年產150噸水溶性酚醛樹脂工廠設計 第二次修改

1、年產年產150150噸水溶性酚醛樹脂工廠設計噸水溶性酚醛樹脂工廠設計指導老師：巫輝指導老師：巫輝 教授教授組長：吳飛組長：吳飛演講者：蔡晨演講者：蔡晨組員組員: :張印張印 鄭夢麗鄭夢麗 蔡晨蔡晨 吳飛吳飛主要內容一、相關背景二、生產工藝三、儀器設備及工廠設計四、污染因素分析五、工廠預算一、相關背景1、水溶性酚醛樹脂： 熱固性甲階酚醛樹脂，它是采用苯酚與甲醛在堿性催化劑如堿金屬、堿土金屬氧化物或氫氧化物等存在下，進行縮合，適當控制反應終點，即可制得樹脂產品。2、用途： 它廣泛應用于玻璃布、棉布、紙基層壓板、纖維板、膠木板、刨花板等的粘結劑，玻璃纖維浸潤劑中的成膜組分以及各種涂料成分。一、相關背

2、景3、發(fā)展歷史1872年，拜爾首先合成了酚醛樹脂；1907年，貝克蘭提出酚醛樹脂加熱固化法，使酚醛樹脂實現工業(yè)化生產；1910年，德國百林建成世界第一家合成酚醛樹脂的工廠；1909年，首先在美國實現工業(yè)化生產；2003年，Vyncoli公司通過收購Rogers 公司的成型化合物領域業(yè)務, 開始進入北美地區(qū)的酚醛樹脂市場，使該部門的銷售額提高到7000 萬美元, 提高了Vyncolit 分公司在全球酚醛樹脂生產領域的地位, 由原世界第2 位提高到世界第1 位, 超過了住友Bakelite 公司。一、相關背景4、市場需求：從世界酚醛樹脂總的消費水平看, 很多國家和地區(qū)都處于供需平衡狀態(tài)。主要消費領

3、域是膠合板和纖維碎木板。世界酚醛樹脂工業(yè), 以美國和日本發(fā)展最為迅速, 無論是現代化建設, 還是在開拓新的應用領域, 都始終走在前列, 主導著世界酚醛樹脂及塑料工業(yè)的潮流。2002 年美國酚醛樹脂生產量1974 kt , 比1999年1990 kt 下降1 % , 其中酚醛模塑料產量所占比例為3 %左右。日本酚醛樹脂及其塑料, 2003年酚醛樹脂總產量為22616 kt。一、相關背景5、前景展望據不完全統(tǒng)計, 目前國內有酚醛樹脂生產廠家100 多個, 分布在除西藏、寧夏、貴州以外的各個省市。近幾年我國酚醛樹酚醛樹脂生產能力增長不大, 基本上保持在18 萬t左右。我國現有酚醛樹脂生產企業(yè), 規(guī)模

4、在1 萬t以上的, 只有上海塑料廠一家, 規(guī)模在4 000 t 以上的, 也不過十幾家; 大多數廠的規(guī)模在1 000 t 上下, 而且工藝技術比較落后, 產品質量不高, 對環(huán)境的污染也較嚴重。水溶性酚醛樹脂最大特點在于可以用水代替大量的有機溶劑，可以消除或減少溶劑的污染，并降低成本。 因此，建造水溶性酚醛樹脂的工廠還是“有利可圖”的。二、生產工藝1、反應原理：第一步堿催化生成具有更強親核性的苯氧負離子與甲醛初步反應生成一羥甲基苯酚第二步堿催化繼續(xù)生成一羥甲基苯氧負離子二、生產工藝繼續(xù)與甲醛反應生成二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚和含二亞甲基醚的多羥甲基苯酚以及水溶性(甲階)酚醛樹脂二、生產工藝2、原

5、料: 苯酚二、生產工藝甲醛水溶液：無色透明、具有窒息性臭味的均勻液體工業(yè)級甲醛標準品成分指標二、生產工藝催化劑 氫氧化鈉水溶液(40)固體氫氧化鈉標準：氫氧化鈉（氫氧化鈉（NaOHNaOH）/%/%99.3899.38碳酸鈉（碳酸鈉（Na2CO3Na2CO3）/%/%0.40氯化鈉（氯化鈉（NaClNaCl）/%/%0.03三氧化二鐵（三氧化二鐵（Fe2O3Fe2O3）/%/%0.002二、生產工藝3、生產操作步驟：a.將0.1t氫氧化鈉(40)和0.2t熔化的苯酚加入反應釜中，邊攪拌邊同蒸汽加溫 ；b.當溫度升至40-45時，將第一批0.3t甲醛水溶液緩慢加入，并停止加熱，繼續(xù)攪拌，反應液自

6、身放熱升溫；c.溫度升至8085，保持2030min，加入第二批0.1t甲醛水溶液，在此溫度下反應45min，繼續(xù)通蒸汽加熱，在10min之內加熱至98度，保持30min，；d.不時取樣測黏度，符合要求后，通冷卻水 ，冷卻至2530度，取樣化驗后放料。反應車間二、生產工藝4、產品性能與質量測定a.膠化時間測定：取約1 g 的樹脂于(160 2) 膠化板上,用秒表測定從實驗開始到拉絲斷裂為止所需的時間。（膠化時間我們保持在85秒左右）b.固體含量測定：參照國家標準GB/T 14074. 5 93 規(guī)定的方法測定。采用140條件下取樣品約1.2g密閉烘烤30min的方法，測定固體含量 。X(%)=

7、(M1-M2)/ M1 *100 M1烘烤前質量; M2烘烤后質量.二、生產工藝c.樹脂含量測定:采用浸泡烘干測定。將浸泡過樹脂的玻璃平紋布置于120得烘箱內烘烤6min，迅速測量質量差占烘烤前質量的比重。（/%）d.粘度測定 :采用B3-4型粘度計，在室溫下直接讀秒。e.游離酚含量按國家標準GBPT 14074. 13 93 規(guī)定的方法測定。（/%）最重要的測試實驗是游離酚的測定，游離酚是水溶性酚醛樹脂的重要性能指標，由于其操作步驟比較復雜，牽涉儀器藥品較多，所以單獨列出。測驗試劑：0.1mol/L的溴酸鉀-0.5mol/L的溴化鉀標準溶液；2.5%的乙醇水溶液；0.5%的淀粉指示劑；濃鹽酸

8、；飽和溴水。二、生產工藝儀器：蒸汽發(fā)生器；冷凝管；分析天平（感量0.1mg）；碘量瓶（500ml）；加熱套；容量瓶（1000ml）；移液管（50、25ml）；棕色滴定管（50ml）。實驗步驟：稱取所制得的水溶性酚醛樹脂1.5g,置于1000ml的三口燒瓶中，以大約25ml的乙醇溶液溶解；然后連接蒸汽發(fā)生器、冷凝管及容量瓶，裝好后開始蒸餾，要求在40-50min內蒸餾出液體達到500ml，這時候取出一滴蒸餾液，滴入少許飽和溴水中，如果不發(fā)生渾濁既可以停止蒸餾。取下容量瓶加入蒸餾水至刻度，用移液管吸取50ml的蒸餾液移入碘量瓶中，再用移液管移入25ml溴酸鉀-溴化鉀溶液，加入5ml的濃鹽酸，迅速蓋

9、上瓶蓋并用水封口，搖勻后放置在暗處15min，然后加入1.8g固體碘化鉀，用少許蒸餾水沖洗瓶口，在放置10min后用硫代硫酸鈉標準溶液滴定。滴定至淡黃色時，加入3ml的淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍色消失，即為終點。同時應該進行空白試驗（2.5%的乙醇水溶液，吸取50ml）。平行測定兩次，計算結果精確到小數點后兩位，取其平均值。二、生產工藝游離酚的含量最終為:X=(V2-V1)NK(1000/50)100/G V1-滴定所消耗的硫代硫酸鈉的體積，ml；V2-空白試驗所消耗的硫代硫酸鈉的體積，ml；N -硫代硫酸鈉的摩爾濃度；K -樹脂制造中的可溴化物組分的毫克摩爾；這里取0.01568； G -試樣

10、質量，g。二、生產工藝5、產品簡介：外觀:淡黃色至紅棕色透明粘稠液；包裝：250kg鐵桶包裝；固含量：401一種規(guī)格；游離酚：12%；粘度：涂-4，25，90s；價格：11500元/噸；儲運: 貯存于陰涼避光處,在20以下,貯存期為兩個月（如粘度稍增加而未固化仍可使用）運輸過程中,避免曝曬受熱。三、儀器設備及工廠設計工廠平面圖四、污染因素分析 項目建成后，主要污染物為廢氣、廢水、噪聲和固體廢棄物。廢氣污染物主要包括反應釜反應過程、物料輸送過程、放料過程、儲罐（甲醛、苯酚）呼吸過程產生的甲醛、苯酚廢氣和鍋爐廢氣等；項目不產生生產廢水，廢水排放僅為生活污水；項目噪聲污染源主要來自計量泵、反應釜反應

11、噪音等；固廢主要有生產性固廢和生活垃圾。生產固廢主要為少量的廢原輔料包裝袋、鍋爐灰渣、廢水收集池沉淀、廢活性炭等。四、污染因素分析1、水環(huán)境 項目生產過程基本無工藝廢水產生，物料輸送大多采用計量泵，由密封管道輸料，故物料輸送過程也無廢水產生；冷卻過程采用夾套冷卻水循環(huán)重復使用，不外排。項目不產生設備清洗水生活污水主要來自員工日常用水，包括衛(wèi)生用水、洗滌廢水。2 、聲環(huán)境項目噪聲污染源主要來自計量泵、反應釜反應噪音及鍋爐房噪音等，設備噪聲強度為70-90dB，但就本項目而言，夜間不進行生產，總的來講，噪聲影響對周圍環(huán)境的實際影響不大。但為了進一步減輕車間噪音對職工的影響，仍需高度重視，對噪聲各項

12、目進行有效治理，落實相應的降噪隔聲處理，盡可能地將噪聲影響降到最低。四、污染因素分析3、固體廢物固體廢物主要有生產性固廢和生活垃圾。生產固廢主要為少量的廢原輔料包裝袋、廢水收集池沉淀、廢活性炭等。鍋爐灰渣產量較少，收集后可作為農用肥施用，生活垃圾為員工日常生活垃圾，可委托當地環(huán)境部門統(tǒng)一處理。4、環(huán)境風險項目中存在的風險：原料儲存區(qū)的危險物質甲醛的泄漏及引發(fā)的火災爆炸事故。本環(huán)評要求企業(yè)對儲罐區(qū)設置消防措施和防水收集管網，并且要求對甲醛儲罐區(qū)不能完全密封，需要通風等散熱設施，以防在事故發(fā)生情況下便于消防滅火和有效處理事故。預測結果表明：甲醛一旦發(fā)生泄漏，泄漏時間持續(xù)約三十分鐘，泄漏的甲醛會在主

13、導風向和敏感風向下，項目周邊環(huán)境敏感點影響較小，靜風條件下，泄漏事故對周邊環(huán)境敏感點影響較小，但對廠區(qū)內環(huán)境空氣影響較大。五、工程預算五、工程預算生產籌備費生產籌備費是指生產籌備人員費和投產前進廠人員費用。工作人員： 10人 3000元/人 36萬元員工培訓：1500元修理費用：4000元運費： 1500元/趟 輕型卡車 共需39000元合計：40.6萬元辦公和生活家具購置費辦公桌椅 2套 585元/套 （含8把椅子）普通椅 4把 37元/件 用作招待辦公文具 300元合計 ： 1618元五、工程預算五、工程預算盈利情況分析固定投資：包含廠房建設 設備購置等 共計91.6655萬元生產投資：原料 維修、保養(yǎng) 勞務費以及產品包裝等 共計：151.4萬元銷售收入：172.5萬元/年年利潤：第一年：P=172.5-230=58.5萬元 呈虧損狀態(tài)第二年：不需考慮固定投資，但需考慮生產投資的增加，以及銷售收入的增加 基本利潤:172.5-151.4=21.1萬元 呈虧損狀態(tài)第三年：基本利潤:172.5-151.4=21.1萬元 呈虧損狀態(tài)第四年：基本利潤:17