連續(xù)法生產(chǎn)脲醛樹脂的控制方案設(shè)計(jì)

3頁化工儀表課程設(shè)計(jì)——連續(xù)法生產(chǎn)脲醛樹脂的把握方案設(shè)計(jì)學(xué)院：化學(xué)工程學(xué)院學(xué)號(hào)：姓名：輔導(dǎo)教師：王樹江設(shè)計(jì)日期：2023—01—04

田一川任務(wù)書 3〔一〕工藝流程 4\l“_TOC_250005“原材料預(yù)備 5\l“_TOC_250004“加成反響 6\l“_TOC_250003“縮聚反響 6\l“_TOC_250002“真空脫水 7\l“_TOC_250001“補(bǔ)加尿素進(jìn)展后縮合 7\l“_TOC_250000“6.成品樹脂的冷卻與穩(wěn)定 8〔二〕粘結(jié)劑簡(jiǎn)介 811粘結(jié)劑分類 82粘結(jié)劑的作用 9〔三〕過濾器原 91過濾器的構(gòu)成 92過濾器的分類 10①自清洗過濾器 10②全自動(dòng)過濾器 10③不銹鋼刷式過濾器 103過濾器選型的原則： 11〔四〕換熱器 11〔〔五〕五〕反響釜 11〔六〕反響器的規(guī)格一覽 12〔七〕參考文獻(xiàn) 13〔八〕總結(jié) 13任務(wù)書：任務(wù)書：題或環(huán)節(jié)的與把握過程相關(guān)的相應(yīng)工作1，具體要求：一、針對(duì)給定的題目，查閱資料。首先把握題目的內(nèi)容，具體包含題目的成產(chǎn)過程，反響，分別原理，工藝流程，留意事項(xiàng)。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及重點(diǎn)等。二、針對(duì)給定工藝過程，設(shè)計(jì)出具體具體把握方案，具體為畫出把握方案圖，圖紙為A3紙〔上交。編寫設(shè)計(jì)說明書，具體內(nèi)容為：題目設(shè)計(jì)要求，每一設(shè)備，元件的名稱選型〔型號(hào)，廠家，具體參數(shù)。如：序號(hào) 名稱 型號(hào) 規(guī)格mm廠家 其他熱電偶

K

m16三、寫出每個(gè)把握系統(tǒng)的把握過程留意事項(xiàng)。三、寫出每個(gè)把握系統(tǒng)的把握過程留意事項(xiàng)。四、留意參考文獻(xiàn)，要在說明書后標(biāo)注。包括：作則，文題，文獻(xiàn)名稱，年，卷，頁數(shù)等。21份及電子文檔，說明書正文宋體字五號(hào)，8000字以上〔包括圖，表。切每組中個(gè)人供給的說明書不行雷同。33、成績(jī)給定包含內(nèi)容：設(shè)計(jì)中表現(xiàn)+說明書〔含圖紙〕辯論〔辯論時(shí)以組進(jìn)展，每組有優(yōu)良及之別。4、具體設(shè)計(jì)題目：㈠連續(xù)法生產(chǎn)脲醛樹脂簡(jiǎn)介連續(xù)法生產(chǎn)脲醛樹脂有氣相法和液相法兩種脲醛樹脂可以在特別裝置中按多裝置或單裝置工藝流程進(jìn)展。5頁6頁連續(xù)法生產(chǎn)脲醛樹脂工藝流程圖將確定配比和規(guī)定PH的尿素與甲醛混合液通過管道連續(xù)供料，并在溫度120—130℃的反響釜底面分散成薄層，當(dāng)與裝置的壁接觸時(shí)反響混合液加熱到105—115℃，從混合液醛樹脂的過程，進(jìn)展得格外快速。生成的樹脂連續(xù)的從反響釜中自留導(dǎo)出〔通過側(cè)口，并送入穩(wěn)定處理器冷卻和用氨水處理，成品樹脂液由穩(wěn)定處理器送入樹脂容器。脲醛樹脂的制備是尿素和甲醛在催化作用下發(fā)生的縮聚過程加成反響階段和縮聚反響階段。脲醛樹脂的制備過程可由以下主要步驟組成：原材料預(yù)備、加料混合、弱堿至中和介品樹脂的冷卻和穩(wěn)定。㈡工藝過程原材料預(yù)備尿素和甲醛溶液是脲醛樹脂的主要原材料，樹脂生產(chǎn)廠批量進(jìn)購這些原材料時(shí)應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)取樣進(jìn)展定量分析，它們的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)與成品樹脂的質(zhì)量有關(guān)。將尿素與甲醛溶液混合，反響混合液是按樹脂制造的配方和甲醛含量的分析結(jié)果，將計(jì)算的甲醛投料量參與反響釜中，調(diào)整甲醛溶液所要求的PH值，再將需要的尿素投料量參與反響釜中，將物料攪拌至尿素完全溶解。尿素：又稱脲、碳酰胺。無色晶體。大量存在于人類及哺乳動(dòng)物的尿中。溶于水、乙醇和苯，幾乎不溶于乙醚和氯仿。水溶液幾乎呈中性。用于肥料、炸藥等工業(yè)中。本劑中用作制備縮聚物的原料。選用工業(yè)品。甲醛：無色氣體。有特別的刺激臭味，對(duì)人的眼、鼻等有刺激作用。易溶于水和乙55%，通常為44%，稱為甲醛水，俗稱福爾馬林。有強(qiáng)復(fù)原作用，特別是在堿性溶液中。本劑中用作制備縮聚物的原料。選用工業(yè)品。氫氧化鈉：亦稱苛性鈉、燒堿。白色固體，呈粒狀、片狀、棒狀或塊狀。是強(qiáng)堿，變成碳酸鈉。易溶于水，同時(shí)猛烈放熱，廣泛用于造紙、人造絲、染色、肥皂、石油和其它化學(xué)工業(yè)。本劑中用作pH氯化銨：俗稱硇砂。白色晶體，易潮解，溶于水和甘油，微溶于乙醇，醫(yī)療上用作祛痰劑。本劑中用作固化劑。選用工業(yè)品。⑴尿素與甲醛溶液投料量的計(jì)算方法條件：樹脂配方中尿素與甲醛的摩爾比為1:1.6，尿素含量為98%，甲醛含量為37%，60，30。80%，尿素與甲醛混合后的密度為1.2800L計(jì)算公式如下：尿素投料量〔kg〕=(2*L*N*F)/(3F+1.6U)甲醛投料量(kg)=M*L*N*U/(2F+M*U)式中L————反響釜有效容積，L；————裝填率〔一般為F————甲醛含量，%；U————尿素含量，%；M————甲醛物質(zhì)的量。將條件代入公式，得：尿素投料量=2*2800*0.8*0.37/〔3*0.37+1.6*0.98〕=619.0〔kg〕甲醛投料量=1.6*2800*0.8*0.98/(2*0.37+1.6*0.98)=1521.8〔kg〕以上按公式計(jì)算出該反響混合物根底配方：371521.8kg；98%的尿素619.0kg。甲醛溶液的計(jì)算量用計(jì)量罐稱量。處氫氧化鈉外，也可用六亞甲基四胺、水等作為介質(zhì)phphph增高。⑵中和每批甲醛溶液所需氫氧化鈉量的計(jì)算脲醛樹脂生產(chǎn)的第一步是向反響釜中參與甲醛，然后用30%的NaOH溶液調(diào)整甲醛的PH值，使其呈中性或弱堿性PH值7。經(jīng)實(shí)踐總結(jié)出加NaoH溶液調(diào)整ph30%NaoH*甲酸用量*40/(46*30%)式中30%——?dú)溲趸c溶液；40——?dú)溲趸c分子量；46——甲酸分子量。0.016%，則中和甲酸需要的NaoH的量為：30%NaoH=1521.8*0.016%*40/〔46*30%〕=0.706〔kg〕原料配比表：原料規(guī)格用量〔kg〕備注甲醛37%1521.8一般甲醛尿素98%619.0市售氫氧化鈉30%適量(0.706)壓堿氯化銨20%適量調(diào)酸加成反響羥甲基脲生成階段是在不斷攪拌下將反響混合物加熱確定溫度并在此溫度下保持確定80—10030—60min由于尿素與甲醛相互反響的放熱，反響混合物加熱到50—60℃時(shí)要停頓加熱，借反響配比，應(yīng)開啟冷凝器的回流閥，使生成的含甲醛蒸氣通過冷凝器收集而返回到反響釜中。縮聚反響〔主要為介質(zhì)的PH值和反響溫度直接影響成品樹聚所要求的程度，在介質(zhì)ph4—5.5、20—60min45%—50%。在此階段，樹脂溶液生成相應(yīng)的亞甲基化縮聚物，它既要具有好的水溶性和確定的貯使用測(cè)定分子量的方法來確定反響終點(diǎn)是很困難的由于需要很周密的特別儀器子量。及按反響時(shí)間來確定此階段的反響終點(diǎn)。依據(jù)樹脂溶液與水相溶性的變化來確定反響終點(diǎn)25℃的樹脂試樣〔2mL〕于刻度試管中，漸漸參與25稱為水?dāng)?shù)。另一種方法是，在試管中裝入20℃的水，將一滴樹脂試樣滴入水中。假設(shè)很快而不分散，則表示反響終點(diǎn)已過；樹脂滴到水柱中部呈白色霧狀散開，說明反響終點(diǎn)適宜。4杯黏度計(jì)、格氏管等。由于黏度隨溫度而變化，所以測(cè)定黏度時(shí)確定要留意把握溫度都是行之有效的方法。PH因此要按PH真空脫水60%—70%范圍。在真空脫水過程中還脫除了局部游離甲醛和甲醇，樹脂的濃度和黏度增高。真空脫水前，需將樹脂調(diào)整到中性，并將樹脂液冷卻到70℃左右。密封反響釜的加料閥門。當(dāng)停頓起泡時(shí)，即刻關(guān)上閥門，使真空度漸漸增至最大。由于水分蒸發(fā)消耗熱量，樹脂液溫度開頭下降，為保持確定的溫度，需不時(shí)地給反響釜補(bǔ)充加熱。65—7090.644—77.294MPa.依據(jù)甲醛溶液的濃度，起始組安排比和成品樹脂的濃度，脫水量為反響釜中投料量的20%—30%。真空脫水時(shí)間依1.5—2.0h。補(bǔ)加尿素進(jìn)展后縮合實(shí)行這一步驟是為了促進(jìn)游離甲醛結(jié)合爾比為1〔1.8-2.〕空脫水前補(bǔ)加尿素會(huì)降低反響釜的裝料系數(shù)，降低設(shè)備生產(chǎn)率?，F(xiàn)在廣泛承受的方法是在真空脫水后，樹脂后縮合階段補(bǔ)加尿素。溫度一般在60-65℃，30min。在此階段，介質(zhì)ph6.5-7.5。成品樹脂的冷卻與穩(wěn)定補(bǔ)加尿素縮合階段完畢后，將樹脂冷卻到20—25℃。有的脲醛樹脂在冷卻時(shí)參與穩(wěn)定劑〔如氨水及其他。㈢粘結(jié)劑簡(jiǎn)介11粘結(jié)劑分類按材料來源分：①自然粘合劑①自然粘合劑它取自于自然界中的物質(zhì)。包括淀粉、蛋白質(zhì)、糊精、動(dòng)物膠、蟲膠、皮膠、松香等生物粘合劑；也包括瀝青等礦物粘合劑②人工粘合劑這是用人工制造的物質(zhì)，包括水玻璃等無機(jī)粘合劑，以及合成樹脂、合成橡膠等有機(jī)粘合劑。按使用特性分：①水溶型粘合劑用水作溶劑的粘合劑，主要有淀粉、糊精、聚乙烯醇、羧甲基纖維素等。②熱熔型粘合劑通過加熱使粘合劑熔化后使用，是一種固體粘合劑。一般熱塑性樹脂均可使用，如聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、乙烯 —醋酸乙烯共聚物等。③溶劑型粘合劑不溶于水而溶于某種溶劑的粘合劑。如蟲膠、丁基橡膠等。④乳液型粘合劑多在水中呈懸浮狀，如醋酸乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、氯化橡膠等。⑤無溶劑液體粘合劑在常溫下呈粘稠液體狀，如環(huán)氧樹脂等。1010頁按包裝材料分：按包裝材料分：①紙基材料粘合劑主要包括淀粉漿糊，糊精，水玻璃，化學(xué)漿糊，酪蛋白等。②塑料粘合劑主要包括丁苯膠、聚氨酯、硝酸纖維素、聚醋酸乙烯等溶劑型粘合劑；乙烯 —醋酸乙烯共聚物、乙烯—丙烯酸共聚物等水溶型粘合劑；醋酸乙烯樹脂、丙烯酸樹脂等乳液型粘合劑；聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等熱塑性樹脂組成的熱熔型粘合劑等。③木材粘合劑主要包括骨膠、皮膠、鯁膠、干酪素、血膠等動(dòng)物膠；也包括酚醛樹脂膠、聚醋酸乙烯樹脂膠、脲醛樹脂膠等合成樹脂膠；還包括豆膠等植物膠等。粘合劑、膠粘劑因外表鍵合和內(nèi)力〔粘附力和內(nèi)聚力等〕作用，能使一固體表面與另一固體外表結(jié)合在一起的非金屬材料的總稱。按用途分：①工業(yè)用粘合劑主要是用于建筑材料和一些包裝方面的，以到達(dá)物與物的聯(lián)結(jié)。②農(nóng)林用粘合劑主要用于邊坡綠化或其它土壤構(gòu)造改進(jìn)，能夠使土壤形成團(tuán)粒構(gòu)造，到達(dá)保墑的效果。同時(shí)，能增加土壤的透所性，防止地表徑流造成的土壤流失，提高土壤滲透力，保土保肥，緩解和調(diào)整土壤水分蒸發(fā)，讓作物更好的生長(zhǎng)。2粘結(jié)劑的作用粘合劑實(shí)際上是一種生的添加劑，由泵輸送到瓦楞機(jī)，然后涂到楞峰上。當(dāng)其處于生的狀態(tài)時(shí)沒有粘性，只有其在糊線上加熱到確定溫度時(shí)，才會(huì)變成一種強(qiáng)韌的粘㈣過濾器原理過濾器待處理的水由入水口進(jìn)入機(jī)體，水中的雜質(zhì)沉積在不銹鋼濾網(wǎng)上，由此㈣過濾器原理過濾器待處理的水由入水口進(jìn)入機(jī)體，水中的雜質(zhì)沉積在不銹鋼濾網(wǎng)上，由此產(chǎn)生壓差。通過壓差開關(guān)監(jiān)測(cè)進(jìn)出水口壓差變化，當(dāng)壓差到達(dá)設(shè)定值時(shí)，電控器給水力把握閥、驅(qū)動(dòng)電機(jī)信號(hào)，引發(fā)以下動(dòng)作：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刷子旋轉(zhuǎn)，對(duì)濾芯進(jìn)展清洗，同時(shí)把握閥翻開進(jìn)展排污，整個(gè)清洗過程只需持續(xù)數(shù)十秒鐘，當(dāng)清洗完畢時(shí)，關(guān)閉把握閥，電機(jī)停頓轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)恢復(fù)至其初始狀態(tài)，開頭進(jìn)入下一個(gè)過濾工序。設(shè)備安裝后，由技術(shù)人員進(jìn)展調(diào)試，設(shè)定過濾時(shí)間和清洗轉(zhuǎn)換時(shí)間，待處理的水由入水口進(jìn)入機(jī)體，過濾器開頭正常工作，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)清洗時(shí)間時(shí)，電控器給水力把握閥、驅(qū)動(dòng)電機(jī)信號(hào)，引發(fā)以下動(dòng)作：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刷子旋轉(zhuǎn)，對(duì)濾芯進(jìn)展清洗，同時(shí)電機(jī)停頓轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)恢復(fù)至其初始狀態(tài)，開頭進(jìn)入下一個(gè)過濾工序。1過濾器的構(gòu)成過濾器的構(gòu)造示意圖過濾器的殼體內(nèi)部主要由粗濾網(wǎng)、細(xì)濾網(wǎng)、吸污管，不銹鋼刷或不銹鋼吸嘴、密封圈、防腐涂層、轉(zhuǎn)動(dòng)軸等組成。過濾器的分類按過濾原理可分：自清洗過濾器、全自動(dòng)過濾器、不銹鋼刷式過濾器自清洗過濾器自清洗過濾器是一種利用濾網(wǎng)直接攔截水中的雜質(zhì)，去除水體懸浮物、顆粒物，降低濁度，凈化水質(zhì)，削減系統(tǒng)污垢、菌藻、銹蝕等產(chǎn)生,以凈化水質(zhì)及保護(hù)系統(tǒng)其他設(shè)備正常工作的周密設(shè)備。自清洗過濾器主要組件有：電機(jī)、電控箱、把握管路、主管組件、濾芯組件、316L不銹鋼刷、框架組件、傳動(dòng)軸、進(jìn)出口連接法蘭等。自清洗過濾器抑制傳統(tǒng)過濾產(chǎn)品的納污量小、易受污物堵塞、過濾局部需拆卸清洗且無法監(jiān)控過濾器狀態(tài)等眾多缺點(diǎn)，具有對(duì)原水進(jìn)展過濾并自動(dòng)對(duì)濾芯進(jìn)展清洗排污的功能。自清洗過濾器清洗排污時(shí)系統(tǒng)不連續(xù)供水，可以監(jiān)控過濾器的工作狀態(tài)，自動(dòng)化程度很高。掩蓋了由10um3000um的各種過濾精度的需求。自清洗過濾器承受國際水處理行業(yè)設(shè)備先進(jìn)技術(shù)，可立式、臥式、倒置任意方向任意位置安裝，可用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政電力、電子、醫(yī)藥、食品、印染、建筑、鋼鐵、冶金、造紙等各行各業(yè)水過濾。全自動(dòng)過濾器全自動(dòng)過濾器是目前過濾行業(yè)廣泛應(yīng)用的一套設(shè)備，抑制傳統(tǒng)過濾產(chǎn)品的納污量小、易受污物堵塞、過濾局部需拆卸清洗且無法監(jiān)控過濾器狀態(tài)等眾多缺點(diǎn)，具有對(duì)原水進(jìn)展過濾并自動(dòng)對(duì)濾芯進(jìn)展自動(dòng)清洗排污的功能。11頁13頁全自動(dòng)過濾器由殼體、多元濾芯、反沖洗機(jī)構(gòu)、電控箱、減速機(jī)、電動(dòng)閥門和差壓把握器等局部組成。殼體內(nèi)的橫隔板將其內(nèi)腔分為上、下兩腔，上腔內(nèi)配有多個(gè)過全自動(dòng)過濾器由殼體、多元濾芯、反沖洗機(jī)構(gòu)、電控箱、減速機(jī)、電動(dòng)閥門和差壓把握器等局部組成。殼體內(nèi)的橫隔板將其內(nèi)腔分為上、下兩腔，上腔內(nèi)配有多個(gè)過濾芯，這樣充分利用了過濾空間，顯著縮小了過濾器體積，下腔內(nèi)安裝有反沖洗吸盤。全自動(dòng)過濾器工作時(shí)，濁液經(jīng)入口進(jìn)入過濾器下腔，又經(jīng)隔板孔進(jìn)入濾芯的內(nèi)腔，大于過濾芯縫隙的雜質(zhì)被截留，凈液穿過縫隙到達(dá)上腔，最終從出口送出。全自動(dòng)過濾器優(yōu)點(diǎn)：全自動(dòng)過濾精度默認(rèn)為 100 微米，且從100 至3000 微米可選，過濾面積大，納污量高，用戶可依據(jù)實(shí)際工況定制。清洗方式簡(jiǎn)潔，且清洗循環(huán)電子監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清洗排污。全自動(dòng)自清洗過濾器把握系統(tǒng)中的各參數(shù)均可調(diào)整等。3.不銹鋼刷式過濾器不銹鋼刷式過濾器種類有：全自動(dòng)不銹鋼刷式過濾器，手搖不銹鋼刷式過濾器。其主要作用就是除掉水里的懸浮物，降低水里的懸浮物濃度，顆粒物，降低濁度，凈化水質(zhì)，削減系統(tǒng)污垢、菌藻、銹蝕，凈化水質(zhì)等。不銹鋼刷式過濾器承受專利技術(shù)的內(nèi)部機(jī)械構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的高壓反沖洗功能，可輕松徹底地去除濾網(wǎng)截留的雜質(zhì)，清洗無死角，通量無衰減，保障了過濾效率和長(zhǎng)期的使用壽命。不銹鋼刷式過濾器通過自身的檢索和應(yīng)變功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖洗，可應(yīng)對(duì)不穩(wěn)定的水質(zhì)波動(dòng)，無需人工干預(yù)。不銹鋼刷式過濾器在反沖洗過程中，各個(gè)(組)濾網(wǎng)依次進(jìn)展反沖洗操作;確保濾網(wǎng)安全、高效清洗，而其他濾網(wǎng)不受影響，連續(xù)過濾。不銹鋼刷式過濾器承受承受自動(dòng)排污閥，反沖洗歷時(shí)短，反沖洗耗水量少，環(huán)保經(jīng)濟(jì)。易損件少，無耗材，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，操作治理簡(jiǎn)潔。依據(jù)行業(yè)分類：食品用過濾器：粉塵過濾器，空氣過濾器，初中高效過濾器。醫(yī)藥用過濾器：藥液過濾器，呼吸過濾器，血液過濾器，細(xì)菌過濾器。依據(jù)過濾介質(zhì)分為：空氣過濾器、液體過濾器、網(wǎng)絡(luò)過濾器、光線過濾器。依據(jù)過濾介質(zhì)分為：空氣過濾器、液體過濾器、網(wǎng)絡(luò)過濾器、光線過濾器。照性能分為：管路過濾器、雙筒過濾器、高壓過濾器過濾器選型的原則：1、進(jìn)出口通徑：原則上過濾器的進(jìn)出口通徑不應(yīng)小于相配套的泵的進(jìn)口通徑，一般與進(jìn)口管路口徑一致。2、公稱壓力：依據(jù)過濾管路可能消滅的最高壓力確定過濾器的壓力等級(jí)。3、孔目數(shù)的選擇：尺寸查下表“濾網(wǎng)規(guī)格”。4、過濾器材質(zhì)：過濾器的材質(zhì)一般選擇與所連接的工藝管道材質(zhì)一樣鑄鐵、碳鋼、低合金鋼或不銹鋼材質(zhì)的過濾器。5、過濾器阻力損失計(jì)算水用過濾器，在一般計(jì)算額定流速下，壓力損失為0.52～1.2kpa㈣換熱器化工、能源、機(jī)械、交通、冶金、動(dòng)力及航空航天等。㈤反響釜1、使用壓力：0.2---0.4Mpa2、耐酸性：對(duì)各種有機(jī)酸、無機(jī)酸、有機(jī)溶劑均有較好的抗蝕性。如將我廠生1、使用壓力：0.2---0.4Mpa2、耐酸性：對(duì)各種有機(jī)酸、無機(jī)酸、有機(jī)溶劑均有較好的抗蝕性。如將我廠生產(chǎn)的搪玻璃試樣置于20%HCI溶液中煮沸48h，腐蝕速率為0.9lg/m2.d〔優(yōu)等品指標(biāo)1.0g/m2.d〕。3、耐堿性：<BR>1N氫氧化鈉溶液腐蝕，試驗(yàn)溫度80℃時(shí)間48h。腐蝕速率為6.76g/m2.d〔優(yōu)等品7.0g/m2.d〕。4、操作溫度：搪玻璃設(shè)備加熱和冷卻時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)展。我廠制造的搪玻璃設(shè)備使用溫度為0－200℃，耐溫急變性≥200℃。5、瓷層厚度：玻璃設(shè)備的瓷層厚度 0.8-2.0mm，搪玻璃設(shè)備附件的瓷層厚度0.6-1.8m