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1、V材料与化化学工程程学院化工过程程分析与与合成大大作业题目： 年产33万吨腐腐植酸改改性脲醛醛树脂工工艺设计计课 题 类 别别：工艺艺设计说说明书学 生 姓 名名：学 号：班 级：专业（全全称）：化学工工程与工工艺指 导 教 师师：20111年 4月118日年产3万万吨腐植植酸改性性脲醛树树脂工艺艺设计摘要：本本设计产产品是改改性脲醛醛树脂，合合成反应应主要由由加成反反应和缩缩聚反应应两部分分组成。由由于脲醛醛树脂胶胶的原料料是尿素素和甲醛醛，原料料来源丰丰富，且且生产工工艺简单单、成本本低、胶胶接性耐耐水性好好、固化化速度快快、胶层层无色以以及使用用方便等等优点，很很快成为为我国人人造板生生
2、产的主主要粘合合剂，目目前约占占木材工工业用量量的800%以上上，但随随着应用用领域和和用量的的增加。脲脲醛树脂脂胶制品品中散发发出来的的游离甲甲醛污染染环境，特特别是用用该板材材制成家家具和进进行家庭庭装潢后后会释放放出残留留甲醛和和挥发性性有机物物（VOOC），对对人体皮皮肤、呼呼吸道和和眼睛粘粘膜有刺刺激作用用，因而而造成对对人体的的危害。本本工艺专专门针对对如何降降低散发发游离的的甲醛和和改性脲脲醛树脂脂做了合合理设计计。脲醛醛树脂是是应用最最为广泛泛的氨基基树脂两两个反应应是先加加成后缩缩聚，但但又没有有明显的的界限，受受反应条条件影响响只是在在弱碱性性条件下下加成反反应占优优势，在
3、在弱酸性性介质中中缩聚反反应进行行的较顺顺利。本本设计是是年产9900吨吨氨基树树脂工厂厂设计，主主要进行行了工艺艺计算、设设备选型型，并绘绘制了全全厂平面面布置图图、工艺艺流程图图、物料料流程图图、生产产车间的的立面图图和平面面图。关键词： 腐腐植酸；改性脲脲醛树脂脂；尿素；车间设设计；工工厂设计计目录摘要I第一章绪绪论11.1 厂址及及气象条条件11.2 工厂设设计可行行性分析析11.2.1 设设计任务务和依据据11.2.2 氨基树树脂的应应用及发发展概况况11.2.3 具体生生产产品品的确定定21.2.4 本课题题预解决决的主要要问题22第二章产产品与原原料的性性质与规规格32.1 改性
4、三三聚氰胺胺脲醛树树脂的质质量标准准和规格格32.2生生产脲醛醛树脂的的原料的的特性与与规格33第三章合合成工艺艺设计和和分析553.1 游离离甲醛的的来源553.2 降低低游离甲甲醛含量量的途径径53.3 三聚氰氰胺改性性脲醛(MUFF)树脂脂的合成成73.4 合成成过程中中原料对对反应结结果的影影响73.4.1 甲醛与与尿素摩摩尔比的的影响：73.4.2三三聚氰胺胺用量的的影响883.5不同工工艺条件件下改性性脲醛树树脂的合合成结果果103.5.1加加成反应应阶段各各工艺参参数变化化对改性性脲醛树树脂的影影响1113.5.2缩缩聚反应应阶段各各工艺参参数的变变化对改改性脲醛醛树脂的的影响1
5、113.6 改性脲脲醛树脂脂合成工工艺路线线12主要反应应123.7 合成脲脲醛树脂脂树脂工工艺1333.7.1 反反应阶段段143.7.2 脱脱水阶段段143.7.3 后后处理阶阶段1443.7.4 生生产工艺艺流程叙叙述144第四章工工艺计算算154.1 原始数数据及所所需技术术资料1154.2物料衡衡算1554.2.1对反反映釜进进行物料料衡算：164.2.2对蒸蒸发器做做物料衡衡算：1174.2.3对整整个系统统做物料料平衡计计算177第五章设设备工艺艺计算及及其选型型185.1 搅拌拌反应釜釜的设计计185.1.1 物物料衡算算：1885.1.2热量量衡算：195.1.3 材材料选择
6、择225.1.4釜体体的设计计计算2225.1.5 封封头的设设计选型型235.1.6 封封头与釜釜体的连连接形式式245.1.7 支座形形式2445.1.8 反反应釜的的液位2245.19 搅拌装装置的设设计2445.1.10 传动装装置设计计255.1.11 传热装装置设计计255.1.12 反应器器上的接接管及尺尺寸2665.2 蒸发器器单效蒸蒸发器2275.2.1对蒸蒸发器做做物料衡衡算：2275.2.2原料料液流量量275.3 泵的选选择2995.3.1输送送甲醛的的泵2995.3.2 输输送成品品泵2995.4 换热器器选型2295.5 储罐的的设计3305.5.1 储储罐3005
7、.5.2 高高位计量量槽3005.6旋旋风分离离器选型型30第六章工工厂布置置316.1工工厂布置置的基本本任务3316.1.1工厂厂布置原原则3116.1.2 厂区布布置总图图说明3336.2车车间布置置336.2.1车间间布置基基本原则则和要求求：3336.2.2车间间布置图图说明335第七章公公用工程程367.1 通风3667.2 采暖3667.3 照明366第八章设设备一览览表377第九章设设计小结结389.1小小结388第十章参参考文献39致谢40021化工过程分析与开发 年产3万吨改性脲醛树脂工艺设计第一章 绪论论1.1 厂址及及气象条条件1. 厂区位置置：合肥肥经济开开发区2.
8、地势：厂厂区地势势平整3. 常年主导导风向：东北风风，平均均风力二二级4. 气温：最最高气温温 440 最低气气温 1005. 冻土深度度：100cm6. 地下水位位：225m7. 运输条件件：公路路，铁路路1.2 工厂设设计可行行性分析析1.2.1 设设计任务务和依据据本次设计计根据章章祥林老老师的化化工过程程分析与与开发课课程结课课课题年年产3万万吨腐植植酸改性性脲醛树树脂的工工艺设计计设计计任务书书，联系系自己在在大学三三年中所所学的各各种知识识及实习习过程中中收集的的资料，并并且在参参观了安安利合成成革、丰丰乐农化化、氯碱碱化工厂厂的生产产车间及及初步了了解化工工生产的的过程以以后进行
9、行该课题题的设计计。1.2.2 脲醛树脂脂的应用用及发展展概况脲醛树脂脂又称尿尿素甲醛醛树脂，是是由尿素素与甲醛醛缩聚而而成的热热固性树树脂性物物质的总总称，是是一类重重要的氨氨基树脂脂。一般般是无色色到浅色色液体或或白色固固体，无无味，硬硬度高，耐耐油，抗抗霉，耐耐光性好好。若在在树脂中中加入纤纤维素则则可增进进其机械械性质，变变为玻璃璃似的透透明度的的乳浊性性物体，极极为美观观。脲醛醛树脂终终端应用用十分广广泛，主主要用于于木材加加工工业业及家具具行业作作粘合剂剂和胶粘粘树脂，广广泛应用用于木器器加工、胶胶合板、刨刨花板、中中密度纤纤维板、人人造板材材的生产产及室内内装修等等行业，其其消费
10、占占脲醛树树脂消费费的800%左右右 。还还在农业业、园艺艺上用作作缓效肥肥料、用用作膜塑塑材料、纸纸张和纺纺织处理理剂、涂涂料以及及用作保保温材料料和吸音音材料及及建筑材材料的发发泡制品品等。此此产品还还可用来来制作化化妆品和和药品的的容器盖盖、餐具具、照相相器材部部件、钮钮扣和长长效肥料料，尿素素树脂在在国内各各大胶合合板厂及及涂料、塑塑料、机机械工业业有需求求。目前前，世界界上脲醛醛树脂的的主要生生产、消消费和地地区是美美国、西西欧、日日本。多多年来，上上述国家家和地区区在该领领域占主主导地位位。国内内脲醛 树脂990%以以上 用用作脲醛醛胶生产产，脲醛醛胶大约约 800%是 由木材材加
11、工企企业自产产自用，只只有大约约20%是 由由化工企企业生产产再销售售给木材材加工 企业。国国内脲醛醛树脂生生产企业业中，万万吨/年年以上的的企业较较少，多多为木材材加工企企业自己己配套的的小脲醛醛树脂装装置 。国国内木材材加工企企业多达达30000余家家，脲醛醛胶的生生产极为为分散，生生产专业业化水平平低，产产品质量量差，特特别是游游离甲醛醛含量高高，污染染严重。随随着国家家从20002年年开始执执行新的的室内装装饰材料料卫生标标准等相相关法规规，脲醛醛胶的生生产格局局正在发发生以下下变化：环保型型脲醛的的产量迅迅速提高高、脲醛醛树脂的的比例逐逐渐提高高、粉状状脲醛树树脂的比比例逐渐渐提高。
12、目目前我国国脲醛树树脂产量量约为1160万万吨，环环保型脲脲醛树脂脂全国生生产能力力大约220万吨吨，预计计20115年国国内脲醛醛树脂产产量将达达到2000万吨吨，需求求量将达达到2440万吨吨左右，市市场空间间大，发发展前景景好，其其中环保保型脲醛醛树脂在在国内的的发展潜潜力更大大。 1.2.3 本本课题预预解决的的主要问问题脲甲醛树树脂。英英文缩写写UF。耐耐弱酸、弱弱碱，绝绝缘性能能好，耐耐磨性极极佳，价价格便宜宜，但遇遇强酸、强强碱易分分解，耐耐水性和和电性能能较差，耐耐热性也也不高，所所以要解解决的是是降低甲甲醛释放放量，改改变脲醛醛树脂特特性。本设计将将通过合合适的工工艺，使使用
13、腐植植酸（umiic-aacidd以下简简称HAA）代替替部分尿尿素来达达到降低低成本提提高利润润，同时时使对HA 进行羟羟甲基化化改性，可减小小芳环上上的位阻阻，提高其其分子结结构中氰氰基和异异氰酸酯酯基的反反应活性性，从而能能有效降降低UFF 中游游离甲醛醛释放量量。由HUFF 胶粘粘剂压制制的人造造板，其甲醛醛释放量量达到GGB 118 5580-20001 标标准中EE1级指标标要求。第二章 产品与与原料的的性质与与规格2.1 改性腐腐植酸脲脲醛树脂脂的质量量标准和和规格pH值 7.558.0游离甲醛醛% 00.155固含量% 655左右粘度 0.226Paa.s2.2生生产脲醛醛树脂
14、的的原料的的特性与与规格尿素（CCH4N2O）相对分子子质量：60 标准准生成焓焓：Hf=-447.11KJ/moll外观：白白色结晶晶 热容容：Cpp=933.3JJ/mool.kk含氮量（以以干基计计）% 466.3 缩二脲脲含量% 00. 55水分含量量：00. 55 铁铁（Fee2O3）含量量%：0.0002游离氨（NNH3）含量量%：0.001 水水不溶物物含量%：00.022工业甲醛醛（福尔尔马林溶溶液）的的物理性性质外观：无无色透明明液体，在在低温时时能自聚聚成微浑浑 37%含量密度 8115Kgg/m33 标准准生成焓焓：Hf=-1116KKJ/mmol甲醛含量量，g/1000g：33700.5 甲醇醇含量，gg/1000g：122甲酸含量量g
