增塑劑節(jié)能減排之連續(xù)中和生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用

劉小兵

摘要：增塑劑生產(chǎn)中中和工序是其生產(chǎn)的重要工序之一，中和效果的好壞直接影響成品的質(zhì)量。其受制約的因素主要有：中和時堿液的濃度，粗酯和堿液的流量，中和時的反應(yīng)溫度，粗酯和堿液的混合狀態(tài)，中和好后酯水分離效果。通過深入研究，采用連續(xù)中和裝置替代原有的間歇中和裝置后，中和效果有了顯著提高的同時，廢水排放量有了大幅度降低，該裝置在增塑劑生產(chǎn)的成功應(yīng)用對增塑劑生產(chǎn)節(jié)能減排有積極意義。

關(guān)鍵詞：增塑劑;連續(xù)中和;節(jié)能減排

目前，鄰苯二甲酸酯類增塑劑是我國增塑劑的主要品種。其生產(chǎn)過程大都采用酸性催化劑（如硫酸、對甲苯磺酸、磷酸等），同時酯化過程中反應(yīng)不完全的單酯，因而除去這些酸性物質(zhì)是必須的。工業(yè)上常用的除酸方法都是采用堿液中和及水洗，粗酯酸值合格后水相排入廢水池，有機相送至后序工段處理。因此，中和水洗工序是關(guān)鍵生產(chǎn)工序之一，其中的中和反應(yīng)是有機酸跟無機堿直接觸的反應(yīng)過程，在此階段包含了多方面的制約因素，主要有中和時堿液的濃度、溫度、粗酯和堿液的配比和混合狀態(tài)及中和好后水相與有機相的分離。生產(chǎn)中必須精心控制，穩(wěn)定運行，才能達到良好的中和效果，確保工序產(chǎn)品的質(zhì)量指標。

1新型連續(xù)中和裝置主要組成和功能

連續(xù)中和裝置主體包括：動態(tài)混合器，碟式離心機、DCS控制系統(tǒng)三部分組成。該裝置的功能是：①中和掉粗酯中所含的酸性物質(zhì)（即酯化反應(yīng)過程中反應(yīng)不完全的產(chǎn)物單酯酸）;②使中和好的物料中有機相和水相及固體雜質(zhì)（主要是脫色劑活性炭）三者有效、快速分離。

2中和原理

催化劑以硫酸為例。

2.1硫酸中和方程：

H2S04+2 NaOH→Na2S04+2H20

2.2單酯酸中和方程

3中和工藝流程

操作流程簡述：將配好的堿液和化驗合格的粗酯恒溫在90℃分別經(jīng)泵輸送，通過DCS自動調(diào)節(jié)閥控制其各自流量進入動態(tài)混合器完成中和，酸值合格后物料送至碟式離心機進行分離得到有機相、水相、固體雜質(zhì)三相，有機相送至后序T段進行脫醇處理，水相排入廢水池，固體雜質(zhì)包料后送至鍋爐進行焚燒處理。

4關(guān)鍵控制點

4.1動態(tài)混合器進料流量控制

動態(tài)混合器進料流量控制關(guān)鍵是在于對堿液和粗酯流量的平穩(wěn)控制，兩者比例是根據(jù)粗酯酸值中和到目標酸值所需堿液量計算而得。避免大幅度流量波動是中和工序穩(wěn)定運行的基本前提，同時也是動態(tài)混合器的效果得到有效發(fā)揮的基本前提條件之一。

4.2中和時的反應(yīng)溫度控制

溫度是中和反應(yīng)順利進行的物理條件，一般控制在80～95℃。溫度過高，中和過程容易發(fā)生皂化反應(yīng);溫度過低，中和過程容易發(fā)生乳化反應(yīng);當(dāng)存在上述兩種情況時，都會影響到堿液和粗酯中酸性物質(zhì)的接觸狀況造成中和不完全，影響中和酸值，造成中和酸值不合格。

4.3碟式離心機控制

碟式離心機工作原理：中和好的物料輸送到碟式離心機進行分離。碟式離心機是立式離心機，轉(zhuǎn)鼓裝在立軸上端，通過傳動裝置由電動機驅(qū)動而高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有一組互相套疊在一起的碟形零件一碟片。碟片與碟片之間留有很小的間隙。懸浮液（或乳濁液）由位于轉(zhuǎn)鼓中心的進料管加入轉(zhuǎn)鼓。當(dāng)懸浮液（或乳濁液）流過碟片之間的間隙時，固體顆粒（或液滴）在離心機作用下沉降到碟片上形成沉渣（或液層）。沉渣沿碟片表面滑動而脫離碟片并積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑最大的部位，分離后的液體從出液口排出轉(zhuǎn)鼓。碟片的作用是縮短固體顆粒（或液滴）的沉降距離、擴大轉(zhuǎn)鼓的沉降面積，轉(zhuǎn)鼓中由于安裝了碟片而大大提高了分離機的生產(chǎn)能力。積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固體通過排渣機構(gòu)在不停機的情況下從轉(zhuǎn)鼓中排出。

5結(jié)論

連續(xù)中和裝置在增塑劑生產(chǎn)中應(yīng)用已有5個月，現(xiàn)將運行情況與原有間歇中和運行情況作比較，結(jié)果見下表2。

由結(jié)果可看出：連續(xù)中和裝置中和效果明顯優(yōu)于間歇中和裝置，主要依賴于其采用了先進的自動化控制系統(tǒng)和新型中和設(shè)備的應(yīng)用，使得中和工序控制指標運行平穩(wěn)，無大幅度波動，保證了中和的效果。原有中和方式是采用釜式間歇中和，存在堿用量大;有機相與水相分層界面模糊;人工控制分水：存在分水不清或?qū)⒂袡C相排放至廢水池的現(xiàn)象。針對以上問題，我們通過考察并與相關(guān)科研院校合作開發(fā)了連續(xù)中和裝置，此裝置特點：占地省;堿用量省;酯水分離采用自動離心分離，實現(xiàn)了有機相和水相的徹底分離，大大減少了廢水的排放量和廢水中COD的含量，提高了成品的收率。它在增塑劑生產(chǎn)中的成功應(yīng)用對于增塑劑生產(chǎn)節(jié)能減排具有積極意義，值得推廣。

參考文獻：

[1]魏秀珍，酯類中和新工藝[J].天津化工，1996（1）：17-18.