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甲基丙烯酸甲酯生产工艺中的安全与环保措施

目录

引言 1

1甲基丙烯酸甲酯概述 2

2设计生产方法及工艺流程 5

2.1丙酮氰醇(ACH)法反应原理 5

2.2甲基丙烯酸甲酯的流程设备图和流程框图 7

2.3甲基丙烯酸甲酯ACH法生产流程叙述 9

3工艺计算 11

3.1物料衡算 11

3.2热量衡算 13

4主要设备选择及计算 16

4.1混合釜 16

4.2酰胺反应釜 17

4.3酯化反应釜 17

4.4物料管道材料选择 19

5生产项目投资及盈利估算 20

参考文献 21

摘要：甲基丙烯酸甲酯又称MMA,由于其良好的性能和市场应用程度，因此是一种在未来

可能会占据很大市场的一种化工原料。本文主要对MMA的性能进行了介绍，介绍了MMA丙酮氰醇法(ACH法),利用氢氰酸和丙酮反应产生丙酮氰醇在浓硫酸作用下生成甲基丙烯酸水解后在硫酸催化下生成甲基丙烯酸甲酯(MMA),本设计基于合肥蜀山区吉星化工厂生产条件从物料衡算，热量衡算和设备选型三方面进行计算，对吉星化工厂甲基丙烯酸甲酯生产废水废气和废物的排放量进行分析，并对生产成本及盈利进行估算，设计出符合吉星化工厂实际生产要求的甲基丙烯酸甲酯的生产工艺路线。

关键词：甲基丙烯酸甲酯(MMA);市场需求；生产技术；经济可行性引言

甲基丙烯酸甲酯(MMA),简称甲酯，化学式为C?H?O2,化学式量为100.12,是一种有机化合物，又称MMA。甲基丙烯酸甲酯是无色不挥发液体具有刺激性气味，易燃，化学性质相对稳定，在光、热、催化剂作用下容易发生聚合。

MMA是一种重要的化工原料和生产透明塑料的有机玻璃单体。不同的乙烯基单体聚合，可以得到不同性能和用途的工业产品。MMA可用于制造有机玻璃、

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涂料、润滑油添加剂、塑料、粘合剂、树脂、离子交换树脂、纸张上光剂、印染助剂和绝缘铸造材料。据近年来的调查数据显示，甲基丙烯酸甲酯的出口量呈逐年递增的趋势，并占据了世界市场的主要份额(张建华，李思远，2022)。甲基丙烯酸甲酯因其优异的性能和广泛的应用而成为极具市场潜力的化工产品。

国内外生产方法主要包括丙酮氰醇法，通过使丙酮和氰化氢发生反应获得丙酮氰醇，再把将硫酸和甲醇加入在丙酮氰醇中，使其发生反应获得甲基丙烯酸甲酯，再经过初馏和精馏获得最产品；从这些设计可以看出来丙烯法是通过使丙烯、一氧化碳与甲醇发生反应获得2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯，此产物为中间体，再将这一中间体分解为甲醇和MMA(王思佳，陈铭杰，2023)。这些阐述中可以看出异丁烯法是使用催化剂(K?CO?或MnO?)将异丁烯通过氧化剂被氧化成为甲基丙烯酸，进而加入甲醇使其发生酯化，获得甲基丙烯酸甲酯(MMA)。在这种结构中乙烯法是这一方法通过生成C3羰基化合物，再使用甲醛或其等价物获得甲基丙烯酸甲酯(MMA)。在这样的配置中这一方法的显著优点是中间过程形成的副产物氢氰酸可以被当做生产丙酮氰醇的原料，从而避免了产生硫酸铵产品(陈鸿飞，孙嘉诚，2021)。

丙烯法所使用的催化剂复杂难找，从而间接增加了生产成本，所以不适合选用。丙炔法和异丁烯法同理也是采用的必威体育精装版型催化剂，虽然原料价格低廉，但是催化剂成本过高，所以不宜采用。乙烯法的工艺方法比较简单，但是高收率和高选择性的催化剂尤为重要，导致生产难度增加，不是最佳选择(赵鹏飞，杨慧琳，2021)。而丙酮氰醇法(ACH法)原料简单易得，反应过程中使用的催化剂廉价且无处不在，生产过程中产生的废弃物处理简单易行。

目前国内MMA市场需要一个好的形式，但也带动了大量的MMA项目，所

以ACH法是生产工艺的最佳选择。

1甲基丙烯酸甲酯概述

1.1.甲基丙烯酸甲酯的理化性质

1.1.1理化性质结构式：

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图1甲基丙烯酸甲酯结构式表1甲基丙烯酸甲酯理化性质

中文名称

甲基丙烯酸甲酯

英文名称

Methylmethacrylate(MMA)

别名

α-甲基丙烯酸甲酯；甲甲酯

化学式

C?H?O?

分子量

100.12

标编国号

32149

熔点

-48℃

沸点

100.05℃

水溶性

15.9g/L(20℃)

密度

0.944g/cm3

外观

无色液体

闪点

10℃

安全性描述

S24;S37;S46

稳定性

化学性质较为稳定，在光、热、电离辐射和催化剂作用下容易发生聚合反应

应用：用于制造有机玻璃，也用于其他树脂，塑料，润滑剂，粘合剂的合成。

(1)对人体的影响：接触到身体肌肤时要及时使用肥皂水