丙烯酸介绍
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丙烯酸工艺及设备简要介绍
一、氧化反应系统简介
? 丙烯、空气和水蒸汽按一定配比通过催化剂床层，一定温 度下进行气相非均相氧化反应。借助水蒸汽的稀释作用来 防止爆炸并抑制副反应的发生。丙烯在第一反应器内被氧 化成丙烯醛，丙烯醛又进一步在第二反应器内被氧化成丙 烯酸，通称为“两步氧化法”。
? 反应产物经E-106冷却、C-110塔吸收为粗丙烯酸溶液。 ? R-101、R-102两台固定床反应器，其附属设备有熔盐（媒
U形管式换热器
? 应用： ? 适用于管、壳壁温差较大或壳程介质
易结垢需要清洗，又不适宜采用浮头 式和固定管板式的场合。特别适用于 管内走清洁而不易结垢的高温、高压、 腐蚀性大的物料。
C、螺旋板式换热器 ：换热表面由两块金属板卷制而成，
螺旋板式换热器
优点
结构紧凑，单位体积 传热面积大。
两种流体都能以高速流 动，传热效率高。
加装了翅片以后，使空气侧原有的传热面积得到了 极大的扩展，祢补了空气侧换热系数低的缺点，使 传热量大大提高
3、通用机械（化工泵、风机）
? 流体输送机械的分类
工作原理
液体输送机械
离心式
离心泵、旋涡泵
速度式
轴流式
轴流泵
喷射式
喷射泵
容积式
往复式 回转式
往复泵、隔膜泵、 计量泵
齿轮泵 、螺杆泵
气体输送机械
? 这类换热器是目前应用最为广泛的换热设备。
? 间壁式换热器的一种主要形式，又称管壳式换热器。 传热面由管束组成，管子两端固定在管板上，管束 与管板再封装在外壳内。两种流体分管程和壳程。
列管式换热器
优点
结构坚固，对压力和温度的 适用范围大。
管内清洗方便，清洁流体宜 走壳程。
缺点
处理量大。
传热效率、结构紧凑性、 单位换热面积的金属耗 量等不如新型换热器。
倍。 ? 结构紧凑、轻巧，单位体积内的传热面积约为
管壳式换热器的十几倍到几十倍，而相同条件 下换热器的重量只有管壳式换热器的 10~65%。
缺点： ? 结构复杂，造价高，流道小，易堵塞，
不易清洗，难以检修。
（2）翅片管换热器
翅片管是在普通金属管的两侧安装个种翅片制成， 即可以增加传热面积，又改善了翅片侧流体的湍 流程度
油）泵、电加热器、调节阀、冷却器等。
丙烯、空气、蒸汽
催化剂
产物 丙烯酸反应器简图
二、精制工艺流程简介
? 采用三塔流程 ? 1、C-。 ? 2、C-220醋酸塔，脱除醋酸。 ? 3、C-230丙烯酸精制塔，制得合格丙烯
酸。
精制C-210塔工艺流程简图
B-611
P-215 P-201 C-210
E-212
E-213
D-211
P-216
E-211 P-213
P-211 LLP P-210
C-220 T-203
三、丙烯酸装置设备类型
? 反应器：氧化反应器、废燃反应器、 酯化反应器
? 换热器类 ? 通用机械（化工泵、风机） ? 塔类设备 ? 储罐类 ? 化工机械
（1）套管式换热器
? 它是由两种不同大小直径的管子组装成 同心管，两端用U形弯管将它们连接成排， 并根据实际需要，排列组合形成传热单 元，换热时，一种流体走内管，另一种 流体走内外管之间的环隙，内管的壁面 为传热面，一般按逆流方式进行换热。 两种流体都可以在较高的温度、压力、 流速下进行换热。
b 列管式换热器（管壳式换热器）
? 缺点：当管束与壳体的壁温或材料的线 膨胀系数相差较大时，壳体和管束中将 产生较大的热应力。
（2）浮头式换热器
? 优点：管间和管内清洗方便，不会产 生热应力；
? 缺点：结构复杂，造价比固定管板式 换热器高，设备笨重，材料消耗量大， 且浮头小盖在操作中无法检查，制造 时对密封要求较高。
? 适用于壳体和管束之间温差较大或壳 程介质易结垢的场合。
离心风机、离心压 缩机
轴流式通风机
往复式压缩机
罗茨风机、液环压 缩机
a、离心泵
? 离心泵的基 本构造是由 六部分组成 的，分别是： 叶轮，泵体， 泵轴，轴承， 密封环，填 料函。
（3）U形管式换热器
? 结构特点：只有一块管板，管束由多根 U 形管组成，管的两端固定在同一块管板， 管子可以自由伸缩。当壳体与 U形换热管 有温差时，不会产生热应力。
? 优点： U形管式换热器结构比较简单、 价格便宜，承压能力强。
U形管式换热器
? 缺点：由于受弯管曲率半径的限制， 其换热管排布较少，管束最内层管间 距较大，管板的利用率较低，壳程流 体易形成短路，对传热不利。当管子 泄漏损坏时，只有管束外围处的 U形 管才便于更换，内层换热管坏了不能 更换，只能堵死，而坏一根 U形管相 当于坏两根管，报废率较高。
U型管 浮头式
螺旋板式换热器 平板式换热器
板翅式换热器 翅片式换热器
翅片管换热器
a.管式换热器
管式换热器特点
? 管式换热器虽然在换热效率、结构紧凑性和单位传热
面积的金属消耗量等方面都不如其它新型换热器，但 它具有结构坚固、可靠、适应性强、易于制造、能承 受较高的操作压力和温度等优点。在高温、高压和大 型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用 最广泛的一类换热器。
1、反应器
? 吨位重，直径大，管束多，外挂设备多 ? 制作周期长 ? 现场制作工作量大，安装难度高 ? 运输难度大，超宽、超重、超高 ? 是全套装置的核心，供货及安装是制约
工程进度的关键节点
2、换热器
沉浸式蛇管换热器
管式换热器
间壁式换热器 板式换热器
喷淋式换热器
套管换热器
固定管板式
列管换热器 夹套式换热器
管壳式换热器分类
? 固定管板式换热器：壳体和管束的壁温 相差较大时，会产生加大的热应力。
? U形管式换热器：壳体和管束的壁温相差 较大时，不会产生加大的热应力。
? 浮头式换热器：（同上）
（1）固定管板式换热器
? 优点：结构简单、紧凑、能承受较高的 压力，造价低，管程清洗方便，管子损 坏时易于堵管或更换。
缺点
螺旋流动，有自冲刷作用， 适于处理粘性和易结垢流体。
承压能力差（ P<1MPa ，t<500oC）
损坏后检修困难。
d.翅片式换热器
? （1）板翅式换 热器
? 结构：在两块平 行的薄金属板之 间，夹入波纹状 或其形状的金属 翅片，并用侧封 条将其两侧封死， 即构成一个换热 单元。
优点： ? 传热效率高，传热系数比管壳式换热器大 3~10
一、氧化反应系统简介
? 丙烯、空气和水蒸汽按一定配比通过催化剂床层，一定温 度下进行气相非均相氧化反应。借助水蒸汽的稀释作用来 防止爆炸并抑制副反应的发生。丙烯在第一反应器内被氧 化成丙烯醛，丙烯醛又进一步在第二反应器内被氧化成丙 烯酸，通称为“两步氧化法”。
? 反应产物经E-106冷却、C-110塔吸收为粗丙烯酸溶液。 ? R-101、R-102两台固定床反应器，其附属设备有熔盐（媒
U形管式换热器
? 应用： ? 适用于管、壳壁温差较大或壳程介质
易结垢需要清洗，又不适宜采用浮头 式和固定管板式的场合。特别适用于 管内走清洁而不易结垢的高温、高压、 腐蚀性大的物料。
C、螺旋板式换热器 ：换热表面由两块金属板卷制而成，
螺旋板式换热器
优点
结构紧凑，单位体积 传热面积大。
两种流体都能以高速流 动，传热效率高。
加装了翅片以后，使空气侧原有的传热面积得到了 极大的扩展，祢补了空气侧换热系数低的缺点，使 传热量大大提高
3、通用机械（化工泵、风机）
? 流体输送机械的分类
工作原理
液体输送机械
离心式
离心泵、旋涡泵
速度式
轴流式
轴流泵
喷射式
喷射泵
容积式
往复式 回转式
往复泵、隔膜泵、 计量泵
齿轮泵 、螺杆泵
气体输送机械
? 这类换热器是目前应用最为广泛的换热设备。
? 间壁式换热器的一种主要形式，又称管壳式换热器。 传热面由管束组成，管子两端固定在管板上，管束 与管板再封装在外壳内。两种流体分管程和壳程。
列管式换热器
优点
结构坚固，对压力和温度的 适用范围大。
管内清洗方便，清洁流体宜 走壳程。
缺点
处理量大。
传热效率、结构紧凑性、 单位换热面积的金属耗 量等不如新型换热器。
倍。 ? 结构紧凑、轻巧，单位体积内的传热面积约为
管壳式换热器的十几倍到几十倍，而相同条件 下换热器的重量只有管壳式换热器的 10~65%。
缺点： ? 结构复杂，造价高，流道小，易堵塞，
不易清洗，难以检修。
（2）翅片管换热器
翅片管是在普通金属管的两侧安装个种翅片制成， 即可以增加传热面积，又改善了翅片侧流体的湍 流程度
油）泵、电加热器、调节阀、冷却器等。
丙烯、空气、蒸汽
催化剂
产物 丙烯酸反应器简图
二、精制工艺流程简介
? 采用三塔流程 ? 1、C-。 ? 2、C-220醋酸塔，脱除醋酸。 ? 3、C-230丙烯酸精制塔，制得合格丙烯
酸。
精制C-210塔工艺流程简图
B-611
P-215 P-201 C-210
E-212
E-213
D-211
P-216
E-211 P-213
P-211 LLP P-210
C-220 T-203
三、丙烯酸装置设备类型
? 反应器：氧化反应器、废燃反应器、 酯化反应器
? 换热器类 ? 通用机械（化工泵、风机） ? 塔类设备 ? 储罐类 ? 化工机械
（1）套管式换热器
? 它是由两种不同大小直径的管子组装成 同心管，两端用U形弯管将它们连接成排， 并根据实际需要，排列组合形成传热单 元，换热时，一种流体走内管，另一种 流体走内外管之间的环隙，内管的壁面 为传热面，一般按逆流方式进行换热。 两种流体都可以在较高的温度、压力、 流速下进行换热。
b 列管式换热器（管壳式换热器）
? 缺点：当管束与壳体的壁温或材料的线 膨胀系数相差较大时，壳体和管束中将 产生较大的热应力。
（2）浮头式换热器
? 优点：管间和管内清洗方便，不会产 生热应力；
? 缺点：结构复杂，造价比固定管板式 换热器高，设备笨重，材料消耗量大， 且浮头小盖在操作中无法检查，制造 时对密封要求较高。
? 适用于壳体和管束之间温差较大或壳 程介质易结垢的场合。
离心风机、离心压 缩机
轴流式通风机
往复式压缩机
罗茨风机、液环压 缩机
a、离心泵
? 离心泵的基 本构造是由 六部分组成 的，分别是： 叶轮，泵体， 泵轴，轴承， 密封环，填 料函。
（3）U形管式换热器
? 结构特点：只有一块管板，管束由多根 U 形管组成，管的两端固定在同一块管板， 管子可以自由伸缩。当壳体与 U形换热管 有温差时，不会产生热应力。
? 优点： U形管式换热器结构比较简单、 价格便宜，承压能力强。
U形管式换热器
? 缺点：由于受弯管曲率半径的限制， 其换热管排布较少，管束最内层管间 距较大，管板的利用率较低，壳程流 体易形成短路，对传热不利。当管子 泄漏损坏时，只有管束外围处的 U形 管才便于更换，内层换热管坏了不能 更换，只能堵死，而坏一根 U形管相 当于坏两根管，报废率较高。
U型管 浮头式
螺旋板式换热器 平板式换热器
板翅式换热器 翅片式换热器
翅片管换热器
a.管式换热器
管式换热器特点
? 管式换热器虽然在换热效率、结构紧凑性和单位传热
面积的金属消耗量等方面都不如其它新型换热器，但 它具有结构坚固、可靠、适应性强、易于制造、能承 受较高的操作压力和温度等优点。在高温、高压和大 型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用 最广泛的一类换热器。
1、反应器
? 吨位重，直径大，管束多，外挂设备多 ? 制作周期长 ? 现场制作工作量大，安装难度高 ? 运输难度大，超宽、超重、超高 ? 是全套装置的核心，供货及安装是制约
工程进度的关键节点
2、换热器
沉浸式蛇管换热器
管式换热器
间壁式换热器 板式换热器
喷淋式换热器
套管换热器
固定管板式
列管换热器 夹套式换热器
管壳式换热器分类
? 固定管板式换热器：壳体和管束的壁温 相差较大时，会产生加大的热应力。
? U形管式换热器：壳体和管束的壁温相差 较大时，不会产生加大的热应力。
? 浮头式换热器：（同上）
（1）固定管板式换热器
? 优点：结构简单、紧凑、能承受较高的 压力，造价低，管程清洗方便，管子损 坏时易于堵管或更换。
缺点
螺旋流动，有自冲刷作用， 适于处理粘性和易结垢流体。
承压能力差（ P<1MPa ，t<500oC）
损坏后检修困难。
d.翅片式换热器
? （1）板翅式换 热器
? 结构：在两块平 行的薄金属板之 间，夹入波纹状 或其形状的金属 翅片，并用侧封 条将其两侧封死， 即构成一个换热 单元。
优点： ? 传热效率高，传热系数比管壳式换热器大 3~10