丙烯酸甲酯的生产技术
丙烯酸甲酯工艺说明
![丙烯酸甲酯工艺说明](https://img.taocdn.com/s3/m/a12c88672b160b4e767fcf98.png)
15000吨/年丙烯酸甲酯生产工艺第一章生产原理及工艺特点在该单元中丙烯酸与甲醇反应,生成丙烯酸甲酯,磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。
1.1 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:CH2=CHCOOH+CH3OH <==>CH2=CHCOOCH3+H2O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。
1.2 丙烯酸与甲醇的酯化反应(1)酯化反应器的主反应酯化反应器的主反应的化学方程式如下:H+(IER)*CH2=CHCOOH+CH3OH <==> CH2=CHCOOCH3+H2OAA MEOH MA*IER指离子交换树脂(2)酯化反应器的副反应CH2=CHCOOH十2CH3OH———> (CH3O)CH2CH2COOCH3+H2OMPM:(3-甲氧基丙酸甲酯)H+(IER)*2CH2=CHCOOH十CH3OH ———> CH2=CHCOOC2H4COOCH3+H2OD-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯/二聚丙烯酸甲酯)H+(1ER)CH2=CHCOOH+CH3OH———>HOC2H4COOCH3HOPM(3-羟基丙酸甲酯) H+(1ER)CH2=CHCOOH+CH3OH ——>CH3OC2H4COOHMPA(3-甲氧基丙酸) H+(1ER)2CH2=CHCOOH———>CH2=CHCOOC2H4COOHD-AA(3·丙烯酰氧基丙酸/二聚丙烯酸) 其他副产物是由于原料中的杂质的反应而形成的。
典型的丙烯酸中的杂质的反应如下:CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2OC2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O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。
丙烯酸甲酯的制备
![丙烯酸甲酯的制备](https://img.taocdn.com/s3/m/cf825ff95ebfc77da26925c52cc58bd6318693fa.png)
丙烯酸甲酯的制备丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于塑料、涂料、纺织、医药等行业。
它的制备方法有多种,下面将介绍其中两种常用的制备方法。
第一种方法是通过甲醇和丙烯酸的酯化反应制备丙烯酸甲酯。
具体步骤如下:1. 准备反应设备:将反应釜和冷凝器连接好,同时设置好温度控制和搅拌装置。
2. 加入催化剂:向反应釜中加入适量的酸催化剂,常用的有硫酸、磷酸等。
3. 加入原料:将甲醇和丙烯酸按一定的摩尔比例加入反应釜中。
4. 开始反应:加热反应釜,同时开始搅拌,使反应均匀进行。
5. 控制温度:在适当的温度下进行反应,一般在50-80摄氏度之间。
6. 反应时间:根据反应条件的不同,反应时间一般为2-6小时。
7. 冷却:冷却后,收集生成的丙烯酸甲酯。
第二种方法是通过乙烯和甲醇的氧化反应制备丙烯酸甲酯。
具体步骤如下:1. 准备反应设备:将反应釜和冷凝器连接好,同时设置好温度控制和搅拌装置。
2. 加入催化剂:向反应釜中加入适量的氧化剂催化剂,常用的有过氧化氢、过氧化钙等。
3. 加入原料:将乙烯和甲醇按一定的摩尔比例加入反应釜中。
4. 开始反应:加热反应釜,同时开始搅拌,使反应均匀进行。
5. 控制温度:在适当的温度下进行反应,一般在100-150摄氏度之间。
6. 反应时间:根据反应条件的不同,反应时间一般为2-8小时。
7. 冷却:冷却后,收集生成的丙烯酸甲酯。
无论是通过甲醇和丙烯酸的酯化反应还是通过乙烯和甲醇的氧化反应,制备丙烯酸甲酯的关键是选择合适的催化剂、控制适当的温度和反应时间。
此外,反应设备的选择和操作技术也对反应结果有一定的影响。
丙烯酸甲酯的制备方法多样,可以根据实际需要选择合适的方法。
不同的制备方法在反应条件、催化剂选择、反应时间等方面存在差异,需要根据具体情况进行选择。
同时,对于工业生产来说,还需要考虑成本、产量和环境影响等因素。
丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料,其制备方法有多种。
无论是通过甲醇和丙烯酸的酯化反应还是通过乙烯和甲醇的氧化反应,制备丙烯酸甲酯的关键是选择合适的催化剂、控制适当的温度和反应时间。
丙烯酸甲酯的生产
![丙烯酸甲酯的生产](https://img.taocdn.com/s3/m/33697bff0242a8956bece44e.png)
丙烯酸甲酯的生产生产工艺路线的选择:氰乙醇法和烯酮法由于效率低、消耗大,已被淘汰。
丙烯腈水解法只限于生产。
生产高级酯时,尚需进一步采用酯交换法。
改良法在煤化工发展时期曾一度占统治地位。
至今仍有一些企业还在采用丙烯腈水解法及乙炔法,但近年来世界上新建装置均趋向采用工艺先进、成本低、效益高的丙烯氧化法。
所以我们选取的是丙烯氧化法。
丙烯主要来源于石油。
丙烯通过两步氧化后变成丙烯酸,二步法的第一步反应是合成丙烯醛,(第一步反应是在固定床反应器中发生反应,第二步是在流化床反应器中进行反应。
)其O作催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Si2化剂,反应系统中氧气浓度保持很低,转化率低到1%左右。
丙烯氧化反应单元是将丙烯气体、空气(主要是空气中的氧气)、与水蒸气按一定比例混合后,通过触媒固定床反应器,在一定温度下进行气相氧化。
混合气体的丙烯首先经过反应器下部触媒氧化成丙烯醛,然后再经过反应器上部触媒进一步氧化成丙烯酸,反应气体中的丙烯酸、醋酸等生成物,经丙烯酸收塔收后,得到70%左右的AA水溶液,再经汽提塔脱去轻组份后,送往AA分离精制元,丙烯酸吸收塔塔顶气体,一部分作为反应器的循环气使用,另一部分作为废气往催化焚烧单元,焚烧后的气体排人大气。
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℃和接近与常压条件下进行。
催化剂以SiO2为载体, 在其上负载碱金属Cs和Sb2O5作为活性组分制备出Cs _Sb2O5/SiO2型固体碱催化剂, 经扫描电镜分析能谱分析( SEM /EDS)负载量Sb质量分数为10. 06%, Cs质量分数8.84%。
当醋酸甲酯与甲醛的摩尔比为3:1, 空速在4—5 h- 1, 反应温度在390℃时合成效果较好, 丙烯酸甲酯的收率可达47. 6%。
制得的型Cs _Sb2O5/S iO2,固体碱催化剂碱强度范围为: 33≦H- < 41。
丙烯酸甲酯工艺流程
![丙烯酸甲酯工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/d93d1e09b207e87101f69e3143323968011cf438.png)
丙烯酸甲酯工艺流程
《丙烯酸甲酯工艺流程》
丙烯酸甲酯是一种重要的有机化学品,广泛应用于涂料、胶粘剂、树脂等领域。
其生产工艺流程一般包括原料准备、酯化反应、醇解反应和精馏分离等步骤。
首先,原料准备阶段需要准备丙烯酸和甲醇。
丙烯酸通常是通过催化加氢制得,而甲醇则是一种常见的工业化学品。
这两种原料的质量和纯度会直接影响到后续的酯化反应和产品质量。
酯化反应是生产丙烯酸甲酯的关键步骤。
在反应釜中,将丙烯酸和甲醇与催化剂一起加入,并加热搅拌。
在适当的温度和压力条件下,反应会发生,生成丙烯酸甲酯和水。
这是一个可逆反应,需要通过控制反应条件来提高产率和纯度。
接下来是醇解反应,用来去除生成的水。
醇解反应即将产生的丙烯酸甲酯与过量的甲醇反应,生成丙烯酸甲酯和水。
这一步主要是为了提高产品的纯度,去除杂质的水分。
最后是精馏分离过程。
将反应产物送入精馏塔中,通过加热蒸发,再凝结,将目标产品从杂质中分离出来。
这一步骤将进一步提高产品的纯度和成品率。
通过以上工艺流程,我们可以得到高纯度的丙烯酸甲酯产品。
当然,在工业生产中,还需要考虑能源消耗、废物处理和安全生产等问题,以确保全过程生产的高效、经济和安全。
丙烯酸甲酯的绿色合成工艺
![丙烯酸甲酯的绿色合成工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/e51f78dc846a561252d380eb6294dd88d0d23d3f.png)
丙烯酸甲酯的绿色合成工艺
丙烯酸甲酯是一种广泛应用于合成树脂、涂料、胶粘剂等领域的重要化工原料。
绿色合成工艺通常旨在减少对环境的不良影响,提高产物的选择性和产率,同时降低原料和能源的消耗。
以下是一种可能的丙烯酸甲酯绿色合成工艺的示例:
原料:
1.甲醇
2.丙烯酸
3.催化剂(如离子液体催化剂或金属有机框架催化剂)
步骤:
1.预处理催化剂:将催化剂与适当的溶剂或载体进行预处理,以提
高其催化活性和选择性。
2.反应体系配置:将甲醇和丙烯酸按照一定的比例加入反应釜中。
可以选择加入部分溶剂或离子液体来提高反应的效果。
3.催化剂引入:将预处理后的催化剂加入反应釜中,并进行充分搅
拌和混合,以确保催化剂均匀分散。
4.反应控制:调节反应温度、压力和时间,以实现理想的反应速率
和产物选择性。
较低的温度和压力有助于减少副反应的发生。
5.分离和纯化:完成反应后,通过适当的分离技术(如蒸馏、萃取
等)将丙烯酸甲酯从反应混合物中分离出来。
6.废物处理:对产生的废物和副产物进行妥善处理,遵循环境保护
和安全规范。
值得注意的是,具体的绿色合成工艺可能因工艺条件、催化剂选择和反应体系的不同而有所差异。
上述步骤仅提供了一种示例,并不能代表所有可能的丙烯酸甲酯绿色合成工艺的全部内容。
在实际应用中,还需要进行更详细的研究和优化以满足具体需求和要求。
丙烯酸甲酯的生产技术
![丙烯酸甲酯的生产技术](https://img.taocdn.com/s3/m/28b2c6a564ce0508763231126edb6f1aff00718f.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/0147b91b76232f60ddccda38376baf1ffc4fe329.png)
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。
丙烯酸甲酯生产厂家
![丙烯酸甲酯生产厂家](https://img.taocdn.com/s3/m/af3bf3114a73f242336c1eb91a37f111f1850dd1.png)
丙烯酸甲酯生产厂家丙烯酸甲酯是一种重要的有机化合物,它是工业生产中广泛使用的一种原料。
主要用于制造丙烯酸树脂、塑料、合成橡胶、表面涂料、防腐剂、粘合剂、药物等。
在广大的化工生产领域中,丙烯酸甲酯生产厂家的地位和作用不言而喻。
丙烯酸甲酯(C4H6O2)有一种酸酯结构,化学性质稳定,易溶于有机溶剂和水,是一种透明、无色的液体。
根据化学原理,丙烯酸甲酯可以通过合成反应来生产。
该反应的基本原理是乙烯与正丙醇在存在催化剂的情况下进行加成反应,生成丙烯酸甲酯。
而生产丙烯酸甲酯的方法主要有以下几种:一、乙烯法生产丙烯酸甲酯乙烯法的丙烯酸甲酯生产过程中,首先要用酸液或气相氢氧化钾对乙烯进行硫酸酯化或氢氧化反应,然后用浓磷酸作催化剂来进行甲醇的环氧化反应,最后将丙烯酸环氧化成丙烯酸甲酯。
二、异丙醇法生产丙烯酸甲酯异丙醇法的丙烯酸甲酯生产过程中,首先要将甲醋酸与异丙醇一起进行酯化反应,生成丙烯酸异丙酯,然后将丙烯酸异丙酯进行水解,再在催化剂的作用下裂解成为丙烯酸甲酯。
三、甲醇法生产丙烯酸甲酯甲醇法的丙烯酸甲酯生产过程中,主要是通过在催化剂的作用下,将丙烯酸与甲醇进行酯化反应,产生丙烯酸甲酯。
以上三种生产丙烯酸甲酯的方法,都是经过严格的反应条件、多次催化反应、分离回收等流程,经过专业的设备、技术和管理而得到的高品质丙烯酸甲酯。
而针对丙烯酸甲酯的生产厂家,更应该注重生产过程中的品质控制和环保保证。
在生产丙烯酸甲酯的过程中,应该注重生产设备的维护和清洗,保持反应体系的干净和完好,确保反应体系的稳定性和生产质量的一致性。
同时,对于生产过程中产生的废水、废气等污染物应该做到合法排放,并对污染物的浓度和排放量进行有效监管,保护环境。
作为一家专业的丙烯酸甲酯生产厂家,必须严格遵守有关法律法规和生产标准,建立健全的质量体系和安全生产体系,严控品质,确保生产的产品是符合国家标准和客户要求的。
建立良好的售后服务,及时为用户解决问题,是生产厂家的基本职责。
丙烯酸甲酯工艺流程
![丙烯酸甲酯工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/738315ebd0f34693daef5ef7ba0d4a7302766cff.png)
丙烯酸甲酯工艺流程
丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工产品,广泛应用于涂料、塑料、纺织、油墨等行业。
下面是丙烯酸甲酯的工艺流程:
1. 原料准备:丙烯、甲醇和催化剂是生产丙烯酸甲酯的主要原料。
甲醇和丙烯按一定比例混合,并根据需要加入催化剂,通常使用碱式催化剂如氢氧化钠或氢氧化钾。
2. 放热控制:将原料混合物引入反应釜中,在恒定的温度和压力下进行反应。
由于丙烯与甲醇反应会放出大量的热量,因此需要控制反应温度,以避免发生副反应或爆炸。
3. 反应过程:反应釜中的原料混合物在催化剂作用下发生酯化反应。
丙烯与甲醇反应生成丙烯酸甲酯,同时产生水。
4. 中和和分离:反应结束后,用盐酸或硫酸对产生的丙烯酸甲酯进行中和。
酯化反应产生的水和中和反应产生的盐酸或硫酸被分离出来,以便进行下一步的处理。
5. 精馏:将中和后的混合物进行精馏,分离出纯净的丙烯酸甲酯。
6. 脱水和脱盐:在精馏后的丙烯酸甲酯中,还有少量的水和盐酸或硫酸残留。
通过脱水剂和脱盐剂的处理,去除其中的水分和杂质,以提高产品的纯度。
7. 产品储存和包装:脱水和脱盐后的丙烯酸甲酯可以储存和包
装,待送入市场使用。
以上是丙烯酸甲酯的工艺流程。
要注意的是,在整个过程中需要严格控制温度、压力和反应时间,以确保产品的质量和产量。
此外,废水和废气的处理也是工艺流程中的重要环节,确保生产过程的环保性和安全性。
丙烯酸生产工艺
![丙烯酸生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/96a4e0497dd184254b35eefdc8d376eeaeaa17aa.png)
温度控制 反应器的压力 进料配比 停留时间
19
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。
9
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
10
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)
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。
8
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。
危险特性
安全对策
甲醇
11
丙烯酸
丙烯酸甲酯的生产工艺流程报告总结
![丙烯酸甲酯的生产工艺流程报告总结](https://img.taocdn.com/s3/m/03cc244fa200a6c30c22590102020740be1ecda6.png)
丙烯酸甲酯的生产工艺流程报告总结下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!一、概述丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料,广泛用于涂料、塑料、纺织品等多个领域。
丙烯酸甲酯制备技术
![丙烯酸甲酯制备技术](https://img.taocdn.com/s3/m/bcc95221854769eae009581b6bd97f192279bf19.png)
第49卷第10期 张立君,等:高镍三元正极片放置后残碱含量变化研究 2229分质量分数相近,很难以此判定是否影响电池容量保持率变化。
由表1可知,电池的循环性能随着碳酸锂质量分数的增加,循环百周容量保持率显著降低,当正极材料的碳酸锂质量分数高于0.46%时,电池因产气过多在循环几周之后鼓包报废,说明正极片的碳酸锂质量分数直接影响电池的循环性能。
表1 正极材料碳酸锂质量分数与电池样品循环百周后容量保持率Table 1 Li2CO3 content of cathode material and capacityretention rate after 100 cycles电池样品 碳酸锂质量分数/% 循环百周后容量保持率/ % M 0.379 99.9460 3A-1 0.422 99.19A-2 0.441 98.256A-3 0.469 95.247B-1 0.429 98.729B-2 0.448 96.598B-3 0.503 鼓包C-1 0.436 97.515C-2 0.477 鼓包C-3 0.522 鼓包3 结 论通过把正极片在湿度环境下放置,研究正极片水分和残碱量与电池循环保持率的关系。
结果表明:通过处理后的正极片水分测试,难以判定正极片是否已经变性,进而很难以此判断制作的电池优劣。
通过测量正极片的碳酸锂质量分数,可以判定正极片是否可以继续使用,在电池生产中可以起到指导作用。
参考文献:[1]白耀宗,王令,苏相樵,等.锂离子电池隔膜材料标准解读[J].储能科学与技术,2018,7(4):750-757. [2]岳鹏,张学全,陈彦彬.锂离子电池用层状高镍正极材料的研究进展[J].广东化工,2016,43(15):117-118.[3]陈作王,许岚,陈旭.水洗工艺对正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2性能的影响[J].化工新型材料,2018,46(S1):58-61.[4]刘林. LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2三元正极材料表面残锂和pH值的后处理控制研究[J].功能材料,2017(9):175-179.[5]李想,葛武杰,王昊,等.高镍系三元层状氧化物正极材料容量衰减机理的研究进展[J].无机材料学报,2017(2):113-121.[6]刘大亮,孙国平,刘亚飞,等.高镍三元正极材料后处理降碱工艺[J]. 电池,2018(1):41-44.[7]Chen H L, LU S,GONG F L, et al. Stepwise Splitting Growth and Pseudo-capacitive Properties of Hierarchical Three-Dimensional Co3O4 Nanobooks[J]. Nanomaterials, 2017, 7(4):81.[8]应皆荣,高剑,姜长印,等. 锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的制备及性能研究[J].无机材料学报,2006,21(5):1097-1102. [9]肖劲,曾雷英,彭忠东,等.锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2的循环性能[J].中国有色金属学报, 2006,16(8):1439-1444. [10]高原,顾大明,史鹏飞.锂离子电池正极材料LiNiO2的研究进展[J].电池,2005(6):64-66.[11]南宁,周春生,侯新刚,等.锂离子电池正极材料LiCoPO4的改性研究[J].当代化工,2017,46(12):2400-2402.[12]闫晓霞.高镍系正极材料LiNi1-x M x O2(M=Co,Mn,Al,x≤0.4)储存性能的研究进展[J].当代化工,2018,47(1):109-112. [13]陈立泉.锂离子电池正极材料的研究进展[J].电池,2002,32(s1):32-35.[14]刘汉三,杨勇,张忠如,等.锂离子电池正极材料锂镍氧化物研究新进展[J]. 电化学,2001,7(2):145-154.[15]王兆翔,陈立泉,黄学杰.锂离子电池正极材料的结构设计与改性[J]. 化学进展,2011,23(2):284-301.[16]于锋,张敬杰,王昌胤,等.锂离子电池正极材料的晶体结构及电化学性能[J].化学进展,2010,22(1):9-18.[17]张玉春,韩停战,王坚. 中华人民共和国国家标准化工产品中水分含量的测定——卡尔·费休法(通用方法) GB 6283-86[J]. 化工标准化与质量监督,1986(3):29-40.[18]徐永士,肖强,熊冉,等.•卡尔费休法测定火药中水分含量[J].当代化工,2016,45(11):2688-2690.[19]张佩林,张伟姝.残碱测定中应使用的指示剂[J].黑龙江造纸,1997(2):47-48.中科院大连化学物理研究所科研成果介绍丙烯酸甲酯制备技术负责人:王峰 联络人:王峰电话:84379762 传真:84379798 E-mai:****************.cn学科领域:精细化工 项目阶段:实验室开发项目简介及应用领域丙烯酸甲酯是一种重要的聚合物合成单体,广泛应用于生产人造树脂、粘合剂、涂层材料等领域。
丙烯酸甲酯的生产技术
![丙烯酸甲酯的生产技术](https://img.taocdn.com/s3/m/15468edebed5b9f3f80f1c3f.png)
任务5000万吨/年丙烯酸甲酯反应器的选型任务1 :能够简单描述丙烯酸甲酯的反应原理及其工业生产方法反应原理这是一个平衡反应,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。
一、工业生产方法采用丙烯氧化-酯化法(理由见后)本组选择操作条件如下:1、酯化反应器固定床反应器内进行理由见后2、投料比醇/酸摩尔比:0.75(MA)理由本工艺采用丙烯酸比醇过量的摩尔比(醇∶酸=1∶1.3),增大了反应物浓度,不仅促使了反应向正方向进行,而且可以减少精制系统的能耗。
因为丙烯酸沸点比酯化反应生成物和未反应的醇沸点高的多,用普通的精馏方法一步就可以将丙烯酸从反应生成液中分离出来循环使用。
但如果采用醇过量完全可以达到促进反应向正方向进行和提高反应速度的目的,但醇的回收要经3~4步才能完成,这样不仅增加了精制系统的工艺过程,也会增加精制系统的能耗。
虽然甲醇价格较低且回收容易。
3、催化剂:磺酸型离子交换树脂改性后系指在交联结构的高分子基体上带有强酸性磺酸基(—SO3H)的离子交换树脂。
若以R代表高分子基体,则可用R—SO3H表示之。
它在水中解离如下:R—SO3HSO3+H+。
有凝胶型和大孔型之分。
将苯乙烯与二乙烯苯经悬浮共聚得到的珠粒状共聚体(因外观呈白色,故也称白球)在二氯乙烷中的溶胀后,用浓硫酸或氯磺酸磺化,引入磺酸基交换基团,再经相应的后处理,可制得凝胶型强酸性离子交换树脂。
如在共聚时加入起致孔作用的惰性溶剂,则可制得大孔型树脂。
理由用离子交换树脂有许多优点,如可以反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制。
阳离子交换树脂主要会电离出氢离子,而根据金属活动性,活泼性在氢离子前面的金属,能够将氢离子还原为氢气,所以,阳离子交换树脂绝对不能和金属离子接触,以免两者发生反应使催化剂失去活性;又因为其骨架为聚苯乙烯系统,温度过高可造成离子交换树脂的不可逆膨胀,失去活性,要对其改性,提高载体耐热性,。
丙烯酸甲酯的绿色合成工艺
![丙烯酸甲酯的绿色合成工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/9d102b19cdbff121dd36a32d7375a417866fc1a5.png)
丙烯酸甲酯的绿色合成工艺丙烯酸甲酯是一种重要的工业原料,广泛应用于涂料、塑料、橡胶等领域。
然而,传统的丙烯酸甲酯合成工艺存在着资源消耗大、环境污染严重等问题。
因此,开展丙烯酸甲酯的绿色合成工艺研究具有重要的现实意义。
本文将介绍一种新型的丙烯酸甲酯绿色合成工艺,并对其优势和应用前景进行分析。
丙烯酸甲酯是一种无色透明液体,具有较高的折射率和极佳的透光性。
它可与多种有机溶剂互溶,且具有反应活性高、毒性低、易运输等优点。
在涂料、塑料、橡胶、纤维等行业中,丙烯酸甲酯主要用于生产高分子聚合物,以提高产品的硬度和弹性。
绿色合成工艺是一种旨在减少环境污染、实现可持续发展的新型合成方法。
与传统合成工艺相比,绿色合成工艺具有以下优点:环保:绿色合成工艺采用环保友好型原料,减少了有害废物的产生,降低了对环境的破坏。
节能:绿色合成工艺采用先进的生产技术,减少了能源消耗,提高了能源利用率。
高效:绿色合成工艺具有较高的选择性,可获得高质量的产品。
可持续性:绿色合成工艺符合可持续发展要求,有利于保障地球资源的可持续利用。
近年来,科研人员致力于开发丙烯酸甲酯的绿色合成工艺。
本文将介绍其中一种以生物质原料为基础的丙烯酸甲酯绿色合成工艺。
该工艺采用生物质原料丙酮和甲醇为原料,在催化剂的作用下进行酯化反应,生成丙烯酸甲酯。
反应温度为120℃,压力为0MPa,反应时间为6h。
在催化剂用量为05wt%的条件下进行反应,可获得较高的转化率和选择性。
反应温度是影响反应速率和产品纯度的关键因素。
在一定范围内,随着反应温度的升高,反应速率加快,产品纯度提高。
然而,当反应温度过高时,可能会引起副反应的发生,导致产品纯度下降。
因此,在综合考虑反应速率和产品纯度的基础上,选择适宜的反应温度至关重要。
通过实验研究,我们发现采用生物质原料丙酮和甲醇为原料,在适宜的反应条件下进行酯化反应,可获得高达90%以上的丙烯酸甲酯收率。
同时,该工艺具有较低的能源消耗和环境污染,符合绿色合成工艺的要求。
丙烯酸甲酯技术指标
![丙烯酸甲酯技术指标](https://img.taocdn.com/s3/m/3f72c4112e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e207.png)
丙烯酸甲酯技术指标1.什么是丙烯酸甲酯?丙烯酸甲酯,又称甲基丙烯酸甲酯,是一种无色透明液体,化学式为C4H6O2,分子量为86.09。
它是丙烯酸的丙烯酸酯之一,常温下具有芳香味和刺激性气味。
2.丙烯酸甲酯的应用领域丙烯酸甲酯是一种重要的有机合成原料,广泛应用于涂料、工业清洗剂、塑料、纤维等行业。
在涂料行业中,丙烯酸甲酯被用作聚合反应的单体,可以制备出大量的聚合物,如聚丙烯酸甲酯、聚变氨酸甲酯和聚己内酯等。
在工业清洗剂领域,丙烯酸甲酯可以合成丙烯酸甲酯共聚物,用作清洗剂的添加剂,这种共聚物具有优异的清洗效果和水溶性。
在塑料和纤维行业,丙烯酸甲酯也被广泛应用于制备丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、丙烯酸酯基聚合物、丙烯酸甲酯醋酸丙烯酯共聚物等。
此外,丙烯酸甲酯还被广泛应用于医药、化妆品等领域,用于制备各种粘合剂、封闭剂、香料等。
3.丙烯酸甲酯的生产工艺目前,工业生产丙烯酸甲酯的方法主要有两种:醇法和烯烃法。
醇法是通过将甲醇和丙烯酸在催化剂的作用下反应,制备出丙烯酸甲酯的方法。
其中,催化剂通常使用的是Sb2O3或氢氧化钠,反应过程需要在低温下进行。
该方法生产丙烯酸甲酯纯度较高、反应操作简单,成本较低,但废气排放量大,环境污染严重。
烯烃法是通过在铝烷和金属卤化物的催化下,将丙烯和甲醇进行共聚反应,制备出丙烯酸甲酯的方法。
该方法生产的丙烯酸甲酯纯度高、废气排放量小,但催化剂成本高、反应操作复杂。
4.丙烯酸甲酯的技术指标标准质量指标:在质量分数99.5%以上时,丙烯酸甲酯可以作为合格产品。
一般要求丙烯酸甲酯纯度高,不杂质。
其它具体技术指标如下:1.外观:无色透明、无机械杂质和悬浮物。
2.相对密度(d20):0.8941~0.8961。
3.折射率(nD20):1.3930~1.3940。
4.水份:≤0.1%。
5.酸值(以KOH计):≤0.005mg/g。
6.过氧化值(以C里氏记测定仪计):≤0.05mmol/Kg。
7.游离酸:≤0.1%。
丙烯酸甲酯生产3,4--第二组
![丙烯酸甲酯生产3,4--第二组](https://img.taocdn.com/s3/m/e34aa7f4f01dc281e43af03c.png)
三、丙烯酸分馏塔(板式塔):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。
四、醇萃取塔(板式塔)、醇回收塔(板式塔):利用醇 易溶于水的物性,用水将甲醇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。
五、醇拔头(板式塔):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。
六、酯提纯塔(板式塔):酯提纯塔为精馏塔,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。
原料与产品MSDS数据
序 号
危险 物质 名称
一、安全 工艺方案
1 物料安全
物料 闪点℃ 甲醇 11 丙烯酸 50
丙烯酸 甲酯
-3
爆炸极 限
危险特性
6-36.5%
易燃易挥发, 有毒可致人失
明
2.4— 8%
辛辣气味,有 腐蚀性,易自
聚爆炸
有催泪性。对 呼吸系统和皮 肤有刺激性, 属全身性毒物
安全对策
防静电,加阻火装 置
加阻聚剂,密封保 存,避免高温,避 免光照,加阻火装
二、环保技术方案
三废来源
三废组成
预防方案
通过减压适当
丙烯酸分馏塔塔底 二聚物,多聚物,降低精馏温度,
废水
阻聚剂等重组分 避免多聚物产
生
循环过滤器
多聚物
通过加入阻聚 剂降低多聚物
的产生量
酸分馏塔顶物料分 离出的水相
水,甲醇
作为醇萃取塔 的进料
治理方案 送三废处理 送三废处理
丙烯酸甲酯的生产工艺
![丙烯酸甲酯的生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/90cb52ec4793daef5ef7ba0d4a7302768e996fd1.png)
丙烯酸甲酯的生产工艺5000t/a丙烯酸甲酯的生产工艺组织与实施1:丙烯酸甲酯的生产工艺路线选择丙烯酸甲酯,别称大败脂酸甲酯,分子式c4h6o2或ch2chcooch3,熔点-75℃,沸点:80.0℃,微溶水。
用作做为有机合成中间体,也就是制备高分子聚合物的单体,用作橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。
无色液体。
有辛辣气味。
水中溶解度在20℃时为6g/100ml,40℃时5g/100ml、水在丙烯酸甲酯中溶解度为1.8ml/100g。
溶于乙醇和乙醚。
在贮存过程中易聚合,光、热和过氧化物能加速其聚合作用。
纯粹的单体在低于10℃时不聚合。
通常加入对苯二酚单甲醚0.1%作阻聚剂。
相对密度(d204)0.9561。
熔点-76.5℃。
沸点70℃(81.06kpa)。
折光率(n20d)1.401。
闪点(开杯)-4℃。
易燃。
中等毒,半数致死量(大鼠,经口)0.3g/kg。
有催泪性。
对呼吸系统和皮肤有刺激性。
丙烯酸甲酯(methylacrylate,缩写为ma)就是关键的精细化工原料之一,主要用做有机合成中间体及制备高分子单体,丙烯酸甲酯可以和各种软单体(例如:甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等)及官能性单体[例如:(甲基)丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、暴增甘油酯、(甲基)烯酰胺]及其衍生物等展开互换、欢聚、接枝等,制成上千种丙烯酸类树脂产品(主要就是乳液型、溶剂型及水溶型),广为用做涂料、胶粘剂、睛纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、皮革加工、造纸以及丙烯酸类橡胶等许多方面。
乙炔法(雷珀(reppe)法)就是先将乙炔熔化于四氢呋喃溶剂中,用溴化镍为催化剂(做为羰基镍的来源),溴化铜特兰县催化剂,反应条件为:8~10mpa,200~225℃,丙烯酸的产率为90%(对乙炔)或85%(对co),basf和dow-badische相继于1960年展开工业生产,两者有所不同之处,前者用酸并作催化剂展开甲醇酯化,后者用dowex。
洛阳丙烯酸酯工艺
![洛阳丙烯酸酯工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/c4099415dc36a32d7375a417866fb84ae45cc3bb.png)
洛阳丙烯酸酯工艺洛阳丙烯酸酯是一种常见的有机化合物,广泛应用于合成各种树脂、聚合物和弹性体等工业领域。
该化合物的生产工艺相对成熟,本文将介绍洛阳丙烯酸酯的生产工艺。
一、工艺流程洛阳丙烯酸酯的生产工艺主要分为以下几个步骤:烷基化反应、酯交换反应、分离与精馏。
以下是具体的工艺流程:1.原料准备:通过物料控制系统将苯乙烯和甲醇送入反应器中。
2.烷基化反应:在反应器中,苯乙烯和甲醇进行烷基化反应,生成甲基丙烯酸甲酯。
反应条件一般为催化剂存在下的高温高压条件。
4.分离与精馏:将反应混合物经过一系列分离、精馏等处理,得到高纯度的洛阳丙烯酸甲酯。
二、反应机理烷基化反应的化学方程式如下:C8H8 + CH3OH → C8H10O在酯交换反应中,由于甲酯的活性较高,洛阳丙烯酸甲酯可以通过与甲醇的酯交换反应来生成。
反应过程由于需要在相对温和的条件下进行,催化剂一般采用碱性催化剂,例如碳酸钠或氢氧化钠等。
同时,为了提高反应速率和产酯率,一般还需要调节反应温度和压力等工艺参数。
CH3OOC(CH3)CH=CH2 + C H3OH → CH3OOC(CH3)2三、优化方案洛阳丙烯酸酯的生产工艺在工业实践中已经有了相对成熟的技术方案。
但是,在实际应用中,可以通过优化各个环节的操作来提高生产效率和产品质量。
1.优化反应条件:针对烷基化反应和酯交换反应中的温度、压力、催化剂用量等工艺参数进行优化,可以改善反应速率和产酯率。
2.改进分离技术:在洛阳丙烯酸酯的分离与精馏工艺中,可以采用新型的高效分离技术,并结合反应废气的回收与利用,从而提高产品的纯度和产能。
3.产品升级改造:随着市场对高品质产品的需求增加,生产厂家可以通过改进洛阳丙烯酸酯的工艺流程和生产设备,不断提高产品的质量和规格,满足市场需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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的催化剂。
反应条件根据催化剂而有所不同,一般温度为400~500℃,压力接近于常压,氧/丙烯(克分子)为2~5,接触时间是0.5~4秒。
使用最多的是Mo系催化剂,也有不少是在Mo—Bi、Mo—As、Mo—Co、Sb—Sn、Sb—V、Sb—U等体系中加入其他多价金属。
有不少专利着重对加在Cu上的助催化剂进行了研究。
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。
从反应式可以看出,O2/O3=克分子比要比一步法反应低。
如前所述,一步法与二步法中的第一步反应本质上没有多大差别,只是为了更多地生成丙烯酸,而往往在Mo—Bi系、Mo—Te、系和Mo—To—Co系等中加入Te。
反应温度为350~450℃,接触时间3~40秒或稍长一些。
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。
任务点02 生产工艺条件影响因素分析――――温度、压力、配比、空速对生产收率、产量、浓度的影响;以丙烯为原料,经丙烯醛氧化制丙烯酸反应部分的工艺流程图第一个反应器是固定床反应器,第二个反应器是流化床反应器。
急冷器是降温的。
在氧化反应过程中,水蒸气作为稀释剂,丙烯气化后与水蒸气及空气按一定比例混合预热后,进入第一段反应器,混合比例分别为丙烯10%、水蒸气17%,其余为空气。
第一段氧化反应器为管壳式结构,管内装有MO-Bi系催化剂,壳层充满冷却用的熔盐,反应温度为370℃,反应放出的热由熔盐载体移出,熔盐温度为335℃。
经第一段反应器后,丙烯大部分氧化成丙烯醛。
第二段反应器也是管壳式结构,管内装有Mo-v系催化剂,壳程中熔盐温度为240℃。
第二段反应器的目的是把丙烯醛氧化成丙烯酸,从第二段反应器出来的气体送入吸收塔底部丙烯酸。
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℃(MA)醇/酸摩尔比:0.75(MA)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。
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。
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。
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。
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。
l温度对反应的影响1.1温度对速率的影响温度升高时,分子运动速率增大,分子间碰撞频率增加,反应速率加快。
另外一个重要的原因是温度升高,活化分子的百分率增大,有效碰撞的百分率增加,使反应速率大大加快.无论是吸热反应还是放热反应,温度升高时反应速率都是增加的。
2.1压强对速率的影响对于有气体参加的化学反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率增加,减小压强,反应速率减小。
压强的变化是通过浓度的变化来实现的。
对于气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积内反应物的物质的量,单位体积内活化分子数目增加,从而增加了单位时间单位体积内反应物分子之I蔚的有效碰撞,因而可以增大化学反应速率3.1浓度对反应速率的影响在一定的温度下,增加反应物的浓度可以增大反应速率。
这个现象可用碰撞理论进行解释。
因为在恒定的温度下,对某一化学反应来说,反应物中活化分子的百分率是一定的。
增加反应物浓度时,单位体积内活化分子数目增多,从而增加了单位时间单位体积内反应分子有效碰撞的频率,反应速率加大。
4催化剂对反应的影响4.1催化剂对反应速率的影响反应A+B=AB在没有催化剂时的活化能为Ea,有催化剂时的活化能为E1和Ea,且El . E2<Ea。
催化剂能加快反应速率的原因是因为催化剂参与了化学反应,改变了反应历程,降低了活化能。
催化剂降低了活化能,增加了活化分子百分率,加快了反应速率。
4.2催化剂对化学平衡的影响催化剂对反应速率的影响是通过改变反应机理实现的;它同等程度地改变正逆反应的速率,所以,正反应的催化剂也必然是逆反应的催化剂;只能改变反应的速率而改变反应达到平衡的时闻,但不能改变平衡状态,它的作用纯属动力学问题.4.3催化剂对本工艺的影响和所有化学反应相同,丙烯酸甲酯反应也应用了催化剂来提高反应速率,从反应机理可以看出,对反应起催化作用的主要是氢离子,即用酸来作催化剂。
有机合成尤其是工业化大生产中,常用离子交换树脂代替无机酸和碱作催化剂进行酸化、水解、酯交换、水合等反应,用离子交换树脂有许多优点,如可以反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制。
所以.本工艺采用的催化剂是强酸性阳离子交换树脂,因为它的活性氢离子在水中很容易解离,其骨架均为聚苯乙烯系统,主要产品是“磺酸型”强酸性阳离子交换树脂。
催化剂在化学反应的前后,质量没有增减,性质不会发生改变理论上可以无限制的使用但是实际操作中,会因为温度、压强等因素造成催化剂的选择性降低,工厂也会因更换催化剂而造成经济损失,所以,应尽可能的延长催化剂寿命。
了解催化剂的性质是非常必要的,阳离子交换树脂主要会电离出氢离子,而根据金属活动性,活泼性在氢离子前面的金属,能够将氢离子还原为氢气,所以,阳离子交换树脂绝对不能和金属离子接触,以免两者发生反应使催化剂失去活性:又因为其骨架为聚苯乙烯系统,温度过高可造成离子交换树脂的不可逆膨胀,失去活性,本工艺中温度绝对不能超过92℃。
5其它影响因素5.2原料以及回收酸和醇中的水含量的影响丙烯酸甲酯反应生成水,水含量的增加,可以为是增加了产物的浓度,使平衡向逆反应方向移动,转化率降低。
回收酸中的水含量应不超过13%。
收甲醇的含量不低于58%。
通过分析,影响甲酯反应的因素主要有:温度、浓度、催化剂,控制好这三个方面的要求,反应就可以充分进行,得到理想的丙烯酸甲酶。
任务点04 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;序号危险物品名称熔点(℃)沸点(℃)闪点(℃)爆炸极限(%)引燃温度(℃)饱和蒸汽压(KPa)相对密度(水=1)相对密度(空气=1)外观与性状危险特性健康危害LD501 丙烯酸14 141 50 2.4~8.0438 1.33(39.9℃)1.052.45无色液体,有易燃,其蒸气与空气可形2520mg/kg(大鼠经口);950刺激性气味。
成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
与氧化剂能发生强烈反应。
若遇高热,可发生聚合反应,放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。
遇热、光、水分、过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸。
mg/kg(兔经皮)2 丙烯酸甲酯-75 80.0 -3℃/开杯13.38kPa/28℃0.9561无色液体。
易燃。
中等毒。
有催泪半数致死量(大鼠,经有辛辣气味。
性。
对呼吸系统和皮肤有刺激性。
口)0.3G/kG。
3 甲醇-97.8 64.8 11 5.5~44.0385 13.33(21.2℃)无色澄清液体,有刺激性气味。
该品易燃,具刺激性健康危害侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:高浓度接触,引起流涎、眼及呼吸道的刺激症状,严重者口唇发白、呼吸困难、痉挛,因肺水肿而死亡。
误服急性中毒者,出现口腔、胃、食管腐蚀症状,伴有虚脱、呼吸困难、躁动等。
长期接触可致皮肤损害,亦可致肺、肝、皮肤病变。
二、毒理学资料与环境行为毒性:毒性比相应的饱和酯大10~13倍,是全身性毒物。
急性毒性:LD50277mg/kg(大鼠经口);1243mg/kg(兔经皮);LC504752mg/m3,4小时(大鼠吸入);人吸入75ppm,最低刺激剂量;人吸入0.25~0.5mg/L,对粘膜有刺激作用。