаты измерения вязкости суспензии сведены в табл.7. Зольность угля 8,1 мас.%, содержание летучих

20,3 мас.%. ! формула изобретения

Водоуголъная суспензия, содержащая мелкодисперсный уголь, органический диспергант и воду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения вязкости суспензии, в качестве органического дисперганта она содержит соединение общей формулы где Q — группы СН,— СН,-О-СН -СН вЂ”;

СН3 СН3

Э "-СН -О) s,s-sv,s — СН,— CH

1402266 3 СН3

l f

Снг-Π— (CHa-CH-О) z з-зз,гСН г — CHнзсг с сег 0 (снг сН 0)г v gg гснг сн

СН3 -НЗ снг-Π— (cHa cH — О) zз-зз гснг

l 3

CH3 СН3

СНг- Π— (СН г- Сн- О) гщсн г - CH—

СН3 СН3

С

I сн,-о-{сн,-сн-о) „г сн,— снI Е3 СН3

Снг-О-(CH,-СН-0) «CH — CH1 2

ЕН3 СН3

СН,— О-(СН,— СН вЂ” 0) гз,.СНг — СН—

t 1

СН3 СН3 имеющие среднюю молекулярную массу

82-6400, Сн

3 !

+ cH сн,— 0) gg зз

В - группа -(- СН -СН -01ggg рр

2 — водород или группа - SO NH

n = 2-4

7 при следующем соотношении компонен30 в „а У °

Мелкодисперсный уголь 64- 73

Соединение укаванной формулы

З Вода б

qj

3l

l М

M о о (1 о

6

6 о

1 6 !

I I б

1 ф l

1

I б

I

1 о

l м

° 4

° .4 о

СМ

1 бб

6 о

6

1 00

"а и

1З

I

I

l

I

1

Е си 1 о ж

Р Иб 1

1 1:1 1 1

1—.гъ

О

1 фМ 6-6!

О!

-з. — 17 11!

Ж С1 ! о !

Ж !

Ф т.7 — %-> !

1 4.02266

6 6

I о о

6 6 б

1 х

6-6 о

6 о

6 6 ! (х

1402266

Ю

15

1402266

Таблица 2

650

800

1200

750

800

0,5 мас.% полиэтиленгликолевого эфира стеарилового спирта.

900

Таблица4

850

850

800

750

650

750

600

700

1100

700 ф

В качестве добавки использовано 0,5 мас.Ж полиэтиленгликолевого эфи ра стеарилового спирта.

700

650

Таблиц а335

600

1000

0 ° 5 мас.% полиэтиленгликолевого эфира стеарилового спирта.

650

650

Т а б л и ц а 5

750

750

850

200

800

55 70

350

800

750

750

Добавка (0,5 мас.%) Сравнение согласно известной ВУС

BHSK0CTbð

МПа; с, при 100 с

Сравнение согласно известной ВУС

Добавка, (0,5 мас.%) Сравнение согласно

40 известной ВУС

Сод1 ржание

50 угля, мас.%

Продолжение табл.3

Вязкость, МПа; с при 100 с

Вязкость, МПа; с, при 100 с

1402?66

Таблицаб

Содержание угля, мас.%

Добавка, мас.%

Вязкость, MIIa; с, при 100 с

0,3

850

0,4

650

0,5

650

0,7

700

64 800

1,0

Таблица 7

Массовое соотнопримеру

7: 3

750

7: 3

1000

Со с т авит ель Н. Б о гдано в а

Редактор С.Патрушева Техред A. Êðàâ÷óê

Корректор М.Пожо

Заказ 2796/58 Тираж 464

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская н@б., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Добавка, Содержа(0,5 мас.%j ние угля, согласно мас.% шение вода/метанол

Вязкость, МПа,: с, при 100 сек