树脂反应釜
树脂反应釜用于生产不饱和聚酯树脂、松香树脂、环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、油漆及胶粘剂的关键设备。目前常源树脂反应釜已在四川、重庆、贵州、云南多家生产企业正常运行。
树脂反应釜

树脂反应釜适用范围

树脂反应釜按反应温度的高低分为高温树脂反应釜(150℃-300℃)和低温树脂反应釜(60℃-150℃)。树脂反应釜是用于生产不饱和聚脂树脂、酚醛树脂、环氧树脂、ABS树脂、油漆的关键设备。树脂成套设备由反应锅、竖式分馏柱、卧式冷凝器、贮水器、溢油槽、管线(对稀釜)等组成,全套设备与物料接触部分的采用不锈钢制作。反应釜内可设置不锈钢盘管或夹套内设置不锈钢盘管。

树脂定义及分类

广义地讲,可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。
1.按树脂合成反应分类:
按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物,其链节结构的化学式与单体的分子式相同,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物,其结构单元的化学式与单体的分子式不同,如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。
2.按树脂分子主链组成分类:
按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。
碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。树脂生产流程

酚醛树脂胶粘剂生产配套设备概述

制胶生产配套设备较多,如图1表示。主要的有反应釜、原料储罐、计量仪器、冷却设施等,现针对目前现有的制胶设备做一概述。

  酚醛树脂生产设备
 

树脂反应釜

  反应釜是制胶生产的主要设备。常见的反应釜容积在0.5-5m3,而且大多以耐酸搪瓷材料为内衬,由于搪瓷面容易产生裂瓷,严禁用金属工具等硬物敲打瓷面,给安装、使用和检修带来不便,其优点是价格比较便宜。这种釜体为带夹层的圆柱体,椭圆底,顶盖为带有若干孔口的球面体,用紧固件通过法兰将两者联结成整体。反应釜在正常情况下是与大气相通的,用于生产脱水胶和采用真空进料的反应釜,承受的负压一般不超过0.1MPa,釜壁厚度一般为8-16mm,外壁厚为5-10mm,反应釜的容积越大,壁越厚。夹层内承受的蒸汽或冷却水压力一般不超过0.3MPa。搅拌器位于反应釜的中央,其结构形式有锚式,桨式和框式结构等,采用锚式结构的较多,它能使物料上下层和平面层均匀地混合,搅拌器的转速一般在40—100r/min之内,转速快,虽然搅拌效率高,但是容易产生泡沫。搅拌器的转动由电动机通过减速机带动。减速机的型式以蜗轮减速机为多,其特点是结构简单、传动平稳、维修方便,目前较理想的减速装置是摆轮针线减速器,由于其结构紧凑、体积小、使用寿命长而得到普遍欢迎。  
  目前,有一种不锈钢反应釜,容量可大至10m3,内置有冷却和加热盘管,热交换效果较之夹层要好得多,生产效率较高,但是造价也高,对产胶大户可以考虑此种反应釜,制造、检修都较方便,但是在操作上需要较高的水平,由于反应不易控制,相关的冷却设施要跟上。有些胶粘剂,由于杂质或金属离子会影响其聚合反应的正常进行,所以要求**的管路、阀门和反应釜等应由不锈钢或耐酸搪瓷制造以保证产品质量。

甲醛和胶粘剂储罐

甲醛溶液一般含有37%的甲醛和12%的甲醇阻聚剂,由于甲酸的存在,具有一定的腐蚀性,所以,甲醛储罐用耐腐蚀性较好的不锈钢材料,并要定期进行防腐处理。甲醛溶液在低温状况下容易聚合成多聚甲醛,造成使用上的困难,所以甲醛储罐应有保温设施,但储罐温度又不能太高,温度高,甲醛溶液中的甲酸含量会增高,由于甲酸具有腐蚀性,容易造成储罐局部腐蚀穿孔,两者都会造成使用上的不方便和不经济。胶粘剂储罐较多采用不锈钢材料,冬季和北方地区还要考虑胶粘剂储存对温度的要求,一般要外敷保温层。

烧碱储罐

烧碱是胶粘剂生产不可缺少的一种化工原料,可以作为催化剂使用,也可用来调节反应液的pH值。由于其具有腐蚀性,所以储罐、管道堵塞时检修不方便。堵塞是由于盐析所造成的,冬季和北方地区可以考虑烧碱储罐的保温问题。储罐长期使用要定期进行清罐,以减少因盐析而造成堵塞的可能性。

计量仪器

以前的制胶厂家,原料的计量用磅秤来完成,这样造成的误差极大,不能保证原料配比的准确性。目前,电子秤已较为普遍地用在制胶生产的原料进料计量上,可以减少人为引起的误差,使原料配比更加准确,甲醛、尿素、苯酚等都可以进行准确计量,减少了操作上的误差,从根本上保证了产品和生产的稳定性。

苯酚储罐和真空泵

苯酚常温下为无色针状结晶或白色结晶熔块。皮肤接触苯酚水溶液或纯苯酚时,会引起麻醉中毒,并变成溃疡,具有强烈的腐蚀性,使用上要特别注意。使用前,要将铁桶装苯酚放在蒸煮池内**行熔解,然后由水环真空泵抽入保温的中转罐或反应釜内;苯酚管道和中转罐要外敷保温层,通人蒸汽进行保温,保证管道不会堵结。真空泵是使反应系统形成负压的设备,常用的类型有活塞式、水环式、旋片式等。旋片式真空泵适合于实验室和小容量反应釜使用,由于水环真空泵结构简单、使用方便、耐久性强,可以抽腐蚀性气体],在生产上采用较多。

冷却设施

制胶生产都是在一定的温度下进行的,胶液的储存对温度也有一定的要求.所以制胶生产的冷却设施对控制胶粘剂质量有一定的影响,尤其在夏季,由于气温高,循环冷却水温高,致使胶液冷却较慢,生产效率低下。所以,冷却用水可根据水源情况,采用直接排放,也可在反应釜内设置冷却盘管,加强冷却效果,根据需要,有时还要用冷冻水进行冷却,这样,还要增加冷冻机组系统,这就要增加企业投资。
  冷凝器是用来冷凝反应液中蒸发出来的蒸汽及挥发出来的反应物,使之回流到反应釜中,继续参加反应,以保证反应液中各种原料配比等条件保持不变,增加树脂得率,保证树脂质量,减少环境污染。冷凝器的类型有蛇管式、夹套式、套管式、列管式等。由于列管式冷凝器具有体积小、传热面积大、拆装方便等优点,在制胶生产中被普遍利用。对于生产脱水胶,蒸汽上升管道上要装有除雾器,防止胶液脱除而粘附在冷凝器上,降低换热效果和生产效率。

通风要求

胶粘剂生产所用的化工原料气体大多为有毒、有害气体,所以操作环境的通风要求较高。设备在长期的使用中,也会发生泄漏、胶液喷锅等异常现象。除对厂房设计和设备安装有所要求外,较好的解决空气污染问题的办法,是在反应釜上方安装抽风装置,这样可以大大地减少有毒、有害气体对人体的伤害。

化验台的设置和废水处理设施

废水处理是制胶生产企业的一大难题。由于挥发酚和甲醛含量超标,在目前重视环保和提倡清洁生产的条件下,企业不得不花费巨资去处理废水,而且往往由于技术处理上的不成熟,还得不到理想的效果。根本的解决办法是采取堵源截流、回收利用的办法。制胶厂家可在反应釜边设置化验台,并通过挠性管与反应釜相接,化验样胶直接回锅,清洗化验仪器的废水回流至反应釜中作为生产工艺水使用,这从根本上限制了操作人员使用的水量,减少了污染。在生产脱水胶的过程中,如何处理富含甲醛和其它有害成份的馏出水和生产废水,成为需要迫切解决的问题。
  目前,国内有些胶粘剂生产厂家,采用活性炭吸附技术处理含醛、含酚和含苯废水,但效果并不理想。主要的问题是要经常更换作为吸附床层的活性炭和再生处理已经失效的活性炭,这势必增加企业的成本负担。环保设施作为企业生产的一项重要内容,已经越来越受到人们的重视。

温度监控和自动化控制技术

胶粘剂的质量除与原料质量有关外,反应温度也是主要影响因素之一。以前的制胶生产绝大多数是依靠现场温度计显示温度,其不足之处是造成生产控制滞后,影响控制质量。目前的技术水平可以将温度与气动阀门进行联动,并将温度数据传输到电脑,可以设置自动操作系统,对温度进行遥控和显示,大大地提高操作系统的自动化程度。并且利用电脑监控系统采集的数据和曲线,可以对生产过程进行统计、分析和比较,确定较好的生产状态和参数。同样,各配比原料的重量也可以通过电脑设置来进行控制,减少人为操作的失误。
  在国内,胶粘剂生产多使用间歇式反应釜,间歇式生产由于是单釜生产;灵活性大,适用于多品种胶粘剂的生产,但生产效率低。如果能解决pH值和粘度值在工业化生产中进行不间断测定的有关技术问题,那么,胶粘剂连续化生产就可以完全实现,生产技术的自动化程度就可以大大提高。胶粘剂生产的发展趋向是在现有生产设备的条件下,利用自动化控制技术,进行连续化的清洁生产。容
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