聚丙烯酰胺（PAM）生产工艺设计
石油工业是国民经济的支柱产业，石油是经济发展的重要保证之一。我国石油资源相对较少，三次采油是我国保障石油供应的重要措施。进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究，目的是使我国聚丙烯酰胺生产工艺技术、产品质量、及生产规模均提升到一个较高水平，以满足三次采油对聚丙烯酰胺质和量的要求，避免引进产品带来的风险，保证三次采油技术的顺利实施最终以满足国民经济发展对石油供应的要求，并获得最大经济效益。与此同时，进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究，可满足随着三次采油工艺技术的不断提高而对聚丙烯酰胺各项性能不断改进的要求。
PAM最有价值的性能是分子量很高，水溶性强，可以制作出亲水而水不溶性的凝胶，可以引进各种离子基团并调节分子量以得到特定的性能，对许多固体表面和溶解物质有良好的粘附力。由于这些性能，使得PAM被广泛应用于增稠、絮凝、稳定胶体、减阻、粘结，成膜、阻垢、凝胶及生物医学材料等许多方面。PAM的最大用途是在水处理、造纸、采油、冶矿等领域。
此外，聚丙烯酰胺在水处理行业具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。随着环境意识的不断加强，聚丙烯酰胺在城市污水处理方面的应用将会越来越受到重视。聚丙烯酰胺生产工艺技术的研究，也将对城市污水处理工艺技术的提高起到推动作用。
目前PAM生产的工艺路线一般从丙烯腈(AN)为原料开始，经AM装置生产出AM水溶液，再以AM为原料在PAM装置生产出PAM产品。AM生产工艺主要有以骨架铜为主体的重金属类为催化剂的化学法和以生物酶为催化剂的生物法，其技术的关键在于催化剂，依催化剂的不同生产工艺有较大差异。PAM的生产工艺方法较多，依PAM产品性能要求不同及生产过程采用的引发剂不同，生产工艺方法有较大的差异，其中引发剂是技术关键，属各公司的技术秘密。对PAM生产工艺技术的研究主要体现在引发体系和与PAM生产相关的专用设备上。
在AM制备方面，国外化学催化水合法已属成熟技术，生物催化水合法在日本已取得成功，并有大规模的工业应用。国内化学法则长期来无大的技术突破，引起关注的是用微生物法生产AM水溶液的研究取得了成功。该研究利用生物发酵方法培养出含腈水合酶的菌体，再将其菌体用海藻酸钠包埋作为催化剂使AN与水生成AM。据报道其产酶细胞最高活性达2924u/ml，平均酶活为2556u/ml, AN转化率为99.9%，其主要生产技术属国内领先且达到国际先进水平。
在国内微生物法AM技术研究取得成功后，利用其技术相继建设了四套规模在1000-2000t/a的中试装置，中试过程对其工艺技术进行了进一步研究完善。这些研究中包括与AM聚合工艺相配合的对AM纯度、杂质含量等进
行纯化的研究。
1 工艺流程
2 x 104t/a聚丙烯酰胺工业化开发研究包括微生物法AM装置和PAM装置两个主要工艺装置。AM装置工艺过程主要包括AN原料制备，空气净化、生物发酵、催化反应和AM精制5个工序；PAM装置主要有AM配液、AM 聚合、PAM造粒、PAM干燥、研磨、筛分、包装等工序。
A、AN原料制备
本工序的目的是脱除原料AN在储运过程中所加的阻聚剂（对苯二酚单甲基醚)。
从储罐中来的AN经加热后进闪蒸罐，在真空状态闪蒸，气相经冷凝、冷却后进AN中间储罐。
b、空气净化
本工序的目的是生产无油、无菌的空气，供细菌培养用风。
压缩空气(0.35MPa )，经冷却分离出部分水分，控制空气露点在20℃以下，再加热后进总过滤器，消除空气中杂菌，送发酵工序。
c、生物发酵
本工序的目的是培养生产含腈水合酶的细菌。
操作的第一步是将培养基送入种子罐、繁殖罐、发酵罐；第二步是用蒸汽对设备及培养液进行严格消毒；第三步是移种、繁殖、发酵，生产出具有较高酶活性的发酵液。
本工序操作为间歇操作。
d、催化反应
本工序的目的是在生物酶催化剂的作用下，完成AN与H2O转化为AM 的反应。
发酵液经固定化细胞技术生产出颗粒状的生物酶催化剂，与水按一定配比进催化反应器，精制后的AN经计量后滴加至催化反应器，控制反应器内溶液中AN浓度在3-4%，同时控制反应器的温度，待AM达到预定浓度，AN浓度≤500mg/l时进AM中间罐。
生物酶催化剂有效活性为三个周期，用三个周期后，催化剂经过滤分离后送去焚烧。
e、AM精制
本工序的目的是分离AM中因原料所带入的轻组份杂质，及培养基、催化剂、设备带入的杂质，包括生物细胞、有机物、金属离子等。
AM水溶液在高真空状态下闪蒸，脱除AN原料带入的轻组份，进超滤膜过滤器过滤，除去生物细胞、有机物等，再经离子交换树脂脱金属离子，得到满足后续聚合工艺要求的AM水溶液产品。
f、AM配液
本工序的目的是将AM、H2O、碱按一定比例配制成预定浓度的混合溶
液，同时控制溶液温度在设定范围。
g、聚合、水解
本工序的目的是在引发剂的作用下，使AM聚合成高分子量的PAM胶体、并在同一聚合釜内进行水解反应，达到所要求的水解度。
AM溶液进聚合釜后，用纯N2( 99. 99%)除去溶液中的O2，然后按预定程序和量加入各种引发剂，进行聚合反应，反应过程不需温度控制。聚合反应完成后在聚合釜夹套内通入热水保温进行水解反应。
h、PAM胶体造粒
本工序的目的是将胶块状PAM切割成3-6mm胶粒。
PAM胶体从聚合釜用空气压入储料箱，再从储料箱压入造粒机。造粒机内的螺杆把胶体从喂料口输送至刀孔，同时借螺杆的压力使胶体从刀孔中挤出形成细条状，再经与刀孔配合的旋转切TJ刀将胶条切成颗粒。
通过造粒机可以得到颗粒尺寸约为3-6mm的胶粒，再以气力输送方式把胶粒输入干燥机。
i、PAM干燥
本工序的目的是将PAM胶体变成固体颗粒状PAM，其含水量从胶体的75%降至固体状PAM的10%.
干燥器分2段，第一段用110-120℃的热空气干燥，干燥至PAM含水约25%，第二段用90-70℃热空气干燥，干燥至PAM含水10%，然后冷却至55℃。干燥分两条生产线，一条线规模6500t/a，采用国内开发产品；另一线规模13500t/a，采用引进设备。
干燥过程所产生的NH3、H2O汽与空气一同排入高空。
j、研磨及包装
本工序的目的是将固体大颗粒状PAM研磨成小颗粒状粉体，经筛分得0.15-1.Omm的颗粒状PAM干粉，并将其包装成袋。
从振动筛出来的产品经负压气力输送到旋风分离器，旋风分离器底部的物料进双层筛分器，经双层筛分器分成三部分，细粉末进料斗入袋；粗颗粒进研磨机重新研磨，再送至旋风分离器;符合要求的颗粒输送至混合料斗内，使不同反应釜的产品混合得到均匀产品，然后通过包装机计量装袋。
2 工程设计要点
2.1AN精制
AN易自聚。在储存运输过程中，为防AN自聚，通常采取在AN中加入对苯二酚单甲基醚。对苯二酚单甲基醚带入AM中对生产高分子量PAM 有较大影响。因此，在AN进行水合反应前要将其脱除。由于对苯二酚单甲基醚沸点为165℃，AN沸点为77.3℃，二者沸点差较大，采用闪蒸分离的方法较为有效；由于AN原料中对苯二酚单甲基醚的含量很少，一般在40-50mg/L，所以采取定期从闪蒸釜中清除釜底聚积的重组份物质(主要是对苯二酚单甲基醚)的方法可使工艺流程较为简单;由于AN高温下极易自聚，
所以闪蒸温度不宜过高，为降低闪蒸温度，采取在微真空压力下闪蒸，同时加大阻聚剂用量的方法进行。
2.2 生物发酵
生物发酵过程是细菌繁殖并产酶的过程。利用菌种发酵制备产酶细胞采用的是单一纯菌发酵。自然环境中细菌无处不在，以至常常由于工艺条件及设备选择不当，配管安装不当，操作不当等原因而使菌种或发酵过程受到自然环境中杂菌的污染和干扰，从而引起所用菌不能生长或酶产量大幅度下降。因此，生物发酵过程的关键是有效地避免杂菌的干扰和污染，即避免染菌。
为避免染菌，在工艺设备及配管设计中需采取的措施主要有：
a、工艺过程采用全密闭工艺，始终维持系统正压，防止渗漏带入杂菌。
b、合理设置无菌室，使菌种不受污染，此为防止染菌的重点措施。
c、发酵用空气采用冷却水冷却，控制露点在10℃左右，保持空气千燥，同时用过滤器消除杂菌。达到无菌、无油、干燥条件。
d、设备及配管设计要避免有消毒(蒸汽灭菌)不到的死角，设备内表面应保持光洁，顶部有排气阀，阀门采用发酵专用阀门(抗生素截止阀)，管道设计不留流体不流动的空间。
e、对培养基(营养液)及发酵设备设置蒸汽消毒(灭菌)流程，以保持
系统各部位均可有效地消毒，消除杂菌存留的空间。
f、管道焊接采用惰性气保护焊，以使焊口内表面平整，消除由于焊口局部空隙而使消毒操作不彻底从而引起染菌的现象。
g、对发酵系统管道进行气密性试验，保证系统密闭，防止渗漏染菌。
2.3 生物催化剂制造—固定化细胞
固定化细胞是微生物法AM工艺技术的一个重要部分，其目的是将含有AN水合酶细胞的发酵液固定于某种载体上，制造出固体颗粒生物催化剂。经过中试装置试验，确定采用以海藻酸钠为载体的包埋法。这种方法具有造粒工艺简便，酶活力高，反应后固定化细胞容易分离的优点。海藻酸钠以氯化钙水溶液为固化剂，海藻酸钠及氯化钙水溶液的浓度分别为2%, 0.2M 时较为合适。固化工艺条件：固化温度4℃，固化时间20-24h，物料配比为8%含菌发酵液:海藻酸钠:0.2M氯化钙=100: 2: 300。此外，为了生物催化剂颗粒均匀，应使发酵液与海藻酸钠混合液流出造粒机的速度恒定。
2.4 AN水合反应浓度、温度控制
采用微生物法生产AM，其AN水合反应是在生物酶作用下完成的。生物催化剂在反应液中AN浓度高于5%(质量)时将中毒失效。另一方面，AN 水合反应为放热反应，反应温度将随生成物AM浓度的增加而升高，温度升高对反应有两方面的不利影响，一是生物催化剂在高温下易失效；二是在高温条件下，反应产物AM易自聚。因此，AN水合反应需严格控制反应液浓度，同时根据反应过程中产物的浓度变化控制反应温度。本设计采用近红外浓度分析仪在线检测反应液中AN、AM浓度，用AN浓度信号调节AN加
料泵电机用电频率以实现AN加料量自动调节，控制反应液中AN浓度；用AM浓度信号调节反应釜冷却水量以实现反应温度自动控制。反应温度为变温控制过程，温度控制值根据所检测的AM浓度确定。
2.5 AM水溶液中轻组份杂质的脱除
生物法AM工艺技术的特点是原料AN转化率高(可达99. 9%)，选择性高(催化剂只对AN起作用，对原料中的其它杂质不起作用)。原料AN中带入的其它组份仍然从产物中带出，AN残留于AM水溶液中的浓度约为250mg/L。这些都需脱除才可满足聚合的要求。但AM水溶液在高温下易自聚的特点，使得这些轻组份杂质不能用加热闪蒸的方法脱除，而需采用高真空闪蒸的方法，闪蒸压力为-0.095MPa。闪蒸为一次闪蒸。为有效脱除AN 等轻组份杂质，加大了循环量，循环量约为进料量的20倍。
2.6 AM水溶液中生物细胞、有机物等杂质的脱除
生物法生产的AM水溶液中含有生物催化剂漏失的生物细胞及有机物，这些对生产高分子量的PAM有较大的影响，需脱除。经过现场试验，发现采用超滤膜过滤的方法较好，可使AM水溶液中的蛋白及其它有机物大分子得到有效过滤。同时膜过滤后延长了阳床的再生周期，减少了脱盐水用量，降低了能耗，同时也减少了污水量。
2.7 AM水溶液中金属离子的脱除
生物法生产的AM产品，基本不含铜离子，但在生物发酵过程中培养基、水不可避免要带入金属离子，且生物催化剂制造过程中存在大量钙离子，这些金属离子随催化剂部分散失于AM水溶液产品中。据有关资料报道，铜离子、铁离子、钙离子等高价金属离子浓度对生产高分子量PAM有很大影响，所以需脱除。脱除金属离子的方法采用离子交换法，根据所采用的聚合引发体系的要求，控制出口AM水溶液电导率小于300μs/cm。阳床设2台，一台工作，另一台用盐酸水溶液再生后备用。
2.8 AM溶液的输送与储存
AM溶液极易自聚，自聚产物为具弹性的固态胶状物，其后果是设备、管道阻塞报废。AM溶液的自聚温度随浓度、纯度、运行状态、材料、表面粗糙度等等因素不同而异。在AM溶液含有氧(氧为阻聚剂)，且处于流动状态时，工作温度可到45℃，在静止状态，自聚温度37.8℃，但实际操作中，常常在室温不超过30℃时便发生自聚的现象。另一方面，AM溶液在低温条件下结晶，50%浓度的AM结晶温度为5℃, 30%浓度的AM结晶温度为-8C，因此，储存温度下限要避免结晶现象出现。普遍认为AM溶液在20℃以下保存是安全的，下限温度则随AM浓度不同而异。
AM溶液对设备、管道材质有较多的限制，Fe, Cu, A1是禁用的。因为Fe离子的存在易引起AM溶液聚合，Cu, A1离子是阻聚剂，影响后续聚合工艺产品质量。一般选用不锈钢，近年来PVC等非金属材料已有应用。
AM溶液对设备、管道的表面光洁度有较高的要求。AM溶液在粗糙表面上极易自聚，因此，AM设备金属内表面要求抛光处理。
根据AM的以上特性，在工程设计中主要采取了以下措施:
a、与AM溶液接触的管道、设备、仪表采用不锈钢、PVC材料。
b、AM储罐内壁抛光处理。
c、AM储存温度控制在10-20℃之间。
d、在工艺流程设置上，设阻聚空气系统，对静止及温度较高的AM溶液通
入空气。
c、输送AM溶液的泵采用磁力离心泵。
f、流程设置上尽可能使管道中的AM溶液处于流动状态。对可能短时间静
止的间歇性生产的管道采用冷冻水伴冷。
g、配管设计中，避免管道安装中的死角。
h、设脱盐水冲洗系统，在停运时随之冲洗管道。
2.9 AM配液
对于前加碱均聚共水解聚合工艺，要求AM水溶液在聚合前与碱充分溶解，以使聚合产品水解度均匀。本工艺中聚合引发体采用的碱为Na2CO3固体，其在AM混合物要求的温度(10-13℃)条件下溶解度较小，约8%。因此，使AM溶液与Na2CO3充分A合的最好方法是先将Na2CO3溶解，制得Na2CO3水溶液，再使AM溶液与Na2CO3水溶液混合。但这要求AM溶液有较高的浓度，以满足加入Na2CO3水溶液后仍可保证AM混合液的浓度要求。得到高浓度AM的途径有两条，一是提高AN水合反应产物的浓度，这在目前技术条件下难于实现；二是将较低浓度的AM水溶液浓缩，这需较高的能耗，且由于AM溶液在常温下就极易自聚，浓缩工艺较为复杂，建设投资大。因此，根据中试装置实践，确定采用固碱直接溶于AM水溶液的方法。为了使AM溶液与固态Na2CO3充分混合，在溶解过程中始终进行搅拌，同时，采用给料器向溶解罐给料，使Na2CO3均匀进入溶液，防止结块。
2.10 聚合釜形式及特点
AM溶液聚合后为高粘度的胶状物。胶状物却料、输送均较困难。国外公司PAM聚合釜卸料均采用倾倒形式，即待AM聚合成胶状物后将聚合釜倾倒，使胶体却出。这种方式聚合釜形式可以多样，也可有较大的容积，安装高度可以较低，但机械设备、自动控制要求高，设备投资高，且目前国内的设备制造能力难于满足工业化要求。目前国内较多采用的是圆筒气压卸料式聚合釜，本项目亦如此。从工程设计的实践中体会到，这种聚合釜形式，有操作方便，设备投资低的优点，但由于胶体难于输送的特点，设备必须安装在较高的位置，使得设备安装难度大，安装配套设施费用高，采用10m3聚合釜已使设备安装高度至20m，厂房高度至25m。其它方面的难点：a、由于聚合釜温度压力周期性变化，内涂层易于脱落；b、为胶体却料用阀门需特殊开发；c、从工艺角度考虑，聚合釜内聚合反应完成后温度约为75℃，而其后在釜内进行的水解反应按现配方要求温度为90℃，即釜内胶体需从75℃升至90℃。但由于胶体的传热性能很差，上述升温过程难于实现。因此，采用圆筒气压卸料式聚合釜，其釜容积要增大较困难。但就目前国内设备制
造能力而言，圆筒气压卸料式聚合釜仍将是首选的。
2.11 PAM胶体造粒
PAM胶体干燥前需切割成3-6mm的颗粒。由于PAM胶体具有极高的粘度，所以将其切割成小颗粒，从工程上考虑需解决如下几方面的问题：a、胶体进入造粒机的喂料问题；b、造粒机内部胶体的传送问题；c、胶体切割及造粒的均匀性问题；d、胶体造粒后防止重新粘结在一起的问题。本项目采用重力与气压喂料相结合的进料方式，造粒机内部采用双螺杆传送物料，造粒采用孔板挤压与旋转切割相结合的方式，在造粒的同时，向胶粒表面喷入表面活性剂与白油调配的混合物，喷入量小于胶体量的1%。
2.12 PAM胶粒干燥
PAM胶粒含水75%，需干燥至含水10%。由于PAM胶体的高粘性、及在高温下易使分子量下降、且易交链而使溶解性变差的特点，因此从工程上考虑，干燥PAM胶粒需解决如下问题；a、为防止胶粒在干燥过程中再度粘结，须使胶粒处于流化状态；b、为防止高温降解及交链，需控制胶体表面温度不超高，且干燥器床层不能有死床现象，以免局部过热；c、PAM胶体中包含了聚合反应的副产物NH3，在干燥过程中随干燥介质释放出来，因此，干燥过程需要密闭；且排气高度应符合环保要求；d、PAM干燥风量较大，随风带出的PAM需有效回收；e、PAM干燥是能量大量消耗的过程，需考虑能量综合利用及降低能耗的措施。本项目采用流化床，用蒸汽加热空气作为干燥介质，随风带出的PAM采用旋风分离器回收，废气从50m高烟筒排放；为保证干燥出口物料温度满足要求，增加了冷却段；由于系统噪声较大，主要噪声源被封闭在隔音室内。
2.13 PAM研磨
PAM干粉的溶解性与其颗粒度有关，因此PAM干燥后需进行研磨，使之成为颗粒为0.15-1.0mm的产品。研磨的关键是解决细粉量过多的问题，其次是排放废气的除尘问题。本项目采用棒锤式研磨机，可控制细粉量≤3%，废气除尘采用布袋式除尘器，自动切换。
2.14 PAM包装
PAM干粉易吸潮而变粘，因此包装需在密闭状态进行。本项目采用全封闭的半自动定量包装机，配套传送带、封口热合、缝纫功能。包装袋规格25kg,尺寸约575mm x 975mm。
2.15 PAM胶块、胶粒及干粉的输送
PAM胶粒及干粉采用气力输送比其它机械传送的方法有输送距离长，投资省、占地少、传输方便、能耗少的优点，因而在国外类似装置广泛采用。但由于气力输送的工艺计算尚无成熟方法，许多参数依赖试验数据或经验值。
PAM胶块输送较胶粒输送难度更大，以往国内大部分小装置都是采用人工转送的办法，劳动强度大。对于大规模工业生产，采用送料螺杆输送或传送带输送是可行的，但送料螺杆及传送带输送距离受限制，一般限于短距离，
如果需输送较长的距离，则需用几级串联。
所以，对于PAM胶块、胶粒、干粉的输送设计，首先需在设备布置时予以充分考虑，尽可能减少胶块、胶粒、干粉的输送距离，其次气力输送管道安装应尽可能少拐弯，拐弯管道的曲率半径应大于6DN，甚至更大。在气力输管道的选择上，最好选用无缝钢管，以免漏风，特别是对真空输送系统。
气力输送系统的喂料口设计是一个重要环节，需根据气力输送的不同形式仔细考虑。
2.16 设备、管道脱脂
生物发酵过程和AM生产过程对设备管道的洁净度都有较高的要求。发酵过程中设备、管道所带的油脂等杂物可影响菌种的培养及产酶，使酶产量下降；AM生产过程中设备、管道所带的油脂等杂物可影响AM溶液的质量，使AM纯度降低，而且可能带入对AM聚合产生较大影响的杂质，影响聚合物分子量。因此，对发酵系统及与AM溶液有关的设备、管道、阀门均需做脱脂处理。
3 分析与讨论
3.1 进一步提高水合反应产物中AM浓度
目前国外许多高技术的公司AM浓度已经能达到40%到50%了，AM的浓度对能耗，工艺都有很大的影响，我们应该在这方面多下功夫。
3.2 游离细胞催化技术的研究
用固定化细胞技术制成的生物酶催化剂有这许多不可避免的缺点，要想对工艺有更多的提高，游戏细胞催化技术是一个研究的方向。
3.3 AM产品组成及质量指标的研究
微生物法生产AM，具有AM纯度高、转化率高、选择性高，副产物少的特点，但是由于原料AN的组成复杂，生物催化剂在制备过程中也用到许多化学品，不可避免要带入AM产物中，所以实际上AM溶液的组成是很复杂的。但是，研究AM溶液中各类物质对后续聚合工艺的影响，确定其质量指标是很有必要的。所以，对于微生物法生产的AM的组成及质量指标还有待研究。
3.4 AN水合反应过程连续化操作的研究
目前，上海生物所开发的微生物法丙烯酰胺技术，其AN水合反应是周期性操作的，每一个周期中，都需经过向反应釜中加水、加催化剂、加AN,控制反应温度及AM出反应釜的过程，这使工程设计中要设置较大的中间储罐调峰，给生产操作带来不稳定因素。
从生物催化剂的上述特点分析，现实水合反应连续操作需解决下面几个方面的问题：
a、生物催化剂的机械强度，要能在流动状态下保持完整。
b、反应液在流动过程中浓度控制的手段和措施。
c、反应液在流动过程中，反应热导出的措施。
d、催化剂在流动状态的更新措施。
e、反应釜的结构形式。
3.5 原料AN对PAM水解工艺及PAM产品性能影响的研究
在生产过程中发现，用不同来源的AN生产的AM，对后续PAM水解工艺有不同程度的影响。在其它条件不变的情况下，用某一些厂的AN生产的AM, PAM水解过程按预定的时间顺利完成，而改用另一些厂的AN生产的AM, PAM水解过程较难进行，水解度达不到要求，PAM产品质量受影响。为什么出现此现象，目前原因不清。
3.6 进一步研究PAM聚合工艺及水解工艺
我国的PAM工艺指标许多方面离国际高水平还有一定距离，还有很多待研究的东西。
3.7 含NH3废气的净化问题
3.8 有关专用设备的研究
例如PAM聚合釜、PAM造粒机等重要设备国内的制造工艺和技术都处于落后的状态。
化工工艺学课程设计设计题目：环氧乙烷生产工艺设计
目录 一、设计方案简介 (2) 二、工艺流程草图及说明 (6) 三、物料衡算 (8) 四、计算结果概要 (15) 五、工艺流程说明 (15) 六、工艺流程图 (21) 七、参考文献 (22) 一、设计方案简介 环氧乙烷（沸点10.5℃）是最简单也是最重要的环氧化合物，其用途是制取生产聚酯树脂和聚酯纤维的单体、制备表面活性剂，此外还用于制备乙醇胺类、乙二醇醚类等。 1、反应过程分析：
工业上生产环氧乙烷的方法是乙烯氧化法，在银催化剂上乙烯用空气或纯氧氧化。乙烯在Ag/α-Al2O3催化剂存在下直接氧化制取环氧乙烷的工艺，可用空气氧化也可以用氧气氧化，氧气氧化法虽然安全性不如空气氧化法好，但氧气氧化法选择性较好，乙烯单耗较低，催化剂的生产能力较大，故大规模生产采用氧气氧化法由乙烯环氧化反应的动力学图示可知乙烯完全氧化生成二氧化碳和水，该反应是强放热反应，其反应热效应要比乙烯环氧化反应大 十多倍。 副反应的发生不仅使环氧乙烷的选择性降低，而且对反应热效应也有很大的影响。选择性下降热效应明显增加，故反应过程中选择性的控制十分重要。如选择性下降移热慢，反应温度就会迅速上升，甚至产生飞温。 2、催化剂的选择： 由于选择性在反应过程中的重要性，所以要选择选择性好的催化剂，银催化剂对乙烯环氧化反应较好的选择性，强度、热稳定性、寿命符合要求，所以用银催化剂。催化剂由活性组分银、载体和助催
化剂组成。助催化剂主要有碱金属、碱土金属、稀土金属化合物等。其作用是提高活性、增大稳定性、延长寿命。抑制剂的作用是抑制非目标产物的形成，主要有硒、碲、氯、溴等。载体的主要功能是负载、分散活性组分，提高稳定性。载体的结构（特别是孔结构）对助剂活性的发挥、选择性控制有极大的影响（乙烯氧化制环氧乙烷的特殊性要求载体比表面积低并且以大孔为主）。 3、反应压力： 加压对氧化反应的选择性无显著影响，但可提高反应器的生产能力且有利于环氧乙烷的回收，故采用加压氧化法，但压力高对设备的要求高费用增加催化剂易损坏。故采用操作压力为2Mpa左右。 4、反应温度及空速的影响： 影响转化率和选择性的主要因素是温度。温度过高，反应速度快、转化率高、选择性下降、催化剂活性衰退快、易造成飞温；温度过低，速度慢、生产能力小。所以要控制适宜温度，其与催化剂的选择性有关，一般控制的适宜温度在200-260℃。 另一个因素是空速，与温度相比次因素是次要的，但空速减小，转化率增高，选择性也要降低，而且空速不仅影响转化率和选择性，也影响催化剂得空时收率和单位时间的放热量，故必须全面衡量，现工业上采用的混合起空速一般为7000/h左右，也有更高。以氧气作氧化剂单程转化率控制在12-15%，选择性可达75-80%后更高。 5、原料纯度及配比： 原料其中的杂质可能给反应带来不利影响：使催化剂中毒而活
压力容器设计管理制度 1 管理范围 本制度适用于公司压力容器设计的管理 2 管理职责 2.1 组织实施本制度的责任部门是设备动力部。 2.2 组织实施本制度的协助部门是生产部、企管部、化机部及各事业部。 3 管理内容 3.1 职责划分 3.1.1 在进行压力容器设计前，使用部门(以下简称事业部)必须先提交压力容器更新（或新增）报告，经生产部、设备动力部审核、公司领导审批后方可执行。 3.1.2 事业部负责提供压力容器设计详细的工艺参数和结构型式，并对其完整性负责。 3.1.3 生产部负责对压力容器设计的工艺符合性进行审核。 3.1.4 设备动力部负责对压力容器设计的使用安全性、经济性进行审核；并选定压力容器设计单位（包括化机部、集团化机部或通过招标选定设计单位）。 3.1.5 企管部招标中心负责通过招标方式选定设计单位。 3.2 设计参数选定 由事业部提供技术协议（含详细的工艺参数，如温度、压力、介质、换热面积、容积及结构型式和制造、验收标准等）和《设备设计条件表》（见附件一），报设备动力部（先经压容处审核）、生产部审核。工艺参数由事业部工艺副部长（或工艺技术员）提供；《设备设计条件表》由事业部设备副部长（或压容主管）提供。以上资料均需经事业部部长审核。 3.3 压力容器设计 3.3.1 压力容器设计一般由化机部或集团化机部完成，必要时通过招标选定。 3.3.2 化机部或集团化机部承担压力容器设计任务时，由事业部向其提供经审批的《设备设计条件表》和《工程项目申报表》，由其进行压力容器施工图设计。 3.3.3 需招标选定设计单位时，由事业部向企管部招标中心提供经审批的《设备设计条件表》和技术协议（见附件二）等资料，由中标单位完成施工图设计。 3.4 设计图纸要求 压力容器设计总图（蓝图）上须加盖压力容器设计资格印章（复印章无效），设计资格印章失效的图样和已加盖竣工图章的图样不得用于制造压力容器。设计总图上应有设计、校核、审核（定）人员的签名，并经事业部和设备动力部会签后生效。第三类中压
聚丙烯酰胺合成工艺 （1）A原理：丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺： C H O NH2 H2C 引发剂 CH2 H C C O NH2 n 丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中，经强碱催化剂如烷氧钠的作用下，经阴离子聚合反应则生成聚β－丙酰胺。 C H O NH2 H2C 碱 阴离子聚合反应 CH2 CH2CONH n 工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺，所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多，包括过氧化物、过硫酸盐、氧化－还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。 工业生产中采用的聚合方法，主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法，以前者应用最为广泛。此外也有采用γ－射线辐照引发固相聚合的报道。 B.丙烯酰胺水溶液聚合存在的问题：①聚合热为82.8 kJ/mol，相对来说放出的热量甚大，因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。②是如何降低残余单体含量。因为丙烯酰胺单体毒性甚大，为了减少其危害性，特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于0.1%。③是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物，即干燥脱水问题。④是如何自由控制产品分子量。 丙烯酰胺于25 o C, pH=1时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为（1.72±0.3）×104和（16.3±0.7）×106Lmol-1s-1，与动力学链长成正比的k p/k t1/2=4.2±0.2，此数值甚高，所以不存在链转移时，聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2
×107的产品。 丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时，可能产生交联生成不溶解的聚合物，当聚合反应温度过高时，此现象更为严重。理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键，参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。 有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量，发现含氮量低于理论值，认为这是由于分子内脱NH 3生成酰亚胺基团所致。 C C 22O O C C O O H NH 3 高纯度丙烯酰胺易聚合为超高分子量的聚丙烯酰胺，为了生产要求的分子量范围，须加有链转移剂，链转移常数如表所示。
毕业设计（论文）题目：环氧乙烷的生产工艺探究 学生姓名：张亚鹏 学号：2010014434 所在学院：材料与化工学院 专业班级：化工1001 届别：2014 届 指导教师：李淮芬
皖西学院本科毕业设计（论文）创作诚信承诺书 1.本人郑重承诺：所提交的毕业设计（论文），题目《环氧乙烷的生产工艺探究》是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容； 2.毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注说明来源； 3. 毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况； 4.本人已被告知并清楚：学校对毕业设计（论文）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计（论文）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果； 5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学校按有关规定给予的处理，并承担相应责任。 学生（签名）： 日期：年月日
目录 前言 (2) 1 环氧乙烷的介绍 (2) 1.1环氧乙烷的定义 (2) 1.2环氧乙烷的物理性质 (2) 1.3环氧乙烷的主要应用领域 (4) 1.4环氧乙烷的应用发展概况 (4) 1.5环氧乙烷应用技术开发动向 (5) 2 乙烯环氧化反应基本原理[12] (5) 2.1乙烯环氧化法 (5) 2.2平行副反应： (5) 2.3环氧化反应 (6) 3 乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷的工艺流程 (6) 参考文献： (9)
酚醛树脂纤维的研究进展 *** 中北大学材料科学与工程学院，山西太原，030051 摘要：简单的介绍了酚醛树脂及其重要性能、合成原理，酚醛树脂改性的目的主要是改进它脆性或其它物理性能，提高它对纤维增强材料的粘结性能并改善复合材料的成型工艺条件等。最后对酚醛树脂纤维未来的发展方向进行了展望。 关键词：酚醛树脂、纤维、改性、复合材料 引言：酚醛树脂耐热性好，机械强度高，电绝缘性和耐高温蠕变性能优良，价格低廉且成型加工性好，特别是其良好阻燃性及很少产生有害气体的特性，使该种具有近百年历史的合成材料得到进一步发展，应用于塑料、复合材料、胶粘剂、涂料和纤维等各个领域。经过改性的酚醛树脂广泛应用于高尖端技术领域。所以，酚醛树脂纤维很受欢迎的。 一、酚醛树脂的简介 酚醛树脂也叫电木，又称电木粉，英文名称：phenolic resin, 简称PF。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，比重 1.25~1.30，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体。 酚醛树脂由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。热固性酚醛树脂具有很强的浸润能力，成型性能好，体积密度大，气孔率低，用于耐火制品，该树脂在15℃- 20℃下可保持三个月。酚醛树脂制品优点主要是尺寸稳定，耐热、阻燃，电绝缘性能好，耐酸性强，它主要应用于运输业、建筑业、军事业、采矿业等多种行业，应用广泛。在NH4OH、NaOH或NaCO3等碱性物质的催化下，过量的甲醛与苯酚（其摩尔比大于1）反应生成热固性酚醛树脂。其反应过程如下：在碱性催化剂存在下使反应介质PH大于7，苯酚和甲醛首先发生加成反应生成一羟甲基苯酚。室温下，在碱性介质中的酚醇是稳定的，一羟甲基苯酚中的羟甲基与苯酚上的氢的反应速度比甲醛与苯酚的邻位和对位上的氢的反应速度小，因此一羟甲基苯酚不容易进一步缩聚，只能生成二羟甲基苯酚和三羟甲基苯酚。热塑性酚醛树脂（或称两步法酚醛树脂），为浅色至暗褐色脆性固体，溶于乙醇、丙酮等溶剂中，长期 姓名：*** 班级：*** 学号：***
环氧乙烷情况概述 1.1. 装置概况及特点 1.1.1.装置建设规模(反应初期) EO/EG装置能力为20.89万吨/年当量环氧乙烷（EOE）。 工况1： 10万吨/年高纯环氧乙烷(EO)，13.89万吨/年一乙二醇(MEG)，1.15万吨/年二乙二醇(DEG)，0.06万吨/年三乙二醇(TEG)。 工况2： 5.21万吨/年高纯环氧乙烷(EO)， 20万吨/年一乙二醇(MEG)，1.65万吨/年二乙二醇(DEG)，0.087万吨/年三乙二醇(TEG)。 装置乙烯各工况下的反应初期与反应末期年消耗均为150000吨。 1.1. 2.建设性质 本项目属于新建项目。 1.1.3编制依据 美国科学设计公司（SD）为辽宁北方化学工业有限公司环氧工程项目编制的EO/EG装置工艺包； 《石油化工装置基础工程设计内容规定》 SHSG-033-2003 其他设计依据参见总说明的编制依据。 1.1.4装置的组成、设计范围和设计分工 EO/EG装置分为环氧乙烷反应和吸收系统、二氧化碳脱除系统、环氧乙烷解吸和再吸收系统、环氧乙烷精制系统、乙二醇反应和蒸发系统、乙二醇脱水和精制系统、多乙二醇分离系统、公用工程蒸汽和凝液系统等单元组成。SD公司负责装置的工艺包设计，中国寰球工程公司负责初步设计与施工图设计。 1.1.5装置的年运行时数、操作班次和装置的定员 1.1.5.1年操作小时数 装置年操作小时数为7560小时。 1.1.5.2操作班次 本装置工作制度为四班三倒。 1.1.5.3装置的定员 装置定员为103人。
1.2 原料、产品及副产品 1.2.1原料的规格、用量、运输方式及来源 EO/EG装置主要原料为乙烯、氧气、甲烷等，其规格见工艺说明部分，乙烯年消耗在各工况下均为150000吨，其余原料用量根据催化剂的活性调整。各原料用量、运输方式及来源情况见表1.2-1。 表1.2-1 原料规格、用量及来源 1.2.2产品和副产品产量、运输方式 装置的主要产品为高纯环氧乙烷、一乙二醇，副产品为二乙二醇、三乙二醇，其规格见工艺说明部分，产量与运输方式见表1.2-2。 表1.2-2 产品和副产品产量、运输方式 注：以上表格中的产量为反应初期产量。
环氧乙烷生产工艺分析 4.1环氧乙烷主要生产方法 环氧乙烷的生产主要有氯醇法和乙烯直接氧化法, 其中乙烯直接氧化法又包括空气法和氧气法。由于氯醇法制备环氧乙烷存在污染严重、产品总收率较低且产品中含甲醛较高, 在一定程度上限制了其用途, 因此企业不常采用此种方法。当前企业生产环氧乙烷采用较广泛的方法是乙烯直接氧化法。 4.1.1氯醇法 氯醇法生产环氧乙烷, 工业上分两步进行。首先是氯气与水反应生成次氯酸, 乙烯次氯酸化生成氯乙醇, 然后氯乙醇皂化( 皂化剂一般见氢氧化钙) 生成环氧乙烷。此方法优点是工艺流程简单, 投资省, 其缺点主要是消耗氯气, 并产生大量污水, 副产物较多, 且产品中含甲醛较高, 在一定程度上限制产品的用途。 4.1.2乙烯直接氧化法 乙烯直接氧化法又分为空气直接氧化法和氧气直接氧化法。空气直接氧化法是由Lefort在1931年创造的, 她利用乙烯和氧在适当载体的银催化剂上作用制备出了环氧乙烷, 并以此取得了空气直接氧化制得环氧乙烷的专利。氧气直接氧化法是由Shell公司在1958年创造的, 此方法直接以氧气作氧化剂, 减少了反应系统中惰
性气体的吸入量, 可减少反应系统中反应器的台数, 在一定程度上降低生产成本。 美国的Shell、ScientificDesign(SD)、Dow化学和UCC公司, 日本的触媒化学公司以及意大利的SNAM和Montedison公司都是乙烯直接氧化法制备环氧乙烷技术的拥有者。 1、反应机理 乙烯直接氧化法所用的催化剂为银催化剂。乙烯在银催化剂上气相氧化发生下列反应: 主反应C2H4+1/2O2→+106.9J/mol 副反应C2H4+3O2→2CO2+2H2O+1323KJ/mol +5/2O2→2O2+2H2O+1218KJ/mol C2H4+1/2O2→CH3CHO C2H4+O2→2CH2O →CH3CHO 乙烯在银催化剂上氧化生成环氧乙烷, 人们普遍接受的反应机理是: 银对氧吸附, 在银的表面产生两种吸附状态的氧( 原子氧及分子氧) 。当氧在银表面发生解离吸附时生成原子态吸附氧, 原子态吸附氧与乙烯发生深度氧化生成二氧化碳和水。当银表面覆盖有抑制剂氯时, 氧的解离吸附过程则受到一定程度的限制。当氧在银表面发生非解离吸附时则生成分子态吸附氧, 它与乙烯作用生成环氧乙烷, 同时脱出一个氧原子, 这个原子态氧则与乙烯发生深度反应, 生成二氧化碳和水。
压力容器管理制度 1、本压力容器管理制度，是本公司竹木碳化罐特种设备的使用以及定期检验的管理制度。 2、公司经理负责压力容器安全管理工作，技术负责人协助管理。 3、压力容器使用管理及定期检验 3.1 新购或更新压力容器，或进行压力容器工程招标时，必须选择具有相应资质的压力容器设计、制造或安装单位。在压力容器投入前，按规定到延平区质量技术监督局办理使用登记手续。 3.2 建立压力容器技术档案，内容应包括： a) 压力容器档案卡（见《压力容器安全技术监察规程》附件四）； b) 压力容器设计文件（包括设计图样、技术条件、强度计算书，以及设计、安装、使用说明书等）； c) 压力容器制造、安装、技术文件和资料（包括竣工图、质量说明书、安全质量监督检验证书、产品使用说明书、强度计算书等）； d) 检验、检测记录，以及有关检验的技术文件和资料； e) 修理方案，实际修理情况记录，以及有关技术文件和资料； f) 压力容器技术改造的方案、图样、材料质量保证书、施工质量检验技术文件和资料； g) 安全附件校验、修理、更换记录； h) 有关事故的记录资料和处理报告； 3.3 运行中的压力容器必须符合以下要求：
⑴储罐罐体无明显变形，储罐基础无不均匀沉降（倾斜度超过1%时，不得继续储气，应清空进行修复）。保持罐基周围排水沟畅通无积水，储罐区内无杂物、畅通无阻。防雷、防静电装置应符合设计规定要求，接地电阻不得大于10欧姆。 ⑵压力容器罐体焊缝、附件及所有连接点无泄漏，阀门开关灵活；罐体外壁防腐涂层完好无脱落，罐体及附件无锈蚀。 ⑶温度计、液位计、压力表等仪表应保持完好和有效状态，指示符合实际情况。 3.4 压力容器操作人员应持证上岗，并定期对他们进行专业培训与安全教育。 3.5 操作人员必须严格按操作规程操作，严禁超压、超量、超温运行。做好巡回检查，发现事故隐患应及时采取措施进行整改。若情况异常，要采取紧急措施并迅速向上汇报。 3.6按照《压力容器定期检验规则》编制压力容器（包括安全附件）的检验、维修、保养计划。 对压力容器的检查、检验、维修、保养的安全要求是： a) 压力容器内部有压力时，不得进行任何修理； b) 处理紧急泄漏需要带压堵漏时，必须制定有效的安全操作方案和严格的防护措施，经公司经理批准，选用经过专业培训，持有有效证书的人员来操作，并有公司经理派技术人员在现场监督； c) 对本公司进行定期检查、检验、或进行技术改造、修理的外来单位，必须是已经取得相应资格或者是经省级安全监察机构审查批
（二）CO2脱除及EO吸收(200#单元) 一、反应产品冷却和EO吸收 反应产品气体经过二次冷却后，温度降到135（138）℃，然后与K-301来的气体混合。这股气流在产品第二冷却器E-203中，与从EO吸收塔C-203中来的富吸收液进行交换，进一步冷却到51(53)℃；富吸收液从41(42)℃被加热到67（69)℃。 冷却后的反应产品气体进到EO吸收塔C-203(在2000年扩能改造中此塔内件改为规整填料)的急冷部分。气体中的一些杂质，如少量有机酸、微量分解的抑制剂被碱性急冷循环液吸收（部分EO反应器生成的甲醛也在这里脱除）。 急冷液离开塔釜的温度为47℃。为脱除反应产品气冷却时产生的水，将一小股物流引到急冷排放解吸塔C-205中，用泵P-205把急冷液打到急冷冷却器E-205，冷却到42℃，再回到EO吸收塔的急冷段。 依靠五层减震浮阀塔塔板上的两级热传递实现急冷段的热平衡。急冷液的循环速率为160m3/hr。 离开急冷段的气体在35℃下用贫吸收液洗涤以回收E0，苛性碱连续加到贫吸收液中维持PH值在7.3～7.5之间，以确保脱除气体中残余的少量酸性化合物。
为保证在有33块塔板（采出板上面）的EO吸收塔中，EO的吸收率达到99.6%（包括急冷排放和乙二醇的生成），吸收剂的流量定为258.8 m3/hr（EOC），塔的内径定为3000mm。系统需要消泡，因此把消泡剂加到贫吸收液中(消泡剂应为无硅的)。 富吸收液从第六层塔板（采出板）引出，温度为41℃。为防止高压循环气串入压力较低的EO解吸塔，并由此排至大气，在富吸收液管道上安装了一个开关阀，低液位开关会引起此阀动作。同样，如果进塔的贫吸收液中断，贫吸收液管道上的开关阀亦可通过回流保护系统关闭。低压差同样会引起氧气停车系统联锁（延时3分钟）。 EO吸收塔的压力，以及循环气管道（从反应器进料到循环气体压缩机入口）的压力是通过排放少量（0.18%）EO吸收塔塔顶气体，从而降低惰性组分含量来控制的。设计排放速率为299（301）kg/hr。此外，循环压缩机密封点处、法兰接头、采样点、排放阀和仪器取样等都会造成少量损失，从而减少所需的正常排放量。 二、EO解吸和乙二醇脱除 在EO吸塔中吸收的E0，在EO解吸塔C-204内从富吸收液中解吸出来。 富吸收液离开EO吸收塔的温度为41℃，预热到103℃后进入EO汽提塔顶部，塔顶出料(EO/H20)进入轻组分脱除和
环氧乙烷、乙二醇装置简介和重点部位及设备（图文），装置简介 （一）EO/EG（环氧乙烷/乙二醇）行业发展史及生产现状 1，EO/EC行业发展史 环氧乙烷是石油化工的重要原料，广泛用作防冻液、冷却剂以及纤维和塑料生产的原料，还大量用于生产非离子表面活性剂，乙二醇醚、乙醇胺、防腐涂料以及其他多种化工产品。EO EG成为聚乙烯和聚氯乙烯之后的第三大乙烯衍生物。 世界上发现环氧乙烷这种化学物质的时间可以追溯到1859年。当时德国化学家伍兹（Wurtz）用2—氯乙醇与氢氧化钾溶液进行液相反应时，首先制得了EO这种产物，20世纪 60年代以前生产20的主要方法氯乙醇法a9来自于他的研究成果。 1931年，法国的勒福特（Lefort）成功完成了在银催化剂上用空气直接氧化乙烯制取EO 的实验，并开发了以空气为氧化剂的直接氧化法。1938年，美国联合炭化物公司（UCC）采用 此方法建成了世界上第一座直接氧化法生产EO的工厂。 1953年，美国科学设计公司（即本装置的专利商SD公司）也开发了以空气为氧化剂的SD 技术，并建成了2。7XI04t/a的生产装置。 第二次世界大战后，由于肋的需求量增加，原料乙烯随着石油化工的发展而廉价易得，纯氧的供应又有来源，世界上一些工业发达的国家便对直接氧化法加强了改进的研究。1958年，美国壳牌油晶开发公司（ShellOilDevelopmentCo.）最先完成了以纯氧替代空气直接氧化 乙烯制取EO的实验，开发了SheH技术。随即建成了一座2XI04t/a的工业装置。此后，空气法和氧气法就成了世界生产EO的两大主要方法。原先占统治地位的氯乙醇法逐渐被淘汰。 空气法使用空气做氧化剂，氧化反应分为二段或三段完成，系统中因为大量气体循环，需要相应规模的吸收、解吸、空气压缩以及净化等设备，显然，工艺流程比较复杂，动力消耗也较大；而且，系统中惰性气体含量多，循环排空量大，乙烯损失也较大。而氧气法由于工艺流程较短，反应物浓度高，虽然反应转化率低一些，但是选择性高，损失乙烯少得多。因此，纯氧直接氧化法的经济效益远远高于空气直接氧化法。另外，20世纪70年代以后， 随着石油化工工业工程能力和对石油化工产品需求的飞速发展，EO生产装置的规模不断扩 大，空气法生产EO的技术经济指标远远落后于纯氧氧化法。因此世界上空气法生产EO的装 置逐步被淘汰，要么这些装置进行技术改造转变成纯氧氧化法，要么干脆关闭了。 从世界EO/EG的生产技术上，形成了Shell、SD和UCC三家居于统治地位的格局，而且三家均采用乙烯在银催化剂上进行纯氧氧化这一基本化学原理。乙二醇（MEG）及其同系物二乙二醇（DEG）和三乙二醇（TEG）都是非常重要的有机原料。现代乙二醇的生产均是采用EO水合反应生成。一般地，现代生产装置都是联合生产E0和EG产品。 远在1859年，人们就可以通过乙二醇二醋酸酯和氢氧化钾进行水解制取乙二醇。到1860年由环氧乙烷水解法制取乙二醇的试验成功。1904年，用乙二醇又合成了硝化乙二醇酯，
酚醛树脂的制备 酚醛树脂的制备受很多因素影响，其中原料摩尔比、催化剂种类和用量、反应温度和投料方式等，对酚醛树脂的反应速度、产物结构和质量都有很大影响。 一、苯酚与甲醛摩尔比的影响 苯酚与甲醛的摩尔比影响历程反应和分子结构，在酸性催化反应中，当甲醛的摩尔比小于苯酚时，不能形成足够的羟甲基，使缩合反应进行到一定程度便停止。在碱性催化反应中，当甲醛摩尔数小于苯酚时，又有部分苯酚以游离状态存在于树脂中，反应不完全。从酚醛树脂较理想的结构考虑，作为热固性树脂苯酚的麻尔数应略小于甲醛的摩尔数。 苯酚与甲醛的摩尔比反应，主要是生成邻甲基酚和对羟甲基酚，其中对羟甲基酚含量居多。苯酚与甲醛的摩尔比为1：2以上时以生成二羟基酚和三羟基酚为主。 苯酚与甲醛的摩尔比不同树脂平均相对分子质量也不相同，摩尔比越大树脂平均相对分子质量越大， 苯酚与甲醛摩尔比同树脂平均相对分子质量的关系
苯酚与甲醛摩尔比1:1.1 1:1.2 1:1.3 1:1.4 1:1.5 1:1.6 1:1.7 树脂平均分子量228 256
291 334 371 437 638 对于不同用途的酚醛树脂,应控制苯酚与甲醛的不同摩尔比,胶合板用的树脂最好是1:(1.4~1.5)，收率高游离酚少；浸渍用的酚醛树脂，摩尔比应为1：(1.1~1.3),树脂平均相对分子质量秒渗透性好作为耐水增强的酚醛树脂要示平均相对分子质量大一些游离酚尽量减少摩尔比一般为1：2.0左右。 苯酚与甲醛的摩尔比亦影响树脂的反应速度和固化时间摩尔比越大即甲醛用量增大树脂反应速度越快固化时间缩短而粘度下降储存稳定性变差。苯酚与甲醛摩托车尔比对树脂物化性质的影响如表。 苯酚与甲醛摩尔比
特种设备安全技术规范TSGR1001—2008 压力容器压力管道设计许可规则 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 2008年1月8日
目录 第一章总则 第二章设计单位条件 第三章设计许可程序 第四章增项和变更 第五章换证 第六章监督管理 第七章附则 附件A 压力容器设计许可级别 附件B 压力管道类别、级别 附件C 设计单位质量保证体系文件的基本内容附件D 设计单位各级人员基本条件 附件E 特种设备设计许可印章(模式)
第一章总则 第一条为了加强对压力容器、压力管道设计单位(以下简称设计单位)的安全监察，确保压力容器、压力管道的设计质量，根据《特种设备安全监察条例》、《国务院对确需保留的行政审批项目设定行政许可的决定》的有关规定，制定本规则。 第二条本规则适用于《特种设备安全监察例》定范围的压力容器、压力管道设计。 第三条压力容器、压力管道设计许可类别、级别的划分见附件A、附件B。 第四条压力容器压力管道的设计(以下统称为设计)必须由取得国家质量监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)颁发的《特种设备设计许可证》(以下简称《设计许可证》)的压力容器、压力管道设计单位（以下简称设计单位）进行。设计单位取得《设计许可证》后，可以在全国范围内从事许可范围内的设计工作。《设计许可证》有效期为4年，有效期满的设计单继续从事设计工作的，应按本规则的有关规定办理换证手续，逾期不办或者未被批准换证的，其《设计许可证》有效期满后不得继续从事设计工作。 设计单位对设计文件的质量负责。设计单位在设计产品(系统)时，应当满足国家有关安全技术规范、标准的要求，并且还应当充分考虑产品能源利用和系统节能，提高能源利用率。 第五条设计许可按照分级管理的原则，分别由国家质检总局和省级质量技术监督部门负责审批。 压力容器A级、C级和SAD级谈锋鸳瀣黼象质检总局负责受理和审批；D级设计单位由省级质量技术监督部门负责受理和审批。 压力管道GA类、GC1、GDl级设计单位由国家质检总局负责受理和审批；GB类、GC2、GC3、GD2级设计单位由省级质量技术监督部门负责受理和审批。设计单位同时含有国家质检总局和省级质量技术监督部门负责受理和审批的项目时，由国家质检总局负责受理和审批。 第六条从事压力容器设计审核和批准的人员(以下统称审批人员)、从事压力容器 分析设计的设计人员，应当具备相应专业设计能力，并且经过专业考核合格，取得压力容 器相应的审批人员、设计人员资格。 从事压力管道设计审核和审定的人员(以下统称审批人员)，应当经过压力管道设计鉴定评审机构考核合格，由国家质检总局公布，取得相应审批范围的压力管道设计审批人员资格证书。审批人员的考核计划每年年初由国家质检总局统一公布。 压力容器、压力管道相关设计人员、审批人员的资格有效期为4年。 第七条取得A级或者C级压力容器设计许可的设计单位和审批人员，即具备D级压力容器设计资格和设计审批资格；取得D2级压力容器设计许可的设计单位和审批人员，即具备D1级压力容器设计资格和设计审批资格；取得SAD级压力容器设计许可的设计单位和审批人员，必须同时具备A级、C级或D级压力容器设计许可和设计审批资格，才能从事相应级别的压力容器分析设计工作。 取得GAl级压力管道设计许可的设计单位和审批人员，即具备GA2级中相应品种压力管道的设计资格和设计审批资格；取得GCl级压力管道设计许可的设计单位和审批人员，即具备GC2、GC3级中相应
酚醛树脂的聚合原理、方法及其应用 应化1102班柳宗 0121114450208 摘要：酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚与甲醛缩聚而得。酚醛树脂主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等。 关键词：酚醛树脂聚合原理聚合方法酚醛树脂的应用 正文： 酚醛树脂是世界上人工合成的第一类树脂材料，它具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，而且由于它原料易得，合成方便，目前仍被广泛应用。在高中教材里，酚醛树脂作为缩聚反应的典例，阐述了单体分子聚合成高分子的一种形式。与加聚反应不同，单体分子在发生缩聚反应时，生成的不仅仅是高分子化合物，还有小分子物质（如水）生成。也正是因为单体间缩去小分子物质，才成为有机物彼此连接成链状或体型的直接诱因。 缩聚反应是指单体间相互反应，生成高分子化合物同时生成小分子的聚合反应。酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚而成。反应机理是苯酚羟基邻位上的两个氢原子比较活泼，与甲醛醛基上的氧原子结合为水分子，其余部分连接起来成为高分子化合物——酚醛树脂。如果采用不同的催化剂，苯酚羟基对位上的氢原子也可以和甲醛进行缩聚，使分子链之间发生交联，生成体型酚醛树脂。体型酚醛树脂绝缘性很好，是用作电木的原料。另外，以玻璃纤维作骨架，以酚醛树脂为肌肉，组合固化制成复合材料即玻璃钢。 苯酚和甲醛的合成反应是一个较复杂的反应过程，目前公认的看法认为苯酚和甲醛之间反应合成酚醛树脂的反应是一种缩聚反应。其生产工艺的基本原理是由一种或几种单体化合物合成聚合物的反应。缩聚反应具有逐步的性质，中间形成物具有相当稳定的性能。苯酚和甲醛两种物质发生反应时根据缩聚反应条件的差异可以形成两大类树脂，即热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂。其中需要注意的是酚醛的化学结构是影响酚醛树脂合成及性能的主要因素。在选择原料时其中对酚类物质的要求是：酚分子中必须具有2个以上的官能度。酚环上连有供电子基时反应速度会加快；连有吸电子基时，反应速度会变慢。在选用醛类物质时，没有多高的要求，工业上一般都是使用甲醛的。 ( 一)合成反应酚醛树脂的合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。即： 1、加成反应在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二 ( 一)合成反应 酚醛树脂的合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。即： 1、加成反应 在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二元及多元羟甲基苯酚：
压力容器法规、标准介绍 一、压力容器法.规、标准体系 我国的特种设备法规体系主要分以下五个层次 法律—行政法规—部门规章—安全技术规范—引用标准”。 第一层次：法律 根据宪法和立法法的规定，由全国人民代表大会及其常委会制定法律。 如《安全生产法》、《劳动法》、《产品质量法》、《计量法》、《标准化法》、《行政许可法》等； 2012年8月，十一届全国人大常委会第二十八次会议初次审议了《中华人民共和国特种设备安全法（草案）》。 第二层次：行政法规 由国家最高行政机关—由国务院制定的行政法规 《特种设备安全监察条例》（第373号国务院令）,2003年3月公布，自2003年6月1日起施行。 2009年1月14日《国务院关于修改(特种设备安监察条例)的决定》（第549号国务院令）公布。 第三层次：行政规章 由国务院各部门制定的部门规章，如： 《锅炉压力容器制造监督管理办法》(总局令第22号)自2003年1月1日起施行； 《特种设备作业人员监督管理办法》（总局令第140号）自2011年7月1日起施行； 第四层次：安全技术规范(规范性文件) 是政府对特种设备的安全性能和相应的设计、制造、安装、改造、维修、使用和检验检测等所作出的一系列规定，是必须强制执行的文件，安全技术规范是特种设备法规标准体系的主体，是在世界经济一体化中各国贸易性保护措施在安全方面的体现形式，其作用是把法律、法规和行政规章的原则规定具体化。 TSG Z0004-2007特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求 TSG Z0004-2007特种设备制造、安装、改造、维修许可鉴定评审细则 TSG R1001-2008压力容器压力管道设计许可规则 TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R0002-2005 超高压容器安全技术监察规程 TSG R7001-2004 压力容器定期检验规则 TSG R6001-2008压力容器安全管理人员和操作人员考核大纲 TSG R3001-2006压力容器安装改造维修许可规则
聚丙烯酰胺(PAM)生产工艺设计 石油工业是国民经济的支柱产业,石油是经济发展的重要保证之一。我国石油资源相对较少,三次采油是我国保障石油供应的重要措施。进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究,目的是使我国聚丙烯酰胺生产工艺技术、产品质量、及生产规模均提升到一个较高水平,以满足三次采油对聚丙烯酰胺质和量的要求,避免引进产品带来的风险,保证三次采油技术的顺利实施最终以满足国民经济发展对石油供应的要求,并获得最大经济效益。与此同时,进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究,可满足随着三次采油工艺技术的不断提高而对聚丙烯酰胺各项性能不断改进的要求。 PAM最有价值的性能是分子量很高,水溶性强,可以制作出亲水而水不溶性的凝胶,可以引进各种离子基团并调节分子量以得到特定的性能,对许多固体表面和溶解物质有良好的粘附力。由于这些性能,使得PAM被广泛应用于增稠、絮凝、稳定胶体、减阻、粘结,成膜、阻垢、凝胶及生物医学材料等许多方面。PAM的最大用途是在水处理、造纸、采油、冶矿等领域。 此外,聚丙烯酰胺在水处理行业具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。随着环境意识的不断加强,聚丙烯酰胺在城市污水处理方面的应用将会越来越受到重视。聚丙烯酰胺生产工艺技术的研究,也将对城市污水处理工艺技术的提高起到推动作用。 目前PAM生产的工艺路线一般从丙烯腈(AN)为原料开始,经AM装置生产出AM 水溶液,再以AM为原料在PAM装置生产出PAM产品。AM生产工艺主要有以骨架铜为主体的重金属类为催化剂的化学法和以生物酶为催化剂的生物法,其技术的关键在于催化剂,依催化剂的不同生产工艺有较大差异。PAM的生产工艺方法较多,依PAM产品性能要求不同及生产过程采用的引发剂不同,生产工艺方法有较大的差异,其中引发剂是技术关键,属各公司的技术秘密。对PAM生产工艺技术的研究主要体现在引发体系和与PAM生产相关的专用设备上。
年产5.5万吨环氧乙烷工艺设计 摘要 本文是对年产5.5万吨环氧乙烷合成工段的工艺设计。本设计依据环氧乙烷生产工段的工艺过程，在生产理论的基础上，制定合理可行的设计方案。 本文主要阐述了环氧乙烷在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。对主要设备如：混合器、反应器、环氧乙烷吸收塔、二氧化碳吸收系统，等进行物料衡算，对环氧乙烷反应器设备进行热量衡算，并对环氧乙烷反应器进行详细的设备计算和校核，确定操作参数、设备类型和材质，使用CAD绘制相应的工艺流程图，最后得出设备参数。 关键词：环氧乙烷；工艺流程；反应器；物料衡算。
PROCESS DESIGN OF ETHYLENE OXIDE WITH ANNUAL OUTPUT OF 55,000 TONS ABSTRACT The process of ethylene oxide with annual output of 5,5000 tons was designed in this paper. Based on the actual production process and production theory reasonable design scheme was developed. The status and role of ethylene oxide in the national economy was discussed in this paper. Furthermore, the produce methods, the principle of produce and process were also interpred. Material balance of the main equipments, such as: the mixer, the reactor, the absorb tower of epoxyethane, and the absorb system of carbon dioxide have been calculated. Calculation of energy balance for the epoxyethane reactor were also carried out. Equipment calculations and checking of the reactor were carried on detail. The parameters, types and materials of the equipments were confirmed. Based upon, the high purity epoxyethane rectifier was draw using CAD. Finally, correspond measures for the production process were given. KEY WORDS：epoxyethane；process；reactor；material balance。
热固性聚合物是从低粘度液体开始，通过催化剂或外加能量（热或射线）固化为固体。最早的热固性基体是酚醛，紧随其后的是环氧，接着是不饱和聚酯、脲醛，再接着是硅树脂，以及更新的基体。从实用的角度看，最重要的仍然是前三种：酚醛、环氧和不饱和聚酯 二、简介 酚醛树脂也叫电木，又称电木粉，英文名称phenolic resin,简称PF，比重～是热固性塑料家族中最古老的成员，可以追溯到1870年。合成酚醛树脂的两种单体是苯酚和甲醛，通过聚合形成, 酚醛树脂原为无色或黄褐色透明物，因含有游离分子而呈微红色，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。酚与醛的摩尔比大于一，用酸类物质作催化剂，生成热塑性酚醛树脂。酚与醛的摩尔比小于一，用碱类物质作催化剂，生成热固性酚醛树脂。主要包括：线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。 三、酚醛树脂固化原理 酚醛树脂只有在形成交联网状(或称体型)结构之后才具有优良的使用性能，包括力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、热稳定性等。 酚醛树脂的固化就是使其转变为网状结构的过程，表现出凝胶化和完全固化的两个阶段，这一转变不仅是物理过程，更要强调的是，这是一个化学过程。表现出以下一些特点：
(1)树脂在固化前的结构因素(组成、分子量大小、反应官能度等)影响显著；(2)固化反应受催化剂、固化剂、树脂pH值等的影响显著；(3)固化过程有热效应；(4)固化速率受温度、压力的影响显著；(5)固化过程有副产物(如水、甲醛等)产生；(6)固化反应是不可逆过程。 酚醛树脂有热塑性和热固性两类。热塑性酚醛树脂（或称两步法酚醛树脂），为浅色至暗褐色脆性固体，溶于乙醇、丙酮等溶剂中，长期具有可溶可熔性，仅在六亚甲基四胺或聚甲醛等交联剂存在下，才固化(加热时可快速固化)。主要用于制造压塑粉，也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂。热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件，日用品及其他工业制品。热固性酚醛树脂（或称一步法酚醛树脂），可根据需要制成固体、液体和乳液，都可在热或（和）酸作用下不用交联剂即可交联固化。热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件。为指导树脂合成和成型加工，常将其固化过程分为A、B、C三个阶段。具有可溶可熔性的预聚体称作A阶酚醛树脂;交联固化为不溶不熔的最终状态称C阶酚醛树脂；在溶剂中溶胀但又不完全溶解，受热软化但不熔化的中间状态称B阶酚醛树脂处于此阶段的酚醛树脂为脆性固体，可以制成粉末，与添加剂一起模压成型。添加剂中除固化剂外，主要成分是木粉，它赋予酚醛材料强度与韧性，其压缩强度可达275MPa。酚醛具有优良的电绝缘性，低吸潮性和较高的使用温度（204℃）。,树脂存放过程中粘度逐渐增大，最后可变成不溶不熔的C阶树脂。因此,其存放期一般不超过3～6个月。热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、压塑粉、层压塑料；制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料；制造日用品、装饰品；制造隔音、隔热材料等。常见的高压电插座、胶粘剂和改性其他高聚物。 酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。并且价格低廉，可以说酚醛是性能价格比最高的一种高分子材料。 四、酚醛树脂的重要特点 1、高温性能 酚醛树脂固化后依靠其芳香环结构和高交联密度的特点而具有优良的耐热性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。酚醛树脂在200℃以下基本是稳定的，一般可在不超过180℃条件下长期使用。正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料，粘结剂和铸造行业。 2、粘结强度 酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。卓越的粘结性酚醛树脂卓越的粘附性首选源于其大