【正文】 料DBP水丁醇%%% 1塔頂產(chǎn)品水丁醇2塔底液DBP水98%2%合計(jì)合計(jì)3 能量衡算熱量衡算方程式：式中：－初始物料帶入設(shè)備中的熱量，kJ；－加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量，kJ；－物理變化及化學(xué)變化的熱效應(yīng)，kJ；－離開設(shè)備物料帶走的熱量，kJ；－設(shè)備各部件所消耗的熱量，kJ；－設(shè)備向四周散失的熱量，又稱熱損失，kJ。每批生產(chǎn)的鄰苯二甲酸二丁酯的量為： 酯化過程的物料衡算圖畫出衡算方框圖，標(biāo)出有關(guān)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行計(jì)算正丁醇鄰苯二甲酸二丁酯酯化反應(yīng)釜 苯 酐催化劑共沸劑活性炭正丁醇 催化劑 共沸劑 活性炭 圖21 酯化過程的物料衡算圖 酯化過程的物料衡算苯酐和正丁醇的酯化反應(yīng)式：148 78 278 18ｘ 2y ｚ原料規(guī)格：苯酐純度為100%，正丁醇純度為95%，濃硫酸純度為93%（），轉(zhuǎn)化率為95%。依據(jù)質(zhì)量守衡定律，對研究系統(tǒng)作物料衡算，可由下式表示： 其中式中： ∑G進(jìn)————輸入物料量總和； ∑G出————離開物料量總和； ∑G損————總的物料損失量； ∑G積————系統(tǒng)中的積累量。(5) 過濾過程: 脫色后的產(chǎn)品含有活性炭與機(jī)械雜質(zhì),必須將其過濾、分離。 (4) 脫色過程: 脫醇后的酯色值較高,脫色過程就是利用活性炭的強(qiáng)吸附性,脫除粗酯中帶色的有機(jī)物質(zhì),降低產(chǎn)品的色值。(2) 中和水洗過程:由于在酯化過程中會(huì)生成一些酸性雜質(zhì), 如單酸酯等, 本設(shè)計(jì)采用加入NaOH 水溶液進(jìn)行中和, 生成可溶于水的鈉鹽與酯分離。而提高反應(yīng)物濃度和降低生成物濃度則可提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率.(2)副反應(yīng):反應(yīng)過程中,反應(yīng)溫度的提高可引起副反應(yīng),溫度越高,副產(chǎn)物越多,酯化過程中主要副反應(yīng):反應(yīng)過程中,控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度和選擇硫酸催化劑的合適用量可以減少副產(chǎn)物的生成。 改進(jìn)后的工藝可使酯化反應(yīng)時(shí)間大大縮短, 提高了單臺(tái)酯化釜的生產(chǎn)能力, 提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 為了滿足我國DBP 市場的需求和面對的激烈競爭, 根據(jù)我國的特殊國情，設(shè)計(jì)一套適合自己國情的改進(jìn)的間歇式生產(chǎn)工藝，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高我國產(chǎn)品在國際上的競爭力。我國增塑劑工業(yè)起步較晚, 雖然發(fā)展較快,但規(guī)模小, 布點(diǎn)分散, 總生產(chǎn)能力為700～800kt/a , 除了上世紀(jì)90年代投產(chǎn)的兩套自德國BASF 公司引進(jìn)的50kt/a裝置, 規(guī)模和技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平外, 其余大多數(shù)采用硫酸催化劑間歇生產(chǎn), 裝置不具備經(jīng)濟(jì)規(guī)模, 物耗、能耗較高, 缺乏競爭性。由于DO P、DBP 等鄰苯二甲酸酯類產(chǎn)品價(jià)格高, 而氯化石蠟、T 50 比DO P 在價(jià)格上占有優(yōu)勢, 因此刺激了這兩個(gè)品種生產(chǎn)的增長。到1996 年11 月底, 鄰苯二甲酸酯類產(chǎn)品又比1995 年同期增產(chǎn)8. 5 萬t, 產(chǎn)量比1995 年又有所增長。丁醚與丁醇、水可形成三元、二元恒沸物,利用三者特殊的汽 液 液平衡關(guān)系,采用雙塔流程可實(shí)現(xiàn)從循環(huán)醇中分離出高純度丁醚的目的。因此及時(shí)從循環(huán)醇中脫除丁醚是實(shí)現(xiàn)整個(gè)DBP 工藝連續(xù)化的必不可少的技術(shù)。間歇法生產(chǎn)DBP 是比較成熟的方法,具有設(shè)備簡單、改變生產(chǎn)品種方便、操作條件靈活等優(yōu)點(diǎn),適合于小批量、多品種的企業(yè)應(yīng)用。%,%的活性炭,起到吸附氧氣防止醇類氧化以及脫色的作用. 粗酯液于70℃左右，用濃度約為5%的碳酸鈉水溶液中和，靜置分層后，粗酯再用7080℃熱水洗滌。第二步反應(yīng)為可逆反應(yīng)，速度比較慢。通過改進(jìn)，縮短了操作周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了能耗、物耗，提高了反應(yīng)的熱效率，總的來說就是提高了生產(chǎn)率。作為主增塑劑的DBP , 需求量很大,采用連續(xù)化工藝具有一定的優(yōu)勢。連續(xù)化生產(chǎn)的自控水平高、質(zhì)量穩(wěn)定、勞動(dòng)強(qiáng)度低、能耗低、產(chǎn)品競爭力強(qiáng),但是設(shè)備龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，但生產(chǎn)量大，適合大型企業(yè)的連續(xù)化生產(chǎn)，在我國較少。在使用三種堿(,和KOH) 中,發(fā)現(xiàn)效果最滿意,酯收率達(dá)95 % ,同時(shí)發(fā)現(xiàn)在第二步反應(yīng)中微量水的存在并不發(fā)生影響上面介紹了五大類催化合成鄰苯二甲酸二丁酯的方法,這些方法各自具有一定的特點(diǎn),產(chǎn)品收率均相當(dāng)高,其中不少具有較大的實(shí)用價(jià)值,只要經(jīng)過深入進(jìn)行試驗(yàn)與篩選,會(huì)找到很有實(shí)用價(jià)值的生產(chǎn)方法,促進(jìn)鄰苯二甲酸二丁酯合成事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。楊水金等對雜多酸催化劑進(jìn)行了改進(jìn),合成了固載雜多酸鹽/為催化劑催化合成鄰苯二甲酸二丁酯,也取得較好效果. 相轉(zhuǎn)移催化合成鄰苯二甲酸二丁酯相轉(zhuǎn)移催化是20 世紀(jì)70 年代以來發(fā)展起來的一種新型方法,對于某些過去難以進(jìn)行或反應(yīng)速度很慢的反應(yīng)起了促進(jìn)作用。王恩波等利用雜多酸為催化劑合成了鄰苯二甲酸二丁酯。 雜多酸催化合成鄰苯二甲酸二丁酯雜多酸是由兩種以上無機(jī)含氧酸縮合而成的多元酸的總稱。戴志暉等利用稀土氧化物為負(fù)載組分,制成稀土沸石分子篩催化劑DZH21 ,這是一種固體催化劑,具有重復(fù)催化性能。 % ,反應(yīng)60 min , % 。曾慶樂研究了四氯化錫對合成鄰苯二甲酸二丁酯的催化作用。同時(shí)發(fā)現(xiàn)硫酸氫鈉難溶于反應(yīng)體系,留在反應(yīng)瓶中的固體仍有一定催化活性,只是每次稍有損失,使產(chǎn)品收率逐步下降。 mol( g) 鄰苯二甲酸酐, mol ( ml) 正丁醇, mol 不同硫酸鹽為催化劑,回流分水2 h ,發(fā)現(xiàn)這幾種硫酸鹽的催化活性順序?yàn)? ( %) ( %) ( %) ( %) (%)。 無機(jī)鹽催化合成鄰苯二甲酸二丁酯有相當(dāng)一部分無機(jī)鹽本身具有酸性,或者本身是Lewis 酸,或者金屬原子具有缺電子結(jié)構(gòu),能夠與鄰苯二甲酸酐中的羰基配位,形成配位化合物而催化酯化反應(yīng)的進(jìn)行。該催化劑活性高,熱穩(wěn)定性好,選擇性好,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到分析品級(jí) 。它不溶于反應(yīng)體系,容易從反應(yīng)體系中分離,操作方便,產(chǎn)品收率高,是工業(yè)生產(chǎn)的有用方法。 樹脂催化合成鄰苯二甲酸二丁酯強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂是一種高分子磺酸,價(jià)廉易得,對設(shè)備不存在腐蝕,不污染環(huán)境,不會(huì)引起副反應(yīng)。下面就近期國內(nèi)在合成鄰苯二甲酸二丁酯方面的報(bào)道予以綜述。2 生產(chǎn)方法介紹目前,國內(nèi)外常用的合成方法是由鄰苯二甲酸酐與正丁醇在硫酸作用下酯化而成 ,硫酸價(jià)廉、工藝成熟、產(chǎn)品收率較高。用作主增塑劑具有色澤淺、毒性低、電性能好、揮發(fā)性小、氣味小、耐低溫性好等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于樹脂加工業(yè)。也用于制造油漆、粘接劑、人造革、印刷油墨、安全玻璃、賽璐珞、染料、殺蟲劑、香料的溶劑和織物潤滑劑等 ,用途非常廣泛,需要量大,是目前常用的增塑劑。對于硝酸纖維素涂料,有良好的軟化作用和優(yōu)良的穩(wěn)定性、耐撓曲性、粘著性、防水性。Esterification reaction前 言1 鄰苯二甲酸二丁酯的基本性質(zhì)鄰苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate, DBP) 是用于塑料加工業(yè)中的一種良好的增塑劑. 對于多種樹脂具有很強(qiáng)的溶解能力,主要用于聚氯乙烯的加工,使制品柔軟性良好。關(guān)鍵詞：鄰苯二甲酸二丁酯；苯酐；酯化反應(yīng)Produces 13,000 ton Dibutyl phthalate every year with the intermittent type production craft Abstract：Dibutyl phth