邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺[精选].doc

邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺 二、原料来源 邻苯二甲酸二辛酯的主要原料是邻苯二甲酸酐和2-乙基己醇。 1． 邻苯二甲酸酐 邻苯二甲酸酐(简称苯酐)，为白色鳞片结晶，熔点为130．2℃，沸点为284．5℃，在沸点以下可升华，具有特殊气味。几乎不溶于水，溶于乙醇，微溶于乙醚和热水，毒性中等，对皮肤有刺激作用，空气中最大允许浓度为2 mg／L。苯酐是由萘或邻二甲苯催化氧化制得的。 萘催化氧化制苯酐：催化剂的主要成分为V2O5和K2SO4 邻二甲苯催化氧化制苯酐：催化剂主要成分为V2O5和TiO2 工业上有固定床气相催化氧化法和流化床气相催化氧化法两种。目前多为邻二甲苯固定床催化氧化法。 2. 2-乙基己醇（辛醇） 2-乙基己醇为无色透明液体，具有特殊气体，沸点为181~183℃，溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂中。工业上可用乙炔、乙烯或丙烯以及粮食为原料生产2-乙基己醇。丙烯的氢甲酰化法原料价格便宜，合成路线短，是主要的生产方法。 丙烯的氢甲酰化法，以丙烯为原料加入水煤气经催化氧化得到正丁醛，正丁醛在碱性条件下缩合得到辛烯醛，辛烯醛催化加氢得2一乙基己醇，反应式如下： 以上关键是丙烯氢甲酰化化合成丁醛，羰基合成有高压法、中压法和低压法。目前主要采用铑一膦配位催化剂低压法合成羰基。 3. 生产方法 邻苯二甲酸二辛酯的生产方法一般根据酯化过程中采用的催化剂不同，分为酸性工艺和非酸性工艺。根据工艺流程的连续化程度，也常称为连续和间歇式工艺。不论采用哪种工艺流程，其生产通常都要经过酯化、脱醇、中和水洗、汽提、吸附过滤、醇回收等步骤来完成。 三、工艺原理 1.反应原理 1.1主反应 邻苯二甲酸酐与2-乙基己醇酯化一般分为两步。 第一步，苯酐与辛醇合成单酯，反应速率很快，当苯酐完全溶于辛醇，单酯话即基本完成。 第二步，邻苯二甲酸单酯与辛醇进一步酯化生成双酯，这一步反应速率较慢，一般需要使用催化、提高温度以加快反应速率。 总反应式： 1.2副反应 （1）醇分子内脱水生成烯烃。C8H17OH醇分子内脱水生成烯烃C8H16； （2）醇分子内脱水生成醚。C8H17OH醇分子间脱水生成醚C8H17O C8H17； （3）生成缩醛； （4）生成异丙醇（来自催化剂本身）从而生成相应的酯； （5）生成正丁醇（来自催化剂本身）从而生成相应的酯。 上述副反应，由于使用的选择性很高的催化剂，副反应很少，约占总质量的1％左右。数量很少，沸点较低，在酯化讨j陧中，作为低沸物排出系统。 2.反应特点 2.1酯化 酯化反应是一个比较典型的可逆反应。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)，使平衡反应尽量向右移动； (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，生中常以过量醇作溶剂与水起共沸作用，且这种共沸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，这步反应速率很快，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来提高反应速率。 2.2中和水洗 中和粗酯中酸性杂质并除去，使粗酯的酸值降低。同时使催化剂水解失活并除去。中和反应属于放热反应，为避免副反应，一般控制中和温度不超过85℃。 2.3醇的分离与回收 醇和酯的分离通常采用水蒸气蒸馏法，有时采用醇和水一起被蒸出，然后用蒸馏法分开。回收醇是利用醇和酯的沸点不同，采用减压蒸馏的方法回收，回收醇中要求含酯量越低越好，否则循环使用中会使产品色泽加深，因此必须严格控制温度、压力、流量等。 2.4脱色精制 经醇酯分离后的粗酯采用汽提和干燥的方法，除去水分、低分子杂质和少量醇。通过吸附剂和助滤剂的吸附脱色作用，保证产品的色泽和体积电阻率两项指标，同时除去产品中残存的微量催化剂和其他机械杂质，最后得到高质量的邻苯二甲酸二辛酯。 3反应的热力学和动力学分析 3.1热力学分析 邻苯二甲酸单酯与辛醇进一步酯化生成双酯的反应是可逆的吸热反应，从热力学分析，升高温度，增加反应物浓度，降低生成物浓度，都能使平衡向着生成物的方向移动。在实际生产中，一般采用醇过量来提高苯酐的转化率，同时反应生成的水与醇形成共沸物，从系统中脱除，以降低生成物的浓度，使整个反应向着有利于双酯的方向移动。 3.2动力学分析 邻苯二甲酸单酯与辛醇进一步反应生成双酯的反应时可逆的吸热反应，其平衡常数为： 提高反应温度和使用催化剂，可缩短达到平衡的时间。 3.3催化剂 （1）酸性催化剂 以硫酸为首的酸类催化剂是传统的酯化催化剂，常用的还有：对苯甲磺酸、十二烷基苯磺酸、磷酸、锡磷酸、亚锡磷酸、苯磺酸和氨基磺酸等。此外，硫酸氢钠等酸式盐，硫酸铝、硫酸铁等强酸弱碱盐，以及对苯磺酸氯等，也属于酸催化剂范畴。在硫酸和