山东轻工业学院2012届本科生毕业设计
按当量表示：
亚麻油=197.54÷280=0.7055 甘油=67.54÷30.7=2.200 苯二甲酸酐=148÷74=2.000
表2-4 配方解析
成分 亚麻油 甘油（油内）
干油 苯酐 总计 理论出水量 醇酸树脂的量
加料量kg 197.54 67.54 148 413.08 18.0 395.08
A 0.7055 2.0000 2.7055
B 0.7055 2.200 2.9055
C 0.7055 0.2354 0.7341 1.0000 2.6750
树脂成分%
50 17.10 37.46 104.56 4.56 100.0
注：其中，A、B、C分别是酸的当量数，醇的当量数，物质总的摩尔数。
羟基与羧基的比值 R=B/A=2.9055/2.7055=1.074 r=2.200/2.000=1.100 K值 K=C/A=2.6750/2.7055=0.989
催化剂用量控制在植物油质量的0.02%~0.06% 所以我们取催化剂LiOH=197.54×0.04%=0.08
2.3.3凝胶点计算
测凝胶点的一个经验方法：二元酸摩尔数/多元醇摩尔数＜1 二元酸摩尔数为1，甘油摩尔数为0.7341，亚麻油摩尔数为0.7055 所以凝胶点=1÷（0.7341+0.7055）=0.695＜1 所以此配方可行，反应不发生凝胶。
2.4生产工艺及流程
醇酸树脂的工艺流程要经过醇解反应、酯化反应、稀释、过滤四道工序完成。如图2-2醇酸树脂的工艺流程图
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甘油 LiOH 苯酐 二甲苯 200号溶剂油 醇酸树脂 醇解 酯化 稀释 过滤 亚麻油 CO2气体 助剂 供相关漆生产使用 图2-2 醇酸树脂的工艺流程图
2.4.1醇酸树脂生产工艺
（1）醇解反应
1、将亚麻油、甘油全部由原料高位槽加入反应釜内（醇解和酯化在同一反应釜内进行），开动搅拌。通入二氧化碳，升温，在 1 小时内升温至120℃，停止搅拌加LiOH催化剂，再开动搅拌。 2、在1 小时内升温至200℃，保持至取样测定到醇解终点。 （2）酯化反应
3、醇解后，在20 分钟内分批加入苯二甲酸酐。
4、加完苯二甲酸酐后，停止通二氧化碳，立即加入部分二甲苯,同时升温。 5、在2 小时内升温至200℃，保持 1 小时。
6、再以2 小时升温至230℃，保持 1 小时后开始取样测量酸值、黏度、颜色，做好记录。
（3）稀释
7、当黏度达到8-11s 时立即停止加热，关闭反应釜出气阀门，通入二氧化碳，将反应液压入至兑稀釜，冷却到150℃加入200 号油漆溶剂油，剩下的二甲苯制成树脂溶液。
（4）过滤
8、冷却到60℃以下通过过滤器过滤，输入贮存罐贮存并检验。
第三章 醇酸树脂的物料衡算
3.1原始数据及所需技术资料
衡算公式：进料量= 出料量+ 损失量
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生产规模：50000t/a
生产时间：年工作日330 天，每天工作24小时。 生产方式：连续式生产 生产量 ：每天1 批
其产品是50% 醇酸树脂溶液，其中每天醇酸树脂含量为75.75t，溶剂200号溶剂油15.15t，二甲苯为56.64t，用于回流的二甲苯为3.96t。
3.2对反应釜的物料衡算
反应釜的物料进出情况如下图3-1
苯酐，二甲苯 亚麻油 醇解 甘油 酯化 醇酸树脂 二甲苯 水
图3-1反应釜的进出料情况
所以进料量=亚麻油+甘油+苯酐+二甲苯 出料量=醇酸树脂+水
根据设计要求，每天生产50%醇酸树脂的量为： 50000t÷330d÷2=75.75t/d，
根据生产工艺，在反应釜内主要进行的醇解反应和酯化反应， 根据配方，在醇解阶段需投入：
亚麻油（双漂）=197.54÷395.08×75.75t=37.88t 甘油（95%）=67.54÷395.08×75.75=12.95t
酯化阶段需加入：
苯二甲酸酐：148.00÷395.08×75.75=28.38t
二甲苯一般加入量占反应总物料的4%~6%，假设加入二甲苯占总物料的5%，由总物料=37.88t+12.95t+28.38t=79.21t，所以，加入二甲苯的量=79.21×5%=3.96t （二甲苯不参与反应，随醇酸树脂一起进入兑稀罐）。
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合计进料量=37.88t+12.95t+28.38t+3.96t=83.17t 每天出水量=28.38t÷148×18=3.45t 出料量=75.75t+3.45t+3.96t=83.16t
所以，进料量约等于出料量，反应釜物料平衡。
3.3兑稀罐的物料衡算
兑稀罐的物质进出情况如下图3-2 100%醇酸树脂 二甲苯 图3-2 兑稀罐的物质进出情况
兑稀罐 50%醇酸树脂 200号溶剂油 二甲苯 根据生产工艺可知，在兑稀罐里主要是醇酸树脂的兑稀： 所以进料量=100%醇酸树脂+二甲苯+200号溶剂油 出料量=50%醇酸树脂溶液
根据设计要求，每天需生产100%醇酸树脂的量 50000t÷330÷2=75.75t
50%醇酸树脂的溶液的量为50000t/330=151.5t 进料量=75.75t+15.15+56.64+3.96=151.5t 出料量=151.5t
所以，进料量=出料量
3.4整个系统的物料衡算
整个系统物质进出情况如下图3-3
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亚麻油、苯酐 甘油、二甲苯 200号溶剂油 系 统 50%的 醇酸树脂涂料 水
图3-3整个系统物料进出情况
进料量=亚麻油+苯酐+甘油+二甲苯+200号溶剂油
=37.88+28.38+12.95+56.64+3.96+15.15=154.96t 出料量=50%的醇酸树脂涂料+水
=151.5+3.45=154.95t
忽略误差，进料量=出料量，所以，整个系统物料守恒。
第四章 醇酸树脂的能量衡算
4.1反应釜的热量衡算 4.1.1计算依据及基准
间歇式生产热量衡算基本方程式：
Q物料带入+Q热负荷=Q物料带出+Q热损失 化学热量衡算一般方程式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6
其中： Q1 所处理的物料带入设备的热量；
Q2 换热剂与设备和物料传递的热量（符号规定加热剂加入热量为
“+”，冷却剂吸收热量为“－”）；
Q3 化学过程的反应热与伴随的溶解或蒸发等物理过程所放出或吸
入的热量（符号规定过程放热为“+”，过程吸热为“－”）； Q4 离开设备物料带走的热量；
Q5 消耗于设备中对各个部分（釜身、封头、釜底等）加热的热量； Q6 设备向周围散失的热量，又称热损失。
4.1.2热量计算
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