二次白泥合成DOTP的方法及装置系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种二次白泥合成DOTP的方法以及用于上述反应的装置系统，所述二次白泥为以白泥为原料生产DOTP过程中废水隔油后的酸析产生的固体物料压滤得到的产物，合成反应以二次白泥、辛醇以及催化剂进行酯化和醇解反应制成，反应中生成的乙二醇经蒸馏冷却后分离出反应釜，蒸馏出的辛醇回流至反应釜中继续反应，当反应物料酸值＜0.5mgKOH/g时反应合格，将反应物经脱醇、蒸馏、中和水洗、干燥以及过滤，即得反应物。本发明专利技术通过对二次白泥成分进行研究，确定了反应的可行性，通过对反应参数进行筛选，确定了以二次白泥为原料合成DOTP的方法，本发明专利技术制备的DOTP具有收率高以及纯度高的特点，适于推广应用。

Method and Device System for DOTP Synthesis from Secondary White Mud

The invention discloses a method for synthesizing DOTP from secondary white mud and a device system for the above reaction. The secondary white mud is a product of pressure filtration of solid material produced by acid precipitation of waste water after oil separation in the process of producing DOTP from white mud. The synthesis reaction is made by esterification and alcoholysis of secondary white mud, octanol and catalyst, and the ethylene glycol produced in the reaction is distilled. After cooling, the reactor was separated, and the distilled octanol was refluxed into the reactor to continue the reaction. When the acid value of the reactant was less than 0.5 mg KOH/g, the reaction was qualified. The reactant was obtained by dealcoholization, distillation, neutralization, washing, drying and filtration. By studying the composition of secondary white mud, the feasibility of the reaction is determined. By screening the reaction parameters, the method of synthesizing DOTP from secondary white mud is determined. The DOTP prepared by the invention has the characteristics of high yield and high purity, and is suitable for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
二次白泥合成DOTP的方法及装置系统
本专利技术涉及一种二次白泥合成DOTP的方法及装置系统，属于增塑剂DOPT生产

技术介绍
“白泥”是涤纶仿丝绸碱减量工艺所产生固体废弃物。聚酯碱减量工艺是一复杂的反应过程,主要是在聚酯高分子物与氢氧化钠间的多相水解反应。聚酯纤维浸泡于氢氧化钠水溶液中,纤维表面的聚酯分子链的酯键在碱性条件下水解断裂,形成不同聚合度的水解产物,最终生成对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)。因PTA在pH>12的碱性溶液中，其PTA羧基所含的酸根离子又与NaOH发生反应，最终以PTA的Na盐的形式溶解在废水中，从而形成碱减量废水。由于PTA不溶于水的特性，在碱减量废水中加入酸进行中和，调节废水的pH达到一定值时PTA将会析出，碱减量废水经酸析沉降而得到“白泥”。从“白泥”中回收PTA有各种不同方法，但所回收PTA的质量都不能完全达到正品标准且回收成本较高，因此目前大多直接以白泥为原料制造树脂、涂料、增塑剂，由于“白泥”中杂质较多，绝大多数“白泥”都用来直接生产增塑剂对苯二甲酸二辛酯(DOTP)。“二次白泥”就是以“白泥”为原料生产DOTP过程中废水处理所产生的固体废弃物。二次白泥的产生量大约是白泥的用量的2％～3％，一个年产2万吨DOTP的生产装置，年产生二次白泥有300多吨，这些二次白泥如不能加以利用，就意味着白泥生产DOTP产生了二次污染物，而这些化工固废物的处理也需要一笔不小的费用，如将二次白泥再次利用生成DOTP还能带来不小的利润，因此无论从社会效益和经济效益来说，二次白泥的再利用都具有十分重要的意义！
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种利用白泥生产废弃物二次白泥合成DOTP的方法，还提供了一种适用于用于上述合成方法的装置系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种二次白泥合成DOTP的方法，所述二次白泥为以白泥为原料生产DOTP过程中废水隔油后的酸析产生的固体物料压滤得到的产物，合成反应以二次白泥、辛醇以及催化剂进行酯化和醇解反应制成，反应中生成的乙二醇经蒸馏冷却后分离出反应釜，蒸馏出的辛醇回流至反应釜中继续反应，当反应物料酸值＜0.5mgKOH/g时反应合格，将反应物经脱醇、蒸馏、中和水洗、干燥以及过滤，即得反应物。优选的，反应终点温度为220～230℃。优选的，辛醇与所述二次白泥摩尔比为5.4～6.0。优选的，所述催化剂为钛酸酯类，添加量为0.4～0.6％。优选的，反应时间为7～9h。二次白泥合成DOTP的装置系统，包括反应釜、蒸馏塔、多级冷凝冷却器、多级乙二醇吸收罐以及辛醇精馏装置，所述反应釜与蒸馏塔连接，所述蒸馏塔依次连接所述冷凝冷却器以及所述乙二醇吸收罐，所述乙二醇吸收罐连接所述辛醇精馏装置，所述辛醇精馏装置出口管线连接至所述反应釜。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过对二次白泥主要成分进行研究，确定其组成后，通过对其多种反应参数进行研究，有效筛选出了可以制备出高收率、高纯度的DOTP的合成方法，并提供了一种使用上述反应的装置系统，可用于工业生产应用。附图说明图1是二次白泥红外谱图；图2是PTA标准试剂红外谱图；图3是醇酸摩尔比对反应时间以及收率影响关系图；图4是催化剂加入量对反应时间以及收率影响关系图；图5是终点温度对反应时间以及收率影响关系图；图6是产物DOTP气相色谱图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。1、二次白泥主要组成研究二次白泥是白泥生产DOTP中和废水酸析产物，是一不溶于水的酸性物质，而中和废水是用NaOH水溶液与蒸馏产物进行中和反应经沉降分离而形成的，说明该物质原是蒸馏产物中的，在碱作用下成为了钠盐而溶解于废水中。基于以上分析基本上能判断该物质应是一有机酸类物质。而且从二次白泥的外表形状看与白泥极为相似！为进一步研究二次白泥的成分，采用了红外光谱分析与实验验证相结合的方法。(1)红外光谱的测试分别测试了二次白泥与PTA标准试剂的IR谱图。将1～2mg样品粉末与200mg干燥的KBr混合均匀后磨细，放入压片模具内抽真空加压，制成厚1mm、直径约10mm左右的透明压片，进行测试，并记录IR谱图。其谱图如图1、图2所示。PTA标准试样的IR谱图中：1679.59nm处的强峰为羧基中的羰基与苯环发生共轭，C＝O伸缩振动产生的；1423.81nm处和1284.58nm处的两强峰是由于羧酸C-O-H面内弯曲震动与C-OH的伸缩振动发生耦合作用产生的，这些峰的出现表明PTA中的-COOH。3106.40nm处和3064.10nm处的两个弱吸收峰为苯环上的C-H伸缩振动峰。1573.90nm处和1509.51nm处为苯环骨架上C＝C伸缩振动所产生的峰，指纹区780.96nm与733.03nm两处吸收峰为对位取代时苯环上C-H面外弯曲振动产生的，说明PTA的对位取代苯环。二次白泥的IR谱图与PTA非常相似，对比两图，可以肯定的是二次白泥具有与PTA相似的结构，应该都有苯环上的对位羧基。但两个谱图也有区别，特别是PTA1679.59nm处的强峰与二次白泥1670.78nm开始的强峰，其峰形差别很大，PTA是一尖峰，而二次白泥是一宽峰；二次白泥1281.23nm处的峰形与PTA1284.58nm处也不一样；此外两谱图的指纹区也有明显的差别。(2)验证实验参照PTA合成DOTP的方法，取一定比例的二次白泥、辛醇及催化剂在四口烧瓶中进行酯化反应，反应完成后进行脱醇、蒸馏、中和、干燥、过滤得产品DOTP。实验结果并不理想，一是反应前的加热过程中物料比较粘稠搅拌困难，随着温度长高逐步有所好转，但相比于PTA反应粘度大得多；第二反应所得产物太少，如果二次白泥以PTA计，收率大约只有30％；第三用中和后的废水加酸处理后析出大量白色固体，说明大部分的二次白泥又回到了中和废水中。以上实验表明，二次白泥虽有类似PTA结构，具有苯环和对位上的羧基，但并不完全是PTA，或者说PTA含量并不高，其主要组成物质到底是什么呢？考虑到白泥是聚酯碱减量工艺形成的，是聚酯分子链的酯键在碱性条件下水解断裂,形成不同聚合度的水解产物,最终形成PTA，但不可能所有水解产物都能最终形成PTA，应该有部分低聚水解产物，再次分析比较两物质的红外谱图，因酯的羧基伸缩振动峰应该在1740～1710nm，因而二次白泥1670.78nm～1730nm的宽峰，应该是PTA结构中的苯甲酸的羧基以及酯的羧基的叠加峰，二次白泥的结构中应含有酯键，有酯键就应该有CH2，但谱图中没有明显的CH2振动峰，但并不能排除有CH2，因为该谱图中所有应该有CH2振动峰的位置均有其它峰存在，这些峰可能都是与CH2的叠加峰。结合白泥生产DOTP的生产工艺，二次白泥可能是一聚产物即乙二醇二对羧基苯甲酸酯，因为如果是二聚及以上，则在DOTP生产的蒸馏过程中就不可能随DOTP被蒸出，而应该留在釜中成为蒸馏残渣。因此，二次白泥的主要组成物质的结构式为：这就很好解释了以上验证实验出现的现象，由于是一聚物分子量较大，具有部分聚合物特点，所以酯化反应时粘度大难搅拌；二是反应过程中除PTA反应外，其主要组成物质两端羧基进行酯化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次白泥合成DOTP的方法，其特征是，所述二次白泥为以白泥为原料生产DOTP过程中废水隔油后的酸析产生的固体物料压滤得到的产物，合成反应以二次白泥、辛醇以及催化剂进行酯化和醇解反应制成，反应中生成的乙二醇经蒸馏冷却后分离出反应釜，蒸馏出的辛醇回流至反应釜中继续反应，当反应物料酸值＜0.5mgKOH/g时反应合格，将反应物经脱醇、蒸馏、中和水洗、干燥以及过滤，即得反应物。

【技术特征摘要】
1.一种二次白泥合成DOTP的方法，其特征是，所述二次白泥为以白泥为原料生产DOTP过程中废水隔油后的酸析产生的固体物料压滤得到的产物，合成反应以二次白泥、辛醇以及催化剂进行酯化和醇解反应制成，反应中生成的乙二醇经蒸馏冷却后分离出反应釜，蒸馏出的辛醇回流至反应釜中继续反应，当反应物料酸值＜0.5mgKOH/g时反应合格，将反应物经脱醇、蒸馏、中和水洗、干燥以及过滤，即得反应物。2.根据权利要求1所述的二次白泥合成DOTP的方法，其特征是，反应终点温度为220～230℃。3.根据权利要求1所述的二次白泥合成DOTP的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄裕娥，赵旭升，郑根武，陈晓敏，
申请(专利权)人：南京科技职业学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32