【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。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。領(lǐng)域,因此又稱為通用型環(huán)氧樹脂。每天產(chǎn)量理論值,實際產(chǎn)量為;實際年產(chǎn)量為。璃閉式攪拌反應(yīng)釜,材料為鎳鉻不銹鋼0Cr18Ni9。92;釜夾套;1000L環(huán)氧氯丙烷回收釜;8000L苯貯槽;3. 0000L脫苯釜;進(jìn)出料管都選用普通無縫鋼管;泵選擇屏蔽泵B;過濾器。

　　

【正文】 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 )。 工藝流程框圖 : 上一章已對工藝路線進(jìn)行了選擇 ,在此基礎(chǔ)上全面而細(xì)致地分析了整個生產(chǎn)過程的組成和順序如下圖所示 : 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 4 物料衡算 計算條件與數(shù)據(jù)理 : 1)設(shè)每年生產(chǎn) 330 天 ,則每天的產(chǎn)量為 : Md60 000247。 330 ,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% 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《中國化工醫(yī)藥產(chǎn)品大全》卷一 ,卷二和化工原料商品手冊。 原料用量計算 :反應(yīng)過程中的反應(yīng)物純量計算 :為了較好地把握全過程 ,先假設(shè)理想情況進(jìn)行計算 ,即計算各反應(yīng)物的純量。這里所說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 ,在后面的計算中將恢復(fù)到實際情況 ,考慮所含雜質(zhì)的量、反應(yīng)物過量的量 ,以及反應(yīng)的收率等具體的問題并進(jìn)行詳細(xì)的計算。 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 :55 730 98%54 水 :55 730 % 不溶雜質(zhì) :55 730 %1 ② 95%的雙酚 A中 : 雙酚 A:68 750 95%65 水 :68 750 3%2 不溶雜質(zhì) :68 750 2%1 375kg ③ %的 NaOH 中 : NaOH:24 090 %23 水 :24 090 % 不溶雜質(zhì) :24 090 % ④ 96%的苯中 : 苯 :23 520 96%22 水 :23 520 % 不溶雜質(zhì) :23 520 % 2對于輸出物料的計算如下 : 設(shè)縮合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率等于收率 ,即為 95%,則 : 反應(yīng)的總方程式如下 228 2 65 xyz 由上反應(yīng)方程式 : x/ 2y/332z/ 262 可得 : x50 ,y90 ,z19 所以反應(yīng)后的各物料質(zhì)量如下 : 雙酚 A: 6 195% 3 環(huán)氧氯丙烷 :54 HCl:19 kg 環(huán)氧樹脂 :90 kg NaOH+HCl NaCl + H?O 40 y z 則有 x/40y/219 / 可得 : x21 ,y31 ,z9 故 NaOH24 09021 以上計算可得到下列物料平衡表 表 輸入物 料 純物質(zhì) 質(zhì)量 kg 輸出物料 質(zhì)量 kg 98%的 環(huán)氧氯 丙烷 環(huán)氧氯丙烷 54 環(huán)氧氯丙烷 4 水 惰性雜質(zhì) 1 雙酚 A 3 95% 的 雙酚 A 雙酚 A 65 水 2 環(huán)氧樹脂 9 惰性雜質(zhì) 1 375 %的 NaOH NaOH 23 96%的苯 22 水 惰性雜質(zhì) %的 NaOH 2 96%的苯 苯 22 水 參與反應(yīng)物質(zhì)中水和雜質(zhì) 49 惰性雜質(zhì) NaCl 31 總計 172 090172 090 回收過量環(huán)氧氯丙烷 : 圖 回收框圖 設(shè)冷卻回收率為 97%: 對于輸入物料為一股 : 環(huán)氧氯丙烷 :4 對于輸出物料為一股 : 環(huán)氧氯丙烷 :4 97%4 由以上計算可得下列物料平衡表 :表 回收物料表 輸入物 料 純物質(zhì) 質(zhì)量 kg 回收物料 質(zhì)量 kg 98% 的 環(huán)氧氯 丙烷 環(huán)氧氯丙 烷 4 環(huán)氧氯丙烷 質(zhì) 4 總計 4 收率 :97% 環(huán)氧樹脂收集 : 進(jìn)出料框圖如下 : 圖 環(huán)氧樹脂回收進(jìn)出料框圖 出料分兩股 , 環(huán)氧樹脂 : 環(huán)氧樹脂 :90 kg ② 苯 :22 5熱量衡算 計算依據(jù) : 主要依據(jù) 能量守恒定律能衡是能量衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行的 ,還必須收集有關(guān)物料的熱力學(xué)數(shù)據(jù) 例如比熱容、反應(yīng)熱、相變熱等 重要符號 :Cp??定壓比熱容 kg J/ kg,OC Q熱量 k J 主要公式 : 1 Q1+ Q2+ Q3Q4+Q5+Q6 式 式中 Q1一物料帶 入到設(shè)備的熱量 kJQ2??加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的熱量 kJQ3??過程熱效應(yīng) kJQ4一一物料離開設(shè)備所帶走的熱量 kJQ5??加熱和冷卻設(shè)備所消耗的熱量 k JQ6??設(shè)備向環(huán)境散失的熱量 kJ 2 間接蒸汽加熱的蒸汽消耗量 :D Q2/[ HC T273 ] 式 式中 : D加熱蒸汽消耗量 kgQ2??由加熱蒸汽傳給所處理物料及設(shè)備的熱量 kg JH??水蒸汽的熱焓 kg J/kgC??冷凝水的比熱容 ,可取 KT??冷凝水的溫度 kg. ??熱利用率 ,保溫設(shè)備取 ,不保溫設(shè)備取 3 W Q2/C TKTH 式 式中 : W??冷卻劑的消耗量 kgC??冷卻劑的平均比熱容 kJ/kg KTK 冷卻劑的最終溫度 KTH??冷卻劑的最初溫度 K 4 Q2 KAttm 式 )式中 : Q2加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的熱量 K??總傳熱面積 ?t??反應(yīng)時間 tm平均推動力 熱量衡算 : 溶解崗位 : 投入原料以后 溫度從 25 OC 升至 70 OC 溶解 。由于此處設(shè)備為搪玻璃開式攪拌器 ,外圍夾套 ,反應(yīng)過程中 Q Q Q6忽略不計。 物料帶入設(shè)備的熱量 由于各股物料都是在常溫 25℃下加入 ,設(shè)其為基準(zhǔn) ,即 Q1 0。 化學(xué)反應(yīng)過程的反應(yīng)熱 在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)主要溶解反應(yīng) ,根據(jù)經(jīng)驗 ,該反應(yīng)熱相對于總熱量較小 ,可忽略 ,所以 ,Q30。 離開設(shè)備物料帶走的熱量 由工藝條件可知離開設(shè)備的物料環(huán)氧氯丙烷(55730kg)和 純苯 (23520kg),離開溫度為 70℃ ,進(jìn)入溫度為 25℃。查得環(huán)氧氯丙烷的比熱容為 J/kg g?℃ ,苯的比熱容為 J/kg g?℃ 則 :Q41 CP1 m1△ t 55 730 7025 Q42 CP2 m2△ t 23 520 7025 所以 ,Q4Q41+Q422 344