甲基丙烯酸甲酯装置设计中设备及管材的选择

2 的 生 产 方 法 主 要 有 丙 酮 氛 醉 07 8 9 2 法 异 丁 烯 法 以 及
、
乙烯
1 全 球 6 67 生 产 能 力 中 : ; 采 用 丙 酮 氛醇 法
。
笔 者结 合 设计和 装 置 实 际 运行 经 验 总 结 了 采 用 丙 酮
。
,
氛 醇 法生 产 甲 基 丙 烯 酸 甲 醋 装 置 国 产 化 设 计 中关 健 设 备及 管 道材质 的 选择 方 法
第, 卷 /
, ,
− 年 4 月 黑 龙 江 龙 新 化 工 有 限 公 司 全 面 引进
,
醋送 到 精 制 工 段 通 过 精 馏塔 进 行精 制 得 到成 品
66 7
。
了 意 大利 的 技 术 和 设 备 国 内 第 一 套 万 吨 级 6 67
装置 投 产 抚顺 吉特 化 工 有 限 公 司 万 吨 级 置也 于
、
ΕΦ
,
公司
Α: , ℃
≅
沸点
4− 4 ℃
≅
,
折 射率
℃
,
4 Α−− 4
闪点
4 Χ;
≅
4−
Δ
、
等亦 实 现 了 工 业 化
丁 烯法 占 / ; 3
。
。
此 法 在 日本 占主 流 日本 异
工 艺相 比 异 丁 烯 法 避 免
。 ,
℃
≅
4 0开 杯 2 自然 点 Α ,
, 。 ,
4
爆炸极 限
。 。
与
7 89
自
,
1 能力 中 : ; 采 用
,
工艺
。
北 美 西 欧主 要 采 用
,
年实 现 工 业 化 以来 经 过 Α −
收稿 日 期 5 , −
.
一
余年 的发 展
法工 艺 日本 主 要 采用 以异 丁 烯 为 原料 的工 艺
、 、 ,
丙 酮 氰醇 法 经 过 长 期 不 断 的 改 进 和 完 善 技
4 −
,
: ,;
微溶于 水 溶 于 多种 溶剂
。
在光 电 热
、
、
使用剧 毒 原 料 氢 氰 酸 同样 也 避 免 了 废 酸 的生 成
以及 设 备 腐 蚀 等 问 题 但 不 足 之 处 是 收 率 较 低
,
。 ,
电离 辐 射 和 催化 剂 存 在 下 易 聚 合
能 与其 它 甲基
丙 烯 酸 甲醋 或许 多其 它 单体 共 聚
4. . 1
,
667
装
0∋ 反应 方程 式 2
5
。
年投 产
。
第 一 步 酞胺 化 反 应
,
,−− 4
− 年吉 化 集 团 苏 州 安 利 化 工 有 限 公 司 4
Ι 口& 6 6 7
装 置 开 车成 功 标 志 着 我 国 首 次
,
667
89
。
装 置 国产 化设 计 取 得 了 重 大 成 果
团公 司 丙 烯 睛 厂 3 −
Α Α
≅
≅
开 车 的 6 67 装 置 的运 行记 录 可 以 看 出 到 目前 为
3 6
&
。
止 运 行 3 年 的混 合 釜 没 有 出 现 任 何 问题
≅ 1 ,
6 6Τ 管道 7
酞胺 反 应 釜川
输送
,
6 67
的管 道 因
,
,
66 7
产 品纯 度 要 求严
,
在混 合 釜 中发 生 酞 胺 化 反 应 生 成
!
≅ Α 1
丙 酮 氰 醇 管道 「 〕
,
镍 钥 不 锈 钢 0∀ ∀ 8 合 釜 内部 的 每 根
∋Χ ϑ %∋Α 6 ∀ Μ 2
,
要 求 换 热 器 的 每一
, ,
输 送 丙酮 氰 醇 的 管 道 因 丙 酮 氰 醇 易 受 热 分
解产 生 氢 氰 酸 物 料 成 酸 性 具 有 腐 蚀 性 管 道 材 质选 择铬 镍 钥不 锈 钢 ∀ 8 !
狠 赞羲 术
石 油 化 工 设计
∀ ! # ∃ % & ∋
(
)
%∗ +
,−− . , /
,
01 2
3 4
一
31
甲基 丙烯酸甲 醋装置设计 中
设备 及 管 材 的选 择
刘 清娟
,
李恩 钦
,
0中 国 石 油 东 北 炼 化 工 程 有 限 公 司 吉林 设 计 院 吉林 吉林 4 1
,
−
,
摘要
法
。
5
目 前 世界 甲 基 丙 烯 酸 甲 醋 06 6 7
0∀ 8 4 ϑ ∋ ! Χ % Α
6∀ Μ
搅拌 器 器和
4− − ; Ρ
。
混 合 釜 是 该 装 置 的 关 键 设 备 内设 搅 拌
, ,
2 以符合 工艺 要 求
, ,
由于 混合 釜
, ,
型 管式 换热 器 考虑 到混 合 物料 为过量
内 Ρ 管 换热 器 内介 质 为 冷却 水 一旦 泄漏 就 会 马
、 ,
,
高级 工 程 师 设 计 经
,
生产 的主 要工 艺
,
理 主 项 负责人 等 职 务 现 从 事 石 油 化 工 工 艺 设 计 工
路线 但 由 于 生 成 大 量 硫 酸 副 产 物 需 配 套 建 设 废
作
。
联 系 电话 − Α
5
1,
一
1 . 3 :Α − .
石 油 化 工 设 计
4. −
,
。
一
甲酞 胺
格 为避 免管 道 出 现 杂 质 影 响 产 品 色 度 管 道 材 质 选 择铬 镍不 锈 钢 ? 8
上 聚 合 管道需 保冷
, , 。
,
基 异 丙基 硫 酸 氢 醋 中 间体 在 酞 胺 升 温 器 中 用 带
压 高 温导 热 油 加热 进 一 步 与 4 − ; 的 浓 硫 酸 发 生
∀ 上 将 混 合 釜 内的 !
∀;
的浓 硫 酸 和 丙 酮 氛 醇 发生 酸 胺化 反 应 生 成
硫 酸稀 释成稀 硫酸 高 温 稀
第, / 卷
,
刘 清娟 等
≅
甲 基 丙 烯酸 甲 醋 装 置 设 计 中设备及管 材 的 选择
硫 酸 为 强 腐蚀 介 质 就 会 造 成 整 个 设 备 迅 速 被 腐
蚀坏 掉 造 成 整 个 装 置 停 车 影 响生 产
, , 。
Α ,
≅
− 4 − ; 硫 酸管 道
∀ 质 量 分 数为 !
∀;
通 常 引进
8
Α
,
的 硫 酸 输 送管 道 为 连续 操
℃
,
,
技术
Σ
管换 热 器采 用 哈 氏 合 金
, ,
ΓΜ
或 哈 氏合金
作 操作 温度 , 3
667
!
一
3 1
,
同时 考 虑 冲刷 腐蚀 及
硫 酸 分 别 用 泵按 所 需 比 例
,
斤
91
・
连 续加 人到 混 合 釜 中反 应 温 度 控 制在
, 、 、
4−
℃ 以
9 Μ > ?<
Ν
9, −
下 生 成 的 甲 基 丙 烯 酞胺 硫 酸 盐 混 合 流 靠 重 力 流
891
一
Ν
进 醋化 釜 同时加 人 甲醇 阻 聚 剂 洗 涤 水等 进 行 醋化反 应 生 成 甲 基 丙 烯 酸 甲 醋
、
易 燃 遇 高热
。
,
、
因 而 目前 正在继 续开 发 性 能好 且 使用 寿 命 长 的催

明火 强 氧化 剂 有引 起 燃烧 的危 险
06 6 7
,
化剂 及
在 投 资 回 报 率 一 定 的情 况 下 采 用 该 工 艺
收 率 的影 响
。
采用 丙 酮 氰 醇 法 生 产 甲 基 丙 烯 酸 甲 醋
, , , ,
,
管必 须 采 用 无 焊 缝 的整 体管 制造 也 就是 混
Ρ
管不允许有 任何焊缝 避免了
Ρ
4Χ
% Α ϑ ∋ 6∀ Μ
,
考虑 到丙 酮
由 于 焊 接 工 艺不 过 关 导 致
管 泄漏 的 发 生
, 。
。
从已
氰醇 为 高 度 危 害介 质 其 管 道 及 法 兰 的 的 压 力 等
级为 ,
89 Μ 一8 一 8− − 8 9
Ν
9, −
脱轻 塔进 行 甲 醇 回 收 有 机 相 为 粗 甲 基 丙 烯 酸 甲
,
0, 工艺 流程 见 图 2
4
。
Π
Δ
Π
盆
一
一
一
一
水洗混 合
口
粗 6 6 7 贮槽 脱轻塔 精馏 塔
重 组 分塔 低 醋槽
图
1 1 4
≅
4
甲 基丙 烯酸 甲 酉 6 67 2 装 置工 艺流程 示 意 歇
的 材质 考 虑到 一 方 面 哈 氏合 金 Γ Μ 或 哈 氏合 金 8
。 ,
Α
产 品 纯 度要 求 管 道 材 质 选 择 铬 镍 铝 不 锈 钢
。
的材质 引进 和 制 造 周 期 较 长 另 一 方 面 设 备 投 资
− − 8 ∋ Χ ϑ % ∋Α 6 ∀ Μ
增大 根
Ρ
在 国产化 设计 中 Ρ 管换 热 器材 质 选 用 铬
&
一
,
国 产 化 设 计 主要 设 备 材 质 的选 择
混合釜
,
甲 酞 胺 基 异 丙 基 硫 酸 氢 醋 中间 体 为 放 热 反
Θ
,
应 控 制温 度 为 : −
,
4− − ℃
,
根 据 4 − − ; 硫 酸腐蚀 速
。
混 合 釜 结 构 为带 夹 套 的 立 式 设 备 顶 部 设 置
度 图选 取 该 设 备材 质 为 铬 镍 铝 不 锈 钢
。
4 4
国外 生 产 技术概 况
目前 世界 6 6 7 的生 产 技 术 主 要 有 丙 酮 氰 醇
新 装置 建 设
4 ,
≅
国 内生 产 技 术 概 况
07 89
78 9
2法 异 丁 烯 法 以 及 乙 烯法
7 89
、
。
全球
、
667
生产
4. / 3
。
我国
667
生 产 主要 采 用 的是
,
7 89
法
,
,
!
4: ϑ % ∗
5
为 防止
6 67
≅
6 6 7 4− ℃
以
考虑 到
为易 燃 易爆 介
。
转 位反 应 生 成 甲基丙 烯 酞 胺硫 酸 盐 反 应 控 制 温 度为
8
Α
。
,
,
质 其管 道 及 法 兰 的 的压 力 等 级 为 , > 6 &
,
,−− Α
年 吉 化集 上 述 两套
89 1
。
一8 一8 ϑ Κ
891
5
‘
”, 3 −
Α
一
891
Λ 一 一 甲
89 1
> ?1 9
8∀ ϑ 9 Μ
Ι口
&
6 67
装 置 国产 化 放 大 设
。
第二 步 转 位反 应
计 又 取得 圆 满 成 功 生 产 出 合 格 产 品
,
国产 化项 目的 建 设 填补 了 6 67 装置技 术 一 直 以来
,
本 文 根 据几 套
, ,
667 66 7
装 装
醛 和 甲醛进 行 缩 合 反 应 生 成 甲 基 丙 烯醛 甲 基 丙
,
置 国产化 的 设 计和 生 产 实践 经 验 总 结 了
烯醛 空 气氧 化 生 成 甲 基 丙 烯 酸 甲 基 丙 烯 酸 与 甲 醇进 行 酷 化 反应 制
6 67
。
,
置 中设 备及 管 道 材 质 的 选 材 方 法 在 满 足 工 艺 要
乙 烯 法 由德 国 Γ 7 > Η 公
,
求 的前 提下 降低 建设 投 资
4
,
。
. . 司 于 4 : 年 投入 工 业 运 转 生 产 能力 为 1 /
667
, ,
Ι口 &
,
是 目前 唯一一项 实 现工 业 化 的 以 乙 烯 为原 料 生 产
6 6 7 生 产 工 艺技 术
≅
的工艺 由于 投 资 费 用 过 高 因 此 之 后 没 有
依靠进 口 的 空 白 同时大大的节省 了建设投资
,
Λ 一 一 呀
>− 891
5
1
9
8? ϑ 9 Μ
一
、
8 9 Μ 一 8 一8 ? ϑ 9
年
91
Μ
’
“, 3 − Α
国产 化
66 7
装里 工 艺 流 程
4− ;
第 三 步 水解 酉 化 反 应 旨
89 Μ 一8 一 8? ϑ 9 Μ
丙 酮氰 醇 和
,
≅
5
?5
,
,
结构 式
−
≅
08
、 ,
95
2
该具 有 一 定 的 规模 优势
,
。
8− − 89
,
1
,
分 子 量 4−
,
44
。
是一 种无 色透 明 易挥 发 密度
.Α −
≅
异 丁烯 法 于 4 . : 年 由 日 本 三菱 人 造 丝 公 司 ,
液体 有 强 烈 刺 激 性
一
岁 耐 熔点
,
Β
首 先工 业 化 继 而 日本 旭 化 成 公 司 韩 国
, ,
,
8 9 Μ Ο 8 一8 − − 9
ϑ9 < 9 >?‘
。
反 应 所 得 的气
667
,
相 分 层 冷 凝后 进 行 中 和 萃 取 酉 化后 的 旨
, ,
<
中
8 9 Μ 一 8 一8 − − 9
Ν
89 1 − 9
含有 甲基丙 烯 酸 甲 醇 和 水 等 其他 有 机 物 用 氢 氧
一
1
化钠 溶液 中 和后 用 水进 行 萃 取 < 萃取 后 的 水相 去
关 键 词 5 甲基 丙 烯酸 甲酉 6 6 7 2 < 丙 酮 抓醇 07 8 9 2 法 < 异 丁 烯 法 剐
甲 基 丙 烯 酸 甲 酷 06 # = 6 ∋
66 7
# & 叮 ∋&
895
,
简称
5
液处 理 回 收 装 置 因 此 使 用 该 工 艺 的 生 产 装 置 应
,
2 分子式
,
8> 9
2 的 工艺 技术 涉 及 到 高温 稀 硫 酸 腐 蚀 性 介
, 。
的 6 6 7 装置 生 产 成 本 主 要 受 异 丁 烯 原 料 成 本 以
66 7
质 的 储存 和 输 送 国 产 化 设 计 中 对 设 备 及 管 道 材 质的选择 是 设 计 的 关 键