毕 业 设 计 （论 文）

题 目  丙烯酸丁酯生产工艺

摘  要

丙烯酸丁酯作为重要的有机化工原料，是通用型的丙烯酸中应用最广泛和消耗量最大的品种，有着广泛的市场潜力和应用范围。本文主要以江苏省泰兴市裕廊化工有限公司丙烯酸丁酯装置，由我公司冰晶车间所生产的丙烯酸残液和过量的丁醇原料在硫酸为催化剂的作用下，采用连续精馏式反应器，经过萃取、碱洗、回收、精制后得到高纯度的丙烯酸丁酯产品，以满足下游精细化工生产的原料需求。为了降低操作温度，防止高温引起聚合，此套装置的反应系统、精制系统及醇回收塔采用负压操作。同时，为了防止物料在工艺生产过程中聚合的加深，使形成的的聚合中心失活，在可能形成聚合物的部位都加了阻聚剂，主要在塔顶回流和反应器内，并向反应器及各再沸器加阻聚空气。整个工艺流程为连续化生产，生产丙烯酸丁酯能力为100000t/n。

关键词：丙烯酸丁酯；催化；阻聚；工艺

第1章   原料

1.1正丁醇

在泰兴市裕廊化工有限公司丙烯酸丁酯车间，正丁醇作为生产丙烯酸丁酯的一种原料，与来自于本公司冰晶车间所生产的丙烯酸残液进行酯化反应，正丁醇与丙烯酸按摩尔比1.18~1.20，正丁醇稍过量，在反应后阶段进行对正丁醇的回收和利用。

1.1.1正丁醇的理化性质

在我们所在的丙烯酸丁酯车间，正丁醇作为一种酯化反应的原料，与来自冰晶车间的丙烯酸残液进行酯化反应。正丁醇主要用于制取酯类、塑料增塑剂、医药、喷漆、以及用作溶剂。

正丁醇的性质如下表：

表1.1正丁醇的性质

（1）对健康的危害

侵入途径：吸入、食入、经皮肤吸收。

健康危害：本品具有刺激和麻醉作用。主要症状为眼、鼻、喉部刺激，在角膜浅层形成半透明的空泡，头痛、头晕和嗜睡，手部可以接触性皮炎。

（2）毒理学资料及环境行为

毒性：属于低毒类

急性毒性：LD50=4360mg/kg（大鼠口径）；3400mg/kg（兔经皮）；LC50=24240mg/m3,4小时（大鼠吸入）。

亚急性毒性：大鼠、小鼠吸入0.8mg/m3,24小时/周，4个月，肝皮肤功能异常；人吸入303mg/m3×10年，粘膜刺激，嗅觉减退；人吸入606mg/m3×10年，红细胞数减少，偶见眼刺激症状。

1.1.3正丁醇的急救和应急措施

（1）急救措施

皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

食入： 饮足量温水，催吐。就医。

（2）消防措施

危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。在火场中，受热的容器有爆炸危险。

有害燃烧产物： 一氧化碳、二氧化碳。

灭火方法：用水喷射逸出液体，使其稀释成不燃性混合物，并用雾状水保护消防人员。灭火剂：抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、雾状水、1211灭火剂、砂土。

（3）泄露应急处理

应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

1.1.4操作处置与储存

（1）操作注意事项

密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩），戴安全防护眼镜，穿防静电工作服。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。充装要控制流速，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

（2）储存注意事项

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。保持容器密封。应与氧化剂、酸类等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

1.1.5接触控制以及人体防护

（1）工程控制： 生产过程密闭，全面通风。提供安全淋浴和洗眼设备。

（2）呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。

（3）眼睛防护： 戴安全防护眼镜。

（4）身体防护： 穿防静电工作服。

（5）手防护： 戴一般作业防护手套。

1.1.6运输信息

（1）包装方法

小开口钢桶；薄钢板桶或镀锡薄钢板桶（罐）外花格箱；安瓿瓶外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶（罐）外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。

（2）运输注意事项：

运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。夏季最好早晚运输。运输时所用的槽（罐）车应有接地链，槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止流放。严禁用木船、水泥船散装运输。

1.1.7正丁醇用途

主要用于制造邻苯二甲酸、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯类增塑剂，它们广泛用于各种塑料和橡胶制品中，也是有机合成中制丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等的原料。还是油脂、药物（如抗生素、激素和维生素）和香料的萃取剂，醇酸树脂涂料的添加剂等，又可用作有机染料和印刷油墨的溶剂，脱蜡剂。

1.2丙烯酸

丙烯酸，又称亚克力酸，是化学式为C3H4O2的有机化合物，是最简单的不饱和酸。丙烯酸可发生羧酸的特征的反应，与醇反应也可得到相应的酯类。最常见的丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯。

丙烯酸及其酯类自身或与其他单体混合后，会发生聚合反应生成均聚物或共聚物。通常可与丙烯酸共聚的单体包括酰胺类、丙烯腈、含乙烯基类、苯乙烯和丁二烯等。这类聚合物可用于生产各种塑料、涂层、粘合剂、弹性体、地板擦光剂及涂料。

1.2.1丙烯酸的理化性质

丙烯酸的物理性质如下表

表1.2丙烯酸的物理性质

1.2.2丙烯酸的制备

目前氰乙醇水解法已被淘汰，其余三种方法均有采用，其中丙烯氧化法占主要地位。泰兴市裕廊化工氧化工段生产的丙烯酸就是采用的丙烯氧化法。

（1）乙炔羰化法

乙炔、一氧化碳、水和溶剂四氢呋喃，以卤化镍为催化剂，在160~200℃，4.0~5.5Mpa下，通过羰化得到丙烯酸：

HC≡CH+H2O+CO→CH2=CHCOOH

（2）丙烯腈水解法

丙烯腈在硫酸存在下，进行二次水解再经减压蒸馏可得到丙烯酸：

CH2=CHCN+H2O+H2SO4→CH2=CHCONH2∙ H2SO4

CH2=CHCONH2∙ H2SO4+H2O→CH2=CHCOOH+NH4HSO4

近年，由于丙烯氨化氧化制丙烯腈工艺迅速发展，为丙烯酸生产提供了廉价的丙烯腈。

（3）丙烯氧化法

分两步进行：第一步用钼-铋系或锑系催化剂,使丙烯氧化为丙烯醛；第二步用钼-钒-钨系催化剂使丙烯醛氧化为丙烯酸：

CH2=CHCH3+O2→CH2=CHCHO+H2O

CH2=CHCHO+O2→CH2=CHCOOH

丙烯、蒸汽和预热空气混合进入第一反应器,反应温度320～340℃，压力270kPa，反应气不经分离直接送入第二反应器，反应温度280～360℃，压力200kPa。两个反应器均用熔盐作载热体。从第二反应器出来的气体经水吸收后得30％～40％丙烯酸水溶液,经精制得纯丙烯酸，总收率可达87％，吸收塔尾气部分放空，部分循环使用。

1.2.3丙烯酸的健康危害

（1）危害

本品对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用。对呼吸道有刺激性，高浓度吸入引起肺水肿。有麻醉作用。眼直接接触可致灼伤。对皮肤有明显的刺激和致敏作用。口服强烈刺激口腔及消化道，可出现头晕、呼吸困难、精神过敏。

（2）接触危害

皮肤处理：脱去污染的衣服，立即用流动清水彻底冲洗。

眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。就医。

吸入：脱离现场至新鲜处。呼吸困难时进行输氧，呼吸停止时，立即进行人工呼吸。就医。

食入：误食者给饮大量温水，催吐。就医。

1.2.4丙烯酸的危险特性

（1）燃爆危害：

易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。若遇高热，可发生聚合反应，放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。遇热、光、水分、过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸。

（2）储运注意

通常商品加有阻聚剂。储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。仓温不宜超过30℃。防止阳光直射。包装要求密封，不可与空气接触。不宜大量或久存，应与氧化剂分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，开关设在仓外。配备相应品种和数量的消防器材。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。定期检查是否有泄漏现象。灌装时应注意流速（不超过3m/s），且有接地装置，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。

（3）泄露处置：

疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿一般消防防护服。在确保安全情况下堵漏。喷水雾会减少蒸发，但不能降低泄漏物在受空间内的易燃性。用活性炭或其它惰性材料吸收，收集运至废物处理场所处置。也可以用，大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。

1.2.5丙烯酸的防护措施

（1）手防护：戴防护手套。

（2）防护服：穿相应的防护服。

（3）眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。

（4）呼吸系统保护：空气中浓度超标时，应该佩带防毒口罩。必要时佩带自给式呼吸器。高于NIOSH REL浓度或尚未建立REL，任何可检测浓度下：自携式正压全面罩呼吸器、供气式正压全面罩呼吸器辅之以辅助自携式正压呼吸器。逃生：装有机蒸气滤毒盒的空气净化式全面罩呼吸器（防毒面具）、自携式逃生呼吸器。

1.2.6丙烯酸的应用

丙烯酸及其系列产品，主要是其酯类，近年得到迅速发展。如乙烯、丙烯、氯乙烯、丙烯腈等，发展成为重要的高分子化学工业的原料。丙烯酸及其酯类作为高分子化合物的单体，世界总产量已超过百万吨，而其制成的聚合物和共聚物的产量将近五百万吨。这些树脂的应用遍及涂料、塑料、纺织、皮革、造纸、建材，以及包括材料等众多部门。丙烯酸及其酯类可供有机合成和高分子合成，而绝大多数用于后者，并且更多地与其他单体，如乙酸乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等进行共聚，制得各种性能的合成树脂、功能高分子材料和各种助剂等。主要应用领域包括：

（1）胶黏剂：用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等共聚乳胶，可作静电植绒、植毛的胶粘剂，其坚牢性和手感好。

（2）水稠化剂：用丙稀酸和丙烯酸乙酯共聚物制成高分子量的粉末。可作稠化剂，用于油田，每吨产品可增产500t原油，对老井采油效果较好。

（3）铜版纸涂饰剂：用丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、苯乙烯等四元共聚乳胶作铜版纸涂料，保色不泛黄，印刷性能好，不粘辊，比丁苯胶乳好可节省干酷素。

（4）聚丙烯酸盐类：利用丙烯酸可生产各种聚丙烯酸盐类产品（如铵盐、钠盐、钾盐、铝盐、镍盐等)。用作凝集剂、水质处理剂、分散剂、增稠剂、食品保鲜剂耐酸碱干燥剂，软化剂等各种高分子助剂。

第2章  催化剂

催化剂是一种能够改变化学反应速率但不改变反应标准摩尔自由焓的的物质。在泰兴市裕廊化工丙烯酸丁酯车间，浓硫酸作为丙烯酸和正丁醇反应的催化剂，对甲苯磺酸作为裂化四个反应釜的催化剂。

2.1硫酸：

硫酸作为丙烯酸和正丁醇反应的催化剂，在丙烯酸丁酯车间连续化生产过程中，硫酸也是不断地加入，发挥其催化作用，使酯化反应的速率进一步提高。

2.1.1硫酸的物理性质

纯硫酸是一种无色无味油状液体。硫酸是一种高沸点难挥发的酸，易溶于水，能以任意比与水互溶。浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸溶解时应该遵守注酸入水的原则。常用的浓硫酸中硫酸的质量分数为98.3％。

2.1.2硫酸的化学性质

（1）脱水性：就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

（2）强氧化性：常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成SO2。

（3）难挥发性：利用难挥发性酸制取易挥发性酸的原理，如制取氯化氢、等。

（4）酸性：制化肥，如氮肥、磷肥等。

（5）稳定性：浓硫酸与亚硫酸盐反应。

2.1.3硫酸的急救措施

（1）　皮肤接触：大量硫酸与皮肤接触需要先用干布吸去，不能用力按、擦，否则会擦掉皮肤；少量硫酸接触无需用干布。然后用大量冷水冲洗，再用3%~5%碳酸氢钠溶液冲洗。用大量冷水冲洗剩余液体，最后再用NaHCO3溶液涂于患处，最后用0.01%的苏打水(或稀氨水)浸泡。就医。

（2）眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

（3）吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

（4）食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。

2.1.4硫酸的消防措施

（1）危险特性：遇水大量放热，可发生沸溅。与易燃物（如苯）和可燃物（如糖、纤维素等）接触会发生剧烈反应，甚至引起燃烧。遇电石、高氯酸盐、雷酸盐、盐、苦味酸盐、金属粉末等猛烈反应，发生爆炸或燃烧。有强烈的腐蚀性和吸水性。有害燃烧产物：二氧化硫。

（2）灭火方法：消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。灭火剂：干粉、二氧化碳、砂土。避免水流冲击物品，以免遇水会放出大量热量发生喷溅而灼伤皮肤。

2.1.5硫酸泄漏应急处理

应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等性空间。小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

2.1.6硫酸的操作处置

（1）密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。远离易燃、可燃物。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与还原剂、碱类、碱金属接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时，应把酸加入水中，避免沸腾和飞溅。

（2）储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。库温不超过35℃，相对湿度不超过85%。保持容器密封。应与易（可）燃物、还原剂、碱类、碱金属、食用化学品分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

（3）废弃处置：废弃处置方法：缓慢加入碱液－石灰水中，并不断搅拌，反应停止后，用大量水冲入废水系统。

2.1.7硫酸的用途

（1）为农业生产服务：用于肥料的生产硫酸铵（俗称硫铵或肥田粉）和过磷酸钙（俗称过磷酸石灰或普钙）这两种化肥的生产都要消耗大量的硫酸。

（2）为工业生产服务：用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门，特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。例如用电解法精炼铜、锌、镉、镍时，电解液就需要使用硫酸，某些贵金属的精炼，也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。用于石油工业汽油、润滑油等石油产品的生产过程中，都需要浓硫酸精炼，以除去其中的含硫化合物和不饱和碳氢化合物。

（3）解决人民衣食住行的作用：用于化学纤维的生产为人民所熟悉的粘胶丝，它需要使用硫酸、硫酸锌、硫酸钠的混合液作为粘胶抽丝的凝固浴。用于化学纤维以外的高分子化合物生产塑料等高分子化合物，在国民经济中越来越占有重要的地位。

（4）巩固国防的作用：某些国家硫酸工业的发展，曾经是和军用炸药的生产紧密连结在一起的。无论军用炸药（发射药、爆炸药）或工业炸药，大都是以硝基化物或酯为其主要成分。虽然这些化合物的制备是依靠，但同时必须使用浓硫酸或发烟硫酸。

（5）原子能工业及火箭技术的作用：原子反应堆用的核燃料的生产，反应堆用的钛、铝等合金材料的制备，以及用于制造火箭、超声速喷气飞机和人造卫星的材料的钛合金，都和硫酸有直接或间接的关系。

2.2对甲苯磺酸

在丙烯酸丁酯车间，除了丙烯酸和正丁醇的主反应之外，还有生产过程中所产生的重组分，由泵输送至裂化部分，同时加入丙烯酸、对甲苯磺酸。对甲苯磺酸作为催化剂，在裂化反应中起到加快反应速率的作用。

2.2.1对甲苯磺酸的理化性质

性状：白色针状或粉末状结晶，易溶于水、醇和醚，极易潮解，易使棉织物、木材、纸张等碳水化合物脱水而碳化，难溶于苯、甲苯和二甲苯等苯系溶剂。碱熔时生成对甲酚。

外观：白色针状或粉末结晶。

指标名称：分析纯（AR）、化学纯（CP）、精制级、特定级、工业优级 。

其他性质如下表：

表2.1 对甲苯磺酸的性质

广泛用于合成医药、农药、聚合反应的稳定剂及有机合成（酯类等）的催化剂，也用作医药、涂料的中间体和树脂固化剂。

2.2.3对甲苯磺酸的生产储运

（1）生产方法：由对甲苯磺酰氯水解而得。也可采用甲苯为原料，经硫酸磺化而得。

（2）储运条件：库房通风低温干燥; 与碱分开存放。

第3章  阻聚剂

3.1阻聚剂

能使烯类单体的自由基聚合反应完全终止的物质。这种作用称作阻聚。阻聚剂分子与链自由基反应，形成非自由基物质或不能引发的低活性自由基，从而使反应聚合终止。

泰兴市裕廊化工有限公司丙烯酸丁酯车间所用到的阻聚剂包括：对苯二酚、对羟基苯甲醚、吩噻嗪。进行对反应系统和其他容易生成聚合的地方进行阻聚，进而更好地生产。

3.1.1阻聚剂的作用

为了避免烯类单体在贮藏、运输等过程中发生聚合，单体中往往加入少量阻聚剂，在使用前再将它除去。一般，阻聚剂为固体物质，挥发性小，在蒸馏单体时即可将它除去。常用的阻聚剂对苯二酚能与氢氧化钠反应生成可溶于水的钠盐，所以可用5％～10％的氢氧化钠溶液洗涤除去。氯化亚铜和三氯化铁等无机阻聚剂也可用酸洗除去。

阻聚剂可以防止聚合作用的进行，在聚合过程中产生诱导期（即聚合速度为零的一段时间），诱导期的长短与阻聚剂含量成正比，阻聚剂消耗完后，诱导期结束，即按无阻聚剂存在时的正常速度进行。

3.1.2阻聚剂的类别

（1）按其在不同温度条件下活性分类

①活性为固定的阻聚剂：在正常贮存及固化温度范围内，始终与自由基很快反应，在反应中本身消耗而形成诱导期，消耗时形成的阻聚剂不再具有活性，如对苯二酚等。

②热敏性阻聚剂：在正常贮存温度下是阻聚剂，加热时分解，变成无效，如叔丁基邻苯二酚等。

③双重性阻聚剂：在较低温度下起阻聚作用，高温下反应而起促进作用，如氧、有机铜盐、季胺盐、硫磺等。

（2）按其阻聚原理分类

①无氧存在时：在无氧存在时，直接与游离基反应形成一种半醌中间体，然后再与另一个游离基反应而形成稳定的化合物。

②有氧存在时：对苯二酚及其衍生物在氧的存在下，游离基与氧反应形成过氧游离基，过氧游离基与对苯二酚反应形成游离基复合物，复合物再与另一个过氧游离基反应形成稳定的化合物。

（3）按阻聚剂组成情况

①独效型 只需一种阻聚剂就能起阻聚效果。如对苯二酚、对苯醌等。

②复合型即两种以上的阻聚剂联用。工艺上为达到保证树脂、预浸料在室温下贮存稳定性，达到既可调节使之有一定的适用期，又不影响制品的最终固化速度，采用复合型阻聚剂。如采用对苯二酚和叔丁基邻苯二酚及微量的铜盐实现上述效果。

3.2对苯二酚

对苯二酚，有机化合物，白色结晶。 有毒，成人误服1g，即可出现头痛、头晕、耳鸣、面色苍白等症状。遇明火、高热可燃。与强氧化剂接触可发生化学反应。受高热分出有毒的气体。主要用于制取黑白显影剂、蒽醌染料、偶氮染料、橡胶防老剂、稳定剂和抗氧剂。

3.2.1对苯二酚的物质性质

表3.1 对苯二酚的物理性质

（1）泄漏：隔离泄漏污染区，出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿防毒服。 

（2）小量泄露：用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器内。也可用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。

（3）大量泄露：收集回收或运至废物处理场所处置。

3.2.3对苯二酚的灭火方法

燃烧性：可燃。

引燃温度（℃）：499。

灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。

3.2.4对苯二酚的紧急处理

（1）吸入：迅速脱离现场至新鲜空气处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

（2）误食：立即给饮植物油15～30ml。催吐。就医。

（3）皮肤接触：立即脱去被污染衣着，用大量流动清水冲洗。就医。

（4）眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

3.2.5对苯二酚的危险性

（1）健康危害：本品毒性比酚大。成人误服1g，即可出现头痛、头晕、耳鸣、面色苍白、紫绀、恶心、呕吐、腹痛、窒息感、呼吸困难、心动过速、震颤、肌肉抽搐、惊厥、谵妄和虚脱。严重者可出现呕血、血尿和溶血性黄疸。尿呈青色或棕绿色。皮肤可因原发性刺激和变态反应而致皮炎，可引起皮肤色素脱失。眼部接触本品粉尘或蒸气，可有结膜和角膜炎。

（2）环境危害：本品可燃、高毒。

3.2.6对苯二酚的操作处置与储存

（1）操作注意事项：密闭操作，提供充分的局部排风。尽可能采取隔离操作。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、碱类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

（2）储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

3.3吩噻嗪

吩噻嗪为黄色或灰色粉末，易氧化变色。主要应用于有机合成中的阻聚剂。吩噻嗪类药适用于治疗急、慢性精神症、反应性精神病及其他重症精神病的治疗，可控制兴奋、攻击、幻觉、妄想、思维联想障碍等。

3.3.1吩噻嗪的理化性质

表3.2吩噻嗪的理化性质

（1）健康危害：吸入、摄入或经皮吸收后对身体有害。本品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用。可引起惊厥。

（2）燃爆危险：本品可燃，具刺激性。

（3）危险特性：遇明火、高热可燃。

3.3.3急救处理

（1）皮肤接触：脱去污染的衣服，用大量流动的清水冲洗。

（2）眼睛接触：提起眼脸，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

（3）吸入：脱离现场至空气新鲜处。如果呼吸困难，给输氧。就医。

（4）食入：饮足量温水，催吐。就医。

3.3.4应急处理

隔离泄漏污染区，出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所位置。

3.4对羟基苯甲醚

对羟基苯甲醚是白色片状或蜡状结晶体。熔点52.5℃，沸点243℃，易溶于乙醇、醚、丙酮、苯和乙酸乙酯，微溶于水。

对羟基苯甲醚主要用于生产、储运丙烯腈、丙烯酸及其酯、甲基丙烯酸及其酯等烯烃单体的阻聚剂，其最大的有点是单体使用时不需要将其中的对羟基苯甲醚除去就能参与聚合。它还用作防老剂、增塑剂、食品抗氧剂的合成。

在泰兴市裕廊化工有限公司丙烯酸丁酯车间，在阻聚剂槽内，首先进行对其冲液，按其比例计算以后，对羟基苯甲醚和吩噻嗪一起加入到阻聚剂槽内，配制成7-9％的溶液。由阻聚剂泵输送至需要进行阻聚的地方。

第4章  丙烯酸丁酯的工艺

4.1工艺原理

下图为泰兴市裕廊化工有限公司丙烯酸丁酯车间的工艺简图，主要包括：反应系统、回收系统、精制系统。

4.1.1反应系统

（1）主反应

丙烯酸和丁醇在甲苯磺酸的作用下反应生成丙烯酸丁酯和水，反应按下列机理进行：

丙烯酸+丁醇=过渡化合物（断开丙烯酸的羰基键，分别连上羟基和-O-C4H9）

过渡化合物—>丙烯酸丁酯+水(从化合物的两个羟基中脱除一个水)

丙烯酸和丁醇在硫酸的作用下反应生成丙烯酸丁酯和水。

丙烯酸和丁醇的酯化反应是典型的可逆反应，而且丙烯酸和生成物丙烯酸丁酯的沸点很接近，用精馏的方法难以将丙烯酸分离出来，未反应的丙烯酸不能循环使用。为了降低丙烯酸的消耗，必须使丙烯酸完全转化成丙烯酸丁酯。这样就要在反应过程中不断破坏其反应平衡，促使反应向正方向进行，实现一个假的不可逆的一级反应，为此本工艺采取了以下措施：

a. 使反应生成的水与丁醇、丙烯酸丁酯共沸迅速从反应器中除去，以降低生成物的浓度。共沸物经脱水塔分离后，醇和酯返回反应器作原料。

b. 采用醇比酸过量的摩尔比（1.1～1.2倍），增加反应物的浓度，并为脱水提供共沸剂。

c. 用硫酸作催化剂以加快反应速度，缩短反应的停留时间。

由于丙烯酸、丙烯酸丁酯在高温下易发生聚合，为降低操作温度，保证反应生成水的脱除，反应系统采用负压操作。

（2） 副反应

    丙烯酸和丙烯酸丁酯都容易聚合，在酯化反应中丙烯酸、丁醇、丙烯酸丁酯三种物质能生成共聚物或均聚物。各种副产物的量与酯化反应温度、催化剂的量有很大关系。其主要副反应方程式如下：（4个加成反应、2个酯化反应）

CH2CHCOOC4H9+C4H9-OH   C4H9OCH2COOC4H9

丙烯酸丁酯      丁醇        -丁氧基丙烯酸丁酯

CH2CHCOOC4H9+H2O    HOCH2CH2COOC4H9 

丙烯酸丁酯    水       -羟基丙烯酸丁酯

CH2CHCOOH+C4H9OH   C4H9OCH2CH2COOH

丙烯酸     丁醇        -丁氧基丙烯酸

2CH2CHCOOH   CH2CHCOOCH2CH2COOH

丙烯酸           二聚丙酸

C4H9OCH2CH2COOH+C4H9OH   C4H9OCH2CH2COOC4H9 + H2O

 -丁氧基丙酸      丁醇         -丁氧基丙酸丁酯       水

CH2CHCOOCH2CH2COOH+C4H9OH   CH2CHCOOCH2CH2COOC4H9+ H2O

二聚丙烯酸       丁醇     二聚丙烯酸丁酯             水

4.1.2回收系统

反应液首先经过萃取塔萃取丙烯酸和硫酸后，再经过碱洗塔将反应液中未反应的丙烯酸和残存的硫酸用碱中和掉，碱洗塔的水相和从装置其他部位排出，最后经醇回收塔回收醇和酯。

丙烯酸+苛性碱 丙烯酸钠+水

硫酸+苛性钠 硫酸钠+水

4.1.3精制系统

中和后的反应液（即粗丙烯酸丁酯）在经过醇汽提塔和精馏塔后，得到高纯度的丙烯酸丁酯产品。

4.1.4阻聚原理

丙烯酸及脂类是一种带双键的不饱和化合物,化学性质十分活泼。拥有乙烯基极易自聚或与其他单体共聚。因此防止丙烯酸及其脂类的自聚是关系到生产成败的一个重要因素。

丙烯酸及其脂类的聚合反应可分成两种形式：一种是在引发剂的存在下，发生乙烯基聚合反应，分子结构呈直线型，该聚合物易溶于聚合物单体中，是物料变粘稠。另一种是伴随乙烯基聚合反应而发生的一种自聚反应，通常称为端状聚合反应。

为了防止丙烯酸及其脂类发生聚合反应，由于温度是引发丙烯酸及其脂类聚合反应的最常见因素，温度越高，越容易发生聚合反应，聚合物产量越大。因此，在丙烯酸及其脂类的生产操作中平稳的控制在较低的温度下操作是最重要的因素。此外，在生产过程中配合使用阻聚剂也是一种比较常用的方法，阻聚剂的作用原理可解释为：易引发聚合反应的游离基与阻聚剂发生作用，游离基被转移到阻聚剂上，从而丙烯酸或丙烯酸脂的活性大大减低，以达到阻聚作用。

4.2工艺技术规程

丙烯酸丁酯装置，由卖方提供界区内主要生产装置的基础工程设计，由无锡市恒禾工程质询设计有限公司负责界区内的详细工程及全部配套工程设计，上海华谊集团建设有限公司承建，设计丙烯酸丁酯年生产能力10万吨。

4.2.1丙烯酸丁酯装置概况

丙烯酸丁酯装置以丙烯、丁醇为原料，丙烯经空气氧化成丙烯酸，经过急冷、吸收、精制后得到高纯度（≥99.5％）。以满足下游精细化工生产的原料需求和供应。

4.2.2丙烯酸丁酯装置特点

（1）采用硫酸做催化剂，在丁醇过量的条件下进行酯化反应，采用连续精馏式反应器，经萃取、碱洗、回收、精馏后得到高纯度的产品。

（2）使反应生成的水与丁醇、丙烯酸丁酯共沸迅速从反应器中除去，以降低生成物的浓度。共沸物经脱水塔分离后，醇和酯返回反应器作原料。

（3）由于丙烯酸、丙烯酸丁酯在高温下易发生聚合，为降低操作温度，保证反应生成水的脱除，反应系统采用负压操作。

（4）丙烯酸及丙烯酸丁酯都是极易聚合的化合物，这种特性对生产是极为不利的因素，为了避免聚合的发生，保证装置的正常运行，本工艺采取了以下措施。

a.负压操作：为了降低操作温度，防止温度高引起聚合。本装置反应系统，精制系统及醇回收塔采用负压操作。

b.伴热、保温及喷淋：物料汽化后不含有阻聚剂，为防止物料在反应器、塔的设备表面发生相变，对反应器、塔及他们的气相出料管线进行热水、蒸汽作伴热保温，以防止相变后引起聚合。并对气、液停留的死区加喷淋 。

c.严格禁止设备、管线内的液体长期处于停留状态。尤其对于温度高于40摄氏度的物料。所以在各产品储罐、中间罐都设有自身循环系统。且各罐都设有冷却盘管，以保证各储罐温度在40摄氏度以下。

d.加阻聚剂和阻聚空气。为了防止在生产过程中聚合的加深，使形成的聚合中心失活，在可能形成聚合物的部位都加了阻聚剂，主要加在塔顶回流和反应器内，并向反应器各再沸器加阻聚空气，保证这些 场所及塔、反应器内的含氧量，以延缓聚合的进一步进行。

e.设备结构和管道设计。为缩短物料的停留时间，在确保工艺要求的情况下，尽可能使物料在设备内的停留时间最短，所以塔板使用大孔径无堰筛板，管道设计尽可能做到最短。

f.设备和管线都选用不锈钢。变价金属离子是聚合的引发剂，为了避免金属离子的产生，本装置主要工艺设备、管线均选用不锈钢。

4.3工艺流程

泰兴市裕廊化工有限公司丁酯车间，年产10万吨级丙烯酸丁酯在厂区的北面，整套装置主要有两个反应釜（R-411、R-412）、脱水塔（C-410）、萃取塔（C-421）、洗涤塔（C-422）、醇回收塔（C-430）、醇汽提塔（C-440）和精制塔（C-450）组成。

4.3.1反应系统

反应系统由两台串联反应器和一台脱水塔组成，AA和BuOH首先在两台串联的反应器内进行酯化反应，用H2SO4作催化剂，反应生成的水与BuOH、AEB 共沸迅速从反应器中除去，以使反应平衡向正方向进行。反应终了的AA转化率达98～98.5％。

来自AA原料罐（V-5201）的AA，经AA加料泵（P-5201A/B）输送由FV-4002调节控制流量9482kg/h进入一段反应器再沸器（E-411），另外为了使BuOH、H2SO4、AA充分均匀地混合，控制AA的升温速度，由R-411第一循环泵（P-410）从第一反应器予混区（R-411A）中抽出部分混合液与进料一起进入E-411，用LLP蒸汽加热到98.0℃，由TI-4002显示温度后进第一反应器予混区（R-411A）。加热蒸汽由TIC-4003和FV-4003串级调节控制蒸汽流量，保持R-411A温度为92～100℃。

来自丁醇原料罐（T-940）的BuOH由BuOH加料泵（P-472A/B）输送分四路：

（1）去（P-410）做丁醇机械密封。

（2）阻聚剂槽（D-406）配制阻聚剂（间歇使用）。

（3）去（D-441）开车前醇蒸馏使用。

（4）由FV-4010调节控制9670kg/h的流量和脱醇塔顶出料泵（P-441A/B）送来的脱醇塔（C-440）塔顶液一起会合从第五块塔板进入脱水塔（C-410）。

C-410塔顶冷凝液在C-410塔顶受槽（D-411）内分层，上层液（H2O：8.10％、BuOH：50.8％、AEB：40.51％）由C-410塔顶回流泵（P-411A/B）输送，经LIC-4006和FV-4016串级调节控制流量32953kg/h与（P-406）送来的阻聚剂（丁醇+HQ）一起作C-410塔顶回流，控制塔顶温度为℃。

阻聚剂泵（P-406）送来的400kg/h阻聚剂会同新鲜BuOH一起从C-410底部排出，进入R-411A。

R-411A的反应生成液逐一流过反应区R-411B、R-412A、R-412B，在搅拌的条件下进行连续酯化反应。各反应区都设有蒸汽盘管用LLS进行加热，加热的蒸汽量分别由TIC-4004和FV-4006、TIC-4012和FV-4012、TIC-4013和FV-4013串级调节，控制各反应区的温度。酯化反应生成的水与BuOH、AEB共沸从各反应区蒸出升入C-410底部，与塔顶来的物料进行热和质交换后，从C-410顶部蒸出，进入C-410塔顶冷凝器（E-412）用CWS（循环水）冷凝，冷凝液进入C-410塔顶受槽（D-411），未凝气体进入放空冷凝器（E-413）用LWS（低温水）冷凝，冷凝液回收到D-411，不凝气体由C-410塔顶真空泵（P-415A/B）抽送至尾气废物处理单元。

反应系统为负压操作，系统真空由P-415A/B形成，PIC-4002控制R-411A/B压力(53.33kpA)（300mmHgA），C-410塔压力由PIC-4010调节控制（160mmHgA），R-412A/B与C-410第三块塔板压力相同为（240mmHgA）(31.2-38.1kpA)(53.33)。

D-411下层液（H2O：95.38％、BuOH：4.57％）由C-410塔顶水泵（P-412A/B）输送分两路：

（1）FV-4021调节控制2113kg/h流量，进入C-421塔顶作萃取剂。

（2）由LIC-4007串级调节FV-4017控制D-411液位，以2552kg/h流量进入水缓冲罐（D-425）。

AA和BuOH经各反应器反应后，最终在R-412B中AA转化率达到98％～98.5％，酯化反应到此结束。

R-412B的反应生成液由P-413A/B（C-421加料泵）输送进入螺旋板换热器（E-414）与（P-426）来的冷料进行热交换，由LIC-4004和FV-4020串级调节，控制21127kg/h的流量进入E-415（C-421进料冷却器）冷却器用CTS冷却到35℃进入C-421。

为防止E-411聚合堵塞及搅拌器A-411、A-412、A-413底部形成死区而发生聚合，把由FG-4001、FG-4003、FG-4011A和FG-4011B控制的仪表空气分别加入到E-411、R-411B、R-412A/B起分散阻聚作用。

4.3.2回收系统

回收系统由萃取塔（C-421）、洗涤塔（C-422）、醇回收塔（C-430）组成。在此系统中，反应生成液中的H2SO4首先用水萃取回收。然后用碱将残余的H2SO4和未反应的AA中和掉。在装置各部位排出的废水都收集在D-425内，并与C-422塔底液一起在C-430回收醇和酯。

R-412B内的反应生成液，由P-413A/B打入E-414用P-426来料冷却到55℃，由LIC-4004和FV-4020串级调节控制流量，经E-415用CWS冷却到35℃进入C-421塔底。

作为萃取剂的副产水（D-411下层液）由P-412A/B输送，经FV-4021调节控制2113kg/h流量从顶部进入C-421，经逆流接触H2SO4进入水相（H2O：91.18％、H2SO4：6.46％）在塔底排出分两路:

（1）由FV-4022调节，控制C-421界面LT-4009进入E-434预热后作C-430原料。

（2） 一路去P-421A泵入口。

萃余液（H2O：2.01％、BuOH：8.95％、AEB：83.28％、β-BPB：3.84％）从萃取塔顶排出进入C-422底部。

C-422分为水洗、中和上下两段，C-421萃余液进入C-422底部。来自碱贮罐（T-427A/B）的25％NaOH水溶液，经碱加料泵（P-407A/B）输送，由FV-4026调节控制400kg/h流量，用P-421A/B（NaOH循环泵）送来的由FV-4027调节控制2285kg/h流量的C-422塔底液稀释后，从中部进入碱洗塔。经逆流接触进料中的H2SO4、AA被NaOH中和，然后中和液进入C-422水洗段进行水洗。作为洗涤水的DW（工业水）由FC-4025调节控制800kg/h流量从顶部进入C-422，经逆流接触，中和产生的盐等其它溶于水的杂质进入水相从底部分排出：

从底部排出由P-421A/B输送分两路：

（1）C-422界面LIC-4011由FV-4028串级调节控制1142kg/h流量进入C-430塔。

（2）由FV-4027调节控制2285kg/h流量与NaOH水溶液一起返回C-422中部。

C-422塔顶液（H2O：1.22％、BuOH：9.07％、AEB：84.77％、β-BPB：3.91％）从塔顶排出进入C-440给料罐（D-426）分层，上层液由C-440加料泵（P-426A/B）经C-440进料螺旋板换热器（E-414）进入醇汽提塔（C-440）。下层液由P-427输送控制下层界面LIC-4014，将下层液经E-434排入C-430。

从系统各部位排出的废水收集在D-425中，为回收其中的醇和酯，由P-424A/B将醇相区料液（BuOH：2.62％、AEB：0.74％）输送至C-410塔（与新鲜醇一同在第五块塔板进料）。水相区由C-430塔加料泵（P-425A/B）将D-425内液体抽送和C-421、C-422塔底液一起，经LIC-4016和FV-4030串级调节控制4000kg/h流量进入C-430进料加热器（E-434）与C-430塔底液换热到80℃，进入C-430，

C-430 塔为筛板塔，共22 块塔板。自E-434 来的含醇水进入C-430第20块塔板，C-430塔釜液通过C-430 再沸器 (E-431) 自然循环，控制C-430第10块塔板温度TIC-4029温度在93～103.0℃；另一部分经C-430塔底泵 (P-430A/B)送出至E-434，与C-430进料进行换热后排向废水处理单元。

塔顶蒸出物经C-430冷凝器(E-432)冷凝后进入塔顶受液罐(D-431)中分层，PIC-4020 压力在80～90.0kPa(A)（99.7kpA）。下层水相经C-430回流泵 (P-431A/B)回流至C-430，上层醇相溢流返回至D-425水相侧。不凝气体进入E-413，通过P-415A/B 抽送至放空。

为防止聚合，向E-431进口物料管线加入阻聚空气。

C-421和C-422可相互代用，当C-422停用时，C-421可代替C-422运行。

4.3.3精制系统

精制系统主要由醇汽提塔（C-440），精制塔（C-450）组成，经回收系统处理的粗酯中还含有BuOH、H2O、重组份等杂质，这些杂质将在此系统被除去，以得到纯度大于等于99.0的AEB产品。

D-426中的粗酯，由P-426A/B输送经E-414换热到60～80℃。予热后的粗酯由LIC-4013和FV-4041串级调节控制21196kg/h流量从第28块塔板进入C-440。经减压蒸馏，水、BuOH和AEB共沸从塔顶蒸出，进入C-440塔顶冷凝器（E-442）用CWS冷凝，冷凝液和未凝气体进入进入C-440塔顶受槽（D-441），未凝气体进入C-440放空冷凝器（E-443）用LWS进一步冷凝，冷凝液回入D-411，不凝气体经蒸汽喷射泵（EJ-441、EJ451B、EJ451C）抽送至喷射泵,冷凝器（JE-A/B/C）用CWS冷凝，冷凝液进入D-425，不凝气体送往废物处理单元。

D-441冷凝液（H2O：2.27％、BuOH：44.95％、AEB：50.04％）经P-441A/B（C-440塔顶回流泵）送出分两路。

（1）由FV-4046调节控制14900kg/h流量作C-440塔顶回流，控制塔顶温度为45℃。

（2）由LIC-4027和FC-4047串级调节控制D-441液位，以1339kg/h流量与原料BuOH一起进入C-410。

塔底液（BuOH：0.01％、AEB：93.72％、β-BPB：5.55％）从塔底排出，一部分进入C-440塔底再沸器（E-441A/B）用LLS蒸汽加热后返回塔底，加热蒸汽量由FV-4042和TC-4019或TIC-4048串级调节控制塔底温度为91℃(82-88)或第三板温度为℃。

另一部分塔底液由C-440塔底泵（P-440A/B）输送由LIC-4025和FV-4044串级调节，控制塔底液位以17272kg/h流量进入C-450进行脱重组份处理。

为了防止 C-440在运行过程中发生聚合，由P-455-c将400kg/h的阻聚剂加到塔顶回流，在E-441A/B底加入由FG-4037A/B控制的阻聚空气，以防止E-441聚合堵塞。

C-440塔底液从第4块塔板进入精制塔C-450,（C-450 为筛板塔，共10 块塔板）。经减压蒸馏，控制D-451 压力PIC-4042 在1.4～1.8kPa(A)。塔顶蒸出物经C-450 塔顶冷凝器(E-452A/B)冷凝后进入塔顶受液罐 (D-451)；未凝气体经 塔顶放空冷凝器 (E-453)进一步冷凝后，冷凝液流入D-451 中；不凝气由蒸汽喷射泵 (EJ-451A/B/C)抽出，送往废水处理单元。

D-451 的丙烯酸丁酯由C-450 回流泵 (P-451A/B)分三路送出，一路回流至C-450；另一路经酯化产品冷却器 (E-455)冷却后送入丙烯酸丁酯日产罐 (T-402A/B)；第三路去T-401粗丙烯酸丁酯罐。

C-450塔底液（AEB：12.5％、β-BPB：72.％、DBE：3.81％）从塔底排出，一部分由C-450塔底循环泵（P-453A/B）打入C-450塔底再沸器（E-451）用LLS蒸汽加热后返回塔底，加热蒸汽由FV-4050调节，控制塔底温度95℃。另一部分塔底液由C-450塔底泵（P-450A/B）送出：由LIC-4031与FV-4053串级控制C-450塔底液位，以6850kg/h流量进入C-450第二再沸器（E-454）减压蒸馏。轻组分蒸出回C-450，重组分经P-454A/B打出送往D-422重组分储罐。

为了防止C-450在运行过程中发生聚合，由P-455B将阻聚剂（MQ：5.3％、AEB：95％）加入C-450塔顶气相管线E452A/B入口，P-455A将阻聚剂加入回流管线。另外还在E-451底部加入由FG-4043控制的阻聚空气。E-454上部和下部加阻聚空气分别由FG-4070和FG-4067控制。

C-440、C-450塔为负压操作，真空由EJ-451A、EJ441、EJ-451B、EJ-451C形成，由PC-4035、PC-4042调节D-441、D-451塔顶压力分别为35mmHgA、12mmHgA。

4.3.4裂化系统

裂化系统主要由四个裂化反应釜（R-461、R-462、R-463、R4）、重组分罐（D-422）、裂化配料槽（D-460）、裂化受液槽（D-461）和裂化反应残液罐（D-462）组成。

来自于精制塔（C-450）的第二再沸器（E454）的塔底重组分，经P-454A/B由FV-4060控制进入重组分槽（D-422），重组分槽（D-422）的重组分经P-422A/B输送至裂化配料槽（D-460），同时加入丙烯酸和催化剂对甲苯磺酸，进行搅拌。配料槽（D-460）的混合物料经P-460进去裂化反应釜，用来自于蒸气系统的2.0Mpa的蒸气对反应釜加热，反应产生的蒸气由裂化的四个反应冷凝器冷凝，冷凝液进入裂化受液槽（D-461），当其也为达到60％时，由P-461输送至丙烯酸丁酯不合格液槽（T-401）。裂化产生的残液，由各个裂化反应釜的残液卸料阀，将残液卸至裂化反应残液罐（D-462），残液装桶出售。

第5章  丙烯酸丁酯

5.1丙烯酸丁酯的质量指标

表5.1丙烯酸丁酯的质量指标

（1）吸入、口服或经皮肤吸收对身体有害。其蒸气或雾对眼睛、粘膜和呼吸道有刺激作用。中毒表现有烧灼感、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。

（2）皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

（3）眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水彻底冲洗。就医。

（4）吸入：迅速脱离现场至空气清新处，保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧；如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

（5）食入：饮足量温水，催吐。就医。

5.3丙烯酸丁酯的用途

丙烯酸丁酯用作有机合成中间体、粘合剂、乳化剂、涂料。烯酸及其酯类在工业上得到广泛应用。在使用过程中，往往将丙烯酸酯类聚合成聚合物或共聚物。丙烯酸丁酯（以及甲酯、乙酯、2-乙基己酯）属于软单体，可以与各种硬单体如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯等，及官能性单体如（甲基）丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、缩水甘油酯、（甲基）丙烯酰胺及基衍生物等进行共聚、交联、接枝等，作成200-700多种丙烯酸类树脂产品（主要是乳液型，溶剂型及水溶型的），广泛用作涂料、胶粘剂、腈纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、纸张处理剂、皮革加工以及丙烯酸类橡胶等许多方面。

第6章  结论

丙烯酸丁酯生产过程中，催化反应精馏塔中进料位置、回流位置、醇脂比、催化剂用量、阻聚剂用量、反应时间等因素对丙烯酸丁酯产品收率都存在不同层次的影响。丙烯酸与丁醇的催化酯化反应体系属于复杂的平行、可逆、速率反应，除应选择转化率高、选择性较好的催化剂外，对于酯化反应器及酯化工艺提出了一定的要求：

（1）能及时地将酯化反应生成的水以及与丁醇、丙烯酸丁酯共沸物的形式移出反应器，从而降低逆反应，加速正反应的进行，抑制连串反应的进行。

（2）酯化反应器对反应高效有利，从而采用较小醇脂比的工艺，减小醇回收塔的负荷。

（3）酯化反应器能在较宽的范围内接受来自萃取塔的含催化剂和阻聚剂的水溶液。

丙烯酸丁酯在生产过程中，反应系统的控制有相当重要性，反应系统控制好了，以后系统的萃取、精制部分的操作也相应平稳了，反应系统的控制重点是要控制反应器R-411A/B的丙烯酸(AA)转化率在98.0～98.6℅之间，在此转化率下，丙烯酸丁酯在收率也能达到满意效果。

参考文献

[1]陈声宗. 化工设计（第二版）[M]. 北京：化学工业出版社，2008.

[2]陈涛，张国亮. 化工传递过程基础（第二版）[M]. 北京：化学工业出版社，2002.

[3]陈洪钫，刘家琪. 化工分离过程[M]. 北京：化学工业出版社，1995.

[4]张正兢. 基础化学[M]. 北京：化学工业出版社，2007.

[5]王尚弟，孙俊全. 催化剂工程导论（第二版）[M]. 北京：化学工业出版社，2006.

[6]陈甘棠. 工程（第三版）北京：化学工业出版社，2007.

[7]陆春荣，王晓梅. 化工安全技术[M]. 苏州：苏州大学出版社，2009.

[8]蒋丽芬. 化工原理[M]. 北京：高等教育出版社，2007.

[9]丙烯酸丁酯工艺文件. 泰兴市裕廊化工有限公司，2011.

[10]丙烯酸丁酯员工工艺操作手册. 泰兴市裕廊化工有限公司，2011.

致谢

突然间，觉得三年的大学时光就要告一段落了，有些不舍。在南京化工职业技术学院的三年里，我学到了很多东西，从那时刚刚踏进校园的有些孩子气，到今天踏入社会，拥有一份自己喜欢的工作。三年的时间虽然有些短暂，但对于我而言又是多么的重要。从遥远的内蒙古来到南京，班主任和每一位老师都给了我很多的帮助和教导，使我在大学里取得很好的成绩。我会谨记母校对我的培养，老师对我的教导，同学们对我的关心和帮助，在这里我衷心地感谢你们。我会带着你们给我的，扬帆远航。

首先，我要感谢的是教育我的每一位老师，尤其是我的指导老师—刘老师。从实习的一开始到论文的最后完成，包括论文的提纲、初稿、修改和定稿。刘老师都精心地指导我，每一个环节都凝结了老师辛劳的汗水，此时只想和刘老师说一句：您辛苦了！同时也感谢我的班主任林然老师、辅导员孙宏顺老师以及高材教研室的每一位老师，你们的谆谆教诲不仅让我学到知识，更让我懂得了如何去做人。

再次，想起突然间就要各奔东西的同学们，三年之前，我们为了学业相聚在这里，而今天我们就要分开了。我想说的是，你们都取得了不错的成绩，也学到了不少知识和做人的道理。在这三年里，你们给我的帮助和关心，我会记在心里，我祝你们工作顺利。

最后，我要真诚的感谢我的父母，他们虽然很平凡，但给我的教育却是最好的。他们是我的启蒙老师，在第一时间教会了如何去做人，使我在年幼时就懂得了很多做人的道理。一直求学的我，没有多少时间陪在父母身边，没有好好照顾父母，父母也一直把我当做孩子。今天。我想告诉他们的是：你们的儿子长大了，请你们放心！在这里祝你们身体健康！

签名：赵丁

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