丙烯酸生产工艺课件

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,*,丙烯酸甲酯的生产,丙烯酸甲酯的生产,1,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,目录丙烯酸甲酯生产工艺路线说明,2,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,选择丙烯直接氧化法一、丙烯酸甲酯生产工艺路线选择,3,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,选择理由：,4,主要生产步骤：,丙烯两步氧化生成丙烯酸,丙烯酸与甲醇酯化反应生成丙烯酸甲酯,主要生产步骤：,5,1、丙烯两步氧化生成丙烯酸,1、丙烯两步氧化生成丙烯酸,6,丙烯酸生产工艺课件,7,两步法反应条件: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。,两步法反应条件:丙烯首先在0.IMPa，310-,8,2、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：,2、丙烯酸与甲醇酯化反应生成丙烯酸甲酯 丙烯酸和甲醇,9,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,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,10,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：,CH,2,=CHCOOH+CH,3,OH CH,2,=CHCOOCH,3,+H,2,O,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,酯化反应路线,11,1,2,3,4,5,6,123456,12,二、丙烯酸甲酯生产操作规程,准备工作,正常操作,正常停车,二、丙烯酸甲酯生产操作规程准备工作,13,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。,准备工作1、启动真空系统,14,3、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,3、醇萃取塔、醇回收塔建立水循环,15,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,丙烯酸生产工艺课件,16,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,正常停车停止供给原料,17,三、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？,三、丙烯酸甲酯生产操作要点,18,温度控制,反应器的压力,进料配比,停留时间,温度控制,19,1、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。,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,20,2、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%。,2、反应器的压力,21,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,丙烯酸丙烯酸甲醇甲醇储存储罐设备储罐设备输送泵泵泵泵计量流量,22,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,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,23,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,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,24,五、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,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,25,六、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；,六、丙烯酸甲酯生产中安全、环保、节能措施,26,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,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（,27,1、安全 工艺方案,物料,闪点,爆炸极限,危险特性,安全对策,甲醇,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,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11,28,2、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,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,29,3、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,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,3、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,30,O(_)O谢谢,O(_)O谢谢,31,