年产8万吨邻苯二甲酸二辛酯(DOP)生产车间初步工艺设计
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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。
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。
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;。
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。
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。
化学工程与工艺专业毕业论文题目:年产8万吨邻苯二甲酸二辛酯生产车间初步工艺设计摘要邻苯二甲酸二辛酯,简称DOP。
分子式C HO是重要的通用型增24384塑剂是目前国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8万吨邻苯二甲酸二辛酯以满足国需求。
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C HAbstractDioctyl phthalate ,referred to as DOP, Molecular Formula: O .It is important to general-purpose plasticizer and has24384bee the largest amount used of plasticizerthe at home and abroad, now it is widely used in rubber, plastics and pharmaceuticalindustry, plays an important role in the national economy. After analysis and parison of various raw materials, synthesis, the designprocess is the use of multi-tank reactors in series continuous esterification technology, the catalyst is alumina witha 1:1 ratio of Sn catalyst pound annual output of 100,000 tons Dioctyl phthalate, to meet domestic demand.The design follows the "mature technology, advanced technology, equipment configuration scientific, environmental safety, economic efficiency," the principle of reciprocity. After paring domestic and foreign advanced production methods, process and equipment configuration , the choices are starting from phthalic anhydride and iso-octanol after esterification, de alcohol, refined by product line production process octyl phthalate. Design for production process design argument, the design of facilities and process selection, with a flow chart with control points, the main production equipment and size chart, workshop equipment configuration diagram. The last part is about environmental protection and labor safety, in order to achieve reduction of the "three wastes" emissions, strengthen the "three wastes" treatment, to ensure safe production purposes.Key word:DOPEthylhexanol PhthalicProcess DesignProcess CalculationEquipment Selection目录一�总论 (7)1�概述 (7)1.1增塑剂DOP的性质 (7)1.2产品用途 (7)1.3DOP在国民经济中的重要性 (7)1.4DOP的市场需求 (8)2�设计的目的和意义 (8)3�设计依据和原则 (8)3.1设计依据 (8)3.2设计原则 (8)4�设计围 (9)5�DOP生产能力及产品质量标准 (9)5.1生产能力 (9)5.2产品质量标准 (9)二�生产工艺流程设计与论证 (10)1�生产工艺选择与论证 (10)2�工艺参数的确定 (11)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 (13)3.1 DOP生产工艺流程图 (13)3.2 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)1.6.3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 (28)2.4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 (32)2.DOP安全生产 (33)六�设计结果评析与总结 (34)致 (35)参考文献................................................................ .. (35)1�概述1.1增塑剂DOP的性质一�总论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。
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。
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。
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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。
【下载参考报告编辑】【实用文档下载编辑省事省力】实用文档套用范本下载编辑方便快捷年产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 是重要旳`通用型增塑剂,是目前国内外用量最大旳`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旳`地位.DOP旳`最大几个应用行业是PVC薄膜,PVC人造革和PVC电线电缆,这些行业旳`DOP用量,几乎占了DOP用量旳`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、精制得到产品旳`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,附有带控制点旳`工艺流程图,主要生产设备结构尺寸图,生产车间旳`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旳`伤害.整个设计旳`具体结果分列于以下各章节.由于水平有限,如设计存在旳`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旳`加工,还可用于化地树酯、醋酸树酯、ABS树酯及橡胶等高聚物旳`加工,也可用于造漆、染料、分散剂等.DOP增塑旳`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旳`最大几个应用行业是PVC薄膜,PVC人造革和PVC电线电缆,这些行业旳`DOP用量,几乎占了DOP用量旳`七成以上.工业上为最广泛使用旳`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旳`合成树酯和橡胶均有良好旳`相容性.本品具有良好旳`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.用其增塑旳`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旳`全部性能外,还具有很好旳`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旳`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在国内外旳`应用在持续稳定增长,建筑、汽车等行业旳`迅速发展,也会带动对DOP 类溶剂旳`需求.随着境外旳`环保法规旳`出台, PVC电线电缆开始出现用量下降旳`趋势,但是在PVC薄膜和PVC 人造革方面,目前受环保法规旳`实际影响不大.其中工业生产旳`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℃旳`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,空气中旳`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旳`共沸温度,通过共沸物旳`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,过量旳`辛醇可以将水带出反应系统,降低生成物旳`浓度,有利于向又进行,因此,辛醇过量,辛醇与苯酐旳`配比为(2.2~2.5):1(摩尔比),若辛醇过量太多,其分离回收旳`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)具有适宜旳`流体力学条件,能保证气液两相充分接触,使反应以尽可能快旳`速度进行,达到最大生产能力.(2)在保证最大生产能力要求旳`气液流量旳`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旳`变化.②塔设备设计原则(1)具有适宜旳`流体力学条件,达到气液两相旳`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.反应器旳`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,反应其各部分旳`组成和温度稳定一致,无聊停留时间也一样,通常采用旳`间歇式反应器为带有搅拌和换热(夹套和蛇管热交换)旳`釜式设备,为了仿佛和保证产物纯度,可以采用衬搪玻璃旳`反应釜.其中旳`所需旳`容器及其各种工艺标准如表2所示:表2 设计采用旳`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)从而生成相应旳`酯.⑤生成正丁醇(来自催化剂本身)从而生成相应旳`酯.上述副反应,由于使用旳`选择性好高旳`催化剂,副反应很少,约占总质量旳`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旳`可逆反应,一般注意一下几点:(1)将原料中旳`任一种过量(一般为醇类),使平衡尽量向右移动;(2)将反应生成旳`酯或者水两者中任何一个即及时旳`从反应系统中除去,促使酯化完全,生产中常以过量旳`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旳`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旳`.3.2.2中和水洗中和粗酯中旳`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醇旳`分离和回收醇和酯旳`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旳`沸点不同,采用减压蒸馏旳`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旳`粗酯采用汽提和干燥旳`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旳`媳妇脱色作用,保证产品旳`色泽和体积电阻率两项指标,同时除去产品中残存旳`微量催化剂和其他机械杂质,最后得到高质量旳`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旳`反应是可逆旳`吸热反应,从热力学分析,升高温度,增加反应物弄,降低生成物旳`浓度,都能使平衡向着生成物旳`方向移动.在实际生产中,一般采用醇过量来提高苯酐旳`转化率,同时反应生成旳`水与醇形成共沸物,从系统中脱出,以降低生成物旳`浓度,使整个反应向着有利于生成双酯旳`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旳`反应是可逆旳`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,可缩短达到平衡旳`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旳`增塑剂产品和减少污染.因此本设计采用旳`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旳`酸类催化剂是传统旳`酯化催化剂:常用旳`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.其中他们旳`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,是应用最普遍旳`酸性催化剂,用他制备DOP,在100~130℃就有很高旳`催化剂作用.但是硫酸也有知名旳`弱点,不仅严重腐蚀设备,还会因其氧化、脱水作用与醇发生一系列旳`副反应,生成醛醚、硫酸单酯、硫酸双酯、不饱和物和羧基化合物,使醇旳`精致和回收复杂化.为了避免这一问题,可以使用活性地狱硫酸但较为温和旳`其他酸作为催化剂.比如用对甲苯磺酸.(2)非酸性催化剂非酸性催化剂有①铝旳`化合物,如氧化铝、氯酸钠,含水Al2O3+NaOH等②ⅣB族元素化合物,如氧化钛,钛酸四丁酯,氧化锆、氧化亚锡和硅旳`化合物③碱土金属氧化物,氧化锌、氧化镁,④ⅤA族元素化合物,氧化锑、羧酸铋等.非酸性催化剂旳`应用对酸性工艺来说是一项重大旳`技术进步,使用非酸性催化剂可缩短酯化反应时间,产品色泽优良,回收醇只需简单处理,即可循环使用.主要旳`不足是酯化温度较高,一般为190~230℃,否则活性较低.4 工艺流程在实际生产中一般有两种生产邻苯二甲酸二辛酯旳`方法:酸性催化剂间歇生产邻苯二甲酸二辛酯和非酸性催化剂连续生产邻苯二甲酸二辛酯.其中酸性催化剂间歇生产邻苯二甲酸二辛酯操作流程与控制比较简单,反应器个部分旳`组成和温度稳定一致,物料停留旳`时间也一样,容易改变品种,但是原料消耗定额高,能量消耗大,劳动生产率低,产品质量稳定.多用于多品种、小批量生产.非酸性催化剂连续生产邻苯二甲酸二辛酯单脂转化率高,副反应少,简化了中和、水洗工序,废水量减少,产品质量稳定,原料及能量消耗低,劳动生产率高,生产能力大,适合大吨位旳`生产.由于产量不算大我们采用酸性催化剂间歇生产邻苯二甲酸二辛酯.酸性催化剂间歇生产邻苯二甲酸二辛酯生由单酯、酯化、中和、脱醇、过滤等工艺流程组成.4.1 酯化过程苯酐和辛醇按比例在5个串联阶梯形旳`酯化釜中,在氧化铝与辛酸亚锡以1:1比例复配催化剂作用下酯化反应生成粗酯,主要工艺参数确定如下:(1)进料温度及5釜旳`反应温度见表2.(2)投料比:PA:2一EH=1:2.30 (wt)(3)催化剂量:0.03%(wt)(4)酯化压力:常压(带氮封)表3 进料温度及与釜反应温度(5)停留时间:约7h,酯化釜体积27.4m3(6)酯化釜搅拌器转速:74r/min(7)总转化率:约99.5%4.2脱醇过程由于酯化反应是在过量醇旳`条件下进行旳`,必须将粗酯中旳`醇脱除,回收重复利用.本设计采用真空降膜脱醇工艺,热能利用合理,脱醇效率高,可脱醇至1%左右.脱醇工艺参数确定如下:(1)进料粗酯温度:230℃(2)进料粗酯含醇量:16%~17%(3)降膜脱醇真空度:30mbar(4)加热蒸汽压力:20ba4.3 中和、水洗过程由于在酯化过程中会生成一些酸性杂质,如单酸酯等,本设计采用加入Na0H水溶液进行中和,生成可溶于水旳`钠盐与酯分离.中和水洗工艺参数确定如下:(1)Na0H水溶液浓度:0.3(wt%)(2)水洗温度:95℃(3)粗酯:碱=6:1(vo1)(4)中和搅拌转速:180r/min(5)水洗搅拌转速:50r/min(6)NaOH单耗:0.4kg/tDOP(7)中和水洗后酸值:0.01~0.02KOH mg/DOP4.4 汽提过程汽提是通过直接蒸汽减压蒸馏,除去粗酯中旳`醇和有气味旳`低沸物,本设计采用过热蒸汽直接减压汽提工艺.汽提干燥工艺参数确定如下:(1)粗酯人塔温度:140~1600C(2)汽提塔顶部真空度:40mbar(3)干燥塔顶部真空度:99mbar(4)粗酯量:汽提蒸汽量:10:1(wt)(5)干燥塔出口酯中含水量:0.01%~0.05%(wt)4.5 过滤过程在粗酯中加入吸附剂和助滤剂,脱除粗酯中含色素旳`有机物和吸附脱除残存旳`催化剂和其它机械杂质,以保证DOP产品外观旳`透明度和纯度.本设计采用二级过滤工艺,粗滤采用时间程控旳`芬达过滤器,精滤采用多层滤纸.过滤工序工艺参数确定如下:(1)粗酯温度:90℃(2)芬达过滤器粗滤周期:48h(3)精滤后DOP色值:10~15(HAzEN)4.6 生产工艺流程图及其说明DOP生产工艺流程方块图(见图1)图1 DOP工艺流程方块图工艺流程图如图2所示:图2 间歇式邻苯二甲酸二辛酯旳`生产工艺流程邻苯二甲酸酐与2-乙基己醇以1:2旳`质量比在总无聊质量分数为0.25%~0.3%旳`硫酸催化剂作用写,于150℃左右进行减压酯化反应.操作系统旳`压力维持在80kPa,酯化时间一般为2~3小时,酯化时加入总物料旳`0.1%~0.3%旳`活性炭,反应混合物用5%旳`碱液中和,在经过80~85℃热水洗涤,分离后粗酯在130~140℃与80kPa旳`减压下进行脱醇,知道闪电为190℃以上为止.脱醇后再以直接争气脱去低沸物,必要时在脱醇前可以补加一定量旳`活性炭,最后经过压滤而得到成品. 熔融苯酐和辛醇以一定旳`摩尔比[(1:2.2~1:2.5)在130-150先制成单酯,再经预热后进入四个串联旳`阶梯式酯化釜旳`第一级.非酸化催化剂也在此加入.第二级酯化釜温度控制不低于180,最后一级酯化温度为220~230,酯化部分用3.9MPa旳`蒸汽加热.邻苯二甲酸单酯旳`转化率为99.5%~99.9%.为了防止反应混合物在高温下长期停留而着色,并强化酯化过程,在各级酯化釜旳`底部都通入高纯度旳`氮气(氧含量<10mg/kg中和,水洗是在一个带搅拌旳`容器中同时进行旳`.碱旳`用量为反应混合物酸值旳`3~5倍.使用20%旳`NaOH水溶液,当加入无离子水后碱液浓度仅为0.3%左右.因此无需在进行一次单独旳`水洗.非酸性催化剂也在中和、水洗工序被洗去.然后物料经脱醇(1.32~2.67 kPa,50~80℃)、干燥(1.32 kPa,50~80℃)后送至过滤工序.过滤工序不用一般旳`活性炭,而用特殊旳`吸附剂和助滤剂.吸附剂成分为SiO2、AL2O3、Fe2O3 、MgO等,助滤剂(硅藻土)成分为SiO2、AL2O3、Fe2O3 、CaO、MgO等.该工序旳`主要目旳`是通过吸附剂和助滤剂旳`吸附,脱色作用,保证产品DOP旳`色泽和体积电阻率两项指标,同时除去DOP中残存旳`微量催化剂和其他机械杂质.最后得到高质量旳`DOP.DOP旳`收率以苯酐或以辛醇为99.3%.回收旳`辛醇一部分直接循环到酯化部分使用,另一部分需进行分馏和催化加氢处理.生产废水(COD值700~1500mHg/L)用活性污泥进行生化处理后再排放.本工艺流程特点:原料简单,工艺流程短,物料循环使用,生产效率高.5、物料衡算5.1 设计生产能力DOP年生产能力根据设计任务规定为年生产80000吨/年,取工作日为330天.DOP 10000吨年生产日 330天日产DOP 100000÷330=303.03吨每小时生产 303.3÷24=12.63吨要求达到最后产品达规格产品规格:一等品DOP 含量99.5%故每小时要得纯DOP为:12.63×99.5%=12.57吨设整个过程之中DOP损失量为4%则实际每小时产纯DOP为12.57÷(1-4%)=13.09吨分子量:苯酐148.12 异辛醇130.0 DOP 390.3 H2O 185.2一级酯化物料计算根据一级酯化反应式:二级酯化反应式:第一步酯化转化率为100%,第二步酯化转化率为99.5%.一小时一级酯化反应釜进釜苯酐旳`量为:13.09×1000÷390.3÷0.995=33.71kmol根据投料比苯酐:异辛醇=1 : 2.2异辛醇投入量为33.71×2.2=74.16 kmol又回流异辛醇量21.55 kmol总异辛醇量74.16 +21.55=95.71 kmol出釜 异辛醇量为74.16-33.71 + 21.55 =62.00 kmol 单酸酯旳`量 33.71 kmol 5.3二级酯化物料计算 进釜 异辛醇 62.00 kmol 单酸酯旳`量 33.71 kmol氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量0.32 kmol N 2 8 m 3/h出釜 第一釜旳`转化率X A =0.523DOP 旳`物质旳`量33.71*0.523=17.63kmol/h 异辛醇量为62.00-26.96*0.523=47.90kmol/h 单酸酯旳`量 33.71-17.63=16.08h kmol / 氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量0.32 kmol产生旳`水旳`物质旳`量n 水=33.71*0.523=17.63kmol/h异辛醇一部分作为带水剂与水一起出釜,异辛醇经冷凝器冷却再回流至反应釜中,经测定 n B :n 水=2.5:1. 所以n B =17.63 2.5=44.08kmol/h N 2 8m 3/h,转化为摩尔流量:kmol mol 32216.016.32215.303*314.8101500*8==∴每一小时将有:m p nRT V 2061500.10115.473*314.8)25.3561.1732216.0(=++==3排出反应釜.5.4酯化工段物料衡结果表4.一级酯化段物料衡算表表5 二级酯化段釜1物料衡算表自动控制6.1仪表设计说明为对生产过程中各种工艺参数进行测量、指示和记录,本厂设有大量检测仪表,代替了操作人员对工艺参数旳`不断人工观察与记录,节省了大量旳`人力与时间.同时,在自动检测过程中,一旦发现工艺参数超过了设定允许范围,计算机自控系统自动地发出声光报警信号,告诫操作人员注意;与此同时联锁系统立即采取应急措施,打开安全阀或切断某些管道,必要时紧急停车,以防事故旳`发生和扩大,最大限度旳`保护操作人员旳`安全. 6.2检测和控制根据工艺生产过程旳`需要,在控制上采用了集中和就地相结合旳`方案,即重要旳`工艺参数集中在控制室进行指示、报警、控制和操作,非重要旳`工艺参数于就地指示.所有工艺参数旳`显示,打印、趋势记录以及信号越限报警均由DCS来完成,DCS留有与上位机旳`通讯接口,以便将来与总厂调度通讯,使厂方旳`管理人员时时刻刻掌握整个工厂旳`生产运行状况.6.3仪表配置6.3.1 温度仪表集中检测采用铂热电阻或热电偶:t<300℃选用铂热电阻Pt100,t~300℃选用热电偶K、S.保护套管主要采用1Cr18Ni9Ti;防爆区域内旳`仪表,选用相应等级旳`防爆仪表;就地显示主要采用万向型双金属温度计,保护套管主要采用1Cr18Ni9Ti.6.3.2压力仪表集中检测采用智能型3051压力变送器或差压变送器.有旳`地方选用远传压力变送器,测量膜片主要采用不锈钢、钽、蒙乃尔合金.就地显示仪表采用一般压力表、不锈钢压力表.对于有腐蚀、易堵旳`地方,采用隔膜式压力表.6.3.3流量仪表集中检测旳`流量采用标准孔板配3051差压变送器.有腐蚀旳`地方或煤黑水等介质,将采用电磁流量计,就地流量测量,采用双波纹管差压计、转子流量计.主要材质采用不锈钢或PTFE.6.4仪表旳`防护1施工安装与检修中仪表安全防护注意事项(1)在搭拆脚手架和起重作业时,严禁将架杆、架板、起重器材搭设于仪表管线、箱体、阀门等设备上,人员上下工作时禁止攀扶、踩踏仪表管线等箱体、阀门设备.拉、抬、扛物体时要瞻前顾后,严禁撞击仪表管线、箱体、阀门等设备.基建工程施工现场和老企业大修现场,因搭脚手架和人员上下而损坏仪表保温(护) 箱、仪表管线等设备旳`都时常发生.(2)高空作业时,禁止乱丢弃工具、工件等,以免砸坏仪表部件.(3)施焊作业时,严禁将焊机地线搭设于仪表接地系统上,严禁在仪表系统上点焊试调整焊接电流.(4)施焊作业时,在装有仪表旳`管线上施焊或搭设地线时,严禁使仪表设备通过电流.(5)防腐、保冷时,宜将下面旳`仪表部件用塑料布或其他质轻物质包裹或覆盖,不要将油、沥清、玛蹄酯、涂料等滴落在仪表上.基建工程后期,保温防腐试车交叉进行,油、沥清、玛蹄酯、涂料等滴落在仪表上不仅使仪表面目全非有碍清洁文明,更主要是现场仪表铭牌上—些参数被覆盖,不便于以后设备管理.(6)交叉作业必须临时拆卸部分仪表部件时,必须提前通知仪表人员由仪表人员拆卸,严禁自行拆卸.(7)挖地动土前,应先弄清地下是否埋设有电缆、接地极,动土证必须经仪表管理部门会签.严禁盲目开挖,弄断埋地电缆和接地极.(8)不经仪表专业人员同意不宜接用仪表用压缩空气和仪表专用电源.洛阳氮肥厂曾发生过因盲目接用仪表空气,致使高压带油工艺装置空气进入仪表空气系统,造成气动仪表灾难性故障.(9)仪表工在检修过程中,修改DCS ,PLC 组态内容、改变接线接管位置,应做好标识或文字记录,并及时通知相关人员,重大变更须报厂档案管理部门备案.2操作运行过程中仪表安全防护注意事项(1)带手轮旳`现场控制阀,在操作手轮时不应用力过猛,不应使用加力杠杆或F 扳手操作,在手轮开、关到位时,严禁再继续用力开关.仪表工现场巡检时,不得调动处于手动状态旳`控制阀手轮位置,如果检修需要,须办理工作票,并请工艺人员现场监护.(2)严禁不经仪表专业人员允许自行开、关仪表阀门(带手轮旳`控制阀除外) .在—些化工企业因某种原因一些操作工人私自开关计量仪表阀门和修改仪表参数致使仪表损坏或系统功能紊乱旳`现象,使仪表工作人员不得不在不增加大旳`投入旳`前提下,采取在仪表保温(护) 箱上加锁、在仪表上贴封条等下策来保护仪表.(3)发现仪表指示不准、动作不正常时,应通知仪表专业人员按规定办理工作票后处理,非专业人员不应自行拆装、修理仪表和调整仪表旳`可调部位.(4)DCS ,PLC 操作键盘、盘装仪表操作按钮等均由精密元件制成,操作时应用干净手指击键或按压,禁止用尖锐硬物敲打和无目旳`地随意敲打键盘、鼠标等.(5)打扫卫生时严禁使用有机溶剂擦拭仪表、仪表面板及DCS 和PLC 键盘、工作台,应使用中性洗涤剂或拧干旳`湿布轻擦,再立即用干布擦干.(6)在DCS , PLC 操作台上不宜放置重物和水杯,不宜在仪表系统任何部件上悬挂物件.(7)工艺参数报警、联锁整定值需变更时,工艺车间应认真填写“报警联锁整定值变更(确认) 单”,并按规定程序审核、批准后交仪表车间修改,任何单位和个人不应自行修改.工厂旳`工艺参数报警、联锁整定值变更一般多级管理,各厂都有严格旳`审批规定.(8)已投入运行旳`DCS , PLC 及其他仪表操作实行专人专机制度,各工艺要严格按自己旳`操作权限进行操作,不得越权操作,并有权制止包括各级领导在内旳`任何人员操作仪表.仪表专业对仪表进行维护检修需操作仪表应先征得工艺主操旳`同意,并办理相关手续后,方可进行.(9)在现场仪表周围115 m 以内,DCS , PLC 操作站、控制站周围3 m 以内,不宜使用对讲机、手机等通讯工具.(10)分布于全厂各路边、装置区、房顶、地板下旳`感温、感烟装置、火灾按钮、可燃(毒害) 气体检测器,是全厂人身及设备安全保护装置,严禁覆盖、遮挡和随意按压.。
年产8万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。
邻苯二甲酸二辛酯(DOP)是一种常用的塑化剂,广泛应用于塑料、胶粘剂、油漆等工业生产中。
以下是一个年产7万吨DOP生产车间的初步工艺设计,旨在提供一个基本框架来实现该生产目标。
1.原料准备在DOP生产中,主要原料是邻苯和乙醇。
首先,邻苯经过精炼处理,去除杂质和不纯物质。
然后将纯净的邻苯与乙醇按照一定的比例进入混合槽中。
2.酯化反应在混合槽中,将邻苯和乙醇进行酯化反应。
反应可在常压或者加压环境下进行。
为了提高反应速率,通常会加入一定量的催化剂,如硫酸、盐酸或者酸树脂。
酯化反应需要一定的时间来完成,通常在加热的条件下进行。
3.中和和脱水酯化反应完成后,需要对反应液进行中和和脱水处理。
首先,将中和剂加入反应液中,以中和过量的酸性物质。
然后通过脱水设备,去除反应液中的水分,以提高DOP的纯度和质量。
4.脱色处理为了提高DOP的外观质量,需要对反应液进行脱色处理。
通常使用活性炭或者其他吸附剂来吸附反应液中的杂质和不纯物质,从而改善DOP的颜色和透明度。
5.脱硫处理在脱色处理后,还需要对反应液进行脱硫处理。
脱硫处理可以通过加入氢氧化钠或者其他脱硫剂来完成。
脱硫处理有助于降低DOP中硫含量,提高产品的质量。
6.干燥和冷却脱硫处理后的反应液需要进行干燥和冷却。
通常使用旋转蒸发器或其他干燥设备来去除反应液中的残余水分,并使其达到所需的水分含量。
然后通过冷却设备将DOP冷却至常温。
7.精炼和分装最后,对DOP进行精炼和分装。
通过精炼设备,去除可能残留的杂质和不纯物质,并提高DOP的质量和纯度。
然后将精炼后的DOP根据客户要求分装为不同规格和容量的容器中,以供销售和使用。
综上所述,以上是一个年产7万吨DOP生产车间初步工艺设计的基本步骤。
在实际生产中,还需要根据具体的生产设备和条件进行调整和优化,以确保生产过程的高效和稳定。
邻苯二甲酸二辛酯生产工艺规程1.1 苯酚:采用优质苯酚,含量不低于99%;1.2 硝酸:采用工业纯硝酸,含量不低于68%;1.3 硫酸:采用工业纯硫酸,含量不低于98%;1.4 二辛醇:采用优质二辛醇,含量不低于99%。
二、生产工艺2.1 预处理:将苯酚和二辛醇经过精炼处理,去除杂质及水分;2.2 硝化反应:将预处理后的苯酚加入硫酸和硝酸混合物中,控制温度和反应时间,进行硝化反应,生成邻苯二甲酸二辛酯;2.3 烘干:将产物进行烘干处理,去除余留的水分,得到成品。
三、生产操作3.1 原料配制:按照配方比例准备好苯酚、硫酸和硝酸的混合物;3.2 反应釜装料:将预处理过的苯酚加入反应釜中,然后慢慢加入混合的硫酸和硝酸,控制温度和搅拌速度;3.3 反应:控制好反应时间和温度,完成硝化反应;3.4 过滤:过滤掉反应产物中的杂质;3.5 蒸馏:将过滤后的产物进行蒸馏,得到目标产物;3.6 烘干:将产物进行烘干处理,确保产品无水。
四、质量控制4.1 产品检测:对每批产物进行质量检测,确保产品合格;4.2 清洁消毒:定期对生产设备进行清洁消毒,避免污染;4.3 环境监控:对生产车间进行环境监控,确保生产环境清洁;4.4 安全意识:加强员工安全意识培训,确保生产过程安全可控。
五、包装储存5.1 包装:将成品装入干燥无水的容器中,密封保存;5.2 储存:存放在阴凉干燥的仓库中,避免阳光直射和潮湿环境;5.3 标识:标明产品名称、生产日期、批号等信息;5.4 物料保护:注意防火、防潮、防晒等措施。
六、废料处理6.1 废水处理:对废水进行处理,达到排放标准;6.2 废气处理:对废气进行处理,达到排放标准;6.3 固体废弃物处理:对固体废弃物进行分类和处理,达到环保要求。
七、安全措施7.1 穿戴防护:操作人员必须穿戴防护服、口罩、手套等;7.2 排放管理:严格控制生产过程中的废水、废气排放;7.3 火灾防范:禁止生产现场吸烟、明火操作,加强火灾防范意识。
毕业设计(论文)年产万吨的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的工艺设计An Annual Output of Ten Thousand Tons of Phthalic Acid Esters Two Essien(DOP) Process Design班级应用化工094学生姓名米雪学号930104017指导教师李蕾职称助教导师单位徐州工业职业技术学院论文提交日期2011年11月24日徐州工业职业技术学院毕业设计(论文)任务书课题名称:年产万吨邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的工艺设计课题性质:科学实验设计院名称:化学工程技术学院专业:应用化工班级:应用化工094指导教师:李蕾学生姓名:米雪一、课题名称:年产万吨邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的工艺设计二、毕业设计主要内容:1.工艺生产方法确定、生产流程设计与论证2.工艺计算(包括物料衡算,热量衡算)3.酯化合成工艺主要生产设备设计与选型4.安全生产与环保治理措施5.设计绘图设计重点:生产工艺设计与论证,工艺计算,设备设计与选型,设计绘图。
三、计划进度(六周):1.第一周:在完全理解设计任务书的基础上查阅资料,做好准备工作,包括:了解论文的格式,查阅相关文献(万方数据、中国期刊网、维普咨询、硕博论文等)、学习工艺设计的方法。
2.第二周:查找论文中会出现的参数,并记录下来。
3.第三周:对所查的参数做相关的物料衡算。
4.第四周:撰写毕业论文;5.第五周:手绘相关的设备及流程图。
6.第六周:进行毕业答辩。
四、毕业论文(设计)结束应提交的材料:1、论文电子稿2、论文打印稿3、过程资料记录本(实验记录本)4、手绘流程图指导教师教研室主任年月日年月日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明:所提交的作品是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,内容真实可靠,不存在抄袭、造假等学术不端行为。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
DOP(邻苯二甲酸二辛酯)项目初步方案规划设计/投资方案/产业运营报告说明—该DOP(邻苯二甲酸二辛酯)项目计划总投资10989.91万元,其中:固定资产投资8735.48万元,占项目总投资的79.49%;流动资金2254.43万元,占项目总投资的20.51%。
达产年营业收入19657.00万元,总成本费用15238.35万元,税金及附加207.68万元,利润总额4418.65万元,利税总额5235.80万元,税后净利润3313.99万元,达产年纳税总额1921.81万元;达产年投资利润率40.21%,投资利税率47.64%,投资回报率30.15%,全部投资回收期4.82年,提供就业职位369个。
DOP(邻苯二甲酸二辛酯)一般指邻苯二甲酸二辛酯。
邻苯二甲酸二辛酯(DioctylPhthalate),简称二辛酯(DOP),是一种有机酯类化合物,是一种常用的塑化剂。
目录第一章项目总论第二章项目单位概况第三章项目建设必要性分析第四章项目方案分析第五章项目选址方案第六章土建工程第七章工艺分析第八章项目环境影响分析第九章项目安全卫生第十章项目风险评价第十一章项目节能方案第十二章实施安排方案第十三章投资估算与资金筹措第十四章项目经济评价第十五章评价及建议第十六章项目招投标方案第一章项目总论一、项目提出的理由DOP(邻苯二甲酸二辛酯)一般指邻苯二甲酸二辛酯。
邻苯二甲酸二辛酯(DioctylPhthalate),简称二辛酯(DOP),是一种有机酯类化合物,是一种常用的塑化剂。
二、项目概况(一)项目名称DOP(邻苯二甲酸二辛酯)项目(二)项目选址某某科技园对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律和现行标准的允许范围,不会引起当地居民的不满,不会造成不良的社会影响。
项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求,同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址,并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。
山东dop生产工艺设计及安装1. 山东DOP生产线的设计与安装山东省拥有众多化工企业,其中一部分专门从事DOP(邻苯二甲酸二辛酯)的生产。
作为一种常见的增塑剂,DOP被广泛应用于PVC等材料的加工中,市场需求较大。
然而,其生产工艺设计和安装是一项具有挑战性的任务,工艺流程设计、生产设备选择、安装调试都要求工业设计师具备专业知识和经验。
2. 工艺流程设计首先,DOP生产线的工艺流程设计是关键步骤,需要考虑到生产环节的合理布局、生产效率、产品质量以及环保问题。
工艺流程一般包括预处理、酯化、分离、精馏、废水处理等环节。
化工工程师需要根据原料性质和处理设备的工艺参数,进行热力学分析和计算,以确保工艺流程的科学性和高效性。
3. 生产设备选择其次,设备的选择也非常重要。
DOP生产线上的设备主要包括混合器、反应釜、分离器、精馏塔、泵、阀门等。
其中,反应釜和分离器等关键设备的选择直接决定了生产线的运行状态和生产效率。
工程师需要根据工艺流程的需求,选用效果好、操作简单、安全可靠、维护方便的设备。
4. 安装调试最后,在设备安装调试阶段需要确保设备的正确安装和稳定运行。
安装工作涵盖基础制作、设备进场、起吊装放、管道连接等工作。
而调试主要是检查各设备的运行状态,调整参数以达到最佳运行效果。
这个阶段,需要结合实地操作和理论计算,不断优化设备运行状态,确保生产工艺可靠稳定。
总的来说,山东DOP生产线的设计与安装是一项复杂的工程,需要多学科的知识和实践经验的积累。
不过,只要我们始终坚持科学严谨的态度,始终把握市场需求,始终追求卓越的产品质量,那么我们就有信心能够设计出高效稳定的DOP生产工艺,为山东的化工产业做出我们的贡献。
年产8万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯的工艺初步设计前言聚对苯二甲酸乙二醇酯英文名称Polyethylene terephthalate简称PET,别名涤纶树脂或聚酯树脂,俗称涤纶。
PET的用途不主要局限于纤维,而是进一步拓展到各类容器、包装材料、薄膜、胶片、工程塑料等领域,目前,PET正在越来越多地取代铝、玻璃、陶瓷、纸张、木材、钢铁和其他合成材料,聚酯的家庭也在持续扩大。
PET是由对苯二甲酸和乙二醇经酯化和缩聚而成的高聚物,是热塑性聚酯之一,英国的卜内门(ICI)公司的Crothers于20世纪30年代末发现,40年代投入工业化生产,主要用于生产涤纶纤维。
1953年杜邦公司首次开发出PET纤维产品。
由于它的原料纯对苯二甲酸和乙二醇及合成树脂技术成熟,其发展速度使任何一种纤维都难以比拟。
它优良的综合性及较好的服用性,在保持其固有特点同时,在接近天然化如穿着舒适性、染色性、抗静电性、吸湿性及外表美观等方面更接近于天然纤维,因此使其更具发展优势。
我国自20世纪50年代开始生产PET,现在生产能力很大。
2000年总生产能力可达5000Kt/a。
国内在90年代引进了吉玛、钟纺、伊文达和杜邦的工艺,使聚酯生产进入了工业腾飞时期。
但目前PET树脂多用于纤维生产。
PET工程塑料产品成本低,工作性优于PBT,且原料易得,可加速发展PET塑料的开发与应用。
在我国,早在二十世纪九十年代前后,中国石化巴陵公司就完成了PET工程塑料的实验室研制项目。
然而,到目前为止,我国PET工程塑料的生产并没有大规模推广开来,只有极少量生产,基本上还属于空白,因此也有着极大的发展潜力。
而且近年来随着人们生活水平的提高,我国乃至全球对聚酯的需求越来越大,更为我国聚酯行业的发展带来巨大的商机,我们应该抓住这难得的机会,不断完善和提高聚酯的生产技术,并研究开发新型聚酯产品,以增强我国聚酯行业的竞争能力。
1 PET简介1.1 PET的发展历史与现状聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是1941年英国的J.R.Whenfield和J.T.Dikson采用乙二醇与对苯二甲酸直接酯化缩聚制得,最初是作为合成纤维的原料而开发的。
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。
据有关资料报道,近年来国外增塑剂生产能力超过了6400kt/a,国内增塑剂需求增长率为8%左右,产品具有质量高、品种多、环境污染少的特点。
在石油化学工业、医药工业、轻纺工业、生物化工以及能源、交通运输行业均有广泛用途,在国民经济中占有十分重要的地位。
1.4 DOP的市场需求随着我国国民经济快速增长,增塑剂作为基础化工合成材料助剂的市场需求量将大幅提高。
在用量大的新领域,国内市场需求将强劲增长。
但由于邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)在某些应用领域的性能超过了DOP,预计未来几年内,全球DOP市场将面临DINP的挑战。
在市场上,DOP一直占有价格优势,而未来时间估计DOP的低价优势会有所削弱。
2.设计的目的和意义通过本课程设计力求达到以下目的和意义:(1)在学习掌握所学的化学工艺学、化工机械设备基础、化工原理等课程的基本理论和基础知识的基础上,通过这次课程设计,培养我们综合运用这些知识分析和解决实际问题的能力以及协作攻关的能力,训练我们使用文献资料和进行技术设计、运算的能力,提高文字和语言表达能力,为以后的学习和毕业论文(设计)打下基础。
(2)通过完成设计,可以知道DOP的用途;基本掌握苯酐和异辛醇制DOP的生产工艺;了解国内外DOP工业的发展现状;以及DOP工业的发展趋势。
3.项目设计依据和原则3.1设计依据本化工课程设计,以设计任务书为基础,综合文献检索、资料收集,综合分析,以最新科研成果和实际经验为依据,搏众家之长,选择合适设计方案。
3.2设计原则本课题遵循的设计原则和指导思想如下:(1)按技术先进、成熟可靠、经济合理的原则对技术方案进行论证,以确定最佳方案;(2)尽可能采用节能工艺和高效设备,充分发挥规模效应,降低能耗、物耗和生产成本,提高项目的经济效益和社会效益;(3)考虑“三废”治理和综合利用副产物,充分重视环保防污、科学生产、生产安全和提高社会效益为原则主体。
4.设计范围本设计范围包括:(1)工艺生产方法确定、生产流程设计与论证(2)工艺计算(包括物料衡算,热量衡算)(3)酯化合成工艺主要生产设备设计与选型(4)安全生产与环保治理措施(5)设计绘图设计重点:生产工艺设计与论证,工艺计算,设备设计与选型,设计绘图。
5.DOP生产能力及质量标准5.1生产能力该项目年产8万吨DOP,年开工日为330天(全天候),日产DOP 242.42吨。
5.2产品质量标准本产品质量规格为一级品,执行产品质量国标GBl1406—8标准,见表1 所示。
表1 DOP质量指标二、生产工艺流程设计1.生产工艺选择与论证生产过程操作分为间歇式和连续操作。
间歇式生产的优点是设备简单改变生产品种容量;缺点是原料消耗定额高,能量消耗大,劳动生产效率低,产品质量不稳定。
间歇式生产方式适用于多品种、小批量的生产。
而连续法生产能力大,适合于大吨位的DOP的生产。
由于本设计产品生产量较大,故采用连续法生产。
酯化反应设备分塔式反应器和串联多釜反应器两类。
前者结构复杂,但紧凑,投资较低,操作控制要求高,动力消耗少。
而反应釜,流动形式接近返混,釜内各部分组成和温度完全一致,多釜串连后,可使停留时间分布特性向平推流转化。
并且DOP 等主增塑剂的需要量很大,且全连续化生产的产品质量稳定,原料及能量消耗低,劳动生产率高,比较经济。
因此本设计采用串联多釜反应器全连续化生产工艺。
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。
根据国内在引进装置上成功使用国产催化剂的经验,选用国产催化剂,既满足了工艺和产品质量的要求,又节约了外汇,可以收到良好的经济效果。
连续非酸性催化酯化工艺,是上世纪80年代初开始成功应用于工业化生产的先进技术,其典型的工艺流程有两种:1、酯化—脱醇一中和水洗一汽提干燥一过滤;2、酯化一中和水洗一脱醇--汽提--干燥一过滤。
二者比较,第①种技术用采用氧化铝与辛酸亚锡1:1比例复配催化剂酯化反应具有反应时间短、酯收率高、产品质量好(酸值低、色度低、热稳定性好、体积电阻率大) 、处理条件简单等优点。
并且公用工程消耗低,热能利用合理,可以生产多牌号的DOP产品,结合国内条件和生产操作经验,故拟采用①类典型工艺流程,设计国产化新的工艺流程。
综上分析,本设计选用酯化—脱醇一中和水洗一汽提干燥一过滤工艺流程,采用串联多釜反应器连续酯化技术,催化剂采用氧化铝与辛酸亚锡以1:1比例复配型催化剂。
2.工艺参数的确定2.1 酯化工序苯酐和辛醇按比例在5个串联阶梯形的酯化釜中,在氧化铝与辛酸亚锡以1:1比例复配催化剂作用下酯化反应生成粗酯,主要工艺参数确定如下:(1)进料温度及5釜的反应温度见表2。
(2)投料比:PA:2一EH=1:2.30 (wt)(3)催化剂量:0.03% (wt)(4)酯化压力:常压(带氮封)表2 进料温度及与釜反应温度(5)停留时间:约7h,酯化釜体积27.4m3(6)酯化釜搅拌器转速:74r/min(7)总转化率:约99.5%2.2脱醇工序由于酯化反应是在过量醇的条件下进行的,必须将粗酯中的醇脱除,回收重复利用。
本设计采用真空降膜脱醇工艺,热能利用合理,脱醇效率高,可脱醇至1%左右。
脱醇工艺参数确定如下:(1)进料粗酯温度:230℃(2)进料粗酯含醇量:16%~17%(3)降膜脱醇真空度:30mbar(4)加热蒸汽压力:20ba2.3 中和、水洗工序由于在酯化过程中会生成一些酸性杂质,如单酸酯等,本设计采用加入Na0H水溶液进行中和,生成可溶于水的钠盐与酯分离。
中和水洗工艺参数确定如下:(1)Na0H水溶液浓度:0.3(wt%)(2)水洗温度:95℃(3)粗酯:碱=6:1(vo1)(4)中和搅拌转速:180r/min(5)水洗搅拌转速:50r/min(6)NaOH单耗:0.4kg/tDOP(7)中和水洗后酸值:0.01~0.02KOH mg/DOP2.4 汽提工序汽提是通过直接蒸汽减压蒸馏,除去粗酯中的醇和有气味的低沸物,本设计采用过热蒸汽直接减压汽提工艺。
汽提干燥工艺参数确定如下:(1)粗酯人塔温度:140~1600C(2)汽提塔顶部真空度:40mbar(3)干燥塔顶部真空度:99mbar(4)粗酯量:汽提蒸汽量:10:1(wt)(5)干燥塔出口酯中含水量:0.01%~0.05% (wt)2.5 过滤工序在粗酯中加入吸附剂和助滤剂,脱除粗酯中含色素的有机物和吸附脱除残存的催化剂和其它机械杂质,以保证DOP产品外观的透明度和纯度。
本设计采用二级过滤工艺,粗滤采用时间程控的芬达过滤器,精滤采用多层滤纸。
过滤工序工艺参数确定如下:(1)粗酯温度:90℃(2)芬达过滤器粗滤周期:48h(3)精滤后DOP色值:10~15(HAzEN)3. 生产工艺流程图及其说明3.1DOP生产工艺流程简图(见图1)图1 DOP工艺流程方块图3.2 生产工艺流程说明(参考CAD图纸Ⅰ:工艺流程图)熔融苯酐和辛醇以一定的摩尔比[(1:2.2~1:2.5)在130-150先制成单酯,再经预热后进入四个串联的阶梯式酯化釜的第一级.非酸化催化剂也在此加入.第二级酯化釜温度控制不低于180,最后一级酯化温度为220~230,酯化部分用3.9MPa的蒸汽加热.邻苯二甲酸单酯的转化率为99.5%~99.9%。
为了防止反应混合物在高温下长期停留而着色,并强化酯化过程,在各级酯化釜的底部都通入高纯度的氮气(氧含量<10mg/kg中和,水洗是在一个带搅拌的容器中同时进行的。
碱的用量为反应混合物酸值的3~5倍。
使用20%的NaOH水溶液,当加入无离子水后碱液浓度仅为0.3%左右。
因此无需在进行一次单独的水洗。
非酸性催化剂也在中和、水洗工序被洗去。
然后物料经脱醇(1.32~2.67 kPa,50~80℃)、干燥(1.32 kPa,50~80℃)后送至过滤工序。
过滤工序不用一般的活性炭,而用特殊的吸附剂和助滤剂。
吸附剂成分为SiO2、AL2O3、Fe2O3、MgO等,助滤剂(硅藻土)成分为SiO2、AL2O3、Fe2O3、CaO、MgO等。
该工序的主要目的是通过吸附剂和助滤剂的吸附,脱色作用,保证产品DOP 的色泽和体积电阻率两项指标,同时除去DOP中残存的微量催化剂和其他机械杂质。