关于DOP生产毕业设计说明书

毕业设计（论文）年产万吨的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的工艺设计An Annual Output of Ten Thousand Tons of Phthalic Acid Esters Two Essien (DOP) Process Design班级 应用化工 094 学生姓名 米雪 学号 930104017 指导教师 李蕾 职称 助教 导师单位 徐州工业职业技术学院 论文提交日期 2011 年 11 月 24 日 徐 州 工 业 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计（论 文）任务书课题名称：年产万吨邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的工艺设计课题性质： 科学实验设计 院 名 称： 化学工程技术学院 专 业： 应用化工 班 级： 应用化工 094 指导教师： 李 蕾 学生姓名： 米 雪 一、课题名称：年产万吨邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的工艺设计二、毕业设计主要内容：1.工艺生产方法确定、生产流程设计与论证2.工艺计算（包括物料衡算，热量衡算）3.酯化合成工艺主要生产设备设计与选型4.安全生产与环保治理措施5.设计绘图设计重点：生产工艺设计与论证，工艺计算，设备设计与选型，设计绘图。三、计划进度（六周）：1第一周：在完全理解设计任务书的基础上查阅资料，做好准备工作，包括：了解论文的格式，查阅相关文献（万方数据、中国期刊网、维普咨询、硕博论文等） 、学习工艺设计的方法 。2第二周：查找论文中会出现的参数，并记录下来。3第三周：对所查的参数做相关的物料衡算。4第四周：撰写毕业论文；5第五周：手绘相关的设备及流程图。6第六周：进行毕业答辩。四、毕业论文（设计）结束应提交的材料：1、论文电子稿2、论文打印稿3、过程资料记录本（实验记录本）4、手绘流程图指导教师 教研室主任 年 月 日 年 月 日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： 摘要邻 苯 二 甲 酸 二 辛 酯 是 一 种 不 易 挥 发 、 热 稳 定 性 好 ， 具 有 良 好 的 电 绝 缘 性 能 ，在 塑 料 工 业 中 被 广 泛 应 用 的 增 塑 剂 。本设计主要是进行邻苯二甲酸二辛酯的工艺设计论证，包括它的物料衡算，热量衡算，设备设计选型等。生产 DOP 工艺的核心是酯化，酯化的关键是酯化催化体系，催化剂的选择直接影响到生产工艺、原料消耗、产品质量、污染排放率、能源消耗等方面 1。经过分析比较以及讨论后，确定采用氧化铝与辛酸亚锡以 1：1 比例复配催化剂、串联多釜反应器连续酯化技术的工艺流程.本次设计遵循的原则为：“技术成熟，工艺先进、设备配置科学、环保安全、经济效益” 。关键词：邻苯二甲酸二辛酯 苯酐 异辛醇 酯化 工艺设计 设备选型 AbstractPhthalic Acid Esters Two Essien is a volatile, good thermal stability, good electrical insulation properties, in the plastic industry has been widely used plasticizer.This design is mainly for the adjacent benzene two formic acid two ester process design verification, including its material balance, heat balance, equipment design and selection. The production of DOP technology is the core of esterification, the esterification is the key system of catalytic esterification, catalyst selection directly affects the production process, the consumption of raw materials, product quality, pollution emission rate, energy consumption. Comparative analysis and discussion, determined using alumina and stannous octoate in 1:1 ratio of composite catalyst, series reactor for continuous esterification technology process.This design follows the principle as: “a mature technology, advanced technology, equipment, environmental protection, economic benefits of safety science”.Key words：Phthalic acid ester two essien , bengan , Different xinchun , esterification, Process design , Equipment selection目录摘要 .IAbstract .II第一章总述.11.1 概述.11.1.1 增塑剂及其分类.11.1.2 产品性质.11.1.3 邻苯二甲酸二辛酯的用途.11.1.4 我国 DOP 的生产能力 .21.1.5 邻苯二甲酸二辛酯的市场需求.21.2 设计的目的和意义.21.3 项目设计依据和原则.31.3.1 设计依据.31.3.2 设计原则.31.4 设计范围.31.5 邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺.31.5.1 邻苯二甲酸二辛酯的生产方法.31.5.2 反应设备的选型.41.5.3 催化剂的选择.41.5.4 催化工艺的特点.41.6 邻苯二甲酸二辛酯生产能力及质量标准.41.6.1 生产能力.41.6.2 产品质量标准.5第二章生产工艺流程设计.62.1 生产工艺选择与论证.62.2 工艺参数的确定.62.2.1 酯化工序.62.2.2 脱醇工序.62.2.3 中和、水洗工序.72.2.4 汽提工序.72.2.5 过滤工序.72.3 生产工艺流程图及其说明.72.3.1 邻苯二甲酸二辛酯生产工艺流程简图.72.3.2 生产工艺流程说明.8第三章工艺计算.93.1 物料衡算.93.1.1 设计生产能力.93.1.2 一级酯化段物料计算.93.1.3 二级酯化段物料计算.103.1.4 酯化工段物料衡结果.113.2 热量衡算.113.2.1 预热器显热计算.123.2.2 反应釜热量的衡算.12第四章主要设备设计与选型.144.1 反应釜的设计与选型.144.1.1 反应釜体积确定.144.1.2 反应釜高度与底面直径.154.2 冷凝器的设计与选型.154.2.1 选择换热器的类型.154.2.2 流动空间及流速的确定.164.2.3 传热面积的确定.16第五章环境保护与劳动安全.185.1 邻苯二甲酸二辛酯生产过程“三废”处理 .185.2 邻苯二甲酸二辛酯生产过程安全事项.18参考文献.19致谢.20西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页第一章 总述 1.1 概述1.1.1 增塑剂及其分类增塑剂是一类增加高聚物的塑性、改善加工性、赋予制品柔韧性的物质也是迄令为止产量和消费量最大的物质之一。增塑剂通常是一些高沸点、难以挥发的黏稠液体或低熔点的固体，一般不与塑料发生反应。添加增塑剂可降低塑料的玻璃化温度，使硬而刚性的塑料变得软而坚韧。增塑剂的品种繁多，在其研究发展阶段曾多达1000种以上，作为商品生产的增塑剂200种 3。而且以原料来源于石油化工的邻苯二甲酸酯为最多。增塑剂的分类方法很多，根据分子量的大小可分为单体型增塑剂和聚合型增塑剂；根据状态可分为液体增塑剂和固体增塑剂；根据物质状态可分为通用增塑剂、耐寒增塑剂、耐热增塑剂、阻燃增塑剂等；根据化学结构，可分为:(1)邻 苯 二 甲 酸 酯 类 （ 如 ： DBP、 DOP、 DIDP） ；(2)脂 肪 族 二 元 酸 酯 类 （ 如 ： 己 二 酸 二 辛 酯 DOA、 癸 二 酸 二 辛 酯 DOS） ；(3)磷 酸 酯 类 （ 如 ： 磷 酸 三 甲 苯 酯 TCP、 磷 酸 甲 苯 二 苯 酯 CDP） ；(4)环 氧 化 合 物 （ 如 ： 环 氧 化 大 豆 油 、 环 氧 油 酸 丁 酯 ） ；(5)聚 合 型 增 塑 剂 （ 如 ： 己 二 酸 丙 二 醇 聚 酯 ） ；(6)苯 多 酸 酯 （ 如 ： 1,2,4 偏 苯 三 酸 三 异 辛 酯 ） ；(7)含 氯 增 塑 剂 （ 如 ： 氯 化 石 蜡 、 五 氯 硬 酯 酸 甲 酯 ） ；(8)烷 基 磺 酸 酯 ；(9)多 元 醇 酯 ；(10)其 它 增 塑 剂 剂。1.1.2 产品性质DOP 化学名为邻苯二甲酸二辛酯，是一个带有支链的侧链醇酯，相对分子质量是 388，无色或淡黄色油状透明液体，具有二辛酯的特殊气味。比重 0.9861(20/20 ),熔点-55 ，沸点 370（常压） ，不溶于水，溶于大多数有机溶剂和烃类，微溶于乙二醇、甘油和一些胺类。有优良的柔软性、耐挥发和耐抽出等综合性能，与大多数工业用树脂有良好的相容性。与二丁酯相比，邻苯二甲酸二辛酯的挥发度小，与水的互溶性低，并有良好的电性能，而二丁酯主要用作聚氯乙稀辅助增塑剂，相比较DOP 而言，二丁酯易迁徙，常与 DOP 结合使用，以降低增塑剂的添加成本。1.1.3 邻苯二甲酸二辛酯的用途本品是塑料加工中用量最多的一种主增塑剂，除乙酸纤维素、聚乙酸乙烯外，与绝大多数工业上使用的合成树脂和橡胶均有良好的相容性。具有优良的综合性能，增塑效率高，挥发性较小，混合性能好，低温柔软性较好，耐水抽出，电气性能高，西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页耐水和耐候性良好。是聚氯乙烯通用增塑剂的工业标广泛应用准品，且用以作为其他增塑剂相比较的基准。是一种较理想的主增塑剂。广泛应用于聚氯乙烯、纤维素树脂的加工，如薄膜、薄板、人造革、电缆料和模塑品等。也可作为合成橡胶的软化剂，能够改善制品的回弹性，降低压缩永久变形，而且对胶料的硫化无影响。还可用于硝基纤维素漆，使漆膜具有弹性和较高的抗涨强度。本品无毒，可用于与食物接触的包装材料，但易被脂肪抽出，故不宜用于脂肪性食品的包装材料。还应用于电缆粒子制造、医疗器械等方面。 1.1.4 我国 DOP 的生产能力我国增塑剂生产始于1958年，尤其是近几年增塑剂装置发展迅速，国内增塑剂总的生产能力已达到近80万t。其中DOP产品的生产能力约为40万t/a 。随着我国化学工业和塑料制品业的发展，其产量不断增长。1980年我国DOP产量仅为5.66万t/a， 1994年产量为12.24万t/a,到了1998年已达到了19.40万t/a。1980-1998年间，平均年增长率为13.48%。DOP增塑剂产品在我国分布很广，其中较具有代表性的有：齐鲁石化淄博增塑剂厂、金陵石化公司、天津溶剂厂等。另外，还有北京化工三厂、哈尔滨化工四厂等。1.1.5 邻苯二甲酸二辛酯的市场需求随着我国国民经济的迅速发展，增塑剂作为基础化工合成材料助剂的市场需求量也将越来越大，而邻苯二甲酸二辛酯的品种和产量在塑料助剂中都居首位。在用量大的新领域，国内市场需求将强劲增长。但由于邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)在某些应用领域的性能超过了 DOP，预计未来几年内，全球 DOP 市场将面临 DINP 的挑战。在市场上，DOP 一直占有价格优势，而未来时间估计 DOP 的低价优势会有所削弱。随着我国塑料工业的不断发展，外商也看好了中国这个大的 DOP 市场。国外以低成本、低价格的 DOP 产品大量地向我国进口。造成国内 DOP 产品的需求呈