一、技术工艺路线:
1、产品用途:
H属环氧类增塑剂,世界上在同类中产量及销量仅次于邻苯二酸酯类增塑剂,而H又占环氧类增塑剂的70%左右。
H与聚乙烯(PVC)相溶性好,挥发性低,近移性小,是一种广泛使用的PVC增塑剂兼稳定剂,肯有良好的热稳定性及光稳定性,在一般软制品中加2~3份,即可明显改变及光热稳定性,在农用薄膜中加入5份以上,大大改善耐候性。
本品无毒,是世界上承认的无毒增塑剂,国际食品,药物管理局已批准H可作为食品、药物的包装材料,玩具及家庭装饰材料的助剂。用于全部软、硬聚氯乙稀制品,其中透明制品,无毒制品,食品、药物的包装材料,防水卷材,塑料门窗、塑料膜。可替代增塑剂邻苯二甲酸二辛酯。
2、产品性质:
H为浅黄油状液体
平均分子量约为950,沸点150℃(4mmHg);流动点—9℃,凝固定—15℃;闪点≥280℃,着火点>304℃,粘度3250,325PO.S(25℃),蒸汽压13.332pa(150℃),相对密度0.995,在水中溶解度<0.01%(25℃),水在本品的溶解度0.55%(25℃)可溶解于多数有机溶剂及烃类。
3、质量标准
泽(Fe—Co比)≤3#
环氧值(%)≥6.2
碘值(g12‰)≤6.0
酸值(mgkoh/g)≤0.5
加热减量(125℃2h)%≤0.3
热稳定性(环氧保留率177℃3h)%≤95%
重金属(以pb计)mg/kg≤10,砷(As)mg/kg≤10
4、国内生产情况
环氧植物类起步晚,发展慢,以H为主。
其它品种如环氧西麻油,环氧棉籽油等没有很好开发。规模小分散,自控水平低。多数工厂生产能力900~500t/a,大部分采用以苯作溶剂 的硫酸催化生产工艺,问歇生产。
质量不稳定,价格偏高,不利扩大市场。
5、H的传统工艺:
以苯作溶剂,硫酸作催化剂,大豆油、甲酸、硫酸和苯配制成混合液,在搅拌厂滴加H2O2,进行环氧化反应。 反应完成后,静置分层掉废酸水,油层用稀碱液和软水洗至中性,油水分离后,将油层进行蒸馏,馏出的苯水混合物经冷凝分离,苯返回重新使用,釜液进行减压蒸馏,截取成品馏后工艺流程复杂。
6、H生产新工艺
6.1反应机理
该工艺利用H2O2中含有微酸性,在一定温度下起引发作用,所加的稳定对生成的过氧甲酸起稳定作用,保证了过氧甲酸释放出的氯原子能与大豆油中的不饱和键充分接触,从而使环氧化反应向产物方向进行。 6.2工艺流程
在环氧化釜中加入大豆油、甲酸、稳定剂和微量硫酸,搅拌下加入双氧水进行反应,因是放热反应,必须用冷却水控制温度,使其在60℃~70℃下进行环氧化反应。反应终止后静置分层,分去母液后用稀碱液进行碱洗,再用软水洗涤至中性。油层抽至脱水釜中,真空脱除油中所含水份后即得本产品。
6.3设计
此工艺的关键是环氧化过程。
由于该反应为放热反应,因此,在滴加双氧水过程中温度会升高,温度的升高,使反应更剧烈,会导致开环和继续氧化,副产物增多,产品泽变深,质量下降,为了控制双氧水的高加速度,保证反应温度 在最佳范围内,求得最优的产品质量和最高的收率。在环氧化设计中,必须在全过程中(升温滴加双氧水、降温、保温反应、冷却)实现自动化控制设计。
6.4新老工艺比较
综上所述,老工艺流程长、设备多、腐蚀严重、三废处理量大。
新工艺去掉了苯,缩短了工艺流程,降低了防水等级,改善了劳动环境,三废污染少,固定资产投资远小于老工。
由下表知,新工艺的原材料消耗低,能耗少、操作人员少、单位成本远低于老工艺。
名称 | 规格 | 消耗定额(kg/t) | 备注 |
精制豆油 | 碘值130~140% | 1000/970 | 老工艺/新工艺 |
双氧水 | 35% | 766/650 | |
甲 酸 | 85% | 140/125 | |
苯 | 工业品 | 350 | 可回收80% |
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另外,新工艺产品质量优于老工艺。
质量优劣的评价,环氧值越高越好。
还要看环氧基因热稳定性的高低。
由于PVC制品的加工工艺温度很高,使热稳定性差的环氧基因自行开环破裂,起不到稳定作用。
老工艺产品的环氧值一般为6.0%,在177℃加热3kv其环氧值保留率在80%以上。
新工艺产品环氧值>6.2%,最高可达6.5%,热稳定性达95%。
二、投资及成本估计(2005.3数据)
2000 t/a的生产规模,设备200万元,厂房1500m2,约50万元,蒸汽消耗15t/t产品(压力0.4Mpa)。
成本8500元/t
售价12000元/t