丙烯酸甲酯的生產(chǎn)第二組

項(xiàng)目六5000t/y丙烯酸甲酯的生產(chǎn)第二組宋鵬宮衛(wèi)衛(wèi)徐大闖陳璐勝葛鐘靈任務(wù)點(diǎn)01丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝路線選擇；任務(wù)點(diǎn)02生產(chǎn)工藝條件影響因素分析；要求：任務(wù)點(diǎn)01丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝路線選擇：生產(chǎn)現(xiàn)狀、生產(chǎn)方法分析比較（原料來(lái)源，催化劑性能，安全、環(huán)保分析，經(jīng)濟(jì)性分析）；任務(wù)點(diǎn)02生產(chǎn)工藝條件影響因素分析：溫度、壓力、配比、空速對(duì)生產(chǎn)收率、產(chǎn)量、濃度的影響；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⒓埰纺z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。合成路線的選擇-幾種生產(chǎn)方法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)方法生產(chǎn)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☆原料來(lái)源石油煤炭、天然氣石油石油石油技術(shù)先進(jìn)性效率低60-70%、消耗大，已被淘汰反應(yīng)在煤化工發(fā)展時(shí)期曾一度占統(tǒng)治地位純度高、效率低、消耗大，已被淘汰工藝簡(jiǎn)單易行，但只限于生產(chǎn)甲酯和乙酯。生產(chǎn)高級(jí)酯時(shí)，尚需進(jìn)一步采用酯交換法，目前仍有小裝置使用。工藝技術(shù)先進(jìn)、成本低、效益高安全環(huán)保采用劇毒的氰化物，操作危險(xiǎn)性極大,有大量的硫酸一硫酸銨副產(chǎn)品反應(yīng)不易控制，壓力高，溶劑多，污染大有致癌物副產(chǎn)品難處理，污染嚴(yán)重，原料有劇毒反應(yīng)易于控制經(jīng)濟(jì)性乙炔價(jià)格大大高于丙烯，成本高原料價(jià)格較貴。投資較少，但成本高成本低任務(wù)點(diǎn)01丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝路線選擇：生產(chǎn)現(xiàn)狀、生產(chǎn)方法分析比較（原料來(lái)源，催化劑性能，安全、環(huán)保分析，經(jīng)濟(jì)性分析）；直接酯化法：丙烯酸與甲醇直接酯化但丙烯酸來(lái)源有多種，因而有不同生產(chǎn)路線。酯化反應(yīng)催化劑的選擇催化劑濃硫酸磺酸型離子交換樹(shù)脂可膨脹石墨優(yōu)點(diǎn)催化效率高，價(jià)廉易得催化效率高，技術(shù)成熟，污染小，腐蝕小。，可重復(fù)利用；易于連續(xù)生產(chǎn)。催化活性高、不污染環(huán)境、對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕、易分離及再生處理簡(jiǎn)單缺點(diǎn)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，副反應(yīng)多污染大。路線長(zhǎng)。小噸位間歇生產(chǎn)。催化劑相對(duì)貴。暫無(wú)工業(yè)成熟案例。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：溫度、壓力、配比、空速對(duì)生產(chǎn)收率、產(chǎn)量、濃度的影響；酯化反應(yīng)原理（1）主反應(yīng)丙烯酸與醇的酯化反應(yīng)是一種生產(chǎn)有機(jī)酯的反應(yīng)。其反應(yīng)方程式如下：CH2=CHCOOH+CH3OH<==>CH2=CHCOOCH3+H2O可逆，放熱（2）副反應(yīng)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)CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2OC2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O四、工藝參數(shù)分析溫度：70℃左右(MA)壓力0.3MPa醇／酸摩爾比：0.75要求條件熱力學(xué)分析動(dòng)力學(xué)分析催化劑要求經(jīng)濟(jì)性能溫度稍不利提高速率高（過(guò)高不利）壓力稍高速率（抑制甲醇?xì)饣┐妓崤浔却蓟蛩徇^(guò)量醇或酸過(guò)量酸過(guò)量（易分離）停留時(shí)間長(zhǎng)有利過(guò)長(zhǎng)不利水含量不利原料純度高任務(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)；

反應(yīng)特點(diǎn)對(duì)反應(yīng)器要求物料為液態(tài)，催化劑為固體液固相反應(yīng)器：固定床、流化床、釜式反應(yīng)器等可逆微放熱反應(yīng)1、溫度要求：預(yù)熱至70℃左右2、供熱要求：反應(yīng)熱基本可維持反應(yīng)3、供熱方式：壓力基本無(wú)影響壓力要求：接近常壓下進(jìn)行溫度過(guò)高不利于正反應(yīng)進(jìn)行，副反應(yīng)增加，選擇性下降，收率降低，催化劑失活，能耗增加溫度控制要求：床層溫度應(yīng)較均勻可供選擇的反應(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)品特性一覽表序號(hào)危險(xiǎn)物質(zhì)名稱熔點(diǎn)（℃）沸點(diǎn)（℃）閃點(diǎn)（℃）爆炸極限(V％)引燃溫度（℃）飽和蒸氣壓（KPa）相對(duì)密度(水=1)相對(duì)密度(空氣=1)外觀與性狀危險(xiǎn)特性健康危害LD5001甲醇-97.8℃64.7116-36.546413.33kpa0.791.11無(wú)色澄清液體100ml02丙烯酸14141502.4-84381.33kpa1.062.45無(wú)色澄清液體2.59g/kg03丙烯酸甲酯-7580-313.380.952.97無(wú)色澄清液體0.3g/kg04對(duì)羥基苯甲醚52.5243一、安全工藝方案物料閃點(diǎn)℃爆炸極限危險(xiǎn)特性安全對(duì)策甲醇116--36.5%易燃易揮發(fā)，有毒可致人失明防靜電，加阻火裝置丙烯酸502.4—8%辛辣氣味，有腐蝕性，易自聚爆炸加阻聚劑，密封保存，避免高溫，避免光照，加阻火裝置丙烯酸甲酯-3有催淚性。對(duì)呼吸系統(tǒng)和皮膚有刺激性，屬全身性毒物加阻聚劑，避免高溫和光照，避免與氧化劑接觸，加阻火裝置二、環(huán)保技術(shù)方案三廢來(lái)源三廢組成預(yù)防方案治理方案分餾塔塔底廢水二聚物，多聚物，阻聚劑等重組分通過(guò)減壓適當(dāng)降低精餾溫度，避免多聚物產(chǎn)生送三廢處理循環(huán)過(guò)濾器多聚物通過(guò)加入阻聚劑降低多聚物的產(chǎn)生量送三廢處理酯分餾塔頂物料分離出的水相水，甲醇作為醇萃取塔的進(jìn)料醇回收塔底物料水作為醇萃取塔的萃取劑多余的送廢水處理醇拔頭塔頂物料水，少量甲醇，酯油相去萃取塔進(jìn)料水相去廢水罐處理酯提純塔底組分少量酯和酸去分餾塔進(jìn)料三、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?可能回收利用的熱量回收利用方案醇回收塔底熱物料