丙烯酸甲酯工艺仿真软件手册.docx
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丙烯酸甲酯工艺仿真软件手册
丙烯酸甲酯工艺仿真培训系统
操作手册
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第一章生产原理及工艺特色
在该单元中丙烯酸与甲醇反响，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子互换树脂被用作催化
剂。
酯化反响原理
丙烯酸与醇的酯化反响是一种生产有机酯的反响。
其反响方程式以下：
CH2=CHCOOH+CH3<==>CH2=CHCOOCH3+H2O
这是一个均衡反响，为使反响有向有益于产品生成的方向进行，采纳一些方法，一种方法是用比反响量过度的酸或醇，另一种方法是从反响系统中移除产物。
丙烯酸与甲醇的酯化反响
（1）酯化反响器的主反响
酯化反响器的主反响的化学方程式以下：
H
+（IER）*
CH2=CHCOOH+CH
<==>CH
2
=CHCOOCH+HO
3
3
2
AAMEOH
MA
*IER指离子互换树脂
（2）酯化反响器的副反响
CH2=CHCOOH十2CH3OH———>（CH3O）CH2CH2COOCH3+H2O
MPM：
（3-甲氧基丙酸甲酯）
H+（IER）*
2CH2=CHCOOH十CH3OH———>CH2=CHCOOC4COOCH3+H2O
D-M（3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／
二聚丙烯酸甲酯）
H+（1ER）
CH2=CHCOOH+CH3———>HOC2H4COOCH3
HOPM（3-羟基丙酸甲酯）
H+（1ER）
CH2=CHCOOH+CH3——>CH3OC2H4COOH
MPA（3-甲氧基丙酸）
H
+（1ER）
2CH
2=CHCOOH———
>CH2=CHCOOC24COOH
D-AA（3
·丙烯酰氧基丙酸／
二聚丙烯酸）
其余副产物是因为原猜中的杂质的反响而形成的。
典型的丙烯酸中的杂质的反响以下：
CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2O
C2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O
丙烯酸甲酯的酯化反响在固定床反响器内进行，它是一个可逆反响，本工艺采纳酸
过度使反响向正方向进行。
反响在以下状况下进行：
温度：
75℃（MA）
醇／酸摩尔比：
0．75（MA）
因为甲酯易于经过蒸馏的方法从丙烯酸中分别出来，从经济性角度，醇的转变率被
设在60％-70％的中等程度。
未反响的丙烯酸从精制部分被再次循环回反响器后转变为
酯。
用于甲酯单元的离子互换树脂的恶化要素有：
金属离子的玷辱、焦油性物质的覆盖、
氧化、不行撤回的溶涨等。
所以，假如催化剂存心被长久使用，这些要素应惹起注意。
被金属铁离子玷辱致使的不行撤回的溶涨应特别注意。
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。
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拿出来，同时萃取液夹带了一些甲酯，再经过醇回收塔，经过精馏，大多数水从塔底排出，甲醇和甲酯从塔顶蒸出，返回反响器循环使用。
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，并进一步分别。
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从头回收。
第二章生产流程说明
2.1丙烯酸甲酯生产总流程
丙烯酸甲酯生产流程框图
丙烯酸
甲醇
酯化反响器
丙烯酸分流薄膜蒸发器
醇萃取塔醇回收塔
重组分
醇拔头塔
酯提纯塔废水
丙烯酸甲酯
2.3丙烯酸甲酯生产流程表达
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淆进
料，经过反响预热器
（E101）
预热到指定温度后送至
R101（酯化反响器
）进行反响。
为
了使均衡反响向产品方向挪动，同时降低醇回收时的能量耗费，进入R101的丙烯酸
克分子数过度。
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淆物从塔顶回收，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抽出的水相一同作为
T130（醇萃取塔）
的进料。
同时，从塔底回收未转变的丙烯酸。
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）分别出丙烯酸，回收到
T110中，重组分送至废水办理单元重组分
储罐。
2.3.4T110
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）。
因为水-甲醇-甲酯为三元共沸系统，很难经过简单的蒸馏从水和甲醇中分别出
甲酯，所以采纳萃取的方法把甲酯从水和甲醇中分别出来。
从V130由P130A/B抽出
溶剂（水）加至萃取塔的顶部，经过液一液萃取，将未反响的醇从粗丙烯酸甲酯物料
中萃拿出来。
从T130底部获得的萃取液进到
V140,再经P142A/B抽出，经过E140与醇回收塔
底分别出的水换热后进入
T140（醇回收塔）。
在此塔中，在顶部回收醇并循环至
R101。
基本上由水构成的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从头用作溶剂（萃取剂），同时剩余
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归并
为反响进料。
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，油水分红两相，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作为部分进料以从头
回收醇和酯。
塔底含有少许重组分的甲酯物流经
P150A/B进入塔提纯。
T150的塔底流出物送往T160（酯提纯塔）。
在此，将丙烯酸甲酯进前进一步提纯，
含有少许丙烯酸、丙烯酸甲酯的塔底物流经
P160A/B循环回T110连续分馏。
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。
第三章设施一览表
甲酯设施总览（包含反响器、塔、泵、加热器）
序
设施位
设施名称（中英文）
设施原理
号
号
1
E101
R101PREHEATER
换热器
R101预热器
2
FL101A/
REACTORRECYCLEFILTER
B
反响器循环过滤器
3
R101
ESTERIFICATIONREACTOR
①这是固定床反响器
酯化反响器
②甲酯的酯化反响在固定床反响
器内进行它是一个可逆反响，
本工艺采纳酸过度使反响向
正方向进行
4
T110
AAFRACTIONATOR
①这是精馏塔
丙烯酸分馏塔
②丙烯酸回收是利用丙烯酸分馏
塔精馏的原理
5
E112
T110CONDENSER
冷凝器
T110冷凝器
6
V111
T110RECEIVER
油水气三项分别器（堰板式），左
T110塔顶受液罐
边分别出来水经过泵
P112A/B进
入缓冲罐，右侧是分别出来的油
（主假如醇、酯），同过P111A/B
进入下一单元。
7
P111A/B
T110REFLUXPUMP
T110回流泵
8
P112A/B
V111WATERDRAWOFFPUMP
V111排水泵
9
E114
T1102NDREBOILER
薄膜蒸发器
T110二段再沸器
10
E130
T130FEEDCOOLER
T130给料冷却器
11
T130
ALCOHOLEXTRACTION
①这是醇萃取塔
COLUMN
②利用甲醇易溶于水的物性，用
醇萃取塔
水将甲醇从主物流中萃拿出
来
12
V130
V130WATERFEEDDRUM
V130给水罐
13
P130A/B
T130WATERFEEDPUMP
T130
给水泵
14
V140
T140BUFFERDRUM
T140
缓冲罐
15
P142A/B
T140FEEDPUMP
T140
给料泵
16
E140
ST
T140BOTTOMS1COOLER
T140
底部一段冷却器
17
T140
ALCOHOLRECOVERY
①这是精馏塔
COLUMN
②T130底部获得的萃取液经过精
醇回收塔
馏，大多数水从塔底排出，甲
醇和甲酯从塔顶蒸出，返回反
应器循环使用
18
E144
ND
T140BOTTOMS2COOLER
T140
底部二段冷却器
19
E142
T140CONDENSER
T140
塔顶冷凝罐
20
V141
T140RECEIVER
T140
塔顶受液罐
21
P141A/B
T140REFLUXPUMP
T140
回流泵
22
T150
ALCOHOLTOPPINGCOLUMN①醇拔头塔为精馏塔
醇拔头塔
②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，并进一步分别
23
E152
T150CONDENSER
T150
塔顶冷却器
24
V151
T150RECEIVER
分别器，下边是水包，上边是油包，
T150
塔顶受液罐
水自流进入到V140做萃取液。
25
P151A/B
T150REFLUXPUMP
T150
回流泵
26
P150A/B
T150BOTTOMSPUMP
T150
底部泵
27
T160
ESTERPURIFICCATION
①酯精制塔为精馏塔
COLUMN
②利用精馏的原理，将主物流从
酯提纯塔
塔顶蒸出，塔底部分重组分返
回丙烯酸分馏塔从头回收
28
P160A/B
T160REFLUXPUMP
T160
回流泵
29
E162A/B
T160CONDENSER
T160
塔顶冷却器
30
V161
T160RECEIVER
T160
塔顶受液罐
31
P161A/B
T160REFLUXPUMP
T160
回流泵
32
E111
T110REBOILER
T110
再沸器
33
P110A/B
T110BOTTOMSPUMP
T110
塔底泵
34
P114A/B
E114BOTTOMSPUMP
E114底部泵
35
E141
T140REBOILER
T140
再沸器
36
P140A/B
T140BOTTOMSPUMP
T140
底部泵
37
E151
T150REBOILER
T150
再沸器
38
E161
T160REBOILER
T160
再沸器
第四章主要操作条件及工艺指标
位号
单位
数值指标
备注
R101（酯化反响器）
流量
FIC101
Kg/h
AA至E101
FIC104
Kg/h
MEOH至E101
FIC106
Kg/h
甲酯粗液至E101
FIC109
Kg/h
T110
底部物料至E101
温度
TIC101
℃
75
R101
进口温度
压力
PIC101
KpaA
R101
反响器压力
T110（丙烯酸分流塔）
流量
FIC110
Kg/h
T110
塔釜至E114
FIC112
Kg/h
V111至T110回流
FIC113
Kg/h
V111水相至T130
FIC117
Kg/h
V111油相至T130
FIC107
Kg/h
LPS（塔底再沸蒸汽）至E111
温度
TI111
℃
41
T110
塔顶温度
TI109
℃
69
T110
进料段温度
TI108
℃
80
T110
塔底温度
TI113
℃
89
再沸器E111至T110温度
TG110
℃
36
回流罐现场温度显示
压力
PI104
KpaA
T110
塔顶压力
PI103
KpaA
T110
塔釜压力
PIC109
KpaA
V111罐压力
E114（薄膜蒸发器）
流量
FIC110
Kg/h
T110
至E114
FIC119
Kg/h
462
LPS至E114
FIC122
Kg/h
E114至重组分回收
FI120
Kg/h
700
E114回流
温度
TIC115
℃
E114温度
压力
PI110
KpaA
E114压力
T130（醇萃取塔）
流量
FIC129
Kg/h
V130至T130
FIC131
Kg/h
V140至T140
FI128
Kg/h
T130
至T150
温度
TI125
℃
25
T130
温度
压力
PIC117
KpaA
T130
压力
T140（醇回收塔）
流量
FIC134
Kg/h
LPS至E141
FIC135
Kg/h
V141至T140回流
FIC137
Kg/h
T140
至R101
温度
TI134
℃
60
T140
塔顶温度
TIC133
℃
81
T140
第19块塔板温度
TI132
℃
89
T140
第5块塔板温度
TI131
℃
92
T140
塔釜温度
TI135
℃
95
再沸器E141至T140温度
TG141
℃
40
V141温度
压力
PI121
KpaA
T140
塔顶压力
PI120
KpaA
T140
塔釜压力
PIC123
KpaA
V141压力
T150（醇拔头塔）
流量
FIC140
Kg/h
LPS至E151
FIC141
Kg/h
T150
至T160
FIC142
Kg/h
V151至T150回流
FIC144
Kg/h
V151至T130
FIC145
Kg/h
V151至V140
温度TI142℃61T150塔顶温度
TI141
℃
65
T150
第23块塔板温度
TIC140
℃
70
T150
第5块塔板温度
TI143
℃
74
再沸器E151至T150温度
TI139
℃
71
T150
塔釜温度
TG151
℃
40
V151温度
压力PI125
KpaA
T150
塔顶压力
PI126
KpaA
T150
塔釜压力
PIC128
KpaA
V151压力
T160（酯提纯塔）
流量FIC149
Kg/h
952
LPS至E161
FIC150
Kg/h
V161至T160
回流
FIC151
Kg/h
T160
至T110
FIC153
Kg/h
T160
至MA
温度TI151
℃
38
T160
塔顶温度
TI150
℃
40
T160
第15块塔板温度
TIC148
℃
45
T160
第5块塔板温度
TI152
℃
64
再沸器E161至T160温度
TI147
℃
56
T160
塔釜温度
TG161
℃
36
V161温度
压力PI130
KpaA
T160
塔顶压力
PI131
KpaA
T160
塔釜压力
PIC133
KpaA
V161压力
第五章操作规程
甲酯开车操作
一、准备工作
启动真空系统
翻开压力控制阀PV109及其前后阀VD201、VD202，给T110系统抽真空。
翻开压力控制阀PV123及其前后阀VD517、VD518，给T140系统抽真空。
翻开压力控制阀PV128及其前后阀VD617、VD618，给T150系统抽真空。
翻开压力控制阀PV133及其前后阀VD722、VD723，给T160系统抽真空。
翻开阀VD205、VD305、VD504、VD607、VD701，分别给T110、E114、T140、T150、
T160投用阻聚剂空气。
1.2V161、T160脱水
翻开VD711阀，向V161内引产品MA。
待V161达到必定液位后，启动
P161A/B；翻开控制阀
FV150及其前后阀VD718、
VD719，向T160引MA。
待T160底部有必定液位后，封闭控制阀FV150。
封闭MA进料阀VD711。
1.3T130、T140成立水循环
翻开V130顶部手阀V402，引FCW到V130。
待V130达到必定液位后，启动
P130A/B；翻开控制阀
FV129及其前后阀VD410、
VD411，将水引入T130。
翻开T130顶部排气阀VD401，并经过排气阀察看T130能否装满水。
待T130装满水后，封闭排气阀VD401；同时翻开控制阀
LV110及其前后阀VD408、
VD409，向V140灌水；翻开控制阀PV117及其前后阀VD402、VD403，同时翻开阀VD406，
将T130顶部物流排至不合格罐，控制
T130压力301kpaA。
待V140有必定液位后，启动P142A/B；翻开控制阀FV131及其前后阀VD509、VD510，
向T140引水。
翻开阀V502，给E142投冷却水。
待T140液位达到50%后，翻开蒸汽阀XV106；同时翻开控制阀FV134及其前后
阀VD502、VD503，给E141通蒸汽。
翻开阀V501，给E144投冷却水。
启动P140A/B；翻开控制阀LV115及其前后阀VD515、VD516，使T140底部液体
经E140、E144排放到V130。
待V41达到必定液位后，启动P141A/B；翻开控制阀FV135及其前后阀VD511、VD512，向T140打回流；翻开控制阀FV137及其前后阀VD513、VD514；同时翻开阀
VD507，将剩余水引至不合格罐。
二、R101引粗液，并循环升温
R101进料前往伴热系统投用
R101系统伴热。
翻开控制阀FV106及其前后阀VD101、VD102，向R101引入粗液；翻开
R101顶部
排气阀VD117排气。
待R101装满粗液后，封闭排气阀
VD117，翻开VD119；同时翻开控制阀
PV101及
其前后阀VD124、VD125，将粗液排出；调理PV101的开度，控制R101压力301kpaA。
待粗液循环平均后，翻开控制阀
TV101及其前后阀VD122、VD123，向E-301供应
蒸汽；调理TV101的开度，控制反响器进口温度为
75℃。
三、启动T110系统
升级会员 