【正文】 ………………………………………………………… 30 …………………………………………………………… 30 ………………………………………………………………31 ……………………………………………………31 ………………………………………………………31 ………………………………………………………………31 ……………………………………………………………………31 ………………………………………………………31五．環(huán)境保護(hù)與勞動(dòng)安全 .......................................... 321．DOP三廢處理............................................... 32................................................ 33六．設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)析與總結(jié)........................................... 34致謝............................................................. 35參考文獻(xiàn) ...........................................................35附圖 1．帶控制點(diǎn)的工藝流程圖2． 主要生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸圖3． 換熱器結(jié)構(gòu)示意圖4． 生產(chǎn)車間的設(shè)備配置布置圖一．總論1．概述 DOP化學(xué)名為鄰苯二甲酸二異辛酯，是一個(gè)帶有支鏈的側(cè)鏈醇酯，無(wú)色油狀液體，有特殊氣味。(20/20 )，熔點(diǎn)55℃，沸點(diǎn)370 （常壓），不溶于水，溶于乙醇、乙醚、礦物油等大多數(shù)有機(jī)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(diǎn)，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?！　⊥ㄓ眉?jí)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。　　電氣級(jí)DOP，具有通用級(jí)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?！　∑芳?jí)DOP，主要用于生產(chǎn)食品包裝材料?！　♂t(yī)用級(jí)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(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guó)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(zhǔn)來(lái)加以比較的，技術(shù)經(jīng)濟(jì)上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，近年來(lái)國(guó)外增塑劑生產(chǎn)能力超過(guò)了6400kt／a，國(guó)內(nèi)增塑劑需求增長(zhǎng)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(diǎn)。在石油化學(xué)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(yùn)輸行業(yè)均有廣泛用途，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。 DOP的市場(chǎng)需求隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，增塑劑作為基礎(chǔ)化工合成材料助劑的市場(chǎng)需求量將大幅提高。在用量大的新領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求將強(qiáng)勁增長(zhǎng)。但由于鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)在某些應(yīng)用領(lǐng)域的性能超過(guò)了DOP，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)，全球DOP市場(chǎng)將面臨DINP的挑戰(zhàn)。在市場(chǎng)上，DOP一直占有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，而未來(lái)時(shí)間估計(jì)DOP的低價(jià)優(yōu)勢(shì)會(huì)有所削弱。2．設(shè)計(jì)的目的和意義 通過(guò)本課程設(shè)計(jì)力求達(dá)到以下目的和意義：（1）在學(xué)習(xí)掌握所學(xué)的化學(xué)工藝學(xué)、化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)、化工原理等課程的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用這些知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及協(xié)作攻關(guān)的能力，訓(xùn)練我們使用文獻(xiàn)資料和進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)、運(yùn)算的能力，提高文字和語(yǔ)言表達(dá)能力，為以后的學(xué)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）打下基礎(chǔ)。（2）通過(guò)完成設(shè)計(jì)，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(guó)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(shì)。3．項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)和原則本化工課程設(shè)計(jì)，以設(shè)計(jì)任務(wù)書為基礎(chǔ)，綜合文獻(xiàn)檢索、資料收集，綜合分析，以最新科研成果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，搏眾家之長(zhǎng)，選擇合適設(shè)計(jì)方案。 本課題遵循的設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想：（1）按技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則對(duì)技術(shù)方案進(jìn)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(shè)備，充分發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，降低能耗、物耗和生產(chǎn)成本，提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(xué)生產(chǎn)、生產(chǎn)安全和提高社會(huì)效益為原則主體。4．設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)范圍包括：（1）工藝生產(chǎn)方法確定、生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與論證（2）工藝計(jì)算（包括物料衡算，熱量衡算）（3）酯化合成工藝主要生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型（4）安全生產(chǎn)與環(huán)保治理措施（5）設(shè)計(jì)繪圖 設(shè)計(jì)重點(diǎn)：生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)與論證，工藝計(jì)算，設(shè)備設(shè)計(jì)與選型。5．DOP生產(chǎn)能力及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)該項(xiàng)目年產(chǎn)5萬(wàn)噸DOP，年開(kāi)工日為330天（全天候）。本產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格為一級(jí)品，執(zhí)行產(chǎn)品質(zhì)量國(guó)標(biāo)GBl1406—8標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1 所示。表1 DOP質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)優(yōu)級(jí)品一級(jí)品合格品外觀透明液體，無(wú)懸浮物酯含量，%≥密度（20℃），g/cm3－酸度（以對(duì)苯二甲酯計(jì)） % ≤閃點(diǎn)，℃≥210205色度（鉑鈷）號(hào) ≤50100200加熱減量，%　≤體積電阻率，1011?.m≥21二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)1．生產(chǎn)工藝選擇與論證 生產(chǎn)過(guò)程操作分為間歇式和連續(xù)操作。間歇式生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單改變生產(chǎn)品種容量；缺點(diǎn)是原料消耗定額高，能量消耗大，勞動(dòng)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(shè)計(jì)產(chǎn)品生產(chǎn)量較大，故采用連續(xù)法生產(chǎn)。酯化反應(yīng)設(shè)備分塔式反應(yīng)器和串聯(lián)多釜反應(yīng)器兩類。前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但緊湊，投資較低，操作控制要求高，動(dòng)力消耗少。而反應(yīng)釜，流動(dòng)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(shí)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(dòng)生產(chǎn)率高，比較經(jīng)濟(jì)。因此本設(shè)計(jì)采用串聯(lián)多釜反應(yīng)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(guò)過(guò)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(shè)計(jì)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(fù)配型催化劑，由于單催化劑催化反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，不適合做酯化反應(yīng)催化劑，相反，復(fù)配型催化劑催化反應(yīng)時(shí)間短，轉(zhuǎn)化率高，酸值降低幅度大，比較適合做酯化反應(yīng)催化劑。氧化鋁與辛酸亞錫以1：1比例復(fù)配非酸性催化劑合成DOP效果最佳，力求達(dá)到流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，熱能利用合理，產(chǎn)品質(zhì)量高。 根據(jù)國(guó)內(nèi)在引進(jìn)裝置上成功使用國(guó)產(chǎn)催化劑的經(jīng)驗(yàn)，選用國(guó)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(jì)效果。連續(xù)非酸性催化酯化工藝，是上世紀(jì)80年代初開(kāi)始成功應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)，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(guò)濾；酯化一中和水洗一脫醇汽提干燥一過(guò)濾。 二者比較，第1種技術(shù)用采用氧化鋁與辛酸亞錫1：1比例復(fù)配催化劑酯化反應(yīng)具有反應(yīng)時(shí)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?xiàng)l件簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。并且公用工程消耗低，熱能利用合理，可以生產(chǎn)多牌號(hào)的DOP產(chǎn)品，結(jié)合國(guó)內(nèi)條件和生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)，故擬采用第1類典型工藝流程，設(shè)計(jì)國(guó)產(chǎn)化新的工藝流程。 綜上分析，本設(shè)計(jì)選用酯化—脫醇一中和水洗一汽提干燥一過(guò)濾工藝流程，采用串聯(lián)多釜反應(yīng)器連續(xù)酯化技術(shù)，催化劑采用氧化鋁與辛酸亞錫以1：1比例復(fù)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(gè)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(fù)配催化劑作用下酯化反應(yīng)生成粗酯，主要工藝參數(shù)確定如下：(1)進(jìn)料溫度及5釜的反應(yīng)溫度見(jiàn)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(jìn)料溫度及與釜反應(yīng)溫度PA2一EH 催化劑釜1 釜2 釜3釜4釜517017520190200210220230 (5)停留時(shí)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