利用中性洗油低馏分段代替工业萘制备减水剂的方法

摘要

本发明公开了一种利用中性洗油低馏分段代替工业萘制备减水剂的方法。它是以洗油经过酸洗、碱洗后得到的中性洗油在真空度为0.05MPa下减压精馏收集到的185～215℃馏分为原料；依次经过磺化反应、水解反应、缩合反应、中和反应得到液态减水剂；再经过冷却、干燥，得到的固体减水剂，经研磨后，用80目的标准筛进行筛选，即得到粉状减水剂成品。采用该发明方法制备的减水剂按照GB8076—2008对其砼性能进行测试，其减水率可以达到25%，添加此减水剂配制的混凝土抗压强度大幅提高，与用工业萘合成的减水剂相比成本较低，但性能相当，对于目前寻找到合适的工业原料来代替工业萘生产减水剂具有重要的意义。

说明书

技术领域

本发明涉及一种减水剂的制备方法，特别是一种利用中性洗油低馏分段制备减水剂的方法。

背景技术

萘系减水剂是我国目前生产量最大，使用最广的减水剂，占减水剂用量的70%以上，其特点是减水率较高，不引气，对凝结时间影响小，与水泥适应性相对较好，能与其他各种外加剂复合使用，常被用于配制大流动性、高强、高性能混凝土。萘系减水剂的起初原料一般都为工业萘，但是近年来，原料工业萘价格大幅度上涨导致萘系减水剂生产成本增加，如何在不影响性能的前提下降低萘系减水剂生产成本，成为混凝土外加剂行业研究的热点，寻找合适的原料工业萘的替代品，是人们关注探索的思路之一。

洗油是煤焦油精馏过程中的重要馏份之一，约占煤焦油的6.5-10％，目前主要用于从焦炉煤气中洗苯，价格低廉。洗油是一种复杂的混合物，富含喹啉、异喹啉、吲哚、α-甲基萘、β-甲基荼、联苯、二甲基荼、苊、氧芴和芴等宝贵的有机化工原料。50年代我国就开始洗抽的加工利用，但至今洗油的加工利用还很单一，效益不甚理想，洗油资源受到极大的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用中性洗油低馏分段制备减水剂的方法，此发明可解决萘系减水剂生产原料工业萘供应紧张问题，为高效减水剂提供了一种供应充足的生产原料。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

                                                  原料的制备，本方法制备的减水剂原料来自洗油经过酸洗、碱洗后得到的中性洗油在真空度为0.05MPa下减压精馏收集到的185～215℃馏分；通过气相色谱分析，此原料主要组分为萘22.54wt%、1-甲基萘15.02wt%、2-甲基萘43.06wt%、联苯4.46wt%、苊6.42wt%、其他8.50wt%。

 磺化反应，将原料置于机械搅拌反应釜中加热升温至160～165℃，按原料与浓硫酸重量比为1：0.86～0.92的比例将浓硫酸逐渐加入到原料中，控制此温度磺化2～3h。

 水解反应，磺化反应后冷却反应液至100～105℃，按原料与水重量比为1：0.17～0.19的比例加入水，控制此温度水解30min。

 缩合反应，水解反应完成后补加浓硫酸调节酸度为30%～32%，控制反应温度在100～110℃，按原料与甲醛重量比为1：0.52～0.58的比例逐渐加入37%重量比的甲醛溶液，维持此温度缩合3～4h。

 中和反应，加入20%重量比的氢氧化钠溶液调节pH值在7～9之间，冷却、干燥得到固体高效减水剂。

 将此固体减水剂研磨，用80目的标准筛进行筛选，即得到粉状高效减水剂成品。

根据本发明的方法制备的减水剂的优点是：以洗油低馏分段为原料合成的减水剂减水率可达到25%，添加减水剂配制的混凝土抗压强度明显提高，与用工业萘合成的减水剂相比成本较低，但性能相当，对于寻找到合适的工业原料来代替工业萘生产减水剂具有重要的意义。

具体实施方案

下面结合实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1

首先将洗油经过酸洗、碱洗后得到的中性洗油在真空度为0.05MPa下减压精馏收集到的185℃馏分，得到减水剂原料。在带有机械搅拌的50ml三口瓶中加入10g原料，加热升温至160℃；按原料与浓硫酸重量比为1：0.86的比例逐渐加入质量分数98%的浓硫酸8.6g，在160℃温度下反应2h；然后降温至100℃，按原料与水重量比为1：0.17加入水1.7g，水解30min，水解完成后补加浓硫酸使体系酸度达到30%；控制反应温度为100℃，按原料与甲醛重量比为1:0.52的比例加入37%重量比的甲醛溶液5.2g，在此温度下反应3h；缩合反应结束后，加入20%重量比的氢氧化钠溶液，调节pH值=7；最后经过冷却、干燥，得到的固体减水剂用80目的标准筛进行筛选，即得到粉状高效减水剂成品。

按照GB/T 8077-2000对减水剂中硫酸钠含量进行检测，按照GB/T23993-2009对减水剂中甲醛含量进行检测，按照GB8076—2008对本发明制备减水剂掺量为1%时混凝土减水率和抗压强度进行检测，结果见检测结果表。

实施例2

首先将洗油经过酸洗、碱洗后得到的中性洗油在真空度为0.05MPa下减压精馏收集215℃馏分，得到减水剂原料。在带有机械搅拌的50ml三口瓶中加入10g原料，加热升温至165℃；按原料与浓硫酸重量比为1：0.92的比例逐渐加入质量分数98%的浓硫酸9.2g，在165℃温度下反应3h；然后降温至105℃，按原料与水重量比为1：0.19加入水1.9g，水解30min；水解完成后补加硫酸使体系酸度达到32%；控制反应温度为110℃，按原料与甲醛物质的量比为1: 0.58的比例加入37%重量比的甲醛溶液5.8g，在此温度下反应4h；缩合反应结束后，加入20%重量比的氢氧化钠溶液调节pH值在7～9之间；最后经过冷却、干燥，得到的固体减水剂用80目的标准筛进行筛选，即得到粉状高效减水剂成品。

按照GB/T 8077-2000对减水剂中硫酸钠含量进行检测，按照GB/T23993-2009对减水剂中甲醛含量进行检测，按照GB8076—2008对本发明制备减水剂掺量为1%时混凝土减水率和抗压强度进行检测，结果见检测结果表。

检测结果表

表中测定减水率和混凝土抗压强度比所用混凝土配合比为：水泥：砂：石子：水=1:1.87:3.03:0.64﹙重量比﹚。

从上述检测结果可知，以本方法制备的减水剂各项性能指标均符合GB8076—2008，而且与以工业萘为原料合成的减水剂质量相当。