邻苯二甲酸二丁酯.ppt

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1、DBP邻苯二甲酸二丁酯的生产目录l产品介绍l产品用途l生产原理l生产的工艺路线l生产工艺条件及影响因素l工艺流程图l工艺生产装置l产品后处理l工艺改进邻苯二甲酸二丁酯（Dibutyl phthalate，DBP）增塑剂 化学式 C16H22O4 熔点-35 沸点 340 水溶性 0.04%(25)密度 1.0421.048 外观 无色油状液体，可燃，有芳香气味 闪 点 172 应用 塑料，橡胶中添加 安全性描述 中等毒性，眼睛或皮肤可以引起轻度的致敏作用。2.用途用途：是塑料、合成橡胶、人造革、涂料等的常用增塑剂。也是香料的溶剂和固定剂。又可用作卫生害虫驱避剂。该品是硝酸纤维素的优良增塑性，凝

2、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。主要用于聚氯乙烯加工，可赋于制品良好的柔软性。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。生产原理因此，要优化反应，一般应注意做到以下几点。(1)将原料中的任一种过量（一般为醇），使平衡反应尽量右移。(2)将反应生成的酯或水两者中任何一个及时从反应系统中除去，促使酯化完全，生产中，常以过量醇作溶剂与水起共沸作用，且这种共沸溶剂可以在生产过程中循环使用。(3)酯化反应一般分两步进行，第

3、一步生成单酯，这步反应速度很快，但由单酯反应生成双酯的过程却很缓慢，工业上一般采用催化剂和提高反应温度促进。最常用的催化剂是硫酸和对甲苯磺酸等，氢离子(H+)对酯化反应也有很好的催化作用；此外也有用磷酸、过氯酸、萘磺酸、甲基磺酸以及铝、铁、镁、钙等氧化物与金属盐等。生产工艺路线选择 1.由邻苯二甲酸酐和正丁醇加热反应而制得反应原理酯化反应，分二步进行1)单酯的生产：在80度时苯酐很快的溶解于丁醇中并相互反应形成邻苯二甲酸酐。(此反应不需要催化剂即可顺利且反应是不可逆的）2）双酯的生成：在145150度下单酯在催化剂NaHSO4的作用下，与丁醇反应生成双酯水。此步反应是可逆反应，且进行很慢（平衡

4、常数kp=24)。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。双酯的生成机理实际是硫酸氢离子首先和羧酸（-cooh）生成 羊盐，增加了羧基碳正电性，再与醇进行亲电加成反应，加成物失去一个水分子和一个氢离子而得到酯。不同催化剂的催化工艺的比较催化催化剂工工艺特点特点 工工艺缺点缺点硫酸硫酸低廉吸水性强酸性强工艺成熟产品收率高氧化性有副反应，对设备有腐蚀有污染色泽对甲苯磺酸具有浓硫酸的一切优点，而且无氧化性，碳化作用较弱易于保管运输和使用价格较高且工艺不成熟尚未工业化强酸性阳离子交换树脂对设备腐蚀性小，不易引起副反应、价廉易得、分离操作方便、

5、收率高、且活性强、热稳定性好、选择性好但工业不成熟 尚未工业化无机盐如一水硫酸氢钠，可重复催化、收率高、无副反应、选择性100%但工业不成熟 尚未工业化生产工艺条件及影响因素1.反应温度反应温度 热力热力学分析：学分析：可逆吸热反应 升高温度能使体系平衡向右移动动力动力学分析：学分析：连串反应 平衡常数较小提高温度可缩短达到平衡的时间前期反应不需要催化加就可以顺利进行 后期 从理论上讲 温度越高反应速度越快，温度每上升10度，反应速率加快24倍，注意反应温度过高，越容易发生热分解，甚至焦，使产品色泽加深，产率下降，所以反应温度应该控制在150度以下。前期 单酯化反应 温度应控制在110125度

6、。后期 由单酯转化为双酯时间长，温度应该稳定在145150度左右 波动不易太大 否则会影响产率。2.原料比原料比 热力学分析：热力学分析：可逆吸热反应 R大化学平衡向正方向移动，醇可过量有利于反应进行。动力学分析：动力学分析：连串反应 平衡常数较小，随着R增加酯化反应速度会加快，可缩短达到平衡的时间。生成双酯的反应为可逆反应，为使反应进行完全，必须加入过量的醇和移除生成的水，加入过量的醇的目的有两方面：a是促使向生产酯的方向进行，从而加快酯化反应速度，提高酯的产量。B过量的醇作为脱水剂，在常压下丁醇与水形成二元共沸物蒸出去除去生产的水。共沸点80度，组成62%的丁醇、38%水 重量比，冷却后利

7、用冷却液中丁醇与水的比重的差异将水分除去。但也不能过量太多，否则分离回收的负荷及能耗增大，R=1.1 左右。3.搅拌的作用搅拌的作用 搅拌可加快笨酐在丁醇中的溶解和生成单酯的程度，搅拌使传热均匀，即避免了局部过热，又可帮助生产水的蒸发，同时搅拌防止笨酐沉底加快反应速度。4.酯化压力酯化压力热力学分析：不是气相反应，不讨论压力对平衡的影响。动力学分析：压力不直接影响反应速率，但影响反应系统的温度。5.脱色剂脱色剂为了除去副反应生产的色素物质和温度过高出现的色泽，在酯化反应中加入适量的活性炭脱色。6.催化剂催化剂催化剂：硫酸、对笨磺酸、磷酸、过氯酸、奈磺酸、铝、铁、镁、钙等氧化物与金属盐。酯化反应

8、如不用催化剂，反应进行得很慢，需要几百小时才能完成，加入硫酸做催化剂可以大大降低反应活化能，使反应在几小时即可完成。硫酸可溶于反应体系使酯化在均相下进行，反应条件温和，催化效果好，但催化剂的加入量要适量。加得太多，不仅会使设备腐蚀严重，而且很容易形成副反应，使生产物的色泽加深，从而影响产品的质量和收率。这里我们使用的催化剂是NaHSO4工艺流程图工艺流程图1：单酯化反应器2：酯化反应器4：中和洗涤器3：分层器 7：真空蒸馏器8、9、10：回收装置生生产工艺装置产工艺装置反反应器型应器型式式 间歇操作搅拌釜式反应器 理由 由间歇操作方式决定 材质 不锈钢+玻璃 TDYH型精细化工多功能合成装置反

9、应釜反应釜=使用油相加热（油相由两层玻璃相隔通过传热进行加热）+外表是不锈钢板材+内侧有蛇形状的换热管（主要通冷凝水用于后期冷却）+搅动浆（中间的轴心由电机带动）共沸物收集器 塔顶蒸馏段 蒸馏段电机控制开关软件控制实时监控装置生产过程实际温度生产过程设定温度一、酯化工序1、备料，检查设备，开车2、先通入计量好的丁醇，然后投料口投苯酐，同时开搅拌，再通硫酸，最后盖好手孔盖。3、升温反应：u 开搅拌再打开冷凝器的冷却水，打开分层器下方脱水罐放空阀，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，先控制汽在一个水平。u 当液温升至110以上时，开始沸腾（升温约需20分钟）。在不

10、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-水共沸物经酯化釜顶进行冷凝器，经分层器分层后（醇上水下），丁醇回流入酯化釜顶部，与汽化的共沸物进行质量交换后，流入酯化釜底，重新参与酯化反应。u 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145150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。u 当酸度达到工艺值时，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。3、酯化反应操作要点：升温平稳，不能充

11、料。补充酯化操作条件：一定要控制补充酯化操作条件：一定要控制 1蒸汽压力：夹套、盘管均为6kg/cm2 2酯化终点液温：140左右 3酯化总时间：4.5-5小时 4控制要点：酸值低于2.0mgKOH/g以下，闪点大于160，色泽25APH左右。二、中和工序1、配料：称取一定量纯碱加入配碱槽，然后升温到5060。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702（冬天高2）然后开搅拌，同时打开半圈碱液阀门加碱中和，加完碱后搅拌，停搅拌静止，放废碱液，同时通过中控取样，控制酸值。3、通入一定量的水洗涤中和釜，方法同上。补充补充 中和控制重点：中和控制重点：1中和酸度的终点：0.03m

12、gKOH/g-0.05mgKOH/g以下2中和后酯层中的碱水必须分净。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、当塔顶温度达135，塔中达135140，塔底140145时，即可进料，进料流量控制在12001600L/hr，同时开活蒸汽，并控制在450500mmHg，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

13、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23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。控制要点：控制要点：1.粗酯酸值：0.1mgKOH/g以下。2.粗酯闪点：160以上。3.粗酯色泽：25APHA以下（回收醇

14、投料可高一点）。四、脱色工序 将脱醇后的 二丁酯通入脱色釜，开搅拌，投入一定量的活性炭，搅拌10min后，进入压滤工段。补充 重点是搅拌要均匀。五、压滤工序（三足式离心机）要点 滤前对压滤粗酯先进行压滤循环，直至玻璃视镜内物料呈澄明，无活性炭、杂物、没有乳白浑浊现象，发现不正常应及时处理。六、成品包装工艺改进优优化投醇量的分化投醇量的分配配在试车初期我们按苯酐与丁醇质量比 11.5 的配比一次性将丁醇投入反应釜,结果升温速度较慢,反应初期醇回流量大,酯化系统起压,而到了反应后期,回流醇很小,反应釜采样分析酸值却居高不下,被迫补醇,使酯化反应时间达 6 h 以上,严重影响着产品产量和质量。因为醇一次性加入,使得前期醇过量程度较大,醇蒸发气化需要大量的热,所以升温较慢,后期醇的过量程度变小,使得回流较小甚至无回流,不能将反釜内的水有效脱出(丁醇和水形成共沸物),势必造成反应时间延长。催化剂计量方式的改催化剂计量方式的改造造催化剂的加入原来是靠计量泵直接打入反应釜,加入催化剂的多少将直接影响到反应时间的长短和产品质量的好坏。为了计量的准确性,计量泵的流量和调节冲程之间的对应关系必须经常标定。为了减少人为和机械因素对计量的影响,在反应釜的上部增加一个固定容量的催化剂计量罐,投料前先打至溢流后停泵,投料时一次性放入反应釜,既节省了加料时间,又保证了计量的准确。