丙烯酸甲酯

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 要热力学 动力学 求 分析 条件 高（过高温度 稍不利 提高速率 不利） 稍高速率 压力 （抑制甲醇气化） 醇或酸过醇酸配比 量 停留时间 水含量 不利 长有利 醇或酸过量 分离） 过长不利 酸过量（易 分析 要求 性能 催化剂 经济

原料纯度 高 温度：70℃左右(MA) 压力0.3MPa 醇／酸摩尔比：0.75

任务点03 典型设备的选择

反应特点 对反应器要求 液固相反应器：固定床、流化床、釜式物料为液态，催化剂为固体 反应器等 1、温度要求：预热至70℃左右 可逆微放热反应 2、供热要求：反应热基本可维持反应 3、供热方式： 压力基本无影响 温度过高不利于正反应进行，副反应增加，选择性下降，收率降温度控制要求：床层温度应较均匀 低，催化剂失活，能耗增加 可供选择的反应器：固定床反应器

单段绝热式反应器、列管式等温反应器、多段绝热反应器、 多段径向绝热反应器、多段轴径向绝热反应器、对外换热式

多段与单段相比：前面大部分转化，通过温度降低进入后，反应慢，水不溶于酯，用分水器。 单段：简单、便宜、方便操作。

压力要求：接近常压下进行 任务点04 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； 物料 闪点℃ 爆炸极限 危险特性 易燃易挥发，有毒甲醇 11 6--36.5% 可致人失明 加阻聚剂，密封保存，辛辣气味，有腐蚀丙烯酸 50 2.4—8% 性，易自聚爆炸 加阻火装置 有催泪性。对呼吸加阻聚剂，避免高温和系统和皮肤有刺丙烯酸甲酯 -3 激性，属全身性毒触，加阻火装置 物 节能技术方案

由萃取塔来的冷物料 醇回收塔底热物料的热与醇回收塔底热物料换热后量 进入醇回收塔 光照，避免与氧化剂接避免高温，避免光照，防静电，加阻火装置 安全对策 任务点05 丙烯酸甲酯生产工艺流程组织 醇萃取塔 重组分 醇拔头塔 醇回收塔 酯化反应器 丙烯酸 甲醇 丙烯酸分流薄膜蒸发器

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在酯化反应器反应，生成物进入精馏塔分馏，塔顶产物进入萃取塔萃取，塔釜物料丙烯酸回反应器反应，重组分进入薄膜蒸发器；萃取塔塔顶出料（甲酯和甲醇）进入醇拔头，塔釜物料则进入醇回收塔回收甲醇，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（水、甲醇）回到萃取塔重新萃取，塔釜物料（甲酯）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。

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