年产150吨水溶性酚醛树脂工厂设计 第二次修改

1、年产年产150150吨水溶性酚醛树脂工厂设计吨水溶性酚醛树脂工厂设计指导老师：巫辉指导老师：巫辉 教授教授组长：吴飞组长：吴飞演讲者：蔡晨演讲者：蔡晨组员组员: :张印张印 郑梦丽郑梦丽 蔡晨蔡晨 吴飞吴飞主要内容一、相关背景二、生产工艺三、仪器设备及工厂设计四、污染因素分析五、工厂预算一、相关背景1、水溶性酚醛树脂： 热固性甲阶酚醛树脂，它是采用苯酚与甲醛在碱性催化剂如碱金属、碱土金属氧化物或氢氧化物等存在下，进行缩合，适当控制反应终点，即可制得树脂产品。2、用途： 它广泛应用于玻璃布、棉布、纸基层压板、纤维板、胶木板、刨花板等的粘结剂，玻璃纤维浸润剂中的成膜组分以及各种涂料成分。一、相关背

2、景3、发展历史1872年，拜尔首先合成了酚醛树脂；1907年，贝克兰提出酚醛树脂加热固化法，使酚醛树脂实现工业化生产；1910年，德国百林建成世界第一家合成酚醛树脂的工厂；1909年，首先在美国实现工业化生产；2003年，Vyncoli公司通过收购Rogers 公司的成型化合物领域业务, 开始进入北美地区的酚醛树脂市场，使该部门的销售额提高到7000 万美元, 提高了Vyncolit 分公司在全球酚醛树脂生产领域的地位, 由原世界第2 位提高到世界第1 位, 超过了住友Bakelite 公司。一、相关背景4、市场需求：从世界酚醛树脂总的消费水平看, 很多国家和地区都处于供需平衡状态。主要消费领

3、域是胶合板和纤维碎木板。世界酚醛树脂工业, 以美国和日本发展最为迅速, 无论是现代化建设, 还是在开拓新的应用领域, 都始终走在前列, 主导着世界酚醛树脂及塑料工业的潮流。2002 年美国酚醛树脂生产量1974 kt , 比1999年1990 kt 下降1 % , 其中酚醛模塑料产量所占比例为3 %左右。日本酚醛树脂及其塑料, 2003年酚醛树脂总产量为22616 kt。一、相关背景5、前景展望据不完全统计, 目前国内有酚醛树脂生产厂家100 多个, 分布在除西藏、宁夏、贵州以外的各个省市。近几年我国酚醛树酚醛树脂生产能力增长不大, 基本上保持在18 万t左右。我国现有酚醛树脂生产企业, 规模

4、在1 万t以上的, 只有上海塑料厂一家, 规模在4 000 t 以上的, 也不过十几家; 大多数厂的规模在1 000 t 上下, 而且工艺技术比较落后, 产品质量不高, 对环境的污染也较严重。水溶性酚醛树脂最大特点在于可以用水代替大量的有机溶剂，可以消除或减少溶剂的污染，并降低成本。 因此，建造水溶性酚醛树脂的工厂还是“有利可图”的。二、生产工艺1、反应原理：第一步碱催化生成具有更强亲核性的苯氧负离子与甲醛初步反应生成一羟甲基苯酚第二步碱催化继续生成一羟甲基苯氧负离子二、生产工艺继续与甲醛反应生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚和含二亚甲基醚的多羟甲基苯酚以及水溶性(甲阶)酚醛树脂二、生产工艺2、原

5、料: 苯酚二、生产工艺甲醛水溶液：无色透明、具有窒息性臭味的均匀液体工业级甲醛标准品成分指标二、生产工艺催化剂 氢氧化钠水溶液(40)固体氢氧化钠标准：氢氧化钠（氢氧化钠（NaOHNaOH）/%/%99.3899.38碳酸钠（碳酸钠（Na2CO3Na2CO3）/%/%0.40氯化钠（氯化钠（NaClNaCl）/%/%0.03三氧化二铁（三氧化二铁（Fe2O3Fe2O3）/%/%0.002二、生产工艺3、生产操作步骤：a.将0.1t氢氧化钠(40)和0.2t熔化的苯酚加入反应釜中，边搅拌边同蒸汽加温 ；b.当温度升至40-45时，将第一批0.3t甲醛水溶液缓慢加入，并停止加热，继续搅拌，反应液自

6、身放热升温；c.温度升至8085，保持2030min，加入第二批0.1t甲醛水溶液，在此温度下反应45min，继续通蒸汽加热，在10min之内加热至98度，保持30min，；d.不时取样测黏度，符合要求后，通冷却水 ，冷却至2530度，取样化验后放料。反应车间二、生产工艺4、产品性能与质量测定a.胶化时间测定：取约1 g 的树脂于(160 2) 胶化板上,用秒表测定从实验开始到拉丝断裂为止所需的时间。（胶化时间我们保持在85秒左右）b.固体含量测定：参照国家标准GB/T 14074. 5 93 规定的方法测定。采用140条件下取样品约1.2g密闭烘烤30min的方法，测定固体含量 。X(%)=

7、(M1-M2)/ M1 *100 M1烘烤前质量; M2烘烤后质量.二、生产工艺c.树脂含量测定:采用浸泡烘干测定。将浸泡过树脂的玻璃平纹布置于120得烘箱内烘烤6min，迅速测量质量差占烘烤前质量的比重。（/%）d.粘度测定 :采用B3-4型粘度计，在室温下直接读秒。e.游离酚含量按国家标准GBPT 14074. 13 93 规定的方法测定。（/%）最重要的测试实验是游离酚的测定，游离酚是水溶性酚醛树脂的重要性能指标，由于其操作步骤比较复杂，牵涉仪器药品较多，所以单独列出。测验试剂：0.1mol/L的溴酸钾-0.5mol/L的溴化钾标准溶液；2.5%的乙醇水溶液；0.5%的淀粉指示剂；浓盐酸

8、；饱和溴水。二、生产工艺仪器：蒸汽发生器；冷凝管；分析天平（感量0.1mg）；碘量瓶（500ml）；加热套；容量瓶（1000ml）；移液管（50、25ml）；棕色滴定管（50ml）。实验步骤：称取所制得的水溶性酚醛树脂1.5g,置于1000ml的三口烧瓶中，以大约25ml的乙醇溶液溶解；然后连接蒸汽发生器、冷凝管及容量瓶，装好后开始蒸馏，要求在40-50min内蒸馏出液体达到500ml，这时候取出一滴蒸馏液，滴入少许饱和溴水中，如果不发生浑浊既可以停止蒸馏。取下容量瓶加入蒸馏水至刻度，用移液管吸取50ml的蒸馏液移入碘量瓶中，再用移液管移入25ml溴酸钾-溴化钾溶液，加入5ml的浓盐酸，迅速盖

9、上瓶盖并用水封口，摇匀后放置在暗处15min，然后加入1.8g固体碘化钾，用少许蒸馏水冲洗瓶口，在放置10min后用硫代硫酸钠标准溶液滴定。滴定至淡黄色时，加入3ml的淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失，即为终点。同时应该进行空白试验（2.5%的乙醇水溶液，吸取50ml）。平行测定两次，计算结果精确到小数点后两位，取其平均值。二、生产工艺游离酚的含量最终为:X=(V2-V1)NK(1000/50)100/G V1-滴定所消耗的硫代硫酸钠的体积，ml；V2-空白试验所消耗的硫代硫酸钠的体积，ml；N -硫代硫酸钠的摩尔浓度；K -树脂制造中的可溴化物组分的毫克摩尔；这里取0.01568； G -试样

10、质量，g。二、生产工艺5、产品简介：外观:淡黄色至红棕色透明粘稠液；包装：250kg铁桶包装；固含量：401一种规格；游离酚：12%；粘度：涂-4，25，90s；价格：11500元/吨；储运: 贮存于阴凉避光处,在20以下,贮存期为两个月（如粘度稍增加而未固化仍可使用）运输过程中,避免曝晒受热。三、仪器设备及工厂设计工厂平面图四、污染因素分析 项目建成后，主要污染物为废气、废水、噪声和固体废弃物。废气污染物主要包括反应釜反应过程、物料输送过程、放料过程、储罐（甲醛、苯酚）呼吸过程产生的甲醛、苯酚废气和锅炉废气等；项目不产生生产废水，废水排放仅为生活污水；项目噪声污染源主要来自计量泵、反应釜反应

11、噪音等；固废主要有生产性固废和生活垃圾。生产固废主要为少量的废原辅料包装袋、锅炉灰渣、废水收集池沉淀、废活性炭等。四、污染因素分析1、水环境 项目生产过程基本无工艺废水产生，物料输送大多采用计量泵，由密封管道输料，故物料输送过程也无废水产生；冷却过程采用夹套冷却水循环重复使用，不外排。项目不产生设备清洗水生活污水主要来自员工日常用水，包括卫生用水、洗涤废水。2 、声环境项目噪声污染源主要来自计量泵、反应釜反应噪音及锅炉房噪音等，设备噪声强度为70-90dB，但就本项目而言，夜间不进行生产，总的来讲，噪声影响对周围环境的实际影响不大。但为了进一步减轻车间噪音对职工的影响，仍需高度重视，对噪声各项

12、目进行有效治理，落实相应的降噪隔声处理，尽可能地将噪声影响降到最低。四、污染因素分析3、固体废物固体废物主要有生产性固废和生活垃圾。生产固废主要为少量的废原辅料包装袋、废水收集池沉淀、废活性炭等。锅炉灰渣产量较少，收集后可作为农用肥施用，生活垃圾为员工日常生活垃圾，可委托当地环境部门统一处理。4、环境风险项目中存在的风险：原料储存区的危险物质甲醛的泄漏及引发的火灾爆炸事故。本环评要求企业对储罐区设置消防措施和防水收集管网，并且要求对甲醛储罐区不能完全密封，需要通风等散热设施，以防在事故发生情况下便于消防灭火和有效处理事故。预测结果表明：甲醛一旦发生泄漏，泄漏时间持续约三十分钟，泄漏的甲醛会在主

13、导风向和敏感风向下，项目周边环境敏感点影响较小，静风条件下，泄漏事故对周边环境敏感点影响较小，但对厂区内环境空气影响较大。五、工程预算五、工程预算生产筹备费生产筹备费是指生产筹备人员费和投产前进厂人员费用。工作人员： 10人 3000元/人 36万元员工培训：1500元修理费用：4000元运费： 1500元/趟 轻型卡车 共需39000元合计：40.6万元办公和生活家具购置费办公桌椅 2套 585元/套 （含8把椅子）普通椅 4把 37元/件 用作招待办公文具 300元合计 ： 1618元五、工程预算五、工程预算盈利情况分析固定投资：包含厂房建设 设备购置等 共计91.6655万元生产投资：原料 维修、保养 劳务费以及产品包装等 共计：151.4万元销售收入：172.5万元/年年利润：第一年：P=172.5-230=58.5万元 呈亏损状态第二年：不需考虑固定投资，但需考虑生产投资的增加，以及销售收入的增加 基本利润:172.5-151.4=21.1万元 呈亏损状态第三年：基本利润:172.5-151.4=21.1万元 呈亏损状态第四年：基本利润:17