鄰苯二甲酸二丁酯

1、DBP鄰苯二甲酸二丁酯的生產(chǎn)目錄l產(chǎn)品介紹l產(chǎn)品用途l生產(chǎn)原理l生產(chǎn)的工藝路線l生產(chǎn)工藝條件及影響因素l工藝流程圖l工藝生產(chǎn)裝置l產(chǎn)品后處理l工藝改進(jìn) 鄰苯二甲酸二丁酯（Dibutyl phthalate，DBP） 增塑劑 化學(xué)式 C16H22O4 熔點 -35 沸點 340 水溶性 0.04%(25) 密度 1.0421.048 外觀 無色油狀液體，可燃，有芳香氣味 閃 點 172 應(yīng)用 塑料，橡膠中添加 安全性描述 中等毒性，眼睛或皮膚可以引起輕度的致敏作用。 2.用途用途： 是塑料、合成橡膠、人造革、涂料等的常用增塑劑。也是香料的溶劑和固定劑。又可用作衛(wèi)生害蟲驅(qū)避劑。該品是硝酸纖維素的優(yōu)

2、良增塑性，凝膠能力強(qiáng)。用于硝酸纖維素涂料，有很好的軟化作用。 穩(wěn)定性、耐撓曲性、粘著性和防水性皆優(yōu)。 主要用于聚氯乙烯加工，可賦于制品良好的柔軟性。此外，該品還可用作聚乙酸乙烯、醇酸樹脂、乙基纖維素以及氯丁橡膠的增塑劑、還可用于制造油漆、粘接劑、人造革、印刷油墨、安全玻璃、賽璐珞、染料、殺蟲劑、香料溶劑、織物潤滑劑等。生產(chǎn)原理因此，要優(yōu)化反應(yīng)，一般應(yīng)注意做到以下幾點。 (1)將原料中的任一種過量（一般為醇），使平衡反應(yīng)盡量右移。 (2)將反應(yīng)生成的酯或水兩者中任何一個及時從反應(yīng)系統(tǒng)中除去，促使酯化完全，生產(chǎn)中，常以過量醇作溶劑與水起共沸作用，且這種共沸溶劑可以在生產(chǎn)過程中循環(huán)使用。 (3)酯化

3、反應(yīng)一般分兩步進(jìn)行，第一步生成單酯，這步反應(yīng)速度很快，但由單酯反應(yīng)生成雙酯的過程卻很緩慢，工業(yè)上一般采用催化劑和提高反應(yīng)溫度促進(jìn)。最常用的催化劑是硫酸和對甲苯磺酸等，氫離子( H+)對酯化反應(yīng)也有很好的催化作用；此外也有用磷酸、過氯酸、萘磺酸、甲基磺酸以及鋁、鐵、鎂、鈣等氧化物與金屬鹽等。生產(chǎn)工藝路線選擇 1.由鄰苯二甲酸酐和正丁醇加熱反應(yīng)而制得反應(yīng)原理酯化反應(yīng)，分二步進(jìn)行1)單酯的生產(chǎn)：在80度時苯酐很快的溶解于丁醇中并相互反應(yīng)形成鄰苯二甲酸酐。(此反應(yīng)不需要催化劑即可順利且反應(yīng)是不可逆的）2）雙酯的生成：在145150度下單酯在催化劑NaHSO4的作用下，與丁醇反應(yīng)生成雙酯水。此步反應(yīng)是可

4、逆反應(yīng)，且進(jìn)行很慢（平衡常數(shù)kp=24)。等當(dāng)量的單酯與醇反應(yīng)平衡時，雙酯產(chǎn)率為66%，為提高雙酯產(chǎn)率必須使醇過量，并盡可能除去反應(yīng)生成的水。雙酯的生成機(jī)理實際是硫酸氫離子首先和羧酸（-cooh）生成 羊鹽，增加了羧基碳正電性，再與醇進(jìn)行親電加成反應(yīng)，加成物失去一個水分子和一個氫離子而得到酯。不同催化劑的催化工藝的比較催化劑催化劑工藝特點工藝特點 工藝缺點工藝缺點硫酸硫酸低廉吸水性強(qiáng)酸性強(qiáng)工藝成熟產(chǎn)品收率高氧化性有副反應(yīng)，對設(shè)備有腐蝕有污染色澤對甲苯磺酸具有濃硫酸的一切優(yōu)點，而且無氧化性，碳化作用較弱易于保管運輸和使用價格較高且工藝不成熟尚未工業(yè)化強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂對設(shè)備腐蝕性小，不易引起副

5、反應(yīng)、價廉易得、分離操作方便、收率高、且活性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、選擇性好但工業(yè)不成熟 尚未工業(yè)化生產(chǎn)工藝條件及影響因素1.1.反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度 熱力熱力學(xué)分析：學(xué)分析：可逆吸熱反應(yīng) 升高溫度能使體系平衡向右移動動力動力學(xué)分析：學(xué)分析：連串反應(yīng) 平衡常數(shù)較小提高溫度可縮短達(dá)到平衡的時間前期反應(yīng)不需要催化加就可以順利進(jìn)行 后期 從理論上講 溫度越高反應(yīng)速度越快，溫度每上升10度，反應(yīng)速率加快24倍，注意反應(yīng)溫度過高，越容易發(fā)生熱分解，甚至焦，使產(chǎn)品色澤加深，產(chǎn)率下降，所以反應(yīng)溫度應(yīng)該控制在150度以下。前期 單酯化反應(yīng) 溫度應(yīng)控制在110125度。后期 由單酯轉(zhuǎn)化為雙酯時間長，溫度應(yīng)該穩(wěn)定在14515

6、0度左右 波動不易太大 否則會影響產(chǎn)率。2.2.原料比原料比 熱力學(xué)分析：熱力學(xué)分析：可逆吸熱反應(yīng) R大化學(xué)平衡向正方向移動，醇可過量有利于反應(yīng)進(jìn)行。動力學(xué)分析：動力學(xué)分析：連串反應(yīng) 平衡常數(shù)較小，隨著R增加酯化反應(yīng)速度會加快，可縮短達(dá)到平衡的時間。生成雙酯的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，為使反應(yīng)進(jìn)行完全，必須加入過量的醇和移除生成的水，加入過量的醇的目的有兩方面：a是促使向生產(chǎn)酯的方向進(jìn)行，從而加快酯化反應(yīng)速度，提高酯的產(chǎn)量。B過量的醇作為脫水劑，在常壓下丁醇與水形成二元共沸物蒸出去除去生產(chǎn)的水。共沸點80度，組成62%的丁醇、38%水 重量比，冷卻后利用冷卻液中丁醇與水的比重的差異將水分除去。但也不能過

7、量太多，否則分離回收的負(fù)荷及能耗增大，R=1.1 左右。 3.攪拌的作用攪拌的作用 攪拌可加快笨酐在丁醇中的溶解和生成單酯的程度，攪拌使傳熱均勻，即避免了局部過熱，又可幫助生產(chǎn)水的蒸發(fā)，同時攪拌防止笨酐沉底加快反應(yīng)速度。4.4.酯化壓力酯化壓力熱力學(xué)分析：不是氣相反應(yīng)，不討論壓力對平衡的影響。動力學(xué)分析：壓力不直接影響反應(yīng)速率，但影響反應(yīng)系統(tǒng)的溫度。5.5.脫色劑脫色劑為了除去副反應(yīng)生產(chǎn)的色素物質(zhì)和溫度過高出現(xiàn)的色澤，在酯化反應(yīng)中加入適量的活性炭脫色。 6.催化劑催化劑催化劑：硫酸、對笨磺酸、磷酸、過氯酸、奈磺酸、鋁、鐵、鎂、鈣等氧化物與金屬鹽。酯化反應(yīng)如不用催化劑，反應(yīng)進(jìn)行得很慢，需要幾百小

8、時才能完成，加入硫酸做催化劑可以大大降低反應(yīng)活化能，使反應(yīng)在幾小時即可完成。硫酸可溶于反應(yīng)體系使酯化在均相下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，催化效果好，但催化劑的加入量要適量。加得太多，不僅會使設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，而且很容易形成副反應(yīng)，使生產(chǎn)物的色澤加深，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量和收率。這里我們使用的催化劑是NaHSO4工藝流程圖工藝流程圖1：單酯化反應(yīng)器2：酯化反應(yīng)器4：中和洗滌器3：分層器 7：真空蒸餾器8、9、10：回收裝置生生產(chǎn)工藝裝置產(chǎn)工藝裝置反反應(yīng)器型應(yīng)器型式式 間歇操作攪拌釜式反應(yīng)器 理由 由間歇操作方式?jīng)Q定 材質(zhì) 不銹鋼+玻璃 TDYH型精細(xì)化工多功能合成裝置反應(yīng)釜反應(yīng)釜=使用油相加熱（油相由兩層玻璃

9、相隔通過傳熱進(jìn)行加熱）+外表是不銹鋼板材+內(nèi)側(cè)有蛇形狀的換熱管（主要通冷凝水用于后期冷卻）+攪動漿（中間的軸心由電機(jī)帶動） 共沸物收集器 塔頂蒸餾段 蒸餾段電機(jī)控制開關(guān)軟件控制實時監(jiān)控裝置生產(chǎn)過程實際溫度生產(chǎn)過程設(shè)定溫度一、酯化工序1、備料，檢查設(shè)備，開車2、先通入計量好的丁醇，然后投料口投苯酐，同時開攪拌，再通硫酸，最后蓋好手孔蓋。3、升溫反應(yīng)：u 開攪拌再打開冷凝器的冷卻水，打開分層器下方脫水罐放空閥，以便隨時排除體系內(nèi)不凝性氣體。然后打開夾套，盤管進(jìn)汽閥通蒸汽慢慢升溫，先控制汽在一個水平。u 當(dāng)液溫升至110以上時，開始沸騰（升溫約需20分鐘）。在不沖料的情況下，酯化反應(yīng)在此沸騰狀態(tài)下進(jìn)

10、行，在氣相溫度94左右，丁醇-水共沸物經(jīng)酯化釜頂進(jìn)行冷凝器，經(jīng)分層器分層后（醇上水下），丁醇回流入酯化釜頂部，與汽化的共沸物進(jìn)行質(zhì)量交換后，流入酯化釜底，重新參與酯化反應(yīng)。u 分層后的水流入脫水罐，當(dāng)液溫達(dá)到125時，開回流閥門，由于酯化反應(yīng)過程中不斷脫水，到一定時間后，蒸出物的水量逐漸減少，液相溫度逐漸上升，當(dāng)液溫達(dá)到145150時，反應(yīng)平穩(wěn)，出水甚少，反應(yīng)四小時開始每隔30分鐘取一次樣，滴定酯化液酸度。u 當(dāng)酸度達(dá)到工藝值時，反應(yīng)完畢。停止蒸汽加熱關(guān)回流閥門，開夾套冷卻水，當(dāng)液溫降至80左右時通知中和工序進(jìn)行打料。3、酯化反應(yīng)操作要點：升溫平穩(wěn)，不能充料。補(bǔ)充酯化操作條件：一定要控制補(bǔ)充酯

11、化操作條件：一定要控制 1蒸汽壓力： 夾套、盤管均為6kg/cm2 2酯化終點液溫：140左右 3酯化總時間：4.5-5小時 4控制要點：酸值低于2.0mgKOH/g以下，閃點大于160，色澤25APH左右。二、中和工序1、配料：稱取一定量純堿加入配堿槽，然后升溫到5060。2、操作：堿液通過打堿泵打入高位計量槽，中和釜內(nèi)物料要控制702（冬天高2）然后開攪拌，同時打開半圈堿液閥門加堿中和，加完堿后攪拌，停攪拌靜止，放廢堿液，同時通過中控取樣，控制酸值。3、通入一定量的水洗滌中和釜，方法同上。補(bǔ)充補(bǔ)充 中和控制重點：中和控制重點：1中和酸度的終點：0.03mgKOH/g-0.05mgKOH/g

12、以下2中和后酯層中的堿水必須分凈。三、脫醇工序1、開車前的準(zhǔn)備工作，烘脫醇塔，開夾套及盤管蒸汽閥門開系統(tǒng)真空，開啟冷凝器的冷卻水，放凈中性酯貯槽中所帶酸度堿液，當(dāng)塔中135，塔底140時即可進(jìn)料。要求系統(tǒng)真空大于620mmHg柱。2、操作要點： a、當(dāng)塔頂溫度達(dá)135，塔中達(dá)135140，塔底140145時，即可進(jìn)料，進(jìn)料流量控制在12001600L/hr，同時開活蒸汽，并控制在450500mmHg，連續(xù)進(jìn)料過程中要特別注意水、電、汽和塔釜溫度。 b、蒸餾粗酯罐接滿時應(yīng)及時倒罐，先關(guān)閉接蒸餾酯罐上的真空閥門，然后打開備用罐上的真空閥門，待真空度穩(wěn)定后打開備用罐上的物料閥門，關(guān)好原受罐上物料閥門

13、，然后將已滿蒸餾粗酯罐上的放空閥門打開，將物料打入壓濾貯罐。 c、停車、洗塔：洗塔前應(yīng)將塔內(nèi)物料放凈，關(guān)出料閥門，從預(yù)熱器放凈口加水和液堿，要將塔裝滿（通過去頭罐可看出）。然后夾套通蒸汽，塔內(nèi)通活蒸汽，煮塔23小時停汽將洗塔放出，再用自來水沖洗至干凈。 d、臨時停車，因停水、停電等原因造成臨時停車時，應(yīng)立即關(guān)閉進(jìn)料閥和活蒸汽，夾套蒸汽閥門，保持系統(tǒng)真空，待恢復(fù)正常后再進(jìn)料。 e、脫醇進(jìn)料應(yīng)盡可能保持連續(xù)進(jìn)料，不要開開停停，以免影響產(chǎn)品質(zhì)量和消耗?？刂埔c：控制要點： 1.粗酯酸值：0.1mgKOH/g以下。 2.粗酯閃點：160以上。 3.粗酯色澤：25APHA以下（回收醇投料可高一點）。四、

14、脫色工序 將脫醇后的 二丁酯通入脫色釜，開攪拌，投入一定量的活性炭，攪拌10min后，進(jìn)入壓濾工段。補(bǔ)充 重點是攪拌要均勻。五、壓濾工序（三足式離心機(jī)） 要點 濾前對壓濾粗酯先進(jìn)行壓濾循環(huán)，直至玻璃視鏡內(nèi)物料呈澄明，無活性炭、雜物、沒有乳白渾濁現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)及時處理。六、成品包裝工藝改進(jìn)優(yōu)優(yōu)化投醇量的分化投醇量的分配配在試車初期我們按苯酐與丁醇質(zhì)量比 1 1 .5 的配比一次性將丁醇投入反應(yīng)釜 ,結(jié)果升溫速度較慢 ,反應(yīng)初期醇回流量大 ,酯化系統(tǒng)起壓,而到了反應(yīng)后期,回流醇很小, 反應(yīng)釜采樣分析酸值卻居高不下 ,被迫補(bǔ)醇, 使酯化反應(yīng)時間達(dá) 6 h 以上 ,嚴(yán)重影響著產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。因為醇一次性加入, 使得前期醇過量程度較大, 醇蒸發(fā)氣化需要大量的熱,所以升溫較慢 ,后期醇的過量程度變小 ,使得回流較小甚至無回流 ,不能將反釜內(nèi)的水有效