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化学工程与工艺专业毕业论文
化学工程与工艺 专业毕业论文
题 目:年产 8 万吨邻苯二甲酸二辛酯
生产车间初步工艺设计
学 院： 材料与化工学院
专 业： 化学工程与工艺
化学工程与工艺专业毕业论文

摘要
邻苯二甲酸二辛酯，简称DOP。分 子 式C
H
O
是重要的通用型增
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38
4
塑剂是目前国内外用量最大的增塑剂之一广泛用于橡胶、塑料和医药
工业用途广泛在国民经济中占有十分重要的地位。经过分析比较各种生
产原料、合成工艺后本设计工艺流程是采用串联多釜反应器连续酯化技
术催化剂是采用氧化铝与辛酸亚锡以1：1比例复配催化剂年产8万吨邻
苯二甲酸二辛酯以满足国内需求。
本设计遵循“技术成熟、工艺先进、设备配置科学、环保安全、经济
效益”等原则。在比较国内外各种先进生产方法、工艺流程和设备配置基
础上。选用是从苯酐和异辛醇出发经过酯化反应、脱醇、精制得到产品的
工艺路线生产邻苯二甲酸二辛酯。设计的重点是生产工艺设计论证、工艺
计算及设备设计选型,附有带控制点的工艺流程图。主要生产设备结构尺
寸图。生产车间的设备配置图。最后部分考虑环境保护和劳动安全.以达
到减少“三废"排放.加强“三废”治理.确保安全生产。消除并尽可能
减少工厂生产对职工的伤害。
关键词�DOP 异辛醇 苯酐 工艺设计 工艺计算 设备选型

C
H
Abstract
Dioctyl phthalate ，referred to as DOP, Molecular Formula:
O .It is important to general-purpose plasticizer and has
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38
4
become the largest amount used of plasticizerthe at home and abroad，
now it is widely used in rubber， plastics and pharmaceutical
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industry， plays an important role in the national economy。 After
analysis and comparison of various raw materials， synthesis, the
design process is the use of multi—tank reactors in series
continuous esterification technology， the catalyst is alumina with
a 1:1 ratio of Sn catalyst compound annual output of 100，000 tons
Dioctyl phthalate, to meet domestic demand.
The design follows the "mature technology， advanced
technology, equipment configuration scientific， environmental
safety， economic efficiency," the principle of reciprocity。 After
comparing domestic and foreign advanced production methods，
process and equipment configuration , the choices are starting from
phthalic anhydride and iso—octanol after esterification， de
alcohol， refined by product line production process octyl phthalate.
Design for production process design argument， the design of
facilities and process selection， with a flow chart with control
points， the main production equipment and size chart, workshop
equipment configuration diagram。 The last part is about
environmental protection and labor safety, in order to achieve
reduction of the ”three wastes" emissions, strengthen the ”three
wastes” treatment, to ensure safe production purposes.
Key word： DOP Ethylhexanol Phthalic Process Design
Process Calculation Equipment Selection
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目录
一.总论 ..。.。。。.。.。...。。。。。.。。。。。。.。。。。。。..。。。。..。。..。。.。。.... 7
1。概述 。。.。。...。.。。。...。。。....。.....。。.。.。。.。。。。。.。.。。。。..。 7
1。1 增塑剂 DOP 的性质 .。。.。..。..。。.。...。。.。。.。.。。.。。。。。... 7
1.2 产品用途 ...。。.。。。...。..。。..。。。...。.。。...。。....。...。. 7
1。3DOP 在国民经济中的重要性 。。..。。。 7
1.4 DOP 的市场需求 .。。。。。。......。。..。.。。.。。。.....。...。。。 8
2�设计的目的和意义 。。。。。。。。.。。.。.。..。。..。.。.。。。。。。。..。.。... 8
3�设计依据和原则 ..。。.。。。.。。。。。.。.。。。.。。.。。.。。...。.。...。..。 8
3.1 设计依据 .。。。。.。。..。。。.。。.。..。..。..。。。...。..。..。。.... 8
3。2 设计原则 .。。。..。。。。。...。。.。。。。。...。。。。。..。。。.. 8
4。设计范围 .。。。.。.。....。。..。.。。.。。。。.。..。.。。..。。。.。...。。.。。 9
5。DOP 生产能力及产品质量标准 ...。。。。。。.。.。。..。.。.。。...。.。。。 9
5。1 生产能力 ...。....。....。.。。。。。。。。。。..。。。.。.。..。。..。。.。 9
5。2 产品质量标准 ....。.......。。。。。。.。。。.。。。。。.。.。..。.。..。 9
二。生产工艺流程设计与论证 ……………………………………………10
1�生产工艺选择与论证………………………………………………10
2。工艺参数的确定 ……………………………………………………11
2。1 酯化工序 ..。。..。.。。..。。...。。。。。......。。..。。。.。.....11
2。2 中和、洗涤工序 。..。.。...。....。.。。。.。.。。.。。。.。.。...。11
2。3 脱醇工序 。。.。。。.......。。..。.。。。。.。。.。。。.......。.。。.12
2。4 干燥、过滤工序 。...。。.。。。..。。........。。...。....。。。.12
3。产工艺流程图及其说明 ……………………………………………13
3.1 DOP 生产工艺流程图 …………………………………………13
3。2 生产工艺流程说明……………………………………………13
三�工艺计算………………………………………………………………………14
1.物料衡算……………………………………………………………………14
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1.1 设计生产能力 …………………………………………………………14
1。2 二级酯化段釜 1 物料计算…………………………………………… 15
1。3 酯化工段物料衡结果 …………………………………………………16
2。热量衡算 …………………………………………………………………17
四.主要设备设计与选型…………………………………………………………18
1。反应釜的设计与选型………………………………………………………19
1。1 反应釜体积确定 ………………………………………………………19
1。2 反应釜高度与底面直径 ………………………………………………20
1.3 反应釜温度与压力 ……………………………………………………20
1。4 反应釜壁厚度计算 ……………………………………………………21
1。5 搅拌器的设计及选型 …………………………………………………22
1.5。1 搅拌器型式适用条件表 ………………………………………23
1.5.2 搅拌器的选用及尺寸 …………………………………………23
1.5.3 搅拌功率的计算 ………………………………………………23
1。6 夹套传热面积的计算与核算 …………………………………………23
1.6。1 被搅拌液体侧的对流传热系数 ………………………………23
1.6。2 夹套冷却水对流传热系数 ……………………………………24
1.6.3 夹套传热面积……………………………………………………25
1。7 反应釜的主要技术特性汇总 …………………………………………26
2.冷凝器的设计与选型 ………………………………………………………27
2。1 选择换热器的类型 ……………………………………………………28
2.2 流动空间及流速的确定 ………………………………………………28
2。3 传热面积的确定 ………………………………………………………28
2。4 冷凝器工艺尺寸的计算 ………………………………………………29
2。4。1 管子数 n 的确定 …………………………………………………29
2。4。2 管子的排列方式。管间距的确定 ……………………………… 30
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2。4。3 壳体直径的确定 …………………………………………………30
2.4.4 折流板 ………………………………………………………… 30
2。4。5 接管 …………………………………………………………… 30
2.5.壳体厚度 ………………………………………………………………31
2。6 换热器封头的确定 ……………………………………………………31
2。7 容器法兰的选择 ………………………………………………………31
2.8 开孔补强 ………………………………………………………………31
2.9 支座 ……………………………………………………………………31
2。10 冷凝器设计汇总 ………………………………………………………31
五.环境保护与劳动安全 。。。。....。.。.。。.........。..。.。。。.。...。。。。。. 32
1�DOP 三废处理.....。。...。.。。..。。.。。.。。.。。。.......。.。。。.。。。..。 32
2.DOP 安全生产。.。.。.。..。.。...。。.。....。。.。。.。。。。.。...。。。。.。。。.. 33
六。设计结果评析与总结...。..。。..。。。。..。.。...。.。...。.。.。。。..。..。。. 34
致谢。..。.。.。..。。..。..。.。。..。.。。.。. 35
参考文献 。。。.。。..。.。.。。。..。。。..。.。...。.。...。。。...。.。。..。。。。.。.。。。。.。..。。. 。..。..。..。。.。.......。..。。..。..。.。.。.。。.。...。..。..。。。....。。。35
化学工程与工艺专业毕业论文

1。概述
1。1 增塑剂 DOP 的性质
一。总论
DOP 化学名为邻苯二甲酸二辛酯.是一个带有支链的侧链醇酯。无色油状液体。
有特殊气味.比重 0。9861（20/20 ），熔点-55 。沸点 370 .常压�.不溶于水。溶于乙
醇、乙醚、矿物油等大多数有机溶剂。与二丁酯。DBP�相比�DOP 的挥发度只有
DBP 的 1/20。与水的互溶性低。并有良好的电性能�但也有其不足点.其在热稳定
性、耐迁移性、耐寒性和卫生性方面稍差。
1.2 产品用途
邻苯二甲酸二辛酯是重要的通用型增塑剂�主要用于聚氯乙烯树脂的加工.还可
用于化纤树脂、醋酸树脂、ABS 树脂及橡胶等高聚物的加工。也可用于造漆、染料、
分散剂等。
通用级 DOP。广泛用于塑料、橡胶、油漆及乳化剂等工业中。用其增塑的 PVC 可
用于制造人造革、农用薄膜、包装材料、电缆等。
电气级 DOP。具有通用级 DOP 的全部性能外。还具有很好的电绝缘性能.主要用
于生产电线。
品级 DOP。主要用于生产食品包装材料。
医用级 DOP。主要用于生产医疗卫生制品�如一次性医疗器具及医用包装材料等。
主要用途。DOP 是通用型增塑剂�主要用于聚氯乙烯脂的加工、还可用于化地树
脂、醋酸树脂、ABS 树脂及橡胶等高聚物的加工�也可用于造漆、染料、分散剂等、
DOP 增塑的 PVC 可用于制造人造革、农用薄膜、包装材料、电缆等。本品是一种多种
树脂都有很强溶解力的增塑剂，能与多种纤维素树脂、橡胶、乙烯基树脂相溶。有良
好的成膜性、粘着性和防水性。常与邻苯二甲酸二乙酯配合用于醋酸纤维素的薄膜、
清漆、透明纸和模塑粉等制作中。少量用于硝基纤维素的制作中。亦可用作丁腈胶的
增塑剂。本品还可用作驱蚊油�原油。、聚氟乙烯涂料、过氧化甲乙酮以及香料.人
造麝香�的溶剂。可以作为酯交换法生产邻苯二甲酸二环己酯和邻苯二甲酸高碳醇酯
以及其他有机合成的原料。
1.3 DOP 在国民经济中的重要性
邻苯二甲酸二辛酯(DOP）是目前使用最广泛的增塑剂。约占我国增塑剂总量45％。
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是重要的通用型增塑剂。任何增塑剂都是以它为基准来加以比较的。技术经济上占有
绝对优势.据有关资料报道.近年来国外增塑剂生产能力超过了6400kt。a。国内增
塑剂需求增长率为8.左右。产品具有质量高、品种多、环境污染少的特点.在石油
化学工业、医药工业、轻纺工业、生物化工以及能源、交通运输行业均有广泛用途。
在国民经济中占有十分重要的地位.
1。4 DOP 的市场需求
随着我国国民经济快速增长。增塑剂作为基础化工合成材料助剂的市场需求量将
大幅提高。在用量大的新领域。国内市场需求将强劲增长.但由于邻苯二甲酸二异壬
酯（DINP）在某些应用领域的性能超过了 DOP.预计未来几年内.全球 DOP 市场将面临
DINP 的挑战。在市场上。DOP 一直占有价格优势。而未来时间估计 DOP 的低价优势会
有所削弱。
2。设计的目的和意义
通过本课程设计力求达到以下目的和意义.
�1.在学习掌握所学的化学工艺学、化工机械设备基础、化工原理等课程的基本
理论和基础知识的基础上。通过这次课程设计。培养我们综合运用这些知识分析和解
决实际问题的能力以及协作攻关的能力。训练我们使用文献资料和进行技术设计、运
算的能力�提高文字和语言表达能力�为以后的学习和毕业论文.设计。打下基础。
。2。通过完成设计.可以知道 DOP 的用途�基本掌握苯酐和异辛醇制 DOP 的生
产工艺�了解国内外 DOP 工业的发展现状。以及 DOP 工业的发展趋势.
3�项目设计依据和原则
3.1 设计依据
本化工课程设计.以设计任务书为基础。综合文献检索、资料收集。综合分析.
以最新科研成果和实际经验为依据�搏众家之长�选择合适设计方案。
3.2 设计原则
本课题遵循的设计原则和指导思想如下�
.1。按技术先进、成熟可靠、经济合理的原则对技术方案进行论证。以确定最
佳方案。
�2。尽可能采用节能工艺和高效设备.充分发挥规模效应。降低能耗、物耗和
生产成本。提高项目的经济效益和社会效益.
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�3。考虑“三废” 治理和综合利用副产物。充分重视环保防污、科学生产、生
产安全和提高社会效益为原则主体。
4。设计范围
本设计范围包括。
。1�工艺生产方法确定、生产流程设计与论证
。2。工艺计算.包括物料衡算。热量衡算�
�3。酯化合成工艺主要生产设备设计与选型
。4。安全生产与环保治理措施
.5�设计绘图
设计重点�生产工艺设计与论证.工艺计算�设备设计与选型。设计绘图。
5。DOP 生产能力及质量标准
5.1 生产能力
该项目年产 8 万吨 DOP。年开工日为 330 天。全天候.。日产 DOP 242.42 吨。
5.2 产品质量标准
本产品质量规格为一级品。执行产品质量国标GBl1406—8标准。见表1 所示。
表1 DOP 质量指标
项 目
指 标
优 级 品 一 级 品 合 格 品
外 观
透 明 液 体 . 无 悬 浮 物
酯 含 量 � ％≥
9 9.0 99.5 0 99 。50
密 度 。 20 ℃ . 。 g/ cm3
0。9 81。 0。98 6
酸 度 。 以 对 苯 二 甲 酯 计 . % ≤
0。0 15
0。0 20
闪 点 . ℃ ≥
21 0
205
色 度 � 铂 -钴 � 号 ≤
50
100
200
加 热 减 量 。 % ≤
0。1
0。2
0.2 5
体 积 电 阻 率 。 × 101 1 ?。 m≥
2
1
0。 5

二、 生产工艺流程设计
1�生产工艺选择与论证
生产过程操作分为间歇式和连续操作。间歇式生产的优点是设备简单改变生产品
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种容量�缺点是原料消耗定额高。能量消耗大�劳动生产效率低。产品质量不稳定。
间歇式生产方式适用于多品种、小批量的生产。而连续法生产能力大.适合于大吨位
的 DOP 的生产。由于本设计产品生产量较大�故采用连续法生产.
酯化反应设备分塔式反应器和串联多釜反应器两类.前者结构复杂�但紧凑。
投资较低�操作控制要求高。动力消耗少。而反应釜。流动形式接近返混。釜内各部
分组成和温度完全一致。多釜串连后。可使停留时间分布特性向平推流转化。并且 DOP
等主增塑剂的需要量很大。且全连续化生产的产品质量稳定。原料及能量消耗低�劳
动生产率高�比较经济。因此本设计采用串联多釜反应器全连续化生产工艺。
催化剂分为酸性催化剂和非酸性催化剂�由于采用非酸性催化剂可以免去中和和
水洗两道工序。且通过过滤即可除去.跟酸性催化剂相比。优越性在于能生产出高质
量的增塑剂产品和减少污染.因此本设计采用的是非酸性催化剂。
非酸性催化剂又分为单催化剂和复配型催化剂。由于单催化剂催化反应时间长�
不适合做酯化反应催化剂.相反。复配型催化剂催化反应时间短。转化率高�酸值降
低幅度大.比较适合做酯化反应催化剂。氧化铝与辛酸亚锡以 1。1 比例复配非酸性
催化剂合成 DOP 效果最佳.力求达到流程简单.设备少.热能利用合理�产品质量高。
根据国内在引进装置上成功使用国产催化剂的经验。选用国产催化剂。既满足了
工艺和产品质量的要求。又节约了外汇。可以收到良好的经济效果。连续非酸性催化
酯化工艺。是上世纪80年代初开始成功应用于工业化生产的先进技术.其典型的工艺
流程有两种�1、酯化—脱醇一中和水洗一汽提干燥一过滤�2、酯化一中和水洗一脱
醇——汽提—-干燥一过滤。
二者比较。第①种技术用采用氧化铝与辛酸亚锡1.1比例复配催化剂酯化反应
具有反应时间短、酯收率高、产品质量好（酸值低、色度低、热稳定性好、体积电阻
率大) 处理条件简单等优点。并且公用工程消耗低.热能利用合理�可以生产多牌
号的DOP产品.结合国内条件和生产操作经验。故拟采用①类典型工艺流程。设计国
产化新的工艺流程。
综上分析.本设计选用酯化—脱醇一中和水洗一汽提干燥一过滤工艺流程�采用
串联多釜反应器连续酯化技术。催化剂采用氧化铝与辛酸亚锡以1�1比例复配型催化
剂。
2.工艺参数的确定
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2。1 酯化工序
苯酐和辛醇按比例在5个串联阶梯形的酯化釜中�在氧化铝与辛酸亚锡以1.1比例复
配催化剂作用下酯化反应生成粗酯.主要工艺参数确定如下.
（1）进料温度及5釜的反应温度见表2。

(2)投料比.PA.2一EH=1.2。30 （wt）
（3)催化剂量。0。03� （wt)
（4)酯化压力。常压（带氮封)
表2 进料温度及与釜反应温度
PA
2一EH
催化剂
釜1
釜2
釜3
釜4
釜5
170
175
20
190
200
210
220
230

(5）停留时间。约7h。酯化釜体积27。4m3
（6）酯化釜搅拌器转速.74r。min
(7）总转化率。约 99�5.
2.2 脱醇工序
由于酯化反应是在过量醇的条件下进行的�必须将粗酯中的醇脱除。回收重复利用。
本设计采用真空降膜脱醇工艺�热能利用合理�脱醇效率高。可脱醇至1。左右。脱
醇工艺参数确定如下。
（1）进料粗酯温度�230℃
（2)进料粗酯含醇量。16�.17。
(3）降膜脱醇真空度.30mbar
(4）加热蒸汽压力.20ba
2。3 中和、水洗工序
由于在酯化过程中会生成一些酸性杂质。如单酸酯等。本设计采用加入Na0H水溶液进
行中和.生成可溶于水的钠盐与酯分离.中和水洗工艺参数确定如下。
(1）Na0H水溶液浓度。0。3（wt。)
（2）水洗温度.95℃
(3)粗酯.碱=6。1（vo1）
（4）中和搅拌转速�180r.min
(5)水洗搅拌转速.50r。min
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0
（6）NaOH单耗�0。4kg。tDOP
(7)中和水洗后酸值.0。01�0。02KOH mg.DOP
2。4 汽提工序
汽提是通过直接蒸汽减压蒸馏。除去粗酯中的醇和有气味的低沸物�本设计采用过热
蒸汽直接减压汽提工艺。汽提干燥工艺参数确定如下。
(1)粗酯人塔温度。140.160 C
(2)汽提塔顶部真空度�40mbar
(3)干燥塔顶部真空度。99mbar
(4)粗酯量�汽提蒸汽量。10。1（wt）
(5）干燥塔出口酯中含水量。0.01。 �0�05� （wt）
2.5 过滤工序
在粗酯中加入吸附剂和助滤剂。脱除粗酯中含色素的有机物和吸附脱除残存的催化剂
和其它机械杂质。以保证DOP产品外观的透明度和纯度.本设计采用二级过滤工艺。
粗滤采用时间程控的芬达过滤器。精滤采用多层滤纸。过滤工序工艺参数确定如下.
(1）粗酯温度。90℃
(2)芬达过滤器粗滤周期.48h
(3)精滤后DOP色值�10。15(HAzEN）
3. 生产工艺流程图及其说明
3.1DOP 生产工艺流程简图。见图 1�

苯酐、
异辛醇
催化剂、
N2
NaOH
无离子水
助滤剂

一级酯化
二级酯化
中和水洗
汽提脱醇
干燥
过滤

废水
滤液
产品
图 1 DOP 工艺流程方块图
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3.2 生产工艺流程说明.参考 CAD 图纸Ⅰ。工艺流程图。
熔融苯酐和辛醇以一定的摩尔比［(1:2。2�1：2.5）在 130—150 先制成单酯,再经预
热后进入四个串联的阶梯式酯化釜的第一级。非酸化催化剂也在此加入。第二级酯化
釜温度控制不低于 180，最后一级酯化温度为 220�230，酯化部分用 3.9MPa 的蒸汽加
热。邻苯二甲酸单酯的转化率为 99。5%。99.9％。为了防止反应混合物在高温下长期停
留而着色�并强化酯化过程�在各级酯化釜的底部都通入高纯度的氮气。氧含量。
10mg/kg 中和.水洗是在一个带搅拌的容器中同时进行的。碱的用量为反应混合物酸
值的 3.5 倍.使用 20%的 NaOH 水溶液.当加入无离子水后碱液浓度仅为 0.3%左右。
因此无需在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。67 kPa，50.80℃.、干燥.1.32 kPa，50。80℃.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 SiO2、AL2O3、Fe2O3 、MgO 等。助滤剂。硅藻土。成分为 SiO2、AL2O3、Fe2O3 、CaO、
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 的收率以苯酐或以辛醇为 99。3%。
回收的辛醇一部分直接循环到酯化部分使用。另一部分需进行分馏和催化加氢
处理.生产废水.COD 值 700�1500mHg/L。用活性污泥进行生化处理后再排放。
本工艺流程特点�原料简单.工艺流程短。物料循环使用.生产效率高。
三、工艺计算
1、物料衡算

1。1
DOP
设计生产能力
DOP 年生产能力为年生产 30000 吨/年�设工作日为 330 天
30000 吨

年生产日
330 天
日产 DOP30000÷330=90.90 吨
+ H2O

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每小时 DOP 的产量生
要求 DOP 的生产规格
产品规格。一等品 DOP
90.90÷24=3。79 吨
含量 99.5%
每小时要得纯 DOP 为。3.79×99.5％=3.77 吨
设整个过程之中 DOP 损失量为 4％
则实际每小时产纯 DOP 为 3.77÷.1�4％�=3.93 吨
分子量。苯酐 148.12 异辛醇 130。0 DOP 390.3 H2O 18
1.2 一级酯化段物料计算
根据一级酯化反应式.
二级酯化反应式.
第一步酯化转化率为 100％。第二步酯化转化率为 99。5%.
一小时一级酯化反应釜
进釜 苯酐的量为.3。93×1000÷390.3÷0。995= 10。12 kmol
根据投料比 苯酐�异辛醇=1 ： 2。3
异辛醇投入量为 10.12×2.2=23。28 kmol
异辛醇一部分作为带水剂与水一起出釜.异辛醇经冷凝器冷却再回流至反应釜中。经
测定 回流比为 2.5。设回流异辛醇量 X kmol 则出釜异辛醇为 2.5X kmol
总异辛醇量(23。28 +X） kmol
出釜 异辛醇量为 2.5X=23.28-10.12+X
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3
2 3
X=8.77kmol
总异辛醇为 23。28+8。77=32。05 kmol
出釜异辛醇为 21.93 kmol
单酸酯的量 10.12 kmol
1.2 二级酯化段釜 1 物料计算
进釜 异辛醇 21.93 kmol
单酸酯的量 10。12 kmol
氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量 0。12 kmol
N2 3 m /h
出釜 设转化率为 X
第一釜 DOP 产量为 10.12X kmol
第二釜 DOP 产量为 10.12X。1-X.kmol
第三釜 DOP 产量为 10.12X。1-X。kmol
第四釜 DOP 产量为 10。12X(1-X)（1-X） kmol
第五釜 DOP 产量为 10。12X.1-X。(1-X)(1—X） kmol
所以
10.12X+10。12X(1-X）+10.12X(1—X）+10.12X(1-X） +10。12X(1-X) ≤10.12
X=0。523
即反映的转化率为 X=0.523
DOP 的物质的量 nD = 10。 12 × 0.523 = 5.29 kmol / h
异辛醇量为 nB = 21。93 − 5.29 = 16.64kmol / h
单酸酯的量 10。12 。5.29=4。83 kmol / h
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3 × 101500
N 3m /h，转化为摩尔流量. = 0.121kmol
nRT (0。121 + 5。29 + 13.23) × 8.314 × 473.15
V = = = 722.46m
氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量 0。12kmol
产生的水的物质的量 n 水=1012 × 0。523 = 5。29kmol / h
异辛醇一部分作为带水剂与水一起出釜。异辛醇经冷凝器冷却再回流至反应釜中.经
测定 nB：n 水=2。5：1.所以 nB=5。29× 2.5=13.23 kmol/h
8.314 × 303.15
∴每一小时将有. p 101.500 排
出反应釜。
1.3 酯化工段物料衡结果
表 4。一级酯化段物料衡算表
入塔
苯酐
异辛醇
单酸酯
出塔
苯酐
异辛醇
单酸酯
量.kmol/h.
26.96
80。86
0
量.kmol/h。
0
53.90
26。96
摩尔含量
。％。
25。0
75.0
0
摩尔含量
.％。
0
66。67
33。33

表 5 二级酯化段釜 1 物料衡算表
化学工程与工艺专业毕业论文
入釜
异辛醇
单酸酯
氧化铝与辛酸
亚锡
N2
水
DOP
量�kmol/h.
53。90
26.96
0。32
0。32216
0
0
出釜
异辛醇
单酸酯
氧化铝与辛酸
亚锡
N2
水
DOP
量。kmol/h。
39。80
12.86
0.32
0.32216
14。10
1410

2.热量衡算
表 6 各物质比热容
物质
C
/kJ/(mol.k）
C
/kJ/（mol。k）
p，m
（303K。
p，m
（423K�
C
p,m
/k J/(mol.K)
∆f H
m
(298K) /k
异辛醇
苯酐
邻 苯二 甲 酸一 辛
酯
0。2856
0。2559
0。4523
0..3454
0.2829
0.5347
0。3155
0.2694
0.4935
J/mol
-373.2
-672.6
-1120.6

0
注�A---———苯酐�B-----异辛醇；C--—---邻苯二甲酸一辛酯
1.预热器显热计算.
预热器采用 3。9MPa 蒸汽将原料先预热到 150 C
6
6
QA =nA Cp，m A ∆T =10。12 × 269.4 ×[（150 − 30) + 273.15] = 1.072 ×10 kJ
QB= nBC p，m B∆T = 32.05 ×315。5 × （120 + 273。15) = 3.975 ×10 kJ
2.反应釜热量的衡算
以一级酯化反应釜为例�
连续釜式反应器可看成为一敞开物系。根据热力学第一定律。其热力学衡算式可表达

为�
∆H = q
式中. ∆H -——-物系焓变及反应焓变。kJ;
化学工程与工艺专业毕业论文
q————物系与环境交换的热。
由于反应是在恒温下进行。所以物系焓变为零.
反应 焓变的计算如下�
A （l。423.15K）+ B(l,423.15K) ∆H 7 C（l,423。5K)
∆H1 ∆H 4
A(l�404。75K）
∆H 2 ∆H 6

A(s�404。75K）
∆H 3 ∆H 5
A （s�298.15K）+ B(l，298。15K) C(l,298。5K)
∆H1 = nAC p， m∆T = −10.12 × 269.4 × (423.15 − 404。75) = −0。502 ×10
由于在恒温恒压下进行。所以 ∆H 2 =-32 kJ/h
5
kJ/h
∆H 3 = nAC p， m∆T
= −10.12 × 269.4 × （404.75 − 298。15) = −0 。291 ×10 6
kJ/h
6
∆H 4 = nBC p， m∆T = −32。05 × 311。5 × （423。15 − 298。15） = −1.248 × 10
kJ/h
6
6
6
∆H 5 = nC（∆fHmC − ∆fHmA − ∆fHmB） = 10.12( −1120。6 + 672。6 + 373.2) = −0.757 ×10
∆H 6 = nC∆C p， mC∆T = 10.12 × 493.5 × (423。15 − 298.15) = 0.624 ×10 kJ/h
所以。 ∆H 7 = ∆H 1 + ∆H 2 + ∆H 3 + ∆H 4 + ∆H 5 + ∆H 6 = −1.73 × 10 kJ/h