【正文】 4 結(jié)束語對苯二甲酸二辛酯(DOTP)具有優(yōu)異的電熱性能，特別是用在電纜料上具有較好的增塑效果、較低的揮發(fā)性和優(yōu)良的電性能，是生產(chǎn)耐溫70℃電纜料及其它要求耐揮發(fā)PVC制品的理想增塑劑。圖310 密封墊片表319 墊片的尺寸/mm公稱直徑DNDd2000204020003 螺栓、螺母和墊圈的尺寸規(guī)格本設(shè)計選用等長雙頭螺柱（C級、GB/T57802000）、Ⅰ型六角螺母（C級、GB/T412000）平墊圈（100HV、GB/T952002） 法蘭、墊片、螺栓、螺母、墊圈的材料：根據(jù)乙型平焊法蘭、工作溫度=210℃的條件，參考文獻(xiàn)[11]對法蘭、墊片、螺栓、螺母材料匹配表進(jìn)行選材，結(jié)果如表320所示。安裝底蓋的常用形式為RS和LRS型，其他結(jié)構(gòu)（整體或襯里）、密封面形式（突面或凹面）以及傳動軸的安裝形式（上裝或下裝），按HG2156595選取。反應(yīng)釜立式傳動裝置通過機架安裝在反應(yīng)釜封頭的底座或低蓋上，機架上端須與減速機裝配，下端則與底座裝配。 強度校核當(dāng)量扭矩：故即：，滿足強度要求。圖31 攪拌器結(jié)構(gòu)圖表32 推進(jìn)式攪拌器尺寸表攪拌器直徑7007014032176。攪拌器可用軸套以平鍵和緊定螺釘與軸連接，軸轉(zhuǎn)速定為n=150r/min。故考慮工藝及安裝要求，S3=S1=16mm，S4=S2=16mm。反應(yīng)釜的其他附件，包括支座、人孔、工藝接管等。下面以第一釜為例進(jìn)行計算。水洗的溫度一般控制在90℃左右。采用酯交換法來生產(chǎn)DOTP其化學(xué)反應(yīng)為：在該反應(yīng)中所使用的催化劑分為酸性和非酸性。第一步，對苯二甲酸與辛醇反應(yīng)生成單酯；第二步，單酯與辛醇反應(yīng)（即DOTP）。 （3）由于DOTP的線型分子結(jié)構(gòu)和DOS、DOA相似，其耐寒性也較好。 DOTP特性及用途DOTP自身的優(yōu)良性能使其在增塑劑行業(yè)取得良好的市場發(fā)展前景，下面簡要從幾個方面加以概述：（1）DOTP電、熱性能好，在PVC塑料電用線護套中可替代DOP，也可用于人造革膜的生產(chǎn)；DOTP具有優(yōu)良的相容性，也可用于丙烯腈衍生物，聚乙烯醇縮丁醛、丁腈橡膠、硝酸纖維素等的增塑,并起著提高制品硬度和變形性的作用，在丁腈橡膠、氯丁橡膠、三元乙丙橡膠等制品中可用作軟化劑；DOTP用在電纜料上具有較好的增塑效果和低揮發(fā)性，廣泛用于要求耐熱、高絕緣的各種制品，是生產(chǎn)耐溫70℃電纜料及其它要求耐揮發(fā)PVC制品的理想增塑劑。 工藝生產(chǎn)方法DOTP 生產(chǎn)工藝?yán)碚撋嫌幸韵氯N：1) 直接酯化法，對苯二甲酸 (TPA) 和辛醇在催化劑存在下直接酯化而成；2) 酯交換法，對苯二甲酸二甲酯（DMT）或聚對苯二甲酸乙二醇酯廢料與辛醇在催化劑存在下進(jìn)行酯交換反應(yīng)；3) 酰氯醇解法，對苯二甲酰氯與辛醇進(jìn)行醇解反應(yīng)。 醇解法醇解法制取DOTP工藝過程步驟少、設(shè)備簡單、操作方便、易于生產(chǎn)，如必要可回收乙二醇。水洗的目的是除去溶于水中的其他雜質(zhì)。3 反應(yīng)釜設(shè)計 反應(yīng)釜選型 DOTP生產(chǎn)采用連續(xù)生產(chǎn)，故酯交換反應(yīng)采用連續(xù)流動式反應(yīng)釜。(2) 反應(yīng)釜的傳動裝置：主要由電機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成。①反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)計參數(shù)設(shè)計壓力：反應(yīng)釜內(nèi)常壓操作,設(shè)計溫度:釜內(nèi)焊縫系數(shù)：（雙面對接焊，局部無損檢測）釜體材料：20R許用應(yīng)力：根據(jù)筒體材料為20R,設(shè)計溫度,由參考文獻(xiàn)[7]鋼板許用應(yīng)力表可知鋼材厚度負(fù)偏差：腐蝕余量：②反應(yīng)釜夾套內(nèi)設(shè)計參數(shù)設(shè)計壓力：采用水蒸氣加熱，壓力為飽和蒸汽壓，即設(shè)計溫度:夾套內(nèi)焊縫系數(shù)：（雙面對接焊，局部無損檢測）釜體材料：20R許用應(yīng)力：根據(jù)夾套材料20R，設(shè)計溫度，由參考文獻(xiàn)[7]鋼板許用應(yīng)力表可知鋼材厚度負(fù)偏差：腐蝕余量：根據(jù)罐體工藝要求，采用蜂窩折邊錐體式夾套。由參考文獻(xiàn)[9]常見流體污垢熱阻表77可知：釜內(nèi)為有機物，取夾套內(nèi)為水蒸氣，取(2) 計算總熱阻釜的筒體有效厚度釜體采用20R，其導(dǎo)熱率故總熱阻：(3) 計算攪拌容器內(nèi)被攪物料對傳熱面的傳熱膜系數(shù)α1影響因素有物料物性、攪拌器結(jié)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)速操作條件擋板等，一般情況下，物料黏度小，熱阻就小，傳熱效果好，傳熱膜系數(shù)就大。推進(jìn)式攪拌器是典型的軸流式攪拌器，參考企業(yè)成功經(jīng)驗，選用三葉推進(jìn)式攪拌器。 由徑向力引起的彎矩的MR計算?攪拌器上的流體徑向力Fh式中，攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩：推進(jìn)式攪拌器的流體徑向力系數(shù)[10]，則：?攪拌軸與攪拌器的組合質(zhì)量mw1攪拌器質(zhì)量攪拌軸質(zhì)量：故：?攪拌軸與攪拌器組合質(zhì)量偏心引起的離心力Fe式中，將攪拌軸視為剛性軸，；一般情況下，取平衡精度等級，則攪拌軸許用偏心距：故可得：④攪拌軸與攪拌器的組合質(zhì)量的中心距軸承的距離Le⑤計算MR 由軸向推力引起的攪拌軸彎矩MA①確定壓縮系數(shù)KB由文獻(xiàn)[11]軸承形式系數(shù)表可知：適用滾動軸承：，回轉(zhuǎn)半徑：，則：∴按下式計算:②計算攪拌軸上的軸向力FA當(dāng)量長度為的軸與攪拌器的重力之和：又∵為軸向拉力，∴取正值。表33 電動機相關(guān)參數(shù)型號額定功率kW額定電流A轉(zhuǎn)速r/min效率%功率因數(shù)COSФ堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩噪聲振動速度mm/s重量kg額定轉(zhuǎn)矩倍額定電流倍額定轉(zhuǎn)矩倍1級dB(A)2級dB(A)同步轉(zhuǎn)速1500r/min 4級Y100L1451430657034表34 電動機外形安裝尺寸/mm機座號安裝及外型尺寸ABCDEFGHKMNP100L16014063286082410012215180機座號安裝及外型尺寸ASTnABACADHDHFLL*A100L2501544205215180250300385410 減速機的確定根據(jù)電動機的功率，攪拌軸的轉(zhuǎn)速，傳動比為，選用直聯(lián)擺線針輪減速機（JB/T29821994）,標(biāo)記為：。凸緣法蘭分整天和襯里兩種結(jié)構(gòu)形式，密封面分凸面（R）和凹面（M）兩種。標(biāo)記為： JB/T4702 ，材料：Q235A,法蘭的結(jié)構(gòu)如圖39，主要尺寸如表318所示。圓形手孔制造方便，應(yīng)用較為廣泛。綜合分析DOTP的物理性質(zhì)，化學(xué)工藝及生產(chǎn)條件，本組成員共同確定了DOTP的生產(chǎn)工藝流程圖，具體流程見圖紙。③催化劑進(jìn)料管：∵催化劑體積流量：，即可得：∴取，則：因此，選用管子規(guī)格：，則，配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 RF Q235A。圖36 RS 型安裝底蓋表311 安裝底蓋外形尺寸/mm安裝底蓋公稱直徑DN機架公稱直徑d2k螺柱孔d6（h7）k1螺紋孔Snd5n2M2400300565515162632040012M2050表312 安裝底蓋外形尺寸/mm傳動軸軸徑dd9（H7）k2螺紋孔n3M3701762108M16 聯(lián)軸器 釜外聯(lián)軸器根據(jù)減速器輸出軸軸端型式和機架結(jié)構(gòu)型式，參考文獻(xiàn)[8]選擇通用型凸緣聯(lián)軸器，標(biāo)記為：，結(jié)構(gòu)尺寸如表313。主要尺寸如表36和37所示。 反應(yīng)釜傳動裝置設(shè)計反應(yīng)釜的傳動裝置[4]一般包括電機、減速器、聯(lián)軸器、機架、安裝底座、凸緣法蘭。 計算功率準(zhǔn)數(shù)采用永田進(jìn)治的攪拌功率計算式：式中，；；；。 校核熱負(fù)荷夾套所包圍的罐體表面積一定要大于工藝要求的傳熱面積F，即：，其中，滿足傳熱面積要求。 夾套水壓試驗校核試驗壓力試驗許用應(yīng)力＜,即夾套水壓試驗滿足強度要求。罐體采用立式的圓筒形容器，由筒體和封頭構(gòu)成。一臺帶攪拌的夾套反應(yīng)釜主要有攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置、支座、人孔、工藝接管和一些附件組成。具體生產(chǎn)條件，工藝要求可見分離器設(shè)計。由酯交換的反應(yīng)方程式可知，甲醇是其副產(chǎn)品，它也是一種重要的工業(yè)原料，應(yīng)將其收集起來。而反應(yīng)第一步是決定反應(yīng)速度的步驟，由于生成的單酯可溶于辛醇中呈均相反應(yīng)，故非均相反應(yīng)速度應(yīng)與相界面的大小及相間擴散速度有關(guān)。 設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計主要任務(wù)：（1）針對DOTP的物理性質(zhì)，合成原理，操作條件，工藝要求以及流程選擇等方面綜合考慮，提出一項合理、高效、經(jīng)濟、環(huán)保的DOTP工藝流程方案。上個世紀(jì)七十年代初，DOTP首先由美國研制成功并在1976年正式進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。DOTP除了大量用于電纜料、PVC的增塑劑外，也可用于人造革膜的生產(chǎn)。近幾年聚酯的用量迅速增加，廢棄的聚酯也越來越多，因其具有極強的化學(xué)惰性，很難被空氣或微生物所降解。 原料DMT的質(zhì)量流量由表21數(shù)據(jù)可得所需DMT的質(zhì)量流量：原料DMT的組成如下表所示：表23 DMT組成含量質(zhì)量流量kg/hDMT雜質(zhì)合計 原料辛醇的質(zhì)量流量在反應(yīng)過程中，由于溫度較高辛醇有可能會汽化，其次從反應(yīng)動力學(xué)方面來講，辛醇過量使反應(yīng)速