[发明专利]一种绿色可连续化制备高纯热塑性酚醛树脂的系统

说明书

技术领域

本发明属于酚醛树脂材料技术领域，更具体地说，涉及一种基于超临界二氧化碳萃取脱酚的绿色可连续化制备高纯热塑性酚醛树脂的系统。

背景技术

酚醛树脂具有抗热、绝缘、耐高温、耐蚀和良好的机械加工性能，可应用于制造模塑料、层压塑料、泡沫塑料等，也可用作油漆原料、胶粘剂、防腐蚀用胶泥以及以酚醛树脂为基础的离子交换树脂等，还可作为砂轮、刹车片、覆膜砂的胶粘剂，在国防工业上，酚醛树脂也得到了广泛的应用。

目前，国际或国内生产热塑性酚醛树脂的方法是，在有机酸和无机酸的催化下，采用各种生产工艺，使得酚和醛反应。为了获得不同分子量和不同分子量分布的热塑性酚醛树脂，一般合成过程都在酚过量的情况下进行，因此所得热塑性酚醛树脂的游离酚含量较高。有采用汽提法去除树脂中游离酚的，还有用水洗法得到高纯树脂的，虽然二法均能降低树脂游离酚含量，但它们不但会产生大量含酚废水，所得树脂的产率也较低；此外还有通过加入附加原料与树脂中游离酚反应的，但是会降低树脂本身的性能。

如中国专利号ZL201010505909.4，授权公告日为2012年7月25日，发明创造名称为：一种高纯热塑性酚醛树脂的生产方法，该申请案包括以下步骤完成：(1)量取酚、醛和酸类催化剂；(2)将酚和酸类催化剂在反应釜内混合搅拌均匀；(3)加热升温，加入醛，再加热到80-110℃时，反应0.5-4个小时；(4)水洗去除杂质：在反应釜中加入纯水或有机溶剂和纯水的混合物，依次通过过滤器和油水分离器后，油相物在一号树脂清洗釜和二号树脂清洗釜之间反复水洗，水相物进入废水罐；直至水相物内含有的杂质指标符合要求；(5)将水洗完成后得到的油相物直接输送至薄膜蒸发器；加热脱出溶剂，造粒得到高纯热塑性酚醛树脂。该方法虽然大幅度减少了树脂中的杂质含量以及游离酚含量，外观洁净度高，但是由此会产生大量的高浓度含酚废水，无法做到实现绿色生产和低碳排放。

在环保呼声日益强烈的今天，实现绿色生产和低碳排放已然成为限制企业发展的瓶颈和社会经济发展迫切需要解决的问题。因此在保证树脂高性能的基础上，迫切需要开发大幅度降低树脂游离酚含量并实现树脂绿色生产的工艺技术。

西北工业大学硕士学位论文《热塑性酚醛树脂绿色生产新工艺的研究》一文中为了解决热塑性酚醛树脂合成阶段由于苯酚过量而带来的高浓度含酚废水的问题，采用新型选择型催化剂和新型工艺合成出热塑性酚醛树脂，使合成时苯酚与甲醛的摩尔配比达到1:1，该方法理论上解决游离酚过量的问题，但是反应不易获得不同分子量和不同分子量分布的热塑性酚醛树脂。

随着环境的温度和压力变化，任何一种物质都存在三种相态-气相、液相、固相，液、气两相成平衡状态的点叫临界点，超临界流体是指温度和压力均高于其临界点的流体，将已经加温加压成超临界状态的二氧化碳作为溶剂，可以以其极高的溶解力萃取平时不易萃取的物质，而且二氧化碳以其无毒和易挥发的特点在常温常压下即可与萃取物分离。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题在于克服上述酚醛树脂制备方法的缺点，提供一种收率高、游离酚含量低、可连续绿色生产的高性能热塑性酚醛树脂的制备系统。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种绿色可连续化制备高纯热塑性酚醛树脂的系统，包括反应釜、造粒机、萃取塔、超临界二氧化碳机构、萃取剂罐、分离塔和精馏塔；所述的反应釜包括入料口、排水口和半成品出料口，入料口用于送入原料和催化剂，半成品出料口与造粒机入口相连；所述的萃取塔包括粒料入口、萃取剂入口、成品出料口和萃取混合物出口，粒料入口与造粒机的出口相连，萃取剂入口与超临界二氧化碳机构出口、萃取剂罐出口相连，萃取混合物出口与分离塔的入口相连；所述分离塔的出口与精馏塔的入口相连，所述精馏塔还包括萃取剂出口和苯酚出口，萃取剂出口与萃取剂罐入口相连，苯酚出口与反应釜入料口相连，

所述的超临界二氧化碳机构包括气罐、冷循环机和压缩泵，气罐、冷循环机和压缩泵依次相连，最终由压缩泵与萃取塔萃取剂入口相连。

作为本发明的进一步改进，还包括废水池，所述的废水池与反应釜排水口相连。

作为本发明的进一步改进，所述的碳萃取塔工作时，萃取温度为31～50℃，萃取压力为8～20Mpa；分离塔工作时，分离压力为5～7Mpa。

作为本发明的进一步改进，所述的碳萃取塔工作时，萃取温度为35℃，萃取压力为15Mpa；分离塔工作时，分离压力为6Mpa。