DOP增塑剂的生产工艺过程(3)

2019-03-10 19:59

为反应混合物酸值的3—5倍。使用凹%的Na0H水溶液,当加入无离子水后碱液浓度仅为0.3%左右。因此无需再进行一次单独的水洗。非酸性催化剂也在中和、水洗工序被洗去。

然后物料经脱醇(1.32—2.67kPa,50—肋℃)、干燥(1.32Da,50—80Y)后送至过滤工序。过滤工序不用一般的活性炭,而用特殊的吸附剂和助滤剂。吸附剂成分为Si02、从03、Fq03、Mgo等,助滤剂(硅藻土)成分为5以、从02、Fq01、Ca0、Mgo等。该工序的主要目的是通过吸附剂和助滤剂的吸附,脱色作用,保证产品DOP的色泽和体积电阻率两项指标,同时除去DoP中残存的微量催化剂和其他机械杂质。最后得到高质量的DoP。DoP的收率以苯酐计或以辛醇计约为四.3%。

回收的辛醇一部分直接循环至酪化部分使用,另一部分需进行分馏和催化加氢处理。生产废水(COD值700。1500咖筑/赡用活性污泥进行生化处理后再排放。

(三)酸催化工艺

(1)概述 酸催化合成DOP使用的催化剂有硫酸、磷酸、偏磷酸、亚偏磷酸、硫酸氢锡(钾)酸式盐;对甲苯磺酸、苯磺酸、十二烷基苯磺酸、氨基磺酸、荣磺酸、固体超强酸和沸石分子筛,固载杂多酸PWl z/Si02等。生产工艺采用间歇法、半连续法和全连续法。

酸催化法催化剂的活性顺序为:硫酸>对甲苯磺酸>苯磺酸>2—菜磺酸>氨基磺酸>磷酸。

酸催化工艺特点:在酸性催化剂中,硫酸有活性高和使用温

度低、”易投产等优点,但也有选择性低、产品质量差、对设备腐蚀并污染环境的缺点。由于硫酸的脱水、酪化和氧化作用,酪化时会产生硫酸酪、醚等副产物,造成产品精制困难。如以对甲苯磺酸、磷酸取代之,并在生产过程中加入共沸剂甲苯和添加剂水加以改善,则可以减少副产物、改善DOP的热稳定性及色泽,使生产中废水量减少。Hino等于1979年首次合成了新型固体超强酸(硫酸根/二氧化钦)取代硫酸合成DOP,酪化率大于98%。近几年,许多学者利用固体超强酸催化合成DOP,取得了较好的结果。以固体超强酸(硫酸根/二氧化铬)催化合成DOP,酯化率大于99%。以固载杂多酸催化剂PWl z/Si02,复相催化合成DOP,醇化率大于99.8%,以杂多酸盐TiSiWl z/TiOz催化合成DOP,酯化率大于98%。采用固体超强酸作催化剂合成DOP,“具有反应速度快、工艺简单(不需碱洗、水洗’)、副反应少、产品质量好、色泽浅、对设备腐蚀小、三废少、催化剂可重复利用等优点。近几年,许多学者对固体超强酸(硫酸根/二氧化钦)金行改性取得一定结果。微波辐射在DOP的合成中亦得到应用,且使反应时间缩短了许多,反应条件温和,催化剂易分离和重复使用。

(2)生产工艺流程 苯酐、辛醇分别以一定的流量进入单能化器,单酷化温度为130℃。所生成的单酪和过量的醇混入硫酸催化剂后,进入酯化塔。环己烷(帮助酪化脱水用)预热后以一定流量进入酪化塔。酯化塔顶温度为115℃,塔底为132℃。环己烷和水、辛醇以及夹带的少量硫酸从酪化塔顶部气相进入回流塔。环已烷和水从回流塔顶馏出后,环

己烷去蒸馏塔,水去废水萃取器。辛醇及夹带的少量硫酸从回流塔返回酪化塔。酪化完成后的反应混合物加压后经喷嘴喷人中和器,用10%碳酸钠水溶液在。130℃下进行中和。经中和的硫酸盐、硫酸单辛酯钠盐和邻苯二甲酸单辛酪钠盐随中和废水排至废水萃取器。中和后的DOP、辛醇、环己烷、硫酸二辛酪、二辛基醚等经泵加压并加热至180℃后进入硫酸二辛酪热分解塔。在此塔中硫酸二辛酯皂化为硫酸单辛酯钠盐,随热分解废水排至废水萃取器。DOP、环己烷、辛醇和二辛基醚等进入蒸馏塔,塔顶温度为loo℃,环己烷从塔上部馏出后进入环己烷回收塔,从该塔顶部得到几乎不含水的环己烷循环至酪化塔再用。塔底排出的重组分烧掉。分离环己烷后的DOP和辛醇从蒸馏塔底排出后进入水洗塔,用非离子水90℃进行水洗,水洗后的DOP、辛醇进入脱醇塔,在减压下用1.2MPa的直接蒸汽连续进行两次脱醇、干燥,即得成品,DOP。从脱醇塔顶部回收的辛醇,一部分直接循环至酯化部分使用,另一部分去回收醇净化处理装置。如图2—7和图2—8所示。

(四)非酸催化工艺

(1)概况 国外自20世纪60年代研究和开发了一系列非酸催化剂。有关专利、文献报道的非酸催化剂,主要有:由英国B.F.Goodrich公司开发的钦酸酣,包括钦酸四丁酯、钻酸四异丙酪、钻酸四苯酯;由西德H01s公司最早使用的氧化铝、铝酸钠、含水Alz02—NaOH等两性催化剂;IV族元素化合物,如氧化铁、氧化错、氧化亚锡、草酸亚锡和硅的化合物;碱土金属化合物,如氧化镁;

V族元素化合物,如氧化锑、羧酸钮。

采用非酸性催化剂合成DOP,对于不同的催化剂,加入量、反应温度与时间亦不同。钻酸酪要在165℃以上才有足够的活性,用量为6.05%一O.5%(以苯酐质量计),一般配化温度为170一200℃,相应的酉B化时间可为2—8h,但产品的外观随着反应温度的增大而加深。粗酪经碳酸氢钠中和,吸附处理,蒸出水,过滤得产品,连续法生产DOP收率达99.3%。使用A1(OH):—NaOH复合催化剂,连续法生产为苯酐在149℃熔化,2—乙基己醇预热至163℃,进入单配釜中,在160—163℃条件下,停留15min,单酪化完成,将含有1.o%A1(OH)z和0.1”%NaOH(以苯酐质量计)的催化剂分散于单酪和醇的混合物中,在185—215℃条件下反应合成DOP,反应时间2h,压力(10.3—3.4)×10‘Pa,粗酪经中和、水洗、减压脱醇、吸附、冷却得产品,DOP收率达97%以上。

非酸催化工艺特点:由于采用非酸催化剂,反应副产物少,废水量大大降低,仅为硫酸催化工艺的1/5—1/6;产品质量高,色泽和热稳定性好;物耗降低,装置可生产不同等级的产品,。如通用级、电气级、食品级、医药卫生级;也可以使用不同原料醇,合成新的增塑剂。但该工艺操作温度比较高,生产的DOP中含有催化剂,催化剂分离比较困难。

(2)生产工艺流程 非酸催化制备DOP流程如图2—9和图2—10所示。


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