丙烯酸甲酯工艺设计仿真软件手册

丙烯酸甲酯工艺设计仿真软件手册丙烯酸甲酯工艺设计仿真软件手册丙烯酸甲酯工艺设计仿真软件手册丙烯酸甲酯工艺仿真培训系统操作手册目录第一章生原理及工特色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2第二章生流程明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6第三章一表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10第四章主要操作条件及工指⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15第五章操作程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22第六章急事故理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30第七章操作界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31第一章生产原理及工艺特色在该单元中丙烯酸与甲醇反应，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子互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。其反应方程式以下：CH2=CHCOOH+CH3OH<==>CH2=CHCOOCH3+H2O这是一个均衡反应，为使反应有向有益于产品生成的方向进行，采纳一些方法，一种方法是用比反应量过分的酸或醇，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以下：H+(IER)*CH2=CHCOOH+CH

3OH

<==>

CH2=CHCOOCH

3+H2OAAMEOH

MA*IER指离子互换树脂〔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)其余副产物是因为原猜中的杂质的反应而形成的。典型的丙烯酸中的杂质的反应以下：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，本工艺采纳酸过分使反应向正方向进行。反应在以下状况下进行：温度：75℃(MA)醇／酸摩尔比：0．75(MA)因为甲酯易于经过蒸馏的方法从丙烯酸中分别出来，从经济性角度，醇的转变率被设在60％-70％的中等程度。未反应的丙烯酸从精制局部被再次循环回反应器后转变为酯。用于甲酯单元的离子互换树脂的恶化要素有：金属离子的玷辱、焦油性物质的覆盖、氧化、不可以撤回的溶涨等。所以，假如催化剂存心被长久使用，这些要素应惹起注意。被金属铁离子玷辱致使的不可以撤回的溶涨应特别注意。1.3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。1.4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拿出来，同时萃取液夹带了一些甲酯，再经过醇回收塔，经过精馏，全局部水从塔底排出，甲醇和甲酯从塔顶蒸出，返回反应器循环使用。1.5醇拔头醇拔头塔为精馏塔，利用精馏的原理，将主物流中少局部的醇从塔顶蒸出，含有甲酯和少局部重组分的物流从塔底排出，并进一步分别。1.6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，塔底局部重组分返回丙烯酸分馏塔从头回收。第二章生产流程说明2.1丙烯酸甲酯生产总流程2.2丙烯酸甲酯生产流程框图丙烯酸酯化反应器丙烯酸分流醇萃取塔醇拔头塔酯提纯塔丙烯酸甲酯2.3丙烯酸甲酯生产流程表达

甲醇薄膜蒸发器醇回收塔重组分废水从罐区来的新鲜的丙烯酸和甲醇与从醇回收塔(T140)顶回收的循环的甲醇以及从丙烯酸分馏塔(T110)底回收的经过循环过滤器(FL101)的局部丙烯酸作为混淆进料，经过反应预热器(E101)预热到指定温度后送至R101(酯化反应器)进行反应。为了使均衡反应向产品方向挪动，同时降低醇回收时的能量耗费，进入R101的丙烯酸克分子数过分。从R101排出的产品物料送至T110(丙烯酸分馏塔)。在该塔内，粗丙烯酸甲酯、水、甲醇作为一种均相共沸混淆物从塔顶回收，作为主物流进一步提纯，经过

E112冷却进入

V111(T110

回流罐)，在此罐中分为油相和水相，油相由

P111A/B

抽出，一路作为

T110

塔顶回流，另一路和山

P112A/B

抽出的水相一同作为

T130(

醇萃取塔)的进料。同时，从塔底回收未转变的丙烯酸。T110塔底，一局部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)分别出丙烯酸，回收到T110中，重组分送至废水办理单元重组分储罐。2.3.4T110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)。因为水-甲醇-甲酯为三元共沸系统，很难经过简单的蒸馏从水和甲醇中分别出甲酯，所以采纳萃取的方法把甲酯从水和甲醇中分别出来。从V130由P130A/B抽出溶剂(水)加至萃取塔的顶部，经过液一液萃取，将未反应的醇从粗丙烯酸甲酯物料中萃拿出来。2.3.5从T130底部获得的萃取液进到V140,再经P142A/B抽出，经过E140与醇回收塔底分别出的水换热后进入T140(醇回收塔)。在此塔中，在顶部回收醇并循环至R101。根本上由水构成的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从头用作溶剂(萃取剂)，同节气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归并为反应进料。2.3.6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，油水分红两相，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

作为局部进料以重新回收醇和酯。塔底含有少许重组分的甲酯物流经

P150A/B

进入塔提纯。T150

的塔底流出物送往

T160(酯提纯塔

)。在此，将丙烯酸甲酯进前进一步提纯，含有少许丙烯酸、丙烯酸甲酯的塔底物流经

P160A/B

循环回

T110

连续分馏。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。第三章设施一览表甲酯设施总览〔包含反应器、塔、泵、加热器〕序设施位设施名称〔中英文〕设施原理号号1E101R101PREHEATER换热器R101预热器2FL101A/REACTORRECYCLEBFILTER反应器循环过滤器3R101ESTERIFICATION①这是固定床反应器REACTOR②甲酯的酯化反应在固定床反应酯化反应器器内进行它是一个可逆反应，本工艺采纳酸过分使反应向正方向进行4T110AAFRACTIONATOR①这是精馏塔丙烯酸分馏塔②丙烯酸回收是利用丙烯酸分馏塔精馏的原理5E112T110CONDENSER冷凝器T110冷凝器6V111T110RECEIVER油水气三项分别器〔堰板式〕，左T110塔顶受液罐边分别出来水经过泵P112A/B进入缓冲罐，右侧是分别出来的油〔主假如醇、酯〕，同过P111A/B进入下一单元。7P111A/BT110REFLUXPUMPT110回流泵8P112A/BV111WATERDRAWOFFPUMPV111排水泵9E114T1102NDREBOILER薄膜蒸发器T110二段再沸器10E130T130FEEDCOOLERT130给料冷却器11T130ALCOHOL①这是醇萃取塔EXTRACTION②利用甲醇易溶于水的物性，用COLUMN水将甲醇从主物流中萃拿出醇萃取塔来12V130V130WATERFEEDDRUMV130给水罐13P130A/BT130WATERFEEDPUMPT130给水泵14V140T140BUFFERDRUMT140缓冲罐15P142A/BT140FEEDPUMPT140给料泵16E140T140BOTTOMS1STCOOLERT140底部一段冷却器17T140ALCOHOLRECOVERY①这是精馏塔COLUMN②T130底部获得的萃取液经过醇回收塔精馏，全局部水从塔底排出，甲醇和甲酯从塔顶蒸出，返回反应器循环使用18E144T140BOTTOMS2NDCOOLERT140底部二段冷却器19E142T140CONDENSERT140塔顶冷凝罐20V141T140RECEIVERT140塔顶受液罐21P141A/BT140REFLUXPUMPT140回流泵22T150ALCOHOLTOPPING①醇拔头塔为精馏塔COLUMN②利用精馏的原理，将主物流中醇拔头塔少局部的醇从塔顶蒸出，含有甲酯和少局部重组分的物流从塔底排出，并进一步分别23E152T150CONDENSERT150塔顶冷却器24V151T150RECEIVER分别器，下边是水包，上边是油包，T150塔顶受液罐水自流进入到V140做萃取液。25P151A/BT150REFLUXPUMPT150回流泵26P150A/BT150BOTTOMSPUMPT150底部泵27T160ESTER①酯精制塔为精馏塔PURIFICCATION②利用精馏的原理，将主物流从COLUMN塔顶蒸出，塔底局部重组分返酯提纯塔回丙烯酸分馏塔从头回收28P160A/BT160REFLUXPUMPT160回流泵29E162A/BT160CONDENSERT160塔顶冷却器30V161T160RECEIVERT160塔顶受液罐31P161A/BT160REFLUXPUMPT160回流泵32E111T110REBOILERT110再沸器33P110A/BT110BOTTOMSPUMPT110塔底泵34P114A/BE114BOTTOMSPUMPE114底部泵35E141T140REBOILERT140再沸器36P140A/BT140BOTTOMSPUMPT140底部泵37E151T150REBOILERT150再沸器38E161T160REBOILERT160再沸器第四章主要操作条件及工艺指标位号单位数值指标备注R101〔酯化反应器〕流量FIC101Kg/hAA至E101FIC104Kg/hMEOH至E101FIC106Kg/h甲酯粗液至E101FIC109Kg/hT110底部物料至E101温度TIC101℃75R101进口温度压力PIC101KpaR101反应器压力AT110〔丙烯酸分流塔〕流量FIC110Kg/hT110塔釜至E114FIC112Kg/hV111至T110回流FIC113Kg/hV111水相至T130FIC117Kg/hV111油相至T130FIC107Kg/hLPS〔塔底再沸蒸汽〕至E111温度TI111℃41T110塔顶温度TI109℃69T110进料段温度TI108℃80T110塔底温度TI113℃89再沸器E111至T110温度TG110℃36回流罐现场温度显示压力PI104KpaT110塔顶压力API103KpaT110塔釜压力APIC109KpaV111罐压力AE114〔薄膜蒸发器〕流量FIC110Kg/hT110至E114FIC119Kg/h462LPS至E114FIC122Kg/hE114至重组分回收FI120Kg/h700E114回流温度TIC115℃E114温度压力PI110Kpa35.33E114压力AT130〔醇萃取塔〕流量FIC129Kg/hV130至T130FIC131Kg/hV140至T140FI128Kg/hT130至T150温度TI125℃25T130温度压力PIC117KpaT130压力AT140〔醇回收塔〕流量FIC134Kg/hLPS至E141FIC135Kg/hV141至T140回流FIC137Kg/hT140至R101温度TI134℃60T140塔顶温度TIC133℃81T140第19块塔板温度TI132℃89T140第5块塔板温度TI131℃92T140塔釜温度TI135℃95再沸器E141至T140温度TG141℃40V141温度压力PI121KpaT140塔顶压力API120KpaT140塔釜压力APIC123KpaV141压力AT150〔醇拔头塔〕流量FIC140Kg/hLPS至E151FIC141Kg/hT150至T160FIC142Kg/hV151至T150回流FIC144Kg/hV151至T130FIC145Kg/hV151至V140温度TI142℃61T150塔顶温度TI141℃65T150第23块塔板温度TIC140℃70T150第5块塔板温度TI143℃74再沸器E151至T150温度TI139℃71T150塔釜温度TG151℃40V151温度压力PI125KpaT150塔顶压力API126KpaT150塔釜压力APIC128KpaV151压力AT160〔酯提纯塔〕流量FIC149Kg/h952LPS至E161FIC150Kg/hV161至T160回流FIC151Kg/hT160至T110FIC153Kg/hT160至MA温度TI151℃38T160塔顶温度TI150℃40T160第15块塔板温度TIC148℃45T160第5块塔板温度TI152℃64再沸器E161至T160温度TI147℃56T160塔釜温度TG161℃36V161温度压力PI130KpaT160塔顶压力API131KpaT160塔釜压力APIC133KpaV161压力A第五章操作规程甲酯开车操作一、准备工作启动真空系统打开压力控制阀PV109及其前后阀VD201、VD202，给T110系统抽真空。打开压力控制阀PV123及其前后阀VD517、VD518，给T140系统抽真空。打开压力控制阀PV128及其前后阀VD617、VD618，给T150系统抽真空。打开压力控制阀PV133及其前后阀VD722、VD723，给T160系统抽真空。打开阀VD205、VD305、VD504、VD607、VD701，分别给T110、E114、T140、T150、T160投用阻聚剂空气。V161、T160脱水打开VD711阀，向V161内引产品MA。待V161抵达必定液位后，启动P161A/B；打开控制阀FV150及其前后阀VD718、VD719，向T160引MA。待T160底部有必定液位后，封闭控制阀FV150。封闭MA进料阀VD711。T130、T140成立水循环打开V130顶部手阀V402，引FCW到V130。待V130抵达必定液位后，启动P130A/B；打开控制阀FV129及其前后阀VD410、VD411，将水引入T130。打开T130顶部排气阀VD401，并经过排气阀察看T130能否装满水。待T130装满水后，封闭排气阀VD401；同时打开控制阀LV110及其前后阀VD408、VD409，向V140灌水；打开控制阀PV117及其前后阀VD402、VD403，同时打开阀VD406，将T130顶部物流排至不合格罐，控制T130压力301kpaA。待V140有必定液位后，启动P142A/B；打开控制阀FV131及其前后阀VD509、VD510，向T140引水。打开阀V502，给E142投冷却水。待T140液位抵达50%后，打开蒸汽阀XV106；同时打开控制阀FV134及其前后阀VD502、VD503，给E141通蒸汽。打开阀V501，给E144投冷却水。启动P140A/B；打开控制阀LV115及其前后阀VD515、VD516，使T140底部液体经E140、E144排放到V130。待V41抵达必定液位后，启动P141A/B；打开控制阀FV135及其前后阀VD511、VD512

，向

T140

打回流；打开控制阀

FV137

及其前后阀

VD513

、VD514

；同时打开阀

VD507

，将节余水引至不合格罐。二、R101引粗液，并循环升温R101进料前往伴热系统投用R101系统伴热。打开控制阀FV106及其前后阀VD101、VD102，向R101引入粗液；打开R101顶部排气阀VD117排气。待R101装满粗液后，封闭排气阀VD117，打开VD119；同时打开控制阀PV101及其前后阀VD124、VD125，将粗液排出；调理PV101的开度，控制R101压力301kpaA。待粗液循环平均后，打开控制阀TV101及其前后阀VD122、VD123，向E-301供应蒸汽；调理TV101的开度，控制反应器进口温度为75℃。三、启动T110系统打开阀VD225、VD224，向T110、V111参加阻聚剂。打开阀V203、V401，分别给E112、E130投冷却水。T110进料前往伴热系统投用T110系统伴热。待R101出口温度、压力坚固后，打开去T110手阀VD118，将粗液引入T110；同时封闭手阀VD119。待T110液位抵达50%后，启动P110A/B；打开FL101A前后阀VD111、VD113；打开控制阀FV109及其前后阀VD115、VD116；同时打开VD109，将T110底部物料经FL101排出。投用E114系统伴热。待T110液位抵达50%后，打开阀XV103；同时打开控制阀FV107及其前后阀VD214、VD215，启动系统再沸器。待V111水相抵达必定液位后，启动泵P112A/B；打开控制阀FV117及其前后阀VD216、VD217；打开阀VD218、打开阀VD213，将水排出，控制水相液位。待V111油相液位LIC103抵达必定液位后，启动P111A/B。打开控制阀FV112及其前后阀VD208、VD209，给T110打回流；打开控制阀FV113及其前后阀VD210、VD211，将局部液体排出。待T110液位坚固后，打开控制阀FV110及其前后阀VD206、VD207，将T110底部物料引至E114。待E114抵达必定液位后，启动P114A/B；打开阀V301，向E114打循环。待E114液位坚固后，打开控制阀FV122及其前后阀VD311、VD312；同时打开VD310，将物料排出。按UT114按钮，启动E114转子。打开阀XV104，同时打开控制阀FV119及其前后阀VD316、VD317，向E114通入蒸汽LP5S。四、反应器进原料打开手阀VD105，打开控制阀FV104及其前后阀VD120、VD121，新鲜原料进料流量为正常量的80%，调理控制阀FV104的开度，控制流量为。打开控制阀FV101及其前后阀VD103、VD104，新鲜原料进料流量为正常量的80%，调理控制阀FV101的开度，控制流量为1473kg/h。封闭控制阀FV106及其前后阀，停止进粗液。打开阀VD108，将T110底部物料打入R101；同时封闭阀VD109。五、T130、T140进料打开手阀VD519，向T140输送阻聚剂。封闭阀VD213、打开阀VD212，由至不合格罐改至T130。控制V401开度，调理T130温度为25℃。待T140坚固后，封闭V141去不合格罐手阀VD507；打开VD508，将物流引向R101。六、启动T150打开手阀VD620、VD619，向T150、V151供阻聚剂。冷却水阀VD3501、VD3502，E-352,E-353冷却器投用。打开E152冷却水阀VD601，E152投用。打开VD405，将T130顶部物料改至T150；同时封闭去不合格罐手阀VD406。投用T150蒸汽伴热系统。当T150底部有必定液位后，启动P150A/B；打开控制阀FV141及其前后阀VD605、VD606；打开手阀VD615，将T150底部物料排放至不合格罐，控制好塔液面。打开阀XV107、打开控制阀FV140及其前后阀VD622、VD621，给E151引蒸汽。待V151有液位后，启动P151A/B；打开控制阀FV142及其前后阀VD602、VD603，给T150打回流。T150操作坚固后，打开阀VD613，同时封闭阀VD614，将V151物料从不合格罐改至T130。打开控制阀FV144及其前后阀VD609、VD610；打开阀VD614，将局部物料排至不合格罐。待V151水包出现界位后，打开FV145及其前后阀VD611、VD612，向V140切水。调理FV145的开度，保持界位正常。待T150操作坚固后，打开阀VD613；同时封闭VD614，将V151物料从不合格罐改至T130。调理FV144的开度，控制V151液位为50%。封闭阀VD615，同时打开阀VD616，将T150底部物料由至不合格罐改去T160进料。调理FV141的开度，控制T150液位为50%。七、启动T160打开手阀VD710、VD709，向T160、V161供阻聚剂。打开阀V701，E162冷却器投用。投用T160蒸汽伴热系统。待T160有必定的液位，启动P160A/B；打开控制阀FV151及其前后阀VD716、VD717；同时打开VD707，将T160塔底物料送至不合格罐。打开阀XV108，打开控制阀FV149及其前后阀VD702、VD703，向E161引蒸汽。待V161有液位后，启动回流泵P161A/B；打开塔顶回流控制阀FV150及其前后阀VD718、VD719打回流。打开控制阀FV153及其前后阀VD720、VD721；打开阀VD714，将V161物料送至不合格罐。调理FV153的开度，保持V161液位为50%。T160操作坚固后，封闭阀VD707；同时打开阀VD708，将T160底部物料由至不合格罐改至T110。封闭阀VD714，同时打开阀VD713，将合格产品由至不合格罐改至日罐。八、办理粗液、提负荷调整控制阀FV101开度，把AA负荷提升至；调整控制阀FV104开度，把MEOH负荷提升至。甲酯泊车操作一、停止供应原料封闭控制阀FV101及其前后阀VD103、VD104；封闭控制阀FV104及其前后阀VD120、VD121。封闭TV101及其前后阀VD122、VD123，停止向E101供蒸汽。封闭手阀VD713；同时打开阀VD714，D161产品由日罐切换至不合格罐。封闭阀VD108，停止T110底部到E101循环的AA；打开阀VD109，将T110底部物料改去不合格罐。封闭阀VD508，停从T140顶部到E101循环的醇；打开阀VD507，将T140顶部物料改去不合格罐。封闭VD118；同时打开阀VD119，将R101出口由去T110改去不合格罐。去伴热系统，停R101伴热。当反应器温度降至40℃，封闭阀VD119；打开阀VD110，将R101内的物料排出，直到R101排空。并打开VD117，泄压。二、停T110系统封闭阀VD224，即停止向V111供阻聚剂；封闭阀VD225，即停止向T110供阻聚剂。封闭阀VD708，停止T160底物想到T110；打开阀VD707,将T160底部物料改去不合格罐。迟缓减小阀FV107的开度，直至封闭阀FV107,即迟缓停止向E111供应蒸汽。去伴热系统，停T110蒸汽伴热。封闭阀VD212；同时打开阀VD213，将V111出口物料切至不合格罐，同时适合调整FV129开度，保证T130的进料量。待V111水相所有排出后，停P112A/B；封闭控制阀FV117及其前后阀。封闭控制阀FV110及其前后阀，停止向E114供物料。封闭阀V301，停止E114自己循环。封闭控制阀FV119及其前后阀，停止向E114供应蒸汽。停止E114的转子。封闭阀VD309；打开阀VD310，将E114底部物料改至不合格罐。将V111油相所有排至T110,停P111A/B；将P111A/B出口〔V111油相侧物料〕到E130阀FV113封闭。打开阀VD203，将T110底物料排放出；待T110底物料排尽后，停止P110A/B。打开阀VD306，将E114底物料排放出；待E114底物料排尽后，停止P114A/B。三、T150和T160泊车

封闭阀VD619，即停止向V151聚剂；封闭阀VD620，即停止向

供阻聚剂；封闭阀VD709，即停止向V161T150供阻聚剂；封闭阀VD710，即停止向

供阻T160供阻聚剂。停T150进料，封闭进料阀VD405；同时打开阀VD406，将T130出口物料排至不合格罐。停T160进料，封闭进料阀VD616；同时打开阀VD615，将T150出口物料排至不合格罐。封闭阀VD613；打开阀VD614，将V151油相改至不合格罐。封闭控制阀FV140及其前后阀，停向E151供应蒸汽；同时停T150蒸汽伴热。封闭控制阀FV149及其前后阀，停向E161供应蒸汽；同时停T160的蒸汽伴热。待回流罐V151的物料所有排至T150后，停P151A/B；待回流罐V161的物料全部排至T160后，停P161A/B。打开阀VD608，将T150底物料排放出；T160底部物料排空后，停P160A/B。四、T130和T140泊车封闭阀VD519，即