【正文】 做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家 有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 蘭州理工大學石油化工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 年產(chǎn) 3000 噸環(huán)氧樹脂車間工藝設(shè)計 摘 要： 環(huán)氧樹脂生產(chǎn)工藝一般分為一步法和二步法。目前低 分子量液體環(huán)氧樹脂和中分子量固體環(huán)氧樹脂，一般都采用一步法工藝；高分子量環(huán)氧樹脂采用二步法。二步法工藝的優(yōu)點：與一步法相比，它具有生產(chǎn)工藝簡單、設(shè)備少、工時短、無三廢排放和產(chǎn)品質(zhì)量易調(diào)節(jié)控制等優(yōu)點。 以雙酚 A（ BPA）為主要原材料，合成的環(huán)氧樹脂稱為雙酚 A（ BPA）型環(huán)氧樹脂，是目前產(chǎn)量最大、用途最廣的環(huán)氧樹脂，由于它的應(yīng)用遍及國民經(jīng)濟的眾多領(lǐng)域，因此又稱為通用型環(huán)氧樹脂。它屬于縮水甘油醚型。 本文介紹了年產(chǎn) 3000 噸的環(huán)氧樹脂的車間設(shè)計，從技術(shù)、工程經(jīng)濟、生產(chǎn)管理等方面進行了詳細的論述，內(nèi)容主要包括：設(shè)計 依據(jù)，工藝路線論證，工藝流程設(shè)計，全流程物料衡算，全流程能量衡算，工藝設(shè)備選型與計算，車間布置設(shè)計，三廢處理及其綜合利用，勞動組織，勞動保護與安全生產(chǎn)，工程經(jīng)濟，工藝細節(jié)改進設(shè)計等內(nèi)容。 關(guān)鍵詞 ：環(huán)氧樹脂；一步法； 熱量衡算 蘭州理工大學石油化工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） Annual output of 3,000 tons of epoxy resin plant process design Abstract: Epoxy resin production process is generally divided into onestep and twostep. Present in low molecular weight solid epoxy resins and liquid epoxy resin, generally using onestep process。 high molecular weight epoxy resin with twostep. The advantages of twostep process: with one step, it has the production process was simple, small, short working hours, no waste emissions and product quality and easy to adjust control and so on. To bisphenol A (BPA) as the main raw material, known as bisphenol epoxy resin synthesized A (BPA) type epoxy resin is the output of the largest and most widely used epoxy resin, because of its application throughout the national economy many areas, socalled general epoxy resin. It is ether type. This article describes the annual output of 3,000 tons of epoxy resin of the plant design, technical, engineering economics, production management and other aspects are discussed in detail, mainly including: design basis, process line argument, process design, the whole process of material balance calculation, the whole process of energy balance, process equipment selection and calculation, workshop layout design, waste treatment and utilization, labor anizations, labor protection and safety, engineering economics, technical details of the improved design and so on. KEY WORDS: Epoxy resin。 onestep。 workshop process design 蘭州理工大學石油化工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一章 緒論 分子中含 2個或 2個以上環(huán)氧基的高分子化合物。 最常用的雙酚 A型環(huán)氧樹脂含 2個環(huán)氧基。 化學名稱：雙酚 A二縮水甘油醚 英文名稱： Diglycidyl ether of bis phenol A（縮寫 DGEBP A） OO OO 環(huán)氧樹脂外觀： 無色透明液體 環(huán)氧樹脂用途： 可用于金屬與非金屬的粘合劑，常用于生產(chǎn)環(huán)氧涂料，增強塑料或澆鑄成絕緣制件等，也用于處理紡織品，起防皺、防縮、耐水等作用。低分子量的環(huán)氧樹脂可用作 PVC 的穩(wěn)定劑。在化工及許多行業(yè)，乃至尖端科學技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已獲得廣泛應(yīng)用。環(huán)氧樹脂涂料主要用于金屬保護涂層，如船舶、鋼鐵結(jié)構(gòu)等，同時還可作為陽離子型電泳涂料的調(diào)漆料，大量用于汽車車身的底漆。 環(huán)氧樹脂特性： 可燃物。 環(huán)氧樹脂發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及趨勢 環(huán)氧樹脂的發(fā)明曾經(jīng)歷了相當長的時期，它的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用僅是近 40年的事情。 在 19 世紀末和 20 世紀初兩個重大的發(fā)現(xiàn)揭開了環(huán)氧樹脂發(fā)明的帷幕。遠在 1891 年德國的 Lindmann 用對苯二酚和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成了樹脂狀產(chǎn)物。 1909 年俄國化學家Prileschajew 發(fā)現(xiàn)用過氧化苯甲醚和烯烴反應(yīng)可生成環(huán)氧化合物。這兩種化學反應(yīng)至今仍是環(huán)氧樹脂合成中的主要途徑。 1934 年 Schlack 用胺類化合物使含有大于一個環(huán)氧基團的化合物聚合制得了高分子聚合物，并作為德國的專利發(fā)表。 1938 年這后的幾年間瑞士的 Pierre castan 及美國的 所發(fā)表的多項專利都揭示了雙酚 A 和環(huán)氧氯丙烷經(jīng)縮聚反應(yīng)能制得環(huán)氧樹脂；用有機多元胺類或鄰苯二甲酸均可使樹脂固化，并具有優(yōu)良的粘接性。這些研究成果促使了美 De VoeRaynolds 公司在 1947 年進行了第一次具有工 業(yè)生產(chǎn)價值的環(huán)氧樹脂的制造。不久瑞士的 CIBA 公司、美國的 Shell 公司以及 De Chemical 公司都開始了環(huán)氧樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用開發(fā)工作。到了 20 世紀 50年代初期環(huán)氧樹脂在電氣絕緣澆鑄、防腐蝕涂料、金屬的粘接等應(yīng)用領(lǐng)域有了突破。于是環(huán)氧樹脂作為一個行業(yè)蓬勃發(fā)展起來了。 蘭州理工大學石油化工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 我國的環(huán)氧樹脂的開發(fā)始于 1956 年，在沈陽、上海兩地首先獲得了成功。 1958 年上海開始工業(yè)化生產(chǎn)。 經(jīng)過 40 余年的努力，我國環(huán)氧樹脂生產(chǎn)和應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展。目前生產(chǎn)廠家已達 100 余家。生產(chǎn)的品種、產(chǎn)量日益增多，質(zhì)量不斷提高，在現(xiàn)代 化的建設(shè)中正起著越來越重要的作用。但是以生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量、品種方面和世界先進水平相比差距還很大。我們必須用跳躍式發(fā)展模式，向著 “ 規(guī)模化、高純化、精細化、專用化、系列化、功能化 ”六化方向發(fā)展，才能滿足各行各業(yè)對環(huán)氧樹脂的需求。 環(huán)氧樹脂的特點和用途 粘接強度高，粘接面廣。幾乎可粘接所有的金屬和非金屬，有 “ 萬能膠 ” 的美稱。 良好的加工性。加工時常溫常壓。廣泛用作涂料、灌封料及澆注料等。 優(yōu)異的電絕緣性。用作絕緣材料、電工澆鑄及電子灌封機械強度高。用作結(jié)構(gòu)膠、高強耐磨地坪等。 收縮 率 低， 尺寸穩(wěn)定，不易 變形，不易開裂等。 穩(wěn)定性好，防腐性能優(yōu)異。廣泛用作防腐涂料。 環(huán)氧樹脂的常用技術(shù)術(shù)語和質(zhì)量指標 （ 1） 平均聚合度（ n） 分子中重復結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目稱為聚合度。由于環(huán)氧樹脂是聚合度不同的同系物的混合物，其聚合度的平均值稱為平均聚合度。平均聚合度決定了環(huán)氧樹脂分子量的大小 （ 2） 平均分子量（ M） 環(huán)氧樹脂的分子量與聚合度成正比例。所以也可以說環(huán)氧樹脂是不同分子量的同系物的混合物，它們分子量的平均值稱為平均分子量。 （ 3） 分子量分布 由于環(huán)氧樹脂是分子量不等的同系物組成的混合物，其分子量 具有多分散性，通常用分子量分布來表示。 環(huán)氧樹脂在合成過程中，由于原材料的差異、工藝操作條件不同等，導致產(chǎn)品的分子量分布亦不相同。平均分子量相同的環(huán)氧樹脂，如果分子量分布不同，那么其某些物化性能也不同。分子量分布越窄，則樹脂性能越穩(wěn)定。 （ 4） 環(huán)氧基含量 反應(yīng)活性極大的環(huán)氧基是環(huán)氧樹脂的重要官能團，其含量的大小直接影響使用性能，因此它是控制和鑒定環(huán)氧樹脂質(zhì)量的主要手段之一。實際生產(chǎn)中可根據(jù)環(huán)氧基含量來劃分不同型號的環(huán)氧樹脂。 環(huán)氧基含量有以下三種表示方法： 蘭州理工大學石油化工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） a、環(huán)氧值（ Ev） 環(huán)氧值是我國環(huán)氧樹脂生產(chǎn) 廠家習慣采用的表示方法。它是指每 100g 環(huán)氧樹脂中所含的環(huán)氧當量數(shù)稱為環(huán)氧值。單位： eq/100g。 b、環(huán)氧當量（ En） 環(huán)氧當量是美國、西歐和日本習慣使用的表示方法。它是指含有１克當量環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)稱為環(huán)氧當量。單位： g/eq。 環(huán)氧當量、分子量和環(huán)氧值之間的換算關(guān)系： En=M/2=100/Ev。 c、環(huán)氧基百分含量（ Ec） 環(huán)氧基百分含量是俄羅斯、東歐等國習慣采用的表示方法。它是指環(huán)氧樹脂的每一分子中所含環(huán)氧基的百分比含量。單位：％ 。它與環(huán)氧值之間的關(guān)系 Ec=Ev 43。 （ 5） 軟化點 環(huán)氧樹脂是一種混合物，沒有明確的熔點，只有一個熔融溫度范圍，稱為軟化點。單位：℃。 （ 6） 黏度 黏度是 環(huán)氧樹脂應(yīng)用時十分重要的指標，它對操作性、脫泡性等有很大影響。 位： 或 。黏度與分子量成正比例，黏度和軟化點在一定程度上反映出平均分子量和分子量分布的大小。單位換算１ (帕斯秒 )=(毫帕斯秒 )＝ 1000cP(厘帕斯 )。 （ 7） 雜質(zhì)含量 環(huán)氧樹脂的主要雜質(zhì)包括總氯（有機氯、無機氯）、揮發(fā)份及帶色基團等?，F(xiàn)生產(chǎn)中要盡量減少雜質(zhì)的含量。 環(huán)氧樹 脂的分類 由于原材料與生產(chǎn)工藝的不同，環(huán)氧樹脂有許多種類和型號，也有多種不同的分類方法，若按其化學結(jié)構(gòu)和環(huán)氧基的結(jié)合方式可分為以下六大類： 縮水甘油醚型、縮水甘油酯型、縮水甘油胺型、脂環(huán)族型、線性脂肪族型和混合型環(huán)氧化烯烴。 以雙酚 A（ BPA）為主要原材料，合成的環(huán)氧樹脂稱為雙酚 A（ BPA）型環(huán)氧樹脂，是目前產(chǎn)量最大、用途最廣的環(huán)氧樹脂，由于它的應(yīng)用遍及國民經(jīng)濟的眾多領(lǐng)域，因此又稱為通用型環(huán)氧樹脂。它屬于縮水甘油醚型。 雙酚 A（ BPA)型環(huán)氧樹脂，市場占有量約占環(huán)氧樹脂總量的 85%。本書中所說的環(huán)氧樹脂，如 不加具體說明，便是指 BPA 型環(huán)氧樹脂（又稱 E型環(huán)氧樹脂）。 雙酚 A（ BPA）型環(huán)氧樹脂，根據(jù)其分子量的高低，可分為低分子量樹脂（ M≤ 400）、中等分子量樹脂（ M＝ 4001400）、高分子量樹脂（ M＝ 1400－ 8000）和超高分子量樹脂（ M＝ 10萬－ 45萬）。 雙酚 A（ BPA）型環(huán)氧樹脂的理化性能，隨分子量而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化，其變化規(guī)律如蘭州理工大學石油化工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 下： 分子量↑軟化點↑環(huán)氧值↓環(huán)氧當量↑羥基含量↑ 固化物柔韌性↑固化物硬度↓固化溫度↑ 低分子 量環(huán)氧樹脂的固化主要通過環(huán)氧基反應(yīng)，隨著分子量的增大，環(huán)氧基的 用減少，羥基作 用增大，超高分子量的環(huán)氧樹脂則不需要借助固化劑便能形成堅韌的涂膜。 、生產(chǎn)工藝 環(huán)氧樹脂生產(chǎn)工藝一般分為一步法和二步法。目前低分子量液體環(huán)氧樹脂和中分子量固體環(huán)氧樹脂，一般都采用一步法工藝；高分子量環(huán)氧樹脂采用二步法。 一步法工藝 把雙酚 A(BPA)和環(huán)氧氯丙烷 (ECH)在氫氧化鈉作用下進行縮聚，即開環(huán)和閉環(huán)在同一反應(yīng)條件下進行的工藝方法。周菊興提出的工藝是：將配方量的雙酚 A和環(huán)氧氯