《丙烯酸工艺组织》PPT课件.ppt

第五组 周宏伟、李冰、陈娅 、黄红芳、王国萍 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 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。 一、丙烯酸甲酯生产工艺路线选择 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： l丙烯两步氧化生成丙烯酸 l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。 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。 2、丙烯酸与甲醇酯化反应生成丙烯酸甲酯 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。 工艺流程说明： 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-OHCH3COOR十H2O C2H5COOH+R-OHC2H5COOR十H2O 1 2 3 4 5 6 二、丙烯酸甲酯生产操作规程 u准备工作 u正常操作 u正常停车 u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。 2、酯提纯塔脱水 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。 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 u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 u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？ u温度控制 u反应器的压力 u进料配比 u停留时间 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 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。 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%。 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（水蒸汽） 1、原料及预处理工段 四、丙烯酸甲酯生产工艺流程组织 维持反应条件技术方案反应热利用方案初步分离方案 温度压力 2、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 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 五、生产中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 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； 项项目涉及危险险化学品特性一览览表 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 健康 危害 LD50 01甲醇-97.864.7116- 36.5 464 13.33kp a 0.791.11 无色澄 清液体 100m l 02丙烯酸14141502.4-84381.33kpa1.062.45 无色澄 清液体 2.59g /kg 03 丙烯酸 甲酯 -7580-313.380.952.97 无色澄 清液体 0.3g/ kg 04 对羟 基 苯甲醚 52.5243 1、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 502.48% 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 2、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