【正文】 中占有十分重要的地位。 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)來加以比較的，技術(shù)經(jīng)濟(jì)上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。本品還可用作驅(qū)蚊油（原油）、聚氟乙烯涂料、過氧化甲乙酮以及香料（人造麝香）的溶劑。少量用于硝基纖維素的制作中。本品是一種多種樹脂都有很強(qiáng)溶解力的增塑劑,能與多種纖維素樹脂、橡膠、乙烯基樹脂相溶，有良好的成膜性、粘著性和防水性?！　♂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?！　‰姎饧?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?！　⊥ㄓ眉?jí)DOP，廣泛用于塑料、橡膠、油漆及乳化劑等工業(yè)中。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。一．總論1．概述 DOP化學(xué)名為鄰苯二甲酸二辛酯，是一個(gè)帶有支鏈的側(cè)鏈醇酯，無色油狀液體，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。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。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?！　∑芳?jí)DOP，主要用于生產(chǎn)食品包裝材料?！　≈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。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。亦可用作丁腈膠的增塑劑?？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。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，近年來國(guó)外增塑劑生產(chǎn)能力超過了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)。 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。但由于鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)在某些應(yīng)用領(lǐng)域的性能超過了DOP，預(yù)計(jì)未來幾年內(nèi)，全球DOP市場(chǎng)將面臨DINP的挑戰(zhàn)。2．設(shè)計(jì)的目的和意義 通過本課程設(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)。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。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，設(shè)計(jì)繪圖。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)，見表1 所示。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。而連續(xù)法生產(chǎn)能力大，適合于大噸位的DOP的生產(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。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。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。因此本設(shè)計(jì)采用的是非酸性催化劑。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。連續(xù)非酸性催化酯化工藝，是上世紀(jì)80年代初開始成功應(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濾；酯化一中和水洗一脫醇汽提干燥一過濾。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①類典型工藝流程，設(shè)計(jì)國(guó)產(chǎn)化新的工藝流程。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)溫度見表2。本設(shè)計(jì)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。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(zhuǎn)速：180r／min(5)水洗攪拌轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)采用過熱蒸汽直接減壓汽提工藝。本設(shè)計(jì)采用二級(jí)過濾工藝，粗濾采用時(shí)間程控的芬達(dá)過濾器，精濾采用多層濾紙。為了防止反應(yīng)混合物在高溫下長(zhǎng)期停留而著色，并強(qiáng)化酯化過程，在各級(jí)酯化釜的底部都通入高純度的氮?dú)猓ㄑ鹾浚?0mg/kg中和，水洗是在一個(gè)帶攪拌的容器中同時(shí)進(jìn)行的。使用20%的NaOH水溶液，%左右。非酸性催化劑也在中和、水洗工序被洗去。過濾工序不用一般的活性炭，而用特殊的吸附劑和助濾劑。該工序的主要目的是通過吸附劑和助濾劑的吸附，脫色作用，保證產(chǎn)品DOP的色澤和體積電阻率兩項(xiàng)指標(biāo)，同時(shí)除去DOP中殘存的微量催化劑和其他機(jī)械雜質(zhì)。%。生產(chǎn)廢水（COD值700～1500mHg/L）用活性污泥進(jìn)行生化處理后再排放。三、工藝計(jì)算物料衡算30000噸 年生產(chǎn)日330天 日產(chǎn)DOP30000247。247。（1－4%）=分子量：苯酐 DOP H2O 18 + H2O根據(jù)一級(jí)酯化反應(yīng)式： 二級(jí)酯化反應(yīng)式：第一步酯化轉(zhuǎn)化率為100%，%.一小時(shí)一級(jí)酯化反應(yīng)釜 進(jìn)釜 苯酐的量為：1000247。= kmol 根據(jù)投料比 苯酐：異辛醇=1 : = kmol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(yīng)釜中，經(jīng)測(cè)定 ，設(shè)回流異辛醇量X kmol 則出釜異辛醇為 kmol 總異辛醇量( +X) kmol 出釜 =—+X X= 總異辛醇為 += kmol 出釜異辛醇為 kmol 單酸酯的量 kmol 進(jìn)釜 異辛醇 kmol 單酸酯的量 kmol kmol N2 3 m3/h 出釜 設(shè)轉(zhuǎn)化率為X 第一釜 DOP產(chǎn)量為 kmol 第二釜 DOP產(chǎn)量為 （1X）kmol 第三釜 DOP產(chǎn)量為 （1X）kmol 第四釜 DOP產(chǎn)量為 (1X)(1X) kmol 第五釜 DOP產(chǎn)量為 （1X）(1X)(1X) kmol所以+(1X)+(1X)+(1X) 2 +(1X) 3≤ X=即反映的轉(zhuǎn)化率為X= DOP的物質(zhì)的量 異辛醇量為