Способ получения водных суспензий Советский патент 1992 года по МПК C10L1/32 

Изобретение относится к способам получения водных суспензий.

Известен способ получения водных суспензий путем перемешивания в воде дис- персанта, например бентонита, и стабилизатора с последующей добавкой при перемешивании диспергирующего агента, затем измельченного угля до получения суспензии в гелеобразном состоянии с содержанием в ней частиц угля в количестве 65-75 мас.%.

Однако устойчивость полученных суспензий недостаточна.

Наиболее близким к изобретению является способ получения водных суспензий, содержащих 50-80 мас.%, включающий

двухстадийное размельчение нефтяного кокса с получением мелкой и грубой фракций и последующее смешение его с водой и с добавками 0,01-3,0% бентонита и стабилизатора.

Недостатком известного способа является получение суспензии с невысокой устойчивостью.

Целью изобретения является повышение устойчивости водных суспензий.

Поставленная цель достигается способом получения водных суспензий, содержащих 67-71 мас.% нефтяного кокса путем его двухстадийного измельчения,с добавкой бентонита или на первой стадии размельчения кокса в количестве 0,2-0,6 мае. % от веса

w

суспензии, или на второй.стадии в количестве 0,2-0,4 мае. %.

В качестве стабилизатора возможно использование продуктов, получаемых путем сульфирования и солеобразования каменноугольного дегтя, и возможной конденсации формальдегидом, или же не оказывающими поверхностной активности анионными полиэлектролитами, в частности имеющими алкилзамещенные полициклические ароматические группы и имеющие мол. вес больше 300 и, предпочтительно, в пределах 500-3000, например соли одновалентных катионов полимеризованных ал- килнафталенсульфокислоты (названиями ДАКСАД 19).

Гранулометрия нефтяного кокса в водной суспензии такова, что размер его частиц меньше 300 мкм. и суспензию готовят из двух групп частиц разного среднего размера, причем средний размер для первой группы частиц составляет 210-60 мкм, тогда как средний размер частиц второй группы составляет 1 /6-1 /20 среднего размера частиц первой группы.

астицы первой группы составляют по меньшей мере 50, и до 80 вес.% от общего количества частиц.

Далее приведены примеры, иллюстрирующие известный способ (пример 1) и предложенный способ (примеры 2-4).

П р и м е р 1. Сухой способ: добавление бентонита на стадии смешивания.

Использовали нефтяной кокс следующего состава, вес.%:

Летучий материал12,6

Сера4,63

Зола0,4-0,5

Высшая теплотворная

способность по отношению

к сухому нефтяному

коксу8520 ккал/кг

Показатель измельчаемости22,3 по Хэрдгрову

Суспензию получают из грубой фракции и микронизированной фракции при весовом отношении 65/35 и концентрации нефтяного кокса 72,0 вес.%, с количеством ДАКСАД 150,5%.

Бентонит дозируют в смесь в количествах соответственно 0; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5%.

Пробы, хранившиеся внутри закрытых контейнеров, показывают хорошую стабильность уже при концентрации бентонита 1 %, но оптимальная величина была получена при концентрации 1,5%.

Более значительные количества бентонита придают продукту слишком псевдопластичный характер.

Показатели стабильности по истечении 48 ч для пяти случаев составляют соответственно 91,0; 96,0; 98,5; 99; 99,5%.

Получены следующие реологические ха- рактеристики (см. табл. 1).

Определение статической стабильности осуществляют путем выливания угольной суспензии в плексигласовый цилиндр размерами 170 х 24 мм и выдержива- 0 ют ее в цилиндре в течение определенного времени при постоянной температуре.

По истечении этого времени цилиндр вводят в холодильник для отверждения суспензии.

Затем из цилиндра извлекают стержень 5 высотой 150 мм и отбирают с его концов две пробы высотой примерно 15 мм.

Затем обе пробы подвергают анализу с целью определения содержания твердых веществ.

Процентное отношение содержания 0 твердых веществ, обнаруженного в верхней пробе, к содержанию твердых веществ в нижней пробе позволяет вычислить стабильность.

Статистическая стабильность выража- 5 ется числом между 0 и 100.

П р и м е р 2. Добавление бентонита на конечной стадии размалывания в прутковой мельнице.

Использовали нефтяной кокс по приме- 0 ру 1.

Влажную микронизацию осуществили

при концентрации твердых веществ 50% с

количеством ДАКСАД 15, соответствующим

концентрации 0,5%, в конце размалывания

5 в прутковой мельнице.

Отношение грубые/мелкие в конце размалывания в прутковой мельнице составило 65/35.

В начале размалывания в прутковой 0 мельнице добавили соответственно следующие количества бентонита, %: 0; 0,2; 0,4; 0,5; 0,6%.

Конечная концентрация нефтяного кокса составила 71 вес.%.

5 Полученные результаты приводятся в табл. 2.

ПримерЗ. Добавление бентонита на стадии микронизации.

Использован нефтяной кокс по примеру 0 1.

Влажную микронизацию провели при концентрации твердых веществ 50% при добавлении 0,01; 0,2; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9% бентонита к общему количеству 5 микроизмельченного материала.

Все количество разжижительной добавки ДАКСАД 15 было добавлено на стадии микрониэации с целью получения, в конце

стадии размалывания в прутковой мельнице концентрации 0,5%.

При использовании отношения крупная/мелкая, равного 65/35 в конце размалывания в прутковой мельнице, перечисленные выше количества бентонита соответствуют 0; 0.05; 0,10; 0,15; 0,25; 0,35; 0,45% в конечном продукте.

Концентрация нефтяного кокса в конечном продукте равна 71 %.

В табл. 3-6 приводятся реологические характеристики продукта из стадии микро- низации и продукта из стадии размалывания в прутковой мельнице, и его стабильность.

Окончательный размол в прутковой мельнице.

Из полученных результатов видно, насколько более удобно использование бентонита на стадии микронизации для снижения добавляемой концентрации. Оптимальная концентрация подлежащего добавлению бентонита составляет 0,2-0,4% в конце размалывания в прутковой мельнице.

П р и м е р 4. Испытания проведены с нефтяным коксом, имеющим характеристики на сухой основе, приведенные в табл. 5.

Суспензии подготовлены (при 0,5% ДАКСАД 15) согласно примерам 2 и 3 при концентрации (С, мас.%) 67% сухого вещества, а результаты приведены в табл. 6.

Результаты показывают, что бентонит, добавляемый во время стадии микронизации, более эффективен для стабилизации 0 суспензий по сравнению с бентонитом, добавляемым во время стадии измельчения в стержневой мельнице.

Формула изобретения

Способ получения водных суспензий, 5 содержащих 67-71 мас.% нефтяного кокса, включающий двухстадийное размельчение его с получением мелкой и грубой фракций, добавление стабилизатора и бентонита, о т- личающийся тем, что, с целью повыше- 0 ния устойчивости суспензии, процесс ведут при добавлении бентонита или на первой стадии размельчения кокса в количестве 0,2-0,6% от массы суспензии, или на второй стадии в количестве 0,2-0,4 мас.%.

Изобретение касается коксосодержа- щих топлив, в частности получения водных суспензий, содержащих 67-71 мас.% нефтяного кокса Цель - повышение устойчивости суспензии. Для этого ведут размельчение нефтяного кокса в две стадии в присутствии стабилизатора и бентонита. При этом добавление бентонита ведут или на 1-й стадии в количестве 0,2-0,6% от массы суспензии или на 2-й в количестве 0,2-0,4 мас.% с получением мелкой или грубой фракций. В этом случае стабильность получаемых суспензий после 48 ч составляет 96-99,5%, Процесс более эффективен при добавлении бентонита во время микронизации, чем во время измельчения в стержневой мельнице. 6 табл.

где /(Р) есть вязкость в пуазах, вычисленная как линия регресса напряжение сдвига/скорость сдвига между 70 и 130 скорости сдвига, Кип связаны друг с другом зависимостью

,

где т- напряжение сдвига; j - скорость сдвига; К- показатель плотности; п - показатель, описывающий ньютонов характер суспензии.

Таблица 1

Таблица 2

Микронизация

Таблица 4 Бентонит в конечной суспензии, добавленный на стадии микронизации

Таблица 3

Таблица 5

Таблица 6