El DOP, un diéster de anhídrido ftálico y 2-etilhexanol, es uno de los plastificantes más rentables con un fuerte rendimiento plastificante. Por lo tanto, DOP (Ftalato de dioctilo) es un término muy utilizado plastificante". BASTONE es el líder Fabricante y proveedor de DOP En China, con años de experiencia como proveedor confiable. productor y exportador de plastificantes.
Proceso de producción de DOP
Proceso de producción continua del productor DOP
El anhídrido ftálico reacciona con 2-etilhexanol en una relación molar de 1:1.6 at 120 ° C para el monoesterificaciónLa reacción continúa continuamente hasta una reactor de diesterificación.
At 130-150 ° C más antigua y 7.9 kPa, en el que catalizador de ácido sulfúrico (0.5 % de la alimentación total), la reacción continúa para formar el diéster (DOP).
El producto de éster crudo se lava primero con agua a 50 ° C usando 1/5 del volumen total, seguido de neutralización con ácido sulfúrico al 2%–3% at 60-70 ° CLuego, se neutraliza aún más a un proporción 1:1 con agua at 70-80 ° C, seguido de una final lavado con agua caliente.
A continuación, 0.1% de carbón activado Se añade y la mezcla es desacidificado y decolorado at 150°C y 3.9 kPa al vacío. Finalmente, el producto es filtrado para obtener DOP purificado.
Química de reacciones: ¿Por qué la relación molar 1:1.6 y el rango de temperatura de 130–150 °C?
El proceso de fabricación del DOP se rige por una reacción de equilibrio, y cada parámetro del procedimiento anterior está diseñado para desplazar dicho equilibrio hacia el diéster. El anhídrido ftálico se abre al semiéster (monoéster) casi instantáneamente a 120 °C; ese es el paso sencillo. El paso difícil consiste en forzar la segunda esterificación, donde el ácido carboxílico libre del monoéster debe reaccionar con otra molécula de 2-etilhexanol frente a concentraciones crecientes de agua.
El exceso molar de 2-EH en proporción 1:1.6 proporciona la fuerza impulsora; sin él, la reacción se detiene aproximadamente al 85-90% de conversión del diéster. La temperatura hace el resto.
Por debajo de 130 °C, la diesterificación es demasiado lenta para un funcionamiento continuo. Por encima de 150 °C, las reacciones secundarias se aceleran: formación de éter entre dos moléculas de 2-EH, coloración oxidativa y subproductos de olefina en trazas que posteriormente se manifiestan como un aumento de la cromaticidad. El rango de 130 a 150 °C es el punto óptimo cinético.
En combinación con el vacío de 7.9 kPa, el vapor de agua se elimina continuamente del reactor, desplazando aún más el equilibrio hacia el diéster según el principio de Le Chatelier. Se elige ácido sulfúrico al 0.5 % en la alimentación en lugar de catalizadores de titanato u organoestaño por una razón: el costo por conversión a escala industrial.
Los desafíos en el proceso de producción de DOP se agrupan en torno a cinco puntos críticos que los parámetros mencionados anteriormente mitigan:
- Control termal — El intervalo de 130–150 °C no es negociable: por debajo de esta temperatura, la conversión se detiene, mientras que por encima se forman cuerpos de éter y color.
- Reacciones secundarias — suprimido limitando la temperatura y ventilando el vapor de 2-EH en el condensador antes de que pueda dimerizarse.
- Envenenamiento por catalizador — El ácido sulfúrico tolera la alimentación húmeda a bajo costo, mientras que el titanato requiere un secado previo; este es el factor determinante del costo.
- eliminación de subproductos — El vacío de 7.9 kPa elimina continuamente el agua de reacción, desplazando el equilibrio hacia el diéster según el principio de Le Chatelier.
- Cumplimiento ambiental — La captura de vapores de 2-EH, la neutralización del ácido sulfúrico y el tratamiento de efluentes son gastos de capital obligatorios, no aspectos que se puedan considerar a posteriori.
El titanato proporciona un color más puro, pero cuesta aproximadamente 30 veces más por kilogramo y exige un control de agua más estricto en la etapa previa a la reacción. Para los grados DOP estándar, la secuencia de lavado posterior a la reacción neutraliza el ácido sulfúrico residual con la suficiente eficacia como para compensar la pérdida de color del catalizador en la etapa posterior.
Especificaciones de calidad y pasos del proceso que las controlan
| Apariencia | Líquido aceitoso transparente |
|---|---|
| Chroma | ≤ 30 |
| Pureza | ≥ 99.5% |
| Densidad (20 ℃) | 0.982-0.988 g / cm3 |
| Punto de inflamabilidad | ≥196 ℃ |
| Acidez | ≤0.030% |
| Agua | ≤0.10% |
Cada línea de esta tabla de especificaciones se corresponde con un paso específico de la secuencia de producción, y leer la hoja de especificaciones sin esa correspondencia es la forma en que los equipos de compras terminan calificando a un proveedor mediocre.
Una pureza ≥99.5% es el indicador más preciso del control del proceso. Depende de dos factores: el exceso molar de 2-EH (sin él, el monoéster residual reduce la pureza por debajo del 99%) y la profundidad de la diesterificación a 130–150 °C (una extracción prematura del reactor deja intermedios sin reaccionar). Un productor que utilice una proporción de 1:1.4 a 125 °C no alcanzará una pureza ≥99.5%, y el certificado de análisis lo reflejará.
La cromaticidad ≤30 (escala Pt-Co) se controla casi por completo mediante la etapa de decoloración con carbón activado a 150 °C y 3.9 kPa. Los compuestos colorantes en el DOP crudo provienen del 2-EH oxidado y de trazas de hierro lixiviadas de las tuberías de acero al carbono; el carbón activado adsorbe ambos. Una planta que omita esta etapa o utilice carbón con una concentración inferior al 0.1 % enviará un producto con una cromaticidad de 60 a 100 (visiblemente amarillo), que se rechazará inmediatamente para aplicaciones de PVC transparente.
Una acidez ≤0.030% es la señal de neutralización residual del ácido sulfúrico. El lavado con ácido sulfúrico al 2-3% a 60-70 °C, seguido de un enjuague con agua a 70-80 °C, está calibrado para reducir el índice de acidez en aproximadamente dos órdenes de magnitud.
Si se omite el segundo lavado, la acidez se sitúa entre el 0.1 % y el 0.2 %, lo que acelera el consumo de estabilizador de PVC en las etapas posteriores. El contenido de agua ≤0.10 % se obtiene mediante el mismo secado al vacío que realiza la decoloración: 3.9 kPa a 150 °C eliminan tanto los pigmentos como el agua disuelta en un solo paso.