天津市雍阳减水剂厂作为萘系高效减水剂的合成生产单位,如何生产出高质量的产品一直是企业追求的目标。传统的萘系高效减水剂生产全过程需要十几个小时,缩合反应要7个小时,生产过程中甲醛的挥发很严重,这不仅对生产造成浪费,而且也不符合现代社会对环保的要求。为此该厂针对这种生产工艺进行了技术改造,并获得成功。
萘系高效减水剂在生产过程合成时,甲醛的挥发量比较多,不但给企业增加了生产成本,而且对环境造成了较大影响。根据化学反应可逆原理,在一定压力和温度下分子间距离和分子的活动能力增强,有利于反应的正向进行,即生成的有效产物会更多。带着这种思考该厂技术人员查阅了相关书籍,向清华大学的有关专家请教,在合成反应机理及设备构造方面有了深入透彻的了解之后,进而对生产设备进行了改造。
该厂技术人员首先对反应设备进行了密封性试验,观察设备在0.2MPa压力下设备的承受压力情况。通过试验确定现有设备完全满足压力要求。然后对压力罐进行了选择,通过对比价格及实际需要,最终选用了额定压力为0.6MPa的压力罐,使用时压力在0.2MPa左右。
反应过程设定为将甲醛先打入压力罐,再通过压力罐加压,将甲醛按一定流速慢慢加入到反应釜,要求反应釜必须密封良好。该厂根据试验计划进行了多次试验,在先期试验时采用原反应配比进行反应。从反应现场明显体会到甲醛的气味几乎闻不到。因为反应是在封闭条件下进行,甲醛没有了挥发,则原反应的甲醛量会有一定的富余,因此第一步试验取得成功后,技术人员开始降低甲醛的用量,通过每釜试验降低一个百分点,逐步降低甲醛的用量,共进行了由降低1%到12%十几组试验,最终选定8%的试验结果为最好,其性能完全符合《混凝土外加剂》国家标准。通过检测,采用这种方法生产的萘系高效减水剂产品明显要高于国家标准要求。第三步试验技术人员又对反应时间进行了调整,在压力作用下,分子间活动能力增加,即反应速度会加快,而且加料速度也会相应加快一些,通过试验将加料时间缩短了1小时,反应时间缩短1小时,从而使整个反应缩短了2小时,即由原来的7小时缩短到5小时。
该厂通过对试验产品取样进行检测,检测结果全部符合《混凝土外加剂》高效减水剂一等品指标要求。该厂的试验结论是:1.带压缩合反应成功,可使反应时间缩短2小时。2.通过工艺改革,产品指标全部满足并超过国家标准一等品要求。3.每釜产品可节约用电8千瓦时,节约用煤56千克。4.生产过程中较大比例的减少了甲醛挥发,每釜产品可少用甲醛40千克,为保护生产环境和空间环境做出了应有的贡献。5.每吨成品可节约材料成本43.96元,按照该厂40000吨/年的销售量可节约资金近176万元。