化工仪表课程设计

大学化工仪表课程设计设计题目：乳液涂料生产控制学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号：辅导教师：组员：目录表面工程课程设计任务书................................................................................31概况...........................................................................................................11.1设计要求............................................................................................11.2设计任务书：...................................................................................11.3设计技术标准和规范.....................................................................22设计基础资料.........................................................................................22.1乳胶漆材料.......................................................................................23涂料生产工艺.........................................................................................33.1涂料制造流程...................................................................................33.2生产设备............................................................................................63.3乳胶漆生产工艺............................................................................104主要控制内容.......................................................................................104.1流量控制..........................................................................................104.2分散设备温度控制........................................................................104.3助剂加料速度控制........................................................................114.4调涂料罐转速控制........................................................................115重点设备装置......................................................错误!未定义书签。5.1去离子水及装置...........................................错误!未定义书签。5.2水处理.............................................................错误!未定义书签。6容器及仪表的选用..............................................................................13[参考文献].....................................................................................................14·表面工程课程设计任务书1设计题目：乳液涂料生产控制2设计背景：近年来，我国建筑涂料，特别是乳胶漆在生产能力、技术水平和产品服务等方面均取得了长足的进步，其总体技术水平已达到国际90年代的先进水平。建筑涂料作为建筑内外墙装饰主体材料的地位正在确立。国内建筑涂料生产企业众多，规模甚小，据有关部门统计年产值在100万元以上的涂料生产厂达4500多家，其中年产10000吨以上规模的企业不足1%，大多数年产量在1000吨以下，产品档次低，品种少，类同产品低价竞销，粗制滥造产品欺市，无序竞争，自毁市场。一般认为，乳胶漆的制造无非是将各种原料进行机械混合，等于一种物理混合过程。实际上，此混合过程并非如此简单，除所用原料质量外，不同的加料顺序及助剂的不同应用方法，所得到的结果完全不同，即使应用最好的原料，由于生产方法不当或错误而导致所得成品的质量得不到保证。概况1.1设计要求1、针对给定的题目，查阅资料。首先掌握题目的内容，具体包含题目的生产过程、反应、分离原理、操作过程、工艺流程、注意事项。本题设计的内容及重点等。2、针对给定的工艺过程，设计出详细具体控制方案，具体为画出控制方案图，图纸为A3纸（上交）。编写设计说明书，具体内容为：题目设计要求，每一设备、原件的名称选型（型号）、厂家、具体参数。如：序号名称型号规格mm厂家其它1热电偶K5*750天津宏达科技有限公司螺纹m163、写出每个控制系统的控制过程，注意事项。4、注意参考文献，要在说明书后标注。包括：作者、文题、文献名称、年、卷、页数等1.2设计任务书：根据给定的生产方法、工艺流程图及具体的控制要求，设计出能够进行正常生产的化工过控制方案。1.3设计技术标准和规范《工业建筑防腐设计规范》GB50046-96《工业企业设计标准》TJ36-79《性能指标参照》GB/T9756-20012设计基础资料2.1乳胶漆材料1.轻钙轻钙是轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙，简称轻钙。2.钛白。不耐酸。立德粉又称为锌钡白，它耐热性良好，可改善耐候性，防藻，降低成本以及其具有优异的遮蔽力的白度。3.金红石是就是较纯的二氧化钛，一般含二氧化钛在95％以上，是提炼钛的重要矿物原料，是生产金红石型钛白粉的最佳原料。4.流平剂：固态和液态两种能有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性的一类物质。可改善涂饰液的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然。5.增稠剂：它可以提高物系粘度，使物系保持均匀的稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶。6.分散剂：促使物料颗粒均匀分散于介质中,形成稳定悬浮体的药剂。7.界面剂是一种胶粘剂，一般都是由醋酸乙烯—乙烯制成。具有超强的粘接力、优良的耐水性、耐老化性。3涂料生产工艺3.1涂料制造流程3.1.1涂料的基本组成乳胶漆以乳液为主要成膜物质，这里所指的乳液通常是合成树脂乳液，合成树脂乳液的常见品种有：聚醋酸乙烯、醋丙、醋顺、醋叔、VAE、苯丙、纯丙、硅丙、氟碳乳液等。乳胶漆主要由乳液、颜填料、多种助剂和水组成。3.1.2制造流程：预分散——研磨——混合调整——调色——检测——过滤罐装1颜填料在乳胶漆中的分散颜填料在乳胶漆中的分散可分解为相互关联的3个过程：1)润湿。以颜料润湿剂、分散剂置换原来吸附在颜料表面的空气和水，并为分散和稳定过程作好准备2)分散。施加剪切力于颜填料，通过高速分散机和研磨机使颜填料附聚体和聚集体分离开来，同时以润湿剂、分散剂分散润湿新暴露的表面；3)稳定化。分散剂在润湿颜填料表面后吸附于其上，以双电层、物理屏蔽、氢键等作用使之分散稳定化，颜料分散稳定化是颜料颗粒间相互吸引和相互排斥的平衡。为了使颜填料得到好的分散，并在涂料中保持稳定的分散状态，有两点非常重要：一是根据颜填料的特性选择合适的润湿分散剂；二是采用有效的分散、研磨设备对颜填料进行分散（粒子分离）。分散过程的加料顺序是：先将分散、润湿等多种助剂溶解或稀释在水中，然后加入颜填料。颜填料的加入顺序是：先加入较难分散的颜料，如钛白粉、相关颜料等，然后加入相关填料。生产白色涂料时，常加入增白剂和群青，须先将它们用水溶解后再加入浆料中分散。颜填料分散加料时应进行低速搅拌，加料完毕后再提高搅拌速度。一般加料时转速为300miin/r’高速分散时叶轮的线速度为1640m/min。由于颜料浆的粘度较大，高速分散时温度可能会上升较多，如果温度过高应停机冷却。为了提高分散效率，可采用适当偏心分散，以消除死角。当颜填料分散到一定细度，再延长分散时间是没有效果的，所以要注意随时检查细度，细度合格后即可停止分散。一般填料经高速分散后，细度仍可能达不到乳胶漆的生产要求（一般为+#!(左右），所以须再用研磨机进行研磨，最普遍使用的是砂磨机。经高速分散机分散、混合均匀的浆料再加入砂磨机研磨，一般砂磨机研磨的物料粘度不宜太高，所以增稠剂常在后面调漆时加入。也有些涂料生产厂用三辊研磨机或球磨机将钛白粉、有色颜料粉等磨成色浆后加入高速分散机中和各种填料混合分散，省去了砂磨机研磨的工序。近年来，在建筑乳胶漆生产中开始大量应用各种超细粉料，由于超细粉料或超细粉料的浆料较易分散，经高速分散机分散后已经达到细度要求，就可省去研磨工序。2.配制初始涂料将研磨细度合格的白浆分批慢速加入到乳液中，待前批加入搅拌均匀后再加入后一批。白浆在乳液中的混合搅拌速度一般为100-200r/min，搅拌叶轮不宜采用圆盘锯齿状的，而应该用锚式、三叶桨状式等，目的是要求整个物料在低速搅拌混合中能全部翻动而无死角。这里需要特别解释的是，为什么要把白浆分批慢速加入到乳液中去，而不是把乳液分批慢速加入到白浆中去.这是因为：白浆中助剂的相对含量较高，特别是其中的成膜助剂，它对乳液有较大的凝聚性，很容易损害乳液的化学稳定性，把白浆分批慢速加入到乳液中去搅拌混合，就是为避免乳液粒子或粒子团与高浓度的成膜助剂接触，而尽量防止损伤乳液的化学稳定性。当然，在乳胶漆的生产配方中，如果成膜助剂用量较少，固体粉料用量很多，乳液用量也不太高，在这种情况下，无论是将白浆加入到乳液中还是把乳液加入到白浆中，都不会产生或肉眼看不出有异常现象。例如，某种高光泽乳胶漆的生产配方中，多种成膜助剂的使用总量为70-85kg(指生产1000kg乳胶漆，下同），颜填料的使用总量为160-180kg，乳液的使用量多达600-700kg，在生产这种乳胶漆时，如果把乳液加入到研磨好的白浆中去，就极易使乳液粒子凝聚而产生象鱼仔一样的小软颗粒，这是乳液破乳的一种现象。所以，在乳胶漆生产过程中，把白浆分批慢速加入到乳液中搅拌混和的生产工艺，对防止乳液凝聚、破乳，保证产品质量而言，是相对安全的。3乳胶漆成品的配制初涂料经消泡、配色和增稠后才成为乳胶漆成品。1)乳胶漆消泡乳胶漆中抑、消泡剂的加入方法，最好是先将一部分抑、消泡剂（以抑泡剂为主，一般可取总量的1/3-1/2）在分散、研磨白浆之前加入，其余的则加入到初涂料中，甚至在乳胶漆品生产就绪、包装之前还可少量加入，后者以消泡剂为主。至于抑、消泡剂的加入品种和使用总量，应根据乳胶漆的粘稠度、乳液的品种及用量等因素而定，还应参考抑、消泡剂生产厂或供应商的推荐用量并通过乳胶漆制成后静置24h的涂装效果来确定。2)乳胶漆的配色乳胶漆的配色，应该在色浆生产厂的指导下，通过实