最新丙烯酸甲酯的生产工艺资料
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摘要:作为有机合成中间体,也是合成高分子聚合物的单体,用于橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。
丙烯酸甲酯拥有很强的功用。
工艺描述:丙烯酸甲酯是由粗丙烯酸和甲醇在作为酸性酯化催化剂的硫酸存在下直接生产。
反应热约为-25.1KJ/mol,即酯化反应只是轻微的放热反应,反应物开始反应时不会出现剧烈的反应。
相反,会形成一个平衡的混合物,其中除了需要的产物,还存在相当数量的原料。
为了加速这个典型的平衡反应,得到需要的产物,通过蒸馏不断地从反应系统中移去两个反应产物,水和丙烯酸甲酯,蒸馏塔塔顶物中含有没反应的甲醇被回收,没反应的丙烯酸甲酯留在酯化反应器中。
酯化反应在均态液相下进行,既不需要有机溶剂,也不需要搅拌。
通过蒸馏分离出高纯度丙烯酸甲酯。
将甲醇(来自甲醇回收塔C5200和罐区)、硫酸(来自罐区)、成品塔C5500底部馏分和(来自罐区)加化学处理剂联氨改性的粗丙烯酸送入酯化反应器R5010中。
来自甲醇回收塔5200的新鲜及循环甲醇以气态进入R5010;然后,塔顶物(丙烯酸甲酯,水,轻组分)被送到抽提塔(C5100),在C5100,用工艺水洗去甲醇,被洗过的丙烯酸甲酯从底部去抽提塔分离器V5110,底部物流送醇回收塔C5200,在C5200中轻组分从顶部蒸出,回收的醇送回C5200。
基本没有有机物的水冷却后用作抽提塔C5100的循环水,多余的通过废水罐送废水处理厂。
分离器V5110中的粗酯被送往初馏塔(C5300),也作为酯化塔的回流。
少量含有丙烯酸甲酯的初馏塔塔顶低沸物在冷凝器E5330中冷凝并收集在相分离器V5340中。
有机相的大部分在塔上部温度控制下作为回流返回初馏塔C5300,一小部分有机相通过容器V5460送初馏物蒸馏塔C5400,以得到合格产品。
为进一步精制,C5300塔底物送成品塔C5500,这个塔的塔顶物是最终产品,送到罐区的检验罐,5500塔底物送回酯化部分。
关键词:丙烯酸甲酯;工艺描述;工艺化学反应;工艺操作流程Preparation of methyl methacrylate processes Professional: polymer production technologyStudent: Adviser:目录1 绪论 (7)1.1 研究背景与目的 (7)1.2 国内外的生产状况 (7)1.2.1 国外生产状况 (7)1.2.2 国内生产状况 (7)1.3 丙烯酸工艺技术 (8)1.3.1 日本触媒化学(Nsfac)技术 (8)1.3.2 日本三菱油化(MPCL)技术 (8)1.3.3 日本化药技术 (9)1.3.4 德国巴斯夫(BASF)技术 (9)1.3.5 兰州化工研究中心技术 (9)1.3.6 国内外生产技术概述 (9)2 丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯的应用 (11)2.1 丙烯酸甲酯 (11)2.2 丙烯酸甲酯的健康危害 (11)2.3 丙烯酸甲酯的应急处理处置方法 (12)2.3.1.泄漏应急处理 (12)2.3.2.防护措施................................. 错误!未定义书签。
丙烯酸甲酯的制备丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于塑料、涂料、纺织、医药等行业。
它的制备方法有多种,下面将介绍其中两种常用的制备方法。
第一种方法是通过甲醇和丙烯酸的酯化反应制备丙烯酸甲酯。
具体步骤如下:1. 准备反应设备:将反应釜和冷凝器连接好,同时设置好温度控制和搅拌装置。
2. 加入催化剂:向反应釜中加入适量的酸催化剂,常用的有硫酸、磷酸等。
3. 加入原料:将甲醇和丙烯酸按一定的摩尔比例加入反应釜中。
4. 开始反应:加热反应釜,同时开始搅拌,使反应均匀进行。
5. 控制温度:在适当的温度下进行反应,一般在50-80摄氏度之间。
6. 反应时间:根据反应条件的不同,反应时间一般为2-6小时。
7. 冷却:冷却后,收集生成的丙烯酸甲酯。
第二种方法是通过乙烯和甲醇的氧化反应制备丙烯酸甲酯。
具体步骤如下:1. 准备反应设备:将反应釜和冷凝器连接好,同时设置好温度控制和搅拌装置。
2. 加入催化剂:向反应釜中加入适量的氧化剂催化剂,常用的有过氧化氢、过氧化钙等。
3. 加入原料:将乙烯和甲醇按一定的摩尔比例加入反应釜中。
4. 开始反应:加热反应釜,同时开始搅拌,使反应均匀进行。
5. 控制温度:在适当的温度下进行反应,一般在100-150摄氏度之间。
6. 反应时间:根据反应条件的不同,反应时间一般为2-8小时。
7. 冷却:冷却后,收集生成的丙烯酸甲酯。
无论是通过甲醇和丙烯酸的酯化反应还是通过乙烯和甲醇的氧化反应,制备丙烯酸甲酯的关键是选择合适的催化剂、控制适当的温度和反应时间。
此外,反应设备的选择和操作技术也对反应结果有一定的影响。
丙烯酸甲酯的制备方法多样,可以根据实际需要选择合适的方法。
不同的制备方法在反应条件、催化剂选择、反应时间等方面存在差异,需要根据具体情况进行选择。
同时,对于工业生产来说,还需要考虑成本、产量和环境影响等因素。
丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料,其制备方法有多种。
无论是通过甲醇和丙烯酸的酯化反应还是通过乙烯和甲醇的氧化反应,制备丙烯酸甲酯的关键是选择合适的催化剂、控制适当的温度和反应时间。
丙烯酸甲酯的生产生产工艺路线的选择:氰乙醇法和烯酮法由于效率低、消耗大,已被淘汰。
丙烯腈水解法只限于生产。
生产高级酯时,尚需进一步采用酯交换法。
改良法在煤化工发展时期曾一度占统治地位。
至今仍有一些企业还在采用丙烯腈水解法及乙炔法,但近年来世界上新建装置均趋向采用工艺先进、成本低、效益高的丙烯氧化法。
所以我们选取的是丙烯氧化法。
丙烯主要来源于石油。
丙烯通过两步氧化后变成丙烯酸,二步法的第一步反应是合成丙烯醛,(第一步反应是在固定床反应器中发生反应,第二步是在流化床反应器中进行反应。
)其O作催中以壳牌开发公司所采用的方法最早引起工业上的注意,这种方法以Si2化剂,反应系统中氧气浓度保持很低,转化率低到1%左右。
丙烯氧化反应单元是将丙烯气体、空气(主要是空气中的氧气)、与水蒸气按一定比例混合后,通过触媒固定床反应器,在一定温度下进行气相氧化。
混合气体的丙烯首先经过反应器下部触媒氧化成丙烯醛,然后再经过反应器上部触媒进一步氧化成丙烯酸,反应气体中的丙烯酸、醋酸等生成物,经丙烯酸收塔收后,得到70%左右的AA水溶液,再经汽提塔脱去轻组份后,送往AA分离精制元,丙烯酸吸收塔塔顶气体,一部分作为反应器的循环气使用,另一部分作为废气往催化焚烧单元,焚烧后的气体排人大气。
第二步反应与第一步反应相比,可以在稍低的温度下进行氧化,即在350~400℃和接近与常压条件下进行。
催化剂以SiO2为载体, 在其上负载碱金属Cs和Sb2O5作为活性组分制备出Cs _Sb2O5/SiO2型固体碱催化剂, 经扫描电镜分析能谱分析( SEM /EDS)负载量Sb质量分数为10. 06%, Cs质量分数8.84%。
当醋酸甲酯与甲醛的摩尔比为3:1, 空速在4—5 h- 1, 反应温度在390℃时合成效果较好, 丙烯酸甲酯的收率可达47. 6%。
制得的型Cs _Sb2O5/S iO2,固体碱催化剂碱强度范围为: 33≦H- < 41。
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应,生成丙烯酸甲酯,磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。
1.1 酯化反应原理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这是一个平衡反应,为使反应有向有利于产品生成的方向进行,采用一些方法,一种方法是用比反应量过量的酸或醇,另一种方法是从反应系统中移除产物。
1.2丙烯酸甲酯的酯化反应在固定床反应器内进行,它是一个可逆反应,本工艺采用酸过量使反应向正方向进行。
反应在如下情况下进行: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%的中等程度。
未反应的丙烯酸从精制部分被再次循环回反应器后转化为酯。
用于甲酯单元的离子交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,如果催化剂有意被长期使用,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。
1.4 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取出来,同时萃取液夹带了一些甲酯,再经过醇回收塔,经过精馏,大部分水从塔底排出,甲醇和甲酯从塔顶蒸出,返回反应器循环使用。
1.5 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,并进一步分离。
1.6 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2.2丙烯酸甲酯生产2.2.1 R1012.2.2 T1102.2.3 E1142.2.4 T1302.2.5 T1402.2.6 T1502.2.7 T1602.2.5 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)底回收的经过循环过滤器(FL101)的部分丙烯酸作为混合进料,经过反应预热器(E101)预热到指定温度后送至R101(酯化反应器)进行反应。
丙烯酸甲酯工艺流程
《丙烯酸甲酯工艺流程》
丙烯酸甲酯是一种重要的有机化学品,广泛应用于涂料、胶粘剂、树脂等领域。
其生产工艺流程一般包括原料准备、酯化反应、醇解反应和精馏分离等步骤。
首先,原料准备阶段需要准备丙烯酸和甲醇。
丙烯酸通常是通过催化加氢制得,而甲醇则是一种常见的工业化学品。
这两种原料的质量和纯度会直接影响到后续的酯化反应和产品质量。
酯化反应是生产丙烯酸甲酯的关键步骤。
在反应釜中,将丙烯酸和甲醇与催化剂一起加入,并加热搅拌。
在适当的温度和压力条件下,反应会发生,生成丙烯酸甲酯和水。
这是一个可逆反应,需要通过控制反应条件来提高产率和纯度。
接下来是醇解反应,用来去除生成的水。
醇解反应即将产生的丙烯酸甲酯与过量的甲醇反应,生成丙烯酸甲酯和水。
这一步主要是为了提高产品的纯度,去除杂质的水分。
最后是精馏分离过程。
将反应产物送入精馏塔中,通过加热蒸发,再凝结,将目标产品从杂质中分离出来。
这一步骤将进一步提高产品的纯度和成品率。
通过以上工艺流程,我们可以得到高纯度的丙烯酸甲酯产品。
当然,在工业生产中,还需要考虑能源消耗、废物处理和安全生产等问题,以确保全过程生产的高效、经济和安全。
丙烯酸甲酯的生产简介丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于涂料、胶粘剂、塑料和纺织品等领域。
本文将介绍丙烯酸甲酯的生产过程及相关技术。
原料丙烯酸甲酯的生产主要以甲醇和丙烯酸为原料。
甲醇是从天然气、煤炭或石油等原料制取,而丙烯酸则通常是通过丙烯的氧化得到。
其他辅助原料包括催化剂、溶剂等。
生产过程丙烯酸甲酯的生产过程主要包括以下几个步骤:1. 催化剂的制备在丙烯酸甲酯的生产过程中,常采用碱催化剂或酸催化剂。
对于碱催化剂法,常用的催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾;而酸催化剂法则使用硫酸或磷酸。
2. 酯化反应将甲醇和丙烯酸按一定比例加入反应釜中,加入催化剂后进行酯化反应。
反应温度一般在50-100摄氏度之间,同时要加入惰性气体作为保护气体。
3. 脱水反应酯化反应结束后,需要进行脱水反应以去除其中的水分。
常用的方法是通过加热反应体系,使其中的水分蒸发。
4. 分离与纯化在完成脱水反应后,需要将产物进行分离与纯化。
通常采用蒸馏、结晶等方法进行分离,以得到纯度较高的丙烯酸甲酯。
5. 精制在分离与纯化后,丙烯酸甲酯可以进行进一步的精制处理,以达到所需的质量标准。
生产技术丙烯酸甲酯的生产技术通常采用酯交换法、醇酸反应法和直接酯化法。
酯交换法酯交换法是利用醇与酯之间的反应,通过加入较长碳链的酯来缓解酯化反应的平衡。
该方法生产的丙烯酸甲酯纯度较高,但对原料的要求较高。
醇酸反应法醇酸反应法是利用醇与酸之间的酯化反应,通过逐渐加入丙烯酸和甲醇来控制反应的平衡。
该方法生产的丙烯酸甲酯对原料的要求相对较低,但纯度较酯交换法稍低。
直接酯化法直接酯化法是将甲醇和丙烯酸直接进行酯化反应,无需引入辅助酯或逐渐加入原料。
该方法生产的丙烯酸甲酯纯度较低,但生产工艺相对简单。
总结丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料,其生产过程需要催化剂、甲醇和丙烯酸等原料进行酯化反应、脱水反应、分离纯化和精制处理。
常用的生产技术包括酯交换法、醇酸反应法和直接酯化法。
丙烯酸甲酯工艺流程
丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工产品,广泛应用于涂料、塑料、纺织、油墨等行业。
下面是丙烯酸甲酯的工艺流程:
1. 原料准备:丙烯、甲醇和催化剂是生产丙烯酸甲酯的主要原料。
甲醇和丙烯按一定比例混合,并根据需要加入催化剂,通常使用碱式催化剂如氢氧化钠或氢氧化钾。
2. 放热控制:将原料混合物引入反应釜中,在恒定的温度和压力下进行反应。
由于丙烯与甲醇反应会放出大量的热量,因此需要控制反应温度,以避免发生副反应或爆炸。
3. 反应过程:反应釜中的原料混合物在催化剂作用下发生酯化反应。
丙烯与甲醇反应生成丙烯酸甲酯,同时产生水。
4. 中和和分离:反应结束后,用盐酸或硫酸对产生的丙烯酸甲酯进行中和。
酯化反应产生的水和中和反应产生的盐酸或硫酸被分离出来,以便进行下一步的处理。
5. 精馏:将中和后的混合物进行精馏,分离出纯净的丙烯酸甲酯。
6. 脱水和脱盐:在精馏后的丙烯酸甲酯中,还有少量的水和盐酸或硫酸残留。
通过脱水剂和脱盐剂的处理,去除其中的水分和杂质,以提高产品的纯度。
7. 产品储存和包装:脱水和脱盐后的丙烯酸甲酯可以储存和包
装,待送入市场使用。
以上是丙烯酸甲酯的工艺流程。
要注意的是,在整个过程中需要严格控制温度、压力和反应时间,以确保产品的质量和产量。
此外,废水和废气的处理也是工艺流程中的重要环节,确保生产过程的环保性和安全性。
丙烯的生产工艺丙烯,又称丙烯酸甲酯,是一种重要的化工原料,广泛应用于塑料、纺织、化纤、涂料、粘合剂等领域。
下面介绍丙烯的生产工艺。
1. 原料准备:丙烯的主要原料是乙烯,可通过石油、天然气等石化产品提炼得到。
在生产过程中,还需要催化剂、溶剂、助剂等辅助原料。
2. 乙烯的裂解:乙烯经过裂解炉进行加热,将大分子乙烯通过高温裂解反应分解成丙烯和乙烷。
裂解炉内的温度一般在600-850℃之间,压力在0.1-0.5MPa之间。
这个过程需要注意控制温度和压力,以及炉内气体的流速,以提高产率和质量。
3. 分离与净化:裂解产物中含有丙烯、乙烷和其他杂质,需要通过分离和净化来得到纯度较高的丙烯。
首先,通过冷却和减压操作将裂解产物分离成液相和气相。
然后,利用精馏塔对液相进行精馏,将乙烷和丙烯分离。
最后,通过吸附剂或吸附剂床来去除杂质,提高丙烯的纯度。
4. 丙烯的后处理:在生产过程中,丙烯还需要进行后处理,以提高其物理性质和化学稳定性。
这个过程一般包括脱硫、脱水、脱臭等步骤。
例如,通过通入气体或加入吸附剂来去除硫化物;通过冷凝或吸附剂去除水分;通过加热和脱臭剂去除异味。
5. 产品收集与包装:经过后处理的丙烯可以被收集和包装,以供进一步的加工和使用。
收集一般通过凝析、吸附或冷凝操作来进行。
包装需要保证产品的质量和安全,防止泄露和污染。
总结起来,丙烯的生产工艺主要包括原料准备、乙烯裂解、分离与净化、后处理以及产品收集与包装等步骤。
通过控制温度、压力和流速等参数,可以提高丙烯的产率和质量。
此外,保证产品的纯度和安全也是非常重要的。
1能够简单描述丙烯酸甲酯的反应原理及工业生产方法丙烯酸与甲醇反应,生成丙烯酸甲酯,磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。
一、酯化反应原理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:CH 2=CHCOOH+CH 3OH <==>CH 2=CHCOOCH 3+H 2O这是一个平衡反应,为使反应有向有利于产品生成的方向进行,采用一些方法,一种方法是用比反应量过量的酸或醇,另一种方法是从反应系统中移除产物。
二、工业生产方法1.乙炔法(雷珀(Reppe)法)是先将乙炔溶解于四氢呋喃溶剂中,用溴化镍为催化剂(作为羰基镍的来源),溴化铜为助催化剂,反应条件为:8~10 MPa ,200~225℃,丙烯酸的产率为90% (对乙炔)或85% (对CO),BASF 和Dow-Badische 相继于1960年进行工业生产,两者略有不同之处,前者用酸作催化剂进行甲醇酯化,后者用Dowex 。
50强酸性阳离子交换树脂为催化剂。
此法的特点是不用高压处理乙炔,用镍盐作催化剂,而不用有毒的羰基镍。
2.丙烯腈水解这是丙烯腈水解,酯化后制取丙烯酯化的方法。
424242222242SO H NH COOR CH CH SO H CONH CH CH O H CN CH CH RO H SO H +⋅=−−→−⋅⋅=−−→−+⋅反应分为两步,由利用丙烯腈水解的酰胺化反应与利用醇的酯化反应组成。
在第一步反应中,是在70~100度将丙烯腈添加到硫酸水溶液中以合成丙烯酰胺硫酸盐,然后加适量的水和醇进行酯化。
生成的酯用来蒸馏分离掉副产物硫酸氢铵后再送到精制工序。
这种方法所制得的丙烯酸酯的收率系随醇的种类有所不同,使用甲醇的时候,丙烯酸甲酯的收率按丙烯腈计高于85%,以甲醇计高于75%。
至于用丁醇以上的高级醇,在经济上还存在问题。
这种方法的缺点是副产品是丙烯酸甲酯的二倍。
(重量)即以硫酸氢铵为主要成分的废液,而处理这种废液有很多困难。
丙烯酸甲酯的生产工艺5000t/a丙烯酸甲酯的生产工艺组织与实施1:丙烯酸甲酯的生产工艺路线选择丙烯酸甲酯,别称大败脂酸甲酯,分子式c4h6o2或ch2chcooch3,熔点-75℃,沸点:80.0℃,微溶水。
用作做为有机合成中间体,也就是制备高分子聚合物的单体,用作橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。
无色液体。
有辛辣气味。
水中溶解度在20℃时为6g/100ml,40℃时5g/100ml、水在丙烯酸甲酯中溶解度为1.8ml/100g。
溶于乙醇和乙醚。
在贮存过程中易聚合,光、热和过氧化物能加速其聚合作用。
纯粹的单体在低于10℃时不聚合。
通常加入对苯二酚单甲醚0.1%作阻聚剂。
相对密度(d204)0.9561。
熔点-76.5℃。
沸点70℃(81.06kpa)。
折光率(n20d)1.401。
闪点(开杯)-4℃。
易燃。
中等毒,半数致死量(大鼠,经口)0.3g/kg。
有催泪性。
对呼吸系统和皮肤有刺激性。
丙烯酸甲酯(methylacrylate,缩写为ma)就是关键的精细化工原料之一,主要用做有机合成中间体及制备高分子单体,丙烯酸甲酯可以和各种软单体(例如:甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等)及官能性单体[例如:(甲基)丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、暴增甘油酯、(甲基)烯酰胺]及其衍生物等展开互换、欢聚、接枝等,制成上千种丙烯酸类树脂产品(主要就是乳液型、溶剂型及水溶型),广为用做涂料、胶粘剂、睛纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、皮革加工、造纸以及丙烯酸类橡胶等许多方面。
乙炔法(雷珀(reppe)法)就是先将乙炔熔化于四氢呋喃溶剂中,用溴化镍为催化剂(做为羰基镍的来源),溴化铜特兰县催化剂,反应条件为:8~10mpa,200~225℃,丙烯酸的产率为90%(对乙炔)或85%(对co),basf和dow-badische相继于1960年展开工业生产,两者有所不同之处,前者用酸并作催化剂展开甲醇酯化,后者用dowex。
丙烯酸甲酯的合成工艺条件
丙烯酸甲酯(Methyl Acrylate)的合成主要是通过丙烯腈与甲醇在催化剂的存在下进行酯化反应。
下面是一种常用的工艺条件:
1. 原料反应物的摩尔配比:丙烯腈:甲醇=1:1.1-1.3(过剩的甲醇有助于推动酯化反应向产物方向进行)
2. 催化剂:常用的催化剂有强酸(如硫酸、磷酸)或强碱(如氢氧化钠、氢氧化钾)。
催化剂的用量一般是原料总质量的0.1%-2%(通常是1%左右)
3. 反应温度:一般在50-100C之间。
较低的温度会使反应速度较慢,较高的温度可能会导致副反应的产物生成
4. 反应压力:通常是常压下进行反应,无需额外加压
5. 反应时间:一般需要12-24小时的反应时间,以确保充分反应
在实际合成中,以上工艺条件仅供参考,具体的工艺条件要根据具体的反应物质质量,催化剂的活性,反应温度的控制等因素进行优化调整。
另外,反应过程中还需要注意安全性,因为丙烯腈是有毒和易燃的化学品,需要在安全设施下进行操作。
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一、物料准备。
1. 丙烯气,经脱硫、干燥处理。
5000t/a 丙烯酸甲酯的生产工艺组织与实施
1:丙烯酸甲酯的生产工艺路线选择
丙烯酸甲酯,别名败脂酸甲酯,分子式 C4H6O2或CH2CHCOOCH3,熔 点 -75℃ ,沸点:80.0℃,微溶于水。
用于作为有机合成中间体,也是合成高分子聚合物的单体,用于橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。
无色液体。
有辛辣气味。
水中溶解度在20℃时为6G/100ml ,40℃时5G/100ml 、水在丙烯酸甲酯中溶解度为1.8ml/100G 。
溶于乙醇和乙醚。
在贮存过程中易聚合,光、热和过氧化物能加速其聚合作用。
纯粹的单体在低于10℃时不聚合。
通常加入对苯二酚单甲醚0.1%作阻聚剂。
相对密度(d204)0.9561。
熔点-76.5℃。
沸点70℃(81.06kPA)。
折光率(n20D)1.401。
闪点(开杯)-4℃。
易燃。
中等毒,半数致死量(大鼠,经口)0.3G/kG 。
有催泪性。
对呼吸系统和皮肤有刺激性。
丙烯酸甲酯(Methyl Acrylate ,简写为MA)是重要的精细化工原料之一,主要用作有机合成中间体及合成高分子单体,丙烯酸甲酯可以和各种硬单体(如:甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等)及官能性单体[如: (甲基)丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、缩水甘油酯、 (甲基)烯酰胺]及其衍生物等进行交换、共聚、接枝等,做成上千种丙烯酸类树脂产品(主要是乳液型、溶剂型及水溶型),广泛用作涂料、胶粘剂、睛纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、皮革加工、造纸以及丙烯酸类橡胶等许多方面。
现有生产方式
乙炔法(雷珀(Reppe)法)
是先将乙炔溶解于四氢呋喃溶剂中,用溴化镍为催化剂(作为羰基镍的来源),溴化铜为助催化剂,反应条件为:8~10 MPa ,200~225℃,丙烯酸的产率为90% (对乙炔)或85% (对CO),BASF 和Dow-Badische 相继于1960年进行工业生产,两者略有不同之处,前者用酸作催化剂进行甲醇酯化,后者用Dowex 。
50强酸性阳离子交换树脂为催化剂。
此法的特点是不用高压处理乙炔,用镍盐作催化剂,而不用有毒的羰基镍。
丙烯睛水解
这是丙烯腈水解,酯化后制取丙烯酯化的方法。
424242222242SO H NH COOR CH CH SO H CONH CH CH O H CN CH CH ROH SO H +⋅=−−→−⋅⋅=−−→−+⋅
反应分为两步,由利用丙烯腈水解的酰胺化反应与利用醇的酯化反应组成。
在第一步反应中,是在70~100度将丙烯腈添加到硫酸水溶液中以合成丙烯酰胺硫酸盐,然后加适量的水和醇进行酯化。
生成的酯用来蒸馏分离掉副产物硫酸氢铵后再送到精制工序。
这种方法所制得的丙烯酸酯的收率系随醇的种类有所不同,使用甲醇的时候,丙烯酸甲酯的收率按丙烯腈计高于85%,以甲醇计高于75%。
至于用丁醇以上的高级醇,在经济上还存在问题。
这种方法的缺点是副产品是丙烯酸甲酯的二倍。
(重量)即以硫酸氢铵为主要成分的废液,而处理这种废液有很多困难。
因为不能将其扔掉,只能用于硫酸回收,或用来制造硫酸铵。
另一个缺点是丙烯腈直接合成高级酯有一定的困难。
因此这种方法不能用于大规模工厂的生产。
烯酮法
此法是将醋酸脱水或丙酮热分解所得的烯酮在锌化合物等催化剂条件下与甲醛反应制得丙内酰胺,然后在硫酸存在的情况下使其与醇反应合成丙烯酸酯。
工业生产用醋酸做原料。
COOR CH CH O H C O C C H CH ROH ZnCl PO O H C ⋅=−−→−−−−→−==−−−−−→−-2243107,2690,)(32
352 乙烯氰醇法
这是1949年以来联合碳化物公司所采用的方法,将环氧乙烷和氢氰酸反应制得的乙烯氰醇和硫酸,醇一起加热制得的丙烯酸甲酯的。
COOR CH CH CN CH HOCH HCN O H C ROH OH ⋅=−−→−⋅−−→−+-22242
丙烯氧化法
随着丙烯酸酯的需求量的加大和丙烯价格的下降,近来很多厂家都企图用价格较低而又适合于大型化的空气氧化合成丙烯酸的方法实现工业化。
乙酸甲酯法
乙酸甲酯与甲醛气相缩合法,在乙酸甲酯的α一碳原子上引入羟甲基,然后脱水即得丙烯酸甲酯。
O H CHCOOCH CH O CH COOCH CH 232233+=−→−+
反应条件为:0.1 MPa ,350~400℃,用碱或负载于SiO2或SiO2/Al2O3上的金属氧化物为催化剂,转化率为30%"-'70%,选择性为60%~90%,主要取决于催化剂和CH2O /CH3COOCH3的分子比。
此法在技术上是可行的,但有大量未转化的原料必须回收,其发展取决于催化剂和分离方法的改进。
我们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
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
2. 生产工艺条件影响因素分析:
1 、温度控制
当温度波动较小时可以调节以上各影响因素的阀门开度。
当温度波动较大时可以调节以上各影响因素的阀门开度,或是换旁路阀、备用泵等备用装置。
2、反应器的压力
反应器顶部排气阀开度。
3、进料配比
通过各自控制新鲜醇和酸的进料量,以及醇和酸的循环量;
同时控制其比值,保证各自进料总量和比值在正常范围内。
4 、停留时间
通过生产要求的酯化率控制停留时间,60%-70%。
任务点03 典型设备的选择:
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
4.丙烯酸甲酯生产中安全、环保、节能措施:
项目涉及危险化学品特性一览表
一、安全工艺方
案
二、环保技术方案
三、节能技术方案
5 .丙烯酸甲酯生产工艺流程组织
1、原料及预处理工段
2、反应工段
3、产物分离方案
任务点06 丙烯酸甲酯生产操作要点
生产操作要点
酯化反应器的操作是丙烯酸甲酯生产的核心,不仅关系到产品的产量、质量、消耗,还关系到催化剂和设备的使用寿命,甚至整个车间的经济效益。
因此,一切操作条件都要维护酯化反应器的生产条件。
影响酯化反应的各种因素有温度、进料配比、停留时间等。
准备工作
1、启动真空系统
通过压力控制阀将分馏塔、醇回收塔、醇拔头塔、酯提纯塔抽真空。
开阀向分馏塔、醇回收塔、醇拔头塔、酯提纯塔及薄膜蒸发器投用阻聚剂空气。
2、酯提纯塔脱水
开阀向1内引丙烯酸甲酯,待其有一定液位后,开泵将其送至酯提纯塔,待酯提纯塔达一定液位后,关调节阀,关丙烯酸甲酯进料阀。
3、醇萃取塔、醇回收塔建立水循环
开阀门向4内引水,待其到一定液位后,用泵将水送至醇萃取塔。
使其中的水注满。
注满水后向6内注水,待达到一定液位后,向醇回收塔注水。
投用蒸汽和冷却水
正常操作
1、酯化反应器引粗液,并循环升温
控制反应器入口温度为75℃
2、启动分馏塔系统
3、反应器进原料
4、醇萃取塔、醇回收塔进料
5、启动醇拔头塔
6、启动酯提纯塔
7、处理粗液、提负荷
正常停车
停止供给原料
停分馏塔系统
醇拔头塔和酯提纯塔停车
醇萃取塔和醇回收塔停车
分馏塔、醇回收塔、醇拔头塔、酯提纯塔系统打破真空
任务点07 丙烯酸甲酯生产中可能的故障分析及应对措施。