RU2245856C1 - Method for production of plasticizer - Google Patents

Method for production of plasticizer Download PDF

Info

Publication number
RU2245856C1
RU2245856C1 RU2003124990/03A RU2003124990A RU2245856C1 RU 2245856 C1 RU2245856 C1 RU 2245856C1 RU 2003124990/03 A RU2003124990/03 A RU 2003124990/03A RU 2003124990 A RU2003124990 A RU 2003124990A RU 2245856 C1 RU2245856 C1 RU 2245856C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
naphthalene
plasticizer
production
sulfonation
condensation
Prior art date
Application number
RU2003124990/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003124990A (en
Inventor
А.В. Амитин (RU)
А.В. Амитин
хман Л.И. Бл (RU)
Л.И. Бляхман
Р.Ф. Валетдинов (RU)
Р.Ф. Валетдинов
О.Л. Елин (RU)
О.Л. Елин
Е.К. Крылова (RU)
Е.К. Крылова
чин С.И. М (RU)
С.И. Мячин
В.А. Панфилов (RU)
В.А. Панфилов
А.В. Прокопенко (RU)
А.В. Прокопенко
С.В. Сапронова (RU)
С.В. Сапронова
А.А. Шерстобитов (RU)
А.А. Шерстобитов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Фталевый И Малеиновый Ангидриды, Экология"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Фталевый И Малеиновый Ангидриды, Экология" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Фталевый И Малеиновый Ангидриды, Экология"
Priority to RU2003124990/03A priority Critical patent/RU2245856C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2245856C1 publication Critical patent/RU2245856C1/en
Publication of RU2003124990A publication Critical patent/RU2003124990A/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: high effective plasticizer for concrete mixes.
SUBSTANCE: claimed method includes sulfonation of naphthalene cut from petrochemical process, in particular naphthalene cut of process stream from benzene production, followed by condensation with formaldehyde and neutralization of obtained product with alkali. Naphthalene cut contains (mass %) naphthalene 96.4-99.5; methylnaphtalene 0.01-0.2; biphenyl 0.001-0.1; low boiling additives (e.g. alkyl benzene, methylinden, tetralin_ 0.5-3.6.
EFFECT: enhanced raw base for production of concrete mix plasticizers.
4 cl, 1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения высокоэффективного пластификатора бетонных смесей, так называемого “суперпластификатора”.The present invention relates to a method for producing a highly effective plasticizer of concrete mixtures, the so-called “superplasticizer”.

Суперпластификаторы являются добавками, позволяющими регулировать реологические и физико-механические свойства бетонных смесей и бетонов.Superplasticizers are additives that allow you to adjust the rheological and physico-mechanical properties of concrete mixtures and concretes.

Суперпластификаторы при введении в бетонную смесь повышают ее подвижность до осадки конуса более 20 см. При этом прочность полученного бетона остается равной или близкой прочности бетона, полученного из смеси исходной подвижности.When introduced into the concrete mixture, superplasticizers increase its mobility until the cone settles more than 20 cm. In this case, the strength of the concrete obtained remains equal to or close to the strength of concrete obtained from the mixture of initial mobility.

Области-применения суперпластификаторов - производство железобетонных изделий (плит, панелей, напорных труб и т.д.) и массивных густоармированных конструкций, возведение монолитных железобетонных сооружений, изготовление полов и покрытий с высокими эксплуатационными свойствами.Fields of application of superplasticizers are the production of reinforced concrete products (slabs, panels, pressure pipes, etc.) and massive densely reinforced structures, the construction of monolithic reinforced concrete structures, the manufacture of floors and coatings with high performance properties.

По пластифицирующему действию наиболее эффективны суперпластификаторы на основе нейтрализованных щелочью продуктов конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида (Ortega G.A. Cemento-Hormigon, 1980, v.51, №559, р.537-548).According to the plasticizing effect, the most effective are superplasticizers based on alkali neutralized condensation products of naphthalene sulfonic acid and formaldehyde (Ortega G. A. Cemento-Hormigon, 1980, v. 51, No. 559, p. 537-548).

Потребность в этих пластификаторах составляет несколько сот тысяч тонн в год.The need for these plasticizers is several hundred thousand tons per year.

Продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида целесообразно использовать в качестве добавок к строительным материалам, таким как цементы, штукатурные растворы, гидравлическая известь, воздушная известь, строительные гипсы, ангидридные и магнезиальные связующие.Condensation products of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde are advisable to use as additives to building materials, such as cements, plaster, hydraulic lime, air lime, gypsum, anhydride and magnesia binders.

Промышленностью также производятся различные марки модификаторов для цементных и бетонных смесей, основу которых составляют продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида. В качестве добавок к ним используют индивидуальные соединения, например формиат натрия, нитрит натрия и другие, и различные смеси, например добавки на основе лигносульфонатов и высших спиртов, и другие.The industry also produces various brands of modifiers for cement and concrete mixtures, the basis of which are the condensation products of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde. As additives to them, individual compounds are used, for example, sodium formate, sodium nitrite, and others, and various mixtures, for example, additives based on lignosulfonates and higher alcohols, and others.

Добавки к пластификатору вводятся по согласованию с потребителем.Additives to plasticizer are introduced in agreement with the consumer.

Основным видом сырья при производстве пластификаторов для бетонных смесей является нафталин коксохимический (ГОСТ 16106-82).The main type of raw material in the production of plasticizers for concrete mixtures is coke-chemical naphthalene (GOST 16106-82).

Поскольку ресурсы коксохимического нафталина ограничены, то проводились исследования по использованию коксохимических нафталиновых фракций, прессовых оттеков и нафталиновых масел. Проверялась возможность использования коксохимическго нафталина с пониженным содержанием основного вещества, но не менее 93 мас.% (Т.Я.Гоголева и др. Кокс и химия, 1991, №2, стр. 22-24). При использовании нафталиновых фракций нежелательными примесями являются фенолы и пиридиновые основания.Since the resources of coke-chemical naphthalene are limited, studies have been carried out on the use of coke-chemical naphthalene fractions, press outflows and naphthalene oils. The possibility of using coke chemical naphthalene with a low content of the basic substance, but not less than 93 wt.% (T.Ya. Gogoleva et al. Coke and Chemistry, 1991, No. 2, pp. 22-24) was tested. When using naphthalene fractions, phenols and pyridine bases are undesirable impurities.

Основным сырьем при получении пластификаторов для бетонных смесей на настоящее время остается нафталин коксохимический с температурой кристаллизации более 79,0°С.The main raw material in the production of plasticizers for concrete mixtures is currently coke-chemical naphthalene with a crystallization temperature of more than 79.0 ° C.

Известен способ приготовления пластификатора, заключающийся в конденсации соли щелочного или щелочноземельного металла нафталинсульфокислоты с формальдегидом (Патент США №3686133, B 01 f 17/00, С 04 В 13/00, опубл. 22.08.1972).A known method of preparing a plasticizer, which consists in the condensation of a salt of an alkaline or alkaline earth metal naphthalene sulfonic acid with formaldehyde (US Patent No. 3686133, B 01 f 17/00, C 04 B 13/00, publ. 08/22/1972).

Широко используется способ приготовления пластификатора для бетонной смеси (Г.Д.Харлампович, А.А.Кауфман Технология коксохимического производства, Москва, изд-во “Металлургия”, 1995, стр. 342-343), включающий следующие стадии:A widely used method of preparing a plasticizer for concrete mix (G.D. Kharlampovich, A.A. Kaufman Technology of coke production, Moscow, publishing house "Metallurgy", 1995, p. 342-343), which includes the following stages:

- сульфирование нафталина серной кислотой при температуре 130-165°С;- sulfonation of naphthalene with sulfuric acid at a temperature of 130-165 ° C;

- выдержка сульфомассы с отдувкой непрореагировавшего нафталина;- exposure of sulfomass with blowing of unreacted naphthalene;

- конденсация продуктов сульфирования с формальдегидом при атмосферном или повышенном давлении и температуре 100-130°С;- condensation of sulfonation products with formaldehyde at atmospheric or elevated pressure and a temperature of 100-130 ° C;

- нейтрализация продуктов конденсации щелочью, разбавление.- neutralization of condensation products with alkali, dilution.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ получения пластификатора для бетонной смеси (RU 2054401 С1, Научно-производственное объединение “СинтезПАВ”, С 04 В 24/22, опубл. 20.02.1996).Closest to the claimed technical essence is a method of producing a plasticizer for concrete mix (RU 2054401 C1, Scientific and Production Association "SynthesisPAW", C 04 V 24/22, publ. 02.20.1996).

Известный способ включает сульфирование отхода нефтехимического производства на основе ароматических углеводородов с последующей конденсацией с формальдегидом и нейтрализацией полученного продукта. В качестве отхода нефтехимического производства используют отход производства этилена на основе нафталина.The known method includes sulfonation of petrochemical waste products based on aromatic hydrocarbons, followed by condensation with formaldehyde and neutralization of the resulting product. As a petrochemical production waste, naphthalene-based ethylene production waste is used.

Задача настоящего изобретения заключается в расширении ассортимента исходного сырья при получении пластификаторов для бетонных смесей.The objective of the present invention is to expand the range of raw materials for plasticizers for concrete mixtures.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в использовании в качестве исходного сырья нафталиновой фракции нефтехимического производства, имеющей следующий состав, мас.%:The essence of the invention lies in the use of the naphthalene fraction of the petrochemical industry as a feedstock, having the following composition, wt.%:

нафталин 96,4-99,5naphthalene 96.4-99.5

метилнафталины 0,01-0,2methylnaphthalenes 0.01-0.2

дифенил 0,001-0,1diphenyl 0.001-0.1

легкокипящие примеси, в томlow boiling impurities, including

числе алкилбензолы, метил-including alkylbenzenes, methyl

инден, тетралин и пр. 0,5-3,6indene, tetralin, etc. 0.5-3.6

Нафталиновую фракцию нефтяного происхождения указанного состава получают ректификацией или кристаллизацией нафталиновой фракции из технологических потоков производства бензола.The naphthalene fraction of petroleum origin of the specified composition is obtained by distillation or crystallization of the naphthalene fraction from the process streams of benzene production.

Способ получения пластификатора бетонных смесей по изобретению включает следующие стадии:A method of obtaining a plasticizer of concrete mixtures according to the invention includes the following stages:

- сульфирование нафталиновой фракции указанного состава серной кислотой при температуре 130-160°С при массовом соотношении серной кислоты и нафталиновой фракции 1:(1,03-1,3);- sulfonation of the naphthalene fraction of the specified composition with sulfuric acid at a temperature of 130-160 ° C with a mass ratio of sulfuric acid and naphthalene fraction 1: (1.03-1.3);

- конденсация продуктов сульфирования с формальдегидом при атмосферном или повышенном давлении, температуре 100-130°С и мольном соотношении формальдегида и нафталинсульфокислоты (0,94-1,6):1- condensation of sulfonation products with formaldehyde at atmospheric or elevated pressure, a temperature of 100-130 ° C and a molar ratio of formaldehyde and naphthalene sulfonic acid (0.94-1.6): 1

Приведенные технологические параметры стадий сульфирования и конденсации заявленного способа являются традиционными и общепринятыми.The technological parameters of the stages of sulfonation and condensation of the claimed method are traditional and generally accepted.

Предлагаемый способ получения пластификатора иллюстрируется следующими примерами.The proposed method for producing a plasticizer is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

Сульфирование нафталиновой фракции, содержащей, мас.%: нафталина 99,489, метилнафталинов 0,01, дифенила 0,001, легкокипящих примесей 0,5.Sulfonation of the naphthalene fraction containing, wt.%: Naphthalene 99.489, methylnaphthalene 0.01, diphenyl 0.001, low-boiling impurities 0.5.

Сульфирование нафталиновой фракции указанного состава проводили в чугунном аппарате объемом 6,3 м3 с мешалкой и рубашкой для подачи теплоносителя.Sulfonation of the naphthalene fraction of the specified composition was carried out in a cast-iron apparatus with a volume of 6.3 m 3 with a stirrer and a jacket for supplying a coolant.

После загрузки нафталиновой фракции и разогрева до 130-140°С начинали подачу 92-94%-ной серной кислоты при массовом соотношении серной кислоты и нафталиновой фракции 1:1,2. Сульфирование продолжали в течение ~1,5 часов при температуре не выше 160°С. Далее массу в аппарате выдерживали при температуре 165°С в течение 3-х часов при перемешивании.After loading the naphthalene fraction and heating to 130-140 ° C, the supply of 92-94% sulfuric acid was started at a mass ratio of sulfuric acid and naphthalene fraction of 1: 1.2. Sulphonation was continued for ~ 1.5 hours at a temperature not exceeding 160 ° C. Next, the mass in the apparatus was kept at a temperature of 165 ° C for 3 hours with stirring.

Отдувку свободного нафталина проводили острым паром при давлении Р=3 атм.Free naphthalene was blown off with direct steam at a pressure of P = 3 atm.

Конденсацию проводили в стальном эмалированном аппарате, снабженном мешалкой и рубашкой, 35-36%-ным водным раствором формалина в течение 2,5-3,5 часов при температуре 110-120°С и давлении ~1,5 атм. Мольное соотношение формальдегида и нафталинсульфокислоты составляет 1:1. Выдержка при температуре 120-130°С в течение ~1,5 часов.Condensation was carried out in a steel enameled apparatus equipped with a stirrer and a jacket, a 35-36% aqueous formalin solution for 2.5-3.5 hours at a temperature of 110-120 ° C and a pressure of ~ 1.5 atm. The molar ratio of formaldehyde to naphthalenesulfonic acid is 1: 1. Exposure at a temperature of 120-130 ° C for ~ 1.5 hours.

В конце выдержки в аппарат была подана вода на разбавление.At the end of the exposure, dilution water was supplied to the apparatus.

Нейтрализацию реакционной массы проводили 44%-ным раствором едкого натра до рН 7-9.The neutralization of the reaction mass was carried out with 44% sodium hydroxide solution to a pH of 7-9.

Показатели качества и результаты испытаний полученного пластификатора приведены в таблице.Quality indicators and test results of the obtained plasticizer are shown in the table.

Пример 2.Example 2

Сульфирование нафталиновой фракции, содержащей, мас.%: нафталина 96,4, метилнафталинов 0,01, дифенила 0,001, легкокипящих примесей 3,589.Sulfonation of the naphthalene fraction containing, wt.%: Naphthalene 96.4, methylnaphthalene 0.01, diphenyl 0.001, low boiling point impurities 3.589.

Получение пластификатора проводили в условиях примера 1.The preparation of the plasticizer was carried out under the conditions of example 1.

Показатели качества и результаты испытаний полученного пластификатора приведены в таблице.Quality indicators and test results of the obtained plasticizer are shown in the table.

Пример 3.Example 3

Сульфирование нафталиновой фракции, содержащей, мас.%: нафталина 98,35, метилнафталиновов 0,1, дифенила 0,05, легкокипящих примесей 1,5.Sulfonation of the naphthalene fraction containing, wt.%: Naphthalene 98.35, methylnaphthalene 0.1, diphenyl 0.05, low boiling point impurities 1.5.

Получение пластификатора проводили в условиях примера 1.The preparation of the plasticizer was carried out under the conditions of example 1.

Показатели качества и результаты испытаний полученного пластификатора приведены в таблице.Quality indicators and test results of the obtained plasticizer are shown in the table.

Пример 4.Example 4

Сульфирование нафталиновой фракции, содержащей, мас.%: нафталина 94,6, метилнафталинов 0,1, дифенила 0,01, легкокипящих примесей 5,29.Sulfonation of the naphthalene fraction containing, wt.%: Naphthalene 94.6, methylnaphthalene 0.1, diphenyl 0.01, low boiling point impurities 5.29.

Получение пластификатора проводили в условиях примера 1.The preparation of the plasticizer was carried out under the conditions of example 1.

При проведении процесса наблюдались отклонения на стадиях сульфирования (повышенное раскисление серной кислоты) и конденсации (загустевание реакционной массы).During the process, deviations were observed at the stages of sulfonation (increased deoxidation of sulfuric acid) and condensation (thickening of the reaction mass).

Показатели качества и результаты испытаний полученного пластификатора приведены в таблице.Quality indicators and test results of the obtained plasticizer are shown in the table.

Как следует из таблицы, полученный продукт при наличии пластифицирующих свойств не соответствует требованиям ГОСТ.As follows from the table, the resulting product in the presence of plasticizing properties does not meet the requirements of GOST.

Таблица
Качество пластификатора и результаты испытаний
Table
Plasticizer quality and test results
№ п.п.No. p.p. Наименование показателейThe name of indicators ТУ 6-36-0204229-625-90TU 6-36-0204229-625-90 Номер примераExample Number 11 22 33 44 11 Внешний видAppearance Ж-сть коричн. цветаW brown colors Ж-сть коричн. цветаW brown colors Ж-сть коричн. цветаW brown colors Ж-сть коричн. цветаW brown colors Ж-сть коричн. цветаW brown colors 22 Массовая доля активных веществ в пересчете на сухой продукт, %, не менееMass fraction of active substances in terms of dry product,%, not less 6969 6969 7070 7171 6767 33 Массовая доля воды, %, не болееMass fraction of water,%, no more 6868 6767 6767 66,566.5 6767 44 Показатель активности водородных ионов (рН) водного раствора с концентрацией 2,5 мас.%The activity index of hydrogen ions (pH) of an aqueous solution with a concentration of 2.5 wt.% 7-97-9 77 8,48.4 7,67.6 7,37.3 55 Осадка конуса, не менее, смDraft of a cone, not less than, cm 20twenty 2121 20twenty 2121 18eighteen 66 Прочность на сжатие,
кгс/см2
Compressive strength,
kgf / cm 2
348-390348-390 349349 350350 440440 330330
Примечание: прочность на сжатие по ГОСТ 30459-96 “Методы определения эффективности добавок”.Note: compressive strength according to GOST 30459-96 “Methods for determining the effectiveness of additives”.

Claims (1)

Способ получения пластификатора для бетонной смеси, включающий сульфирование нафталиновой фракции нефтехимического производства с последующей конденсацией с формальдегидом и нейтрализацией щелочью полученного продукта, отличающийся тем, что в качестве нафталиновой фракции нефтехимического производства используют нафталиновую фракцию технологического потока производства бензола следующего состава, мас.%:A method of producing a plasticizer for a concrete mixture, including sulfonation of a naphthalene fraction of a petrochemical production followed by condensation with formaldehyde and neutralization with an alkali of the obtained product, characterized in that a naphthalene fraction of a petrochemical production using a naphthalene fraction of a benzene production stream of the following composition, wt.%: Нафталин 96,4-99,5Naphthalene 96.4-99.5 Метилнафталины 0,01-0,2Methylnaphthalenes 0.01-0.2 Дифенил 0,001-0,1Diphenyl 0.001-0.1 Легкокипящие примеси, в том числеLow boiling impurities, including алкилбензолы, метилинденalkylbenzenes, methylindene тетралин 0,5-3,6tetralin 0.5-3.6
RU2003124990/03A 2003-08-14 2003-08-14 Method for production of plasticizer RU2245856C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124990/03A RU2245856C1 (en) 2003-08-14 2003-08-14 Method for production of plasticizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124990/03A RU2245856C1 (en) 2003-08-14 2003-08-14 Method for production of plasticizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2245856C1 true RU2245856C1 (en) 2005-02-10
RU2003124990A RU2003124990A (en) 2005-02-10

Family

ID=35208550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003124990/03A RU2245856C1 (en) 2003-08-14 2003-08-14 Method for production of plasticizer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2245856C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA012026B1 (en) * 2008-03-13 2009-06-30 Открытое Акционерное Общество "Полипласт" Complex plasticizer for concrete mixes and building mortars
RU2527546C2 (en) * 2011-04-07 2014-09-10 Открытое акционерное общество "Полипласт" (ОАО "Полипласт") Wasteless method of obtaining polymethylene naphthalene sulphonates with regulated low content of sodium sulphate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA012026B1 (en) * 2008-03-13 2009-06-30 Открытое Акционерное Общество "Полипласт" Complex plasticizer for concrete mixes and building mortars
RU2527546C2 (en) * 2011-04-07 2014-09-10 Открытое акционерное общество "Полипласт" (ОАО "Полипласт") Wasteless method of obtaining polymethylene naphthalene sulphonates with regulated low content of sodium sulphate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003124990A (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2141569A (en) Concrete and hydraulic cement
DK169431B1 (en) Salts of water-soluble naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensates for use as additives for inorganic binders
Arel The effect of lignosulfonates on concretes produced with cements of variable fineness and calcium aluminate content
EP1913078A1 (en) Aqueous dispersions and their use
EP0245326A1 (en) Improvements relating to hydraulic binders.
US7033432B2 (en) Plaster composition and method of making same
US3954677A (en) Sulfonated aromatic-formaldehyde condensation products
RU2245856C1 (en) Method for production of plasticizer
WO1997013733A1 (en) Lignin-based concrete admixtures
NO793837L (en) PROCEDURE FOR THE AA WEEK STRENGTH OF NON-PLASTIC CEMENT MIXTURES, AND AGENT FOR THIS
JPH08239255A (en) Bleeding reducer for cement-based grouting material
RU2045493C1 (en) Concrete mix
US5584920A (en) Sulphonated hydrocracking residues as concrete admixtures
HU210778B (en) Process for producing naphthaline sulfonic acid-formaldehyde condensates containing free formaldehyde and process for producing building materials
US20050171324A1 (en) Dispersant composition
CN109534712B (en) Light yellow naphthalene water reducing agent and preparation method thereof
Aiad et al. Effect of Some Prepared Superplasticizers (Cyclohexanone Based) on Compressive Strength and Physico-chemical Properties of Oil Well Cement Pastes
KR101479675B1 (en) Preparation method of lignosulfonate, lignosulfonate prepared by the method, and admixture and concrete comprising lignosulfonate
ITMI960005A1 (en) SUPERFLUIDIFYING COMPOSITION FOR CEMENTITIOUS COMPOSITIONS
JPH01129016A (en) Production of fluidizing agent for inorganic binder
RU2400453C1 (en) Raw mixture for manufacture of aerated concrete
RU2199499C1 (en) Method of preparing plasticizing additive for concrete mix
RU2011113246A (en) NO WASTE METHOD FOR PRODUCING POLYMETHYLENE PHTHALINE SULPHONATES WITH ADJUSTABLE LOW SODIUM SULPHATE CONTENT
SU1726429A1 (en) Method of preparation of concrete mix
SU983102A1 (en) Concrete mix

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100815