【正文】 原料用量計(jì)算： 反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)物純量計(jì)算： 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 物料衡算 16 為了較好地把握全過(guò)程，先假設(shè)理想情況進(jìn)行計(jì)算，即計(jì)算各反應(yīng)物的純量。 薄膜脫苯工藝流程 進(jìn)入半成品貯罐的樹(shù)脂甲苯溶液，用泵輸送至薄膜蒸發(fā)器 (MA305)(經(jīng)調(diào)節(jié)閥控制 )，進(jìn)入薄膜蒸發(fā)器的物料迅速在蒸發(fā)器內(nèi)形成膜狀，在其 夾 套蒸汽的加熱下，苯不斷揮發(fā)，經(jīng)冷凝冷卻器 (E502)回收輸送至苯貯罐，環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)入樹(shù)脂中間罐(V503)，中 間罐的樹(shù)脂放入成品罐 (V501A／ B)，用泵送至灌裝機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品裝桶。 ③ 回收結(jié)束后過(guò)濾，靜置，把苯溶液抽吸到回流脫苯釜內(nèi)，下層的鹽腳抽吸后放掉。易揮發(fā)。 主要原材料 環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的主要原材料及規(guī)格 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 生產(chǎn)工 藝設(shè)計(jì) 10 表 環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的主要原材料及規(guī)格 原材料名稱(chēng) 結(jié)構(gòu)式 分子量 M 質(zhì)量指標(biāo) 雙酚 A (BPA) 228 外觀：白色粒狀（或粉狀）結(jié)晶體，熔點(diǎn)： ≥℃ 色度號(hào)（鉑－鈷）： ≤40 環(huán)氧氯丙烷 （ ECH） Cl 78 外觀：無(wú)色透明液體 純度 wt％：≥ 密度（ 20℃ ） g/cm3： 色度（ PtCo） :≤15 苯 92 純度 wt％： ≥ 餾程 ℃ ： 109～ 112 密度（ 20℃ ） g/cm3:～ 色度（ PtCo）號(hào)： ≤15 液體燒堿 NaOH 40 晶體，含量 wt％： ≥ 環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的主要原材料的性質(zhì) BPA：白色片狀或粒狀晶體，不溶于水，能溶于醇、醚、丙酮及堿性溶中，室溫下微溶于甲苯、二甲苯，加溫下溶解度急劇增加?？紤]到價(jià)格因素，國(guó)內(nèi)企業(yè) 選用銨鹽的居多。最后蒸出苯，得到清澈透明的樹(shù)脂。若能?chē)?yán)格控制合適的反應(yīng)條件 (如投料配比， NaoH用量、 ?濃度及投料方式，反應(yīng)溫度，加料順序、含水量等 )，即可將副反應(yīng)控制到最低限度。 國(guó)內(nèi) 產(chǎn)量最大的 E44環(huán)氧樹(shù)脂就是采用一步法工藝合成的。 上述反應(yīng)是縮聚過(guò)程中的主要反應(yīng)。 雙酚 A（ BPA）型環(huán)氧樹(shù)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)律如下： 分子量 ↑軟化點(diǎn) ↑環(huán)氧值 ↓環(huán)氧當(dāng)量 ↑羥基含量 ↑ 固化物柔韌性 ↑固化物硬度 ↓固化溫度 ↑ 合成原理 雙酚 A 型壞氧樹(shù)脂是由二酚基丙烷 (雙酚 A)和環(huán)氧氯丙烷在堿性催化劑 (通常用 NaoH)作用下縮聚而成。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 生產(chǎn)工 藝設(shè)計(jì) 7 2 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 工藝選擇 雙酚 A(即二酚基丙烷 )型環(huán)氧樹(shù)脂，在環(huán)氧樹(shù)脂中它原材料易得，成本最低，是環(huán)氧樹(shù)脂家族中產(chǎn)量最大、用途最為普遍的一大品種。由于環(huán)氧樹(shù)脂品種的增加和應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)，環(huán)氧樹(shù)脂在電氣 絕緣、防腐涂料、金屬結(jié)構(gòu)粘接等領(lǐng)域的應(yīng)用有了突破：于是環(huán)氧樹(shù)脂作為一個(gè)行業(yè)蓬 勃地發(fā)展起來(lái)；目前它的品種、應(yīng)用開(kāi)發(fā)仍很活躍，從 1960年以來(lái)，已有數(shù)百種環(huán)氧樹(shù)脂完成工業(yè)化開(kāi)發(fā)，已有 40～ 50種不同結(jié)構(gòu)的環(huán)氧可商品化制造或由中間試驗(yàn)廠提供，同時(shí)與之相適用的 100多種工業(yè)化固化劑和許許多多的改性劑和稀釋劑與之配套，正謂方興未艾。 Unio Carbide 開(kāi)發(fā)了對(duì)氨基苯酚三縮水甘油醚樹(shù)脂。 20世紀(jì) 50年代后期，美國(guó)的兩個(gè)主要公司，汽巴和 DevoeRaynolds 繼續(xù)研究縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂，殼牌化學(xué)公司只提供環(huán)氧氯丙烷，聯(lián)合碳化物塑料公司首先制造酚醛樹(shù)脂和雙酚 A，歐洲汽巴和殼牌集中開(kāi)發(fā)了環(huán)氧樹(shù)脂。 1937年到 1939年 歐洲曾嘗試用環(huán)氧樹(shù)脂補(bǔ)牙，但沒(méi)有成功。 20世紀(jì)初首先報(bào)導(dǎo)了烯烴的環(huán)氧化，但直到 20世紀(jì)40年代中期， Swern 和他在 美國(guó)農(nóng)業(yè)部 的合作伙伴開(kāi)始研究聚不飽和天然油的環(huán)氧化時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)也僅應(yīng)用于高相對(duì)分子質(zhì)量單環(huán)氧化合物的生產(chǎn)并引起廣泛的工業(yè)化規(guī)模開(kāi)發(fā)的興趣。固 化產(chǎn)物具有高韌性、高強(qiáng)度、耐輻照、耐高低溫方向發(fā)展。 環(huán)氧涂料 （防腐、防海洋生物污染）。 : 目前，世界上使用最廣泛的品種是雙酚 A 型環(huán)氧，其次是溴化雙酚 A 型和 酚醛 型環(huán)氧，其它品種生產(chǎn)使用量很小。常溫或低溫固化一般選用胺類(lèi)固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類(lèi)固化劑。 ⑨ 耐霉菌。 ⑥ 電性能。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 引言 2 ③ 粘附力強(qiáng)。 環(huán)氧樹(shù)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(qiáng)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。 access to materials use an ordinary 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Design Notes II tubes are seamless。 actual annual output of 59 600 tons. (2) lined with closed steam heating 50 000L stir to dissolve kettle。 以雙酚 A（ BPA）為主要原材料，合成的環(huán)氧樹(shù)脂稱(chēng)為雙酚 A（ BPA）型環(huán)氧樹(shù)脂，是目前產(chǎn)量最大、用途最廣的 環(huán)氧樹(shù)脂，由于它的應(yīng)用遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的眾多領(lǐng)域，因此又稱(chēng)為通用型環(huán)氧樹(shù)脂。 本設(shè)計(jì)用此類(lèi) 環(huán)氧樹(shù)脂。 with ice cooling saline 50 000L lined closed stirred tank reactor, D = 3 800mm, H = 4 600mm. Material for the nickelchromium stainless steel0Cr18Ni9 . (3) Main equipment: Paddle mixers。 pump shield pump selection B。低分子量的環(huán)氧樹(shù)脂可用作 PVC 的穩(wěn)定劑。環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在，使其對(duì)各種物質(zhì)具有很高的粘附力。固化后的 環(huán)氧樹(shù)脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良 絕緣材料 。固化的環(huán)氧樹(shù)脂體系耐大多數(shù)霉菌，可以在苛刻的熱帶條件下使用。 環(huán)氧值是鑒定環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的最主要指標(biāo)，環(huán)氧樹(shù)脂的型號(hào)劃分就是根據(jù)環(huán)氧值的不同來(lái)區(qū)分的。 國(guó)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)的環(huán)氧樹(shù) 脂只有雙酚 A 型的幾個(gè)牌號(hào)。專(zhuān)家預(yù)測(cè)， 2021年我國(guó)海洋涂料需 4萬(wàn)噸，其中大部分是 環(huán)氧防腐涂料 。由此特種樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑的品種將會(huì)有更大發(fā)展，形成多品種小批量的生產(chǎn)格局。 10年之后才應(yīng)用于環(huán)氧樹(shù)脂合成技術(shù)之中。除此之外，在 第二次世界大戰(zhàn) 前，沒(méi)有全面開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)。 1955年夏季，四種基本環(huán)氧樹(shù)脂在美國(guó)獲得生產(chǎn)制造許可證， Dow Chemical co．和 Reichho1d 化合物公司建立了環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)線。 1957年有關(guān)環(huán)氧樹(shù)脂的合成工藝的專(zhuān)利問(wèn)世，是由 Shell Developmet co．申請(qǐng)的，該專(zhuān)利研究了固化劑和填加劑的應(yīng)用工藝方法，揭示了環(huán)氧樹(shù)脂固化物的應(yīng)用。 中國(guó)研制環(huán)氧樹(shù)脂始于 1956年，在沈陽(yáng)、 上海 兩地首先獲得了成功。 雙酚 A 型環(huán)氧樹(shù)脂具有粘接、防腐蝕、成型性和熱穩(wěn)定性能，在機(jī)械、電氣和耐化學(xué)藥品性方面的性能非常優(yōu)越。其反應(yīng)歷程的說(shuō)法不一，尚無(wú)定論，本書(shū)不作探討。此外還可能有一些不希望有的副反應(yīng)，如環(huán)氧基的水解反映、酚羥基與環(huán)氧基的反常加成反應(yīng)等。 二步法工藝是雙酚 A 和環(huán)氧氯丙烷在催化劑 (如季銨鹽 )作用下，第一步通過(guò)加成反應(yīng)生成二酚基氯丙烷醇醚中間體，第二步在 NaOH 存在下進(jìn)行反應(yīng)生成環(huán)氧樹(shù)脂。從而能獲得預(yù)定相對(duì)分子質(zhì)量的、端基為環(huán)氧基的線型環(huán)氧樹(shù)脂。此外還有一次河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 生產(chǎn)工 藝設(shè)計(jì) 9 加堿法 ，即將堿改成一次滴加完，然后再蒸餾未反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷。 與一步法比較，二步法反應(yīng)時(shí)間短，操作穩(wěn)定，溫度波動(dòng)小，易于控制．產(chǎn)生的三廢少，質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)率高，可生產(chǎn)系列環(huán)氧樹(shù)脂，對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備稍作改動(dòng)就可以上馬，是很經(jīng)濟(jì)的方法。 ECH：是一種易揮發(fā)、無(wú)色透明液體，有毒！對(duì)皮膚有灼傷作用，能?chē)?yán)重刺激眼睛，具有和氯氣相似的刺激性氣味，有麻醉性，能溶解于醇、醚及甲苯中，微溶于水。能與乙醇、乙醚、丙酮任意混溶，微溶于水。 ④ 在回流脫苯釜內(nèi)回流至蒸出的苯清晰無(wú)水珠為止。 薄膜脫苯技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備是薄膜蒸發(fā)器，其原理就是樹(shù)脂苯溶液由中間儲(chǔ)罐通過(guò)輸送泵以切線方向進(jìn)入薄膜蒸發(fā)器，進(jìn)入薄膜蒸發(fā)器后迅速在蒸發(fā)器的內(nèi)表面形成薄膜，在蒸發(fā)器夾套內(nèi)的蒸氣連續(xù)加熱下，苯溶劑在加熱下蒸發(fā)后經(jīng)冷凝器冷卻回收進(jìn)入苯儲(chǔ)罐；隨著樹(shù)脂苯溶液沿著薄膜蒸發(fā)器內(nèi)壁不斷下降，苯不斷揮發(fā)，樹(shù)脂與苯便分離開(kāi)了，樹(shù)脂流入樹(shù)脂接受器。這里所說(shuō)的純量是指既不包括反應(yīng)物及產(chǎn)品中的雜質(zhì)和反應(yīng)物過(guò)量的量，不包括每步反應(yīng)損失掉的產(chǎn)品量。330= 一天生產(chǎn)兩批，則每批的產(chǎn)量為 m =2） 設(shè)以生產(chǎn) 1t（ 1 000kg）環(huán)氧樹(shù)脂為基準(zhǔn) 原料單耗如下： 表 原料單耗表 原料名稱(chēng) 投料比例 環(huán)氧氯丙烷 雙酚 A 純苯 液體燒堿 (100%) 3） 原料規(guī)格及 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下： 表 原料規(guī)格及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表 名稱(chēng) 分子量 凈含 含水分 含惰性雜質(zhì) 環(huán)氧氯丙烷 98% % % 雙酚 A 95% 3% 2% 純苯 96% % % 液體燒堿 % % % 雙酚 A型環(huán)氧樹(shù)脂 99% % % 注：以 上數(shù)據(jù)除直接在工廠收集到的以外，其他參照《中國(guó)化工醫(yī)藥產(chǎn)品大全》 (卷一，卷二 )和 化工原料商品手冊(cè) 。 無(wú)論進(jìn)料中的環(huán)氧氯丙烷和水的含量和流量為多少，只要充 分 分層 即可 ，環(huán)氧氯丙烷只能通過(guò)分相器底部通過(guò) U 型彎流出，而水只能通過(guò)上部溢流口流出。控制反應(yīng)溫度為 50OC，維持一定時(shí)間至反應(yīng)結(jié)束后，回收過(guò)量環(huán)氧氯丙烷供循環(huán)使用。具強(qiáng)折光性。 本設(shè)計(jì)由于產(chǎn)量低 、要求轉(zhuǎn)化率高、無(wú)副產(chǎn)品、費(fèi)用少、 所以采用一步法。二步法也可以選擇銨鹽、膽堿作為催化劑 ,無(wú)機(jī)鹽 ，含硫有機(jī)化合物 。反應(yīng)完畢，加入苯，升溫溶解，然后靜置水洗，上層的樹(shù)脂苯溶液真空吸入脫水釜，殘液再加苯萃取一次，棄去下層鹽水溶液，萃取液仍吸入脫水釜。此外還可能有一些不希望有的副反應(yīng)，如環(huán)氧基的水解反應(yīng)、酚羥基與環(huán)氧基的反常加成反應(yīng)等。 一步法工藝是把雙酚 A和環(huán)氧氯丙烷在 NaOH作用下進(jìn)行縮聚， 即開(kāi)環(huán)和閉環(huán)反應(yīng)在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行的。 在環(huán)氧氯丙烷過(guò)量情況下，繼續(xù)不斷地進(jìn)行上述開(kāi)環(huán)．開(kāi)環(huán)一閉環(huán)反應(yīng)，最河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 生產(chǎn)工 藝設(shè)計(jì) 8 終即可得到二端基為環(huán)氧基的雙酚 A 型環(huán)氧樹(shù)脂。 根據(jù)其相對(duì)分子質(zhì)量的高、低可分為低相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂 （ M≤400） 、中等相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂 （ M＝ 4001 400） 、高相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂 （ M＝ 1 400－ 8 000） 和 超高分子量樹(shù)脂（ M＝ 10 萬(wàn)－ 45 萬(wàn)）。它的產(chǎn)量和應(yīng)用水平也可以從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家的工業(yè)技術(shù)的發(fā)達(dá)程度。最近又開(kāi)發(fā)了水性環(huán)氧樹(shù)脂和稠環(huán)耐溫耐濕環(huán)氧樹(shù)脂。殼牌化學(xué)品 公司和聯(lián)碳塑料生產(chǎn)多官團(tuán)能酚縮水甘油醚等特種耐溫樹(shù)脂，制造商還提供了脂肪族多元醇一環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂。不久瑞士的 CIBA(汽巴 )河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 引言 5 公司、美國(guó)的 Shell(殼脾 )和 Dow(道 )公司開(kāi)始了環(huán)氧樹(shù)脂的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作。 1939年年初 Greenlee 也獨(dú)自生產(chǎn)出了高分子 質(zhì)量雙酚 A 環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂并用于高級(jí)熱固性涂料。廣泛地講，環(huán)氧樹(shù)脂可以從含有鏈烯基的母體化合物合成，也可以從含有活性氫原子的母體化合物合成。特殊結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹(shù)脂和助劑產(chǎn)品向著精細(xì)化、功能化、能在特殊環(huán)境下固化發(fā)展。 ： 中國(guó)是全球最 大也是最后一塊環(huán)氧樹(shù)脂市場(chǎng)處女地，中國(guó)環(huán)氧市場(chǎng)前景十分廣闊。由于目前國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂廠大多規(guī)模小，牌號(hào)品種單一，設(shè)備落后，樹(shù)脂質(zhì)量較低；在目前 Shell、 Dow、 Ciba 以及日本幾家公司正加緊對(duì)中國(guó)環(huán)氧消費(fèi)市場(chǎng)滲透搶占的情況下，國(guó)內(nèi)廠家面臨著極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 常用 環(huán)氧樹(shù)脂固化劑 有脂 肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、 聚酰胺 、酸酐、樹(shù)脂類(lèi)、叔胺