年產(chǎn)7200鄰苯二甲酸二丁酯畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）是廣泛用于塑料加工業(yè)中的一種良好的增塑劑。DBP生產(chǎn)工藝主要有三種：間歇法，半連續(xù)法和連續(xù)法。本設(shè)計采用半連續(xù)法生產(chǎn)工藝，用鄰苯二甲酸酐和正丁醇進行酯化反應(yīng)，以硫酸作為催化劑，生產(chǎn)工藝包括酯化、中和水洗、脫醇、脫色過濾、廢水處理等五個主要過程。本設(shè)計說明書主要介紹了生產(chǎn)工藝的選擇與確定，物料和能量衡算

2、，主體設(shè)備的選型與計算、廠址的選擇及廠房布置、以及環(huán)境保護與勞動安全。</p><p>　　關(guān)鍵詞：鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）；苯酐；酯化反應(yīng)；工藝設(shè)計</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Dibutyl phthalate (DBP) is widely used in plastics processi

3、ng industry as a good plasticizer. There are three main processes production of DBP: intermittent, semi-continuous process and continuous process. This design uses the semi-continuous process, with ophthalmic anhydride a

4、nd n-butanes for etherification to sulfuric acid as a catalyst. Its production processes including five main processes: etherification, neutralization and washed, alcohol, filtering and bleaching, and wastewater treatmen

5、t</p><p>　　Key Words: Dibutyl Phthalate(DBP); Phthalic Anhydride;Esterification Reaction; Process Design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 概述1</b></p&g

6、t;<p>　　1.1 鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）的結(jié)構(gòu)與性能1</p><p>　　1.2 增塑劑的發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.3 產(chǎn)品需求2</p><p>　　1.3.1 PVC行業(yè)基本情況2</p><p>　　1.3.2 DBP國內(nèi)外需求情況2</p><p>　　第二章

7、 工藝流程的選擇4</p><p>　　2.1 生產(chǎn)工藝的確定4</p><p>　　2.1.1 DBP的合成原理4</p><p>　　2.2 催化劑的選擇4</p><p>　　2.2.1 對甲苯磺酸催化合成鄰苯二甲酸二丁酯5</p><p>　　2.2.2 樹脂催化合成鄰苯二甲酸二丁酯5<

8、/p><p>　　2.2.3 無機鹽催化合成鄰苯二甲酸二丁酯5</p><p>　　2.2.4 雜多酸催化合成鄰苯二甲酸二丁酯6</p><p>　　2.2.5 相轉(zhuǎn)移催化合成鄰苯二甲酸二丁酯6</p><p>　　2.2.6 催化劑的確定6</p><p>　　2.3 工藝流程的確定7</p>&

9、lt;p>　　2.3.1 生產(chǎn)工藝的對比與選擇7</p><p>　　2.3.2 工藝流程的確定8</p><p>　　2.3.3 工藝流程介紹9</p><p>　　第三章 原料與產(chǎn)品指標11</p><p>　　3.1 原材料的供應(yīng)與指標11</p><p>　　3.1.1 鄰苯二甲酸酐11&

10、lt;/p><p>　　3.1.2 正丁醇11</p><p>　　3.1.3 輔助材料的供應(yīng)11</p><p>　　3.2 產(chǎn)品標準及技術(shù)參數(shù)11</p><p>　　第四章 物料衡算13</p><p>　　4.1 反應(yīng)釜（R0201）14</p><p>　　4.2 調(diào)配罐（V

11、0202）16</p><p>　　4.3 粗酯罐（V0203）16</p><p>　　4.4 水洗釜（V0204）16</p><p>　　4.5 蒸餾塔（R0202）17</p><p>　　4.6 過濾器（X0201）18</p><p>　　4.7 分水罐（V0205）19</p>

12、<p>　　4.8 全裝置物料衡算20</p><p>　　4.8.1 全裝置物料平衡計算20</p><p>　　4.8.2 全裝置物料平衡表20</p><p>　　第五章 能量衡算22</p><p>　　5.1 反應(yīng)釜（R0201）22</p><p>　　5.1.1 物料吸熱22<

13、;/p><p>　　5.1.2 反應(yīng)熱22</p><p>　　5.1.3 反應(yīng)釜總吸熱24</p><p>　　5.1.4 熱載體供熱24</p><p>　　5.2 水洗釜（V0204）24</p><p>　　5.2.1 熱量衡算24</p><p>　　5.2.2 冷卻水用量24

14、</p><p>　　5.3 蒸餾塔（R0202）25</p><p>　　5.3.1 物料吸熱25</p><p>　　5.3.2 蒸餾塔總吸熱25</p><p>　　5.3.3 加熱蒸汽供熱26</p><p>　　5.3.4 冷凝器冷卻水的用量26</p><p>　　5.3.

15、5 冷卻水用量26</p><p>　　5.4 全裝置熱量平衡27</p><p>　　第六章 主要設(shè)備的相關(guān)計算及選型28</p><p>　　6.1 攪拌反應(yīng)釜28</p><p>　　6.1.1 反應(yīng)釜體積28</p><p>　　6.1.2 反應(yīng)釜直徑和高度28</p><p&

16、gt;　　6.1.3 壁厚29</p><p>　　6.1.4 夾套29</p><p>　　6.1.5 攪拌器設(shè)計選型30</p><p>　　6.1.6 攪拌軸設(shè)計31</p><p>　　6.1.7 傳動裝置32</p><p>　　6.1.8 反應(yīng)釜傳熱計算33</p><p&g

17、t;　　6.2 水洗釜35</p><p>　　6.2.1 水洗釜體積35</p><p>　　6.2.2 水洗釜直徑和高度35</p><p>　　6.2.3 壁厚36</p><p>　　6.2.4 傳動裝置36</p><p>　　6.3 過濾器37</p><p>　　6.4

18、 其它設(shè)備37</p><p>　　6.4.1 正丁醇原料儲罐37</p><p>　　6.4.2 正丁醇計量罐38</p><p>　　6.4.3 攪拌配料罐38</p><p>　　6.4.4 分液罐38</p><p>　　6.4.5 混合氣體（水、正丁醇）冷凝器38</p><p

19、>　　6.5.6 DBP產(chǎn)品冷凝器39</p><p>　　6.4.7 正丁醇進料泵39</p><p>　　6.4.8 聯(lián)苯輸送泵39</p><p>　　6.4.9 料液輸送泵40</p><p>　　6.6 主設(shè)備一覽表41</p><p>　　第七章 廠址的選擇及廠區(qū)布置44</p&

20、gt;<p>　　7.1 廠址選擇44</p><p>　　7.1.1廠址的選擇原則44</p><p>　　7.1.2廠址的選擇44</p><p>　　7.2 廠房布置46</p><p>　　7.2.1總圖布置的選擇原則46</p><p>　　7.2.2 車間平面布置說明46</

21、p><p>　　第八章 環(huán)境保護與勞動安全47</p><p>　　8.1 項目擬采用的環(huán)境保護標準47</p><p>　　8.2 環(huán)保措施47</p><p>　　8.3 污染物的排放及處理47</p><p>　　8.3.1 廢渣的來源47</p><p>　　8.3.2 廢渣的處

22、理措施48</p><p>　　8.3.3 廢水與廢氣48</p><p>　　8.3.4 噪聲控制48</p><p>　　8.4 安全管理48</p><p>　　8.5 消防措施和管理48</p><p>　　8.5.1 消防措施48</p><p>　　8.5.2 消防管理

23、49</p><p><b>　　參考文獻50</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　1.1 鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）的結(jié)構(gòu)與性能</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　DBP名為鄰苯二

24、甲酸二丁酯[1]，分子式為C16H22O4，相對分子質(zhì)量為278，結(jié)構(gòu)式為： </p><p><b>　?。?）性能</b></p><p>　　成品鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）是無色透明液體，可燃，具有芳香氣味。凝固點-35 ℃（238 K），沸點340 ℃（613 K），著火點202℃，蒸氣壓1.3Pa（20℃），密度（20℃）：1.05 g/cm3，折光指數(shù)1.

25、4900，閃點157℃（閉杯）。</p><p>　　鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）是產(chǎn)量和用量最大的通用型增塑劑之一，主要用于聚氯乙烯、纖維素、樹脂等的生產(chǎn)，具有色澤淺、毒性低、耐低溫、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點；同時，DBP可溶于醇、醚、苯等多種有機溶劑，可用作膠粘劑和油墨添加劑或殺蟲劑，亦可用于合成橡膠、醋酸纖維等合成材料做軟化劑，用途非常廣泛，市場需求量大。</p><p>　　鄰苯二甲酸二丁

26、酯對多種樹脂具有很強溶解力。主要用于聚氯乙烯加工，可賦于制品良好的柔軟性。由于其相對價廉且加工性好，在國內(nèi)使用非常廣泛，幾與DOP相當(dāng)。但揮發(fā)性和水抽出性較大，因此制品耐久性差。該品是硝酸纖維素的優(yōu)良增塑劑，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)。此外，該品還可用作聚乙酸乙烯、醇酸樹脂、乙基纖維素、氯丁橡膠以及丁腈橡膠的增塑劑、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、

27、染料、殺蟲劑、香料溶劑、織物潤滑劑等。</p><p>　　最新的研究結(jié)果表明，DBP在培養(yǎng)基上能抑制HL-60細胞的生長，是一種具有抗癌功能的試劑。</p><p>　　1.2 增塑劑的發(fā)展趨勢</p><p>　　中國塑料制品行業(yè)已連續(xù)十余年保持良好的發(fā)展態(tài)勢[2]，實現(xiàn)了穩(wěn)定健康的發(fā)展，而增塑劑是現(xiàn)代塑料工業(yè)最大的助劑品種，同時，它也是世界產(chǎn)量與消費量最大的

28、塑料助劑之一。目前，全球塑料助劑的用量估計約為1000萬噸/年，其中增塑劑占塑料助劑總產(chǎn)量的比例約為60%。目前增塑劑行業(yè)的發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面：</p><p>　　1、生產(chǎn)方面，主增塑劑如DOP、DBP等趨于連續(xù)化大生產(chǎn)，而特殊增塑劑趨于多品種、小批量間歇生產(chǎn)。</p><p>　　2、產(chǎn)品方面，傳統(tǒng)的、廉價的但安全風(fēng)險較大的鄰苯二甲酸酯類增塑劑逐漸被新型的、安全性相對較高的DO

29、TP(對苯二甲酸二辛酯)、偏苯三酸類增塑劑所取代，這一趨勢在國外市場表現(xiàn)顯著，而在國內(nèi)由于價格等其它因素，鄰苯二甲酸酯類增塑劑如DOP、DBP等仍將被大量使用。</p><p>　　3、我國增塑劑行業(yè)經(jīng)過幾十年發(fā)展，已經(jīng)形成一定的規(guī)模。目前，我國從事塑料助劑生產(chǎn)的企業(yè)已有約1000家，但正向規(guī)模化、集約化的方向進行結(jié)構(gòu)調(diào)整。</p><p>　　4、增塑劑生產(chǎn)趨勢向大型化、連續(xù)化、微機控制

30、化發(fā)展，單套生產(chǎn)能力已經(jīng)達到 10 萬噸/年以上。多品種系列化生產(chǎn)具有適應(yīng)市場能力強、生產(chǎn)靈活性大的特點，以滿足不同塑料加工制品對特殊功能增塑劑品種的需求。</p><p><b>　　1.3 產(chǎn)品需求</b></p><p>　　1.3.1 PVC行業(yè)基本情況</p><p>　　聚氯乙烯(PVC)是一類性價比優(yōu)異、用途廣泛的高分子合成材料

31、，是世界上最早工業(yè)生產(chǎn)化的樹脂品種之一，也是五大通用型合成塑料之一。它具有良好的物理及力學(xué)性能，目前全球使用量在各種合成材料中高居第二。</p><p>　　2008-2014年，全球聚氯乙烯（PVC）的市場需求[3]以年均4%的速度快速增長，尤其是一些發(fā)展中國家，基于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迫切需求，市場需求呈現(xiàn)迅猛增長的態(tài)勢。作為一個發(fā)展中的國家，我國聚氯乙烯樹脂需求也將保持快速增長，特別是在建材方面，近年來正處于高速

32、增長期。隨著我國市場國際化的步伐加大，聚氯乙烯樹脂包裝材料和管材在水泥、化肥、糧食、食品、飲料、藥品、洗滌劑、化妝品等領(lǐng)域都將有廣闊的發(fā)展空間，其需求量會有大幅度增長；另外，汽車、通訊、交通等領(lǐng)域?qū)勐纫蚁渲男枨笠渤矢咚僭鲩L，我國的聚氯乙烯樹脂工業(yè)仍有較大的發(fā)展空間。</p><p>　　1.3.2 DBP國內(nèi)外需求情況</p><p>　　我國增塑劑行業(yè)經(jīng)過幾十年發(fā)展，已經(jīng)形成一定的

33、規(guī)模，目前是亞洲增塑劑生產(chǎn)和消費最大的國家。其中，鄰苯二甲酸酯類增塑劑常用作PVC生產(chǎn)中的主增塑劑，用量占增塑劑總量80%的壟斷地位。鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）與PVC相容性好，塑化效率高，毒性很小，是PVC樹脂很重要的主增塑劑之一，隨著PVC等產(chǎn)品的大量生產(chǎn)，DBP增塑劑的需求量必然大幅增長。</p><p>　　DBP的用途[4]主要包括：</p><p>　?。?）大量用于聚氯乙烯(

34、PVC)塑料中作主增塑劑增加制品柔軟性，尤其是用作軟質(zhì)制品的塑化劑，其中PVC人造革增塑劑用量約占其用量的50%。</p><p>　?。?）用作硝酸纖維素的優(yōu)良增塑劑，凝膠能力強。</p><p>　?。?）用作合成橡膠的增塑劑。</p><p>　?。?）用作涂料添加劑。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)。</p&g

35、t;<p>　　（5）用作聚乙酸乙烯、醇酸樹脂、乙基纖維素、氯丁橡膠以及丁腈橡膠的增塑劑。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　DBP的用途如此廣泛，尤其PVC行業(yè)對其需求量極大，所以我們可以預(yù)測：一方面，隨著我國工業(yè)化和城市化進程的持續(xù)，必將帶動建材、農(nóng)用薄膜、電纜等

36、PVC應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，這將會支撐我國PVC產(chǎn)品需求保持較快的增速。另外一方面，目前各個發(fā)展中國家的大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對PVC產(chǎn)品的需求量非常之大，對于我國PVC產(chǎn)品的出口外銷方面有利。因此，我們可以預(yù)測得到DBP在國內(nèi)外的需求量是相當(dāng)大的。</p><p>　　第二章 工藝流程的選擇</p><p>　　2.1 生產(chǎn)工藝的確定</p><p>　　2.1.1 DB

37、P的合成原理</p><p>　　目前工業(yè)上DBP的合成多用苯酐和正丁醇為原料，在催化劑作用下通過酯化反應(yīng)合成。DBP的合成是一個連串反應(yīng)[5-6]，大體分為兩步：</p><p>　　第一步為鄰苯二甲酸酐(苯酐)與正丁醇發(fā)生醇解反應(yīng)，生成鄰苯二甲酸單丁酯，如方程（1）所示，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，無需催化劑，為不可逆反應(yīng)，反應(yīng)速度較快，在~120℃條件下20min左右即可完成；</p&g

38、t;<p>　　第二步為鄰苯二甲酸單丁酯與正丁醇脫水生成DBP，如方程（2）所示，該反應(yīng)為可逆吸熱反應(yīng)，反應(yīng)速度較慢，需在催化劑作用下才能完成，是整個酯化反應(yīng)的控制步驟。因此，大多數(shù)針對DBP合成的研究及其催化劑開發(fā)都是針對方程（2）所示的反應(yīng)進行的。</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?）</b&

39、gt;</p><p>　　反應(yīng)過程中，反應(yīng)溫度的提高可引起副反應(yīng)，溫度越高，副產(chǎn)物越多，酯化過程中主要副反應(yīng)：</p><p>　　反應(yīng)過程中，控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度和選擇硫酸催化劑的合適用量可以減少副產(chǎn)物的生成。</p><p>　　2.2 催化劑的選擇</p><p>　　目前，國內(nèi)外常用的DBP合成方法是由鄰苯二甲酸酐與正丁醇在硫酸作用

40、下酯化而成，該方法具有硫酸催化劑價廉、工藝成熟、產(chǎn)品收率較高等優(yōu)點。隨著時代的進步,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)境意識的加強，人們廣泛開展了新型催化劑的研究，先后篩選出一批比硫酸腐蝕小、污染少、易于分離和操作的合成鄰苯二甲酸二丁酯的方法。下面就近期國內(nèi)在鄰苯二甲酸二丁酯合成催化劑方面的部分研究予以綜述。</p><p>　　2.2.1 對甲苯磺酸催化合成鄰苯二甲酸二丁酯</p><p>　　對甲苯磺

41、酸() 是一種強的固體有機酸，其對設(shè)備的腐蝕性和三廢污染比硫酸小，同時不易引起副反應(yīng)，價廉易得，易于保管、運輸和使用，催化劑用量小，是一種適合于工業(yè)生產(chǎn)的方法，其催化合成鄰苯二甲酸二丁酯的優(yōu)化條件是：0.05mol (7.4g)鄰苯二甲酐，0.20mol (18.3ml)正丁醇，在0.0026mol (0.5g)一水對甲苯磺酸作用下回流分水3h，產(chǎn)品收率可達98.1%，產(chǎn)品純度較高。[7]</p><p>　　2

42、.2.2 樹脂催化合成鄰苯二甲酸二丁酯</p><p>　　強酸性陽離子交換樹脂是一種高分子磺酸，價廉易得，對設(shè)備不存在腐蝕，不污染環(huán)境，不會引起副反應(yīng)。樹脂可以回收、再生和重復(fù)使用。它不溶于反應(yīng)體系，容易從反應(yīng)體系中分離，操作方便，產(chǎn)品收率高，是工業(yè)生產(chǎn)的有用方法。楊志成等采用大孔強酸性陽離子樹脂催化合成了鄰苯二甲酸二丁酯，該法采用DOOX大孔樹脂，在醇、酸酐比為4.0:1，催化劑用量2.0%，反應(yīng)溫度140℃

43、～150℃，反應(yīng)4h，酯產(chǎn)率達90 %以上。該催化劑活性高，熱穩(wěn)定性好，選擇性好，產(chǎn)品質(zhì)量達到分析品級。閻道亮等利用磺酸型陽離子交換樹脂催化鄰苯二甲酸酐與正丁醇回流分水，也合成了鄰苯二甲酸二丁酯，產(chǎn)品收率達94%以上，樹脂重復(fù)使用4次，產(chǎn)品收率不降低。</p><p>　　2.2.3 無機鹽催化合成鄰苯二甲酸二丁酯</p><p>　　有相當(dāng)一部分無機鹽本身具有酸性，或者本身是Lewis酸

44、，或者金屬原子具有缺電子結(jié)構(gòu)，能夠與鄰苯二甲酸酐中的羰基配位，形成配位化合物而催化酯化反應(yīng)的進行。當(dāng)采用0.05mol(7.4g)鄰苯二甲酸酐，0.20mol (18.3ml)正丁醇，0.011mol不同硫酸鹽為催化劑，回流分水2h，發(fā)現(xiàn)這幾種硫酸鹽的催化活性順序為：</p><p>　　(酯收率92.1%)>(85.6%)> (61.0%)>(46.7%)>(22.3%)</p&g

45、t;<p>　　這里的催化作用最佳，是合成鄰苯二甲酸二丁酯的良好催化劑。同時發(fā)現(xiàn)硫酸氫鈉難溶于反應(yīng)體系，留在反應(yīng)瓶中的固體仍有一定催化活性，只是每次稍有損失，使產(chǎn)品收率逐步下降。而后面幾種硫酸鹽，反應(yīng)后溶液渾濁，需要經(jīng)過濾后才能進行后處理，操作較麻煩。曾慶樂研究了四氯化錫對合成鄰苯二甲酸二丁酯的催化作用。當(dāng)酸酐與丁醇的物質(zhì)比為1∶2.4，用量為2.021%，回流分水90min，酯化率達99.54%；若為2.581%，反應(yīng)6

46、0min，酯化率達95.25%。陳錨等發(fā)現(xiàn)利用制成的SnO也能催化合成鄰苯二甲酸二丁酯，當(dāng)酸酐與丁醇的物質(zhì)比為1:4，SnO用量占5%，140℃～320℃回流分水280min，酯化率達98.5%，并討論了其反應(yīng)機理。戴志暉等利用稀土氧化物為負載組分，制成稀土沸石分子篩催化劑DZH21，這是一種固體催化劑，具有重復(fù)催化性能。他們利用這種催化劑1.0%(對酸酐而言)，在醇酸摩爾比2.5∶1 .1，40℃在釜式反應(yīng)器中反應(yīng)24h，酸酐轉(zhuǎn)化率達

47、97.64%，鄰苯二甲酸二丁酯收率97.64%，催化劑選擇性100%，未發(fā)現(xiàn)有單酯、烯、醚副產(chǎn)物，是合成鄰苯二甲酸二丁酯的良好方法。[8-9]</p><p>　　2.2.4 雜多酸催化合成鄰苯二甲酸二丁酯</p><p>　　雜多酸是由兩種以上無機含氧酸縮合而成的多元酸的總稱。它不僅具有多元酸和多電子還原能力，而且其酸性和氫化還原性可以變換組成元素在很大范圍內(nèi)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，它對許多反應(yīng)具有高

48、的催化活性和選擇性，并且不揮發(fā)，對熱穩(wěn)定，污染少，可以大大減輕對設(shè)備的腐蝕，能夠再生和重復(fù)使用。王恩波等利用雜多酸為催化劑合成了鄰苯二甲酸二丁酯。采用，和為均相催化劑， 為非均相催化劑以及以活性炭為載體，負載量為20%的負載雜多酸為催化劑，在酸酐與丁醇的摩爾比1∶3.5的情況下，在125℃～230℃下進行回流分水，發(fā)現(xiàn)均相催化劑用量為1/1000，非均相催化劑用量為1/10000及負載催化劑的選擇性均在99%以上，催化活性97%以上。楊

49、水金等對雜多酸催化劑進行了改進，合成了固載雜多酸鹽為催化劑催化合成鄰苯二甲酸二丁酯，也取得較好效果。[10]</p><p>　　2.2.5 相轉(zhuǎn)移催化合成鄰苯二甲酸二丁酯</p><p>　　相轉(zhuǎn)移催化是20世紀70年代以來發(fā)展起來的一種新型方法，對于某些過去難以進行或反應(yīng)速度很慢的反應(yīng)起了促進作用。曹國安等在無水條件下由鄰苯二甲酸酐與正丁醇反應(yīng)先生成單丁酯，經(jīng)堿中和后，與溴丁烷在相轉(zhuǎn)移

50、催化劑（三乙基芐基氯化銨）存在下發(fā)生酯化反應(yīng)，生成鄰苯二甲酸二丁酯。在使用三種堿（，和） 中，發(fā)現(xiàn)效果最滿意，酯收率達95%，同時發(fā)現(xiàn)在第二步反應(yīng)中微量水的存在并不發(fā)生影響。[11]</p><p>　　2.2.6 催化劑的確定</p><p>　　上面介紹了隨著國內(nèi)外對環(huán)保及節(jié)能降耗要求的日益提高，國內(nèi)眾多企業(yè)和研究單位致力開發(fā)的部分新型的酯化催化劑，這些催化劑各自具有一定的特點，產(chǎn)品收

51、率均相當(dāng)高，其中不少具有較大的實用價值。只要經(jīng)過深入進行試驗與篩選，將會找到很有實用價值的生產(chǎn)方法，并促進鄰苯二甲酸二丁酯合成事業(yè)的進一步發(fā)展。</p><p>　　但是由于催化劑成本、回收、操作復(fù)雜性、相關(guān)工藝開發(fā)成熟度以及技術(shù)推廣等因素，新型酯化催化劑獲得實際工業(yè)化應(yīng)用的不多，我國市場上DBP生產(chǎn)仍主要通過硫酸催化進行的。</p><p>　　因此，本設(shè)計選用硫酸催化劑，使用硫酸催化合

52、成DBP的優(yōu)勢在于以下幾個方面：</p><p>　　硫酸催化劑作為剛也上常用的“三酸兩堿”之一，產(chǎn)量大，成本價廉；</p><p>　　采用硫酸催化合成鄰苯二甲酸二丁酯，產(chǎn)率較高且工藝成熟；</p><p>　　僅需低壓蒸汽即可完成，工藝操作條件簡單。</p><p>　　2.3 工藝流程的確定</p><p>　　

53、2.3.1 生產(chǎn)工藝的對比與選擇</p><p>　　DBP生產(chǎn)工藝主要有兩種，間歇法和連續(xù)法。按生產(chǎn)的連續(xù)化程度又可細分為間歇、半連續(xù)、連續(xù)三種流程。</p><p>　?。?）間歇流程投資小、設(shè)備簡單、生產(chǎn)靈活、易于小批量多品種生產(chǎn)，勞動強度大，需嚴格控制生產(chǎn)時間及操作條以保證產(chǎn)品質(zhì)量，是我國DBP生產(chǎn)的主要方法。 楊維之 [12] 等通過對丁醇的回流位置進行改造，減少了原料丁醇的投入

54、量，從而降低了丁醇回收系統(tǒng)的操作費用并大大縮短了酯化反應(yīng)時間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量并降低了生產(chǎn)成本。除此以外，采用多效蒸發(fā)原理處理含醇廢水，在提高醇回收的同時降低蒸發(fā)能耗，以達到節(jié)能降耗的目的，在DBP工業(yè)生產(chǎn)中也獲得了較好的使用效果。</p><p>　?。?）半連續(xù)法是在間歇基礎(chǔ)上的改進，常見做法是酯化反應(yīng)采用間歇操作，其余工序采用連續(xù)操作，以降低勞動強度，提高工藝的自動化操控水平并優(yōu)化生產(chǎn)工序。 史耕等[13]在

55、其2萬噸/年裝置的工藝設(shè)計上借鑒了國外DOP的生產(chǎn)技術(shù)，對DBP的間歇工藝進行了改造。其整體的工藝流程類似圖1所示。主要的改進有：(i)酯化工序采用兩個并聯(lián)的酯化釜交替操作并采用氮封系統(tǒng)，改進了粗酯冷卻系統(tǒng)和酯化釜加熱結(jié)構(gòu)，以減少操作時間，提高酯化生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，并實現(xiàn)節(jié)能降耗；(ii)在脫醇工序采用真空雙塔串聯(lián)脫醇工藝以強化脫醇脫臭和干燥效果，降低活性炭用量；(iii)該工藝還在產(chǎn)品脫色、過濾、以及廢水氣提方面加以優(yōu)化，在改善產(chǎn)品質(zhì)

56、量的同時減少了廢水排放，節(jié)約了能耗。該工藝在實際生產(chǎn)中取得了較優(yōu)的節(jié)能指標，并減少了環(huán)境污染。</p><p>　?。?）連續(xù)法生產(chǎn)自控水平高、質(zhì)量穩(wěn)定、勞動強度低、能耗低、生產(chǎn)量大，但設(shè)備復(fù)雜、投資高、生產(chǎn)不如間歇法靈活，多用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。其中，連續(xù)酯化及副產(chǎn)物丁醚的連續(xù)脫除是DBP連續(xù)化工藝的關(guān)鍵。岳金彩等[14]基于酯化動力學(xué)，采用了如圖2所示的階梯式串聯(lián)酯化釜實現(xiàn)了酯化反應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)，其中新鮮丁醇采

57、用分段進料，回收的丁醇、硫酸、以及苯酐等只在第一個酯化釜進料。岳金彩等還確定了連續(xù)酯化的流程及操作條件，指出采用此流程其苯酐的轉(zhuǎn)化率可達99.8%以上；該工藝采用了雙塔流程分離副產(chǎn)物丁醚，并可得到高附加值的高純度丁醚。由于我國 DBP 的生產(chǎn)規(guī)模普遍較小，較高的投資及復(fù)雜流程限制了其工業(yè)化應(yīng)用；且與間歇法相比，生產(chǎn)品種受工藝流程的制約，不如間歇法靈活。因此，連續(xù)化DBP工藝在我國應(yīng)用較少。</p><p>　　2

58、.3.2 工藝流程的確定</p><p>　　綜上所述，由于半連續(xù)式流程簡單，易控制、易操作，且設(shè)備簡單，投資少，因而本設(shè)計采用半連續(xù)法生產(chǎn)DBP，該工藝流程并不復(fù)雜，生產(chǎn)DBP 時，和間歇式流程一樣主要分酯化、中和水洗、脫醇、過濾精制、廢水處理5個工序。</p><p>　　其中，酯化工序采用間歇操作，在酯化工序后加入一個中間儲罐，其他工序采用連續(xù)操作。工藝流程框圖如下：</p&g

59、t;<p>　　圖3 工藝流程框圖</p><p>　　2.3.3 工藝流程介紹</p><p>　　原料丁醇與催化劑計量后送入調(diào)配罐（V0202），混合溶解后用泵送至反應(yīng)釜。苯酐為白色粉末狀固體，稱量后從反應(yīng)釜（R0201）上的大口徑加料口加入。反應(yīng)釜加熱介質(zhì)為聯(lián)苯，由加熱爐提供加熱，聯(lián)苯進口溫度為240℃，升溫0.5小時，使釜內(nèi)物料溫度達140℃。反應(yīng)經(jīng)酯解1小時，酯化

60、6小時后完成反應(yīng)。反應(yīng)過程中產(chǎn)生的部分水（H2O）及未反應(yīng)的正丁醇（1-BUT）在反應(yīng)結(jié)束后由釜頂蒸出，經(jīng)冷凝器冷凝至92.7℃成液相后，送至分液罐（V0205）靜置，由于正丁醇稍溶于水，所以在料液靜置后即會產(chǎn)生分層，上層為輕組分正丁醇，用泵輸送回流至原料段循環(huán)使用；下層則為醇水溶液，送至廢水處理流程。</p><p>　　反應(yīng)釜反應(yīng)完畢后，反應(yīng)物料先經(jīng)粗酯罐（V0203）再輸送至送入水洗釜（V0204）加堿液進

61、行中和水洗。水洗后靜置一段時間，水層送至廢水處理工序。</p><p>　　水洗后的酯層送入真空蒸餾塔（R0202）進行減壓脫醇工序，絕大部分正丁醇和水由塔頂蒸出，經(jīng)冷凝器冷凝至92.7℃成液相后，再送至回收醇處理流程。</p><p>　　蒸餾塔塔底物料由泵加壓輸送至過濾器（X0201）過濾、脫色，濾渣為活性炭、硅藻土、中間產(chǎn)物與未反應(yīng)的廢料等固體物，作焚燒或填埋處理。經(jīng)過濾脫色后的料液

62、即為產(chǎn)品鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）。</p><p>　　根據(jù)工藝流程框圖畫出工藝流程簡圖如圖4：</p><p><b>　　圖4 工藝流程圖</b></p><p>　　R0201-反應(yīng)釜；R0202蒸餾塔；V0202-調(diào)配罐；V0203-粗酯罐；V0204-水洗釜；V0205分水罐；X0201過濾器；</p><p&

63、gt;　　M1-原料正丁醇；M2-催化劑；M3-原料混合液；M4-原料苯酐；M5-氣相產(chǎn)物；M6-回收醇；M7-廢水；M8-粗產(chǎn)品A；M9-粗產(chǎn)品B；M10-堿液；M11-中和水；M12-粗產(chǎn)品C；M13-脫出醇；M14-粗酯；M15-脫色劑；M16-濾渣；M17-DBP產(chǎn)品</p><p>　　第三章 原料與產(chǎn)品指標</p><p>　　3.1 原材料的供應(yīng)與指標</p>

64、<p>　　3.1.1 鄰苯二甲酸酐</p><p>　　鄰苯二甲酸酐，簡稱苯酐，是鄰苯二甲酸分子內(nèi)脫水形成的環(huán)狀酸酐，為白色固體，因此假定苯酐純度為100%。</p><p>　　苯酐目前廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、電子、農(nóng)業(yè)、涂料、精細化工等工業(yè)部門。我國的苯酐主要用于生產(chǎn)鄰二甲酸脂類增塑劑，好用的苯酐約占苯酐總消費量的60%，染料和油漆占25%，不飽和樹脂和其他產(chǎn)品占15%左

65、右。苯酐是一種重要的有機化工原料，主要用于生產(chǎn)塑料增塑劑、醇酸樹脂、染料、不飽和樹脂以及某些醫(yī)藥和農(nóng)藥。</p><p>　　在中國規(guī)模以上(全部國有企業(yè)和年銷售收入500萬元以上的非國有企業(yè)，以下同)苯酐行業(yè)中，近年企業(yè)數(shù)量增加較快。2013年，共有苯酐制造規(guī)模企業(yè)48家，其中虧損企業(yè)11家，從業(yè)人員8300多人。</p><p>　　從苯酐供需情況看，國內(nèi)仍是供小于求，但近年來隨著國內(nèi)

66、苯酐產(chǎn)量不斷提高、進口量持續(xù)下降，自給率已達90%以上。預(yù)計未來幾年，國內(nèi)苯酐需求以每年12%左右的速度增長，產(chǎn)量增速大體相當(dāng)或稍高些，總的看苯酐的供應(yīng)情況相當(dāng)樂觀。</p><p><b>　　3.1.2 正丁醇</b></p><p>　　目前，我國主要的正丁醇生產(chǎn)廠家有山東齊魯石化、大慶石化、北京化學(xué)工業(yè)集團公司化工四廠、吉林化學(xué)工業(yè)公司、中國石化與德國BASF

67、合資的揚子-巴斯夫公司。</p><p>　　由此可知，正丁醇的供應(yīng)量也是相當(dāng)足的。正丁醇純度為95%。</p><p>　　3.1.3 輔助材料的供應(yīng)</p><p>　　本項目采用濃硫酸為催化劑，本催化劑的用量小于0.3%，且來源充足，國內(nèi)也有許多此類催化劑的廠家，足可滿足本項目的需要。選擇采用的濃硫酸純度為93%（相對密度1.84）。</p>&

68、lt;p>　　過濾裝置中采用的部分活性炭、硅藻土作為過濾介質(zhì)，活性炭在過濾裝置中起著吸附的作用，對原料進行分離處理。廠區(qū)附近均有許多化工產(chǎn)品供應(yīng)商供應(yīng)，可以節(jié)省材料的運輸費用。</p><p>　　3.2 產(chǎn)品標準及技術(shù)參數(shù)</p><p>　　成品鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）是無色透明液體，可燃，具有芳香氣味。凝固點-35 ℃（238 K），沸點340 ℃（613 K），著火點20

69、2℃，蒸氣壓1.3Pa（20℃），密度（20℃）：1.05 g/cm3，折光指數(shù)1.4900，閃點157℃（閉杯）。</p><p>　　工業(yè)鄰苯二甲酸二丁酯應(yīng)符合表2-1所示的技術(shù)要求，該要求引用自GB/T 11405-2006。</p><p>　　表3-1 工業(yè)DBP主要技術(shù)指標</p><p><b>　　第四章 物料衡算</b>&

70、lt;/p><p><b>　　相關(guān)數(shù)據(jù)：</b></p><p>　?、偕a(chǎn)規(guī)模。設(shè)計任務(wù)規(guī)定鄰苯二甲酸二丁酯的年產(chǎn)量：7200 （100%）。</p><p>　?、谏a(chǎn)時間。每年300個工作日，間歇操作，反應(yīng)時間為（升溫0.5 h+醇解1 h+酯化6 h）7.5 h，按一天生產(chǎn)3釜（批）計算。</p><p>　　每天

71、生產(chǎn)能力：（7200×1000）/300＝24000kg/d</p><p><b>　?、巯嚓P(guān)技術(shù)指標</b></p><p>　　按設(shè)計工藝要求使各原料的摩爾配比（摩爾）如下：</p><p>　　苯酐：正丁醇：硫酸催化劑＝1：3.0 ：0.025</p><p>　　質(zhì)量標準：為方便計算，原料視為純物質(zhì)。

72、</p><p>　　產(chǎn)品規(guī)格：本設(shè)計中生產(chǎn)的DBP均為優(yōu)等品，純度為99.5%。</p><p>　　產(chǎn)品損失：為方便計算，DBP在各工段的損失按每工段約0.5%的損失進行計算。</p><p>　　由于該酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，其中正丁醇作為過量原料提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)化率為95%。</p><p>　?、芨鹘M分相對分子質(zhì)量如下表4-1：&l

73、t;/p><p>　　表4-1 各組分相對分子質(zhì)量</p><p>　　物料衡算簡圖如下圖4.1：</p><p>　　圖4.1 物料衡算簡圖</p><p>　　R0201-反應(yīng)釜；R0202蒸餾塔；V0202-調(diào)配罐；V0203-粗酯罐；V0204-水洗釜；V0205分水罐；X0201過濾器；</p><p>　　

74、M1-原料正丁醇；M2-催化劑；M3-原料混合液；M4-原料苯酐；M5-氣相產(chǎn)物；M6-回收醇；M7-廢水；M8-粗產(chǎn)品A；M9-粗產(chǎn)品B；M10-堿液；M11-中和水；M12-粗產(chǎn)品C；M13-脫出醇；M14-粗酯；M15-脫色劑；M16-濾渣；M17-DBP產(chǎn)品</p><p>　　4.1 反應(yīng)釜（R0201）</p><p>　　該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量7200 t，年開工7200 h即30

75、0 d，每天生產(chǎn)3批，DBP后處理（蒸餾、過濾）中產(chǎn)品損失率=2×0.5%=1.0%，水及正丁醇量較小，為計算方便，后處理過程損失率忽略不計。</p><p>　　每釜應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量＝=8080.80</p><p>　　反應(yīng)過程所涉及的化學(xué)變化：</p><p>　　在R0201（主反應(yīng)釜）中由催化劑催化使原料發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)分兩步進行，反應(yīng)方程式如下：

76、</p><p><b>　　—ⅰ</b></p><p>　　在工藝條件下反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為99%。</p><p><b>　　—ⅱ</b></p><p>　　反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為95%。</p><p>　?、儆煞磻?yīng)方程式ⅱ可得：</p><p>　　中間產(chǎn)

77、物的質(zhì)量＝＝6792.65</p><p>　　未反應(yīng)的中間產(chǎn)物質(zhì)量＝＝339.63</p><p>　　參加第ⅱ步反應(yīng)的正丁醇的質(zhì)量＝＝2151.01</p><p>　　反應(yīng)生成的水的質(zhì)量＝＝523.22</p><p>　　由上及反應(yīng)方程式ⅰ可得：</p><p>　　反應(yīng)所需苯酐的總質(zhì)量＝＝4574.18，即3

78、0.91</p><p>　　未反應(yīng)的苯酐的質(zhì)量＝＝45.74</p><p>　　參加第ⅰ步反應(yīng)的正丁醇的質(zhì)量＝＝2264.22</p><p>　　所以需正丁醇的總質(zhì)量＝2151.012264.22＝4415.22 </p><p>　　故生成水的質(zhì)量＝523.22</p><p>　　由原料的配比可知加入的催化劑

79、摩爾數(shù)為＝0.7727</p><p>　　加入的正丁醇的摩爾數(shù)為=92.7198</p><p>　　即硫酸質(zhì)量＝＝75.72，</p><p>　　加入的正丁醇的總質(zhì)量＝=6861.26</p><p>　　未反應(yīng)的正丁醇的質(zhì)量＝6861.26-4415.22=2446.04</p><p><b>　　

80、酯化釜中：</b></p><p>　　塔底至少剩余水的質(zhì)量=75.72/0.7-75.72=32.45</p><p>　　塔頂氣相產(chǎn)物中水的質(zhì)量=523.22-32.45=490.77</p><p>　　氣相產(chǎn)物中丁醇的質(zhì)量=490.77/0.422-490.77=672.19</p><p>　　塔底剩余丁醇的質(zhì)量=244

81、6.04-672.19=1773.85</p><p>　?、谟缮鲜鰯?shù)據(jù)可得各物料質(zhì)量如下：</p><p><b>　　M3（原料混合液）</b></p><p>　　含正丁醇6861.26 ，硫酸75.72，</p><p>　　即M3＝6861.26+75.72＝6936.98</p><p&g

82、t;　　M4（原料苯酐）＝4574.18</p><p><b>　　M5（氣相產(chǎn)物）：</b></p><p>　　氣相中的水質(zhì)量＝490.77；氣相中的正丁醇質(zhì)量＝672.19</p><p>　　即M5＝490.77+672.19＝1162.96</p><p><b>　　M8（粗產(chǎn)品）：</b&

83、gt;</p><p>　　未反應(yīng)的苯酐45.74，硫酸75.72，</p><p>　　塔底剩余丁醇1773.85，塔底剩余水32.45，</p><p>　　未反應(yīng)中間產(chǎn)物339.63，含產(chǎn)品DBP 8080.80</p><p>　　即M8＝45.74+75.72+1773.85+32.45+339.63+8080.80＝10348.2

84、0</p><p>　　對反應(yīng)釜R0201做全物料平衡計算：</p><p>　　M3M4＝6936.984574.18＝11511.66</p><p>　　M5M8＝1162.9610348.20＝11511.66</p><p>　　即M3M4＝M5M8</p><p>　　4.2 調(diào)配罐（V0202）</

85、p><p><b>　　由4.1計算可知：</b></p><p>　　M1（原料正丁醇）＝6861.26 </p><p>　　M2（催化劑）=75.72</p><p>　　M3（原料混合液）＝M1M2＝6861.2675.72＝6936.98</p><p>　　4.3 粗酯罐（V0203）&l

86、t;/p><p>　　由4.1~4.2計算可知：</p><p><b>　　M8（粗產(chǎn)品A）：</b></p><p>　　未反應(yīng)的苯酐45.74，硫酸75.72，</p><p>　　塔底剩余丁醇1773.85，塔底剩余水32.45，</p><p>　　未反應(yīng)中間產(chǎn)物339.63，含產(chǎn)品DBP

87、的質(zhì)量為8080.81</p><p>　　即M8＝45.74+75.72+1773.85+32.45+339.63+8080.81＝10348.20</p><p><b>　　M9（粗產(chǎn)品B）：</b></p><p>　　未反應(yīng)的苯酐45.74，硫酸75.72，</p><p>　　塔底剩余丁醇1773.85，塔底

88、剩余水32.45，</p><p>　　未反應(yīng)中間產(chǎn)物339.63，含產(chǎn)品DBP 的質(zhì)量為8080.81</p><p>　　即M9＝M8=10348.20</p><p>　　4.4 水洗釜（V0204）</p><p>　　由4.1~4.3計算可知：</p><p>　　由粗酯：堿液=4：1，則2.5%堿液質(zhì)量=M

89、9/4=10348.21/4=2587.05</p><p>　　堿液含NaOH量=2587.05×2.5%=64.68</p><p>　　堿液含水量=2587.05-64.68=2522.37</p><p>　　中和后總的水含量=2522.37+32.45=2554.82</p><p>　　溶于水的丁醇約為水含量的20%，則

90、溶于水的丁醇=2554.82×20%=510.96</p><p>　　釜中剩余丁醇質(zhì)量=1773.85-510.96=1262.89</p><p>　　釜中剩余水的質(zhì)量=2554.82×10%=255.48</p><p>　　分出的水的質(zhì)量=2554.82-255.48=2299.34</p><p>　　由上述數(shù)據(jù)

91、可得各物料質(zhì)量如下：</p><p><b>　　M9（粗產(chǎn)品B）：</b></p><p>　　未反應(yīng)的苯酐45.74，硫酸75.72，</p><p>　　塔底剩余丁醇1773.85，塔底剩余水32.45，</p><p>　　未反應(yīng)中間產(chǎn)物339.63，含產(chǎn)品DBP的質(zhì)量為 8080.81</p>&

92、lt;p>　　即M9＝45.74+75.72+1773.85+32.45+339.63+8080.81＝10348.20</p><p><b>　　M10（堿液）：</b></p><p>　　堿液含NaOH量=2587.05×2.5%=64.68</p><p>　　堿液含水量=2587.05-64.68=2522.37&l

93、t;/p><p>　　即M10＝64.68+2522.37=2587.05</p><p><b>　　M11（中和水）：</b></p><p>　　NaOH質(zhì)量64.68，硫酸75.72，</p><p>　　溶于水的丁醇510.96，分出的水2299.34</p><p>　　未反應(yīng)中間產(chǎn)物33

94、9.63，未反應(yīng)的苯酐45.74，</p><p>　　即M11＝64.68+75.72+510.96+2299.34+339.63+45.74＝3336.07</p><p>　　M12（粗產(chǎn)品C）：</p><p>　　釜中剩余丁醇1262.89，</p><p>　　釜中剩余水的質(zhì)量255.48，</p><p>

95、;　　含產(chǎn)品DBP 的質(zhì)量為8080.81</p><p>　　即M12＝1262.89+225.48+8080.81＝9599.18</p><p>　　對中和釜（V0204）做全物料平衡計算：</p><p>　　M9+M10＝10348.212587.05＝12935.25</p><p>　　M11+M12＝3336.079984.5

96、7＝12935.25</p><p>　　即M9+M10＝M11+M12</p><p>　　4.5 蒸餾塔（R0202）</p><p>　　由4.1~4.4計算可知：</p><p><b>　　塔底產(chǎn)品中：</b></p><p>　　含DBP的質(zhì)量=8080.81×（1-0.5%

97、）=8040.40</p><p>　　含有水的質(zhì)量=8040.40/99.5%×0.1%=8.08，</p><p>　　含丁醇的質(zhì)量=8040.40/99.5%×（1-99.5%-0.1%）=32.32</p><p><b>　　脫出醇中：</b></p><p>　　含有水的質(zhì)量=255.48

98、-8.08=247.40，</p><p>　　含丁醇的質(zhì)量=1262.89-32.32=1230.57</p><p>　　含工序損失DBP 的質(zhì)量=8080.81×0.5%=40.40</p><p>　　由上述數(shù)據(jù)可得各物料質(zhì)量如下：</p><p>　　M12（粗產(chǎn)品C）：</p><p>　　釜中剩

99、余丁醇1262.89，</p><p>　　釜中剩余水的質(zhì)量255.48，</p><p>　　含產(chǎn)品DBP 的質(zhì)量為8080.81</p><p>　　即M12＝1262.89+225.48+8080.81＝9599.18</p><p><b>　　M13（脫出醇）：</b></p><p>

100、　　含有水的質(zhì)量247.40，</p><p>　　含丁醇的質(zhì)量1230.57</p><p>　　含工序損失DBP 的質(zhì)量40.40</p><p>　　即M13＝247.40+1230.57+40.40＝1518.37</p><p><b>　　M14（粗酯）：</b></p><p>　　

101、含DBP的質(zhì)量8040.40</p><p>　　含有水的質(zhì)量8.08，</p><p>　　含丁醇的質(zhì)量32.32</p><p>　　即M14＝8040.40+8.08+32.32＝8080.80</p><p>　　對蒸餾塔塔（R0202）做全物料平衡計算：</p><p>　　M12＝9599.18</p

102、><p>　　M13+M14＝1518.37+8080.80＝9599.17</p><p>　　即M12＝M13+M14</p><p>　　4.6 過濾器（X0201）</p><p>　　由4.1~4.5計算可知：</p><p>　　活性炭的質(zhì)量=8080.80×2%=161.62</p>

103、<p>　　工序損失DBP 的質(zhì)量=8080.80×0.5%=40.40</p><p>　　剩余DBP質(zhì)量=8040.40-40.40=8000.00</p><p>　　由上述數(shù)據(jù)可得各物料質(zhì)量如下：</p><p><b>　　M14（粗酯）：</b></p><p>　　含產(chǎn)品DBP 的質(zhì)量為

104、8040.40，</p><p>　　含有水的質(zhì)量為8.08，</p><p>　　含丁醇的質(zhì)量為32.32</p><p>　　即M14＝8040.40+8.08+32.32＝8080.80</p><p><b>　　M15（脫色劑）：</b></p><p>　　活性炭的質(zhì)量161.62&l

105、t;/p><p>　　即M15＝161.62</p><p><b>　　M16（濾渣）：</b></p><p>　　含活性炭的質(zhì)量為161.62，</p><p>　　含工序損失DBP 的質(zhì)量40.40</p><p>　　即M16＝161.62+40.40＝202.02</p>&

106、lt;p>　　M17（DBP產(chǎn)品）：</p><p>　　含產(chǎn)品DBP 的質(zhì)量8000.00，</p><p>　　含有水的質(zhì)量為8.08，</p><p>　　含丁醇的質(zhì)量為32.32</p><p>　　即M17＝8000.00+8.08+32.32＝8040.40</p><p>　　對過濾器（X0201）

107、做全物料平衡計算：</p><p>　　M14+M15＝8080.80+161.62=8242.42</p><p>　　M16+M17＝202.02+8040.40＝8242.42</p><p>　　即M14+M15＝M16+M17</p><p>　　4.7 分水罐（V0205）</p><p>　　由4.1~4

108、.6計算可知：</p><p><b>　　M5（氣相產(chǎn)物）：</b></p><p>　　氣相中的水質(zhì)量＝490.77；氣相中的正丁醇質(zhì)量＝672.19</p><p>　　即M5＝490.77+672.19＝1162.96</p><p><b>　　M6（回收醇）：</b></p>

109、<p>　　被回收的正丁醇質(zhì)量＝672.19-98.15=574.03，</p><p>　　即M6＝134.03</p><p><b>　　M7（廢水）：</b></p><p>　　氣相中的水質(zhì)量＝490.77 </p><p>　　溶于水中的正丁醇質(zhì)量=490.77×20%=98.1

110、5</p><p>　　即M7＝490.77+98.15＝588.92</p><p>　　對分水罐（V0205）做全物料平衡計算：</p><p>　　M5＝1162.96</p><p>　　M6+M7＝574.03+588.92＝1162.95</p><p>　　即M5+M11＝M6+M7</p>

111、<p>　　4.8 全裝置物料衡算</p><p>　　4.8.1 全裝置物料平衡計算</p><p>　　M1+M2+M4+M10+M15</p><p>　　＝6861.2675.724574.182587.05+161.62＝14259.83 </p><p>　　M6M7M11+M13M16M17</p>&

112、lt;p>　　＝574.03588.923336.071518.37202.02+8040.4＝14259.83 </p><p>　　即M1+M2+M4+M10+M15＝M6M7M13M16M17</p><p>　　全裝置進出物料相等，符合質(zhì)量守恒定律，物料平衡見表4-2及表4-3。</p><p>　　4.8.2 全裝置物料平衡表

113、</p><p>　　表4-2 工藝流程物料平衡表 單位：</p><p>　　表4-3 進出物料平衡表（單位：）</p><p><b>　　第五章 能量衡算</b></p><p>　　以每釜料作為計算基準</p><p>　　5.1 反應(yīng)釜（R020

114、1）</p><p>　　5.1.1 物料吸熱</p><p>　　由《化工手冊》查得各物料熱容及潛熱如下：</p><p>　　苯酐： ℃；</p><p>　　正丁醇(l)： ℃； </p><p>　　正丁醇(g)： ℃；</p><p>　　正丁醇汽化潛熱：

115、 ；</p><p>　　H2SO4： ℃；</p><p><b>　　進料溫度：25℃</b></p><p><b>　　反應(yīng)溫度：140℃</b></p><p>　　反應(yīng)釜的溫度由25℃升至140℃（包括物料液體升溫、汽化熱及氣體升溫）時，各物料的吸熱量：</p&g

116、t;<p><b>　　苯酐： kcal </b></p><p><b>　　正丁醇：＝</b></p><p><b>　　＝</b></p><p>　?。?55587.25 kcal</p><p>　　H2SO4： kcal</p>&

117、lt;p><b>　　物料總吸熱：</b></p><p>　?。?8641.97255587.25171.69＝285450.15 kcal</p><p><b>　　5.1.2 反應(yīng)熱</b></p><p><b>　　燃燒熱計算公式：</b></p><p>　

118、　48970 m + 10500 n + x (cal/mol)</p><p>　　式中：m—物質(zhì)燃燒所需要氧原子數(shù)；</p><p>　　n—物質(zhì)燃燒后生成水分子數(shù)；</p><p><b>　　x—修正值</b></p><p>　　則各物質(zhì)燃燒熱計算：</p><p><b&

119、gt;　　① 苯酐：</b></p><p>　　= 48970×1510500×21812＝757362 cal/mol</p><p><b>　?、?正丁醇：</b></p><p>　　= 48970×2×610500×512＝640150 cal/mol</p>

120、<p><b>　?、?DBP：</b></p><p>　　= 48970×6310500×191812＝2027142 cal/mol</p><p>　?、芊磻?yīng)2中生成水是放熱反應(yīng)，消耗的熱量＝483.6 kJ/mol=115533.47 cal/mol</p><p><b>　　總反應(yīng)熱為：