邻苯二甲酸二丁酯工业生产.doc

邻苯二甲酸二丁酯的工业化生产方案1.增塑剂的定义增塑剂是指一类可以在一定程度上与聚合物混溶的低挥发性有机物，它们能够降低聚合物熔体的粘度以及产物的玻璃化温度和弹性模量其作用机理是基于增塑剂分子对聚合物分子链间引力的削弱分类：邻苯二甲酸酯类是增塑剂的主体，其产量约占增塑剂总产量的 80％左右，其中邻苯二甲酸二辛酯(简称 DOP)是最重要的品种2.邻苯二甲酸二丁酯性质：无色液体相对密度 1.045(21℃)沸点340℃不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂是塑料、合成橡胶、人造革等的常用增塑剂也是香料的溶剂和固定剂又可用作卫 生害虫驱避剂，但作用比邻苯二甲酸二甲酯差由邻苯二甲酸酐和正丁醇加热反应而制得3.用途：邻苯二甲酸二丁酯为增塑剂对多种树脂具有很强溶解力主要用于聚氯乙烯加工，可赋于制品良好的柔软性但挥发性和水抽出性较大，因此制品耐久性差，应逐步限制其使用该品是硝酸纤维素的优良增塑性，凝胶能力强用于硝酸纤维素涂料，有很好的软化作用稳定性、耐挠曲性、粘着性和防水性皆优此外，该品还可用作聚乙酸乙烯、醇酸树脂、乙基纤维素以及氯丁橡胶的增塑剂、还可用于制造油漆、粘接剂、人造革、印刷油墨、安全玻璃、赛璐珞、染料、杀虫剂、香料溶剂、织物润滑剂等4.生产原理酯化反应，分二步进行⑴单酯的生成：在 115℃时苯酐很快的溶解于丁醇中并相互反应形成邻苯二甲酸单丁酯。

（此反应不需要催化剂即可顺利进行且反应是不可逆的）On-C4H9OH2SO4 COC4H9+ n-C4H9OH2SO4 COC4H949+H2OCOC4H9+OO⑵双酯的生成：在 145～150℃下单酯在催化剂硫酸的作用下，与丁醇反应生成双酯和水On-4H9 H2SO4 CC4H9+ n-C4H9OH2SO4 COC4H949+H2OCOC4H9+OO此步反应是可逆反应，且进行很慢（平衡常数 Kp=2～4） 等当量的单酯与醇反应平衡时，双酯产率为 66%，为提高双酯产率必须使醇过量，并尽可能除去反应生成的水5.生产流程一、酯化工序1、原料配比苯酐 丁醇 硫酸 活性碳 回收醇a、1600kg 2400kg 9kg 5kg /b、1600kg 1700kg 9kg 5kg 875kg2、备料，检查设备，开车a、先投入备好的丁醇，然后开风机投苯酐，同时开搅拌，再投活性炭，硫酸，最后盖好手孔盖b、升温反应：先打开冷凝器的冷却水，打开脱水罐放空阀，以便随时排除体系内不凝性气体然后打开夹套，盘管进汽阀通蒸汽慢慢升温，先控制汽在 2㎏/cm2。

当液温升至 110℃以上时，开始沸腾（升温约需 20 分钟） 在不冲料的情况下，酯化反应在此沸腾状态下进行，在气相温度 94℃左右，丁醇-水共沸物经酯化塔进行冷凝器，经分层器分层后，丁醇流入酯化塔顶部，与汽化的共沸物进行质量交换后，经塔底流入酯化釜底，重新参与酯化反应分层后的水流入脱水罐，当液温达到 125℃时，开回流阀门，由于酯化反应过程中不断脱水，到一定时间后，蒸出物的水量逐渐减少，液相温度逐渐上升，当液温达到 145～150℃时，反应平稳，出水甚少，反应四小时开始每隔 30 分钟取一次样，滴定酯化液酸度当酸度达到 2mgKOH/g 以下时，反应完毕停止蒸汽加热关回流阀门，开夹套冷却水，当液温降至80℃左右时通知中和工序进行打料c、酯化反应操作要点：升温平稳，不能充料二、中和工序1、配料：称取约 48㎏纯碱加入 1500L 配碱槽，然后升温到 50～60℃，此时碱液浓度约 3～4%，测比重在 1.03 左右2、操作：碱液通过打碱泵打入高位计量槽，中和釜内物料要控制 70±2℃（冬天高 2℃）然后开搅拌，同时打开半圈碱液阀门加碱中和，加碱液时间控制在 20 分钟，加完碱后搅拌 10 分钟，停搅拌静止 45 分钟后，放废碱液，同时通过中控取样，控制酸值≤0.05mgKOH/g。

中和反应控制条件：⑴碱液浓度和碱液用量碱浓度以 4%（比重 1.03，25℃）左右为宜，碱用量以为苯酐量的 3%为宜⑵中和温度从理论上讲，酸，碱中和与反应温度关系不大，但由于温度越低，粘度大，不利反应，也不分层，引起乳化，70～75℃为宜⑶搅拌的作用60 转/分为宜⑷酯化终点酸度若酯化终点超过 2mgKOH/g，说明酯化反应进行的不完全，有单酯的存在，此时中和，不但需要增加碱的用量，而且单酯与碱液反应生成钠盐溶于水，将分层的水淌出⑸酯的浓度若酯的浓度大（说明含醇少）粗酯与碱液的比重差异很少，则很易发生乳化现象，造成分层困难，在正常情况下，粗酯的比重应在 0.95 左右三、脱醇工序1、开车前的准备工作，烘脱醇塔，开夹套及盘管蒸汽阀门开系统真空，开启冷凝器的冷却水，放净中性酯贮槽中所带酸度碱液，当第一预热器温度达80℃，第二预热器温度达 120℃时，塔中 135℃，塔底 140℃时即可进料要求系统真空大于 620mmHg 柱2、操作要点：a、当第一预热器温度达 80℃，第二预热器温度达 120℃，塔顶温度达135℃，塔中达 135～140℃，塔底 140～145℃时，即可进料，进料流量控制在 1200～1600L/hr，同时开活蒸汽，并控制在 450～500mmHg ，连续进料过程中要特别注意水、电、汽和塔釜温度。

b、蒸馏粗酯罐接满时应及时倒罐，先关闭接蒸馏酯罐上的真空阀门，然后打开备用罐上的真空阀门，待真空度稳定后打开备用罐上的物料阀门，关好原受罐上物料阀门，然后将已满蒸馏粗酯罐上的放空阀门打开，将物料打入压滤贮罐c、停车、洗塔：洗塔前应将塔内物料放净，关出料阀门，从预热器放净口加水和液碱，要将塔装满（通过去头罐可看出） 然后夹套通蒸汽，塔内通活蒸汽，煮塔 2～3 小时停汽将洗塔放出，再用自来水冲洗至干净d、临时停车，因停水、停电等原因造成临时停车时，应立即关闭进料阀和活蒸汽，夹套蒸汽阀门，保持系统真空，待恢复正常后再进料e、脱醇进料应尽可能保持连续进料，不要开开停停，以免影响产品质量和消耗流程图6.三废处理1.废水中回收丁醇工序:丁醇在水中溶解度为 8%左右，在废碱液中占 4%左右，利用丁醇与水能形成, 共沸点 93℃，在共沸物组成丁醇占 57.5%，水占 42.5%下，所以将废水加热不断维持共沸状态，使丁醇水蒸气经冷凝后分层，上层丁醇不断分离出系统外，而下层水不断回流塔内继续蒸馏直到无丁醇馏出为止2.中间层的回收处理：酯中和后凡在分水时发现有酯水相混而难以分层的称中间层，中间层含有水，单酯钠盐和酯，不得直接排入沟内，应予以单独收集，定期集中处理：处理前将中间层吸入中和釜内，静置过夜，分去下层水液，取样测定酸值是否达到 0.05mgKOH/g 以下，如酸值偏高应予加纯碱，盐混合液中和之，并按中和操作要求予以操作处理，分去水层后进行脱醇、压滤，即酯成品。

真空缓冲罐内回收物，应集中存放做单独回收处理备用3.活性炭中残留酯的回收:从板框压滤机框板内换出的炭渣中仍含有较高的酯，如不加以回收将增大酯的损耗，使原料单耗增高，因此将含酯炭渣投入不锈钢离心机内的滤布内（一次投入炭渣不超过 20kg）进行离心甩干、回收，每次操作约 2 小时左右，回收所得残酯交中和岗位处理7.工艺控制指标酯化 丁醇/苯酐=1：1.15活性炭/丁醇+苯酐=0.3%试剂硫酸/丁醇 =0.44%酯化终点＜150℃中和 温度 60～65℃搅拌 15 分钟碱液浓度 5%±0.5%静止 20 分钟酸值 ＜0.03mgKOH/g清水洗涤 配 5%NaCl 水溶液脱醇 温度＜150℃直接蒸气压力＜0.1MPa闪点 ＜162℃压滤 温度＜100℃无活性炭透滤质量指标 酸值 0. 1mgKOH/g色泽≤20#闪点≥162℃（760mmHg）8.注意事项• .防腐防毒措施：• 1.苯干：与苯干接触会使皮肤发炎，其蒸汽、粉末有刺激性，特别是对眼、鼻膜的刺激大，会引起结膜炎、鼻膜炎因此操作时应戴手套、防尘口罩、风镜，倒苯干是应注意风向，尽量防止粉尘飞扬，远离水源、火源和氧化物• 2.丁醇：丁醇在空气中允许浓度为 200mg/m3,超过其限度时将会刺激皮肤引起湿疹，对视觉神经的损害较明显，轻者流泪、羞明 、视物模糊，重者引起角膜炎症状，因此要求设备密封要好，严防醇蒸汽逸出。

• 3.硫酸：浓硫酸氧化性很强，稀硫酸腐蚀性强，硫酸与皮肤接触将引起严重灼伤，所以接 触硫酸时必须戴手套、眼镜做好防护• .防火防爆措施：• 丁醇是易燃液体闪点是 35℃，沸点是 117℃，在空气中自燃点410℃，在氧气中的自燃点为 385℃，爆炸极限 下限为 1.4%，上限为1.8%，丁醇蒸汽与空气组成的混合物是爆炸气体，其爆炸范围在 1.45-11.25%（体积） ；苯干遇火亦会引起燃烧，因此必须采取措施：• 1.车间必须有良好的自然通风条件• 2.设备必须采取密封装置及防爆设施（包括照明） • 3.在醇储槽上面通向大气管上应装有阻火器，苯干应远离水源、火源和氧化剂• 4.车间内所有电动机要考虑防爆式，照明采用防爆灯• 5.输送管道必须接地，以免静电积聚• 6.车间内外设置灭火器及其它消防设备• 7.动火必须办动火证。