【正文】 ，使用條件為常壓，反應(yīng)溫度為 90 度左右，有良好的傳熱性對攪拌釜反應(yīng)器的外型尺寸進行具體設(shè)計： 每一臺反應(yīng)器的總體積為 由公式估算筒體內(nèi)徑為： 根據(jù)課本表 93，當反應(yīng)釜容積小時，為使筒體內(nèi)徑不致太小，以便在頂蓋上容易布置接管和傳動裝置，通常 i 取最小值； 則 黃石理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 ?????? i hV VVH ? 確定夾套的直徑和高度 一般夾套與釜體的連接方式有：可拆式和不可拆式。 所以反應(yīng)釜的操作體積為： mVV RT ??? ? 封頭是化工設(shè)備的重要組成部份，因此，封頭的選擇十分重要。確定裝料系數(shù)為 連續(xù)操作反應(yīng)液體積為： 本工藝采用苯乙烯法生產(chǎn) EVR，可采用 3臺體積相同的連續(xù)流動釜式反應(yīng)器串聯(lián)進行生產(chǎn)操作，再另備一臺同樣型號的反應(yīng)釜作為備用。 反應(yīng)釜的機械設(shè)計及后序設(shè)備的選擇 確定筒體的直徑和高度 首先確定每一條生產(chǎn)線上的反應(yīng)釜體積及臺數(shù)。 該合成反應(yīng)式是一級反應(yīng)，其反應(yīng)動力學方程如下： rA =dNA/Vdt=kCA 該反應(yīng)過程為連續(xù)操作，屬于定態(tài)操作過程，反應(yīng)狀態(tài)不隨時間變化而變化。 Q4— 物料帶出的熱，如有多股物料帶 出，應(yīng)是各股物料帶出熱量 KJ 之和。 Q2— 加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的熱量 KJ。 ﹦根據(jù)乙烯基樹脂的原料配比得： 黃石理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 （ b）丙烯酸加入量 y=進入反應(yīng)釜的總物料流量為 支出： （ a）乙烯基樹脂 （ b）未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂 （ c）總水量為 流出反應(yīng)釜的總物料流量為 根據(jù)計算可得，進入每一條生產(chǎn)線上進入反應(yīng)釜的總物料流量為 kg/h，流出反應(yīng)釜的總物料流量是 ，因此說明物料衡算的整個過程是正確的。根據(jù)前面數(shù)據(jù)知道反應(yīng)中羧酸需過量，所以反應(yīng)物中以環(huán)氧樹脂為標準來計算。這是一種理想情況，在后面的計算中將恢復到實際情況，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 根據(jù)工廠實際操作情況在原反應(yīng)物的基礎(chǔ)上＋ 5％計算。 反應(yīng)釜的物料衡算和熱量衡算 為了較好地把握全過程，先假設(shè)理想情況進行計算，即計算各反應(yīng)物的純量。即一條生產(chǎn)線的乙烯基樹脂的小時生產(chǎn)能力為 。 每小時生產(chǎn)能力的計算：根據(jù)設(shè)計任務(wù)，乙烯基樹脂的設(shè)計年生產(chǎn)能力為1000/a，全年 365d，除去大修理、中修理等共 40d，則年工作日為： 36540=325d 每晝夜生產(chǎn)能力為： （ 1000 1000） /325= 24h 連續(xù)生產(chǎn)，則每小時生產(chǎn)能力為： 本設(shè)計中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為 90%，由于產(chǎn)物與原料間計量關(guān)系比較簡單，且整個工藝過程也較簡單，根據(jù)前面數(shù)據(jù)得到原料間的比例關(guān)系，所以采用順流程的計算順序。 2，降溫至 90℃時。 小時生產(chǎn)能力 由于本設(shè)計是以乙烯基樹脂為例進行相關(guān)設(shè)與計算的，此方法包括下列步驟： 黃石理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 先將 環(huán)氧樹脂 加入釜中， 通過氮氣，攪拌升溫至 90℃ ， 開始加入連續(xù)丙烯酸，同時加入 N,N二甲基苯胺和對苯二酚。除此之外苯乙烯法法的原料的易得性也使得成本大 為降低，而且苯乙烯法法生產(chǎn)乙烯基樹脂整個生產(chǎn)流程產(chǎn)生的污染物少，是一種對環(huán)境友好的合成乙烯基樹脂的方法。這說明 ,反應(yīng)配比較大時 ,即環(huán)氧樹脂過量較多時 ,未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂可能與已生成的乙烯基醋樹脂發(fā)生體型聚合 ,形成了具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物 ,即發(fā)生凝膠。 由表 1 、表 2可以看出 ,當反應(yīng)配比為 :1 時 ,隨著反應(yīng)溫度的升高 ,阻聚量減少 ,反應(yīng)速度加快。這里給出的是生產(chǎn)中經(jīng)驗數(shù)據(jù)： (1)當斧內(nèi)溫度達到 90℃時，關(guān)閉蒸 氣 ； (2)定時測定酸值，當酸值達到 20 時，停止反應(yīng)并開冷卻水降溫； (3)待溫度下降到 100℃以下，將引發(fā)劑按每 100 重量份懸浮物添加 0． 1 ～ 1 重量份的量加入到反應(yīng)釜中，在 80～ 150℃進行自由基聚合稀釋斧打入計量的苯乙烯并繼續(xù)降溫 (僅供參考 )[9]。 乙烯基樹脂生產(chǎn)過程中丙烯酸、環(huán)氧樹脂摩爾比可根據(jù)需要和實際經(jīng)驗來確定，一般沒有固定比例。 ( 2) 催化劑的選擇 從反應(yīng)機理分析 , Cat. 的存在影響著 ( 1) 、 ( 2)二個競爭反應(yīng) , 從試驗結(jié)果看 , 加入季胺鹽作 Cat,當反應(yīng)系統(tǒng)的酸值降到很低時 , 樹脂仍可保持可熔狀態(tài) , 且其分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基 團已基本消耗完 ( 從樹脂分子的紅外光譜圖可明顯看出 , 黃石理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 表示環(huán)氧基團的特征吸收峰已經(jīng)消失 , 這說明反應(yīng)接近終點時 , 分子間尚無大量交聯(lián) ) , 因而可以認為 , 在 Cat. 存在條件下 , 主要進行的是羧基與環(huán)氧基之間的加成反應(yīng) , 而不是羥基與環(huán)氧基之間的加成反應(yīng)。 上述反應(yīng)中 ,(1)是我們所希望的 ,產(chǎn)生乙烯基酯 ,(2) 反應(yīng)生成醚 ,可引起側(cè)向大分子交聯(lián) ,(3)反應(yīng)的酯化 ,產(chǎn)物并非乙烯基酯 ,只能形成側(cè)向交聯(lián) ,(4) 反應(yīng)也是如此 , 后三個反應(yīng)是我們所不希望的 , 它們引起樹脂分子量的急劇增高 ,甚至發(fā)生凝膠 ,必須避免 , 為保證主反應(yīng)的順利進行 ,扼制副反應(yīng)不易發(fā)生 , 需從三方面進行控制。 (3) 羥基與羧基之間的酯化反應(yīng)。 (1) 羧基與環(huán)氧基之間的加成反應(yīng)。 乙烯基 樹脂是分子量很大的低聚物，當在酸的作用下，繼續(xù)進行縮聚反應(yīng)，可以生成更大的不溶的大分子，這就是樹脂固化或變定。 乙烯基 樹脂生成的機理十分復雜，至今還沒有十分清楚，一般認為 不飽和羧酸 與 環(huán)氧樹脂 在弱 酸 性介質(zhì)中 加入催化劑和微量阻聚劑和 進行 加聚反應(yīng) ， 在苯乙烯稀釋下冷卻 ，生成 乙烯基 樹脂 [8]。 基本原理 反應(yīng)原理及反應(yīng)條件的影響 乙烯基樹脂的分類 雙酚Ａ環(huán)氧丙烯酸類 其分子結(jié)構(gòu)式為： 雙酚Ａ環(huán)氧甲基丙烯酸類 其分子結(jié)構(gòu)式： 酚醛環(huán)氧乙烯基類 其分子結(jié)構(gòu)式： 黃石理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 乙烯基樹脂的一般化學結(jié)構(gòu)及其對性能的影響如下： 從以上化學結(jié)構(gòu)可以看出，乙烯基酯樹脂兼有兩種熱固性樹脂的特點，一方面它屬 于不飽和聚酯樹脂一類，在引發(fā)劑的作用下， 通過游離基反應(yīng)，形成一個不溶不熔的空間 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的巨大高分子聚合物。苯乙烯法法因其原料的易得性 ,催化劑無污染 ,活性高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點而成為目前呋喃制備的研究重點。該類樹脂的最大特點是即保留了骨架聚合物 環(huán)氧樹脂的基本特點，又兼具有不飽和聚酯的室溫固化性能。 黃石理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 2 乙烯基樹脂的生產(chǎn)方法 （ 這頁起頭，后面格式要調(diào)整 ！ ） 生產(chǎn)方法的評述與選擇 乙烯基樹脂，亦名環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，是國外 20世紀 60年代開發(fā)的一類新型聚合物。煙氣中的 SO2 在吸收塔與氨水接蝕生成 NH4HSO3 液，再在中和槽內(nèi)進一步與氨水反應(yīng)生成（ NH4） 2SO3，再在氧化塔內(nèi)氧化生成（ NH4） 2SO4 液。 用乙烯基酯樹脂與玻璃鱗片等制成的鱗片涂料，可用于鋼制容器設(shè)備內(nèi)襯，廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、造紙、電鍍、氯堿、醫(yī)藥、食品、建筑等行業(yè)，如火力發(fā)電廠給水系統(tǒng)的脫硫塔，氫氧化鈉、鹽酸槽等，排氣系統(tǒng)的煙氣脫硫裝置的除塵器、吸收塔、氧化塔；風管、煙囪等內(nèi)壁防腐，在對溫度和強度要求較高的場合，常采用鱗片涂料與玻璃鋼的復合結(jié)構(gòu)。 （ 3） 涂料： 乙烯基酯樹脂在有苯醌、苯偶姻醚等光引發(fā)劑存在下，經(jīng)紫外線照射，能引發(fā)交聯(lián)固化，且固化速度極快，可以以秒計。 （ 2） 樹脂膠泥、砂漿：用乙烯基酯樹脂配制的膠泥、砂漿可用于耐蝕磚板的內(nèi)襯、鋪砌、勾縫，也可用于耐腐蝕樹脂砂漿整體地面。由于乙烯基酯樹脂有很好的強度、耐腐蝕性和耐溫性，因而可用它來制作膠衣樹脂，用作人造瑪瑙、大理石、衛(wèi)生潔具等高檔制品的膠衣。 1969 年四川瀘州天然氣化工廠率先用黃石理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 環(huán)氧玻璃鋼內(nèi)襯防腐獲得成功。揚子公司乙二醇裝置混凝土污水池，污水 中含有碳酸鹽等，也采用了雙酚 A 乙烯基酯樹脂玻璃鋼內(nèi)襯防腐獲得滿意效果。揚子公司 PTA 污水處理裝置酸化沉淀池，介質(zhì)為 PTA 污水，污水中含有醋酸、對苯二甲酸、氯化物、稀硫酸、氫氧化鈉、微量二甲苯等， PH 值 2~13，工作溫度 40~96℃。 乙烯基樹脂的應(yīng)用 （ 1） 玻璃鋼制品和襯里：乙烯基酯樹脂常用于有較高耐溫要求、較強腐蝕條件的玻璃鋼制品，如制作大型的玻璃鋼 貯罐、槽車、塔器、 管道、風機等。 值得注意的是烯丙基醚在樹脂中的含量有一合適的值，太小了樹脂不能很好地吸氧，太大則由于“自動阻聚”作用，氣干性也會下降。其中之一就是采用在乙烯基酯樹脂結(jié)構(gòu)中接入烯丙基醚（ CH2=CH— CH2— O— ）基團的方法來合成氣干性乙烯基酯樹脂。主要原因是由于空氣中氧氣參加了乙烯基酯樹脂表面的聚合反應(yīng)。另外，在拉擠工藝中，如采用光敏乙烯基樹脂，則可極大的提高拉擠速度，如在光纜芯拉擠工藝中，速度可以達到 10m/min。 （ 5） 光敏乙烯基樹脂：由于乙烯基樹脂樹脂的中的不飽 和雙鍵在分子鏈端，由于活性較高，同時配以分子設(shè)計，如采用高環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂，采用丙烯酸取代甲基丙烯基酸合成后的乙烯基樹脂，加入光引發(fā)劑（如苯醌、苯偶姻醚等），用以吸收紫外線能量，并傳遞給樹脂系統(tǒng)，而使乙烯基樹脂進行聚合固化。較常規(guī)的酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂具有更高的耐溫溫度，可長期應(yīng)用于200℃氣相的強腐蝕環(huán)境，同時我們的使用經(jīng)驗表明，該類型型樹脂可在 23min 內(nèi)承受 300℃的溫度沖擊，該獨特應(yīng)用是絕緣應(yīng)用中，可完全達到 C級絕緣等級以上?，F(xiàn)在也發(fā)展了另外一種方法，即用聚異氰酸鹽和多元醇反應(yīng)以產(chǎn)生網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而達到樹脂的快速稠化，該方法可適合于低壓成型，具有粘度控制穩(wěn)定、對溫濕度要求低、存放期長的特點，同時制品的層間結(jié)合強度高的特點，同時也可以用帶過量醇的低酸值樹脂作稠劑。作為一種增稠用乙烯基樹脂，自然要求樹脂具有以下的特點：①與增強材料和填料的良好浸潤性；②初始的低粘度和快速增稠特性；③良好的力學特性，包括韌性和耐疲勞特性等；④較長的存 放周期；⑤較低的固化放熱峰和較低的苯乙烯揮發(fā)等。這些零部件包括車輪、座椅、散熱架、柵口板、發(fā)動機閥套等。一般乙烯基樹脂的沖擊強度（無缺口）不大于 KJ/M2，而現(xiàn)在一些新開發(fā)的耐沖擊型非橡膠改性乙烯基樹脂可以達到 22 KJ/M2 以上，橡膠改性的乙烯基樹脂可達到 25KJ/M2，這樣這些耐沖擊乙烯基樹脂就可以很好的應(yīng)用于一些高耐沖擊的 FRP 制作，如運動雪撬、運動頭盔等。因此，乙烯基樹脂在一些要求高力學性能、耐沖擊場合中得到應(yīng)用，但是常規(guī)的乙烯基樹脂在耐力學沖擊方面還是有待于提高的，尤其是采用富馬酸性改性的一些乙烯基樹脂，因為該類型樹脂的固化交聯(lián)密度高，交聯(lián)點間的分子鏈段較短，所以耐沖擊性能較差。低收縮樹脂的機理較為復雜，而原來一些廠家為了克服樹脂的固化收縮，通過加入低收縮添加劑（ LPA）的方法來達到目的，但有其應(yīng)用