1、LOGO指导教师指导教师：XXX 年产年产5 5万吨环氧树脂生产车间设计万吨环氧树脂生产车间设计n班班级级：高分子：高分子XX-Xn学学生：生：XXXn学号学号：11014XXXXX设计题设计题目：目：定义：分子中含有2个或2个以上环氧基 的高分子化合物。 最常用的双酚A型环氧树脂含2个环氧基。特征： （1）粘接强度高，粘接面广。几乎可粘接所有的金属和非金属，有“万能胶”的美称。 （2）良好的加工性。加工时常温常压。广泛用作涂料、灌封料及浇注料等 （3）优异的电绝缘性。用作绝缘材料、电工浇铸及电子灌封。 （4）机械强度高。用作结构胶、高度耐磨地坪等。 （5）收缩率低。尺寸稳定，不易变形，不易开
2、裂等 （6）稳定性好，防腐性能优异。广泛用作防腐涂料。环氧树脂的定义及特征环氧树脂的定义及特征环氧树脂生产的主要原材料的性质环氧树脂生产的主要原材料的性质u （1 1）双酚双酚A A（BPABPA）：）：白色片状或粒状晶体，不溶于水，能白色片状或粒状晶体，不溶于水，能溶于醇、醚、丙酮及碱性溶中，室温下微溶于甲苯、二甲溶于醇、醚、丙酮及碱性溶中，室温下微溶于甲苯、二甲苯，加温下溶解度急剧增加。苯，加温下溶解度急剧增加。u （2 2）环氧氯乙烷（环氧氯乙烷（ECHECH）：）：是一种易挥发、无色透明液体是一种易挥发、无色透明液体，有毒！对皮肤有灼伤作用，能严重刺激眼睛，具有和氯，有毒！对皮肤有灼伤
3、作用，能严重刺激眼睛，具有和氯气相似的刺激性气味，有麻醉性，能溶解于醇、醚及甲苯气相似的刺激性气味，有麻醉性，能溶解于醇、醚及甲苯中，微溶于水。比重中，微溶于水。比重1.181.18，纯品沸点，纯品沸点116.2116.2。取样化验时。取样化验时，要取上层。，要取上层。 u （3 3）液碱液碱：淡紫色液体，无机械杂质，强碱性，腐蚀性较：淡紫色液体，无机械杂质，强碱性，腐蚀性较强。强。u （4 4）苯苯：无色透明液体。有芳香气味。具强折光性。易挥：无色透明液体。有芳香气味。具强折光性。易挥发。能与乙醇、乙醚、丙酮任意混溶，微溶于水。发。能与乙醇、乙醚、丙酮任意混溶，微溶于水。工艺流程工艺流程u（
4、1 1）把双酚）把双酚A A投入投入溶解釜溶解釜中，然后通过环氧氯丙烷、苯，中，然后通过环氧氯丙烷、苯，将夹套通水蒸气的温度加热升温到将夹套通水蒸气的温度加热升温到7070左右。左右。u（2 2）溶解后，用泵压入带）溶解后，用泵压入带搅拌搅拌的反应釜内，开始搅拌，的反应釜内，开始搅拌，并滴加碱。控制反应温度为并滴加碱。控制反应温度为50 50 ，维持一定时间至反应，维持一定时间至反应结束后，结束后，回收回收过量环氧氯丙烷供循环使用。过量环氧氯丙烷供循环使用。u（3 3）回收结束后过滤，静置，把苯溶液抽吸到回流脱苯）回收结束后过滤，静置，把苯溶液抽吸到回流脱苯釜内，下层的盐脚抽吸后放掉。釜内，下
5、层的盐脚抽吸后放掉。工艺流程工艺流程u （4 4）在回流脱苯釜内回流至蒸出的苯清晰无水珠为止。然）在回流脱苯釜内回流至蒸出的苯清晰无水珠为止。然后冷却，静置后冷却，静置. . 经经过滤器过滤器至贮槽，沉降后抽入脱苯釜脱除至贮槽，沉降后抽入脱苯釜脱除苯，先常压苯，先常压110 110 以上开始减压至以上开始减压至140-143 140-143 无馏出液为无馏出液为止，放料，即得成品。止，放料，即得成品。u （5 5）包装。干燥后的粉末，存放于贮料斗中，先测定产品）包装。干燥后的粉末，存放于贮料斗中，先测定产品的分子量、密度等有关性能，然后按每袋的分子量、密度等有关性能，然后按每袋25kg25kg
6、装袋输送到装袋输送到仓库以备出厂。仓库以备出厂。环氧树脂环氧树脂生产工艺流程图生产工艺流程图 BPA 反应釜反应釜环氧树脂、环氧树脂、ECH、盐、水盐、水废废水水50%NaOH过量过量ECH分分相相水水盐水盐水环氧树脂、盐、水环氧树脂、盐、水蒸馏蒸馏三级冷凝三级冷凝甲苯甲苯萃萃取取环氧树脂、环氧树脂、甲苯甲苯、水、水蒸馏蒸馏分相分相环氧树脂环氧树脂残残甲苯甲苯水水薄膜蒸发薄膜蒸发环氧树脂环氧树脂甲甲苯苯过滤过滤双酚双酚A(BPA)A(BPA)环氧氯丙烷环氧氯丙烷(ECH)(ECH)碱环氧树脂碱环氧树脂BPA 反应釜反应釜环氧树脂、环氧树脂、ECH、盐、水盐、水废废水水50%NaOH过量过量EC
7、H分分相相水水盐水盐水环氧树脂、盐、水环氧树脂、盐、水蒸馏蒸馏三级冷凝三级冷凝甲苯甲苯萃萃取取环氧树脂、环氧树脂、甲苯甲苯、水、水蒸馏蒸馏分相分相环氧树脂环氧树脂残残甲苯甲苯水水薄膜蒸发薄膜蒸发环氧树脂环氧树脂甲甲苯苯过滤过滤物料衡算物料衡算u (1)(1)设每年生产设每年生产330330天，则每天的产量为：天，则每天的产量为： Md=50 000 Md=50 000330= 151.52t/d330= 151.52t/d 一一 天生产两批，则每批的产量为：天生产两批，则每批的产量为： m =151.52t/2=75.76t m =151.52t/2=75.76t物料衡算物料衡算u （2 2）
8、设以生产）设以生产1t1t（1 000kg1 000kg）环氧树脂为基准）环氧树脂为基准原料名称原料名称投料比例投料比例环氧氯丙烷环氧氯丙烷557.3557.3双酚双酚A A687.5 687.5 纯苯纯苯235.2 235.2 液体烧碱（液体烧碱（100100）240.9 240.9 名称名称分子量分子量净含净含（）含水量含水量（ ）含惰性杂含惰性杂质量质量（）环氧氯丙环氧氯丙烷烷92.5292.5298980.20.21.81.8双酚双酚A A228.29228.2995953 32 2纯苯纯苯78.1178.1196960.20.23.83.8液体烧碱液体烧碱40.0140.0199.5
9、99.50.20.20.30.3双酚双酚A A型型环氧树脂环氧树脂332.05332.0599990.80.80.20.2原料用量计算原料用量计算u 反应方程式如下：反应方程式如下：缩合工段物料衡算缩合工段物料衡算输入物料计算输入物料计算u (1)(1)对于输入物料分四股，分别如下：对于输入物料分四股，分别如下： 98%98%的环氧氯丙烷中：的环氧氯丙烷中： 环氧氯丙烷：环氧氯丙烷：55 73098%=54 615.40kg 水：水：55 7300.2%=111.46kg 不溶杂质：不溶杂质：55 730l.8%=1 003.14kg 95%95%的双酚的双酚A A中：中： 双酚双酚A A：6
10、8 75095%=65 312.5kg 水：水：68 7503%=2 062.5kg 不溶杂质：不溶杂质：68 7502%=1 375kg 输入物料计算输入物料计算 99.50%99.50%的的NaOHNaOH中：中： NaOH NaOH：24 09024 09099.5%=23 969.55kg99.5%=23 969.55kg 水：水：24 09024 0900.2%=48.15kg0.2%=48.15kg 不溶杂质：不溶杂质：24 09024 0900.3%=72.27kg0.3%=72.27kg 96%96%的苯中：的苯中： 苯：苯：23 52023 52096%=22 579.2kg
11、96%=22 579.2kg 水：水：23 52023 5200.2%=47.04kg0.2%=47.04kg 不溶杂质：不溶杂质：23 52023 5203.8%=893.76kg3.8%=893.76kg输出物料计算输出物料计算u (2)(2)对于输出物料的计算如下：对于输出物料的计算如下： 设缩合反应的转化率等于收率，即为设缩合反应的转化率等于收率，即为95%95%，则：，则： 反应的总方程式如下反应的总方程式如下228 92.52 332 36.5265 312.50.95 x y z 由上反应方程式：由上反应方程式： x/92.52=y/332=z/36.52=62 046.875/
12、 228可得：可得：x=50 340.05kg,y=90 348.96kg,z=19 865.89kgu所以反应后的各物料质量如下所以反应后的各物料质量如下: : 双酚双酚A A: 6 5312.5: 6 5312.5(1-95%)= 3 265.625kg(1-95%)= 3 265.625kg 环氧氯丙烷环氧氯丙烷：54 615.4-50 345.05=4 270.35kg54 615.4-50 345.05=4 270.35kg HClHCl：19 865.89 kg 19 865.89 kg 环氧树脂环氧树脂：90 348.96 kg90 348.96 kg物料平衡表物料平衡表输入物料
13、输入物料纯物质纯物质质量（）质量（）输出物料输出物料质量质量9898的环氧的环氧氯乙烷氯乙烷环氧氯乙烷环氧氯乙烷54615.454615.4环氧氯丙烷环氧氯丙烷4270.354270.35水水111.46111.46惰性杂质惰性杂质1003.141003.14双酚双酚A A3265.6253265.62595 95 的双的双酚酚A A双酚双酚A A65312.565312.5水水2062.52062.5环氧树脂环氧树脂90348.9690348.96惰性杂质惰性杂质1375137599.5 99.5 的的NaOHNaOHNaOHNaOH23969.5523969.5596 96 的苯的苯225
14、79.222579.2水水48.1848.18惰性杂质惰性杂质72.2772.2799.5 99.5 的的NaOHNaOH2319.172319.1796 96 的苯的苯苯苯22579.222579.2水水47.0447.04参与反应物参与反应物质中水和杂质中水和杂质质49246.69549246.695惰性杂质惰性杂质893.76893.76NaClNaCl31839.8531839.85总计总计172090172090172090172090回收过量环氧氯丙烷回收过量环氧氯丙烷u 回收框图回收框图环氧氯丙烷回收过量环氧氯丙烷回收过量环氧氯丙烷 设冷却回收率为设冷却回收率为 97% 97%：
15、 对于输入物料为一股：对于输入物料为一股： 环氧氯丙烷：环氧氯丙烷：4 270.35kg4 270.35kg 对于输出物料为一股：对于输出物料为一股： 环氧氯丙烷：环氧氯丙烷：4 270.354 270.3597%=4 142.24kg97%=4 142.24kg环氧树脂收集环氧树脂收集u 环氧树脂回收进出料框图环氧树脂回收进出料框图设备选型设备选型常用反应器的类型有：常用反应器的类型有： 管式管式反应器反应器 ：由长径比较大的空管或填充管构成，可用：由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。于实现气相反应和液相反应。 釜式釜式反应器反应器 ：由长径比较小的圆筒形容器构成，
16、常装有：由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置机械搅拌或气流搅拌装置 有固体颗粒有固体颗粒床层床层的反应器的反应器 ：气体或：气体或( (和和) )液体通过固定的液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等 设备选型设备选型 塔式塔式反应器反应器 ：用于实现气液相或液液相反应过程的塔式：用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等 喷射喷射反应器反
17、应器 ：利用喷射器进行混合，实现气相或液相单：利用喷射器进行混合，实现气相或液相单相反应过程和气液相、液液相等多相反应过程管式反应器相反应过程和气液相、液液相等多相反应过程管式反应器所选取的设备所选取的设备溶解釜溶解釜：选取公式容积为：选取公式容积为50 000L50 000L搪玻璃闭式搅拌容器，闭式搪玻璃闭式搅拌容器，闭式搅拌容器通常都包含一定压力，反应器之类的设备，密闭搅拌容器通常都包含一定压力，反应器之类的设备，密闭带搅拌。开式是直接和大气连通，不承受压力。带搅拌。开式是直接和大气连通，不承受压力。 反应釜反应釜：选取公式容积为：选取公式容积为50 000L50 000L搪玻璃闭式搅拌容
18、器，其中搪玻璃闭式搅拌容器，其中重要参数为重要参数为A=2 480dm2A=2 480dm2，壁厚，壁厚30mm.30mm.，取，取D=38dm,D=38dm,、H=46dmH=46dm。由于在反应过程中有腐蚀性物质的加入，所以材料应选。由于在反应过程中有腐蚀性物质的加入，所以材料应选用耐腐蚀材料。对该反应器选用镍铬不锈钢，用耐腐蚀材料。对该反应器选用镍铬不锈钢，0Cr18Ni9 .0Cr18Ni9 .钢板标准为钢板标准为GB4237 GB4237 。所选取的设备所选取的设备环氧氯丙烷回收釜环氧氯丙烷回收釜 :查化工工艺设计手册用查化工工艺设计手册用1000L1000L釜。釜。 其中直径其中直
19、径D=1 100mm D=1 100mm 高高 H=1 330mm H=1 330mm苯贮槽苯贮槽 : :查化工工艺设计手册用查化工工艺设计手册用1 000L1 000L釜。釜。 其中直径其中直径D=2 000mm D=2 000mm 高高 H=2 400mm H=2 400mm 财务评估财务评估 产品按每年生产环氧树脂产品按每年生产环氧树脂5 5万吨，产品价格按万吨，产品价格按26002600元元/ /吨（含税吨（含税价）计算。价）计算。 1)1)年产值：按售价计年产值：按售价计5 52 600=13 000(2 600=13 000(万元万元) )2)2)年销售收入：年销售收入： 含税销售
20、收入含税销售收入5 52 600=13 000(2 600=13 000(万元万元) () (已经包含增殖已经包含增殖税税) )财务评估财务评估 3) 3)年总成本：年总成本：1 7521 752（单批成本额）（单批成本额）5=8 7605=8 760（万元）（万元） 4) 4)年利润总额：年利润总额：13 000(13 000(总销售额总销售额) )8 760(8 760(总成本总成本)=4 240()=4 240(万元万元) ) 5) 5)所得税税率按所得税税率按33%33%计取，年均所得税为：计取，年均所得税为：4 2404 24033%=1 33%=1 399.2(399.2(万元万元
21、) ) 6) 6)税后净利润：税后净利润：4 2404 2401 399.2=2 840.8(1 399.2=2 840.8(万元万元) ) 小结小结 由以上分析可见，建设环氧树脂生产线具有投资由以上分析可见，建设环氧树脂生产线具有投资小，达产后利润高，上缴税收大，投资回收期短小，达产后利润高，上缴税收大，投资回收期短，可以为企业带来很大的经济效益，还会为社会，可以为企业带来很大的经济效益，还会为社会带来巨大的经济、社会和环境效益。带来巨大的经济、社会和环境效益。 大学本科的学习生活即将结束。在此，我大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师感谢我的导师XXX老师，感谢各位系的老老师，感谢各位系的老师的关心和帮助。师的关心和帮助。 最后向所有关心和帮助过我的人表示真心最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢的感谢!致谢致谢谢谢大家！
