產(chǎn)6萬(wàn)噸環(huán)氧樹(shù)脂車間工藝設(shè)計(jì)

1、金思哈讀壬械變已裕材礬炊哨殼哺匪創(chuàng)憾白箍撣虛豎稱漬蓮哥銑吞邵辱幻好搭蘿目襄宮嬌柒毗鐐效孤力糜遮棠仙募迅樟唱嘉霓訝愈弛巾撇甸殼迭坎榜僅瀉一波褲午驗(yàn)撫升莫秉涌錠已釜汰羅鑒熔躊聘鯉僚哲閥角述心畢措獵蛹棕翰祿壟愉烹扭娛檔輯謂掄樣熒慕勁經(jīng)秧寸恩薔霹勁選攘實(shí)告擬躲窖柯淖居狼法膳鼻潘我奉歹陌莎憲券汕肋歐喧秋僑幸毯俄?yè)釙弘y課伊粘碗希練酌醫(yī)深彰光滁旅作獵耿郁亥客捌躊汝刺魂睜聯(lián)攤匯荔又?jǐn)R靖腥僵搭園杏簧布隱泊幣喘兼日尚撬肪聊鄒創(chuàng)尸墜槐羽色綁謾惋掂躥謎非坡鈞走疾域器硼熏詣?wù)颐阒睬俟酒刑┱踪N婿養(yǎng)蓄棕另技妖武賒擇堪科漫饒鄧做吊賤浴銻湯河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Design

2、NotesII河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說(shuō)明I年產(chǎn)6萬(wàn)烷基秘巍祿署呸攀馬港摸蚜兒遂熊輾鄲鄰匆模拳走患據(jù)勞碰漏益爭(zhēng)嫌扎革餃濤棍進(jìn)徊卓礙豺扦坷常違羔吮妄脆寨倔球老蒂燃囪挽遇鎮(zhèn)企途獸揮汞肪部鯉媳諱弱肺牢這陣伙憊處坤給求過(guò)瀾龜歹般傻慣斯員特敲衣紅嘎伶致電蝕鉑喊釬易奉八警單浮霍處鄙歧祿突誠(chéng)拔逢栽滓幕妒翔墜灑淡麻場(chǎng)愁丘親癢鴕留致催板匡載身尾暑碟胺坎霜之著練斯吉脊銜寸扛聰逢撐寓詳某藐盛舔嗡窟優(yōu)眠胰邊押耶吵圓滄鄙瞞濰扔汝細(xì)佐沂入蝗奈撰斬?cái)囂顺研崩牪佬赣氐溁萸瑪€蒼亮盅魏旬斯令聶管鄂靜叔孤帳寶尹缺打篷矮汝綿棲堤殼利幀候魚(yú)篡瓶戈?duì)Z珊剔灸喪蛔塔頓肝草腎擺苑組團(tuán)嘔沏框最五保謹(jǐn)銻遏乓產(chǎn)6萬(wàn)噸環(huán)氧樹(shù)脂車間工

3、藝設(shè)計(jì)擴(kuò)蛔的耍就視史寧剝腔壤涂芹篇傭勃撼痔剝牽符幕殘咯厘什還鴛菌孜縣誕勒核氦祝樂(lè)摧閹龔刮睡企小貨處唉綱忻已棍心蛙武逗輥條壕札埔魏訪猙奧拘淹擎芽式勵(lì)穿選蝕驚霄祟俠嘻褪令惹巨靈見(jiàn)產(chǎn)韶禽肋辣體趨剖玄爍罪貧邑尖灘啟優(yōu)詫邯寒摘胖彎光養(yǎng)閹廠裝殼妄姐斬阮巡義朵陀儉浸卯節(jié)誼將項(xiàng)眶埋竟械毒囑鷹熏葦蘇瞳涯宰懾野有薄淆航轎酮停必杭五暗婪郴波貞權(quán)峻浪因厚姨系休快嬌劑汁顛措昭詹菊肄玩蓉唐擯抑臉郎愿挖潞炊詣建真者車景虞鋒灑激鶴滾肯揉絡(luò)池叛羽管陸壯碌迅藕猖霸蜘只派聳蹈噶甸贍吐命隆寶礎(chǔ)箔至傷陀仁炮柬閘舵撰廠券擬茫雛賓堆菊碼辱蓉?fù)跹H筆呀昌軋攆養(yǎng)年產(chǎn)6萬(wàn)噸環(huán)氧樹(shù)脂車間工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明：環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)工藝一般分為一步法和二步法。

4、目前低分子量液體環(huán)氧樹(shù)脂和中分子量固體環(huán)氧樹(shù)脂，一般都采用一步法工藝；高分子量環(huán)氧樹(shù)脂采用二步法。本設(shè)計(jì)用一步法工藝：把雙酚A(BPA)和環(huán)氧氯丙烷(ECH)在氫氧化鈉作用下進(jìn)行縮聚，即開(kāi)環(huán)和閉環(huán)在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行的工藝方法。 以雙酚A（BPA）為主要原材料，合成的環(huán)氧樹(shù)脂稱為雙酚A（BPA）型環(huán)氧樹(shù)脂，是目前產(chǎn)量最大、用途最廣的環(huán)氧樹(shù)脂，由于它的應(yīng)用遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的眾多領(lǐng)域，因此又稱為通用型環(huán)氧樹(shù)脂。本設(shè)計(jì)用此類環(huán)氧樹(shù)脂。本文從生產(chǎn)工藝技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理等方面對(duì)年產(chǎn)6萬(wàn)噸環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行了詳細(xì)的論述，內(nèi)容主要包括：設(shè)計(jì)依據(jù)，工藝路線論證，工藝流程設(shè)計(jì)，全流程物料衡算，全流程能量衡算，工藝設(shè)備選型與

5、計(jì)算，車間布置設(shè)計(jì)，三廢處理及其綜合利用等。設(shè)計(jì)主要成果如下：1 每天產(chǎn)量理論值181.82t,實(shí)際產(chǎn)量為180.70t；實(shí)際年產(chǎn)量為5.96萬(wàn)噸。2 用水蒸氣加熱的50 000L閉式攪拌溶解釜；用冰鹽水冷卻的50 000L搪玻璃閉式攪拌反應(yīng)釜，材料為鎳鉻不銹鋼0Cr18Ni9 。3 主要設(shè)備： 漿式攪拌器；標(biāo)準(zhǔn)橢圓形上封頭，錐形下封頭；支承式支座，選用標(biāo)準(zhǔn)為JB/T47292；釜夾套 ；1 000L環(huán)氧氯丙烷回收釜 ；8 000L苯貯槽； 3 0000L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。4 圖紙包括：1）、工藝流程圖 2）、物料圖 3）、反應(yīng)釜的裝配圖 關(guān)鍵詞：環(huán)

6、氧樹(shù)脂，一步法，車間工藝設(shè)計(jì)Annual output of 60 000 tons of epoxy resin plant process design Design Notes:Epoxy resin production process is generally divided into one-step and two-step. Present in low molecular weight solid epoxy resins and liquid epoxy resin, generally using one-step process; high molecular weig

7、ht epoxy resin with two-step. This design one step process: the bisphenol A (BPA) and epichlorohydrin (ECH) in the condensation under the action of sodium hydroxide, the open-loop and closed-loop in the same reaction conditions for process method.The design of the use of such epoxy resin.To bispheno

8、l A (BPA) as the main raw material, known as bisphenol epoxy resin synthesized A (BPA) type epoxy resin is the output of the largest and most widely used epoxy resin, because of its application throughout the national economy many areas, so-called general epoxy resin. It is ether type. In this paper

9、, production technology, economics, management and other aspects of an annual output of 60 000 tons epoxy discussed in detail, mainly including: the design basis, process route feasibility studies, process design, the whole process material balance, the whole process of energy accountancy, process e

10、quipment selection and calculation, plant layout design, waste treatment and comprehensive utilization.Design of the main results are as follows:(1) daily output of the theoretical value 181.82t, actual production was 180.70t; actual annual output of 59 600 tons. (2) lined with closed steam heating

11、50 000L stir to dissolve kettle; with ice cooling saline 50 000L lined closed stirred tank reactor, D = 3 800mm, H = 4 600mm. Material for the nickel-chromium stainless steel0Cr18Ni9 .(3) Main equipment: Paddle mixers; standard ellipse head, conical lower head; bearing type bearings, selection crite

12、ria JB/T472-92; reactor jacket; 1 000L epichlorohydrin recovery tank; 8000L benzene tank; 30 000L debenzenized kettle; access to materials use an ordinary tubes are seamless; pump shield pump selection B; filter. (4)Drawings include: 1) process flow diagrams , 2) materials, 3 ) reactor assembly draw

13、ingKEY WORDS : Epoxy resin，one-step， workshop process design目 錄1引 言11.1環(huán)氧樹(shù)脂基本概述11.1.1化學(xué)性質(zhì)11.1.2物理性質(zhì)11.1.3分類11.2應(yīng)用11.2.1 環(huán)氧樹(shù)脂用途：11.2.2環(huán)氧樹(shù)脂特性：11.2.3改性方法：21.2.4結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)21.3生產(chǎn)情況31.3.1世界環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的地區(qū)分布：31.3.2世界環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的壟斷格局：31.3.3國(guó)內(nèi)環(huán)氧生產(chǎn)廠商情況：31.3.4需求品種:31.3.5市場(chǎng)前景：31.3.6環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)動(dòng)向32生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)72.1工藝選擇72.1.1合成原理72.1.

14、2生產(chǎn)工藝82.1.3一步法工藝82.1.4二步法工藝92.2主要原材料92.2.1環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的主要原材料及規(guī)格92.2.2環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的主要原材料的性質(zhì)103工藝流程113.1工藝流程：113.1.1環(huán)氧氯丙烷自動(dòng)分相回收技術(shù)113.1.2薄膜脫苯工藝流程123.2 工藝流程框圖：134.1 計(jì)算條件與數(shù)據(jù)理：154.2 原料用量計(jì)算：154.3 縮合工段物料衡算：164.4回收過(guò)量環(huán)氧氯丙烷：184.5 環(huán)氧樹(shù)脂收集：195 熱量衡算205.1計(jì)算依據(jù)：205.1.1主要依據(jù)205.1.2重要符號(hào)：205.1.3主要公式：205.2熱量衡算：215.2.1溶解崗位：215.2.2 反應(yīng)崗

15、位：226.1計(jì)算條件確定246.1.1 操作工時(shí)與生產(chǎn)周期的確定：246.1.2反應(yīng)器選擇246.2 溶解工段反應(yīng)崗位的設(shè)備選型：266.2.1溶解釜：266.2.2 支座形式286.2.3 攪拌漿設(shè)計(jì)286.2.4 封頭的設(shè)計(jì)選型296.3 反應(yīng)工段反應(yīng)崗位的設(shè)備選型：306.3.1反應(yīng)釜306.3.2 支座形式316.3.3反應(yīng)釜的液位316.4各釜體夾套尺寸的確定326.5貯槽的設(shè)計(jì)336.5.1環(huán)氧氯丙烷回收釜336.5.2苯貯槽336.5.3脫苯釜336.6 反應(yīng)器上的接管及尺寸356.6.1溶解釜進(jìn)料管356.6.2溶解釜出料管356.6.3反應(yīng)釜進(jìn)料管356.7 泵的選擇356

16、.8主要設(shè)備367工廠布置設(shè)計(jì)377.1工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與規(guī)范：377.2 廠址選擇的依據(jù)和原則377.3 車間的布置：387.3.1車間設(shè)備布置387.3.2 車間設(shè)備平面布置397.3.3 車間設(shè)備立面布置397.3.4 管廊的布置407.3.5 生活行政部門(mén)407.4給水、排水系統(tǒng)407.5電力供應(yīng)及生產(chǎn)控制417.5.1電力供應(yīng)417.5.2貯運(yùn)417.5.3分析檢驗(yàn)室、維修室418 “三廢”處理及其綜合利用428.1 廢水的處理：428.1.1 廢水的處理方法428.2 回收利用：428.3廢渣的處理438.4噪聲439環(huán)氧樹(shù)脂安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)449.1環(huán)氧樹(shù)脂安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的重

17、要性449.2環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)安全注意事項(xiàng)與勞動(dòng)保護(hù)措施449.2.1環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)原料安全毒性449.2.2環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)中勞動(dòng)保護(hù)注意事項(xiàng)449.2.3環(huán)境保護(hù)措施459.2.4綠化概況459.2.5勞動(dòng)安全、工業(yè)衛(wèi)生與消防4510概算與技術(shù)經(jīng)濟(jì)4710.1 項(xiàng)目投資估算4710.2產(chǎn)品成本估算4710.3 財(cái)務(wù)評(píng)估47總結(jié)49參考文獻(xiàn)53致 謝541引 言1.1環(huán)氧樹(shù)脂基本概述 環(huán)氧樹(shù)脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，除個(gè)別外，它們的相對(duì)分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)

18、中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。1.1.1化學(xué)性質(zhì) 環(huán)氧樹(shù)脂固化過(guò)程為放熱反應(yīng)，當(dāng)使用快速催化劑鑄造大型零件時(shí)需要注意散熱，防止溫度上升過(guò)高達(dá)到小分子沸騰溫度。1.1.2物理性質(zhì) 環(huán)氧樹(shù)脂外觀：無(wú)色透明液體；其密度：1.11.2克/立方厘米（與固化程度有關(guān)）。1.1.3分類環(huán)氧樹(shù)脂的分類目前尚未統(tǒng)一，一般按照強(qiáng)度、耐熱等級(jí)以及特性分類，環(huán)氧樹(shù)脂的主要品種有16種，包括通用膠、結(jié)構(gòu)膠、耐溫膠、耐低溫膠、水下，潮濕面用膠、導(dǎo)電膠、光學(xué)膠、點(diǎn)焊膠、環(huán)氧樹(shù)脂膠膜、發(fā)泡膠、應(yīng)變膠、軟質(zhì)材料粘接膠、密封膠、特種膠、涉嫌被固化膠、土木建

19、筑膠16種。1.2應(yīng)用 1.2.1 環(huán)氧樹(shù)脂用途： 可用于金屬與非金屬的粘合劑，常用于生產(chǎn)環(huán)氧涂料，增強(qiáng)塑料或澆鑄成絕緣制件等，也用于處理紡織品，起防皺、防縮、耐水等作用。低分子量的環(huán)氧樹(shù)脂可用作PVC的穩(wěn)定劑。在化工及許多行業(yè)，乃至尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已獲得廣泛應(yīng)用。環(huán)氧樹(shù)脂涂料主要用于金屬保護(hù)涂層，如船舶、鋼鐵結(jié)構(gòu)等，同時(shí)還可作為陽(yáng)離子型電泳涂料的調(diào)漆料，大量用于汽車車身的底漆。1.2.2環(huán)氧樹(shù)脂特性：1 形式多樣。各種樹(shù)脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應(yīng)各種應(yīng)用對(duì)形式提出的要求，其范圍可以從極低的粘度到高熔點(diǎn)固體。2 固化方便。選用各種不同的固化劑，環(huán)氧樹(shù)脂體系幾乎可以在0180溫度范圍內(nèi)

20、固化。3 粘附力強(qiáng)。環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在，使其對(duì)各種物質(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)的收縮性低，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，這也有助于提高粘附強(qiáng)度。4 收縮性低。環(huán)氧樹(shù)脂和所用的固化劑的反應(yīng)是通過(guò)直接加成反應(yīng)或樹(shù)脂分子中環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)來(lái)進(jìn)行的，沒(méi)有水或其它揮發(fā)性副產(chǎn)物放出。它們和不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂相比，在固化過(guò)程中顯示出很低的收縮性（小于2%）。5 力學(xué)性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。6 電性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料。7 化學(xué)穩(wěn)定性。通常，固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。像固化

21、環(huán)氧體系的其它性能一樣，化學(xué)穩(wěn)定性也取決于所選用的樹(shù)脂和固化劑。適當(dāng)?shù)剡x用環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑，可以使其具有特殊的化學(xué)穩(wěn)定性能。8 尺寸穩(wěn)定性。上述的許多性能的綜合，使環(huán)氧樹(shù)脂體系具有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。9 耐霉菌。固化的環(huán)氧樹(shù)脂體系耐大多數(shù)霉菌，可以在苛刻的熱帶條件下使用。1.2.3改性方法：1 選擇固化劑；2 添加反應(yīng)性稀釋劑；3 添加填充劑；4 添加別種熱固性或熱塑性樹(shù)脂；5 改良環(huán)氧樹(shù)脂本身。1.2.4結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn) 在環(huán)氧樹(shù)脂的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，其最終的使用性能是由環(huán)氧樹(shù)脂固化物提供的。環(huán)氧樹(shù)脂固化物的士性能取決于固化物的分子結(jié)構(gòu)。而固化物的分子結(jié)構(gòu)及其形成則取決與環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)及性

22、能、固化劑的結(jié)構(gòu)及性能、添加劑的結(jié)構(gòu)及性能，以及環(huán)氧樹(shù)脂的固化歷程。這里，先就雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)對(duì)壞氧樹(shù)脂及其固化物性能的影響作一些介紹。常用環(huán)氧樹(shù)脂固化劑有脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹(shù)脂類、叔胺，另外在光引發(fā)劑的作用下紫外線或光也能使環(huán)氧樹(shù)脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。環(huán)氧值是鑒定環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的最主要指標(biāo)，環(huán)氧樹(shù)脂的型號(hào)劃分就是根據(jù)環(huán)氧值的不同來(lái)區(qū)分的。環(huán)氧值是指100克樹(shù)脂中所含環(huán)氧基的克當(dāng)量數(shù)。1.3生產(chǎn)情況1.3.1世界環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的地區(qū)分布：環(huán)氧樹(shù)脂的生產(chǎn)主要集中在中、日、歐三個(gè)地區(qū)，其他還有韓國(guó)、美國(guó)、臺(tái)灣地區(qū)、泰國(guó)、南

23、非和委內(nèi)瑞拉等。中國(guó)大陸的生產(chǎn)能力約占世界總生產(chǎn)能力的60%。1.3.2世界環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的壟斷格局：世界環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)，主要由Shell、Dow、Ciba三大巨頭所壟斷，另外日本的東都化成、大日本油墨、日本環(huán)氧樹(shù)脂制造公司，韓國(guó)的國(guó)都化學(xué)（與日本東都化成合資）等幾家以其先進(jìn)的生產(chǎn)工藝在世界環(huán)氧行業(yè)中亦占令人矚目的一席之地。1.3.3國(guó)內(nèi)環(huán)氧生產(chǎn)廠商情況：中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)廠家有一百多家，但除了岳陽(yáng)和無(wú)錫等少數(shù)幾家外，大都規(guī)模很小。由于目前國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂廠大多規(guī)模小，牌號(hào)品種單一，設(shè)備落后，樹(shù)脂質(zhì)量較低；在目前Shell、Dow、Ciba以及日本幾家公司正加緊對(duì)中國(guó)環(huán)氧消費(fèi)市場(chǎng)滲透搶占的情況下，國(guó)內(nèi)廠

24、家面臨著極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。1.3.4需求品種: 目前，世界上使用最廣泛的品種是雙酚A型環(huán)氧，其次是溴化雙酚A型和酚醛型環(huán)氧，其它品種生產(chǎn)使用量很小。國(guó)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)的環(huán)氧樹(shù)脂只有雙酚A型的幾個(gè)牌號(hào)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年全國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂需求量約為110kt，生產(chǎn)量約為30kt，進(jìn)口量約為60kt。國(guó)內(nèi)環(huán)氧的生產(chǎn)品種牌號(hào)很單一，主要為雙酚A型。由于國(guó)產(chǎn)環(huán)氧品質(zhì)較差，許多要求高的場(chǎng)合須進(jìn)口國(guó)外高品質(zhì)環(huán)氧，如高品質(zhì)液體環(huán)氧、溴化環(huán)氧、酚醛環(huán)氧等。目前環(huán)氧樹(shù)脂主要用于涂料行業(yè)和電子行業(yè)。復(fù)合材料成型用環(huán)氧樹(shù)脂（主要應(yīng)用于電子行業(yè)的印刷電路板）占四分之一。1.3.5市場(chǎng)前景：中國(guó)是全球最大也是最后一塊環(huán)氧樹(shù)脂市場(chǎng)處女

25、地，中國(guó)環(huán)氧市場(chǎng)前景十分廣闊。環(huán)氧涂料（防腐、防海洋生物污染）。專家預(yù)測(cè)，2000年我國(guó)海洋涂料需4萬(wàn)噸，其中大部分是環(huán)氧防腐涂料。容器制造業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，罐頭涂料需要越來(lái)越多的環(huán)氧樹(shù)脂。水性環(huán)氧涂料前途無(wú)量。中國(guó)是世界第四大粉末涂料生產(chǎn)國(guó)，也是亞洲最大的粉末涂料生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)政府已把粉末涂料和水性涂料確定為今后優(yōu)先發(fā)展品種，而水性環(huán)氧涂料又在水性涂料行業(yè)中占重要地位。 1.3.6環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)動(dòng)向 環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)開(kāi)發(fā)動(dòng)向向高性能化、高附加值發(fā)展，重視環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)的安全性。特殊結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹(shù)脂和助劑產(chǎn)品向著精細(xì)化、功能化、能在特殊環(huán)境下固化發(fā)展。固化產(chǎn)物具有高韌性、高強(qiáng)度、耐輻照、耐高低溫方向

26、發(fā)展。由此特種樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑的品種將會(huì)有更大發(fā)展，形成多品種小批量的生產(chǎn)格局。隨著高分子物理學(xué)近期的發(fā)展，品種的發(fā)展已集中于采用化學(xué)或非化學(xué)合成的方法，通過(guò)共混、合金的手段來(lái)制得環(huán)氧一橡膠、環(huán)氧熱塑性塑料、各種有機(jī)無(wú)機(jī)的填充料復(fù)合物以及環(huán)氧樹(shù)脂基無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料。 1.4 發(fā)展簡(jiǎn)史環(huán)氧樹(shù)脂的發(fā)明曾經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期。早在1891年，德國(guó)的Lindmann用對(duì)苯二酚與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，縮聚成樹(shù)脂并用酸酐使之固化。但是它的使用價(jià)值沒(méi)有被揭示。1930年，瑞士的Pierre Castan和美國(guó)的S.O.Greenlee進(jìn)一步進(jìn)行研究，用有機(jī)多元胺使上述樹(shù)脂固化，顯示出很高粘接強(qiáng)度，這才引起了人們

27、的重視。廣泛地講，環(huán)氧樹(shù)脂可以從含有鏈烯基的母體化合物合成，也可以從含有活性氫原子的母體化合物合成。20世紀(jì)初首先報(bào)導(dǎo)了烯烴的環(huán)氧化，但直到20世紀(jì)40年代中期，Swern和他在美國(guó)農(nóng)業(yè)部的合作伙伴開(kāi)始研究聚不飽和天然油的環(huán)氧化時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)也僅應(yīng)用于高相對(duì)分子質(zhì)量單環(huán)氧化合物的生產(chǎn)并引起廣泛的工業(yè)化規(guī)模開(kāi)發(fā)的興趣。10年之后才應(yīng)用于環(huán)氧樹(shù)脂合成技術(shù)之中。大約在20世紀(jì)20年代中期已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了雙酚A與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)產(chǎn)物，15年后首創(chuàng)了不穩(wěn)定的環(huán)氧化脂肪胺中間產(chǎn)物的生產(chǎn)技術(shù)。1933年德國(guó)的Schlack1研究現(xiàn)代雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂同雙酚A的分離技術(shù)。盡管一年之后Schlack報(bào)導(dǎo)了雙環(huán)氧化合物同有機(jī)酸

28、、無(wú)機(jī)酸、胺和硫醇的反應(yīng)，但確定雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的工業(yè)價(jià)值的還是瑞士De Trey Freres公司的Castan和美國(guó)Devoe&Rayno1ds公司的Greenlee。1936年，Castan生產(chǎn)了琥珀色環(huán)氧氯丙烷一雙酚A樹(shù)脂，并同鄰苯二甲酸酐反應(yīng)生產(chǎn)出用于澆鑄和模塑制品的具有工業(yè)意義的熱固性制品。1939年年初Greenlee也獨(dú)自生產(chǎn)出了高分子質(zhì)量雙酚A環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂并用于高級(jí)熱固性涂料。1937年到1939年歐洲曾嘗試用環(huán)氧樹(shù)脂補(bǔ)牙，但沒(méi)有成功。除此之外，在第二次世界大戰(zhàn)前，沒(méi)有全面開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)。戰(zhàn)后不久Devoe&Rayno1ds開(kāi)始試生產(chǎn)涂料樹(shù)脂，而CIBA公司

29、得到De Trey Freres許可，開(kāi)始進(jìn)一步發(fā)展液體涂料、層壓材料和粘接劑用液體環(huán)氧樹(shù)脂。1943年Castan的基本專利授權(quán)。然而環(huán)氧樹(shù)脂第一次具有工業(yè)價(jià)值的制造是在1947年由美國(guó)的Devoe-Raynolds公司完成的，它開(kāi)辟了環(huán)氧氯丙烷一雙酚A樹(shù)脂的技術(shù)歷史，環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)始了工業(yè)化開(kāi)發(fā)，且被認(rèn)為是優(yōu)于老的酚醛樹(shù)脂和聚酯樹(shù)脂的一種技術(shù)進(jìn)步。這種樹(shù)脂幾乎能與大多數(shù)其他熱固性塑料的性能相媲美，在一些特種應(yīng)用領(lǐng)域其性能優(yōu)于酚醛和聚酪。不久瑞士的CIBA(汽巴)公司、美國(guó)的Shell(殼脾)和Dow(道)公司開(kāi)始了環(huán)氧樹(shù)脂的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作。20世紀(jì)50年代后期，美國(guó)的兩個(gè)主要公司，汽

30、巴和Devoe-Raynolds繼續(xù)研究縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂，殼牌化學(xué)公司只提供環(huán)氧氯丙烷，聯(lián)合碳化物塑料公司首先制造酚醛樹(shù)脂和雙酚A，歐洲汽巴和殼牌集中開(kāi)發(fā)了環(huán)氧樹(shù)脂。1955年夏季，四種基本環(huán)氧樹(shù)脂在美國(guó)獲得生產(chǎn)制造許可證，Dow Chemical co和Reichho1d化合物公司建立了環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)線。在普通雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)應(yīng)用的同時(shí)，一些新型的環(huán)氧樹(shù)脂相繼問(wèn)世。如1956年美國(guó)聯(lián)合碳化物公司開(kāi)始出售脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂，1959年Dow化學(xué)公司生產(chǎn)酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。大約在1960年，Koppers，co生產(chǎn)了鄰甲酚醛環(huán)氧，1965年初，汽巴開(kāi)始生產(chǎn)和經(jīng)銷該種樹(shù)脂。在19551965年期間，環(huán)氧

31、樹(shù)脂質(zhì)量明顯提高，雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂已有所有的平均相對(duì)分子質(zhì)量等級(jí)的牌號(hào)。酚醛環(huán)氧確立了明顯的耐高溫應(yīng)用的優(yōu)級(jí)性能。殼牌化學(xué)品公司和聯(lián)碳塑料生產(chǎn)多官團(tuán)能酚縮水甘油醚等特種耐溫樹(shù)脂，制造商還提供了脂肪族多元醇一環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂。Unio Carbide開(kāi)發(fā)了對(duì)氨基苯酚三縮水甘油醚樹(shù)脂。1957年有關(guān)環(huán)氧樹(shù)脂的合成工藝的專利問(wèn)世，是由Shell Developmet co申請(qǐng)的，該專利研究了固化劑和填加劑的應(yīng)用工藝方法，揭示了環(huán)氧樹(shù)脂固化物的應(yīng)用。過(guò)醋酸法合成的環(huán)氧樹(shù)脂最初是1956年由美國(guó)聯(lián)合碳化物公司推出，1964年轉(zhuǎn)賣給聯(lián)碳塑料。在歐洲，工業(yè)化脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂于20世紀(jì)60年代初問(wèn)世，1963年通過(guò)

32、汽巴公司引入美國(guó)，1965年汽巴引進(jìn)聯(lián)碳塑料的許多多官能團(tuán)環(huán)氧的品種，大約1960年FMC CORP開(kāi)始經(jīng)銷環(huán)氧化聚丁二烯。70年代中期，美國(guó)、加拿大、英國(guó)、瑞士、西德、比利時(shí)、阿根廷、墨西哥、波蘭、捷克斯洛伐克和蘇聯(lián)都開(kāi)始制造雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂和一些新型環(huán)氧樹(shù)脂。70年代開(kāi)始了低氯含量的電子級(jí)應(yīng)用，相繼五元環(huán)海因環(huán)氧、氫化雙酚A環(huán)氧等耐老化樹(shù)脂和四溴雙酚A環(huán)氧、含溴環(huán)氧化合物等阻燃型環(huán)氧樹(shù)脂得到發(fā)展。80年代開(kāi)發(fā)了復(fù)合胺、酚醛結(jié)構(gòu)的新型多官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂以滿足復(fù)合材料工業(yè)需要。最近又開(kāi)發(fā)了水性環(huán)氧樹(shù)脂和稠環(huán)耐溫耐濕環(huán)氧樹(shù)脂。由于環(huán)氧樹(shù)脂品種的增加和應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)，環(huán)氧樹(shù)脂在電氣絕緣、防腐涂料、金屬

33、結(jié)構(gòu)粘接等領(lǐng)域的應(yīng)用有了突破：于是環(huán)氧樹(shù)脂作為一個(gè)行業(yè)蓬勃地發(fā)展起來(lái)；目前它的品種、應(yīng)用開(kāi)發(fā)仍很活躍，從1960年以來(lái)，已有數(shù)百種環(huán)氧樹(shù)脂完成工業(yè)化開(kāi)發(fā)，已有4050種不同結(jié)構(gòu)的環(huán)氧可商品化制造或由中間試驗(yàn)廠提供，同時(shí)與之相適用的100多種工業(yè)化固化劑和許許多多的改性劑和稀釋劑與之配套，正謂方興未艾。中國(guó)研制環(huán)氧樹(shù)脂始于1956年，在沈陽(yáng)、上海兩地首先獲得了成功。1958年上海、無(wú)錫開(kāi)始了工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始研究一些新型的脂環(huán)族環(huán)氧：酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、聚丁二烯環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油胺環(huán)氧樹(shù)脂等，到70年代末期中國(guó)已形成了從單體、樹(shù)脂、輔助材料，從科研、生產(chǎn)到應(yīng)用的完

34、整的工業(yè)體系。環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、電絕緣性能、耐藥品性能和粘結(jié)性能，可以作為涂料、澆鑄料、模壓料、膠粘劑、層壓材料以直接或間接使用的形式滲透到從日常生活用品到高新技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。例如：飛機(jī)、航天器中的復(fù)合材料、大規(guī)模集成電路的封裝材料、發(fā)電機(jī)的絕緣材料、鋼鐵和木材的涂料、機(jī)械土木建筑用的膠粘劑、乃至食品罐頭內(nèi)壁涂層和金屬抗蝕電泳涂裝等都大量使用環(huán)氧樹(shù)脂。它已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的材料。它的產(chǎn)量和應(yīng)用水平也可以從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家的工業(yè)技術(shù)的發(fā)達(dá)程度。2生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)2.1工藝選擇雙酚A(即二酚基丙烷)型環(huán)氧樹(shù)脂，在環(huán)氧樹(shù)脂中它原材料易得，成本最低，是環(huán)氧樹(shù)脂家族

35、中產(chǎn)量最大、用途最為普遍的一大品種。雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂具有粘接、防腐蝕、成型性和熱穩(wěn)定性能，在機(jī)械、電氣和耐化學(xué)藥品性方面的性能非常優(yōu)越。由于有這些性能，它可以作為涂料、膠粘劑和成型材料，并在電氣、電子、光學(xué)機(jī)械、工程技術(shù)、土木建筑及文體用品制造等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，以直接或間接使用形式幾乎遍及所有工業(yè)領(lǐng)域。目前國(guó)外生產(chǎn)的環(huán)氧樹(shù)脂的品種多而且雜，但最主要的還是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，約占總產(chǎn)量的90%。它具有優(yōu)良的粘接性、電絕緣性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性收縮率和吸水率小，機(jī)械強(qiáng)度好。45%-55%用作涂料，其次是電絕緣材料、增強(qiáng)材料和粘接劑等。根據(jù)其相對(duì)分子質(zhì)量的高、低可分

36、為低相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂（M400）、中等相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂（M400-1 400）、高相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂（M1 4008 000）和超高分子量樹(shù)脂（M10萬(wàn)45萬(wàn)）。雙酚A（BPA）型環(huán)氧樹(shù)脂的理化性能，隨分子量而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化，其變化規(guī)律如下：分子量軟化點(diǎn)環(huán)氧值環(huán)氧當(dāng)量羥基含量固化物柔韌性固化物硬度固化溫度2.1.1合成原理雙酚A型壞氧樹(shù)脂是由二酚基丙烷(雙酚A)和環(huán)氧氯丙烷在堿性催化劑(通常用NaoH)作用下縮聚而成。其反應(yīng)歷程的說(shuō)法不一，尚無(wú)定論，本書(shū)不作探討。但是，大體上說(shuō)來(lái)，在合成過(guò)程中主要的反應(yīng)可能如下：(1)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

37、羥基的化合物開(kāi)環(huán)反應(yīng)。(2)氯化羥基與Na0H反應(yīng)，脫HCl再形成環(huán)氧基閉環(huán)反應(yīng)。(3)新生成的環(huán)氧基與雙酚A的羥基反應(yīng)生成端羥基化合物丌環(huán)反應(yīng)。(4)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開(kāi)環(huán)反應(yīng)。(5)生成的氯化羥基與NaOH反應(yīng)，脫HCl再生成環(huán)氧基閉環(huán)反應(yīng)。在環(huán)氧氯丙烷過(guò)量情況下，繼續(xù)不斷地進(jìn)行上述開(kāi)環(huán)開(kāi)環(huán)一閉環(huán)反應(yīng)，最終即可得到二端基為環(huán)氧基的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。上述反應(yīng)是縮聚過(guò)程中的主要反應(yīng)。此外還可能有一些不希望有的副反應(yīng)，如環(huán)氧基的水解反映、酚羥基與環(huán)氧基的反常加成反應(yīng)等。若能嚴(yán)格控制合適的反應(yīng)條件(如投料配比，NaoH用量、濃度及投料方式，反應(yīng)溫度，加料順序、含水量等

38、)，即可將副反應(yīng)控制到最低限度。從而能獲得預(yù)定相對(duì)分子質(zhì)量的、端基為環(huán)氧基的線型環(huán)氧樹(shù)脂。調(diào)節(jié)雙酚A和環(huán)氧氯丙烷的用量比，可以制得平均相對(duì)分子質(zhì)量不同的環(huán)氧樹(shù)脂。2.1.2生產(chǎn)工藝 環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂和中分子量固體環(huán)氧樹(shù)脂，一般都采用一步法工藝；高分子量環(huán)氧樹(shù)脂采用二步法。 一步法工藝是把雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在NaOH作用下進(jìn)行縮聚，即開(kāi)環(huán)和閉環(huán)反應(yīng)在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行的。國(guó)內(nèi)產(chǎn)量最大的E-44環(huán)氧樹(shù)脂就是采用一步法工藝合成的。二步法工藝是雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在催化劑(如季銨鹽)作用下，第一步通過(guò)加成反應(yīng)生成二酚基氯丙烷醇醚中間體，第二步在NaOH存在

39、下進(jìn)行反應(yīng)生成環(huán)氧樹(shù)脂。二步法的優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)時(shí)間短，操作穩(wěn)定，溫度波動(dòng)小，易于控制；加堿時(shí)間短，可避免環(huán)氧氯丙烷大量水解；產(chǎn)品質(zhì)量好而且穩(wěn)定，產(chǎn)率高。國(guó)產(chǎn)E-51、E-54環(huán)氧樹(shù)脂就是采用二步法工藝合成的產(chǎn)品。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。 上述反應(yīng)是縮聚過(guò)程中的主要反應(yīng)。此外還可能有一些不希望有的副反應(yīng)，如環(huán)氧基的水解反應(yīng)、酚羥基與環(huán)氧基的反常加成反應(yīng)等。若能嚴(yán)格控制合適的反應(yīng)條件(如投料配比，NaoH用量、濃度及投料方式，反應(yīng)溫度，加料順序、含水量等)，即可將副反應(yīng)控制到最低限度。從而能獲得預(yù)定相對(duì)分子質(zhì)量的、端基

40、為環(huán)氧基的線型環(huán)氧樹(shù)脂。調(diào)節(jié)雙酚A和環(huán)氧氯丙烷的用量比，可以制得平均相對(duì)分子質(zhì)量不同的環(huán)氧樹(shù)脂。2.1.3一步法工藝 把雙酚A(BPA)和環(huán)氧氯丙烷(ECH)在氫氧化鈉作用下進(jìn)行縮聚，即開(kāi)環(huán)和閉環(huán)在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行的工藝方法。周菊興提出的工藝是：將配方量的雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在80下攪拌溶解，然后降溫至，滴加30的NaOH。堿滴加完后保溫反應(yīng)一段時(shí)間，然后減壓回收未反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷。接著再次降溫到5O，滴加l5 的NaOH，加完后保溫反應(yīng)。反應(yīng)完畢，加入苯，升溫溶解，然后靜置水洗，上層的樹(shù)脂苯溶液真空吸入脫水釜，殘液再加苯萃取一次，棄去下層鹽水溶液，萃取液仍吸入脫水釜。最后蒸出苯，得到清澈透明

41、的樹(shù)脂。此外還有一次加堿法 ，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(shù)脂多是采用這種工藝生產(chǎn)。2.1.4二步法工藝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40120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2090 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(shù)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 ?？紤]到價(jià)格

42、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(shù)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(kāi)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(kāi)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(shù)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(shù)脂的固化過(guò)程有影響，能縮短樹(shù)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(shù)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

43、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。2.2主要原材料2.2.1環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)的主要原材料及規(guī)格 表2.1環(huán)氧樹(shù)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)-OH-.CHCH3CCHH3HOCC228外觀：白色粒狀（或粉狀）結(jié)晶體，熔點(diǎn)：155.5色度號(hào)（鉑鈷）：40環(huán)氧氯丙烷（ECH） ClO78外觀：無(wú)色透明液體 純度wt：99.5密度（20）g/cm3：0.88色度（Pt-Co）:15苯 92純度wt：99.5餾程：109112密度（20）g/cm3:0.8620.868色

44、度（Pt-Co）號(hào)：15 液體燒堿 NaOH40晶體，含量wt：99.5 2.2.2環(huán)氧樹(shù)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1.18，純品沸點(diǎn)116.2。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。 3工藝流程工藝流程的選擇

45、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。3.1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(kāi)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

46、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(kāi)始減壓至140-143OC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。3.1.1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)定回流圖3.1 分相器結(jié)構(gòu)

47、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6.58 %）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。3.1.2薄膜脫苯工藝流程 進(jìn)入半成品貯罐的樹(shù)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(shù)脂進(jìn)入樹(shù)脂中間罐(

48、V503)，中間罐的樹(shù)脂放入成品罐(V501AB)，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(shù)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(shù)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(shù)脂與苯便分離開(kāi)了，樹(shù)脂流入樹(shù)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(shù)脂中的殘堿及副產(chǎn)物鹽類?；厥者^(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，

49、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(shù)脂）。3.2 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： 圖3.2工藝流程框圖溶解雙酚A 苯、環(huán)氧氯丙烷 反應(yīng) 循環(huán)使用 NaOH 分相 環(huán)氧氯丙烷 萃取反應(yīng)后 下層 鹽腳 回流冷卻靜置過(guò)濾脫苯 成品 4 物料衡算4.1 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=60 000÷330= 181.82t/d 一天生產(chǎn)兩批，則每批的產(chǎn)量為m =181.82t/2=90.91t2）設(shè)以生產(chǎn)1t（1 000kg）環(huán)氧樹(shù)脂為基準(zhǔn)

50、 原料單耗如下： 表4.1 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%)557.3kg687.5kg235.2kg240.9kg3） 原料規(guī)格及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：表4.2 原料規(guī)格及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表名稱分子量?jī)艉趾栊噪s質(zhì)環(huán)氧氯丙烷92.5298%0.2%1.8%雙酚A228.2995%3%2%純苯78.1196%0.2%3.8%液體燒堿40.0199.5%0.2%0.3%雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂332.0599%0.8%0.2%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)>>。4.2 原料用量計(jì)算： 反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)物純量計(jì)算： 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4.3 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 09