年产3000吨环氧树脂车间工艺设计样本.doc
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1、目 录汉字摘要英文摘要第一章 绪论1.1环氧树脂定义1.2、环氧树脂发展历史、现实状况及趋势1.3、环氧树脂特点和用途1.4、环氧树脂常见技术术语和质量指标1.5、环氧树脂分类第二章 环氧树脂生产关键原材料2.1、环氧树脂生产关键原材料及规格2.2、环氧树脂生产关键原材料性质第3章 工艺步骤设计3.1 工艺步骤框图3.2工艺步骤叙述第4章 物料衡算4.1 计算条件和数据理4.2 原料用量计算4.3 缩合工段物料衡算4.3.1 溶解4.3.3回收过量环氧氯丙烷4.3.4 环氧树脂搜集第5章 热量衡算.5.1计算依据5.2 常见热力学数据计5.3缩合工段热量衡算 第6章 设备选型 6.1计算条件确
2、定.6.1.1 操作工时和生产周期确实定6.2 缩合工段反应岗位设备选型.6.2.1物料体积计算6.2.2反应釜选型6.2.3校核传热面积6.3.1缩合工段苯回收岗位设备选型6.3 其它设备选第7章 厂区部署和车间部署设计7.1工厂设计内容和规范7.2 厂址选择7.3 车间部署7.3.1 辅助生产和行政-生活部署7.3.2 厂房布局7.3.3 厂房长、宽、高和层数确定.7.3.4 厂房内部署第8章“三废”处理及其综合利用8.1 废水处理8.2 套用和回收利用3、环境保护方法第九章 环氧树脂安全生产和环境保护年产3000吨环氧树脂车间工艺设计 蔡成云摘 要:环氧树脂生产工艺通常分为一步法和二步法
3、。现在低分子量液体环氧树脂和中分子量固体环氧树脂,通常全部采取一步法工艺;高分子量环氧树脂采取二步法。二步法工艺优点:和一步法相比,它含有生产工艺简单、设备少、工时短、无三废排放和产品质量易调整控制等优点。以双酚A(BPA)为关键原材料,合成环氧树脂称为双酚A(BPA)型环氧树脂,是现在产量最大、用途最广环氧树脂,因为它应用遍布国民经济众多领域,所以又称为通用型环氧树脂。它属于缩水甘油醚型。本文介绍了年产3000吨环氧树脂车间设计,从技术、工程经济、生产管理等方面进行了具体叙述,内容关键包含:设计依据,工艺路线论证,工艺步骤设计,全步骤物料衡算,全步骤能量衡算,工艺设备选型和计算,车间部署设计
4、,三废处理及其综合利用,劳动组织,劳动保护和安全生产,工程经济,工艺细节改善设计等内容。关键词:环氧树脂;二步法;车间工艺设计Annual output of 3,000 tons of epoxy resin plant process design CaichengyunAbstract: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
5、, generally using one-step process; high molecular weight epoxy resin with two-step. The advantages of two-step process: with one step, it has the production process was simple, small, short working hours, no waste emissions and product quality and easy to adjust control and so on. To bisphenol A (B
6、PA) 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. This article descri
7、bes the annual output of 3,000 tons of epoxy resin of the plant design, technical, engineering economics, production management and other aspects are discussed in detail, mainly including: design basis, process line argument, process design, the whole process of material balance calculation, the who
8、le process of energy balance, process equipment selection and calculation, workshop layout design, waste treatment and utilization, labor organizations, labor protection and safety, engineering economics, technical details of the improved design and so on. KEY WORDS: Epoxy resin; two-step; workshop
9、process design绪 论1.1环氧树脂定义定义:分子中含2个或2个以上环氧基高分子化合物。最常见双酚A型环氧树脂含2个环氧基。化学名称:双酚A二缩水甘油醚英文名称:Diglycidyl ether of bis phenol A(缩写DGEBPA) 1.2、环氧树脂发展历史、现实状况及趋势环氧树脂发明曾经历了相当长时期,它工业化生产和应用仅是近40年事情。在19世纪末和20世纪初两个重大发觉揭开了环氧树脂发明帷幕。远在1891年德国Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷反应生成了树脂状产物。19俄国化学家Prileschajew发觉用过氧化苯甲醚和烯烃反应可生成环氧化合物。这两种化学
10、反应至今仍是环氧树脂合成中关键路径。1934年Schlack用胺类化合物使含有大于一个环氧基团化合物聚合制得了高分子聚合物,并作为德国专利发表。1938年这后几年间瑞士Pierre castan及美国S.O.Greenlee所发表多项专利全部揭示了双酚A和环氧氯丙烷经缩聚反应能制得环氧树脂;用有机多元胺类或邻苯二甲酸均可使树脂固化,并含有优良粘接性。这些研究结果促进了美De Voe-Raynolds企业在1947年进行了第一次含有工业生产价值环氧树脂制造。很快瑞士CIBA企业、美国Shell企业和De Chemical企业全部开始了环氧树脂工业化生产及应用开发工作。到了20世纪50年代早期环氧
11、树脂在电气绝缘浇铸、防腐蚀涂料、金属粘接等应用领域有了突破。于是环氧树脂作为一个行业蓬勃发展起来了。中国环氧树脂开发始于1956年,在沈阳、上海两地首先取得了成功。1958年上海开始工业化生产。经过40余年努力,中国环氧树脂生产和应用得到了快速发展。现在生产厂家已达100余家。生产品种、产量日益增多,质量不停提升,在现代化建设中正起着越来越关键作用。不过以生产规模、产品质量、品种方面和世界优异水平相比差距还很大。我们必需用跳跃式发展模式,向着“规模化、高纯化、精细化、专用化、系列化、功效化”六化方向发展,才能满足各行各业对环氧树脂需求。1.3、环氧树脂特点和用途(1)粘接强度高,粘接面广。几乎
12、可粘接全部金属和非金属,有“万能胶”美称。(2)良好加工性。加工时常温常压。广泛用作涂料、灌封料及浇注料等。(3)优异电绝缘性。用作绝缘材料、电工浇铸及电子灌封(4)机械强度高。用作结构胶、高强耐磨地坪等。(5)收縮卛低。尺寸稳定,不易变形,不易开裂等。(6)稳定性好,防腐性能优异。广泛用作防腐涂料。1.4、环氧树脂常见技术术语和质量指标(1)平均聚合度(n)分子中反复结构单元数目称为聚合度。因为环氧树脂是聚合度不一样同系物混合物,其聚合度平均值称为平均聚合度。平均聚合度决定了环氧树脂分子量大小()平均分子量(M) 环氧树脂分子量和聚合度成正百分比。所以也能够说环氧树脂是不一样分子量同系物混合
13、物,它们分子量平均值称为平均分子量。(3)分子量分布因为环氧树脂是分子量不等同系物组成混合物,其分子量含有多分散性,通常见分子量分布来表示。环氧树脂在合成过程中,因为原材料差异、工艺操作条件不相同,造成产品分子量分布亦不相同。平均分子量相同环氧树脂,假如分子量分布不一样,那么其一些物化性能也不一样。分子量分布越窄,则树脂性能越稳定。()环氧基含量反应活性极大环氧基是环氧树脂关键官能团,其含量大小直接影响使用性能,所以它是控制和判定环氧树脂质量关键手段之一。实际生产中可依据环氧基含量来划分不一样型号环氧树脂。环氧基含量有以下三种表示方法: a、环氧值(Ev) 环氧值是中国环氧树脂生产厂家习惯采取
14、表示方法。它是指每100g环氧树脂中所含环氧当量数称为环氧值。单位:eq/100g。 b、环氧当量(En)环氧当量是美国、西欧和日本习惯使用表示方法。它是指含有克当量环氧基环氧树脂克数称为环氧当量。单位:g/eq。环氧当量、分子量和环氧值之间换算关系:En=M/2=100/Ev。 c、环氧基百分含量(Ec) 环氧基百分含量是俄罗斯、东欧等国习惯采取表示方法。它是指环氧树脂每一分子中所含环氧基百分比含量。单位: 。它和环氧值之间关系Ec=Ev43。()软化点 环氧树脂是一个混合物,没有明确熔点,只有一个熔融温度范围,称为软化点。单位:。()黏度 黏度是环氧树脂应用时十分关键指标,它对操作性、脱泡
15、性等有很大影响。单位:Pa.s或mpa.s。黏度和分子量成正百分比,黏度和软化点在一定程度上反应出平均分子量和分子量分布大小。单位换算Pa.s(帕斯秒)=1000mpa.s(毫帕斯秒)1000cP(厘帕斯)。()杂质含量环氧树脂关键杂质包含总氯(有机氯、无机氯)、挥发份及带色基团等。现生产中要尽可能降低杂质含量。1.5、环氧树脂分类因为原材料和生产工艺不一样,环氧树脂有很多个类和型号,也有多个不一样分类方法,若按其化学结构和环氧基结合方法可分为以下六大类:缩水甘油醚型、缩水甘油酯型、缩水甘油胺型、脂环族型、线性脂肪族型和混合型环氧化烯烃。以双酚A(BPA)为关键原材料,合成环氧树脂称为双酚A(
16、BPA)型环氧树脂,是现在产量最大、用途最广环氧树脂,因为它应用遍布国民经济众多领域,所以又称为通用型环氧树脂。它属于缩水甘油醚型。双酚A(BPA)型环氧树脂,市场占有量约占环氧树脂总量85%。本书中所说环氧树脂,如不加具体说明,便是指BPA型环氧树脂(又称E型环氧树脂)。双酚A(BPA)型环氧树脂,依据其分子量高低,可分为低分子量树脂(M400)、中等分子量树脂(M400-1400)、高分子量树脂(M14008000)和超高分子量树脂(M10万45万)。双酚A(BPA)型环氧树脂理化性能,随分子量而展现规律性改变,其改变规律以下:分子量软化点环氧值环氧当量羟基含量固化物柔韧性固化物硬度固化温
17、度低分子量环氧树脂固化关键经过环氧基反应,伴随分子量增大,环氧基作用降低,羟基作用增大,超高分子量环氧树脂则不需要借助固化剂便能形成坚韧涂膜。第二章 环氧树脂生产关键原材料1、环氧树脂生产关键原材料及规格表2-1环氧树脂生产关键原材料及规格原材料名称结构式分子量M质量指标双酚A(BPA)-OH-.CHCH3CCHH3HOCC228外观:白色粒状(或粉状)结晶体熔点:155.5色度号(铂钴):40环氧氯丙烷(ECH) ClO92.5外观:无色透明液体 纯度wt:99.5密度(20)g/cm3:1.1801.184色度(Pt-Co):15甲苯(TOL) CH392纯度wt:99.5馏程:10911
18、2密度(20)g/cm3:0.8620.868色度(Pt-Co)号:15液碱(48NaOH) NaOH40NaOH含量wt:48Fe2O3含量wt:0.0032、环氧树脂生产关键原材料性质(1)BPA:白色片状或粒状晶体,不溶于水,能溶于醇、 醚、丙酮及碱性溶中,室温下微溶于甲苯、二甲苯,加温下溶解度急剧增加。(2)ECH:是一个易挥发、无色透明液体,有毒!对皮肤有灼伤作用,能严重刺激眼睛,含有和氯气相同刺激性气味,有麻醉性,能溶解于醇、醚及甲苯中,微溶于水。比重.18,纯品沸点116.2。取样化验时,要取上层。(3)液碱:淡紫色液体,无机械杂质,强碱性,腐蚀性较强。(4)甲苯:无色有芳香性气
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