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年生產(chǎn)5000t尼龍聚合生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧資料

2025-07-01 21:22本頁(yè)面
  

【正文】 0%247。9323312= 裂解過程的計(jì)算蓖麻酸甲酯比重(20℃) 粘度(25℃) 30厘泊折光(20℃) 蓖麻酸甲酯不同粘度的含量如下表。蓖麻油的各項(xiàng)工藝指標(biāo)如下表。 酯交換過程的計(jì)算此反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為95%?,F(xiàn)在可以假設(shè)蓖麻油投料為1噸,然后按照工藝流程方框圖(即圖1),逐步計(jì)算,然后得出尼龍11的產(chǎn)量。 3 生產(chǎn)工藝的物料衡算 本課題所設(shè)計(jì)的是年產(chǎn)5000噸尼龍11的聚合生產(chǎn)線。產(chǎn)率98%。蒸發(fā)條件,220~240℃,10min(溶液)。以懸浮液加入時(shí)需先將水快速蒸發(fā),再將熔化的單體送入縮聚釜。連續(xù)熔融縮聚單體連續(xù)進(jìn)入管式縮聚釜,一般在常壓下進(jìn)行?;瘜W(xué)反應(yīng)式為:縮聚方法為熔融縮聚,生產(chǎn)方式有間斷和連續(xù)兩種。華北工學(xué)院崔建蘭采用催化氨化將反應(yīng)時(shí)間縮短為24h,最佳收率為72%[18,19]。反應(yīng)時(shí)間100~120h。反應(yīng)溫度為20177。如果經(jīng)水精制的氨基十一酸純度還未達(dá)到要求的話,可再利用氨基酸在乙醇中的溶解度較小,而一般有機(jī)物的溶解度較大的特點(diǎn),用酒精洗滌來除去水中未除凈的有機(jī)雜質(zhì)。有機(jī)脂肪酸及其衍生物一般不溶于水,而氨基酸較易溶于水。 氨解溴化產(chǎn)物在常溫(20℃)下與氨水反應(yīng)生成112氨基十一酸(即尼龍11 的單體) 和溴化銨,化學(xué)反應(yīng)式為: 溴代十一酸制氨基十一酸的反應(yīng)是個(gè)多相反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。4. 為了防止游離基相互碰撞而導(dǎo)致游離基反應(yīng)終止,需要在較稀的溶劑中進(jìn)行反應(yīng)。加成時(shí)鼓入空氣作催化劑。因而所使用的溶劑(甲苯)、原料(十一烯酸)和系統(tǒng)都要保持潔凈,使用不銹鋼、玻璃、陶瓷或塑料制容器。為了提高11溴代十一酸的產(chǎn)率和質(zhì)量,應(yīng)盡量減少正加成反應(yīng)的發(fā)生,為此必須考慮以下幾點(diǎn):1. 加成反應(yīng)應(yīng)在非極性溶劑(如甲苯、苯、汽油)中進(jìn)行。正加成是離子反應(yīng),在無氧、熔融狀態(tài)或極性溶劑中有利于正加成反應(yīng)的進(jìn)行。 表23 十一烯酸的沸點(diǎn)與真空度的關(guān)系真空度759 7557407367207006604600沸點(diǎn)114176178275 溴化10十一烯酸在過氧化物存在下,用甲苯作溶劑,在30℃左右,與合成的HBr 發(fā)生反馬氏加成反應(yīng)生成11溴代十一酸,化學(xué)反應(yīng)式為: 該反應(yīng)10十一烯酸與溶劑配比為1:3,得到的溴代酸熔點(diǎn)在47℃以上,產(chǎn)率90%以上[15]。粗十一烯酸經(jīng)減壓蒸餾進(jìn)行精制,精十一烯酸熔點(diǎn)為21℃。表21 庚醛在不同壓力下的沸點(diǎn)真空度5 10204060100200400760沸點(diǎn)43547480102155表22 十一烯酸甲酯在不同壓力下的沸點(diǎn)真空度 5075151280760沸點(diǎn)110130140150160170190210248 水解 10十一烯酸甲酯與氫氧化鈉在90℃下進(jìn)行皂化反應(yīng)生成10十一烯酸鈉和甲醇。殘油中含有未裂解的蓖麻酸甲酯,可進(jìn)行再次裂解,并分餾之。主要成份為十一烯酸甲酯、庚醛、未裂解的蓖麻酸甲酯,以及它們進(jìn)一步裂解生成的低分子量化合物等。同時(shí)它又是一種優(yōu)良的阻火劑,可以避免燃燒和爆炸的危險(xiǎn)。過熱水蒸氣是一種極好的氣態(tài)熱交換劑,利用它和蓖麻酸甲酯混合后進(jìn)行裂解,能使蓖麻酸甲酯受熱均勻,不因局部過熱而產(chǎn)生分解、焦化現(xiàn)象。蓖麻酸甲酯的裂解溫度在540℃~560℃較好。除了十一烯酸甲酯和庚醛外,尚有蓖麻酸甲酯脫水生成的亞油酸及次亞油酸的酯類,這就降低了十一烯酸甲酯得率,而且庚醛也要被分解破壞。為了有利于甲醇鈉的生成,防止蓖麻酸甲酯在氫氧化鈉的作用下皂化,降低酯交換率,%[13]。酯化反應(yīng)用燒堿做催化劑生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單,甘油回收率高,適應(yīng)于工業(yè)生產(chǎn)?;瘜W(xué)反應(yīng)式為:蓖麻油的粘度很大,不宜于直接裂化。 2 尼龍11的合成工藝概述工藝流程方框圖如圖21所述:裂解酯交換蓖麻油 酯交換 蓖酸甲酯 十一烯溴化水解酸甲酯 十一烯酸 溴代十聚合氨解一酸 氨基十一酸 尼龍11圖21 工藝流程圖 酯交換 蓖麻油(主要成分為蓖麻油酸三甘油酯) 和甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)生成蓖麻油酸甲酯和甘油。應(yīng)加快尼龍11樹脂合成的工業(yè)化步伐,逐步改變其長(zhǎng)期依靠進(jìn)口的局面,并加強(qiáng)其應(yīng)用研究,拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。況且,生產(chǎn)尼龍11的主要原料是蓖麻油,而我國(guó)是世界第二大蓖麻油生產(chǎn)國(guó),原料來源不成問題。目前使用的尼龍11樹脂主要依靠進(jìn)口,受其價(jià)格限制,應(yīng)用還不廣泛,大部分用來加工汽車軟管,少量用來生產(chǎn)電子電器部件和工程機(jī)械零件。 尼龍11的發(fā)展與展望 尼龍11是一種性能優(yōu)良的工程塑料,在歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用非常廣泛。目前國(guó)外主要研究了PA11/Au、PA11/Si納米復(fù)合材料并取得了一定的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)外研究最多的是玻璃纖維、碳纖維增強(qiáng)改性尼龍11[12]。對(duì)于尼龍11性能的研究中尤以熱性能、結(jié)晶性能、電性能等方面的研究居多。目前華北工學(xué)院高分子研究所正在進(jìn)行千噸級(jí)尼龍11生產(chǎn)線的建設(shè)。改革開放以后北京化工研究院、長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所、山西華北工學(xué)院等單位進(jìn)行了尼龍11樹脂的合成研究。這些公司均采用法國(guó)技術(shù)。最初的用途是制作合成纖維,20世紀(jì)70年代以后用于制造工程塑料產(chǎn)品。尼龍11還可用于制造各種機(jī)械零件、醫(yī)療器材、體育用品等。 尼龍11質(zhì)輕、耐潮濕、耐蟲蛀、耐腐蝕,應(yīng)用于城市煤氣管道施工方便,使用壽命長(zhǎng)。 改性復(fù)合材料 尼龍11與硫氰酸鎂共混可作為高沖擊尼龍11復(fù)合材料[8],尼龍11 與云母、玻璃纖維共混可提高拉伸強(qiáng)度和耐磨性,尺寸穩(wěn)定且表面性能優(yōu)異,尼龍11與阻燃性材料復(fù)合作為汽車燃料管和高壓水管使用可有效防止?jié)B漏[9]。“幻影”Ⅲ戰(zhàn)斗機(jī)的減速降落傘蓋和彈射器的彈射裝置也用尼龍11制造。 軍械工業(yè) 尼龍11是軍事裝備的理想新材料,用它制作的軍事器材能耐潮濕、干旱、嚴(yán)寒、酷暑、塵土、海水或含鹽分的空氣以及各種碰撞等考驗(yàn),可用作槍托、握把、降落傘蓋、訓(xùn)練彈及軍用水壺、油壺、軍用直升機(jī)油箱、軍用通訊設(shè)施等。 電子、電器工業(yè) 由于尼龍11尺寸穩(wěn)定性好、介電性能優(yōu)良,且抗震經(jīng)撞、不易磨損,并有自動(dòng)熄火和易于模塑等特性,可用于制造各種插接件、高壓斷路裝置連接桿、限位開關(guān)、熱位繼電器、線圈骨架、變速齒輪等電子電器零部件。尼龍11管路內(nèi)壁光滑、阻力小、密封性好、不易疲勞開裂,而且質(zhì)輕、耐用、易于安裝與維修。目前全球約有50%尼龍11用于汽車工業(yè)。 汽車工業(yè) 使用塑料取代金屬材料能降低車重,進(jìn)而降低油耗。 其它性能尼龍11還具有抗白蟻蛀蝕,表面非常光滑,不受霉菌侵蝕,對(duì)人體無毒,易于成型加工等突出性能。 電性能 尼龍11具有十分優(yōu)良的介電、熱電和鐵電性能。h 熱性能 尼龍11的亞甲基鏈較長(zhǎng),柔性較好導(dǎo)致熔融溫度和玻璃化溫度較低。它的曲撓性好,在主要尼龍品種中其抗彎模量最低。尼龍11的耐候性中等,可加入適當(dāng)?shù)念伭虾妥贤饩€吸收劑提高其耐候性。20℃RH50%%,%[3]。20℃RH(相對(duì)濕度) 65%時(shí),%。(2) 吸水性由于尼龍中酰胺基和水分子之間能夠形成氫鍵,因此與聚烯烴相比具有較大的吸水率。不同晶型的尼龍11之間存在晶型轉(zhuǎn)變,溫度和壓力對(duì)尼龍11的晶型轉(zhuǎn)變有明顯影響。用FTIR及X射線衍射法證明尼龍11 至少存在3種晶型和一種亞穩(wěn)態(tài),分別為α晶型、δ晶型、γ晶型、δ′晶型。)14993a 物理性能(1) 密度與結(jié)晶性尼龍11是白色半透明固體,與一般的結(jié)晶性高聚物一樣,隨著結(jié)晶度的變化密度也發(fā)生變化。)43邵氏硬度HA37224095體積電阻率/ (Ω其典型性能詳見表1[1]。 1 尼龍11的介紹 尼龍11的主要性能 尼龍11化學(xué)名稱為聚十一內(nèi)酰胺,英文名稱Poly Undecanoylamide(簡(jiǎn)寫為PA11) ,化學(xué)結(jié)構(gòu)式為。本論文將綜述尼龍11的國(guó)內(nèi)外研究概況,介紹其物理、化學(xué)、力學(xué)等各方面的性能,概述其在汽車、電子電器、軍工等領(lǐng)域的應(yīng)用。另一方面,尼龍11在國(guó)外有一半產(chǎn)量用在軍工、電子機(jī)械、醫(yī)療器材、體育用品等領(lǐng)域,而我國(guó)在這方面的應(yīng)用才剛剛起步,加上在其它方面的需求量,今年我國(guó)對(duì)尼龍11的總需求量將達(dá)到4000噸。目前,我國(guó)汽車行業(yè)每年對(duì)尼龍11的進(jìn)口量約為800噸。此外,山西華北工學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所等單位也在進(jìn)行尼龍11樹脂的合成研究工作。1995年該項(xiàng)目被國(guó)家計(jì)委和化工部列為國(guó)家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,進(jìn)行了百噸
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