一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)，屬于酚醛樹脂材料【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型中反應(yīng)釜的入料口用于送入原料和催化劑，半成品出料口與造粒機(jī)入口相連；萃取塔的粒料入口與造粒機(jī)的出口相連，萃取劑入口與超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)出口、萃取劑罐出口相連，萃取混合物出口與分離塔的入口相連；分離塔的出口與精餾塔的入口相連，精餾塔的萃取劑出口與萃取劑罐入口相連，苯酚出口與反應(yīng)釜入料口相連，超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)包括氣罐、冷循環(huán)機(jī)和壓縮泵，氣罐、冷循環(huán)機(jī)和壓縮泵依次相連，最終由壓縮泵與萃取塔萃取劑入口相連。本實(shí)用新型有效的減少酚醛樹脂中的游離酚，獲取的酚醛樹脂高純，且實(shí)現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)。
【專利說明】一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于酚醛樹脂材料【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種基于超臨界二氧化碳萃取脫酚的綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]酚醛樹脂具有抗熱、絕緣、耐高溫、耐蝕和良好的機(jī)械加工性能，可應(yīng)用于制造模塑料、層壓塑料、泡沫塑料等，也可用作油漆原料、膠粘劑、防腐蝕用膠泥以及以酚醛樹脂為基礎(chǔ)的離子交換樹脂等，還可作為砂輪、剎車片、覆膜砂的膠粘劑，在國防工業(yè)上，酚醛樹脂也得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，國際或國內(nèi)生產(chǎn)熱塑性酚醛樹脂的方法是，在有機(jī)酸和無機(jī)酸的催化下，采用各種生產(chǎn)工藝，使得酚和醛反應(yīng)。為了獲得不同分子量和不同分子量分布的熱塑性酚醛樹脂，一般合成過程都在酚過量的情況下進(jìn)行，因此所得熱塑性酚醛樹脂的游離酚含量較高。有采用汽提法去除樹脂中游離酚的，還有用水洗法得到高純樹脂的，雖然二法均能降低樹脂游離酚含量，但它們不但會(huì)產(chǎn)生大量含酚廢水，所得樹脂的產(chǎn)率也較低；此外還有通過加入附加原料與樹脂中游離酚反應(yīng)的，但是會(huì)降低樹脂本身的性能。
[0004]如中國專利號ZL201010505909.4，授權(quán)公告日為2012年7月25日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種高純熱塑性酚醛樹脂的生產(chǎn)方法，該申請案包括以下步驟完成:(1)量取酚、醛和酸類催化劑；(2)將酚和酸類催化劑在反應(yīng)釜內(nèi)混合攪拌均勻；(3)加熱升溫，加入醛，再加熱到80-110°C時(shí)，反應(yīng)0.5-4個(gè)小時(shí)；(4)水洗去除雜質(zhì):在反應(yīng)釜中加入純水或有機(jī)溶劑和純水的混合物，依次通過過濾器和油水分離器后，油相物在一號樹脂清洗釜和二號樹脂清洗釜之間反復(fù)水洗,水相物進(jìn)入廢水罐；直至水相物內(nèi)含有的雜質(zhì)指標(biāo)符合要求；(5)將水洗完成后得到的油相物直接輸送至薄膜蒸發(fā)器；加熱脫出溶劑，造粒得到高純熱塑性酚醛樹脂。該方法雖然大幅度減少了樹脂中的雜質(zhì)含量以及游離酚含量，外觀潔凈度高，但是由此會(huì)產(chǎn)生大量的高濃度含酚廢水，無法做到實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和低碳排放。
[0005]在環(huán)保呼聲日益強(qiáng)烈的今天，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和低碳排放已然成為限制企業(yè)發(fā)展的瓶頸和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迫切需要解決的問題。因此在保證樹脂高性能的基礎(chǔ)上，迫切需要開發(fā)大幅度降低樹脂游離酚含量并實(shí)現(xiàn)樹脂綠色生產(chǎn)的工藝系統(tǒng)。
[0006]西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文《熱塑性酚醛樹脂綠色生產(chǎn)新工藝的研究》一文中為了解決熱塑性酚醛樹脂合成階段由于苯酚過量而帶來的高濃度含酚廢水的問題，采用新型選擇型催化劑和新型工藝合成出熱塑性酚醛樹脂，使合成時(shí)苯酚與甲醛的摩爾配比達(dá)到1:1，該方法理論上解決游離酚過量的問題，但是反應(yīng)不易獲得不同分子量和不同分子量分布的熱塑性酚醛樹脂。
[0007]隨著環(huán)境的溫度和壓力變化，任何一種物質(zhì)都存在三種相態(tài)-氣相、液相、固相，液、氣兩相成平衡狀態(tài)的點(diǎn)叫臨界點(diǎn)，超臨界流體是指溫度和壓力均高于其臨界點(diǎn)的流體，將已經(jīng)加溫加壓成超臨界狀態(tài)的二氧化碳作為溶劑，可以以其極高的溶解力萃取平時(shí)不易萃取的物質(zhì)，而且二氧化碳以其無毒和易揮發(fā)的特點(diǎn)在常溫常壓下即可與萃取物分離。實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]1.實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題
[0009]本實(shí)用新型的所要解決的技術(shù)問題在于克服上述酚醛樹脂制備方法的缺點(diǎn)，提供一種收率高、游離酚含量低、可連續(xù)綠色生產(chǎn)的高性能熱塑性酚醛樹脂的制備系統(tǒng)。
[0010]2.技術(shù)方案
[0011]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0012]本實(shí)用新型的一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)，包括反應(yīng)釜、造粒機(jī)、萃取塔、超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)、萃取劑罐、分離塔和精餾塔；所述的反應(yīng)釜包括入料口、排水口和半成品出料口，入料口用于送入原料和催化劑，半成品出料口與造粒機(jī)入口相連；所述的萃取塔包括粒料入口、萃取劑入口、成品出料口和萃取混合物出口，粒料入口與造粒機(jī)的出口相連，萃取劑入口與超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)出口、萃取劑罐出口相連，萃取混合物出口與分離塔的入口相連；所述分離塔的出口與精餾塔的入口相連，所述精餾塔還包括萃取劑出口和苯酚出口，萃取劑出口與萃取劑罐入口相連，苯酚出口與反應(yīng)釜入料口相連，
[0013]所述的超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)包括氣罐、冷循環(huán)機(jī)和壓縮泵，氣罐、冷循環(huán)機(jī)和壓縮泵依次相連，最終由壓縮泵與萃取塔萃取劑入口相連。
[0014]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，還包括廢水池，所述的廢水池與反應(yīng)釜排水口相連。
[0015]3.有益效果
[0016]采用本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0017](I)本實(shí)用新型的一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)，設(shè)有超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)和萃取劑罐，采用超臨界二氧化碳和萃取劑進(jìn)行酚醛樹脂的脫酚處理，能夠有效的將游離酚從熱塑性酚醛樹脂中分離開，減少了酚醛樹脂中的游離酚，提高了產(chǎn)品的收率，獲取的熱塑性酚醛樹脂高純，性能優(yōu)良，而且二氧化碳以其無毒和易揮發(fā)的特點(diǎn)在常溫常壓下即可與萃取物分離。
[0018](2)本實(shí)用新型的一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)，精餾塔將萃取劑與苯酚的混合物分離出來，分離后萃取劑重新回到萃取劑罐，苯酚重新作為原料回到反應(yīng)系統(tǒng)中再次利用，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)，并且適用于各類熱塑性酚醛樹脂的生產(chǎn)過程。
[0019](3)本實(shí)用新型的一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)，生產(chǎn)過程簡單，原理清晰，適合推廣生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)流程圖。[0021 ] 不意圖中的標(biāo)號說明:
[0022]1、反應(yīng)釜；2、廢水池；3、造粒機(jī)；4、萃取塔；5、氣罐；51、冷循環(huán)機(jī)；52、壓縮泵；6、
萃取劑罐;7、分離塔;8、精餾塔。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
[0024]實(shí)施例1
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例的一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)，包括反應(yīng)釜1、廢水池2、造粒機(jī)3、萃取塔4、超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)、萃取劑罐6、分離塔7和精餾塔8 ;所述的反應(yīng)釜I包括入料口、排水口和半成品出料口，入料口用于送入原料和催化齊U，排水口與廢水池2相連，半成品出料口與造粒機(jī)3入口相連；所述的萃取塔4包括粒料入口、萃取劑入口、成品出料口和萃取混合物出口，粒料入口與造粒機(jī)3的出口相連，萃取劑入口與超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)出口、萃取劑罐6出口相連，萃取混合物出口與分離塔7的入口相連；所述分離塔7的出口與精餾塔8的入口相連，所述精餾塔8還包括萃取劑出口和苯酚出口，萃取劑出口與萃取劑罐6入口相連，苯酚出口與反應(yīng)釜I入料口相連，萃取劑與苯酚的混合物能夠分離出來，分離后萃取劑重新回到萃取劑罐，苯酚重新作為原料回到反應(yīng)系統(tǒng)中再次利用，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)，并且適用于各類熱塑性酚醛樹脂的生產(chǎn)過程。
[0026]所述的超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)包括氣罐5、冷循環(huán)機(jī)51和壓縮泵52，氣罐5、冷循環(huán)機(jī)51和壓縮泵52依次相連，最終由壓縮泵52與萃取塔4萃取劑入口相連。采用超臨界二氧化碳和萃取劑進(jìn)行酚醛樹脂的脫酚處理，能夠有效的將游離酚從熱塑性酚醛樹脂中分離開，減少了酚醛樹脂中的游離酚，提高了產(chǎn)品的收率，獲取的熱塑性酚醛樹脂高純，性能優(yōu)良。
[0027]本實(shí)施例的一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)工作過程如下:原料、催化劑和水①從反應(yīng)釜I的入料口加入，在反應(yīng)釜I內(nèi)攪拌均勻，加熱至90°c，恒溫反應(yīng)4小時(shí)，然后在120°C下對反應(yīng)生成物進(jìn)行常壓脫水，干燥3小時(shí)，制備成酚醛樹脂③，廢水②從反應(yīng)釜I的排水口排入廢水池2，待做后續(xù)處理；酚醛樹脂③經(jīng)反應(yīng)釜I半成品出料口排出從造粒機(jī)3入口進(jìn)入造粒機(jī)3進(jìn)行造粒，得到酚醛樹脂粒料④。
[0028]酚醛樹脂粒料④從造粒機(jī)3的出口、萃取塔4粒料入口進(jìn)入萃取塔4，萃取劑⑤從萃取劑罐6出口進(jìn)入萃取塔4的萃取劑入口，二氧化碳?xì)怏w經(jīng)由超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)壓縮成超臨界二氧化碳⑥進(jìn)入萃取塔4，超臨界二氧化碳⑥在萃取劑⑤的作用下于萃取塔4內(nèi)將酚醛樹脂粒料④中的游離酚萃取出，得到高純熱塑性酚醛樹脂的成品⑦，高純熱塑性酚醛樹脂的成品⑦從成品出料口排出，此過程中的萃取劑⑤為按樹脂質(zhì)量的10%加入的乙醇。
[0029]含有游離酚的萃取混合物進(jìn)入分離塔7，在分離塔7中將超臨界二氧化碳⑥分離出來，剩下的游離酚和萃取劑混合物⑧進(jìn)入精餾塔8經(jīng)過精餾分離將游離酚和萃取劑混合物⑧分離出苯酚⑩和萃取劑⑨，苯酚⑩從精餾塔8的萃取劑出口排除，重新作為原料進(jìn)入反應(yīng)釜I，萃取劑⑨從精餾塔8的苯酚出口排除，重新經(jīng)由萃取劑罐6入口進(jìn)入萃取劑罐6循環(huán)使用。
[0030]以上示意性的對本實(shí)用新型及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)，包括反應(yīng)釜(I)和造粒機(jī)(3)，其特征在于:還包括萃取塔(4)、超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)、萃取劑罐￠)、分離塔(7)和精餾塔(8);所述的反應(yīng)釜(I)包括入料口、排水口和半成品出料口，入料口用于送入原料和催化齊U，半成品出料口與造粒機(jī)(3)入口相連；所述的萃取塔(4)包括粒料入口、萃取劑入口、成品出料口和萃取混合物出口，粒料入口與造粒機(jī)(3)的出口相連，萃取劑入口與超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)出口、萃取劑罐出)出口相連，萃取混合物出口與分離塔(7)的入口相連；所述分離塔(7)的出口與精餾塔(8)的入口相連，所述精餾塔(8)還包括萃取劑出口和苯酚出口，萃取劑出口與萃取劑罐(6)入口相連，苯酚出口與反應(yīng)釜⑴入料口相連， 所述的超臨界二氧化碳機(jī)構(gòu)包括氣罐(5)、冷循環(huán)機(jī)(51)和壓縮泵(52)，氣罐(5)、冷循環(huán)機(jī)(51)和壓縮泵(52)依次相連，最終由壓縮泵(52)與萃取塔(4)萃取劑入口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠色可連續(xù)化制備高純熱塑性酚醛樹脂的系統(tǒng)，其特征在于:還包括廢水池(2)，所述的廢水池(2)與反應(yīng)釜(I)排水口相連。
【文檔編號】C08G8/08GK204079854SQ201420548386
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】梁銑, 王鳳武, 魏亦軍, 張曉艷 申請人:淮南師范學(xué)院