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滁州学院本科毕业设计（论文）

开题报告表

课题题目 年产量1万吨丙烯酸甲酯的生产工艺设计 学生姓名 X X X 所学专业 化学工程与工艺 导师姓名 X X X 报告日期 2012.03.26

滁州学院教务处制

题目 年产量1万吨丙烯酸甲酯的生产工艺设计 姓 名 专业技术职务或职称 签 字 指 导 小 组 研 究 现 状 研究现状:精细化工是生产精细化学品的化工行业[1]，主要包括医药、染料、农药、涂料、表面活性剂、催化剂，助剂和化学试剂等传统的化工部门，也包括食品添加剂、饲料添加剂、油田化学品、电子工业用化学品、皮革化学品、功能高分子材料和生命科学用材料等近20年来逐渐发展起来的新领域。 21世纪精细化工的发展趋势。自从20世纪90年代后期以来，我国决定加大在能源、信息、生物、材料等高新技术领域的投资力度，化工作为传统产业没有被列入国家优先发展的行列，而被有的人归于夕阳工业。但事实并非如此，特别是我们精细化工，由于它在国民经济中的特殊地位，由于它和能源、信息、生物化工以及材料学科之间的紧密联系，它在我国现代化建设中的作用将愈来愈重要，而成为不可替代、不可或缺的关键一环。在这里我充满信心地告诉大家，精细化工在中国、乃至在世界，依然是朝阳工业，前景一片光明。 精细化学品的品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们的复合物。生产技术上所具有的共同特点是： ①品种多、更新快，需要不断进行产品的技术开发和应用开发，所以研究开发费用很大。 ②产品质量稳定，对原产品要求纯度高,复配以后不仅要保证物化指标,而且更注意使用性能，经常需要配备多种检测手段进行各种使用试验。这些试验的周期长，装备复杂，不少试验项目涉及人体安全和环境影响。因此，对精细化工产品管理的法规、标准较多。 ③精细化工生产过程与一般化工生产不同，它的生产全过程，不仅包括化学合成，而且还包括剂型加工和商品化，由两个部分组成。其中化学合成过程,多从基本化工原料出发,制成中间体，再制成医药、染料、农药、有机颜料、表面活性剂、香料等各种精细化学品。 ④大多以间歇方式小批量生产。虽然生产流程较长，但规模小，单元设备投资费用低，需要精密的工程技术。 ⑤产品的商品性强，用户竞争激烈，研究和生产单位要具有全面的应用技术，为用户提供技术服务。 选题意义：丙烯酸甲酯是现代化工重要原料，因其特有的聚合性，可广泛用于涂料、化纤、纺织、轻工等行业。丙烯酸甲酯下游的相关化工产品有：高吸水性材料、洗涤剂、粘合剂、涂料、涂层、造纸、无纺布、纺织、皮革、塑料、合成纤维、高透明度塑料、高速信息通讯的光导纤维、CD光盘及合成橡胶等[2-3]。 比如以其为原料制成的涂料具有良好的耐候、放水、无毒等性能，制成的油漆耐候性好、色泽优良；丙烯酸甲酯是合成腈纶的重要原料并用于织造过程的上浆、印染、整理等环节；丙烯酸甲酯还被广泛用于生产压敏胶、胶黏剂及皮革化工的鞣制剂、涂饰剂，造纸工业的涂饰剂、浸渍剂。 “合抱之木生于毫末”扎实的基础知识是思维能力的源泉。生产过程中的每个反应、每一种实验现象的获得，都浸透了化学人的辛勤劳动和汗水，有的人为之奋斗一生，甚至献出了生命，这些通过实践总结出来的经验是人类的宝贵财富。“非不欲全，实不全，亦不必全也”这就需要我们站在当今学科发展的前沿，重组基础，去掉那些陈旧过时的内容，提升基础有机化学的起点，增加新的必须掌握的知识。 丙烯酸甲酯的生产过程是近年来国内外重点发展的先进化工技术。 选 题 意 义 研究内容： 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： H+(IER)* CH2=CHCOOH+CH3OH <==> CH2=CHCOOCH3+H2O AA MEOH MA *IER指离子交换树脂 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。 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。 2．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 研 究 内 容