邻苯二甲酸二丁酯.

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1、DBP邻苯二甲酸二丁酯的生产 目录 l产品介绍 l产品用途 l生产原理 l生产的工艺路线 l生产工艺条件及影响因素 l工艺流程图 l工艺生产装置 l产品后处理 l工艺改进 邻苯二甲酸二丁酯（Dibutyl phthalate，DBP） 增塑剂 化学式 C16H22O4 熔点 -35 沸点 340 水溶性 0.04%(25) 密度 1.0421.048 外观 无色油状液体，可燃，有芳香气味 闪 点 172 应用 塑料，橡胶中添加 安全性描述 中等毒性，眼睛或皮肤可以引起轻度的 致敏作用。 2.用途： 是塑料、合成橡胶、人造革、涂料等的常用增塑剂。 也是香料的溶剂和固定剂。又可用作卫生害虫驱避剂。

2、该 品是硝酸纤维素的优良增塑性，凝胶能力强。用于硝酸纤 维素涂料，有很好的软化作用。 稳定性、耐挠曲性、粘着性和防水性皆优。 主要用于聚氯乙烯加工，可赋于制品良好的柔软性。 此外，该品还可用作聚乙酸乙烯、醇酸树脂、乙基纤维素 以及氯丁橡胶的增塑剂、还可用于制造油漆、粘接剂、人 造革、印刷油墨、安全玻璃、赛璐珞、染料、杀虫剂、香 料溶剂、织物润滑剂等。 生产原理 因此，要优化反应，一般应注意做到以下几点。 (1)将原料中的任一种过量（一般为醇），使平衡反应尽量右 移。 (2)将反应生成的酯或水两者中任何一个及时从反应系统中除去 ，促使酯化完全，生产中，常以过量醇作溶剂与水起共沸作用，且 这种共沸

3、溶剂可以在生产过程中循环使用。 (3)酯化反应一般分两步进行，第一步生成单酯，这步反应速度 很快，但由单酯反应生成双酯的过程却很缓慢，工业上一般采用催 化剂和提高反应温度促进。最常用的催化剂是硫酸和对甲苯磺酸等 ，氢离子( H+)对酯化反应也有很好的催化作用；此外也有用磷 酸、过氯酸、萘磺酸、甲基磺酸以及铝、铁、镁、钙等氧化物与金 属盐等。 生产工艺路线选择 1.由邻苯二甲酸酐和正丁醇加热反应而制得 反应原理 酯化反应，分二步进行 1)单酯的生产：在80度时苯酐很快的溶解于丁醇中并 相互反应形成邻苯二甲酸酐。(此反应不需要催化剂即可 顺利且反应是不可逆的） 2）双酯的生成： 在145150度下

4、单酯在催化剂NaHSO4的作用下，与丁醇 反应生成双酯水。 此步反应是可逆反应，且进行很慢（平衡常数kp=24) 。 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 羊盐，增加了羧基碳正电性，再与醇进行亲电 加成反应，加成物失去一个水分子和一个氢离子而得到 酯。 不同催化剂的催化工艺的比较 催化剂剂工艺艺特点 工艺艺缺点 硫酸 硫酸低廉吸水性强酸性强工艺成熟 产品收率高 氧化性有副 反应，对设 备有腐蚀有 污染色泽 对甲苯 磺酸 具有浓硫酸的一切优点，而且无氧 化性，碳化作用

5、较弱易于保管运输 和使用 价格较高且 工艺不成熟 尚未工业化 强酸性 阳离子 交换树 脂 对设备 腐蚀性小，不易引起副反 应、价廉易得、分离操作方便、收 率高、且活性强、热稳定性好、 选择性好 但工业不成 熟 尚未工业 化 无机盐 如一水硫酸氢钠，可重复催化、收 率高、无副反应、选择性100% 但工业不成 熟 尚未工业 化 生产工艺条件及影响因素 1.反应温度 热力学分析：可逆吸热反应 升高温度能使体系平衡向右移动 动力学分析：连串反应 平衡常数较小提高温度可缩短达到平衡的 时间 前期反应不需要催化加就可以顺利进行 后期 从理论上讲 温 度越高反应速度越快，温度每上升10度，反应速率加快24倍

6、，注 意反应温度过高，越容易发生热分解，甚至焦，使产品色泽加深， 产率下降，所以反应温度应该控制在150度以下。 前期 单酯化反应 温度应控制在110125度。 后期 由单酯转化为双酯时间长，温度应该稳定在145150度 左右 波动不易太大 否则会影响产率。 2.原料比 热力学分析：可逆吸热反应 R大化学平衡向正方向移动，醇 可过量有利于反应进行。 动力学分析：连串反应 平衡常数较小，随着R增加酯化反应 速度会加快，可缩短达到平衡的时间。 生成双酯的反应为可逆反应，为使反应进行完全，必须加入 过量的醇和移除生成的水，加入过量的醇的目的有两方面：a是 促使向生产酯的方向进行，从而加快酯化反应速度

7、，提高酯的 产量。B过量的醇作为脱水剂，在常压下丁醇与水形成二元共 沸物蒸出去除去生产的水。 共沸点80度，组成62%的丁醇、38%水 重量比，冷却后利 用冷却液中丁醇与水的比重的差异将水分除去。但也不能过量 太多，否则分离回收的负荷及能耗增大，R=1.1 左右。 3.搅拌的作用 搅拌可加快笨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，又可帮助生产水的 蒸发，同时搅拌防止笨酐沉底加快反应速度。 4.酯化压力 热力学分析：不是气相反应，不讨论压力对平衡的影 响。 动力学分析：压力不直接影响反应速率，但影响反应 系统的温度。 5.脱色剂 为了除去副反应生产的色素物质和温度

8、过高出现的色 泽，在酯化反应中加入适量的活性炭脱色。 6.催化剂 催化剂：硫酸、对笨磺酸、磷酸、过氯酸、奈磺酸、 铝、铁、镁、钙等氧化物与金属盐。 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。硫酸可溶于反应体系使酯 化在均相下进行，反应条件温和，催化效果好，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，使生产物的色泽加深，从而影响产 品的质量和收率。 这里我们使用的催化剂是NaHSO4 工艺流程图 1：单酯化反应器2：酯化反应器 4：中和洗涤器3：分层器 7：真空蒸馏器8、9

9、、10：回收装置 生产工艺装置 反应器型式 间歇操作搅拌釜 式反应器 理由 由间 歇操作方式决定 材质 不锈钢+玻 璃 TDYH型精细化工多功能 合成装置 反应釜=使用油 相加热（油相由两层 玻璃相隔通过传热进 行加热）+外表是不 锈钢板材+内侧有蛇 形状的换热管（主要 通冷凝水用于后期冷 却）+搅动浆（中间 的轴心由电机带动） 共沸物收集器 塔顶蒸馏段 蒸馏段 电机控制开关 软件控制实 时监控装置 生产过程实际温度 生产过程设定温度 一、酯化工序 1、备料，检查设备，开车 2、先通入计量好的丁醇，然后投料口投苯酐，同时开搅拌，再通硫酸，最 后盖好手孔盖。 3、升温反应： u 开搅拌再打开冷凝

10、器的冷却水，打开分层器下方脱水罐放空阀，以便随 时排除体系内不凝性气体。然后打开夹套，盘管进汽阀通蒸汽慢慢升温，先 控制汽在一个水平。 u 当液温升至110以上时，开始沸腾（升温约需20分钟）。在不冲料的 情况下，酯化反应在此沸腾状态下进行，在气相温度94左右，丁醇-水共沸 物经酯化釜顶进行冷凝器，经分层器分层后（醇上水下），丁醇回流入酯化釜 顶部，与汽化的共沸物进行质量交换后，流入酯化釜底，重新参与酯化反 应。 u 分层后的水流入脱水罐，当液温达到125时，开回流阀门，由于酯化 反应过程中不断脱水，到一定时间后，蒸出物的水量逐渐减少，液相温度逐 渐上升，当液温达到 145150时，反应平稳，

11、出水甚少，反应 四小时开始每隔30分钟取一次样，滴定酯化 液酸度。 u 当酸度达到工艺值时，反应完毕。 停止蒸汽加热关回流阀门，开夹套冷却水， 当液温降至80左右时通知中和工序进行打 料。 3、酯化反应操作要点：升温平稳，不能充 料。 补充酯化操作条件：一定要控制 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。 二、中和工序 1、配料：称取一定量纯碱加入配碱槽，然后升温到50 60。 2、操作：碱液通过打碱泵打入高位计量槽，中和釜内物 料要控制702（

12、冬天高2）然后开搅拌，同时打开半 圈碱液阀门加碱中和，加完碱后搅拌，停搅拌静止，放 废碱液，同时通过中控取样，控制酸值。 3、通入一定量的水洗涤中和釜，方法同上。 补充 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。 三、脱醇工序 1、开车前的准备工作，烘脱醇塔，开夹套及盘管蒸汽阀门开系统 真空，开启冷凝器的冷却水，放净中性酯贮槽中所带酸度碱液， 当塔中135，塔底140时即可进料。要求系统真空大于 620mmHg柱。 2、操作要点： a、当塔顶温度达135，塔中达135140，塔底140145 时，即可进料，进料流量控制在

13、12001600L/hr，同时开活蒸汽 ，并控制在450500mmHg，连续进料过程中要特别注意水、 电、汽和塔釜温度。 b、蒸馏粗酯罐接满时应及时倒罐，先关闭接蒸馏酯罐上的真空 阀门，然后打开备用罐上的真空阀门，待真空度稳定后打开备用 罐上的物料阀门，关好原受罐上物料阀门，然后将已满蒸馏粗酯 罐上的放空阀门打开，将物料打入压滤贮罐。 c、停车、洗塔：洗塔前应将塔内物料放净，关 出料阀门，从预热器放净口加水和液碱，要将 塔装满（通过去头罐可看出）。然后夹套通蒸 汽，塔内通活蒸汽，煮塔23小时停汽将洗塔 放出，再用自来水冲洗至干净。 d、临时停车，因停水、停电等原因造成临时 停车时，应立即关闭进

14、料阀和活蒸汽，夹套蒸 汽阀门，保持系统真空，待恢复正常后再进 料。 e、脱醇进料应尽可能保持连续进料，不要开 开停停，以免影响产品质量和消耗。 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）。 四、脱色工序 将脱醇后的 二丁酯通入脱色釜，开搅拌，投入一定量的活性炭 ，搅拌10min后，进入压滤工段。 补充 重点是搅拌要均匀。 五、压滤工序（三足式离心机） 要点 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。 六、成品包装 工艺改进 优化投

15、醇量的分配 在试车初期我们按苯酐与丁醇质量比 11 .5 的 配比一次性将丁醇投入反应釜 ,结果升温速度较慢 ,反应初期醇回流量大 ,酯化系统起压,而到了反应 后期,回流醇很小, 反应釜采样分析酸值却居高不 下 ,被迫补醇, 使酯化反应时间达 6 h 以上 ,严重 影响着产品产量和质量。因为醇一次性加入, 使得 前期醇过量程度较大, 醇蒸发气化需要大量的热, 所以升温较慢 ,后期醇的过量程度变小 ,使得回流 较小甚至无回流 ,不能将反釜内的水有效脱出(丁 醇和水形成共沸物), 势必造成反应时间延长 。 催化剂计量方式的改造 催化剂的加入原来是靠计量泵直接打入反应釜,加入催 化剂的多少将直接影响到反应时间的长短和产品质量的好 坏 。为了计量的准确性, 计量泵的流量和调节冲程之间 的对应关系必须经常标定 。为了减少人为和机械因素对 计量的影响, 在反应釜的上部增加一个固定容量的催化剂 计量罐, 投料前先打至溢流后停泵, 投料时一次性放入反 应釜 ,既节省了加料时间,又保证了计量的准确 。