醇溶性酚醛树脂工艺设计.docx

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1、8 举例醇溶性酚醛树脂工艺设计1题目： 醇溶性酚醛树脂工艺设计2生产要求：1000t/a 每年工作300天，每天工作8小时。3原料： 表8-1 生产醇溶性酚醛树脂的原料名 称含 量苯 酚98%(质量分数，含杂质)甲 醛37%(质量分数)氨水催化剂20%(质量分数)乙 醇95%(V/V)4配料比： 苯酚甲醛37%=11.2摩尔比5产品质量：固含量：60%水：8%游离苯酚：5%存于树脂中氨水的用量：5%为纯苯酚质量的5%生产流程或生产方案1生产流程方案，使其在碱性环境下缩合成树脂，经真空脱水后制得成品。本工艺利用真空吸入原料苯酚,室内供热系统提供水蒸汽作为热源。其他原料来自高位槽并可参加适量乙醇用

2、以调节粘度防止结垢。2生产流程简述苯酚先在镀锌铁桶内加热熔化，升温至60，用真空将苯酚吸入反响釜内，通入蒸汽保温；将37%的甲醛水溶液以苯酚甲醛=11.2mol的比例缓慢参加反响釜内，开启电动搅拌系统开始搅拌，再参加浓度为20%的氨水催化剂，加热升温至70,由于反响放热，温度会自动上升。当温度升至78时，即用循环冷却水调节，使反响温度缓缓上升并保温在8595间不超过95。使反响釜保温反响1小时后，终止反响。用循环冷却水调节到75，进行真空脱水2.53小时，再冷却到50参加乙醇调稀，最后自然冷却到40出料，即为产品。3工艺流程简图和参数流程简图如图图8-1所示： 加 醇合成树脂脱水阶段调稀阶段苯

3、酚98产品甲醛37%氨水20%脱水图8-1 醇溶性酚醛树脂的生产工艺流程简图工艺参数如表8-2所示：表8-2 醇溶性酚醛树脂的生产工艺参数合成阶段脱水阶段调稀阶段原料20-70752.53h冷却到50冷却水20升到30水蒸汽75降到40整个生产周期如图8-2所示：60苯酚(进料10min)酚醛树脂85-95预聚体85-95预聚体70甲醛(进料10min) 蒸汽加热 自动升温 保温60 min 40min 30 min氨水(进料5min) 冷 却酚醛树脂75酚醛树脂50酚醛树脂75产品 加乙醇调稀 冷却 真空脱水 20 min 30min 180 min图8-2 醇溶性酚醛树脂的生产周期物料衡算

4、苯酚的官能度f=3，甲醛的官能度f=2，苯酚和甲醛以摩尔比为11.2的比例混合反响，那么苯酚过量。两基团数不相等，那么平均官能度以甲醛的量来计算：故反响程度：即有 p pc因参加的原料苯酚和甲醛都在产品所测的固含量内，那么有 m苯酚+m甲醛=m树脂+m游离酚+m缩合水即有 m苯酚+m甲醛-m缩合水m树脂+m游离氛以1mol苯酚和1.2mol甲醛反响为基准，苯酚上有两个氢原子参加反响那么生成1个水分子，故固化时生成的缩合水的量为： mol那么有 因为产品的固含量为60，所以所得产品的质量为：由任务书有每小时的产品质量为：并以此作为计算基准。各物质的分子量如下：苯酚：94g/mol 甲醛：30 g

5、/mol 氨：17 g/mol 氨水：35g/mol 水：18g/mol(1)合成阶段：由产品质量标准：固含量：60%水：8%游离苯酚：5%存于树脂中氨水的用量：5%为纯苯酚质量的5%有每小时产品的固含量为：取游离酚含量为3，那么：换算系数： 故所需的各物质的进入量为：含杂质的苯酚的质量：苯酚中的杂质的质量：37的甲醛水溶液的质量：甲醛水溶液中水的质量：参加的氨水的质量：氨的质量：氨水中水的质量：树脂 水氨水 杂质游离酚苯酚98甲醛37%氨水20%总进料量：反响后的总物料量： 故，两者相等。总水量：2脱水阶段由产品标准水500,所以取折流板间距h=,取12,那么有壳程流通面积为：即有： 故有壳

6、程压强降： 20%30%Se或更大75水蒸汽的绝对压强为45kPa,且45kPa 40000Pa由?化工工艺设计手册?第二版(下册)表19-65可选择型号为2BE1 203-0的水环真空泵。其性能参数如表8-7：表8-7 2BE1 203-0水环真空泵的性能参数型号最低吸入绝对压强 Pa抽气速率,m3/min最大轴功率kW转速r/min重量kg外形尺寸长宽高吸入绝压40000Pa(干空气)2BE1 203-0330029804101095530590那么有： 能满足工艺要求。查?化工工艺设计手册?第二版(下册)表19-66可得水环式真空泵2BE 1203-0的外形安装尺寸见附录11。主要设备一

7、览表主要设备一览表见表8-8。8.5 废水处理由于化工生产有三废排放多，污染严重等特点，必须非常重视平安防护和环境保护，生产工艺采用封闭式生产，安装排风系统，改善生产环境，对排放废水严格处理，达标排放。废水处理工艺流程如下：废水泵入树脂回收釜，用15%的HCl调节PH为3，开启搅拌，升温至95保温反响4hor以回收树脂；降温至40左右，参加双氧水和硫酸亚铁对废液进行氧化处理1hor，处理后废水放入废水池，检验达标后排放。噪声按GB12349检测，声源噪声最高不超过80分贝。由于废液中酚含量较高，游离苯酚在酸性条件下可与甲醛聚合生成树脂沉降回收，再用化学氧化法对其进行氧化处理，降低化学耗氧量COD值。该方法应用于工业生产，取得成功，含酚废水经治理后，各项指标到达GB8978-1996污水综合排放二级标准。表8-8 主要设备一览表序号设 备 名 称型 号数量规 格1锚式搪玻璃闭式反釜0-GDMACHG/T237119923VN=2 m32冷凝器F3253S= m23甲醛原料贮存容器B 6/1800 HG 21504.11992-131VN=6 m34乙醇原料贮存容器F6300 HG/T 237419921VN= m35氨水原料贮存容器K400 HG/T 237319921VN= m36产品贮存容器W10000 HG/T 237519921V