萘系高效减水剂缩合带压工艺改革

萘系高效减水剂缩合带压工艺改革

摘要:萘系高效减水剂是我国外加剂市场的主流产品,但其合成使用大量的甲醛,如何减少甲醛的排放,提高生产转化率是本文的关键。

关键词:萘系高效减水剂带压缩合

随着工程技术的发展和混凝土技术的进步,减水剂已发展成为混凝土的第五大原材料。减水剂是配制高性能混凝土的关键性材料之一,我国的减水剂市场上80%以上为,它以掺量小、减水率高、价格合理而被混凝土用户广泛使用。

做为萘系高效减水剂的合成生产单位,如何生产高质量的产品一直是企业追求的目标。传统的萘系高效减水剂生产全过程需要十几个小时,缩合反应要七小时,生产过程中甲醛的挥发很严重,这不仅对生产造成浪费,而且也不符合现代社会对环保的要求。

1 试验过程

1.1 理论研究

萘系高效减水剂合成使用大量的甲醛,甲醛的挥发给企业增大了生产成本,且给环境造成了巨大影响。根据化学反应可逆原理,在一定压力和温度下分子间距离和分子的活动能力增强,有利于反应的正向进行,即生成的有效产物会更多。带着这种思考我们查阅了相关书籍,与清华大学的有关专家请教,在合成反应机理及设备构造方面有了深

入透彻的了解之后,进而对生产设备进行了改造。

1.2 设备改造

首先对反应设备进行密封性试验,使设备在0.2MPa压力下观察设备的承受压力情况,通过试验确定现有设备完全满足压力要求。然后对压力罐进行了选择,通过对比价格及实际需要,我们最终选用了额定压力为0.6MPa的压力罐,使用时压力在0.2MPa左右。

1.3 合成工艺研究

反应过程设定为将甲醛先打入压力罐,再通过压力罐加压,将甲醛按一定流速慢慢加入反应釜,反应釜必须密封良好。根据试验计划及多次试验,起初用原反应配比进行反应。从反应现场明显体会到甲醛的气味小了很多,几乎闻不到。因为反应在封闭条件下进行,甲醛没有了挥发,则原反应的甲醛量会有一定的富余,因此第一步试验取得成功后,我们开始降低甲醛的用量,通过每釜试验降低一个百分点,逐步降低甲醛的用量,试验共做了由降低1%到12%十几组试验,最终选定8%的试验结果最好,其性能完全符合国标GB8076-1997《混凝土外加剂》中对萘系高效减水剂的一等品要求且明显要高于其要求。第三步试验我们又对反应时间进行了调整,在压力作用下,分子间活动能力增加,即反应速度会加快,而且加料速度也会相应加快一些,通过试验将加料时间缩短了一小时,反应时间缩短一小时,从而使整个反应缩短了两小时,即由原来的7小时缩短到5小时。

1.4 试验产品性能验证

通过对试验产品取样进行检测,检测结果全部符合GB8076-1997《混凝土外加剂》中高效减水剂一等品指标要求。具体结果见下表1、表2。

2 效益分析

通过工艺改革,UNF-5萘系高效减水剂缩合带压后,产品质量更加稳定,且有了明显提高,而且还节约了生产中的部份材料费用,具体节约费用如表3。

3 结论

(1)带压缩合反应成功,使反应时间缩短2小时。

(2)通过工艺改革产品指标全部满足并超过国标一等品要求。

(3)每釜产品节约用电8度,节约用煤56公斤。

(4)生产过程中减少甲醛的挥发,每釜产品少用甲醛40公斤,同时为环境保护做出了应有的贡献。

(5)每吨成品可节约材料成本43.96元,按我厂40000吨/年的销售量可节约资金近176万元。

参考文献

[1] 陈建奎.混凝土外加剂原理与应用.

[2] 王承学.化学反应工程.

[3] 蒋维军,等.化工原理.