15000吨/年丙烯酸甲酯生产工艺
第一章生产原理及工艺特点
在该单元中丙烯酸与甲醇反应，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。
1.1 酯化反应原理
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
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。
1.2 丙烯酸与甲醇的酯化反应
（1）酯化反应器的主反应
酯化反应器的主反应的化学方程式如下：
H+(IER)*
CH
2=CHCOOH+CH
3
OH <==> CH
2
=CHCOOCH
3
+H
2
O
AA MEOH MA
*IER指离子交换树脂（2）酯化反应器的副反应
CH
2=CHCOOH十2CH
3
OH———> (CH
3
O)CH
2
CH
2
COOCH
3
+H
2
O
MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯)
H+(IER)*
2CH
2=CHCOOH十CH
3
OH ———> CH2=CHCOOC
2
H
4
COOCH
3
+H
2
O
D-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／二聚丙烯酸甲酯)
H+(1ER)
CH
2=CHCOOH+CH
3
OH———>HOC
2
H
4
COOCH
3
HOPM(3-羟基丙酸甲酯) H+(1ER)
CH
2=CHCOOH+CH
3
OH ——>CH
3
OC
2
H
4
COOH
MPA(3-甲氧基丙酸) H+(1ER)
2CH
2=CHCOOH———>CH
2
=CHCOOC
2
H
4
COOH
D-AA(3·丙烯酰氧基丙酸／二聚丙烯酸) 其他副产物是由于原料中的杂质的反应而形成的。典型的丙烯酸中的杂质的反应如下：
CH
3COOH+R-OH——>CH
3
COOR十H
2
O
C
2H
5
COOH+R-OH——>C
2
H
5
COOR十H
2
O
丙烯酸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。
反应在如下情况下进行：
温度：75℃(MA)
醇／酸摩尔比：0．75(MA)
由于甲酯易于通过蒸馏的方法从丙烯酸中分离出来，从经济性角度，醇的转化率被设在60％-70％的中等程度。未反应的丙烯酸从精制部分被再次循环回反应器后转化为酯。
用于甲酯单元的离子交换树脂的恶化因素有：金属离子的玷污、焦油性物质的覆盖、氧化、不可撤回的溶涨等。因此，如果催化剂有意被长期使用，这些因素应引起注意。被金属铁离子玷污导致的不可撤回的溶涨应特别注意。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 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。
1.6 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。
第二章生产流程说明2.1丙烯酸甲酯生产流程框图
2.2丙烯酸甲酯生产2.2.1 R101
2.2.2 T110
2.2.3 E114
2.2.4 T130
2.2.5 T140
2.2.6 T150
2.2.7 T160
2.2.5 伴热系统图
2.3丙烯酸甲酯生产流程叙述
2.3.1 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。为了使平衡反应向产品方向移动，同时降低醇回收时的能量消耗，进入R101的丙烯酸克分子数过量。
2.3.2 从R101排出的产品物料送至T110(丙烯酸分馏塔)。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，作为主物流进一步提纯，经过E112冷却进入V111(T110回流罐)，在此罐中分为油相和水相，油相由P111A/B抽出，一路作为T110塔顶回流，另一路和山P112A/B 抽出的水相一起作为T130 (醇萃取塔)的进料。同时，从塔底回收未转化的丙烯酸。
2.3.3 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。
2.3.4 T110的塔顶流出物经E130(醇萃取塔进料冷却器)冷却后被送往
T130(醇萃取塔)。由于水-甲醇-甲酯为三元共沸系统，很难通过简单的蒸馏从水和甲醇中分离出甲酯，因此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。
2.3.5 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(醇回收塔)。在此塔中，在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。
2.3.6 抽余液从T130的顶部排出并进入到T150(醇拔头塔)。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。
2.3.7 T150的塔底流出物送往T160(酯提纯塔)。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(丙烯酸产品塔塔顶回流罐)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日罐。
第三章设备一览表
丙烯酸生产概况
国外生产概况
就世界范围而言，丙烯酸的生产历程经历了这几个阶段：a，氯乙醇法b，氰乙醇法c，高压Reppe法d，烯酮法e，丙烯腈水解法f，丙烯直接氧化法。在本世纪70年代以前上述前6种方法并存，自70年代初日本触媒公司和美国UCC公司采用丙烯氧化生产装置以来，该法在10年间已占有主导地位。丙烯氧化法生产丙烯酸占世界丙烯酸总量的比例，由1978年的77.3%上升至1985年的85%。
丙烯酸产品的65%用于生产丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸正丁酯(n－BA)、丙烯酸-2-乙基乙酯(2EHA)4种主要酯类单体，以及占酯类总量3%～5%的多品种特种丙烯酸酯单体。丙烯酸直接酯化制备丙烯酸酯，在生产上，这一类丙烯酸称为酯化级丙烯酸，其产量为1300～1400kt/a，而特种丙烯酸酯类单体产量为100kt/a。此外，尚有直接供聚合用的丙烯酸，称为聚合级丙烯酸，主要用于制造不同聚合度的水溶性聚合物。
由于高新技术的迅猛发展和环境法规的日趋严格，丙烯酸酯应用领域的水性化、低有机溶剂挥发量限定和光或辐射固化技术正日臻完善，特种丙烯酸酯在配方中所占的比例虽然不大，但其多品种的需求及其重要性却十分突出。表1为1992年世界主要国家丙烯酸及其酯类用途分配。
国内生产概况
上世纪90年代初至2004年，国内丙烯酸及酯生产主要为北京东方化工厂、吉
林石化分公司电石厂和上海高桥石化3家企业垄断。2005年由于老企业的脱瓶颈改造和扬子－巴斯夫有限公司、江苏裕廊化工有限公司的加盟，使我国丙烯酸产能猛增240kt/a，总产能达到419kt/a（其中高纯丙烯酸产能33kt/a），丙烯酸酯产能678kt/a。2005年我国丙烯酸产量达到372kt，丙烯酸酯产量达到526kt。2006年我国新增丙烯酸产能440kt/a，丙烯酸总产能达到859kt/a；新增丙烯酸酯485kt/a，丙烯酸酯总产能达到1163kt/a。2007年山东正和、兰州石化丙烯酸及酯装置将投产，届时国内万吨级以上丙烯酸及酯企业由原来3家发展到12家，产能将增长4倍。国内丙烯酸及酯市场已形成了由国企、民企、外企共同参与的竞争格局，丙烯酸生产巨头相继问世，行业竞争明显加剧，整个行业不可避免的进入景气低谷期。国内还有很多企业考虑扩建、新建丙烯酸项目，预计2010年我国丙烯酸产能将达到1074kt/a，丙烯酸酯产能将达到1428kt/a，届时我国将成为世界上最大的丙烯酸生产国。
编辑本段国内外生产技术概述
世界上丙烯酸的工业生产技术的发展经历了将近70年，方法如前所述共有六种。
前五种方法中，除了高压Reppe法直接制造丙烯酸之外，其余都是制取丙烯酸低级酯，若要得到高级醇酯，还需要通过丙烯酸甲酯的酯交换反应。因此80年代以后，上述方法只有德国BASF的高压Reppe法和美国Rohm&Hass公司的改良Reppe 法的生产装置，以及各国因地制宜、规模较小的丙烯腈水解法的生产装置尚保留。至90年代初，上述公司的生产装置改造成丙烯直接氧化法已基本完成。下面重点介绍目前占主导地位的丙烯直接氧化法。
丙烯直接氧化法又可分为一步法和两步法。下面着重介绍两步法。
第一步是前系统，即将原料丙烯、水蒸气、空气(主要是空气中的氧气)按一定配比通过反应器催化剂床层，在一定温度下进行气相氧化。首先，丙烯在反应器一段催化剂床层内氧化生成丙烯醛(ACR)，然后，丙烯醛通过换热器降温，进入第二段反应器催化剂床层进一步氧化生成丙烯酸。反应原理如下：
(1)CH2=CHCH3 +O2→ CH2= CHCHO +H2O
(2)2CH2= CHCHO + O2→ 2CH2= CHCOOH
此技术路线的生产工艺过程简单，反应的关键是氧化反应的催化剂技术。
主要工艺条件：
原料：丙烯、空气（氧气）、催化剂
反应混合物摩尔比：丙烯：氧气：水蒸气=6.5：10：11.7
反应温度
第一步氧化310-340摄氏度
第二步氧化275-310摄氏度
生成的丙烯酸通过吸收塔用水吸收成丙烯酸(49wt% 74wt%)水溶液(不同生产装置丙烯酸的浓度不同)，再通过气提塔除去在第二段未反应的丙烯醛和副产物，除去副产物的丙烯酸水溶液，送人后系统进行精制。
第二步骤，主要是把丙烯酸水溶泣精制，生产出酯化级丙烯酸和聚台级丙烯酸(或高纯丙烯酸)。首先，丙烯酸水溶液通过共沸塔，除去水得到粗制丙烯酸，然后粗制丙烯酸经脱轻组分塔和脱重组份塔得到酯化级丙烯酸(CAA)，酯化级丙烯酸再次精制得到聚合级丙烯酸(PAA)或高纯丙烯酸(HPAA)。
工艺流程特点：反应需要的水蒸气由吸收塔顶的循环空气供给。这样可以降低反应气体中水蒸气含量，提高丙烯百分率，从而提高反应转化率，减少丙烯损失和空气污染。市场分析2005年我国丙烯酸的消费量约46.3万t，丙烯酸消费量中75%用于生产通用丙烯酸酯，其余用于生产高吸水性树脂（SAP）、特种丙烯酸酯、丙烯酸树脂和洗涤剂助洗剂、絮凝剂、阻垢分散剂等。在丙烯酸下游产品中，增长最快的是通用型丙烯酸酯，其次是高吸水性树脂。我国丙烯酸酯最大的下游用户是涂料。据统计，2005年我国建筑涂料产量为180万t，消费丙烯酸酯30万t，占丙烯酸酯总消费量的45%。重视产品质量，并逐步与国际标准接轨，成为我国涂料工业的必由之路，这也就必将造成中高档涂料的需求量增加，从而推动丙烯酸行业加快发展。除涂料外，胶粘剂、化纤、塑料加工等领域对丙烯酸酯的需求量也将持续增长，且增速较快。因此，从长远看，我国丙烯酸及酯有着良好的发展空间。企业应慎重选择投资机会在国内丙烯酸反倾销之后，境外企业以先进的技术和灵活的机制参与中国的市场竞争，产生了明显的"鲶鱼效应"。促进了原有企业的技术改造，带动了行业的技术进步和产业升级进程，有效地提高了我国丙烯酸行业的国际竞争力。近几年丙烯酸市场已步入充满风险和挑战的薄利时代，投资风险日益增大，涉足丙烯酸产业要谨慎、新建装置应充分考虑市场竞争力的问题。今后我国东北、华东、西北地区丙烯酸及酯将供大于求，而华南、华北将供不应求，特别是华南地区是丙烯酸下游产业集中的地区，市场缺口较大，但当地没有丙烯酸酯生产装置。因此投资丙烯酸项目应因地制宜选择投资地点，规划中的项目应慎重选择投资时机、充分论证，以免盲目建设。
丙烯酸有很强的刺激性辛辣气味，对皮肤有强烈刺激性及腐蚀性。眼部接触可能会造成无法治愈的角膜烧伤，吸入相当量的蒸汽可能会对呼吸系统造成刺激，导致昏睡或头痛。少量接触危害不大，但高浓度的接触可能会引起肺水肿。
丙烯酸甲脂
一、健康危害
侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：高浓度接触，引起流涎、眼及呼吸道的刺激症状，严重者口唇发白、呼吸困难、痉挛，因肺水肿而死亡。误服急性中毒者，出现口腔、胃、食管腐蚀症状，伴有虚脱、呼吸困难、躁动等。长期接触可致皮肤损害，亦可致肺、肝、皮肤病变。
二、毒理学资料与环境行为
毒性：毒性比相应的饱和酯大10～13倍，是全身性毒物。
急性毒性：LD50277mg/kg(大鼠经口)；1243mg/kg(兔经皮)；LC504752mg/m3，4小时(大鼠吸入)；人吸入75ppm，最低刺激剂量；人吸入0.25～0.5mg/L，对粘膜有刺激作用。
亚急性和慢性毒性：兔经口23mg/mg/日5日/周5周，对生长有影响，无病理形态学变化。
刺激性：家兔经眼：150mg，引起刺激。家兔经皮开放性刺激试验：10g/kg，引起刺激。
致突变性：微核试验：小鼠淋巴细胞2202mg/L。姊妹染色单体交换：仓鼠卵巢1500mg/L。
生殖毒性：大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0)：109g/m3，17分钟(孕6～15天)，致胚胎毒性，肌肉骨骼发育异常。
致癌性：IARC致癌性评论：动物可疑阳性，人类无可靠数据。
危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧。与氧化剂能发生强烈反应。丙烯酸甲酯容易自聚，聚合反应随着温度的上升而急骤加剧。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。
燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。
现场应急监测方法:
气体速测管（德国德尔格公司产品）
4.实验室监测方法:
气相色谱法测定环境大气中丙烯酸酯类化合物，顾海东等,上海环境监测,1998(1)115～116
5.环境标准：
前苏联车间空气中有害物质的最高容许浓度20mg/m3
前苏联(1975) 居民区大气中有害物最大允许浓度0.01mg/m3(最大值，昼夜均值)
前苏联(1975) 水体中有害物质最高允许浓度0.02mg/L
6.应急处理处置方法:
编辑本段泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。喷雾状水冷却和稀蒸气、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。
编辑本段防护措施
呼吸系统防护：空气浓度超标时，应该佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。必要时，佩戴自给式呼吸器。
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。
身体防护：穿防静电工作服。
手防护：戴橡胶手套。
其它：工作现场严禁吸烟。工作毕，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
编辑本段急救措施
皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。就医。
眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：误服者用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。
灭火方法：灭火剂：抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效，但可用水保持火场中容器冷却。消防人员必须穿戴全身防火防毒服。遇大火，消防人员须在有防护掩蔽处操作。
化工应用涂料工业用于制造丙烯酸甲酯-醋酸乙烯－苯乙烯三元共聚物、丙烯酸酯涂料和地板上光剂。橡胶工业用于制造耐高温、耐油性橡胶。有机工业用作有机合成中间体和用于制造活化剂、粘合剂。塑料工业用作合成树脂单体。化纤工业中与丙烯腈共聚可改善丙烯腈的可纺性、热塑性及染色性能。
5000t/a 丙烯酸甲酯的生产工艺组织与实施 1：丙烯酸甲酯的生产工艺路线选择 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。用于作为有机合成中间体，也是合成高分子聚合物的单体，用于橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。 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。在贮存过程中易聚合，光、热和过氧化物能加速其聚合作用。纯粹的单体在低于10℃时不聚合。通常加入对苯二酚单甲醚0.1%作阻聚剂。相对密度(d204)0.9561。熔点-76.5℃。沸点70℃(81.06kPA)。折光率(n20D)1.401。闪点(开杯)-4℃。易燃。中等毒，半数致死量(大鼠，经口)0.3G/kG 。有催泪性。对呼吸系统和皮肤有刺激性。 丙烯酸甲酯(Methyl Acrylate ，简写为MA)是重要的精细化工原料之一，主要用作有机合成中间体及合成高分子单体，丙烯酸甲酯可以和各种硬单体(如：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等)及官能性单体[如： (甲基)丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、缩水甘油酯、 (甲基)烯酰胺]及其衍生物等进行交换、共聚、接枝等，做成上千种丙烯酸类树脂产品(主要是乳液型、溶剂型及水溶型)，广泛用作涂料、胶粘剂、睛纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、皮革加工、造纸以及丙烯酸类橡胶等许多方面。 现有生产方式 乙炔法（雷珀(Reppe)法） 是先将乙炔溶解于四氢呋喃溶剂中，用溴化镍为催化剂(作为羰基镍的来源)，溴化铜为助催化剂，反应条件为：8～10 MPa ，200~225℃，丙烯酸的产率为90％ (对乙炔)或85％ (对CO)，BASF 和Dow-Badische 相继于1960年进行工业生产，两者略有不同之处，前者用酸作催化剂进行甲醇酯化，后者用Dowex 。50强酸性阳离子交换树脂为催化剂。此法的特点是不用高压处理乙炔，用镍盐作催化剂，而不用有毒的羰基镍。 丙烯睛水解 这是丙烯腈水解，酯化后制取丙烯酯化的方法。 424242222242SO H NH COOR CH CH SO H CONH CH CH O H CN CH CH ROH SO H +?=??→???=??→?+? 反应分为两步，由利用丙烯腈水解的酰胺化反应与利用醇的酯化反应组成。在第一步反应中，是在70~100度将丙烯腈添加到硫酸水溶液中以合成丙烯酰胺硫酸盐，然后加适量的水和醇进行酯化。生成的酯用来蒸馏分离掉副产物硫酸氢铵后再送到精制工序。 这种方法所制得的丙烯酸酯的收率系随醇的种类有所不同，使用甲醇的时候，丙烯酸甲酯的收率按丙烯腈计高于85%，以甲醇计高于75%。至于用丁醇以上的高级醇，在经济上还存在问题。 这种方法的缺点是副产品是丙烯酸甲酯的二倍。（重量）即以硫酸氢铵为主要成分的废液，而处理这种废液有很多困难。因为不能将其扔掉，只能用于硫酸回收，或用来制造硫酸铵。另一个缺点是丙烯腈直接合成高级酯有一定的困难。因此这种方法不能用于大规模工厂的生产。 烯酮法
丙烯酸甲酯工艺仿真软件操作手册
嘉兴学院丙烯酸甲酯工艺仿真操作手册 北京东方仿真软件技术有限公司 2013年5月 精心整理，用心做精品0
目录 第一章生产原理及工艺特点 (2) 第二章生产流程说明 (4) 第三章设备一览表 (8) 第四章主要操作条件及工艺指标 (9) 第五章操作规程 (11) 第六章操作界面 (15) 精心整理，用心做精品1
第一章生产原理及工艺特点 在该单元中丙烯酸与甲醇反应，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。 1.1 酯化反应原理 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 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。 1.2 丙烯酸与甲醇的酯化反应 （1）酯化反应器的主反应 酯化反应器的主反应的化学方程式如下： H+(IER)* CH 2=CHCOOH+CH 3 OH <==> CH 2 =CHCOOCH 3 +H 2 O AA MEOH MA *IER指离子交换树脂 （2）酯化反应器的副反应 CH 2=CHCOOH十2CH 3 OH———> (CH 3 O)CH 2 CH 2 COOCH 3 +H 2 O MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯) H+(IER)* 2CH 2=CHCOOH十CH 3 OH ———> CH2=CHCOOC 2 H 4 COOCH 3 +H 2 O D-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／ 二聚丙烯酸甲酯) 精心整理，用心做精品2
15000吨/年丙烯酸甲酯生产工艺 第一章生产原理及工艺特点 在该单元中丙烯酸与甲醇反应，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。 1.1 酯化反应原理 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 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。 1.2 丙烯酸与甲醇的酯化反应 （1）酯化反应器的主反应 酯化反应器的主反应的化学方程式如下： H+(IER)* CH 2=CHCOOH+CH 3 OH <==> CH 2 =CHCOOCH 3 +H 2 O AA MEOH MA *IER指离子交换树脂（2）酯化反应器的副反应 CH 2=CHCOOH十2CH 3 OH———> (CH 3 O)CH 2 CH 2 COOCH 3 +H 2 O MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯) H+(IER)* 2CH 2=CHCOOH十CH 3 OH ———> CH2=CHCOOC 2 H 4 COOCH 3 +H 2 O D-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／二聚丙烯酸甲酯)
H+(1ER) CH 2=CHCOOH+CH 3 OH———>HOC 2 H 4 COOCH 3 HOPM(3-羟基丙酸甲酯) H+(1ER) CH 2=CHCOOH+CH 3 OH ——>CH 3 OC 2 H 4 COOH MPA(3-甲氧基丙酸) H+(1ER) 2CH 2=CHCOOH———>CH 2 =CHCOOC 2 H 4 COOH D-AA(3·丙烯酰氧基丙酸／二聚丙烯酸) 其他副产物是由于原料中的杂质的反应而形成的。典型的丙烯酸中的杂质的反应如下： CH 3COOH+R-OH——>CH 3 COOR十H 2 O C 2H 5 COOH+R-OH——>C 2 H 5 COOR十H 2 O 丙烯酸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。 反应在如下情况下进行： 温度：75℃(MA) 醇／酸摩尔比：0．75(MA) 由于甲酯易于通过蒸馏的方法从丙烯酸中分离出来，从经济性角度，醇的转化率被设在60％-70％的中等程度。未反应的丙烯酸从精制部分被再次循环回反应器后转化为酯。 用于甲酯单元的离子交换树脂的恶化因素有：金属离子的玷污、焦油性物质的覆盖、氧化、不可撤回的溶涨等。因此，如果催化剂有意被长期使用，这些因素应引起注意。被金属铁离子玷污导致的不可撤回的溶涨应特别注意。 1.3 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
丙烯酸甲酯工艺仿真软件操作手册 1 2020年4月19日
嘉兴学院丙烯酸甲酯工艺仿真 操作手册 北京东方仿真软件技术有限公司 5月
目录 第一章生产原理及工艺特点................................. 错误!未定义书签。第二章生产流程说明............................................. 错误!未定义书签。第三章设备一览表................................................. 错误!未定义书签。第四章主要操作条件及工艺指标 ......................... 错误!未定义书签。第五章操作规程 .................................................... 错误!未定义书签。第六章操作界面 ................................................. 错误!未定义书签。 1 2020年4月19日
第一章生产原理及工艺特点 在该单元中丙烯酸与甲醇反应，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。 1.1 酯化反应原理 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 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。 1.2 丙烯酸与甲醇的酯化反应 （1）酯化反应器的主反应 酯化反应器的主反应的化学方程式如下： H+(IER)* CH2=CHCOOH+CH3OH <==> CH2=CHCOOCH3+H2O AA MEOH MA *IER指离子交换树脂 2 2020年4月19日
安徽职业技术学院毕业论文 论文题目：丙烯酸甲酯 所属系部：化工系 专业：应用化工技术 姓名：陈小帅 班级：应化1022班 学号： 2010272252 指导老师：汪武 完成日期： 2013-3-24
丙烯酸甲酯制备工艺流程
摘要 作为有机合成中间体，也是合成高分子聚合物的单体，用于橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。丙烯酸甲酯拥有很强的功用。 工艺描述:丙烯酸甲酯是由粗丙烯酸和甲醇在作为酸性酯化催化剂的硫酸存在下直接生产。反应热约为-25.1KJ/mol，即酯化反应只是轻微的放热反应，反应物开始反应时不会出现剧烈的反应。相反，会形成一个平衡的混合物，其中除了需要的产物，还存在相当数量的原料。为了加速这个典型的平衡反应，得到需要的产物，通过蒸馏不断地从反应系统中移去两个反应产物，水和丙烯酸甲酯，蒸馏塔塔顶物中含有没反应的甲醇被回收，没反应的丙烯酸甲酯留在酯化反应器中。酯化反应在均态液相下进行，既不需要有机溶剂，也不需要搅拌。通过蒸馏分离出高纯度丙烯酸甲酯。 将甲醇（来自甲醇回收塔C5200和罐区）、硫酸（来自罐区）、成品塔C5500底部馏分和（来自罐区）加化学处理剂联氨改性的粗丙烯酸送入酯化反应器R5010中。来自甲醇回收塔5200的新鲜及循环甲醇以气态进入R5010；然后，塔顶物（丙烯酸甲酯，水，轻组分）被送到抽提塔（C5100），在C5100，用工艺水洗去甲醇，被洗过的丙烯酸甲酯从底部去抽提塔分离器V5110，底部物流送醇回收塔C5200，在C5200中轻组分从顶部蒸出，回收的醇送回C5200。基本没有有机物的水冷却后用作抽提塔C5100的循环水，多余的通过废水罐送废水处理厂。分离器V5110中的粗酯被送往初馏塔（C5300），也作为酯化塔的回流。少量含有丙烯酸甲酯的初馏塔塔顶低沸物在冷凝器E5330中冷凝并收集在相分离器V5340中。有机相的大部分在塔上部温度控制下作为回流返回初馏塔C5300，一小部分有机相通过容器V5460送初馏物蒸馏塔C5400，以得到合格产品。为进一步精制，C5300塔底物送成品塔C5500，这个塔的塔顶物是最终产品，送到罐区的检验罐，5500塔底物送回酯化部分。 关键词：丙烯酸甲酯；工艺节能描述；工艺化学反应；工艺操作流程；节能技术的应用。
项目1：500吨＼年丙烯酸甲酯的生产技术 任务点01 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）； 丙烯睛水解乙酸甲酯法原料来源石油石油 安全、环保分析；经济性分析这种方法所制的的丙烯酸甲酯 的收率系随醇的种类而有所不 同，使用甲醇时，丙烯酸甲酯的 收率按丙烯晴计高于85%，以甲 醇计高于75%。 此法在技术上是可行的，其 发展取决于催化剂和分离方 法的改进。 缺点至于用丁醇以上的高级醇时，在 经济上海存在着问题。这种方法 的缺点是副产物高于丙烯酸甲 酯2倍（重量）以上的副产物， 即以硫酸氢铵为主要成分的废 酸，而处理这种废酸有很多困 难。因为不能将其抛弃，而只能 用于硫酸回收，或用来制造硫酸 铵。另一缺点是从丙烯晴直接合 成高级酯类有一定的困难。因此 不能用这种方法来建设大规模 的工厂。虽然此法在技术上是可行的，但有大量未转化的原料必须回收。 总结选择：丙烯氧化法 随着丙烯酸酯需要量的增加及丙烯价格的下降，近来很多厂家都企图用价格较低而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（流程如图所示）。 以丙烯作原料的丙烯酸合成法有以下两种方法：一种是先将丙烯氧化成丙烯醛，再由丙烯醛氧化成丙烯酸的二步法，另一种是丙烯酸一步空气氧化直接合成丙烯酸的一步法。第一种方法中，在丙烯酸氧化上又可分为气相法和液相法，可是从收率及连续化难易方面考虑，几乎都愿意采用气相接触氧化。至于一步法中除了丙烯酸以外，实际上也同时产生丙烯醛，因此很难将一步法和二步法的第一步反应加以明确区分。 二步法的第一步反应是合成丙烯醛，其中以壳牌开发公司所采用的方法最早引起工业上的注意，这种方法以Cu2O作催化剂，反应系统中氧气浓度保证很低，转化率低到1％左右。此后，酿酒(Distillers)公司发明了Se—CUO催化剂，曾当作丙烯晴新和成的第一步反应催化剂而引起注意。以后自标准油公司（俄亥俄）［The Standard Oil(Ohio)］发表Mo—Bi系催化剂以来，接着出现了很多高转化率及高收率 的催化剂。反应条件根据催化剂而有所不同，一般温度为400～500℃，压力接近于常压，氧/丙烯（克分子）为2～5，接触时间是0.5～4秒。使用最多的是Mo系催化剂，也有不少是在Mo—Bi、Mo—As、Mo—Co、Sb—Sn、Sb—V、Sb—U等体系中加入其他多价金属。有不少专利着重对加在Ｃｕ上的助催化剂进行了研究。 第二步反应与第一步反应相比，可以在稍低的温度下进行氧化，即在350～400℃
项目二丙烯酸甲酯生产工艺组织与实施 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。 其中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。 任务点01 丙烯酸甲酯生产工艺路线选择 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。 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 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
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。 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-OH——>CH3COOR十H2O C2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O
甲基丙烯酸甲酯生产工艺及技术经济比较 摘要从技术性和经济性角度评述了甲基丙烯酸甲酯的生产工艺, 包括丙酮氰醇(ACH) 法、异丁烯/叔丁醇法、乙烯法和异丁烷氧化法, 认为异丁烯直接氧化工艺具有原料来源广泛、收率高、环境污染小的特点。 关键词甲基丙烯酸甲酯, 生产工艺, 技术经济比较 甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工原料, 可在光热或催化剂存在下自聚或与其他单体共聚生成甲基丙烯酸甲酯树脂和塑料, 如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、MMA -苯乙烯(MS)树脂、MMA -丁二烯-苯乙烯(MBS)树脂等。聚合产品具有透明度高、耐候性好、光学性能优良等特点, 广泛用作广告牌、照明材料、建筑材料、汽车零件等。近来, 这些聚合产品在IT 行业相关领域如液晶显示屏光导板、DVD 光盘等的需求也快速增长。在物理性质上, MMA 具有低毒性, 且可以回收, 因而是有利于环保的材料。 据统计, 2002 年全球MMA 生产能力为2 477 kt/a , 其中北美765 kt/a ,占30 .9 %;南美29 kt/a , 占1 .1 %;东欧50 kt/a , 占2 .0 %;西欧705 kt/a ,占28 .5 %;日本535 kt/a , 占21 .6 %;不包括日本的亚洲其他地区393 kt/a , 占15 .9 %[1] 。同年全球MMA消费量共1970 kt ,其中北美占35 %,欧洲占27 %,日 本占19 %, 亚洲其他地区占15 %, 世界其他地区占4 %。预计至2006 年全球MMA 年均需求增长率为3 %～ 3.5 %,其中亚洲增长强劲, 为4 %, 北美为3 .1 %, 欧 洲为2 .4 %[2] 。2002年我国MMA生产能力约120 kt/a ,实际产量约90kt。同年中 国MMA 消费量约150 kt ,其中65 %用于有机玻璃的生产, 12 %用于塑料化工助剂, 11 %用于表面涂料, 12 %用于其他领域。预计未来5 年中国MMA 发展的主要市场 仍是有机玻璃、水性涂料和聚氯乙烯改性剂等[3] 。 1 传统MMA 生产工艺及其改进 丙酮氰醇(ACH)法是MMA 生产的传统工艺。1982 年日本开发了以异丁烯为原料的直接氧化法工艺以来, 已开发出多种生产工艺, 其中有的已实现工业化, 有的则尚在开发改进之中。MMA 主要合成路线如图1 所示[4] 。 目前在工业上,MMA 主要有5 种生产工艺。由于采取不同的原料,合成MMA 的催化反应收率也有高有低。各工艺装置的规模效益也不一样, 任何一项工艺没有绝对的优势。全球MMA 生产能力中80 %采用ACH 工艺。在MMA 三大生产地区, 北
丙烯酸甲酯的生产工艺-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
5000t/a 丙烯酸甲酯的生产工艺组织与实施 1：丙烯酸甲酯的生产工艺路线选择 丙烯酸甲酯，别名败脂酸甲酯，分子式 C4H6O2或CH2CHCOOCH3，熔 点 -75℃ ，沸点：℃，微溶于水。用于作为有机合成中间体，也是合成高分子聚合物的单体，用于橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。 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100G 。溶于乙醇和乙醚。在贮存过程中易聚合，光、热和过氧化物能加速其聚合作用。纯粹的单体在低于10℃时不聚合。通常加入对苯二酚单甲醚%作阻聚剂。相对密度(d204)。熔点℃。沸点70℃。折光率(n20D)。闪点(开杯)-4℃。易燃。中等毒，半数致死量(大鼠，经口)kG 。有催泪性。对呼吸系统和皮肤有刺激性。 丙烯酸甲酯(Methyl Acrylate ，简写为MA)是重要的精细化工原料之一，主要用作有机合成中间体及合成高分子单体，丙烯酸甲酯可以和各种硬单体(如：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等)及官能性单体[如： (甲基)丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、缩水甘油酯、 (甲基)烯酰胺]及其衍生物等进行交换、共聚、接枝等，做成上千种丙烯酸类树脂产品(主要是乳液型、溶剂型及水溶型)，广泛用作涂料、胶粘剂、睛纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、皮革加工、造纸以及丙烯酸类橡胶等许多方面。 现有生产方式 乙炔法（雷珀(Reppe)法） 是先将乙炔溶解于四氢呋喃溶剂中，用溴化镍为催化剂(作为羰基镍的来源)，溴化铜为助催化剂，反应条件为：8～10 MPa ，200~225℃，丙烯酸的产率为90％ (对乙炔)或85％ (对CO)，BASF 和Dow-Badische 相继于1960年进行工业生产，两者略有不同之处，前者用酸作催化剂进行甲醇酯化，后者用Dowex 。50强酸性阳离子交换树脂为催化剂。此法的特点是不用高压处理乙炔，用镍盐作催化剂，而不用有毒的羰基镍。 丙烯睛水解 这是丙烯腈水解，酯化后制取丙烯酯化的方法。 424242222242SO H NH COOR CH CH SO H CONH CH CH O H CN CH CH ROH SO H +?=??→???=??→?+? 反应分为两步，由利用丙烯腈水解的酰胺化反应与利用醇的酯化反应组成。在第一步反应中，是在70~100度将丙烯腈添加到硫酸水溶液中以合成丙烯酰胺硫酸盐，然后加适量的水和醇进行酯化。生成的酯用来蒸馏分离掉副产物硫酸氢铵后再送到精制工序。 这种方法所制得的丙烯酸酯的收率系随醇的种类有所不同，使用甲醇的时候，丙烯酸甲酯的收率按丙烯腈计高于85%，以甲醇计高于75%。至于用丁醇以上的高级醇，在经济上还存在问题。 这种方法的缺点是副产品是丙烯酸甲酯的二倍。（重量）即以硫酸氢铵为主要成分的废液，而处理这种废液有很多困难。因为不能将其扔掉，只能用于硫酸回收，或用来制造硫酸铵。另一个缺点是丙烯腈直接合成高级酯有一定的困难。因此这种方法不能用于大规模工厂的生产。 烯酮法
嘉兴学院丙烯酸甲酯工艺仿真操作手册 北京东方仿真软件技术有限公司 2013年5月
目录 第一章生产原理及工艺特点 (2) 第二章生产流程说明 (4) 第三章设备一览表 (7) 第四章主要操作条件及工艺指标 (8) 第五章操作规程 (9) 第六章操作界面 (13)
第一章生产原理及工艺特点 在该单元中丙烯酸与甲醇反应，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。 1.1 酯化反应原理 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 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。 1.2 丙烯酸与甲醇的酯化反应 （1）酯化反应器的主反应 酯化反应器的主反应的化学方程式如下： H+(IER)* CH2=CHCOOH+CH3OH <==> CH2=CHCOOCH3+H2O AA MEOH MA *IER指离子交换树脂 （2）酯化反应器的副反应 CH2=CHCOOH十2CH3OH———> (CH3O)CH2CH2COOCH3+H2O MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯) H+(IER)* 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) H+(1ER) CH2=CHCOOH+CH3OH———>HOC2H4COOCH3
HOPM(3-羟基丙酸甲酯) H+(1ER) CH2=CHCOOH+CH3OH ——>CH3OC2H4COOH MPA(3-甲氧基丙酸) H+(1ER) 2CH2=CHCOOH———>CH2=CHCOOC2H4COOH D-AA(3·丙烯酰氧基丙酸／ 二聚丙烯酸) 其他副产物是由于原料中的杂质的反应而形成的。典型的丙烯酸中的杂质的反 应如下： CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2O C2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O 丙烯酸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。 反应在如下情况下进行： 温度：75℃(MA) 醇／酸摩尔比：0．75(MA) 由于甲酯易于通过蒸馏的方法从丙烯酸中分离出来，从经济性角度，醇的转化率被设在60％-70％的中等程度。未反应的丙烯酸从精制部分被再次循环回反应器后转化为酯。 用于甲酯单元的离子交换树脂的恶化因素有：金属离子的玷污、焦油性物质的覆盖、氧化、不可撤回的溶涨等。因此，如果催化剂有意被长期使用，这些因素应引起注意。被金属铁离子玷污导致的不可撤回的溶涨应特别注意。 1.3 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
甲基丙烯酸甲酯应用（一） 2009-12-22 16:10:51 作者：admin来源：浏览次数：0 网友评论 0 条 2.5.1 PVC改性剂PVC冲击强度较低并难以加工，在使用中遇到一些实际困难，从而，必须加入一些改性剂，以提高其强度和改进其加工性能。目前所使用的改性剂有ACR（丙烯酸酯共聚树脂）、... 2.5.1 PVC改性剂 PVC冲击强度较低并难以加工，在使用中遇到一些实际困难，从而，必须加入一些改性剂，以提高其强度和改进其加工性能。目前所使用的改性剂有ACR（丙烯酸酯共聚树脂）、MBS（MMA/Bd/St共聚物）、EVA、ABS、CPE等。聚氯乙烯（PVC）改性剂一般分为部分相溶型和粒子分散型两种，EVA、CPE等属于前者，而MBS、ACR等属于后者。部分相溶型改性剂对加工条件依赖性较大，因与PVC部分相溶，改变了PVC原有的性能，其刚性、拉伸强度和耐热性均有所降低，并且与PVC折射率很难接近，不易制造透明PVC制品；而粒子分散型改性剂加入PVC中，可降低PVC的熔融流动指数，且可改善加工性能，提高冲击强度，而且不降低PVC原有的刚性，拉伸强度，耐热性，仍能保持其折射率，能够生产PVC透明或半透明的制品。 PVC树脂是通用塑料中的一大品种，仅次于PE，名列第二位。我国PVC总生产能力，于1995年已达1595kt/a，表观消费量为1704.2kt/a，至2000年产能将超过2000kt/a。国内PVC消费结构为：软制品、硬制品，从1988年的10：1至1997年的3：1。与国外软制品：硬制品=3：7相比，恰好相反。从而，我国PVC硬制品具有极大的潜在市场，随之而来的MBS、ACR等PVC改性剂，同时也会具有广泛的应用市场。 2.5.1.1 MBS改性剂 MBS树脂系甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丁二烯（Bd）和苯乙烯（St）三元接枝共聚物。目前世界MBS树脂生产能力已达350kt/a，其商品牌号有：日
丙烯酸甲酯的生产技术 任务点01 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）； 丙烯睛水解乙酸甲酯法原料来源石油石油 安全、环保分析；经济性分析这种方法所制的的丙烯酸甲酯 的收率系随醇的种类而有所不 同，使用甲醇时，丙烯酸甲酯的 收率按丙烯晴计高于85%，以甲 醇计高于75%。 此法在技术上是可行的，其 发展取决于催化剂和分离方 法的改进。 缺点至于用丁醇以上的高级醇时，在 经济上海存在着问题。这种方法 的缺点是副产物高于丙烯酸甲 酯2倍（重量）以上的副产物， 即以硫酸氢铵为主要成分的废 酸，而处理这种废酸有很多困 难。因为不能将其抛弃，而只能 用于硫酸回收，或用来制造硫酸 铵。另一缺点是从丙烯晴直接合 成高级酯类有一定的困难。因此 不能用这种方法来建设大规模 的工厂。虽然此法在技术上是可行的，但有大量未转化的原料必须回收。 总结选择：丙烯氧化法 随着丙烯酸酯需要量的增加及丙烯价格的下降，近来很多厂家都企图用价格较低而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（流程如图所示）。 以丙烯作原料的丙烯酸合成法有以下两种方法：一种是先将丙烯氧化成丙烯醛，再由丙烯醛氧化成丙烯酸的二步法，另一种是丙烯酸一步空气氧化直接合成丙烯酸的一步法。第一种方法中，在丙烯酸氧化上又可分为气相法和液相法，可是从收率及连续化难易方面考虑，几乎都愿意采用气相接触氧化。至于一步法中除了丙烯酸以外，实际上也同时产生丙烯醛，因此很难将一步法和二步法的第一步反应加以明确区分。 二步法的第一步反应是合成丙烯醛，其中以壳牌开发公司所采用的方法最早引起工业上的注意，这种方法以Cu2O作催化剂，反应系统中氧气浓度保证很低，转化率低到1％左右。此后，酿酒(Distillers)公司发明了Se—CUO催化剂，曾当作丙烯晴新和成的第一步反应催化剂而引起注意。以后自标准油公司（俄亥俄）［The Standard Oil(Ohio)］发表Mo—Bi系催化剂以来，接着出现了很多高转化率及高收率 的催化剂。反应条件根据催化剂而有所不同，一般温度为400～500℃，压力接近于常压，氧/丙烯（克分子）为2～5，接触时间是0.5～4秒。使用最多的是Mo系催化剂，也有不少是在Mo—Bi、Mo—As、Mo—Co、Sb—Sn、Sb—V、Sb—U等体系中加入其他多价金属。有不少专利着重对加在Ｃｕ上的助催化剂进行了研究。 第二步反应与第一步反应相比，可以在稍低的温度下进行氧化，即在350～400℃
5000t/a丙烯酸甲酯的生产工艺组织与实 施 1：丙烯酸甲酯的生产工艺路线选择 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。用于作为有机合成中间体，也是合成高分子聚合物的单体，用于橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。 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。在贮存过程中易聚合，光、热和过氧化物能加速其聚合作用。纯粹的单体在低于10℃时不聚合。通常加入对苯二酚单甲醚0.1%作阻聚剂。相对密度 (d204)0.9561。熔点-76.5℃。沸点70℃(81.06kPA)。折光率(n20D)1.401。闪点(开杯)-4℃。易燃。中等毒，半数致死量(大鼠，经口)0.3G/kG。有催泪性。对呼吸系统和皮肤有刺激性。 丙烯酸甲酯(Methyl Acrylate，简写为MA)是重要的精细化工原料之一，主要用作有机合成中间体及合成高分子单体，丙烯酸甲酯可以和各种硬单体(如：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等)及官能性单体[如：(甲基)丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、缩水甘油酯、(甲基)烯酰胺]及其衍生物等进行交换、共聚、接枝等，做成上千种丙烯酸类树脂产品(主要是乳液型、溶剂型及水溶型)，广泛用作涂料、胶粘剂、睛纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、皮革加工、造纸以及丙烯酸类橡胶等许多方面。
现有生产方式 乙炔法（雷珀(Reppe)法） 是先将乙炔溶解于四氢呋喃溶剂中，用溴化镍为催化剂(作为羰基镍的来源)，溴化铜为助催化剂，反应条件为：8～10 MPa ，200~225℃，丙烯酸的产率为90％ (对乙炔)或85％ (对CO)，BASF 和Dow-Badische 相继于1960年进行工业生产，两者略有不同之处，前者用酸作催化剂进行甲醇酯化，后者用Dowex 。50强酸性阳离子交换树脂为催化剂。此法的特点是不用高压处理乙炔，用镍盐作催化剂，而不用有毒的羰基镍。 丙烯睛水解 这是丙烯腈水解，酯化后制取丙烯酯化的方法。 424242222242SO H NH COOR CH CH SO H CONH CH CH O H CN CH CH ROH SO H +?=??→???=??→?+? 反应分为两步，由利用丙烯腈水解的酰胺化反应与利用醇的酯化反应组成。在第一步反应中，是在70~100度将丙烯腈添加到硫酸水溶液中以合成丙烯酰胺硫酸盐，然后加适量的水和醇进行酯化。生成的酯用来蒸馏分离掉副产物硫酸氢铵后再送到精制工序。 这种方法所制得的丙烯酸酯的收率系随醇的种类有所不同，使用甲醇的时候，丙烯酸甲酯的收率按丙烯腈计高于85%，以甲醇计高于75%。至于用丁醇以上的高级醇，在经济上还存在问题。 这种方法的缺点是副产品是丙烯酸甲酯的二倍。（重量）即以硫酸氢铵为主要成分的废液，而处理这种废液有很多困难。因为不能将其扔掉，只能用于硫酸回收，或用来制造硫酸铵。另一个缺点是丙烯腈直接合成高级酯有一定的困难。因此这种方法不能用于大规模工厂的生产。 烯酮法 此法是将醋酸脱水或丙酮热分解所得的烯酮在锌化合物等催化剂条件下与甲醛
丙烯酸甲酯工艺说明 1、1 酯化反应原理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。 1、2 丙烯酸与甲醇的酯化反应（1）酯化反应器的主反应酯化反应器的主反应的化学方程式如下： H+(IER)* CH2=CHCOOH+CH3OH <==> CH2=CHCOOCH3+H2O AA MEOH MA *IER指离子交换树脂（2）酯化反应器的副反应 CH2=CHCOOH2CH3OH> CH2=CHCOOC2H4COOCH3+H2O D-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／二聚丙烯酸甲酯) H+(1ER) CH2=CHCOOH+CH3OH>CH2=CHCOOC2H4COOH D-AA(3丙烯酰氧基丙酸／二聚丙烯酸)其他副产物是由于原料中的杂质的反应而形成的。典型的丙烯酸中的杂质的反应如下： CH3COOH+R-OH>CH3COORH2O C2H5COOH+R-OH>C2H5COORH2O丙烯酸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。反应在如下情况下进行：温度：75℃(MA)
醇／酸摩尔比：0、75(MA)由于甲酯易于通过蒸馏的方法从丙烯酸中分离出来，从经济性角度，醇的转化率被设在60％-70％的中等程度。未反应的丙烯酸从精制部分被再次循环回反应器后转化为酯。用于甲酯单元的离子交换树脂的恶化因素有：金属离子的玷污、焦油性物质的覆盖、氧化、不可撤回的溶涨等。因此，如果催化剂有意被长期使用，这些因素应引起注意。被金属铁离子玷污导致的不可撤回的溶涨应特别注意。 1、3 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。 1、4 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。 1、5 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。 1、6 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。第二章生产流程说明
3.2 甲基丙烯酸甲酯本体铸板聚合制备平板有机玻璃的合成工艺 3.2.1 概述 1、聚合原理 甲基丙烯酸甲酯本体铸板聚合就是将甲基丙烯酸甲酯预聚浆液在模具中聚合至一定转化率成为一定形状的聚甲基丙烯酸甲酯的工艺过程。工业上采用此工艺方法生产平板有机玻璃。 甲基丙烯酸甲酯本体铸板聚合工艺的关键之一就是聚合热的扩散及合理利用。当本体聚合进行到一定阶段后，体系黏度大大增加。这时大分子活性链移动困难，但单体分子的扩散并不受多大的影响。因此，链引发，链增长仍然照样进行，而链终止反应因黏度大而受到很大抑制。这样在聚合体系内，活性链总浓度就不断增加。结果必然使聚合反应速度加快，又因链终止速度减慢，活性链寿命延长，所以产物的相对分子质量增加，出现自动加速现象（或称凝胶化效应）。反应后期，单体浓度降低，体系黏度进一步增加，单体和大分子活性链的移动都很困难，此时反应速度减慢，产物相对分子质量变低，由于这种原因，聚合产物的相对分子质量分布不均一性就更为突出，这是由于本体聚合本身的特点造成的。 对于不同的单体来讲，由于其聚合热的不同和大分子活性在聚合体系中的状态（伸展或卷曲）的不同，凝胶化反应的程度也不同，并不是所有的单体都能选用本体聚合实施方法，对于聚合热值过大的单体由于热量不易排除，就不宜使用此法，一般选用聚合热较适中的，以便于生产操作控制，甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的热值分别为54.4J/mol和69.9J/mol，它们的聚合热适中。工业上已经大规模生产。 甲基丙烯酸甲酯本体铸板聚合工艺的关键之一就是聚合物体积收缩。由于甲基丙烯酸甲酯的密度（0.94g/cm3）小于有机玻璃的密度（1.18g/cm3）,在聚合过程出现明显的体积收缩，为了避免体积收缩和散热，工业上往往采用二步法制备有机玻璃。在过氧化苯甲酰引发下，甲基丙烯酸甲酯进行平稳的初期反应，当转化率达到20%时，聚合体系黏度增加，聚合速率显著增加，此时停止第一阶段反应。将聚合浆液转移到模具中，低温反应较长时间。当转化率达到90%以后，聚合物基本成型，可以升温使单体完全聚合。 2、性能及用途 聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)，俗称有机玻璃。有机玻璃源自商品名“Oroglas”，意为“OrganicGlass”（即有机玻璃），又称压克力。聚甲基丙烯酸甲酯的聚集态结构为无定形，分子量约为200万，具有高度的透明性，可透过92％以上的太阳光，紫外线达73.5%。有机玻璃的密度为1.18kg/dm3，同样大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金属铝（属于轻金属）的43％；有机玻璃的强度比较高，抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高7～18倍。有一种经过加热和拉伸处理过的有机玻璃，其中的分子链段排列得非常有次序，使材料的韧性有显著提高。用钉子钉进这种有机玻璃，即使钉子穿透了，有机玻璃上也不产生裂纹。这种有机玻璃被子弹击穿后同样不会破成碎片。有机玻璃具有很好的加工性能。它不但能用车床进行切削，钻床进行钻孔，而且能用丙酮、氯仿等粘结成各种形状的器具，也能用吹塑、注射、挤出等塑料成型的方法加工成大到飞机座舱盖，小到假牙和牙托等形形色色的制品。有机玻璃还具有一定的耐热耐寒性，耐腐蚀性，良好的绝缘性能，较好的尺寸稳定性，但溶于有机溶剂，但其表面硬度不够，容易擦毛。有机玻璃可作要求有一定强度的透明结构件，如油杯、车灯、仪表零件，光学镜片，广告灯箱等。经拉伸处理的有机玻璃可用作防弹玻璃，也用作军用飞机上的座舱盖。有机玻璃用于制造装饰品，如用珠光有机玻璃制成的钮扣，各种玩具、灯具。有机玻璃在医学上还有一个绝妙的用处，那就是制造人工角膜。所谓人工角膜，就是用一种透明的物质做成一个直径只有几毫米的镜柱，然后在人眼的角膜上钻一个小孔，把镜柱固定在角膜上，光线通过镜柱进入眼内，人眼就能重见光明。在第二次世界大战中，有些飞机失事时，飞机上用有机玻璃做的座舱盖被炸，飞行员的眼睛里嵌入了有机玻璃碎片。经
丙烯酸甲酯工艺仿真培训系统
目录 第一章生产原理及工艺特点 (2) 第二章生产流程说明 (5) 第三章设备一览表 (8) 第四章主要操作条件及工艺指标 (11) 第五章操作规程 (14) 第六章紧急事故处理 (21) 第七章操作界面 (22)
第一章生产原理及工艺特点 在该单元中丙烯酸与甲醇反应，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。 1.1 酯化反应原理 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 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。 1.2 丙烯酸与甲醇的酯化反应 （1）酯化反应器的主反应 酯化反应器的主反应的化学方程式如下： H+(IER)* CH2=CHCOOH+CH3OH <==> CH2=CHCOOCH3+H2O AA MEOH MA *IER指离子交换树脂 （2）酯化反应器的副反应 CH2=CHCOOH十2CH3OH———> (CH3O)CH2CH2COOCH3+H2O MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯) H+(IER)* 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)
H+(1ER) CH2=CHCOOH+CH3OH———>HOC2H4COOCH3 HOPM(3-羟基丙酸甲酯) H+(1ER) CH2=CHCOOH+CH3OH ——>CH3OC2H4COOH MPA(3-甲氧基丙酸) H+(1ER) 2CH2=CHCOOH———>CH2=CHCOOC2H4COOH D-AA(3·丙烯酰氧基丙酸／ 二聚丙烯酸) 其他副产物是由于原料中的杂质的反应而形成的。典型的丙烯酸中的杂质的反 应如下： CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2O C2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O 丙烯酸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。 反应在如下情况下进行： 温度：75℃(MA) 醇／酸摩尔比：0．75(MA) 由于甲酯易于通过蒸馏的方法从丙烯酸中分离出来，从经济性角度，醇的转化率被设在60％-70％的中等程度。未反应的丙烯酸从精制部分被再次循环回反应器后转化为酯。 用于甲酯单元的离子交换树脂的恶化因素有：金属离子的玷污、焦油性物质的覆盖、氧化、不可撤回的溶涨等。因此，如果催化剂有意被长期使用，这些因素应引起注意。
目录 1. 前言 (1) 1.1 MMA市场应用及前景 (1) 1.2 MMA生产工艺 (2) 1.2.1 丙酮氢醇(ACH)路线 (2) 1.2.2 合成气法 (3) 1.2.3 乙烯拨基化路线 (3) 1.2.4 丙炔法 (4) 1.2.5 异丁烯法 (4) 1.3 本文MMA生产工艺路线的确定 (5) 1.4 化工设备选型计算中使用的软件 (7) 1.4.1 Cup-Tower对塔设备的选型 (7) 1.4.2 智能选泵系统 (8) 1.4.3 Aspen与EDR联用设计换热器 (9) 1.4.4 化工设备布置图CAD设计 (9) 1.5 项目概况 (10) 1.5.1 项目名称 (10) 1.5.2 拟建地址 (10) 1.5.3 生产工艺 (10) 1.5.4 原料及产品 (10) . . . .
2. 工艺流程简介及模拟 (11) 2.1 流程概述 (11) 2.2 Aspen plus仿真模拟流程 (12) 2.2.1 MAL合成工段的模拟 (12) 2.2.2 MMA合成工段的模拟 (13) 3. 设备设计计算及选型 (14) 3.1 反应器的设计 (14) 3.1.1 MAL合成反应器(R101)的设计 (14) 3.1.2 MMA合成浆态床反应器(R201)的设计 (23) 3.2 塔设备的选型与设计 (27) 3.2.1 急冷喷淋塔简单设计计算 (27) 3.2.2 cup-Tower对脱水塔的选型 (30) 3.2.3 cup-Tower对吸收塔的选型 (33) 3.2.4 MMA精馏塔设计 (36) 3.3 换热器的选型 (52) 3.3.1 换热器设计选型示例（E201的选型） (52) 3.3.2 换热器选型结果汇总 (57) 3.4 泵的选型 (57) 3.4.1 泵的设计选型示例（P201的选型) (57) 3.4.2 泵的选型结果 (63) . . . .