醇溶性酚醛树脂工艺设计

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1、四川理工学院毕业论文（设计）8举例—醇溶性酚醛树脂工艺设计8举例——醇溶性酚醛树脂工艺设计8.1设计任务书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%）=1∶1.2（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%）8.2生产流程或生产方案1．生产流程方案用苯酚、甲醛为原料，控制摩尔比在1∶1.2，

2、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加入适量乙醇用以调节粘度避免结垢。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应釜内，通入蒸汽保温；将37%的甲醛水溶液以苯酚∶甲醛=1∶1.2（mol）的比例缓慢加入反应釜内，开启电动搅拌系统开始搅拌，再加入浓度为20%的氨水催化剂，加热升温至70℃,由于反应放热，温度会自动上升。当温度升至78℃时，即用循环冷却水调节，使反应温度缓缓上升并保温在85℃～95℃间（不超过95℃）。使反应釜保温反应1小时后，终止反应。用循环冷却水调

3、节到75℃，进行真空脱水2.5～3小时，再冷却到50℃加入乙醇调稀，最后自然冷却到40℃出料，即为产品。四川理工学院毕业论文（设计）8举例—醇溶性酚醛树脂工艺设计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℃-70℃75℃（2.5～3h）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

4、体85℃-95℃预聚体70℃甲醛(进料10min)蒸汽加热自动升温保温60min40min30min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20min30min180min图8-2醇溶性酚醛树脂的生产周期四川理工学院毕业论文（设计）8举例—醇溶性酚醛树脂工艺设计8.3工艺计算8.3.1物料衡算苯酚的官能度f=3，甲醛的官能度f=2，苯酚和甲醛以摩尔比为1∶1.2的比例混合反应，则苯酚过量。两基团数不相等，则平均官能度（以甲醛的量来计算）：故反应程度：即有p

5、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甲醛反应为基准，苯酚上有两个氢原子参加反应则生成1个水分子，故固化时生成的缩合水的量为：mol则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：30g/mol氨：17g/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）四川理工学院毕业论文（设计）8举例—醇溶性酚醛树脂工艺设计氨水的用量：5%（为纯苯酚质量的5%）有每小时产品的固含

6、量为：取游离酚含量为3％，则：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：加入的氨水的质量：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：反应后的总物料量：四川理工学院毕业论文（设计）8举例—醇溶性酚醛树脂工艺设计故，两者相等。总水量：（2）脱水阶段由产品标准水<8%,取水为5%,则：乙醇调稀阶段脱水阶段进料（含水）水总脱水乙醇的质量：查《化工原理》上册有：100%的乙醇密度为=789kg/m95%的乙醇溶液密度为＝804kg/100%的乙醇的体积为：V＝＝0.

7、18595%的乙醇溶液的体积为：95%的醇溶液中含水量为：则脱水量为：(3)调稀阶段：树脂水游离酚产品95%的乙醇四川理工学院毕业论文（设计）8举例—醇溶性酚醛树脂工艺设计调稀阶段水的衡算：m＝416.667×5%＝20.883kg脱水后剩下的水量：所以两者相等。8.3.2热量衡算(1)计算基准：以20℃为温度基准，416.667kg为产品计算基准物性数据（查《物理化学基础数据手册》有）：苯酚C＝220.5J