【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 水階段 后處理階段 原料分批加入 加成反映 縮聚反應(yīng) 蒸發(fā) 過濾 反應(yīng)階段（1）加成反應(yīng)階段 加成反應(yīng)階段,p H 的降低對(duì)改性脲醛樹脂各項(xiàng)性能的提高是有利的。升高加成反應(yīng)溫度對(duì)改性脲醛樹脂綜合性能的提高有較好的影響。選擇適中的加成反應(yīng)時(shí)間有利于提高改性脲醛樹脂的綜合性能。（2） 縮聚反應(yīng)階段 縮聚反應(yīng)階段,p H 的降低除不利于儲(chǔ)存期的延長(zhǎng)外,對(duì)改性脲醛樹脂其他性能的提高均有較好的影響?？s聚溫度不宜過高或過低,否則不利于改性脲醛樹脂綜合性能的提高。此外，初摩爾比的變化能明顯地影響儲(chǔ)存期,初摩爾比越高儲(chǔ)存期越長(zhǎng)。甲醛釋放量有隨初摩爾比降低而呈升高的趨勢(shì)。 脫水階段將反應(yīng)釜中的溶液送到蒸發(fā)器中脫水，使產(chǎn)品的固含量達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 后處理階段成品必須過濾除去樹脂中的雜質(zhì)，如未反應(yīng)的腐植酸，殘余的催化劑等。助濾劑可采用硅藻土、碳酸鎂等物質(zhì)，過濾溫度以60～70℃為宜。 生產(chǎn)工藝流程敘述將甲醛溶液和 聚乙烯醇（以下簡(jiǎn)稱PVA） 加入到反應(yīng)釜中， 邊攪拌邊用10% NaOH ～；當(dāng)溫度升至70 ℃時(shí)，加入第一批尿素，繼續(xù)升溫至85～90 ℃，攪拌反應(yīng)30 min；隨后用10%氯化銨溶液調(diào)節(jié)pH ～，90～95 ℃反應(yīng)20 min； 調(diào)節(jié)pH ，85 ℃左右添加第二批尿素，繼續(xù)反應(yīng)30 min；冷卻至40 ℃以下，出料即可。將褐煤放入反應(yīng)釜中，加入蒸餾水，攪拌均勻；然后緩慢加入 固體NaOH和 碳酸鈉，將反應(yīng)溫度調(diào)至65～75 ℃，繼續(xù)攪拌，反應(yīng)2 h 后冷卻出料。往上述溶液加入甲醛溶液，調(diào)節(jié)pH 值至10～11，升溫至70℃，攪拌2 h 即可將腐植酸（HA）進(jìn)行羥甲基化改性，然后按照m（HA 羥甲基化溶液）∶m[脲醛樹脂（UF）]=1∶4 比例將兩者混合均勻，制得腐植酸脲醛樹脂（HUF）。第四章 工藝計(jì)算 原始數(shù)據(jù)及所需技術(shù)資料（1） 生產(chǎn)規(guī)模 30000t/y（2） 生產(chǎn)時(shí)間 年工作日334天（3） 生產(chǎn)方式 連續(xù)生產(chǎn)（4） 生產(chǎn)量 每天三批 三班倒 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)30000噸的氨基樹脂工廠其產(chǎn)品是80%的氨基樹脂水溶液，純HUF溶質(zhì)為30000噸（5） 損失率 %（6） 計(jì)算順序 由于產(chǎn)物與原料間計(jì)量關(guān)系比較簡(jiǎn)單，且整個(gè)工藝過程也較簡(jiǎn)單，容易得到原料間的比例關(guān)系，所以采用順流程的計(jì)算順序。（7） 化學(xué)變化參數(shù)尿素 甲醛 腐植酸 聚合物結(jié)構(gòu)單元分子量 60 30 350 在計(jì)算聚合物結(jié)構(gòu)元的分子量時(shí)，HA與UF質(zhì)量之比1：4則其占原料的百分比為20% 。單體—（CH2NHC=ONHCH2O） n分子量為102 腐植酸分子量為350 所以聚合物結(jié)構(gòu)單元的分子量為350 5/ (350 4/102 ) =． 物料衡算衡算公式：進(jìn)料量 = 出料量 + 損失量由于產(chǎn)量較小，計(jì)算基準(zhǔn)定為千克/小時(shí) （Kg/h）日產(chǎn)量Wd= 300001000/（8000） = Kg/d主要原料投料量 所以，尿素投料量 = 1/=腐植酸投料量== 甲醛投料量 = 工業(yè)甲醛為30%反應(yīng)釜中甲醛的含量為25%，所以甲醛溶液投料量 = (30% －25%)= ： 在反應(yīng)過程中，甲酸和NaOH只是調(diào)節(jié)反映體系的pH值，其本身并不參加反應(yīng)，所以進(jìn)料和出料平衡，在衡算過程中可以省去。則此時(shí)的進(jìn)料就為工業(yè)甲醛，三聚氰胺和尿素。進(jìn)料量 = 工業(yè)甲醛 + 三聚氰胺 + 尿素 = + + =根據(jù)化學(xué)計(jì)量式有三聚氰胺反應(yīng)完全所消耗的甲醛量 = 60 / 126 = Kg/d和尿素反應(yīng)的甲醛量 = — = Kg/d三聚氰胺反應(yīng)后生成的聚合物量 = 168 / 126 = Kg/d三聚氰胺反應(yīng)生成的水 = 18 / 126 = 反應(yīng)的尿素量 = 60 / 60 = Kg/d甲醛，尿素反應(yīng)生成的聚合物量 = 102 / 60 = Kg/d甲醛，尿素反應(yīng)生成的水量 = 18 / 60 = Kg/d 未反應(yīng)的尿素 = — = Kg/d 系統(tǒng)中的水 = + + 63% = Kg/d出料量 = 聚合混合物 + 水 + 未反應(yīng)的物料量 = + + + = Kg/d進(jìn)料量 = Kg/d = 出料量 = Kg/d 所以反映釜物料平衡 ：進(jìn)料量 = 蒸發(fā)出的水 = — 產(chǎn)品==出料量 = 產(chǎn)品 + 蒸發(fā)出的水= + = Kg/d 進(jìn)料量 = 出料量 所以蒸發(fā)器物料平衡 進(jìn)料量 = + + = Kg/d出料量 = + = Kg/d 總物料平衡， 所以整個(gè)系統(tǒng)物料平衡。 物料平衡表物料名稱數(shù)據(jù)（ Kg/d ）純凈甲醛工業(yè)甲醛純?nèi)矍璋纺蛩叵到y(tǒng)中水產(chǎn)品第五章 設(shè)備工藝計(jì)算及其選型 攪拌反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)一天三釜，先對(duì)反應(yīng)釜做物料和熱量衡算 物料衡算：衡算公式：進(jìn)料量 = 出料量 + 損失量日產(chǎn)量Wd= 9001000/（300） = Kg/d一天三釜所以一釜物料為=主要原料投料量 尿素結(jié)構(gòu)在聚合物結(jié)構(gòu)單元中占58/ = 57%所以，尿素投料量 = 57% = Kg三聚氰胺投料量 = 3% = 甲醛投料量 = 30 = Kg工業(yè)甲醛為37%甲醛溶液，所以甲醛溶液投料量 = 對(duì)反映釜進(jìn)行物料衡算： 在反應(yīng)過程中，甲酸和NaOH只是調(diào)節(jié)反映體系的pH值，其本身并不參加反應(yīng)，所以進(jìn)料和出料平衡，在衡算過程中可以省去。則此時(shí)的進(jìn)料就為工業(yè)甲醛，三聚氰胺和尿素。進(jìn)料量 = 工業(yè)甲醛 + 三聚氰胺 + 尿素 = + + = 根據(jù)化學(xué)計(jì)量式有三聚氰胺反應(yīng)完全所消耗的甲醛量 = 60 / 126 = Kg和尿素反應(yīng)的甲醛量 = — = Kg三聚氰胺反應(yīng)后生成的聚合物量 = 168 / 126 = Kg三聚氰胺反應(yīng)生成的水 = 18 / 126 = Kg反應(yīng)的尿素量 = 60 / 60 = Kg甲醛，尿素反應(yīng)生成的聚合物量 = 102 / 60 = Kg甲醛，尿素反應(yīng)生成的水量 = 18 / 60 = Kg未反應(yīng)的尿素 = = Kg系統(tǒng)中的水 = + + 63% = Kg/d出料量 = 聚合混合物 + 水 + 未反應(yīng)的物料量 = + + + = Kg進(jìn)料量 = Kg= 出料量 = Kg 所以反映釜物料平衡 ：(1)計(jì)算依據(jù)及基準(zhǔn)間歇式生產(chǎn)熱量衡算基本方程式Q物料帶入+Q熱負(fù)荷=Q物料帶出+Q熱損失 化學(xué)熱量衡算一般方程式 Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6其中： Q1 所處理的物料帶入設(shè)備的熱量；Q2 換熱劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量（符號(hào)規(guī)定加熱劑加入熱量為“+”，冷卻劑吸收熱量為“－”）；Q3 化學(xué)反應(yīng)熱（符號(hào)規(guī)定過程放熱為“+”，過程吸熱為“－”）；Q4 離開設(shè)備物料帶走的熱量；Q5 設(shè)備消耗熱量；Q6 設(shè)備向周圍散失的熱量，又稱熱損失。(2) 熱量衡算由于各股物料都是在常溫下加入，所以 Q1 = 0反應(yīng)熱的計(jì)算：Q3其中用到化學(xué)鍵鍵能：NH: 389 KJ/mol C=O: 728 KJ/mol CO: 326 KJ/molCN: 305 KJ/mol OH: 464KJ/mol Ⅰ此反應(yīng)斷裂：NH C=O中的CO 合成 CN OH斷鍵需要的能量 1mol 389KJ/mol 2 + 2mol (728326)=1582 KJ 合成鍵釋放的能量 1mol 2 305 + 1mol 2 464= 1538 KJ△H = 1538 1582 = 44 KJ/mol QⅠ= (44)= KJⅡ此反應(yīng)斷裂：NH CO 合成 CN 斷鍵需要的能量 1mol 389KJ/mol+ 1mol 326 KJ/mol=715 KJ 合成鍵釋放的能量 1mol 305 KJ/mol 2=610 KJ合成聚合單體： △H=610715= 105 KJ/molQⅡ=(105)= KJHA + — 斷鍵需要的能量 1mol389KJ/mol+ 402 KJ/mol=1582 KJ 合成鍵釋放的能量 1mol2305 + 1mol464=1538 KJ△H = 15381582 = 44 KJ/mol QⅢ=(44)= KJ/mol 所以 Q3= QⅠ+QⅡ+QⅢ+QⅣ = +（）+（）+（） = KJ根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式求得的化學(xué)反應(yīng)熱較小，在衡算過程中可以忽略 即 Q3 = 0求 Q4可按公式 Q4= 先求平均 = + / + + = + + + = KJ/Kg℃Q4 = = (90 — 25 )= 105 KJ KgQ5 = C M △t= （ 90 —25 ）= 104 KJ 熱損失取總熱量的3% 所以 Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6Q1 = 0 Q3 = 0Q4 = 105 KJ Q5 = 104 KJQ6 = 3%（ Q1 + Q2 + Q3 ）Q2 = Q4 + Q5 + 3%（ Q1 + Q2 + Q3 ） Q2 = Q4 + Q5 + Q2 =105 + 104 =105 + Q2 = 105 KJ Q= Q1 + Q2 + Q3 = 0 + 105 + 0 = 105所以 ，總熱量 Q總 = Q2 = 105 KJ 材料選擇 由于在反應(yīng)過程中有腐蝕性物質(zhì)的加入，所以材料應(yīng)選用耐腐蝕材料。對(duì)該反應(yīng)器選用鎳鉻不銹鋼，0Cr18Ni9 .鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB4237 。在100℃下的許用應(yīng)力為114Mpa。反應(yīng)釜體積 V== 815 + / 1335 + 1598 + 1000= + + + = Kg/m3V= = = m3裝料系數(shù)Φ= 反應(yīng)釜體積Vt = V / Φ= / = 根據(jù)GB9845—1988〈鋼制機(jī)械攪拌容器〉圓整取 Vt = m3反應(yīng)釜高H = 1500 mm 反應(yīng)釜內(nèi)徑 D = 1200 mm 105 Pa 設(shè)計(jì)溫度為90℃ 。所以容器壁厚δd = P Di / (2[σ]t ΦP) + C = 1200 / 2114 + = mm 公式中[σ]t = 114 Mpa Φ= 1 C = 對(duì)壁厚圓整取δd = 10 mm 反應(yīng)釜的質(zhì)量W = ∏DHδdρ = 7900 = Kg 封頭的設(shè)計(jì)選型（1） 上封頭選擇 上封頭選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。具體參數(shù)如下：封頭內(nèi)徑DN = 1200 mm （