丙烯酸甲酯工艺仿真软件手册.docx

1、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25811142122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)*CH 2=CHCOOH+CH CH

2、2=CHCOOCH+HO332AA MEOHMA*IER 指离子互换树脂（ 2） 酯化反响器的副反响CH 2=CHCOOH十 2CH3OH (CH 3O)CH2CH2COOCH3+H2OMPM ： (3- 甲氧基丙酸甲酯 )H+(IER)*2CH 2=CHCOOH十 CH3OH CH2=CHCOOC4COOCH3+H2OD-M(3- 丙烯酰氧基丙酸甲酯二聚丙烯酸甲酯 )H +(1ER)CH 2=CHCOOH+CH3 HOC2H4COOCH3HOPM(3- 羟基丙酸甲酯 )H +(1ER)CH2=CHCOOH+CH3 CH3OC2H4COOHMPA(3- 甲氧基丙酸 )H+(1ER)2CH2=C

3、HCOOHCH2=CHCOOC24 COOHD-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：CH 3COOH+R-OH CH3COOR十 H2OC 2H5COOH+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

4、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

5、，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

6、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

7、送至废水办理单元重组分储罐。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) 。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

8、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

9、， 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1E10

10、1R101 PREHEATER换热器R101 预热器2FL101A/REACTOR RECYCLE FILTERB反响器循环过滤器3R101ESTERIFICATION REACTOR 这是固定床反响器酯化反响器 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4T110AA FRACTIONATOR 这是精馏塔丙烯酸分馏塔 丙烯酸回收是利用丙烯酸分馏塔精馏的原理5E112T110 CONDENSER冷凝器T110 冷凝器6V111T110RECEIVER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

11、是分别出来的油（主假如醇、酯） ，同过 P111A/B进入下一单元。7P111A/BT110REFLUX PUMPT110 回流泵8P112A/BV111WATERDRAWOFFPUMPV111 排水泵9E114T110 2 ND REBOILER薄膜蒸发器T110 二段再沸器10E130T130 FEED COOLERT130 给料冷却器11T130ALCOHOLEXTRACTION 这是醇萃取塔COLUMN 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12V130V130 WATER FEED DRUMV130 给水罐13P130A/BT130 WATER FEED PUM

12、PT130给水泵14V140T140 BUFFER DRUMT140缓冲罐15P142A/BT140 FEED PUMPT140给料泵16E140STT140 BOTTOMS 1 COOLERT140底部一段冷却器17T140ALCOHOLRECOVERY 这是精馏塔COLUMN T130 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18E144NDT140 BOTTOMS 2 COOLERT140底部二段冷却器19E142T140 CONDENSERT140塔顶冷凝罐20V141T140 RECEIVERT140塔顶受液罐21P141A/B

13、T140 REFLUX PUMPT140回流泵22T150ALCOHOL TOPPING COLUMN 醇拔头塔为精馏塔醇拔头塔 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23E152T150 CONDENSERT150塔顶冷却器24V151T150 RECEIVER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。25P151A/BT150 REFLUX PUMPT150回流泵26P150A/BT150 BOTTOMS PUMPT150底部泵27T160ESTER PURIFICCATION 酯精

14、制塔为精馏塔COLUMN 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28P160A/BT160 REFLUX PUMPT160回流泵29E162A/BT160 CONDENSERT160塔顶冷却器30V161T160 RECEIVERT160塔顶受液罐31P161A/BT160 REFLUX PUMPT160回流泵32E111T110REBOILERT110再沸器33P110A/BT110 BOTTOMS PUMPT110塔底泵34P114A/BE114 BOTTOMS PUMPE114 底部泵35E141T140 REBOILERT140再沸器36P

15、140A/BT140 BOTTOMS PUMPT140底部泵37E151T150 REBOILERT150再沸器38E161T160 REBOILERT160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FIC101Kg/hAA至 E101FIC104Kg/hMEOH至 E101FIC106Kg/h甲酯粗液至 E101FIC109Kg/hT110底部物料至 E101温度TIC10175R101进口温度压力PIC101KpaAR101反响器压力T110（丙烯酸分流塔）流量FIC110Kg/hT110塔釜至 E114FIC112Kg/hV111 至 T110 回

16、流FIC113Kg/hV111 水相至 T130FIC117Kg/hV111 油相至 T130FIC107Kg/hLPS（塔底再沸蒸汽）至 E111温度TI11141T110塔顶温度TI10969T110进料段温度TI10880T110塔底温度TI11389再沸器 E111 至 T110 温度TG11036回流罐现场温度显示压力PI104KpaAT110塔顶压力PI103KpaAT110塔釜压力PIC109KpaAV111 罐压力E114（薄膜蒸发器）流量FIC110Kg/hT110至 E114FIC119Kg/h462LPS 至 E114FIC122Kg/hE114 至重组分回收FI120K

17、g/h700E114 回流温度TIC115E114 温度压力PI110KpaAE114 压力T130（醇萃取塔）流量FIC129Kg/hV130 至 T130FIC131Kg/hV140 至 T140FI128Kg/hT130至 T150温度TI12525T130温度压力PIC117KpaAT130压力T140（醇回收塔）流量FIC134Kg/hLPS 至 E141FIC135Kg/hV141 至 T140 回流FIC137Kg/hT140至 R101温度TI13460T140塔顶温度TIC13381T140第 19 块塔板温度TI13289T140第 5 块塔板温度TI13192T140塔釜

18、温度TI13595再沸器 E141 至 T140 温度TG14140V141 温度压力PI121KpaAT140塔顶压力PI120KpaAT140塔釜压力PIC123KpaAV141 压力T150（醇拔头塔）流量FIC140Kg/hLPS 至 E151FIC141Kg/hT150至 T160FIC142Kg/hV151 至 T150 回流FIC144Kg/hV151 至 T130FIC145Kg/hV151 至 V140温度 TI142 61 T150 塔顶温度TI14165T150第 23 块塔板温度TIC14070T150第 5 块塔板温度TI14374再沸器 E151 至 T150 温度

19、TI13971T150塔釜温度TG15140V151 温度压力PI125KpaAT150塔顶压力PI126KpaAT150塔釜压力PIC128KpaAV151 压力T160（酯提纯塔）流量FIC149Kg/h952LPS 至 E161FIC150Kg/hV161 至 T160回流FIC151Kg/hT160至 T110FIC153Kg/hT160至 MA温度TI15138T160塔顶温度TI15040T160第 15 块塔板温度TIC14845T160第 5 块塔板温度TI15264再沸器 E161 至 T160 温度TI14756T160塔釜温度TG16136V161 温度压力PI130Kp

20、aAT160塔顶压力PI131KpaAT160塔釜压力PIC133KpaAV161 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、E

21、114、T140、T150、T160 投用阻聚剂空气。1.2 V161 、 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。1.3 T130 、 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

22、 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

23、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