【正文】 ，其聚合度的平均值稱為平均聚合度。（2）平均分子量（M）環(huán)氧樹脂的分子量與聚合度成正比例。（3）分子量分布由于環(huán)氧樹脂是分子量不等的同系物組成的混合物，其分子量具有多分散性，通常用分子量分布來表示。平均分子量相同的環(huán)氧樹脂，如果分子量分布不同，那么其某些物化性能也不同。（4）環(huán)氧基含量反應(yīng)活性極大的環(huán)氧基是環(huán)氧樹脂的重要官能團(tuán)，其含量的大小直接影響使用性能，因此它是控制和鑒定環(huán)氧樹脂質(zhì)量的主要手段之一。環(huán)氧基含量有以下三種表示方法：（Ev）環(huán)氧值是我國環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠家習(xí)慣采用的表示方法。單位：eq/100g。它是指含有１克當(dāng)量環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)稱為環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧當(dāng)量、分子量和環(huán)氧值之間的換算關(guān)系：En=M/2=100/Ev。單位：％。（5）軟化點(diǎn)環(huán)氧樹脂是一種混合物，沒有明確的熔點(diǎn)，只有一個(gè)熔融溫度范圍，稱為軟化點(diǎn)。（6）黏度黏度是環(huán)氧樹脂應(yīng)用時(shí)十分重要的指標(biāo)，它對操作性、脫泡性等有很大影響。黏度與分子量成正比例，黏度和軟化點(diǎn)在一定程度上反映出平均分子量和分子量分布的大小。（7）雜質(zhì)含量環(huán)氧樹脂的主要雜質(zhì)包括總氯（有機(jī)氯、無機(jī)氯）、揮發(fā)份及帶色基團(tuán)等。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂大體上可分為五大類：（1）縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂（2）縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂（3）縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂（4）線型脂肪族類環(huán)氧樹脂（5）脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂也可以按官能團(tuán)(環(huán)氧基)的數(shù)量分為雙官能團(tuán)環(huán)氧樹脂和多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂。2 環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)方法液態(tài)和固態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成方法，都包括一步法和二步法。一步法合成時(shí)，反應(yīng)是在水中呈乳狀液進(jìn)行的。制得的樹脂相對分子質(zhì)量分布較寬，有機(jī)氯含量高。而二步法合成時(shí)，反應(yīng)呈均相進(jìn)行，鏈增長反應(yīng)較平穩(wěn)，因而制得的樹脂相對分子質(zhì)量分布較窄，有機(jī)氯含量較低，環(huán)氧值和軟化點(diǎn)可通過配比和反應(yīng)溫度來控制和調(diào)節(jié)。我本次進(jìn)行的年產(chǎn)1000噸環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)所選擇的生產(chǎn)方法是以雙酚A型環(huán)氧樹脂為例進(jìn)行的。在堿催化下，雙酚A的羥基與環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧基反應(yīng)，生成端基為氯化羥基的化合物，新生成的環(huán)氧基與雙酚A的羥基反應(yīng)生成端羥基化合物，端羥基化合物與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成端氯化羥基化合物，生成應(yīng)釜內(nèi)，升高溫度70～80℃使二者充分溶解；然后降溫45～50℃，將30%的氫氧化鈉逐漸滴入的氯化羥基與NaOH反應(yīng)，脫HCl再生成環(huán)氧基。液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂(低相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂、軟樹脂)。當(dāng)n＝0～l時(shí)，室溫下為液體；當(dāng)n＝1～，軟化點(diǎn)小于55℃。︰1，︰1。將雙酚A和環(huán)氧氯丙烷按配比加入反反應(yīng)釜內(nèi)，要注意控制加堿速度和釜內(nèi)的溫度，靜止一定時(shí)間讓其反應(yīng)完全；減壓回收環(huán)氧氯丙烷使真空度在500mmgHg以上，溫度在80℃以上；回收完畢，將純苯加入釜內(nèi)，充分?jǐn)嚢?，并開始滴加二次堿液，加堿完畢，要保溫靜止一小時(shí)后，將上層清液抽至回流釜內(nèi)??樹脂和苯的混合物??再開始升溫回流脫水，回流至樹脂液呈透明無水泡時(shí)為止。表21環(huán)氧樹脂生產(chǎn)的主要原材料及規(guī)格原材料名稱分子量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)℃：≥（鉑－鈷）：≤40環(huán)氧氯丙烷（ECH）外觀：無色透明液體 純度wt％：≥；密度（20℃）g/cm3：～（PtCo）:≤15甲苯（TOL)92純度wt％：≥；餾程℃：109～112；密度（20℃）g/cm3:～色度（PtCo）號(hào)：≤15液堿（48％NaOH）40NaOH含量wt％：≥48；Fe2O3含量wt％：≤（1）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?！?。（3）液堿：淡紫色液體，無機(jī)械雜質(zhì)，強(qiáng)堿性，腐蝕性較強(qiáng)。℃，取樣化驗(yàn)時(shí)，要取下層。由于本設(shè)計(jì)是以雙酚A型環(huán)氧樹脂為例進(jìn)行相關(guān)設(shè)與計(jì)算的，此方法包括下列步驟：先把雙酚A投入溶解釜中，然后通過環(huán)氧氯丙烷，將夾套通水蒸氣的溫度加熱升溫到70OC左右?？刂品磻?yīng)溫度為5055OC，維持一定時(shí)間至反應(yīng)結(jié)束后，再在 ，回收過量環(huán)氧氯丙烷供循環(huán)使用。在回流脫水釜內(nèi)回流至蒸出的苯清晰無水珠為止。每小時(shí)生產(chǎn)能力的計(jì)算：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，環(huán)氧樹脂的設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為1000/a，全年365d，除去大修理、中修理等共37d，則年工作日為：36537=328d每晝夜生產(chǎn)能力為：（10001000）/328=24h連續(xù)生產(chǎn)，則每小時(shí)生產(chǎn)能力為：本設(shè)計(jì)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為90%，且根據(jù)國內(nèi)環(huán)氧樹脂生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀及綜合效益來考慮，擬采用一條生產(chǎn)線來進(jìn)行生 產(chǎn)，以一條單獨(dú)的生產(chǎn)線為計(jì)算基礎(chǔ)來進(jìn)行物料衡算。對單獨(dú)一條生產(chǎn)線上的反應(yīng)釜進(jìn)行物料衡算，環(huán)氧樹脂合成反應(yīng)式如下：原料配比：高分子量環(huán)氧樹脂：環(huán)氧氯丙烷和雙酚A的摩爾比為1:1 ~2，液體燒堿含量為80~90%。低分子量環(huán)氧樹脂：環(huán)氧氯丙烷和雙酚A的摩爾比為1:1 ~2，液體燒堿含量為50~60%。加入：（a）液體燒堿通入量 ， x=。熱量衡算是能量守恒定律的應(yīng)用，所以使用下面形式的熱量衡算方程：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6+Q7式中：Q1—物料帶入熱，如有多股物料進(jìn)入，應(yīng)是各股物料帶入熱量之和。Q3—從加熱介質(zhì)帶出的熱。Q5—冷卻介質(zhì)帶出的熱。雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成反應(yīng)式如下：該合成反應(yīng)式的控制步驟為，且是一級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)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(shí)間變化而變化。 反應(yīng)釜的機(jī)械設(shè)計(jì)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(tái)數(shù)。連續(xù)操作反應(yīng)液體積為：為便于工業(yè)上的生產(chǎn)，擬采用3臺(tái)體積相同的連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器串聯(lián)進(jìn)行生產(chǎn)操作，再另備一臺(tái)同樣型號(hào)的反應(yīng)釜作為備用。所以反應(yīng)釜的操作體積為：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。對攪拌釜反應(yīng)器的外型尺寸進(jìn)行具體設(shè)計(jì)：對于液液類型反應(yīng)容器選取。筒體高度圓整為H=1000mm。 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。考慮到經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和轉(zhuǎn)型生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)采用可拆式夾套型式。夾套筒體的高度的計(jì)算式：m選取夾套高度Hj=700mm，則，這樣是便于筒體法蘭螺栓裝拆，驗(yàn)算夾套傳熱面積為F=FiHj+Fh=+=。凸形封頭的壁厚附加量也只考慮C1和C2，加工成型的減薄量由制造廠根據(jù)的加工條件所確定，以保證壁厚符合圖紙要求，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可以不做考慮，取C1=，C2=1mm，校準(zhǔn)橢圓形夾套封頭的壁厚為：圓整到鋼板規(guī)格厚度并查閱封頭標(biāo)準(zhǔn)，選取夾套的筒體與封頭厚度均取為tn=6mm?？紤]到內(nèi)筒筒體按外壓設(shè)計(jì)，且受雙面腐蝕作用，可以粗選筒體壁厚tn=15mm,并取C1=,C2=2mm,筒體有效壁厚te=tnC=，D0/te=800/=。筒體的許用壓力MPap=因?yàn)閇P]P,且比較接近，所以取筒體tn=15mm，此外外壓穩(wěn)定和內(nèi)壓強(qiáng)度均能滿足要求。選用筒體下封頭壁厚tn=15mm，壁厚附加量中C1=,C2=2mm，所以筒體下封頭的有效壁厚te=tnC=；標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的外壓計(jì)算當(dāng)量球面半徑Ri=KDi=800=720,計(jì)算系數(shù)A為，查教材《過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》（華東理工大學(xué)出版社，2006）圖822，由系數(shù)A查得系數(shù)B=29MPa，許用外壓為MPap=取筒體下封頭壁厚tn=15mm符合外壓穩(wěn)壓和內(nèi)壓強(qiáng)度要求。 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭如右圖所示： 水壓試驗(yàn)及其強(qiáng)度校核內(nèi)筒體水壓試驗(yàn)壓力由PT=P+=+=PT==故取兩者中最大值，為方便壓力表讀數(shù)，取PT=。當(dāng)夾套做水壓試驗(yàn)時(shí)，釜體將受外壓作用，因夾套試驗(yàn)壓力為PTj=，