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丙烯酸甲酯基本工艺说明
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映,生成丙烯酸甲酯,磺酸型离子互换树脂被用作催化剂。
1.1酯化反映原理
丙烯酸与醇酯化反映是一种生产有机酯反映。
其反映方程式如下:
CH2=CHCOOH+CH3OH<==>CH2=CHCOOCH3+H2O
这是一种平衡反映,为使反映有向有助于产品生成方向进行,采用某些办法,一种办法是用比反映量过量酸或醇,另一种办法是从反映系统中移除产物。
1.2
丙烯酸甲酯酯化反映在固定床反映器内进行,它是一种可逆反映,本工艺采用酸过量使反映向正方向进行。
反映在如下状况下进行:
温度:
75℃(MA)
醇/酸摩尔比:
0.75(MA)
由于甲酯易于通过蒸馏办法从丙烯酸中分离出来,从经济性角度,醇转化率被设在60%-70%中档限度。
未反映丙烯酸从精制某些被再次循环回反映器后转化为酯。
用于甲酯单元离子互换树脂恶化因素有:
金属离子玷污、焦油性物质覆盖、氧化、不可撤回溶涨等。
因而,如果催化剂故意被长期使用,这些因素应引起注意。
被金属铁离子玷污导致不可撤回溶涨应特别注意。
1.3丙烯酸回收
丙烯酸回收是运用丙烯酸分馏塔精馏原理,轻甲酯、甲醇和水从塔顶蒸出,重丙烯酸从塔底排出来。
1.4醇萃取及回收
醇萃取塔运用醇易溶于水物性,用水将甲酯从主物流中萃取出来,同步萃取液夹带了某些甲酯,再通过醇回收塔,通过精馏,大某些水从塔底排出,甲醇和甲酯从塔顶蒸出,返回反映器循环使用。
1.5醇拔头
醇拔头塔为精馏塔,运用精馏原理,将主物流中少某些醇从塔顶蒸出,具有甲酯和少某些重组分物流从塔底排出,并进一步分离。
1.6酯精制
酯精制塔为精馏塔,运用精馏原理,将主物流从塔顶蒸出,塔底某些重组分返回丙烯酸分馏塔重新回收。
第二章生产流程阐明
2.1丙烯酸甲酯生产流程框图
丙烯酸
酯化反映器
丙烯酸分流塔
醇萃取塔
醇拔头塔
酯提纯塔
丙烯酸甲酯
醇回收塔
甲醇
重组分
废水
薄膜蒸发器
2.2丙烯酸甲酯生产
2.2.1R101
2.2.2T110
2.2.3E114
2.2.4T130
2.2.5T140
2.2.6T150
2.2.7T160
2.2.5伴热系统图
2.3丙烯酸甲酯生产流程论述
2.3.1从罐区来新鲜丙烯酸和甲醇与从醇回收塔(T140)顶回收循环甲醇以及从丙烯酸分馏塔(T110)底回收通过循环过滤器(FL101)某些丙烯酸作为混合进料,通过反映预热器(E101)预热到指定温度后送至R101(酯化反映器)进行反映。
为了使平衡反映向产品方向移动,同步减少醇回收时能量消耗,进入R101丙烯酸克分子数过量。
2.3.2从R101排出产品物料送至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,通过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抽出水相一起作为T130(醇萃取塔)进料。
同步,从塔底回收未转化丙烯酸。
2.3.3T110塔底,一某些丙烯酸及酯二聚物、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,重组分送至废水解决单元重组分储罐。
2.3.4T110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,很难通过简朴蒸馏从水和甲醇中分离出甲酯,因而采用萃取办法把甲酯从水和甲醇中分离出来。
从V130由P130A/B抽出溶剂(水)加至萃取塔顶部,通过液一液萃取,将未反映醇从粗丙烯酸甲酯物料中萃取出来。
2.3.5从T130底部得到萃取液进到V140,再经P142A/B抽出,通过E140与醇回收塔底分离出水换热后进入T140(醇回收塔)。
在此塔中,在顶部回收醇并循环至R101。
基本上由水构成T140塔底物料经E140与进料换热后,再通过E144用10℃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),同步多余水作为废水送到废水罐。
T140顶部是回收甲醇,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,另一路是回收醇与新鲜醇合并为反映进料。
2.3.6抽余液从T130顶部排出并进入到T150(醇拔头塔)。
在此塔中,塔顶物流通过E152用循环水冷却进入到V151,油水提成两相,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作为某些进料以重新回收醇和酯。
塔底具有少量重组分甲酯物流经P150A/B进入塔提纯。
2.3.7T150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,具有少量丙烯酸、丙烯酸甲酯塔底物流经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
序号
设备位号
设备名称(中英文)
设备规格
1
E101
R101PREHEATER
R101预热器
A=25m2 ;Ø400×3000
2
FL101A/B
REACTORRECYCLEFILTER反映器循环过滤器
A=10m2
3
R101
ESTERIFICATIONREACTOR
酯化反映器
Ø800×5000
4
T110
AAFRACTIONATOR
丙烯酸分馏塔
Ø400×5000
5
E112
T110CONDENSER
T110冷凝器
A=25m2 ;Ø400×3000
6
V111
T110RECEIVER
T110塔顶受液罐
V=5m3 ;Ø1600×
7
P111A/B
T110REFLUXPUMP
T110回流泵
IH65-50-160,防爆电机
Q=25m3/h;H=32m;N=5.5kw
8
P112A/B
V111WATERDRAWOFFPUMP
V111回流泵
IH50-32-125,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=20m;N=2.2kw
9
E114
T1102NDREBOILER
T110二段再沸器
A=15m2 ;Ø400×3000
10
E130
T130FEEDCOOLER
T130给料冷却器
A=15m2 ;Ø400×3000
11
T130
ALCOHOLEXTRACTIONCOLUMN
醇萃取塔
Ø400×60000
12
V130
V130WATERFEEDDRUM
V130给水罐
V=3m3 ;Ø1400×1600
13
P130A/B
T130WATERFEEDPUMP
T130给水泵
IH50-32-125,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=20m;N=2.2kw
14
V140
T140BUFFERDRUM
T140缓冲罐
V=1m3 ;Ø800×18000
15
P142A/B
T140FEEDPUMP
T140给料泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=32m;N=3kw
16
E140
T140BOTTOMS1STCOOLER
T140底部一段冷却器
A=15m2 ;Ø400×3000
17
T140
ALCOHOLRECOVERYCOLUMN
醇回收塔
Ø400×5000
18
E144
T140BOTTOMS2NDCOOLER
T140底部二段冷却器
A=15m2 ;Ø400×3000
19
E142
T140CONDENSER
T140塔顶冷凝罐
A=15m2 ;Ø400×3000
20
V141
T140RECEIVER
T140塔顶受液罐
V=3m3 ;Ø1400×1600
21
P141A/B
T140REFLUXPUMP
T140回流泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=32m;N=3kw
22
T150
ALCOHOLTOPPINGCOLUMN
醇拔头塔
Ø400×5000
23
E152
T150CONDENSER
T150塔顶冷却器
A=15m2 ;Ø400×3000
24
V151
T150RECEIVER
T150塔顶受液罐
V=2m3 ;Ø1200×1800
25
P151A/B
T150REFLUXPUMP
T150回流泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=32m;N=3kw
26
P150A/B
T150BOTTOMSPUMP
T150底部泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=32m;N=3kw
27
T160
ESTERPURIFICCATIONCOLUMN
酯提纯塔
Ø800×5500
28
P160A/B
T160REFLUXPUMP
T160回流泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=32m;N=3kw
29
E162A/B
T160CONDENSER
T160塔顶冷却器
A=25m2 ;Ø400×3000
30
V161
T160RECEIVER
T160塔顶受液罐
V=5m3 ;Ø1400×2800
31
P161A/B
T160REFLUXPUMP
T160回流泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=32m;N=3kw
32
E111
T110REBOILER
T110再沸器
A=40m2 ;Ø600×3000
33
P110A/B
T110BOTTOMSPUMP
T110塔底泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=32m;N=3kw
34
P114A/B
E114BOTTOMSPUMP
E114底部泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=32m;N=3kw
35
E141
T140REBOILER
T140再沸器
A=40m2 ;Ø600×3000
36
P140A/B
T140BOTTOMSPUMP
T140底部泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5m3/h;H=32m;N=3kw
37
E151
T150REBOILER
T150再沸器
A=40m2 ;Ø600×3000
38
E161
T160REBOILER
T160再沸器
A=40m2 ;Ø600×3000
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