丙烯酸甲酯的生产课件
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丙烯酸酯类塑料精品PPT课件
不耐氧化性酸和强碱
4、化学性能 溶于芳烃、氯代烃等有机溶剂
优良的耐候性，内应力会加速老化，产生裂纹。
5、电性能
电性能较PE差得多 良好的耐电弧性，具有减弧能力
6、成型加工性
酯基吸湿需干燥
加工温度范围窄180-250℃，260 ℃易引起材料 分解
熔体粘度高，对温度敏感性大，温度波动大难得到 尺寸精度高的制品 分子链刚性，模具预热减少内应力，一般40 ℃
本体聚合： 采用三段聚合，豫聚合、聚合和高温处理。分子 量大，粘度高，杂质少
悬浮聚合： 分子量小，粘度相对较低，可以挤出著色、注 射加工，杂质多
二、PMMA的结构
分子式：
PMMA是主链为柔性的-C-C-单键结构的线性大分子。
较高的TG和无定形结构使PMMA在室温条件下使一种质硬 而透明的材料。
将PMMA在Tg以上进行双向拉伸，形成高度有序的取向态结构， 可提高制品的冲击强度，抗应力开裂性，并能消除银纹，得到定 向的有机玻璃制品
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Hale Waihona Puke 三、聚丙烯酸甲酯的性能折射率1.49 1、光学性能 透光率92%，高于无机玻璃
可透过大部分的紫外线和红外线
2、力学性能
较高的拉伸强度和弹性模量 冲击强度使无机玻璃的7-18倍 高冲击破裂碎片不锋利
表面硬度不足，易擦伤
Tg 105℃ Tb -60 ℃ 3、热性能 使用温度 -60～65 ℃
聚甲基丙烯酸甲酯课件
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯
预聚合的目的：缩短聚合反应的诱导期，利用“凝胶效应”的提前出 现，在灌
模前移出较多的聚合热，保证产品的质量；减少聚合时的体积收缩， 通过预聚合
可以使收缩率小于12%（正常由MMA至PMMA体积收缩率为20%～22%）； 浆液粘度大，可以减少灌模的渗漏损失。
聚甲基丙烯酸甲酯
良的拉伸强度、 弯曲强度和压缩强度；但冲击强度一般，且对缺口敏感较大；表面
硬度一般，易 于划伤，耐磨性较低，抗银纹能力较差。
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯
☆热学性能 聚甲基丙烯酸甲酯的氧指数为17.3，属于易燃塑料，燃烧有花
果臭味；耐热 温度不高，长期使用温度仅为80℃。 ☆电学性能
由于分子中极性较大，其电性能不如聚乙烯好，其介电常数较大； 主要用作 高频率绝缘材料。
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯
三、聚甲基丙烯酸甲酯的结构、性能与用途 ★聚甲基丙烯酸甲酯的结构 聚甲基丙烯酸甲酯是含70%～75%间同立构的线型热塑性高聚
物。因为它不 具有完全的规整结构，而且有庞大的侧基，因此是无定形的。如果
采用配位聚合 也可以得到全同产构或间同立构聚甲基丙烯酸甲酯。
聚甲基丙烯酸甲酯
脱模 聚合后的模子，用模具刀插入缝中微加压力即可脱模，若有困
难可用温水加热有助于脱模。脱模后的片状物经修边、裁剪、检 验、分级后即可包装入库。
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯
△有机玻璃管材的生产 用铝管作模具，先将一端封闭，根据要求厚度灌入预制浆液，
用N2赶出空气，将铝管另一端封闭。沿水平轴向方向将模具以每 分钟200～300转的速度旋转，管外喷啉热水，浆液即均匀分布于 管壁并进一步聚合生成壁厚一致的有机玻璃管。
聚甲基丙烯酸甲酯
预聚合的目的：缩短聚合反应的诱导期，利用“凝胶效应”的提前出 现，在灌
模前移出较多的聚合热，保证产品的质量；减少聚合时的体积收缩， 通过预聚合
可以使收缩率小于12%（正常由MMA至PMMA体积收缩率为20%～22%）； 浆液粘度大，可以减少灌模的渗漏损失。
聚甲基丙烯酸甲酯
良的拉伸强度、 弯曲强度和压缩强度；但冲击强度一般，且对缺口敏感较大；表面
硬度一般，易 于划伤，耐磨性较低，抗银纹能力较差。
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯
☆热学性能 聚甲基丙烯酸甲酯的氧指数为17.3，属于易燃塑料，燃烧有花
果臭味；耐热 温度不高，长期使用温度仅为80℃。 ☆电学性能
由于分子中极性较大，其电性能不如聚乙烯好，其介电常数较大； 主要用作 高频率绝缘材料。
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯
三、聚甲基丙烯酸甲酯的结构、性能与用途 ★聚甲基丙烯酸甲酯的结构 聚甲基丙烯酸甲酯是含70%～75%间同立构的线型热塑性高聚
物。因为它不 具有完全的规整结构，而且有庞大的侧基，因此是无定形的。如果
采用配位聚合 也可以得到全同产构或间同立构聚甲基丙烯酸甲酯。
聚甲基丙烯酸甲酯
脱模 聚合后的模子，用模具刀插入缝中微加压力即可脱模，若有困
难可用温水加热有助于脱模。脱模后的片状物经修边、裁剪、检 验、分级后即可包装入库。
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯
△有机玻璃管材的生产 用铝管作模具，先将一端封闭，根据要求厚度灌入预制浆液，
用N2赶出空气，将铝管另一端封闭。沿水平轴向方向将模具以每 分钟200～300转的速度旋转，管外喷啉热水，浆液即均匀分布于 管壁并进一步聚合生成壁厚一致的有机玻璃管。
丙烯酸甲酯的生产课件(PPT31张)
在此主要讨论“丙烯酸与甲醇直接酯化” 的生产工艺
以阳离子交换树脂为催化剂
酯化反应路线
（1）主反应 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： CH2=CHCOOH+CH3OH <==>CH2=CHCOOCH3+H2O 可逆，放热 （2）副反应
CH2=CHCOOH十2CH3OH———> (CH3O)CH2CH2COOCH3+H2O MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯) 2CH2=CHCOOH十CH3OH ———> CH2=CHCOOC2H4COOCH3+H2O D-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／二聚丙烯酸甲酯) CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2O C2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O
预热（水蒸汽）
2、反应工段
维持反应条件技术方案 温度 预热进料 压力 出口阀门 不利用，反应液温 度适合分馏塔进料 温度
单程转化率高， 不进行初分后 循环
反应热利用方案
初步分离方案
3、产物分离方案
分离类型
液液分离 液液分离 液液分离
物料特性
丙烯酸、多聚物 水、甲醇、丙烯酸甲酯 甲醇、甲酯
分离方案
两段氧化反应为强放热反应， 工业上大多采用列管式反应 器，并用适当的传热介质及 时有效的移走反应热。
2、丙烯酸与甲醇酯化反应生成丙烯酸甲酯
工艺流程说明：
丙烯酸和甲醇在反应器中在阳 离子交换树脂作为催化剂的作 用下反应，生成物进入精馏塔 分馏，塔顶产物进入萃取塔萃 取，塔釜物料回反应器反应； 萃取塔塔顶出料进入醇拔头， 塔釜物料则进入醇回收塔回收， 醇回收塔塔顶物料回到反应器 反应，塔釜则作为萃取塔的萃 取水回到萃取塔；醇拔头塔塔 顶物料回到萃取塔重新萃取， 塔釜物料则进入酯精制塔精制， 精制塔塔顶出料则进入成品罐， 塔釜物料回到精馏塔精馏。
丙烯酸甲酯装置—冷态开车(石油化工装置仿真操作课件)
丙烯酸甲酯系统仿真操作
丙烯酸甲酯生产流程叙述
抽余液从T130的顶部排出并进入 到T150。在此塔中，塔顶物流经过 E152用循环水冷却进入到V151，油 水分成两相，水相自流入V140，油 相再经由P151A/B抽出，一路作为 T150塔顶回流，另一路循环回至 T130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P150A/B进入塔提纯
绝对压力
丙烯酸甲酯系统仿真操作
讨论
生产丙烯酸甲酯为什么要采用丙烯 氧化法？
丙烯酸的理化性质包括哪些 内容？
丙烯酸甲酯系统仿真操作
知识点：丙烯酸甲酯准备工作
目 录
contents
丙烯酸甲酯工艺流程介绍 丙烯酸甲酯设备一览表 丙烯酸甲酯准备工作工艺指标 丙烯酸甲酯准备工作仿真操作过程
丙烯酸甲酯系统仿真操作
丙烯酸甲酯系统仿真操作
丙烯酸甲酯生产流程叙述
从R101排出的产品物料送至T110。 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，经过E112冷却进入V111，油 相由P111A/B抽出，一路作为T110 塔顶回流，另一路和P112A/B抽出的 水相一起作为T130 的进料。同时， 从塔底回收未转化的丙烯酸 T110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E114(薄膜蒸发器)分离出丙烯酸， 回收到T110中，重组分送至废水处 理单元重组分储罐。
丙烯酸甲酯系统仿真操作
酯精制
酯精制塔为精馏塔，利用 精馏的原理，将主物流从塔顶 蒸出，塔底部分重组分返回丙 烯酸分馏塔重新回收。
丙烯酸甲酯系统仿真操作
物料符号
简写符号
说明
简写符号
说明
简写符号
《PMMA合成方案》课件
PMMA。聚合反应可以采用本体聚合、悬浮聚合或乳液聚合等方法。不同的聚合方法 对PMMA的性能和用途也有所影响。
后处理与产品包装
总结词
后处理与产品包装是PMMA合成工艺流程 的最后阶段，它涉及到对合成后的PMMA 进行粉碎、干燥、过滤、包装等处理，以确 保产品符合规格要求并具备良好的储存和使 用性能。
乳液聚合法
总结词
环保、高分子量
详细描述
乳液聚合法是一种环保型的PMMA合成方法，通过在乳化剂作用下将MMA等单 体进行乳液聚合，得到PMMA乳液。该方法产品高分子量，且生产过程中不产生 有害物质，符合环保要求。
悬浮聚合法
总结词
产品纯净、工艺复杂
详细描述
悬浮聚合法是将MMA等单体在引发剂和分散剂的作用下进行悬浮聚合，得到PMMA珠粒。该方法产品纯净，适 用于对产品纯度要求高的领域，但工艺较为复杂，生产成本较高。
PMMA合成设备
反应釜
材质要求
反应釜的材质需耐高温、高压和 腐蚀，一般采用不锈钢或搪瓷内
衬。
结构要求
反应釜应具备搅拌装置、进料口、 出料口、温度计和压力表等附件， 以确保物料混合均匀、温度和压力 控制准确。
操作要求
操作反应釜时需严格控制温度、压 力和搅拌速度，确保聚合反应顺利 进行。
管道和泵
01
《PMMA合成方案》PPT课件
• PMMA简介 • PMMA合成方法 • PMMA合成原料 • PMMA合成设备 • PMMA合成工艺流程 • PMMA合成安全与环保 • PMMA合成研究进展与未来展望
01
PMMA简介
PMMA是什么
01
PMMA是一种透明的热塑性塑料 ，也称为聚甲基丙烯酸甲酯。
聚合反应
后处理与产品包装
总结词
后处理与产品包装是PMMA合成工艺流程 的最后阶段，它涉及到对合成后的PMMA 进行粉碎、干燥、过滤、包装等处理，以确 保产品符合规格要求并具备良好的储存和使 用性能。
乳液聚合法
总结词
环保、高分子量
详细描述
乳液聚合法是一种环保型的PMMA合成方法，通过在乳化剂作用下将MMA等单 体进行乳液聚合，得到PMMA乳液。该方法产品高分子量，且生产过程中不产生 有害物质，符合环保要求。
悬浮聚合法
总结词
产品纯净、工艺复杂
详细描述
悬浮聚合法是将MMA等单体在引发剂和分散剂的作用下进行悬浮聚合，得到PMMA珠粒。该方法产品纯净，适 用于对产品纯度要求高的领域，但工艺较为复杂，生产成本较高。
PMMA合成设备
反应釜
材质要求
反应釜的材质需耐高温、高压和 腐蚀，一般采用不锈钢或搪瓷内
衬。
结构要求
反应釜应具备搅拌装置、进料口、 出料口、温度计和压力表等附件， 以确保物料混合均匀、温度和压力 控制准确。
操作要求
操作反应釜时需严格控制温度、压 力和搅拌速度，确保聚合反应顺利 进行。
管道和泵
01
《PMMA合成方案》PPT课件
• PMMA简介 • PMMA合成方法 • PMMA合成原料 • PMMA合成设备 • PMMA合成工艺流程 • PMMA合成安全与环保 • PMMA合成研究进展与未来展望
01
PMMA简介
PMMA是什么
01
PMMA是一种透明的热塑性塑料 ，也称为聚甲基丙烯酸甲酯。
聚合反应
丙烯酸甲酯
反应流程
3、T110的塔顶流出物经E130(醇萃取塔进料冷却器)冷却后被送 往T130(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由P130A/B 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 4、 从T130底部得到的萃取液进到V140,再经P142A/B抽出，经过 E140与醇回收塔底分离出的水换热后进入T140(醇回收塔)。在 此塔中，在顶部回收醇并循环至R101。基本上由水组成的T140 的塔底物料经E140与进料换热后，再经过E144用10℃的冷冻水 冷却后，进入V130，再经泵抽出循环至T130重新用作溶剂(萃取 剂)，同时多余的水作为废水送到废水罐。T140顶部是回收的甲 醇，经E142循环水冷却进入到V141，再经由P141A/B抽出，一 路作为T140塔顶回流，另一路是回收的醇与新鲜的醇合并为反 应进料。
丙烯酸甲酯的生产流程
丙烯酸的生产
以丙烯为原料, 两步氧化生成丙烯酸， 第一步氧化为丙烯醛：
CH2=CH-CH3 + O2 --催化剂--> CH2=CH-CHO + H2O
再氧化成丙烯酸 CH2=CH-CHO +O2-催化剂-> CH2=CH-COOH 再与甲醇相酯化生成丙烯酸甲酯, 酯化产 物经脱水分馏得成品。
Байду номын сангаас应流程
5、 抽余液从T130的顶部排出并进入到T150(醇拔头塔)。在 此塔中，塔顶物流经过E152用循环水冷却进入到V151， 油水分成两相，水相自流入V140，油相再经由P151A/B 抽出，一路作为T150塔顶回流，另一路循环回至T130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P150A/B进入塔提纯。 6、 T150的塔底流出物送往T160(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P160A/B循环回T110继续分馏。塔顶作为 丙烯酸甲酯成品在塔顶馏出经E162A/B冷却进入V161(丙 烯酸产品塔塔顶回流罐)中，由P161A/B抽出，一路作为 T160塔顶回流返回T160塔，另一路出装置至丙烯酸甲酯 成品日罐。
3聚甲基丙烯酸甲酯PMMAPPT课件
本体聚合产物相对分子质量较高，可达10万左右，且杂质少，具有高 度的透明性。通常，本体聚合反应器也就是模具，反应结束后，可获得 与模具形状相同的产品，主要有板、棒、管等。
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2.悬浮聚合
单体
软水 （去离子水）
分散剂 或其溶液
聚合
废水 过滤水洗
干燥 包装
引发剂
成品
悬浮聚合工艺控制较容易，聚合物的相对分子质量较低，可进行注塑、
•
PMMA具有质轻、价廉，易于成型等优点。
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1.光学性能
PMMA最大的特点是具有优异的光学性能，这也是 其俗称“有机玻璃”的由来。
PMMA
折射率 1.49 透光率92%
无机硅酸盐玻璃 折射率 1.5左右 透光率80%
主要是因为它是无定形聚合物，质地均匀，其内部分 子排列方式不会影响进入内部的光线在各个部分通过时 的速度，光线能够以同样的速度前进，不会四面分散， 互相干扰。
将PMMA在Tg以上进行双向拉伸，形成高度有序的取向态结构，可
提高制品的冲击强度、抗应力开裂性能，并能消除银纹，得到定向有
机玻璃产品，其性能有很大的改善，包括拉伸强度、弯曲强度、抗银
纹性、抗裂纹扩展性、模量和断裂伸长率等。
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PMMA的性能
• PMMA是高度透明的无定形热塑性聚合物，相 对密度 (30 ℃／4℃)1.188~1．22。高度通明 性， 透光率90 ％~92％，比无机玻璃还高。折 射率1. 49。机械强度 高、韧性好，拉伸强度 60~75MPa，冲击强度 12~13kJ／m，比无机 玻璃高8~10倍。可拉伸定向， 冲击强度提高 1.5倍。具有优良的耐紫外线和大气老化 性。玻 璃化温度80~100 ℃，分解温度＞200 ℃。使用 温度在40~80℃。耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机 盐、烷烃和油脂。溶于二氯乙烷、氯仿、丙酮、 冰醋 酸、二氧六环、四氢呋喃、醋酸乙酯等，不 溶乙醇、乙醚、石油醚等。电绝缘性良好。
丙烯酸甲酯的生产技术
丙烯酸甲酯的⽣产技术丙烯酸甲酯的⽣产技术任务点01 丙烯酸甲酯⽣产⼯艺路线选择――――⽣产现状、⽣产⽅法分析⽐较（原料来源，催化剂性能，安全、环保分析，经济性分析）；丙烯睛⽔解⼄酸甲酯法原料来源⽯油⽯油安全、环保分析；经济性分析这种⽅法所制的的丙烯酸甲酯的收率系随醇的种类⽽有所不同，使⽤甲醇时，丙烯酸甲酯的收率按丙烯晴计⾼于85%，以甲醇计⾼于75%。
此法在技术上是可⾏的，其发展取决于催化剂和分离⽅法的改进。
缺点⾄于⽤丁醇以上的⾼级醇时，在经济上海存在着问题。
这种⽅法的缺点是副产物⾼于丙烯酸甲酯2倍（重量）以上的副产物，即以硫酸氢铵为主要成分的废酸，⽽处理这种废酸有很多困难。
因为不能将其抛弃，⽽只能⽤于硫酸回收，或⽤来制造硫酸铵。
另⼀缺点是从丙烯晴直接合成⾼级酯类有⼀定的困难。
因此不能⽤这种⽅法来建设⼤规模的⼯⼚。
虽然此法在技术上是可⾏的，但有⼤量未转化的原料必须回收。
总结选择：丙烯氧化法随着丙烯酸酯需要量的增加及丙烯价格的下降，近来很多⼚家都企图⽤价格较低⽽⼜适合于⼤型化的空⽓氧化合成丙烯酸的⽅法来实现⼯业化（流程如图所⽰）。
以丙烯作原料的丙烯酸合成法有以下两种⽅法：⼀种是先将丙烯氧化成丙烯醛，再由丙烯醛氧化成丙烯酸的⼆步法，另⼀种是丙烯酸⼀步空⽓氧化直接合成丙烯酸的⼀步法。
第⼀种⽅法中，在丙烯酸氧化上⼜可分为⽓相法和液相法，可是从收率及连续化难易⽅⾯考虑，⼏乎都愿意采⽤⽓相接触氧化。
⾄于⼀步法中除了丙烯酸以外，实际上也同时产⽣丙烯醛，因此很难将⼀步法和⼆步法的第⼀步反应加以明确区分。
⼆步法的第⼀步反应是合成丙烯醛，其中以壳牌开发公司所采⽤的⽅法最早引起⼯业上的注意，这种⽅法以Cu2O作催化剂，反应系统中氧⽓浓度保证很低，转化率低到1％左右。
此后，酿酒(Distillers)公司发明了Se—CUO催化剂，曾当作丙烯晴新和成的第⼀步反应催化剂⽽引起注意。
以后⾃标准油公司（俄亥俄）［The Standard Oil(Ohio)］发表Mo—Bi系催化剂以来，接着出现了很多⾼转化率及⾼收率第⼆步反应与第⼀步反应相⽐，可以在稍低的温度下进⾏氧化，即在350～400℃和接近于常压条件下进⾏。
丙烯酸甲酯的生产
丙烯酸甲酯的生产简介丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于涂料、胶粘剂、塑料和纺织品等领域。
本文将介绍丙烯酸甲酯的生产过程及相关技术。
原料丙烯酸甲酯的生产主要以甲醇和丙烯酸为原料。
甲醇是从天然气、煤炭或石油等原料制取，而丙烯酸则通常是通过丙烯的氧化得到。
其他辅助原料包括催化剂、溶剂等。
生产过程丙烯酸甲酯的生产过程主要包括以下几个步骤：1. 催化剂的制备在丙烯酸甲酯的生产过程中，常采用碱催化剂或酸催化剂。
对于碱催化剂法，常用的催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾；而酸催化剂法则使用硫酸或磷酸。
2. 酯化反应将甲醇和丙烯酸按一定比例加入反应釜中，加入催化剂后进行酯化反应。
反应温度一般在50-100摄氏度之间，同时要加入惰性气体作为保护气体。
3. 脱水反应酯化反应结束后，需要进行脱水反应以去除其中的水分。
常用的方法是通过加热反应体系，使其中的水分蒸发。
4. 分离与纯化在完成脱水反应后，需要将产物进行分离与纯化。
通常采用蒸馏、结晶等方法进行分离，以得到纯度较高的丙烯酸甲酯。
5. 精制在分离与纯化后，丙烯酸甲酯可以进行进一步的精制处理，以达到所需的质量标准。
生产技术丙烯酸甲酯的生产技术通常采用酯交换法、醇酸反应法和直接酯化法。
酯交换法酯交换法是利用醇与酯之间的反应，通过加入较长碳链的酯来缓解酯化反应的平衡。
该方法生产的丙烯酸甲酯纯度较高，但对原料的要求较高。
醇酸反应法醇酸反应法是利用醇与酸之间的酯化反应，通过逐渐加入丙烯酸和甲醇来控制反应的平衡。
该方法生产的丙烯酸甲酯对原料的要求相对较低，但纯度较酯交换法稍低。
直接酯化法直接酯化法是将甲醇和丙烯酸直接进行酯化反应，无需引入辅助酯或逐渐加入原料。
该方法生产的丙烯酸甲酯纯度较低，但生产工艺相对简单。
总结丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料，其生产过程需要催化剂、甲醇和丙烯酸等原料进行酯化反应、脱水反应、分离纯化和精制处理。
常用的生产技术包括酯交换法、醇酸反应法和直接酯化法。
聚甲基丙烯酸甲酯的制备.PPT课件
聚甲基丙烯酸甲酯的制备pmma034099班任庆鑫简介pmma是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛
聚甲基丙烯酸甲酯的制备 ——
(PMMA)
034099班 任庆鑫
简介
• PMMA是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙 烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚 甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号 为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质 最优异的。
• 甲基丙烯酸甲酯（MMA）可选用悬浮聚合，乳液聚合甚 至溶液聚合，但间歇本体聚合却是制备板，管，棒和其他 型材的主要方法。
合成原理
过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，甲基丙烯酸甲酯进 行自பைடு நூலகம்基聚合。本体聚合的具体过程是： （1）引发剂的分解：
（2）链引发：
（3）链增长： （4）链终止：
A 偶合终止 B 歧化终止
谢谢观赏
2019/10/20
9
2019/10/20
10
4.分离：蒸馏蒸发
5.高温后处理：转化率达到90%后，进一步升温至PMMA 玻璃化温度以上如100-120°，进行高温热处理，使残余 单体充分聚合。这样由本体聚合制成的有机玻璃分子量可
达106。
应用
聚甲基丙烯酸甲酯作为性能优异的透明材料广泛应用在以 下各方面： 1．灯具、照明器材，例如各种家用灯具、荧光灯罩、汽车 尾灯、信号灯、路标。 2． 光学玻璃，例如制造各种透镜、反射镜、棱镜、电视 机荧屏、菲涅耳透镜、相机透光镜片。 3．制备各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘。 4．制备光导纤维。 5．商品广告橱窗、广告牌。 6．飞机座舱玻璃、飞机和汽车的防弹玻璃（需带有中间夹 层材料）。 7．各种医用、军用、建筑用玻璃。
聚甲基丙烯酸甲酯的制备 ——
(PMMA)
034099班 任庆鑫
简介
• PMMA是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙 烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚 甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号 为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质 最优异的。
• 甲基丙烯酸甲酯（MMA）可选用悬浮聚合，乳液聚合甚 至溶液聚合，但间歇本体聚合却是制备板，管，棒和其他 型材的主要方法。
合成原理
过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，甲基丙烯酸甲酯进 行自பைடு நூலகம்基聚合。本体聚合的具体过程是： （1）引发剂的分解：
（2）链引发：
（3）链增长： （4）链终止：
A 偶合终止 B 歧化终止
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4.分离：蒸馏蒸发
5.高温后处理：转化率达到90%后，进一步升温至PMMA 玻璃化温度以上如100-120°，进行高温热处理，使残余 单体充分聚合。这样由本体聚合制成的有机玻璃分子量可
达106。
应用
聚甲基丙烯酸甲酯作为性能优异的透明材料广泛应用在以 下各方面： 1．灯具、照明器材，例如各种家用灯具、荧光灯罩、汽车 尾灯、信号灯、路标。 2． 光学玻璃，例如制造各种透镜、反射镜、棱镜、电视 机荧屏、菲涅耳透镜、相机透光镜片。 3．制备各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘。 4．制备光导纤维。 5．商品广告橱窗、广告牌。 6．飞机座舱玻璃、飞机和汽车的防弹玻璃（需带有中间夹 层材料）。 7．各种医用、军用、建筑用玻璃。
丙烯酸甲酯生产工艺路线
另一种催化体系P-Mo-V系杂多酸,并加入 过渡金属和碱金属,提高二段氧化催化剂的氧 化-还原能力和耐热性能。MAL氧化反应条件 及催化剂性能如下：原料气组成：MAL：2%～ 5%(mol)；水蒸汽10%～40%(mo1)；O2/MAL摩 尔比2～4。反应温度：270～350℃；接触时 间：2～6s。性能水平：MAL转化率70%～90%； MAA选择性80%～85%。
异丁烯两段气相氧化分别采用不同的催化体系。 一段催化体系是以Mo-W-Bi为主体,添加Fe、Co 等过渡金属,并加入碱金属或碱土金属进行改性, 组成含多种元素的复合氧化物催化体系。该催 化体系反应活性高,选择性好,使用寿命长达3年。 使用该催化剂的反应条件及性能如下：原料气 组成：异丁烯4%～8%(mol)，水蒸汽5%～ 40%(mol)，O2/异丁烯摩尔比2～4。反应温度： 300～400℃，接触时间：1～5s。性能水平：异 丁烯转化率>95%；(MAA+MAL)单程收率价 廉、无毒、 污染较小。 该法可充分 利用石油裂 解的C4资源， 不用剧毒的 氢氰酸，也 不用大量的 硫酸。
石油
该工艺的主 要优点在于 产生的氢氰 酸副产物可 作为制取ACH 的原料循环， 并且不产生 硫酸铵副产 物。
石油
壳牌公司近 年开发了一 种丙炔碳基 化合成MMA的 新工艺，并 已实现了工 业化。据称 该法比目前 正在生产的 或者正在开 发中的任何 工艺都简易， 且成本低。
任务点01
丙烯酸甲酯生产工艺路线选择 ――――生产现状、生产方法分析 比较（原料来源，催化剂性能，安 全、环保分析，经济性分析）
丙酮氰醇法
异丁烯法
乙烯法
丙炔碳基化 法
原料来源
安全、环保 分析；经济 性分析
丙烯酸甲酯的生产第四组.课件
优点
催化效率高，价 廉易得
催化效率高， 技术成熟，污 染小，腐蚀 小。，可重复 利用；易于连 续生产。
催化活性高、不污染 环境、对设备无腐蚀、 易分离及再生处理简 单
缺点
设备腐蚀严重， 催化剂相对贵。 暂无工业成熟案例。 副反应多污染大。 路线长。小吨位 间歇生产。
选择结论：磺酸型离子交换树脂连续生产工艺
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目前工业上基本都采用丙烯两步氧化法生产丙烯酸，再和醇 酯化生产相应的酯。丙烯两步氧化法技术在新(扩)建的工业生产 装置中约占95%，可谓一枝独秀。
现拥有丙烯两步氧化法技术的主要有日本触媒化学、日本三 菱化学(MCC)、德国巴斯夫(BASF)和sohio公司。
两步法反应条件:丙烯首先在0.IMPa，310一480℃下氧 化生成丙烯醛，后者在300一400℃下继续氧化生成丙烯酸。 该法丙烯酸收率一般在80%以上。
热力学 无
动力学分析 酯化反应如不用催化剂，反应进行得很慢，需要几百小 时才能完成，加入硫酸做催化剂可以大大降低反应活化能，使反应 在几小时即可完成。
5 加阻聚剂与不加阻聚剂
在整个系统加入对苯二酚单甲醚作阻聚剂，约总投料量的 0.1%，以使反应顺利进行，提高产率。 如若不加，甲酯易聚合使产量降低。
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项目涉及危险化学品特性一览表
序 号
危险物 质名称
熔点 （℃）
沸点 （℃）
闪点 （℃）
爆炸 极限 (V％)
引燃温 度（℃）
饱和蒸 气压 （KPa）
相对密度 (水=1)
相对密度 (空气=1)
外观与 性状
01 甲醇
-97.8℃ 64.7 11
636.5
464
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分离类型
液液分离 液液分离 液液分离 液液分离
物料特性
丙烯酸、多聚物 水、甲醇、丙烯酸甲酯
甲醇、甲酯 水、甲醇
分离方案
蒸发 萃取 精馏 精馏
五、生产中故障分析及应对措施
故障类型 反应器温度超温
反应器温度下降 反应器压力上升 萃取塔温度超温
原因分析判断
进料阀卡 进料温度高 压力高 进料温度低 进料量大 进料量小 进料温度的压力 反应器顶部排气阀开度。 3、进料配比 通过各自控制新鲜醇和酸的进料量，以及醇和酸的循环量； 同时控制其比值，保证各自进料总量和比值在正常范围内。 4 、停留时间 通过生产要求的酯化率控制停留时间，60%-70%。
四、丙烯酸甲酯生产工艺流程组织
1、原料及预处理工段
储存 输送 计量
项目涉及危险化学品特性一览表
序号
危险物质 名称
熔点 （℃）
01 甲醇
-97.8℃
02 丙烯酸 14
在此主要讨论“丙烯酸与甲醇直接酯化” 的生产工艺
以阳离子交换树脂为催化剂
酯化反应路线
（1）主反应 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：
CH2=CHCOOH+CH3OH <==>CH2=CHCOOCH3+H2O 可逆，放热
（2）副反应
CH2=CHCOOH十2CH3OH———> (CH3O)CH2CH2COOCH3+H2O MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯)
正常停车
停止供给原料 停分馏塔系统 醇拔头塔和酯提纯塔停车 醇萃取塔和醇回收塔停车 分馏塔、醇回收塔、醇拔头塔、酯提纯塔系统
打破真空
三、丙烯酸甲酯生产操作要点
生产操作要点
酯化反应器的操作是丙烯酸甲酯生产的核心，不仅关系到产品的产量、 质量、消耗，还关系到催化剂和设备的使用寿命，甚至整个车间的经济效益。 因此，一切操作条件都要维护酯化反应器的生产条件。影响酯化反应的各种 因素有温度、进料配比、停留时间等。那么这些因素如何才能达到最佳状态？ 正常生产时应该如何控制和维护这些条件呢？
选择理由：
随着丙烯酸酯需要量的增加及丙烯价格的下降，近来很 多厂家都用价格低又适合于大型化的空气氧化合成丙烯 酸的方法来实现工业化。
反应易于控制
主要生产步骤： 丙烯两步氧化生成丙烯酸 丙烯酸与甲醇酯化反应生成丙烯酸甲酯
1、丙烯两步氧化生成丙烯酸
两步法反应条件:丙烯首先在 0.IMPa，310-480℃下氧化生成丙 烯醛，后者在300-400℃下继续氧 化生成丙烯酸。该法丙烯酸收率 一般在80%以上。
准备工作
1、启动真空系统
通过压力控制阀将分馏塔、醇回收塔、醇拔头塔、酯提纯塔抽真 空。
开阀向分馏塔、醇回收塔、醇拔头塔、酯提纯塔及薄膜蒸发器投 用阻聚剂空气。
2、酯提纯塔脱水
开阀向1内引丙烯酸甲酯，待其有一定液位后，开泵将其送至酯提 纯塔，待酯提纯塔达一定液位后，关调节阀，关丙烯酸甲酯进料 阀。
两段氧化反应为强放热反应， 工业上大多采用列管式反应 器，并用适当的传热介质及 时有效的移走反应热。
2、丙烯酸与甲醇酯化反应生成丙烯酸甲酯
工艺流程说明：
丙烯酸和甲醇在反应器中在阳 离子交换树脂作为催化剂的作 用下反应，生成物进入精馏塔 分馏，塔顶产物进入萃取塔萃 取，塔釜物料回反应器反应； 萃取塔塔顶出料进入醇拔头， 塔釜物料则进入醇回收塔回收， 醇回收塔塔顶物料回到反应器 反应，塔釜则作为萃取塔的萃 取水回到萃取塔；醇拔头塔塔 顶物料回到萃取塔重新萃取， 塔釜物料则进入酯精制塔精制， 精制塔塔顶出料则进入成品罐， 塔釜物料回到精馏塔精馏。
温度控制 反应器的压力 进料配比 停留时间
1 、温度控制
影响因素 预热器的加热功率 新鲜原料进料量 循环酸流量 循环醇流量 反应器的压力
控制方案 开度 开度 分馏塔塔底回流量 醇回收塔的回流量 反应器顶部排气阀开度
当温度波动较小时可以调节以上各影响因素的阀门开度。
当温度波动较大时可以调节以上各影响因素的阀门开度，或是换旁路阀、 备用泵等备用装置。
目录
➢ 丙烯酸甲酯生产工艺路线说明 ➢ 丙烯酸甲酯生产操作规程 ➢ 丙烯酸甲酯生产操作要点 ➢ 丙烯酸甲酯生产工艺流程组织 ➢ 丙烯酸甲酯生产中可能的故障分析及应对措施 ➢ 丙烯酸甲酯生产中的安全、环保、节能措施
一、丙烯酸甲酯生产工艺路线选择
选择丙烯直接氧化法 以丙烯为原料, 两步氧化生成丙烯酸（第一步 氧化为丙烯醛, 再氧化成丙烯酸），再与甲醇 相酯化生成丙烯酸甲酯, 酯化产物经脱水分馏 得成品。
处理措施
换旁路阀 调小加热功率 调大排气阀 调大预热器功率
调小进料阀 调大进料阀 调小预热器功率 调大冷冻盐水量 调大进料换热器冷 却水量
六、 丙烯酸甲酯生产中安全、环保、节能措施
从物料MSDS数据，分析生产中可能存在的燃烧爆炸、中毒危险，从而提 出相应工艺措施；从工艺角度提出可能解决环保的措施；从系统热平衡分 析提出能量回收利用措施；
3、醇萃取塔、醇回收塔建立水循环
开阀门向4内引水，待其到一定液位后，用泵将水送 至醇萃取塔。使其中的水注满。
注满水后向6内注水，待达到一定液位后，向醇回收 塔注水。
投用蒸汽和冷却水
正常操作
1、酯化反应器引粗液，并循环升温 控制反应器入口温度为75℃ 2、启动分馏塔系统 3、反应器进原料 4、醇萃取塔、醇回收塔进料 5、启动醇拔头塔 6、启动酯提纯塔 7、处理粗液、提负荷
预处理
丙烯酸 （新）
储罐
泵
流量自控
丙烯酸 （回收）
设备
泵
流量自控
甲醇
储罐 泵
流量自控
预热（水蒸汽）
甲醇 （回收）
设备
泵
流量自控
2、反应工段
维持反应条件技术方案
温度
压力
预热进料 出口阀门
反应热利用方案
初步分离方案
不利用，反应液温 度适合分馏塔进料 温度
单程转化率高， 不进行初分后 循环
3、产物分离方案
2CH2=CHCOOH十CH3OH ———> CH2=CHCOOC2H4COOCH3+H2O D-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／二聚丙烯酸甲酯)
CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2O
C2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O
2
1
5
3
4
6
二、丙烯酸甲酯生产操作规程
准备工作 正常操作 正常停车