混凝土减水剂生产工艺设计技术.docx

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1、1、工程柢加及招标X1.1 工程概况本工程一期占地150亩，总投资为6.5亿，产能30万吨/年,其中,聚酸酸水剂8 万吨/年，聚竣酸干粉1.4万吨/年，茶系水剂10.6万吨/年，素系粉剂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X2从工程初步设计开场至整厂验收完毕期间的各类设计工作。包含工程初步设 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it专篇、 整厂施工图设计以及佛助招标人生产线试车、胡助完成各类验收等。四、设计工艺4.1 聚竣酸系列产品4.1.1 生产工艺流程本工程聚莪酸系列产品包括聚段酸水剂及聚较酸粉剂两种，合成路线见

2、下列图：一、溶液配制1、双氧水配制30%双氧水水 配制8%双氧水溶液二、反应2、丙烯酸水溶液 GUs.i：丙烯酸3、辅料水溶液水改性聚酸30%双氧水丙烯酸溶液辅料水溶液30%液碱丙烯酸水配制 25%丙烯酸水溶液Gu5.2：筑基乙酸筑基乙酸雕白粉维生素C水配制辅料水溶液：筑基乙酸雕白粉维生素C水II型聚粉酸母液图4.1-6 II型聚竣酸母液工艺流程及产污环节图3聚我酸用液工艺流程：聚我酸用液由I型聚我酸用液和II型聚竣馥母液按1.7077质量比混合 而成。I型聚酸酸母液II型聚竣酸母液 混合 聚竣酸母液图4.1-7聚装酸母液工艺流程及产污环节图4.1.1.3 聚我酸水剂工艺流程聚我酸水剂生产工艺

3、过程是常温常压的物理混合过程，整个过程无化学反响 过程，聚酸酸减水剂的主要原料为聚竣酸用液和复配流加剂葡萄糖酸的、松香 热聚枷引气剂、水等，经计量后，按一定顺序投入混合釜搅拌2030min后出料, 即得到产品。聚莪酸减水剂工艺流程图见图4.1-8。水松香热聚物引气剂葡萄覃酸钠聚竣酸母液H复配（内置搅拌）|聚竣酸减水剂图4.1-8聚竣酸减水剂工艺流程及产污环节图4.1.1.4 聚我酸粉剂工艺流程1聚莪酸干粉工艺流程将聚我酸母液由送料泵泵人枯燥塔顶高速窿转的雾化器，经霁仪器介散成雾 滴，与热风炉加热所产生的2209热空气喷时接触蒸发浆料中的水份，产生的干 粉随尾气进入装置自带的旋风刖离器组，刖离出

4、干粉经下料仓通过卸料圈排出包 装，含尘尾气经袋式除尘、水喷淋处理后达标排放。枯燥工段流程示意见图4.1-9。空气加热器排空空气泊温送风机母液料泵干悻塔产品引风机”!除尘。丫旋风分离耨4.1-9喷雾枯燥流程示意聚拨酸干粉工艺流程图见图4.1-10。聚竣酸母液雾化器旋分分离器组G&i：水、粉尘、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、筑基乙醇聚陵酸干粉图4.1-10聚按酸干粉工艺流程及产污环节图2聚拨酸粉剂工艺流程聚莪酸粉剂生产工艺过程是常温常压的物理混合过程，整个过程无化学反啾 过程，聚粮酸粉剂的主要原料为聚我酸干粉和复配添加剂木质素减水剂、素系 用液生产中产生的硫酸盐混渣、葡萄糖酸钢等，经计量

5、后，按一定顺序投入搅 拌釜授拌30min后出料，即得到产品。聚拨酸粉剂工艺流程图见图4.1-11。A GU7.1 ：粉尘木质素减水剂葡萄糖酸钠硫酸盐混渣聚竣酸干粉 复配（内置搅拌） 聚较酸粉剂图4.1-11聚竣酸粉剂工艺流程及产污环节图4.2蔡系产品4.2.1 生产工艺流程本工程茶系产品包括蔡系臧水剂及素系粉剂两种，合成路线见下列图:用、洗油、硫酸、甲醛等IJ 一 一一 一一一一 一一一一一一一 一一一一一 一一一一 一4.2-1秦系产品合成路线4.2.1.1 蔡系母液工艺流程、根底原理蔡系高效减水剂的化学名称为的主要成分为蔡磺酸盐甲醛缩合物，合成中的各反响如下:磺化反响一般用浓硫酸作为磺化剂

6、，懒化的目的是使芳香核上的氢原子被磺酸基-S03 取代，从而生成蔡睡酸。由于蔡核上有8个可取代的位置，其中，1、 4、5、8位称为。位，2、3、6、7称为（3位。7?354在秦分子中由于有两个未环相连，所以。位电子云密度更大些，相对于B 位更活披。基于。位活性比B位大，茶在较低温度下硕化时反响产物主要是。- 蔡碘酸，但由于碘酸基的体积比拟大，与异环a位上的氢原子在空间有相互干 扰,因此。-蔡磺的比拟不稳定，但在较低的磺化温度下，。-蔡侦酸的生成速度 依然很快，因而在低温时逆反响并小明显，。-秦磺酸生成后不易转变为其他化 合物，所以在较低温度下仍可以得到。取代产枷。当在较高温度下横化时，先 生成

7、的。-蔡项酸也可发生显著的逆反响而仍转变成蔡，即它的脱磺酸基反响的 速度也增加，此外在较高温度下懒化时，B-秦磺酸也容易生成，且由于不存在健 酸基与Q-H的空间干扰，因此它比。-蔡微酸更稳定，生成后又不容易脱去碘酸 基，因此它是高温碳化时的主要产物。主反响：反响转化率为90%：h2so4h2oR=H; CH3副反响：参与副反响的量占总量的10% J：h2so4so3h+ h2oR=H; CH3水解反响11 黄化为可逆反响，高温时。-蔡磺酸迅速生成，即蔡碘酸同时生成，但高温 时。-蔡横酸又易水解，而即茶碘的水解缓慢，因此B-蔡旗酸就成为演化反响的主要产物。由于产品需以B-蔡磺酸为原料，故需加水对

8、。-茶碘前进展水解。h2oh2so4R=H; CH3缩合反响B-蔡健龄在H2s。4催化作用下，与甲能缩合成亚甲基多蔡磺酸。中和反响缩合产物在一定条件下与NaOH进展中和反响，同时，过量的、未反响的硫酸也被NaOH、Ca(OH)2中和,控制pH达7-9为止。H2so4 + 2NaOH NazSCXt + 2H2。H2SO4 + Ca(OH)2Cast#2H2。二、生产工艺简述A、熔票工序在常温、常压下，将工业蔡参加熔蔡反响釜中，加热至8090七使秦熔化, 时间为1 3小时。B、债化反响磺化反响过程：常压下往磺化反麻釜内泵人熔融的茶和洗油后，开通夹套蒸 汽加热，待温度上升至1401509左右时，将

9、计量槽中的浓硫粉缓慢参加磺化釜 内进展陶化反响到1h为防止硫酸产生热量使温度急速上升该过程需边参加边 撼拌，该过程的温度为1601。反响过程中通过控制加陵速度，使料温平稳上 升。C、水解、缩台反啾水解、缩台反响过程：待磺化反响完毕后，用压缩空气符其送至缩合反响釜, 在常压下进展水解，夹套通人循环水冷却降温，温度维持110左右，水解时间 0.5h,水解完毕后，继续通人循环水冷却降温，常压下将计量后的甲陛缓慢参 加投加时间到2小时缩合釜内进展缩合反响，温度控制在95七，反响完成 后夹套通人蒸汽保温，温度控制在1051。D、中和反响在缩合反响后的产物放入中和池，加水稀释，冷却至7080七，参加30%

10、 NaOH溶液或/和石灰水进展中和，将产品pH值调整到中性或偏碱性的X围内 (pH=79)即可。E、别离过程：中和反响完毕后，泵人板式过滤机别离，滤液即是蔡系母液, 滤清用作蔡系粉剂复配的原料。蔡系母液车间反喟釜设备有两套，可同时进展2个批次生产，单个批次生 产为6h,那么全年共有2400批次，每批次为生产27.5t。蔡系母液生产工艺图见图4.2-2。蔡洗油98%浓硫酸水37%甲醛30%液碱 氧化钙、水G8i：蔡G8.2：硫酸雾、蔡G8.3：硫酸雾、甲醛G8.4：甲醛废渣Sr：硫酸钙、水、硫酸钠蔡系母液图4.2-2蔡系母液工艺流程及产污环节图注：假设生产低浓秦系减水，直接力口液减中和即得用液，

11、不需压滤；生产高浓减水剂时, 用石灰乳中和后，需压滤。4.2.1.2蔡系减水剂工艺流程蔡系减水剂工艺过程是常温常压的物理混合过程，整个过程无化学反响过 程，藻系减水剂的主要原料为秦系母液和复配潦加剂葡萄糖酸的、松香热聚物 引气剂、水等，经计量后，按一定顺序投入混合釜搅拌2050min后出料，即得 到产品。秦系减水剂工艺流程图见图4.2-3。水松香热聚物引气剂葡萄单酸钠、，蔡系母液1 复配（内置搅拌） 蔡系减水剂4.2,1.3蔡系粉剂工艺流程1蔡系干粉工艺流程将蔡系母液由送料泵泵人枯燥塔顶高速窿转的霁化器，经雾化器分散成器 滴，与热风炉加热所产生的220七热空气瞬时接触蒸发浆料中的水价，产生的干

12、 粉随尾气进入装置自带的旋风刖离器组，刖离出干粉经下料仓通过卸料圈排出包 装，含尘尾气经袋式除尘、水喷淋后达标排放。秦系干粉工艺流程图见图4.2-4。蔡系母液雾化器T旋分分离器组 G%i：水、粉尘、丁甲醛蔡系干粉图4.2-4蔡系干粉工艺流程及产污环节图2蔡系粉剂工艺流程蔡系粉剂生产工艺过程是常温常压的物理混合过程，整个过程无化学反响过 程，蔡系粉剂的主要原料为蔡系干粉和复配潦加剂木质素减水剂、葡萄糖酸的 等，经计量后，按一定顺序投入搅拌釜授拌30min后出料，即得到产品。秦系粉剂工艺流程图见图4.2-5。木质素减水剂 r 粉尘葡萄糖酸钠,0-|：粉土蔡系干粉，复配（内搅拌） 秦系粉剂图4.2-

13、5蔡系粉剂工艺流程及产污环节图4.3脂肪族产品4.3.1 生产工艺流程4.311脂肪族母液工艺流程一、根底原理水解反哧亚硫的的与水反响，生成氢氧化的和亚硫酸氢的。Na2sO3 + H2O NaHSO3 + NaOH磺化反响丙酮与亚硫酸氢的反响生成。一弟基碘酸fflo CH3COCH3 +NaHSO3 (CH3)2C(OH)SO3Na醛醛缩合甲曜与丙前发生免解缩合反响。 CH3COCH3 + 2HCHO HOCH2CH2COCH2CH2OH力口热 n HOCH2CH2COCH2CH2OH A HOCH2cH2coeH2cH2O|lH缩合反响。一匹基磁酸的与甲醛丙酮缩合物反响得到脂肪族缩聚物。OH

14、 - CH2cH2coeH2cH20n H + 2(CH3)C(OH)SO3(CH3)C(SO3) - O - CH2CH2COCH2CH2On - C(SO3)C(CH3)2 + H20二、生产工艺简述4.1-1聚我酸系列产品合成改性聚醐工艺流程改性聚前TPEG由聚的H型和聚融II型两抻中间体按1:1质量比混合而成。1聚雄I的工艺流程：在反响釜中通入氮气置换5min,降低容器中氧含量，然后泵人计量的甲 基烯丙瞋和一定量的催化剂KOH配制反响起始液，开启搅拌系统，升温 至95-105,通人少量的环氧乙烷和环氧丙烷引发反响。待诱导期完毕后, 连续通人环氧乙烷和环氧丙烷的混合枷，使得釜内压力保持在

15、0.2-0.35MPa 密闭反响，控制反响温度在90-110。通人时间控制在2-3小时，反响完全在常压下，首先向反响釜内计量参加水，开动搅拌电机投入亚硫酸的，待溶化后翻开阀门计量参加丙酮，开启循环冷却水，控制温度不超过45,投加时 间约为30min,然后投加甲醛，该反响放热，调节循环水用量，控制釜内温度不 超过50,投加时间约为3h。甲醛投加完毕后，尽量恒温在75保温搅拌反响 2h,参加剩余水，降温至50以下，取样检脸合格后，送至罐区。相肪族母液车间有反隋釜四套，与氨基磷酸盐系共用，可最多同时进展4 个批次生产，脂肪族母液年生产时间6480h,每批次生产用时为10.5h,全年生 产2500批次

16、，每批次产量为为16t。脂肪族母液生产工艺流程图见图4.3-1。水98%亚硫酸钠98%丙酮 Gig：丙酮37%甲醛羟醛缩合 Gn.2：甲醛缩聚反应脂肪族母液图4.3-1脂肪族母液工艺流程及产污环节图4.3.1.2脂肪族减水剂工艺流程脂肪族减水剂工艺过程是常温常压的物理混合过程，整个过程无化学反响过 程，脂肪族减水剂的主要原料为脂肪族用液和复配添加剂葡萄耦酸钠、松香热 聚物引气剂、水等，经计量后，按一定顺序投入混合釜损拌2050min后出料, 即得到产品。脂肪族减水剂工艺流程图见图4.3-2。松香热聚物引气剂葡萄糖酸钠 水脂肪族母液 复配（内置搅拌）脂肪族减水剂图4.3-2脂肪族减水剂工艺流程及

17、产污环节图4.4氨基磷酸系产品4.4.1 生产工艺流程4.1.4.1 氨基磷酸系母液工艺流程未龄在化料池水浴化料10h T=70 J,接着由真空泵抽入混合釜内溶解搅 匀。在常压下，向反响釜中参加水和对氨基芾陶酸的后，芾酌由真空泵抽入反啾 釜中，液碱计量后经高位槽参加，开动蒸汽阀门往夹套内通人蒸汽，加热反响釜 内物料升温至60。甲曜由储罐用泵打入真空高位槽，然后向反响釜内投加甲醛，投加时间为 30mhi左右,控制温度升至8085,通过调控蒸汽阀门和循环水阀门，温度控 制在85七下保温3h,最后开启循环水2h,降温至50左右，取样检验合格后, 送至罐区。氨基硬酸盐母液车间有反响釜四套，与脂肪族母液

18、生产共用，可最多同时进展4个批次生产，氨基磷酸盐母液年生产时间720h,每批次生产用时14.5h, 全年生产200批次，每批欢产量为为15t。氨基碘酸化学反响方程式:HCHO+C6H SOH -I- CeH H 2SON aNHoCHCHSO3H氨基碘酸系母液工艺流程图见图4.4-1。氨基磺酸系母液图4.4-1氨基磺酸系母液工艺流程及产污环节图4.1.4.2 氨基磁酸系减水剂工艺流程氨基磺酸系减水剂生产工艺过程是常温常压的物理混合过程，整个过程无化 学反响过程，氨基减酸减水剂的主要原料为氨基獭的用液和复配添加剂葡萄糖酸钢、松香热聚物引气剂、水等，经计量后，按一定顺序投入混合釜振拌2050min

19、后出料，即得到产品。氨基磺酸系减水剂工艺流程图见图4.4-2。水松香热聚物引气剂葡萄糖酸钠氨基磺酸系母液片复配（内置搅拌）氨基磺酸系减水剂图4.4-2氨基磺酸系减水剂工艺流产及产污环节图注：初步设计时实际工艺可能有变动。后升温到110,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。真空脱水后再参加环氧乙烷和环氧丙烷反响，反响温度控制 在110,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，可以视为反响完毕保持温度，再次进展真 空脱水1小时真空度大于-0。

20、98 MPa。冷却至100七以下,参加少量草酸 中和至微酸性，再参加少量双氧水于60-80漂白半小时，完毕后冷却至 50-60出料。成品液经出料泵泵人切片上料罐，上料罐通过间接加热的方 式使物料保持在60,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，内层通人循环 水，外层为枷料。枷料冷却成固态后，被切片机J1 口切成规格大小，切片工 段配备一台除尘器，用于收集聚酗粉尘。聚H 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,每批次到生产16.7925L聚醐I的化学反响方程式：CH3 IC2H4O+ 0

21、60+C4H8。吗乎L CH2-C-CH2-0-(CH2CH2O) x- (CH2CH2CH2O) v-H 强化剂CH3CH3HoH2H2C=Cc OH + KOH A H2C=cC OK + H2OROH+KOH ROK+H.OROK RO+K-RO +CH2CH2O ROCH2cH2。一RO +CH2CH2CH2O ROCH2CH2CH2O*ROCHnCH,O+ROH ROCH.CHnOH+RO-ROCH、CH、CHQ+ROH ROCHCHCHQH+RO- 44444聚励I型工艺流程图见图4.1-2。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 双氧水聚酸I型

22、图4.1-2聚酸I型工艺流程及产污环节图2聚励II的工艺流程：聚配II型工艺流程与I型根本相似，仅反响原料不同，具体流程为：在反响釜中通人氮气置换5min,降低容器中氧含量，然后泵人计量的异 成烯醉和一定量的催化剂KOH配制反响起始液，开启相拌系统，升温至 95-105,通人少量的环氧乙烷和环氧丙烷引发反响。待诱导期完毕后， 连续通人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 密闭反响，控制反响温度在90-110。通人时间控制在2-3小时，反响完全 后升温到115,开启真空脱水1小时真空度大于-0.098 MPa。然后再参 加环氧乙烷和环氧丙烷反响，反响温度控制在11

23、0,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，可以视为反响完毕保持温度，再次进展真空脱水1小时真空度大于 -0.098 MPa L冷却至100以下，参力口。量草酸中和至微至性,再参加少量 双氧水于60-80漂白半小时，完毕后冷却至50-60出料。成品液经出料 泵泵人切片上料罐，上料罐通过间接加热的方式使物料保持在60,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，内层通人循环水，外层为物料。物料泠却成 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 聚醐粉尘。聚

24、髓11型整个生产周期含原料、设备准备时间为为12h,每天生产2批 次,全年合计600批次，每批次到生产16.8158L聚醐II的化学反响方程式：ch3C2H/ + CjH60+ c5h10o 叱严a CH2=C-ch2-ch2-0-(CH2CH2O) x- (CH2CH2CH2O) y-H 1B1W1ROH+KOH ROK+H.OROK RO+K-RO +CH2CH2O ROCH2cH2。一RO +CH2cH2cH2O ROCH2cH2cHeROCHnCH,O+ROH ROCH.CHnOH+RQ-ROCH、CH、CHQ+ROH ROCHCHCHQH+RO-聚醐II型工艺流程图见图4.1-3。氮

25、气99%异戊烯醇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 双氧水聚量n型图4.1-3聚酷II型工艺流程及产污环节图3 3性聚醐的工艺流程:改性聚醐TPEG由聚酣I型和聚酗II型按到1:1质量比混合而成。改性聚醐工艺流程图见图4.1-4。聚的型GU3-1：粉尘聚雌II型混合改性聚雁图4.1-4改性聚醐TPEG工艺流程及产污环节图聚我酸母液工艺流程聚莪酸用液由I型聚酸酸用液和II型聚凝酸用液按1.7077质量比混合 而成。1: I型聚竣酸用液工艺流程：常温常压下，分别在混合釜内调制双氧水、不饱和酸及其衍生物丙烯 酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酣及甲基丙烯酸甲酯的混合水溶液及辅料水溶

26、液竟基乙醇、雕白粉和维生素C的混合溶液由计量泵泵入高位槽暂存。在常温常压下，往合成釜中参加计量好的水和改性聚能后，然后开动电 机进展相拌混合，开动蒸汽阀门往夹套内通人蒸汽，使物料温度升至603 左右反响，参加双氧水溶液，然后通人不饱和取及其衍生物混合水溶液和辅 科锦基乙醉、雕白粉和维生素C的混合溶液，加料时间为3小时，待投 加完毕后，通人蒸汽保温1小时，开动循环水冷却降温至40-50,参加30% 液碱中和，即得I型聚我酸母液。聚孩就母液车间合成釜共有四套I型和II型通用，最多可同时进展4 个批次生产，单个批次生产含物料配置共为10h,每批次约生产17t,那么 全年I型共生产2000批次。I型聚

27、拨的母液化学示意图：弓【狂衣URFoch3千3T上一ch3f生化齐UI型聚我酸用液工艺流程图见图4.1-5。一、溶液配制1、双氧水配制30%双氧水水配制8%双氧水溶液2、不饱和酸及其衍生物溶液配制GU4.U丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯丙烯酸丙烯酸甲酯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸甲酯水3、辅料水溶液毓基乙醇 雕白粉 维生素C 水 二、反应配制配制不饱和酸及其衍生物水溶液： 丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、水GU4-2：毓基乙醇辅料水溶液：疏基乙醇、雕白粉、维生素C、水图4.1-5 I型聚竣酸母液工艺流程及产污环节图2: II型聚酸酸母液工艺流程：II型聚派的母液与I型聚

28、我酸母液工艺路线类似，原料有所不同，且其 反响条件是常温常压，不消耗蒸汽能源。工艺流程如下：分刖在混合釜内调 制双氧水、丙烯酸的水溶液及辅料水溶液范基乙酸、雕白粉和维生素C的 混合溶液由计量泵泵入高位槽暂存。在常温（环境温度）常压下，往合成釜中参加经计量好的水和改性聚醐后, 然后开动电机进展搅拌混合成透明水溶液，再参加双氧水溶液，损拌5分钟。 然后参加丙烯酸水溶液和辅料铺基乙酸、雕白粉和维生素C的混合溶液,投加时间33.5小时，最后参加30%液碱中和，即得II型聚我酸母液。聚我酸母液车间合成釜共有四套I型和II型通用，最多可同时进展4 个批次生产，单个批次生产含物料配置共为10h,每批次为生产154,那么 全年II型共生产1000批次。II型聚玻酸用液工艺流程图见图4.1-6。