邻苯二甲酸二丁酯生产原理操作规程

1邻苯二甲酸二丁酯生产原理、操作规程1、酯化反应，分二步进行⑴单酯的生成：在115℃时苯酐很快的溶解于丁醇中并相互反应形成邻苯二甲酸单丁酯。115～130℃C8H4O3（苯酐）+C4H9OH邻苯二甲酸单丁酯加热此反应不需要催化剂即可顺利进行且反应是不可逆的。⑵双酯的生成：在145～150℃下单酯在催化剂硫酸的作用下，与丁醇反应生成双酯和水。145～150℃邻苯二甲酸单丁酯+C4H9OH邻苯二甲酸双丁酯+H2OH2SO4此步反应是可逆反应，且进行很慢（平衡常数Kp=2～4）。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）生成钅羊盐，增加了羧基碳原子的正电性，再与醇进行亲核加成反应，加成物失去一水分子和一个氢离子而得酯。⑶为了使双酯生成反应速度加快和使反应进行尽可能的完全，在酯化反应过程中应采取以下措施。a、催化剂及其用量：酯化反应如不用催化剂，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，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，使生成物的色泽加深，从而影响产品的质量和收率。b、醇的过量与脱水：生成双酯的反应为可逆平衡反应，为使反应进行完全，必须加入过量的醇和移除生成的水，加入过量的醇目的有两方面：①是促使向生成酯的方向进行，从而加快酯化反应速度，提高酯的产量。②是过量的醇作脱水剂，在常压下丁醇与水形成二元共沸物蒸出以除去生成的水。共沸点为92.4℃，组成：62%（丁醇），38%（水）重量比，冷却后利用冷液中丁醇与水的比重的差异将水分除去。c、反应温度的控制：从理论上讲，反应温度越高，反应速度越快，温度每上升10℃，反应速度提高2～4倍，但反应温度过高则会发生过热分解，甚至焦化，使产品色泽加深，收率下降，因此反应温度要控制在150℃以下。d、搅拌的作用：搅拌可加快苯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，又可帮助生成水的蒸出，同时搅拌防止苯酐沉底，加快反应速度。⑷酯化反应的副反应：酯化反应中主要副反应是生成丁醚，造成产品内在质量下降。为了避免这些副反应的发生，首先要避免丁醇和浓硫酸的直接接触，为此可该用稀硫酸（一般浓度为30～50%）较为合适，为提高和稳定产品的质量，可使用非酸性催化剂（如：铝酸盐，氧化亚锡，钛酸四丁酯）。为了除去副反应生成的色素物质，在酯化反应中加入适量的活性炭（一般为0.1%）脱色。2、中和反应2酯化合成的粗酯中，含有一定的酸度，这些酸度主要由：未反应的催化剂硫酸，苯酐，单丁酯构成，加纯碱中和除去。中和反应中的副反应：a、水解，在碱、酸的存在下，生成的二丁酯会发生水解，为了避免水解反应，中和后应尽快把酯，碱分离。b、皂化，酯的碱性水解，最后生成羧酸钠盐，中和温度高，碱液浓度大，碱过量都会发生皂化反应，皂化后会影响过滤速度，产品质量与收率，所以应尽量避免造化反应的发生。c、乳化，两个互不相溶的液体，在乳化剂的存在下经过激烈的搅拌，一种液体在另一种中分散成细小颗粒，形成乳状液的过程，称之为乳化。皂化所生成的钠盐恰是乳化剂，发生乳化后会严重影响收率，而且给以后的处理带来极大的困难（成品混浊，不易过滤）所以中和反应时应严格控制温度及碱液浓度，避免低温操作和剧烈搅拌，避免碱液浓度过高。中和反应控制条件：⑴碱液浓度和碱液用量碱浓度以4%（比重1.03，25℃）左右为宜，碱用量以为苯酐量的3%为宜。⑵中和温度从理论上讲，酸，碱中和与反应温度关系不大，但由于温度越低，粘度大，不利反应，也不分层，引起乳化，70～75℃为宜。⑶搅拌的作用60转/分为宜。⑷酯化终点酸度若酯化终点超过2mgKOH/g，说明酯化反应进行的不完全，有单酯的存在，此时中和，不但需要增加碱的用量，而且单酯与碱液反应生成钠盐溶于水，将分层的水淌出。⑸酯的浓度若酯的浓度大（说明含醇少）粗酯与碱液的比重差异很少，则很易发生乳化现象，造成分层困难，在正常情况下，粗酯的比重应在0.95左右。邻苯二甲酸二丁酯操作规程前言：化工产品的生产属高温高压、易爆易燃、有毒有害，而苯二甲酸二丁酯的生产是由邻苯二甲酸酐和正丁醇在硫酸催化剂存在下而成的，其所用原料属于有腐蚀、有毒和易爆品，其生产车间属于乙级防爆。作为生产人员必须时刻时刻注意，警钟长鸣，防患于未然，做到进门不吸烟，吸烟不进门，牢固树立安全第一的思想。苯二甲酸二丁酯生产经酯化、中和、脱醇、压滤四道工序，其反应采用醇过量下进行，为了降低消耗，提高收率特设回收工序。苯二甲酸二丁酯主要用于聚氯乙烯增塑剂，详细介绍如下：一、产品介绍产品名称：邻苯二甲酸二丁酯（简称二丁酯）符号：DBP执行标准代号：GB11405-89标准（技术指标）二、原料规格原材料质量好坏是直接影响该原料产出的产品质量的关键所在，因此对所进的原材料也应该执行国家标准，否则是生产不出国标产品的。1邻苯二甲酸酐（简称苯干），按国标GB15336-2006。32.正丁醇按HG2-1138-77标准验收。3.硫酸按GB534-65指标执行。4.纯碱应符合GB210-65标准。5.活性炭按302型药用炭标准的酸碱度和吸着力验收。三、生产工艺流程：一.生产工艺流程示意图：苯干丁醇5%减压活性炭回收醇硫酸二.生产操作：1.酯化工序：本工艺系间歇法生产，反应在有夹套蒸汽和内装盘管蒸汽双层加热的不锈钢反应釜中，在搅拌下进行酯化反应的。2.实际投料量：试产时投料量最高投料量投回收醇的投料量苯干550kg650kg700kg650kg丁醇825kg975kg1050kg650kg硫酸4kg4.5kg5.3kg5.3kg活性炭4kg4kg5kg5kg回收醇410kg（按80%折算）3.操作方法：○1投料前先检查酯化系统所有管道的阀门是否关好完善，并记录其完好程度○2所有原料辅料，凭化验单进行外观检查，合格后按投料比备料，经班长或第二者核对无误后方可投料，空的包装容器一定要抖净。○3丁醇放入1/3后再投苯干，并一并投入，投完后略加搅拌，在刚停搅拌釜内还带有波浪时趁此将事先准备好的硫酸及丁醇混合好的活性炭一一倒入投料釜，全部投完后密封釜盖加热进行搅拌，待液温达60℃时开启冷凝器冷却水。切记勿忘打开受水罐放空阀门。○4待液温达70℃并控制气压使其缓缓加热防止冲料带走丁醇以达到正常回流，进入正常操作阶段。○5回流初期观察U形管视镜入塔流量及排水视镜水的分层排水大小情况并及时将水排至酯化中和脱醇成品DBP压滤废水回收炭渣回收4低沸罐内，这时液温也应逐步上升，气压由小逐步加大，不得猛开以防冲料。○6正常回流后每半小时记录一次温度，并勤开搅拌以防结底，勤排废气，反应两小时后液温应在130℃左右，2.5小时取样测酸，以后每半小时测酸一次（在测酸前10分钟开启搅拌，取样后即停）。○7酯化酸值降至2mgKOH/g以下，无排水现象，如酸值下降慢，甚至不下降，可视为反应终止，关闭加热阀，排除余气，进冷却水冷锅，液温降至100℃以后在搅拌下拉入中和釜，直至酯化物料真正完全拉完，关冷却水。做出详细酯化记录一并交中和工序，方为完成酯化工作，准备进行下一釜投料。4.酯化操作条件：○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。5.酯化岗位的责任：○1备投苯干、丁醇、硫酸、活性炭的计量，核对选择，鉴定其外观，取样测酸，负责全面操作。○2负责放酯化排水罐内酯化水至回收釜，及回收醇通过计量投入酯化釜，清扫本岗位卫生。○3酯化做到气压稳定塔不冲料，釜不结底管道通畅，不缺冷却水，温度正常生产出酸值低，色泽好的粗酯，并处理好酯化期间的一切不正常现象，做好本岗位设备的卫生与保养，有完好的记录。酯化岗位是很重要的工作，做的不好会直接影响到中和难分层，不好压滤，酸值返酸甚至冷后酯液浑浊等一系列问题，所以从事酯化岗位的人责任感要强要认真负责，酯化终止不得随意从事，马虎不得，一釜料的价值是可观的，千万不能出责任事故。Ⅱ.中和工序：中和的目的主要是将未反应完的苯干所生成的苯甲酸和催化剂硫酸除去而能得到合格的粗酯。1.操作要点：○1中和温度：a.中和釜内粗酯温度70-80度（冬季可达85℃左右）b.碱液温度50-60℃5○2碱液浓度5%左右：根据酯化投料总量与结束时酸值确定加碱量和加水量，结束酸值高加碱就需要多，碱多加水也得多，方能配成碱浓度5%左右。○3加碱搅拌时间40分钟，时间长易水解皂化，时间短中和效果差。○4静置时间一小时，否则分层效果不好（静置维持65℃）。2.中和控制重点：○1中和酸度的终点：0.03mgKOH/g-0.05mgKOH/g以下○2中和后酯层中的碱水必须分净。3.中和岗位的责任制：○1鉴定水质、配制碱水、放水，处理回收罐，负责生产出合格的粗酯，处理不分层等不正常问题。○2做到碱液浓度适当，温度适中，不皂化，碱废水放净，去向清楚。○3放水时酯层和碱水中间层必须放净，又不得将酯带走，要确保粗酯数量在98%以上。○4取样测酸，清洗化验器皿，制备脱醇用活性炭，配合酯化投料回收清扫本岗位物料和卫生，做好生产记录。4.中和原理：COOC4H9COOC4H9○12+Na2CO32+CO2+H2O(中和苯甲酸）COOHCOONa○2.H2SO4+Na2CO3Na2SO4+H2O+CO2（中和硫酸）Ⅲ.脱醇工序：由于酯化是采取醇过量反应，所以不应该将这部分过量的醇代入成品，影响质量，因此按共沸点的原理以冲醇的办法把过量的醇拿出来，以便保证产品质量。1.操作条件：○1.真空度：700mmHg以上。○2.夹套蒸汽压力：4-6Kg/cm2。○3.液相温度：135℃左右，最高不超140℃，最好在137℃。○4.脱醇时间：2小时左右，其中冲直接蒸汽0.5小时左右。2.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（回收醇投料可高一点）。3.操作方法：○1.脱醇釜进料前先检查本岗位所有管道阀门的关闸情况，打开冷凝器的冷却水后再开真空泵将中和合格的粗酯拉人脱醇釜。○2.料进完后即开蒸汽加热阀，并开启搅拌抽入事先计算好的活性炭。○3.加热至液温120℃而气相停止不升，脱醇视镜内流量小，可开启直接蒸汽进行冲醇，冲醇前先将视镜内余水排净，要小心冲汽不得一次开大，要经常观察流量，保持稳6定，不得冲的过大将酯带出，液温不得超过137℃，真空度保持在680mmHg，并应逐渐上升，冲20分钟后应时刻注意观察视镜醇层增减情况，直至多次观察无醇层增加方可结束冲醇，关闭冲醇阀，再加热5分钟后气相温度下降液温不超过140℃，关加热阀，打开排气阀并进冷却水冷锅，取样测酸值与闪点。○4.每批脱醇时间应在2.5小时左右，结束酸值小于0.1mgKOH/g，闪点大于160℃○5.冷锅时应进行搅拌，冷却液温80-90℃，进行压滤。4.脱醇岗位责任制○1.负责生产出闪点、酸值、色泽均合格的粗酯，脱醇后有条件应做闪点、酸值的测定。○2.脱醇回收罐内下层的水应放至回收釜（注意不得太满，占釜80%），好的回收醇待投酯化料时经计量投入酯化釜，并配合酯化投料及压滤等工作，做好本岗位记录和卫生工作，处理不正常现象。○3.备抽活性炭，冲醇平稳不带酯，温度适度不返酸，不缺冷却水。Ⅳ.压滤工序压滤是整个生产最后一道工序，也是前几道工序劳动结晶的结果，所以本工序特别重要，必须认真操作不得马虎，一二级品分级存放不可混装。1.操作条件：压滤温度80-90℃，不超过90℃，压滤压力3Kg/cm2以下。2.操作方法：压滤前做好一切准备工作，滤机必须完好，滤纸滤布应装好、装正、孔眼不偏不斜，压滤机丝杆顶紧、不松不漏。3.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。4.成品压入的桶或罐