萘 系 減 水 劑

1、萘 系 減 水 劑操作規(guī)程目 錄 一、產品說明 二、原材料規(guī)格要求 三、質量標準 四、萘系減水劑工藝操作規(guī)程 1. 反應機理 2. 工藝流程及生產過程敘述 3. 工藝操作規(guī)程： (1) 系統(tǒng)設備，儀表檢查 (2) 開車前準備工作 (3) 系統(tǒng)開車操作，停止操作 (4) 工藝調節(jié)及控制 (5) 各序主要控制及操作要點 4. 系統(tǒng)不正常現(xiàn)場及排除方法說 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，通過磺化、水解、縮合、中和四個工序合成低濃萘系減水劑（簡稱NF-C）。 低濃產品在徑硫酸鈣沉淀分離過程，即得高濃萘系減水劑（簡稱NF-A）。一、 產 品 說 明 萘系減水劑為以

2、下簡稱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、化學性質 1.分子結構式：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. 配制早強高強混凝土，當按水泥重量摻0.51.0NF時，可減少用水1625%，可大幅度提高混凝土的早期強度，并保持混凝土后期強度提高2050%。 2.配制大流動混凝土，摻水泥重量的0.20.5%NF時，

3、在保持強度不變情況下，可使混凝土坍落度增至1025cm，用于自流灌漿，泵送混凝土，可加快施工進度，提高施工質量。3.節(jié)約水泥，在保持混凝土強度不變條件下，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晶。 (2) 技術指標： 指標名稱 一級 二級 結晶點 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：無色透明的油狀粘稠液體，比水重幾乎一倍。 (2).技術指標： 指標名稱 一級 二級 H2SO4 含量

4、% 98.0 98.0 游離硫酸酐(SO3)含量% 灼燒殘渣含量% 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： 無色透明刺激性液體 比重：1.10 g/ml (2).技術指標 優(yōu)等品 一等品 色度(鉑-鈷) 號 10 10 甲醛含量 % 37.037.4 36.9 酸度(以甲酸計) % 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 ：無色透明微粘液體 比重：1.331.35 g/ml (2) 技術指標 ： (隔膜法) 氫氧化鈉 % 30.0 碳酸鈉 % 0.80 氯化鈉(以NaCl計) % 5.0 鐵 (以Fe2O3計) % 0.01 5.生石灰 (欠缺) 三、質量標準指 標 NF-A NF-C凈漿流動度(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.反應機理： (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，在萘核上原來與碳原子相連的一個氫原子對磺酸基所取代而形成磺酸衍生物。萘的磺化為可逆反應，依磺酸基進入的位置可分-萘磺酸和-萘磺酸兩種產物，而我們所要求的目的產物是-萘磺酸，但位電子之密度較稀不易磺化，故采用低溫磺化，磺化產物也比較穩(wěn)定，其反應式如下： 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，是使異核的三個位，通過次甲基連接起來

7、而生成縮合物，磺化反應盡量生成-萘磺酸，倘若溫度過高或局部過熱都會導致多磺酸和二磺酸的生成，這樣會對縮合工序不利，應避免。 (2) 水解工序 在磺化過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，由于位活性較大，利用水解反應，可將-萘磺酸除去。反應式如下： 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。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鍵工序，其反應如下： H H H - C = O + H + H C OH H + H C OH - CH2OH SO3H SO3H

8、 + H + 在酸性介質中，羥甲基萘磺酸發(fā)生親電取代反應 CH2OH CH2+ + H + + H2O SO3H SO3H CH2+ CH2 + + H2O SO3H SO3H 依次逐漸反應，分子鏈不斷增長，生成多核產物，其分子量是大小不一的混合產物。 (4) 中和工序 在磺化和縮合工序均有過量的硫酸未用掉，這些殘余的硫酸在合成反應的最后階段均需采用堿類將它們中和成鹽類。 a . 如果反應物用燒堿中和，可得NF-C低濃減水劑 反應如下： 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，即得高濃產品。2. 工藝流程及生產過程敘述 (1) 工藝流程圖 (附后) (2) 生產過程敘述 詳細檢查各工序設備正常運轉良好，儀表校正準確，計量設備標定精確，物料閥門靈活好用，管道接口無跑冒、滴漏現(xiàn)象，附屬車間及部門一切準備就緒。 將準確稱量的工業(yè)萘破碎至一定細度，投入磺化釜，利用鍋爐房的導熱油爐供給所需熱量，在規(guī)定的溫度和時間內加入所需的磺化劑硫酸進行磺化反應，磺化反應結束經檢驗達到終點后送入下一工序

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

11、求氣密性好。B. 所有動力及附屬設備，包括空壓機、減速機、硫酸泵、甲醛泵、燒堿泵、循環(huán)水泵等，事先試車檢查，保證運轉正常。C. 檢查各工序閥門是否就位，閥門運轉是否靈活可靠。D. 仔細檢查各工序的放空管，放料管道有無堵塞現(xiàn)象，必須保證暢通。E. 所有儀表物別是主要控制點必須校正顯示正常。 .開車前的準備工作： A. 導熱油爐點火升溫開啟導熱油泵緩慢加熱導熱油，將其升至規(guī)定溫度，點燃蒸汽鍋爐，將蒸汽壓提至規(guī)定壓力。B. 通過化驗室檢測硫酸、甲醛、燒堿含量，必須符合規(guī)定要求。C. 將準確計量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量罐，并精確計量461L，將甲醛徑甲醛泵打入甲醛計

12、量罐，并準確計量出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 關閉磺化萘放空閥，打開導熱油進油閥，出油進行升溫化萘，并及時通知鍋爐房將導熱油出口溫度控制到規(guī)定溫度，當磺化釜內物料升溫至120時，電動開機，繼續(xù)升溫。當溫度達150時，打開放空閥開始以2.5L/分鐘的速度加入461L硫酸，將加酸過程的溫度控制150160。加酸結束后，關閉放空閥在1602的溫度下保溫2h后，通過化驗室檢測磺化終點將磺化酸度控制在31.532.5%，當物料檢測合格后，停機并通知縮合工序受料?；腔ば蚍帕辖Y束后，重新檢查系統(tǒng)設備、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 縮合萘受料結束后開啟減速機在攪拌狀態(tài)使物料溫度趨于穩(wěn)定，然后開啟蒸汽入口閥和疏水閥，并及時通知鍋爐房將蒸汽壓力維持規(guī)定值。當物料升至115時，經化驗室規(guī)定的水解水預熱80左右，加水完畢后，在控溫115120下，攪拌反應30分鐘取樣測水酸度，酸度控制在30%，當物料檢測合格后，關閉蒸汽閥、疏水閥，打開循環(huán)冷卻水進水閥，循環(huán)冷卻水回水閥，開始給物料降溫。 C. 縮合工序 當物料隨著溫度的下降，物料會有部分凝固，此時溫度下降速度會逐漸緩慢，當物料溫度下降不明顯時，將放空閥關閉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，關閉循環(huán)冷卻水進水閥，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，在縮合過程中，注意控制物料粘度（即控制縮合電流在2224A），當物料過粘時可加入少量預加熱的稀釋水，縮合結束后，加入定量的稀釋水攪拌30min后向中和鍋放料，放料結束后用少量水沖洗釜內殘余物料，重新檢查縮合釜及其附屬設備、管道、閥門、儀表一切正常，以備再次受料。D. 中和過程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，同時開啟減速進行攪拌，受料結束后，攪拌10min，開始緩慢加入堿液，同時開啟循環(huán)降溫水閥，然

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

16、將石灰中殘渣濾除后經管道泵打入高位槽，打開高位槽上的進入閥及疏水閥，將物料加熱至80左右，將分離機啟動，當運轉情況正常后，打開高位槽放料閥，由分離機電流控制放料速度，硫酸鈣經渣口除去，分離得到的高濃產品NF-A經第二層濾網(wǎng)放入儲料池。 物料分離結束后，關閉蒸汽閥，用清水沖洗中和鍋，管道泵、高位槽、分離機，將殘渣洗凈，以備再次使用。. 工藝調節(jié)及控制 A. 磺化工序 A-1. 加酸溫度及速度的控制：因磺化反應為放熱反應，當溫度過高或加酸過快，都易造成副產物增多，影響產品質量，時刻注意溫度變化趨勢，將加酸速度盡量控制勻速加入，保證反應平穩(wěn)進行，當升溫過快不易控制時，打開油路外循環(huán)系統(tǒng)降溫。 A-2

17、. 磺化保溫過程為物料的充分反應提供保障，通過進出油閥及循環(huán)系統(tǒng)將溫度控制在合格范圍。B. 水解工序 嚴格控制水解溫度在合格范圍，及時通知蒸汽閥，及循環(huán)水閥靈活操作。C. 縮合過程C-1. 嚴格控制加甲醛的溫度和速度，嚴禁為趕時間使甲醛的速度忽快忽慢，同時以溫度指標為首要控制要點，不可在溫度超標情況下操作，盡量使整個反應過程平穩(wěn)進行。C-2. 縮合過程中物料粘度的控制，這也是影響產品質量的主要因素，仍然以溫度為主要控制目標，利用預加的水來稀釋物料來控制物料粘度，要做“少加勤加”的原則，確得物料在規(guī)定反應條件下進行。D. 中和過程 首先嚴格控制物料反應終點，終點不到或超過終點都會影響產品質量，終

18、點的檢測要做到，“手勤眼亮”，將反應終點控制合格范圍。 另外要控制加堿速度，速度過快，反應劇烈很容易造成溢料，要嚴格按規(guī)程操作。. 各工序主要控制及操作要點A. 磺化工序 . 加酸溫度： 150160 . 加酸速度： 2.5L/分鐘 . 保溫速度： 1602 . 保溫時間： 2h . 磺化酸度： 31.532.5%B.水解工序 . 水解溫度： 115120 . 水解時間： 30min . 水解酸度： 30%C.縮合工序 . 加甲醛溫度前嚴格控制： 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 . 保溫時間： 3.5h D. 中和工序 PH值： 79 4. 系統(tǒng)不正?，F(xiàn)象及排除方法 不正常現(xiàn)場 原因 排除方法 . 磺化酸度過高 .反應終點不到 .繼續(xù)保溫反應 .原料萘H2SO4計 .保證每次計量量不準 精確 .硫酸閥內漏