【正文】 ………………………………………………………… 30 …………………………………………………………… 30 ………………………………………………………………31 ……………………………………………………31 ………………………………………………………31 ………………………………………………………………31 ……………………………………………………………………31 ………………………………………………………31五．環(huán)境保護與勞動安全 .......................................... 321．DOP三廢處理............................................... 32................................................ 33六．設計結(jié)果評析與總結(jié)........................................... 34致謝............................................................. 35參考文獻 ...........................................................35附圖 1．帶控制點的工藝流程圖2． 主要生產(chǎn)設備結(jié)構尺寸圖3． 換熱器結(jié)構示意圖4． 生產(chǎn)車間的設備配置布置圖一．總論1．概述 DOP化學名為鄰苯二甲酸二異辛酯，是一個帶有支鏈的側(cè)鏈醇酯，無色油狀液體，有特殊氣味。(20/20 )，熔點55℃，沸點370 （常壓），不溶于水，溶于乙醇、乙醚、礦物油等大多數(shù)有機溶劑。與二丁酯（DBP）相比，DOP的揮發(fā)度只有DBP的1/20；與水的互溶性低，并有良好的電性能，但也有其不足點，其在熱穩(wěn)定性、耐遷移性、耐寒性和衛(wèi)生性方面稍差。鄰苯二甲酸二辛酯是重要的通用型增塑劑，主要用于聚氯乙烯樹脂的加工，還可用于化纖樹脂、醋酸樹脂、ABS樹脂及橡膠等高聚物的加工，也可用于造漆、染料、分散劑等。　　通用級DOP，廣泛用于塑料、橡膠、油漆及乳化劑等工業(yè)中。用其增塑的PVC 可用于制造人造革、農(nóng)用薄膜、包裝材料、電纜等?！　‰姎饧塂OP，具有通用級DOP的全部性能外，還具有很好的電絕緣性能，主要用于生產(chǎn)電線。　　品級DOP，主要用于生產(chǎn)食品包裝材料?！　♂t(yī)用級DOP，主要用于生產(chǎn)醫(yī)療衛(wèi)生制品，如一次性醫(yī)療器具及醫(yī)用包裝材料等?！　≈饕猛荆篋OP是通用型增塑劑，主要用于聚氯乙烯脂的加工、還可用于化地樹脂、醋酸樹脂、ABS樹脂及橡膠等高聚物的加工，也可用于造漆、染料、分散劑等、DOP增塑的PVC可用于制造人造革、農(nóng)用薄膜、包裝材料、電纜等。 DOP在國民經(jīng)濟中的重要性 鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)是目前使用最廣泛的增塑劑，約占我國增塑劑總量45%，是重要的通用型增塑劑，任何增塑劑都是以它為基準來加以比較的，技術經(jīng)濟上占有絕對優(yōu)勢。據(jù)有關資料報道，近年來國外增塑劑生產(chǎn)能力超過了6400kt／a，國內(nèi)增塑劑需求增長率為8％左右，產(chǎn)品具有質(zhì)量高、品種多、環(huán)境污染少的特點。在石油化學工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、輕紡工業(yè)、生物化工以及能源、交通運輸行業(yè)均有廣泛用途，在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。 DOP的市場需求隨著我國國民經(jīng)濟快速增長，增塑劑作為基礎化工合成材料助劑的市場需求量將大幅提高。在用量大的新領域，國內(nèi)市場需求將強勁增長。但由于鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)在某些應用領域的性能超過了DOP，預計未來幾年內(nèi)，全球DOP市場將面臨DINP的挑戰(zhàn)。在市場上，DOP一直占有價格優(yōu)勢，而未來時間估計DOP的低價優(yōu)勢會有所削弱。2．設計的目的和意義 通過本課程設計力求達到以下目的和意義：（1）在學習掌握所學的化學工藝學、化工機械設備基礎、化工原理等課程的基本理論和基礎知識的基礎上，通過這次課程設計，培養(yǎng)我們綜合運用這些知識分析和解決實際問題的能力以及協(xié)作攻關的能力，訓練我們使用文獻資料和進行技術設計、運算的能力，提高文字和語言表達能力，為以后的學習和畢業(yè)論文（設計）打下基礎。（2）通過完成設計，可以知道DOP的用途；基本掌握苯酐和異辛醇制DOP的生產(chǎn)工藝；了解國內(nèi)外DOP工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀；以及DOP工業(yè)的發(fā)展趨勢。3．項目設計依據(jù)和原則本化工課程設計，以設計任務書為基礎，綜合文獻檢索、資料收集，綜合分析，以最新科研成果和實際經(jīng)驗為依據(jù)，搏眾家之長，選擇合適設計方案。 本課題遵循的設計原則和指導思想：（1）按技術先進、成熟可靠、經(jīng)濟合理的原則對技術方案進行論證，以確定最佳方案；（2）盡可能采用節(jié)能工藝和高效設備，充分發(fā)揮規(guī)模效應，降低能耗、物耗和生產(chǎn)成本，提高項目的經(jīng)濟效益和社會效益；（3）考慮“三廢” 治理和綜合利用副產(chǎn)物，充分重視環(huán)保防污、科學生產(chǎn)、生產(chǎn)安全和提高社會效益為原則主體。4．設計范圍本設計范圍包括：（1）工藝生產(chǎn)方法確定、生產(chǎn)流程設計與論證（2）工藝計算（包括物料衡算，熱量衡算）（3）酯化合成工藝主要生產(chǎn)設備設計與選型（4）安全生產(chǎn)與環(huán)保治理措施（5）設計繪圖 設計重點：生產(chǎn)工藝設計與論證，工藝計算，設備設計與選型。5．DOP生產(chǎn)能力及質(zhì)量標準該項目年產(chǎn)5萬噸DOP，年開工日為330天（全天候）。本產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格為一級品，執(zhí)行產(chǎn)品質(zhì)量國標GBl1406—8標準，見表1 所示。表1 DOP質(zhì)量指標項目指標優(yōu)級品一級品合格品外觀透明液體，無懸浮物酯含量，%≥密度（20℃），g/cm3－酸度（以對苯二甲酯計） % ≤閃點，℃≥210205色度（鉑鈷）號 ≤50100200加熱減量，%　≤體積電阻率，1011?.m≥21二、生產(chǎn)工藝流程設計1．生產(chǎn)工藝選擇與論證 生產(chǎn)過程操作分為間歇式和連續(xù)操作。間歇式生產(chǎn)的優(yōu)點是設備簡單改變生產(chǎn)品種容量；缺點是原料消耗定額高，能量消耗大，勞動生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。間歇式生產(chǎn)方式適用于多品種、小批量的生產(chǎn)。而連續(xù)法生產(chǎn)能力大，適合于大噸位的DOP的生產(chǎn)。由于本設計產(chǎn)品生產(chǎn)量較大，故采用連續(xù)法生產(chǎn)。酯化反應設備分塔式反應器和串聯(lián)多釜反應器兩類。前者結(jié)構復雜，但緊湊，投資較低，操作控制要求高，動力消耗少。而反應釜，流動形式接近返混，釜內(nèi)各部分組成和溫度完全一致，多釜串連后，可使停留時間分布特性向平推流轉(zhuǎn)化。并且DOP等主增塑劑的需要量很大，且全連續(xù)化生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，原料及能量消耗低，勞動生產(chǎn)率高，比較經(jīng)濟。因此本設計采用串聯(lián)多釜反應器全連續(xù)化生產(chǎn)工藝。 催化劑分為酸性催化劑和非酸性催化劑，由于采用非酸性催化劑可以免去中和和水洗兩道工序，且通過過濾即可除去，跟酸性催化劑相比，優(yōu)越性在于能生產(chǎn)出高質(zhì)量的增塑劑產(chǎn)品和減少污染。因此本設計采用的是非酸性催化劑。 非酸性催化劑又分為單催化劑和復配型催化劑，由于單催化劑催化反應時間長，不適合做酯化反應催化劑，相反，復配型催化劑催化反應時間短，轉(zhuǎn)化率高，酸值降低幅度大，比較適合做酯化反應催化劑。氧化鋁與辛酸亞錫以1：1比例復配非酸性催化劑合成DOP效果最佳，力求達到流程簡單，設備少，熱能利用合理，產(chǎn)品質(zhì)量高。 根據(jù)國內(nèi)在引進裝置上成功使用國產(chǎn)催化劑的經(jīng)驗，選用國產(chǎn)催化劑，既滿足了工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的要求，又節(jié)約了外匯，可以收到良好的經(jīng)濟效果。連續(xù)非酸性催化酯化工藝，是上世紀80年代初開始成功應用于工業(yè)化生產(chǎn)的先進技術，其典型的工藝流程有兩種：酯化—脫醇一中和水洗一汽提干燥一過濾；酯化一中和水洗一脫醇汽提干燥一過濾。 二者比較，第1種技術用采用氧化鋁與辛酸亞錫1：1比例復配催化劑酯化反應具有反應時間短、酯收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好(酸值低、色度低、熱穩(wěn)定性好、體積電阻率大) 、處理條件簡單等優(yōu)點。并且公用工程消耗低，熱能利用合理，可以生產(chǎn)多牌號的DOP產(chǎn)品，結(jié)合國內(nèi)條件和生產(chǎn)操作經(jīng)驗，故擬采用第1類典型工藝流程，設計國產(chǎn)化新的工藝流程。 綜上分析，本設計選用酯化—脫醇一中和水洗一汽提干燥一過濾工藝流程，采用串聯(lián)多釜反應器連續(xù)酯化技術，催化劑采用氧化鋁與辛酸亞錫以1：1比例復配催化劑。2．工藝參數(shù)的確定 酯化工序苯酐和辛醇按比例在5個串聯(lián)階梯形的酯化釜中，在氧化鋁與辛酸亞錫以1：1比例復配催化劑作用下酯化反應生成粗酯，主要工藝參數(shù)確定如下：(1)進料溫度及5釜的反應溫度見表2。(2)投料比：PA：2EH=1： (wt)(3)催化劑量：0．03％ (wt)(4)酯化壓力：常壓(帶氮封) 表2 進料溫度及與釜反應溫度PA2一EH 催化劑釜1 釜2 釜3釜4釜517017520190200210220230 (5)停留時間：約7h，酯化釜體積18m3(6)酯化釜攪拌器轉(zhuǎn)速：72r／min(6)總轉(zhuǎn)化率：約99．5％ 脫醇工序由于酯化反