辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸
图2-2 MAL合成工段模拟流程图
2.2.2 MMA合成工段的模拟
MMA合成工段工段主要包括MAL合成反应器、精馏塔、相分离储罐、膜分离等主体设备。 MMA合成工段模拟流程简图如图2-3所示。
图2-3 MMA合成工段模拟流程图
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3 设备设计计算及选型
3.1 反应器的设计
3.1.1 MAL合成反应器(R101)的设计
表3-1 催化剂物性参数
项目 颗粒密度 堆积密度 视密度 ※反应方程
主反应：C4H8 + O2 → C4H6O + H2O ※异丁烯催化氧化反应机理
数值 Dp=5.5 mm Ρb=0.60g/ml Ρb=0.95g/ml 项目 比表面 孔体积 空隙率 数值 Sp=4.61g2/g Vv=0.121ml/g §=0.6314
图3-1 异丁烯氧化机理
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※工艺条件
使用80（Mo12Bi1Fe2.0Co7.0V0.2Cs0.1）/20Si 复合氧化物为催化剂，异丁烯为气相。
选择氧化合成甲基丙烯醛的主要工艺条件为： 反应温度：350℃ 反应压力：常压 空间速度：1200-1800h-1
原料气组成比例：异丁烯：水：氧气：氮气=1:1.5:2:12（摩尔比）
※反应器计算 （1）设计选材
考虑到使用温度、耐酸、许用压力、价格、供货情况及材料的焊接性能等， 在设计中选取16MnR。 (2)基本物性参数
表3-2 设计数据和工作参数
项目
甲基丙烯酸甲酯年产量
年工作时间 反应温度 反应压力
数值 6 万吨 7500 h 350 oC 101 KPa
项目 原料配比 空速 反应选择性 空时收率
数值
IB:H2O:O2:N2=1:1.5:2:12
1200-1 89.0% 100kg/m3
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表3-3 反应器进口物料组成
反应器进口 异丁烯 水 氧气 氮气 氢气 总量
Kmol/h 86.35821 141.5235 188.698 1132.188 4.960613 1556.76
表3-4 反应器物料出口组成
反应器出口 甲基丙烯醛 异丁烯 水 氧气 氮气 氢气 一氧化碳 二氧化碳 对苯二甲酸 乙酸
Kg/h 4845.345 2599.585 6088.11 31816.53 10 45334.22
%(mol) 6 9 12 72.87 0.13 100
Kmol/h 77.89511 1.640806 239.1946 86.66578 1132.188 4.960613 7.685881 6.908657 1.036299 1.036299
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Kg/h 5459.749 92.06155 4309.158 2773.201 31816.53 10 215.2846 304.0486 172.1636 62.23238
%(mol) 0.049836 1.05E-03 0.153034 0.055448 0.724359 0.13 4.92E-03 4.42E-03 6.63E-04 6.63E-04
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续表3-4
反应器出口 丙醛 总量
表3-5 相对分子质量 M
异丁烯 56 一氧化碳 28
甲基丙烯70 二氧化碳 44
水 18 乙酸 60
氧气 32 丙醛 58
氮气 28 对苯二甲酸
166
Kmol/h 0.777224 1563.021
Kg/h 45.14119 45334.22
%(mol) 4.97E-04 100
进料混合平均相对分子质量：
Min??yi,inMi?29.12 出口混合平均相对分子质量：
Mout??yi,outMi?29
表3-6 密度
名称
密度ρ (kg/m3)
甲基丙烯醛
1.377082
临界温度 Tc（k） 566
临界压力（MPa） 3.68
临界压缩因子
Zc 0.253
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