1、 PAGE 78 PAGE 9 PAGE 78 PAGE 77安徽建筑工業(yè)學(xué)院大作業(yè)題 目：年產(chǎn)3000000噸腐植植酸改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂 學(xué) 院：材料與與化學(xué)工工程學(xué)院院 專 業(yè)：08化化學(xué)工程程與工藝藝 姓 名：李小磊磊 學(xué) 號(hào)：08220600402213 指導(dǎo)導(dǎo)教師：章祥林林 完成成日期：20111年44月100號(hào)目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc201295529 摘 要11 HYPERLINK l _Toc201295530 第一章 緒論2 HYPERLINK l _Toc201295531 1.1 廠廠址及氣氣象條件件2 HYPERLINK l

2、_Toc201295532 1.2 工工廠設(shè)計(jì)計(jì)可行性性分析2 HYPERLINK l _Toc201295533 1.2.11 設(shè)計(jì)計(jì)任務(wù)和和依據(jù)2 HYPERLINK l _Toc201295534 1.2.22 脲脲醛樹(shù)脂脂的應(yīng)用用及發(fā)展展概況2 HYPERLINK l _Toc201295535 1.2.33 具具體生產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)品的的確定2 HYPERLINK l _Toc201295536 1.2.44 本本課題預(yù)預(yù)解決的的主要問(wèn)問(wèn)題3 HYPERLINK l _Toc201295537 第二章 產(chǎn)產(chǎn)品與原原料的性性質(zhì)與規(guī)規(guī)格4 HYPERLINK l _Toc201295538 2.1

3、 改改性脲醛醛樹(shù)脂的的質(zhì)量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)規(guī)格4 HYPERLINK l _Toc201295539 2.2生產(chǎn)產(chǎn)脲醛樹(shù)樹(shù)脂的原原料的特特性與規(guī)規(guī)格4 HYPERLINK l _Toc201295540 第三章 合合成工藝藝設(shè)計(jì)和和分析6 HYPERLINK l _Toc201295541 3.1 游離甲甲醛的來(lái)來(lái)源6 HYPERLINK l _Toc201295542 3.2 降低游游離甲醛醛含量的的途徑6 HYPERLINK l _Toc201295543 3.3 改改性脲醛醛(MUUF)樹(shù)樹(shù)脂的合合成7 HYPERLINK l _Toc201295544 3.4 合成過(guò)過(guò)程中原原料對(duì)反反應(yīng)結(jié)果

4、果的影響響8 HYPERLINK l _Toc201295545 3.4.11 甲甲醛與尿尿素摩爾爾比的影影響：8 HYPERLINK l _Toc201295546 3.4.22三聚聚氰胺用用量的影影響9 HYPERLINK l _Toc201295547 3.5不不同工藝藝條件下下改性脲脲醛樹(shù)脂脂的合成成結(jié)果10 HYPERLINK l _Toc201295548 3.5.11加成成反應(yīng)階階段各工工藝參數(shù)數(shù)變化對(duì)對(duì)改性脲脲醛樹(shù)脂脂的影響響 PAGEREF _Toc201295548 h 11 HYPERLINK l _Toc201295549 3.5.22縮聚聚反應(yīng)階階段各工工藝參數(shù)數(shù)的變

5、化化對(duì)改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂的影影響 PAGEREF _Toc201295549 h 12 HYPERLINK l _Toc201295550 3.6 改改性脲醛醛樹(shù)脂合合成工藝藝路線 PAGEREF _Toc201295550 h 13 HYPERLINK l _Toc201295551 主要反應(yīng)13 HYPERLINK l _Toc201295553 3.7 合合成脲醛醛樹(shù)脂樹(shù)樹(shù)脂工藝藝 PAGEREF _Toc201295553 h 14 HYPERLINK l _Toc201295554 3.7.11 反應(yīng)應(yīng)階段14 HYPERLINK l _Toc201295555 3.7.22 脫水水階

6、段 PAGEREF _Toc201295555 h 14 HYPERLINK l _Toc201295556 3.7.33 后處處理階段段 PAGEREF _Toc201295556 h 14 HYPERLINK l _Toc201295557 3.7.44 生產(chǎn)產(chǎn)工藝流流程敘述述 PAGEREF _Toc201295557 h 15 HYPERLINK l _Toc201295558 第四章 工藝計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc201295558 h 16 HYPERLINK l _Toc201295559 4.1 原原始數(shù)據(jù)據(jù)及所需需技術(shù)資資料 PAGEREF _Toc201295559

7、h 16 HYPERLINK l _Toc201295560 4.2 物料衡衡算 PAGEREF _Toc201295560 h 16 HYPERLINK l _Toc201295561 4.2.11對(duì)反映映釜進(jìn)行行物料衡衡算：17 HYPERLINK l _Toc201295562 4.2.22對(duì)蒸發(fā)發(fā)器做物物料衡算算：17 HYPERLINK l _Toc201295563 4.2.33對(duì)整個(gè)個(gè)系統(tǒng)做做物料平平衡計(jì)算算18 HYPERLINK l _Toc201295564 第五章 設(shè)設(shè)備工藝藝計(jì)算及及其選型型19 HYPERLINK l _Toc201295565 5.1 攪拌反反應(yīng)釜的

8、的設(shè)計(jì)19 HYPERLINK l _Toc201295566 5.1.11 物料料衡算：19 HYPERLINK l _Toc201295567 5.1.22熱量衡衡算：20 HYPERLINK l _Toc201295568 5.1.33 材料料選擇 PAGEREF _Toc201295568 h 23 HYPERLINK l _Toc201295569 5.1.44釜體的的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc201295569 h 23 HYPERLINK l _Toc201295570 5.1.55 封頭頭的設(shè)計(jì)計(jì)選型 PAGEREF _Toc201295570 h 24 HYPERL

9、INK l _Toc201295571 5.1.66 封頭頭與釜體體的連接接形式 PAGEREF _Toc201295571 h 24 HYPERLINK l _Toc201295572 5.1.77 支支座形式式 PAGEREF _Toc201295572 h 24 HYPERLINK l _Toc201295573 5.1.88 反應(yīng)應(yīng)釜的液液位 PAGEREF _Toc201295573 h 24 HYPERLINK l _Toc201295574 5.199 攪攪拌裝置置的設(shè)計(jì)計(jì) PAGEREF _Toc201295574 h 25 HYPERLINK l _Toc201295576

10、5.1.110 傳熱熱裝置設(shè)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201295576 h 25 HYPERLINK l _Toc201295577 5.1.111 反應(yīng)應(yīng)器上的的接管及及尺寸 PAGEREF _Toc201295577 h 26 HYPERLINK l _Toc201295578 5.2 蒸蒸發(fā)器27 HYPERLINK l _Toc201295579 對(duì)蒸發(fā)器做做物料衡衡算：27 HYPERLINK l _Toc201295581 5.3 泵泵的選擇擇27 HYPERLINK l _Toc201295582 5.3.11輸送甲甲醛的泵泵27 HYPERLINK l _Toc20129

11、5583 5.3.22 輸送送成品泵泵27 HYPERLINK l _Toc201295584 5.4 換換熱器選選型28 HYPERLINK l _Toc201295585 5.5 儲(chǔ)儲(chǔ)罐的設(shè)設(shè)計(jì)28 HYPERLINK l _Toc201295586 5.5.11 儲(chǔ)罐罐28 HYPERLINK l _Toc201295587 5.5.22 高位位計(jì)量槽槽28 HYPERLINK l _Toc201295588 5.6旋風(fēng)風(fēng)分離器器選型28 HYPERLINK l _Toc201295589 第六章 工廠布布置29 HYPERLINK l _Toc201295590 6.1工廠廠布置的的基

12、本任任務(wù)29 HYPERLINK l _Toc201295591 6.1.11工廠布布置原則則29 HYPERLINK l _Toc201295592 6.1.22 廠廠區(qū)布置置總圖說(shuō)說(shuō)明31 HYPERLINK l _Toc201295593 6.2車間間布置 PAGEREF _Toc201295593 h 31 HYPERLINK l _Toc201295594 6.2.11車間布布置基本本原則和和要求： PAGEREF _Toc201295594 h 31 HYPERLINK l _Toc201295595 6.2.22車間布布置圖說(shuō)說(shuō)明 PAGEREF _Toc201295595 h

13、32 HYPERLINK l _Toc201295596 第七章 公用工工程 PAGEREF _Toc201295596 h 33 HYPERLINK l _Toc201295597 7.1 通通風(fēng) PAGEREF _Toc201295597 h 33 HYPERLINK l _Toc201295598 7.2 采采暖 PAGEREF _Toc201295598 h 33 HYPERLINK l _Toc201295599 7.3 照照明 PAGEREF _Toc201295599 h 33 HYPERLINK l _Toc201295600 第八章設(shè)設(shè)備一覽覽表 PAGEREF _Toc20

14、1295600 h 34 HYPERLINK l _Toc201295601 第九章 設(shè)計(jì)小小結(jié) PAGEREF _Toc201295601 h 35 HYPERLINK l _Toc201295602 9.1小結(jié)結(jié) PAGEREF _Toc201295602 h 35 HYPERLINK l _Toc201295603 第十章 參參 考 文 獻(xiàn)獻(xiàn) PAGEREF _Toc201295603 h 36年產(chǎn)300000噸噸腐植酸酸改性尿尿醛樹(shù)脂脂工藝設(shè)設(shè)計(jì)摘 要：樹(shù)樹(shù)脂是一一種用途途十分廣廣泛的有有機(jī)化工工產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品是腐植酸改性脲醛樹(shù)脂，合成反應(yīng)主要由加成反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩部分組成。腐植酸是

15、自然界中廣泛存在的大分子有機(jī)物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)林牧、石油、化工、建材、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域。由于脲醛樹(shù)脂膠的原料是尿素和甲醛，原料來(lái)源豐富，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、膠接性耐水性好、固化速度快、膠層無(wú)色以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，很快成為我國(guó)人造板生產(chǎn)的主要粘合劑，目前約占木材工業(yè)用量的80%以上，但隨著應(yīng)用領(lǐng)域和用量的增加。脲醛樹(shù)脂膠制品中散發(fā)出來(lái)的游離甲醛污染環(huán)境，特別是用該板材制成家具和進(jìn)行家庭裝潢后會(huì)釋放出殘留甲醛和揮發(fā)性有機(jī)物（VOC），對(duì)人體皮膚、呼吸道和眼睛粘膜有刺激作用，因而造成對(duì)人體的危害。本工藝專門針對(duì)如何降低散發(fā)游離的甲醛和改性脲醛樹(shù)脂做了合理設(shè)計(jì)。脲醛樹(shù)脂是應(yīng)用最為廣泛的氨基

16、樹(shù)脂，兩個(gè)反應(yīng)是先加成后縮聚，但又沒(méi)有明顯的界限，受反應(yīng)條件影響只是在弱堿性條件下加成反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，在弱酸性介質(zhì)中縮聚反應(yīng)進(jìn)行的較順利。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)30000噸脲醛樹(shù)脂工廠設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行了工藝計(jì)算、設(shè)備選型，并繪制了工藝流程圖、物料流程圖。關(guān)鍵詞：腐腐植酸，改改性脲醛醛樹(shù)脂，三三聚氰胺胺，尿素素PAGE 13第一章 緒論1.1 廠廠址及氣氣象條件件廠區(qū)位置：合肥南南郊地勢(shì)：廠區(qū)區(qū)地勢(shì)平平整常年主導(dǎo)風(fēng)風(fēng)向：東東北風(fēng)， 平均風(fēng)風(fēng)力二級(jí)級(jí)氣溫：最高高氣溫 400 最低氣氣溫 7凍土深度：10ccm地下水位：25mm運(yùn)輸條件：公路，鐵鐵路1.2 工工廠設(shè)計(jì)計(jì)可行性性分析1.2.11 設(shè)計(jì)計(jì)任務(wù)根據(jù)調(diào)查世

17、世界脲醛醛樹(shù)脂生生產(chǎn)能力力為6884.7萬(wàn)噸/年，需需求量的的增加速速度大約約為每年年3.66%；我我國(guó)脲醛醛樹(shù)脂產(chǎn)產(chǎn)量為55.43萬(wàn)噸噸/年，而而我國(guó)還還有很大大的市場(chǎng)場(chǎng)需求空空間，根根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)地點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行考察察合肥地區(qū)區(qū)需求量量，尤其其是合肥肥建材市市場(chǎng)，所所需的水水浸漬法法制木屑屑板的含含80%的脲醛醛樹(shù)脂水水溶液，老老的生產(chǎn)產(chǎn)工藝不不能完全全滿足現(xiàn)現(xiàn)代化生生產(chǎn)的需需求，所所以要對(duì)對(duì)氨基樹(shù)樹(shù)脂生產(chǎn)產(chǎn)進(jìn)行全全新的設(shè)設(shè)計(jì)。本本設(shè)計(jì)的的主要任任務(wù)就是是完成3300000噸脲醛樹(shù)脂脂工廠的的初步設(shè)設(shè)計(jì)。1.2.22 脲脲醛樹(shù)脂脂的應(yīng)用用及發(fā)展展概況脲醛樹(shù)脂是是由B.tolllenns于118844

18、 年首首次合成成，19929年年德國(guó)II.G染染料公司司獲得第第一個(gè)脲脲醛樹(shù)脂脂膠粘劑劑的專利利，其后后在人造造板工業(yè)業(yè)中得到到了迅速速的發(fā)展展。我國(guó)國(guó)19557 年年開(kāi)始工工業(yè)化生生產(chǎn)，由由于UFF 樹(shù)脂脂膠的原原料是尿尿素和甲甲醛，原原料來(lái)源源豐富，且且生產(chǎn)工工藝簡(jiǎn)單單、成本本低、膠膠接性耐耐水性好好、固化化速度快快、膠層層無(wú)色以以及使用用方便等等優(yōu)點(diǎn)，很很快成為為我國(guó)人人造板生生產(chǎn)的主主要粘合合劑，目目前約占占木材工工業(yè)用量量的800%以上上。但隨隨著應(yīng)用用領(lǐng)域和和用量的的增加，UUF樹(shù)脂脂膠制品品中散發(fā)發(fā)出來(lái)的的游離甲甲醛污染染環(huán)境，特特別是用用該板材材制成家家具和進(jìn)進(jìn)行家庭庭裝潢后后

19、會(huì)釋放放出殘留留甲醛和和揮發(fā)性性有機(jī)物物（VOOC），對(duì)對(duì)人體皮皮膚、呼呼吸道和和眼睛粘粘膜有刺刺激作用用，因而而造成對(duì)對(duì)人體的的危害。隨著人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境要求的提高,脲醛樹(shù)脂甲醛釋放量越來(lái)越受到關(guān)注,低毒脲醛樹(shù)脂和無(wú)醛系列(如異氰酸酯)膠粘劑的研究成為熱點(diǎn)。尋求環(huán)境友好生產(chǎn)技術(shù)和“綠色人造板”產(chǎn)品是具有戰(zhàn)略意義的重要課題，各國(guó)對(duì)此都十分重視。20世紀(jì)80 年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外科技工作者對(duì)如何降低脲醛樹(shù)脂粘合劑中游離甲醛含量的研究作了許多工作。據(jù)報(bào)道，國(guó)內(nèi)已將脲醛樹(shù)脂粘合劑中游離甲醛含量降至0.10%左右。1.2.33 具具體生產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)品的的確定考慮人造板板膠粘劑劑中甲醛醛釋放量量的高低低直接關(guān)關(guān)系到

20、人人民的生生活水平平和健康康狀況的的好壞，為為了降低低甲醛釋釋量，改改變脲醛醛樹(shù)脂特特性采用用的工藝藝是用三三聚氰胺胺改性以以及新的的技術(shù)生生產(chǎn)的脲脲醛氨基基脂。1.2.44 本本課題預(yù)預(yù)解決的的主要問(wèn)問(wèn)題脲醛樹(shù)脂。英英文縮寫寫UF。耐耐弱酸、弱弱堿，絕絕緣性能能好，耐耐磨性極極佳，價(jià)價(jià)格便宜宜，但遇遇強(qiáng)酸、強(qiáng)強(qiáng)堿易分分解，耐耐水性和和電性能能較差，耐耐熱性也也不高，所所以要解解決的是是降低甲甲醛釋放放量，改改變脲醛醛樹(shù)脂特特性。本設(shè)計(jì)將通通過(guò)合適適的工藝藝，使生生產(chǎn)出來(lái)來(lái)產(chǎn)品的的甲醛釋釋放量能能夠達(dá)到到國(guó)家甚甚至國(guó)際際膠粘劑劑的質(zhì)量量標(biāo)準(zhǔn)，并并使脲醛醛樹(shù)脂缺缺點(diǎn)得以以改善，以以提高人人民的生

21、生活水平平健康狀狀況！PAGE 77第二章 產(chǎn)產(chǎn)品與原原料的性性質(zhì)與規(guī)規(guī)格2.1 改改性脲醛醛樹(shù)脂的的質(zhì)量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)規(guī)格pH值 77.58.00游離甲醛% 22，確保保二羥基基脲的生生成；第第二批尿尿素加入入后U/F=11.8-1.99，使加加入的甲甲醛盡量量反應(yīng)充充分，降降低游離離甲醛的的含量；第三批批尿素的的加入，使使產(chǎn)品的的游離甲甲醛進(jìn)一一步降低低。通過(guò)過(guò)上述方方法使產(chǎn)產(chǎn)品中游游離甲醛醛的含量量低于11%。同同時(shí)應(yīng)控控制合適適的介質(zhì)質(zhì)LB 值、反反應(yīng)溫度度和反應(yīng)應(yīng)時(shí)間以以使反應(yīng)應(yīng)達(dá)到最最佳效果果。（2） 加加入復(fù)合合改性劑劑通常UF 樹(shù)脂的的F/UU 物質(zhì)質(zhì)的量比比降低時(shí)時(shí)，會(huì)同同時(shí)帶來(lái)

22、來(lái)以下一一些問(wèn)題題：樹(shù)脂脂膠粘性性能下降降、樹(shù)脂脂的儲(chǔ)存存期縮短短、樹(shù)脂脂的水溶溶性降低低、樹(shù)脂脂的初粘粘性下降降等。為為了解決決這些問(wèn)問(wèn)題，在在樹(shù)脂合合成時(shí)要要添加各各種改性性劑。據(jù)據(jù)報(bào)道，復(fù)復(fù)合改性性劑有PPQ 復(fù)復(fù)合添加加劑、聚聚乙烯醇醇（PVVC）和和木質(zhì)素素磺酸鹽鹽類等。改改性劑加加入后與與在縮聚聚階段產(chǎn)產(chǎn)生的羥羥甲基碳碳正離子子進(jìn)行縮縮醛化反反應(yīng)，其其作用是是控制樹(shù)樹(shù)脂的膠膠聯(lián)度，不不斷與反反應(yīng)過(guò)程程中游離離出的甲甲醛進(jìn)行行反應(yīng)。（3） 對(duì)對(duì)體系微微觀過(guò)程程和體系系的動(dòng)力力學(xué)研究究應(yīng)用脲醛樹(shù)樹(shù)脂膠體體理論，從從主要影影響因素素入手，通通過(guò)大量量實(shí)驗(yàn)，研研制低游游離甲醛醛含量的的脲醛

23、樹(shù)樹(shù)脂。實(shí)實(shí)踐證明明，為改改善樹(shù)脂脂的微觀觀結(jié)構(gòu)，適適當(dāng)降低低縮聚階階段的PPH 值值，有利利于加快快縮聚反反應(yīng)速度度和減少少反應(yīng)體體系的羥羥甲基的的相對(duì)含含量，從從而減少少了在微微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)上形成成二甲基基醚或醚醚結(jié)構(gòu)的的幾率。國(guó)國(guó)內(nèi)也有有對(duì)反應(yīng)應(yīng)釜內(nèi)流流體動(dòng)力力學(xué)研究究的報(bào)道道。攪拌拌過(guò)程是是一產(chǎn)生生流體復(fù)復(fù)雜動(dòng)力力學(xué)的過(guò)過(guò)程，其其中很可可能存在在著非線線性渾濁濁現(xiàn)象。攪攪拌的關(guān)關(guān)鍵作用用是盡可可能使反反應(yīng)釜內(nèi)內(nèi)的流體體流動(dòng)處處于完全全混合的的狀態(tài)，這這樣充分分?jǐn)嚢杈途湍軠p少少反應(yīng)器器內(nèi)溫度度和濃度度梯度，這這與膠的的合成縮縮聚過(guò)程程的條件件相匹配配，所以以充分?jǐn)嚁嚢枋潜乇匾?。制制膠過(guò)程程

24、涉及到到復(fù)雜的的工藝和和設(shè)備的的優(yōu)化問(wèn)問(wèn)題，如如在工業(yè)業(yè)生產(chǎn)中中，往往往應(yīng)用了了很成功功的小試試成果，但但總達(dá)不不到小試試的效果果，這在在很大程程度上是是由于工工業(yè)設(shè)備備放大過(guò)過(guò)程中，只只注意了了機(jī)理過(guò)過(guò)程的相相似性，而而沒(méi)有充充分考慮慮達(dá)到相相同機(jī)理理所應(yīng)具具備的條條件和環(huán)環(huán)境應(yīng)該該相同或或相似。人人們又往往往忽略略掉最重重要的一一條：動(dòng)動(dòng)力學(xué)特特征的相相似性，即即設(shè)備放放大前后后，其動(dòng)動(dòng)力學(xué)特特征應(yīng)盡盡可能的的保持不不變。當(dāng)當(dāng)前，在在這方面面的工作作正在進(jìn)進(jìn)行著。3.3 改改性脲醛醛(MUUF)樹(shù)樹(shù)脂的合合成在反應(yīng)釜中中加入第第一批甲甲醛,將將pH值值調(diào)至77. 227. 8,加入第第一批

25、尿尿素,升升溫至990 反應(yīng)330 mmin,調(diào)pHH值至55. 445. 6,反應(yīng)至至所需粘粘度。加加入第二二批甲醛醛和三聚聚氰胺,調(diào)pHH值至88. 008. 5,反應(yīng)220miin。調(diào)調(diào)pH值值至6. 56. 9,加加入第二二批尿素素,反應(yīng)應(yīng)至所需需粘度。再再將pHH值調(diào)至至7. 588. 00,加入入第三批批尿素,反應(yīng)00. 55 h，冷冷卻出料料。3.4 合成過(guò)過(guò)程中原原料對(duì)反反應(yīng)結(jié)果果的影響響3.4.11 甲甲醛與尿尿素摩爾爾比的影影響：由于F /U是對(duì)對(duì)MUFF樹(shù)脂性性能影響響最大的的因素,因此首首先比較較了三聚聚氰胺用用量為33 %時(shí)時(shí)(以尿尿素總量量計(jì))不不同摩爾爾比對(duì)MMU

26、F樹(shù)樹(shù)脂最終終性能的的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果見(jiàn)33-1表3-1甲醛與與尿素摩摩爾比對(duì)對(duì)MUFF樹(shù)脂性性能的影影可以看出,總體上上隨著最最終摩爾爾比r5 的的降低,游離甲甲醛、甲甲醛釋放放量、膠膠合強(qiáng)度度都在降降低。當(dāng)當(dāng)摩爾比比降至一一定程度度后,脲脲醛樹(shù)脂脂中就存存在了相相當(dāng)數(shù)量量的游離離尿素,可以吸吸收樹(shù)脂脂中的游游離甲醛醛(樹(shù)脂脂熱固化化釋放出出的甲醛醛以及樹(shù)樹(shù)脂固化化后水解解時(shí)放出出的甲醛醛) ,從而達(dá)達(dá)到低甲甲醛釋放放的目的的。但這這些尿素素同樣會(huì)會(huì)與活潑潑的羥甲甲基脲反反應(yīng),降降低了脲脲醛樹(shù)脂脂的交聯(lián)聯(lián)程度,也就削削弱了板板材的膠膠合強(qiáng)度度,因此此摩爾比比不宜過(guò)過(guò)低。若若將第二二批尿素素在

27、反應(yīng)應(yīng)末期一一次性加加入,在在弱堿性性條件下下,尿素素與未反反應(yīng)甲醛醛發(fā)生加加成反應(yīng)應(yīng),生成成羥甲基基脲,樹(shù)樹(shù)脂的游游離甲醛醛量降低低了,而而羥甲基基脲在受受熱及水水解時(shí)會(huì)會(huì)放出甲甲醛,這這可以解解釋樹(shù)脂脂1相對(duì)對(duì)較低的的游離甲甲醛和高高甲醛釋釋放量。將將樹(shù)脂22與3對(duì)對(duì)比可知知,在酸酸性階段段投放尿尿素量相相同的情情況下,較早投投放尿素素的樹(shù)脂脂縮合程程度較深深,亞甲甲基橋鍵鍵的含量量相對(duì)較較多,羥羥甲基和和亞甲基基醚鍵的的含量相相對(duì)較少少,也就就具有較較低的甲甲醛釋放放量。具具體反應(yīng)應(yīng)見(jiàn)圖33-1。圖3-1羥甲基基脲的縮縮合反應(yīng)應(yīng)另外,從樹(shù)樹(shù)脂4與與6、55與7的的對(duì)比中中可看出出,酸性性

28、階段的的摩爾比比超過(guò)某某一特定定值后,甲醛釋釋放量會(huì)會(huì)急劇上上升,甚甚至超過(guò)過(guò)最終摩摩爾比的的影響。但但酸性階階段的摩摩爾比也也不可降降得過(guò)低低,否則則會(huì)導(dǎo)致致縮合反反應(yīng)速度度加快而而不易控控制 6 。綜綜合考慮慮以上各各方面因因素,采采用圖33-2的的工藝可可實(shí)現(xiàn)制制備E11級(jí)脲醛醛樹(shù)脂的的目的圖3-2制備EE1級(jí)脲脲醛樹(shù)脂脂時(shí)溫度度、pHH值和摩摩爾比隨隨時(shí)間的的變化溫度度temmp; pH值值pH vallue; F /U3.4.22三聚聚氰胺用用量的影影響三聚氰胺的的用量對(duì)對(duì)樹(shù)脂的的性能影影響很大大。表33-2中中列出了了采用相相同工藝藝時(shí),三三聚氰胺胺的不同同用量與與改性脲脲醛樹(shù)脂脂

29、性能之之間的關(guān)關(guān)系。表3-2中中的樹(shù)脂脂都是采采用相同同的摩爾爾比和弱弱堿弱酸弱堿制制膠工藝藝,但隨隨著三聚聚氰胺用用量的增增加,甲甲醛釋放放量不斷斷降低,膠合強(qiáng)強(qiáng)度則先先增加后后下降。這這是由于于三聚氰氰胺與甲甲醛的加加成反應(yīng)應(yīng)可以形形成一系系列從二二羥甲基基三聚氰氰胺到六六羥甲基基三聚氰氰胺的混混合物,不同的的羥甲基基三聚氰氰胺之間間互相發(fā)發(fā)生縮合合反應(yīng),生成亞亞甲基橋橋鍵和亞亞甲基醚醚鍵,并并保留了了一部分分尚未反反應(yīng)的羥羥甲基基基團(tuán),具具體過(guò)程程可見(jiàn)圖圖3-33。而正正是相當(dāng)當(dāng)數(shù)量亞亞甲基醚醚鍵的存存在才使使得MUUF樹(shù)脂脂在熱固固化時(shí)很很少放出出甲醛,而脲醛醛樹(shù)脂在在同樣條條件下卻卻

30、會(huì)產(chǎn)生生大量的的甲醛氣氣體。隨隨著三聚聚氰胺用用量的增增加,三三聚氰胺胺與甲醛醛的縮合合產(chǎn)物中中的亞甲甲基醚鍵鍵含量也也在增加加,降低低了樹(shù)脂脂在熱固固化及水水解時(shí)放放出的甲甲醛量。同同時(shí)由于于引入了了多官能能度的三三聚氰胺胺分子,提高了了樹(shù)脂的的交聯(lián)程程度,也也就加強(qiáng)強(qiáng)了板材材的膠合合性能。另另一方面面,隨著著三聚氰氰胺羥甲甲基化的的進(jìn)行,其N原原子的親親核性不不斷增強(qiáng)強(qiáng),反應(yīng)應(yīng)活性也也不斷加加強(qiáng),而而尿素的的情況則則恰恰相相反,這這就使得得三聚氰氰胺的加加入降低低了樹(shù)脂脂的固化化速度,導(dǎo)致在在同樣的的熱壓條條件下由由于固化化不完全全而使板板材的膠膠合強(qiáng)度度不斷下下降。因因此,三三聚氰胺胺的

31、用量量也不可可過(guò)高。表表3-22中的后后4份樹(shù)樹(shù)脂甲醛醛釋放量量都達(dá)到到了E11級(jí)的要要求,但但樹(shù)脂110與111的膠膠合強(qiáng)度度卻低于于類板標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求求的0. 7MMPa。表3-2三聚氰氰胺用量量對(duì)樹(shù)脂脂性能的的影響圖3-3三聚氰氰胺與甲甲醛的羥羥甲基化化反應(yīng)及及其產(chǎn)物物的縮合合反應(yīng)3.5不不同工藝藝條件下下改性脲脲醛樹(shù)脂脂的合成成結(jié)果表3-3不不同工藝藝參數(shù)條條件下改改性脲醛醛樹(shù)脂的的合成及及其性能能指標(biāo)測(cè)測(cè)定結(jié)果果。表3-4不不同反應(yīng)應(yīng)條件對(duì)對(duì)改性脲脲醛氨基基樹(shù)脂的的影響3.5.11加成成反應(yīng)階階段各工工藝參數(shù)數(shù)變化對(duì)對(duì)改性脲脲醛樹(shù)脂脂的影響響（1）pHH對(duì)改性脲脲醛樹(shù)脂脂的影響響脲醛樹(shù)脂

32、的的形成機(jī)機(jī)理表明明,加成成產(chǎn)物除除受尿素素與甲醛醛摩爾比比的影響響外,還還受反應(yīng)應(yīng)介質(zhì)ppH的影影響.反反應(yīng)介質(zhì)質(zhì)的pHH為7.5以上上時(shí),很很少發(fā)生生縮聚反反應(yīng),但但加成反反應(yīng)在此此附近開(kāi)開(kāi)始,且且反應(yīng)速速度隨ppH的升升高而加加快,當(dāng)當(dāng)pH達(dá)達(dá)到111133 時(shí),一羥甲甲脲與二二羥甲脲脲的形成成極慢,這樣就就會(huì)導(dǎo)致致羥甲基基化不完完全,游游離甲醛醛含量升升高,樹(shù)樹(shù)脂的其其他性能能下降。因因此加成成反應(yīng)階階段的ppH選擇擇8.0 ,9.0和110.0 ,其他工工藝條件件不變,其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)見(jiàn)表3-4。由表33-4知知,pHH變化對(duì)對(duì)改性脲脲醛樹(shù)脂脂的黏度度變化影影響不大大;固化化時(shí)間隨隨p

33、H的的降低而而降低,并且當(dāng)當(dāng)pH從從10降降到9時(shí)時(shí),固化化時(shí)間的的變化較較大。游離甲醛含含量隨ppH的降降低而升升高,羥羥甲基含含量、儲(chǔ)儲(chǔ)存期隨隨pH的的降低而而升高。膠膠合強(qiáng)度度及甲醛醛釋放量量隨pHH的降低低而降低低,預(yù)壓壓性能隨隨pH的的降低而而越來(lái)越越好。因因此加成成反應(yīng)階階段降低低pH有有利于提提高改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂的各各項(xiàng)性能能（2）反應(yīng)應(yīng)溫度對(duì)對(duì)改性脲脲醛樹(shù)脂脂的影響響在其他工藝藝條件相相同時(shí),加成反反應(yīng)溫度度較高有有利于羥羥甲基化化的完全全反應(yīng)。由由表3-4 可可知,反反應(yīng)溫度度在800時(shí)改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂的黏黏度增加加較快,表明低低溫條件件下進(jìn)行行加成反反應(yīng)對(duì)提提高黏度度有利。

34、反反應(yīng)溫度度越低,改性脲脲醛樹(shù)脂脂的固化化速度越越快,樹(shù)樹(shù)脂中的的游離甲甲醛和羥羥甲基含含量隨反反應(yīng)溫度度的降低低而升高高,改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂的儲(chǔ)儲(chǔ)存期隨隨反應(yīng)溫溫度的降降低而縮縮短。加加成反應(yīng)應(yīng)溫度對(duì)對(duì)膠合強(qiáng)強(qiáng)度的影影響較小小,預(yù)壓壓性能隨隨加成反反應(yīng)溫度度的下降降而下降降,甲醛醛釋放量量隨加成成反應(yīng)溫溫度的降降低而略略有升高高(在此此次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)范圍內(nèi)內(nèi))。綜綜合而言言,升高高加成反反應(yīng)溫度度有利于于提高改改性脲醛醛樹(shù)脂的的綜合性性能（3）反應(yīng)應(yīng)時(shí)間改改性脲醛醛樹(shù)脂的的影響在其他工藝藝條件不不變時(shí),反應(yīng)時(shí)時(shí)間對(duì)改改性脲醛醛樹(shù)脂各各項(xiàng)性能能的影響響不具有有明顯的的規(guī)律性性(表33-4) 。相相比較

35、而而言,適適中的反反應(yīng)時(shí)間間對(duì)改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂的合合成有利利。3.5.22縮聚聚反應(yīng)階階段各工工藝參數(shù)數(shù)的變化化對(duì)改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂的影影響（1）pHH改性脲脲醛樹(shù)脂脂的影響響縮聚反應(yīng)階階段的ppH 控控制被認(rèn)認(rèn)為是脲脲醛樹(shù)脂脂合成的的關(guān)鍵因因素。在在酸性條條件下,一羥甲甲脲和二二羥甲脲脲與尿素素及甲醛醛進(jìn)行縮縮聚反應(yīng)應(yīng),主要要生成亞亞甲基鍵鍵和少量量醚鍵連連接的低低分子化化合物,在pHH較低的的情況下下,縮聚聚反應(yīng)速速度快,易生成成不含羥羥甲基的的聚次甲甲基脲不不溶性沉沉淀,樹(shù)樹(shù)脂的水水溶性降降低,游游離甲醛醛含量增增加,適適用期縮縮短,縮縮聚反應(yīng)應(yīng)不易控控制。這這些不利利因素在在改性脲脲醛樹(shù)

36、脂脂的合成成中同樣樣存在。由由表3-4 可可知,ppH對(duì)固固化時(shí)間間、游離離甲醛含含量和羥羥甲基含含量的影影響無(wú)明明顯規(guī)律律性。這這可能是是pH相相對(duì)較高高造成的的(普通通脲醛樹(shù)樹(shù)脂縮聚聚反應(yīng)的的pH在在4.5左右右)。而而粘度在在pH為為5.2 時(shí)時(shí)有較大大的增長(zhǎng)長(zhǎng)。pHH對(duì)儲(chǔ)存存期的影影響相當(dāng)當(dāng)顯著,pH較較高有利利于儲(chǔ)存存期的延延長(zhǎng);膠膠合強(qiáng)度度隨pHH的降低低而增大大;預(yù)壓壓性能在在縮聚反反應(yīng)的整整個(gè)pHH范圍內(nèi)內(nèi)均較理理想。ppH對(duì)甲甲醛釋放放量的影影響相當(dāng)當(dāng)顯著,隨著ppH的降降低甲醛醛釋放量量明顯下下降。112號(hào)實(shí)實(shí)驗(yàn)的結(jié)結(jié)果可以以解釋為為:較低低的pHH增加了了反應(yīng)速速度及激激

37、烈程度度,在縮縮聚過(guò)程程中小分分子生成成較多,這是導(dǎo)導(dǎo)致黏度度、游離離甲醛含含量和羥羥甲基含含量上升升的原因因;以NN H44 Cll 為固固化劑時(shí)時(shí)膠液體體系中需需含有一一定量的的游離甲甲醛才能能使膠液液固化,而122號(hào)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果中中游離甲甲醛含量量相對(duì)較較高,從從而導(dǎo)致致膠合強(qiáng)強(qiáng)度上升升,甲醛醛釋放量量下降。（2）反應(yīng)應(yīng)溫度改改性脲醛醛樹(shù)脂的的影響較高或較低低的反應(yīng)應(yīng)溫度,對(duì)黏度度的影響響都較大大(表33-4);改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂的固固化時(shí)間間隨縮聚聚溫度的的降低而而縮短;改性脲脲醛樹(shù)脂脂的游離離甲醛隨隨反應(yīng)溫溫度的降降低有降降低的趨趨勢(shì);改改性脲醛醛樹(shù)脂的的羥甲基基含量隨隨反應(yīng)溫溫度的降降

38、低而增增加;高高溫或低低溫反應(yīng)應(yīng)不利于于儲(chǔ)存期期的延長(zhǎng)長(zhǎng)和膠合合強(qiáng)度的的提高;反應(yīng)溫溫度越低低則膠合合板預(yù)壓壓性能越越差;另另外,高高溫反應(yīng)應(yīng)有利于于降低甲甲醛釋放放量。（3）初摩摩爾比改改性脲醛醛樹(shù)脂的的影響初摩爾比為為2.711.9時(shí),黏度隨隨初摩爾爾比的降降低而增增大,固固化時(shí)間間隨初摩摩爾比的的降低而而縮短,游離甲甲醛含量量在高初初摩爾比比時(shí)較低低,羥甲甲基含量量隨初摩摩爾比的的降低而而降低;儲(chǔ)存期期受初摩摩爾比的的影響極極為明顯顯,初摩摩爾比越越高則儲(chǔ)儲(chǔ)存期越越長(zhǎng);膠膠合強(qiáng)度度在初摩摩爾比為為2.3時(shí)最最好,預(yù)預(yù)壓性能能與初摩摩爾比的的關(guān)系不不能確定定。甲醛醛釋放量量有隨初初摩爾比比

39、降低而而升高的的趨勢(shì)。初初摩爾比比為1115時(shí),對(duì)粘度度的影響響最大,羥甲基基含量、膠膠合強(qiáng)度度也明顯顯增大,甲醛釋釋放量已已經(jīng)超出出E1 級(jí)的水水平.3.6 改改性脲醛醛樹(shù)脂合合成工藝藝路線 脲醛樹(shù)脂脂合成采采用弱堿堿弱酸酸弱堿堿工藝。主要反應(yīng)：(1) 加加成反應(yīng)應(yīng)(羥甲甲基化)：甲醛醛與尿素素首先生生成一羥羥甲基脲脲和二羥羥甲基脲脲。(2) 縮縮聚反應(yīng)應(yīng)因?yàn)闉榭s聚反反應(yīng)是逐逐步形成成的,在在脫水過(guò)過(guò)程中, 相鄰鄰羥甲基基脲分子子之間通通過(guò)亞甲甲基鍵或或二亞甲甲基醚鍵鍵相連形形成聚合合物, 所以工工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)脲醛樹(shù)樹(shù)脂時(shí), 可以以根據(jù)縮縮聚反應(yīng)應(yīng)的深入入程度來(lái)來(lái)控制產(chǎn)產(chǎn)物的相相對(duì)分子子質(zhì)量。其

40、其水溶液液隨相對(duì)對(duì)分子質(zhì)質(zhì)量的高高低表現(xiàn)現(xiàn)為低黏黏度、高高黏度、透透明和渾渾濁的漿漿液。工工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)的脲醛醛樹(shù)脂相相對(duì)分子子質(zhì)量為為數(shù)百至至數(shù)千。（3）三聚聚氰胺的的羥甲基基化反應(yīng)應(yīng) （4）三聚聚氰胺的的縮聚反反應(yīng)3.7 合合成脲醛醛樹(shù)脂樹(shù)樹(shù)脂工藝藝脲醛樹(shù)脂的的生產(chǎn)分分三個(gè)階階段，每每個(gè)階段段具體工工藝如下下：合成工藝 反應(yīng)階階段 脫脫水階段段 后處理理階段 原料分分批加入入 加成反映 縮縮聚反應(yīng)應(yīng) 蒸發(fā) 過(guò)濾濾3.7.11 反應(yīng)應(yīng)階段（1）加成成反應(yīng)階階段 加成反反應(yīng)階段段,pHH的降低低對(duì)改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂各項(xiàng)項(xiàng)性能的的提高是是有利的的;升高高加成反反應(yīng)溫度度對(duì)改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂綜合合性能的的

41、提高有有較好的的影響;選擇適適中的加加成反應(yīng)應(yīng)時(shí)間有有利于提提高改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂的綜綜合性能能;（2） 縮縮聚反應(yīng)應(yīng)階段 縮聚反反應(yīng)階段段,pHH的降低低除不利利于儲(chǔ)存存期的延延長(zhǎng)外,對(duì)改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂其他他性能的的提高均均有較好好的影響響;縮聚聚溫度不不宜過(guò)高高或過(guò)低低,否則則不利于于改性脲脲醛樹(shù)脂脂綜合性性能的提提高;此此外，初初摩爾比比的變化化能明顯顯地影響響儲(chǔ)存期期,初摩摩爾比越越高儲(chǔ)存存期越長(zhǎng)長(zhǎng);甲醛醛釋放量量有隨初初摩爾比比降低而而呈升高高的趨勢(shì)勢(shì)。3.7.22 脫水水階段將反應(yīng)釜中中的溶液液送到蒸蒸發(fā)器中中脫水，使使產(chǎn)品的的固含量量達(dá)到質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。3.7.33 后處處理階段段成

42、品必須過(guò)過(guò)濾除去去樹(shù)脂中中的雜質(zhì)質(zhì)，如未未反應(yīng)的的三聚氰氰胺，未未醚化的的羥基三三聚氰胺胺低聚物物，殘余余的催化化劑等。助助濾劑可可采用硅硅藻土、碳碳酸鎂等等物質(zhì)，過(guò)過(guò)濾溫度度以600700為宜。 3.7.44 生產(chǎn)產(chǎn)工藝流流程敘述述在反應(yīng)釜中中加入第第一批甲甲醛,將將pH值值調(diào)至77. 227. 8 共330miin加入第一批批尿素,升溫至至90 反應(yīng)330 mmin,調(diào)pHH值至5. 45. 6,反反應(yīng)至所所需粘度度- 共11h加入第二批批甲醛和和三聚氰氰胺，調(diào)調(diào)pH值值至8. 08. 5,反應(yīng)20mmin。 共1hh調(diào)pH值至至6. 566. 99,加入入第二批批尿素,反應(yīng)至至所需粘粘度

43、。 共300minn再將pH值值調(diào)至77. 558.0,加加入第三三批尿素素，反應(yīng)應(yīng)0. 5 hh。 共共1h 將溶液送到到蒸發(fā)器器中蒸發(fā)發(fā)部分水水分 共330miin冷卻送到產(chǎn)產(chǎn)品儲(chǔ)罐罐 共共30mmin 在反應(yīng)應(yīng)釜中加加入第一一批甲醛醛,將ppH值調(diào)調(diào)至7. 27. 8 共300minn加入第一批批尿素,升溫至至90 反應(yīng)330 mmin,調(diào)pHH值至5. 45. 6,反反應(yīng)至所所需粘度度- 共11h加入第二批批甲醛和和三聚氰氰胺，調(diào)調(diào)pH值值至8. 08. 5,反應(yīng)20mmin。 共1hh調(diào)pH值至至6. 566. 99,加入入第二批批尿素,反應(yīng)至至所需粘粘度。 共300minn再將pH

44、值值調(diào)至77. 558.0,加加入第三三批尿素素，反應(yīng)應(yīng)0. 5 hh。 共共1h 將溶液送到到蒸發(fā)器器中蒸發(fā)發(fā)部分水水分 共330miin冷卻送到產(chǎn)產(chǎn)品儲(chǔ)罐罐 共共30mmi第四章 工藝計(jì)計(jì)算4.1 原原始數(shù)據(jù)據(jù)及所需需技術(shù)資資料生產(chǎn)規(guī)模 3000000t/年年生產(chǎn)時(shí)間 年開(kāi)開(kāi)工時(shí)間間80000h生產(chǎn)方式 間歇歇式生產(chǎn)產(chǎn)生產(chǎn)量 每每天四批 本設(shè)設(shè)計(jì)是年年產(chǎn)3000000噸的改性性脲醛樹(shù)樹(shù)脂工廠廠其產(chǎn)品是880%的的尿醛樹(shù)樹(shù)脂樹(shù)脂脂水溶液液，純脲脲醛樹(shù)脂脂溶質(zhì)為為300000噸噸損失率 22.3%計(jì)算順序 由于于產(chǎn)物與與原料間間計(jì)量關(guān)關(guān)系比較較簡(jiǎn)單，且且整個(gè)工工藝過(guò)程程也較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，容容易得到到

45、原料間間的比例例關(guān)系，所所以采用用順流程程的計(jì)算算順序。化學(xué)變化參參數(shù)尿素 甲醛醛 三聚聚氰胺 聚合物物結(jié)構(gòu)單單元分子量 600 30 1126 1002.552 在計(jì)算聚合合物結(jié)構(gòu)構(gòu)元的分分子量時(shí)時(shí)，三聚聚氰胺占占尿素的的3% 則其占占原料的的百分比比為6000.003/660+3301.11+1226=00.8%其中11.1為為甲醛與與尿素的的最終摩摩爾比。單體CHH2-NNH-CC=O-NHCCH2OO-n分分子量為為1022 三聚聚氰胺聚聚合物分分子量為為1688 所以聚合物物結(jié)構(gòu)單單元的分分子量為為102299.2%+16880.88%=1102.524.2 物料衡衡算 衡算公式式：

46、進(jìn)料料量=出出料量+損失量量 由于產(chǎn)量量較小，計(jì)計(jì)算基準(zhǔn)準(zhǔn)定為千千克/天天 （KKg/hh） 日產(chǎn)量WWd=33000010000/（80000.977)=3838.280Kg/h 主要原料料投料量量 尿素結(jié)結(jié)構(gòu)在聚聚合物結(jié)結(jié)構(gòu)單元元中占558/1102.52 = 557% 所以，尿尿素投料料量=338388.288057%=21187.8200Kg/h 三聚氰氰胺投料料量=21187.82003%=65.6355Kg/h 甲醛投投料量=21887.8820/601.1130= 12203.3011Kg/h 工業(yè)甲甲醛為330%甲醛醛溶液，所以甲醛溶液投料量=1203.301/30%=4011

47、Kg/h4.2.11對(duì)反映映釜進(jìn)行行物料衡衡算： 在反應(yīng)過(guò)程程中，甲甲酸和NNaOHH只是調(diào)調(diào)節(jié)反映映體系的的pH值值，其本本身并不不參加反反應(yīng)，所所以進(jìn)料料和出料料平衡，在在衡算過(guò)過(guò)程中可可以省去去。則此此時(shí)的進(jìn)進(jìn)料就為為工業(yè)甲甲醛，三三聚氰胺胺和尿素素。進(jìn)料量 = 工業(yè)業(yè)甲醛+三聚氰氰胺+尿尿素 = 40011+65.6355+21187.8200 =62264.4555Kg/h根據(jù)化學(xué)計(jì)計(jì)量式有有三聚氰胺反反應(yīng)完全全所消耗耗的甲醛醛量=665.663560/1266=311.2555Kgg/h和尿素反應(yīng)應(yīng)的甲醛醛量=112033.300131.2555=11772.0046KKg/hh三

48、聚氰胺反反應(yīng)后生生成的聚聚合物量量=655.63351688/1226=887.5513KKg/hh三聚氰胺反反應(yīng)生成成的水=65.635518/1266=9.3766Kg/h反應(yīng)的尿素素量=111722.044660/60=11172.0466Kg/h甲醛，尿素素反應(yīng)生生成的聚聚合物量量=11172.04661022/600=19992.4788 Kgg/h甲醛，尿素素反應(yīng)生生成的水水量=111722.044618/60=3511.6114 KKg/hh 未反應(yīng)的尿尿素=221877.822011772.0046=10115.7774KKg/hh 系統(tǒng)中的水水=9.3766+3511.611

49、4+44011170% =31668.6690KKg/hh出料量=聚聚合混合合物+水水+未反反應(yīng)的物物料量 =87.5513+19992.4478+31668.6690+10115.7774=62644.4555Kgg/h進(jìn)料量=662644.4555Kgg/h=出料料量=662644.4555Kgg/h 所以反映釜釜物料平平衡 4.2.22對(duì)蒸發(fā)發(fā)器做物物料衡算算：進(jìn)料量=661644.4555Kgg/h 蒸發(fā)出的水水=62264.455538338.2280/0.88=14466.6055Kg/h產(chǎn)品=61164.4555-14666.6605=47997.8850出料量= 產(chǎn)品+蒸發(fā)出出

50、的水 =47997.8850+14666.6605 =67664.4455KKg/hh 進(jìn)料量=出出料量 所以蒸蒸發(fā)器物物料平衡衡 4.2.33對(duì)整個(gè)個(gè)系統(tǒng)做做物料平平衡計(jì)算算進(jìn)料量=440111+65.6355+21887.8820 =62264.4555Kg/h出料量=447977.8550+14666.6605 =62664.4455KKg/hh 總物料平衡衡， 所所以整個(gè)個(gè)系統(tǒng)物物料平衡衡。 物料名稱數(shù)據(jù)（ KKg/hh ）純凈甲醛1203.3011工業(yè)甲醛4011純?nèi)矍璋钒?5.6335尿素2187.8200系統(tǒng)中水3168.6900產(chǎn)品4797.8500 物料平平衡表第五章 設(shè)設(shè)

51、備工藝藝計(jì)算及及其選型型5.1 攪拌反反應(yīng)釜的的設(shè)計(jì)一天四釜，先先對(duì)反應(yīng)應(yīng)釜做物物料和熱熱量衡算算5.1.11 物料料衡算：衡算公式：進(jìn)料量量=出料料量+損損失量產(chǎn)量W= 30000010000/（80000.977）=3838.280Kg/h一天四釜所所以一釜釜物料為為=38838.28006=230029.6800Kg主要原料投投料量 尿素結(jié)構(gòu)在在聚合物物結(jié)構(gòu)單單元中占占58/1022.522=577%所以，尿素素投料量量=2330299.688057%=1331266.9118Kgg三聚氰胺投投料量=131126.91883%=3993.8810KKg甲醛投料量量=1331266.911

52、8/6601.1130=72119.8805KKg工業(yè)甲醛為為30%甲醛醛溶液，所所以甲醛醛溶液投投料量=72119.8805/30%=2440666.0117Kgg對(duì)反映釜進(jìn)進(jìn)行物料料衡算： 在反應(yīng)過(guò)程程中，甲甲酸和NNaOHH只是調(diào)調(diào)節(jié)反映映體系的的pH值值，其本本身并不不參加反反應(yīng)，所所以進(jìn)料料和出料料平衡，在在衡算過(guò)過(guò)程中可可以省去去。則此此時(shí)的進(jìn)進(jìn)料就為為工業(yè)甲甲醛，三三聚氰胺胺和尿素素。進(jìn)料量=工工業(yè)甲醛醛+三聚聚氰胺+尿素 =2240666.0017+3933.8110+131126.9188 =375586.7455Kg根據(jù)化學(xué)計(jì)計(jì)量式有有三聚氰胺反反應(yīng)完全全所消耗耗的甲醛醛量

53、=3393.810060/1266=1887.5529KKg和尿素反應(yīng)應(yīng)的甲醛醛量=772199.80051877.5229=70332.2276KKg三聚氰胺反反應(yīng)后生生成的聚聚合物量量=3993.88101688/1226=5525.0800Kg三聚氰胺反反應(yīng)生成成的水=3933.811018/1266=566.2559Kgg反應(yīng)的尿素素量=770322.277660/60=60332.2276KKg甲醛，尿素素反應(yīng)生生成的聚聚合物量量=70032.27661022/600=1119544.8669Kgg甲醛，尿素素反應(yīng)生生成的水水量=770322.277618/60=21006.6683

54、KKg未反應(yīng)的尿尿素=1131226.9918-70332.2276=60994.6642KKg系統(tǒng)中的水水=566.2559+21009.6683+240066.017770% =190012.1544Kg/d出料量=聚聚合混合合物+水水+未反反應(yīng)的物物料量 =5255.0880+119954.8699+190012.1544+60994.6642 =375586.7455Kg進(jìn)料量 =375586.7455Kg=出料量量=3775866.7445Kgg 所以反映釜釜物料平平衡 5.1.22熱量衡衡算：(1)計(jì)算算依據(jù)及及基準(zhǔn)間歇式生產(chǎn)產(chǎn)熱量衡衡算基本本方程式式Q物料帶入入+Q熱熱負(fù)荷=Q物

55、料料帶出+Q熱損損失 化學(xué)熱量量衡算一一般方程程式 Q11+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6其中： QQ1 所所處理的的物料帶帶入設(shè)備備的熱量量；Q2 換換熱劑與與設(shè)備和和物料傳傳遞的熱熱量（符符號(hào)規(guī)定定加熱劑劑加入熱熱量為“+”，冷卻卻劑吸收收熱量為為“”）；Q3 化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)熱（符符號(hào)規(guī)定定過(guò)程放放熱為“+”，過(guò)程程吸熱為為“”）；Q4 離離開(kāi)設(shè)備備物料帶帶走的熱熱量；Q5 設(shè)設(shè)備消耗耗熱量；Q6 設(shè)設(shè)備向周周圍散失失的熱量量，又稱稱熱損失失。(2) 熱熱量衡算算由于各股物物料都是是在常溫溫下加入入，所以以 Q11=0反應(yīng)熱的計(jì)計(jì)算：QQ3其中用到化化學(xué)鍵鍵鍵能：N-H:3389 KJ/mol

56、l C=O:7728 KJ/moll C-O:226 KKJ/mmolC-N:3305 KJ/moll O-H:4464KKJ/mmol 此反應(yīng)斷裂裂：N-HC=O中的的C-OO合成CC-NOO-H斷鍵需要的的能量11moll3899KJ/moll2+22moll(7228-3326)=15582KKJ 合成鍵釋放放的能量量1mool23055+1mmol24644=15538KKJH=15538-15882=-44KKJ/mmol Q=70032.2766/600(-444)=-51150.4022KJ此反應(yīng)斷裂裂：N-H C-O 合成 C-NN 斷鍵需要的的能量1mool3899KJ/mo

57、ll+1mmol3266KJ/moll=7115KJJ 合成鍵釋放放的能量量1mool3055KJ/moll2=6610KKJ合成聚合單單體：H=6610-7155=-1105KKJ/mmolQ=70032.2766/600(-1105)= -123306.4833KJ此反應(yīng)斷裂裂：N-HC=O中的的C-OO合成CC-N OO-H斷鍵需要的的能量11moll3899KJ/moll+2mmol4022KJ/moll=15582KKJ 合成鍵釋放放的能量量1mool23055+1mmol24644=15538KKJH=15538-15882=-44 KJ/moll Q=3993.8810/1266

58、(-444)=-1337.5521KKJ/mmol此反應(yīng)斷裂裂：N-H C-OO合成 C-N 斷鍵需要的的能量11moll389KKJ/mmol+ 1mmol3266KJ/moll=7115KJJ 合成鍵釋放放的能量量1mool3055KJ/moll=3005KJJ合成聚合單單體：H=6610- 7115=-1055KJ/mollQ=3993.8810/1266(-1105)=-3328.1755KJ/moll所以 Q3=Q+Q+Q+Q =-51150.4022+（-123306.4833)+（-1377.5221)+（-3328.1755） =-1179222.5581KKJ根據(jù)化學(xué)反反應(yīng)式

59、求求得的化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)熱較小小，在衡衡算過(guò)程程中可以以忽略 即 QQ3 = 0求Q4可按按公式QQ4=先求平均 =72199.8005/375586.74551.118+1131226.9918/375586.74551.555 +393.8100/375586.74551.447+1168446.2212/375586.74554.22 =0.2227+0.5541+0.0015+1.8882=2.6665KJJ/Kgg Q4=2.6665375586.7455(90025)=6.511106 KJ由后面的設(shè)設(shè)備計(jì)算算知設(shè)備備的質(zhì)量量是4446.5508 KgQ5 =CCMt=0.574338

60、.8823（900-25）=2.422105KJ 熱損失取取總熱量量的3% 所以 Q11 + Q2 + QQ3 = Q4 + QQ5 + Q6Q1=0 Q3 =0Q4 =66.511106 KJ Q5 =2.442105KJQ6= 33%（QQ1+Q2 +Q3） Q2= Q4+Q5+3%（ Q1+Q2+Q3 ） Q2 = QQ4+Q5+0.03 Q20.97QQ2 =6.551106 +2.442105 Q22=6.996106KJ Q=Q11+Q2+Q3 =0+66.966106+0 =6.996106所以 ，總總熱量QQ總=Q2=6.996106KJ5.1.33 材料料選擇 由于于在反應(yīng)應(yīng)