一种高含量萘系减水剂的制备方法
【专利说明】-种高含量蔡系减水剂的制备方法
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技术领域： 本发明属于建筑材料领域，设及一种化学外加剂的制备方法，具体设及一种高含量糞 系减水剂的制备方法。
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【背景技术】： 混凝±减水剂是在混凝±和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混 凝±强度，节约水泥用量的外加剂。糞系减水剂是目前国内市场上使用量最大、应用最广泛 的一种高效减水剂。据统计，2009年糞系等二代减水剂占全部合成减水剂总产量67.5%， 2010年为67.1%，2011年为66.5%，虽然所占比例逐年下降，但是其价格相对便宜，且与早 强剂、缓凝剂复配性能好，可W形成多功能的复合高效减水剂，目前在市场上仍然广泛。
[0003] 目前糞系减水剂的制备方法主要包括横化、水解、缩合、中和等反应后经干燥得到 产品。该方法得到糞系减水剂浓度低，约含有质量20~25%的硫酸钢（占粉剂），使混凝±巧 落度损失加大，不适宜于自流灌浆和配制累送混凝±，影响施工进度和质量。浓度低的糞系 减水剂产品中的化2S化在15°CW下会产生结晶，严重影响混凝±计量累精度和减水效果。为 了降低产品中的结晶程度和减少结晶现象，许多生产工艺中增加低溫抽滤的工序将NasS化 除去。
[0004] 为制造硫酸盐含量低的优质糞系减水剂，工业上普遍采用脱硫酸巧法来除硫酸 盐。如专利CN103755203A提供了一种糞系减水剂制备过程中减少化2S〇4的办法:通过横化、 水解、缩合、中和四个工序合成低浓糞系减水剂，再经硫酸巧沉淀分离过程，制备得到高浓 糞系减水剂。但产生另外一个问题就是：由此产生的硫酸巧废渣，严重污染生态环境，同时 也增加了设备和生产成本。
[0005] CN104497250A提出采用二元共沸法减少浓硫酸的用量，使硫酸横化反应彻底，从 而减少产品中化2S化含量的含量。但事实上很多资料表明糞与水没有共沸现象，实验也表明 糞与水不能形成共沸，制备减水剂过程中蒸馈除水能力有限。另外在140~160°C的高溫下， 浓硫酸与糞易发生氧化反应，W及先前生成的糞横酸发生二次横化等副反应，使糞的利用 率下降；由于浓硫酸的脱水作用，高溫下，先期生成的糞横酸也易与糞进一步反应生成讽等 副反应发生，使减水剂的性能降低。
[0006] 采用乙醇作促进剂从糞系减水剂中分离出NasS化，适宜于在较高溫度(75°C)和尽 可能高的减水剂总浓度的条件下进行，按水剂质量的20%加入促析剂，可使NasSO冷量降至 3〇/〇W 下。
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【发明内容】
： 针对上述传统的高浓高效糞系减水剂生产废料难处理、工艺过程中氧化、二次横化等 缺陷，本发明提供一种W低浓度硫酸为原料生产高浓高效糞系减水剂的方法。
[000引为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为： 一种高含量糞系减水剂的制备方法，其特征在于，包括W下步骤： (1)横化： 在带有精馈的反应蓋中，将质量百分比浓度为50~93%的硫酸与糞一起精馈并进行横 化反应，硫酸与糞进行横化反应，同时生成水，硫酸浓度下降，通过精馈采出水，提高蓋内的 硫酸浓度，糞回馈入反应蓋继续进行横化反应，整个过程中由于精馈采出水、横化生成水达 到平衡，蓋内溫度稳定在160~175°C之间，直至蓋内硫酸反应消耗完全； (2) 水解： 横化反应后，残留的α糞横酸加水发生水解反应，水解反应时间为0~0.化，溫度为100 ~140。。 (3) 缩合:将步骤(2)获得的水解反应产物中，加入多聚甲醒和水发生缩合反应； (4) 中和:将步骤(3)缩合反应产物调节pH值至6-8,干燥，即得高含量糞系减水剂。
[0009] 进一步的设置如下： 步骤（1)中：糞与硫酸的摩尔比为1:0.95~1.15;横化反应溫度优选为160~165°C，时 间为2~10.0 h。
[0010] 步骤(1)中：横化反应与精馈脱水过程同时进行，来保证横化剂硫酸的浓度。
[00川在latm下，质量浓度60%的硫酸沸点为142°C，质量浓度70%的硫酸沸点为170°C，当 蓋内溫度为160~165 °C时，硫酸的浓度为65~68%，该浓度的硫酸即可作为横化剂将糞横化 为相应的横酸。
[0012] 本发明由于采用横化反应与精馈脱水过程同时进行，因此无需选择浓硫酸，当硫 酸浓度达不到横化反应所需浓度时，通过精馈脱水，水为轻组分，在精馈过程中，从精馈塔 顶采出，蓋内的硫酸浓度上升，蓋内溫度上升；当蓋内溫度上升至为160~175°C，硫酸与糞 发生横化反应，同时生成水，此时，硫酸浓度下降，运样，整个过程中由于精馈采出水、横化 生成水达到平衡，蓋内溫度稳定在160~175°C之间，直至蓋内硫酸反应消耗完全。
[0013] 步骤（1)中：精馈过程中，精馈塔顶馈出液中只采出水，上层糞油回馈入反应蓋进 行横化反应。
[0014] 由于糞在各种溫度均有较高的蒸汽压，在精馈除水过程中部分糞也同时汽化进入 塔顶。糞的烙点高达80°C，精馈塔顶出来的混合蒸汽需用80~95Γ的热水冷却，并将馈出液 保溫在80~85°C，防止赌塞等现象发生。另外糞和水一起被冷凝后需用一个油水分离罐，将 罐中下部的水采出，而将罐中上部的糞返回横化反应蓋，进行进一步的横化反应。
[001引所述的步骤(2)中：水解反应的时间很短为0~0.化，溫度为100~140°C，即可W 不进行水解步骤(当水解反应时间为加寸），而直接进行步骤(3)的缩合。
[0016] 由于横化反应是一个可逆反应，α糞横酸的稳定性差，水解速度大于β糞横酸。低浓 度硫酸在精馈提浓过程中，α糞横酸也同时被水解，因此横化结束后，α糞横酸含量低，β糞横 酸含量高。因此与传统的减水剂生产不同，可W不进行水解反应，或水解反应时间很短，可 W在0.化时间内完成。
[0017] 本发明的工作原理和有益效果如下： 1、本发明采用低浓度硫酸为原料，将稀硫酸精馈浓缩利用和横化反应相结合，生产高 浓高效糞系减水剂； 本发明将稀硫酸与糞一起精馈，在精馈过程中，水为轻组分，从精馈塔顶采出，蓋内的 硫酸浓度上升，精馈蓋溫上升。当蓋内的硫酸质量浓度>63%时，蓋内的溫度约为150~175 °C。在运溫度下，硫酸与糞发生横化反应，同时生成水，使硫酸浓度下降。整个过程为精馈采 出水，横化生成水达到平衡，使蓋内的溫度稳定在150~175Γ之间而不会进一步上升。随着 蓋内硫酸反应消耗完，不再发生横化反应生成水，体系溫度才会进一步上升，从而避免的硫 酸浓缩需要高溫现象(〉180°〇,另外由于精馈脱水作用使稀硫酸浓度逐渐上升而保证横化 能力，使糞横化反应彻底；因此糞与硫酸间可W定量反应，无需投加过量的硫酸，实现节能 降耗。
[0018] 2、采用无氧化能力、横化能力相对弱的低浓度硫酸(浓度为50~93%)为横化剂;低 浓度的硫酸也避免了糞横酸进一步与糞反应生成讽的可能。
[0019] 3、本发明的糞与横化剂硫酸的比例控制在1: (0.95~1.15)，比例较传统的1: (1.3 ~1.4)有大幅的下降，从而使产品中硫酸钢的含量降低到10%W下，可W大幅提高产品质 量，适应冬季施工的要求。
[0020] 4、本发明步骤(2)的水解反应时间短，甚至可W不需要不进行水解步骤，而直接进 行步骤(3 )的缩合，运样节约了工序和时间。
[0021 ] W下结合【具体实施方式】做进一步说明。
[0022]
【具体实施方式】： 实