CN201367397Y - 一种用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置，主要包括熔化釜、磺化釜、水解釜、缩合釜、中和釜；其中：磺化釜采用三级磺化釜，包括3个串联的磺化釜，分别表示为1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜，1#磺化釜还具有硫酸入口；水解釜还具有水解水入口；缩合釜采用三至五级缩合釜，包括3～5个串联的缩合釜，分别表示为1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜、4#缩合釜、5#缩合釜，1#缩合釜还具有甲醛入口；中和釜还具有液碱入口。通过该装置可实现萘系减水剂或其同系分散剂的连续生产，提高设备的利用率和生产效率，延长设备寿命，减少手动操作环节，降低能耗和劳动强度，减少人为因素影响，有利于产品质量的稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及减水剂的生产装置技术领域，尤其是一种用于生产萘系减水剂或其同系分散剂(包括萘磺酸甲醛缩合物、苊磺酸甲醛缩合物、磺酸甲醛缩合物、甲基萘磺酸甲醛缩合物等)的装置。
背景技术
萘系(高效)减水剂及其同系分散剂是目前国内用量最大的混凝土减水剂。是以萘系或其同系物为主要原料，经熔化萘或其同系物、磺化反应、水解反应、缩合反应、中和反应而成液态高效减水剂，再经干燥得萘系高效减水剂或其同系分散剂产品。
现有技术的萘系减水剂及其同系分散剂生产工艺中，都是按间歇式生产操作，以萘系减水剂的生产工艺为例，包括下述步骤：在熔化釜熔工业萘，一定的温度下把计量好的液态工业萘打入磺化反应釜，在一定的温度范围内滴加硫酸进行磺化，磺化3小时左右降温，打入水解釜在120℃左右进行水解反应30-45min，水解结束降温打入缩合釜，80℃左右滴加甲醛进行缩合反应，滴加结束在100℃以上缩合反应5-6小时左右，降温后打入中和釜进行中和反应，得到液体产品。相应的，其生产装置主要包括：熔化釜、磺化釜、水解釜、缩合釜、中和釜，各一个，依次连接。
这种生产工艺及装置的主要缺陷在于：
1.反应釜温度呈周期性升降温变化，对设备寿命有不良影响；
2.整个装置为全手动操作，劳动强度大，不利于工人生产操作及过程控制；且因人为因素造成的质量波动影响过大，不利于产品质量稳定的需求；
3.只能采用间歇式生产方式，生产周期较长、效率低，设备利用率低，且生产过程中能耗过大，造成人工、能耗浪费，不利于节能降耗。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置，通过该装置可实现萘系减水剂或其同系分散剂的连续性生产，提高设备的利用率和生产效率，延长设备寿命，减少手动操作环节，降低能耗和劳动强度，并减少人为因素可能对产品质量造成的影响，有利于产品质量的稳定。
一种用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置，主要包括熔化釜、磺化釜、水解釜、缩合釜、中和釜；其中：
磺化釜采用三级磺化釜，包括3个以串联方式连接的磺化釜，可分别表示为1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜；1#磺化釜还具有硫酸入口；
水解釜还具有水解水入口；
缩合釜采用三至五级缩合釜，包括3～5个以串联方式连接的缩合釜，可分别表示为1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜、4#缩合釜、5#缩合釜；1#缩合釜还具有甲醛入口；
中和釜还具有液碱入口。
采用该装置，可通过连续进料实现生产过程的连续运行。
熔化釜是将工业萘或其同系物集中熔化的反应釜，通过加热使原料熔化、得熔融状态的液体工业萘或其同系物。
在三级磺化釜中，液体工业萘或其同系物与硫酸依次在3个串联的磺化釜中进行第一级、第二级、第三级磺化反应，以得到三级磺化反应后的磺化料。
水解釜是三级磺化反应后的磺化料与水进行水解反应的反应釜。
在三至五级缩合釜中，水解反应后的料液与甲醛依次在3～5个缩合釜中进行第一级、第二级、第三级(至第四级/第五级)缩合反应，得到三至五级缩合反应后的缩合料。
中和釜是经过三至五级缩合反应后的缩合料与碱进行中和反应的反应釜。
熔化釜与1#磺化釜之间，可通过液体原料计量泵连接，用于将熔融状态的液体工业萘或其同系物从熔化釜按控制量连续定量的泵入1#磺化釜中；此外，1#磺化釜的硫酸入口还可与硫酸计量泵连接，用于将硫酸按控制量连续定量的泵入1#磺化釜中。
1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜之间，依次连接，且1#磺化釜出口位置高于2#磺化釜入口位置、2#磺化釜出口位置高于3#磺化釜入口位置，以利于使反应料液顺利的依次从1#磺化釜溢流至2#磺化釜、再溢流至3#磺化釜。
3#磺化釜与水解釜之间，可通过磺化料转料泵连接，用于将三级磺化反应后的料液按控制量连续定量的泵入水解釜中；此外，水解釜的水解水入口还可与水解水计量泵连接，用于将水解水按控制量连续定量的泵入水解釜中。
水解釜出口位置高于1#缩合釜入口位置，以利于使水解后料液顺利的从水解釜溢流至1#缩合釜；此外，1#缩合釜的甲醛入口还可与甲醛计量泵连接，用于将甲醛按控制量连续定量的泵入1#缩合釜中。
1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜(乃至4#缩合釜、5#缩合釜)之间，依次连接，且1#缩合釜出口位置高于2#缩合釜入口位置、2#缩合釜出口位置高于3#缩合釜入口位置(以此类推，3#缩合釜出口位置高于4#缩合釜入口位置、4#缩合釜出口位置高于5#缩合釜入口位置)，以利于使反应料液顺利的依次从1#缩合釜溢流至2#缩合釜、再溢流至3#缩合釜(及至4#缩合釜、5#缩合釜)。
3#缩合釜还可与缩合水计量泵连接，用于在必要时，按控制量定量的补充缩合用水。
三至五级缩合釜的最后一级缩合釜(如：当采用三级缩合釜时，最后一级缩合釜即指3#缩合釜；当采用四级缩合釜时，最后一级缩合釜即指4#缩合釜；当采用五级缩合釜时，最后一级缩合釜即指5#缩合釜)与中和釜之间，可通过缩合料转料泵连接，用于将经过三至五级缩合反应后的缩合料按控制量连续定量的泵入中和釜中；此外，中和釜的液碱入口还可与液碱计量泵连接，用于将液碱按控制量连续定量的泵入中和釜中。
中和釜还可以和干燥塔连接，用于将中和反应所得的液体产品进行干燥，以制得固体产品。
本实用新型装置的工作原理，主要步骤包括：分别在熔化釜、磺化釜、水解釜、缩合釜、中和釜中，进行熔化原料、三级磺化反应、水解反应、三至五级缩合反应、中和反应，最终获得萘系减水剂或其同系分散剂；可通过连续进料和连续出料实现生产过程的连续运行。
以生产萘系减水剂为例，采用本实用新型装置的工艺过程可如下：
(1)熔化原料：
将工业萘集中于熔化釜中熔化，得熔融状态的液体工业萘；
(2)三级磺化反应：
将上述熔化釜熔化后所得的熔融状态的液体工业萘连续连续定量的泵入泵入1#磺化釜中，同时向1#磺化釜中加入硫酸，在1#磺化釜中进行第一级磺化反应；当1#磺化釜中的料液(包括已经磺化反应的产物、及进入了1#磺化釜中尚未来得及反应的液体工业萘和硫酸等，以下类推)量达到设定的溢流位置时，1#磺化釜中的料液连续自动溢流到2#磺化釜，在2#磺化釜中进行第二级磺化反应；当2#磺化釜中的料液量达到设定的溢流位置时，2#磺化釜中的料液连续自动溢流到3#磺化釜，在3#磺化釜中进行第三级磺化反应；反应结束，即得三级磺化反应后的磺化料；
(3)水解反应：
当3#磺化釜中的料液量达到设定位置时，将所得三级磺化反应后的磺化料连续转料到水解釜中；同时，向水解釜中按控制量连续加入水解水，进行水解反应；得到水解反应后的料液；
(4)缩合反应(可根据工艺要求情况，设置三至五级缩合反应)：
当水解釜中的料液量达到设定的溢流位置时，水解釜中的料液连续自动溢流到1#缩合釜；同时，向1#缩合釜中按控制量连续加入甲醛，进行第一级缩合反应；当1#缩合釜中的料液量达到设定的溢流位置时，1#缩合釜中的料液连续自动溢流到2#缩合釜，在2#缩合釜中进行第二级缩合反应；当2#缩合釜中的料液量达到设定的溢流位置时，2#缩合釜中的料液连续自动溢流到3#缩合釜，在3#缩合釜中进行第三级缩合反应；
以此类推，设置四至五级缩合反应釜时，当3#缩合釜中的料液量达到设定的溢流位置时，3#缩合釜中的料液连续自动溢流到4#缩合釜，在4#缩合釜中进行第四级缩合反应；当4#缩合釜中的料液量达到设定的溢流位置时，4#缩合釜中的料液连续自动溢流到5#缩合釜，在5#缩合釜中进行第五级缩合反应；
得到三至五级缩合反应后的缩合料；
(5)中和反应：
缩合反应结束后，将上述三至五级缩合反应后的缩合料按控制量连续转料到中和釜；同时，向中和釜中按控制量连续加入液碱，进行中和反应；中和反应结束即得液体萘系减水剂，可通过进一步干燥处理得到固体减水剂。
同理，采用不同的原料，通过相似的工作原理，还可制得其同系分散剂。
本实用新型装置在用于生产萘系减水剂或其同系分散剂时，各反应釜中的反应温度、反应物及其用量等，均可参照现有技术中的相关条件；如：磺化反应的温度通常为100-180℃，水解反应的温度通常为90-120℃，缩合反应的温度通常为80-150℃，中和反应的温度通常为60-100℃，用于中和反应的液碱通常包括氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液等。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.采用本实用新型装置生产萘系减水剂或其同系分散剂，各反应单元物料传送可尽量采用位差溢流，同时可结合计量泵等方式，可实现连续投料和设备连续运行；并通过多级反应釜的运用，使整个过程既满足反应时间要求，又满足物料配比精准的要求，在实现连续性生产的同时，保证产品质量的可控和稳定；同时，在生产连续运行过程中，各个反应釜中的温度等条件相对恒定，不会出现明显的周期性升降温变化，从而有利于延长设备使用周期。
2.连续性生产还可减少手动操作环节，降低能耗和劳动强度，并降低人为因素对产品质量影响的风险，有利于产品质量的稳定和工艺控制，并提高设备利用率和生产效率，有利于生产成本的降低。
附图说明
图1是本实用新型用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置结构示意图；虚线部分表示可根据生产需要适当调整选用。
图2是本实用新型用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置的一个实施例结构示意图；
图3是本实用新型用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置的另一个实施例结构示意图；
图4是本实用新型用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置的又一个实施例结构示意图；
图5是本实用新型用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置的又一个实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于下述实施例。
实施例1
如图2所示，本实施例用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置主要包括熔化釜、磺化釜、水解釜、缩合釜、中和釜等结构；其中：
磺化釜采用三级磺化釜，包括3个以串联方式连接的磺化釜，分别表示为1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜；1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜之间，依次连接，且1#磺化釜出口位置高于2#磺化釜入口位置、2#磺化釜出口位置高于3#磺化釜入口位置，以利于使反应料液顺利的依次从1#磺化釜溢流至2#磺化釜、再溢流至3#磺化釜；
熔化釜和1#磺化釜之间，通过液体原料计量泵连接，用于将熔融状态的液体工业萘或其同系物从熔化釜按控制量连续定量的泵入1#磺化釜中；
1#磺化釜还具有硫酸入口，该入口与硫酸计量泵连接，用于将硫酸按控制量连续定量的泵入1#磺化釜中；
3#磺化釜与水解釜之间，通过磺化料转料泵连接，用于将三级磺化反应后的料液按控制量连续定量的泵入水解釜中；
水解釜还具有水解水入口，该入口与水解水计量泵连接，用于将水解水按控制量连续定量的泵入水解釜中；
缩合釜采用四级缩合釜，包括4个以串联方式连接的缩合釜，分别表示为1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜、4#缩合釜；
1#缩合釜还具有甲醛入口，该入口与甲醛计量泵连接，用于将甲醛按控制量连续定量的泵入1#缩合釜中；
3#缩合釜还与缩合水计量泵连接，用于在必要时，按控制量定量的补充缩合水；
水解釜出口位置高于1#缩合釜入口位置，以利于使水解后料液顺利的从水解釜溢流至1#缩合釜；
1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜、4#缩合釜之间，依次连接，且1#缩合釜出口位置高于2#缩合釜入口位置、2#缩合釜出口位置高于3#缩合釜入口位置、3#缩合釜出口位置高于4#缩合釜入口位置，以利于使反应料液顺利的依次从1#缩合釜溢流至2#缩合釜、再溢流至3#缩合釜、至4#缩合釜；
4#缩合釜与中和釜之间，通过缩合料转料泵连接，用于将经过四级缩合反应后的缩合料按控制量连续定量的泵入中和釜中；
中和釜还具有液碱入口，该入口与液碱计量泵连接，用于将液碱按控制量连续定量的泵入中和釜中；
中和釜还和干燥塔连接，用于将中和反应所得的液体产品进行干燥，以制得固体产品。
实施例2
如图3所示，本实施例用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置主要包括熔化釜、磺化釜、水解釜、缩合釜、中和釜等结构；其中：
磺化釜采用三级磺化釜，包括3个以串联方式连接的磺化釜，分别表示为1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜；1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜之间，依次连接，且1#磺化釜出口位置高于2#磺化釜入口位置、2#磺化釜出口位置高于3#磺化釜入口位置，以利于使反应料液顺利的依次从1#磺化釜溢流至2#磺化釜、再溢流至3#磺化釜；
熔化釜和1#磺化釜之间，通过液体原料计量泵连接，用于将熔融状态的液体工业萘或其同系物从熔化釜按控制量连续定量的泵入1#磺化釜中；
1#磺化釜还具有硫酸入口，该入口与硫酸计量泵连接，用于将硫酸按控制量连续定量的泵入1#磺化釜中；
3#磺化釜与水解釜之间，通过磺化料转料泵连接，用于将三级磺化反应后的料液按控制量连续定量的泵入水解釜中；
水解釜还具有水解水入口，该入口与水解水计量泵连接，用于将水解水按控制量连续定量的泵入水解釜中；
缩合釜采用三级缩合釜，包括3个以串联方式连接的缩合釜，分别表示为1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜；
1#缩合釜还具有甲醛入口，该入口与甲醛计量泵连接，用于将甲醛按控制量连续定量的泵入1#缩合釜中；
水解釜出口位置高于1#缩合釜入口位置，以利于使水解后料液顺利的从水解釜溢流至1#缩合釜；
1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜之间，依次连接，且1#缩合釜出口位置高于2#缩合釜入口位置、2#缩合釜出口位置高于3#缩合釜入口位置，以利于使反应料液顺利的依次从1#缩合釜溢流至2#缩合釜、再溢流至3#缩合釜；
3#缩合釜与中和釜之间，通过缩合料转料泵连接，用于将经过四五级缩合反应后的缩合料按控制量连续定量的泵入中和釜中；
中和釜还具有液碱入口，该入口与液碱计量泵连接，用于将液碱按控制量连续定量的泵入中和釜中。
实施例3
如图4所示，本实施例用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置主要包括熔化釜、磺化釜、水解釜、缩合釜、中和釜等结构；其中：
磺化釜采用三级磺化釜，包括3个以串联方式连接的磺化釜，分别表示为1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜；1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜之间，依次连接，且1#磺化釜出口位置高于2#磺化釜入口位置、2#磺化釜出口位置高于3#磺化釜入口位置，以利于使反应料液顺利的依次从1#磺化釜溢流至2#磺化釜、再溢流至3#磺化釜；
熔化釜和1#磺化釜之间，通过液体原料计量泵连接，用于将熔融状态的液体工业萘或其同系物从熔化釜按控制量连续定量的泵入1#磺化釜中；
1#磺化釜还具有硫酸入口，该入口与硫酸计量泵连接，用于将硫酸按控制量连续定量的泵入1#磺化釜中；
3#磺化釜与水解釜之间，通过磺化料转料泵连接，用于将三级磺化反应后的料液按控制量连续定量的泵入水解釜中；
水解釜还具有水解水入口，该入口与水解水计量泵连接，用于将水解水按控制量连续定量的泵入水解釜中；
缩合釜采用五级缩合釜，包括5个以串联方式连接的缩合釜，分别表示为1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜、4#缩合釜、5#缩合釜；
1#缩合釜还具有甲醛入口，该入口与甲醛计量泵连接，用于将甲醛按控制量连续定量的泵入1#缩合釜中；
3#缩合釜还与缩合水计量泵连接，用于在必要时，按控制量定量的补充缩合水；
水解釜出口位置高于1#缩合釜入口位置，以利于使水解后料液顺利的从水解釜溢流至1#缩合釜；
1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜、4#缩合釜、5#缩合釜之间，依次连接，且1#缩合釜出口位置高于2#缩合釜入口位置、2#缩合釜出口位置高于3#缩合釜入口位置、3#缩合釜出口位置高于4#缩合釜入口位置、4#缩合釜出口位置高于5#缩合釜入口位置，以利于使反应料液顺利的依次从1#缩合釜溢流至2#缩合釜、再溢流至3#缩合釜、至4#缩合釜、5#缩合釜；
5#缩合釜与中和釜之间，通过缩合料转料泵连接，用于将经过四级缩合反应后的缩合料按控制量连续定量的泵入中和釜中；
中和釜还具有液碱入口，该入口与液碱计量泵连接，用于将液碱按控制量连续定量的泵入中和釜中；
中和釜还和干燥塔连接，用于将中和反应所得的液体产品进行干燥，以制得固体产品。
实施例4
如图5所示，本实施例用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置主要包括熔化釜、磺化釜、水解釜、缩合釜、中和釜等结构；其中：
磺化釜采用三级磺化釜，包括3个以串联方式连接的磺化釜，分别表示为1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜；
熔化釜出口位置高于1#磺化釜入口位置，以利于熔融状态的液体工业萘或其同系物从熔化釜连续溢流至1#磺化釜中；
1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜之间，依次连接，且1#磺化釜出口位置高于2#磺化釜入口位置、2#磺化釜出口位置高于3#磺化釜入口位置，以利于使反应料液顺利的依次从1#磺化釜溢流至2#磺化釜、再溢流至3#磺化釜；
1#磺化釜还具有硫酸入口，用于将硫酸加入1#磺化釜中；
3#磺化釜出口位置高于水解釜入口位置，以利于三级磺化反应后的料液从3#磺化釜连续溢流至水解釜中；
水解釜还具有水解水入口，用于将水解水加入水解釜中；
缩合釜采用四级缩合釜，包括4个以串联方式连接的缩合釜，分别表示为1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜、4#缩合釜；
1#缩合釜还具有甲醛入口，用于将甲醛加入1#缩合釜中；
水解釜出口位置高于1#缩合釜入口位置，以利于使水解后料液顺利的从水解釜连续溢流至1#缩合釜；
1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜、4#缩合釜之间，依次连接，且1#缩合釜出口位置高于2#缩合釜入口位置、2#缩合釜出口位置高于3#缩合釜入口位置、3#缩合釜出口位置高于4#缩合釜入口位置，以利于使反应料液顺利的依次从1#缩合釜溢流至2#缩合釜、再溢流至3#缩合釜、至4#缩合釜；
4#缩合釜出口位置高于中和釜入口位置，以利于经过四级缩合反应后的缩合料从4#缩合釜连续溢流至中和釜中；
中和釜还具有液碱入口，用于将液碱加入中和釜中。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1、一种用于生产萘系减水剂或其同系分散剂的装置，主要包括熔化釜、磺化釜、水解釜、缩合釜、中和釜；其特征在于：
所述的磺化釜采用三级磺化釜，包括3个以串联方式连接的磺化釜，分别表示为1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜；1#磺化釜还具有硫酸入口；
所述的水解釜还具有水解水入口；
所述的缩合釜采用三至五级缩合釜，包括3～5个以串联方式连接的缩合釜，分别表示为1#缩合釜、2#缩合釜、3#缩合釜、4#缩合釜、5#缩合釜；1#缩合釜还具有甲醛入口；
所述的中和釜还具有液碱入口。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述的熔化釜与1#磺化釜之间，通过液体原料计量泵连接；1#磺化釜的硫酸入口与硫酸计量泵连接。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述的1#磺化釜、2#磺化釜、3#磺化釜之间，依次连接，且1#磺化釜出口位置高于2#磺化釜入口位置、2#磺化釜出口位置高于3#磺化釜入口位置。
4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述的3#磺化釜与水解釜之间，通过磺化料转料泵连接；水解釜的水解水入口与水解水计量泵连接。
5、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述的水解釜出口位置高于1#缩合釜入口位置；1#缩合釜的甲醛入口与甲醛计量泵连接。
6、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述的1#缩合釜、2#编合釜、3#编合釜之间，依次连接，且1#缩合釜出口位置高于2#缩合釜入口位置、2#缩合釜出口位置高于3#缩合釜入口位置；
以此类推，当设置有4#缩合釜、5#缩合釜时，均依次连接，且3#缩合釜出口位置高于4#缩合釜入口位置、4#缩合釜出口位置高于5#缩合釜入口位置。
7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于：
所述的3#缩合釜还与缩合水计量泵连接。
8、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述的三至五级串联缩合釜的最后一级缩合釜与中和釜之间，通过缩合料转料泵连接；中和釜的液碱入口与液碱计量泵连接。
9、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述的中和釜还和干燥塔连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN102114396A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-07-06 | 江阴市盛通化工有限公司 | 一种无喹啉分散剂mf及生产工艺 |
| CN102745934A (zh) * | 2011-04-27 | 2012-10-24 | 江苏尼高科技有限公司 | 一种阶梯式多釜连续生产脂肪族减水剂的方法 |
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