[发明专利]一种高效减水剂节能一体化生产方法

说明书

技术领域

本发明属于高效减水剂合成技术领域，尤其涉及一种高效减水剂节能一体化生产方法。

背景技术

目前，随着中国经济的快速发展，城市化率越来越高，各种大型基础设施建设和民建工程正在各地如火如荼的建设中，与此同时建筑能耗的比例在能源总消耗中的比例逐年上升，建筑耗能一般包括：我国城镇和农村的采暖、空调、电扇以及家用电器的耗能；建筑材料及建筑过程中的耗能等，截止到2009年，国内各种合成的高效减水剂约484.68万吨，近几年更是有了突飞猛进的发展，由于合成外加剂具有准入门槛低以及投资小等特点，很多复配厂都纷纷转化成合成厂家，受技术水平所限，许多厂家在合成减水剂时采用蒸汽锅炉或者电加热的方式生产，或者生产工艺不合理，比如先期升温过高消耗过多能源但是后期又大量降温，还有的生产周期过长等，造成了巨大的能源消耗。

1.1萘磺酸盐甲醛缩聚物高效减水剂

合成机理

萘系高效减水剂是由工业萘、硫酸、甲醛、碱等原材料通过磺化、水解、缩合、中和四个反应制备而成，

节能生产措施

相对而言，萘系高效减水剂生产过程中能耗最大的过程就是工业萘的熔融，因此达到一定生产规模的萘系合成企业可以采用液体工业萘生产，液体工业萘温度一般在110℃左右，通过磺化反应的放热可以基本接近磺化温度，通过少量加热即可满足合成条件，在加入硫酸的温度选择上尽量可以选择120℃左右以节约磺化反应阶段的能源消耗，充分利用反应释放的热量，水解、缩合、中和三个阶段均为放热反应，能耗消耗不多，相比较而言，萘系减水剂的生产是能耗最大的减水剂产品，同时因为适应性相对较差和对环境污染严重，市场占有率正在逐年下降；

1.2脂肪族高效减水剂

合成机理

脂肪族高效减水剂的合成，主要是利用醛酮在碱的催化作用下的羟醛缩合反应和对羰基的α位进行磺甲基化反应引入磺酸基，来控制其分子量和水溶性；通过调整醛酮和磺化剂的比例来控制缩合度和磺化度，从而得到同时具有高减水效果和良好保坍性能的分子结构；

节能生产措施

脂肪族高效减水剂生产工艺繁多，有滴加甲醛溶液的工艺，也有滴加甲醛丙酮混合液的工艺，还有因为使用磺化剂的种类不同如亚硫酸钠，焦亚硫酸钠，亚硫酸氢钠而形成的各种工艺，传统的工艺一般是加热在50～60℃低温反应后滴加甲醛或者混合液最后在高温缩合脱水反应，羟醛缩合反应放热量大，在生产中，只要注意工艺手法，对反应热的正确利用，各种工艺都可以做到完全不用外部热源进行工业化生产，是目前使用不用外部热源工艺生产的最普遍的高效减水剂，同时建议生产厂家通过技术革新，采用生产周期短的工艺生产，可以进一步提高生产效率，降低能耗；

1.3氨基磺酸盐高效减水剂

合成机理

氨基磺酸盐高效减水剂的合成机理为在碱性条件下，苯酚与对氨基苯磺酸钠或者对氨基苯磺酸经过羟甲基化反应和缩合反应形成具有一定分子量的表面活性剂；

节能生产措施

传统的氨基磺酸盐高效减水剂生产方法为在反应釜中投入一定量的苯酚和对氨基苯磺酸钠或者对氨基苯磺酸，加热至60～80℃，调整至碱性条件下滴加甲醛3～6小时，在90～95℃缩合恒温3～6小时，根据反应机理，采用对氨基苯磺酸生产时，充分利用三步放热反应，完全可以实现反应过程中不用外部热源加热进行工业化生产，同时生产周期缩短为2小时左右；

苯酚又名石炭酸，熔点为40.6℃，在常温下一般为固态，工业化生产中一般采用蒸汽加热的方法将之熔融后使用，在初次生产的时候可以采用电加热的方法将之熔融使用，循环生产时对反应余热的充分利用可以最大限度的降低能耗，在北方地区较寒冷的季节可以用少量的电加热设备辅助加热熔融，也可以在余热较充分的情况下集中熔融后采取一定的措施防止苯酚在常温结晶以方便随时使用；

综上所述，氨基磺酸盐高效减水剂的工业化生产完全可以省却锅炉等加热设备，清洁生产，满足环保要求；

1.4三聚氰胺高效减水剂

合成机理

三聚氰胺高效减水剂的合成反应可以分为四个基本反应历程：三聚氰胺的羟甲基化、磺化、缩聚、中和，其中，三聚氰胺的羟甲基化和磺化这两个反应需要在碱性条件下进行反应，而缩聚是在弱酸性条件下进行反应；

节能生产措施