有机化工生产技术 认识丙烯酸甲酯生产装置 04010102教案.doc

PAGE 1 《丙烯酸甲酯的生产》教案 教学内容 丙烯酸甲酯的生产 认识生产装置和工艺过程 教学目的 1、了解丙烯酸的生产装置； 2、会识读丙烯酸甲酯的生产工艺流程图； 3、了解丙烯酸甲酯生产过程的主要设备。 教学重点 丙烯酸甲酯的生产工艺流程及典型设备 教学难点 丙烯酸甲酯生产工艺流程的认知 建议学时 2 教学教具 多媒体教学系统 教学方法 使用多媒体教学方法讲授（.PPT） 教学过程 课程导入 主要内容 丙烯酸甲酯是有机合成中间体及高分子聚合物的单体，广泛用作胶黏剂、涂料、皮革及纸张加工助剂等，那么，丙烯酸甲酯在工业上是如何生产的呢？ 详细内容及要求 任务一 认识生产装置 一、丙烯酸甲酯生产流程主要包含以下几个小单元: 1. 丙烯酸与甲醇的酯化反应 2. 丙烯酸回收 3. 醇萃取及回收 4. 醇拔头 5. 酯精制 二、生产中需要用到的主要设备: 1. 固定床反应 2. 精馏塔 3. 萃取塔 4. 拔头塔 5. 板式分离器 6. 换热器、冷凝器。再沸器等 任务二、识读生产工艺流程图 丙烯酸甲酯生产流程 从罐区来的新鲜的丙烯酸和甲醇与从醇回收塔顶回收的循环的甲醇以及从丙烯酸分馏塔底回收的经过循环过滤器的部分丙烯酸作为混合进料，经过反应预热器预热到指定温度后送至酯化反应器进行反应。为了使平衡反应向产品方向移动，同时降低醇回收时的能量消耗，进入酯化反应器的丙烯酸克分子数过量。 从酯化反应器排出的产品物料送至丙烯酸分馏塔。在该塔内，粗丙烯酸甲酯、水、甲醇作为一种均相共沸混合物从塔顶回收，作为主物流进一步提纯，经过冷凝器冷却进入丙烯酸分馏塔回流罐，在此罐中分为油相和水相，油相由丙烯酸分馏塔回流泵抽出，一路作为丙烯酸分馏塔塔顶回流，另一路和山丙烯酸分馏塔塔顶受液罐排水泵抽出的水相一起作为醇萃取塔 的进料。同时，从塔底回收未转化的丙烯酸。 丙烯酸分馏塔塔底，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薄膜蒸发器分离出丙烯酸，回收到丙烯酸分馏塔中，重组分送至废水处理单元重组分储罐。 丙烯酸分馏塔的塔顶流出物经醇萃取塔进料冷却器冷却后被送往醇萃取塔。由于水-甲醇-甲酯为三元共沸系统，很难通过简单的蒸馏从水和甲醇中分离出甲酯，因此采用萃取的方法把甲酯从水和甲醇中分离出来。从V130给水罐由醇萃取塔给水泵抽出溶剂(水)加至萃取塔的顶部，通过液一液萃取，将未反应的醇从粗丙烯酸甲酯物料中萃取出来。 从醇萃取塔底部得到的萃取液进到醇回收塔缓冲罐 ,再经醇回收塔给料泵抽出，经过醇回收塔底部一段冷却器与醇回收塔底分离出的水换热后进入醇回收塔。在此塔中，在顶部回收醇并循环至酯化反应器。基本上由水组成的醇回收塔的塔底物料经醇回收塔底部一段冷却器与进料换热后，再经过T醇回收塔底部二段冷却器用10℃的冷冻水冷却后，进入V130给水罐 ，再经泵抽出循环至醇萃取塔重新用作溶剂(萃取剂)，同时多余的水作为废水送到废水罐。 抽余液从醇萃取塔的顶部排出并进入到醇拔头塔。在此塔中，塔顶物流经过醇拔头塔塔顶冷却器用循环水冷却进入到醇拔头塔塔顶受液罐 ，油水分成两相，水相自流入醇回收塔缓冲罐 ，油相再经由醇拔头塔回流泵抽出，一路作为醇拔头塔塔顶回流，另一路循环回至醇萃取塔作为部分进料以重新回收醇和酯。塔底含有少量重组分的甲酯物流经醇拔头塔回流泵进入塔提纯。 醇拔头塔的塔底流出物送往酯提纯塔。在此，将丙烯酸甲酯进行进一步提纯，含有少量丙烯酸、丙烯酸甲酯的塔底物流经酯提纯塔回流泵循环回丙烯酸分馏塔继续分馏。塔顶作为丙烯酸甲酯成品在塔顶馏出经酯提纯塔塔顶冷却器冷却进入丙烯酸产品塔塔顶回流罐中，由酯提纯塔回流泵抽出，一路作为酯提纯塔塔顶回流返回酯提纯塔塔，另一路出装置至丙烯酸甲酯成品罐。 任务三、典型设备认知 一、什么是固定床反应器 凡是流体通过静态固体颗粒形成的床层而进行化学反应的设备都称作固定床反应器。 二、固定床反应器有什么特点？ 优点：a.操作中气流可看成是理想置换，完成相同的生产任务所需要的有效体积小，催化剂用量少。 b.气体的停留时间可以控制，有利于提高选择性。? c.催化剂不易磨损，可长时间连续使用。? d.可用于高温高压下操作。??? 缺点：a.导热性能差，温控难。? b.难于使用小颗粒催化剂。? c.催化剂再生、更换均不方便等??? 三、固定床反应器的结构形式 1、管式固定床反应器 2、径向固定床反应器 3、单段绝热式 4、多段绝热式 5、对外换热式 6、自热式反应器 教学小结 了解了解丙烯酸的生产装置，会识读丙烯酸甲酯的生产工艺流程图；了解固定床反应器的有关知识。 参阅教材 作业 观看平台视频，并完成习题 教学后记 通过本节课的学习，学生了解了解丙烯酸的生产装置，会识读丙烯酸甲酯的生产工