丙烯酸甲酯

丙烯酸甲酯的生产技术丙烯酸甲酯生产工艺路线选择；任务点02生产工艺条件影响因素分析；任务点03典型设备的选择；任务点04丙烯酸甲酯生产中的安全、环保、节能措施；任务点05丙烯酸甲酯生产工艺流程组织；任务点06丙烯酸甲酯生产操作要点；任务点07丙烯酸甲酯生产中可能的故障分析及应对措施。化工产品生产技术要求：任务点01丙烯酸甲酯生产工艺路线选择：生产现状、生产方法分析比较（原料来源，催化剂性能，安全、环保分析，经济性分析）；任务点02生产工艺条件影响因素分析：温度、压力、配比、空速对生产收率、产量、浓度的影响；任务点03典型设备的选择：从物料性质、工艺条件说明反应器、其他典型设备的结构、材质；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；化工产品生产技术丙烯酸甲酯，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。丙烯酸甲酯生产工艺路线选择：生产现状、生产方法分析比较（原料来源，催化剂性能，安全、环保分析，经济性分析）；直接酯化法：丙烯酸与甲醇直接酯化但丙烯酸来源有多种，因而有不同生产路线。化工产品生产技术酯化反应催化剂的选择催化剂浓硫酸磺酸型离子交换树脂可膨胀石墨优点催化效率高，价廉易得催化效率高，技术成熟，污染小，腐蚀小。，可重复利用；易于连续生产。催化活性高、不污染环境、对设备无腐蚀、易分离及再生处理简单缺点设备腐蚀严重，副反应多污染大。路线长。小吨位间歇生产。催化剂相对贵。暂无工业成熟案例。选择结论：磺酸型离子交换树脂连续生产工艺化工产品生产技术丙烯酸生产方法生产方法氰乙醇法乙炔羰基合成法☆烯酮法丙烯腈水解法☆丙烯氧化法☆原料来源石油煤炭、天然气石油石油石油技术先进性效率低60-70%、消耗大，已被淘汰反应在煤化工发展时期曾一度占统治地位纯度高、效率低、消耗大，已被淘汰工艺简单易行，但只限于生产甲酯和乙酯。生产高级酯时，尚需进一步采用酯交换法，目前仍有小装置使用。工艺技术先进、成本低、效益高安全环保采用剧毒的氰化物，操作危险性极大,有大量的硫酸一硫酸铵副产品反应不易控制，压力高，溶剂多，污染大有致癌物副产品难处理，污染严重，原料有剧毒反应易于控制经济性乙炔价格大大高于丙烯，成本高原料价格较贵。投资较少，但成本高成本低化工产品生产技术目前工业上基本都采用丙烯两步氧化法生产丙烯酸，再和醇酯化生产相应的酯。丙烯两步氧化法技术在新(扩)建的工业生产装置中约占95%，可谓一枝独秀。现拥有丙烯两步氧化法技术的主要有日本触媒化学、日本三菱化学(MCC)、德国巴斯夫(BASF)和sohio公司。两步法反应条件:丙烯首先在0.IMPa，310一480℃下氧化生成丙烯醛，后者在300一400℃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。生产工艺条件影响因素分析：温度、压力、配比、空速对生产收率、产量、浓度的影响；化工产品生产技术酯化反应原理（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化工产品生产技术四、工艺参数分析温度：70℃左右(MA)压力0.3MPa醇／酸摩尔比：0.75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典型设备的选择：从物料性质、工艺条件说明反应器、其他典型设备的结构、材质；化工产品生产技术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、对外换热式单段绝热式固定床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；化工产品生产技术项目涉及危险化学品特性一览表序号危险物质名称熔点（℃）沸点（℃）闪点（℃）爆炸极限(V％)引燃温度（℃）饱和蒸气压（KPa）相对密度(水=1)相对密度(空气=1)外观与性状危险特性健康危害LD5001甲醇-97.8℃64.7116-36.546413.33kpa0.791.11无色澄清液体100ml02丙烯酸14141502.4-84381.33kpa1.062.45无色澄清液体2.59g/kg03丙烯酸甲酯-7580-313.380.952.97无色澄清液体0.3g/kg04对羟基苯甲醚52.5243化工产品生产技术一、安全工艺方案物料闪点℃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，加阻火装置化工产品生产技术二、环保技术方案三废来源三废组成预防方案治理方案分馏塔塔底废水二聚物，多聚物，阻聚剂等重组分通过减压适当降低精馏温度，避免多聚物产生送三废处理循环过滤器多聚物通过加入阻聚剂降低多聚物的产生量送三废处理酯分馏塔顶物料分离出的水相水，甲醇作为醇萃取塔的进料醇回收塔底物料水作为醇萃取塔的萃取剂多余的送废水处理醇拔头塔顶物料水，少量甲醇，酯油相去萃取塔进料水相去废水罐处理酯提纯塔底组分少量酯和酸去分馏塔进料化工产品生产技术三、节能技术方案整个生产工艺中温度均不高，热量回收利用经济意义不大精馏塔可考虑采用热泵技术技能?可能回收利用的热量回收利用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、反应工段预热进料出口阀门不利用，反应液温度适合分馏塔进料温度单程转化率高，不进行初分后循环化工产品生产技术丙烯酸（新）丙烯酸（回收）甲醇甲醇（回收）储存储罐设备储罐设备输送泵泵泵泵计量流量自控流量自控流量自控流量自控预处理预热（水蒸气？反应液？）1、原料及预处理工段化工产品生产技术分离类型物料特性分离方案液液分离丙烯酸、多聚物蒸发液液分离水、甲醇、丙烯酸甲酯萃取液液分离甲醇、甲酯精馏液液分离水、甲醇精馏3、产物分离方案生产工艺流程组织反应系统（反应器）（热交换）（反应物料初步分离及循环利用）（安全措施）原料系统（原料贮存）（原料输送）（原料预处理）（安全措施）分离系统（分离单元）（热交换）（物料的贮存）（安全措施）（三废处理）绘制工艺流程图顺序图面：从左至右：原料预处理－－反应系统－－分离精制思路：首先反应系统，再原料预处理系统，再分离精制系统考虑原料的回收利用，能量的合理利用，三废的处理。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？温度控制酯化反应器的温度的判断和控制方法？有哪些因素影响反应温度高低？当温度波动较小时如何控制？当温度波动较大时如何控制？2反应器的压力3进料配比控制反应器进料配比的控制方法？4停留时间控制反应器停留时间的控制方法？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当温度波动较小时如何控制？调节以上各影响因素的阀门开度当温度波动较大时如何控制？调节以上各影响因素的阀门开度，换旁路阀或者备用泵等备用装置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%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化工产品生产技术仿真实训目的：1、完善工艺流程，与各组所画流程进行比较；2、思考反应器温度的控制和调节方法；3、思考反应器进料配比的控制和调节方法；4、思考可能出现的故障及处理措施；化工产品生产技术任务布置：下次课任务点01甲醇生产工艺路线选择；任务点02生产工艺条件影响因素分析；任务点03典型设备的选择；任务点04甲醇生产中安全、环保、节能措施；下下次课任务点04甲醇生产中安全、环保、节能措施；任务点05甲醇生产工艺流程组织；下下下次课任务点06甲醇生产操作要点；任务点07甲醇生产中可能故障分析及应对措施。