【正文】 C H B P A N a N a O H E P O X Y? ? ? ? 7 ? 6 ? 1760 2(ECH)m 2(BPA Na)m ? 2(NaOH)m 5000 ? 2 2 27 9 2 . 5 2 6 2 5 0 . 2 8 4 0 . 0 1 1 7 6 0( E C H ) ( B P A N a ) ( N a O H ) 5 0 0 0 0 . 3 3m m m?? ? ? ??? 得： 2 (EC H ) tm ? 2 ( B P A N a ) tm ?? 2 (N aO H ) ? 綜上所述： ECH 的年用量為 12( E C H ) ( E C H ) 12 5. 92 60 7. 14 18 67 .0 6m m t? ? ? ? BPANa 的年用量為 12( B PA N a ) ( B PA N a ) 2 8 4 0 .2 2 1 4 0 7 .7 8 4 2 4 8 .0 0m m t? ? ? ? ? ? 而 ~BPA BPA Na? (BPA)m (B P A ) ? 得： (BPA)m = 即 BPA 的年產(chǎn)量為 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 17 反應(yīng)式： E C H B P A N a N a O H E P O X Y? ? ? ? (NaOH)m (EPOXY)m 40 .0 1 5 25 0. 28 0. 67 6 25 0. 28 0. 33 15 69 .7 2( N a O H ) 45 49 .5 1 ( E PO X Y )mm? ? ? ? ??? 得： (NaOH)m = (EPOXY)m = 而反應(yīng)釜中的損失為 %，則進(jìn)入到精餾釜中的環(huán)氧樹脂為： 5 3 5 3 . 4 5 (1 1 . 5 % ) 5 2 7 3 . 1 4 k g? ? ? 因消耗的氫氧化鈉為 ，則氫氧化鈉的投入量為： % kg?? 未反應(yīng)的 ECH 量： 11 ( 6 0. 67 7 0. 33 )20 00 18 .1 8 92 .5 2 2. 41( 5 0. 67 6 0. 33 )m k g? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 生成氯化鈉的量： 12 18 .18 ( 6 7 7 3 )58 .5 12 63 .07( 5 7 6 3 )m k g? ? ? ?? ? ?? ? ? 生成水量： 13 ( 5 6 )m k g? ? ?? ? ? 損失環(huán)氧樹脂量： 14 5 3 5 3 . 4 5 1 . 5 % 8 0 . 3 0m kg? ? ? 精制階段 甲苯進(jìn)料量： 15 3950m kg? 水進(jìn)料量： 16 6240m kg? 進(jìn)入的氯化鈉量： 17 kg? 進(jìn)入的 ECH 量： 18 kg? 進(jìn) 入的甲苯量： 19 7100m kg? 進(jìn)入的水量： 18 k g? ? ? 進(jìn)入的環(huán)氧樹脂量： 21 kg? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 18 損失的環(huán)氧樹脂量： 22 % k g? ? ? 氯化鈉的排出量： 23 1240m kg? 廢水的排出量： 24 14672m kg? 則進(jìn)入到脫溶劑系統(tǒng)中的環(huán)氧樹脂為： 5 2 7 3 . 1 4 (1 2 . 1 % ) 5 1 6 2 . 4 0 k g? ? ? 脫溶劑階段 由 于脫溶劑系統(tǒng)的損失為 %，則進(jìn)入到包裝中的環(huán)氧樹脂為： 5 1 6 2 . 4 0 (1 1 . 1 % ) 5 1 0 5 . 6 1 kg? ? ? 廢聚物處理階段 由于廢聚物系統(tǒng)的損失為 %，則進(jìn)入到包裝中的環(huán)氧樹脂為： 5 1 0 5 . 6 1 (1 1 . 3 % ) 5 0 3 9 . 2 4 k g? ? ? 包裝階段 由于包裝過程的損失為 %，每批所得的環(huán)氧樹脂為： 5 0 3 9 . 2 4 (1 1 . 8 % ) 4 9 4 8 . 5 3 k g? ? ? 年產(chǎn)批次 由于 CYD014 年生產(chǎn)總?cè)蝿?wù) 5000 噸，而每批所得的環(huán)氧樹脂為 故批次 350 00 10 10 11 / ??? 批 年 故每批消耗氫氧化鈉的量為： 7 4 5 .0 6 1 3 8 .5 3 8 8 3 .5 9 kg?? 年消耗氫氧化鈉總量為： 38 8 3 . 5 9 1 0 1 1 1 0 8 9 3 . 3 1t?? ? ? 設(shè)每批生產(chǎn)時(shí)間為 8 小時(shí)： 則 CYD011 的年總生產(chǎn)時(shí)間為： 1)014( ????C Y Dt 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 19 物料平衡圖 30%NaOH： 3160kg H2O： 5840kg BPA： 4200kg ( B P A Na ) 45 49 .5 1m ?? 甲苯： 7100kg ECH： 20xxkg ( E PO X Y ) 5 2 7 3 . 1 2m k g? 甲苯： 3950kg H2O： 6240kg NaCl： 1240kg 廢水： 14672kg ( E PO X Y ) 5 1 6 2 . 4 0m k g? 損失甲苯： 110kg 甲苯： 10940kg 排鹽腳池 ( E PO X Y ) 5 1 0 5 .6 1m k g? ( E PO X Y ) 5 0 3 9 . 2 4m k g? 所得樹脂： 圖 CYD014 物料平衡圖 溶解釜 精制釜 脫溶劑系統(tǒng) 反應(yīng)釜 廢聚物處理 包裝 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 20 第四章 熱量衡算 熱量衡算 化工過程中，各工序都要求有確定的溫度工序等條件，并且都伴有能量的傳遞或轉(zhuǎn)移保證穩(wěn)定生產(chǎn)。熱量衡算以物料衡算為基礎(chǔ)，而它又是設(shè)備計(jì)算的基礎(chǔ)。間歇法生產(chǎn)雙酚 A 型環(huán)氧樹脂的反應(yīng)釜屬于中壓容器，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該考慮液體黏度的問題，據(jù)此進(jìn)行主要設(shè)備的選擇和尺寸工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算。 反應(yīng)釜是生產(chǎn)雙酚 A 型環(huán)氧樹脂最關(guān)鍵的設(shè)備，其是否先進(jìn)對(duì)環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)起決定作用，他不但關(guān)系到裝置能否進(jìn)行正常運(yùn)行，而且影響裝置的生產(chǎn)能力、傳熱、傳質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量和裝置的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 總生產(chǎn)量 CYD014 型生產(chǎn)樹脂年消耗 NaOH 量、 ECH 和 BPA 的求?。? ( NaOH) ?總 ( ECH ) = ( BPA ) = 反應(yīng)釜設(shè)計(jì) 容積 的計(jì)算 我們本次設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜在常壓條件下進(jìn)行操作，進(jìn)入反應(yīng)釜的原料都是液態(tài)，反應(yīng)開始前，粘度較小，隨之反應(yīng)進(jìn)行，粘度會(huì)逐漸增大，因此，反應(yīng)釜采用渦輪式攪拌器（圓盤彎葉）。 5～ 15 C? ，取進(jìn)口水 T=75 C? 、出口水 T=70 C? ； 5～ 10 C? ，取進(jìn)口水 T=30 C? 、出口水 T=40 C? ； ，溫差在 7～ 17 C? 之間。化學(xué)反應(yīng)不僅兼具了 “三傳 [8]”（動(dòng)量傳遞、質(zhì)量傳遞、熱量傳遞），而且自身還有化學(xué)反應(yīng)放熱反應(yīng)。 繪制物料流程簡圖 圖 生產(chǎn)流程簡圖 數(shù)據(jù)收集 1. 生產(chǎn)規(guī)模： 5000 噸 2. 生產(chǎn) 時(shí)間： 年工作時(shí)數(shù) 8000 小時(shí) 全裝置總收率按 91%計(jì)，損耗（包括工藝損耗和機(jī)械損耗）為 9%。對(duì)于穩(wěn)態(tài)連續(xù)過程，進(jìn)料量總和等于出料量總和，即 W 為 ，上式可變?yōu)椋? ΣF=ΣD () 以上兩式適用于總物料，當(dāng)沒有化學(xué)反應(yīng)時(shí)也可用于任意組分。得到的樹脂液放入 T1146 中，然后通過 F1142 樹脂溶液過濾器過濾， 濾去微小雜質(zhì)后送入脫溶劑工序，在 E1151 利用高溫低壓條件，脫去大量溶劑后送到 K1151 中，利用更高溫度，更低壓力的條件徹底的脫出溶劑，得到的熔融樹脂經(jīng) K1203 冷卻成型后包裝成袋，脫去的溶劑經(jīng)冷卻后回收重新利用。反應(yīng)時(shí)間太短，反應(yīng)不充分，環(huán)氧當(dāng)量偏低，有機(jī)氯偏高。 配堿溶度的影響：溶解崗位中堿 (NaOH)的配比溶度對(duì)反應(yīng)速度有很大的影響，配堿溶度過低時(shí) (5%)，將引起樹脂生成困難，過高時(shí)，樹脂黏度偏高，廢聚物增多。 脫溶劑：在高溫低壓條件下，政法樹脂溶液中的溶劑成分甲苯和甲基異丁基酮，然后冷凝溶劑蒸汽 回收后循環(huán)利用，高溫樹脂在接片機(jī)的鋼帶上鋪成薄膜，然后利用冷卻水冷卻鋼帶進(jìn)而冷卻樹脂，使樹脂凝固然后破碎成片狀后包裝。 首先將水和燒堿在溶解釜中混合配成一定濃度 (8~12%)的溶液，再加入定量的雙酚A，使 BPA 充分溶解，然后送入反應(yīng)釜，在一定的溫度下快速加入計(jì)量好的 ECH，并維持在一定溫度 (90~98 C? )下反應(yīng) 60～ 90min，反應(yīng)完后加溶劑 (甲苯 )溶解，溶解好后送入精制釜，除去鹽、廢聚物、堿及其他雜質(zhì)。 一步法是在水介質(zhì)中呈乳液狀態(tài)進(jìn)行的，后處理較困難，樹脂的分子量分布較寬，有機(jī)氯含量高，不易制得環(huán)氧值高、軟化點(diǎn)也高的樹脂產(chǎn)品。 ⑵ 二步法 二步法又有本體聚合法和催化聚合兩種。 溶劑法是先將雙酚 A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)溶劑投入反應(yīng)釜中，攪拌溶解后，升溫到 50~75℃ ，滴加 NaOH 溶液使之進(jìn)行反應(yīng)。 水洗法是先將雙酚 A 溶于 10%的 NaOH 水溶液中，在一定溫度下一次性加入環(huán)氧氯丙烷，使之進(jìn) 行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后靜置，除去上層堿液，然后用沸水洗滌十幾次，除去樹脂中殘存的堿和鹽類，最后脫水即得產(chǎn)品。低、中分子量的樹脂一般用一步法合成，而高分子量的樹脂既可用一步法，也可以用二步法合成。燒堿 3160kg(濃度 30%）；環(huán)氧氯丙烷 20xxkg；甲苯 7100kg；鋅粉少量。由于食品是一種特殊商品，必然要求涂料固化后對(duì)金屬的附著力強(qiáng)，涂膜保色性好，耐焊藥性強(qiáng)，耐腐蝕性好（尤其是針對(duì)罐裝液體食品），且必須符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 甲板漆除要求有耐水、耐曬、耐磨、耐洗刷外，還要求耐石油、機(jī)油及具有防滑作用。環(huán)氧樹脂瀝青防銹涂料及純環(huán)氧樹脂防銹涂料能經(jīng)受長期海水浸泡、干濕交替、陰暗潮濕的環(huán)境，是船底防武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 5 銹漆中的佼佼者。 （ 3）汽車、船舶等交通工具用環(huán)氧樹脂涂料 汽車車身用環(huán)氧樹脂涂料主要是離子電泳涂料，它一般是以水作分散劑的水性環(huán)氧樹酯涂料，多采用電沉積法進(jìn)行涂裝，其腐蝕性能非常優(yōu)越，專門用于大型生產(chǎn)如汽車車身等的鋼鐵制品的底漆涂料。環(huán)氧漆包線絕緣漆是漆包線絕緣漆中的小品種，一般是采用高相對(duì)分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂 E0 E06，固化劑為醇溶性酚醛樹脂，主要用于潛水電機(jī)、化工廠用 電機(jī)、冷凍機(jī)電機(jī)、油浸式變壓器的繞組和線圈。電氣絕緣涂 料是絕緣材料中的重要組成部分，主要包括漆包線絕緣漆、浸漬絕緣漆、覆蓋絕緣漆、硅鋼片絕緣漆、黏合絕緣漆等。據(jù)統(tǒng)計(jì) , 20xx 年我國防腐涂料總產(chǎn)量達(dá)到 60 萬 t，武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 4 預(yù)計(jì) 2020 年將突破 100 萬 t 大關(guān)。 環(huán)氧樹脂的應(yīng)用 （ 1） 防腐蝕環(huán)氧涂料 金屬的腐蝕主要是由金屬與接觸的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而引起的，它使金屬結(jié)構(gòu)受到破壞，造成設(shè)備報(bào)廢。 三、 按狀態(tài)分類 按室溫下的狀態(tài)，環(huán)氧樹脂可分為液態(tài)環(huán)氧樹脂和固態(tài)環(huán)