萘系高效减水剂制备工艺流程

《萘系高效减水剂制备工艺流程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、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

2、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

3、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。-4-(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

4、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/℃40100124150

5、α-萘磺酸含量/%96.083.052.418.3(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

6、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-(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

7、，但缩合时间要加长，以使反应完全。若甲醛参加反应充分，则当萘磺酸：甲醛＝2：1时得到二核体(即扩散剂NNO)；当萘磺酸；甲醛＝10：9时得到核体数n＝10的高效减水剂。可见增大甲醛用量，有利于得到多核分子的高效减水剂，提高产品质量。一般萘与甲醛的摩[尔]比可取1：1。但由于磺化反应的副反应，1摩[尔]萘不会全部磺化为β-萘磺酸，故在密封较好、控制严格的生产条件下，甲醛用量可适当减少。一般萘与甲醛的摩[尔]比为1：0.8，甲醛控制在0.7～0.95之间。(2)缩合温度　　缩合温度一般在90～105℃之间，有压力下可选择130～1