丙烯酸甲酯工艺仿真软件

丙烯酸甲酯工艺仿真软件

用 户 手 册

北京东方仿真软件技术有限公司

2009年1月

甲酯生产仿真用户手册

目录

第一章 生产原理及工艺特点……………………………………2 第二章 生产流程说明……………………………………………5 第三章 设备一览表………………………………………………8 第四章 主要操作条件及工艺指标………………………………11 第五章 操作规程…………………………………………………14 第六章 紧急事故处理……………………………………………21 第七章 操作界面…………………………………………………22

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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+H2O AA 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+H2O MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯)

H+(IER)*

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) H+(1ER) CH2=CHCOOH+CH3OH———>HOC2H4COOCH3

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HOPM(3-羟基丙酸甲酯)

H+(1ER)

CH2=CHCOOH+CH3OH ——>CH3OC2H4COOH

MPA(3-甲氧基丙酸)

H(1ER)

2CH2=CHCOOH———>CH2=CHCOOC2H4COOH

D-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H2O C2H5COOH+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。

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。 1.3 丙烯酸回收

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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。 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。 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，塔底部分重组分返回丙烯酸分馏塔重新回收。

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向T140引水。

1.3.6 打开阀V502，给E142投冷却水。

1.3.7 待T140液位达到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。 1.3.8 打开阀V501，给E144投冷却水。

1.3.9 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。

1.3.10 待V41达到一定液位后，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，将多余水引至不合格罐。 二、R101引粗液，并循环升温

2.1 R101进料前去伴热系统投用R101系统伴热。

2.2 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。

2.3 待R101装满粗液后，关闭排气阀VD117，打开VD119；同时打开控制阀PV101及

其前后阀VD124、VD125，将粗液排出；调节PV101的开度，控制R101压力301kpaA。 2.4 待粗液循环均匀后，打开控制阀TV101及其前后阀VD122、VD123，向E-301供给

蒸汽；调节TV101的开度，控制反应器入口温度为75℃。 三、启动T110系统

3.1 打开阀VD225、 VD224，向T110、V111加入阻聚剂。 3.2 打开阀V203、V401，分别给E112、E130投冷却水。 3.3 T110进料前去伴热系统投用T110系统伴热。

3.4 待R101出口温度、压力稳定后，打开去T110手阀VD118，将粗液引入T110；同

时关闭手阀VD119。

3.5 待T110液位达到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

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排出。

3.6 投用E114系统伴热。

3.7 待T110液位达到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。

3.8 待V111水相达到一定液位后，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。 3.9 待V111油相液位LIC103达到一定液位后，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，将部分液体排出。

3.10 待T110液位稳定后，打开控制阀FV110及其前后阀VD206、VD207，将T110底部

物料引至E114。

3.11 待E114达到一定液位后，启动P114A/B；打开阀V301，向E114打循环。 3.13 待E114液位稳定后，打开控制阀FV122及其前后阀VD311、VD312；同时打开VD310，

将物料排出。

3.14 按UT114按钮，启动E114转子。

3.15 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

4.1 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%，调节控制阀FV104的开度，控制流量为595.8kg/h。

4.2 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%，

调节控制阀FV101的开度，控制流量为1473kg/h。 4.3 关闭控制阀FV106及其前后阀，停止进粗液。

4.4 打开阀VD108，将T110底部物料打入R101；同时关闭阀VD109。 五、T130、T140进料

5.1 打开手阀VD519，向T140输送阻聚剂。

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5.2 关闭阀VD213、打开阀VD212，由至不合格罐改至T130。 5.3 控制V401开度，调节T130温度为25℃。

5.4 待T140稳定后，关闭V141去不合格罐手阀VD507；打开VD508，将物流引向R101。 六、启动T150

6.1 打开手阀VD620、VD619，向T150、V151供阻聚剂。 6.2 冷却水阀VD3501、VD3502，E-352,E-353冷却器投用。 6.3 打开E152冷却水阀VD601，E152投用。

6.4 打开VD405，将T130顶部物料改至T150；同时关闭去不合格罐手阀VD406。 6.5 投用T150蒸汽伴热系统。

6.6 当T150底部有一定液位后，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。 6.7 打开阀XV107、打开控制阀FV140及其前后阀VD622、VD621，给E151引蒸汽。 6.8 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。

6.9 T150操作稳定后，打开阀VD613，同时关闭阀VD614，将V151物料从不合格罐改

至T130。

6.10 打开控制阀FV144及其前后阀VD609、VD610；打开阀VD614，将部分物料排至不

合格罐。

6.12 待V151水包出现界位后，打开FV145及其前后阀VD611、VD612，向V140切水。

调节FV145的开度，保持界位正常。

6.13 待T150操作稳定后，打开阀VD613；同时关闭VD614，将V151物料从不合格罐

改至T130。调节FV144的开度，控制V151液位为50%。

6.14 关闭阀VD615，同时打开阀VD616，将T150底部物料由至不合格罐改去T160进

料。调节FV141的开度，控制T150液位为50%。 七、启动T160

7.1 打开手阀VD710、VD709，向T160、V161供阻聚剂。

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7.2 打开阀V701，E162冷却器投用。 7.3 投用T160蒸汽伴热系统。

7.4 待T160有一定的液位，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。

7.5 打开阀XV108，打开控制阀FV149及其前后阀VD702、VD703，向E161引蒸汽。 7.6 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。

7.7 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。调节FV153的开度，保持V161液位为50%。

7.8 T160操作稳定后，关闭阀VD707；同时打开阀VD708，将T160底部物料由至不合

格罐改至T110。

7.9 关闭阀VD714，同时打开阀VD713，将合格产品由至不合格罐改至日罐。 八、处理粗液、提负荷

调整控制阀FV101开度，把AA负荷提高至1841.36Kg/h；调整控制阀FV104开度，把MEOH负荷提高至744.75Kg/h。

甲酯停车操作

一、停止供给原料

1.1 关闭控制阀FV101及其前后阀VD103、VD104；关闭控制阀FV104及其前后阀VD120、

VD121。

1.2 关闭TV101及其前后阀VD122、VD123，停止向E101供蒸汽。

1.3 关闭手阀VD713；同时打开阀VD714，D161产品由日罐切换至不合格罐。 1.4 关闭阀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。

1.5 关闭阀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。

1.6 关闭VD118；同时打开阀VD119，将R101出口由去T110改去不合格罐。

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1.7 去伴热系统，停R101伴热。

1.8 当反应器温度降至40℃，关闭阀VD119；打开阀VD110，将R101内的物料排出，

直到R101排空。 1.9 并打开VD117，泄压。 二、停T110系统

2.1 关闭阀VD224，即停止向V111供阻聚剂；关闭阀VD225，即停止向T110供阻聚剂。 2.2 关闭阀VD708，停止T160底物料到T110；打开阀VD707,将T160底部物料改去不

合格罐。

2.3 缓慢减小阀FV107的开度，直至关闭阀FV107,即缓慢停止向E111供给蒸汽。 2.4 去伴热系统，停T110蒸汽伴热。

2.5 关闭阀VD212；同时打开阀VD213，将V111出口物料切至不合格罐，同时适当调

整FV129开度，保证T130的进料量。

2.6 待V111水相全部排出后，停P112A/B；关闭控制阀FV117及其前后阀。 2.7 关闭控制阀FV110及其前后阀，停止向E114供物料。 2.8 关闭阀V301，停止E114自身循环。

2.9 关闭控制阀FV119及其前后阀，停止向E114供给蒸汽。 2.10 停止E114的转子。

2.11 关闭阀VD309；打开阀VD310，将E114底部物料改至不合格罐。

2.12 将V111油相全部排至T110,停P111A/B；将P111A/B出口（V111油相侧物料）到

E130阀FV113关闭。

2.13 打开阀VD203，将T110底物料排放出；待T110底物料排尽后，停止P110A/B。 2.14 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停车

3.1 关闭阀VD619，即停止向V151供阻聚剂；关闭阀VD709，即停止向V161供阻聚剂；

关闭阀VD620，即停止向T150供阻聚剂；关闭阀VD710，即停止向T160供阻聚剂。 3.2 停T150 进料，关闭进料阀VD405；同时打开阀VD406，将T130出口物料排至不合

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7.5 趋势界面

7.6 模块监视界面

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7.7 评分系统界面

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