Технологічний процес виробництва резольних смол - Курсовая работа

Загальна формула РС: РС отримані у присутності їдкого натра або їдкого калію, мають деяку кількість простих ефірних звязків - СН2 - О - СН2 - і при нагріванні її виділяється формальдегід. Але на відміну від новолачний, резол являє собою нестійкий продукт, який при нагріванні переходить в неплавкий і нерозчинний стан. У стадії В полімер, так званий резитол, лише частково розчиняється в спирті і ацетоні, не плавиться, але ще зберігає здатність розмякшуватися (при нагріванні переходити в високоеластичний, каучукоподібний стан) і набухати в розчинниках. У стадії С - кінцевій стадії твердження - полімер, званий резит, являє собою неплавкий і нерозчинний продукт, який не розмякшується і не набухає у розчинниках. Хоч резольна смола і володіє просторовою будовою, але склад хімічних звязків в ній не може бути дуже великим.Основною сировиною для виробництва резольних смол служать фенол та формальдегід. Крім фенолу, також, використовують і деякі гомологи (крезоли та ксиленоли) та двохатомний фенол - резорцин. Нижче в таблиці 1.1 наведено фізико-хімічні властивості фенолу. При охолодженні розбавлених (8-72 %-вих) водних розчинів фенолу відбувається розділення їх на дві фази: фенол - вода та вода - фенол. Не бажані продукти відокремлюють, а суміш фенолу ректифікують і отримують послідовно фенол, крезол, ксиленол.Резольні фенолформальдегідні смоли одержують унаслідок конденсації фенолу з надлишком формальдегіду, у лужному середовищі в присутності каталізаторів (гідроксиду калію, натрію, аміачної води). Умови процесу поліконденсації змінюються в певних межах, залежно від природи вихідної сировини, рецептури та необхідності характеристики кінцевого продукту. Резольні смоли одержують періодичним і неперервним способом, вони приблизно однакові, відрізняються лише складом вихідних компонентів і режимом поліконденсації. При цьому утворюються полімери розгалуженної будови (резоли): Реакційна суміш нагріта до 60 - 70°С , водяною парою, яка подається в апарат під тиском 0,2 МПА.Ці проблеми ще більш поглиблюються зі збільшенням обєму апарату, зменшується відношення поверхні теплообмінну до обєму реактора і, отже, до кількості тепла яке виділяється з реакції. По ентальпії згоряння відповідних зєднань визначені індивідуальні вклади реакції приєднання і конденсації, які складають 20,1 КДЖ/моль (реакція приєднання), 78,1 КДЖ/моль (реакція конденсації), 98,2 (сумарна реакція). При цьому як кількість тепла, яка виділяється за одиницю часу, так і температура яка розвивається при цьому, залежить від умов проведення реакції. Механізм взаємодії фенолу с формальдегідом в умовах лужного каталізатору включає в себе утворення аніонів псевдокислоти з високою нуклеофільністю, за схемою: У присутності лужного каталізатора виникає реакційний центр у вигляді фен оксидного аніону, електронна густина в якому може локалізуватись в орто-та пара-положеннях Другий реакційний центр, у вигляді =СН2 групи хінонметиду, утворюється після приєднання молекули формальдегіду до феноксидного аніона в орто-або пара-положення, який знаходиться у рівновазі з відповідним ізомером гідроксиметиленфеноксид-аніону: Міжланковий звязок (стадія зростання ланцюга) виникає при взаємодії хінонметиду з феноксиданіоном.При виливу формаліну у навколишнє середовище спричиняє виділяється формальдегіду, що негативно буде впливати на навколишнє середовище. Для запобігання виливу формаліну потрібно: перед початком роботи оглянути тару де знаходиться формалін, трубопровід, а також устаткування. Феноли у водах можуть вступати в реакції конденсації і полімеризації, утворюючи складні і досить стійкі зєднання. У результаті хлорування води, що містить феноли, утворюються стійкі зєднання хлорфенолів, найменші сліди яких (0,1 мкг / дм3) надають воді характерний присмак і запах. При випадковому прийомі карболової кислоти всередину - характерний запах з рота, опік ротової порожнини, білі плями на слизовій, різкі болі в горлі, шлунку, блювота бурими масами з характерним запахом, блідість обличчя, розширення зіниць, утруднення дихання і порушення його ритму, падіння серцевої діяльності, профузний піт, різке зниження температури тіла, сеча темно-зеленого кольору, можуть бути ураження судоми, втрата свідомості, кома і смерть.Резольні смоли одержують в апараті, типовому для поліконденсаційних процесів. Процес одержання смоли складається зі стадій конденсації, зневоднення і теплової обробки. Тривалість процесу складає 7 годин. у процесі синтезу ФФС використовується реактор емальований обладнаний мішалкою якірного типу з частотою обертів до 60 хв-1=1 с-1. З огляду на ці умови проведення процесу, та для забезпечення хорошого теплообміну при високовязкому продукті використовують реактори з якірною мішалкою та дуже малим зазором між кромкою лопасті та стінкою реактору.Для визначення кількості сировини необхідної для виготовлення 1000 кг/г чистої резольної смоли без усіх побічних продуктів, скористаємось рівнянням реакції синтезу, керуючись практичними, літературними даними.

Зміст

Вступ

1. Теорія

1.1 Характеристика мономерів

1.2 Характеристика та опис технологічного процесу

1.3 Хімізм та механізм хімічних реакцій

1.4 Техніка безпеки та охорона навколишнього середовища

2. Обґрунтування вибору реактора

3. Матеріальний баланс

4. Механічні розрахунки

Висновки

Список літератури