毕业设计—年产10000吨甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺设计讲解(4)

2019-08-01 22:31

丙炔羰基化/酯化直接生成MMA 路线由壳牌公司开发。该技术现属于Ineos 公司。该路线工艺简单。但在原材料供应方面有局限性。反应式见式(8)。

(6)MGC 路线

三菱气体化学公司(MGC)开发了一条独特的工业化生产MMA 的路线:HCN 循环利用路线。它可满足HCN 供应不足和废物排放限制的要求。该公司现又开发出一条改进的生产路线,即MGC 路线。该工艺再循环使用的是氨而不是HCN。尽管该工艺的原材料净成本没有太大的降低,但它的设备投资费用低且所需原材料易于获得。

(7)丙烯羰基化路线

丙烯羰基化路线先使丙烯羰基化生成异丁酸,然后脱氢生成甲基丙烯酸,最后酯化生成MMA。反应式见式(9)。尽管该工艺有经济上的竞争优势,但可能因为设备设计较为困难,故尚未引起太大关注。

(8)丙酸酯化路线

伊士曼化学公司成功地开发出使用Nb/SiO2 催化剂的丙酸和甲醇氧化酯化生产甲基丙烯酸甲酯(MMA)-工艺。该工艺的催化剂制备过程为:在36%二氧化硅含水悬浮液中慢慢加入NbF ,然后逐渐加热脱水,把所得固体材料在300℃高温下焙烧4 小时,再在450℃下焙烧6 小时。试验过程为:催化剂装入不锈钢反应器中, 通入氮气保护, 加热至300℃,原料丙酸和甲醇引入预反应器,将反应器中通入氧气.两个多小时后即得到甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯。

16

(9)其他路线

中东现大量生产MTBE 用于出口,但是,美国将禁用MTBE 的趋势将使其寻求MTBE 的替代出路。Nexant 化学系统公司提出了基于异丁烯生产MMA 的联合装置流程,见图1。

图1 MMA-MTBE 联产流程

(MMA 生产作为基于MTBE 的异丁烯联产装置的一部分)日本催化合成公司已提出MTBE 生产MMA 的工艺路线,该流程可组合多种异丁烯利用项目,如丁基橡胶、异戊二烯和MMA。为MTBE 的综合利用将带来重要的技术和贸易发展机遇。

表2 1999年世界MMA工艺路线分别(单位:万t)

1.2.2 甲基丙烯酸甲酯不同生产工艺对比

西方研究机构对上述MMA的工艺路线进行成本对比,以下对其分析过程和结果进行介绍。在美国、海湾地区采用不同工艺路线新建MMA装置,装置规模均选定为4.5万tPa(ACH-L法装置规模选定为13.6tPa),ACH法和ASAHI法装置包括废酸回收处理部分。

17

表3 MMA主要生产工艺路线路线成本对比(单位:美分P磅)

原料取价:丙酮586$Pt,硫酸53$Pt,异丁烯604$Pt,氧气49$Pt,乙烯573$Pt,

甲醇144$Pt

技术经济比较:Nexant公司对一系列工业化和正在开发的MMA生产路线成本进行分析比较,结果见表4。

表4 各种工艺路线MMA生产费用估算

由表4可见,BASF路线的生产成本较高。除了原料价格和原料成本上的原因以外,另一个主要原因是该路线使用了丙醛缩合生成甲基丙烯醛中间产物,而甲基丙烯醛必须氧化成甲基丙烯酸,这就增加了该路线的复杂性,造成投资增多,

18

公用工程费用增加。在催化剂得到改进后,BASF路线也得以改进。改进后的路线(BASF新路线)中生成的甲基丙酸醋中间产物,而不是丙醛,从而它比丙醛路线节约成本。旭直接氧化路线的原材料成本比BASF路线要低许多。MGC(R-ACH)路线的技术经济性质是一个初浅的概念,该路线公用工程费用高,故经济上并无优势。

1.2.3 综合分析

上述比较表明,在MMA的生产工艺中,异丁烯法、大规模的丙酮氰醇法和乙烯法是生产MMA最具有竞争力的工艺,MGC法生产路线生产成本要高于以上三种工艺的成本,但要优于同等中型丙酮氰醇法工艺。对于丙酮氰醇法来讲,装置规模对产品影响很大。甲基丙烯腈法由于工艺复杂,投资过高而缺乏竞争力。事实上,如前所述旭化成公司已放弃了该工艺,而转向开发改进异丁烯技术。其新的改进异丁烯法1999年才取得产业化成功,尚未完全公开,至今没有咨询机构对其进行评估比较。

我国现有的MMA全部采用ACH法,装置规模小,原材料消耗高、污染重、产品成本高。我国加入世贸组织后,为保证市场竞争力,提高我国MMA整体水平,今后国内新建MMA装置必然会引进国外先进技术,并应具备一定的经济规模。在诸多的MMA生产工艺中,ACH法、异丁烯法、乙烯法是最具有竞争力的工艺。但乙烯法由于国内乙烯产量供不足需,且运输和储存条件苛刻、成本高,同时BASF公司一直对转让乙烯法技术不积极等原因,在我国并不适用。在我国新建MMA装置究竟选择ACH法还是异丁烯法,要根据各地的实际条件,尤其是原料供应,进行选择。异丁烯法装置的原料采用MTBE裂解制得,MTBE是大宗商品,生产工艺简单成熟,国外生产公司较多,产量大、易采购、好运输,在工艺上很容易裂解制得异丁烯,我国燕山石化公司已成功开发MTBE裂解制异丁烯技术,并建成了一套4万tPa高纯异丁烯生产装置。

1.2.4 结论

根据国外已发表的资料,中等规模装置(4-6万tPa)的投资,异丁烯法要低

19

于丙酮氰醇法,而丙酮氰醇法的优势在较大规模的装置(10万tPa)上将显现出来,其单位投资将明显降低。因此在选择工艺路线时,必须根据市场情况考虑装置的规模效应,找到原料的、市场和投资的最佳结合点。

目前国内MMA市场需求形式较好,但这也促使了大量的MMA项目产生,未来几年竞争必然加大。另外,考虑到国内技术现状及本人知识层面不够,本设计使用ACH法生产MMA,并对其进行适当的优化,未来市场火爆时,也可迅速在原规模上进行扩大生产。

1. 3 甲基丙烯酸甲酯市场状况及发展前景

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是甲基丙烯酸甲酯(MMA)的均聚物或共聚物,俗称有机玻璃,美、英、德、日等国家均称之为Acrylics(压克力)。有机玻璃是具有无定型结构的高透明热塑性材料,其透光率达90%-92%,折光指数1.49,是透光性最好的热塑性塑料。有机玻璃具有优良的机械性、抗碎裂性、耐气候性、耐腐蚀性和电绝缘性,适宜于机械加工、热塑成型、吹塑、吸塑、溶剂胶合、热印、丝网印刷等二次加工,产品广泛应用于国防军工、建筑、交通运输、广告装潢、文教卫生、仪器仪表、日用品等领域。

1.3.1 世界市场

一、供需现状

2007年世界MMA生产能力341.6万t/a,产量约304.5万t,装置开工率89%。MMA生产主要集中在美国、西欧和日本三个发达国家和地区的20多家工厂,生产能力合计约228万t/a,占世界总生产能力70%。在世界其它地区,现有和在建的较大规模MMA生产装置大部分也属于欧、美、日生产公司的合资企业、子公司或许可生产。

世界MMA的生产以丙酮氰醇法为主,约占总产能的80%。其余大部分采用异丁烯法。美国和西欧的MMA生产装置主要采用丙酮氰醇法,而日本MMA生产主要采用异丁烯法。另外,东亚、东南亚一些新建装置也采用了日本的异丁烯直接氧化法

20


毕业设计—年产10000吨甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺设计讲解(4).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:温州项目交通调查报告(8.14) - 图文

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: