Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh LI GII THIU T xa xa, ngi ó bit dựng cỏc loi vt liu t thiờn nhiờn phc v cho nhng nhu cu rt a dng ca mỡnh nh nhu cu v nh , may mc, sinh hot v i liXó hi ngy cng tin b thỡ ngi ta cng tỡm c cỏc loi vt liu thay th mt cỏch hu hiu hn nh tỡm cỏc loi ti nguyờn khoỏng sn, kim loi Vi s phỏt trin chúng mt ca xó hi, cỏc ngun ti nguyờn ny cng dn cn kit, yờu cu t l phi tỡm loi vt liu mi thay th cỏc loi vt liu truyn thng trc õy mt cỏch cú hiu qu Da trờn c s l gii quyt yờu cu bc thit ú ngnh cụng ngh vt liu cao phõn t i v nú nhanh chúng phỏt trin ỏp ng c nhng nhu cu rt a dng phc v cuc sng ngi T na sau th k XX ngnh cụng ngh hp cht cao phõn t ó cú bc phỏt trin vt bc Sn phm ca nú xõm nhp vo hu ht cỏc lnh vc ca cuc sng cng nh cỏc ngnh khoa hc k thut khỏc nh tớnh nng u vit v yu t giỏ thnh Vt liu cao phõn t cú cỏc tớnh nng u vit m cỏc loi vt liu khỏc khụng th so sỏnh c nh: bn c hc, n hi, kh nng cỏch õm, cỏch nhit, cỏch in tt, nh v d gia cụng Cụng ngh sn xut keo dỏn l mt ngnh cụng nghip hoỏ hc cao phõn t v nú c ng dng nhiu vic xõy dng nh ca, cụng nghip g, st, giy da v cỏc lnh vc k thut khỏc Phenol v formaldehyde c bt u nghiờn cu bi Adolf Bayerr vo nm 1872 v Losekam vo nm 1889 Phng phỏp tng hp r tin v kh thi u tiờn c phỏt minh vo nm 1907 bi Leo Hendrik Baekeland, v vo nm 1910, mt loi vt liu mi i c t tờn l bakelite, õy l kt qu ca vic thờm vo polymer nhng cht nh bt g, vt liu chng chỏy asbestos v bi ỏ trm tớch slate, to nờn vt liu composite cú kh nng chu la v cng cỏp hn Bakelite c ng dng rng rói hng tiờu dựng vo thp niờn 1920 Bakelite l loi nha c tng hp u tiờn, nú cng l loi nha nhit rn u tiờn [1] Tri qua gn th k hỡnh thnh v phỏt trin, ngnh keo dỏn ó cú nhng thnh tu vt bc tng hp nờn cỏc loi keo dỏn cú tớnh nng vt tri ỏp ng nhu cu ngy cng cao ca ngi Nm 1993, tiờu th keo phenol-formaldehyde l 3,07 t pound ch ng sau polyurethane (3,476 t pound) nha nhit rn Nm 2002, th phn nha nhit rn chim 25% so vi tng th phn nha Trong ú, th phn ca tng loi nha nh sau: Polyurethane (PU) chim 34%, ure-formaldehyde (UF) chim 32%, phenolformaldehyde (PF) l 15%, polyeste khụng no (UP) l 9%, epoxy mc 5%, melamine formaldehyde (MF) l 4% v cỏc loi khỏc mc 1% chim phn cũn li Sn lng nha phenolic nm 2002 l 3500 ngn tn, nm 2007 l 3850 ngn tn [2] Vit Nam nhng nm tr li õy cú s phỏt trin ỏng k lnh vc sn xut nha, ch yu l nha nhit nh polyetylen (PE), polypropylene (PP)Trong lnh vc keo dỏn cú rt ớt nh mỏy sn xut m ch yu nhp t nc ngoi SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Keo phenol-formaldehyde tan cn l mt s cỏc sn phm ca cụng ngh hp cht cao phõn t õy l mt loi keo da trờn c s nha nhit rn, loi keo ny cú c tớnh u vit l bn mi dỏn cao, chu m, chu vi khun v cú th phi hp vi cỏc loi keo khỏc to nờn keo cú c tớnh tri hn, c bit hn Keo phenol-formaldehyde cú nhc im l mng keo dũn, tớnh bn gim i vi iu kin thi tit khc nghit, keo cú mu sm Loi keo ny thớch hp vi iu kin thi tit v nn kinh t nc ta giỏ thnh r, bn thi tit, bỏm dớnh tt v cụng ngh sn xut n gin Tuy lng s dng keo nc ta rt ln nhng cú rt ớt nh mỏy sn xut Do vy em tỡm hiu dõy chuyn cụng ngh sn xut keo phenolformaldehyde tan nc nhm ỏp ng yờu cu ca vic s dng keo dỏn ca nc ta hin SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh PHN I Lí THUYT CHUNG CHNG I TNG QUAN I NGUYấN LIU Nguyờn liu chớnh sn xut phenol-formaldehyde l phenol, formaldehyde Ngoi ngi ta i t mt s dn xut ca phenol nh: crezol, xilenol, rezorsin Cũn cỏc aldehyde thỡ ngoi formaldehyde, furfurol l loi c s dng nhiu nht Phenol v cỏc dn xut ca nú 1.1 Phenol Cụng thc phõn t: Cụng thc cu to: C6H5OH OH 1.1.1 Cỏc tớnh cht vt lý iu kin thng phenol tn ti dng tinh th hỡnh kim, khụng mu, cú mựi hc c trng, lõu khụng khớ cú mu hng v bin thnh mu nõu nht nú b oxi hoỏ T trng d =1,054 Nhit núng chy tnc= 40,3OC Nhit sụi ts=182,2OC ho tan 100g H O l 8,2g ( 15OC) ts >650C thỡ trn ln vi H2O nhit thng, phenol ớt tan H 2O, phenol tan n 27% H2O to cht lng ng nht Nhng thờm H 2O vo thỡ cht lng ú phõn lm lp: lp di gm dung dch H 2O phenol, lp trờn gm dung dch phenol H2O Phenol d b tỏch cựng vi hi H 2O, phenol l cht hỳt m Do cú kh nng to liờn kt hydro nờn phenol cú nhit sụi cao Cỏc hp cht phenol khỏc hu nh khụng tan nc Phenol tan tt ru, ete, cloroform, tan benzen, ớt tan dung dch cacbonat kim loi kim Phenol d bc hi ngng t nhit thng nờn d gõy nhim c Phenol l cht kớch thớch v n da, thng gõy nhng vt loột bng trờn da, tip xỳc lõu cú hi n h thn kinh, b bng phenol cú th bng ru Nng cho phộp gii hn ca hi phenol khụng khớ l 0,005 mg/l [3] SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Ngoi ng dng ca phenol cụng nghip cht do, phn ln l tng hp nha phenol-focmaldehyde, phenol cũn c dựng y dc: dựng lm cht dit trựng, kh trựng, chng nm mc rt hu hiu v cú tỏc dng gim au 1.1.2.Tớnh cht hoỏ hc ca phenol Phenol tham gia phn ng c trng l phn ng th S E Do hiu ng liờn hp nờn kh nng phn ng ca phenol rt mnh, phenol biu hin tớnh acid a Phn ng th hin tớnh acid C6H5OH + H2O C6H5O- + H3O+ Nhng nhúm th hỳt in t s lm tng tớnh acid ca phenol Ngc li, nhng nhúm th y in t s lm gim tớnh acid ca phenol Phn ng to mui phenolat: C6H5OH + NaOH C6H5ONa + H2O Phn ng to ete: C6H5ONa + RX C6H5OR + NaX Phn ng to este (chuyn v fris): OH O C + Cl O NaOH C + O HCl Khi un núng este ca phenol vi AlCl s xy s chuynv nhúm oxyl n v trớ octo hoc para ca nhõn thm, phn ng ny gi l phn ng chuyn v fris dựng iu ch cỏc hp cht hydroxylxeton thm b Phn ng th SE Trong phn ng th SE, nhúm th OH l nhúm th loi nờn nú nh hng ch yu vo v trớ octo v para Phn ng nitro húa OH OH HNO3 loóng NO O 2N NO OH HNO3 dd OH NO + NO SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Phn ng sunfonic hoỏ OH SO 3H H2SO4,20OC OH OH H2SO4,100OC SO3H Phn ng halogen húa OH OH Br2 (dd) + Br Br Br Phn ng alkyl húa Friden Crap OH OH CH3 + H3C C Br2 (dd) + Cl HCl CH3 H3C C CH3 CH3 Phn ng axyl húa Friden - Crap Phn ng cỏc hp cht phenol cú th xy trc tip cng cú th xy tng bc to thnh este ri sau ú chuyn v thnh Fris OH OH + AlCl3 2RCOCl OH COR + R R + N SVTH: Vừ Minh Hun + NH Lp: 07H4 2HCl COR Phn ng ghộp cỏc mui diazoni OH + HO N N GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Phn ng Raim Timan OH + OH CHCl CHO CHO HCl Dd NaOH õy l phn ng dựng iu ch cỏc aldehyde ca cỏc hp cht thm cú cha nhúm -OH [3] c Phn ng vi formaldehyde Phn ng kombe Dựng iu ch O-hydroxylbenzoic acid: OH OH OH + OH CH2OH XT ,XT HCHO ONa OH CH2 OH + COONa 7at,125OC O=C=O OH OH COONa H + COOH + + Na d Cỏc phng phỏp iu ch Phenol c tỏch t cỏc sn phm ch bin nhiờn liu nhit cao, ngoi cú th tng hp theo mt s phng phỏp Chng ct nha than ỏ: i t cỏc sn phm ch bin nhiờn lớu rn chng ct nha than ỏ 170 ữ o 240 C thu phenol thụ (du trung) dung dch phenol sau loi naphtalen, cho tỏc dng vi NaOH thu c phenolat Tỏch loi cỏc cht khụng tỏc dng vi NaOH cú dung dch Sau ú cho khớ CO d vo chuyn phenolat thnh phenol t v chng ct ly phenol Phenol t cụng nghip cc húa, mc dự ngnh cụng nghip ny rt phỏt trin, nhng cng khụng tho c nhu cu ca cụng nghip cht Vỡ vy cỏc phng phỏp tng hp úng vai trũ rt ln cụng nghip cú phng phỏp sn xut phenol: Phng phỏp benzensulfonat: (Phng phỏp kim núng chy) SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Sunfo hoỏ benzen: C6H6 + HO-SO3H C6H5SO3H + H2O Trung ho bng dung dch NaOH s thu c natribenzen sunfonat núng chy (100 phn) vi NaOH (75 phn) n c tr thnh chy lng, lc sunfit khụng ho tan, phenol c tỏch di dng mt cht du, c gn lng v chng ct C6H5SO3H + NaOH C6H5OH + Na2SO3 Phng phỏp ny gm nhiu giai on, tiờu tn nhiu NaOH, H 2SO4 v hiu sut thp Phng phỏp clobenzen: Gm cỏc giai on: Clo hoỏ benzen to thnh clobenzen (phenol clorua ) sau ú x phũng hoỏ clobenzen bng dung dch NaOH 10% theo t l 1:1,25 360oC,315at C6H5Cl + NaOH C6H5OH + NaCl HCl Phng phỏp Rauga: gụm cỏc giai on: Clo oxy hoỏ benzen bng HCl v khụng khớ nhit cao 200 ữ 300oC, cú cht xỳc tỏc (CuO, Al2O3) Thu phõn clobenzen bng nc 750oC cú xỳc tỏc CuO, Al2O3 v dựng chng ct tỏch phenol C6H6 + HCl +1/2O2 CuO,Al2O3 C6H5Cl + H2O 200 ữ 3000C CuO,Al2O3 333300oCC6H5OH + HCl C6H5Cl + H2O 750OC Phng phỏp Cumen: Giai on iu ch izopropylbenzen: bng cỏch cho benzen v propyl c ngng t bi boflorua Oxy hoỏ nú bng O khụng khớ mụi trng nh tng nc 85oC bin thnh hydroperoxit cumen CH3 O H3C CH + CH3 O2 XT,85 C H5C6 C6H5 C OOH CH3 Phõn hu hydroperoxit cumen bng H2SO4 10% thnh phenol v aceton Sau ú em chng tỏch phenol chõn khụng CH3 H5C6 C CH3 OOH HO,H+ O 100 C H5C6 OH + H3C C CH3 O Phng phỏp ny c xem l kinh t nht hin nay, vỡ cú dựng khớ propylen (sn phm khớ cracking du m) v sn phm ca phng phỏp ny l phenol v axeton u cú ý ngha ln cụng nghip [3] SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh 1.2 Cỏc dn xut ca phenol 1.2.1 Crezol a Cụng thc Cụng thc phõn t: C6H4(CH3)OH Cụng thc cu to: Cú cụng thc cu to: OH OH OH CH3 CH3 CH3 o-Crezol m-Crezol p-Crezol b Tớnh cht Crezol k thut (tricrezol) l hn hp ng phõn ú m-crezol (37ữ 49%), o-crezol (35%), p-crezol (25%) Tricrezol l cht lng nht cú mu sm, c tỏch 185 ữ 210oC, t cỏc sn phm x lý nhit ca than ỏ, ỏ du, than nõu v g T trng d=1,03ữ 1,05 Tan nc yu hn so vi phenol, c nc núng, nhng tan tt cỏc dung dch kim, ru v ete Tricrezol c nh phenol Bng 1: Tớnh cht ca ba ng phõn cresol [3]: ng phõn T trng T0 núng chy T0 sụi (oC) (oC) 30,8 109,9 Tham gia phn ng o-crezol 1,0415 To nha nhit m-crezol 1,0341 11,9 202,2 To nha nhit rn p-crezol 1,034 34,8 202,1 To nha nhit Tricrezol nhn c t du trung ca nha than ỏ Tỏch crezol cỏc ng phõn rt khú nhit sụi ca chỳng gn 1.2.2 Xilenol a Cụng thc Cụng thc phõn t: (CH3)2C6H3OH Cụng thc cu to: Cú cỏc ng phõn sau: SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh OH OH OH CH3 CH3 CH3 H3C CH3 CH3 1,2,3-xilenol 1,2,4-xilenol OH OH H3C CH3 CH3 1,2,6-xilenol 1,2,5-xilenol OH CH3 H3C CH3 1,3,5-xilenol 1,3,4-xilenol b Tớnh cht Xilenol l cht lng nht, mu sm, cú mựi khú chu, sụi gii hn nhit t 210 ữ 225oC, t trng d =1,035 ữ 1,04, ho tan dung dch kim 10% Xilenol cú ng phõn ú 1,3,5- xilenol cú kh nng to nha nhit rn tỏc dng vi formaldehyde cũn cỏc ng phõn khỏc to nha nhit Tớnh cht ca cỏc ng phõn xilenol cho bng sau: c iu ch xilenol Bng 2: Tớnh cht ca ba ng phõn xilenol [3]: Xilenol 1,2,3-Xilenol 1,2,4-Xilenol 1,2,5-Xilenol TO núng chy ( 0C) 75 26 74,5 TO sụi (oC) 218 211,5 231,5 TO núng o chy ( C) 1,2,6- xilenol 49 1,3,4-xilenol 62,5 1,3,5-Xilenol 68 Xilenol TO sụi o ( C) 203 225 219,5 Sau tỏch phenol v crezol thỡ xilenol l cht c tỏch nhit sụi cao ca du trung 1.2.3 Rezorsin (m-dihydroxylbenzen) a Cụng thc Cụng thc phõn t: C6H4(OH)2 Cụng thc cu to: OH OH SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh b Tớnh cht Rezorsin l cht kt tinh cú mựi c trng yu, núng chy nhit 110 oC v sụi 276,5oC, cú t trng d = 1,285 Cú th tham gia phn ng nhit thp H v trớ octo v para mnh hn phenol rt nhiu Khi cú tỏc dng ca ỏnh sỏng v khụng khớ m thỡ rezorsin bin thnh mu Rezorsin tan tt nc, metanol, etanol, ete, glyxerin, hu nh khụng tan benzen, cloroform v disunfua cacbon Rezorsin l loi acid rt yu (hng s ion hoỏ 18 oC l 3,6.10-10) c iu ch Trong cụng nghip, ngi ta iu ch rezorsin bng nhiu phng phỏp sunfua hoỏ benzen n m-disunfonicacid, trung ho bng cỏch cho núng chy vi NaOH Tỏch rezorsin t dung dch bng cỏch oxy hoỏ ri dựng chng chõn khụng hoc kt tinh lm sch sn phm Cỏc aldehyde 2.1 Formaldehyde Cụng thc phõn t: CH2O Cụng thc cu to: H CHO 2.1.1 Tớnh cht a Tớnh cht vt lý Formaldehyde l cht khớ cú mựi hc Nhit sụi ts= -210C Nhit núng chy tnc = -920C Cú t trng d = 0,815, phõn t lng M = 30 vc Formaldehyde dng khớ t trựng hp nhit 90 0C cú mt lng nh HCl, florua, v thic clorua thỡ trựng hp rt nhanh to thnh bt trng núng chy cao ( 164 ữ 1720C) gi l para formaldehyde, para formaldehyde hay parafooc l polime mch thng (CH2O)n vi mc xớch c bn l oxymetylen l polime vụ nh hỡnh Formaldehyt nc gi l focmalin v tn ti c hai dng: CH2O+H2O HOCH2OH(metylen gluco) ữ Focmalin cha 33 40% th tớch formaldehyt, hay 30 ữ 37 % tớnh theo trng lng Focmalin cú mựi c trng, kớch thớch niờm mc, tip xỳc lõu gõy chy nc mt Nng cho phộp 0,001mg/l b Tớnh cht hoỏ hc Phn ng cng hp nucleofin ca cỏc hp cht aldehyde Giai on 1: Cng tỏc nhõn mang in tớch õm vo nguyờn t cacbon, giai on ny xy chm SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh [(2800) ] + 2.700.(15 1,8) 10 ì 1,319.10 = 164,004.10 ( N / m ) 7,6.1.0,9.700.(15 1,8).10 Ta thy < c Do ú chiu dy ỏy v np tha 1,2 = Vy S=15mm Chiu cao v bc Chiu cao cht lng ni l H1 = 3,15(m) Ta thit k v bc ngoi cỏch thõn thit b l 100mm Chiu cao phn v bc ngoi thng ly cao hn mt cht lng l 0,3m Vy chiu cao v bc: Hv = 3,15 + 0,3 + 0,1 = 3,55 (m) Qui chun Hv = 3,6 (m) Chiu dy v bc Do mụi trng lm vic ca v bc ớt b n mũn, chu c ỏp sut tng i thp nờn ta chn thộp CT3 lm v bc v cng c gia cụng theo phng phỏp hn Chiu dy ca v bc cng c tớnh ging nh ni v c tớnh nh sau: 4.1 Chiu dy phn hỡnh tr v Dt P S= + C = (m) 2[]. p Trong ú: Dt - ng kớnh ca v bc Dt = 2800 +2 ì 100 + ì 14 = 3028(mm) =3,028(m) P- p sut ca hi t ta chn P = 0,3.106 N/m2 - H s bn hn ca v hỡnh tr theo phng dc = 0,95 (theo bng XIII-8/T362/[7]) [ ] - ng sut cho phộp ca thộp CT3 c [k]= k , [c] = nk nc Ta cú: k = 380 10 ( N / m ) theo bng XII-7/T313/[7] c = 240 10 ( N / m ) = theo bng XIII-2/T356/[7] n k = 2,6 Theo bng XIII-3/T356/[7] n c = 1,5 [k] = 380.10 ì = 146,154.10 ( N / m ) 2,6 SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh 240.10 ì = 160.10 ( N / m ) 1,5 [c] = Ta cú [c] > [k] ú chn [k] k 146,154.10 ì = ì 0,95 = 426,82 > 50 Xột p 0,3.10 Do ú b P mu 3028 ì 0,3.10 + C = 3,157 + C ( mm) Khi ú S = ì 146,154.10 ì 0,95 C = C1 + C2 + C3 (XIII-17/363/[7]) C1 = 1mm C2 = Do chiu dy tm thộp thuc loi mng nờn h s b sung dung sai õm l C3 = 0,22mm C = 1,22m S = 3,175 + 1,22 = 4,395(mm) Qui chun S = 5mm * Kim tra ng sut theo ỏp sut th bng nc theo cụng thc: = [D t + (S C)].P0 c (N / m2 ) 2.(S C). 1,2 P0 = (p+0,3).106 + P1 Vi : P1 = g.Hv - lng riờng ca nc th 250C, = 997,08 kg/m3 P1 = 997,08 ì 9,81 ì 3,6= 0,035.106 N/m2 P0 = (0,3 + 0,3 + 0,035) ì 106 = 0,635 ì 106 N/m2 [3028 + (5 1,22)].10 ì 0,635.10 = 268,056.10 ( N / m ) ì (5 1,22).10 ì 0,95 c 240.10 c M = =200.106 N/m2 Ta thy > khụng tha nờn ta 1,2 1,2 1,2 = tng chiu dy lờn mm na, ú S = 7mm Kim tra li: = Ta thy < [3028 + (7 1,22)].10 ì 0,635.10 = 175,419.10 ( N / m ) ì (7 1,22).10 ì 0,95 c tha Vy S = 7mm 1,2 4.2 Chiu dy ca ỏy phn v bc Dt P D S= ì t +C 3,8.[ k ].k. n p 2hb Trong ú: SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Dt 3028 = = 757mm 4 hb - chiu cao phn li ca ỏy v hb = n = 0,95 - h s bn ca mi hn theo bng XIII-8/T350/[7] k = Do l c tng cng hon ton [ k ] 146,154.106 k n = ì 1ì 0,95= 462,33> 30 Xột p 0,3.106 Do ú ta b P mu Khi ú: S= 3028 ì 0,3.10 3028 ì + C = 3,329 + C (mm) 3,8 ì 146,154.10 ì ì 0,95 ì 732 S = 3,329 + 1,22 = 4,549 (mm) Ta thy S - C < 10mm Do ú tng chiu dy lờn 2mm S = 4,549+2=6,549mm Quy chun S = 7mm *Kim tra bn tng t ta cú : [ D + 2.hb ( S C )].P0 c = t (N / m ) 7,6k h hb ( S C ) 1,2 = [3,028 ] + ì 757.10 ì (7 1,22)10 ì 0,635.10 = 194,724.10 ( N / m ) 7,6 ì ì 0,9 ì 757.10 ì (7 1,22).10 c 240.10 c M = =200.106 N/m2 Ta thy < tha 1,2 1,2 1,2 Vy S = 11mm Chiu dy lp cỏch nhit Ni phn ng dựng ngng t phenol-formaldehyde cn phi trỡ nhit t 95 ữ 98 0C khong thi gian tng i di Do vy ni cn cú v bo ụn tit kim c nng lng, trỏnh tn tht v m bo an ton lao ng, ta bo ụn thit b ny bng bụng thu tinh Ta coi quỏ trỡnh truyn nhit t v bc ngoi l quỏ trỡnh ng nhit n nh Do ú nhit ti riờng cp cho phớa v bc l q 1, dn nhit qua v bc v lp cỏch nhit l q2 v cp nhit mụi trng l q3 thỡ bng tc l q = q1= q2= q3 gia nhit hn hp ta dựng hi nc bóo hũa ỏp sut 3at un núng * Nhit ti riờng ni phn ng: q1 = (t1 - tT1) (1) t1 * Nhit ti riờng qua lp v: tT1 t T tT3 q2 = (2) r tT2 tT = tT1 - tT3 t2 r = + r + r + (3) 2 - b dy ca thộp CT3 = 7mm = 7.10-3 m SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh - h s dn nhit ca thộp CT3 : = 50,2 (W/m) r1 - nhit tr cn bn ca hi nc m2/W r1 = 0,387.10-3 m2 /W r2 - nhit tr cn bn ca mụi trng ngoi r2 = - b dy ca lp cỏch nhit (bụng thy tinh) - h s dn nhit ca bụng thy tinh = 0,15 (W/m) (theo toỏn I-36/T150/[6]) * Nhit ti riờng mụi trng ngoi: q3 = (tT3 - t2) (4) - H s cp nhit mụi trng ngoi = 9,3 + 0,58 tT3 (W/m2) (V.136/T41/[7]) M nhit ti riờng q1 = q2 = q3 v q l bng Nhit ca hi nc un núng l 1000C Nhit ca khụng khớ trung bỡnh 250C Gi s nhit tng ca bụng thy tinh phớa mụi trng l t T3 = 350C v chờnh lch nhit gia hi nc t núng v thnh v l 30C ( tT1 = 30C) tT1 = t1 - t T1 ==> t T1 = t1 - tT1 = 100 - = 970C tT = tT1 - t T3 = 97 - 35 =62 0C tT3 = tT3 - t = 35 -25 = 100C tT = (tT3 - t2) T (2) v (4) ta cú r M = 9,3 + 0,058tT3 = 9,3 + 0,058 ì 35 = 11,33 (W/m õọỹ) tT 62 = = 0,547 r = 2(tT3 t2 ) 11,33 10 M r = + r1 + r + =0,547 0,007 + r1 .2 = 0,547 + 0,387.10 .0,15 50,2 = 0,547 = 0,082(m) = 82 (mm) Vy b dy ca lp cỏch nhit bụng thy tinh l 82 (mm) II CHN BCH V BULễNG Chn bớch lin lm bng thộp kiu ni thõn thit b vi v bc v np D Db D1 D0 Dt SVTH: Vừ Minh Hun h Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Hỡnh 2: Bớch lin bng thộp ni thit b: Kiu I Da vo bng XIII.27/T421/[7] ta cú: Bng 12: Chn bớch v bulụng cho thit b chớnh Dt D Db D1 D0 2800 3000 2920 2870 2819 Bulụng db Z(cỏi) M36 60 Kiu bớch (h) 40 Bng 13: Chn bớch v bulụng cho v bc ngoi Dt D Db D1 D0 3000 3200 3120 3070 3019 Bulụng db M36 Z(cỏi) 68 Kiu bớch (h) 40 III TNH CNH KHUY Do hn hp phn ng sau sy cú nht tng i cao nờn ta dựng cỏnh khuy m neo ng kớnh cỏch khuy: dM = Dt 2,8 = = 2,523(m) 1,11 1,11 Chiu rng cỏnh khuy: b = 0,066dM = 0,066 2,523= 0,167(m) Khong cỏch t ỏy n cỏnh khuy: S = 0,11dM = 0,11 2,523 = 0,278(m) Chiu cao cỏnh khuy: h = 0,95dM = 0,95 2,523 = 2,397(m) Cụng sut lm vic ca cỏnh khuy khc ph tr lc ca mụi trng lm vic ú cụng sut cỏnh khuy c xỏc nh theo cụng thc IV.2/T616/[6]: Np = M .n3.dM5 + - lng riờng ca cht lng: = 1031,753(kg / m ) + dM - ng kớnh ca cỏnh khuy: d = 2,523 (m) =2523 (mm) + M- h s tỡm t thc nghim nú ph thuc ReM (M = f(ReM)) .n.d2M Ta cú ReM = (T615/[6]) Ns à- nht cht lng ( ) m Gi thuyt cỏnh khuy lm vic mụi trng cht lng cú nht ln nht l 250.10-3 Ns/m2 + n - s vũng quay: n = 0,3 ữ 0,97 vũng /giõy Ta chn n = (0,5v/s) SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh (theo bng IV.6/T625/[6]) ,753 Re = (2,523) ì 0,5 ì 1031 = 13135,307 250 ì 10 Theo hỡnh IV.10/T614/[6] vi Re = 13135,307 thỡ cụng sut tiờu tn N = A n3 d5 (VI.4/T615/[6]) Np = 0,85 1031,753 (0,5)3 (2,523)5 = 11207,04 (W) dM h S Hỡnh 3: Cỏnh khuy m neo Cụng sut m mỏy Vỡ m mỏy thỡ phi cú cụng thng lc quỏn tớnh v lc ma sỏt Vỡ vy ta cú cụng thc m mỏy NM = N y + N s Ny - cụng sut tiờu tn khc phc lc ỡ Ns - cụng sut tiờu tn khc phc lc ma sỏt m nú cng chớnh l cụng sut lm vic ca mỏy Np = Ns Ny = k n3.d5 (IV.13/T622/[6]) k = 3,87 h 2,397 = 3,87 ì = 3,677 dM 2,523 Ny = 3,677 1031,753 (0,5)3 (2,523)5 = 48480,338 (W) NM = 11207,04 + 48480,338 = 59687,378 (W) Cụng sut ca ng c Nc = NM Vi - hiu sut kh nng truyn lc t ng c sang cỏnh khuy thng = 0,6 ữ 0,7 ta chn = 0,6 Nc = 59687,378 = 99478,963(W ) 0,6 SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh ng kớnh trc cỏnh khuy dtr = Mx (s tay c khớ ) 9,81 Trong ú: Mx-momen xon, Mx = Mx = 3.106.Np .n 3.10 ì 11207 ,04 = 2,14.1010 3,1416.0,5 dtr = 2,14.1010 = 1296,925(mm) 9,81 Qui chun dtr = 1300(mm) IV TNH V CHN TAI TREO Trng lng ca thộp lm thit b Thõn thit b cú Dt = 2,8 m Dn = 2,8 + 2.0,014= 2,828(m) 1.1 Trng lng phn hỡnh tr thõn thit b 2,828 2,8 Vtr=.( R R ).H=3,1416 ì 3,8 = 0,47( m ) Trng lng G1 = V Vi l lng riờng ca thộp X18H10T, = 7900 kg/m3 G1 = 0,47 7900 = 3713(kg) n t 1.2 Trng lng ca ỏy v np thit b Tớnh gn ỳng cho ỏy v np ta xem ỏy v np nh 1/2 bỏn cu ) ( ( Th tớch :V = Vn = R 3n R 3t = R 3n R 3t 3 ) 3 3,1416 2,828 2,8 ì = 0,087(m ) = Trng lng: Gn = G = 0,087.7900 = 687,3(kg) Trng lng v bc ngoi V bc ngoi cú Dt =3,028 m Dn = 3,042 m 2.1 Trng lng phn hỡnh tr v 2 Th tớch V = .( Rn Rt ).H v1 vi Hv1 l chiu cao lp v thõn SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Hv1= HO +0,3 = 2,7 (m) 3,042 3,028 ì 2,7 = 0,180 (m ) ==> V = 3,1416 Trng lng G2 = 0,180 7850 = 1413(kg) 2.2 Trng lng ỏy v 3 3,1416 3,042 3,028 = 0,051( m ) Th tớch V = Trng lng G3 = 0,051 7850 =400,35 (kg) Trng lng bo ụn Lp bo ụn cú ng kớnh Dt =3,042(m) Dn =3,042 + 2.0,082 = 3,206(m) 3.1 Trng lng phn thõn 3,206 3,042 ì 2,7 = 2,173(m ) Th tớch V = 3,1416 ì 2 Trng lng : G4 = V = 200 kg/m3 l lng riờng ca bụng thy tinh xp G4 = 2,173 200 = 434,6(kg) 3.2 Trng lng phn ỏy 3,1416 3,206 3,028 Th tớch V = 3 = 0,679 (m ) Trng lng G5 = 0,679.200 = 135,8(kg) Trng lng ca bớch 4.1 Trng lng ca bớch ghộp thõn v np D D0 2,819 ì 40.10 ì 7850 G6= . .h. = 3,1416. G6 = 259,746 (kg) 4.2 Trng lng bớch ghộp thõn v v bc phn thõn 3,2 3,019 ì 40.10 ì 7850 = 277,6 (kg ) G7 = 3,1416 ì SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh 4.3 Trng lng bớch ghộp thõn v v bc phn ỏy 3,2 2,819 ì 40 ì 10 ì 7850 = 565,549 (kg ) G8 = 3,1416 2 Trng lng ca mt s chi tit khỏc - Trng lng bulụng: S bulụng tng cng l 128 cỏi Trng lng mi cỏi l 0,35 kg G9 = 0,35.128= 44,8(kg) - Trng lng ca ng c v hp gim tc ly G10 =500 kg - Trng lng ca cỏnh khuy G11 =120 kg Trng lng ca ton b thit b G = G1 + G + Gn + G2 + G3 + G4 + G5 + G6 + G7 + G8 + G9 +G10 +G11+Gnl = 3713 + 2.687,3 + 1413 + 400,35 + 434,6 + 135,8 + 259,746 + 277,6 + 565,549 + 44,8 + 500 + 120 + 1035,06 = 10274,105(kg) Chn tai treo Chn s tai treo z = Ti trng trờn mi tai treo: G 10274,105 = = 2568,526(kg ) 4 Ta chn tai treo bng thộp CT3: Ti trng cho phộp mi tai treo l: q = 2568,526 9,81 = 25197,241(N) 2,5 10 (N) Tra s tay bng XIII.36/438/[7] Bng 14: Tai treo thit b chớnh lm bng thộp CT3 L(mm) B(mm) B1(mm) 150 120 130 H(mm) S(mm) l(mm) a(mm) 215 60 20 B1 d(mm) Khi lng mt tai treo (kg) 30 3,48 a S H d L Hun SVTH: Vừ Minh Lp: 07H4 a B TS on Th Thu Loan GVHD: Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Hỡnh 4: Tai treo thit b thng ng KT LUN Thit k phõn xng hoỏ cht ũi hi ngi thit k phi cú kin thc ton din v mt lý thuyt cng nh v quỏ trỡnh cụng ngh sn xut, k nng tớnh toỏn, nhng kin thc v xõy dng, kinh t v c bit l kin thc chuyờn ngnh húa Do vy i vi sinh viờn, nhng ngi cha cú kinh nghim thc t thỡ vic thit k phõn xng húa cht l cc k khú khn Trong ỏn ny em ó hon thnh c bn cỏc yờu cu ti thit k gm: SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh - Lý thuyt chung v nha phenol-formaldehyt v keo phenol-formaldehyt tan cn - Cõn bng vt cht - Tớnh toỏn c khớ thit b chớnh Do vic kho sỏt thc t khụng cú, bờn cnh ú vic tra cu ti liu nc ngoi cũn hn ch v s hiu bit cú hn nờn khụng th trỏnh nhnh sai sút Vỡ vy em rt mong c s gúp ý, xõy dng chõn thnh ca thy cụ cựng cỏc bn bn thõn rỳt nhng kinh nghim v cng c thờm kin thc ngy cng hon thin Qua vic thit k phõn xng ỏn ny giỳp em nm vng kin thc chuyờn ngnh, hiu c vai trũ ca ngi thit k, cho bn thõn cú t chc, k lut v tỏc phong cụng nghip, phc v cho mt k s sau ny iu kin cụng nghip hoỏ, hin i hoỏ t nc Cui cựng em xin chõn thnh cm n s hng dn tn tỡnh ca cụ giỏo hng dn TS.on Th Thu Loan cựng s giỳp ca cỏc bn giỳp em hon thnh tt nhim v thit k ỏn ny Nng, ngy thỏng nm 2011 TI LIU THAM KHO [1] Sidney H Goodman, Handbook of thermoset plastics, Calabasas, CA 1998 [2] Ken L Forsdyke and Trevor F Starr, Thermoset resins market report, 2002 [3] o Hựng Cng, Hoỏ hc hu c, i hc bỏch khoa Nng,2007 [4] Tng quan vt liu do, Sỏch dch ca i hc bỏch khoa H Ni [5] Phan Th Anh, K thut sn xut cht do, i hc bỏch khoa Nng [6] TS Trn Xoa, TS Nguyn Trng Khuụng, KS H Lờ Viờn , S tay quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht 1, Nh xut bn khoa hc v k thut H Ni SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh [7] TS Trn Xoa, TS Nguyn Trng Khuụng, TS Phm Xuõn Ton , S tay quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht 1, Nh xut bn khoa hc v k thut H Ni MC LC LI GII THIU PHN I Lí THUYT CHUNG CHNG I TNG QUAN I NGUYấN LIU .3 Phenol v cỏc dn xut ca nú 1.1 Phenol 1.1.1 Cỏc tớnh cht vt lý 1.1.2.Tớnh cht hoỏ hc ca phenol 1.2 Cỏc dn xut ca phenol SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh 1.2.1 Crezol 1.2.2 Xilenol 1.2.3 Rezorsin (m-dihydroxylbenzen) Cỏc aldehyde 10 2.1 Formaldehyde 10 2.1.1 Tớnh cht 10 2.2 Urotropin ( hexametylen tetramin ) 12 2.2.1 Cụng thc 12 2.2.2 Tớnh cht 12 2.2.3 iu ch 12 2.3 Furfurol 12 2.3.1.Cụng thc 12 2.3.2 Tớnh cht 12 2.3.3 iu ch 13 II PHN LOI NHA PHENOLFORMALDEHYDE (PF) .13 III CC YU T NH HNG N VIC TO NHA V TNH CHT SN PHM 13 Cu to hoỏ hc ca nguyờn liu .14 T l mol gia phenol:formaldehyde 15 pH ca mụi trng .16 nh hng ca xỳc tỏc v lng xỳc tỏc n tớnh cht 17 4.1 Nha novolac 18 4.1.1 Tớnh cht 20 4.2 Nha rezolic 20 4.2.1 Xỳc tỏc 20 4.2.2 T l cỏc cu t 21 4.2.3 Tớnh cht .21 5.S khỏc gia nha novolac v nha rezolic [1] 22 ng dng ca nha phenolformaldehyde .23 6.1 Bt ộp 23 6.2 Vt liu si ộp (ct si) i t nha rezolic v ph gia l si 23 6.3 Vt liu ộp thnh lp .23 6.4 Vt liu ộp vi ph gia thụ (mnh vn) 23 6.5 ng dng lm cỏc vt liu khỏc .25 IV NG DNG NHA PHENOL-FORMALDEHYT LM KEO DN 27 Keo dỏn t nha khụng phi hp .27 Keo i t cỏc nha phi hp 28 2.1 Keo cacbonit-phenol-formaldehyde .28 2.2 Keo polivinyl butyrat-phenol-formaldehyde 28 2.3 Keo phenol- formaldehyde-cao su .28 2.4 Keo phenol - formaldehyde v epoxy 28 V Lí THUYT TNG HP DNG NHA REZOLIC TAN TRONG CN DNG LM KEO DN 29 SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Nguyờn liu 29 C ch .29 Quy trỡnh sn xut nha rezolic tan cn lm keo dỏn 30 3.1 Bo qun v chun b nguyờn liu .30 3.2 Quy trỡnh sn xut nha rezolic tan cn lm keo dỏn 30 PHN II 32 TNH TON 32 CHNG I 32 CN BNG VT CHT 32 I CN BNG CHO MT TN KEO 33 Trng lng nha mt tn keo 33 Khi lng ca phenol cn dựng sn xut tn keo 33 Khi lng formaldehyde cn dựng sn xut tn keo .33 Khi lng Ba(OH)2 cn dựng tn keo 34 Khi lng ca nhng cht cũn li 34 Cõn bng vt cht cho lng cn thit sn xut tn keo 35 Cõn bng vt cht cho mt tn keo 36 II CN BNG VT CHT CHO MT M NHA 36 Cõn bng vt cht cho mt m nha .36 Cõn bng vt cht cho lng dựng cho mt m keo 36 Cõn bng vt cht cho mt ngy ờm sn xut .37 Cõn bng vt cht cho mt nm sn xut 37 CHNG II 38 TNH V CHN THIT B .38 I THIT B CHNH 38 Ni a t 38 1.1 Th tớch nguyờn liu cho m ni .38 1.2 Th tớch ni a t 39 1.3 Kớch thc ni a t 39 Chiu dy thit b .40 2.1 Chiu dy thõn hỡnh tr ca ni phn ng 40 2.2 p sut lm vic ca ni phn ng 40 2.3 ng sut cho phộp ca thộp X18H10T 41 2.4 Chiu dy ca ỏy v np thit b 42 Chiu cao v bc 43 Chiu dy v bc 43 4.1 Chiu dy phn hỡnh tr v 43 4.2 Chiu dy ca ỏy phn v bc 44 Chiu dy lp cỏch nhit 45 II CHN BCH V BULễNG 46 III TNH CNH KHUY 47 Cụng sut lm vic ca cỏnh khuy 47 Cụng sut m mỏy 48 SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Cụng sut ca ng c .48 ng kớnh trc cỏnh khuy 49 IV TNH V CHN TAI TREO 49 Trng lng ca thộp lm thit b 49 1.1 Trng lng phn hỡnh tr thõn thit b .49 1.2 Trng lng ca ỏy v np thit b .49 Trng lng v bc ngoi .49 2.1 Trng lng phn hỡnh tr v 49 2.2 Trng lng ỏy v 50 Trng lng bo ụn 50 3.1 Trng lng phn thõn 50 3.2 Trng lng phn ỏy 50 Trng lng ca bớch .50 4.1 Trng lng ca bớch ghộp thõn v np 50 4.2 Trng lng bớch ghộp thõn v v bc phn thõn 50 4.3 Trng lng bớch ghộp thõn v v bc phn ỏy 51 Trng lng ca mt s chi tit khỏc 51 Trng lng ca ton b thit b .51 Chn tai treo 51 KT LUN 52 TI LIU THAM KHO 53 MC LC 54 SVTH: Vừ Minh Hun Lp: 07H4 GVHD: TS on Th Thu Loan ... bền thời tiết, bám dính tốt công nghệ sản xuất đơn giản Tuy lượng sử dụng keo nước ta lớn có nhà máy sản xuất Do em tìm hiểu dây chuyền công nghệ sản xuất keo phenolformaldehyde tan nước nhằm... chia sẻ kiến thức, công nghệ PHẦN I LÝ THUYẾT CHUNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN I NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu để sản xuất phenol -formaldehyde phenol, formaldehyde Ngoài người ta từ số dẫn xuất phenol như: crezol,... Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ 1.2 Các dẫn xuất phenol 1.2.1 Crezol a Công thức Công thức phân tử: C6H4(CH3)OH Công thức cấu tạo: Có công thức cấu tạo: OH OH OH CH3 CH3 CH3