混凝土减水剂生产工艺技术

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1、项目概况及招标范围

1.1 项目概况

本项目一期占地150亩,总投资约6.5 亿,产能30万吨/年, 其中,聚羧酸水剂8万吨/年,聚羧酸干粉1.4万吨/年,萘系水剂10.6万吨/年,萘系粉剂1.4万吨/ 年,脂肪族减水剂8万吨/ 年,氨基磺酸减水剂0.6万吨/年。

1.2 招标范围

从项目初步设计开始至整厂验收结束期间的各类设计工作。包含项目初步设计(含准确的投资概算报告,误差不超过10%。)、政府要求完成的各类设计专篇、整厂施工图设计以及协助招标人生产线试车、协助完成各类验收等。

四、设计工艺

4.1 聚羧酸系列产品

4.1.1 生产工艺流程

本项目聚羧酸系列产品包括聚羧酸水剂及聚羧酸粉剂两种,合成路线见下图:

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图4.1-1 聚羧酸系列产品合成路线

4.1.1.1 改性聚醚工艺流程

改性聚醚TPEGfe聚醚I型和聚醚II型两种中间体按1:1质量比混合而成。

1)聚醚I的工艺流程:

在反应釜中通入氮气置换5min,降低容器中氧含量,然后泵入计量的甲基烯丙醇和一定量的催化剂(KOH配制反应起始液,开启搅拌系统,升温至95 °C-105 °C,通入少量的环氧乙烷和环氧丙烷引发反应。待诱导期结束后,连续通入环氧乙烷和环氧丙烷的混合物,使得釜内压力保持在0.2-0.35MPa

密闭反应,控制反应温度在90-110 C。通入时间控制在2-3小时,反应完全

后升温到110C ,开启真空脱水1小时(真空度大于-0.098 MPa ,真空脱水 主要是利用液体(水)在真空中蒸发变成蒸汽时需要吸收热量,利用的水蒸 发吸热的原理。真空脱水后再加入环氧乙烷和环氧丙烷反应,反应温度控制 在110C ,环氧乙烷和环氧丙烷的加料时间控制在 3-5小时,待釜内压力降 至<0.03MPa 并维持在一定数值时,可以视为反应结束保持温度,再次进行真 空脱水1小时(真空度大于-0.098 MPa 。冷却至100C 以下,加入少量草酸 中和至微酸性,再加入少量双氧水于

60-80 C 漂白半小时,结束后冷却至

50-60 C 出料。成品液经出料泵泵入切片上料罐,上料罐通过间接加热的方 式使物料保持在60C,以保证半成品形态,便于后续工段处理。上料罐中的 物料经切片上料泵送切片机,切片机为滚筒式,采用夹层式,内层通入循环 水,外层为物料。物料冷却成固态后,被切片机刀口切成规格大小,切片工 段配备一台除尘器,用于收集聚醚粉尘。

聚醚I 型整个生产周期含原料、设备准备时间约为 12h ,每天生产2批

次,全年合计600批次,每批次约生产16.7925t 。

聚醚I 的化学反应方程式:

C ?H 40+ C 3H 60+C 4H^

CH J =C-CH 2-0 - (CH2CH2O) x- (CH2CH2CH2O) y-H

ROH-KOH ——► ROK+HQ

RO m +CH ;CH ;O —— ROCHiCHQ

RO +CH J CH J CH J O ---------- ROCH ;CH 2CH ;O _

ROCH 二 CHQ+ROH ——ROCH 2CH 2OH+RO _

ROCH ; CH 2CH ;O +ROH ------ ROCH 2CH 2CH ;OH+ROr

聚醚I 型工艺流程图见图4.1-2

CH 3

H 2

H 2C c ------------- C OH

十 KOH

H 2C

CH 3

H 2

C 一 C

OK 十 H 2°

图4.1-2聚醚I 型工艺流程及产污环节图

2)聚醚II 的工艺流程:

聚醚II 型工艺流程与I 型基本相似,仅反应原料不同,具体流程为:

在反应釜中通入氮气置换5min,降低容器中氧含量,然后泵入计量的异 戊烯醇和一定量的催化剂(KOH 配制反应起始液,开启搅拌系统,升温至 95C -105 C,通入少量的环氧乙烷和环氧丙烷引发反应。待诱导期结束后, 连续通入环氧乙烷和环氧丙烷的混合物,使得釜内压力保持在

0.2-0.35MPa

密闭反应,控制反应温度在90-110 °C 。通入时间控制在2-3小时,反应完全 后升温到115C ,开启真空脱水1小时(真空度大于-0.098 MPa 。然后再加 入环氧乙烷和环氧丙烷反应,反应温度控制在

110C ,环氧乙烷和环氧丙烷

的加料时间控制在3-5小时,待釜内压力降至<0.03MPa 并维持在一定数值

氮气

甲基烯丙醇 KOH 环氧丙烷 环氧乙烷 环氧丙烷 环氧乙烷

环氧丙烷 环氧乙烷

草酸 双氧水

聚醚I 型

时,可以视为反应结束保持温度,再次进行真空脱水1小时(真空度大于

-0.098 MPa。冷却至100C以下,加入少量草酸中和至微酸性,再加入少量双氧水于60-80 C漂白半小时,结束后冷却至50-60 C出料。成品液经出料泵泵入切片上料罐,上料罐通过间接加热的方式使物料保持在60°C,以保证

半成品形态,便于后续工段处理。上料罐中的物料经切片上料泵送切片机,切片机为滚筒式,采用夹层式,内层通入循环水,外层为物料。物料冷却成固态后,被切片机刀口切成

规格大小,切片工段配备一台除尘器,用于收集聚醚粉尘。

聚醚II型整个生产周期含原料、设备准备时间约为12h,每天生产2

批次,全年合计600批次,每批次约生产16.8158t。

聚醚II的化学反应方程式:

CzHiO + C3H6O+ C5H10O 驾汁CH尸C-CH2-CH2-0-(CH2CH2O)x-(CH2CH2CH2O)y-H ROH-KOH ——► ROK+H>O

ROK ——► RCX+KT

RO'+CH2CH:O ——ROCH;CH:O'

RO +CHjCH^CHnO ——ROCH;CH2CH;O_

ROCH;CH2O>ROH ——ROCH2CH;OH+RO-

ROCH;CH2CH2O +ROH ——ROCH2CH:CH;OH+Ra

聚醚II型工艺流程图见图4.1-3。

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