【正文】 3 被攪拌液體側的對流傳熱系數(shù) ………………………………23 ……………………………………24 ……………………………………………………25 反應釜的主要技術特性匯總 …………………………………………26 2．冷凝器的設計與選型 ………………………………………………………27 ……………………………………………………28 ………………………………………………28 ………………………………………………………28 ………………………………………………29 …………………………………………………29 ，管間距的確定 ……………………………… 30 殼體直徑的確定 …………………………………………………30 ………………………………………………………… 30 …………………………………………………………… 30 ………………………………………………………………31 ……………………………………………………31 ………………………………………………………31 ………………………………………………………………31 ……………………………………………………………………31 ………………………………………………………31五．環(huán)境保護與勞動安全 .......................................... 321．DOP三廢處理............................................... 32................................................ 33六．設計結果評析與總結........................................... 34致謝............................................................. 35參考文獻 ...........................................................35附圖 1．帶控制點的工藝流程圖2． 主要生產(chǎn)設備結構尺寸圖3． 換熱器結構示意圖4． 生產(chǎn)車間的設備配置布置圖5． DOP廠房總布置圖一．總論1．概述 DOP化學名為鄰苯二甲酸二辛酯，是一個帶有支鏈的側鏈醇酯，無色油狀液體，有特殊氣味。設計的重點是生產(chǎn)工藝設計論證、工藝計算及設備設計選型，附有帶控制點的工藝流程圖，主要生產(chǎn)設備結構尺寸圖，生產(chǎn)車間的設備配置圖。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)8萬噸鄰苯二甲酸二辛酯，以滿足國內(nèi)需求。摘 要 鄰苯二甲酸二辛酯,簡稱DOP。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)濟中占有十分重要的地位。本設計遵循“技術成熟，工藝先進、設備配置科學、環(huán)保安全、經(jīng)濟效益”等原則，在比較國內(nèi)外各種先進生產(chǎn)方法、工藝流程和設備配置基礎上，選用是從苯酐和異辛醇出發(fā)經(jīng)過酯化反應、脫醇、精制得到產(chǎn)品的工藝路線生產(chǎn)鄰苯二甲酸二辛酯。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。(20/20 ),熔點55 ，沸點370 （常壓），不溶于水，溶于乙醇、乙醚、礦物油等大多數(shù)有機溶劑。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。　　品級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。可以作為酯交換法生產(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合成的原料。據(jù)有關資料報道，近年來國外增塑劑生產(chǎn)能力超過了6400kt／a，國內(nèi)增塑劑需求增長率為8％左右，產(chǎn)品具有質量高、品種多、環(huán)境污染少的特點。 DOP的市場需求隨著我國國民經(jīng)濟快速增長，增塑劑作為基礎化工合成材料助劑的市場需求量將大幅提高。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)。2．設計的目的和意義 通過本課程設計力求達到以下目的和意義：（1）在學習掌握所學的化學工藝學、化工機械設備基礎、化工原理等課程的基本理論和基礎知識的基礎上，通過這次課程設計，培養(yǎng)我們綜合運用這些知識分析和解決實際問題的能力以及協(xié)作攻關的能力，訓練我們使用文獻資料和進行技術設計、運算的能力，提高文字和語言表達能力，為以后的學習和畢業(yè)論文（設計）打下基礎。3．項目設計依據(jù)和原則本化工課程設計，以設計任務書為基礎，綜合文獻檢索、資料收集，綜合分析，以最新科研成果和實際經(jīng)驗為依據(jù)，搏眾家之長，選擇合適設計方案。4．設計范圍本設計范圍包括：（1）工藝生產(chǎn)方法確定、生產(chǎn)流程設計與論證（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)設備設計與選型（4）安全生產(chǎn)與環(huán)保治理措施（5）設計繪圖 設計重點：生產(chǎn)工藝設計與論證，工藝計算，設備設計與選型，設計繪圖。本產(chǎn)品質量規(guī)格為一級品，執(zhí)行產(chǎn)品質量國標GBl1406—8標準，見表1 所示。間歇式生產(chǎn)的優(yōu)點是設備簡單改變生產(chǎn)品種容量；缺點是原料消耗定額高，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)。酯化反應設備分塔式反應器和串聯(lián)多釜反應器兩類。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。因此本設計采用串聯(lián)多釜反應器全連續(xù)化生產(chǎn)工藝。因此本設計采用的是非酸性催化劑。氧化鋁與辛酸亞錫以1：1比例復配非酸性催化劑合成DOP效果最佳，力求達到流程簡單，設備少，熱能利用合理，產(chǎn)品質量高。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。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，設計國產(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比例復配催化劑作用下酯化反應生成粗酯，主要工藝參數(shù)確定如下：(1)進料溫度及5釜的反應溫度見表2。本設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。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。本設計采用二級過濾工藝，粗濾采用時間程控的芬達過濾器，精濾采用多層濾紙。為了防止反應混合物在高溫下長期停留而著色，并強化酯化過程，在各級酯化釜的底部都通入高純度的氮氣（氧含量＜10mg/kg中和，水洗是在一個帶攪拌的容器中同時進行的。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指標，同時除去DOP中殘存的微量催化劑和其他機械雜質。%。生產(chǎn)廢水（COD值700～1500mHg/L）用活性污泥進行生化處理后再排放。三、工藝計算物料衡算DOP80000噸 年生產(chǎn)日330天 日產(chǎn)DOP 80000247。24= 要求達到最后產(chǎn)品達規(guī)格產(chǎn)品規(guī)格：一等品 DOP%故每小時要得純DOP為：%=設整個過程之中DOP損失量為4%247。247。所以nB== N2 8m3/h,轉化為摩爾流量： ∴每一小時將有：3排出反應釜。C鄰苯二甲酸一辛酯1. 預熱器顯熱計算：QA =nA=6kJQB=6kJ2. 反應釜熱量的衡算以一級酯化反應釜為例：連續(xù)釜式反應器可看成為一敞開物系，根據(jù)熱力學第一定律，其熱力學衡算式可表達為： 式中：————物系焓變及反應焓變，kJ。由于反應是在恒溫下進行，所以物系焓變?yōu)榱恪?