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1、黄石理工学院 毕业设计（论文）毕 业 设 计（论文） 题 目：年产1000吨乙烯基树脂的生产工艺设计 学 院： 化学与材料工程学院 专 业： 化学工程与工艺（应用化学） 学 生： 张 晓 龙 学 号： 200840830101 指导教师： 李胜方、刘颋 2012年5月15日学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保障、使用学位论文的规
2、定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密 ，在_年解密后适用本授权书。2、不保密 。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日 摘要本设计为年产1000吨乙烯基树脂的生产工艺设计。本设计采用苯乙烯法来生产乙烯基树脂。对乙烯基树脂的性质和用途进行了简单介绍，设计了乙烯基树脂的生产方法、工艺流程及主要生产设备的参数。最后对乙烯基树脂生产的环保操作和发
3、展前景作了说明。 关键词：乙烯树脂，双酚A环氧树脂，酚醛环氧树脂，甲基丙烯酸，丙烯酸AbstractThe design is for the annual production capacity of 1,000 tons of Vinylester Resin production process design. The method of the production design is Styrene method. In this paper, the nature and use of Vinylester Resin had a brief introduction, it is
4、 detail the production methods、process and the main production equipments parameters of the Vinylester Resinproduction. Vinylester Resin production of environmentally-friendly operation and development prospects are described. Keywords：Vinyl ester Resin, bisphenol A epoxy resin, Phenolic epoxy resin
5、, methylacrylic acid , acrylic目录前言11. 选题背景21.1 课题来源21.2 乙烯基树脂的性质21.2.1 物理性质21.2.2 化学性质31.3乙烯基树脂的分类和应用42. 乙烯基树脂的生产方法72.1 生产方法的评述与选择72.2基本原理82.2.1 反应原理及反应条件的影响82.2.2 乙烯基树脂合成条件的确定122.3 合成工艺计算122.3.1 生产流程示意图122.3.2小时生产能力122.3.3 反应釜的物料衡算和热量衡算132.4 反应釜的机械设计及后序设备的选择142.4.1 确定筒体的直径和高度142.4.2 确定夹套的直径和高度162.4
6、.3 确定夹套的材料和壁厚162.4.4 校正错误!未定义书签。2.4.5 选择斧底、法兰、手孔、视镜错误!未定义书签。2.4.6 搅拌传动装置和密封装置173. 环境保护和安全生产193.1 环境保护193.1.1 废水处理193.2 安全生产203.3 劳动安全卫生管理措施204. 乙烯基树脂生产工艺的发展前景21结语22致谢23参考文献24附图126附图227前言乙烯基树脂作为一种新型的耐蚀高分子材料，其发展历史不足40年，但在最近20余年中，由于合成工艺与技术的进步，新产品新成果不断出现，其公认的高度耐蚀性能、优异的施工工艺性能越来越引起人们的关注，已逐步称为国内外防腐蚀工程广泛选用的
7、耐蚀材料。乙烯基树脂从狭义上可以定义为有甲基丙烯酸与双酚A型环氧或酚醛型环氧反应而成的树脂；而从广义上，乙烯基树脂指的是分子两端含有乙烯基团，中间骨架为环氧树脂，由不饱和一元羧酸和环氧树脂进行开环酯化反应而得的一类具有特殊性能的新型树脂称为乙烯基树脂。本设计是以乙烯基树脂中的某一种（糠醇树脂）进行相关的设计与计算的。乙烯基酯(VE)树脂是二十世纪70年代初开发的一种耐腐蚀性能优异的树脂, 在国外二十年前已经在许多领域取代了双酚A型环氧树脂。VE首先由美国壳牌化学公司(Shell Chemical) 推出商品品牌Epocrgl, 然后在1966年由美国Dow化学推出Derakane品牌，紧随推出
8、的是Ashland化学的Hetron品牌，以及日本的昭和高聚物株式会社的Ripoxy品牌，其它的国外品牌或生产商有AOC、与此同时国内也研发出了自己的乙烯基酯树脂。如上纬企业(Swancor)的SW, 华东理工大学华昌聚合物有限公司的MFE- 1、MFE- 2、AE- 1、W2- 1等品牌。国内目前一些已有的双酚A型环氧乙烯基酯树脂，由于原材料（主要是环氧树脂）供应、成本等方面的原因，基本上一直停留在改性的手段（如异氰酸酯改性、富马酸改性等）来改善乙烯基酯树脂的工艺性能和力学性能，但由于其化学结构、合成方法等的局限性，极大的制约了树脂的性能及应用，国外等厂家乙烯基树脂的合成技术发展较快，也屡见
9、各种专利等公报，极大地推广了乙烯基树脂品种的丰富及相关应用，在此就目前国内外一些乙烯基树脂的新发展进行简述。此外还有很多改性的VE树脂品种, 如异氰酸酯改性的乙烯基酯树脂3201、环氧丙烯酸乙烯酯3200, 聚氨酯改性VE树脂以及双酚S型环氧丙烯酸乙烯酯等。因此我设计的乙烯基树脂生产工艺是一定规模的工艺设计，且该设计有相当大的发展及应用前景。1 选题背景1.1 课题来源本毕业设计属于自选题目（由李胜方老师提供），是对年产1000吨乙烯基树脂生产工艺的模拟设计。1.2 乙烯基树脂的性质1.2.1 物理性质乙烯基树脂为淡黄色色、微溶于水，易溶于酯、酮等有机溶剂，其特点是耐腐蚀性强、机械强度高、气味
10、小、抗吸湿、阻燃性好好及可回收再用等优点。乙烯基酯树脂的物理力学性能见表 类 型项 目双酚A丙烯酸型乙烯基树脂双酚A甲基丙烯酸型乙烯基树脂酚醛环氧型乙烯基树脂浇铸体抗拉强度（Mpa）60-9040-9070-80弯曲强度（Mpa）110-150120-150130-140抗压强度（Mpa）110-120110-120130-150冲击强度（KJ/m2）5-84-82-4玻璃化温度（）-90120-150热变形温度（）-80-100120-150玻璃钢抗拉强度（Mpa）280-320250-300280-320弯曲强度（Mpa）350-500350-450300-400抗压强度（Mpa）200-
11、300冲击强度（KJ/m2）8-126-10树脂胶泥抗拉强度（Mpa） 9 9抗压强度（Mpa） 70 701.2.2 化学性质乙烯基树脂具有较好的耐蚀性能，优于间苯型不饱和树脂，力学性能与标准型环氧乙烯基树脂相当的，尤其是耐疲劳性能和动态载荷性能。乙烯基树脂又具有良好的耐候性能，同时乙烯基树脂又具有良好的玻纤浸润性能和工艺性能，适合于各种FRP成型工艺，包括纤维缠绕、拉挤、手糊、喷射等各种复合材料工艺。乙烯基酯树脂的耐化学药品性见表介质及浓度长期耐温性介质及浓度长期耐温性双酚A丙烯酸型双酚A甲基丙烯酸型酚醛环氧型双酚A丙烯酸型双酚A甲基丙烯酸型酚醛环氧型75%硫酸常温，耐45，耐饱和氯水80
12、耐100耐70%硫酸80，耐80，耐5氢氧化钠常温，耐100耐100耐25%硫酸常温，耐100耐110耐30氢氧化钠常温，耐常温，耐常温，耐37%盐酸常温，耐60，耐80，耐35%碳酸钠80耐80耐40%硝酸不耐不耐常温，耐氨水，气相常温，耐常温，耐20%硝酸45耐60耐氨水，气液不耐不耐不耐5%硝酸常温，耐60耐80耐二甲苯常温，耐45耐30%铬酸常温，耐常温，耐95%乙醇常温，耐常温，耐75%醋酸60耐60耐乙二醇100耐100耐25%醋酸100耐100耐苯酚不耐常温，耐冰醋酸不耐不耐常温，耐尿素60耐60耐20%氢氟酸常温，耐常温，耐汽油80耐80耐10%氢氟酸60耐60耐烟道气160耐
13、200耐18%次氯酸钠80耐80耐锌电解液60耐60耐30%过氧化氢60耐60耐镍电解液80耐80耐1.3乙烯基树脂的分类和应用乙烯基树脂的分类 （1）低收缩型乙烯基树脂：乙烯基酯树脂作为不饱和聚酯树脂的范畴，活性较高，固化反应速度较快，造成乙烯基酯树脂固化后有较大的固化收缩率，一般不饱和聚酯树脂（包括常规乙烯基树脂）固化时收缩较大，可达到7-10%左右的体收缩，随着国内外对于高性能树脂技术要求的提高，希望寻找一些固化收缩较低的乙烯基酯树脂，这是一个目前国内外许多厂家努力寻求的技术突破点。低收缩树脂的机理较为复杂，而原来一些厂家为了克服树脂的固化收缩，通过加入低收缩添加剂（LPA）的方法来达到目的，但有其应用的局限性，而更多的厂家是努力通过树脂合成方法以及分子设计水平上来解
