年产10万吨邻苯二甲酸二辛酯工艺设计实现可行性方案

年产10万吨邻苯二甲酸二辛酯工艺设计方案

摘要

邻苯二甲酸二辛酯,简称DOP，俗称二辛酯。分子式：C24H38O4是重要的通用型增塑剂，是目前国内外用量最大的增塑剂之一，广泛用于橡胶、塑料和医药工业用途广泛，在国民经济中占有十分重要的地位。

DOP的最大几个应用行业是PVC薄膜，PVC人造革和PVC电线电缆，这些行业的DOP用量，几乎占了DOP用量的七成以上。

经过分析比较各种生产原料、合成工艺后，本设计工艺流程是采用串联多釜反应器连续酯化技术，催化剂是采用氧化铝与辛酸亚锡以1：1比例复配催化剂年产8万吨邻苯二甲酸二辛酯，以满足国内需求。

本设计遵循“技术成熟，工艺先进、设备配置科学、环保安全、经济效益”等原则，在比较国内外各种先进生产方法、工艺流程和设备配置基础上，选用是从苯酐和异辛醇出发经过酯化反应、脱醇、精制得到产品的工艺路线生产邻苯二甲酸二辛酯。

设计包括生产工艺设计论证、工艺计算及设备设计选型，附有带控制点的工艺流程图，主要生产设备结构尺寸图，生产车间的设备配置图。最后部分考虑环境保护和劳动安全，以达到减少“三废”排放，加强“三废”治理，确保安全生产，消除并尽可能减少工厂生产对职工的伤害。

整个设计的具体结果分列于以下各章节。

由于水平有限，如设计存在的不妥或遗漏之处，希望老师予以批评指正。

目录

1总论

1.1邻苯二甲酸二辛酯简介

2生产原料、设备选用和工艺条件

2.2项目原料

2.2工艺条件

2.2工艺反应设备

3工艺反映原理和注意事项

3.1反应原理

3.1.1主反映

3.1.2副反应

3.2反应注意事项

3.2.1脂反映

3.2.2中和反应

3.2.3分离回收

3.2.4脱色精制

3.3热力学动力学分析和催化剂

3.3.1热力学分析

3.3.2动力学分析

3.3.3催化剂

4工艺流程

4.1酯化过程

4.2脱醇过程

4.3中和水洗

4.4汽提过程

4.5过滤过程

4.6工艺流程图及其说明5物料衡算

5.1设计生产能力

5.2一级酯化物料计算

5.3二级酯化物料计

5.4酯化工段物料衡结果6自动控制

6.1仪表设计说明

6.2检测和控制

6.3仪表配置

6.3.1温度仪表

6.3.2压力仪表

6.3.3流量仪表

6.4仪表防护

7分析化验

7.1色度

7.2密度

7.3含量

7.4酸度

8三废处理、安全卫生防护

8.1三废治理

8.1.1废水处理

8.1.2废气处理

8.1.3废渣处理

8.2安全卫生防护

结束语

1总论

1邻苯二甲酸二辛酯简介

邻苯二甲酸二辛酯（简写为DOP，俗称二辛酯）具有以下特征：无色粘性液体，微有气味，能溶于专款专用脂肪烃和芳香烃，微溶于甘油，不溶于水，密度是0.981g/ml，熔点是-50℃，沸点是384℃，折射率n20/D是1.485-1.487，闪点：195℃。

邻苯二甲酸二辛酯是通用型增塑剂，主要用于聚氯乙烯酯的加工，还可用于化地树酯、醋酸树酯、ABS树酯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，有机溶剂、气相色谱固定液。

DOP的最大几个应用行业是PVC薄膜，PVC人造革和PVC电线电缆，这些行业的DOP用量，几乎占了DOP用量的七成以上。

工业上为最广泛使用的增塑剂，除了乙酸纤维素、聚乙酸乙烯外，与绝大多数工业上使用的合成树酯和橡胶均有良好的相容性。本品具有良好的综合性能，混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性较好，耐水抽出，电气性能高，耐热性和耐候性良好。

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。

食品级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。

目前，国内外市场需求量不断增长。在人类日益注重环保的今天，在涂料、油墨生产中采用高档溶剂是大势所趋。作为高档溶剂，DOP在国内外的应用在持续稳定增长，建筑、汽车等行业的迅速发展，也会带动对DOP类溶剂的需求。随着境外的环保法规的出台,PVC电线电缆开始出现用量下降的趋势，但是在PVC薄膜和PVC人造革方面，目前受环保法规的实际影响不大。

其中工业生产的产品规格如表1所示。

2生产原料、设备选用和工艺条件

2.1生产原料

本工艺采用邻苯二甲酸酐和2-乙基己醇合成。

①原料邻苯二甲酸酐具有以下特点白色鳞片结晶，熔点130.2℃，沸点284.5℃的

晶体。它几乎不溶于水，能溶于乙醇，微溶于乙醚和热水，对皮肤有刺激性作用，空气中的浓度不宜超过2mg/L。

邻苯二甲酸酐可由萘或邻二甲苯催化氧化制得。

本项目采用邻二甲苯固定床催化氧化法制得

②2-乙基己醇（辛醇）为无色透明液体额，特俗气味，沸点181~183℃，溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂，

在工业上可以用乙炔、乙烯或者丙烯以及粮食为原料生产2-乙基己醇。

2.2工艺条件

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和水分，反应易控制。反应温度高对化学平衡和反应速率有好多好处，但反应温度增加，产品色泽加深而影响产品质量。一般以硫酸作为催化剂，反应温度为130~150℃；采用非酸性催化剂温度为190~230℃，大于240℃DOP则会产生裂解反应。

②原料配比

之花是可逆反应，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，过量的辛醇可以将水带出反应系统，降低生成物的浓度，有利于向又进行，因此，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，其分离回收的负荷乙基能量小号增大。

2.3工艺反应设备

①反应器设计原则

（1）具有适宜的流体力学条件，能保证气液两相充分接触，使反应以尽可能快的速度进行，达到最大生产能力。

（2）在保证最大生产能力要求的气液流量的前提下，不能发生液泛。