萘 系 减 水 剂

1、萘 系 减 水 剂操作规程目 录 一、产品说明 二、原材料规格要求 三、质量标准 四、萘系减水剂工艺操作规程 1. 反应机理 2. 工艺流程及生产过程叙述 3. 工艺操作规程： (1) 系统设备，仪表检查 (2) 开车前准备工作 (3) 系统开车操作，停止操作 (4) 工艺调节及控制 (5) 各序主要控制及操作要点 4. 系统不正常现场及排除方法说 明 （工艺路线） 本工艺操作规程，适用以工业萘、硫酸、甲醛、烧碱为原料，通过磺化、水解、缩合、中和四个工序合成低浓萘系减水剂（简称NF-C）。 低浓产品在径硫酸钙沉淀分离过程，即得高浓萘系减水剂（简称NF-A）。一、 产 品 说 明 萘系减水剂为以

2、下简称NF为萘香族磺酸盐醛类高分子缩合物，其主成分为萘或萘的同系磺酸盐与甲醛的缩合物，属阴离子表面活性剂。一、NF的物理、化学性质 1.分子结构式：CH2H NaO3SSO3Na(其中几为： 913)2.分子量：18002800 3.比重： 1.201.25 (20)4.外观： (液体） 棕红色粘稠液体 (固体) 棕黄色粉末状 5.与水任意比例混合，水溶液呈中性或弱碱性 二、NF减水剂的用途1. 配制早强高强混凝土，当按水泥重量掺0.51.0NF时，可减少用水1625%，可大幅度提高混凝土的早期强度，并保持混凝土后期强度提高2050%。 2.配制大流动混凝土，掺水泥重量的0.20.5%NF时，

3、在保持强度不变情况下，可使混凝土坍落度增至1025cm，用于自流灌浆，泵送混凝土，可加快施工进度，提高施工质量。3.节约水泥，在保持混凝土强度不变条件下，掺0.5%左右的NF减水剂可节约水泥20%左右。 二、原材料规格要求1.工业萘 (按GB6700-86) (1) 外观：允许带微红色或微黄色的片状或粉状白色结晶。 (2) 技术指标： 指标名称 一级 二级 结晶点 78.0 77.5不发挥物% 0.04 0.06 灰 分 % 0.01 0.02 2.浓硫酸 (按GB534-82) (1).外观：无色透明的油状粘稠液体，比水重几乎一倍。 (2).技术指标： 指标名称 一级 二级 H2SO4 含量

4、% 98.0 98.0 游离硫酸酐(SO3)含量% 灼烧残渣含量% 0.03 0.10 铁(Fe)含量% 0.010 砷(AS) 含量% 0.005 三氧化二氮(N2O3)含量% 3.甲醛 (按GB/T9009-1998) (1).外观： 无色透明刺激性液体 比重：1.10 g/ml (2).技术指标 优等品 一等品 色度(铂-钴) 号 10 10 甲醛含量 % 37.037.4 36.9 酸度(以甲酸计) % 0.02 0.003 铁含量 % 0.0001 0.00002 密度 g/ml 1.0751.114 1.110 甲醇含量 % 供需协商 0.5 4.烧碱 (按GB209-84) (1

5、) 外观 ：无色透明微粘液体 比重：1.331.35 g/ml (2) 技术指标 ： (隔膜法) 氢氧化钠 % 30.0 碳酸钠 % 0.80 氯化钠(以NaCl计) % 5.0 铁 (以Fe2O3计) % 0.01 5.生石灰 (欠缺) 三、质量标准指 标 NF-A NF-C净浆流动度(mm) 240 220PH值 79 79固含量%(粉) 93 93 固含量%(水) 3539%比重 (g/ml) 1.201.25 CL % 0.1 0.1 Na2SO4 % 5 20 减水率 % 21 18 泌水率比 % 80 90 含水量 % 3.0 3.0 抗压强度比 1d 200 195 3d 185

6、 175 7d 165 154 28d 155 132 四、NF-C减水剂工艺操作规程1.反应机理： (1) 磺化工序： 磺化的目的是取代芳香核上的氢而形成(-SO3H)磺的分基，磺化后，在萘核上原来与碳原子相连的一个氢原子对磺酸基所取代而形成磺酸衍生物。萘的磺化为可逆反应，依磺酸基进入的位置可分-萘磺酸和-萘磺酸两种产物，而我们所要求的目的产物是-萘磺酸，但位电子之密度较稀不易磺化，故采用低温磺化，磺化产物也比较稳定，其反应式如下： SO3H + H2SO4160+ H2O (18.4%)SO3H + H2O (81.6%)萘磺酸的缩合是发生在萘异核上的，是使异核的三个位，通过次甲基连接起来

7、而生成缩合物，磺化反应尽量生成-萘磺酸，倘若温度过高或局部过热都会导致多磺酸和二磺酸的生成，这样会对缩合工序不利，应避免。 (2) 水解工序 在磺化过程要不可避免的生成一些 -萘磺酸，它的存在将不利于缩合反应，由于位活性较大，利用水解反应，可将-萘磺酸除去。反应式如下： SO3H + H2O 115120 + H2SO4 (3).缩合工序 -萘磺酸和甲醛在酸作催化剂的条件下可发生缩合反应。首先生成不同程度的低聚物，然后逐渐缩合成的分子化合物，这是合成高效减水剂的关键工序，其反应如下： H H H - C = O + H + H C OH H + H C OH - CH2OH SO3H SO3H

8、 + H + 在酸性介质中，羟甲基萘磺酸发生亲电取代反应 CH2OH CH2+ + H + + H2O SO3H SO3H CH2+ CH2 + + H2O SO3H SO3H 依次逐渐反应，分子链不断增长，生成多核产物，其分子量是大小不一的混合产物。 (4) 中和工序 在磺化和缩合工序均有过量的硫酸未用掉，这些残余的硫酸在合成反应的最后阶段均需采用碱类将它们中和成盐类。 a . 如果反应物用烧碱中和，可得NF-C低浓减水剂 反应如下： H2SO4 + 2NaoH Na2SO4 + 2H2O Ar OH2-Arnn+1 + NaOH ArAr2-Ar+(n+1)H2O SO3H SO3H SO

9、3Na SO3Na b. 如果用部分生石灰中和，可得NF-A高浓减水剂 2CaO + 2H2O 2Ca(OH)2 H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2 H2O将硫酸钙沉淀分离后，即得高浓产品。2. 工艺流程及生产过程叙述 (1) 工艺流程图 (附后) (2) 生产过程叙述 详细检查各工序设备正常运转良好，仪表校正准确，计量设备标定精确，物料阀门灵活好用，管道接口无跑冒、滴漏现象，附属车间及部门一切准备就绪。 将准确称量的工业萘破碎至一定细度，投入磺化釜，利用锅炉房的导热油炉供给所需热量，在规定的温度和时间内加入所需的磺化剂硫酸进行磺化反应，磺化反应结束经检验达到终点后送入下一工序

10、。 水解工序受料结束后，利用蒸汽锅炉供给的热量将物料控制在一定温度范围，加入定量水解水进行水解反应，反应结束后检验物料控制在合格范围内，然后进行缩合反应。 随着甲醛的加入，物料反应通过循环冷却水带走，将加甲醛温度控制在一定范围内，缩合过程的所需热量仍然由蒸汽锅炉供给，在必要的反应时间结束后，将合格物料送至中和工序。 中和反应所产生的大量的热通过冷却系统带走，时刻检测物料的终点情况，最后将PH控制在规定范围。 最后将合成产品按检测结果放入规定储料罐内。 3. 工艺操作规程 系统设备 仪表检查 A.为防止生产过程中物料发生跑冒、低漏现象，造成能源浪费，开车前必须将所有生产设备及配套管线严格检查，要

11、求气密性好。B. 所有动力及附属设备，包括空压机、减速机、硫酸泵、甲醛泵、烧碱泵、循环水泵等，事先试车检查，保证运转正常。C. 检查各工序阀门是否就位，阀门运转是否灵活可靠。D. 仔细检查各工序的放空管，放料管道有无堵塞现象，必须保证畅通。E. 所有仪表物别是主要控制点必须校正显示正常。 .开车前的准备工作： A. 导热油炉点火升温开启导热油泵缓慢加热导热油，将其升至规定温度，点燃蒸汽锅炉，将蒸汽压提至规定压力。B. 通过化验室检测硫酸、甲醛、烧碱含量，必须符合规定要求。C. 将准确计量800kg的袋装工业萘投入磺化釜，将硫酸径硫酸泵打入硫酸计量罐，并精确计量461L，将甲醛径甲醛泵打入甲醛计

12、量罐，并准确计量出475L，向中和锅放入400L低碱，200L低水。 . 系统开车操作、停车操作 A. 磺化工序 关闭磺化萘放空阀，打开导热油进油阀，出油进行升温化萘，并及时通知锅炉房将导热油出口温度控制到规定温度，当磺化釜内物料升温至120时，电动开机，继续升温。当温度达150时，打开放空阀开始以2.5L/分钟的速度加入461L硫酸，将加酸过程的温度控制150160。加酸结束后，关闭放空阀在1602的温度下保温2h后，通过化验室检测磺化终点将磺化酸度控制在31.532.5%，当物料检测合格后，停机并通知缩合工序受料。磺化工序放料结束后，重新检查系统设备、仪表、管道、管道阀门稳定正常，以备再次

13、受料。 B. 水解工序 缩合萘受料结束后开启减速机在搅拌状态使物料温度趋于稳定，然后开启蒸汽入口阀和疏水阀，并及时通知锅炉房将蒸汽压力维持规定值。当物料升至115时，经化验室规定的水解水预热80左右，加水完毕后，在控温115120下，搅拌反应30分钟取样测水酸度，酸度控制在30%，当物料检测合格后，关闭蒸汽阀、疏水阀，打开循环冷却水进水阀，循环冷却水回水阀，开始给物料降温。 C. 缩合工序 当物料随着温度的下降，物料会有部分凝固，此时温度下降速度会逐渐缓慢，当物料温度下降不明显时，将放空阀关闭3/4，可以2.5L/分钟的速度先加入100L甲醛，然后停加甲醛继续降温，然后在9095将剩余甲醛在2

14、.5L/分钟匀速加入，甲醛加入完毕后，关闭循环冷却水进水阀，回水阀打开蒸汽阀、疏水阀，缓慢升温，控温95100保温1.5h，控温100105，保温2h，在缩合过程中，注意控制物料粘度（即控制缩合电流在2224A），当物料过粘时可加入少量预加热的稀释水，缩合结束后，加入定量的稀释水搅拌30min后向中和锅放料，放料结束后用少量水冲洗釜内残余物料，重新检查缩合釜及其附属设备、管道、阀门、仪表一切正常，以备再次受料。D. 中和过程D-1. 中和NF-C减水剂： 打开缩合釜放料阀门已备好低碱和低水的中和锅放料，同时开启减速进行搅拌，受料结束后，搅拌10min，开始缓慢加入碱液，同时开启循环降温水阀，然

15、后用PH试纸勤测PH值，直至试纸颜色同79合格，将合格的物料取样送至化验室，按检测结果将成品置入规定成品罐。关闭循环冷却水阀，重新检查中和釜，附属设备是否运转良好，以备再次受料。D-2. 中和NF-A减水剂 向石灰锅内注入清水，开动搅拌，然后加入生石灰，在搅拌下使其转化为生石灰乳，打开缩合釜放料阀向已备好低碱的中和锅放料，同时开启搅拌，受料结束后，搅拌10min，然后缓慢加入石灰乳液，同时开启循环降温水阀，要密切注意物料反应情况，防止溢料，用PH试纸勤测PH值，直至试纸颜色同79合格，停加石灰液，继续搅拌15分钟，再测PH值控制在79，待物料合格后，关闭循环水阀，打开中和锅放料阀，由第一层滤网

16、将石灰中残渣滤除后经管道泵打入高位槽，打开高位槽上的进入阀及疏水阀，将物料加热至80左右，将分离机启动，当运转情况正常后，打开高位槽放料阀，由分离机电流控制放料速度，硫酸钙经渣口除去，分离得到的高浓产品NF-A经第二层滤网放入储料池。 物料分离结束后，关闭蒸汽阀，用清水冲洗中和锅，管道泵、高位槽、分离机，将残渣洗净，以备再次使用。. 工艺调节及控制 A. 磺化工序 A-1. 加酸温度及速度的控制：因磺化反应为放热反应，当温度过高或加酸过快，都易造成副产物增多，影响产品质量，时刻注意温度变化趋势，将加酸速度尽量控制匀速加入，保证反应平稳进行，当升温过快不易控制时，打开油路外循环系统降温。 A-2

17、. 磺化保温过程为物料的充分反应提供保障，通过进出油阀及循环系统将温度控制在合格范围。B. 水解工序 严格控制水解温度在合格范围，及时通知蒸汽阀，及循环水阀灵活操作。C. 缩合过程C-1. 严格控制加甲醛的温度和速度，严禁为赶时间使甲醛的速度忽快忽慢，同时以温度指标为首要控制要点，不可在温度超标情况下操作，尽量使整个反应过程平稳进行。C-2. 缩合过程中物料粘度的控制，这也是影响产品质量的主要因素，仍然以温度为主要控制目标，利用预加的水来稀释物料来控制物料粘度，要做“少加勤加”的原则，确得物料在规定反应条件下进行。D. 中和过程 首先严格控制物料反应终点，终点不到或超过终点都会影响产品质量，终

18、点的检测要做到，“手勤眼亮”，将反应终点控制合格范围。 另外要控制加碱速度，速度过快，反应剧烈很容易造成溢料，要严格按规程操作。. 各工序主要控制及操作要点A. 磺化工序 . 加酸温度： 150160 . 加酸速度： 2.5L/分钟 . 保温速度： 1602 . 保温时间： 2h . 磺化酸度： 31.532.5%B.水解工序 . 水解温度： 115120 . 水解时间： 30min . 水解酸度： 30%C.缩合工序 . 加甲醛温度前严格控制： 9095后期控制： 80 . 加甲醛速度： 2.5L/分钟 . 保温温度： 前1.5h 95100 后2h 100105 . 保温时间： 3.5h D. 中和工序 PH值： 79 4. 系统不正常现象及排除方法 不正常现场 原因 排除方法 . 磺化酸度过高 .反应终点不到 .继续保温反应 .原料萘H2SO4计 .保证每次计量量不准 精确 .硫酸阀内漏