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二步加堿法生產(chǎn)雙酚A型環(huán)氧樹脂過程中，隨著配料批次增加，循環(huán)使用的環(huán)氧氯丙烷含量會逐漸降低；如果采用同樣質(zhì)量的配比，產(chǎn)品的軟化點(或黏度)、環(huán)氧當(dāng)量會逐漸升高。通過色譜分析發(fā)現(xiàn)：回收環(huán)氧氯丙烷(ECH)中甲苯含量在逐步升高，環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹說，改進相關(guān)操作可以阻止甲苯進入回收系統(tǒng)，提高回收環(huán)氧氯丙烷的純度，從而達到優(yōu)化生產(chǎn)運行、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
目前很多廠家生產(chǎn)低分子環(huán)氧樹脂仍采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，即二步加堿法。其生產(chǎn)過程如下：將精環(huán)氧氯丙烷(ECH)和一定量的回收ECH放入釜中，再加入稱量過的雙酚A(BPA)，加熱溶解后再加入少量的燒堿使之進行預(yù)反應(yīng)，維持預(yù)反應(yīng)一段時間后再滴加入大量燒堿反應(yīng)，同樣維持一段時間，使之充分進行主反應(yīng)[1]然后在真空狀態(tài)下加熱反應(yīng)物料，通過減壓共沸蒸餾將沒有反應(yīng)過量的ECH進行回收；回收的ECH經(jīng)臥式冷凝器和立式冷卻器冷凝后進入回收ECH槽，然后用真空將回收出來的液體吸入回收罐，再經(jīng)泵送入粗回收ECH貯槽，下層回收ECH繼續(xù)使用、上層的水則排掉。回收ECH操作完后對物料進行冷卻，加入少量甲苯稀釋后再加入過量精制堿反應(yīng)降低有機氯；然后加入甲苯萃取環(huán)氧樹脂，加水水洗除去鹽和堿，再分別通過常壓和減壓蒸餾除去溶劑甲苯及高沸物，得到成晶環(huán)氧樹脂。
投料時每批料的ECH一般是由精ECH(質(zhì)量分數(shù)在99%以上)和回收ECH組成，精ECH含量穩(wěn)定，回收ECH就是通過減壓共沸蒸餾出來的ECH。在蒸餾過程中壓力般控制在20kPa左右，盡管ECH在常壓下的沸點只有116.8℃，但為保證回收徹底，回收ECH操作過程中的終溫度一般控制在120℃左右?；厥誆CH在循環(huán)利用的過程中，我們會發(fā)現(xiàn)其含量會越來越低。環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示，這是在雙酚A型環(huán)氧樹脂(低分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂)生產(chǎn)中普遍存在一種現(xiàn)象，采用相同質(zhì)量的ECH與BPA反應(yīng)配比，隨著生產(chǎn)批次的增加軟化點(或黏度)會越來越高、環(huán)氧當(dāng)量會越來越大，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性而且收率也越來越低。
針對回收ECH含量逐漸降低這一現(xiàn)象，先要從反應(yīng)機理上加以分析并找出解決辦法。通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，回收ECH中氯丙醇質(zhì)量分數(shù)基本保持不變，變化大的是物質(zhì)是甲苯。一般認為在回收ECH操作時系統(tǒng)中不可能存在甲苯，因為ECH和甲苯足2個相對獨立的系統(tǒng)，但在實際操作中不可避免使甲苯混入了ECH系統(tǒng)。據(jù)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，可能進入途徑是：在回收ECH完成后必須向釜內(nèi)加入一定量的甲苯才能加入精制堿，由于剛剛進行回收ECH操作的釜內(nèi)溫度較高(有時達到120℃左右)，盡管加甲苯之前要對反應(yīng)釜進行冷卻，但甲苯加入釜內(nèi)后仍有一部分汽化，甲苯蒸汽經(jīng)過平衡管進入緩沖罐，冷卻后就變成液態(tài)甲苯混在回收ECH之中。
由于回收ECH中的甲苯不與樹脂系統(tǒng)中的其它物質(zhì)反應(yīng)，而甲苯的沸點比ECH還低，回收ECH操作時是真空、壓力僅為20kPa左右，在此狀態(tài)下甲苯的沸點在62℃左右。所以反應(yīng)釜中的甲苯又被蒸餾到回收ECH當(dāng)中，這就導(dǎo)致甲苯在回收ECH中的含量越來越高。如果同樣質(zhì)量的ECH配料，由于回收ECH的含量下降，導(dǎo)致配料中的ECH/BPA的比例逐漸減小。從而導(dǎo)致后生成的樹脂環(huán)氧當(dāng)量上升，也造成軟化點(或黏度)上升。解決這一問題僅需對設(shè)備稍作改造即可，環(huán)氧氯丙烷含量可以提高到90%以上，這樣除有益于產(chǎn)品質(zhì)量外，還可以節(jié)約部分蒸汽、避免甲苯循環(huán)蒸餾。環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示，改造的關(guān)鍵就是在平衡管上增加一個排空管，排空管連接新添的接收罐，接收罐排空進入甲苯排空系統(tǒng)。改造后的操作過程是：回收ECH操作過程和原來相同，只是回收操作完成后要打開排空管再加入甲苯，這樣即使有甲苯蒸汽也只能進入新添的接收罐，或者通過甲苯排空系統(tǒng)冷卻回收利用；待該批料離開反應(yīng)釜后，才能關(guān)閉排空管恢復(fù)原來的操作。
