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

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。
浅谈邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺及行业发展

浅谈邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺及行业发展邻苯二甲酸二辛酯(DOP)是一种常用的高效塑化剂,广泛应用于塑料、橡胶、塑料地板、塑料交通设施等领域。
本文将从生产工艺和行业发展两个方面对DOP进行探讨。
首先,邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺。
DOP的生产主要通过酯化反应来完成,常用的方法是邻苯二甲酸和2-乙醇己醇进行酯交换反应得到DOP。
具体工艺如下:步骤一:将邻苯二甲酸和2-乙醇己醇按一定的摩尔比放入反应釜中,加入催化剂,通入惰性气体保护下加热反应。
步骤二:反应进行至酯交换反应基本完成,通过减压蒸馏去除产物中的副产物和未反应的原料。
步骤三:通过后处理工艺,如中和、蒸馏、干燥等,并根据需要进行精细加工,得到符合要求的DOP产品。
以上是DOP的基本生产工艺,针对不同的工艺条件和使用需求,还可以采用改进的工艺来生产DOP。
其次,行业发展方面。
邻苯二甲酸二辛酯是一种重要的塑化剂,随着塑料工业的发展,DOP的需求量也在不断增长。
行业发展主要表现在以下几个方面:1.技术改进:随着科技的进步,DOP的生产工艺得到了提升和改进,可以生产出更高质量的产品。
同时,通过改进工艺和优化生产过程,可以降低生产成本,提高竞争力。
2.绿色环保:在DOP的生产过程中,对环境的影响是一个重要的问题。
近年来,随着环保意识的增强,DOP生产企业开始采取环保措施,减少废气、废水和固体废弃物的排放,提高资源利用率。
3.市场前景:DOP作为一种重要的塑化剂,市场需求持续增长,各种塑料制品对DOP的需求量也在不断增加。
尤其是在建筑、汽车、包装等领域,DOP的应用更加广泛,市场前景广阔。
4.产业竞争:随着行业的快速发展,DOP市场竞争日益激烈。
在质量、价格、服务等方面的竞争将成为企业发展的关键。
同时,国内外企业的竞争也在加剧,国内企业要提高自身的技术水平和竞争力。
总结起来,邻苯二甲酸二辛酯作为一种重要的塑化剂,在生产工艺上不断进行改进和提高,并且行业的发展前景广阔。
(2023)邻苯二甲酸二辛酯项目可行性研究报告写作范本(一)

(2023)邻苯二甲酸二辛酯项目可行性研究报告写作范本(一)概述本项目报告是对2023年邻苯二甲酸二辛酯项目可行性进行研究的报告。
本报告旨在准确评估该项目的可行性,探讨项目的优势和不足之处,并提出建议,供相关部门参考。
项目背景邻苯二甲酸二辛酯简称DEHP,是一种常用的塑化剂。
随着塑料制品的大量使用,DEHP也逐渐进入我们日常生活。
然而,DEHP也被发现和人体健康存在一定风险。
因此,有必要寻求替代方案。
本项目旨在研究替代DEHP的方案,以推进可持续发展。
项目目标本项目的主要目标是在技术可行、经济可行和环境友好的前提下,研究替代DEHP的方案。
具体目标如下:•确定分子杂化材料制备的可行性•研究分子杂化材料性能及其在塑化剂中的应用•开发一种新型塑化剂,以替代DEHP•评估新型塑化剂的经济性和环境友好性可行性分析本项目的可行性主要体现在三个方面:1.技术可行性:通过对分子杂化材料进行深入研究,确定其可行性,并尝试将其应用于塑化剂的制备中,以替代DEHP。
2.经济可行性:通过对材料和生产成本的全面考虑,确定新型塑化剂的制备是否存在可行性。
3.环境友好性:通过对新型塑化剂的毒理学及环境影响等方面进行全面评估,确保其在使用过程中不会给环境和人类带来负面影响。
综上所述,本项目具有充分的技术可行性、经济可行性和环境友好性。
项目进展研究进展本项目已经完成了初步的实验研究,并初步确定了分子杂化材料的制备方案。
下一步计划下一步,我们将继续深入研究分子杂化材料的性质,并探讨将其应用于塑化剂的制备中。
同时,我们还将开展新型塑化剂的经济性和环境友好性评估。
建议为了确保本项目的顺利实施,我们建议在下列方面开展工作:1.继续深入研究分子杂化材料的性质,以确定其应用于塑化剂的制备中的可行性。
2.加强新型塑化剂的研发和评估工作,确保其经济可行性和环境友好性。
3.注意新型塑化剂生产过程中的安全和环保问题,确保生产过程的安全和环境友好。
项目6邻苯二甲酸二辛酯生产

项目6邻苯二甲酸二辛酯生产邻苯二甲酸二辛酯(DOP)是一种广泛用于塑料、橡胶和涂料等工业领域的化工原料。
它具有良好的可塑性、稳定性和耐寒性,可增加塑料产品的延展性和柔韧性。
在本文中,我们将讨论DOP的生产过程、原料及工艺条件,并介绍生产线的设计和质量控制方法。
一、DOP的生产过程邻苯二甲酸二辛酯的生产通常通过酯化反应来实现。
该反应是以邻苯二甲酸(PA)和2-己醇(HC)为原料,在催化剂的作用下进行的。
该反应的化学方程式为:PA+HC→DOP+H2O在反应中,PA与HC通过酯化反应生成DOP,并同时生成水作为副产物。
反应通常在200℃至240℃的条件下进行,可用于非连续气液相反应或连续液相反应。
二、DOP生产的原料及工艺条件1.原料:邻苯二甲酸是DOP生产的主要原料,它可以由苯和甲醇通过氧化反应得到。
2-己醇也是重要的原料,它通常由乙烯经氧化还原反应和脱氢反应得到。
此外,催化剂、溶剂和其他辅助剂也是DOP生产过程所需的原料。
2.工艺条件:DOP生产的工艺条件包括反应温度、反应时间、催化剂用量、原料配比等。
反应温度通常在200℃至240℃之间,反应时间一般为3至6小时。
催化剂用量通常为0.5%至1.0%,原料的配比可以根据产品质量要求进行调整。
三、生产线的设计DOP生产线的设计需要考虑以下几个方面:1.反应器:选择适合酯化反应的反应器,可以是批量反应器或连续流动反应器。
反应器的设计应考虑到反应物的进料方式、温度和压力控制、搅拌和加热等参数。
2.分离工艺:在反应完成后,需要将DOP与副产物水进行分离。
可以采用蒸馏、提取、结晶等方法进行分离。
3.产品处理:分离后的DOP需要进行后续处理,如脱色、过滤、干燥等,以得到纯净的产品。
4.废水处理:DOP生产过程中会产生废水,其中含有PA、HC等有机物和催化剂残留。
废水处理工艺可以采用生物处理、物化处理等方法。
四、质量控制方法DOP的质量控制需要从原料、工艺和产品三个方面进行监控:1.原料质量:原料的质量对DOP的最终产品质量有重要影响。
年产8万吨邻苯二甲酸二辛酯生产车间初步工艺设计

一、总工艺流程
1.1原料准备
1.1.1原料邻苯二甲酸二辛酯,二甘醇,锂锂苯酸酯,二乙醇胺等外购;
1.1.2水处理活性炭进行过滤处理;
1.1.3丙酮,苯乙烯,尿素,甲醛,丙烯酸甲脒,丁二烯,环氧乙烷,氯仿,酢醇电解液等生产厂外定期复查;
1.2生产工艺
1.2.1二甘醇和二乙醇胺以及其他常温的原料进行贮存;
1.2.2邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和锂锂苯酸酯放入罐中,加入合适
量的水用螺杆搅拌机搅拌均匀,加热升温到90℃,并调整pH值;
1.2.3加入丙酮酯,苯乙烯和丙烯酸甲脒,二乙醇胺以及其他原料混合;
1.2.4通入氯仿,调整pH值,通入环氧乙烷;
1.2.5升温到105℃,反应连续反应半小时,结束反应,加入尿素,
分离液下降至80℃;
1.2.6冷却反应液,进行澄清,滤液,液体粗精制,经滤液分离粗精液;
1.2.7沉淀液经酢醇精制加强,滤液分离精制邻苯二甲酸二辛酯(DOP)液体;
1.2.8液体用冷却水进行冷却,同时经混合和加压,产生DOP变性油;
1.2.9用活性炭过滤,过滤后加入抗氧化剂,然后过滤澄清;。
年产8万吨邻苯二甲酸二辛酯生产车间初步工艺设计只是分享

一、工艺流程该生产车间的初步工艺流程如下:1.邻苯二甲酸酯化反应:邻苯二甲酸与乙醇进行酯化反应,生成邻苯二甲酸二乙酯。
2.酯交换反应:邻苯二甲酸二乙酯与辛醇进行酯交换反应,生成邻苯二甲酸二辛酯。
3.脱醇:将生产的邻苯二甲酸二辛酯进行脱醇处理,获得纯净的邻苯二甲酸二辛酯。
二、设备布置根据年产8万吨邻苯二甲酸二辛酯的规模要求,该生产车间需要包括以下设备:1.邻苯二甲酸酯化反应釜:用于进行邻苯二甲酸与乙醇的酯化反应,反应容器采用不锈钢材料制成,安装搅拌装置以保证反应均匀。
2.酯交换反应釜:用于进行邻苯二甲酸二乙酯与辛醇的酯交换反应,反应容器采用不锈钢材料制成,安装搅拌装置以保证反应均匀。
3.分离装置:用于将反应生成的邻苯二甲酸二辛酯与其他副产物进行分离,分离装置包括塔式装置和冷却装置。
4.脱醇装置:用于将反应生成的邻苯二甲酸二辛酯进行脱醇处理,使其纯度达到要求。
5.过滤设备:用于过滤生产的邻苯二甲酸二辛酯,去除杂质。
三、操作参数1.邻苯二甲酸酯化反应操作参数:-反应温度:170-180℃-反应时间:8-10小时-反应压力:常压-醇酯物质比:1:1.1-1.52.酯交换反应操作参数:-反应温度:210-230℃-反应时间:8-10小时-反应压力:常压-醇酯物质比:1:1.1-1.53.脱醇操作参数:-温度:100-110℃-脱醇时间:2-3小时-脱醇方式:真空脱醇四、安全措施1.车间操作人员必须佩戴防护设备,包括手套、防护眼镜、防护服等,以防止接触到有害物质。
2.车间必须配备足够的通风设备,保证车间内空气流通,减少有害气体浓度。
3.操作人员需经过专业培训,了解有关化学品的危害性和应急处理方法。
4.设备必须定期检查和维护,确保其正常运行和安全性。
五、环保措施1.所有废水必须进行预处理,以减少废水中有机物和重金属的含量,达到排放标准。
2.废气必须经过净化处理,降低有害气体的排放量。
3.废弃物必须经过分类处理和安全储存,避免对环境造成污染。
产万吨邻苯二甲酸二辛酯(DOP)生产初步设计

海南大学材料与化工学院化工课程设计说明书题目:年产5万吨邻苯二甲酸二辛酯(DOP生产车间初步工艺设计学号:姓名:XXXXXXX年级:学院:_______ 材料与化工学院专业:化学工程与工艺指导教师:完成日期:2010 年12 月19 日摘要邻苯二甲酸二辛酯,简称DOP分子式:CB8C4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。
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5万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。
设计的重点是生产工艺设计论证、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。
关键词:DOP异辛醇苯酐工艺设计工艺计算设备选型AbstractDioctyl phthalate ‘referred to as DOP, Molecular Formula:G4H8O 」t is importa nt to gen eral-purposeplasticizer and has become the largest amount used of plasticizerthe at home and abroad, now it is widely used in rubber, plastics and pharmaceutical industry, plays an important role in the national economy. After analysis and comparis on of various raw materials, syn thesis, the desig n process is the use of multi-ta nk reactorsin seriescon ti nu ous esterificati on tech no logy, the catalyst is alumina with a 1:1 ratio of Sn catalyst compound annualoutput of 100,000 tons Dioctyl phthalate, to meet domestic dema nd.The desig n follows the "mature tech no logy, adva need tech no logy, equipme nt con figurati on scie ntific, environmental safety, economic efficiency," the principleof reciprocity.Aftercompari ng domestic and foreig n adva need producti onmethods, process and equipme ntcon figuratio n ,the choices are starti ng from phthalic an hydride and iso-octa nol after esterificati on, de alcohol, refined by product line product on process octyl phthalate.Design for production process design argument, the designof facilities and process selection, with a flow chart withcontrol points, the main production equipment and size chart, workshop equipment configuration diagram. The lastpart is about en vir onmen tal protecti on and labor safety, in order to achieve reduction of the "three wastes" emissions, stre ngthe n the "three wastes" treatme nt, to en sure safeproducti on purposes.Key word:DOP Ethylhexa nol Phthalic Process Desig nProcess Calculatio n Equipme nt Selectio n目录—.总论71 .概述71.1增塑剂DOP勺性质71.2产品用途71.3DOP在国民经济中的重要性71.4................. DOP的市场需求82.设计的目的和意义83.设计依据和原则83.1设计依据83.2设计原则84.设计范围95.DOF生产能力及产品质量标准95.1生产能力95.2 产品质量标准 9.生产工艺流程设计与论证1 .生产工艺选择与论证2.工艺参数的确定2.1酯化工序 ......................... 11 2.2中和、洗涤工序 ........................ 11 2.3 脱醇工序 ......................... 12 2.4 干燥、过滤工序 .. (12)3 •产工艺流程图及其说明•…3.1 DOP 生产工艺流程图生产工艺流程说明……………………………………………13 三.工艺计算 (14)1. ....................................................................................................................................... 物料衡算 .. (14)1.1 设计生产能力 …………………………………………………………14 1.2二级酯化段釜 1 物料计算................................................... 15 1.3 酯化工段物料衡结果 (16)2 •热量衡算 (17)四.主要设备设计与选型 (18)1 .反应釜的设计与选型………………………………………………………19 1.1反应釜体积确定 (19)1.2反应釜高度与底面直径 (20)1.3反应釜温度与压力 (20)1.4反应釜壁厚度计算 (21)1.5搅拌器的1110 13 133.2设计及选型 (22)1.5.1搅拌器型式适用条件表 (23)1.5.2搅拌器的选用及尺寸 (23)1.5.3搅拌功率的计算 (23)1.6夹套传热面积的计算与核算 (23)1.6.1被搅拌液体侧的对流传热系数 (23)1.6.2夹套冷却水对流传热系数 (24)163夹套传热面积 (25)1.7反应釜的主要技术特性汇总 (26)2 .冷凝器的设计与选型 (27)2.1选择换热器的类型 (28)2.2流动空间及流速的确定 (28)2.3传热面积的确定282.4冷凝器工艺尺寸的计算 (29)2.4.1管子数n的确定 (29)2.4.2管子的排列方式,管间距的确定 (30)2.4.3壳体直径的确定 (30)2.4.4折流板 (30)2.4.5接管 (30)2.5.壳体厚度 (31)2.6换热器封头的确定 (31)2.7容器法兰的选择 (31)2.8开孔补强 (31)2.9支座 (31)2.10冷凝器设计汇总 (31)五.环境保护与劳动安全 (32)1.................................................................. DOP三废处理322.DOP 安全生产 (33)六.设计结果评析与总结 (34)致谢 (35)参考文献 (35)附图1.带控制点的工艺流程图2.主要生产设备结构尺寸图3.换热器结构示意图4.生产车间的设备配置布置图一.总论1.概述1.1增塑剂DOP勺性质DOP化学名为邻苯二甲酸二异辛酯,是一个带有支链的侧链醇酯,无色油状液体,有特殊气味。
年产万吨邻苯二甲酸二辛酯DOP生产车间初步工艺设计

一.总论1.概述1.1增塑剂DOP的性质DOP化学名为邻苯二甲酸二辛酯,是一个带有支链的侧链醇酯,无色油状液体,有特殊气味。
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。
与二丁酯(DBP)相比,DOP的挥发度只有DBP的1/20;与水的互溶性低,并有良好的电性能,但也有其不足点,其在热稳定性、耐迁移性、耐寒性和卫生性方面稍差。
1.2产品用途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。
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。
本品是一种多种树脂都有很强溶解力的增塑剂,能与多种纤维素树脂、橡胶、乙烯基树脂相溶,有良好的成膜性、粘着性和防水性。
常与邻苯二甲酸二乙酯配合用于醋酸纤维素的薄膜、清漆、透明纸和模塑粉等制作中。
少量用于硝基纤维素的制作中。
亦可用作丁腈胶的增塑剂。
本品还可用作驱蚊油(原油)、聚氟乙烯涂料、过氧化甲乙酮以及香料(人造麝香)的溶剂。
可以作为酯交换法生产邻苯二甲酸二环己酯和邻苯二甲酸高碳醇酯以及其他有机合成的原料。
1.3 DOP在国民经济中的重要性邻苯二甲酸二辛酯(DOP)是目前使用最广泛的增塑剂,约占我国增塑剂总量45%,是重要的通用型增塑剂,任何增塑剂都是以它为基准来加以比较的,技术经济上占有绝对优势。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
(3)操作稳定,调节方便,能适应各种操作条件的变化。
②塔设备设计原则(1)具有适宜的流体力学条件,达到气液两相的良好接触;(2)结构简单,处理能力大,压降低;(3)强化质量传递和能量传递。
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用间歇操作还是连续操作。
、今定生产量为10万吨/年,年产量不算大,所以采用间歇操作。
其操作流程比较简单,控制也比较容易,反应其各部分的组成和温度稳定一致,无聊停留时间也一样,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,为了仿佛和保证产物纯度,可以采用衬搪玻璃的反应釜。
其中的所需的容器及其各种工艺标准如表2所示:表2设计采用的专业标准规范3工艺反应原理3.1反应原理3.1.1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,苯酐和辛醇合成单酯,反应速度很快,当苯酐完全溶于辛醇,单酯化基本完成。
C24H38O4+CH3CH2CH2CH2CH(C2H5)CH2OH→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,一般需要使用催化剂,提高温度来加快反应速率。
3.1.2副反应①醇分子内脱水形成烯烃。
C8H17OH醇分子内脱水形成烯烃C8H16.C8H17OH→C8H16+H2O②醇分子间脱水形成醚。
C8H17OH醇分子间脱水形成醚C8H1OC8H17。
2C8H17OH→C8H1OC8H17+H2O③生成缩醛。
2C8H17OH→C8H1OC8H17+H2O④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,由于使用的选择性好高的催化剂,副反应很少,约占总质量的1%左右。
数量低,沸点较低,在酯化过程中,作为低沸物派出系统。
3.2反应注意事项3.2.1酯化是一个比较典型的可逆反应,一般注意一下几点:(1)将原料中的任一种过量(一般为醇类),使平衡尽量向右移动;(2)将反应生成的酯或者水两者中任何一个即及时的从反应系统中除去,促使酯化完全,生产中常以过量的醇作为溶剂与水共沸作用,且这种共沸可以在反应中循环利用。
(3)酯化反应一般分为两步,第一步生成单酯,这步反习速率很快,但是由单酯反应生成酯的过程却很缓慢,工业上一般采用催化剂和提高反应温度来提高放映速率的。
3.2.2中和水洗中和粗酯中的酸性杂质并除去,使粗酯酸值降低。
同时使催化剂和水失去活性并除去。
中和反应属于放热放映,为避免副反应,一般控制中和温度不超过85℃。
3.2.3醇的分离和回收醇和酯的分离通常采用水蒸气蒸馏法,有事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,回收醇中要求酯含量越低越好,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。
3.2.4脱色精制经醇酯分离后的粗酯采用汽提和干燥的方法,除去水分和低分子杂质很少量醇。
通过吸附剂和助滤剂的媳妇脱色作用,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。
3.3热力学和动力学分析3.3.1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,增加反应物弄,降低生成物的浓度,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,从系统中脱出,以降低生成物的浓度,使整个反应向着有利于生成双酯的方向移动。
3.3.2动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,其平衡常数为k=k1/k2=6.95提高反应温度和使用催化剂,可缩短达到平衡的时间。
3.3.3催化剂催化剂分为酸性催化剂和非酸性催化剂,由于采用非酸性催化剂可以免去中和和水洗两道工序,且通过过滤即可除去,跟酸性催化剂相比,优越性在于能生产出高质量的增塑剂产品和减少污染。
因此本设计采用的是非酸性催化剂。
非酸性催化剂又分为单催化剂和复配型催化剂,由于单催化剂催化反应时间长,不适合做酯化反应催化剂,相反,复配型催化剂催化反应时间短,转化率高,酸值降低幅度大,比较适合做酯化反应催化剂。
氧化铝与辛酸亚锡以1:1比例复配非酸性催化剂合成DOP效果最佳,力求达到流程简单,设备少,热能利用合理,产品质量高。
(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:常用的有:对甲苯磺酸、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,以及对苯磺酰氯,也属于酸催化剂。
其中他们的催化剂活性顺序:硫酸>对甲苯磺酸>苯磺酸>2-萘磺酸>氨基磺酸硫酸活性高,价格便宜,是应用最普遍的酸性催化剂,用他制备DOP,在100~130℃就有很高的催化剂作用。