萘系减水剂_XXXX最新工艺技术[1].doc

萘　 系 减 　水 　剂　　　　 编　写 金 云 　 　 审　核　 金 云 　　 批 准 金 云目 录　1、产品说明２、产品用途3、合成用原材料4、生产工艺参数 　　　5、生产中有关问题的处理一、产品说明萘系减水剂，它是一种萘磺酸甲醛缩合物的化学合成产品以工业萘、硫酸、甲醛、烧碱为原料.其主要成分是萘磺酸甲醛缩合物，它是由萘用浓硫酸磺化得到β-萘磺酸，然后与甲醛缩合,再用苛性钠中和就得到萘磺酸钠甲醛缩合物.二、产品用途系减水剂广泛用于公路、桥梁、大坝、码头、隧道、水利及工民建工程、蒸养及自然养护予制构件等水泥适应性好与其它高效减水剂相比价格相对便宜,与各种外加剂复合性能好,可用于配制高强、高性能混凝土它的特点是:减水率较高、不引气，在水灰比不变时，使混凝土初始坍落度提高1０cm以上,减水率可达20%. 对砼有显著的早强、增强效果,其强度提高幅度为2０—60％ 改善混凝土的和易性，全面提高砼的物理力学性能 对各种水泥适应性好，与其它各类型的混凝土外加剂配伍良好.三、合成用原材料原材料进厂标准: 　 １、工业萘：98％　 2、硫酸：98%3、甲醛：368％４、液碱:30%,32％　１、萘：萘为无色或白色有光泽的鳞片状单斜结晶，有温和芳香气味，粗萘有特殊的煤焦油样臭味;熔点80.6℃，沸点21９.9℃;难溶于水，微溶于乙醇，易溶于醚及苯中.能挥发并易升华，能水蒸汽蒸馏。

与空气形成爆炸性混合物；爆炸极限09％—59%（体积)化学式C1０H8摩尔质量１28１７０52 ｇ·ｍol−1外观白色鳞片状结晶，有温和芳香气味,粗萘有煤焦油臭味密度114 g/cm3熔点81.2 ℃沸点218 ℃溶解度（水）约 ３0 mg/L2、硫酸：H２SO4　,分子量为9８,用于磺化的硫酸浓度应为98%的浓硫酸,比重为1化学式H2SO4摩尔质量９8．078　g·mol−1外观无色无味清澈液体密度（液） 184 g/cm３熔点104℃沸点290 °C(563 K）(（纯酸）ﻫ(98％溶液沸点33８ °C))溶解度（水)完全混溶，放热３、甲醛:分子式HＣHO ，分子量为30， 生产用甲醛浓度为３６.8%无色透明液体，有刺激气味，15℃时比重为1.１０纯甲醛为无色透明气体,有刺激性气味 · 沸点 —19.5°Ｃ　· 闪点 8５°C　· 自燃点 430°C　· 密度　0．815 g/ｍL(液体,－20°C）,1０75-1.0８5　g/mL(液体,37%)化学式CH2O摩尔质量30.03 g·ｍoｌ−１外观无色气体密度1 ｋg·m−3 （气)熔点—1１7 °C （15６ K）沸点—１93 °Ｃ （25３。

9 K）溶解度（水)〉　１00 g／100 ml （２0 °C）4、烧碱:ＮaOＨ ,分子量为4０,生产中使用固体、液体均可,使用固体碱时,应先配制成30~４0%的水溶液，最好购买液体（30%或3２％)，可避免化碱工序，而且价格便宜.化学式NａOH摩尔质量399971 g·ｍoｌ−１外观白色固体密度2１ g/cｍ³熔点318 °C　（591 K）沸点1388 °Ｃ (1663 K）溶解度(水)1１１0 g dｍ-3 (20　°C)4、生产工艺参数↓萘 ↓硫酸　　↓水　　↓甲醛　↓烧碱融化→磺化→水解→缩合→中和→干燥→固体８0℃　13０℃ 1６０℃(２小时)　1２0℃（0５小时) 9０℃ 1０５℃(0.5小时） 　 Ph7—９ 　　 　32％　　　 ２９%2. 磺化 磺化反应是浓硫酸作用于萘，其磺酸(—SＯ3H)取代萘分子上的氢原子,反应生产萘磺酸萘磺酸有两种:α－萘磺酸和β—萘磺酸将定量的工业萘倒入3０00L磺化反应釜内,在密闭状态下向反应釜夹套内通入194℃的蒸汽,将萘融化，当熔萘温度升到1３5℃时,停止加热，开始向反应釜内滴加硫酸（９8％）为防止反应釜温度过高，硫酸溶于水放出大量热，可使水沸腾，因此稀释硫酸时应将浓硫酸沿杯壁缓慢倒入水中，同时不断搅拌,切不可将水倒入硫酸中,这样会导致水因为密度小于浓硫酸而浮在浓硫酸上，并且沸腾使得浓硫酸溅出伤人。

应控制滴加时间在0．5～１小时内硫酸滴加完毕后,开始供气加热,使物料温度上升到160～1６5℃，此时硫酸与工业萘开始进行磺化反应,生成α-萘磺酸与β-萘磺酸为保证磺化反应的顺利进行,必须控制反应温度在160℃～165℃之间，为此要不断调整供气压力另外,为使萘尽可能完全磺化,使硫酸过量10%，通过控制物料酸度值来实现，控制其酸度值在３.1~３.3之间磺化反应阶段一般需2小时.　磺化反应结束后,向反应釜内通入蒸气，直接将萘磺酸压入水解釜内.反应过程需补充部分稀释水，来调节物料粘度. 磺化反应控制的好坏,直接影响β－萘磺酸的含量，对缩合后的产品质量影响很大影响磺化反应的因素主要有磺化温度、磺化时间、硫酸浓度、硫酸用量等１)萘与硫酸用量比 　萘与硫酸的物质的量的比为1:1．3~14,一般可取1.4换成品质比为1：1２）磺化反应温度　 1６0~165℃.3）磺化时间在1６0～165℃维持约２小时时间短了,磺化不充分，磺化时间过长,影响产量３． 水解反应 　 　 由于在磺化反应过程中，不仅生成了β—萘磺酸，而且也生成了一部分α－萘磺酸水解的目的是使α—萘磺酸水解,以利于以后的缩合反应。

水解时应将反应物料降温至120℃以下，加入经计算的水. 　 　 　　水解的用水量：1. 水解反应：在160℃~1６5℃的磺化温度下产生大约15%的α-萘磺酸,由于α—萘磺酸活性较大,它存在会影响以后的缩合反应，应该将其转化或除去通过实验发现，α—萘磺酸在120℃时极易水解，而β-萘磺酸在此温度下比较稳定,因此可以通过水解反应除去α-萘磺酸.:开启循环水系统，将水解釜内的物料温度降至1２0℃，并向反应釜内加水，控制温度在1２0℃左右,使α萘磺酸进行水解反应,水解产物为萘和硫酸，分离以后的产物可作为原料继续参与磺化反应为保证水解反应彻底完成,应保证水解时间在３0分钟以上.水解反应结束后，通入蒸气将β-萘磺酸压入缩合反应釜内进行缩合反应. 水解的用水量多时对水解反应有利，但加入量过多则对缩合反应带来不利的影响故水解加水量一般为2-3到4-5克分子/克分子萘总之，在控制总酸度相同的情况下,水解加水量少些产品性能好些　 　水解总酸度：　　 　水解的外加水,控制总酸度在2９％左右,水解总酸度低,加水量大，降低反应物浓度；水解总酸度高，缩合物料粘度大,不利于反应进行 水解时间： 　 　　　一般搅拌半小时左右。

1、水解用水量由下式计算得出: 　 S1(A＋Ｂ）＝S2（A+B＋Ｘ）式中：Ｓ１—-磺化结束后测定的物料总酸度（31~3３％）；Ａ--反映釜内萘的物料量； 　 B——反应釜内硫酸的用量； 　 S2——要求控制的总酸度（2９%）； 　Ｘ-—水解要求的加水量4、缩合 　 萘磺酸水解后继续降温到90℃左右，滴加甲醛，其反应如下:　　　 缩合反应是萘系高效减水剂生产过程中的重要反应，也是时间较长的一个工序技术关键是使反应尽可能的完全，得到长链分子，同时反应时间尽可能的短，以便缩短生产时间及降低生产成本开启循环冷却水系统将反应釜内的物料降温到85℃~100℃之间，然后开始滴加甲醛甲醛在物料中酸根离子的作用下，发生转变,生成反应性很强的羰基离子.反应式为：HＣHO+Ｈ＋　　 　　 CH2OH+为保证甲醛最大限度羰基化,滴加速度要慢,一般控制在２小时左右羰化反应结束后,通气加热，使物料温度上升到110℃,此时甲醛羰离子与β-萘磺酸开始进行缩合反应，生成萘系磺酸甲醛缩合物，缩合反应历时约4.５ｈ缩合反应结束后，将生成物转移到中和罐内进行中和反应反应过程中，为了调节物料粘度，需补充部分稀释水。

1)甲醛用量萘磺酸:甲醛 ＝ 1：0.9５—1.0,一般取1.０２)缩合温度　10０—１10℃3）缩合酸度 28—30％，按２9％计算4)缩合时间 4-６小时，一般取5小时１、中和在整个反应过程中,均保持有一定的酸度，因此，在反应结束后需加入溶液NaOH中和过程的酸，使产物变为易溶于水的钠盐，以便增强减水剂的水溶性H2ＳO4+NaOH → Na2SO4+Ｈ2O 　中和时为防止物料外溢应控制加碱速度不宜过快，至Ph值稳定在7~9时，表示中和反应结束 　为控制SO42-的含量，满足产品的要求，需加入Cａ（OＨ)2　，将SO42－去除，生成CaSO4沉淀物,通过过滤去除Ca　SO4.ＳO42－+Cａ2+ →　ＣaSO4 ↓中和反应后,形成的水剂产品置于贮罐内.2、干燥通过上述反应生成的水剂产品,通过干燥制成粉剂将贮罐内的水剂通过雾化器打入热风干燥塔内,与热风炉产生的热气相接处,其中的水分将以水蒸气的形式挥发出来，得到烦躁的粉剂产品将粉剂产品包装后贮存于仓库内.由反应釜放出至中和罐的物料加碱中和，使放热反应，其过程会产生大量的水蒸气,如不加以控制，会造成溢锅，因此，中和操作必须按规程进行1、反应釜物料放出至中和桶后,打开冷却水冷却，开动搅拌器后,开始缓慢地加入液碱,并时刻观察中和情况,避免发生溢锅。

2、中和到后期，加碱速度可以稍快,但也要注意观察，避免发生溢锅.3、中和至将要结束时，应缓慢加碱，并不断用ｐH试纸测试pH值，使pH值控制在7～8范围内，即可停止加碱4、停止加碱后，应继续搅拌０.5小时,最终再次测定ｐH值，若ｐH值降低，可以加碱调节５、中和好的物料可以送至储罐或浓缩罐6、若生产高浓产品,则首先用NaOH中和,至pH值4～5小时，再用石灰水中和到pH值达7～９，再加入适量硅藻土作过滤助剂,过滤、浓缩、干燥即可溢锅的处理方法:溢锅的主要原因是加碱速度太快所致，发现有溢锅现象时:１）关闭加碱阀,停止加碱；2)停止搅拌；3)用凉水冲中和桶的外壁，也可向中和桶加入一些冷水，使物料冷却,恢复正常后,才能继续中和 　 四、生产中有关问题的处理1、磺化终点不到达到磺化终点是检验磺化反应是否完全的依据,检验方法为：测酸度；２）看磺化物是否有油状物，如酸度符合要求且油状物，则反应是完全的；否则是不完全的原因有:ａ)如酸量不足,必须补加酸，再进行磺化；b)反应温度低，必须提高反应温度到1６0～1６5℃，延长保温时间；c）保温时间不够，延长保温时间2. 缩合过程中喷料常压缩合时，若升温缓慢，温度不超过1０0℃,不会发生釜内物料喷溢事故，反之则会发生，特别是带压缩合时更易发生。

发生喷料原因有：1）加甲醛时温度过高，应控制在90～95℃；2）水解后酸度过高,应控制在2９％左右；3）升温过急处理方法是：立即向反应釜夹套加入冷却水,必要时用冷水浇淋反应釜盖，如果反应温度和压力仍激烈上升时，可开启放料阀立即放料,否则会造成严重后果4)加甲醛速度过快，应缓慢滴加可以控制在2-2.5小时总之,缩合反应激烈，一般要小心谨慎.３、　缩合物料固化在缩合过程中，会出现物料变稠，致使搅拌困难，甚至停止,从。