年产2万吨丙烯酸工艺流程设计开题报告

1. 研究目的与意义

丙烯酸是一种工业中常用的有机化合物，其化学式为c₃h₄o₂，是最简单的不饱和羧酸，由一个乙烯基和一个羧基组成。纯的丙烯酸是无色澄清液体，带有特征的刺激性气味。它可与水、醇、醚和氯仿互溶，是一种重要的有机物质。

丙烯酸在工业上主要用来生产丙烯酸酯类（树脂），占丙烯酸总消费量的62％左右，应用于建筑、造纸、皮革、纺织、塑料加工、包装材料、日用化工、水处理、采油、冶金等领域。例如：丙烯酸纤维绝大部分用于加工服装、装饰制品、人造毛皮等纺织品，工业和其它领域的用量很少，棉型丙烯酸纤维需求约占总量的29%左右，主要用于生产纺织纱线和布。丙烯酸加入大理石粉（碳酸钙粉）就是白色涂料。而建筑行业仍将是我国丙烯酸及酯的主要消费领域。丙烯酸及酯在建筑涂料和胶粘剂方面的开发应用前景非常好，目前我国聚丙烯酸钠盐类助洗剂年消费量仅为4000吨-5000吨，若全国洗涤剂实现无磷化，按添加量1%计，聚丙烯酸钠盐年用量可达3万吨，市场潜力巨大。在汽车工业，丙烯酸酯橡胶具有耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等性能，广泛应用于各种高温、耐油环境中，特别是用于汽车曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等。过去丁腈橡胶和氯丁橡胶制备的传统汽车配件已不能适应现代汽车的要求，也逐渐被性能优异的丙烯酸酯橡胶所替代。

研究表明，近年来，通用丙烯酸酯是丙烯酸的第一大消费领域，2010年占丙烯酸总消费量的75%。但近年其需求增速总体在下降，2014年消费占比已降至60%。sap是丙烯酸的新兴消费领域，消费占比不断提高，2014年已增至29%，较2010年翻番。未来sap也是带动丙烯酸发展的主要驱动力，可以说丙烯酸未来的需求量是很可观的。

2. 研究内容和预期目标

丙烯酸的生产有很多技术方法，主要有美国索亥俄（sohio）技术、日本触媒技术、日本三菱油化技术、日本化药技术、德国basf技术等。选择最适宜的丙烯酸生产方法是本课题研究的中心。类比上世纪生产丙烯酸的两种方法——氰乙醇法、烯酮法。氰乙醇法是最早工业化生产丙烯酸及其酯的方法。德国和美国分别在1927年和1931年用此方法建成了工业化装置。由于反应过程会生成各种聚合物，因此丙烯酸收率较低，仅为60~70%，且氰化物剧毒，严重污染环境，故采用此法的生产装置早在50年代就已关闭。烯酮法以乙酸或丙酮为原料，磷酸三乙酯为催化剂，在700℃时裂解生成乙烯酮，然后与无水甲醛在alcl3或bf3催化剂存在下，在25℃进行气相反应生成β-丙内酯，再与热的磷酸接触异构化生成丙烯酸。乙烯酮法产品纯度高，收率也高，副产物和未反应的物料能循环使用，适用于连续生产，但原料乙酸或丙酮价格高且β-丙内酯为致癌物质。两种方法有产率不高、污染环境、副产物多等缺点。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

4. 参考文献

[1]娄爱娟，化工设计[m]. 上海：华东理工大学出版社，2002

5. 计划与进度安排

1.2022-2-27 ～2022-3-10 查阅文献，熟悉相关的专业知识及技能，完成文献翻译工作。并与指导教师进行学习和探讨，确定工艺流程、所需设备的类型、设备结构及尺寸的初步方案，完成开题报告；