Thiết kế dây chuyền sản xuất nhựa Ure - Focmandehyt theo phương pháp nhũ tương với năng suất 100 tấn

dụng nhanh có thể đến 110 – 1200. Nhiệt độ càng cao, độ bền càng giảm và trọng lượng bị thay đổi.
4.2. ứng dụng
4.2.1. Làm bột ép
ứng dụng chính của nhựa ure focmaldehyt là để sản xuất bột ép. Bột ép ure focmaldehyt có độ bền nước kém và có tính chất điện môi cao. Do đó bột ép ure_focmaldehyt được ứng dụng chính để sản xuất các sản phẩm yêu cầu tính chất điện môi cao và không đòi hỏi độ bền nước. Bột ép carbamit dùng trong các thiết bị điện, vật liệu cách điện như : làm vỏ và tay quay của máy điện thoại, cái bấm điện, tán đèn. Nó còn được dùng trong nghành xây dựng và nghành vận tải làm các vật liệu trang hoàng.
4.2.2. Làm vật liệu ép dạng lớp.
Vật liệu ép dạng lớp được chế tạo từ nhựa carbamit tẩm các phụ gia lớp như : vải hay giấy.
Nhựa tấm ure – focmaldehyt trên cơ sở phụ gia giấy, vải, gỗ, và vải thuỷ tinh, có độ bền cơ học không kém các nhựa tấm phenol – focmaldehyt với phụ gia tương ứng. Tuy nhiên độ bền nước, bền hoá học và bền nhiệt của nó kém nhiều so với phenol – focmaldehyt. Ngược lại nhựa tấm ure – focmaldehyt có ưu điểm là bền ánh sáng, có thể nhuộm cac màu sáng chói, không có mùi ngay cả khi nhiệt độ cao.
Nhựa tấm ure – focmaldehyt được dùng làm vật liệu xây dựng (trang hoàng bên trong các va – gông tàu, xe, cabin tàu thuỷ). Ngoài ra còn dùng trong kỹ nghệ làm đồ gỗ : giường, bàn, ghế
Nhựa ure – focmaldehyt còn dùng làm nhựa bọt. So với các nhựa bọt nhiệt dẻo như nhựa bọt polistyrol, thì nhựa bọt ure – focmaldehyt bền nhiệt hơn nên thường dùng làm vật liệu cách nhiệt.
4.2.3.Nhựa ure – focmaldehyt để làm sơn
Để chế tạo màng sơn từ nhựa ure – focmaldehyt người ta tiến hành ete hoá các nhóm metylol tự do trong nhựa bằng rượu. Để ete hoá thường dùng rượu butylic hay cũng có thể dùng glixêrin và glicol. Màng sơn thu được bằng cách biến tính nhựa ure – focmaldehyt bền, không dồn, có độ co giãn bé, không trộn lẫn với nhiều nhựa khác và sự hoà tan bị hạn chế.
Hiện nay người ta tìm được loại nhựa biến tính ure – focmaldehyt khác có độ hoà tan tốt, màng sơn thu được bền và mềm hơn. Nhựa này điều chế bằng cách biến tính ure – focmaldehyt với poly – ete.
4.2.4. Nhựa ure – focmaldehyt để làm keo dán.
Ngoài các ứng dụng kể trên, nhựa ure – focmaldehyt còn được sử dụng làm keo dán. Keo dán ure – focmaldehyt có thể ở dạng bột khô tan trong nước hay ở dạng lỏng.
Keo dán ure – focmaldehyt có nhiều ứng dụng khác nhau như dùng để dán gỗ, sứ, kim loại Nhưng đặc biệt là được ứng dụng trong rộng rãi trong nghành gỗ dán vì nó có một số tính chất ưu việt sau :
- Hoá rắn nhanh khi nhiệt độ cao và thấp.
- Hoà tan trong nước trước khi đóng rắn.
- Độ bền cơ học cao sau khi đóng rắn.
- Bền với tác dụng của các vi sinh vật.
- Giá thành thấp so với các keo tổng hợp khác.
- Nguyên liệu dễ tìm.
4.2.5. Nhựa ure – focmaldehyt dùng để sản xuất “ MIPOR ” ( nhựa bọt carbamit )
“ MIPOR ” là một loại nhựa bọt, xốp màu trắng, được điều chế từ nhựa ure – focmaldehyt khi có mặt chất tạo bọt. “ MIPOR ” rất nhẹ, trọng lượng thể tích nhỏ, độ cách nhiệt và cách âm rất tốt.
ứng dụng chính của nhựa bọt carbamit là để làm vật liệu cách nhiệt trong sản xuất máy ướp lạnh dùng cho thực phẩm, trong ngành giao thông vận tải.
ở nước ta, tương lai nhựa tạo bọt được ứng dụng rất nhiều trong nghành công nghiệp thực phẩm. Bởi vì nước ta là nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm , gió mùa nên trong nghành công nghiệp thực phẩm và làm lạnh cần có vật liệu cách nhiệt tốt để bảo quản sản phẩm. Ngoài không khí ra chưa tìm thấy vật liệu nào có tính cách nhiệt tốt hơn nhựa tạo bọt. Độ dẫn nhiệt của không khí là 0,021 Kcal/M.giờ. 0 C , còn của nhựa tạo bọt là 0,026 Kcal/ M.giờ. 0 C .
Phần II: tính toán
chương 1 : tính toán kỹ thuật
1.1.Tính phối liệu và cân bằng vật chất.
1.1.1. Đơn phối liệu
Focmaldehyt 37 % 100 phần khối lượng
Ure 50 phần khối lượng
Urotropin 3 phần khối lượng
Axit oxalic 10% 3 phần khối lượng
1.1.2. Cân bằng vật chất
- Sơ đồ sản xuất keo ure focmaldehyt
Sản phẩm
Sấy
Lọc
Đa tụ
Nguyên liệu
Thời gian làm việc của dây chuyền sản xuất như sau:
Tổng số ngày trong năm: 365 ngày
Trong đó số ngày nghỉ là :
Bảo dưỡng 4 ngày (ba tháng một lần)
Sửa chữa 5 ngày
Nghỉ lễ tết 9 ngày
Nghỉ ngày chủ nhật: 52 ngày
Tổng số ngày nghỉ là 70 ngày
Số ngày làm việc của dây chuyền là:
365- 70 = 295 ngày dây chuyền làm việc.
Sản lượng ure focmaldehyt cần sản xuất trong 1 năm là 100 tấn/1năm
Lượng ure focmaldehyt phải sản xuất trong một ngày là:
100/295 = 0,339 tấn/ngày = 339 (kg/ngày).
Giả thiết tổn hao qua các công đoạn như sau:
Nạp liệu: 0,5% .
Đa tụ: 1%.
Lọc, Tách: 0,5%.
Sấy: 0,5%
Đóng gói sản phẩm: 0,5%.
Để thuận tiện ta tính cân bằng cho một tấn sản phẩm.
ã Công đoạn đóng gói sản phẩm tổn hao 0,5 % nên lượng sản phẩm trước khi đưa vào công đoạn này là :
1000.100/99,5 =1005 (kg)
Lượng tổn hao là : 1005-1000 =5 (kg)
1005.100/99,5 =1010 (kg)
Lượng tổn hao là : 1010 – 1005 = 5 (kg)
ã Công đoạn lọc tách nước tổn hao 0,5% nên lượng sản phẩm trước khi đưa vào công đoạn này là :
1010.100/99,5 = 1015 (kg)
Lượng tổn hao là : 1015- 1010 = 5(kg)
ã Công đoạn đa ti\ụ tổn hao 1% nên lượng sản phẩm trước khi đưa vào công đoạn này :
1015.100/ 99 = 1025,25 (kg)
Do hiệu suất của công đoạn này là 70% nên lượng nguyên liệu thực tế là
1025,25.100/70 = 1464,65 (kg)
vậy lượng tổn hao là : 1464,65- 1015 = 449,65 (kg)
ã Nạp liệu tổn hao 0,5 % nên lượng nguyên liệu cần cho công đoạn này là
1464,65.100/99,5 = 1472 (kg)
Lượng tổn hao là : 1472 – 1464,65 = 7,35 (kg)
Vậy để tổng hợp ra 1000 kg sản cần 1472 kg Focmaldehyt 37%
736 kg Ure
44,16 kg Urotropin
44,16 kg Axit oxalic
Từ đó tính được cân bằng vật chất cho 100 tấn sản phẩm/ một năm
Nguyên liệu
Lượng vào(tấn)
Lượng ra(tấn)
Ure
73,6
100
Focmalin 37%
147,2
Urotropin
4,416
Axit oxalic 10%
4,416
Tổng cộng
229,632
Cân bằng vật chất cho một ngày sản xuất :
Nguyên liệu
Lượng vào(kg)
Lượng ra(kg)
Ure
249,5
339
Focmalin 37%
499
Urotropin
15
Axit oxalic 10%
15
Tổng cộng
763,5
1.1.3. Tính cân bằng vật chất cho 1 mẻ 1 nồi
- Bước chuẩn bị Thời gian
- Chuẩn bị nguyên liệu 15 phút
- Cho Focmalin vào 15 phút
- đốt nóng đến 400 C 10 phút
- cho urotropin vào và khuấy 20 phút
- cho ure vào khuấy 45 phút
- cho dung dịch axit oxalic vào và khuấy 15 phút
- khuấy liên tục để thực hiện phản ứng 45 phút
- tháo sản phẩm 10 phút
- lọc và rửa sản phẩm 30 phút
- Chuẩn bị cho mẻ sau 30 phút
- Thời gian sấy và nghiền nhựa 20 phút
Tổng cộng 4 giờ 15 phút
Thời gian sản xuất cho một mẻ là 4 giờ 15 phút. Ngày làm việc 8 giờ chia làm 2 ca, mỗi ca một nồi phản ứng, vậy nguyên liệu dùng cho một mẻ một nồi bằng 1/2 nguyên liệu dùng cho một ngày sản xuất.
Nguyên liệu
Lượng vào(kg)
Lượng ra(kg)
Ure
124,75
169,5
Focmalin 37%
249,5
Urotropin
7,5
Axit oxalic 10%
7,5
Tổng cộng
381,75
1.2.Tính toán thiết bị phản ứng .
1.2.1.Tính thiết bị phản ứng chính.
1.2.1.1.Tính thể tích làm việc của thiết bị phản ứng chính.
Hỗn hợp phản ứng gồm 4 cấu tử Ure, dung dịch Focmalin, Urotropin và xúc tác axit oxalic. Thể tích hỗn hợp phản ứng được tính theo công th