【正文】 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。　　主要用途：DOP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(shù)脂、醋酸樹(shù)脂、ABS樹(shù)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。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，近年來(lái)國(guó)外增塑劑生產(chǎn)能力超過(guò)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(guò)了DOP，預(yù)計(jì)未來(lái)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(guò)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(guò)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(wèn)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(yǔ)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。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(jiàn)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(kāi)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(guò)濾；酯化一中和水洗一脫醇汽提干燥一過(guò)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)，故擬采用第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(jiàn)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(guò)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(guò)熱蒸汽直接減壓汽提工藝。本設(shè)計(jì)采用二級(jí)過(guò)濾工藝，粗濾采用時(shí)間程控的芬達(dá)過(guò)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(guò)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）。堿的用量為反應(yīng)混合物酸值的3～5倍。因此無(wú)需在進(jìn)行一次單獨(dú)的水洗。 然后物料經(jīng)脫醇（～ kPa,50～80℃）、干燥（ kPa,50～80℃）后送至過(guò)濾工序。吸附劑成分為SiOAL2OFe2O3 、MgO等，助濾劑（硅藻土）成分為SiOAL2OFe2O3 、CaO、MgO等。最后得到高質(zhì)量的DOP?；厥盏男链家徊糠种苯友h(huán)到酯化部分使用，另一部分需進(jìn)行分餾和催化加氫處理。 本工藝流程特點(diǎn)：原料簡(jiǎn)單，工藝流程短，物料循環(huán)使用，生產(chǎn)效率高。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 DOP年生產(chǎn)能力根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)定為年生產(chǎn)50000噸/年，取工作日為330天，此規(guī)模采用連續(xù)操作比較合理。330= 每小時(shí)生產(chǎn)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。= 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(jìn)釜 kmol 鄰苯二甲酸一辛酯的量 kmol N2 5m3/h 出釜 第一釜的轉(zhuǎn)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(yīng)釜中，經(jīng)測(cè)定 nB:n水=:1。 表4．一級(jí)酯化段物料衡算表入塔苯酐異辛醇鄰苯二甲酸一辛酯出塔苯酐異辛醇鄰苯甲酸辛酯量（kmol/h）0量（kmol/h）0 摩爾含量（%）0摩爾含量（%）0表5 二級(jí)酯化段釜1物料衡算表入釜異辛醇鄰苯二甲酸一辛酯氧化鋁與辛酸亞錫N2 水DOP 量（kmol/h） 00出釜異辛醇鄰苯二甲酸一辛酯氧化鋁與辛酸亞錫N2 水DOP 量（kmol/h）表6 各物質(zhì)比熱容物質(zhì)Cp,m/kJ/()(303K）Cp,m/kJ/()(423K）/kJ/mol異辛醇0..3454苯酐鄰苯二甲酸一辛酯注：A苯酐；B異辛醇。 q————物系與環(huán)境交換的熱。反應(yīng)焓變的計(jì)算如下： A(l，)+ B(l,) C(l,) A(l，) A(s，) A(s，)+ B(l,) C(l,) 6kJ/h由于在恒溫恒壓下進(jìn)行，所以=06kJ/h6kJ/h6kJ/h6kJ/h所以：6kJ/h故反應(yīng)物系將放出6kJ/h，為保持反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行，需在夾套中沖一定流量的冷卻水。物料在反應(yīng)過(guò)程中的體積基本不變。為攪拌容器的備用系數(shù)，～。 t單位時(shí)間（1 h）　 QA=nAMA/ρt=1000 247。( 3600)= / S Q0=QA+QB=+=2685cm3 / S單級(jí)酯化反應(yīng)釜中， h VR=Q0t（1+） =26853600 =裝料系數(shù)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件或?qū)嶒?yàn)結(jié)果而定，～。本設(shè)計(jì)物料攪拌狀態(tài)較平穩(wěn)。Pc=，T=170℃，Di=2560mm，[δt]=99MPa，φ=(雙面焊對(duì)接，100%探傷)，腐蝕裕量C2=2mm計(jì)算厚度S如下：設(shè)計(jì)厚度Sd如下： Sd=，查表49則負(fù)偏差C1=Sd+C1= 圓整后為5mm，即名義厚度Sn=5mm 復(fù)驗(yàn)Sn6%= C1= 故最后取C1=所以該反應(yīng)釜可以用5mm的 0Cr18Nil2Mo2Ti高合金鋼板制作。表8 攪拌器型式適用條件表攪拌器型式流動(dòng)狀態(tài)攪拌目的攪拌容器容積 (m3)轉(zhuǎn)速范圍(r/min)最高粘度(P)對(duì)流循環(huán)湍流擴(kuò)散剪切流低粘度混合高粘度液混合傳熱反應(yīng)分散溶解固體懸浮氣體吸收結(jié)晶傳熱液相反應(yīng)渦輪式○○○○○○○○○○○○1～