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                UW500 集散控制系統在減水劑行業的應用♀

                行業方案


                一、 工藝簡介

                萘系減水劑的生產過程主要由磺化、水解、縮合和中和四個工段組成,如下圖所示:

                 

                 萘系減水劑工藝

                1磺化
                將定量的工業萘倒入3000L磺化反↘應釜內,在密閉狀態下向反應釜夾套內通入194℃的蒸汽,將萘融化,當熔萘溫度升到135℃時,停止加熱,開始向反應釜內滴加硫酸(98%)。硫酸溶於水放出大量熱,可使水沸騰◤,為防止■反應釜溫度過高,稀釋硫酸時應通過滴加方式進料,同時不斷攪□拌,應控制滴加時間在0.5~1小時內。硫酸滴加完畢後,開始供∩氣加熱,使物料溫度♂上升到160~165℃,此時硫酸與工業萘開始進行磺化反應,生成α-萘磺酸與β-萘磺酸。為保證磺化反應順利進行,必須控☆制反應溫度在160℃~165℃之間,為此要不斷調整供氣壓力。為使萘盡可能完全磺化,應使硫¤酸過量10%,通過控制物料酸度值來實現,控制其酸度值在3.1~3.3之間。磺化反應階段一般↘需2小時。 磺化反應結束後,向反應釜內通入蒸氣,直接將萘磺酸壓入水解▓釜內。反應過程需補充部〓分稀釋水,來調節物料粘度。

                磺化工段

                2、水解
                160℃~165℃的磺化溫度下產生▼大約15%的α-萘磺酸,由於α-萘磺酸活性較大,它存在會影〗響以後的縮合反應,應該ξ將其轉化或除去。α-萘磺酸在120℃時極易水解,而β-萘磺酸在此溫度下比較穩定,因此ξ 可以通過水解反應除去α-萘磺酸。開啟循環水系統,並向反應釜內加水ぷ,控制溫度在120℃左右,使α萘磺酸進行水解反應,水解產物為萘和硫酸,分離以後的產物可作為原∩料繼續參與磺化反應。為保證水解反應徹底完成,應保證》水解時間在30分鐘以上。水解反應結★束後,通入蒸氣將β-萘磺酸壓入◣縮合反應釜內進行縮合反應。

                3、縮合

                縮合反應是▅萘系高效減水劑生產過程中的重要反應,也是時間較長的一個工╱序。技術關鍵是∑使反應盡可能的完全,得到長鏈分子,同時反應時間盡可能的△短,以便縮短生產時間及降低生產成→本。

                開啟循環冷卻水系統將反應釜內的物料降』溫到85℃~100℃之間,然後開始滴加甲●醛。甲醛在物料中酸根離子的作用下,發生轉變,生成反應性很強的羰基離子。

                為保證甲︽醛最大限度羰基化,滴加速度要慢,一般◥控制在2小時左右。羰化反應結束後,通氣加熱,使物料溫度上升□ 到110℃,此時甲醛羰離子▲與β-萘磺酸◥開始進行縮合反應,生成萘系磺酸甲醛縮合物,縮合反應歷時≡約4.5h。反應過程╲中,為了調節物料粘度,需補充部分稀釋水。縮合反應結束》後,將生成物轉移到中和罐內進行中和反應。

                 

                4、中和

                在磺化、水解、縮合反應№過程中,均保卐持有一定的酸度,為增強減水劑的水溶性,需◇使產物變為易溶於水的鈉鹽,因此,需加↑入堿液中和。加入Ca(OH)2 ,將SO42-去除,生成CaSO4沈澱物,通過過濾去除Ca SO4。中和反應後,形成的水劑產品置於〖貯罐內。

                 

                中和工段

                二、控制策略

                磺化反應的控制要點:

                ●萘與硫酸質量比: 1:1.3~1.4

                ●磺化反應溫度:160~165℃

                ● 在160~165℃維持磺化時間約2小時

                水解反應控制總酸度在29%左右,加水量一〓般為2~5克/克萘,用水量多對水解反應有利,但對縮合反應不利,故在控制好酸度的情況下∞,盡量少加水。

                縮合反應的控制要點:

                ●萘磺酸:甲醛 = 1:0.95~1.0

                ●縮合溫度100~110℃

                ●縮合酸度28~30%

                ●縮合時間4~6小時

                中和過程←中要控制加堿速度,速度過快,反應劇烈很容易造成溢料;要嚴格控制物料反應終點,終點不到或超過終點都○會影響產品質量。

                三、應用效果

                UW500 DCS應用於山東萬山減水劑生產線後,大幅提高了生產線效率和產品質量,在同樣生產人員情況下,生產線規模得到快速擴建。山東萬山化工有限公司是中國最大的萘系高效減水劑專業生產商,在國內高效減水劑市場份額達到30%以上。本項目包括24條萘系高效減水劑生產線,主要產品有FDN-A、FDN-B、FDN-C等,年產量60萬噸(粉體)。

                 

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