黑燈科技-酚醛樹脂聚合反應(yīng)控制方案

酚醛樹脂聚合反應(yīng)控制方案

酚醛體系環(huán)保、節(jié)能材料是指以酚醛樹脂為基體材料，采用特殊工藝制得的具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、保溫、隔音、防火功能的勻質(zhì)或復(fù)合材料。酚醛樹脂泡沫塑料具有優(yōu)良的阻熱、耐火性能，即使燃燒也是低火焰、無滴落、低煙、無毒，而且是一種最便宜的聚合物泡沫塑料。酚醛樹脂泡沫塑料作為保溫材料被廣泛用于汽車、船舶、航空、建筑等領(lǐng)域。隨著國(guó)家對(duì)建筑環(huán)保節(jié)能的強(qiáng)制要求，我國(guó)建筑環(huán)保節(jié)能保溫材料產(chǎn)業(yè)將得到大力發(fā)展，市場(chǎng)發(fā)展前景良好。

目前使用較多的熱固性酚醛樹脂的合成工藝有兩種：方法一是以37%的甲醛溶液為起始原料；方法二是以多聚甲醛為起始原料，兩種方法合成路線基本類似，其反應(yīng)機(jī)理及流程一致。具體反應(yīng)機(jī)理為：苯酚與過量多聚甲醛在堿性催化劑的作用下，首先發(fā)生加成反應(yīng)生成羥甲基苯酚，進(jìn)一步發(fā)生縮聚反應(yīng)生成熱固性酚醛樹脂。方法一工藝容易產(chǎn)生較多廢水，但是部分特殊功能產(chǎn)品需要此工藝方法進(jìn)行生產(chǎn)；方法二不產(chǎn)生廢水，節(jié)能環(huán)保，但生產(chǎn)較難控制，工藝自動(dòng)化要求高，儀表控制系統(tǒng)投入大。本文主要介紹方法二即多聚甲醛法聚合反應(yīng)的自動(dòng)化控制方案。

反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間是聚合反應(yīng)重要的控制要素。傳統(tǒng)的工業(yè)化生產(chǎn)中主要靠操作工人現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)反應(yīng)釜溫度、反應(yīng)時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)來控制反應(yīng)過程。這種現(xiàn)場(chǎng)控制的方法難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，同時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量也不穩(wěn)定，反應(yīng)異常時(shí)也有一定的安全隱患。配合反應(yīng)釜溫度等一次檢測(cè)元件和切斷閥等執(zhí)行元件，作者根據(jù)聚合反應(yīng)的工藝流程和控制要求在DCS系統(tǒng)中設(shè)置一套邏輯控制程序?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。使用該控制方案可以節(jié)省人力成本，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，降低事故概率，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。

多聚甲醛法以多聚甲醛和苯酚為起始原料，加入催化劑、添加劑，和水經(jīng)過反應(yīng)釜發(fā)生聚合反應(yīng)，保溫后直接降溫得到成品。廣州黑燈科技有限公司是專業(yè)從事各類行業(yè)各種類型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)開發(fā)和自動(dòng)化工程項(xiàng)目承接，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)，化工設(shè)備研制生產(chǎn)（擁有D1,D2壓力容器生產(chǎn)許可），智能機(jī)械人研究制造，自動(dòng)化生產(chǎn)流水線，可應(yīng)用在各類工業(yè)生產(chǎn)上使用，技術(shù)團(tuán)隊(duì)已在自動(dòng)化控制方面積累了豐富的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，是一家專注于自動(dòng)化控制系統(tǒng)開發(fā)、自動(dòng)化工程項(xiàng)目承接和技術(shù)服務(wù)的技術(shù)型企業(yè)。自動(dòng)化配置緊自動(dòng)急切斷聯(lián)鎖裝置，并且應(yīng)配備光聲報(bào)警系統(tǒng)。能有限降低人員的傷亡的情況，減少財(cái)產(chǎn)損失。緊急切斷聯(lián)鎖裝置防止事故的發(fā)生。歡迎來電討論咨詢，關(guān)生18565060664    http://www.xm-fcx.com/

1 聚合反應(yīng)的工藝介紹

聚合反應(yīng)可根據(jù)裝置規(guī)模配置多臺(tái)反應(yīng)釜，現(xiàn)以一臺(tái)反應(yīng)釜為例介紹反應(yīng)流程。在聚合反應(yīng)開始前，一定量的工藝水通過管道輸送到反應(yīng)釜中（R-01A），在反應(yīng)釜的外加熱管通入90℃熱水加熱，使釜內(nèi)溫度達(dá)到60℃。當(dāng)反應(yīng)釜（R-01A）溫度達(dá)到60℃時(shí)，打開苯酚加料閥加料至反應(yīng)釜（R-01A）中。苯酚加料完畢后，打開多聚甲醛下料閥，螺旋給料器（L-01A）將一定量的多聚甲醛勻速投入到反應(yīng)釜（R-01A）中進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)釜內(nèi)溫度達(dá)到70℃時(shí)，停止通外加熱水，同時(shí)打開內(nèi)盤管冷卻水進(jìn)出口閥門，移走反應(yīng)熱。反應(yīng)60min后，取樣分析反應(yīng)釜內(nèi)發(fā)泡樹脂的粘度，當(dāng)粘度達(dá)到要求后，一定量的尿素溶液自流至反應(yīng)釜（R-01A）中，去中和多余的甲醛溶液。通過循環(huán)水降溫冷卻。待液體冷卻至50℃時(shí)即可放料，最終的產(chǎn)品為乳液狀。反應(yīng)壓力為常壓。發(fā)泡樹脂通過輸出泵（P-01A）輸送至下游生產(chǎn)車間。為了減少反應(yīng)釜（R-01A）物料的損失和尾氣排氣量，每個(gè)反應(yīng)釜尾氣排放管道上設(shè)置一個(gè)冷凝器（E-01A），在反應(yīng)過程中蒸發(fā)出來的物料，經(jīng)過冷凝器冷凝回流至反應(yīng)釜中，不凝氣體通過管道送至尾氣吸收塔（T-01）進(jìn)行洗滌吸收。反應(yīng)過程中，反應(yīng)釜中溫度達(dá)到130℃時(shí)在DCS系統(tǒng)報(bào)警。溫度達(dá)到150℃時(shí)，打開工藝水（作為阻聚劑）進(jìn)水閥門中斷反應(yīng)，同時(shí)打開反應(yīng)釜放料閥和廢料槽進(jìn)料閥，把物料排放至廢料槽做進(jìn)一步處理。

2 聚合反應(yīng)的自動(dòng)化控制方案

整個(gè)反應(yīng)過程采用DCS（集散控制系統(tǒng)）控制。反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置熱電阻一體化溫度變送器測(cè)量釜內(nèi)溫度。反應(yīng)釜物料進(jìn)料、出料均設(shè)置自控切斷閥。反應(yīng)釜夾套熱水進(jìn)水、循環(huán)水進(jìn)水及反應(yīng)釜工藝水進(jìn)水均設(shè)置自控切斷閥。依據(jù)以上工藝控制流程在DCS系統(tǒng)中設(shè)置一套邏輯控制程序，使整個(gè)反應(yīng)過程自動(dòng)進(jìn)行。同時(shí)反應(yīng)釜溫度過高時(shí)能自動(dòng)采取措施進(jìn)入安全狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

多聚甲醛法生產(chǎn)酚醛樹脂自動(dòng)化程度要求高，控制方案的重點(diǎn)是反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間。本文研究的控制方案能較好的控制生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。