CỒN DÙNG LÀM KEO DÁN
1. Nguyên liệu
Phenol nồng độ 98 % :100 phần khối lượng. Formaldehyde nồng độ 37 % :37 phần khối lượng. Xúc tác Ba(OH)2 nồng độ 37 %: 2 phần khối lượng. Tỷ lệ mol : P/F = 6/7
Trong quá trình phản ứng thì đầu tiên tạo ra mono, di, tri metylol phenol. Các mono, di, tri, metylol phenol này tác dụng với nhau tạo nhựa rezolic, còn một phần phenol còn lại không phản ứng, lượng này nếu nhiều quá sẽ làm giảm trọng lượng phân tử của sản phẩm. 2. Cơ chế Hoặc Hoặc OH + OH CH2OH HCHO + OH OH CH2OH 2HCHO CH2OH OH + OH CH2OH 3HCHO HOCH2 CH2OH OH + OH CH2OH CH2OH CH2OH OH CH2OH OH CH2 + H2O HOH2C OH + ... + CHOH OH OH CH2OH CH2OH CH2 OH CH2OH CH2OH OH CH2 H 2O OH CH2... OH CH2
Công thức tổng quát:
3. Quy trình sản xuất nhựa rezolic tan trong cồn để làm keo dán 3.1. Bảo quản và chuẩn bị nguyên liệu 3.1. Bảo quản và chuẩn bị nguyên liệu
Chất lượng và độ đồng nhất của nguyên liệu có tác dụng rất quan trọng. Vì vậy cần phải chuẩn bị và bảo quản nguyên liệu thật tốt.
Nguyên liệu gồm nhiều mẻ nên phải phối hợp cho đồng nhất và bảo quản trong những thùng chứa thích hợp.
Phenol trước khi sản xuất phải ở trạng thái nóng chảy còn formalin thì không có kết tủa parafooc.
Đun nóng chảy thùng chứa phenol tinh thể trong bể nước nóng.
Trong các thùng chứa phenol lỏng, thùng cao vị có hệ thống ống xoắn ruột gà để giữ cho phenol luôn ở trạng thái lỏng.
Để chứa formalin, người ta dùng các thùng chứa kín, formalin không được tiếp xúc với sắt và nhôm đã bị oxi hóa. Khi chuẩn bị và bảo quản phải đảm bảo nguyên liệu thật tinh khiết, do đó cần phải chọn vật liệu thích hợp để làm ống dẫn vào thiết bị. Để bảo quản phenol nóng chảy và formalin thường dùng nhôm hoặc thép không gỉ.
3.2. Quy trình sản xuất nhựa rezolic tan trong cồn để làm keo dán
Gồm các giai đoạn chính: Chuẩn bị nguyên liệu
Tiến hành phản ứng trùng ngưng Sấy nhựa
Tháo nhựa Hòa trộn với cồn
Quá trình trùng ngưng và sấy nhựa được thực hiện trong cùng thiết bị:
Thùng chứa phenol tinh thể (1) được đưa vào trong phòng đun nóng đặt trong bể nước nóng (2), được đun nóng bằng ống xoắn ruột gà và hơi nước bão hòa cho phenol chảy lỏng ra, nhiệt độ ở đây khoảng 500C . Phenol lỏng được bơm li tâm đưa lên thiết bị lường (5).
Xúc tác Ba(OH)2 cũng được được bơm li tâm đưa lên cho vào thùng lường (9). Mở van cho tuần tự HCHO, phenol và dung dịch Ba(OH)2 vào thiết bị phản ứng (10). Thiết bị phản ứng có gắn cánh khuấy dạng mỏ neo. Ban đầu mở cánh khuấy quay với vận tốc 30 vòng/phút, đồng thời cho hơi nước nóng vào vỏ bọc để gia
n
OH
m
OH
phút. Khi nhiệt độ lên khoảng 60÷65C ngừng đun nóng vì lúc này hỗn hợp phản ứng tự tăng nhiệt độ lên đến khoảng 95÷1000C. Lúc này mở thiết bị ngưng tụ để ngưng tụ hơi, chất lỏng ngưng tụ được cho hồi lưu về lại thiết bị phản ứng. Khi hỗn hợp trong thiết bị phản ứng sôi lên cho nước lạnh vào vỏ bọc để làm lạnh (chú ý khống chế lượng nước để cho hỗn hợp sôi nhẹ). Duy trì nhiệt độ 95÷1000C khoảng 100 phút, lấy mẫu để xác định độ nhớt của hỗn hợp. Nếu độ nhớt chưa đạt yêu cầu thì tiếp tục làm việc ở điều kiện nhiệt độ sôi đó đến khi đạt được giá trị độ nhớt theo yêu cầu thì kết thúc quá trình đa tụ và bắt đầu sấy.
Chú ý trong quá trình phản ứng pH của hỗn hợp luôn duy trì ở 7,5 đến 8,5. Quá trình đa tụ kết thúc, lúc này hỗn hợp phân thành 2 lớp: Lớp dưới là nhựa, lớp trên là nước, phenol, formalin chưa phản ứng.
Do trong thành phần của nước còn tồn tại các hợp chất thấp phân tử như:
O CH , OH
CH3 2 , chất xúc tác, sản phẩm phụ, phenol không phản ứng nên cần phải tách nước để nhựa tạo ra tinh khiết hơn.
Giai đoạn sấy nhựa rezolic hết sức quan trọng. Nên tạo chân không sâu để giảm được nhiệt độ của nhựa ở giai đoạn sôi mạnh. Phải tiến hành tạo chân không từ từ để hỗn hợp phản ứng đừng sủi bọt mạnh. Về đầu quá trình sấy tạo ra rất nhiều hơi và nhiệt độ nhựa nhanh chóng giảm đi (lúc đó không nên đun nóng). Phần lớn nước bốc ra ở 60÷700C. Trước khi kết thúc sôi vài phút cho hơi nước áp suất 3 atm vào vỏ đun nóng, khi nước đã khử được hầu hết, nhựa trở nên sáng hơn và nhiệt bắt đầu tăng lên lúc đó hơi giảm xuống 0,5 atm. Ở điều kiện sấy cố định (áp suất còn không được ít hơn 200 mmHg) thì có thể tăng nhiệt độ lên không quá 1000C.
Để kết thúc quá trình sấy nhựa thì ta căn cứ theo thời gian và nhiệt độ của nhựa. Đồng thời kiểm tra nhiệt độ nhỏ giọt và tốc độ đóng rắn của các mẫu nhựa. Lấy mẫu thứ nhất khi nhiệt độ nhựa trong nồi phản ứng đạt từ 82÷850C sau đó cứ 10 phút lấy mẫu 1 lần. Kết thúc quá trình sấy nhựa khi tốc độ đóng rắn trên tấm kim loại ở nhiệt độ 1500C chưa đạt tới 100÷160 giây. Sau khi tách nước, tháo nhựa ra thùng chứa và cho cồn vào, cồn này đã được xử lý cho qua thùng lường mới đưa vào thùng chứa để hòa trộn với nhau. Thiết bị hòa trộn có gắn cánh khuấy, tiến hành khuấy trong khoảng 40 đến 70 phút, vận tốc cánh khuấy khoảng 25 vòng/phút. Sau khi khuấy trộn xong keo tạo ra được tháo ra bồn chứa keo và nhập kho tạm thời trước khi đi đóng gói.
PHẦN II TÍNH TOÁN (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CHƯƠNG I
CÂN BẰNG VẬT CHẤT Các số liệu ban đầu:
- Năng suất 20000 tấn/ năm. - Nồng độ dung dịch keo: 60%
- Hiệu suất tạo nhựa: 125% so với phenol. - Hàm lượng phenol tự do trong nhựa là 6%.
- Nguyên liệu sử dụng là: Phenol 98%; formaldehyde 37%; Ba(OH)2 37%.
Các tổn thất:
- Tổn thất giai đoạn chuẩn bị mỗi loại nguyên liệu là: 0,1%- Tổn thất ở giai đoạn đóng gói keo là: 0,2% - Tổn thất ở giai đoạn đóng gói keo là: 0,2%
- Tổn thất khi tổng hợp là: 0,4% - Số ngày trong năm là: 365 - Số ngày nghỉ lễ, tết là 10 ngày.
- Số ngày nghỉ bảo dưỡng máy móc, cúp điện là 15 ngày. Vậy số ngày làm việc trong năm là: 365 – 25 = 340 ngày. - Một ngày làm việc 3 ca nên năng suất làm việc của 1 ca là: 19,608 3 340 20000 = × tấn/ca