二、设计(论文)主要研究的内容、技术路线、实施方案:
1、研究内容
(1)概述
(2)环氧树脂生产工艺的比较与确定
(3)物料衡算和热量衡算
(4)设备的选型与设计和管道尺寸设计
(5)厂区和车间布置设计
(6)三废处理,安全生产及产品改进
(7)技术经济分析及其它
2、技术路线
3、实施方案
(1)概述。
双酚A二缩水甘油醚,又名溴化环氧树脂,英文名为bisphenol A diglycidyl ether,分子式是C18H17Br4ClO3,分子量为636.3948,CAS登记号为40039-93-8,白色或淡黄色粉未,属于添加型阻燃剂,主要用于PBT和ABS/PC 高聚物合金。物性数据:外观:白色或淡黄色粉未。溴含量:51-53%。比重:1.8。软化温度:140-145℃。热失重:1% (350℃); 2%(360℃); 5%(365℃);10%(367℃)。CAS号:40039-93-8。
本设计介绍了年产10万吨的环氧树脂的车间设计,从技术、工程经济、生产管理等方面进行了详细的论述,内容主要包括:设计依据,工艺路线论证,工艺流程设计,全流程物料衡算,全流程能量衡算,工艺设备选型与计算,车间布置设计,三废处理及其综合利用,劳动组织,劳动保护与安全生产,工程经济,工艺细节改进设计等内容。
(2)环氧树脂生产工艺的确定与比较。
双酚A型环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚而成。其生产工艺一般分为一步法和二步法。目前低分子量液体环氧树脂和中分量固体环氧树脂,一一般都采用一步法工艺;高分子量环氧树脂采用二步法。
一步法工艺是把双酚A和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚,即开环和闭环反应在同一反应条件下进行的。国内产量最大的E-44环氧树脂就是采用一步法工艺合成的。
二步法工艺是双酚A和环氧氯丙烷在催化剂(如季铵盐)作用下,第一步通过加成反应生成二酚基氯丙烷醇醚中间体,第二步在NaOH存在下进行反应生成环氧树脂。国产E-51、E-54环氧树脂就是采用二步法工艺合成的产品。二步法工艺的优点:与一步法相比,它具有生产工艺简单、设备少、工时短、无三废排放和产品质量易调节控制等优点。但是此法是在高温进行反应,所以副产物反应多,生成物中有支链结构。不公环氧值偏低,而且溶解性很差,甚至反应中会凝锅。
综上,本设计由于产量低、要求转化率高、无副产品、费用少,故采用一步法工艺合成液态双酚A环氧树脂。
(3)物料衡算和热量衡算。
根据选定的环氧树脂生产工艺,作出工艺流程示意图及简要说明。确定各段进口温度及转化率。利用物料衡算公式进行物料衡算,算出各段出口的气体量及成分。利用能量守恒定律进行转化器各段的热量衡算,算出各段反应热量和出口温度。
(4)主要设备的选型与设计和管道尺寸设计。
根据计算出来的温度、压力等数据选定各段需用的化工反应设备的类型以及利用化工原理和物理化学里的知识计算出相关参数。
(5)厂区和车间布置设计。
包括厂址的选择、车间的设备布置、厂房的内外布置等。
(6)三废处理,安全生产及产品改进。
写出该生产工序废气、废渣、废水的主要来源,查阅资料找到相关的解决方案。
写出环氧树脂的危害,找到在环氧树脂在生产、运输和使用过程中的注意事项以及防护措施。
(7)技术经济分析及其它
根据化工设计等资料对该工艺流程的技术可行性和经济性进行分析,并找到其中存在的问题以及相关的解决方案。
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