【導(dǎo)讀】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。進(jìn)行縮聚，即開環(huán)和閉環(huán)在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行的工藝方法。多領(lǐng)域，因此又稱為通用型環(huán)氧樹脂。①每天產(chǎn)量理論值,實(shí)際產(chǎn)量為；實(shí)際年產(chǎn)量為萬(wàn)噸。璃閉式攪拌反應(yīng)釜，材料為鎳鉻不銹鋼0Cr18Ni9。脫苯釜；進(jìn)出料管都選用普通無(wú)縫鋼管；泵選擇屏蔽泵B；過(guò)濾器。的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均。已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。

　　

【正文】 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。這種方法工藝成熟，目前國(guó)內(nèi)的 E 一 44 樹脂多是采用這種工藝生產(chǎn)。 二步法工藝 Vogel Tomas 提出的工藝是：將雙酚 A、環(huán)氧氯丙烷，同時(shí)加入三苯基膦鹵化物或三苯基膦作催化劑，升溫使體系在 40～ 120℃ 發(fā)生醚化反應(yīng)，生成氯醇醚。當(dāng)羥基轉(zhuǎn)化 率達(dá)到 80％ ～ 90％ 后，在 20～ 90℃ 以下一次性加入 NaOH水溶液，進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)。然后，在減壓下蒸盡環(huán)氧氯丙烷。加入有機(jī)溶劑，溶解粗產(chǎn)物，再加入水水洗至中性，靜置分去水層，最后蒸餾除去苯，得到樹脂產(chǎn)品。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 。考慮到價(jià)格因素，國(guó)內(nèi)企業(yè)選用銨鹽的居多。 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。該法最大的優(yōu)點(diǎn)是將開環(huán)閉環(huán)分步進(jìn)行，而且可以在無(wú)水條件下進(jìn)行開環(huán)，盡可能的減少了副反應(yīng)的發(fā)生。而且催化劑也有一定的選擇性，可使產(chǎn)物量子多為線型結(jié)構(gòu)，不易引起聚合反應(yīng)。該法的缺點(diǎn)是從樹脂中除去催化劑困難，而催化劑有一定的乳化作用，還對(duì)樹脂的固化過(guò)程有影響，能縮短樹脂的使用壽命，加大固化反應(yīng)的放熱量，因此要嚴(yán)格控制它的用量，并設(shè)法減少 在樹脂中的殘留。 此法是在高溫進(jìn)行反應(yīng)，所以副反應(yīng)多，生成物中有支鏈結(jié)構(gòu)。不僅環(huán)氧值偏低，而且溶解性很差，甚至反應(yīng)中會(huì)凝鍋 。 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。 主要原材料 環(huán)氧樹脂生產(chǎn)的主要原材料及規(guī)格 環(huán)氧樹脂設(shè)計(jì)說(shuō)明 2 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 10 表 環(huán)氧樹脂生產(chǎn)的主要原材料及規(guī)格 原材料名稱 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。 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，能嚴(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。比重 ，純品沸點(diǎn) ℃ 。取樣化驗(yàn)時(shí)，要取上層。 液堿：淡紫色液體，無(wú)機(jī)械雜質(zhì)，強(qiáng)堿性，腐蝕性較強(qiáng)。 苯：無(wú)色透明液體。有芳香氣味。具強(qiáng)折光性。易揮發(fā)。能與乙醇、乙醚、丙酮任意混溶，微溶于水。O OH. CHCH3 CCHH3 HO— —CC— 環(huán)氧樹脂設(shè)計(jì)說(shuō)明 3 工藝流程 11 3 工藝流程 工藝流程的選擇原則是：有一定的科學(xué)先進(jìn)性和一定的科學(xué)水平，能體現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益以及可操作性強(qiáng)。在兼顧企業(yè)的實(shí)際情況同時(shí)制定出工藝流程簡(jiǎn)短、技術(shù)成熟、投資少、生產(chǎn)成本低、適應(yīng)生產(chǎn)的連續(xù)化，使整個(gè)生產(chǎn)裝置達(dá)到高水平。工藝流程的選擇和論證是在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 工藝流程： ① 把雙酚 A 投入溶解釜中，然后通過(guò)環(huán)氧氯丙烷、苯，將夾套通水蒸氣的溫度加熱升溫到 70OC 左右。 ② 溶解后，用泵壓入帶攪拌的反應(yīng)釜內(nèi)，開始攪拌，并滴加堿?？刂品磻?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。 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。 ④ 在回流脫苯釜內(nèi)回流至蒸出的苯清晰無(wú)水珠為止。然后冷卻，靜置 . 經(jīng)過(guò)濾器至貯槽，沉降后抽入脫苯釜脫除苯，先常壓 110OC 以上開始減壓至140143OC 無(wú)餾出液為止，放料，即得成品。 ⑤ 包裝。干燥后的粉末，存放于貯料斗中，先測(cè)定產(chǎn)品的分子量、密度等有關(guān)性能，然后按每袋 25kg 裝袋輸送到倉(cāng)庫(kù)以備出廠。 環(huán)氧氯丙烷自動(dòng)分相回收技術(shù) 由于反應(yīng)中環(huán)氧氯丙烷是過(guò)量的，縮合反應(yīng)后的水和過(guò)量的環(huán)氧氯丙烷在102℃ 形成共沸物一同被蒸出，進(jìn)入冷凝器冷凝后，水和環(huán)氧氯丙烷自動(dòng)分層，進(jìn)入環(huán)氧氯丙烷自動(dòng)分相器，環(huán)氧氯丙烷自動(dòng)分相器是利用環(huán)氧氯丙烷和水的密度的不同進(jìn)行分離的。利用 U 型彎，使環(huán)氧氯丙烷能夠自動(dòng)穩(wěn)定回流． 環(huán)氧樹脂設(shè)計(jì)說(shuō)明 3 工藝流程 12 圖 分相器結(jié)構(gòu)圖 在反應(yīng)單元中分離出的含環(huán)氧氯丙烷廢水（含環(huán)氧氯丙烷約 %）經(jīng)泵輸送至汽提塔，塔頂?shù)玫江h(huán)氧氯丙烷和水的共沸物，分相分離出的環(huán)氧氯丙烷供生產(chǎn)循環(huán)使用，塔釜得到的廢水和分相分離后的廢水去現(xiàn)有污水處理站。 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。 薄膜脫苯工藝流程 進(jìn)入半成品貯罐的樹脂甲苯溶液，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)氧樹脂進(jìn)入樹脂中間罐(V503)，中間罐的樹脂放入成品罐 (V501A／ B)，用泵送至灌裝機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品裝桶。 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)，樹脂與苯便分離開了，樹脂流入樹脂接受器。反應(yīng)完畢后靜置，除去上層堿水后用沸水洗滌十幾次，除去樹脂 中的殘堿及副產(chǎn)物鹽類。 回收過(guò)量的環(huán)氧氯丙烷后，然后放出部分鹽腳和反應(yīng)中間相 (下批使用 )，最后物料放入過(guò)濾器。反應(yīng)生成的 NaCl 鹽溶解在水中，靜止排出飽和鹽水。，然后排放廢水（含鹽及堿）和反應(yīng)中間相（主要為含甲苯的老化樹脂）。 環(huán)氧樹脂設(shè)計(jì)說(shuō)明 3 工藝流程 13 工藝流程框圖： 上一章已對(duì)工藝路線進(jìn)行了選擇，在此基礎(chǔ)上全面而細(xì)致地分析了整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的組成和順序如下圖所示： 環(huán)氧樹脂設(shè)計(jì)說(shuō)明 3 工藝流程 14 圖 工藝流程框圖 雙酚 A 苯、環(huán)氧氯丙烷 循環(huán)使用 NaOH 環(huán)氧氯丙烷 下層 鹽腳 成品 溶解 反應(yīng) 分相 反應(yīng)后 冷卻 靜置 過(guò)濾 脫苯 萃取 回流 環(huán)氧樹脂設(shè)計(jì)說(shuō)明 4 物料衡算 15 4 物料衡算 計(jì)算條件與數(shù)據(jù)理： 1） 設(shè)每年生產(chǎn) 330 天，則每天的產(chǎn)量為： Md=60 000247。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)氧樹脂為基準(zhǔn) 原料單耗如下： 表 原料單耗表 原料名稱 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 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) 。 原料用量計(jì)算： 反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)物純量計(jì)算： 環(huán)氧樹脂設(shè)計(jì)說(shuō)明 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。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。這是一種理想情況，在后面的計(jì)算中將恢復(fù)到實(shí)際情況，考慮所含雜質(zhì)的量、反應(yīng)物過(guò)量的量，以及反應(yīng)的收率等具體的問(wèn)題并進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算。 由原料單耗可得每批原料用量如下表： 表 原料用量表 名稱 用量 (kg) 環(huán)氧氯丙烷 55 730 雙酚 A 68 750 純苯 23 520 液體燒堿 24 090 縮合工段物料衡算： 圖 (1)對(duì)于輸入物料分四股，分別如下： ① 98%的環(huán)氧氯丙烷中： 環(huán)氧氯丙烷： 55 73098%=54 水： 55 730%= 不溶雜質(zhì)： 55 730%=1 ② 95%的雙酚 A 中： 雙酚 A： 68 75095%=65 水： 68 7503%=2 不溶雜質(zhì)： 68 7502%=1 375kg ③ %的 NaOH 中： NaOH： 24 090%=23 98%環(huán)氧氯丙烷 95%雙酚 A NaOH 苯 5 反應(yīng)釜 5 環(huán)氧氯丙烷 雙酚 A 5 環(huán)氧樹脂設(shè)計(jì)說(shuō)明 4 物料衡算 17 水： 24 090%= 不溶雜質(zhì)： 24 090%= ④ 96%的苯中： 苯： 23 52096%=22 水： 23 520%= 不溶雜質(zhì)： 23 520%= (2)對(duì)于輸出物料的