苯二甲酸酯的生产技术

苯二甲酸酯的生产技术 基本原理 生产过程的工艺特点 DOP生产技术 一 用酸酐的酯化基本原理 1 单酯制备 a 酸酐是较强的酯化剂 只利用酸酐中的一个羧基制备单酯时 反应不生成水 是不可逆反应 b 酯化时用不用催化剂均可 2 双酯制备 a 在制备属双酯时 反应分两步进行 先生成单酯再生成双酯 b 用环状酸酐可以制得双酯 其产量最大的是邻苯二甲酸二异新酯他是重要的增塑剂c 第一步生成单酯非常容易 第二步由单酯生成双酯需要较高温度 和催化剂 现在常用的催化剂 钛酸四烃酯 氢氧化铝复合物 氧化亚锡或草酸亚锡 副反应 ROH H2SO4 RHSO4 H2ORHSO4 ROH R2SO4 H2O2ROH ROR H2O此外还有微量的醛及不饱和的化合物 烯 生成 两种方法的比较 单酯双酯催化剂可用可无用催化剂反应温度较温和的条件较高温度反应步骤一步两步 二 生产过程的工艺特点 1 中和过程的操作控制a 中和过程原因 酯化反应结束时 反应混合物中印有残留的苯酐和未反应的单酯而呈酸性 如果是酸性催化剂 则反应液的酸值更高 必须加碱予以中和 b 要求 1 选用质量分数3 4 的碳酸钠浓度太低 中和不完全 增大醇损失量和废水量浓度太高 酯碱性水解 皂化反应 在邻苯二甲酸酐制备增塑剂的整个生产过程中 酯化是关键工序 酯化之后的生产工序是为了将产品从反应混合物中分离 脱色 提纯 这里强调注意以下几个工序特点 二 生产过程的工艺特点 2 温度控制在85摄氏度以下温度太高会发生副反应如 碱和酸性催化剂反应 纯碱与酯反应等 3 中和过程中 加热 静置或加盐以防止乳化2 水洗操作用碱中和后 一般都需要进行水洗以除去粗酯中夹带的碱液 钠盐等杂质 国外常采用去离子水进行水洗 以减少产品中金属离子型杂质 提高体积电阻率 如果不采用催化剂或采用非酸性催化剂时 可以免去中和与水解工序 3 醇的分离回收操作 a通常采用水蒸气蒸馏法使醇与酯分开 有时醇是与水共沸的溶剂 一起被蒸汽蒸出来 然后用蒸馏法分开 b减压水蒸气蒸馏操作办法中 要严格控制过程参数 如 温度 压力流量等 4 精制操作 a 比较成熟的操作是采用真空蒸馏进行精制 b 优点 操作温度低 可以保持反应物的热稳定性 5 三废 处理 废水来源 a 酯化洗涤反应生成的水 b 经多次中和后含有单酯钠盐等杂质的废碱性水 c 脱脂时 气提盐汽的冷凝水 d 洗涤粗酯用的水 治理的办法 首先从工艺上较少废水排放量 其次不可避免地对废水进行处理 一般来讲 全部处理过程分为回收和净化两个程序 回收时必须考虑经济效益 如果回收有效成分的费用很大 就不如用少量碱将其破坏除去 生产废水一般可以用火星污泥进行生化处理后在排放 酯化 脱醇 干燥系统排出的废气经填料式洗涤器用谁洗涤一出去臭味后在排入大气 废渣主要是酯化 醇回收排出的低沸物 高沸物和吸附用的废活性炭等 常用焚烧的方法处理 三 DOP生产技术 1 DOP的性质及特点DOP为无色透明油状液体 有特殊气味 它是使用最广泛的增塑剂 故称之为 王牌 增塑剂 除了醋酸纤维素 聚醋酸乙烯外 它与大多数工业上使用的合成树脂和橡胶均有良好的相容性 它具有良好的中和性能 混合性能好 增塑效率高 挥发性较低 低温柔软性较好 耐水抽出 电气性能高 耐热性及耐候性良好 DOP是所有增塑剂中产量最大 增塑性能最好的产品 体现在成本 实用性和加工性能等各方面的最理想的结合 因而目前以它作为通用增塑剂的标准 2 主要原料及其规格 苯酐纯度 99 3熔点 131色泽 铂 钴 10 2 乙基己醇密度 20 g cm 0 833 0 835沸程 183 185酸值 以乙酸计 0 02醛 以2 乙基己醛计 0 02水分 0 05色泽 铂 钴 10 3 消耗定值按生产一t的DOP产品计 酸性催化剂和非酸性催化剂生产工艺的主要原料参看下表 4 工艺制备过程工业过程有间歇法和连续法两种 1 酸性催化剂间歇法生产DOP 2 非酸性催化剂连续法DOP 1 酸性催化剂间歇法生产DOP邻苯二甲酸酐与2一乙基己醇以1 2的质量比在总物料质量分数为o 25 o 3 的硫酸催化作用下 于150 左右进行减压酯化反应 操作系统的压力维持在80kPa 酯化时间一般为2 3h 酯化时加入总物料量o 1 o 3 的活性炭 反应混合物用5 碱液中和 再经80 85 热水洗涤 分离后粗酯在130 140 与80kPa的减压下进行脱醇 直到闪点为190 以上为止 脱醇后再以直接蒸汽脱去低沸物 必要时在脱醇前可以补加一定量的活性炭 最后经压滤而得成品 如果要获得更好质量的产品 脱醇后可先进行高真空精馏而后再压滤 间歇式生产的优点是设备简单 改变生产品种容易 其缺点是原料消耗定额搞 能量消耗大 劳动生产率低 产品质量不稳定 间歇式生产工艺适合于多品种 小批量的生产 2 非酸性催化剂连续法DOP非酸性催化剂连续生产邻苯二甲酸二辛酯 单酯转化率高 副反应少 简化了中和 水洗工序 废水量减少 产品质量稳定 原料及能量消耗低 劳动生产率高 连续法生产能力大 适合于大吨位的生产 非酸性催化剂连续生产邻苯二甲酸二辛酯由单酯 酯化 脱醇 中和水洗 汽提 过滤 醇回收等工序组成 其工艺流程如图14 2所示 由于该装置采用了先脱醇 后中和水洗