甲基丙烯酸甲酯生产工艺毕业设计

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1、甲基丙烯酸甲酯生产工艺毕业设计目录1.前言11.1MMA市场应用及前景11.2MMA生产工艺21.2.1丙酮氢醇(ACH)路线21.2.2合成气法31.2.3乙烯拨基化路线31.2.4丙炔法41.2.5异丁烯法41.3本文MMA生产工艺路线的确定51.4化工设备选型计算中使用的软件71.4.1Cup-Tower对塔设备的选型71.4.2智能选泵系统81.4.3Aspen与EDR联用设计换热器91.4.4化工设备布置图CAD设计91.5项目概况101.5.1项目名称101.5.2拟建地址101.5.3生产工

2、艺1041.5.4原料及产品102.工艺流程简介及模拟112.1流程概述112.2Aspenplus仿真模拟流程122.2.1MAL合成工段的模拟122.2.2MMA合成工段的模拟133.设备设计计算及选型143.1反应器的设计143.1.1MAL合成反应器(R101)的设计143.1.2MMA合成浆态床反应器(R201)的设计233.2塔设备的选型与设计273.2.1急冷喷淋塔简单设计计算273.2.2cup-Tower对脱水塔的选型303.2.3cup-Tower对吸收塔的选型333.2.4MMA精馏

3、塔设计363.3换热器的选型523.3.1换热器设计选型示例（E201的选型）523.3.2换热器选型结果汇总573.4泵的选型573.4.1泵的设计选型示例（P201的选型)5743.4.2泵的选型结果633.5储罐设计633.5.1主要储罐的设计633.5.2储罐设计结果一览表663.6膜分离的简单设计663.6.1膜分离工艺流程663.6.2膜分离器选型与设计673.7压缩机的选型693.7.1选型示例693.7.2压缩机选型结果693.8设计图704.环境保护与经济核算704.1环境保护704.1

4、.1有害因素分析704.1.2废物的处理措施714.2经济核算结果735.设计结果755.1设备选型一览表（附后）755.2设计图（附后）75参考文献764谢辞7841前言1.1MMA市场应用及前景甲基丙烯酸甲酯的分子式为C5H8O2,简称MMA,外观为无色液体,易挥发,易燃,溶于乙醇、乙醚、丙酮等多种有机溶剂,微溶于乙二醇和水。甲基丙烯酸甲酯既是一种有机化工原料,又可作为一种化工产品直接应用。作为有机化工原料,主要应用于有机玻璃(PMMA)的生产,也用于聚氯乙烯助剂ACR的制造以及作为第二单体应用于腈纶

5、生产。除此之外,在涂料、纺织、粘接剂等领域也得到了广泛地应用。作为一种化工产品,可直接应用于皮革、纺织、造纸、地板抛光、不饱和树脂改性、甲基丙烯酸高级酯类,也可作为木材浸润剂、印染助剂及塑料的增塑剂等许多行业[1]。近年来,国内外MMA的聚合物、型材、板材、涂料、乳液等需求增长,同时MMA的衍生物甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-HEMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸-2-乙基已酯(2-HMA)、甲基丙烯酸二甲胺乙酯等的需求量也增加[2][3]。随着MMA在世界范围内

6、的扩张，我国MMA市场也异常火爆，产销两旺，产品供不应求，MMA价格一路上扬。我国MMA市场需求年增长率达15%，而且需求仍在不断扩大，未来几年将成为仅次于美国和日本的全球第三大消费市场。并且在2010年，我国甲醇行业虽有部分新建装置因不确定因素投产时间推迟，但全年甲醇总产能预计仍可达到350083万吨，产量大约1500万吨，有一半产能过剩。据了解，2010年底，国内原计划投产的甲醇在建项目共有25个，新增年产能合计861万吨，意味着2011年全国甲醇产能将超过4000万吨，产能的增茂名石化年产3万吨MM

7、A量已远远大于消费需求的增加量。另外，我国还有25个拟建或处于规划阶段的甲醇项目，年产能合计2440万吨，新建、在建装置的不断投产，将进一步加剧国内甲醇产能过剩的局面，甲醇进料价格可能有所下滑。众多调查结果证明MMA具有良好的发展前景[4][5]。1.2MMA生产工艺1.2.1丙酮氢醇(ACH)路线丙酮氰醇法是以丙酮和氢氰酸为原料，在碱性催化剂存在下，生成丙酮氰醇，然后丙酮氰醇与硫酸反应生成甲基丙烯酰胺硫酸盐，经水解后再与甲醇酯化，可得甲基丙烯酸甲酯粗品，再经精制得产品[6]。反应式如下。83三菱气体化学

8、公司开发了一种再循环型的ACH路线。新ACH法由丙酮与氢氰酸反应生成丙酮氰醇(ACH)，然后水合生成羟基异丁酸酰胺(HBD)。用甲醇脱氢生成的甲酸甲酯和HBD反应生成羟基异丁酸甲酯(HBM)，再将生成物脱水得到MMA。合成HBM时生成的副产氢氰酸在ACH合成中循环使用。这一工艺称为MGC(R-HNC)路线，日本已建有一套工业化装置。反应式如下：1.2.2合成气法新工艺第—步由乙烯和合成气生产丙酸，使用均相碘钼催化剂进行加氢甲酰