丙烯酸甲酯工艺说明.doc

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
丙烯酸与醇的酯化反映是一种生产有机酯的反映。其反映方程式如下：
CH2=CHCOOH+CH3OH <==>CH2=CHCOOCH3+H2O
这是一个平衡反映，为使反映有向有助于产品生成的方向进行，采用一些方法，一种方法是用比反映量过量的酸或醇，另一种方法是从反映系统中移除产物。
1.2
丙烯酸甲酯的酯化反映在固定床反映器内进行，它是一个可逆反映，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％的中档限度。未反映的丙烯酸从精制部分被再次循环回反映器后转化为酯。
用于甲酯单元的离子互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，假如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
丙烯酸回收是运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
醇萃取塔运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，再通过醇回收塔，通过精馏，大部分水从塔底排出，甲醇和甲酯从塔顶蒸出，返回反映器循环使用。
1.5 醇拔头
醇拔头塔为精馏塔，运用精馏的原理，将主物流中少部分的醇从塔顶蒸出，具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，运用精馏的原理，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
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
2.2.1 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)底回收的通过循环过滤器(FL101)的部分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，同时减少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，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，重组分送至废水解决单元重组分储罐。
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，很难通过简朴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，将未反映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，通过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，再通过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映进料。
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作为部分进料以重新回收醇和酯。塔底具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，具有少量丙烯酸、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
序号
设备位号
设备名称（中英文）
设备规格
1
E101
R101 PREHEATER
R101预热器
A=25m2 ；Ø400×3000
2
FL101A/B
REACTOR RECYCLE FILTER反映器循环过滤器
A=10m2
3
R101
ESTERIFICATION REACTOR
酯化反映器
Ø800×5000
4
T110
AA FRACTIONATOR
丙烯酸分馏塔
Ø400×5000
5
E112
T110 CONDENSER
T110冷凝器
A=25m2 ；Ø400×3000
6
V111
T110RECEIVER
T110塔顶受液罐
V=5m3 ；Ø1600×2023
7
P111A/B
T110REFLUX PUMP
T110回流泵
IH65-50-160 ,防爆电机
Q=25 m3/h；H=32m；N=5.5kw
8
P112A/B
V111WATER DRAW OFF PUMP
V111回流泵
IH50-32-125 ,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=20m；N=2.2kw
9
E114
T110 2ND REBOILER
T110二段再沸器
A=15m2 ；Ø400×3000
10
E130
T130 FEED COOLER
T130给料冷却器
A=15m2 ；Ø400×3000
11
T130
ALCOHOL EXTRACTION COLUMN
醇萃取塔
Ø400×60000
12
V130
V130 WATER FEED DRUM
V130给水罐
V=3m3 ；Ø1400×1600
13
P130A/B
T130 WATER FEED PUMP
T130给水泵
IH50-32-125,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=20m；N=2.2kw
14
V140
T140 BUFFER DRUM
T140缓冲罐
V=1m3 ；Ø800×18000
15
P142A/B
T140 FEED PUMP
T140给料泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=32m；N=3kw
16
E140
T140 BOTTOMS 1ST COOLER
T140底部一段冷却器
A=15m2 ；Ø400×3000
17
T140
ALCOHOL RECOVERY COLUMN
醇回收塔
Ø400×5000
18
E144
T140 BOTTOMS 2ND COOLER
T140底部二段冷却器
A=15m2 ；Ø400×3000
19
E142
T140 CONDENSER
T140塔顶冷凝罐
A=15m2 ；Ø400×3000
20
V141
T140 RECEIVER
T140塔顶受液罐
V=3m3 ；Ø1400×1600
21
P141A/B
T140 REFLUX PUMP
T140回流泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=32m；N=3kw
22
T150
ALCOHOL TOPPING COLUMN
醇拔头塔
Ø400×5000
23
E152
T150 CONDENSER
T150塔顶冷却器
A=15m2 ；Ø400×3000
24
V151
T150 RECEIVER
T150塔顶受液罐
V=2m3 ；Ø1200×1800
25
P151A/B
T150 REFLUX PUMP
T150回流泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=32m；N=3kw

26
P150A/B
T150 BOTTOMS PUMP
T150底部泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=32m；N=3kw
27
T160
ESTER PURIFICCATION COLUMN
酯提纯塔
Ø800×5500
28
P160A/B
T160 REFLUX PUMP
T160回流泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=32m；N=3kw
29
E162A/B
T160 CONDENSER
T160塔顶冷却器
A=25m2 ；Ø400×3000
30
V161
T160 RECEIVER
T160塔顶受液罐
V=5m3 ；Ø1400×2800
31
P161A/B
T160 REFLUX PUMP
T160回流泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=32m；N=3kw
32
E111
T110REBOILER
T110再沸器
A=40m2 ；Ø600×3000
33
P110A/B
T110 BOTTOMS PUMP
T110塔底泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=32m；N=3kw
34
P114A/B
E114 BOTTOMS PUMP
E114底部泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=32m；N=3kw
35
E141
T140 REBOILER
T140再沸器
A=40m2 ；Ø600×3000
36
P140A/B
T140 BOTTOMS PUMP
T140底部泵
IH50-32-160,防爆电机
Q=12.5 m3/h；H=32m；N=3kw
37
E151
T150 REBOILER
T150再沸器
A=40m2 ；Ø600×3000
38
E161
T160 REBOILER
T160再沸器
A=40m2 ；Ø600×3000