作业帮丙烯法制备丙烯酸酯的生产原理和工艺
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/03 22:00:03
丙烯法制备丙烯酸酯的生产原理和工艺
丙烯法制备丙烯酸酯的生产原理和工艺
丙烯法制备丙烯酸酯的生产原理和工艺
丙烯两步氧化法
第一步是前系统,即将原料丙烯、水蒸气、空气（主要是空气中的氧气）按一定配比通过反应器催化剂床层,在一定温度下进行气相氧化.首先,丙烯在反应器一段催化剂床层内氧化生成丙烯醛,然后,丙烯醛通过换热器降温,进入第二段反应器催化剂床层进一步氧化生成丙烯酸.
此技术路线的生产工艺过程简单,反应的关键是氧化反应的催化剂技术.
原理简单,丙烯+氧气=丙烯醛+水,丙烯醛+氧气=丙烯酸（自己写方程式吧）
主要工艺条件：
原料：丙烯、空气（氧气）、催化剂
反应混合物摩尔比：丙烯：氧气：水蒸气=6.5：10：l1.7
反应温度：
第一步氧化310-340℃
第二步氧化275-310℃
生成的丙烯酸通过吸收塔用水吸收成丙烯酸（49wt％-74 wt％）水溶液（不同生产装置丙烯酸的浓度不同）,再通过气提塔除去在第二段未反应的丙烯醛和副产物,除去副产物的丙烯酸水溶液,送入后系统进行精制.
第二步,主要是把丙烯酸水溶液精制,生产出酯化级丙烯酸和聚合级丙烯酸（或高纯丙烯酸）.首先,丙烯酸水溶液通过共沸塔,除去水得到粗制丙烯酸,然后粗制丙烯酸经脱轻组分塔和脱重组份塔得到酯化级丙烯酸（CAA）,酯化级丙烯酸再次精制得到聚合级丙烯酸（PAA）或高纯丙烯酸（HPAA）.
工艺流程特点 ：反应需要的水蒸气由吸收塔顶的循环空气供给.这样可以降低反应气体中水蒸气含量,提高丙烯百分率,从而提高反应转化率,减少丙烯损失和空气污染.
丙烯酸乙酯原理：基本酯化反应,丙烯酸+乙醇=丙烯酸乙酯+水
丙烯酸乙酯工艺流程
（1）酯化反应
乙醇和丙烯酸经泵送入催化剂固定床反应器,在催化剂作用下,进行酯化反应,生成粗丙烯酸乙酯.
（2）丙烯酸分馏
酯化反应后的物料用泵送入丙烯酸分馏塔,塔釜分离出未反应的丙烯酸返回酯化反应工序回收使用.丙烯酸分馏塔塔顶馏份经冷凝后送往萃取工序,冷凝采用循环水＋冷冻水二级冷凝.
（3）萃取
丙烯酸分馏塔塔顶馏份经过加水萃取除乙醇,萃取的水相进入乙醇回收塔,通过蒸馏将乙醇、水分开,塔顶得到乙醇重新送往酯化反应,塔底的水则循环到醇萃取塔,多余部分排入污水系统.萃取的有机相进入脱轻塔.
丙烯酸丁酯原理：丙烯酸+丁醇=丙烯酸丁酯+水
丙烯酸丁酯工艺流程
（1）酯化反应
通过泵将丙烯酸、丁醇以及催化剂送入酯化反应器中进行连续酯化反应.酯化反应采用蒸汽间接加热.反应产生的水蒸馏至脱水塔脱出水份,物料返回酯化反应器,水相送至丁醇回收塔回收丁醇.
（2）催化剂回收
含产品和催化剂的物料被送往催化剂回收塔,通过水萃取的方式回收催化剂.回收的催化剂循环使用.
（3）洗涤
从催化剂回收塔顶出来的物料进入洗涤塔.采用碱洗涤的方式去除残留的催化剂.洗涤塔底水相送往丁醇回收塔,通过蒸馏回收丁醇.蒸馏采用蒸汽间接加热.洗涤塔上层有机相送醇汽提塔.
（4）汽提
洗涤塔顶物料送至丁醇汽提塔,通过蒸馏的方式进一步脱醇.蒸馏采用蒸汽间接加热.塔顶的丁醇经二级冷凝进行回收后送酯化反应器.塔底物料送精馏塔.
（5）精馏
经醇汽提后的物料进入酯精馏塔.在精馏塔中将物料进行精馏提纯,塔顶出来为产品丙烯酸丁酯,塔底重组分含重丙烯酸丁酯,送往重组分分解器回收部分丙烯酸丁酯,余下的重组分送至残液储槽暂存.
丙烯酸丁酯生产的工艺流程各步操作中均有少量阻聚剂加入.产生的工艺废气全部送至现有的催化焚烧系统处理.
丙烯酸甲乙酯可以同一台装置切换生产,丁辛酯可以同一台装置切换生产.