连续法生产脲醛树脂的控制方案设计

3页化工仪表课程设计——连续法生产脲醛树脂的把握方案设计学院：化学工程学院学号：姓名：辅导教师：王树江设计日期：2023—01—04

田一川任务书 3〔一〕工艺流程 4\l“_TOC_250005“原材料预备 5\l“_TOC_250004“加成反响 6\l“_TOC_250003“缩聚反响 6\l“_TOC_250002“真空脱水 7\l“_TOC_250001“补加尿素进展后缩合 7\l“_TOC_250000“6.成品树脂的冷却与稳定 8〔二〕粘结剂简介 811粘结剂分类 82粘结剂的作用 9〔三〕过滤器原 91过滤器的构成 92过滤器的分类 10①自清洗过滤器 10②全自动过滤器 10③不锈钢刷式过滤器 103过滤器选型的原则： 11〔四〕换热器 11〔〔五〕五〕反响釜 11〔六〕反响器的规格一览 12〔七〕参考文献 13〔八〕总结 13任务书：任务书：题或环节的与把握过程相关的相应工作1，具体要求：一、针对给定的题目，查阅资料。首先把握题目的内容，具体包含题目的成产过程，反响，分别原理，工艺流程，留意事项。本设计的内容及重点等。二、针对给定工艺过程，设计出具体具体把握方案，具体为画出把握方案图，图纸为A3纸〔上交。编写设计说明书，具体内容为：题目设计要求，每一设备，元件的名称选型〔型号，厂家，具体参数。如：序号 名称 型号 规格mm厂家 其他热电偶

K

m16三、写出每个把握系统的把握过程留意事项。三、写出每个把握系统的把握过程留意事项。四、留意参考文献，要在说明书后标注。包括：作则，文题，文献名称，年，卷，页数等。21份及电子文档，说明书正文宋体字五号，8000字以上〔包括图，表。切每组中个人供给的说明书不行雷同。33、成绩给定包含内容：设计中表现+说明书〔含图纸〕辩论〔辩论时以组进展，每组有优良及之别。4、具体设计题目：㈠连续法生产脲醛树脂简介连续法生产脲醛树脂有气相法和液相法两种脲醛树脂可以在特别装置中按多装置或单装置工艺流程进展。5页6页连续法生产脲醛树脂工艺流程图将确定配比和规定PH的尿素与甲醛混合液通过管道连续供料，并在温度120—130℃的反响釜底面分散成薄层，当与装置的壁接触时反响混合液加热到105—115℃，从混合液醛树脂的过程，进展得格外快速。生成的树脂连续的从反响釜中自留导出〔通过侧口，并送入稳定处理器冷却和用氨水处理，成品树脂液由稳定处理器送入树脂容器。脲醛树脂的制备是尿素和甲醛在催化作用下发生的缩聚过程加成反响阶段和缩聚反响阶段。脲醛树脂的制备过程可由以下主要步骤组成：原材料预备、加料混合、弱碱至中和介品树脂的冷却和稳定。㈡工艺过程原材料预备尿素和甲醛溶液是脲醛树脂的主要原材料，树脂生产厂批量进购这些原材料时应按国家标准取样进展定量分析，它们的质量技术指标与成品树脂的质量有关。将尿素与甲醛溶液混合，反响混合液是按树脂制造的配方和甲醛含量的分析结果，将计算的甲醛投料量参与反响釜中，调整甲醛溶液所要求的PH值，再将需要的尿素投料量参与反响釜中，将物料搅拌至尿素完全溶解。尿素：又称脲、碳酰胺。无色晶体。大量存在于人类及哺乳动物的尿中。溶于水、乙醇和苯，几乎不溶于乙醚和氯仿。水溶液几乎呈中性。用于肥料、炸药等工业中。本剂中用作制备缩聚物的原料。选用工业品。甲醛：无色气体。有特别的刺激臭味，对人的眼、鼻等有刺激作用。易溶于水和乙55%，通常为44%，称为甲醛水，俗称福尔马林。有强复原作用，特别是在碱性溶液中。本剂中用作制备缩聚物的原料。选用工业品。氢氧化钠：亦称苛性钠、烧碱。白色固体，呈粒状、片状、棒状或块状。是强碱，变成碳酸钠。易溶于水，同时猛烈放热，广泛用于造纸、人造丝、染色、肥皂、石油和其它化学工业。本剂中用作pH氯化铵：俗称硇砂。白色晶体，易潮解，溶于水和甘油，微溶于乙醇，医疗上用作祛痰剂。本剂中用作固化剂。选用工业品。⑴尿素与甲醛溶液投料量的计算方法条件：树脂配方中尿素与甲醛的摩尔比为1:1.6，尿素含量为98%，甲醛含量为37%，60，30。80%，尿素与甲醛混合后的密度为1.2800L计算公式如下：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————反响釜有效容积，L；————装填率〔一般为F————甲醛含量，%；U————尿素含量，%；M————甲醛物质的量。将条件代入公式，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〕以上按公式计算出该反响混合物根底配方：371521.8kg；98%的尿素619.0kg。甲醛溶液的计算量用计量罐称量。处氢氧化钠外，也可用六亚甲基四胺、水等作为介质phphph增高。⑵中和每批甲醛溶液所需氢氧化钠量的计算脲醛树脂生产的第一步是向反响釜中参与甲醛，然后用30%的NaOH溶液调整甲醛的PH值，使其呈中性或弱碱性PH值7。经实践总结出加NaoH溶液调整ph30%NaoH*甲酸用量*40/(46*30%)式中30%——氢氧化钠溶液；40——氢氧化钠分子量；46——甲酸分子量。0.016%，则中和甲酸需要的NaoH的量为：30%NaoH=1521.8*0.016%*40/〔46*30%〕=0.706〔kg〕原料配比表：原料规格用量〔kg〕备注甲醛37%1521.8一般甲醛尿素98%619.0市售氢氧化钠30%适量(0.706)压碱氯化铵20%适量调酸加成反响羟甲基脲生成阶段是在不断搅拌下将反响混合物加热确定温度并在此温度下保持确定80—10030—60min由于尿素与甲醛相互反响的放热，反响混合物加热到50—60℃时要停顿加热，借反响配比，应开启冷凝器的回流阀，使生成的含甲醛蒸气通过冷凝器收集而返回到反响釜中。缩聚反响〔主要为介质的PH值和反响温度直接影响成品树聚所要求的程度，在介质ph4—5.5、20—60min45%—50%。在此阶段，树脂溶液生成相应的亚甲基化缩聚物，它既要具有好的水溶性和确定的贮使用测定分子量的方法来确定反响终点是很困难的由于需要很周密的特别仪器子量。及按反响时间来确定此阶段的反响终点。依据树脂溶液与水相溶性的变化来确定反响终点25℃的树脂试样〔2mL〕于刻度试管中，渐渐参与25称为水数。另一种方法是，在试管中装入20℃的水，将一滴树脂试样滴入水中。假设很快而不分散，则表示反响终点已过；树脂滴到水柱中部呈白色雾状散开，说明反响终点适宜。4杯黏度计、格氏管等。由于黏度随温度而变化，所以测定黏度时确定要留意把握温度都是行之有效的方法。PH因此要按PH真空脱水60%—70%范围。在真空脱水过程中还脱除了局部游离甲醛和甲醇，树脂的浓度和黏度增高。真空脱水前，需将树脂调整到中性，并将树脂液冷却到70℃左右。密封反响釜的加料阀门。当停顿起泡时，即刻关上阀门，使真空度渐渐增至最大。由于水分蒸发消耗热量，树脂液温度开头下降，为保持确定的温度，需不时地给反响釜补充加热。65—7090.644—77.294MPa.依据甲醛溶液的浓度，起始组安排比和成品树脂的浓度，脱水量为反响釜中投料量的20%—30%。真空脱水时间依1.5—2.0h。补加尿素进展后缩合实行这一步骤是为了促进游离甲醛结合尔比为1〔1.8-2.〕空脱水前补加尿素会降低反响釜的装料系数，降低设备生产率。现在广泛承受的方法是在真空脱水后，树脂后缩合阶段补加尿素。温度一般在60-65℃，30min。在此阶段，介质ph6.5-7.5。成品树脂的冷却与稳定补加尿素缩合阶段完毕后，将树脂冷却到20—25℃。有的脲醛树脂在冷却时参与稳定剂〔如氨水及其他。㈢粘结剂简介11粘结剂分类按材料来源分：①自然粘合剂①自然粘合剂它取自于自然界中的物质。包括淀粉、蛋白质、糊精、动物胶、虫胶、皮胶、松香等生物粘合剂；也包括沥青等矿物粘合剂②人工粘合剂这是用人工制造的物质，包括水玻璃等无机粘合剂，以及合成树脂、合成橡胶等有机粘合剂。按使用特性分：①水溶型粘合剂用水作溶剂的粘合剂，主要有淀粉、糊精、聚乙烯醇、羧甲基纤维素等。②热熔型粘合剂通过加热使粘合剂熔化后使用，是一种固体粘合剂。一般热塑性树脂均可使用，如聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、乙烯 —醋酸乙烯共聚物等。③溶剂型粘合剂不溶于水而溶于某种溶剂的粘合剂。如虫胶、丁基橡胶等。④乳液型粘合剂多在水中呈悬浮状，如醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶等。⑤无溶剂液体粘合剂在常温下呈粘稠液体状，如环氧树脂等。1010页按包装材料分：按包装材料分：①纸基材料粘合剂主要包括淀粉浆糊，糊精，水玻璃，化学浆糊，酪蛋白等。②塑料粘合剂主要包括丁苯胶、聚氨酯、硝酸纤维素、聚醋酸乙烯等溶剂型粘合剂；乙烯 —醋酸乙烯共聚物、乙烯—丙烯酸共聚物等水溶型粘合剂；醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂等乳液型粘合剂；聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等热塑性树脂组成的热熔型粘合剂等。③木材粘合剂主要包括骨胶、皮胶、鲠胶、干酪素、血胶等动物胶；也包括酚醛树脂胶、聚醋酸乙烯树脂胶、脲醛树脂胶等合成树脂胶；还包括豆胶等植物胶等。粘合剂、胶粘剂因外表键合和内力〔粘附力和内聚力等〕作用，能使一固体表面与另一固体外表结合在一起的非金属材料的总称。按用途分：①工业用粘合剂主要是用于建筑材料和一些包装方面的，以到达物与物的联结。②农林用粘合剂主要用于边坡绿化或其它土壤构造改进，能够使土壤形成团粒构造，到达保墒的效果。同时，能增加土壤的透所性，防止地表径流造成的土壤流失，提高土壤渗透力，保土保肥，缓解和调整土壤水分蒸发，让作物更好的生长。2粘结剂的作用粘合剂实际上是一种生的添加剂，由泵输送到瓦楞机，然后涂到楞峰上。当其处于生的状态时没有粘性，只有其在糊线上加热到确定温度时，才会变成一种强韧的粘㈣过滤器原理过滤器待处理的水由入水口进入机体，水中的杂质沉积在不锈钢滤网上，由此㈣过滤器原理过滤器待处理的水由入水口进入机体，水中的杂质沉积在不锈钢滤网上，由此产生压差。通过压差开关监测进出水口压差变化，当压差到达设定值时，电控器给水力把握阀、驱动电机信号，引发以下动作：电动机带动刷子旋转，对滤芯进展清洗，同时把握阀翻开进展排污，整个清洗过程只需持续数十秒钟，当清洗完毕时，关闭把握阀，电机停顿转动，系统恢复至其初始状态，开头进入下一个过滤工序。设备安装后，由技术人员进展调试，设定过滤时间和清洗转换时间，待处理的水由入水口进入机体，过滤器开头正常工作，当到达预设清洗时间时，电控器给水力把握阀、驱动电机信号，引发以下动作：电动机带动刷子旋转，对滤芯进展清洗，同时电机停顿转动，系统恢复至其初始状态，开头进入下一个过滤工序。1过滤器的构成过滤器的构造示意图过滤器的壳体内部主要由粗滤网、细滤网、吸污管，不锈钢刷或不锈钢吸嘴、密封圈、防腐涂层、转动轴等组成。过滤器的分类按过滤原理可分：自清洗过滤器、全自动过滤器、不锈钢刷式过滤器自清洗过滤器自清洗过滤器是一种利用滤网直接拦截水中的杂质，去除水体悬浮物、颗粒物，降低浊度，净化水质，削减系统污垢、菌藻、锈蚀等产生,以净化水质及保护系统其他设备正常工作的周密设备。自清洗过滤器主要组件有：电机、电控箱、把握管路、主管组件、滤芯组件、316L不锈钢刷、框架组件、传动轴、进出口连接法兰等。自清洗过滤器抑制传统过滤产品的纳污量小、易受污物堵塞、过滤局部需拆卸清洗且无法监控过滤器状态等众多缺点，具有对原水进展过滤并自动对滤芯进展清洗排污的功能。自清洗过滤器清洗排污时系统不连续供水，可以监控过滤器的工作状态，自动化程度很高。掩盖了由10um3000um的各种过滤精度的需求。自清洗过滤器承受国际水处理行业设备先进技术，可立式、卧式、倒置任意方向任意位置安装，可用于工业、农业、市政电力、电子、医药、食品、印染、建筑、钢铁、冶金、造纸等各行各业水过滤。全自动过滤器全自动过滤器是目前过滤行业广泛应用的一套设备，抑制传统过滤产品的纳污量小、易受污物堵塞、过滤局部需拆卸清洗且无法监控过滤器状态等众多缺点，具有对原水进展过滤并自动对滤芯进展自动清洗排污的功能。11页13页全自动过滤器由壳体、多元滤芯、反冲洗机构、电控箱、减速机、电动阀门和差压把握器等局部组成。壳体内的横隔板将其内腔分为上、下两腔，上腔内配有多个过全自动过滤器由壳体、多元滤芯、反冲洗机构、电控箱、减速机、电动阀门和差压把握器等局部组成。壳体内的横隔板将其内腔分为上、下两腔，上腔内配有多个过滤芯，这样充分利用了过滤空间，显著缩小了过滤器体积，下腔内安装有反冲洗吸盘。全自动过滤器工作时，浊液经入口进入过滤器下腔，又经隔板孔进入滤芯的内腔，大于过滤芯缝隙的杂质被截留，净液穿过缝隙到达上腔，最终从出口送出。全自动过滤器优点：全自动过滤精度默认为 100 微米，且从100 至3000 微米可选，过滤面积大，纳污量高，用户可依据实际工况定制。清洗方式简洁，且清洗循环电子监控，可实现自动清洗排污。全自动自清洗过滤器把握系统中的各参数均可调整等。3.不锈钢刷式过滤器不锈钢刷式过滤器种类有：全自动不锈钢刷式过滤器，手摇不锈钢刷式过滤器。其主要作用就是除掉水里的悬浮物，降低水里的悬浮物浓度，颗粒物，降低浊度，净化水质，削减系统污垢、菌藻、锈蚀，净化水质等。不锈钢刷式过滤器承受专利技术的内部机械构造，实现了真正意义上的高压反冲洗功能，可轻松彻底地去除滤网截留的杂质，清洗无死角，通量无衰减，保障了过滤效率和长期的使用寿命。不锈钢刷式过滤器通过自身的检索和应变功能，实现自动反冲洗，可应对不稳定的水质波动，无需人工干预。不锈钢刷式过滤器在反冲洗过程中，各个(组)滤网依次进展反冲洗操作;确保滤网安全、高效清洗，而其他滤网不受影响，连续过滤。不锈钢刷式过滤器承受承受自动排污阀，反冲洗历时短，反冲洗耗水量少，环保经济。易损件少，无耗材，运行维护费用低，操作治理简洁。依据行业分类：食品用过滤器：粉尘过滤器，空气过滤器，初中高效过滤器。医药用过滤器：药液过滤器，呼吸过滤器，血液过滤器，细菌过滤器。依据过滤介质分为：空气过滤器、液体过滤器、网络过滤器、光线过滤器。依据过滤介质分为：空气过滤器、液体过滤器、网络过滤器、光线过滤器。照性能分为：管路过滤器、双筒过滤器、高压过滤器过滤器选型的原则：1、进出口通径：原则上过滤器的进出口通径不应小于相配套的泵的进口通径，一般与进口管路口径一致。2、公称压力：依据过滤管路可能消灭的最高压力确定过滤器的压力等级。3、孔目数的选择：尺寸查下表“滤网规格”。4、过滤器材质：过滤器的材质一般选择与所连接的工艺管道材质一样铸铁、碳钢、低合金钢或不锈钢材质的过滤器。5、过滤器阻力损失计算水用过滤器，在一般计算额定流速下，压力损失为0.52～1.2kpa㈣换热器化工、能源、机械、交通、冶金、动力及航空航天等。㈤反响釜1、使用压力：0.2---0.4Mpa2、耐酸性：对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性。如将我厂生1、使用压力：0.2---0.4Mpa2、耐酸性：对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性。如将我厂生产的搪玻璃试样置于20%HCI溶液中煮沸48h，腐蚀速率为0.9lg/m2.d〔优等品指标1.0g/m2.d〕。3、耐碱性：<BR>1N氢氧化钠溶液腐蚀，试验温度80℃时间48h。腐蚀速率为6.76g/m2.d〔优等品7.0g/m2.d〕。4、操作温度：搪玻璃设备加热和冷却时，应缓慢进展。我厂制造的搪玻璃设备使用温度为0－200℃，耐温急变性≥200℃。5、瓷层厚度：玻璃设备的瓷层厚度 0.8-2.0mm，搪玻璃设备附件的瓷层厚度0.6-1.8m