年产1000吨邻苯二甲酸二辛酯工艺设计-应用化学本科毕业论文.doc

1、 本科毕业设计 (论文 ) 题目 : 年产 1000 吨邻苯二甲酸二辛 酯工艺设计 学院名称 化学与制药工程学院 专业班级 应化 13-1 学生姓名 廖良衍 （ 201304021033） 导师姓名 段洪东 2017 年 5 月 18 日 年产 1000 吨 邻苯二甲酸二辛 酯工艺设计 作 者 姓 名 廖良衍 专 业 应化 13-1 指导教师姓名 段洪东 专业技术职务 教授 齐鲁工业大学本科毕业设计（论文）原创性声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。设计（ 论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中加以说明，除此之外，

2、本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 齐鲁工业大学关于毕业设计（论文）使用授权的说明 本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留、送交设计（论文）的复印件，允许设计（论文）被查阅和借阅，学校可以公布设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计（论文 ）。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 导 师 签 名： 日期： 年 月 日 齐鲁工业大学 2017 届本科毕业设

3、计 i 目 录 摘 要 . 1 ABSTRACT . 1 第一章 绪论 . 3 1.1 概述 . 3 1.2 设计的目的 . 4 1.3.1 设计依据 . 4 1.3.2 设计原则 . 4 1.4 DOP 生产能力 . 4 第二章 生产工艺与反应原理 . 5 2.1 生产工艺 . 5 2.2 反应原理 . 6 2.2.1 酯化原理 . 6 2.2.2 中和水洗原理 . 7 2.2.3 脱醇原理 . 8 2.2.4 精制原理 . 8 第三章 主要原料 . 8 3.1 苯酐 . 8 3.2 辛醇 . 8 3.3 硫酸 . 9 第四章 物料衡算 . 9 齐鲁工业大学 2017 届本科毕业设计 ii

4、4.1 酯化阶段 . 9 4.2 中和水洗阶段 .10 4.3 脱醇阶段 .10 4.4 精制阶段 . 11 第五章 能量衡算 . 11 5.1 酯化阶段 . 11 5.1.1 Q1计算 .12 5.1.2 Q2计算 .13 5.1.3 Q3计算 .13 5.1.4 Q4计算 .15 5.1.5 Q5计算 .15 5.2 脱醇阶 段 .16 5.2.1 Q6计算 .16 5.2.2 Q7计算 .17 5.3 精制阶段 .18 第六章 主要设备设计及选型 . 18 6.1 反应釜的设计及选型 .18 6.1.1 反应釜体积 .19 6.1.2 反应釜高度与底面内径 .19 6.1.3 反应釜厚度

5、 .20 6.1.4 反应釜夹套 .21 6.1.5 搅拌装置 .22 齐鲁工业大学 2017 届本科毕业设计 iii 6.2 换热器的设计及选型 .22 6.3 主要设备一览表 .23 第 七章 消耗定额及成本估算 . 25 7.1 消耗定额 .25 7.2 成本估算 .25 第八章 工艺设计的全局性问题 . 26 8.1 厂址选择 .26 8.2 总图布置 .26 8.3 环境保护 .27 8.4 生产安全 .28 8.5 自动控制 .28 8.6 其他 .28 第九章 工作制度 . 28 9.1 工作制度 .28 9.2 处罚制度 .29 第十章 操作指标 . 30 参考文献 . 31

6、致谢 . 32 附图 1.首页图 -1 张 2.工艺流程图 -1 张 3.主要生产设备 (酯化 釜 )结构尺寸图 -1 张 齐鲁工业大学 2017 届本科毕业设计 iv 4.生产车间的设备 立面 布置图 -1 张 5.生产车间的设备 平面 布置图 -1 张 6.厂区 布置图 -1 张 齐鲁工业大学 2017 届本科毕业设计 1 摘 要 增塑剂是一种典型的高分子助剂，广泛应用于塑料、化妆品、医疗器械和电缆等产品中，其种类大约有 500 多种，邻苯二甲酸酯类约 占增塑剂总量的 4/5，色浅、耐低温，典型的有邻苯二甲酸二辛脂。该类增塑剂 在使用过程会释放至环境中，从而造成土壤、水源等污染，进而危害人

7、体健康。 随着对环保和安全问题的重视，日本、美国、欧盟等相继出台相关禁止或限制邻苯二甲酸酯类增塑剂的规定和法律。 柠檬酸三丁酯等环保型增塑剂作为理想的 DOP 代替品 ,极大程度减轻对环境和人类的危害， 研究开发环保安全型增塑剂是行业可持续发展的趋势。 本文主要介绍了 DOP 的生产工艺和工艺的选择、产品的开发、生产及材料和能源的计算过程 , 主要设备的设计选型、产品的经济效益、设备选 型等。在设计中 , 确定了主要的工艺条件 , 并对设备进行了合理的设计和选型 。 关键词： 增塑剂 工艺 DOP 设计 酸催化 ABSTRACT Plasticizer is a typical polymer

8、 additives, widely used in plastics, cosmetics, medical devices and cables products. There are more than 500 kinds of plasticizers， Phthalate plasticizers accounted for 80% of the total amount of plasticizers. It has the characteristics of light color and low temperature resistance. The Plasticizers

9、 will transfer to the environment, causing soil, water pollution and human health, With the emphasis on environmental and safety issues, such as Japan, the United States, the European Union enacted prohibition or limitation of phthalate ester plasticizer of rules and laws. Three citric acid butyl en

10、vironmental friendly plasticizer as the ideal substitute of DOP, greatly reduce the harm to the environment and human, research and development of environmental protection and safety-type plasticizers are sustainable development trends in the industry. This paper mainly introduces the phthalic acid

11、ester (DOP) essien two of the production process and process of choice, product development, production and material 齐鲁工业大学 2017 届本科毕业设计 2 and energy in the process of calculation, the main equipment design selection of equipment, the product of the economic benefits, selection of equipment. In the

12、design, the main technological conditions are determined, and the reasonable design and selection of equipment. Key word: plasticizer; technology; DOP; design; acid catalysis 齐鲁工业大学 2017 届本科毕业设计 3 第一章 绪论 1.1 概述 增塑剂作为一种高分子助剂，添加到聚合物体系中能增加体系的塑性，改善体系柔软性和可加工性。其作用机 理是减弱聚合物分子间的范德华力，降低分子链的结晶性，从而改变聚合物的硬度和软化温

13、度，延长产品的寿命等 1。增塑剂的相对分子质量与挥发性和增塑性成反比，相对分子质量越大，加工会变得困难。 增塑剂种类多达数百种， 以 邻苯二甲酸二辛 酯 为代表的邻苯二甲酸酯类增塑剂应用尤为广泛 ，邻苯二甲酸二辛酯 （ DOP）是一种有机酯类化合物， 可用于聚氯乙烯树脂、染料、薄膜、电缆等产品 。 邻苯二甲酸二辛 酯 主要性质见 表 1.1。 表 1.1 邻苯二甲酸二辛酯主要性质 分子结构式 性 质 参数 比重 0.9861（ 20/20） 熔点 -50 沸点 386 (常压 ) 溶解性 不溶于水，溶于大多数有机溶剂 除此之外，邻苯二甲酸二辛 酯 还有很强的溶解性 、 良好的成膜性、增塑性 、

14、低温柔软性、电器性能及对热与光的抵抗性粘着性和防水性，低挥发、 低抽出等 2诸多性能，广泛应用于 化妆品、汽车装饰材料、电线等 各个领域或产品中， 尤其在 PVC 制品中使用最广。 因 DOP 综合性能 良好 和 低价格，在增塑剂行业 占有不可忽视的 地位。 我国的增塑剂生产始于建国初期，虽然起步较晚，但发展速度快，中国已成为最大的增塑剂市场。增塑剂的产能在 2008 年至 2016 年由 185 万吨 /年上升至 758 万吨 /年，目前，邻苯二甲酸酯类增塑剂的有效产能约为 258 万吨，其中，华东、华南和山东地区分别占 40.7%、 16.3%、 23.3%。近年来，随着人们环保意识和安全意识的增强，增塑剂的环保问题和安全问题成为其发展受阻的因素， 邻苯二甲酸酯类化合物在使用中会向环境释放，造成环境污染， 过量的邻苯二甲酸酯类增塑剂 也 会损坏人类的肝脏和肾脏，干扰内分泌，可能会导致男性生殖问题、性早熟 。 邻苯类增塑剂在欧盟 已 被