萘 系 減 水 劑

1、萘 系 減 水 劑操作規(guī)程目 錄 一、產(chǎn)品說(shuō)明 二、原材料規(guī)格要求 三、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 四、萘系減水劑工藝操作規(guī)程 1. 反應(yīng)機(jī)理 2. 工藝流程及生產(chǎn)過(guò)程敘述 3. 工藝操作規(guī)程： (1) 系統(tǒng)設(shè)備，儀表檢查 (2) 開車前準(zhǔn)備工作 (3) 系統(tǒng)開車操作，停止操作 (4) 工藝調(diào)節(jié)及控制 (5) 各序主要控制及操作要點(diǎn) 4. 系統(tǒng)不正常現(xiàn)場(chǎng)及排除方法說(shuō) 明 （工藝路線） 本工藝操作規(guī)程，適用以工業(yè)萘、硫酸、甲醛、燒堿為原料，通過(guò)磺化、水解、縮合、中和四個(gè)工序合成低濃萘系減水劑（簡(jiǎn)稱NF-C）。 低濃產(chǎn)品在徑硫酸鈣沉淀分離過(guò)程，即得高濃萘系減水劑（簡(jiǎn)稱NF-A）。一、 產(chǎn) 品 說(shuō) 明 萘系減水劑為以

2、下簡(jiǎn)稱NF為萘香族磺酸鹽醛類高分子縮合物，其主成分為萘或萘的同系磺酸鹽與甲醛的縮合物，屬陰離子表面活性劑。一、NF的物理、化學(xué)性質(zhì) 1.分子結(jié)構(gòu)式：CH2H NaO3SSO3Na(其中幾為： 913)2.分子量：18002800 3.比重： 1.201.25 (20)4.外觀： (液體） 棕紅色粘稠液體 (固體) 棕黃色粉末狀 5.與水任意比例混合，水溶液呈中性或弱堿性 二、NF減水劑的用途1. 配制早強(qiáng)高強(qiáng)混凝土，當(dāng)按水泥重量摻0.51.0NF時(shí)，可減少用水1625%，可大幅度提高混凝土的早期強(qiáng)度，并保持混凝土后期強(qiáng)度提高2050%。 2.配制大流動(dòng)混凝土，摻水泥重量的0.20.5%NF時(shí)，

3、在保持強(qiáng)度不變情況下，可使混凝土坍落度增至1025cm，用于自流灌漿，泵送混凝土，可加快施工進(jìn)度，提高施工質(zhì)量。3.節(jié)約水泥，在保持混凝土強(qiáng)度不變條件下，摻0.5%左右的NF減水劑可節(jié)約水泥20%左右。 二、原材料規(guī)格要求1.工業(yè)萘 (按GB6700-86) (1) 外觀：允許帶微紅色或微黃色的片狀或粉狀白色結(jié)晶。 (2) 技術(shù)指標(biāo)： 指標(biāo)名稱 一級(jí) 二級(jí) 結(jié)晶點(diǎn) 78.0 77.5不發(fā)揮物% 0.04 0.06 灰 分 % 0.01 0.02 2.濃硫酸 (按GB534-82) (1).外觀：無(wú)色透明的油狀粘稠液體，比水重幾乎一倍。 (2).技術(shù)指標(biāo)： 指標(biāo)名稱 一級(jí) 二級(jí) H2SO4 含量

4、% 98.0 98.0 游離硫酸酐(SO3)含量% 灼燒殘?jiān)? 0.03 0.10 鐵(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).外觀： 無(wú)色透明刺激性液體 比重：1.10 g/ml (2).技術(shù)指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 色度(鉑-鈷) 號(hào) 10 10 甲醛含量 % 37.037.4 36.9 酸度(以甲酸計(jì)) % 0.02 0.003 鐵含量 % 0.0001 0.00002 密度 g/ml 1.0751.114 1.110 甲醇含量 % 供需協(xié)商 0.5 4.燒堿 (按GB209-84) (1

5、) 外觀 ：無(wú)色透明微粘液體 比重：1.331.35 g/ml (2) 技術(shù)指標(biāo) ： (隔膜法) 氫氧化鈉 % 30.0 碳酸鈉 % 0.80 氯化鈉(以NaCl計(jì)) % 5.0 鐵 (以Fe2O3計(jì)) % 0.01 5.生石灰 (欠缺) 三、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指 標(biāo) NF-A NF-C凈漿流動(dòng)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 減水率 % 21 18 泌水率比 % 80 90 含水量 % 3.0 3.0 抗壓強(qiáng)度比 1d 200 195 3d 185

6、 175 7d 165 154 28d 155 132 四、NF-C減水劑工藝操作規(guī)程1.反應(yīng)機(jī)理： (1) 磺化工序： 磺化的目的是取代芳香核上的氫而形成(-SO3H)磺的分基，磺化后，在萘核上原來(lái)與碳原子相連的一個(gè)氫原子對(duì)磺酸基所取代而形成磺酸衍生物。萘的磺化為可逆反應(yīng)，依磺酸基進(jìn)入的位置可分-萘磺酸和-萘磺酸兩種產(chǎn)物，而我們所要求的目的產(chǎn)物是-萘磺酸，但位電子之密度較稀不易磺化，故采用低溫磺化，磺化產(chǎn)物也比較穩(wěn)定，其反應(yīng)式如下： SO3H + H2SO4160+ H2O (18.4%)SO3H + H2O (81.6%)萘磺酸的縮合是發(fā)生在萘異核上的，是使異核的三個(gè)位，通過(guò)次甲基連接起來(lái)

7、而生成縮合物，磺化反應(yīng)盡量生成-萘磺酸，倘若溫度過(guò)高或局部過(guò)熱都會(huì)導(dǎo)致多磺酸和二磺酸的生成，這樣會(huì)對(duì)縮合工序不利，應(yīng)避免。 (2) 水解工序 在磺化過(guò)程要不可避免的生成一些 -萘磺酸，它的存在將不利于縮合反應(yīng)，由于位活性較大，利用水解反應(yīng)，可將-萘磺酸除去。反應(yīng)式如下： SO3H + H2O 115120 + H2SO4 (3).縮合工序 -萘磺酸和甲醛在酸作催化劑的條件下可發(fā)生縮合反應(yīng)。首先生成不同程度的低聚物，然后逐漸縮合成的分子化合物，這是合成高效減水劑的關(guān)鍵工序，其反應(yīng)如下： H H H - C = O + H + H C OH H + H C OH - CH2OH SO3H SO3H

8、 + H + 在酸性介質(zhì)中，羥甲基萘磺酸發(fā)生親電取代反應(yīng) CH2OH CH2+ + H + + H2O SO3H SO3H CH2+ CH2 + + H2O SO3H SO3H 依次逐漸反應(yīng)，分子鏈不斷增長(zhǎng)，生成多核產(chǎn)物，其分子量是大小不一的混合產(chǎn)物。 (4) 中和工序 在磺化和縮合工序均有過(guò)量的硫酸未用掉，這些殘余的硫酸在合成反應(yīng)的最后階段均需采用堿類將它們中和成鹽類。 a . 如果反應(yīng)物用燒堿中和，可得NF-C低濃減水劑 反應(yīng)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高濃減水劑 2CaO + 2H2O 2Ca(OH)2 H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2 H2O將硫酸鈣沉淀分離后，即得高濃產(chǎn)品。2. 工藝流程及生產(chǎn)過(guò)程敘述 (1) 工藝流程圖 (附后) (2) 生產(chǎn)過(guò)程敘述 詳細(xì)檢查各工序設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)良好，儀表校正準(zhǔn)確，計(jì)量設(shè)備標(biāo)定精確，物料閥門靈活好用，管道接口無(wú)跑冒、滴漏現(xiàn)象，附屬車間及部門一切準(zhǔn)備就緒。 將準(zhǔn)確稱量的工業(yè)萘破碎至一定細(xì)度，投入磺化釜，利用鍋爐房的導(dǎo)熱油爐供給所需熱量，在規(guī)定的溫度和時(shí)間內(nèi)加入所需的磺化劑硫酸進(jìn)行磺化反應(yīng)，磺化反應(yīng)結(jié)束經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)后送入下一工序

10、。 水解工序受料結(jié)束后，利用蒸汽鍋爐供給的熱量將物料控制在一定溫度范圍，加入定量水解水進(jìn)行水解反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后檢驗(yàn)物料控制在合格范圍內(nèi)，然后進(jìn)行縮合反應(yīng)。 隨著甲醛的加入，物料反應(yīng)通過(guò)循環(huán)冷卻水帶走，將加甲醛溫度控制在一定范圍內(nèi)，縮合過(guò)程的所需熱量仍然由蒸汽鍋爐供給，在必要的反應(yīng)時(shí)間結(jié)束后，將合格物料送至中和工序。 中和反應(yīng)所產(chǎn)生的大量的熱通過(guò)冷卻系統(tǒng)帶走，時(shí)刻檢測(cè)物料的終點(diǎn)情況，最后將PH控制在規(guī)定范圍。 最后將合成產(chǎn)品按檢測(cè)結(jié)果放入規(guī)定儲(chǔ)料罐內(nèi)。 3. 工藝操作規(guī)程 系統(tǒng)設(shè)備 儀表檢查 A.為防止生產(chǎn)過(guò)程中物料發(fā)生跑冒、低漏現(xiàn)象，造成能源浪費(fèi)，開車前必須將所有生產(chǎn)設(shè)備及配套管線嚴(yán)格檢查，要

11、求氣密性好。B. 所有動(dòng)力及附屬設(shè)備，包括空壓機(jī)、減速機(jī)、硫酸泵、甲醛泵、燒堿泵、循環(huán)水泵等，事先試車檢查，保證運(yùn)轉(zhuǎn)正常。C. 檢查各工序閥門是否就位，閥門運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活可靠。D. 仔細(xì)檢查各工序的放空管，放料管道有無(wú)堵塞現(xiàn)象，必須保證暢通。E. 所有儀表物別是主要控制點(diǎn)必須校正顯示正常。 .開車前的準(zhǔn)備工作： A. 導(dǎo)熱油爐點(diǎn)火升溫開啟導(dǎo)熱油泵緩慢加熱導(dǎo)熱油，將其升至規(guī)定溫度，點(diǎn)燃蒸汽鍋爐，將蒸汽壓提至規(guī)定壓力。B. 通過(guò)化驗(yàn)室檢測(cè)硫酸、甲醛、燒堿含量，必須符合規(guī)定要求。C. 將準(zhǔn)確計(jì)量800kg的袋裝工業(yè)萘投入磺化釜，將硫酸徑硫酸泵打入硫酸計(jì)量罐，并精確計(jì)量461L，將甲醛徑甲醛泵打入甲醛計(jì)

12、量罐，并準(zhǔn)確計(jì)量出475L，向中和鍋放入400L低堿，200L低水。 . 系統(tǒng)開車操作、停車操作 A. 磺化工序 關(guān)閉磺化萘放空閥，打開導(dǎo)熱油進(jìn)油閥，出油進(jìn)行升溫化萘，并及時(shí)通知鍋爐房將導(dǎo)熱油出口溫度控制到規(guī)定溫度，當(dāng)磺化釜內(nèi)物料升溫至120時(shí)，電動(dòng)開機(jī)，繼續(xù)升溫。當(dāng)溫度達(dá)150時(shí)，打開放空閥開始以2.5L/分鐘的速度加入461L硫酸，將加酸過(guò)程的溫度控制150160。加酸結(jié)束后，關(guān)閉放空閥在1602的溫度下保溫2h后，通過(guò)化驗(yàn)室檢測(cè)磺化終點(diǎn)將磺化酸度控制在31.532.5%，當(dāng)物料檢測(cè)合格后，停機(jī)并通知縮合工序受料?；腔ば蚍帕辖Y(jié)束后，重新檢查系統(tǒng)設(shè)備、儀表、管道、管道閥門穩(wěn)定正常，以備再次

13、受料。 B. 水解工序 縮合萘受料結(jié)束后開啟減速機(jī)在攪拌狀態(tài)使物料溫度趨于穩(wěn)定，然后開啟蒸汽入口閥和疏水閥，并及時(shí)通知鍋爐房將蒸汽壓力維持規(guī)定值。當(dāng)物料升至115時(shí)，經(jīng)化驗(yàn)室規(guī)定的水解水預(yù)熱80左右，加水完畢后，在控溫115120下，攪拌反應(yīng)30分鐘取樣測(cè)水酸度，酸度控制在30%，當(dāng)物料檢測(cè)合格后，關(guān)閉蒸汽閥、疏水閥，打開循環(huán)冷卻水進(jìn)水閥，循環(huán)冷卻水回水閥，開始給物料降溫。 C. 縮合工序 當(dāng)物料隨著溫度的下降，物料會(huì)有部分凝固，此時(shí)溫度下降速度會(huì)逐漸緩慢，當(dāng)物料溫度下降不明顯時(shí)，將放空閥關(guān)閉3/4，可以2.5L/分鐘的速度先加入100L甲醛，然后停加甲醛繼續(xù)降溫，然后在9095將剩余甲醛在2

14、.5L/分鐘勻速加入，甲醛加入完畢后，關(guān)閉循環(huán)冷卻水進(jìn)水閥，回水閥打開蒸汽閥、疏水閥，緩慢升溫，控溫95100保溫1.5h，控溫100105，保溫2h，在縮合過(guò)程中，注意控制物料粘度（即控制縮合電流在2224A），當(dāng)物料過(guò)粘時(shí)可加入少量預(yù)加熱的稀釋水，縮合結(jié)束后，加入定量的稀釋水?dāng)嚢?0min后向中和鍋放料，放料結(jié)束后用少量水沖洗釜內(nèi)殘余物料，重新檢查縮合釜及其附屬設(shè)備、管道、閥門、儀表一切正常，以備再次受料。D. 中和過(guò)程D-1. 中和NF-C減水劑： 打開縮合釜放料閥門已備好低堿和低水的中和鍋放料，同時(shí)開啟減速進(jìn)行攪拌，受料結(jié)束后，攪拌10min，開始緩慢加入堿液，同時(shí)開啟循環(huán)降溫水閥，然

15、后用PH試紙勤測(cè)PH值，直至試紙顏色同79合格，將合格的物料取樣送至化驗(yàn)室，按檢測(cè)結(jié)果將成品置入規(guī)定成品罐。關(guān)閉循環(huán)冷卻水閥，重新檢查中和釜，附屬設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)良好，以備再次受料。D-2. 中和NF-A減水劑 向石灰鍋內(nèi)注入清水，開動(dòng)攪拌，然后加入生石灰，在攪拌下使其轉(zhuǎn)化為生石灰乳，打開縮合釜放料閥向已備好低堿的中和鍋放料，同時(shí)開啟攪拌，受料結(jié)束后，攪拌10min，然后緩慢加入石灰乳液，同時(shí)開啟循環(huán)降溫水閥，要密切注意物料反應(yīng)情況，防止溢料，用PH試紙勤測(cè)PH值，直至試紙顏色同79合格，停加石灰液，繼續(xù)攪拌15分鐘，再測(cè)PH值控制在79，待物料合格后，關(guān)閉循環(huán)水閥，打開中和鍋放料閥，由第一層濾網(wǎng)

16、將石灰中殘?jiān)鼮V除后經(jīng)管道泵打入高位槽，打開高位槽上的進(jìn)入閥及疏水閥，將物料加熱至80左右，將分離機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況正常后，打開高位槽放料閥，由分離機(jī)電流控制放料速度，硫酸鈣經(jīng)渣口除去，分離得到的高濃產(chǎn)品NF-A經(jīng)第二層濾網(wǎng)放入儲(chǔ)料池。 物料分離結(jié)束后，關(guān)閉蒸汽閥，用清水沖洗中和鍋，管道泵、高位槽、分離機(jī)，將殘?jiān)磧?，以備再次使用? 工藝調(diào)節(jié)及控制 A. 磺化工序 A-1. 加酸溫度及速度的控制：因磺化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度過(guò)高或加酸過(guò)快，都易造成副產(chǎn)物增多，影響產(chǎn)品質(zhì)量，時(shí)刻注意溫度變化趨勢(shì)，將加酸速度盡量控制勻速加入，保證反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，當(dāng)升溫過(guò)快不易控制時(shí)，打開油路外循環(huán)系統(tǒng)降溫。 A-2

17、. 磺化保溫過(guò)程為物料的充分反應(yīng)提供保障，通過(guò)進(jìn)出油閥及循環(huán)系統(tǒng)將溫度控制在合格范圍。B. 水解工序 嚴(yán)格控制水解溫度在合格范圍，及時(shí)通知蒸汽閥，及循環(huán)水閥靈活操作。C. 縮合過(guò)程C-1. 嚴(yán)格控制加甲醛的溫度和速度，嚴(yán)禁為趕時(shí)間使甲醛的速度忽快忽慢，同時(shí)以溫度指標(biāo)為首要控制要點(diǎn)，不可在溫度超標(biāo)情況下操作，盡量使整個(gè)反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行。C-2. 縮合過(guò)程中物料粘度的控制，這也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，仍然以溫度為主要控制目標(biāo)，利用預(yù)加的水來(lái)稀釋物料來(lái)控制物料粘度，要做“少加勤加”的原則，確得物料在規(guī)定反應(yīng)條件下進(jìn)行。D. 中和過(guò)程 首先嚴(yán)格控制物料反應(yīng)終點(diǎn)，終點(diǎn)不到或超過(guò)終點(diǎn)都會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，終

18、點(diǎn)的檢測(cè)要做到，“手勤眼亮”，將反應(yīng)終點(diǎn)控制合格范圍。 另外要控制加堿速度，速度過(guò)快，反應(yīng)劇烈很容易造成溢料，要嚴(yán)格按規(guī)程操作。. 各工序主要控制及操作要點(diǎn)A. 磺化工序 . 加酸溫度： 150160 . 加酸速度： 2.5L/分鐘 . 保溫速度： 1602 . 保溫時(shí)間： 2h . 磺化酸度： 31.532.5%B.水解工序 . 水解溫度： 115120 . 水解時(shí)間： 30min . 水解酸度： 30%C.縮合工序 . 加甲醛溫度前嚴(yán)格控制： 9095后期控制： 80 . 加甲醛速度： 2.5L/分鐘 . 保溫溫度： 前1.5h 95100 后2h 100105 . 保溫時(shí)間： 3.5h D. 中和工序 PH值： 79 4. 系統(tǒng)不正常現(xiàn)象及排除方法 不正?，F(xiàn)場(chǎng) 原因 排除方法 . 磺化酸度過(guò)高 .反應(yīng)終點(diǎn)不到 .繼續(xù)保溫反應(yīng) .原料萘H2SO4計(jì) .保證每次計(jì)量量不準(zhǔn) 精確 .硫酸閥內(nèi)漏