丙烯酸甲酯

项目二丙烯酸甲酯生产工艺组织与实施丙烯酸甲酯，含不饱和双键，在均聚和共聚反应中被广泛应用，生产丙烯酸树脂类产品。其中75%以上的丙烯酸甲酯用于生产聚丙烯腈，另外还用于合成抗菌消炎药物，其共聚物和聚合物还用作纸张增稠剂、纸品胶豁剂、水处理剂、油田化学品中的降凝剂、降粘剂和陶瓷的助剂等。任务点01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。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%以上两段氧化反应为强放热反应，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。任务点02生产工艺条件影响因素分析酯化反应原理（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+H2OMPM：(3-甲氧基丙酸甲酯)2CH2=CHCOOH十CH3OH———CH2=CHCOOC2H4COOCH3+H2OD-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／二聚丙烯酸甲酯)CH3COOH+R-OH——CH3COOR十H2OC2H5COOH+R-OH——C2H5COOR十H2O要求条件热力学分析动力学分析催化剂要求经济性能温度稍不利提高速率高（过高不利）压力稍高速率（抑制甲醇气化）醇酸配比醇或酸过量醇或酸过量酸过量（易分离）停留时间长有利过长不利水含量不利原料纯度高温度：70℃左右(MA)压力0.3MPa醇／酸摩尔比：0.75任务点03典型设备的选择反应特点对反应器要求物料为液态，催化剂为固体液固相反应器：固定床、流化床、釜式反应器等可逆微放热反应1、温度要求：预热至70℃左右2、供热要求：反应热基本可维持反应3、供热方式：压力基本无影响压力要求：接近常压下进行丙烯酸酯化反应器丙烯酸分流塔醇萃取塔醇拔头塔醇提纯塔醇回收塔甲醇重组分废水薄膜蒸发器温度过高不利于正反应进行，副反应增加，选择性下降，收率降低，催化剂失活，能耗增加温度控制要求：床层温度应较均匀可供选择的反应器：固定床反应器单段绝热式反应器、列管式等温反应器、多段绝热反应器、多段径向绝热反应器、多段轴径向绝热反应器、对外换热式多段与单段相比：前面大部分转化，通过温度降低进入后，反应慢，水不溶于酯，用分水器。单段：简单、便宜、方便操作。任务点04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；物料闪点℃爆炸极限危险特性安全对策甲醇116--36.5%易燃易挥发，有毒可致人失明防静电，加阻火装置丙烯酸502.4—8%辛辣气味，有腐蚀性，易自聚爆炸加阻聚剂，密封保存，避免高温，避免光照，加阻火装置丙烯酸甲酯-3有催泪性。对呼吸系统和皮肤有刺激性，属全身性毒物加阻聚剂，避免高温和光照，避免与氧化剂接触，加阻火装置节能技术方案醇回收塔底热物料的热量由萃取塔来的冷物料与醇回收塔底热物料换热后进入醇回收塔任务点05丙烯酸甲酯生产工艺流程组织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在酯化反应器反应，生成物进入精馏塔分馏，塔顶产物进入萃取塔萃取，塔釜物料丙烯酸回反应器反应，重组分进入薄膜蒸发器；萃取塔塔顶出料（甲酯和甲醇）进入醇拔头，塔釜物料则进入醇回收塔回收甲醇，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（水、甲醇）回到萃取塔重新萃取，塔釜物料（甲酯）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。丙烯酸回收丙烯酸回收是利用丙烯酸分馏塔精馏的原理，轻的甲酯、甲醇和水从塔顶蒸出，重的丙烯酸从塔底排出来。醇萃取及回收醇萃取塔利用醇易溶于水的物性，用水将甲酯从主物流中萃取出来，同时萃取液夹带了一些甲酯，再经过醇回收塔，经过精馏，大部分水从塔底排出，甲醇和甲酯从塔顶蒸出，返回反应器循环使用。醇拔头醇拔头塔为精馏塔，利用精馏的原理，将主物流中少部分的醇从塔顶蒸出，含有甲酯和少部分重组分的物流从塔底排出，并进一步分离。酯精制酯精制塔为精馏塔，利用精馏的原理，将主物流从塔顶蒸出，塔底部分重组分返回丙烯酸分馏塔重新回收。任务点06丙烯酸甲酯生产操作要点1温度控制影响因素控制方案预热器的加热功率开度新鲜原料进料量开度循环酸流量分馏塔塔底回流量循环醇流量醇回收塔的回流量反应器的压力反应器顶部排气阀开度2反应器的压力压力上升，进料温度，进料速度下降。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%任务点07丙烯酸甲酯生产中可能的故障分析及应对措施故障类型原因分析判断处理措施反应器温度超温进料阀卡换旁路阀进料温度高调小加热功率压力高调大排气阀反应器温度下降进料温度低调大预热器功率进料量大调小进料阀反应器压力上升进料量小调大进料阀进料温度高调小预热器功率萃取塔温度超温萃取剂温度高调大冷冻盐水量进料温度高调大进料换热器冷却水量还有诸如停电时，发现因为泵不转导致T110里V111气液相液位满了，按停车。仪表风停时，发现流量仪表指示均为0；V161罐漏发现V161液位急剧下降;P110A/B泵坏发现FIC113流量下降且切换备用泵无效时；按停车操作原料中断时，停进料手动阀，开旁路阀，同时注意PIC101压力