丙烯酸丁酯 工藝規(guī)程

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1、丙烯酸丁酯工藝規(guī)程 江蘇三蝶化工有限公司 二0 一一年七月 編號: 審批：江蘇三蝶化工有限公司 總工程師 （簽字） 年 月 日 審定：江蘇三蝶化工有限公司 技術處 （簽字） 年 月 日 審核：江蘇三蝶化工有限公司 丙烯酸酯車間主任 （簽字） 年 月 日 1、 產品說明 4 2、 生產能力 6 3、 原材料規(guī)格 6 4、 公用工程規(guī)格 8 5、 生產的基本原理及化學反應方程式 10 6、 生產工序及流程敘述 13 7、 生產工藝條件一覽表 24 8、 不正?，F(xiàn)象的原因和處理方法 28 9、 生產控制分析一覽表 31 10、 原材料、動力及燃料消耗定額

2、32 11、 三廢及處理 33 12、 安全生產基本原理 33 13、 有關信號安全裝置的說明 37 14、 應遵守的主要技術規(guī)程和制度 41 15、 設備一覽表 42 16、 修改和補充 46 1. 產品說明 1 -1產品名稱 丙烯酸丁酯 分子式：C7H12O2 結構式：CH2=CHCOOCH2-CH2-CH2-CH3 1.2產品標準 項 目 丙烯酸J酯 指標 備 注 純度 wt % N99.0 色相 (APHA) ^10 游離酸wt% (以AA計) 5 01 水分wt % 5 10 阻聚劑MQ wt ppm

3、 50±5 1.3產品的物理化學性質: 項目 丙烯酸丁酯物理常數(shù) 比重 20 °C g/cm3 0.90 比熱 kcal/kgC 0.46 熔點C -64.6 沸點(760mmHg) C 148 蒸汽比重(air=1) 4.43 汽化熱kcal/kg 60 聚合熱kcal/kg 117 燃燒熱kcal/kg (25C) 7.6 水中溶解度g/100g (25C) 0.2 開口閃點C 43 閉口閃點C 38 與空氣混合的爆炸極限 20.5 5.5 3.9x101。 0.01 無色透明 上限vol% 下限vol

4、% 電阻QCM 聞到氣味濃度PPM 外觀 1.3.2化學性質 （1）與丁醇反應 CH CHCOOC H+CH OH—CH H OCH CH C00C H 2 4 9 4 9 4 9 2 2 4 9 丙烯酸丁酯 丁醇 0-丁氧基丙酸丁酯 （2） 與丙烯酸反應 CH CHCOOC H +CH CHCOOH—CH CHC00CH CH CH COOC H 2 4 9 2 2 22249 丙烯酸丁酯 丙烯酸 二聚丙烯酸丁酯 （3） 氧化反應 CH2CHCOOC4H9 KMnO4+H2O + HOCH2CH（OH）C00C4H9 丙烯酸丁酯 a、0-二羥基丙酸丁酯 （4） 與

5、次鹵酸反應 CH2CHCOOC4H9+ HOBr— HOCH2CHBPC00C4H9 丙烯酸丁酯次氯酸 a-漠代0-羥基丙酸丁酯 （5） 與堿反應 CH CHCOOC H +NaOH—CH CHC00Na+C H OH 2 4 9 2 4 9 丙烯酸丁酯 堿 丙烯酸鈉 丁醇 （6） 羰基合成 CH CHCOOC H +CO+H —HOCCH CH C00C H 2 4 9 2 2 2 4 9 丙烯酸丁酯 0-羰基丙酸丁酯 （7） 與鹵素反應 CH CHCOOC H+ CL — CH CLCHCL00C H 2 4 9 2 2 4 9 丙烯酸丁酯次氯酸a、0-二氯代丙酸丁

6、酯 (8) 與乙快反應 2C H +CH CHCOOC H — CH CHCHCHCHCHC00C H 2 2 2 4 9 2 4 9 乙快 丙烯酸丁酯 2.4.6. 一三庚烯酸丁酯 (9) 與水反應 CH CHCOOC H+ HO— HOCH CH C00C H 2 4 9 2 2 2 4 9 丙烯酸丁酯 阡羥基丙酸丁酯 (10) 聚合反應 nCH2CHCOOC4H9— -(-Cf-CHf-n C00CH 4 9 丙烯酸丁酯 聚丙烯酸丁酯 1.4、產品的主要用途 丙烯酸丁酯是重要的有機化工原料，是高分子化合物的優(yōu)良改性單體，在紡 織、印染、上漿油漆涂料、膠粘劑、

7、皮革處理、水處理、醫(yī)藥、造紙、石油開采 等各領域都有十分廣泛的用途。 2. 生產能力 本裝置設計能力為：丙烯酸丁酯40000噸/年，運行時數(shù)8000小時/年。 3. 原材料規(guī)格 3.1丙烯酸規(guī)格 規(guī)格 備注 純度 wt%N 99.0 色相 (APHA)忍 20 水分 wt% W 0.1 阻聚劑MQ wtPPM 200±20 3.2 丁醇的規(guī)格 項目 指標 備注 純度 wt/% >99.5 外觀 無色透明，無可見雜質 色相（APHA） W 10 比重 20 °C g/cm3 0.808 ?0.812 酸度wt% <0.0

8、1 蒸餾范圍初餾點C >115 十點°。 <119.5 H SO實驗色度 2 4 <40 GB-9014-88（標準號） 3.3化學品 序號 名稱 指標名稱 指標 標準號 備注 1 對苯二酚 外觀 白色品體 HG-176-87 單甲醚MQ 色度APHA <10 熔點C >54 對苯二酚wt% <0.05 灰份wt% <0.01 二甲氧基苯wt% <0.1 重金屬wt% <0.001 2 對苯二酚 外觀 白色品體 HG7-

9、1360 HQ 熔點C >169 鉛含量wt % <0.002 鐵含量wt % <0.002 純度wt % >99.0 3 AI-61R 熔點C 73~76 灰份%忍 20 干燥失重% W 0. 5 含量% N 95 4 苛性鈉 含量wt% 42 GB-4348-84 Na2CO3 wt% <0.8 NaCl wt% 外觀 <2.0 25%時無色透 明 4.公用工程規(guī)格

10、 名稱 指標名稱 指標 標準號 備注 中壓蒸汽 供給壓力（MPa） 1.15 ?1.35 (MP) 供給溫度（°C） 飽和 低壓蒸汽 供給壓力（MPa） 0.4 ?0.6 (LP) 供給溫度（C） 飽和 低低壓蒸汽 供給壓力（MPa） 0.2 ?0.3 (LLP) 供給溫度（C） 飽和 冷卻塔水 供給壓力（MPa） 0.3 ?0.5 (CTW) 返回壓力（MPa） 0.15 ?0.25 供給溫度（C） <30 返回溫度（C） <40 消

11、防水 供給壓力（MPa） 0.7 ?0.9 (FW) 儀表空氣 供給壓力（MPa） 0.6 ?1.5 (IA) 油含量 無油 露點（C） <-40 鍋爐給水 供給壓力（MPa） 0.25 ?0.45 (BFW) 供給溫度（C） >15 25 C 時 PH 8.5 ?9.5 硬度（以CaCOq計） 3 (wtPPM) <0.005 烴類油（wtPPM） <0.3 電導率（25C） <0.5 (rS/CM

12、) 總鐵量（wtPPM） <0.05 銅(wtPPM) <0.005 二氧化硅（wtPPM） <0.05 COD(KMnO )(wtPPM) 4 <5 105 °C 溶解度 wtppm <0.02 工業(yè)水 供給壓力（MPa） 0.2 ?0.45 (PW) 氯化物 <25 硬度（以CaCO計） 3 <40 (mg/l) 可溶性雜質（mg/l） <280 不溶物（mg/l） <5 堿金屬（mg/l） <

13、20 有機物（mg/l） (KMnO4 法) <40 Fe (mg/l) <0.3 氮氣（N2） 供給壓力（MPa） 0..15 ?1.5 純度（Vol%） 99.9 油含量 無油 露點（C） <-40 電源 高壓電路電壓（KV） 6.0 3相3線 頻率（Hz） 50±5% 低壓電路電壓（V） 400/230 頻率（Hz） 50±5% 3相4線 直流電 V 220 低溫水 供給壓力（MPa） 0.

14、25 ?0.4 低溫水 返回壓力（MPa） 0.1 ?0.3 (CWA) 供給溫度（C） <9 低溫水 （CWB） 返回溫度（°C） 供給壓力（MPa） 返回壓力（MPa） 供給溫度（C） 返回溫度（C） <10 0.25 ?0.4 0.1 ?0.3 14 ?20 <21 熱水 (HW) 壓力（MPa） 溫度（C） 0.5 ?0.8 50 ?80 5. 生產的基本原理及化學化學反應方程 5.1反應系統(tǒng) 丙烯酸和丁醇在硫酸的作用下反應生成丙烯酸丁酯和水，反應按下列機理進 行： CH2CHC=

15、O + C4H9-OHoCH2=CH-C-(OH) OH 丙烯酸 丁醇 過度化合物 CH2=CH-C（OH） 2 — CH2CHCOOC4H9+H2O O-C4H9 丙烯酸和丁醇的酯化反應是典型的可逆反應，而且丙烯酸和生成物丙烯酸丁 酯的沸點很接近，用精餾的方法難以將丙烯酸分離出來，未反應的丙烯酸不能循 環(huán)使用。為了降低丙烯酸的消耗，必須使丙烯酸完全轉化成丙烯酸丁酯。這樣就 要在反應過程中不斷破壞其反應平衡，促使反應向正方向進行，實現(xiàn)一個假的不 可逆的一級反應，為此本工藝采取了以下措施： （1） 使反應生成的水與丁醇、丙烯酸丁酯共沸迅速從反應器中除去，以降低生 成物的濃度。共沸物經

16、脫水塔分離后，醇和酯返回反應器做原料。 （2） 采用醇比酸過量的摩爾比（1.1?1.2倍），增加反應物的濃度，并為脫水提 供共沸劑。 （3） 用硫酸作催化劑以加快反應速度，縮短反應的停留時間。 由于丙烯酸、丙烯酸丁酯在高溫下易發(fā)生聚合，為降低操作溫度，保證反應 生成水的脫除，反應系統(tǒng)采用負壓操作。 副反應 丙烯酸和丙烯酸丁酯都容易聚合，在酯化反應中丙烯酸、丁醇、丙烯酸丁酯 三種物質能生成共聚物或均聚物。各種副產物的量與酯化反應溫度、催化劑的量 有很大關系。其主要副反應方程式如下： A CH CHCOOC H +C H -OH t CH OCH COOC H 2 4 9 4 9 4

17、 9 2 4 9 丙烯酸丁酯 丁醇 0-丁氧基丙烯酸丁酯 CH2CHCOOC4H9+H2O t HOCH2CHCOOC4H9 丙烯酸丁酯 水 0-羥基丙烯丁酯 CH2CHCOOH+C4H9OH C4H9OCH2CH2COOH 丙烯酸 丁醇 0-丁氧基丙酸 2CH CHCOOH t 2 丙烯酸 CH2CH2COOCH2CH2COOH 二聚丙烯酸 E CHOCH CH COOH+C H OH t C H OCH XH COOC H + HO 49 22 4 9 49 22 4 9 2 0-烷氧基丙酸 丁醇 0-丁氧基丙酸丁酯 水 F

18、CH CH COOCH CH COOH+C H OH t CH CHCOOCH CH COOC H+ HO 2 2 2 2 4 9 2 2 2 49 2 二聚丙烯酸 丁醇 二聚丙烯酸丁酯 水 5.2回收系統(tǒng) 反應液首先經萃取塔洗滌催化劑硫酸后，在經堿洗塔將反應液中未反應的丙 烯酸和殘存的硫酸用堿中和，堿洗塔的水相和從裝置其他部位排出的水經醇回收 塔回收醇和酯。 CH 二CHCOOH+NaOH t CH =CHCOONa+H O 丙烯酸 苛性鈉2 丙烯酸鈉 5.3精制系統(tǒng) 中和后的反應液（即粗丙烯酸丁酯）在兩臺串聯(lián)的塔內，經減壓蒸餾脫去 BuOH、HO和重組分，變得到高純度的丙烯

19、酸丁酯產品。 2 5.4裝置的防聚措施 丙烯酸及丙烯酸丁酯都是極易聚合的化合物，這種特性對生產是極為不利因 素，為了避免聚合的發(fā)生，保證裝置的正常運行，本工藝采取了以下措施： （1） 負壓操作：為了降低操作溫度，防止溫度高引起聚合。本裝置反應系統(tǒng)， 精制系統(tǒng)及醇回收塔采用負壓操作。 （2） 伴熱和保溫：物料汽化后不含有阻聚劑，為防止物料在反應器、塔的設備 表面發(fā)生相變，對反應器、塔以及它們的氣相出料管線進行熱水、蒸汽伴熱保溫， 以防止相變后引起聚合。并對有氣、液停留的死區(qū)加噴淋。 （3） 嚴格禁止設備、管線內的液體長期處于停留狀態(tài)。尤其對于溫度高于40°C 的物料。所以各產品儲罐、

20、中間罐都設有自身循環(huán)系統(tǒng)。且各罐都設有冷卻盤管， 以保證各儲罐溫度在要求的范圍內。 （4） 加阻聚劑和阻聚空氣 為了防止在生產過程中聚合的加深，使形成的聚合中心失活，在可能形成聚 合物的部位都加了阻聚劑，主要加在塔頂回流和反應器內，并向反應器各再沸器 加阻聚空氣，保證這些場所及塔、反應器內的氧含量，以延緩聚合的進一步進行。 （5） 設備結構和管道設計 為縮短物料的停留時間，在確保工藝要求的情況下，盡可能使物料在設備內 的停留時間最短，所以塔板選用大孔徑無堰篩板，管道設計盡可能做到最短。 （6） 設備和管線都選用不銹鋼 變價金屬離子是聚合的引發(fā)劑，為了避免金屬離子的產生，本裝置主要工

21、藝 設備、管線均選用不銹鋼。 6. 工藝流程敘述 6.1反應系統(tǒng) 反應系統(tǒng)由兩臺反應器和一臺脫水塔組成，AA和BuOH首先在兩臺串聯(lián)的反應 器內進行酯化反應，用H2SO4作催化劑，反應生成的水與BuOH、AEB共沸迅速從 反應器中除去，以使反應平衡向正方向進行。反應終了的入入轉化率達98?98.5%. 來自T-206（AA原料罐）的AA，經P-206A/B（AA加料泵）輸送：由FC-4001調節(jié) 控制流量與P-405（H2SO4加料泵）送來的H2SO4溶液一起進入E-411（一段反應器再 沸器），另外為了使BuOH、H2SO4、AA充分均勻地混合，控制AA的升溫速度，由 P-410A/

22、B（R-411第一循環(huán)泵）從R-411A（第一反應器予混區(qū)）中抽出部分混合液 與進料一起進入E-411，用LLP蒸汽加熱到98.0 C ,由TI-4001顯示溫度后進 R-411A。加熱蒸汽由TC-4003和FC-4002串級調控制蒸汽流量，保持R-411A溫度為 來自T-940（BuOH原料罐）的BuOH由P-940A/B（BuOH加料泵）輸送分三路： （1） 去D-414（阻聚劑槽）配制阻聚劑（間歇使用） （2） 去D-404（PE槽）配制阻聚劑（間歇使用）。 （3） 由FC-4004調節(jié)控制4600kg/h的流量和P-441A/B（脫醇塔頂出料泵）送來的 C-440（脫醇塔）塔

23、頂液一起進入E-416（BuOH加熱器），用C-430（醇回收塔）塔頂蒸 汽加熱后，從第五塊塔板進入C-410（脫水塔）。 C-410、C-430塔頂冷凝液在D-411（C-410塔頂受槽）內分層，上層液（H2O: 8.10%、BuOH： 50.8%、AEB:40.51%）由P-411A/B（C-410塔頂回流泵）輸送，經 LC-4003和FC-4010串級調節(jié)控制流量與下列物料一起作C-410塔頂回流,控制塔 頂溫度為64 °C。 （1）P-414、1#送來的50kg/h阻聚劑（ZJ-701： 2%、AI-61R： 0.15%、BuOH： 95%）。 會同新鮮BuOH 一起從C-410底

24、部排出，進入R-411A。 R-411A的反應生成液逐一流過反應區(qū)R-411B、R-412A、R-412B，在攪拌的條 件下進行連續(xù)酯化反應。各反應區(qū)都設有蒸汽盤管用LLP進行加熱，加熱的蒸汽 量分別由TC-4004和FC-4007、TC-4005和FC-4008、TC-4006和FC-4009串級調節(jié)， 控制各反應區(qū)的溫度。酯化反應生成的水與BuOH、AEB共沸從各反應區(qū)蒸出升入 C-410底部，與塔頂來的物料進行熱和質交換后，從C-410頂部蒸出，與C-430塔頂 物料會合進入E-412（C-410塔頂冷凝器）用CTW （循環(huán)水）冷凝，冷凝液進入D-411， 未凝氣體進入E-413（放空

25、冷凝器）用CWA（低溫水）冷凝，冷凝液回收到D-411， 不凝氣體由P-415A/B （C-410塔頂真空泵）抽送到PD-415（氣液分離器）進行氣液 分離后，將尾氣送往廢物處理單元。 反應系統(tǒng)為負壓操作，系統(tǒng)真空由P-415A/B形成，PC-4001控制R-411A/B壓 力（300mmHgA），C-410塔壓力由PC-4002調節(jié)控制（160mmHgA），R-412A/B與C-410 第三塊塔板壓力相同為（240mmHgA）。 D-411 下層液（H20: 95.38%、BuOH： 4.57%）由P-412A/B（C-410塔頂水泵） 輸送分兩路： （1） FC-4018調節(jié)控制20

26、00kg/h流量，進入C-421塔頂作萃取劑。 （2） 由LC-4004調節(jié)控制D-411液位，以344kg/h流量進入D-425（水緩沖罐）。 AA和BuOH經各反應器反應后，最終在R-412B中AA轉化率達到98%?98.5%, 酯化反應到此結束。 R-412B的反應生成液由P-413A/B （C-421加料泵）輸送進入E-414與C-422（堿 洗塔）塔頂液換熱，由LC-4002和FC-4015串級調節(jié)，控制12000kg/h的流量進入 E-415（R-412后冷卻器）用CTW冷卻到35 °C進入C-421。 為防止E-411聚合堵塞及攪拌器A-411、A-412、A-413底部

27、形成死區(qū)而發(fā)生聚 合，把由FG-401、FG-404、FG-405和FG-406控制的儀表空氣分別加入到E-411、 R-411B、R-412A - B起分散阻聚作用。 6.2、回收系統(tǒng) 回收系統(tǒng)由C-421、C-422、C-430組成。在此系統(tǒng)中，反應生成液中的H2SO4 首先用水萃取。然后用堿將殘余的H2SO4和未反應的AA中和掉。在裝置各部位排 出的廢水都收集在D-425內，并與C-422塔底液一起在C-43 0回收醇和酯. R-412B內的反應生成液，由P-413A/B打入E-414與C-422塔頂液換熱冷卻到 55 C，由FC-4015和LC-4002串級調節(jié)控制13000kg

28、/h的流量，經E-415用^叩冷卻 到35 C進入C-421塔底. 作為萃取劑的付產水（D-411下層液）由P-412A/B輸送，經FC-4018調節(jié)控制 2000kg/h流量從頂部進入C-421，經逆流接觸H2SO4進入水相（H2O： 91.18%、 H2SO4： 6.46%）塔底排出由LC-4007調節(jié)，控制C-421界面由FI-4006顯示流量進 入D-425作C-43 0原料。 萃余液（H2O： 2.01%、BuOH： 8.95%、AEB： 83.28%、0-BPB： 3.84%k萃 取塔頂排出進入C-422底部。 C-422分為水洗、中和上下兩段，C-421萃余液以1500

29、0kg/h的流量進入C-422 底部。來自T-427A/B（堿貯罐）的25%NaOH水溶液，經P-427A/B（堿加料泵）輸送， 由FC-4017調節(jié)控制63kg/h流量，用P-421A/B （NaOH循環(huán)泵）送來的由FC-4041 調節(jié)控制350kg/h流量的C-422塔底液稀釋后，從中部進入堿洗塔。經逆流接觸進 料中的H2SO4、AA被NaOH中和然后中和液進入C-422水洗段進行水洗。作為洗滌 水的PW（工業(yè)水）由FC-4021調節(jié)控制170kg/h流量從頂部進入C-422,經逆流接觸， 中和產生的鹽等其它溶于水的雜質進入水相（H2O： 80.12%、BuOH： 1.14%、NaOH：

30、 2.62%、Na2SO4： 1.86%、ANa： 17.56%）從底部排出由P-421A/B輸送分兩路： （1） 由LC-4008和FC-4020串級調節(jié)控制C-422界面以151kg/h流量進入C-430 塔。 （2） 由FC-4041調節(jié)控制3500kg/h流量與NaOH水溶液一起返回C-422中部。 C-422塔頂液（H2O： 1.22%、BuOH： 9.07%、AEB： 84.77%、0-BPB： 3.91%） 從塔頂排出進入D-426 （C-440給料罐）分層，上層液由P-426A/B（C-440加料泵經 E-440（C-440進料予熱器）進入C-440（醇汽提塔）。下層液由

31、LC-4025調節(jié)控制分 層界面，將下層液排入D-425。 從系統(tǒng)各部位排出的廢水收集在 D-425中，為回收其中的醇和酯，由 P-425A/B（C-430塔加料泵）將D-425內液體（BuOH： 2.62%、AEB： 0.74%）抽送和 C-422塔低液一起，經LC-4005和FC-4005串級調節(jié)控制677kg/h流量進入 E-434（C-430進料加熱器）與C-430塔底液換熱到80°C,從頂部進入C-430,經蒸餾 進料中的BuOH，AEB和水共沸從塔頂蒸出，由FI-4013顯示流量進入E-416 （BuOH 預熱器）與原料BuOH換熱后，同C-410塔頂餾出物一起進入E-412用

32、CTW冷凝。 C-430塔頂壓力由PC-4003調節(jié)控制為：（680mmHgA）。 C-430塔底液（H2O： 94.21%、ANa： 4.61%）從塔底排出，一部分進入自然循 環(huán)方式的再沸器E-431（C-430塔底再沸器），用LLP蒸汽加熱后返回塔底，加熱蒸汽 由FC-4014和TC-4011串級調節(jié)，控制塔底溫度為100 C。另一部分塔底液由 LC-4006和FC-4012串級調節(jié)，控制塔底液位以575kg/h流量進入E-434與進料換熱 后進入廢水池。 6.3、精制系統(tǒng) 精制系統(tǒng)主要由C-440（醇汽提塔），C-450（精制塔組成,經回收系統(tǒng)處理的粗 酯中還含有BuOH、H2O、

33、重組份等雜質，這些雜質將在此系統(tǒng)被除去，以得到純度 大于等于99.0的AEB產品。 D-426中的粗酯，由P-426A/B輸送經E-414進入E-440用LLP蒸汽加熱到80C， 加熱蒸汽由TC-4052控制。予熱后的粗酯由LC-4009和FC-4022串級調節(jié)控制 2547kg/h流量從第21塊塔板進入C-440O經減壓蒸餾，水、BuOH和AEB共沸從塔頂 蒸出，進入E-442 （C-440塔頂冷凝器）用CTW冷凝，冷凝液進入D-441（C-440塔頂 受槽），未凝氣體進入E-443（C-440放空冷凝器）用CWA進一步冷凝，冷凝液回入 D-411，不凝氣體經J-451E、B、C、D（蒸

34、汽噴射泵）抽送至JE-451A、B、C （噴射 泵冷凝器）用CTW冷凝，冷凝液進入D-425,不凝氣體由尾氣風機送往廢物處理單 元。 D-441 冷凝液經分層，上層液（H2O : 2.27 %、BuOH : 44.95 %、AEB : 50.04 % ）P-441A/B（C-440塔頂回流泵）送出分兩路。 （1） 由FC-4025和TDC-4017串級調節(jié)，控制1090kg/h流量與作C-440塔頂回流， 控制塔頂溫度為45 °C。 （2） 由LC-4012和FC-4026串級調節(jié)控制D-441液位，以2100kg/h流量與原料 BuOH 一起經 E-416 進入 C-410o 下層

35、液由LC-4019調節(jié)控制D-441分層界面進入D-425。 塔底液（BuOH： 0.01%、AEB： 93.72%、0-BPB： 5.55%）從塔底排出，一部 分進入E-441（C-440塔底再沸器）用LLP蒸汽加熱后返回塔底，加熱蒸汽量由 FC-4024和TC-4019或TC-4015串級調節(jié)控制塔底溫度為87C或第三板溫度為 85 C。 另一部分塔底液由P-440A/B （C-440塔底泵）輸送由LC-4011和FC-4023串 級調節(jié)，控制塔底液位以2035kg/h流量進入C-450進行脫重組份處理。 為了防止C-440在運行過程中發(fā)生聚合，由P-414、2#將10kg/h的阻聚

36、劑加 到塔頂回流，在E-441底加入由FG-408控制的阻聚空氣，以防止E-441聚合堵塞。 C-440塔底液從第4塊塔板進入C-450（精制塔）后，經減壓蒸餾，AEB從塔頂 蒸出進入E-452（C-450塔頂冷凝器）CTW冷凝，冷凝液進入D-451 （C-450塔頂受 槽），未凝氣體進入E-453 （C-450放空冷凝器）用CWA進一步冷凝，冷凝液進入 D-451，未凝氣體經J-451A.B.C.D抽送至JE-451A.B.C.D用CTW冷凝，冷凝液進 D-425，不凝氣體送往廢物處理單元。 D-451的冷凝液由P-451A/B（塔頂回流泵）送出分兩路： （1） 由（FC-4031）調

37、節(jié)控制2100kg/h流量和P-454（阻聚劑泵）送來的2KG/H阻 聚劑一起進入塔頂作為回流液控制塔頂溫度為45°C。 （2） LC-4014和FC-4032串級調節(jié)控制D-451液位，以7500kg/h流量進入 T-402A/B （丙烯酸丁酯日儲罐）。 C-450塔底液（AEB： 12.5%、0-BPB： 72.64%、DBE： 3.81%）從塔底排出， 一部分由P-453A/B（C-450塔底循環(huán)泵）打入E-451（C-450塔底再沸器）用LLP蒸汽 加熱后返回塔底，加熱蒸汽由TC-4020和FC-403 0串級調節(jié)，控制塔底溫度92C。 另一部分塔底液由P-450A/B（C-450

38、塔底泵）送出：由LC-4037與FC-4027串級控制 C-450塔底液位，以113kg/h流量進入T-506。 為了防止C-450在運行過程中發(fā)生聚合，由P-454將阻聚劑（MQ： 5.3%、AEB： 95 %）加入C-450塔頂氣相管線，另外還在E-451底部加入由FG-409控制的阻聚空 氣。 C-440、C-450塔為負壓操作，真空由J-451A.B.C.D.E形成，由PC-4008、 PC-4010調節(jié)D-441、D-451 塔頂壓力分別為40mmHgA、12mmHgA。 6.4中間罐區(qū) 為保證裝置的正常運行，本裝置設置了成品和不合格品等中間罐，其流程如 下： 6.4.1不

39、合格產品罐（T-401） 該罐接受來自反應系統(tǒng)、精制系統(tǒng)、精制系統(tǒng)在開停車及正常運轉時各部分 排除的不合格物料，罐內設有冷卻盤管以保證內部的溫度為40C以下。罐內的排 氣從頂部由風機送入廢物焚燒單元。罐內的液體處理時要按其組成決定在裝置的 位置。另外反應部分開車時應用該罐內液體進行開車。 6.4.2 倒淋罐（D-403） 在裝置運行或開停車時的倒淋液全部排入倒淋罐，罐內設有液下泵，該泵液 位控制自動啟動和停止，將罐內的液體送入T-401或Z-911（廢水池）。 6.4.3 日產品罐（T-402A/B） 為了保證產品質量的恒定，在裝置運行過程中，首先將生產的產品送入中間 日產品罐確認其

40、質量后，由P-402A/B送入成品儲罐。 6.5原料罐區(qū) 6.5.1 丁醇原料罐（T-940A/T940B） 用于酯化反應原料的丁醇，儲于T-940A/T-940B（原料罐）內，由P-940A/B（T 醇加料泵）送入E-416預熱后經C-410進入反應器。需配制催化劑和阻聚劑時，將 丁醇送入D-404、D-414.精制系統(tǒng)醇蒸餾時將丁醇送D-441。 6.5.2 NaOH 原料罐（T-427A/B） 用于本單元堿洗NaOH,由外購送入NaOH原料槽儲存，然后用泵P-427A/B送入 C-422堿洗塔做原料，另外在各單元及各單元及管線設備進行堿洗等其他用堿也 由T-427A/B. 6

41、.5.3催化劑原料罐（D-405） 酯化反應所使用的催化劑，由外購車送入硫酸罐，然后用計量泵P-405送入 反應器。 6.5.4阻聚劑加料槽（D-414、D-454） 為防止裝置運行時發(fā)生聚合，預先將阻聚劑ZJ-701、AI-61R和MQ在D-414、 D-454阻聚劑槽內分別用BuOH、AEB配制成2%、0.15%、5.3%的溶液，然后由阻聚 劑加料泵P-414、 P-454分別送往C-410、C-450塔頂做阻聚劑。 6.5.5成品罐區(qū)（T-905） 日產品罐的合格品將送入成品罐T-905儲存，成品罐內設有冷卻盤管，以確 保其儲存溫度在35r以下。罐內的排氣有風機抽送到廢物處理單

42、元。為防止聚合 和儲罐內物料溫度分布均勻，儲罐本身設有循環(huán)系統(tǒng)，長期進行循環(huán)。 6.6關鍵設備開車 開車前要進行各反應器、各真空塔的真空實驗、水蒸餾和干燥操作，檢查所 有公用工程、原料是否符合工藝要求，檢查設備、儀表、管線是否處于備用狀態(tài)， 配制好阻聚劑和催化劑，確認不合格罐內存有50%以上粗液，如果不合格罐內有 水則先進行水分離操作。 6.6.1.1反應系統(tǒng)開車 （1）調節(jié)反應系統(tǒng)壓力到規(guī)定值：（300mmHg）,R-412A/B:（240mmHgA）,C-410塔 頂：（160mmHgA）. （2）從不合格罐向反應器加粗液到規(guī)定的液位，且建立如下循環(huán)?？刂芁C-4002 為 78

43、%. T-401tE-411 tR-411AtR-411BtT-401 R-411BtE-411tR-411AtR411B (3) 向E-411、R-412A、C-410加阻聚劑，向E-411、R-412AB、加阻聚空氣。 (4) 向E-411、R-412A.B日、投蒸汽，反應系統(tǒng)升溫，控制升溫速度為20°C/小時， 在80?90C時升溫速度為10C/小時。注意R-412B出口液顏色和粘度的變化。 ⑸反應器升溫前，向D-411分離區(qū)加50%的BFW,升溫后或由于C-430開車使D-411 分離區(qū)液位上升，則應及時向D-425排液，保持其界面為50%. (6) 反應器升溫后，當D-4

44、11油區(qū)液位達20%時，開始向C-410加回流，控制塔頂 溫度為64C。 (7) 向反應器內加催化劑，調節(jié)R-412B出口濃度為0.98%。 (8) 反應溫度升到時，按70%的負荷和(AEB+BuOH/AA+AEB ) =1.2的比例，向 反應器加入丙烯酸和丁醇。 (9) 測量并調節(jié)R-412B出口的丙烯酸轉化率為：98?98.5%,摩爾比為：1.2+0.05。 (10) 當反應器出口轉化率達98%時，停止向不合格罐排料，將反應器生成液送入 催化劑萃取塔。 (11) 脫醇塔和萃取塔開車正常后，開始回收醇，同時降低新鮮的醇加料量。 6.6.1.2、回收系統(tǒng)開車 (1) 經D-425

45、向C-421、C-422加水到C-422液位為50%，并向醇回收塔加水到塔釜 液位為50%。 (2) 設定醇回收塔塔頂壓力為680mmHgA. (3) 向醇回收塔再釜器加蒸汽，控制塔中溫度為87C。 (4) D-425向C-430投料，控制C-430塔頂溫度為96C，塔底液位超過50%時， 向廢水池排液。 (5) 反應液進入C-421后，同步加入萃取水，調節(jié)LC-4007向D-425排料，當液 位達50%時，向堿洗塔進料。 (6) 堿洗塔進料后，按比例加入NaOH和水，控制界面為50%向C-430排料，塔頂 受槽液位達50%時，向T-401排液，分析P-426內物料，當丙烯酸＜0.0

46、5%時，向C-440 進料。 6.6.1.3精制系統(tǒng)開車 (1 ) 調節(jié)C-440、C450塔頂壓力分別為：40mmHgA、12mmHgA (2) C-440、C450塔開車前2小時加阻聚劑和阻聚空氣。 (3) 向E-440投蒸汽，控制C-440塔進料溫度為78°C，塔底溫度為：87°C。 (4) 當C-440塔底液位達50%時，向不合格罐排液。 (5) D-411液位達20%時，開始回流，控制塔頂溫度為50C, 50%時向不合格罐 排液。 (6) 當 C-440塔底液 BuOH<0.01% 時，向 C-450進料。 (7) 當C-450塔底液位達30%時，塔底升溫，控制92

47、C，液位為50%時，向不合 格罐排料。 (8) D-451液位達20%時，開始回流，控制塔頂溫度為45C，50%時向不合格罐 排液。 (9) 當D-451內液體各項指標合格后向T-402排液，C-450底液排入重組份罐。 6.6.2、停車要點 停車前使不合格罐和阻聚劑罐液位最低 (1) 降負荷至70%，R-412B液位降至70%. (2) 停止向反應器加丙烯酸、丁醇和催化劑。 (3) 用P-413A/B泵將R-411A/B液體送入R-412A,直到R-411A/B液位達到50%，當 R-411B液位降060%停止向E-411和R-411B加蒸汽，向E-411殼程、R-411B盤管

48、加 ?叩使反應器R-411A、B迅速冷卻到40C以下，停R-411A循環(huán)和R-411B攪拌器A-411, 停加阻聚劑和阻聚空氣。 (4) R-412A、B液位達到60%停止向R-412A上盤管加蒸汽，R-412A.B液位降到50% 時停止向C-421進料，開始自身循環(huán)，停止向R-412A.B盤管中加蒸汽，向各盤管 加IW，使R-412A.B迅速冷卻至40C，停止攪拌器A-412、A-413 . (5) 用P-413A泵將R-411A.B、R-412A.B液體全部排入T-401. 6.6.2.2 用P-413A泵將R-411A.B、R-412A.B液體全部排入T-401. (1) 反應系

49、統(tǒng)停止向C-421進料后，調節(jié)LC-4007減少塔底排料量，增加萃取水投 料量使塔頂界面升到塔頂后停萃取水進料，將C-421液體全部排入D-425. (2) C-421界面升到塔頂后調節(jié)LC-4008減少底不出料量，停加NaOH增加PW的投 入量，使C-422界面升到塔頂后停加IW,將塔內液體排入C-430. (3) 當D-426液位降到20%停止向C-440進料將其液體排入T-401. (4) C-422、D-425的液體處理完后停止向C-430進料，停止向塔底再沸器加蒸汽。 6.6.2.3精制系統(tǒng) (1) 當D-426液位降到20%停止向C-440加料，停止向塔底再沸器加蒸汽， 向

50、E-441殼程通PW/吏塔底液位迅速冷卻到40°C。 (2) 停進料后將塔頂液全部回入塔內使塔內使塔溫降下來。 (3) 塔溫降下來后停止向塔頂加阻聚劑和阻聚空氣。 (4) C-440停進料后停止向C-450進料，將C-440塔底液全部排入T-401. (5) C-440停止向C-450進料后，停止向塔底再沸器加蒸汽，向E-451殼程 通PW使C-450塔底液冷卻到40 Co (6) C-450停進料后，將D-451內液體全部回入塔內，使塔體冷卻，停止向 日產品罐排料。 (7) 停止加阻聚劑和阻聚空氣。 (8) 將C-450塔底液全部排入T-401停止向R-460進料。 (9)

51、用LN使系統(tǒng)恢復常壓停真空系統(tǒng)。 6.6.2.4停車后處理 裝置停車后，進行精制系統(tǒng)的醇蒸餾和反應系統(tǒng)、精制系統(tǒng)的水蒸餾和水洗， 然后干燥操作 6.7、正常操作注意事項 6.7.1、反應系統(tǒng) 丙烯酸的轉化率是極為重要的參數(shù)，它關系到產品的收率和原料的消耗，是 衡量反應過程的重要依據(jù)，最佳的控制值為：98?98.5%。影響丙烯酸轉化率的 因素有下面幾方面： (1)醇酸摩爾比 丙烯酸和丁醇的酯化反應是典型的可逆反應，為使反應向正方向進行，采 用丁醇過量，以提高反應速度。同時丁醇又起到共沸劑的作用，使反應劑的水 和丁醇共沸迅速從反應器中除去，以減少生成物的濃度。所以說摩爾比極為重要，

52、必須嚴格控制。最佳的控制值為：AEB+BuOH/AA+AEB=1.2+0.05。 (2)反應壓力 對液-液均想反應來說，反應壓力影響不大，但本工藝不同，反應過程中生 成的水和丁酯不斷共沸被蒸出，以促使反應平衡向正方向進行。壓力是保證反應 液的組成和提高轉化率的重要因素之一。必須嚴格控制，最佳值為：R-411A、B 300mmHgA、 R-412A、 B 240mmHgA。 (3) 反應溫度 反應溫度是保證反應速度、脫水和引起聚合的重要條件，是保證丙烯酸轉化 率、產品收率的前提條件，其最佳值為：90?94。。。反應轉化率的改變可由反應 溫度來調節(jié)，溫度的改變限于1。，反應溫度每改變1°C

53、，轉化率約改變0.1%。 (4) 催化劑的濃度 催化劑是加快反應速度降低反應溫度的媒介，濃度的高低直接影響反應的轉 化率，最佳控制值R-412B出口的濃度為0.1%。 丙烯酸的轉化率可由改變催化劑的投料量來調節(jié)，催化劑的投料量提高 5KG/H，轉化率約提高1%. (5) 停留時間 反應的停留時間是實現(xiàn)丙烯酸高轉化率的重要條件，一定要保證，最佳的停 留時間為14.8小時。 反應的轉化率可通過停留時間來調節(jié)，但改變停留時間一次不能超過0.2小 時。 由于酯化反應的停留時間很長，各條件之間的關系較為密切，所以在正常操 作過程中，不得隨意或頻繁更改反應條件。 6.7.2、回收系統(tǒng) (

54、1) C-421萃取比 C-421的萃取比要保持恒定，不能隨意更改。因為它影響C-421塔底組成，過 大會使催化劑濃度降低，消耗增加，影響＞410、R-411的溫度和壓力。過小萃取 效果不好，酯相中的催化劑濃度增加，不僅增加催化劑的消耗，也會引起NaOH 的消耗增大。 (2) C-422萃取比 萃取比是影響萃取操作的重要因素，如果萃取比過高，C-422塔頂?shù)乃?增加，從而導致C-4440塔底溫度、壓力波動，也會增加C-440聚合機會。如果萃 取比低，C-422酯相中鹽含量增加，并被帶到精致系統(tǒng)結晶析出而堵塞儀表和管 線。所以萃取比要恒定，不宜隨意更改。 (3) C-422塔頂水相中

55、的PH值 要嚴格控制C-422塔頂水相中的PH值在9.5?12之間，如果低于9.5會導致中和 效果不好，萃余相含酸量過高，而精制系統(tǒng)沒有除酸能力，會導致產品不合格。 如果高于12，NaOH的消耗量增加。PH值可由NaOH來調節(jié)。 (4) 在C-430的操作中，要將塔底的BuOH、AEB控制在AEB<0.01%、BuOH<0.01%， 以確保產品收率和原材料消耗。另外還要保證塔頂操作溫度和操作負荷的穩(wěn)定， 否則會影響C-410進料溫度，導致C-410波動。 6.7.3、精制系統(tǒng) (1) 盡可能保持E-411、E-451在最大循環(huán)量的狀態(tài)下工作，并經常觀察再 沸器出入口溫差，以便了解再沸器

56、的聚合和結垢情況。 (2) 要保證C-440塔頂和塔底進料溫度的穩(wěn)定，以防聚合。確保塔底液 BuOH<0.01、H2O<0.05%,塔頂溫度由回流量來控制，進料溫度和塔底溫度由E-440、 E-441的蒸汽量控制。 (3) 要經常注意塔的溫度分布情況和塔頂塔底壓差，以便了解塔內的聚合 情況和發(fā)生的部位，如果某點的溫差和壓差有上升的趨勢，應相應調整阻聚劑的 加料量。 (4) 要保證精餾塔物平和料平，當?shù)拓摵蛇\轉時要加大回流比。 6.7.4防聚 要保證各阻聚劑的濃度準確和各部位加料量準確穩(wěn)定，對塔、反應器和氣相 出料管線的保溫伴熱要保證滿足工藝要求，一般要比內部溫度高5?10°C。對泵

57、入口過濾器要經常檢查清理。 6.7.5中間、成品、原料罐區(qū) 要保證各中間、成品、原料罐區(qū)的溫度在要求的范圍之內，各罐的溫度由內 部的冷卻盤管來控制，對成品、中間罐要定期或長期保持自身循環(huán)，以防止聚合。 另外對長期儲存物料的罐，不能使液面降到冷卻盤罐以下。 7. 工藝控制條件一覽表 序 號 設備名稱 控制條件名稱 單位 控制 范圍 計量 儀表 備注 1 第一反應器 AA流量 kg/h 2500-4500 FC-4001 2 (R-411A.B) 新鮮催化劑流量 kg/h 18-100 FI-4038 3 R-411B蒸汽流量 k

58、g/h 100-350 FC-4007 4 阻聚劑空氣流量 m3/h 1-5 FG-404 5 反應壓力 mmHg 260-330 PC-4001 300mmH 6 反應溫度 °C 70-95 TC-4003 gA 7 反應溫度 °C 80-96 TC-4004 8 反應器液位 % 70-90 LI-4001 9 R-411第一再 蒸汽流量 kg/h 600-1500 FC-4002 10 沸器(E-411) 物料出口溫度 C 92-100 TI-4001 11

59、 阻聚空氣流量 m3/h 1-5 FG-401 12 脫水塔 丁醇進料流量 kg/h 680-1800 FC-4004 13 (C-410) 回收醇流量 100-1250 FC-4026 14 阻聚劑流量 20-80 FI-4047 15 回流流量 " 1000-4000 FC-4010 16 回收催化劑流量 " 0-600 FC-4019 17 脫水塔 塔頂溫度 C 56-67 TI-4009 18 (C-410) 塔底出料溫度 " 78-82 TI-4007

60、 19 第八塊塔板溫度 " 65-75 TI-4008 20 塔頂壓力 mmHg 150-195 PC-4002 160mmHg A 21 第二反應器 R-412A蒸汽流量 kg/h 80-400 FC-4008 22 (R-412A.B) R-412B蒸汽流量 " 30-140 FC-4009 23 第二反應器 R-412壓力 mmHg 200-300 PI-4012 240mmH 24 (R-412A.B) 反應溫度 C 85-97 TC-4005 gA 25 26

61、 反應溫度 反應器液位 % 88-97 70-90 TC-4006 LC-4002 27 C-410塔頂冷( 凝器(E-412)； ：TW回水溫度 冷凝液溫度 °C 25-40 TI-4033 28 29 C-410塔頂受I 槽(D-411): 酯相區(qū)液位 分層區(qū)界面 % % 25-75 20-80 LC-4003 LC-4004 30 C-410放空冷( 凝器(E-413) :WA回水溫度 C 20-39 TI-4034 31 R-412B出料泵 (P-413A/B) 泵入口過濾器 出入口壓差

62、 MPa 0-0.05 PDI-4013 32 33 34 35 36 37 萃取塔(C-421) 進料流量 萃取劑加料量 塔頂界面 塔頂壓力 塔底溫度 塔頂溫度 kg/h " % MPa C " 1000-5000 100-550 10-90 0.07-0.15 25-42 25-40 FC-4015 FC-4018 LC-4007 PI-4005 TI-4029 TI-4030 38 39 40 R-412后冷卻器 (415) 物料入口溫度 CTW回水溫度 物料出口溫度 C " " 55-65

63、 35-40 20-50 TI-4028 TI-4035 TG-407 41 42 43 44 45 46 47 48 洗滌塔(C-422) 萃取劑進料流 量 NaOH流量 塔底循環(huán)量 塔頂溫度 塔底溫度 塔頂壓力 塔頂界面 kg/h " " C C MPa % PH 20-200 40-160 250-500 28-42 28-42 0.048-0.07 10-900 9.5-12 FC-4021 FC-4017 FC-4041 TI-4032 TI-4031 PI-4006 LC-4008 AI

64、-4001 49 塔頂水層PH值 NaOH壓力 0.46-0.80 PI-4004 50 C-440加料槽 下層界面 % 10-80 LC-4009 51 (D-426) 液位 " 10-80 LC-4025 52 醇回收塔 進料流量 kg/h 0-1600 FC-4005 53 (C-430) 塔頂出料量 m3/h 0-200 FI-4013 54 塔底出料量 kg/h 200-2000 FC-4012 55 塔頂壓力 mmHg 670-720 PC-4003

65、56 塔底壓力 " 720-745 PI-4015 745mmH 57 塔頂溫度 °C 88-97 TI-4013 gA 58 塔底溫度 " 90-105 TI-4010 59 第五塊塔板溫 " 95-100 TI-4011 60 度 塔底液位 % 20-80 LC-4006 61 C-43 0再沸器 (E-431) 蒸汽流量 kg/h 104-500 FC-4014 62 水緩沖罐 來自D-411物料 kg/h 150-800 FI-4040 (D-425) 流量液

66、位 % 20-80 LC-4005 63 醇汽堤塔 進料量 kg/h 1000-6000 FC-4022 64 (C-440) 回流量 " 600-1500 FC-4025 65 C-450塔循環(huán)液 流量 " 0-30 FC-4029 66 塔頂溫度 C 38-50 TI-4018 67 塔底溫度 " 84-95 TC-4014 68 三板溫度 " 85-86 TC-4015 69 第九板和3板溫 差 " 2-10 TDC-4017 70 塔頂壓力 mmHg 30-45 PC-4008 71 塔底壓力 mmHg 105-120 PI-4007 72 塔底液位 % 10-80 LC-4011 73 C-440進料加熱 器(E-440) 物料出口溫度 °C 70-80 TC-4052 74 C-440再沸器 蒸汽量 kg/h 100-600 FC-4024 75