萘系减水剂制备工艺.docVIP

萘系高效减水剂制备工艺流程 我国从?20?世纪?70?年代开始研制萘系高效减水剂，以精萘和工业萘为原料的产品有?NNO?、?SPA?、?BW?、?FE?、?NF?、?FDN?、?UN?F?－?2?、?SN?—Ⅱ等，以甲基萘和萘残油为原料的产品有?MF?、建?1?、?DH?4?，以蒽油为原料的产品有?AF?、?JW?—?1?等。这些产品的生产工艺，大同小异。以工业萘为例，其工艺流程?(?见图?2)?如下： 1?．原?料?(1)?萘? ???工业萘或精萘的分子式为?C?10?H?8?。生产实践证明，用含萘量高的物料生产的产品引气性较小，性能较好，所以目前一些大的减水剂生产厂，大都使用工业萘或精萘，以利于产品质量稳定。当从煤焦油中提取精萘或工业萘时，馏分温度为?21?0?℃?。萘为白色易挥发片状晶体，具有可燃性和强烈的焦油味，密度?(d?乳?)?1.145g?/cm?3?，熔点?80.?2?℃?，沸点?217.7?6?℃?，闪点?17?6?℉?(?8?0?℃?)?，自燃点?97?9?℉?(?526.11?℃?)?，溶于苯、无水乙醇和醚，不溶于水。?? (2)?硫?酸? ???用作磺化的硫酸常用浓度为?98?％的浓硫酸，磺化反应为亲电子反应，参加反应的不是阴离子?SO?和?HSO?，而是阳离子?H?3?SO?广和中性分子?SO?3?，后者只有在浓度大于?75?％的硫酸和发烟硫酸中才存在。?? (3)?甲醛工业品? ???甲醛工业品，其浓度为?35?％～?37?％，五色透明液体，有刺激气味，?15?℃?时密度?1.10g?/cm?3?，分子式?HCHO?。?? (4)?烧碱工业品? ???固碱、液碱均可。使用固碱时应配制成?30?％～?40?％的水溶液。 ? -?2?-? 2?．磺化反应? ???磺化反应是浓硫酸作用于萘，磺酸根取代萘的氢原子，反应结果生成萘磺酸。? ???磺化反应控制的好坏，直接影响?β-?萘磺酸的含量，对缩合后产品质量影响较大。影响磺化反应的因素主要有磺化温度、磺化时间、硫酸浓度、硫酸加入量及杂质等。?? (1)?萘与硫酸的用量比? ???萘与硫酸的摩?[?尔?]?比为?1?；?1.3?～?1.4?。硫酸浓度降低到不能磺化时的临界浓度?(?以?SO?3?百分数表示?)?，称为该条件下的磺化?π?值。根据磺化?π?值的定义可以推算?1?㎏?分子萘在磺化时所需的硫酸量?χ(?以?kg?计?)?：?? 式中，?α?为磺化剂硫酸的原始浓度?(?以?SO?3?百分数表示?)?，如?98?％硫酸以?SO?3?百分数表示为?80?，?16?0?℃?下萘磺化?π?值为?52?，则 由此可知，磺化?1?㎏?分子萘需?137kg?、?98?％的硫酸，也即?1.37kg?分子硫酸。??(2)?磺化温度? ???在磺化反应中，温度不仅影响反应速度，更主要的是影响反应产物。萘的磺化是复杂过程，极易生成异构体。高效减水剂生产所需的是?β-?萘磺酸，该产物在?160?～?165?℃?磺化时生成。? ???在磺化反应中，应先将萘投人反应锅，加热熔化至?130?～?140?℃?时加入浓硫酸，投酸后由于磺化反应温度上升，容易导致局部过热，所以硫酸必须滴加，边滴边搅拌，保持温度在?160?～?16?5?℃?之间。??表?1?磺化温度对?α-?萘磺酸含量的影响?? (3)?磺化时间? ???硫酸滴加后，温度应在?160?～?16?5?℃?之间维持?2h?。时间短，磺化不充分；时间过长，则影响其产量。??3?．水解反应??(1)?水解目的? ???由前述可知，在生产?β-?萘磺酸时，生成一部分?α?-?萘磺酸，为了水解?α?-?萘磺酸，有利于以后的缩聚反应，应使?α?-?萘磺酸水解。水解时应将反应物降温至?12?0?℃?左右加水，此时?β-?萘磺酸稳定，而?α?-?萘磺酸则易水解。??(2)?水解用水量? ???水解时加水量多对水解反应有利，但加水量多给缩聚反应带来不利影响。故水解用水量一般为?2?～?3?至?4?～?5?摩?[?尔?]?水?/1?摩?[?尔?]?萘。总之，在控制总酸度相同情况下，水解加水量少些产品性能好。??(3)?水解总酸度? ???水解时外加硫酸，控制其总酸度在?30?％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，缩合时物料黏度大，不利于反应进行。?? (4)?水解时间? ???一般加水搅拌半小时左右。?? 4?．缩合反应? ???萘磺酸水解后继续降温到?80?～?9?0?℃?左右，滴加甲醛缩合，其反应方程如下： 缩合反应是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地完全，得到长链分子，同时反应时间尽可能的短，以便缩短周期。? ???影响缩合反应的因素很多，主要有配比、加水量、酸度、反应时