【正文】 Key word: DOP Ethylhexanol Phthalic Process Design Process Calculation Equipment Selection 目錄 一．總論 ...................................................... 7 1．概述 .................................................... 7 DOP 的性質(zhì) .................................... 7 ............................................ 7 在國民經(jīng)濟(jì)中 的重要性 ............................ 7 DOP的市場需求 ...................................... 8 2．設(shè)計的目的和意義 ........................................ 8 3．設(shè)計依據(jù)和原則 .......................................... 8 ............................................ 8 ............................................ 8 4．設(shè)計范圍 ................................................ 9 5． DOP 生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) .............................. 9 ............................................ 9 ........................................ 9 二 ． 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計與論證 ????????????????? 10 1．生產(chǎn)工藝選擇與論證?????????????????? 10 2．工藝參數(shù)的確定 ???????????????????? 11 ..........................................11 、洗滌工序 ....................................11 ..........................................12 干燥、過濾工序 ....................................12 3．產(chǎn)工藝流程圖及其說明 ????????????????? 13 DOP 生產(chǎn)工藝流程圖 ???????????????? 13 生產(chǎn)工藝流程說明????????????????? 13 三．工藝計算???????????????? ??????????? 14 ??? ????????????? ?????????? 14 設(shè)計生產(chǎn)能力 ???????????????? ?????? 14 二級酯化段釜 1 物料計算???????????????? ? 15 酯化工段物料衡結(jié)果 ???????????????? ??? 16 2．熱量衡算 ???????????????? ????????? 17 四． 主要設(shè)備設(shè)計與選型???????????????? ?????? 18 1．反應(yīng)釜的設(shè)計與選型???????????????? ???? ? 19 反應(yīng)釜體積確定 ???????????????? ????? 19 反應(yīng)釜高度與底面直徑 ???????????????? ?? 20 反應(yīng)釜溫度與壓力 ???????????????? ???? 20 反應(yīng)釜壁厚度計算 ???????????????? ???? 21 攪拌器的設(shè)計及選型 ???????????????? ??? 22 攪拌器型式適用條件 表 ???????????? ??? 23 攪拌器的選用及尺寸 ???????????????? 23 攪拌功率的計算 ???????????????? ?? 23 夾套傳熱面積的計算與核算 ????????????? ??? 23 被攪拌液體側(cè)的對流傳熱系數(shù) ???????????? 23 夾套冷卻水對流傳熱系數(shù) ????????????? ? 24 夾套傳熱面積 ????????????? ?????? ? 25 反應(yīng)釜的主要技術(shù)特性匯總 ???????????? ???? 26 2．冷凝器的設(shè)計與選型 ???????????????? ????? 27 選擇換熱器的類型 ???????????????? ???? 28 流動空間及流速的確定 ???????????????? ?? 28 傳熱面積的確定 ???????????????? ????? 28 冷凝器工藝尺寸的計算 ?????????????????? 29 管子數(shù) n的確定 ??????????????????? 29 管子的排列方式，管間距的確定 ???????? ???? 30 殼體直徑的確定 ????????????? ?????? 30 折流板 ??????????????? ??????? 30 接管 ??????????????? ???????? 30 ??????????????????????? ? 31 換熱器封頭的確定 ???????????????? ???? 31 容器法蘭的選擇 ???????????????? ????? 31 開孔補(bǔ)強(qiáng) ???????????????? ???????? 31 支座 ???????????????? ?????????? 31 冷凝器設(shè)計匯總 ???????????????? ????? 31 五． 環(huán)境保護(hù)與勞動安全 .......................................... 32 1． DOP 三廢處理 ............................................... 32 安全生產(chǎn) ................................................ 33 六． 設(shè)計結(jié)果評析與總結(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 5． DOP 廠房總布置圖 一．總論 1．概述 增塑劑 DOP的性質(zhì) DOP 化學(xué)名為 鄰苯二甲酸二辛酯 ，是一個帶有支鏈的側(cè)鏈醇酯， 無色油狀液體，有特殊氣味。經(jīng)過分析比較各種生產(chǎn)原料、合成工藝后，本設(shè)計工藝流程是采用串聯(lián)多釜反應(yīng)器連續(xù)酯化技術(shù)，催化劑 是采用氧化鋁與辛酸亞錫以 1： 1比例復(fù)配催化劑年產(chǎn) 8萬噸 鄰苯二甲酸二辛酯 ，以滿足國內(nèi)需求。分 子 式： C24H38O4 是重要的通用型增塑劑， 是目前國內(nèi)外用量最大的增塑劑之一，廣泛用于橡膠、塑料和醫(yī)藥工業(yè)用途廣泛，在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。最后部分考慮環(huán)境保護(hù)和勞動安全，以達(dá)到減少“三廢”排放，加強(qiáng)“三廢”治理，確保 安全生產(chǎn)，消除并盡可能減少工廠生產(chǎn)對職工的傷害。 產(chǎn)品用途 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。 品級 DOP，主要用于生產(chǎn)食品包裝材料。常與鄰苯二甲酸二乙酯配合用于醋酸纖維素的薄膜、清漆、透明紙和模塑粉等制作中?？梢宰鳛轷ソ粨Q法生產(chǎn)鄰苯二甲酸二環(huán)己酯和鄰苯二甲酸高碳醇酯以及其他有機(jī)合成的原料。 DOP 的市場需求 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)快速增長，增塑劑作為基礎(chǔ)化工合成材料助劑的市場需求量將大幅提高。 2．設(shè)計的目的和意義 通過本課程設(shè)計力求達(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)知識的基礎(chǔ)上，通過這次課程設(shè)計，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用這些知識分析和解決實際問題的能力以及協(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、運(yùn)算的能力，提高文字和語言表達(dá)能力，為以后的學(xué)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計）打下基礎(chǔ)。 4．設(shè)計范圍 本設(shè)計范圍包括： （ 1） 工藝生產(chǎn)方法確定、生產(chǎn)流程設(shè)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(shè)備設(shè)計與選型 （ 4）安全生產(chǎn)與環(huán)保治理措施 （ 5）設(shè)計繪圖 設(shè)計重點(diǎn)：生產(chǎn)工藝設(shè)計與論證，工藝計算，設(shè)備設(shè)計與選型， 設(shè)計繪圖 。間歇式生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單改變生產(chǎn)品種容 量；缺點(diǎn)是原料消耗定額高，能量消耗大，勞動生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。 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。因此本設(shè)計采用串聯(lián)多釜反應(yīng)器全連續(xù)化生產(chǎn)工藝。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)到流程簡單，設(shè)備少，熱能利用合理，產(chǎn)品質(zhì)量高。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①類典型工藝流程，設(shè)計國產(chǎn)化新的工藝流程。本設(shè)計采用真空降膜脫醇工藝，熱能利用合理，脫醇效率高，可脫醇至 1％左右。本設(shè)計采用二級過濾工藝，粗濾采用時間程控的芬達(dá)過濾器，精濾采用多層濾紙。使用 20%的 NaOH 水溶液，當(dāng)加入無離子水后堿液濃度僅為 %左右。過濾工序不用一般的活性炭，而用特殊的吸附劑和助濾劑。 DOP 的收率以苯酐或以辛醇為 %。 三 、工藝計算 物料衡算 設(shè)計生產(chǎn)能力 DOP 年生產(chǎn)能力根據(jù)設(shè)計任務(wù)規(guī)定為年生產(chǎn) 80000 噸 /年，取工作日為 330 天，此規(guī)模采用連續(xù)操作比較合理。（ 1－ 4%） = 噸 分子量 ： 苯酐 異辛醇 DOP H2O 18 一級酯化段物料計算 根據(jù) 一級酯化反應(yīng)式： 二級酯化反應(yīng)式： 第一步 酯化 轉(zhuǎn)化率為 100%，第二步 酯化 轉(zhuǎn)化率為 %. 一小時一級酯化反應(yīng)釜 進(jìn)釜 苯酐的量為： 1000247。 酯化工段物料衡結(jié)果 表 4．一級酯化段物料衡算表 入塔 苯酐 異辛醇 單酸 酯 出塔 苯酐 異辛醇 單酸酯 量（ kmol/h） 0 量（ kmol/h） 0 摩爾含量（ %） 0 摩爾含量（ %） 0 表 5 二級酯化段釜 1 物料衡算表 入釜 異辛醇 單