鄰苯二甲酸二丁酯課件

DBP鄰苯二甲酸二丁酯的生產鄰苯二甲酸二丁酯目錄產品介紹…………產品用途…………生產原理…………生產的工藝路線…………………生產工藝條件及影響因素………工藝流程圖………工藝生產裝置……………………產品后處理………工藝改進…………鄰苯二甲酸二丁酯鄰苯二甲酸二丁酯（Dibutylphthalate，DBP）

增塑劑化學式C16H22O4

熔點-35℃沸點340℃水溶性0.04%(25℃)密度1.042~1.048外觀無色油狀液體，可燃，有芳香氣味閃點172℃應用塑料，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。鄰苯二甲酸二丁酯2.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)生害蟲驅避劑。該品是硝酸纖維素的優(yōu)良增塑性，凝膠能力強。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。鄰苯二甲酸二丁酯生產原理鄰苯二甲酸二丁酯因此，要優(yōu)化反應，一般應注意做到以下幾點。

(1)將原料中的任一種過量（一般為醇），使平衡反應盡量右移。

(2)將反應生成的酯或水兩者中任何一個及時從反應系統(tǒng)中除去，促使酯化完全，生產中，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過程中循環(huán)使用。

(3)酯化反應一般分兩步進行，第一步生成單酯，這步反應速度很快，但由單酯反應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溫度促進。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。鄰苯二甲酸二丁酯生產工藝路線選擇

1.由鄰苯二甲酸酐和正丁醇加熱反應而制得反應原理酯化反應，分二步進行1)單酯的生產：在80度時苯酐很快的溶解于丁醇中并相互反應形成鄰苯二甲酸酐。(此反應不需要催化劑即可順利且反應是不可逆的）鄰苯二甲酸二丁酯2）雙酯的生成：在145~150度下單酯在催化劑NaHSO4的作用下，與丁醇反應生成雙酯水。此步反應是可逆反應，且進行很慢（平衡常數kp=2~4)。等當量的單酯與醇反應平衡時，雙酯產率為66%，為提高雙酯產率必須使醇過量，并盡可能除去反應生成的水。雙酯的生成機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，再與醇進行親電加成反應，加成物失去一個水分子和一個氫離子而得到酯。鄰苯二甲酸二丁酯不同催化劑的催化工藝的比較催化劑工藝特點工藝缺點硫酸硫酸低廉吸水性強酸性強工藝成熟產品收率高氧化性有副反應，對設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)化強酸性陽離子交換樹脂對設備腐蝕性小，不易引起副反應、價廉易得、分離操作方便、收率高、且活性強、熱穩(wěn)定性好、選擇性好但工業(yè)不成熟尚未工業(yè)化無機鹽如一水硫酸氫鈉，可重復催化、收率高、無副反應、選擇性100%但工業(yè)不成熟尚未工業(yè)化鄰苯二甲酸二丁酯生產工藝條件及影響因素1.反應溫度熱力學分析：可逆吸熱反應升高溫度能使體系平衡向右移動動力學分析：連串反應平衡常數較小提高溫度可縮短達到平衡的時間前期反應不需要催化加就可以順利進行后期從理論上講溫度越高反應速度越快，溫度每上升10度，反應速率加快2~4倍，注意反應溫度過高，越容易發(fā)生熱分解，甚至焦，使產品色澤加深，產率下降，所以反應溫度應該控制在150度以下。前期單酯化反應溫度應控制在110~125度。后期由單酯轉化為雙酯時間長，溫度應該穩(wěn)定在145~150度左右波動不易太大否則會影響產率。鄰苯二甲酸二丁酯2.原料比

熱力學分析：可逆吸熱反應R大化學平衡向正方向移動，醇可過量有利于反應進行。動力學分析：連串反應平衡常數較小，隨著R增加酯化反應速度會加快，可縮短達到平衡的時間。生成雙酯的反應為可逆反應，為使反應進行完全，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是促使向生產酯的方向進行，從而加快酯化反應速度，提高酯的產量。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。但也不能過量太多，否則分離回收的負荷及能耗增大，R=1.1左右。鄰苯二甲酸二丁酯

3.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，又可幫助生產水的蒸發(fā)，同時攪拌防止笨酐沉底加快反應速度。4.酯化壓力熱力學分析：不是氣相反應，不討論壓力對平衡的影響。動力學分析：壓力不直接影響反應速率，但影響反應系統(tǒng)的溫度。5.脫色劑為了除去副反應生產的色素物質和溫度過高出現(xiàn)的色澤，在酯化反應中加入適量的活性炭脫色。鄰苯二甲酸二丁酯

6.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。酯化反應如不用催化劑，反應進行得很慢，需要幾百小時才能完成，加入硫酸做催化劑可以大大降低反應活化能，使反應在幾小時即可完成。硫酸可溶于反應體系使酯化在均相下進行，反應條件溫和，催化效果好，但催化劑的加入量要適量。加得太多，不僅會使設備腐蝕嚴重，而且很容易形成副反應，使生產物的色澤加深，從而影響產品的質量和收率。這里我們使用的催化劑是NaHSO4鄰苯二甲酸二丁酯工藝流程圖1：單酯化反應器2：酯化反應器4：中和洗滌器3：分層器7：真空蒸餾器8、9、10：回收裝置鄰苯二甲酸二丁酯生產工藝裝置反應器型式間歇操作攪拌釜式反應器理由由間歇操作方式決定材質不銹鋼+玻璃

TDYH型精細化工多功能合成裝置鄰苯二甲酸二丁酯反應釜=使用油相加熱（油相由兩層玻璃相隔通過傳熱進行加熱）+外表是不銹鋼板材+內側有蛇形狀的換熱管（主要通冷凝水用于后期冷卻）+攪動漿（中間的軸心由電機帶動）鄰苯二甲酸二丁酯

共沸物收集器

塔頂蒸餾段

蒸餾段鄰苯二甲酸二丁酯電機控制開關軟件控制實時監(jiān)控裝置生產過程實際溫度生產過程設定溫度鄰苯二甲酸二丁酯一、酯化工序1、備料，檢查設備，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：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不凝性氣體。然后打開夾套，盤管進汽閥通蒸汽慢慢升溫，先控制汽在一個水平。

當液溫升至110℃以上時，開始沸騰（升溫約需20分鐘）。在不沖料的情況下，酯化反應在此沸騰狀態(tài)下進行，在氣相溫度94℃左右，丁醇-水共沸物經酯化釜頂進行冷凝器，經分層器分層后（醇上水下），丁醇回流入酯化釜頂部，與汽化的共沸物進行質量交換后，流入酯化釜底，重新參與酯化反應。分層后的水流入脫水罐，當液溫達到125℃時，開回流閥門，由于酯化反應過程中不斷脫水，到一定時間后，蒸出物的水量逐漸減少，液相溫度逐漸上升，當液溫達到鄰苯二甲酸二丁酯145～150℃時，反應平穩(wěn)，出水甚少，反應四小時開始每隔30分鐘取一次樣，滴定酯化液酸度。當酸度達到工藝值時，反應完畢。停止蒸汽加熱關回流閥門，開夾套冷卻水，當液溫降至80℃左右時通知中和工序進行打料。3、酯化反應操作要點：升溫平穩(wěn)，不能充料。補充酯化操作條件：一定要控制

1蒸汽壓力：夾套、盤管均為6kg/cm22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。鄰苯二甲酸二丁酯二、中和工序1、配料：稱取一定量純堿加入配堿槽，然后升溫到50～60℃。2、操作：堿液通過打堿泵打入高位計量槽，中和釜內物料要控制70±2℃（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。補充中和控制重點：1中和酸度的終點：0.03mgKOH/g-0.05mgKOH/g以下2中和后酯層中的堿水必須分凈。鄰苯二甲酸二丁酯三、脫醇工序1、開車前的準備工作，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，當塔中135℃，塔底140℃時即可進料。要求系統(tǒng)真空大于620mmHg柱。2、操作要點：a、當塔頂溫度達135℃，塔中達135～140℃，塔底140～145℃時，即可進料，進料流量控制在1200～1600L/hr，同時開活蒸汽，并控制在450～500mmHg，連續(xù)進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及時倒罐，先關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，關好原受罐上物料閥門，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。鄰苯二甲酸二丁酯c、停車、洗塔：洗塔前應將塔內物料放凈，關出料閥門，從預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，塔內通活蒸汽，煮塔2～3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，應立即關閉進料閥和活蒸汽，夾套蒸汽閥門，保持系統(tǒng)真空，待恢復正常后再進料。e、脫醇進料應盡可能保持連續(xù)進料，不要開開停停，以免影響產品質量和消耗。鄰苯二甲酸二丁酯控制要點：

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、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，進入壓濾工段。補充重點是攪拌要均勻。五、壓濾工序（三足式離心機）要點濾前對壓濾粗酯先進行壓濾循環(huán)，直至玻璃視鏡內物料呈澄明，無活性炭、雜物、沒有乳白渾濁現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)不正常應及時處理。六、成品包裝鄰苯二甲酸二丁酯工藝改進優(yōu)化投醇量的分配在試車初期我們按苯酐與丁醇質量比1∶1.5的配比一次性將丁醇投入反應釜,結果升溫速度較慢,反應初期醇回流量大,酯化系統(tǒng)起壓,而到了反應后期,回流醇很小,反應釜采樣分析酸值卻居高不下,被迫補醇,使酯化反應時間達6h以上,嚴重影響著產品產量和質量。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,不能將反釜內的水有效脫出(丁醇和水