【正文】 ..........31 車間設(shè)備布置的原則 ........................................................................... 31 車間設(shè)備布置設(shè)計(jì) ............................................................................ 31 車間設(shè)備布置的原則 ........................................................................ 31 車間設(shè)立面布置的原則 .................................................................... 32 車間設(shè)備布置 ...................................................................................... 32 車間設(shè)備平面布置 ............................................................................ 32 車間設(shè)備立面布置 ............................................................................ 32 第八章 公用工程 ............................................................................33 ...................................................................................................... 33 ...................................................................................................... 33 ...................................................................................................... 33 ...................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ...........................................................................................34 致 謝 ...........................................................................................35 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 醇酸樹脂由于綜合性能好，原料廣泛，不依賴石油產(chǎn)品，性價(jià)比高，一直以來都是產(chǎn)量最 大的樹脂之一。本設(shè)計(jì)采用溶劑法制備醇酸樹脂。 solvent method。 ? 1927 年美國(guó) 特點(diǎn)，開發(fā)出適于各種用途的醇酸樹脂的制造方法，特別是用苯酐或順酐制造涂料用樹脂，同年由通用電氣公司進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。自六十年代以來 ， 涂料行業(yè)就連續(xù)多年進(jìn)行質(zhì)量評(píng)比 ， 以達(dá)到互相促進(jìn)、 提高質(zhì)量之目的。其中，用中油度干性醇酸樹脂制成的涂料，是醇 酸樹脂涂料中主要的一類，其特點(diǎn)是能常溫干燥，干燥速率也比一般油基涂料快。 第一次世界大戰(zhàn)后，化學(xué)工業(yè)的大發(fā)展，為醇酸樹脂的發(fā)展提供了條件。在國(guó)外，醇酸樹脂涂料始終占據(jù)著 30%左右的涂料生產(chǎn)市場(chǎng)。 醇酸樹脂還可以與硝化棉、聚氨酯樹脂、氨基樹脂、丙烯酸樹脂、有機(jī)硅樹脂及過氧乙烯樹脂等匹配。由于它有這些優(yōu)良性能和廣泛的用途，所以醇酸樹脂具有范圍廣，品種多，需求量大的特點(diǎn)。 植物油使用最多的是豆油、亞麻油和脫水蓖麻油。這是因?yàn)橛脡A精制的植物油，可以除去油中過量的游離酸、磷脂、蛋白質(zhì)、黏液和機(jī)械雜質(zhì)。 植物油的質(zhì)量指標(biāo)包括 ① 外觀、氣味 ② 密度 ③ 黏度 ④ 酸值 ⑤ 皂化值和酯值 ⑥不皂化物 ⑦ 熱析物 ⑧ 碘值。羥基的活性順序 ： 伯羥基 仲羥基 叔羥基。一些有機(jī)酸物性見表 14。 若使用醇解法合成醇酸樹脂，醇解時(shí)需使用催化劑。以鈷、錳鹽和一些氧化態(tài)存在的金屬皂最為常用。醇酸樹脂相當(dāng)于大分子的油 ， 只需少量交聯(lián)點(diǎn) ， 即可使漆膜 干燥 ， 漆膜性能當(dāng)然也遠(yuǎn)超過干性油漆膜。 醇酸樹脂按油和苯酐的含量 不同分類： 醇酸樹脂中的油含量對(duì)醇酸樹脂性能影響很大，油含量以油度表示，定義如下：油度 ( OL) 的含義是醇酸樹脂配方中油脂的用量 Wo 與樹脂理論產(chǎn)量 Wr 之比，以 %表示 ： OL=Wo／ Wr100%。 直接用植物油作原料合成醇酸樹脂，可 以降低成本。 醇解反應(yīng)在油相內(nèi)進(jìn)行，是可逆反應(yīng)。 甘油一酸酯在醇解平衡體系的含量標(biāo)志醇解反應(yīng)的深度，至少占 25%左右才可得到透明均一的醇酸樹脂溶液。 醇解法生產(chǎn)醇酸樹脂的工藝一般是：在惰性氣體保護(hù)下，加入油，在攪拌情況下升溫至 220~250℃ ，然后加入多元醇和催化劑，維持反應(yīng)釜內(nèi)溫度 220~250℃山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 進(jìn)行醇解。實(shí)際生產(chǎn)中采用甲醇或乙醇溶解度法測(cè)定醇解反應(yīng)程度。具體操作為取 1mL 醇解物于試管內(nèi)，在規(guī)定溫度下以一定的濃度的無水甲醇或乙醇進(jìn)行滴定，至開始渾濁作為終點(diǎn)。此法不需取樣，適應(yīng)性強(qiáng)，并可用電腦控制，其原理是反應(yīng)物料在醇解過程中電阻值逐漸降低到最低值，然后電阻達(dá)到平衡，指示出醇解終點(diǎn)。 醇解反應(yīng)是通過酯化反應(yīng)，逐步聚合成大分子，反應(yīng)中產(chǎn)生水，必須及時(shí)排除體系之外，以保證酯化反應(yīng)正常進(jìn)行。但所得樹脂顏色較深，突出的缺點(diǎn)是苯酐損失量大，且苯酐的損失隨 惰性氣體（ CO2） 氣體通入量大小，排氣量大小變化，難以按預(yù)定的配方制得所要求的醇酸樹脂，性能不穩(wěn)定。在涂料行業(yè)合成樹脂 中應(yīng)用比例可達(dá) 70%，對(duì)涂料的性能有著決定性的影響?，F(xiàn)在合成化學(xué)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了很多可以 用來改性的單體，化學(xué)制劑和新型樹脂，這為醇酸樹脂的多方面改性創(chuàng)造了條件。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 （ 1）改性劑起羧基作用的化學(xué)改性 聚氨酯的改性 聚氨酯醇酸因價(jià)格比其他的聚氨酯涂料便宜，使用的溶劑要求不高，而又比醇酸干性好、硬度高，對(duì)化學(xué)藥品穩(wěn)定而廣泛 得到應(yīng)用。 第一步：制取用植物油或它們的脂肪酸改性的含羥基齊聚物。 環(huán)氧樹脂可以在合成過程或成 膜過程中引入醇酸樹脂。環(huán)氧樹脂加入 5%以上，涂膜性能就可以獲得改進(jìn)。 制備苯乙烯化醇酸有四種普遍方法： A、 脂肪酸苯乙烯化后然后用甘油、苯酐酯化 B、 植物油苯乙烯化后用甘油醇解形成單甘油酯，然后用苯酐酯化 C、 預(yù)制成的單甘油酯苯乙烯化后用多元酸酯化 D、 脂肪酸的苯乙烯化 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第二章 醇酸樹脂的工藝流程 醇解法與脂肪酸法相比具有明顯優(yōu)點(diǎn) [18]： （ 1）成 本低； （ 2）工藝簡(jiǎn)單以控制 （ 3）原料腐蝕性小 經(jīng)分析比較，選醇解法合成醇酸樹脂。一般認(rèn)為氧化鉛做催化劑反應(yīng)速度最快，而且能提 高樹脂制漆后的漆膜耐水，硬度等性能。 醇酸樹脂常用的催干劑是鈷干料、鋅干料和鈣干料三種。因此，常用與其他干料配合使用效果更佳。 鈣干料也是干料中的助干料，作用基本與鋅干料基本相同。在城模時(shí)因易于揮發(fā)而不同于別的漆膜的干燥。 乙醇為白色透明液體，濃濃酒味。反應(yīng)中的游離酸決定醇酸樹脂的反應(yīng)程度。當(dāng) KOH的量加到剛能達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，酚酞就由無色轉(zhuǎn)為粉紅色。 植物油的油度過長(zhǎng)或過短都對(duì)生產(chǎn)要求較嚴(yán)，油度越長(zhǎng)，醇解速度越慢，醇解溫度越高，醇解時(shí)間越長(zhǎng)，容忍度越小，故選用生產(chǎn)中油度的樹脂。為減短醇解時(shí)間，本設(shè)計(jì)將采用經(jīng)過雙漂的亞麻油。 鈉法生產(chǎn)的季戊四醇熔點(diǎn)比鈣法的熔點(diǎn)要低，醇解時(shí)的溫度一定要達(dá)到其熔點(diǎn)的溫度，否則就不能使醇解物形成均相體系，并導(dǎo)致醇解緩慢使反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)而對(duì)質(zhì)量不利。若二季戊四醇、三季戊四醇等雜質(zhì)量過大，會(huì)使生成物粘度上升過快，影響樹脂的質(zhì)量，增加樹脂凈化的難度。由于其溶解力強(qiáng)，揮發(fā)速度適中，是短油醇酸樹脂、乙烯樹脂、氯化橡膠和聚氨酯樹脂的主要溶劑。 200號(hào)溶劑油的溶解力屬中等范圍，可與很多有機(jī)溶劑互溶。中油度醇酸樹脂需要和少量芳香烴一起使用，短油度醇酸樹脂及其他合成樹脂不能用 200號(hào)油漆溶劑油溶解。具體的做法是取 1 體積反應(yīng)混合物與 3 體積無水甲醇混合，在 25℃ 下，如能得到透明溶液，即達(dá)到醇解終點(diǎn)，否則應(yīng)繼續(xù)醇解。 電導(dǎo)測(cè)定法雖然簡(jiǎn)便，但是不夠準(zhǔn)確，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)生產(chǎn)中油度醇酸樹脂，因此采用甲醇的容忍度法進(jìn)行終點(diǎn)控制。 通過回流系統(tǒng)的改進(jìn)來提高酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率 。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 數(shù) 表 21 醇酸樹脂的主要原料及參數(shù) 主要原料 化學(xué)式 熔點(diǎn) /℃ 沸點(diǎn) /℃ 相對(duì)密度 甘油 C3H8O3 290 苯二甲酸酐 C8H4O3 295 亞麻油 C18H32O2 5 229230 二甲苯 C8H10 137140 200 號(hào) 溶劑油 油度： 50% 純度 ： 50% 表 22 所生產(chǎn)醇酸樹脂的規(guī)格 粘度 酸值 / mgKOH／ g 固體份 8~11s ＜ 10 50%177。另外在干燥速率、附著力、光澤、硬度、保光性和耐候性等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于天然的油性漆；醇酸樹脂不僅可單獨(dú)使用 ， 而且還可同其他樹脂配伍；它可應(yīng)用于各種底材。 (1)官能團(tuán) 有機(jī)化合物分子中能起化學(xué)反應(yīng)作用的活性基團(tuán)稱為官能團(tuán)，如甘油分子中含三個(gè)羥基，官能團(tuán)為 3，苯酐分子有兩個(gè)羧基參與反應(yīng)，官能團(tuán)為 2。 （ 2）醇超量 R=B/A， 體系中醇的總的當(dāng)量數(shù)與酸的總的當(dāng)量數(shù)之比，植物油要分解為甘油與脂肪酸兩部分，分別計(jì)入醇與酸的總的當(dāng)量數(shù)中。按解方程方法得：油量 =要求的油度， %（酯化苯酐的多元醇的量 +苯酐的量 +過量多元醇的量 酯化產(chǎn)生的水的量） 247。 由油量 =油量 =要求的油度， %（ 酯化苯酐的多元醇的量 +苯酐的量 +過量多元醇的量 酯化產(chǎn)生的水的量） 247。= 苯二甲酸酐 =148247。 醇酸樹脂的工藝流程要經(jīng)過醇解反應(yīng)、酯化反應(yīng)、稀釋、過濾四道工序完成。 （ 2）酯化反應(yīng) 醇解后 ，在 20 分鐘內(nèi)分批加入苯二甲酸酐。 （ 3）稀釋 當(dāng)黏度達(dá)到 811s 時(shí)立即停止加熱，關(guān)閉反應(yīng)釜出氣閥門，通入二氧化碳，將反應(yīng)液壓入至兌稀釜，冷卻到 150℃ 加入 200 號(hào)油漆溶劑油，剩下的二甲苯制成樹脂溶液。 反應(yīng)釜的物料進(jìn)出情況如下圖 31 圖 31 反應(yīng)釜的進(jìn)出料情況 所以進(jìn)料量 =亞麻油 +甘油 +苯酐 +二甲苯 出料量 =醇酸樹脂 +水 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每天生產(chǎn) 50%醇酸樹脂的量為： 50000t247。= 酯化階段需加入： 苯二甲酸酐： 247。 兌稀罐的物質(zhì)進(jìn)出情況如下圖 32 圖 32 兌稀罐的物質(zhì)進(jìn)出情況 根據(jù)生產(chǎn)工藝可知，在兌稀罐里主要是醇酸樹脂的兌?。? 所以進(jìn)料量 =100%醇酸樹脂 +二甲苯 +200 號(hào) 溶劑油 出料量 =50%醇酸樹脂溶液 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每天需生產(chǎn) 100%醇酸樹脂的量 50000t247。 亞麻油 、 苯酐 甘油 、 二甲苯 200 號(hào) 溶劑油 系 統(tǒng) 水 50%的 醇酸樹脂 涂 料 50%的 醇酸樹脂 涂 料 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 （ 1）由于各種物料都是在常溫 (25℃ )下加入，設(shè)其為基準(zhǔn)，即 Q1 = 0?！?) ，二甲苯的比熱容為CP2=(Kg℃ )，沸點(diǎn)為 139℃ ；水的氣化潛熱為 ，比熱容為(Kg 查得醇酸樹脂的比熱容為 (Kg℃ ) △ T：水的始溫差， ℃ （設(shè)水的出口溫度為 25℃ ，出口溫度為 30℃ ） 由生產(chǎn)工藝可知，本設(shè)計(jì)主要加熱設(shè)備為反應(yīng)釜，所以熱量主要消耗在反應(yīng)釜上。3600247。對(duì)該反應(yīng)器選用鎳鉻不銹鋼， 0Cr18Ni9 .鋼板標(biāo)準(zhǔn)為 GB4237 。+247。(243)= 圓整，取公稱容積為 32m3 的反應(yīng)釜。 內(nèi)鍋直徑 mm 夾套直徑 mm 電動(dòng)機(jī)功率 kw 減速機(jī)型號(hào) 攪拌轉(zhuǎn)速 32 3000 3200 37 BLB 4501145 50100