一种萘系减水剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种萘系减水剂的制备方法，主要步骤包括熔萘、磺化反应、水蒸气水解脱萘、萘的回收套用、缩合反应以及中和反应。相较于现有生产技术，该工艺通过调节磺化反应步骤中硫酸与原料萘的投料比，减少硫酸用量；并增加萘回收套用步骤，对原料进行充分利用；且后续的中和步骤只需加入少量的碱液即可，不需另外加入氢氧化钙，从而省却了过滤工序，避免了产品的沉淀及夹带损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混凝土外加剂的制备方法，尤其是一种高浓型萘系减水剂或其同系分散剂的制备方法。
技术介绍
由于工业发展的需要，人们对混凝土的性能提出了越来越高的要求，而实现混凝土高性能化的一个必要条件是使用高效减水剂，它不仅可以改善施工条件，提高混凝土抗压抗折强度，而且还可以增强混凝土的抗冻抗渗等性能，被认为是混凝土所必需的第五组分。目前，在国内所应用的高效减水剂大部分是萘系减水剂。但是在其生产过程中，由于采用过量的浓硫酸作为磺化剂，给最终的产品带来了18～20％硫酸钠，过量硫酸钠存在，在冬天及气温较低的地方会因硫酸钠结晶析出对施工造成极其不利的影响。因此，降低萘系减水剂中硫酸的含量、生产高浓型萘系高效减水剂的研究就是一个十分有价值的工作。常见的降低的方法有用氢氧化钙中和以及物理降温法，前者沉淀过程会包裹产品降低效益，且过滤困难并产生废渣，后者可操作性不强而几乎没有用于工业化生产。 现有技术的高浓型萘系高效减水剂工业化生产中，都是按下述步骤进行在熔萘釜熔工业萘，一定的温度下把计量好的液态工业萘和硫酸按摩尔比为工业萘∶硫酸＝1∶1.3～2.0的比例打入磺化反应釜，在120～160℃进行磺化，磺化3小时左右降温，打入水解釜在80～120℃进行水解反应30～45min，水解结束降温打入缩合釜，80℃左右滴加甲醛进行缩合反应，滴加结束在100℃以上缩合反应5～6小时左右，降温后打入中和釜投入液体氢氧化钠和氢氧化钙进行中和反应，经过滤、滤液成液态萘系高效减水剂，再经干燥得固体萘系高效减水剂。这种生产工艺的主要缺陷在于生产过程中硫酸过量较多，仅用液碱中和，会导致最终产品中硫酸钠含量超标影响品质，需要另外补加氢氧化钙进一步中和过量的硫酸，从而导致硫酸钙废渣的产生污染环境，且沉淀过程包裹产品、滤渣夹带产品都会降低生产效益，另外为除去硫酸钙废渣必须进行压滤分离，造成人工、能耗、原料浪费，不利于节能降耗。此外，产品中有工业萘残留，对环境有不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高浓型萘系减水剂的生产工艺，通过该工艺可直接生产高浓型萘系减水剂，操作简便，无二次污染排放，提高了资源利用率，效果明显。 本专利技术采用的技术方案是 ，所述方法包括 (1)将熔融状态的萘或其同系物置于磺化装置中，于120～140℃下滴加计量的98％浓硫酸，滴加完毕后160～165℃保温进行磺化反应，得到磺化料；所述萘或其同系物与浓硫酸物质的量之比为1～2∶1； (2)将步骤(1)磺化料转入水解脱萘装置中，降温至120～160℃，通入120～160℃水蒸气进行水解，未反应的游离萘随水蒸气共沸脱出，残留物为β-萘磺酸； (3)步骤(2)β-萘磺酸转入缩合装置，加水调节体系酸度为16～18，降温至80～120℃滴加计量的甲醛，滴加完毕后升温至90～135℃，0～0.2MPa下进行缩合反应，得到缩合料；所述β-萘磺酸与甲醛物质的量之比为1∶0.9～1.1； (4)步骤(3)缩合料转入中和装置，60～100℃下加入碱液进行中和反应至pH值为7.5～9.0，反应结束即得所述液体萘系减水剂，通过进一步干燥处理可得到固体高浓型萘系高效减水剂成品； 所述碱液为氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液或碳酸钠溶液。 所述的高浓型萘系减水剂的生产工艺，主要步骤包括熔萘、磺化反应、水蒸气水解脱萘、萘的回收套用、缩合反应以及中和反应。相较于现有生产技术，该工艺通过调节磺化反应步骤中硫酸与原料萘的投料比，减少硫酸用量；并增加萘回收套用步骤，对原料进行充分利用；且后续的中和步骤只需加入少量的碱液即可，不需另外加入氢氧化钙，从而省却了过滤工序，避免了产品的沉淀及夹带损失。 所述步骤(2)未反应的游离萘随水蒸汽共沸脱出后经换热器冷却至95℃，再经切片机冷却至40℃，得到的固体工业萘回收用于萘系减水剂的制备。 具体的，所述方法如下 (1)将熔融状态的工业萘置于磺化釜中，于120～140℃下滴加计量的98％浓硫酸，滴加完毕后160～165℃保温进行磺化反应，得到磺化料；所述萘或其同系物与浓硫酸物质的量之比为1～1.5∶1； (2)将步骤(1)磺化料转入水解脱萘釜中，降温至120～160℃，通入120～160℃水蒸气进行水解45min～60min，未反应的游离萘随水蒸气共沸脱出，残留物为β-萘磺酸； (3)步骤(2)β-萘磺酸转入缩合釜，加水调节体系酸度为16～18，降温至80～120℃滴加计量的甲醛，滴加完毕后升温至90～135℃，调节釜压为0～0.2MPa进行缩合反应4h～6h，得到缩合料；所述β-萘磺酸与甲醛物质的量之比为1∶0.93～0.97； (4)步骤(3)缩合料转入中和装置，60～100℃下加入液碱进行中和反应至pH值为7.5～9.0，反应结束即得所述液体萘系减水剂，通过进一步干燥处理可得到固体高浓型萘系高效减水剂成品。 本专利技术的有益效果主要体现在 (1)本专利技术方法减少了无效硫酸的投料，避开了传统工艺中用氢氧化钙中和而产生废渣的环节，降低了造成环境污染的因素，省去了环境污染处理费用，提高了生产效益和社会效益； (2)本专利技术利用水蒸气水解脱萘，过量工业萘完全回收套用，减少了工业萘在产品中的残留，提高了资源利用率，降低了原料成本。 (3)本专利技术缩合反应采用密闭式操作，避免了生产过程中甲醛的挥发，从而改善了生产环境。 附图说明 图1是本专利技术的生产工艺流程示意图。 具体实施例方式 下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此 实施例1 如图1的工艺流程所示，高浓萘系减水剂的生产工艺主要包括熔萘、磺化反应、水蒸气水解脱萘、萘的回收套用、缩合反应、中和反应等步骤。 具体方法如下 (1)熔化萘。将3000kg(23.4kmol)工业萘集中于熔化釜中熔化，在100℃得熔融状态的液体工业萘。 (2)磺化反应。将上述步骤(1)所得熔融状态的液体工业萘通过计量泵打入磺化釜中，同时将2000Kg 98％浓硫酸(20.4kmol)打入硫酸高位槽(工业萘∶硫酸摩尔比＝1.15∶1)，釜内升温到140℃，在30～45min内向磺化反应釜内均匀滴加计量好的浓硫酸，滴加结束在160℃～165℃保温磺化3h，得磺化料。 (3)水蒸气水解脱萘。将上述步骤(2)所得的磺化料转入水解脱萘釜，降温至145℃，向釜内通入145℃的高温水蒸气进行水解脱萘，水解时间为45min～60min，未反应的游离工业萘随水蒸气共沸脱出。釜内残留物为β-萘磺酸(即磺化料)。 (4)萘的回收套用。将上述步骤(3)中随水蒸气共沸脱出的未反应的游离工业萘，经换热器冷却为95℃左右的液态工业萘，再经切片机冷却到40℃左右，使工业萘固化切片，套用于下一批生产。 (5)缩合反应 将上述步骤(3)所残留的磺化料转入缩合釜，加水调节体系酸度为18，同时把1540kg37％甲醛(19kmol)打入甲醛高位槽即摩尔比为β-萘磺酸∶甲醛＝1∶0.93。。降温到90℃，在45min～60min内滴加完甲醛，关闭反应釜放空阀门，升温到115℃，保证釜压＜0.2Mpa。前两小时在115～120℃范围内保温，后三小时在120～135℃范围内保温，共保温5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萘系减水剂的制备方法，所述方法包括：　　（１）将熔融状态的萘或其同系物置于磺化装置中，于１２０～１４０℃下滴加计量的９８％浓硫酸，滴加完毕后１６０～１６５℃保温进行磺化反应，得到磺化料；所述萘或其同系物与浓硫酸物质的量之比为１～２∶１；（２）将步骤（１）磺化料转入水解脱萘装置中，降温至１２０～１６０℃，通入１２０～１６０℃水蒸气进行水解，未反应的游离萘随水蒸气共沸脱出，残留物为β－萘磺酸；　　（３）步骤（２）β－萘磺酸转入缩合装置，加水调节体系酸度为１６～１８，降温至８０～１２０℃滴加计量的甲醛，滴加完毕后升温至９０～１３５℃，０～０．２ＭＰａ下进行缩合反应，得到缩合料；所述β－萘磺酸与甲醛物质的量之比为１∶０．９～１．１；　　（４）步骤（３）缩合料转入中和装置，６０～１００℃下加入碱液进行中和反应至ｐＨ值为７．５～９．０，反应结束即得所述萘系减水剂；所述碱液为氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液或碳酸钠溶液。

【技术特征摘要】
1.一种萘系减水剂的制备方法，所述方法包括(1)将熔融状态的萘或其同系物置于磺化装置中，于120～140℃下滴加计量的98％浓硫酸，滴加完毕后160～165℃保温进行磺化反应，得到磺化料；所述萘或其同系物与浓硫酸物质的量之比为1～2∶1；(2)将步骤(1)磺化料转入水解脱萘装置中，降温至120～160℃，通入120～160℃水蒸气进行水解，未反应的游离萘随水蒸气共沸脱出，残留物为β-萘磺酸；(3)步骤(2)β-萘磺酸转入缩合装置，加水调节体系酸度为16～18，降温至80～120℃滴加计量的甲醛，滴加完毕后升温至90～135℃，0～0.2MPa下进行缩合反应，得到缩合料；所述β-萘磺酸与甲醛物质的量之比为1∶0.9～1.1；(4)步骤(3)缩合料转入中和装置，60～100℃下加入碱液进行中和反应至pH值为7.5～9.0，反应结束即得所述萘系减水剂；所述碱液为氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液或碳酸钠溶液。2.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤(2)未反应的游离萘随水蒸汽共沸脱出...

【专利技术属性】
技术研发人员：金瑞浩，李应斌，
申请(专利权)人：上虞吉龙化学建材有限公司，浙江吉盛化学建材有限公司，浙江龙盛集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]