丙烯酸甲酯装置-冷态开车（石油化工装置仿真操作课件）

丙烯酸甲酯系统仿真操作知识点：丙烯酸甲酯理论知识目录contents丙烯酸甲脂的性质与用途生产原理及工艺特点1丙烯酸甲酯的性质与用途34对苯二酚甲基醚(MEHQ1丙烯酸（AA）甲醇（MEOH6强酸性阳离子交换树脂（D—72）2对苯二酚(HQ)5高效阻聚剂（ZJ705）主要原料生产丙烯酸甲酯（MA）的主要原料化学性质分子式物料性质丙烯酸甲酯，别名败脂酸甲酯，分子式C4H6O2或CH2CHCOOCH3熔点-75℃，沸点：80.0℃，微溶于水。无色液体。有辛辣气味。水中溶解度在20℃时为6g/100ml，40℃时5g/100ml、水在丙烯酸甲酯中溶解度为1.8ml/100G。溶于乙醇和乙醚。丙烯酸甲酯在光、热、过氧化物等会加速聚合作用。通常加入对苯二酚或4-甲氧基酚作阻聚剂。丙烯酸甲酯毒性中等，对眼、皮肤、黏膜有较强的刺激和腐蚀作用，并可经皮肤吸收而引起中毒合成方法新乙炔法合成方法丙烯酸直接酯化的方法以乙炔和一氧化碳羰基镍为原料的雷普法以丙烯腈为原料的丙烯腈水解法烯酮法乙酸甲酯法丙烯酸甲酯化工应用涂料工业橡胶工业有机工业塑料工业化纤工业用于制造丙烯酸甲酯-醋酸乙烯－苯乙烯三元共聚、丙烯酸酯涂料和地板上光剂用于制造耐高温、耐油性橡胶用作有机合成中间体和用于制造活化剂、粘合剂用作合成树脂单体与丙烯腈共聚，可改善丙烯腈的可纺性、热塑性及染色性能丙烯酸的理化性质熔点水溶性外观结构简式密度13℃，沸点：141℃化学式C3H4O2与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚色液体，有刺激性气味CH2=CHCOOH易氧化，易爆，有腐蚀性1051kg/m3黏度：0.001297Pa.s生产方法原料来源技术先进性安全环保经济性丙烯酸生产方法乙炔羰基合成法丙烯氧化法丙烯腈水解法烯酮法煤炭、天然气石油石油石油反应在煤化工发展时期曾一度占统治地位工艺技术先进、成本低、效益高只限于生产甲酯和乙酯纯度高、效率低、消耗大反应不易控制，压力高，溶剂多，污染大反应易于控制副产品难处理，污染严重，原料有剧毒有致癌物乙炔价格大大高于丙烯，成本高成本低投资较少，但成本高原料价格较贵2丙烯酸甲酯生产原理CH2=CHCOOH+CH3OH<==>CH2=CHCOOCH3+H2O丙烯酸与醇的酯化反应是一种生产有机酯的反应。其反应方程式如下可逆，放热（1）主反应酯化反应原理

这是一个平衡反应，为使反应有向有利于产品生成的方向进行，采用一些方法，一种方法是用比反应量过量的酸或醇，另一种方法是从反应系统中移除产物。酯化反应原理（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)CH2=CHCOOH+CH3OH——>CH3OC2H4COOHMPA(3-甲氧基丙酸)CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2OC2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O酯化反应原理010203甲醇与丙烯酸发生加成反应e甲醇与同一个丙烯酸分子既发生酯化反应又发生加成反应丙烯酸与甲醇的酯化反应采取了丙烯酸过量的投料方式副反应形成采用措施磺酸型离子交换树脂催化剂优点催化效率高，技术成熟，污染小，腐蚀小，可重复利用，易于连续生产。缺点催化剂相对贵3丙烯酸甲酯工艺特点丙烯酸回收

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。简写符号说明简写符号说明简写符号说明AA丙烯酸MEOH甲醇MA丙烯酸甲酯LS低压蒸汽LC低压凝结水LN低压氮气CW循环水（供水）RW循环水（回水）KpaA绝对压力物料符号生产丙烯酸甲酯为什么要采用丙烯氧化法？丙烯酸的理化性质包括哪些内容？讨论丙烯酸甲酯系统仿真操作知识点：丙烯酸甲酯准备工作目录contents丙烯酸甲酯设备一览表丙烯酸甲酯准备工作工艺指标丙烯酸甲酯工艺流程介绍丙烯酸甲酯准备工作仿真操作过程1丙烯酸甲酯工艺流程介绍丙烯酸甲酯生产总流程酯化单元（R101）：丙烯酸与甲醇反应生成MA粗液回收单元：回收没反应的原料酯精制提纯单元：将生成的粗酯液提纯精制丙烯酸甲酯生产流程框图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丙烯酸甲酯醇回收塔甲醇重组分废水薄膜蒸发器丙烯酸甲酯工艺流程叙述

从罐区来的新鲜的丙烯酸和甲醇与从醇回收塔(T140)顶回收的循环的甲醇以及从丙烯酸分馏塔(T110)底回收的经过循环过滤器(FL101)的部分丙烯酸作为混合进料，经过反应预热器(E101)预热到指定温度后送至R101(酯化反应器)进行反应。丙烯酸甲酯生产流程叙述

从R101排出的产品物料送至T110。在该塔内，粗丙烯酸甲酯、水、甲醇作为一种均相共沸混合物从塔顶回收，经过E112冷却进入V111，油相由P111A/B抽出，一路作为T110塔顶回流，另一路和P112A/B抽出的水相一起作为T130的进料。同时，从塔底回收未转化的丙烯酸T110塔底，一部分的丙烯酸及酯的二聚物、多聚物和阻聚剂等重组分送至E114(薄膜蒸发器)分离出丙烯酸，回收到T110中，重组分送至废水处理单元重组分储罐。丙烯酸甲酯生产流程叙述

T110的塔顶流出物经E130冷却后被送往T130。采用萃取的方法把甲酯从水和甲醇中分离出来。从V130由P130A/B抽出溶剂(水)加至萃取塔的顶部，通过液一液萃取，将未反应的醇从粗丙烯酸甲酯物料中萃取出来。

从T130底部得到的萃取液进到V140,再经P142A/B抽出，经过E140与醇回收塔底分离出的水换热后进入T140。丙烯酸甲酯生产流程叙述

顶部回收醇并循环至R101。基本上由水组成的T140的塔底物料经E140与进料换热后，再经过E144用10℃的冷冻水冷却后，进入V130，再经泵抽出循环至T130重新用作溶剂(萃取剂)，同时多余的水作为废水送到废水罐。T140顶部是回收的甲醇，经E142循环水冷却进入到V141，再经由P141A/B抽出，一路作为T140塔顶回流，另一路是回收的醇与新鲜的醇合并为反应进料。丙烯酸甲酯生产流程叙述

抽余液从T130的顶部排出并进入到T150。在此塔中，塔顶物流经过E152用循环水冷却进入到V151，油水分成两相，水相自流入V140，油相再经由P151A/B抽出，一路作为T150塔顶回流，另一路循环回至T130作为部分进料以重新回收醇和酯。塔底含有少量重组分的甲酯物流经P150A/B进入塔提纯丙烯酸甲酯生产流程叙述

T150的塔底流出物送往T160。在此，将丙烯酸甲酯进行进一步提纯，含有少量丙烯酸、丙烯酸甲酯的塔底物流经P160A/B循环回T110继续分馏。塔顶作为丙烯酸甲酯成品在塔顶馏出经E162A/B冷却进入V161中，由P161A/B抽出，一路作为T160塔顶回流返回T160塔，另一路出装置至丙烯酸甲酯成品罐2丙烯酸甲酯设备一览表塔类回流罐再沸器冷凝、却/器T110丙烯酸分馏塔V111（回流罐）E111（再沸器）E112（冷凝器）T140甲醇回收塔

V141（回流罐）E141（再沸器）E142（冷凝器）T150甲醇拔头塔V151（回流罐）E151（再沸器）

E152（冷凝器）T160酯精制塔V161（回流罐）E161（再沸器）

E162（冷凝器）T130醇萃取塔V130（萃取剂缓冲罐）V140（萃取液缓冲罐）E130（进料冷却器）T140醇回收塔E140（底物料一段冷却器）E144（底物料二段冷却器）R101固定床反应器E101（原料预热器）加热介质：饱和水蒸气萃取剂：水冷却介质：水、冷冻盐水设备归纳分类3丙烯酸甲酯准备工作工艺参数丙烯酸甲酯准备工作主要指标项目单位指标V141罐压力KaPA61.33V151罐压力KaPA61.33V111罐压力KaPA27.86V161罐压力KaPA20.74丙烯酸甲酯准备工作仿真操作过程启动抽真空1、打开压力控制阀PV109及其前后阀，给T110系统抽真空2、打开压力控制阀PV123及其前后阀，给T140系统抽真空3、打开压力控制阀PV128及其前后阀，给T150系统抽真空4、打开压力控制阀PV133及其前后阀，给T150系统抽真空5、打开压力控制阀PV133及其前后阀，给T160系统抽真空6、打开阀VD205、VD305、VD504、VD607、VD701，分别给T110、E114、T140、T150、T160投用阻聚剂空气V161、T160脱水1、打开VD711阀，向V161内引产品MA。2、待V161达到一定液位后，启动P161A/B；打开控制阀FV150及其前后阀VD718、VD719，向T160引MA。3、待T160底部有一定液位后，关闭控制阀FV150。4、关闭MA进料阀VD711。T130、T140建立水循环1、打开V130顶部手阀V402，引FCW到V1302、V130达30%，启动P130A/B，打开控制阀FV129，将水引入T1303、打开T130顶部排气阀VD401，观察T130是否装满水4、待T130装满水后，关闭排气阀VD401；同时打开控制阀LV110，向V140注水；打开控制阀PV117，同时打开阀VD406，将T130顶部物流排至不合格罐，控制T130压力301kpaA。5、待V140有液位后，启动P142A/B；打开控制阀FV131向T140引水。题干选项A选项B选项CT110系统抽真空控制在（）KaPA27.8628.8629.86T110分馏塔回流罐的编号是V111V141V161T160系统抽真空控制在（）KaPA20.721.722.7打开阀VD205给（）投用阻聚剂空气T110T140T150T110的塔顶流出物经E130冷却后被送往T130。采用（）的方法把甲酯从水和甲醇中分离出来分馏萃取吸收在T110塔内，有（

）物料作为一种均相共沸混合物从塔顶回收粗丙烯酸甲酯粗丙烯酸甲酯、水粗丙烯酸甲酯、水、甲醇直接酯化法生产丙烯酸甲酯的主要设备有哪些？标注设备编号并说明各设备作用？T130、T140建立水循环主要过程？讨论丙烯酸甲酯系统仿真操作知识点：启动T110系统、T130、T140进料目录contents丙烯酸甲酯设备一览表启动T110系统、T130、T140进料工艺参数丙烯酸甲酯工艺流程介绍启动T110系统、T130、T140进料仿真操作过程1丙烯酸甲酯工艺流程介绍丙烯酸甲酯生产总流程酯化单元（R101）：丙烯酸与甲醇反应生成MA粗液回收单元：回收没反应的原料酯精制提纯单元：将生成的粗酯液提纯精制丙烯酸甲酯生产流程框图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丙烯酸甲酯醇回收塔甲醇重组分废水薄膜蒸发器2丙烯酸甲酯设备一览表塔类回流罐再沸器冷凝、却/器T110丙烯酸分馏塔V111（回流罐）E111（再沸器）E112（冷凝器）T140甲醇回收塔

V141（回流罐）E141（再沸器）E142（冷凝器）T150甲醇拔头塔V151（回流罐）E151（再沸器）

E152（冷凝器）T160酯精制塔V161（回流罐）E161（再沸器）

E162（冷凝器）T130醇萃取塔V130（萃取剂缓冲罐）V140（萃取液缓冲罐）E130（进料冷却器）T140醇回收塔E140（底物料一段冷却器）E144（底物料二段冷却器）R101固定床反应器E101（原料预热器）加热介质：饱和水蒸气萃取剂：水冷却介质：水、冷冻盐水设备归纳分类3启动T110系统、T130、T140进料工艺参数启动T110系统、T130、T140进料主要指标项目单位指标R110罐压力KaPA301反应器入口温度℃75TG110温度℃36LIC110液位%50T125温度℃25TI131温度℃93T130压力KaPA301TG141温度℃404启动T110系统、T130、T140进料仿真操作过程R101引粗液，并循环升温1、R101进料前去伴热系统投用R101系统伴热。2、打开控制阀FV106向R101引入粗液；打开R101顶部排气阀VD117排气。3、待R101装满粗液后，关闭排气阀VD117，打开VD119；同时打开控制阀PV101，将粗液排出；调节PV101的开度，控制R101压力301kpaA。4、待粗液循环均匀后，打开控制阀TV101，向E-301供给蒸汽；调节TV101的开度，控制反应器入口温度为75℃。启动T110分馏塔系统1、打开阀VD225、VD224，向T110、V111加入阻聚剂。2、打开阀V203、V401，分别给E112、E130投冷却水。3、T110进料前去伴热系统投用T110系统伴热。4、待R101出口温度、压力稳定后，打开去T110手阀VD118，将粗液引入T110；同时关闭手阀VD119。5、待T110液位达到50%后，启动P110A/B；打开FL101A；打开控制阀FV109；同时打开VD109，将T110底部物料经FL101排出。6、投用E114系统伴热。7、待T110液位达到50%后，打开阀XV103；同时打开控制阀FV107，启动系统再沸器。启动T110分馏塔系统8、待V111水相达到一定液位后，启动泵P112A/B；打开控制阀FV117；打开阀VD218、打开阀VD213，将水排出，控制水相液位。9、待V111油相液位LIC103达到一定液位后，启动P111A/B。打开控制阀FV112，给T110打回流；打开控制阀FV113将部分液体排出。10、待T110液位稳定后，打开控制阀FV110，将T110底部物料引至E114。11、待E114达到一定液位后，启动P114A/B；打开阀V301向E114打循环。12

、待E114液位稳定后，打开控制阀FV122；同时打开VD310，将物料排出。13、按UT114按钮，启动E114转子。14、打开阀XV104，同时打开控制阀FV119向E114通入蒸汽LP5S。反应器进原料1、打开手阀VD105，打开控制阀FV104，新鲜原料进料流量为正常量的80%，调节控制阀FV104的开度，控制流量为595.8kg/h。2、打开控制阀FV101，新鲜原料进料流量为正常量的80%，调节控制阀FV101的开度，控制流量为1473kg/h。3、关闭控制阀FV106及其前后阀，停止进粗液。4、打开阀VD108，将T110底部物料打入R101；同时关闭阀VD109。T130、T140进料1、打开手阀VD519，向T140输送阻聚剂。2、关闭阀VD213、打开阀VD212，由至不合格罐改至T130。3、控制V401开度，调节T130温度为25℃。4、待T140稳定后，关闭V141去不合格罐手阀VD507；打开VD508，将物流引向R101。题干选项A选项B选项CR110罐压力控制在（）KaPA301401501反应器入口温度控制在（）℃657585控制反应器进料流量为595.8kg/h，采用的手段是调节控制阀（）的开度FV104FV106FV109控制V401开度，调节T130温度为（）℃102025待T110液位达到（）%后，打开阀XV103；同时打开控制阀FV107，启动系统再沸器305070T110进料前去伴热系统投用（）系统伴热蒸汽T110E114T150R110罐压力为何控制在310KaPA，过高过低有何影响？T110进料前为何去伴热系统投用蒸汽？讨论丙烯酸甲酯系统仿真操作知识点：启动T150、T160系统目录contents丙烯酸甲酯设备一览表启动T150、T160系统工艺参数丙烯酸甲酯工艺流程介绍启动T150、T160系统仿真操作过程1丙烯酸甲酯工艺流程介绍丙烯酸甲酯生产总流程酯化单元（R101）：丙烯酸与甲醇反应生成MA粗液回收单元：回收没反应的原料酯精制提纯单元：将生成的粗酯液提纯精制丙烯酸甲酯生产流程框图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丙烯酸甲酯醇回收塔甲醇重组分废水薄膜蒸发器2丙烯酸甲酯设备一览表塔类回流罐再沸器冷凝、却/器T110丙烯酸分馏塔V111（回流罐）E111（再沸器）E112（冷凝器）T140甲醇回收塔

V141（回流罐）E141（再沸器）E142（冷凝器）T150甲醇拔头塔V151（回流罐）E151（再沸器）

E152（冷凝器）T160酯精制塔V161（回流罐）E161（再沸器）

E162（冷凝器）T130醇萃取塔V130（萃取剂缓冲罐）V140（萃取液缓冲罐）E130（进料冷却器）T140醇回收塔E140（底物料一段冷却器）E144（底物料二段冷却器）R101固定床反应器E101（原料预热器）加热介质：饱和水蒸气萃取剂：水冷却介质：水、冷冻盐水设备归纳分类3启动T150、T160系统工艺参数启动T150、T160系统主要工艺参数项目单位指标TG151温度℃40TI139温度℃71TG161温度℃36TI147温度℃56TG141温度℃404启动T150、T160系统仿真操作过程启动T1501、打开手阀VD620、VD619，向T150、V151供阻聚剂。2、冷却水阀VD3501、VD3502，E-352,E-353冷却器投用。3、打开E152冷却水阀VD601，E152投用。4、打开VD405，将T130顶部物料改至T150；同时关闭去不合格罐手阀VD406。5、投用T150蒸汽伴热系统；当T150底部有一定液位后，启动P150A/B；打开控制阀FV141；打开手阀VD615，将T150底部物料排放至不合格罐，控制好塔液面。6、打开阀XV107、打开控制阀FV140，给E151引蒸汽。启动T1507、待V151有液位后，启动P151A/B；打开控制阀FV142，给T150打回流。8、打开阀VD613，同时关闭阀VD614，将V15