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[摘 要]反应釜是环氧树脂生产过程中,重要的生产环节的关键设备,单台釜式反应,工艺要求温度不断变化,温度控制不稳定,会出现副反应,增加环氧氯丙烷的消耗,增大水处理难度,影响产品质量,也可能出现安全事故。选择合适可行的温度控制方式,既提高了产品质量,也优化工艺,提高效率。
[关键词]环氧树脂;反应釜 温度控制
中图分类号:S658 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)08-0317-01
引言
双酚A型环氧树脂是以双酚A和环氧氯丙烷为原料,在氢氧化钠作用下,在一定的反应条件下,生产基础环氧树脂产品——双酚A二缩水甘油醚环氧树脂。在环氧树脂生产过程中,加碱量的控制及精确度,对环氧树脂产品质量非常重要。
一.温度对生产和质量的影响
环氧氯丙烷在碱性介质和一定的温度下很容易发生水解反应:
环氧丙醇在碱性介质中更容易水解最终生成丙三醇:
环氧氯丙烷的水解反应是环氧氯丙烷无谓的消耗,增加了生产成本。丙三醇溶解于废水中增加了水处理的难度。
副反应生成的丙三醇又会和环氧氯丙烷反应,或与生成的环氧树脂进一步加成反应损坏了产物的品质。
二.制备高纯度的树脂
控制加碱反应初期的放热量,选择适当的低温进行反应,避免环氧氯丙烷与双酚A产生β加成反应。但是反应温度太低又会使反应周期太长,因此适当的低温很重要。
控制方式
一般来说,一台调节器的输出仅操纵一只调节阀,若一只调节器去控制两个以上的阀并且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门,这种控制方式习惯上称为分程控制。
一台调节器去操纵两只调节阀,实施(动作过程)是借助调节阀上的阀门定位器对信号的转换功能。环氧树脂生产属于间歇式生产化学反应过程中,当反应物投入设备后,为了使其达到反应温度,往往在反应开始前需要给它提供一定的热量。一旦达到反应温度后,就会随着化学反应的进行不断释放出热量,这些热量如不及时移走,反应就会越来越激烈,以致会有爆炸的危险。因此对于这种间歇式化学反应器既要考虑反应前的预热问题,又要考虑反应过程中及时移走反应热的问题,为此设计如图所示的分程控制系统。
温度调节器选择反作用,冷水调节阀选择气关式(A阀),热水调节阀选择气开式(B阀)。该系统工作过程如下:在进行化学反应前的升温阶段,由于温度测量值小于给定值,因此调节器输出增大,B阀开大,A阀关闭,即蒸汽阀开、冷水阀关,以便使反应器温度升高。当温度达到反应温度时,化学反应发生,于是就有热量放出,反应物的温度逐渐提高。当温升使测量值大于给定值时,调节器输出将减小(由于调节器是反作用),随着调节器的输出的减小,B阀将逐渐关小乃至完全关闭,而A阀则逐渐打开。这时反应器夹套中流过的将不再是热水而是冷水。这样一来,反应所产生的热量就被冷水所带走,从而达到维持反应温度的目的。
三.自动化控制系统的操作要求
通常自动控制系统只能在生产工艺处于正常情况下进行工作,一旦生产出现事故状态,控制器就要改为手动,待事故排除后,控制系统再重新投入工作。在大型生產工艺过程中,除了要求控制系统在生产在正常情况下能够克服外界的干扰,平稳操作外,还必须考虑事故状态下安全生产。即当生产操作达到安全极限时,应有保护性措施。属于生产保护性措施的有两类:一类是硬保护措施;一类是软保护措施。
1.硬保护措施
所谓硬保护措施就是当生产操作达到安全极限时,有声、光报警产生。此时有操作工将控制器切换到手动,进行手动操作、处理;或是通过专门设置的联锁保护线路实现自动停车,达到保护生产的目的。对于连续生产过程来说,即使短暂的设备停车,也会造成巨大的经济损失。因此这种硬保护措施已逐渐不为人们所欢迎,相应地出现了软保护措施。
2.软保护措施
所谓软保护措施,就是通过一个特定设计的选择性控制系统,在生产短期内处于不正常情况时,生产设备不须停车,由选择性控制系统自动改变操作方式,使参数脱离极限值。并且当参数恢复正常时原控制系统自动恢复,避免停车而且无需人的参与。
结语
环氧树脂生产过程中温度的控制非常重要,不仅对产品质量有影响,还对成本的控制也起到至关重要的作用,合理的控制温度方式,也减轻了操作人员的劳动强度、操作频率,同时提高了生产效率,减少误操作而带来的生产事故。
参考文献
[1] 刘熊,林海丹,梁义明,章程,谢庆,邵涛.空气中微秒脉冲沿面放电对环氧树脂表面特性影响研究[J].电工技术学报,2015,30(13):158-165.
[2] 张明艳,隋珊,陈金玉,吴淑龙,孙睿,郭宁.功能化碳纳米管/环氧树脂复合材料性能研究[J].电工技术学报,2014,29(04):97-102.
[3] 张培培,陈有双,唐忠锋.聚氨酯改性环氧树脂的研究进展[J].高分子通报,2010,(12):84-89.
[关键词]环氧树脂;反应釜 温度控制
中图分类号:S658 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)08-0317-01
引言
双酚A型环氧树脂是以双酚A和环氧氯丙烷为原料,在氢氧化钠作用下,在一定的反应条件下,生产基础环氧树脂产品——双酚A二缩水甘油醚环氧树脂。在环氧树脂生产过程中,加碱量的控制及精确度,对环氧树脂产品质量非常重要。
一.温度对生产和质量的影响
环氧氯丙烷在碱性介质和一定的温度下很容易发生水解反应:
环氧丙醇在碱性介质中更容易水解最终生成丙三醇:
环氧氯丙烷的水解反应是环氧氯丙烷无谓的消耗,增加了生产成本。丙三醇溶解于废水中增加了水处理的难度。
副反应生成的丙三醇又会和环氧氯丙烷反应,或与生成的环氧树脂进一步加成反应损坏了产物的品质。
二.制备高纯度的树脂
控制加碱反应初期的放热量,选择适当的低温进行反应,避免环氧氯丙烷与双酚A产生β加成反应。但是反应温度太低又会使反应周期太长,因此适当的低温很重要。
控制方式
一般来说,一台调节器的输出仅操纵一只调节阀,若一只调节器去控制两个以上的阀并且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门,这种控制方式习惯上称为分程控制。
一台调节器去操纵两只调节阀,实施(动作过程)是借助调节阀上的阀门定位器对信号的转换功能。环氧树脂生产属于间歇式生产化学反应过程中,当反应物投入设备后,为了使其达到反应温度,往往在反应开始前需要给它提供一定的热量。一旦达到反应温度后,就会随着化学反应的进行不断释放出热量,这些热量如不及时移走,反应就会越来越激烈,以致会有爆炸的危险。因此对于这种间歇式化学反应器既要考虑反应前的预热问题,又要考虑反应过程中及时移走反应热的问题,为此设计如图所示的分程控制系统。
温度调节器选择反作用,冷水调节阀选择气关式(A阀),热水调节阀选择气开式(B阀)。该系统工作过程如下:在进行化学反应前的升温阶段,由于温度测量值小于给定值,因此调节器输出增大,B阀开大,A阀关闭,即蒸汽阀开、冷水阀关,以便使反应器温度升高。当温度达到反应温度时,化学反应发生,于是就有热量放出,反应物的温度逐渐提高。当温升使测量值大于给定值时,调节器输出将减小(由于调节器是反作用),随着调节器的输出的减小,B阀将逐渐关小乃至完全关闭,而A阀则逐渐打开。这时反应器夹套中流过的将不再是热水而是冷水。这样一来,反应所产生的热量就被冷水所带走,从而达到维持反应温度的目的。
三.自动化控制系统的操作要求
通常自动控制系统只能在生产工艺处于正常情况下进行工作,一旦生产出现事故状态,控制器就要改为手动,待事故排除后,控制系统再重新投入工作。在大型生產工艺过程中,除了要求控制系统在生产在正常情况下能够克服外界的干扰,平稳操作外,还必须考虑事故状态下安全生产。即当生产操作达到安全极限时,应有保护性措施。属于生产保护性措施的有两类:一类是硬保护措施;一类是软保护措施。
1.硬保护措施
所谓硬保护措施就是当生产操作达到安全极限时,有声、光报警产生。此时有操作工将控制器切换到手动,进行手动操作、处理;或是通过专门设置的联锁保护线路实现自动停车,达到保护生产的目的。对于连续生产过程来说,即使短暂的设备停车,也会造成巨大的经济损失。因此这种硬保护措施已逐渐不为人们所欢迎,相应地出现了软保护措施。
2.软保护措施
所谓软保护措施,就是通过一个特定设计的选择性控制系统,在生产短期内处于不正常情况时,生产设备不须停车,由选择性控制系统自动改变操作方式,使参数脱离极限值。并且当参数恢复正常时原控制系统自动恢复,避免停车而且无需人的参与。
结语
环氧树脂生产过程中温度的控制非常重要,不仅对产品质量有影响,还对成本的控制也起到至关重要的作用,合理的控制温度方式,也减轻了操作人员的劳动强度、操作频率,同时提高了生产效率,减少误操作而带来的生产事故。
参考文献
[1] 刘熊,林海丹,梁义明,章程,谢庆,邵涛.空气中微秒脉冲沿面放电对环氧树脂表面特性影响研究[J].电工技术学报,2015,30(13):158-165.
[2] 张明艳,隋珊,陈金玉,吴淑龙,孙睿,郭宁.功能化碳纳米管/环氧树脂复合材料性能研究[J].电工技术学报,2014,29(04):97-102.
[3] 张培培,陈有双,唐忠锋.聚氨酯改性环氧树脂的研究进展[J].高分子通报,2010,(12):84-89.