邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺设计
年产10万吨邻苯二甲酸二辛酯工艺设计方案

简介邻苯二甲酸二辛酯(DOP)是一种常用的塑料助剂。
本篇工艺设计方案旨在实现年产10万吨DOP的生产,包括原料处理、反应过程、产品分离和净化、产品后处理等环节。
通过合理的工艺流程和设备选择,优化反应条件,提高DOP产率和产品质量,降低能耗和工艺成本。
原料处理本工艺方案以正辛醇和邻苯二甲酸为原料进行反应。
原料需要经过前处理,包括去除杂质、脱水和脱酸等步骤。
原料处理工艺采用分离漏斗、蒸馏和过滤等常规工艺,确保原料的纯度和质量,提高反应效果。
反应过程反应过程主要是将正辛醇和邻苯二甲酸反应生成DOP。
反应采用酸催化剂,并通过加热和搅拌等方式提高反应速率。
反应温度和时间的选择需要结合实际工艺要求和反应动力学数据进行确定。
反应结束后,通过冷却和过滤等步骤分离出反应产物。
产品分离和净化反应产物包含DOP和未反应的原料、副产物和杂质等。
产品分离和净化过程需要采用适当的分离工艺,如蒸馏、萃取和结晶等。
通过合理的操作条件和设备选择,将DOP从其他组分中分离出来,并进行后续的净化处理,提高产品纯度和质量。
产品后处理产品后处理是最后一个环节,包括对DOP进行精炼和包装等步骤。
精炼过程可以采用蒸馏和再结晶等方法,进一步提高DOP的纯度和质量。
最后,将精炼后的产品进行包装,符合相关标准和要求。
工艺优化针对年产10万吨DOP的工艺设计,可以通过以下方式进行优化:1.反应温度和时间的优化,寻找较佳的反应条件,提高DOP产率和质量。
2.设备选型和操作优化,选择适当的反应器和其他设备,提高反应过程的效率和安全性。
3.原料处理和产品分离工艺的改进,提高原料纯度和产品纯度,减少杂质对反应的干扰。
4.能耗节约和废物利用,优化工艺流程,减少能耗和废物产生,增加工艺经济性。
结论本篇工艺设计方案旨在实现年产10万吨DOP的生产,通过合理的原料处理、反应过程、产品分离和净化、产品后处理等步骤,优化工艺条件和设备选择,提高DOP产率和质量,降低能耗和工艺成本。
连续型生产邻苯二甲酸二辛酯的工艺流程

连续型生产邻苯二甲酸二辛酯的工艺流程1.首先,将苯乙烯和氧气送入反应釜中。
First, styrene and oxygen are fed into the reactor vessel.2.当达到适当的温度和压力后,加入催化剂来促进反应。
When the appropriate temperature and pressure are reached,a catalyst is added to promote the reaction.3.反应会产生邻苯二甲酸,并将其蒸馏提取出来。
The reaction produces phthalic acid, which is thendistilled and extracted.4.接下来,将邻苯二甲酸与辛醇进行酯化反应。
Next, phthalic acid undergoes esterification with octanol.5.酯化反应需要加入酸催化剂来增加反应速率。
Esterification reaction requires the addition of acid catalyst to increase the reaction rate.6.随后,将反应混合物进行分离,提取出邻苯二甲酸二辛酯。
The reaction mixture is then separated to extract dioctyl phthalate.7.最后,通过精馏和过滤等步骤,获得最终的产品。
Finally, the final product is obtained throughdistillation and filtration steps.8.这个工艺流程需要严格的控制条件和操作技能。
This process requires strict control conditions and operational skills.9.高纯度的原材料和催化剂是确保产品质量的关键。
年产8万吨邻苯二甲酸二辛酯生产车间初步工艺设计

一、工艺流程1.基本物料-邻苯二甲酸酐(PAN)作为主要原料-辛醇作为酯化剂-盐酸作为催化剂-水作为溶剂2.反应步骤-步骤1:酯化反应将邻苯二甲酸酐、辛醇和盐酸加入反应釜中,加热并搅拌保持温度在70-80℃。
在反应釜内进行酯化反应,生成邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和水。
-步骤2:除水经过酯化反应后,反应体系中含有大量的水。
将反应釜中的反应物进入分离釜中,利用不同的物理性质(如沸点差异)来除去酯化反应中产生的水。
3.分离步骤-步骤1:分离DOP与未反应原料通过蒸馏方式分离DOP和未反应的邻苯二甲酸酐和辛醇。
-步骤2:除去水利用分离再生塔,通过加热和冷凝来除去残留的水。
水从底部排出,经过再生处理后回收利用。
二、原料及设备1.原料及其用量-盐酸:120吨/年-水:100吨/年2.设备-反应釜:容积200m³,材质为不锈钢,加热方式为蒸汽加热,搅拌速度可调。
-分离釜:容积150m³,材质为不锈钢,可控制温度和压力。
-分离再生塔:塔径2m,塔高10m,塔内填料用于增加接触面积,塔底储液器用于收集分离出的水。
三、工艺控制1.温度控制-反应釜:通过蒸汽加热和搅拌来控制温度,需要保持在70-80℃。
-分离釜:通过加热和冷却水来控制温度,需要保持在60-70℃。
2.压力控制-反应釜:通过调整蒸汽压力来控制压力,需要保持在正常反应压力范围内。
-分离釜:通过调节分离釜的排液速度来控制压力,需要保持在设计范围内。
3.搅拌控制-反应釜:通过调整搅拌速度来控制反应速度和均匀性,需要保持适当的搅拌速度。
-分离釜:通过调整搅拌速度来提高分离效率,保持适当的搅拌速度。
四、安全措施1.反应釜和分离釜应有足够的安全设备,如自动断电装置、温度和压力传感器、安全阀等。
2.进行工艺操作时,操作人员应穿着防护服和安全防护眼镜。
3.在操作过程中,应定期对设备和管道进行检查和维护,确保设备正常运行。
4.废弃物和废水应按照环保要求进行处理,确保环境污染的最小化。
DOP增塑剂的生产工艺过程

DOP增塑剂的生产工艺过程邻苯二甲酸二辛脂,简称DOP。
分子式:C24H38O4分子量:390.30性质:无色油状液体,比重0.9861(20/20 ),熔点-55 ,沸点370 (常压),不溶于水,溶于乙醇、乙醚、矿物油等大多数有机溶剂。
质量指标:GB11406-89表邻苯二甲酸二辛酯性能指标项目优级品一级品外观透明、无可见杂质的油状液体色度(铂-钴)号≤ 30 40酯含量%≥ 99.5 99密度(p20)g/cm 3 0.982-0.988 0.982-0.988酸度(以苯二甲酸计)%≤ 0.01 0.015加热减量%≤ 0.2 0.3闪点℃≥ 195 192热处理后色度(铂-钴)号≤ 100 -体积电阻系数. cm≥ 1x10″ -邻苯二甲酸二辛酯是重要的通用型增塑剂,主要用于聚氯乙烯树脂的加工,还可用于化纤树脂、醋酸树脂、ABS树脂及橡胶等高聚物的加工,也可用于造漆、染料、分散剂等。
通用级DOP,广泛用于塑料、橡胶、油漆及乳化剂等工业中。
用其增塑的PVC 可用于制造人造革、农用薄膜、包装材料、电缆等。
电气级DOP,具有通用级DOP的全部性能外,还具有很好的电绝缘性能,主要用于生产电线和电。
品级DOP,主要用于生产食品包装材料。
医用级DOP,主要用于生产医疗卫生制品,如一次性医疗器具及医用包装材料等。
主要用途:DOP是通用型增塑剂,主要用于聚氯乙烯脂的加工、还可用于化地树脂、醋酸树脂、ABS树脂及橡胶等高聚物的加工,也可用于造漆、染料、分散剂等、DOP增塑的PVC可用于制造人造革、农用薄膜、包装材料、电缆等。
运输:用槽罐车装运,本品应存放于通风、干燥处、远离火源。
邻苯二甲酸二辛酯的工业生产一.概述DOP的制备早在U33年就被批准为专利,工业化生产至今已有40多年历史,早期以间歇式作业为主,60年代出现半连续化工艺,即酯化部分为间歇式,酯化以后各工序改成连续式,目前国内普遍采用此法。
国外对全连续化工艺的研究虽然开展得比较早,但实现投产还只是近十多年间的事。
增塑剂DOP生产工艺进展[1]
![增塑剂DOP生产工艺进展[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/281548200722192e4536f60f.png)
( 上接第 29 页) 两个精制釜, 设备台数较少, 节省了投资。生 产中省去水洗、碱洗工序, 减少了废水, 产品 质量达到国际水平。
参考文献
1 聚氯 乙烯 大全 第 1 卷. 化 学工 业 出版 社, 1983:
398
2 盐
! ∀ , 1996, 36( 7) : 19
连续法单目前日本do的产量和消费量都在3028酯化温度为130150苯酐与辛醇进料比硫酸催化工艺的优点是硫酸价廉易得催化活性高反应温度不太高容易投产此有部分厂采用该工艺但它有一定缺陷于浓硫酸的脱水酯化和氧化作用酯化时会生成硫酸酯醚产品质量差
1997 年 第 6 期 化 工 设 计 2 7
8
12
0
0
0
1. 2 1. 205 1. 25 1. 27
1. 09
12
12
17
15
16. 3
该公司还生产其他各种规整填料, 如金 属孔板波纹填料、金属丝网波纹填料、金属渗
铝孔板波纹填料、金属刺孔板波纹填料、金属 板网波纹填料、塑料孔板波纹填料和塑料丝 网波纹填料等, 品种繁多、性能优良。
参考文献
本工艺各工序简述如下。
酯化工序: 将苯酐加入酯化釜 1, 辛醇经 板式换热器 17 与来自降膜蒸发器 16 的粗酯 换热, 再经辛醇加热器 5 用蒸汽加热后进入 酯化釜 1。催化剂自贮槽 6 经计量泵 7 加入 酯化釜 1。从 1 溢流出的物料依次进入酯化 釜 2~4, 同时向各釜加入部分辛醇以维持醇 过量。反应温度 200~230℃, 反应生成的酯 溢流至中间罐 8。在各酯化釜中, 水与醇形成 共沸物后, 进入填料塔 9。分离出的一部份醇 流回酯化釜 1; 另一部分出塔经冷凝器 10 和 冷却器 11 流入分离器 12。在此醇与水分离, 分离的醇收集在醇回收槽 13 中, 经泵打回至 填料塔作回流液。从冷凝器 10 出来的未凝气 体再冷凝后, 凝液进入分离器 14, 将低沸物 与水分离, 低沸物送苯酐装置焚烧炉烧掉; 水 送到软水收集槽 15, 供中和水洗用。
年产0万吨邻苯二甲酸二辛酯工艺设计方案

年产10万吨邻苯二甲酸二辛酯工艺设计方案清晨的阳光透过窗帘的缝隙,洒在办公室的角落,我坐在桌前,思绪如泉涌,关于年产10万吨邻苯二甲酸二辛酯的工艺设计方案,在我的脑海中逐渐勾勒出轮廓。
我们要明确项目背景。
我国是全球最大的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)生产国,市场需求巨大。
然而,传统的生产工艺存在能耗高、污染严重等问题,因此,开发高效、环保的新工艺迫在眉睫。
一、工艺流程1.原料准备选用优质邻苯二甲酸酐(PA)和辛醇为原料,确保产品质量。
原料需经过严格的质量检测,合格后方可进入生产线。
2.酯化反应将PA和辛醇按一定比例投入酯化反应釜,加热至160℃,同时加入催化剂,保持反应釜内压力为0.5MPa。
酯化反应过程中,不断搅拌,以促进反应进行。
反应时间约为4小时。
3.蒸馏酯化反应完成后,将物料送入蒸馏塔进行蒸馏。
塔顶温度控制在220℃,塔底温度控制在250℃。
塔顶馏分为DOP产品,塔底残液可回收利用。
4.精制将蒸馏得到的DOP产品送入精制塔,进行进一步精制。
塔顶温度控制在240℃,塔底温度控制在260℃。
塔顶馏分为精制DOP产品,塔底残液可回收利用。
5.包装精制DOP产品经过冷却、过滤后,进行包装。
包装材料要求清洁、干燥,避免产品受潮。
二、设备选型1.酯化反应釜2.蒸馏塔选用浮阀塔,直径为1.2m,塔高为10m。
塔内填充瓷环,以增加气液接触面积。
塔顶设有冷凝器,塔底设有再沸器。
3.精制塔选用填料塔,直径为1.2m,塔高为10m。
塔内填充活性炭,以去除杂质。
塔顶设有冷凝器,塔底设有再沸器。
4.冷却器选用壳管式冷却器,直径为0.6m,长度为3m。
冷却器材质为不锈钢,传热效率高。
三、环保措施1.废气处理生产过程中产生的废气,经过活性炭吸附处理,去除有害物质,达标排放。
2.废水处理生产过程中产生的废水,经过中和、絮凝、过滤等工艺处理,达到国家排放标准。
3.废渣处理生产过程中产生的废渣,经过焚烧处理,减少环境污染。
四、经济效益分析1.投资回报期本项目总投资约1亿元,预计投产后3年即可收回投资。
邻苯二甲酸二辛酯生产工艺规程

邻苯二甲酸二辛酯生产工艺规程编号:Q/TRB-Z04.7-1:2003天津溶剂厂二○○三·六一、概述1.产品名称:邻苯二甲酸二辛酯学名:邻苯二甲酸-2-乙基己酯别名:绝缘级二辛酯英文简称:DOP2.产品的分子式、结构式、分子量分子式:43824O H C结构式:分子量:390.623.产品的理化性质①性状:无色或微黄色非水溶性的油状液体,能与乙醇、丙酮等有机溶剂相混溶,不溶于水。
②物理常数沸点:370℃(1.0325×105Pa,760mmHg )折光率:1.4859(20℃)闪点:218.33℃(开杯)粘度:81.4CP (厘泊)(20℃)相对密度:0.9861(20℃)燃点:241℃冰点:-55℃熔点:-16℃流动点:-41℃体积电阻:11101⨯(Ω·cm )比热:(50~150℃)平均为0.57卡/克蒸发热:23.6千卡/克分子溶解度:在水中小于0.1%(20℃)C O CH 2 CH (CH 2)3 CH 3O C2H 5C 2H 5C O CH 2 CH (CH 2)3 CH 3挥发热:(150℃)20mg/2cm小时4.产品的应用范围本产品是一种性能较好的主增塑剂,由于它具有较好的相溶性,较低的挥发性,较低的抽出性,较好的低温柔软性良好的电器性能及对热和光的抵抗性。
因此,除广泛应用于聚氯乙烯薄板、薄膜、人造革、硝酸纤维素、合成橡胶工业外还应用于电缆粒子制造,医疗器械等方面。
5.国内外生产工艺及本厂工艺简介目前,国外生产有以下几种工艺:酸性触媒生产工艺(硫酸或对甲基苯磺酸)、非酸触媒生产工艺(金属氧化物,两性触媒,或酯类触媒)及无催化剂工艺,在单元生产方式上有连续法(各工艺单元均连续),半连续法(脱醇、中和连续)及间歇法,目前,国内以硫酸为触媒的生产工艺正在逐步转向非酸触媒的生产工艺,单元生产方式连续法和间歇法兼有。
6.我厂目前的生产工艺为间歇法非酸触媒生产工艺。
dop的合成工艺方法

dop的合成工艺方法DOP的合成工艺方法DOP(又称为邻苯二甲酸二辛酯)是一种常用的塑化剂,广泛应用于塑料制品的生产中。
它具有优良的柔软性、透明度和耐候性,因此被广泛用于塑料制品的制造。
在工业生产中,合成DOP的工艺方法有多种,下面将介绍其中的几种主要方法。
一、酯交换法酯交换法是一种常用的DOP合成工艺方法。
该方法以邻苯二甲酸二甲酯和辛醇为原料,通过酯交换反应合成DOP。
具体步骤如下:1. 将邻苯二甲酸二甲酯和辛醇按一定比例加入反应釜中。
2. 加入催化剂,催化剂可以提高反应速率。
3. 在适当的温度下进行反应,并控制反应时间。
4. 反应结束后,通过蒸馏和净化等步骤,得到纯净的DOP产品。
二、酯化法酯化法也是一种常用的DOP合成工艺方法。
该方法以邻苯二甲酸和辛醇为原料,通过酯化反应合成DOP。
具体步骤如下:1. 将邻苯二甲酸和辛醇按一定比例加入反应釜中。
2. 加入酸催化剂,酸催化剂可以促进酯化反应的进行。
3. 在适当的温度下进行反应,并控制反应时间。
4. 反应结束后,通过蒸馏和净化等步骤,得到纯净的DOP产品。
三、氧化法氧化法是一种较为简单的DOP合成工艺方法。
该方法以邻苯二甲酸和辛醇为原料,通过氧化反应合成DOP。
具体步骤如下:1. 将邻苯二甲酸和辛醇按一定比例加入反应釜中。
2. 加入氧化剂,氧化剂可以促使邻苯二甲酸和辛醇发生氧化反应。
3. 在适当的温度下进行反应,并控制反应时间。
4. 反应结束后,通过蒸馏和净化等步骤,得到纯净的DOP产品。
四、酯交换-酯化法酯交换-酯化法是一种综合利用的DOP合成工艺方法。
该方法首先通过酯交换反应将邻苯二甲酸二甲酯和辛醇合成为邻苯二甲酸辛酯,然后再通过酯化反应将邻苯二甲酸辛酯转化为DOP。
具体步骤如下:1. 将邻苯二甲酸二甲酯和辛醇按一定比例加入反应釜中。
2. 加入酯交换催化剂,促使邻苯二甲酸二甲酯和辛醇发生酯交换反应。
3. 在适当的温度下进行酯交换反应,并控制反应时间。
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有机工业合成结课作业---邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺姓名:XXX学号:XXX班级:XX级XXX班XXXX年XX月XX日一、邻苯二甲酸二辛酯的概述 (1)二、原料来源 (1)1.邻苯二甲酸酐 (1)2. 2-乙基己醇(辛醇) (2)3. 生产方法 (2)三、工艺原理 (2)1.反应原理 (2)1.1主反应 (2)1.2副反应 (3)2.反应特点 (3)2.1酯化 (3)2.2中和水洗 (3)2.3醇的分离与回收 (3)2.4脱色精制 (4)3反应的热力学和动力学分析 (4)3.1热力学分析 (4)3.2动力学分析 (4)3.3催化剂 (4)四、工艺条件和主要设备 (5)1.工艺条件 (5)1.1反应温度 (5)1.2原料配比 (5)2 主要设备 (5)五、工艺流程 (6)1.酸性催化剂间歇生产邻苯二甲酸辛酯 (6)2.非酸性催化剂连续生产邻苯二甲酸二辛酯 (6)2.1酯化 (7)2.2脱醇 (7)2.3中和水洗 (7)2.4汽提干燥 (8)2.5过滤 (8)2.6醇回收 (8)六、三废治理、安全卫生防护 (8)1.三废治理 (8)2.安全卫生防护 (9)七、项目一览表 (9)邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺一、邻苯二甲酸二辛酯的概述邻苯二甲酸二辛酯,C24H38O4,又名邻苯二甲酸双(2一乙基己)酯,简称DOP,是一种重要的增塑剂,主要用来做PVC、赛璐珞的增塑剂、有机溶剂、合成橡胶软化剂。
DOP为无色油状液体,比重0.9861(20/20 ),熔点-55 ,沸点370 (常压),不溶于水,溶于乙醇、乙醚、矿物油等大多数有机溶剂。
产品质量指标GB11406-89,常见的规格有:通用级DOP、电气级DOP、品级DOP、医用级DOP。
二、原料来源邻苯二甲酸二辛酯的主要原料是邻苯二甲酸酐和2-乙基己醇。
1.邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐(简称苯酐),为白色鳞片结晶,熔点为130.2℃,沸点为284.5℃,在沸点以下可升华,具有特殊气味。
几乎不溶于水,溶于乙醇,微溶于乙醚和热水,毒性中等,对皮肤有刺激作用,空气中最大允许浓度为2 mg/L。
苯酐是由萘或邻二甲苯催化氧化制得的。
萘催化氧化制苯酐:催化剂的主要成分为V2O5和K2SO4邻二甲苯催化氧化制苯酐:催化剂主要成分为V2O5和TiO2工业上有固定床气相催化氧化法和流化床气相催化氧化法两种。
目前多为邻二甲苯固定床催化氧化法。
2. 2-乙基己醇(辛醇)2-乙基己醇为无色透明液体,具有特殊气体,沸点为181~183℃,溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂中。
工业上可用乙炔、乙烯或丙烯以及粮食为原料生产2-乙基己醇。
丙烯的氢甲酰化法原料价格便宜,合成路线短,是主要的生产方法。
丙烯的氢甲酰化法,以丙烯为原料加入水煤气经催化氧化得到正丁醛,正丁醛在碱性条件下缩合得到辛烯醛,辛烯醛催化加氢得2一乙基己醇,反应式如下:以上关键是丙烯氢甲酰化化合成丁醛,羰基合成有高压法、中压法和低压法。
目前主要采用铑一膦配位催化剂低压法合成羰基。
3. 生产方法邻苯二甲酸二辛酯的生产方法一般根据酯化过程中采用的催化剂不同,分为酸性工艺和非酸性工艺。
根据工艺流程的连续化程度,也常称为连续和间歇式工艺。
不论采用哪种工艺流程,其生产通常都要经过酯化、脱醇、中和水洗、汽提、吸附过滤、醇回收等步骤来完成。
三、工艺原理1.反应原理1.1主反应邻苯二甲酸酐与2-乙基己醇酯化一般分为两步。
第一步,苯酐与辛醇合成单酯,反应速率很快,当苯酐完全溶于辛醇,单酯话即基本完成。
第二步,邻苯二甲酸单酯与辛醇进一步酯化生成双酯,这一步反应速率较慢,一般需要使用催化、提高温度以加快反应速率。
总反应式:1.2副反应(1)醇分子内脱水生成烯烃。
C8H17OH醇分子内脱水生成烯烃C8H16;(2)醇分子内脱水生成醚。
C8H17OH醇分子间脱水生成醚C8H17O C8H17;(3)生成缩醛;(4)生成异丙醇(来自催化剂本身)从而生成相应的酯;(5)生成正丁醇(来自催化剂本身)从而生成相应的酯。
上述副反应,由于使用的选择性很高的催化剂,副反应很少,约占总质量的1%左右。
数量很少,沸点较低,在酯化讨j陧中,作为低沸物排出系统。
2.反应特点2.1酯化酯化反应是一个比较典型的可逆反应。
一般应注意做到以下几点:(1)将原料中的任一种过量(一般为醇),使平衡反应尽量向右移动;(2)将反应生成的酯或水两者中任何一个及时从反应系统中除去,促使酯化完全,生中常以过量醇作溶剂与水起共沸作用,且这种共沸溶剂可以在生产过程中循环使用;(3)酯化反应一般分两步进行,第一步生成单酯,这步反应速率很快,但由单酯反应生成双酯的过程却很缓慢,工业上一般采用催化剂和提高反应温度来提高反应速率。
2.2中和水洗中和粗酯中酸性杂质并除去,使粗酯的酸值降低。
同时使催化剂水解失活并除去。
中和反应属于放热反应,为避免副反应,一般控制中和温度不超过85℃。
2.3醇的分离与回收醇和酯的分离通常采用水蒸气蒸馏法,有时采用醇和水一起被蒸出,然后用蒸馏法分开。
回收醇是利用醇和酯的沸点不同,采用减压蒸馏的方法回收,回收醇中要求含酯量越低越好,否则循环使用中会使产品色泽加深,因此必须严格控制温度、压力、流量等。
2.4脱色精制经醇酯分离后的粗酯采用汽提和干燥的方法,除去水分、低分子杂质和少量醇。
通过吸附剂和助滤剂的吸附脱色作用,保证产品的色泽和体积电阻率两项指标,同时除去产品中残存的微量催化剂和其他机械杂质,最后得到高质量的邻苯二甲酸二辛酯。
3反应的热力学和动力学分析3.1热力学分析邻苯二甲酸单酯与辛醇进一步酯化生成双酯的反应是可逆的吸热反应,从热力学分析,升高温度,增加反应物浓度,降低生成物浓度,都能使平衡向着生成物的方向移动。
在实际生产中,一般采用醇过量来提高苯酐的转化率,同时反应生成的水与醇形成共沸物,从系统中脱除,以降低生成物的浓度,使整个反应向着有利于双酯的方向移动。
3.2动力学分析邻苯二甲酸单酯与辛醇进一步反应生成双酯的反应时可逆的吸热反应,其平衡常数为:提高反应温度和使用催化剂,可缩短达到平衡的时间。
3.3催化剂(1)酸性催化剂以硫酸为首的酸类催化剂是传统的酯化催化剂,常用的还有:对苯甲磺酸、十二烷基苯磺酸、磷酸、锡磷酸、亚锡磷酸、苯磺酸和氨基磺酸等。
此外,硫酸氢钠等酸式盐,硫酸铝、硫酸铁等强酸弱碱盐,以及对苯磺酸氯等,也属于酸催化剂范畴。
在硫酸和磺酸类催化剂中,催化活性按下列顺序排列:硫酸活性高,价格便宜,是应用最普遍的酯化催化剂,用它制备DOP,在100~130℃就有很好的催化作用。
但硫酸也有致命的弱点,不仅严重腐蚀设备,还会因其氧化、脱水作用而与醇发生一系列的副反应,生成醛、醚、硫酸单酯、硫酸双酯、不饱和物及羧基化合物,使醇的回收和产品精制复杂化。
为了避免这些问题,有时人们宁可使用催化活性低于硫酸但较温和的其他酸作稍化剂。
用对甲苯磺酸来替代硫酸的较多,还有苯磺酸、萘磺酸和氨基磺酸等,所生成酯的色泽土较用硫酸时浅。
为了克服酸性催化剂容易引起副反应的缺点,并力求工艺过程简化,国外自20世纪60年代研究和开发了一系列非酸性催化剂,并以陆续应用到工业生产中。
(2)非酸性催化剂非酸性催化剂主要有:①铝的化合物,如氧化铝、铝酸钠、含水Al2O3+Na0H等;②IVB族元素的化合物,如氧化钛、钛酸四丁酯、氧化锆、氧化亚锡和硅的化合物等;③碱土金属氧化物,如氧化锌、氧化镁等;④VA族元素化合物,如氧化锑、羧酸铋等。
其中最重要的是钛、铝和钼的化合物,常见的使用形式分别为钛酸四烃酯、氢氧化铝复合物、氧化亚锡和草酸亚锡。
非酸性催化剂的应用对酸性工艺来说是一项重大的技术进步,使用非酸性催化剂可缩短酯化时间,产品色泽优良,回收醇只需简单处理,即可循环使用。
主要不足是酯化温度较高,一般为190~230℃,否则活性较低。
现非酸性催化剂不仅已在我国大型增塑剂装置中成功应用,而且正在越来越多地在中小型装置中推广,在酯化催化剂的应用方面,我国已与国外水平相当。
四、工艺条件和主要设备1.工艺条件1.1反应温度酯化反应温度即为辛醇与水的共沸温度,通过共沸物的汽化带走反应热及水分,反应易控制。
反应温度高对化学平衡和反应速率多有好处,但反应温度增加,产品色泽加深而影响产品质量。
一般以硫酸作催化剂,反应温度为130~150℃;采用非酸性催化剂反应温度为190~230℃,大于240℃DOP产生裂解反应。
1.2原料配比酯化是可逆反应,为提高转化率,任意反应物过量,均可促使反应平衡向右移动。
由于辛醇价格较低并能与水形成共沸混合物,过量辛醇可将水带出反应系统,降低生成物浓度,因此,一般辛醇过量,辛醇与苯酐的配比为(2.2~2.5):1(摩尔比),若辛醇过量太多,其分离回收的负荷以及能量消耗增大。
2 主要设备整个生产过程中,酯化是关键,其主要设备是酯化反应器。
反应器的选用关键在于反应是采取间歇操作还是连续操作。
这个问题首先取决于生产规模。
当液相反应而生产量不大时,采用间歇操作比较有利。
间歇操作流程与控制比较简单,反应器各部分的组成和温度稳定一致,物料停留时间也一样。
通常采用的间歇式反应器为带有搅拌和换热(夹套和蛇管热交换)的釜式设备,为了防腐和保证产物纯度,可以采用衬搪玻璃的反应釜。
连续操作的反应器有不同的型式,其中一种是管式反应器,反应物的流动形式可看成是平推流,较少返混。
也就是说流体的每一部分在管道中停留时间都是一样的。
这种特征从化学动力学来考虑是可取的,但对传热和传质要求较高的反应来说则不宜采用。
另一种是搅拌釜(看成是全混釜),流动形式接近返混。
釜内各部分组成和温度完全一样,但其中分子的停留时间却参差不齐,分布不均。
这种情况在多釜串联反应后,可使停留时间分布的特性向平推流转化。
但如果产量不大时,多釜串联在投资的经济效益上是不合算的。
另一种型式的反应器是分级的塔式反应器,实质上也是变相的多釜串联。
塔式反应器结构比较复杂,但紧凑,总投资较阶梯式串联反应器低。
采用酸性催化剂时,由于反应混合物停留时间较短,选用塔式酯化器比较合理。
阶梯式串联反应器结构较简单,操作也较方便,但总投资较塔式反应器高,占地面积较大,能量消耗也较大。
采用非酸性催化剂或不用催化剂时,由于反应混合物停留时间较长,所以选用阶梯式串联反应器较合适。
五、工艺流程1.酸性催化剂间歇生产邻苯二甲酸辛酯对间歇法生产DOP的工艺过程的研究,在相当程度上也可以反映出许多产量不大,但产值却高的精细化学品的生产工艺特点。
酸性催化剂间歇生产邻苯二甲酸二辛酯生产由单酯、酯化、中和、脱醇、过滤等工序组成,其工艺流程如图14—1所示。
邻苯二甲酸酐与2一乙基己醇以1:2的质量比在总物料质量分数为o.25%~o.3%的硫酸催化作用下,于150℃左右进行减压酯化反应。