年产5万吨邻苯二甲酸二辛酯（DOP）生产初步设计 毕业设计.docx

年产5万吨邻苯二甲酸二辛酯（DOP）生产初步设计 毕业设计.docx

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海南大学材料与化工学院

化工课程设计

说明书

题目：

年产5万吨邻苯二甲酸二辛酯（DOP）

生产车间初步工艺设计

学号:

姓名：

 XXXXXXX

年级：

学院：

 材料与化工学院

专业：

 化学工程与工艺

指导教师：

完成日期：

 2010年 12 月19日

摘要

邻苯二甲酸二辛酯,简称DOP。

分子式：

C24H38O4 是重要的通用型增塑剂，是目前国内外用量最大的增塑剂之一，广泛用于橡胶、塑料和医药工业用途广泛，在国民经济中占有十分重要的地位。

经过分析比较各种生产原料、合成工艺后，本设计工艺流程是采用串联多釜反应器连续酯化技术，催化剂是采用氧化铝与辛酸亚锡以1：

1比例复配催化剂年产5万吨邻苯二甲酸二辛酯，以满足国内需求。

本设计遵循“技术成熟，工艺先进、设备配置科学、环保安全、经济效益”等原则，在比较国内外各种先进生产方法、工艺流程和设备配置基础上，选用是从苯酐和异辛醇出发经过酯化反应、脱醇、精制得到产品的工艺路线生产邻苯二甲酸二辛酯。

设计的重点是生产工艺设计论证、工艺计算及设备设计选型，附有带控制点的工艺流程图，主要生产设备结构尺寸图，生产车间的设备配置图。

最后部分考虑环境保护和劳动安全，以达到减少“三废”排放，加强“三废”治理，确保安全生产，消除并尽可能减少工厂生产对职工的伤害。

关键词：

DOP 异辛醇 苯酐工艺设计工艺计算设备选型

Abstract

Dioctylphthalate,referredtoasDOP,MolecularFormula:

C24H38O4 .Itisimportanttogeneral-purposeplasticizerandhasbecomethelargestamountusedofplasticizertheathomeandabroad,nowitiswidelyusedinrubber,plasticsandpharmaceuticalindustry,playsanimportantroleinthenationaleconomy.Afteranalysisandcomparisonofvariousrawmaterials,synthesis,thedesignprocessistheuseofmulti-tankreactorsinseries continuousesterificationtechnology,thecatalystisaluminawitha1:

1ratioofSncatalystcompoundannualoutputof100,000tonsDioctylphthalate,tomeetdomesticdemand.

Thedesignfollowsthe"maturetechnology,advancedtechnology,equipmentconfigurationscientific,environmentalsafety,economicefficiency,"theprincipleofreciprocity. After comparingdomesticandforeignadvancedproductionmethods,processandequipmentconfiguration, thechoicesarestartingfromphthalicanhydrideandiso-octanolafteresterification,dealcohol,refinedbyproductlineproductionprocessoctylphthalate.Designforproductionprocessdesignargument,thedesignoffacilitiesandprocessselection,withaflowchartwithcontrolpoints,themainproductionequipmentandsizechart,workshopequipmentconfigurationdiagram.Thelastpartisaboutenvironmentalprotectionandlaborsafety,inordertoachievereductionofthe"threewastes"emissions,strengthenthe"threewastes"treatment,toensuresafeproductionpurposes.

Keyword:

 DOP EthylhexanolPhthalic ProcessDesign

Process Calculation EquipmentSelection

二．生产工艺流程设计与论证 ……………………………………………10

1．生产工艺选择与论证………………………………………………10

2．工艺参数的确定 ……………………………………………………11

3．产工艺流程图及其说明 ……………………………………………13

3.1DOP生产工艺流程图 …………………………………………13 

3.2 生产工艺流程说明……………………………………………13

三．工艺计算………………………………………………………………………14

1.物料衡算……………………………………………………………………14

1.1设计生产能力…………………………………………………………14

1.2二级酯化段釜1物料计算…………………………………………… 15

1.3酯化工段物料衡结果 …………………………………………………16

2．热量衡算 …………………………………………………………………17

四．主要设备设计与选型…………………………………………………………18

1．反应釜的设计与选型………………………………………………………19

1.1反应釜体积确定 ………………………………………………………19

1.2反应釜高度与底面直径 ………………………………………………20

1.3反应釜温度与压力 ……………………………………………………20

1.4反应釜壁厚度计算 ……………………………………………………21

1.5搅拌器的设计及选型 …………………………………………………22

1.5.1搅拌器型式适用条件表 ………………………………………23

1.5.2 搅拌器的选用及尺寸 …………………………………………23

1.5.3搅拌功率的计算 ………………………………………………23

1.6夹套传热面积的计算与核算 …………………………………………23

1.6.1 被搅拌液体侧的对流传热系数 ………………………………23

1.6.2夹套冷却水对流传热系数 ……………………………………24

1.6.3夹套传热面积……………………………………………………25

1.7反应釜的主要技术特性汇总 …………………………………………26

2．冷凝器的设计与选型 ………………………………………………………27

2.1选择换热器的类型 ……………………………………………………28

2.2流动空间及流速的确定 ………………………………………………28

2.3传热面积的确定 ………………………………………………………28

2.4冷凝器工艺尺寸的计算 ………………………………………………29

2.4.1管子数n的确定 …………………………………………………29

2.4.2管子的排列方式，管间距的确定 ……………………………… 30

2.4.3 壳体直径的确定 …………………………………………………30

2.4.4折流板 ………………………………………………………… 30

2.4.5接管 …………………………………………………………… 30

2.5.壳体厚度 ………………………………………………………………31

2.6换热器封头的确定 ……………………………………………………31

2.7容器法兰的选择 ………………………………………………………31

2.8开孔补强 ………………………………………………………………31

2.9支座 ……………………………………………………………………31

2.10冷凝器设计汇总 ………………………………………………………31

附图

1．带控制点的工艺流程图

2．主要生产设备结构尺寸图

3．换热器结构示意图

4．生产车间的设备配置布置图

一．总论

1．概述

1.1增塑剂DOP的性质

DOP化学名为邻苯二甲酸二异辛酯，是一个带有支链的侧链醇酯，无色油状液体，有特殊气味。

比重0.9861（20/20），熔点-55℃，沸点370 （常压），不溶于水，溶于乙醇、乙醚、矿物油等大多数有机溶剂。

与二丁酯（DBP）相比，DOP的挥发度只有DBP的1/20；与水的互溶性低，并有良好的电性能，但也有其不足点，其在热稳定性、耐迁移性、耐寒性和卫生性方面稍差。

1.2产品用途

邻苯二甲酸二辛酯是重要的通用型增塑剂，主要用于聚氯乙烯树脂的加工，还可用于化纤树脂、醋酸树脂、ABS树脂及橡胶等高聚物的加工，也可用于造漆、染料、分散剂等。

　　通用级DOP，广泛用于塑料、橡胶、油漆及乳化剂等工业中。

用其增塑的PVC 可用于制造人造革、农用薄膜、包装材料、电缆等。

　　电气级DOP，具有通用级DOP的全部性能外，还具有很好的电绝缘性能，主要用于生产电线。

　　品级DOP，主要用于生产食品包装材料。

　　医用级DOP，主要用于生产医疗卫生制品，如一次性医疗器具及医用包装材料等。

　　主要用途：

DOP是通用型增塑剂，主要用于聚氯乙烯脂的加工、还可用于化地树脂、醋酸树脂、ABS树脂及橡胶等高聚物的加工，也可用于造漆、染料、分散剂等、DOP增塑的PVC可用于制造人造革、农用薄膜、包装材料、电缆等。

1.3 DOP在国民经济中的重要性

邻苯二甲酸二辛酯（DOP）是目前使用最广泛的增塑剂，约占我国增塑剂总量45%，是重要的通用型增塑剂，任何增塑剂都是以它为基准来加以比较的，技术经济上占有绝对优势。

据有关资料报道，近年来国外增塑剂生产能力超过了6400kt／a，国内增塑剂需求增长率为8％左右，产品具有质量高、品种多、环境污染少的特点。

在石油化学工业、医药工业、轻纺工业、生物化工以及能源、交通运输行业均有广泛用途，在国民经济中占有十分重要的地位。

1.4DOP的市场需求

随着我国国民经济快速增长，增塑剂作为基础化工合成材料助剂的市场需求量将大幅提高。

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。

2．设计的目的和意义

通过本课程设计力求达到以下目的和意义：

（1）在学习掌握所学的化学工艺学、化工机械设备基础、化工原理等课程的基本理论和基础知识的基础上，通过这次课程设计，培养我们综合运用这些知识分析和解决实际问题的能力以及协作攻关的能力，训练我们使用文献资料和进行技术设计、运算的能力，提高文字和语言表达能力，为以后的学习和毕业论文（设计）打下基础。

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