鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）生產(chǎn)工藝流程設計分析概述1.1DOP生產(chǎn)工藝選擇一般來說，按照酯化時添加的催化劑的類型，可以將鄰苯二甲酸二辛酯的加工工藝歸為兩類：酸性工藝與非酸性工藝。酸性工藝中加入的是酸性催化劑，而非酸性工藝中加入的則是非酸性催化劑。由于非酸性工藝當中可以減少中和與水洗這兩道工序，而且只需要進行過濾就能夠除掉，與酸性工藝相比，非酸性工藝生產(chǎn)出來的DOP產(chǎn)品質(zhì)量更高，污染更輕，因此此設計選擇了非酸性技術(shù)。對于非酸性技術(shù)來說，常用的非酸性催化劑主要有兩類：單催化劑與復合催化劑。前者的催化速度慢，因此并不適宜催化酯化過程，相對來說，后者的催化速度快且轉(zhuǎn)化率高，能夠明顯減少酸度，因此比較常用。當中，氧化鋁和辛酸亞錫兩者等比例配置得到的非酸性催化劑對于DOP生產(chǎn)的效果最理想，能夠精簡工藝、提升熱能利用率同時改善成品品質(zhì)。按照整個工藝過程是否連續(xù)，可以將非酸性工藝歸為連續(xù)與間斷兩類。按照生產(chǎn)步驟進一步氛圍間歇式與連續(xù)作業(yè)。當中，間歇式作業(yè)的優(yōu)勢在于裝置構(gòu)造簡單，便于調(diào)整成品容量；不足在于材料與能源的使用量較多，工作效率不高，成品品質(zhì)穩(wěn)定性差。間歇式生產(chǎn)常見于多品種且少量的生產(chǎn)。而連續(xù)法的產(chǎn)能較高，適用于制造大量的DOP。因為此次設計的產(chǎn)量較高，因此選擇連續(xù)生產(chǎn)模式[5-6]。除了已確定好的非酸性連續(xù)法生產(chǎn)大致路線外，還需經(jīng)歷酯化、脫醇、汽提、中和水洗、醇回收、吸附過濾等工序。但是酯化反應裝置主要有兩種，即分塔式反應裝置與串聯(lián)多釜反應裝置。前者的構(gòu)造復雜，然而體積小，成本少，對作業(yè)與控制的標準較高，能耗低。后者的流動方式與返混類似，其中不同組分的溫度大致相同，經(jīng)過多次串聯(lián)，能夠令停留時長的分布特征朝著平推流變化。同時需加入大量DOP等增塑劑，整個產(chǎn)線的成品品質(zhì)穩(wěn)定性好，材料和能耗少，工作效率高，經(jīng)濟性較好。所以，此次設計選擇了串聯(lián)多釜反應裝置連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)。反應器的內(nèi)部供熱熱量包括內(nèi)置式加熱器向外加冷提供的外部熱量和材料夾套向內(nèi)加熱提供的內(nèi)部熱量兩個大部分。一般學者認為內(nèi)部供暖加熱器以內(nèi)部供暖加熱夾套使用為主要的內(nèi)部供熱取暖途徑,對于內(nèi)部供暖加熱器的使用供暖夾套效果對其影響很低。對于加熱夾套內(nèi)置式加熱器的整體傳熱功率計算,國內(nèi)己經(jīng)專門做了許多研究工作,在此我們并不對其性能進行太多的詳細論述,本文將繼續(xù)著重研究探討內(nèi)置式加熱夾套的整體傳熱功率計算與系統(tǒng)設計。反應器夾套的直接傳熱處理方法主要分為有兩種,一種都是液相介質(zhì)熱媒直接傳熱,二種則可以采用其他氣相介質(zhì)熱媒或者冷凝方法傳熱。由于這些熱媒在流體冷凝化的過程中會迅速釋放出大量的流體潛熱,而且由于這些流體氣液能夠在傳熱的整個過程中同時維護恒定的流體溫度,從而已經(jīng)可以直接使得流體壁面兩側(cè)之間可以具有更高的流體溫度梯度,再者它又加上由于流體氣液兩相之間的密集性差所致的造成而可以引起的快速流動等,這些都已經(jīng)可以大大地幫助促進流體熱量的快速傳遞。因此,對于與之相同的兩種物質(zhì),有相互特性改變的物質(zhì)對流給熱量的系數(shù)遠遠地要高于無相相互改變的。概括而言，本文的工藝過程為：，選擇了串聯(lián)多釜反應裝置連續(xù)酯化工藝，選取了氧化鋁和辛酸亞錫等配比的綜合催化劑完成酸性催化。1.2工藝路線本設計選擇用非酸催化劑連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品鄰苯二甲酸二辛酯，工藝的特點是單酯轉(zhuǎn)化率高，副反應少，簡化了中和水洗工序，減少了廢水量，成品品質(zhì)穩(wěn)定，材料與能耗量減少，生產(chǎn)率提升。連續(xù)法產(chǎn)能達，適用于大噸位生產(chǎn)。非酸催化劑連續(xù)生產(chǎn)鄰苯二甲酸二辛酯包括一級二級酯化，脫醇，中和水洗，汽提，過濾，醇回收等。工藝流程如圖2-1和圖2-2所示。如圖所示，因為設備選擇了脫醇，1-單酯化釜；2-階梯式串聯(lián)酯化釜；3-脫醇塔；4-中和器；5，11-分離器；6-干燥器（薄膜蒸發(fā)器）；7-吸附槽；8-葉片式過濾器；9-助濾劑槽；10-冷凝器圖2-1DOP生產(chǎn)總流程圖然后中和、水洗、汽提等工序，切實防止了中和時醇-水、酯-醇的乳化，切實管控了成品的品質(zhì)與損耗。酯化反應是鄰苯二甲酸酐和2-乙基己醇在非酸性鈦酸酯催化劑的作用下發(fā)生酯化反應，生成粗酯，這是整個過程的核心。將加熱熔融的鄰苯二甲酸酐和2-乙基己醇（辛醇）以1：2.3的一定摩爾比放入單酯化反應器中，在溫度是170到200℃的條件下得到單酯，接著預熱后加入到四個串聯(lián)階梯酯化反應裝置的第一級。在第一級酯化反應裝置內(nèi)添加鈦酸酯催化劑，且確保溫度高于180℃，最終一級酯化反應的溫度控制在220到230℃。酯化時選擇通過3.9MPa的蒸汽升溫。鄰苯二甲酸單酯與雙酯的轉(zhuǎn)化率是99.8%到99.9%。為了避免反應混合物在高溫條件下長時間留置上色，同時加強酯化效應，在所有酯化反應裝置的底端均需加入高純度的氮氣[10]。圖2-2DOP工藝流程方塊圖酯化工序酯化，即為在五個串聯(lián)分級酯化釜內(nèi)，加入鄰苯二甲酸酯和2-乙基已醇、等比例的氧化鋁與辛酸亞錫復合催化劑，經(jīng)過酯化得到粗酯，這是關(guān)鍵技術(shù)。在單酯反應裝置內(nèi)添加高溫熔融態(tài)的苯酐和異辛醇，在高溫130到150℃條件下得到單酯，接著通過預熱到達四級串聯(lián)階梯酯化反應裝置的第一級中，在其中添加催化劑并且保持溫度超過180℃，末級酯化的溫度是220到230℃，酯化則通入2.9MPa蒸汽升溫。從鄰苯二甲酸單酯轉(zhuǎn)變?yōu)殡p酯的效率是99.8%到99.9%。為了避免反應裝置中反應物在高溫環(huán)境中長時間著色，同時突出酯化反應，所有酯化反應裝置底端均需加入高純度的氮氣。到過濾工序的時候要用助濾劑除去粗酯中有機物及