導(dǎo)語：甲酯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：甲基丙烯酸甲酯因具備運(yùn)用的廣泛性以及其優(yōu)異的性能特點(diǎn)，已形成了一種頗具市場潛力的化工產(chǎn)品。采用丙酮氰醇法，積極發(fā)揮該法規(guī)模化的優(yōu)勢，對其生產(chǎn)MMA的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，使其工藝產(chǎn)率增加，能耗降低，降低環(huán)境污染，同時(shí)確保MMA的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)能，為促進(jìn)我國MMA產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有益的思考。

關(guān)鍵詞：甲基丙烯酸甲酯；丙酮氰醇法；生產(chǎn)工藝

1.引言

甲基丙烯酸甲酯(MethylMethAcrylate：MMA)是一種重要的化工原料，可作為聚合單體生產(chǎn)其聚合物和共聚物，還可通過酯交換生產(chǎn)甲基丙烯酸高碳酯。MMA可用于涂料、乳液樹脂、粘合劑、PVC樹脂改性劑和聚合物混凝土等，用途十分廣泛。目前國內(nèi)外MMA已工業(yè)化的生產(chǎn)技術(shù)有丙酮氰醇法（ACH法）、乙烯法、異丁烯直接氧化法和甲基丙烯腈法。目前，在MMA的生產(chǎn)工藝中，丙酮氰醇法、異丁烯法和乙烯法是生產(chǎn)MMA最具有競爭力的工藝。其中丙酮氰醇法的優(yōu)勢在較大規(guī)模的裝置（10萬tPa）上將顯現(xiàn)出來，其單位投資將明顯降低。本文采用丙酮氰醇法，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化MMA生成技術(shù)，做到技術(shù)上可行、符合安全條例、經(jīng)濟(jì)上合理，制定最佳方案，以增加工藝產(chǎn)率，降低能耗，減少環(huán)境污染。

2.ACH法工藝技術(shù)簡介

丙酮氰醇法是指分別將硫酸和丙酮氰醇用泵按照一定比例持續(xù)加入到混合釜中反應(yīng)，其反應(yīng)生成的甲基丙烯酞胺硫酸鹽混合流憑借著重力進(jìn)入醋化釜，同時(shí)加入阻聚劑、甲醇、洗滌水等原料，進(jìn)行醋化反應(yīng)生成MMA。反應(yīng)所得的氣相，分層冷凝后進(jìn)行中和萃取酯化后含有甲醇，甲基丙烯酸和水等其他有機(jī)物，與氫氧化鈉溶液中和后，繼而用水進(jìn)行萃取，萃取后的水相去脫烴塔進(jìn)行甲醇回收，有機(jī)相為粗MMA送到精制工段，通過精餾塔進(jìn)行精制，得到成品MMA。酯化反應(yīng)采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝。在酯化反應(yīng)器中按照預(yù)定比例加入甲醇和甲基丙烯酸。經(jīng)過酯化反應(yīng)器處理所得的物料，除了MMA外，還有剩余的甲醇、甲基丙烯酸和其他副產(chǎn)品。下一步將物料送入至分離回收系統(tǒng)和提純精制系統(tǒng)，其中分離回收系統(tǒng)提取甲醇和甲基丙烯酸等原料，提純精制系統(tǒng)對MMA進(jìn)行提純精制。

3.MMAACH法生產(chǎn)工藝流程

(1)反應(yīng)循環(huán)MMA生產(chǎn)原料甲基丙烯酸及甲醇有兩個(gè)來源，一是從罐區(qū)來的新鮮的甲基丙烯酸和甲醇，二是回收系統(tǒng)回收的甲基丙烯酸和甲醇。回收的甲基丙烯酸主要由甲基丙烯酸分餾塔底部回收得到，回收的甲醇由醇回收塔塔頂回收得到。新鮮及回收的甲基丙烯酸和甲醇必須達(dá)到酯化反應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方可投入生產(chǎn)使用。投料采用甲基丙烯酸過量，酸/醇摩爾比為1:0.75。由甲基丙烯酸分餾塔底部回收得到的甲基丙烯酸，經(jīng)循環(huán)過濾器過濾之后。與從罐區(qū)來的新鮮的甲基丙烯酸和甲醇及回收的甲醇一道經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱，控制反應(yīng)器入口溫度為75℃，反應(yīng)器壓力為301kPa，轉(zhuǎn)化率為60-70%。酯化反應(yīng)得到的是混合液體，其主要組成為MMA、水、高沸物重組以及未反應(yīng)的甲基丙烯酸和甲醇等，離開反應(yīng)器后送至分離回收塔和提純精制工序?qū)Ψ磻?yīng)原料進(jìn)行回收和產(chǎn)品的提純精制。(2)甲基丙烯酸回收甲基丙烯酸回收是運(yùn)用丙烯酸分餾塔精餾的原理，重的甲基丙烯酸從塔底排出，輕的MMA、甲醇和水從塔頂蒸出來。①原理及工藝條件。甲基丙烯酸分離的原理是將甲基丙烯酸、甲醇和水形成恒沸物。通過精餾將甲基丙烯酸及高沸物與MMA、水和甲醇分離開來，然后再通過薄膜蒸發(fā)器除去甲基丙烯酸中的高沸組分。為了杜絕甲基丙烯酸在高溫下進(jìn)行聚合，精餾及薄膜蒸發(fā)都采用減壓操作，并加入適量的阻聚劑和空氣。甲基丙烯酸蒸餾塔操作工藝條件：塔頂溫度41℃，塔釜溫度80℃，塔頂壓力28.7kPa。薄膜蒸發(fā)器操作工藝條件：溫度120.5℃壓力，35.33kPa。②工藝條件。將來自反應(yīng)器頂部的物料送至甲基丙烯酸分餾塔。通過精餾，將甲基丙烯酸、水、甲酯形成均相共沸混合物從塔頂排出，通過塔頂冷凝器冷凝后進(jìn)入回流罐，在回流罐中分成水相和油相，其中油相通過輸送泵抽出，一路作塔頂回流，另一路和分出的水相一起送至醇萃取塔。從塔底排出的甲基丙烯酸，有一部分直接進(jìn)入過濾器過濾后重新進(jìn)入反應(yīng)器參與反應(yīng)，另一部分送入薄膜蒸發(fā)器，通過分離除去甲基丙烯酸酯的多聚物、二聚物以及阻聚劑等重組分，粗MMA則重新進(jìn)入甲基丙烯酸分離塔進(jìn)行進(jìn)一步的分離回收。(3)提純精制系統(tǒng)①提純——醇拔頭。醇拔頭塔是精餾塔，運(yùn)用精餾的原理，從塔頂蒸出主物料中所含的少部分的醇，從塔底排出含有甲酯和少部分重組分的物料，并作更深層次的分離。A.原理及工藝條件。在經(jīng)過萃取步驟后，從萃取塔頂部獲得的只僅僅是MMA，其中還包含一些少量的水和甲醇。提純——醇拔頭，即是經(jīng)過精餾的方式，除去粗MMA中少量的水和甲醇。因?yàn)榧谆┧嵩诟邷叵氯菀拙酆希及晤^塔也使用減壓操作的方式，并且加入阻聚劑和通入空氣。醇拔頭塔操作條件為：塔頂溫度61℃，塔底溫度71℃，塔頂壓力62.66kPa。B.醇拔頭工藝條件。將來自醇萃取塔頂部的粗MMA送入醇拔頭塔。經(jīng)過精餾后，從塔頂排出水、甲醇以及少量的MMA，然后再通過塔頂冷凝器冷凝后進(jìn)入分層回流罐，此時(shí)油水分成兩相，其中水相流入甲醇水溶液儲(chǔ)罐，另外一方面油相經(jīng)抽出后，一部分作為醇拔頭塔塔頂回流，另一部分送至醇萃取塔用來重新回收甲醇和MMA。將塔頂?shù)玫降腗MA送入醇提純塔。②精制——酯提純。酯精制塔為精餾塔，運(yùn)用精餾的原理，從塔頂蒸出主物料，塔底部分重組分返回丙烯酸分餾塔進(jìn)行重新回收。A.原理及工藝條件。在應(yīng)用甲基丙烯酸分餾后，塔頂中依然會(huì)留有部分甲基丙烯酸。在純化過程中，也會(huì)產(chǎn)生部分聚合物。這部分殘留物在萃取和精餾操作中是無法完全去除的。所以為了確保產(chǎn)品的純度，只從塔頂獲得精餾過的最終產(chǎn)品。為了防止在精餾時(shí)再次發(fā)生聚合，可在頭塔實(shí)施減壓操作，在塔頂添加阻聚劑，并允許空氣流通。醇提純塔操作工藝條件：塔頂溫度38℃，塔底物濃度56℃，塔頂壓力21.30kPa。B.醇提純工藝過程。將從醇拔頭塔塔底獲取的MMA送進(jìn)醇提純塔精餾。通過精餾，從塔底排出少量甲基丙烯酸、MMA及其他高沸物雜質(zhì)，并送回分餾塔循環(huán)分餾。從塔頂采出甲基丙烯酸成品。通過塔頂冷凝器冷凝后進(jìn)入塔頂回流罐，用泵抽出后，一部分作為醇提純塔塔頂回流，另一部分作為產(chǎn)品送出裝置至MMA成品儲(chǔ)罐。

4.小結(jié)

當(dāng)前，隨著我國化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，MMA產(chǎn)品在我國市場需求增長迅速，具有廣闊的市場前景。MMA項(xiàng)目投資較大，對企業(yè)的資金實(shí)力有較高的要求。因此，選用合適的生產(chǎn)技術(shù)變得非常重要。本文選用丙酮氰醇法（ACH法），對MMA的生產(chǎn)工藝進(jìn)行闡述，可以有效降低原料成本，為促進(jìn)我國MMA產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有益的思考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]左杰,田紹友.MMA工業(yè)化合成路線及發(fā)展現(xiàn)狀[J].天津化工,2017,31(3):13-15.

[2]楊鐘祥,趙在慶.丙酮氰醇法和異丁烯法生產(chǎn)MMA技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比[J].化學(xué)工業(yè),2015,33(1):41-44.

[3]徐紅娟.MMA的生產(chǎn)技術(shù)及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[J].中氮肥,2016,(4):77-80.

作者:趙峰 單位:寰球吉林公司