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（整理）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、

UNF－2、SN—Ⅱ等，以甲基萘和萘残油为原料的产品有MF、建1、DH4，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：

图1萘磺酸钠甲醛缩合物

图2萘系减⽔剂制备⼯艺流程图

1．原料

(1)萘

⼯业萘或精萘的分⼦式为C10H8。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210℃。

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/cm3，熔点80.2℃，沸点217.76℃，闪点176

℉(80℃)，⾃燃点979℉(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H3SO

⼴和中性分⼦SO3，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/cm3，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．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SO3百分数表⽰)，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SO3百分数表⽰)，如98％硫酸以SO3百分数表⽰为80，160℃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160～165℃之间。

表1磺化温度对α-萘磺酸含量的影响

磺化温度/℃40100

124

150

α-萘磺酸含量/%96.083.052.4

18.3

(3)磺化时间

硫酸滴加后，温度应在160～165℃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120℃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80～90℃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、反应时间及反应温度。

(1)甲醛⽤量

甲醛⽤量⼤，有利于得到多核分⼦，提⾼产品质量，但缩合时间要加长，以使反