丙烯酸甲酯的生產(chǎn)第四組...ppt

項(xiàng)目四5000t y丙烯酸甲酯的生產(chǎn) 00 丙烯酸甲酯工業(yè)的生產(chǎn)概貌物質(zhì)的理化常數(shù) 國(guó)標(biāo)編號(hào)32146CAS號(hào)96 33 3中文名稱(chēng)丙烯酸甲酯英文名稱(chēng)methylacrylate別名敗脂酸甲酯分子式C4H6O2 CH2CHCOOCH3外觀與性狀無(wú)色透明液體 有類(lèi)似大蒜的氣味分子量86 09蒸汽壓13 38kPa 28 閃點(diǎn) 3 開(kāi)杯熔點(diǎn) 75 沸點(diǎn) 80 0 溶解性微溶于水密度相對(duì)密度 水 1 0 95 相對(duì)密度 空氣 1 2 97穩(wěn)定性穩(wěn)定 產(chǎn)品的用途 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)行交換 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 丙烯酸甲酯 含不飽和雙鍵 在均聚和共聚反應(yīng)中被廣泛應(yīng)用 生產(chǎn)丙烯酸樹(shù)脂類(lèi)產(chǎn)品 其中75 以上的丙烯酸甲酯用于生產(chǎn)聚丙烯腈 另外還用于合成抗菌消炎藥物 其共聚物和聚合物還用作紙張?jiān)龀韯?紙品膠豁劑 水處理劑 油田化學(xué)品中的降凝劑 降粘劑和陶瓷的助劑等 任務(wù)點(diǎn)01丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝路線選擇 1 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 反應(yīng)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)行工業(yè)生產(chǎn) 兩者略有不同之處 前者用酸作催化劑進(jìn)行甲醇酯化 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 2 丙烯睛水解 3 烯酮法 4 乙撐氰醇法 5 丙烯氧化法 丙烯酸生產(chǎn)方法 酯化反應(yīng)催化劑的選擇 選擇結(jié)論 磺酸型離子交換樹(shù)脂連續(xù)生產(chǎn)工藝 目前工業(yè)上基本都采用丙烯兩步氧化法生產(chǎn)丙烯酸 再和醇酯化生產(chǎn)相應(yīng)的酯 丙烯兩步氧化法技術(shù)在新 擴(kuò) 建的工業(yè)生產(chǎn)裝置中約占95 可謂一枝獨(dú)秀 現(xiàn)擁有丙烯兩步氧化法技術(shù)的主要有日本觸媒化學(xué) 日本三菱化學(xué) MCC 德國(guó)巴斯夫 BASF 和sohio公司 兩步法反應(yīng)條件 丙烯首先在0 IMPa 310一480 下氧化生成丙烯醛 后者在300一400 下繼續(xù)氧化生成丙烯酸 該法丙烯酸收率一般在80 以上 兩段氧化反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng) 工業(yè)上大多采用列管式反應(yīng)器 并用適當(dāng)?shù)膫鳠峤橘|(zhì)及時(shí)有效的移走反應(yīng)熱 任務(wù)點(diǎn)02生產(chǎn)工藝條件影響因素分析 1醇 酸摩爾比熱力學(xué)分析本反應(yīng)為直接酯化反應(yīng) 平衡常數(shù)較小 酸或醇過(guò)量 都能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) 有利于提高丙烯酸甲酯的含量 動(dòng)力學(xué)分析隨著醇或酸過(guò)量增加 反應(yīng)速率加快 可縮短達(dá)到平衡的時(shí)間 為什么是丙烯酸過(guò)量 采用丙烯酸比醇過(guò)量的摩爾比 增大了反應(yīng)物濃度 不僅促使了反應(yīng)向正方向進(jìn)行 而且可以減少精制系統(tǒng)的能耗 因?yàn)楸┧岱悬c(diǎn)比甲酯和未反應(yīng)甲醇沸點(diǎn)高的多 用普通的精餾方法一步就可以將丙烯酸從反應(yīng)生成液中分離出來(lái)循環(huán)使用 但如果采用甲醇過(guò)量 甲醇 甲酯相對(duì)揮發(fā)度較小 其回收要經(jīng)3 4步才能完成 這樣不僅增加了精制系統(tǒng)的工藝過(guò)程 也會(huì)增加精制系統(tǒng)的能耗 結(jié)論酸過(guò)量醇酸比0 75 2溫度熱力學(xué)分析本反應(yīng)為可逆微放熱反應(yīng) 降低溫度 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) 甲醇轉(zhuǎn)化率升高 有利于提高丙烯酸甲酯的含量 又為平行反應(yīng) 副反應(yīng)隨溫度升高而增加 動(dòng)力學(xué)分析溫度升高時(shí) 分子運(yùn)動(dòng)速率增大 分子間碰撞頻率增加 反應(yīng)速率加快 可縮短達(dá)到平衡的時(shí)間 結(jié)論75 在該溫度下不僅保證了甲醇的轉(zhuǎn)化率 同時(shí)也最大限度的額降低了副產(chǎn)物的發(fā)生量 更降低了能耗節(jié)約了資源 3壓力反應(yīng)溫度下甲醇汽化逃逸反應(yīng)器 導(dǎo)致甲醇在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間變短 與丙烯酸接觸機(jī)會(huì)變少 若增大壓強(qiáng)熱力學(xué)分析 增加甲醇沸點(diǎn) 甲醇成液相 濃度增加 有利于平衡向右移動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析 增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物的物質(zhì)的量 單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增加 從而增加了單位時(shí)間單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子之間的有效碰撞 因而可以增大化學(xué)反應(yīng)速率 同時(shí)壓力過(guò)高會(huì)妨礙酯化生成水與酯 甚至?xí)龠M(jìn)逆反應(yīng) 水解 結(jié)論低壓 本組選擇0 3MPa 表壓 4加催化劑與不加催化劑熱力學(xué)無(wú)動(dòng)力學(xué)分析酯化反應(yīng)如不用催化劑 反應(yīng)進(jìn)行得很慢 需要幾百小時(shí)才能完成 加入硫酸做催化劑可以大大降低反應(yīng)活化能 使反應(yīng)在幾小時(shí)即可完成 5加阻聚劑與不加阻聚劑在整個(gè)系統(tǒng)加入對(duì)苯二酚單甲醚作阻聚劑 約總投料量的0 1 以使反應(yīng)順利進(jìn)行 提高產(chǎn)率 如若不加 甲酯易聚合使產(chǎn)量降低 總結(jié)溫度75攝氏度 壓力0 3MPa 酸過(guò)量醇酸比0 75濃硫酸催化對(duì)苯二酚單甲醚阻聚 任務(wù)點(diǎn)03典型設(shè)備的選擇 從物料性質(zhì) 工藝條件說(shuō)明反應(yīng)器 其他典型設(shè)備的結(jié)構(gòu) 材質(zhì) 可供選擇的反應(yīng)器 固定床反應(yīng)器單段絕熱式反應(yīng)器 列管式等溫反應(yīng)器 多段絕熱反應(yīng)器 多段徑向絕熱反應(yīng)器 多段軸徑向絕熱反應(yīng)器 對(duì)外換熱式 單段絕熱式固定床 任務(wù)點(diǎn)04丙烯酸甲酯生產(chǎn)中安全 環(huán)保 節(jié)能措施 從物料MSDS數(shù)據(jù) 分析生產(chǎn)中可能存在的燃燒爆炸 中毒危險(xiǎn) 從而提出相應(yīng)工藝措施 從工藝角度提出可能解決環(huán)保的措施 從系統(tǒng)熱平衡分析提出能量回收利用措施 項(xiàng)目涉及危險(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 三 節(jié)能技術(shù)方案 整個(gè)生產(chǎn)工藝中溫度均不高 熱量回收利用經(jīng)濟(jì)意義不大 精餾塔可考慮采用熱泵技術(shù)技能 任務(wù)點(diǎn)05一 生產(chǎn)工藝流程組織 二 丙烯酸甲酯生產(chǎn)操作規(guī)程 準(zhǔn)備工作正常操作正常停車(chē) 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 醇回收塔建立水循環(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 待達(dá)到一定液位后 向醇回收塔注水 投用蒸汽和冷卻水 正常操作1 酯化反應(yīng)器引粗液 并循環(huán)升溫控制反應(yīng)器入口溫度為75 2 啟動(dòng)分餾塔系統(tǒng)3 反應(yīng)器進(jìn)原料4 醇萃取塔 醇回收塔進(jìn)料5 啟動(dòng)醇拔頭塔6 啟動(dòng)酯提純塔7 處理粗液 提負(fù)荷 正常停車(chē) 停止供給原料停分餾塔系統(tǒng)醇拔頭塔和酯提純塔停車(chē)醇萃取塔和醇回收塔停車(chē)分餾塔 醇回收塔 醇拔頭塔 酯提純塔系統(tǒng)打破真空 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)酯化反應(yīng)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)酯化反應(yīng)器的生產(chǎn)條件 影響酯化反應(yīng)的各種因素有溫度 進(jìn)料配比 停留時(shí)間等 那么這些因素如何才能達(dá)到最佳狀態(tài) 正常生產(chǎn)時(shí)應(yīng)該如何控制和維護(hù)這些條件呢 1溫度控制 當(dāng)溫度波動(dòng)較小時(shí)如何控制 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)如何控制