項目六5000t/y丙烯酸甲酯的生產第二組宋鵬宮衛衛徐大闖陳璐勝葛鐘靈任務點01丙烯酸甲酯生產工藝路線選擇；任務點02生產工藝條件影響因素分析；要求：任務點01丙烯酸甲酯生產工藝路線選擇：生產現狀、生產方法分析比較（原料來源，催化劑性能，安全、環保分析，經濟性分析）；任務點02生產工藝條件影響因素分析：溫度、壓力、配比、空速對生產收率、產量、濃度的影響；丙烯酸甲酯，含不飽和雙鍵，在均聚和共聚反應中被廣泛應用，生產丙烯酸樹脂類產品。其中75%以上的丙烯酸甲酯用于生產聚丙烯腈，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增稠劑、紙品膠豁劑、水處理劑、油田化學品中的降凝劑、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(作為羰基鎳的來源)，溴化銅為助催化劑，反應條件為：8～10MPa，200~225℃，丙烯酸的產率為90％(對乙炔)或85％(對CO)，BASF和Dow-Badische相繼于1960年進行工業生產，兩者略有不同之處，前者用酸作催化劑進行甲醇酯化，后者用Dowex。50強酸性陽離子交換樹脂為催化劑。此法的特點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方法生產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☆原料來源石油煤炭、天然氣石油石油石油技術先進性效率低60-70%、消耗大，已被淘汰反應在煤化工發展時期曾一度占統治地位純度高、效率低、消耗大，已被淘汰工藝簡單易行，但只限于生產甲酯和乙酯。生產高級酯時，尚需進一步采用酯交換法，目前仍有小裝置使用。工藝技術先進、成本低、效益高安全環保采用劇毒的氰化物，操作危險性極大,有大量的硫酸一硫酸銨副產品反應不易控制，壓力高，溶劑多，污染大有致癌物副產品難處理，污染嚴重，原料有劇毒反應易于控制經濟性乙炔價格大大高于丙烯，成本高原料價格較貴。投資較少，但成本高成本低任務點01丙烯酸甲酯生產工藝路線選擇：生產現狀、生產方法分析比較（原料來源，催化劑性能，安全、環保分析，經濟性分析）；直接酯化法：丙烯酸與甲醇直接酯化但丙烯酸來源有多種，因而有不同生產路線。酯化反應催化劑的選擇催化劑濃硫酸磺酸型離子交換樹脂可膨脹石墨優點催化效率高，價廉易得催化效率高，技術成熟，污染小，腐蝕小。，可重復利用；易于連續生產。催化活性高、不污染環境、對設備無腐蝕、易分離及再生處理簡單缺點設備腐蝕嚴重，副反應多污染大。路線長。小噸位間歇生產。催化劑相對貴。暫無工業成熟案例。選擇結論：磺酸型離子交換樹脂連續生產工藝目前工業上基本都采用丙烯兩步氧化法生產丙烯酸，再和醇酯化生產相應的酯。丙烯兩步氧化法技術在新(擴)建的工業生產裝置中約占95%，可謂一枝獨秀。

現擁有丙烯兩步氧化法技術的主要有日本觸媒化學、日本三菱化學(MCC)、德國巴斯夫(BASF)和sohio公司。兩步法反應條件: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。兩段氧化反應為強放熱反應，工業上大多采用列管式反應器，并用適當的傳熱介質及時有效的移走反應熱。任務點02生產工藝條件影響因素分析：溫度、壓力、配比、空速對生產收率、產量、濃度的影響；酯化反應原理（1）主反應丙烯酸與醇的酯化反應是一種生產有機酯的反應。其反應方程式如下：CH2=CHCOOH+CH3OH<==>CH2=CHCOOCH3+H2O可逆，放熱（2）副反應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要求條件熱力學分析動力學分析催化劑要求經濟性能溫度稍不利提高速率高（過高不利）壓力稍高速率（抑制甲醇氣化）醇酸配比醇或酸過量醇或酸過量酸過量（易分離）停留時間長有利過長不利水含量不利原料純度高任務點03典型設備的選擇：

從物料性質、工藝條件說明反應器、其他典型設備的結構、材質；

反應特點對反應器要求物料為液態，催化劑為固體液固相反應器：固定床、流化床、釜式反應器等可逆微放熱反應1、溫度要求：預熱至70℃左右2、供熱要求：反應熱基本可維持反應3、供熱方式：壓力基本無影響壓力要求：接近常壓下進行溫度過高不利于正反應進行，副反應增加，選擇性下降，收率降低，催化劑失活，能耗增加溫度控制要求：床層溫度應較均勻可供選擇的反應器：固定床反應器單段絕熱式反應器、列管式等溫反應器、多段絕熱反應器、多段徑向絕熱反應器、多段軸徑向絕熱反應器、對外換熱式單段絕熱式固定床任務點04丙烯酸甲酯生產中安全、環保、節能措施：從物料MSDS數據，分析生產中可能存在的燃燒爆炸、中毒危險，從而提出相應工藝措施；從工藝角度提出可能解決環保的措施；從系統熱平衡分析提出能量回收利用措施；項目涉及危險化學品特性一覽表序號危險物質名稱熔點（℃）沸點（℃）閃點（℃）爆炸極限(V％)引燃溫度（℃）飽和蒸氣壓（KPa）相對密度(水=1)相對密度(空氣=1)外觀與性狀危險特性健康危害LD5001甲醇-97.8℃64.7116-36.546413.33kpa0.791.11無色澄清液體100ml02丙烯酸14141502.4-84381.33kpa1.062.45無色澄清液體2.59g/kg03丙烯酸甲酯-7580-313.380.952.97無色澄清液體0.3g/kg04對羥基苯甲醚52.5243一、安全工藝方案物料閃點℃爆炸極限危險特性安全對策甲醇116--36.5%易燃易揮發，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。對呼吸系統和皮膚有刺激性，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、環保技術方案三廢來源三廢組成預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減壓適當降低精餾溫度，避免多聚物產生送三廢處理循環過濾器多聚物通過加入阻聚劑降低多聚物的產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料三、節能技術方案整個生產工藝中溫度均不高，熱量回收利用經濟意義不大精餾塔可考慮采用熱泵技術技能?可能回收利用的熱量回收利用方案醇回收塔底熱物料