本發(fā)明屬于燃料助劑領(lǐng)域，具體涉及一種利用化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑的方法。
背景技術(shù)：
：2014年中國(guó)能源消費(fèi)總量42.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長(zhǎng)2.2％。其中煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的66.0％，從數(shù)據(jù)看，煤炭仍然是我國(guó)能源支柱。我國(guó)成為世界燃煤生產(chǎn)第一大國(guó)，同時(shí)也成為世界煤炭消費(fèi)大國(guó)。煤炭消耗企業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)污染環(huán)境的重點(diǎn)行業(yè)。現(xiàn)在絕大多數(shù)燃煤企業(yè)沒(méi)有加燃煤添加劑，仍然延續(xù)傳統(tǒng)方式直接燃燒。直接燃燒主要缺點(diǎn)是：一是煤燃燒不充分，鍋爐熱效率低，浪費(fèi)寶貴的煤炭資源；二是排煙中含有大量沒(méi)有燃燒的殘?zhí)迹昂跓?，?yán)重污染空氣；三是在排煙氣內(nèi)含有二氧化硫和氮氧化物，排入大氣形成酸雨，污染環(huán)境。國(guó)家為治理環(huán)境，在國(guó)家《產(chǎn)業(yè)政策指導(dǎo)目錄(2011年本)》(2013年修訂本)把“煤炭高效脫硫技術(shù)開(kāi)發(fā)和利用”列為鼓勵(lì)發(fā)展序列給予支持。生產(chǎn)煤基醇醚燃料助劑是針對(duì)煤炭清潔燃燒開(kāi)發(fā)的高科技產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于電廠、水泥廠，可以提高煤炭燃燒的熱效率，降低大氣污染物排放?，F(xiàn)有的煤基醇醚燃料助劑在制備時(shí)需要從國(guó)外進(jìn)口原料，導(dǎo)致其成本很高。而周位酸、勞倫酸、多元醇等化副產(chǎn)品又對(duì)我國(guó)的環(huán)境造成損害：周位酸和勞倫酸為白色針狀結(jié)晶體，有毒，用于制造偶氮染料，與人體直接接觸，易引起劇烈頭痛、頭暈、呼吸困難，呈現(xiàn)紫紺癥，以后出現(xiàn)血尿、尿閉、精神障礙、肌肉抽搐；遇明火、高熱可燃，受高熱分解放出有毒的氣體，對(duì)環(huán)境影響較大；多元醇是一種無(wú)嗅、無(wú)色、水溶性和吸濕性液體，微毒，遇明火、高熱易燃。如果能夠利用上述化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑不僅能夠降低煤基醇醚燃料助劑的成本，而且能夠極大地保護(hù)環(huán)境。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種利用化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑的方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種利用化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑的方法，它包括以下步驟：(a)將第一烷基醇單烷基醚、第二烷基醇單烷基醚分別溶于多元醇中形成第一醚溶液、第二醚溶液；(b)將勞倫酸、周位酸分別溶于水中形成周位酸溶液、勞倫酸溶液；(c)將所述第一醚溶液分別與所述周位酸溶液、所述勞倫酸溶液進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)，隨后分別加入第一乳化劑、第二乳化劑進(jìn)行混合；(d)將步驟(c)的產(chǎn)物進(jìn)行混合，隨后加入采用第三乳化劑包覆的納米金屬氧化物、第二醚溶液混合，形成煤基醇醚燃料助劑原漿；(e)對(duì)步驟(d)的產(chǎn)物進(jìn)行離心分離除渣、過(guò)濾精選后分散于多元醇即可。優(yōu)化地，所述第一烷基醇單烷基醚選自乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、聚乙二醇單甲醚和五甘醇單甲醚中的一種或多種組成的混合物；所述第二烷基醇單烷基醚選自四甘醇單壬基醚、二乙二醇單乙基醚、聚丙二醇單丁基醚、三甘醇單丁醚和四甘醇十二烷基醚中的一種或多種組成的混合物。優(yōu)化地，所述第一醚溶液中第一烷基醇單烷基醚與所述周位酸、勞倫酸的摩爾比分別為醚1:1～1.5、1：1～1.5；所述脫水酯化反應(yīng)的溫度為80～100℃。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明利用化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑的方法，通過(guò)將第一烷基醇單烷基醚、第二烷基醇單烷基醚分別溶于多元醇，從而與周位酸、勞倫酸進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)，再與納米金屬氧化物等進(jìn)行混合，這樣有利于金屬氧化物表面性質(zhì)的改善，從而提高其促進(jìn)煤炭燃燒的效率并減少污染物的排放；采用的是現(xiàn)有的化工副產(chǎn)物，有利于降低成本并保護(hù)環(huán)境。具體實(shí)施方式本發(fā)明利用化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑的方法，它包括以下步驟：(a)將第一烷基醇單烷基醚、第二烷基醇單烷基醚分別溶于多元醇中形成第一醚溶液、第二醚溶液；(b)將勞倫酸、周位酸分別溶于水中形成周位酸溶液、勞倫酸溶液；(c)將所述第一醚溶液分別與所述周位酸溶液、所述勞倫酸溶液進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)，隨后分別加入第一乳化劑、第二乳化劑進(jìn)行混合；(d)將步驟(c)的產(chǎn)物進(jìn)行混合，隨后加入采用第三乳化劑包覆的納米金屬氧化物、第二醚溶液混合，形成煤基醇醚燃料助劑原漿；(e)對(duì)步驟(d)的產(chǎn)物進(jìn)行離心分離除渣、過(guò)濾精選后分散于多元醇即可。這樣有利于金屬氧化物表面性質(zhì)的改善，從而提高其促進(jìn)煤炭燃燒的效率并減少污染物的排放；采用的是現(xiàn)有的化工副產(chǎn)物，有利于降低成本并保護(hù)環(huán)境。所述第一烷基醇單烷基醚選自乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、聚乙二醇單甲醚和五甘醇單甲醚中的一種或多種組成的混合物；所述第二烷基醇單烷基醚選自四甘醇單壬基醚、二乙二醇單乙基醚、聚丙二醇單丁基醚、三甘醇單丁醚和四甘醇十二烷基醚中的一種或多種組成的混合物。所述第一醚溶液中第一烷基醇單烷基醚與所述周位酸、勞倫酸的摩爾比分別為醚1:1～1.5、1：1～1.5；所述脫水酯化反應(yīng)的溫度為80～100℃。第一烷基醇單烷基醚、第二烷基醇單烷基醚分別溶于多元醇中形成第一醚溶液、第二醚溶液，其濃度的選擇為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)選擇，可以相互獨(dú)立地為0.1～10mol/L，其對(duì)最終產(chǎn)品的性能不構(gòu)成影響。同樣的將勞倫酸、周位酸分別溶于水中形成周位酸溶液、勞倫酸溶液，其濃度的選擇為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)選擇，可以相互獨(dú)立地為0.1～5mol/L，其對(duì)最終產(chǎn)品的性能不構(gòu)成影響。步驟(c)中，在進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)時(shí)為了提高產(chǎn)物的純度、加快反應(yīng)的速率，可以加入酯化反應(yīng)催化劑，加入量為周位酸或勞倫酸質(zhì)量的0.1～0.5％。催化劑包含以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：烷基苯磺酸60～90％、質(zhì)子酸催化劑5～20％和路易斯酸催化劑5～20％。烷基苯磺酸可以選用常規(guī)的那些，如十二烷基苯磺酸、正丁基苯磺酸等，其具體種類對(duì)催化劑性能不構(gòu)成影響，質(zhì)子酸催化劑為亞磷酸或者次磷酸，所述路易斯酸催化劑為氯化錫或氯化鋁。步驟(d)中，與周位酸反應(yīng)的產(chǎn)物(含有第一乳化劑)、與勞倫酸的反應(yīng)的產(chǎn)物(含有第二乳化劑)、第三乳化劑包覆的納米金屬氧化物(作為基準(zhǔn))和第二醚溶液的質(zhì)量比為10～100：10～100：1：50～100。采用第三乳化劑包覆的納米金屬氧化物，納米金屬氧化物與第三乳化劑的質(zhì)量比為1:2～5，通過(guò)將第三乳化劑直接加入納米金屬氧化物中進(jìn)行研磨5～15分鐘制得。第一乳化劑和第二乳化劑相互獨(dú)立地采用常規(guī)的那些即可，如烷基酚聚氧乙烯醚OP、NP、TX系列、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列、平平加O、乳化劑司盤、乳化劑吐溫、滲透劑JFC、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉AES、十二烷基苯磺酸、椰子油二乙醇酰胺、椰油酰胺丙基甜菜堿、油酸和三乙醇胺等中的一種；而第三乳化劑則選自O(shè)P-4、OP-10、OP-15和OP-20中的一種；它們的添加量均為上述混合溶液的1～5％。納米金屬氧化物為氧化鉑、稀土氧化物、氧化鋅、氧化鉻、二氧化鈦中的一種或多種組成的混合物，也可參考申請(qǐng)?zhí)枮?01510696662.1的中國(guó)發(fā)明專利對(duì)其表面進(jìn)行改性。多元醇則為季戊四醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二縮二乙二醇、一縮二丙二醇、三羥甲基丙烷和甘油等中的一種。下面將結(jié)合對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例提供一種利用化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑的方法，它包括以下步驟：(a)將二乙二醇單甲醚、四甘醇單壬基醚分別溶于乙二醇中形成1mol/L的二乙二醇單甲醚溶液、四甘醇單壬基醚溶液；(b)將勞倫酸、周位酸分別溶于水中形成1mol/L的周位酸溶液、勞倫酸溶液；(c)將二乙二醇單甲醚溶液與周位酸溶液(周位酸與二乙二醇單甲醚溶液中二乙二醇單甲醚的摩爾比為1:1)在80℃進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)(要注意將形成的產(chǎn)物水除去)，再向其中加入占上述混合溶液質(zhì)量1％的第一乳化劑(OP-10)混合攪拌均勻；將二乙二醇單甲醚溶液與勞倫酸溶液(勞倫酸與二乙二醇單甲醚溶液中二乙二醇單甲醚的摩爾比為1:1)在80℃進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)(要注意將形成的產(chǎn)物水除去)，再向其中加入占上述混合溶液質(zhì)量1％的第二乳化劑(也是OP-10)混合攪拌均勻；(d)取與第一乳化劑攪拌均勻得到的第一產(chǎn)物100g、與第二乳化劑攪拌均勻得到的第一產(chǎn)物100g、第三乳化劑(OP-10)包覆的納米金屬氧化物(氧化鉑)1g、四甘醇單壬基醚溶液100g攪拌混合，形成煤基醇醚燃料助劑原漿；(e)對(duì)步驟(d)的產(chǎn)物進(jìn)行離心分離除渣、過(guò)濾精選后分散于乙二醇即可。實(shí)施例2本實(shí)施例提供一種利用化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑的方法，它包括以下步驟：(a)將丙二醇單甲醚、四甘醇十二烷基醚分別溶于1,4-丁二醇中形成1mol/L的丙二醇單甲醚溶液、四甘醇十二烷基醚溶液；(b)將勞倫酸、周位酸分別溶于水中形成1mol/L的周位酸溶液、勞倫酸溶液；(c)將丙二醇單甲醚溶液與周位酸溶液(周位酸與丙二醇單甲醚溶液中丙二醇單甲醚的摩爾比為1.5:1)在100℃、催化劑(加入量為周位酸質(zhì)量的0.1％，它包含60wt％十二烷基苯磺酸、20wt％亞磷酸和20wt％氯化鋁)條件下進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)(要注意將形成的產(chǎn)物水除去)，再向其中加入占上述混合溶液質(zhì)量5％的第一乳化劑(OP-4)混合攪拌均勻；將丙二醇單甲醚溶液與勞倫酸溶液(勞倫酸與丙二醇單甲醚溶液中丙二醇單甲醚的摩爾比為1.5:1)在100℃、催化劑(加入量為勞倫酸質(zhì)量的0.1％，它包含60wt％十二烷基苯磺酸、20wt％亞磷酸和20wt％氯化鋁)條件下進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)(要注意將形成的產(chǎn)物水除去)，再向其中加入占上述混合溶液質(zhì)量5％的第二乳化劑(OP-15)混合攪拌均勻；(d)取與第一乳化劑攪拌均勻得到的第一產(chǎn)物10g、與第二乳化劑攪拌均勻得到的第一產(chǎn)物10g、第三乳化劑(OP-10)包覆的納米金屬氧化物(二氧化鈦)1g、四甘醇十二烷基醚溶液50g攪拌混合，形成煤基醇醚燃料助劑原漿；(e)對(duì)步驟(d)的產(chǎn)物進(jìn)行離心分離除渣、過(guò)濾精選后分散于1,4-丁二醇即可。實(shí)施例3本實(shí)施例提供一種利用化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑的方法，它包括以下步驟：(a)將五甘醇單甲醚、二乙二醇單乙基醚分別溶于乙二醇中形成1mol/L的五甘醇單甲醚溶液、二乙二醇單乙基醚溶液；(b)將勞倫酸、周位酸分別溶于水中形成1mol/L的周位酸溶液、勞倫酸溶液；(c)將五甘醇單甲醚溶液與周位酸溶液(周位酸與五甘醇單甲醚溶液中五甘醇單甲醚的摩爾比為1.2:1)在90℃、催化劑(加入量為周位酸質(zhì)量的0.5％，它包含90wt％十二烷基苯磺酸、5wt％次磷酸和5wt％氯化錫)條件下進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)(要注意將形成的產(chǎn)物水除去)，再向其中加入占上述混合溶液質(zhì)量2％的第一乳化劑(NP-9)混合攪拌均勻；將五甘醇單甲醚溶液與勞倫酸溶液(勞倫酸與五甘醇單甲醚溶液中五甘醇單甲醚的摩爾比為1.2:1)在90℃、催化劑(加入量為勞倫酸質(zhì)量的0.5％，它包含90wt％十二烷基苯磺酸、10wt％亞磷酸和10wt％氯化鋁)條件下進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)(要注意將形成的產(chǎn)物水除去)，再向其中加入占上述混合溶液質(zhì)量2％的第二乳化劑(TX-18)混合攪拌均勻；(d)取與第一乳化劑攪拌均勻得到的第一產(chǎn)物80g、與第二乳化劑攪拌均勻得到的第一產(chǎn)物50g、第三乳化劑(OP-10)包覆的納米金屬氧化物(La2O3)1g、二乙二醇單乙基醚溶液70g攪拌混合，形成煤基醇醚燃料助劑原漿；(e)對(duì)步驟(d)的產(chǎn)物進(jìn)行離心分離除渣、過(guò)濾精選后分散于乙二醇即可。實(shí)施例4本實(shí)施例提供一種利用化工副產(chǎn)物制備煤基醇醚燃料助劑的方法，它包括以下步驟：(a)將二乙二醇單甲醚、四甘醇單壬基醚分別溶于乙二醇中形成1mol/L的二乙二醇單甲醚溶液、四甘醇單壬基醚溶液；(b)將勞倫酸、周位酸分別溶于水中形成1mol/L的周位酸溶液、勞倫酸溶液；(c)將二乙二醇單甲醚溶液與周位酸溶液(周位酸與二乙二醇單甲醚溶液中二乙二醇單甲醚的摩爾比為1.3:1)在85℃、催化劑(加入量為周位酸質(zhì)量的0.3％，它包含80wt％十二烷基苯磺酸、15wt％次磷酸和5wt％氯化錫)條件下進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)(要注意將形成的產(chǎn)物水除去)，再向其中加入占上述混合溶液質(zhì)量3％的第一乳化劑(NP-9)混合攪拌均勻；將二乙二醇單甲醚溶液與勞倫酸溶液(勞倫酸與二乙二醇單甲醚溶液中二乙二醇單甲醚的摩爾比為1.3:1)在80℃、催化劑(加入量為勞倫酸質(zhì)量的0.2％，它包含70wt％十二烷基苯磺酸、10wt％亞磷酸和20wt％氯化鋁)條件下進(jìn)行脫水酯化反應(yīng)(要注意將形成的產(chǎn)物水除去)，再向其中加入占上述混合溶液質(zhì)量2％的第二乳化劑(TX-18)混合攪拌均勻；(d)取與第一乳化劑攪拌均勻得到的第一產(chǎn)物80g、與第二乳化劑攪拌均勻得到的第一產(chǎn)物75g、第三乳化劑(OP-10)包覆的納米金屬氧化物(氧化鉑)1g、四甘醇單壬基醚溶液80g攪拌混合，形成煤基醇醚燃料助劑原漿；(e)對(duì)步驟(d)的產(chǎn)物進(jìn)行離心分離除渣、過(guò)濾精選后分散于乙二醇即可。將實(shí)施例1至實(shí)施例4中制得的煤基醇醚燃料助劑分別添加到煤粉中(煤基醇醚燃料助劑添加量均為煤炭質(zhì)量的0.05wt％)制得四份等質(zhì)量(1kg)的平行試樣，再參考GB/T213-2003分別測(cè)定其燃燒效率(環(huán)境溫度25℃)，并測(cè)定氮氧化物的排放，其結(jié)果列于表1中。項(xiàng)目燃燒效率煙氣中SO2含量煙氣中NOX含量極端條件(-30℃)時(shí)的效率未添加助劑80％1.5％0.82％75％實(shí)施例186％1.3％0.65％85％實(shí)施例291％1.1％0.6％90％實(shí)施例390％1.25％0.64％90％實(shí)施例493％1％0.55％92％上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3