操作总费用
主要包括再沸器的加热费用、冷凝器的冷却费用和精馏设备的折旧费,操作时变动回流比,直接影响前两项费用。此外,即使同样的加热量和冷却量,加热费用和冷却费用还随着沸腾温度和冷凝温度而变化,特别当不使用水蒸汽作为加热剂或者不能用空气或冷却水作为冷却剂时,这两项费用将大大增加。选择适当的操作压力,有时可避免使用高温加热剂或低温冷却剂(或冷冻剂),但却增添加压或抽真空的操作费用。
1.2.4 内容和意义
丙烯酸甲酯一种重要的有机合成中间体及聚合物的单体,在纤文、纺织、医药、树脂、涂料、皮革等行业中用途广泛,在市场深受消费者欢迎。更好地生产和精制丙烯酸甲酯是一重要课题。
本文通过固定床反应器进行甲醇与丙烯酸的酯化反应,再经过精制来提纯。对于甲醇可循环利用节省投资,同时精制又能使产品得到更高的纯度。
1.3 流程工艺设计
1.3.1 酯化反应原理
丙烯酸与醇的酯化反应是一种生产有机酯的反应。其反应方程式如下:
H+(IER)*
CH2=CHCOOH+CH3OH <==> CH2=CHCOOCH3+H2O
AA MEOH MA
*IER指离子交换树脂
这是一个平衡反应,为使反应有向有利于产品生成的方向进行,采用一些方法,一种方法是用比反应量过量的酸或醇,另一种方法是从反应系统中移除产物。
丙烯酸甲酯的酯化反应在固定床反应器内进行,它是一个可逆反应,本工艺采用酸过量使反应向正方向进行。
反应在如下情况下进行:
温度:75℃
浅谈儿童启蒙英语教育醇/酸摩尔比:0.75
由于甲酯易于通过蒸馏的方法从丙烯酸中分离出来,从经济性角度,醇的转化率被设在60%-70%的中等程度。未反应的丙烯酸从精制部分被再次循环回反应器后转化为酯。
用于甲酯单元的离子交换树脂的恶化因素有:金属离子的玷污、焦油性物质的覆盖、氧化、不可撤回的溶涨等。因此,如果催化剂有意被长期使用,这些因素应引起注意。被金属铁离子玷污导致的不可撤回的溶涨应特别注意。
1.3.2 丙烯酸回收
丙烯酸回收是利用丙烯酸分馏塔精馏的原理,轻的甲酯、甲醇和水从塔顶蒸出,重的丙烯酸从塔底排出来[4]。
1.3.3 醇萃取及回收
醇萃取塔利用醇易溶于水的物性,用水将甲酯从主物流中萃取出来,同时萃取液夹带了一些甲酯,再经过醇回收塔,经过精馏,大部分水从塔底排出,甲醇和甲酯从塔顶蒸出,返回反应器循环使用。
1.3.4 醇拔头
醇拔头塔为精馏塔,利用精馏的原理,将主物流中少部分的醇从塔顶蒸出,含有甲酯和少部分重组分的物流从塔底排出,并进一步分离。
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