【正文】 t)(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)酯化釜攪拌器轉速：72r／min(6)總轉化率：約99．5％ 脫醇工序由于酯化反應是在過量醇的條件下進行的，必須將粗酯中的醇脫除，回收重復利用。 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，轉化率高，酸值降低幅度大，比較適合做酯化反應催化劑。由于本設計產(chǎn)品生產(chǎn)量較大，故采用連續(xù)法生產(chǎn)。 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。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?！　⊥ㄓ眉塂OP，廣泛用于塑料、橡膠、油漆及乳化劑等工業(yè)中。經(jīng)過分析比較各種生產(chǎn)原料、合成工藝后，本設計工藝流程是采用串聯(lián)多釜反應器連續(xù)酯化技術，催化劑是采用氧化鋁與辛酸亞錫以1：1比例復配催化劑年產(chǎn)5萬噸鄰苯二甲酸二辛酯，以滿足國內(nèi)需求。最后部分考慮環(huán)境保護和勞動安全，以達到減少“三廢”排放，加強“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?！　∑芳塂OP，主要用于生產(chǎn)食品包裝材料。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)。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。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化。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。中和水洗工藝參數(shù)確定如下：(1)Na0H水溶液濃度：0．3(wt％)(2)水洗溫度：95℃(3)粗酯：堿=6：1(vo1)(4)中和攪拌轉速：180r／min(5)水洗攪拌轉速：50r／min(6)NaOH單耗：0．4kg／tDOP(7)中和水洗后酸值：0．01～0．02KOH mg／DOP 汽提工序汽提是通過直接蒸汽減壓蒸餾，除去粗酯中的醇和有氣味的低沸物，本設計采用過熱蒸汽直接減壓汽提工藝。因此無需在進行一次單獨的水洗。回收的辛醇一部分直接循環(huán)到酯化部分使用，另一部分需進行分餾和催化加氫處理。= 根據(jù)投料比 苯酐：異辛醇=1 : = kmol 回流 kmol + = 出釜 － + = 鄰苯二甲酸一辛酯的量 進釜 kmol 鄰苯二甲酸一辛酯的量 kmol N2 5m3/h 出釜 第一釜的轉化率XA= DOP的物質(zhì)的量 異辛醇量為 －= kmol 產(chǎn)生的水的物質(zhì)的量n水= 異辛醇一部分作為帶水劑與水一起出釜，異辛醇經(jīng)冷凝器冷卻再回流至反應釜中，經(jīng)測定 nB:n水=:1。物料在反應過程中的體積基本不變。本設計物料攪拌狀態(tài)較平穩(wěn)。 為了消除可能的打旋現(xiàn)象，強化傳熱和傳質(zhì)，安裝nb=。夾套中水流速u=m/(ρPE)=()=，De=4E=Dc=Re=Deuρ/=106105De/= (1+(De/Dc)) =(106)(105)(1+) ==() 所以總傳熱系數(shù)：1/K=1/+1/=1/+1/=K=599W/()由Q=KF = oC得F=Q/K=103/()=需要核算一下夾套可能傳熱面積是否滿足傳熱要求。反應液中，異辛醇將作為帶水劑把水從反應釜中帶出，而這樣必將浪費原料，因此在反應釜上安裝一個換熱器加一個分離器，用于排水和回流異辛醇。 兩股流體的進出口溫度為：熱流體（出換熱器氣） 200→60℃ 冷流體 （水） 55 ← 25 ℃故傳熱推動力：△Tm = =℃ 表10入冷凝器的氣體的比熱容Q1=mcpT,T=1400C∴Q1=++=組分 異辛醇水N2比熱容KJ/(kg.℃)2000C600C2000C600C2000C600C組成 kmol產(chǎn)生熱Q1 kJ/h 表11 冷凝液組分氣化熱和液體熱容組分異辛醇水氣化熱wr KJ/mol 液體比熱容KJ/(kg.℃)組成 kmol/h冷凝放熱 kJ/h 冷凝放出總熱Q2= + =Q總=Q1 + Q2 = + =故冷卻水用量：w水=總傳熱系數(shù)K=599W/()管程流體的定性溫度t=(55+25)/2=40oC,循環(huán)冷卻水相關物性數(shù)據(jù)密度ρ=定壓比熱容cp=(kg.℃)導熱系數(shù) ()粘度 由公式Q=AK △Tm 可得 A’=Q/（K△Tm）=724700/（599）= 考慮15%的裕度，則 A=’= 選用的碳鋼管。曲面高度h1=70mm，直邊高度h2=25mm，材料選用20 R鋼。而產(chǎn)生的廢水（COD值700～1500mHg/L）可以用活性污泥進行生化處理后再排放。（3） 電氣設備須選用防防爆型，電纜、電源絕緣良好，防止產(chǎn)生電火花。本次設計以“工藝先進、技術可靠、系統(tǒng)科學、經(jīng)濟合理、安全環(huán)?！睘樵瓌t，依據(jù)課程設計任務書，遵循工程設計的規(guī)則與要求來完成，設計思路清晰，能結合生產(chǎn)實際輔助設計，引用資料和相關公式準確，設計數(shù)據(jù)和設計結果可靠，自我感覺本次課程設計完成比較理想。根據(jù)實際情況，最大限度地回收利用，變廢為寶。在此，對所有關心和幫助過我的老師和同學表示崇高的敬意和衷心的感謝。 由于本設計屬于初步設計，需要更多的討論與研究，才能投入生產(chǎn)實踐，使得技術得到改進，生產(chǎn)效率提高。 本工藝設計與一般工藝相比，優(yōu)勢在于： （1）原料預熱處理步驟提高了原料的轉化率，使苯酐在一級酯化釜轉化率接近100%。（2） 不準任意改變運行中的工藝參數(shù)，不得超溫、超壓及提高設備的使用等級。設備及管道中可以采用的安全泄壓裝置主要有爆破片和安全閥，或在管道上加安全水封和安全放空管。表12 冷凝器設計匯總 筒體內(nèi)徑(mm)200折流板數(shù)目54壁厚(mm)4 間距(mm)120封頭（橢球型）半徑(mm)100 高度(mm)300高度(mm)75直邊高度(mm)20列管 管長(mm)1630拉桿尺寸(mm)Ф16數(shù)目75數(shù)目6尺寸(mm)Ф25接管殼程流體進出接管公稱直徑：140mm，厚度4mm不凝性氣體排除接管公稱直徑：20mm,厚度3mm管程流體進出接管公稱直徑： 80mm,厚度4mm五．環(huán)境保護與勞動安全DOP生產(chǎn)過程“三廢”處理生產(chǎn)過程中工業(yè)廢水的主要來源是酯化反應中生成的水；經(jīng)多次中和后含有單酯鈉鹽等雜質(zhì)的廢堿；洗滌粗酯用的水；脫醇時汽提蒸汽的冷凝水，它們的組成大致如下面所示：表13酯化液與中和廢水的組成酯化反應液%中和廢堿液Mg/LDOP90．4DOP2000苯酐7．83苯酐2000苯二甲酸單辛酯苯二甲酸單辛酯鈉1000硫酸單辛酯硫酸單辛酯鈉23000硫酸單辛酯硫酸單辛酯鈉4000治理的辦法，首先應從工藝上減少廢水的排放量，象本設計采用的是非酸催化劑，則可革除中和不洗兩個工序；其次，當然也不可避免地要進行廢水處理。折流板數(shù) NB=L/B 1 =，圓整厚取10快，折流