丙烯酸甲酯仿真操作特点课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,丙烯酸甲酯,仿真生产操作,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,丙烯酸甲酯仿真生产操作丙烯酸酯化反应器丙烯酸分流塔醇萃取塔醇,丙烯酸甲酯生产流程方框图,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,丙烯酸甲酯生产流程方框图丙烯酸酯化反应器丙烯酸分流塔醇萃取塔,丙烯酸甲酯生产流程方框图,丙烯酸甲酯,丙烯酸,酯化反应器,丙烯酸分流塔,醇萃取塔,醇拔头塔,酯提纯塔,醇回收塔,甲醇,重组分,回收水,薄膜蒸发器,产品甲酯,丙烯酸甲酯生产流程方框图丙烯酸甲酯丙烯酸酯化反应器丙烯酸分流,丙 烯 酸 甲 酯 生 产 流 程,CW,LS,LS,CW,CW,CW,LS,LS,CW,LS,CW,LS,丙烯酸,甲醇,R101,T110,T160,T150,T130,T140,E114,V140,E101,FL101,V111,V130,E140,V141,E130,V151,V161,丙 烯 酸 甲 酯 生 产 流 程CWLSL,丙烯酸甲酯仿真操作特点课件,丙烯酸甲酯仿真操作特点课件,丙烯酸甲酯生产流程图,-,酯化反应,丙烯酸甲酯生产流程图-酯化反应,丙烯酸甲酯生产流程图,-,分馏塔,T110,丙烯酸甲酯生产流程图-分馏塔 T110,丙 烯 酸 甲 酯 生 产 流 程 总 图,丙 烯 酸 甲 酯 生 产 流 程 总 图,丙烯酸甲酯生产流程图,丙烯酸甲酯生产流程图,丙烯酸甲酯生产流程图,丙烯酸甲酯生产流程图,丙烯酸甲酯生产流程图,丙烯酸甲酯生产流程图,丙烯酸甲酯生产流程图,丙烯酸甲酯生产流程图,思考：,1,、丙烯酸甲酯原料是什么？,2,、丙烯酸甲酯工艺中核心设备是哪一个,?,3,、丙烯酸甲酯仿真工艺与单元操作仿真的区别？,4,、完成丙烯酸甲酯工艺开车任务需要具备的素质？,思考：,任务点一、,丙烯酸甲酯生产工艺路线选择；,任务点二、,生产工艺条件影响因素分析；,任务点三、,典型设备的选择；,任务点四、,丙烯酸甲酯生产中的安全、环保、节能措施；,任务点五、丙烯酸甲酯生产工艺流程组织；,任务点六、,丙烯酸甲酯生产操作要点；,任务点七、,丙烯酸甲酯生产中可能的故障分析及应对措施。,任务点一、丙烯酸甲酯生产工艺路线选择；,要求：,一、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）；,二、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；,三、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；,四、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；,要求：,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。,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，含不饱和双键，在均聚和共聚反应中被广泛应,任务点一：,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。,任务点一：,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,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,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,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,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。,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,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02 生产工艺条件影响因素分析：,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+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,酯化反应原理,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,四、工艺参数分析温度：70左右(MA)压力0.3M,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；,序号,设备位号,设备名称（中英文）,设备原理,1,R101,ESTERIFICATION REACTOR,酯化反应器,甲酯的酯化反应在固定床反应器内进行它是一个可逆反应，本工艺采用酸过量使反应向正方向进行,2,T110,AA FRACTIONATOR,丙烯酸分馏塔,丙烯酸回收是利用丙烯酸分馏塔精馏的原理,3,T130,ALCOHOL EXTRACTION COLUMN,醇萃取塔,醇萃取塔,：利用甲醇易溶于水的物性，用水将甲醇从主物流中萃取出来,4,T140,ALCOHOL RECOVERY COLUMN,醇回收塔,精馏塔,：,T130底部得到的萃取液经过精馏，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,5,T150,ALCOHOL TOPPING COLUMN,醇拔头塔,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,6,T160,ESTER PURIFICCATION COLUMN,酯提纯塔,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,9,E114,T110 2,ND,REBOILER,T110,二段再沸器,薄膜蒸发器,任务点03 典型设备的选择：序号设备位号设备名称（中英文）设,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,单段绝热式固定床,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,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；,任务点04 丙烯酸甲酯生产中安全、环保、节能措施：,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,LD50,01,甲醇,-97.8,64.7,11,6-36.5,464,13.33kpa,0.79,1.11,无色澄清液体,100ml,02,丙烯酸,14,141,50,2.4-8,438,1.33kpa,1.06,2.45,无色澄清液体,2.59g/kg,03,丙烯酸甲酯,-75,80,-3,13.38,0.95,2.97,无色澄清液体,0.3g/kg,04,对羟基苯甲醚,52.5,243,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（,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,11,6-36.5%,易燃易挥发，有毒可致人失明,防静电，加阻火装置,丙烯酸,50,2.48%,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,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11,二、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,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,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,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,任务点,05,丙烯酸甲酯生产工艺流程组织,任务点05 丙烯酸甲酯