异氰尿酸三缩水甘油酯生产工艺的安全分析与控制开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

1.生产工艺综述

1.1异氰尿酸三缩水甘油酯的物化性质

异氰尿酸三缩水甘油酯学名（1H,3H,5H）-三（2,3－环氧丙基）－均三嗪－2,4,6－三酮（Triglycidyl　Iso-cyanurate,TGIC），是一种杂环多环化合物。TGIC外观为白色结晶性粉末，熔融物为无色透明，120℃熔融物密度1.33g／cm3，120℃时粘度100MPas,100g理论环氧值1.01g/mol。TGIC有两种异构体形式，α体构型为（R,R,S/S,S,R），熔程为103～104.5℃；β体构形为（R,R,R/S,S,S），熔程为156～157.5℃。工业品一般为两种异构体的混合型，其组成的比例约为3:1。二者除熔点及溶解性外，其它理化性能基本相同。由于两种异构体的使用性能没有明显的差别，所以一般不进行分离。TGIC易溶于乙晴、二恶烷、二氯乙烷、氯仿、DMF、二甲基亚砜，微溶于甲醇、乙醇和水，不溶于乙醚、己烷和四氯化碳等；无吸湿性；和一般环氧树脂一样，能和酸酐、胺和酚醛树脂等固化剂发生交联反应。

TGIC因为有三嗪环结构，所以具有良好的耐热性、耐候性、粘结性及优异的高温电性能；相对分子量小，因而环氧当量也小，可以做为环氧树脂的改性剂使用。产品大部分用作聚酯粉末涂料的固化改性剂使用。

1.2生产方法概述

TGIC由瑞士汽巴－嘉基公司首先开发，1982年全世界工业化产量约为1000t，汽巴－嘉基和日产化学两家公司产量在世界上占主导地位。另外，德国Henlel公司和美国Shellchem公司也有工业化生产装置。20世纪80年代中后期，国内开始研制开发，现有黄山华惠和鞍山润德等规模化生产企业。表1列出了国外主要生产公司产品牌号和工艺路线情况。

表１-1　国外TGIC主要生产工艺

TGIC的合成方法有用异氰尿酸（CA）为原料的一步法和二步法。一步法是由Henkel公司中心实验室MBudnowski博士为首的研究小组最早开发的，该方法主要缺点是反应原料比过大，单釜产量少，收率低。

二步法改进了一步法的缺点，因而成为目前国内外TGIC行业主要采用的生产方法。

TGIC的合成还有用异氰尿酸三丙基酯（TAIC）为原料的环氧化法。由于原料TAIC售价颇高，制备TGIC在经济上缺乏竞争性，与二步法相比很难实现工业化生产规模，现在很少被采用。

由于二步法是目前生产中普遍应用的生产方法，所以本次设计中主要研究二步法。

二步法的反应方程式如下图1：

图1-1

二．工艺中涉及的介质危险性

2.1异氰尿酸三缩水甘油酯的危险性

TGIC对于呼吸和进食均有剧毒性。它对眼部有刺激性,对皮肤和鼻子有轻微的刺激性。纯TGIC和TGIC型粉末涂料对某些人群的皮肤有着过敏性,重则出疹。

在过去使用TGIC时只是推荐使用口罩,但是动物实验表明TGIC能引起基因损坏和对生殖能力的潜在破坏和致癌。特别提出的是TGIC可能造成精液中的基因改变从而对后代有遗传性影响。所以TGIC被分类为有毒、刺激、过敏和诱导有机体突变,TGIC被归为R:46-23/25-41-43-48/22-

52/53;S:53-45-61。

为此,欧洲联盟决定自1998年5月起对于TGIC必须使用带符号T的标签(用骷髅头和交叉腿骨作为有毒的象征)及附上有关危险的词语。所以TGIC的使用领域将不得不减少。

健康危害：本品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有强烈刺激作用。吸入后可引起喉、支气管的炎症、水肿、痉挛，化学性肺炎、肺水肿。接触后可引起烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。

燃爆危险：本品易燃，具爆炸性，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。

2.2环氧氯丙烷的危险性

环氧氯丙烷是一种有机化合物，主要用途是用于制环氧树脂，也是一种含氧物质的稳定剂和化学中间体，环氧基及苯氧基树脂之主要原料；制造甘油；熟化丙烯基橡胶；纤维素酯及醚之溶剂；纸业之高湿强度树脂。有毒，属于中等毒性，动物实验证明有潜在致癌作用，应避免长期接触。

毒性：属中等毒类。

急性毒性：LD5090mg/kg（大鼠经口）；238mg/kg（小鼠经口）；1500mg/kg（兔经皮）；LC50500ppm，4小时（大鼠吸入）；人吸入20ppm，最小中毒浓度（对眼刺激）；人经口50mg/kg，最小致死剂量。

亚急性和慢性毒性：大鼠吸入60mg/m37小时/日5日/周91日，肾明显增大和尿棕色素增加。

致突变性：基因突变，小鼠淋巴肉瘤细胞阳性。

致畸性：体外细胞遗传损伤，啮齿动物骨髓细胞染色体畸变阳性。

致癌性：小鼠皮下最小中毒剂量720mg/kg（78周，间断）致肿瘤阳性。

危险特性：其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起分解爆炸和燃烧。若遇高热可发生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。

燃烧（分解）产物：一氧化碳、二氧化碳、氯化氢。

参考文献

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一．要研究的问题

1.1选择生产工艺

在综合分析国内外异氰尿酸三缩水甘油酯生产现状的基础上，通过查阅有关文献资料，分析总结异氰尿酸三缩水甘油酯传统和现代工艺，通过比较选择适合我国国情的生产工艺，并完成符合所选工艺的设备选型设计。