环氧树脂生产工艺设计(2)

环氧基含量来划分不同型号的环氧树脂。

环氧基含量有以下三种表示方法： a、环氧值（Ev）

环氧值是我国环氧树脂生产厂家习惯采用的表示方法。它是指每100g环氧树脂中所含的环氧当量数称为环氧值。单位：eq/100g。 b、环氧当量（En）

环氧当量是美国、西欧和日本习惯使用的表示方法。它是指含有１克当量环氧基的环氧树脂的克数称为环氧当量。单位：g/eq。

环氧当量、分子量和环氧值之间的换算关系： En=M/2=100/Ev。 c、环氧基百分含量（Ec）

环氧基百分含量是俄罗斯、东欧等国习惯采用的表示方法。它是指环氧树脂的每一分子中所含环氧基的百分比含量。单位：％ 。它与环氧值之间的关系Ec=Ev×43。 （５）软化点

环氧树脂是一种混合物，没有明确的熔点，只有一个熔融温度范围，称为软化点。单位：℃。 （６）黏度

黏度是环氧树脂应用时十分重要的指标，它对操作性、脱泡性等有很大影响。单位：Pa.s或mpa.s。黏度与分子量成正比例，黏度和软化点在一定程度上反映出平均分子量和分子量分布的大小。单位换算１Pa.s(帕斯秒)=1000mpa.s(毫帕斯秒)＝1000cP(厘帕斯)。 （７）杂质含量

环氧树脂的主要杂质包括总氯（有机氯、无机氯）、挥发份及带色基团等。现生产中要尽量减少杂质的含量。 1.5、环氧树脂的分类

由于原材料与生产工艺的不同，环氧树脂有许多种类和型号，也有多种不同的分类方法，若按其化学结构和环氧基的结合方式可分为以下六大类：

缩水甘油醚型、缩水甘油酯型、缩水甘油胺型、脂环族型、线性脂肪族型和混合型环氧化烯烃。

以双酚A（BPA）为主要原材料，合成的环氧树脂称为双酚A（BPA）型环氧树脂，是目前产量最大、用途最广的环氧树脂，由于它的应用遍及国民经济的众多领域，因此又称为通用型环氧树脂。它属于缩水甘油醚型。

双酚A（BPA)型环氧树脂，市场占有量约占环氧树脂总量的85%。本书中所说的环氧树脂，如不加具体说明，便是指BPA型环氧树脂（又称E型环氧树脂）。

双酚A（BPA）型环氧树脂，根据其分子量的高低，可分为低分子量树脂（M≤400）、中等分子量树脂（M＝400-1400）、高分子量树脂（M＝1400－8000）和超高分子量树脂（M＝10万－45万）。

双酚A（BPA）型环氧树脂的理化性能，随分子量而呈现规律性的变化，其变化规律如下：

分子量↑软化点↑环氧值↓环氧当量↑羟基含量↑ 固化物柔韧性↑固化物硬度↓固化温度↑

低分子量环氧树脂的固化主要通过环氧基反应，随着分子量的增大，环氧基的作用减少，羟基作用增大，超高分子量的环氧树脂则不需要借助固化剂便能形成坚韧的涂膜。

第二章 环氧树脂生产的主要原材料

1、环氧树脂生产的主要原材料及规格

表2-1 环氧树脂生产的主要原材料及规格 原材料名称 结构式 双酚A (BPA) HO—分子量M CCHH—CC—质量指标 外观：白色粒状（或粉状）结晶体熔点℃：≥155.5 色度号（铂－钴）：≤40 外观：无色透明液体 纯度wt％：≥99.5 密度（20℃）g/cm3：1.180～1.184色度（Pt-Co）:≤15 ---OH-. 228 92.5 CHCH环氧氯丙烷 （ECH） 甲苯 （TOL) 液碱 CH3 ClO 92 纯度wt％：≥99.5 馏程℃：109～112 密度（20℃）g/cm3:0.862～0.868 色度（Pt-Co）号：≤15 40 NaOH含量wt％：≥48 Fe2O3含量wt％：≤0.003 （48％NaOH） NaOH 2、环氧树脂生产的主要原材料的性质

（1）BPA：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、二甲苯，加温下溶解度急剧增加。

（2）ECH：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１.18，纯品沸点116.2℃。取样化验时，要取上层。 （3）液碱：淡紫色液体，无机械杂质，强碱性，腐蚀性较强。

（4）甲苯：无色有芳香性气味的易燃液体，有毒！不溶于水，能溶于醇、醚和丙酮。比重0.866，纯品沸点110.28℃，取样化验时，要取下层。

第3章 工艺流程设计

3.1 工艺流程框图：

上一章已对工艺路线进行了选择，在此基础上全面而细致地分析了整个生产过程的组成和顺序如下图所示： 3.1. 1 合成：

700C 双酚A 溶解 环氧氯丙烷

循环使用

反应 NaOH

环氧氯丙烷 减压 溶解 苯

反应 下层盐脚 萃取 NaOH

回流

冷却 静置 过滤 脱苯 成品 3.2工艺流程叙述：

下面流程是从中试角度来进行描述的，其中所用投料量

1. 把双酚A投入溶解釜中，然后通过环氧氯丙烷，将夹套通水蒸气的温度加热升温到70OC左右。

2. 溶解后，用泵压入带搅拌的反应釜内，开始搅拌，并滴加碱液。控制反应温度为50-55OC，维持一定时间至反应结束后，再在 100减压至94.661kPa，回收过量环氧氯丙烷供循环使用。

3. 回收结束后再次加入苯溶解，在 65~70C下再次加碱液，反应结束后用夹套水冷却，静置，把苯溶液抽吸到回流脱水釜内，下层的盐脚可以加苯萃取一两次，抽吸后放掉。

4 在回流脱水釜内回流至蒸出的苯清晰天水珠为止。然后冷却，静置. 经过滤器至贮槽，沉降后抽人脱苯釜脱除苯，先常压无液温110OC以上开始减压至140-143OC无馏出液为止，放料，即得成品。

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第4章 厂区布置和车间布置设计

4.1工厂设计的内容与规范：

工厂布置是设计的一个要环节，其布置是否合理，不仅与施工、安装、建设、投资密切

相关，而且与车间建成后的生产、管理、安全 和经济效益密切相关。 工厂布置涉及的对是生产过程中使用的机器设备，各种物料和从事生产的操作人员工厂布置的基本任务是结合厂区自然条件和外部条件确定生产工厂中各种机器设备的空间位置，使获得最经济合理的物料和人员的流动路线。就大的空间范围而言，就是在一个地区内厂位置的确定是为就寻找最佳的厂外运输路线 ；

就小范围而言，就是在一个厂区内，厂房位置的确定是为了寻找最佳的厂内运输路线。这说明厂址选择工作和工厂布置工作任务的一致性，同时，也说明在不同工作阶段工厂布置的着重点。

对于工厂布置，按我国习惯分法，可划分厂区布置和车间布置。

车间布置是工艺专业向其他非工艺专业提供开展车间设计的基础资料之一。若车间布置不合理，不仅将直接影响到操作条件的好坏、生产的正常进行和设备的安全运行，而且还导致基建时工程造价高、施工安装不便，甚至造成车间建成出现一系列生产和管理的负面问题；因此本设计在车间布置时严格遵守如下设计规范和规定：

GBJl6-87 建筑设计防火规范 (1987年) T536-79 工业企业设计卫生标准 (1978年) GBJ87-85 工业企业噪声控制设计规范 (1985年)

HGJ21-89 化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计规格(化学工业部 1989年)

中华人民共和国 炸危险场所电气安全规程 (1987年，试行) 药品生产质量管理规范 (1998年修改)

药品生产管理规范 (中国医药工业公司，1985年) 洁净厂房规范 (GB50073-2001)

4.2 厂址的选择：

厂址选择应从国家政策、经济、环境保护等多方面综合考虑双酚A和环氧氯丙烷的这条生产工艺路线属于污染较严重的一种，建议不要把厂址选在市区。如果选址选在城郊，最好选在下水侧，以防止氰化物对城市用水造成污染。另外，选址最好是在交通较为方便的地方，便于原料和产品的运输。

4.3 车间的布置：

本设计在确定了车间的火灾危险类别、爆炸与火灾危险性场所等级、卫生标准、车间建筑 (构筑)物、露天场所的主要尺寸和全部工艺设备的空间位置后对车间进行了如下布置。

4.3.1 辅助生产和行政-生活布置：

车间由生产部分、辅助生产部分和行政-生活部分组成。辅助生产部分包括配电房、化验室、机修车间、原料、辅料和成品仓库等；行政-生活部分包括办公室、工人休息室、厕所。

在设计过程中既考虑了车间内部生产、辅助生产、管理和生活的协调，又考虑了车间与厂区供水、供电、供热和管理部分的呼应，使之成为一个有机整体。

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