本发明属于煤化工领域，特别涉及一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂及其制备方法。
背景技术
水煤浆是一种煤基代油洁净燃料，由大约占60～70％的煤炭，约1％的添加剂，余下的为水，而组成的一种具有一定稳定性、流动性、触变性的固液分散体系。它既保留了煤炭原有的物理特性，又具有和石油一样的流动性和稳定性，可以储存、泵送、雾化与稳定燃烧，加之其低廉的价格，在代油燃烧发电、供热、化工等领域获得了广泛的应用。水煤浆是一种宽筛分、含固量高的复杂多级分散悬浮体系，易产生煤水分离，因此，低黏度和良好的稳定性是水煤浆最为重要的性能。在水煤浆中加入添加剂是解决上述问题的有效方法，特别是对高浓度和高稳定性水煤浆的制备，添加剂种类及其含量的选择尤为关键。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂及其制备方法，该水煤浆添加剂能更好提高水煤浆的成浆浓度和稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂，主要由下述质量分数配比的原料组分制成：
所述具有羟基的乙烯基醚类单体为2-羟基乙基乙烯基醚、3-羟基丙基乙烯基醚、2-羟基丙基乙烯基醚、2-羟基异丙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、4-羟基环己基乙烯基醚、己二醇单乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇单乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、三乙二醇单乙烯基醚和二丙二醇单乙烯基醚中的任意一种或两种的混合物。
所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠、醋酸钾中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。
一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入将废旧聚苯乙烯泡沫，加热升温，待温度升到125℃～150℃后再开启搅拌，并加入硫酸，反应3～6小时；
(2)再往反应釜中加入双丙酮丙烯酰胺、具有羟基的乙烯基醚类单体和水，接着再往反应釜中滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和水配制而成，滴加时间控制在2～5小时，滴加时温度控制在105～125℃；
(3)最后往反应釜中加入碱性调节剂，保持温度继续反应1～3小时后降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
与现有技术相比，本发明具有以下显著效果：
1、以废旧聚苯乙烯泡沫作为起始原料，通过对其改性，从而引入磺酸基团、羟基、醚基、酰胺基等基团，使制备的水煤浆添加剂能适应更多的煤种，制备的水煤浆具有稳定性好，流动性优良的特点。
2、该产品无毒无害，使用不受季节和区域限制，便于运输和储存；
3、该产品生产工艺简单、条件温和，生产过程加料、条件都容易控制，整个工艺过程无“三废”排出，是一种绿色环保型、无污染清洁化生产工艺。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步详细阐述。
本发明的一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂，由下述质量分数配比的原料组分制成：
所述具有羟基的乙烯基醚类单体为2-羟基乙基乙烯基醚、3-羟基丙基乙烯基醚、2-羟基丙基乙烯基醚、2-羟基异丙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、4-羟基环己基乙烯基醚、己二醇单乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇单乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、三乙二醇单乙烯基醚和二丙二醇单乙烯基醚中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠、醋酸钾中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。
一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入将废旧聚苯乙烯泡沫，加热升温，待温度升到125℃～150℃后再开启搅拌，并加入硫酸，反应3～6小时；
(2)再往反应釜中加入双丙酮丙烯酰胺、具有羟基的乙烯基醚类单体和水，接着再往反应釜中滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和水配制而成，滴加时间控制在2～5小时，滴加时温度控制在105～125℃；
(3)最后往反应釜中加入碱性调节剂，保持温度继续反应1～3小时后降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
下面以具体的实施例对本发明进行详细说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
本发明的一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂，由下述质量分数配比的原料组分制成：
本发明一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入将16份废旧聚苯乙烯泡沫，加热升温，待温度升到130℃后再开启搅拌，并加入11份硫酸，反应3.5小时；
(2)再往反应釜中加入1.5份双丙酮丙烯酰胺、9份2-羟基乙基乙烯基醚和41.5水，接着再往反应釜中滴加质量百分比浓度为2％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由0.2份过硫酸钠和9.8份水配制而成，滴加时间控制在2.5小时，滴加时温度控制在108℃；
(3)最后往反应釜中加入11份氢氧化钠，保持温度继续反应1.2小时后降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例2
本发明的一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂，由下述质量分数配比的原料组分制成：
本发明一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入将18份废旧聚苯乙烯泡沫，加热升温，待温度升到135℃后再开启搅拌，并加入13份硫酸，反应4小时；
(2)再往反应釜中加入2份双丙酮丙烯酰胺、7份3-羟基丙基乙烯基醚和39.5份水，接着再往反应釜中滴加质量百分比浓度为3％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由0.3份过硫酸铵和9.7份水配制而成，滴加时间控制在3小时，滴加时温度控制在110℃；
(3)最后往反应釜中加入10.5份氢氧化钾，保持温度继续反应1.7小时后降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例3
本发明的一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂，由下述质量分数配比的原料组分制成：
本发明一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入将21份废旧聚苯乙烯泡沫，加热升温，待温度升到138℃后再开启搅拌，并加入14份硫酸，反应5小时；
(2)再往反应釜中加入3份双丙酮丙烯酰胺、5份2-羟基丙基乙烯基醚和35份水，接着再往反应釜中滴加质量百分比浓度为5％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由0.5份过硫酸铵和9.5份水配制而成，滴加时间控制在4.5小时，滴加时温度控制在115℃；
(3)最后往反应釜中加入12份碳酸钠，保持温度继续反应2.6小时后降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例4
本发明的一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂，由下述质量分数配比的原料组分制成：
本发明一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入将24份废旧聚苯乙烯泡沫，加热升温，待温度升到140℃后再开启搅拌，并加入16份硫酸，反应5小时；
(2)再往反应釜中加入3.5份双丙酮丙烯酰胺、1.5份2-羟基异丙基乙烯基醚和32.5份水，接着再往反应釜中滴加质量百分比浓度为6％的过硫酸钾溶液，此过硫酸钾溶液由0.6份过硫酸钾和9.4份水配制而成，滴加时间控制在4.8小时，滴加时温度控制在122℃；
(3)最后往反应釜中加入12.5份碳酸钾，保持温度继续反应1.3小时后降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例5
本发明的一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂，由下述质量分数配比的原料组分制成：
其中，引发剂采用过硫酸钠和过硫酸钾的混合物，且过硫酸钠和过硫酸钾的质量比为3:4，即，过硫酸钠和过硫酸钾的用量分别为0.3份和0.4份。
本发明一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入将27份废旧聚苯乙烯泡沫，加热升温，待温度升到145℃后再开启搅拌，并加入17份硫酸，反应5.5小时；
(2)再往反应釜中加入4份双丙酮丙烯酰胺、2份己二醇单乙烯基醚和26.5份水，接着再往反应釜中滴加质量百分比浓度为7％的引发剂溶液，此引发剂溶液由0.3份过硫酸钠、0.4份过硫酸钾和9.3份水配制而成，滴加时间控制在4.5小时，滴加时温度控制在106℃；
(3)最后往反应釜中加入13.5份醋酸钠，保持温度继续反应1.3小时后降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
实施例6
本发明的一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂，由下述质量分数配比的原料组分制成：
其中，具有羟基的乙烯基醚类单体采用1,4-环己烷二甲醇单乙烯基醚和二乙二醇单乙烯基醚的混合物，且1,4-环己烷二甲醇单乙烯基醚和二乙二醇单乙烯基醚的质量比为1:2，即，1,4-环己烷二甲醇单乙烯基醚和二乙二醇单乙烯基醚的用量分别为1份和2份。
碱性调节剂采用氢氧化钠和醋酸钠的混合物，且氢氧化钠和醋酸钠的质量比为10:19，即，氢氧化钠和醋酸钠的用量分别为5份和9.5份。
本发明一种含有酰胺基团的水煤浆添加剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入将废旧29份聚苯乙烯泡沫，加热升温，待温度升到140℃后再开启搅拌，并加入19份硫酸，反应3.6小时；
(2)再往反应釜中加入4.5份双丙酮丙烯酰胺、1份1,4-环己烷二甲醇单乙烯基醚、2份二乙二醇单乙烯基醚和20份水，接着再往反应釜中滴加质量百分比浓度为9％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由0.9份过硫酸钠和9.1份水配制而成，滴加时间控制在2.3小时，滴加时温度控制在113℃；
(3)最后往反应釜中加入5份氢氧化钠和9.5份醋酸钠，保持温度继续反应2.3小时后降温出料，即得所述水煤浆添加剂。
以下为使用本发明的水煤浆添加剂和市售的添加剂进行的成浆试验。
表1本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
备注：煤种为易成浆的贫瘦煤。
表2本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
备注：煤种为一般性弱粘煤。
表3本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
备注：煤种为难成浆的长焰煤。
表4本发明实施例1～6制备的产品与市售的水煤浆添加剂的性能对比表
备注：煤种为极难成浆的褐煤。
从上表可知，本发明实施例1～6制备的水煤浆添加剂性能良好，能满足工业生产的需求，具有良好的分散性和广泛的适应性等优点，是一种较好的水煤浆添加剂。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。