丙烯酸甲酯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...5000t/a丙烯酸甲酯的生產(chǎn)工藝組織與實(shí)施1：丙烯酸甲酯的生產(chǎn)工藝路線選擇丙烯酸甲酯，別名敗脂酸甲酯，分子式C4H6O2或CH2CHCOOCH3，熔點(diǎn)-75℃，沸點(diǎn)：80.0℃，微溶于水。用于作為有機(jī)合成中間體，也是合成高分子聚合物的單體，用于橡膠、醫(yī)藥、皮革、造紙、粘合劑等。無(wú)色液體。有辛辣氣味。水中溶解度在20℃時(shí)為6G/100ml，40℃時(shí)5G/100ml、水在丙烯酸甲酯中溶解度為1.8ml/100G。溶于乙醇和乙醚。在貯存過(guò)程中易聚合，光、熱和過(guò)氧化物能加速其聚合作用。純粹的單體在低于10℃時(shí)不聚合。通常參加對(duì)苯二酚單甲醚0.1%作阻聚劑。相對(duì)密度(d204)0.9561。熔點(diǎn)-76.5℃。沸點(diǎn)70℃(81.06kPA)。折光率(n20D)1.401。閃點(diǎn)(開(kāi)杯)-4℃。易燃。中等毒，半數(shù)致死量(大鼠，經(jīng)口)0.3G/kG。有催淚性。對(duì)呼吸系統(tǒng)和皮膚有刺激性。丙烯酸甲酯(MethylAcrylate，簡(jiǎn)寫(xiě)為MA)是重要的精細(xì)化工原料之一，主要用作有機(jī)合成中間體及合成高分子單體，丙烯酸甲酯可以和各種硬單體(如：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等)及官能性單體[如：(甲基)丙烯酸羥乙酯、羥丙酯、縮水甘油酯、(甲基)烯酰胺]及其衍生物等進(jìn)展交換、共聚、接枝等，做成上千種丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂產(chǎn)品(主要是乳液型、溶劑型及水溶型)，廣泛用作涂料、膠粘劑、睛綸纖維改性、塑料改性、纖維及織物加工、皮革加工、造紙以及丙烯酸類(lèi)橡膠等許多方面?，F(xiàn)有生產(chǎn)方式乙炔法〔雷珀(Reppe)法〕是先將乙炔溶解于四氫呋喃溶劑中，用溴化鎳為催化劑(作為羰基鎳的來(lái)源)，溴化銅為助催化劑，反響條件為：8～10MPa，200~225℃，丙烯酸的產(chǎn)率為90％(對(duì)乙炔)或85％(對(duì)CO)，BASF和Dow-Badische相繼于1960年進(jìn)展工業(yè)生產(chǎn)，兩者略有不同之處，前者用酸作催化劑進(jìn)展甲醇酯化，后者用Dowex。50強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑。此法的特點(diǎn)是不用高壓處理乙炔，用鎳鹽作催化劑，而不用有毒的羰基鎳。丙烯睛水解這是丙烯腈水解，酯化后制取丙烯酯化的方法。反響分為兩步，由利用丙烯腈水解的酰胺化反響與利用醇的酯化反響組成。在第一步反響中，是在70~100度將丙烯腈添加到硫酸水溶液中以合成丙烯酰胺硫酸鹽，然后加適量的水和醇進(jìn)展酯化。生成的酯用來(lái)蒸餾別離掉副產(chǎn)物硫酸氫銨后再送到精制工序。這種方法所制得的丙烯酸酯的收率系隨醇的種類(lèi)有所不同，使用甲醇的時(shí)候，丙烯酸甲酯的收率按丙烯腈計(jì)高于85%，以甲醇計(jì)高于75%。至于用丁醇以上的高級(jí)醇，在經(jīng)濟(jì)上還存在問(wèn)題。這種方法的缺點(diǎn)是副產(chǎn)品是丙烯酸甲酯的二倍?！仓亓俊臣匆粤蛩釟滗@為主要成分的廢液，而處理這種廢液有很多困難。因?yàn)椴荒軐⑵淙拥?，只能用于硫酸回收，或用?lái)制造硫酸銨。另一個(gè)缺點(diǎn)是丙烯腈直接合成高級(jí)酯有一定的困難。因此這種方法不能用于大規(guī)模工廠的生產(chǎn)。烯酮法此法是將醋酸脫水或丙酮熱分解所得的烯酮在鋅化合物等催化劑條件下與甲醛反響制得丙內(nèi)酰胺，然后在硫酸存在的情況下使其與醇反響合成丙烯酸酯。工業(yè)生產(chǎn)用醋酸做原料。乙烯氰醇法這是1949年以來(lái)聯(lián)合碳化物公司所采用的方法，將環(huán)氧乙烷和氫氰酸反響制得的乙烯氰醇和硫酸，醇一起加熱制得的丙烯酸甲酯的。丙烯氧化法隨著丙烯酸酯的需求量的加大和丙烯價(jià)格的下降，近來(lái)很多廠家都企圖用價(jià)格較低而又適合于大型化的空氣氧化合成丙烯酸的方法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。乙酸甲酯法乙酸甲酯與甲醛氣相縮合法，在乙酸甲酯的α一碳原子上引入羥甲基，然后脫水即得丙烯酸甲酯。反響條件為：0．1MPa，350~400℃，用堿或負(fù)載于SiO2或SiO2／Al2O3上的金屬氧化物為催化劑，轉(zhuǎn)化率為30％"-'70％，選擇性為60％~90％，主要取決于催化劑和CH2O／CH3COOCH3的分子比。此法在技術(shù)上是可行的，但有大量未轉(zhuǎn)化的原料必須回收，其開(kāi)展取決于催化劑和別離方法的改良。我們選擇丙烯直接氧化法以丙烯為原料,兩步氧化生成丙烯酸〔第一步氧化為丙烯醛,再氧化成丙烯酸〕，再與甲醇相酯化生成丙烯酸甲酯,酯化產(chǎn)物經(jīng)脫水分餾得成品。選擇理由：隨著丙烯酸酯需要量的增加及丙烯價(jià)格的下降，近來(lái)很多廠家都用價(jià)格低又適合于大型化的空氣氧化合成丙烯酸的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。反響易于控制主要生產(chǎn)步驟：丙烯兩步氧化生成丙烯酸丙烯酸與甲醇酯化反響生成丙烯酸甲酯1〕主反響丙烯酸與醇的酯化反響是一種生產(chǎn)有機(jī)酯的反響。其反響方程式如下：CH2=CHCOOH+CH3OH<==>CH2=CHCOOCH3+H2O可逆，放熱〔2〕副反響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H2O2.生產(chǎn)工藝條件影響因素分析：1、溫度控制當(dāng)溫度波動(dòng)較小時(shí)可以調(diào)節(jié)以上各影響因素的閥門(mén)開(kāi)度。當(dāng)溫度波動(dòng)較大時(shí)可以調(diào)節(jié)以上各影響因素的閥門(mén)開(kāi)度，或是換旁路閥、備用泵等備用裝置。2、反響器的壓力反響器頂部排氣閥開(kāi)度。3、進(jìn)料配比通過(guò)各自控制新鮮醇和酸的進(jìn)料量，以及醇和酸的循環(huán)量；同時(shí)控制其比值，保證各自進(jìn)料總量和比值在正常范圍內(nèi)。4、停留時(shí)間通過(guò)生產(chǎn)要求的酯化率控制停留時(shí)間，60%-70%。任務(wù)點(diǎn)03典型設(shè)備的選擇：可供選擇的反響器：固定床反響器、單段絕熱式反響器、列管式等溫反響器、多段絕熱反響器、多段徑向絕熱反響器、多段軸徑向絕熱反響器、對(duì)外換熱式4.丙烯酸甲酯生產(chǎn)中安全、環(huán)保、節(jié)能措施：工程涉及危險(xiǎn)化學(xué)品特性一覽表一、安全工藝方案二、環(huán)保技術(shù)方案節(jié)能技術(shù)方案5.丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝流程組織原料及預(yù)處理工段反響工段產(chǎn)物別離方案任務(wù)點(diǎn)06丙烯酸甲酯生產(chǎn)操作要點(diǎn)生產(chǎn)操作要點(diǎn)酯化反響器的操作是丙烯酸甲酯生產(chǎn)的核心，不僅關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、消耗，還關(guān)系到催化劑和設(shè)備的使用壽命，甚至整個(gè)車(chē)間的經(jīng)濟(jì)效益。因此，一切操作條件都要維護(hù)酯化反響器的生產(chǎn)條件。影響酯化反響的各種因素有溫度、進(jìn)料配比、停留時(shí)間等。準(zhǔn)備工作1、啟動(dòng)真空系統(tǒng)通過(guò)壓力控制閥將分餾塔、醇回收塔、醇拔頭塔、酯提純塔抽真空。開(kāi)閥向分餾塔、醇回收塔、醇拔頭塔、酯提純塔及薄膜蒸發(fā)器投用阻聚劑空氣。2、酯提純塔脫水開(kāi)閥向1內(nèi)引丙烯酸甲酯，待其有一定液位后，開(kāi)泵將其送至酯提純塔，待酯提純塔達(dá)一定液位后，關(guān)調(diào)節(jié)閥，關(guān)丙烯酸甲酯進(jìn)料閥。3、醇萃取塔、醇回收塔建設(shè)水循環(huán)開(kāi)閥門(mén)向4內(nèi)引水，待其到一定液位后，用泵將水送至醇萃取塔。使其中的水注滿(mǎn)。注滿(mǎn)水后向6內(nèi)注水，待到達(dá)一定液位后，向醇回收塔注水。投用蒸汽和冷卻水正常操作1、酯化反響器引粗液，并循環(huán)