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丙烯酸生产工艺


相对密度 (空气=1) 1.11 2.45 2.97
外观与性 状
01 02 03
13.33kp a
1.33kpa 13.38
无色澄清 液体
无色澄清 液体
丙烯酸甲 酯
对羟基苯 甲醚
无色澄清 液体
0.3g/k g
04
52.5
243
1、安全 工艺方案
物料
甲醇 丙烯酸
闪点℃
11
爆炸极限
6--36.5%
危险特性
2
1
5 3 4
6
二、丙烯酸甲酯生产操作规程
准备工作 正常操作 正常停车

准备工作
1、启动真空系统


通过压力控制阀将分馏塔、醇回收塔、醇拔头塔、酯提纯塔抽真 空。 开阀向分馏塔、醇回收塔、醇拔头塔、酯提纯塔及薄膜蒸发器投 用阻聚剂空气。 开阀向1内引丙烯酸甲酯,待其有一定液位后,开泵将其送至酯提 纯塔,待酯提纯塔达一定液位后,关调节阀,关丙烯酸甲酯进料 阀。
在此主要讨论“丙烯酸与甲醇直接酯化” 的生产工艺
以阳离子交换树脂为催化剂
酯化反应路线
(1)主反应 丙烯酸与醇的酯化反应是一种生产有机酯的反应。其反应方 程式如下: CH2=CHCOOH+CH3OH <==>CH2=CHCOOCH3+H2O 可逆,放热 (2)副反应
CH2=CHCOOH十2CH3OH———> (CH3O)CH2CH2COOCH3+H2O MPM:(3-甲氧基丙酸甲酯) 2CH2=CHCOOH十CH3OH ———> CH2=CHCOOC2H4COOCH3+H2O D-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯/二聚丙烯酸甲酯) CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2O C2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O
选择理由:


随着丙烯酸酯需要量的增加及丙烯价格的下降,近来很 多厂家都用价格低又适合于大型化的空气氧化合成丙烯 酸的方法来实现工业化。 反应易于控制
主要生产步骤: 丙烯两步氧化生成丙烯酸 丙烯酸与甲醇酯化反应生成丙烯酸甲酯
1、丙烯两步氧化生成丙烯酸
两步法反应条件:丙烯首先在 0.IMPa,310-480℃下氧化生成丙 烯醛,后者在300-400℃下继续氧 化生成丙烯酸。该法丙烯酸收率 一般在80%以上。
温度控制
反应器的压力
进料配比
停留时间
1 、温度控制
影响因素 预热器的加热功率 新鲜原料进料量 循环酸流量 循环醇流量 反应器的压力
控制方案 开度 开度 分馏塔塔底回流量 醇回收塔的回流量 反应器顶部排气阀开度
当温度波动较小时可以调节以上各影响因素的阀门开度。
当温度波动较大时可以调节以上各影响因素的阀门开度,或是换旁路阀、 备用泵等备用装置。
易燃易挥发,有毒可致人 失明 辛辣气味,有腐蚀性,易 自聚爆炸 有催泪性。对呼吸系统和 皮肤有刺激性,属全身性 毒物
安全对策
防静电,加阻火装臵 加阻聚剂,密封保存,避免高 温,避免光照,加阻火装臵 加阻聚剂,避免高温和光照, 避免与氧化剂接触,加阻火装 臵
50
2.4—8%
丙烯酸甲酯
-3
2、环保技术方案
调小进料阀 调大进料阀 调小预热器功率 调大冷冻盐水量 调大进料换热器冷 却水量
六、 丙烯酸甲酯生产中安全、环保、节能措施
从物料MSDS数据,分析生产中可能存在的燃烧爆炸、中毒危险,从而提 出相应工艺措施;从工艺角度提出可能解决环保的措施;从系统热平衡分 析提出能量回收利用措施;
项目涉及危险化学品特性一览表
预热(水蒸汽)
2、反应工段
维持反应条件技术方案 温度 预热进料 压力 出口阀门 不利用,反应液温 度适合分馏塔进料 温度
单程转化率高, 不进行初分后 循环
反应热利用方案
初步分离方案
3、产物分离方案
分离类型
液液分离 液液分离 液液分离
物料特性
丙烯酸、多聚物 水、甲醇、丙烯酸甲酯 甲醇、甲酯
分离方案
爆炸 极限 (V%) 6-36.5 2.4-8 饱和蒸 气压 (KPa) 健康 危害 LD50 100ml 2.59g/ kg
序号
危险物质 名称 甲醇 丙烯酸
熔点 (℃) -97.8℃ 14 -75
沸点 (℃) 64.7 141 80
闪点 (℃) 11 50 -3
引燃温 度(℃) 464 438
相对密度 (水=1) 0.79 1.06 0.95
蒸发 萃取 精馏
液液分离
水、甲醇
精馏
五、生产中故障分析及应对措施
故障类型 反应器温度超温 原因分析判断 进料阀卡 进料温度高 压力高 处理措施 换旁路阀 调小加热功率 调大排气阀
反应器温度下降
反应器压力上升 萃取塔温度超温
进料温度低
进料量大 进料量小 进料温度高 萃取剂温度应, 工业上大多采用列管式反应 器,并用适当的传热介质及 时有效的移走反应热。
2、丙烯酸与甲醇酯化反应生成丙烯酸甲酯
工艺流程说明:
丙烯酸和甲醇在反应器中在阳 离子交换树脂作为催化剂的作 用下反应,生成物进入精馏塔 分馏,塔顶产物进入萃取塔萃 取,塔釜物料回反应器反应; 萃取塔塔顶出料进入醇拔头, 塔釜物料则进入醇回收塔回收, 醇回收塔塔顶物料回到反应器 反应,塔釜则作为萃取塔的萃 取水回到萃取塔;醇拔头塔塔 顶物料回到萃取塔重新萃取, 塔釜物料则进入酯精制塔精制, 精制塔塔顶出料则进入成品罐, 塔釜物料回到精馏塔精馏。
正常停车



停止供给原料 停分馏塔系统 醇拔头塔和酯提纯塔停车 醇萃取塔和醇回收塔停车 分馏塔、醇回收塔、醇拔头塔、酯提纯塔系统 打破真空
三、丙烯酸甲酯生产操作要点
生产操作要点
酯化反应器的操作是丙烯酸甲酯生产的核心,不仅关系到产品的产量、 质量、消耗,还关系到催化剂和设备的使用寿命,甚至整个车间的经济效益。 因此,一切操作条件都要维护酯化反应器的生产条件。影响酯化反应的各种 因素有温度、进料配比、停留时间等。那么这些因素如何才能达到最佳状态? 正常生产时应该如何控制和维护这些条件呢?
三废来源 三废组成 二聚物,多聚 物,阻聚剂等 重组分 多聚物 预防方案 通过减压适当 降低精馏温度, 避免多聚物产 生 通过加入阻聚 剂降低多聚物 的产生量 治理方案
分馏塔塔底废水
送三废处理
循环过滤器 酯分馏塔顶物料 分离出的水相 醇回收塔底物料 醇拔头塔顶物料 酯提纯塔底组分
送三废处理
水,甲醇 水 水,少量甲醇, 酯 少量酯和酸
2、反应器的压力 反应器顶部排气阀开度。 3、进料配比 通过各自控制新鲜醇和酸的进料量,以及醇和酸的循环量; 同时控制其比值,保证各自进料总量和比值在正常范围内。 4 、停留时间 通过生产要求的酯化率控制停留时间,60%-70%。
四、丙烯酸甲酯生产工艺流程组织
1、原料及预处理工段
丙烯酸 (新) 储存 输送 计量 预处理 储罐 泵 流量自控 丙烯酸 (回收) 设备 泵 流量自控 甲醇 储罐 泵 流量自控 甲醇 (回收) 设备 泵 流量自控
作为醇萃取塔 的进料
作为醇萃取塔 的萃取剂 油相去萃取塔 进料 去分馏塔进料 多余的送废水处理 水相去废水罐处理
3、节能技术方案
可能回收利用的热量
回收利用方案
由萃取塔来的冷物料 醇回收塔底热物料的热 与醇回收塔底热物料换 量 热后进入醇回收塔
整个生产工艺中温度均不高,热 量回收利用经济意义不大
目录





丙烯酸甲酯生产工艺路线说明 丙烯酸甲酯生产操作规程 丙烯酸甲酯生产操作要点 丙烯酸甲酯生产工艺流程组织 丙烯酸甲酯生产中可能的故障分析及应对措施 丙烯酸甲酯生产中的安全、环保、节能措施
一、丙烯酸甲酯生产工艺路线选择
选择丙烯直接氧化法 以丙烯为原料, 两步氧化生成丙烯酸(第一步 氧化为丙烯醛, 再氧化成丙烯酸),再与甲醇 相酯化生成丙烯酸甲酯, 酯化产物经脱水分馏 得成品。
2、酯提纯塔脱水
3、醇萃取塔、醇回收塔建立水循环 开阀门向4内引水,待其到一定液位后,用泵将水送 至醇萃取塔。使其中的水注满。 注满水后向6内注水,待达到一定液位后,向醇回收 塔注水。 投用蒸汽和冷却水

正常操作
1、酯化反应器引粗液,并循环升温 控制反应器入口温度为75℃ 2、启动分馏塔系统 3、反应器进原料 4、醇萃取塔、醇回收塔进料 5、启动醇拔头塔 6、启动酯提纯塔 7、处理粗液、提负荷
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