發(fā)布時(shí)間：2020-09-17 13:39

　　 (甲基)丙烯酸甲酯是重要化工原料及有機(jī)單體,其廣泛應(yīng)用到紡織、涂料、建筑及制造業(yè)等化工領(lǐng)域。高純優(yōu)等品的(甲基)丙烯酸甲酯(≥99.8wt%)是市場(chǎng)需求的重要趨勢(shì)。目前,工業(yè)上獲得高純度(甲基)丙烯酸甲酯的關(guān)鍵核心是水分、中間產(chǎn)物甲基丙烯醛和甲基丙烯酸等微量雜質(zhì)的脫除。本論文主要圍繞著獲得高純(甲基)丙烯酸甲酯的難題展開,通過(guò)熱力學(xué)、分離方法、系統(tǒng)集成等對(duì)(甲基)丙烯酸甲酯分離體系進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了甲基丙烯醛-水、甲基丙烯醛-丙醛和甲基丙烯醛-甲基丙烯酸-水的液液和氣液相平衡,檢驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性。利用NRTL、UNIQUAC和WILSON模型進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)獲得相關(guān)的二元交互參數(shù),通過(guò)模擬值與實(shí)驗(yàn)值的誤差分析優(yōu)選熱力學(xué)模型并驗(yàn)證了模型選擇的可靠性。進(jìn)一步完善了(甲基)丙烯酸甲酯體系的相平衡數(shù)據(jù),構(gòu)建了完整的熱力學(xué)體系。(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)合,設(shè)計(jì)并篩選了萃取分離過(guò)程中甲基丙烯酸萃取劑,建立了甲基丙烯酸的萃取工藝。系統(tǒng)研究了甲苯、環(huán)己烷和正己烷三種不同萃取劑對(duì)甲基丙烯酸的萃取效果,考察了溫度、萃取劑用量對(duì)萃取效果的影響。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用UNIQUAC模型對(duì)二元交互參數(shù)進(jìn)行了修正。以最小年總化成本為目標(biāo)函數(shù),對(duì)甲基丙烯酸萃取工藝進(jìn)行優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)分析,經(jīng)濟(jì)性對(duì)比結(jié)果為:甲苯正己烷環(huán)己烷。最終確定甲苯萃取的最優(yōu)工藝條件。為工業(yè)中甲基丙烯酸萃取分離奠定了理論基礎(chǔ)。(3)設(shè)計(jì)了一種針對(duì)丙烯酸(甲酯)多組分體系的系統(tǒng)分離方法�；跓崃W(xué)分析,建立了包含若干分離可行性的超級(jí)結(jié)構(gòu),縮小了分離搜索范圍。以能耗為目標(biāo)函數(shù),確定最優(yōu)的分離流程。對(duì)八組分丙烯酸體系分離進(jìn)行實(shí)例研究,結(jié)果表明系統(tǒng)分離方法簡(jiǎn)單易用且結(jié)果可靠。(4)驗(yàn)證了甲基丙烯酸甲酯千噸級(jí)中試分離工藝�；诩谆┧峒柞シ蛛x中試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)流程模擬對(duì)中間產(chǎn)物甲基丙烯酸和產(chǎn)品甲基丙烯酸甲酯的分離進(jìn)行了驗(yàn)證。甲基丙烯酸甲酯分離的設(shè)計(jì)與中試基本吻合(誤差為5%),甲基丙烯酸分離的設(shè)計(jì)與中試誤差較大,約為10～15%。
【學(xué)位單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ225.24
【部分圖文】：

圖１－１邋２０１４－２０１８年國(guó)內(nèi)ＭＭＡ產(chǎn)能逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｆｏｒ邋ＭＭＡ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ邋ｉｎ邋２０１４－２０１８逡逑年３月，由中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所離子液體與綠色工程團(tuán)離子液體催化乙烯－合成氣制ＭＭＡ成套技術(shù)”通過(guò)了由中國(guó)

后續(xù)反應(yīng)的需求。１９９９年，Ｏｋａｍｏｔｏ和Ｇｏｔｏ邋（ＯｋａｍｏｔｏＨ，１９９９）提出了水洗逡逑－甲醇干燥－甲醇吸收－回收精餾的四塔分離ＭＡＬ的工藝流程（圖１－２），但這種方逡逑法需要使用大量的甲醇，甲醇對(duì)人體有害且對(duì)環(huán)境有污染。２０１２年，閆瑞一等逡逑（ＹａｎＲＹ，２０１１）提出了離子液體（ＩＬｓ）吸收分離ＭＡＬ的工藝流程（圖１－３），逡逑篩選了合適的離子液體對(duì)ＭＡＬ進(jìn)行吸收，并利用ＭＡＬ與離子液體沸點(diǎn)差異直逡逑接用蒸餾法獲得高純度的ＭＡＬ，離子液體可以循環(huán)使用。但是離子液體的高成逡逑本限制此方法的工業(yè)化。２０１５年，陳建新等（陳建新，２０１５）提出利用６－８?jìng)�(gè)碳逡逑原子烷烴作為吸收劑吸收ＭＡＬ的分離純化工藝。該工藝?yán)猛闊N的弱極性以及逡逑與水互溶度小的特點(diǎn)，在吸收塔中將ＭＡＬ吸收下來(lái)；將吸收后ＭＡＬ混合液經(jīng)逡逑過(guò)油水頃析器分層，上層油相進(jìn)入脫輕塔，脫輕塔頂部一部分物流回流，一部分逡逑作為輕相采出，塔底物流進(jìn)入脫重塔進(jìn)行精餾分離，脫重塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品ＭＡＬ，逡逑塔底得到吸收劑循環(huán)到吸收塔中使用。該工藝流程工藝較為簡(jiǎn)單，能耗較低，可逡逑以滿足ＭＡＬ的純度要求。逡逑邐邋邐邋邐甲邋Ｓ？逡逑

用水將ＭＡＬ萃取分離。此分離工藝中也存在水與ＭＡＬ的共沸，無(wú)法滿足逡逑后續(xù)反應(yīng)的需求。１９９９年，Ｏｋａｍｏｔｏ和Ｇｏｔｏ邋（ＯｋａｍｏｔｏＨ，１９９９）提出了水洗逡逑－甲醇干燥－甲醇吸收－回收精餾的四塔分離ＭＡＬ的工藝流程（圖１－２），但這種方逡逑法需要使用大量的甲醇，甲醇對(duì)人體有害且對(duì)環(huán)境有污染。２０１２年，閆瑞一等逡逑（ＹａｎＲＹ，２０１１）提出了離子液體（ＩＬｓ）吸收分離ＭＡＬ的工藝流程（圖１－３），逡逑篩選了合適的離子液體對(duì)ＭＡＬ進(jìn)行吸收，并利用ＭＡＬ與離子液體沸點(diǎn)差異直逡逑接用蒸餾法獲得高純度的ＭＡＬ，離子液體可以循環(huán)使用。但是離子液體的高成逡逑本限制此方法的工業(yè)化。２０１５年，陳建新等（陳建新，２０１５）提出利用６－８?jìng)�(gè)碳逡逑原子烷烴作為吸收劑吸收ＭＡＬ的分離純化工藝。該工藝?yán)猛闊N的弱極性以及逡逑與水互溶度小的特點(diǎn)，在吸收塔中將ＭＡＬ吸收下來(lái)；將吸收后ＭＡＬ混合液經(jīng)逡逑過(guò)油水頃析器分層，上層油相進(jìn)入脫輕塔，脫輕塔頂部一部分物流回流，一部分逡逑作為輕相采出

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 沈鎮(zhèn)平;南通聚丙烯酸甲酯項(xiàng)目開工建設(shè)[J];皮革化工;2002年03期

2 李家澤,崔培林;馬來(lái)酸—丙烯酸甲酯共聚物在蒸汽機(jī)車爐內(nèi)水處理的應(yīng)用[J];工業(yè)水處理;1988年01期

3 張耕宜,郭賢權(quán),張全興,何炳林;丙烯酸甲酯-氰尿酸三烯丙酯共聚物的合成及其孔結(jié)構(gòu)的研究Ⅰ.[J];高分子學(xué)報(bào);1989年02期

4 林名通;;丙烯酸甲酯分析方法“皂化——溴化法”的探討[J];廣東化工;1989年02期

5 ;大連化學(xué)物理研究所科研成果介紹 丙烯酸甲酯制備技術(shù)[J];當(dāng)代化工;2019年11期

6 ;大連化學(xué)物理研究所科研成果介紹 丙烯酸甲酯制備技術(shù)[J];遼寧化工;2020年01期

7 ;大連化學(xué)物理研究所科研成果介紹 丙烯酸甲酯制備技術(shù)[J];遼寧化工;2019年11期

8 金杭丹;徐衛(wèi)國(guó);戴佳亮;;2,3,3-三氟丙烯酸甲酯的制備與應(yīng)用[J];浙江化工;2016年04期

9 謝穎,肖林久,王宜陽(yáng),邢志強(qiáng);氣固相催化羥醛縮合合成α-氯丙烯酸甲酯的研究[J];遼寧化工;2005年05期

10 李莉,雷善耿,甄珍;α-氯代丙烯酸甲酯和α-氟代丙烯酸甲酯的合成[J];合成化學(xué);2004年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張靚;趙寧;徐堅(jiān);;氰基丙烯酸甲酯聚合一步制備超疏水涂層[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 孫桂林;艾照全;;氧化還原低溫引發(fā)制備聚丙烯酸甲酯納米乳液[A];2007年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2007年

3 丁有駿;齊大莖;呂未堅(jiān);葉東浩;;用~1H NMR方法測(cè)定N-對(duì)鹵苯基甲基丙烯酰胺與丙烯酸甲酯共聚合的兢聚率[A];第五屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];1988年

4 林冬敏;譚麗;吳瑛;吳廷華;;乳酸甲酯合成丙烯酸甲酯的催化劑研究[A];第十三屆全國(guó)催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

5 吳黎陽(yáng);高金森;史雪君;余海鵬;吳道洪;;分子篩用于乙炔羰基化合成丙烯酸甲酯[A];第19屆全國(guó)分子篩學(xué)術(shù)大會(huì)論文集——C會(huì)場(chǎng)：MOFs材料有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料多孔復(fù)合材料[C];2017年

6 陳斌;叢楊;胡敏杰;王志強(qiáng);房江華;;稀土催化降冰片烯、馬來(lái)酸酐與丙烯酸甲酯三元共聚研究[A];2012年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)學(xué)術(shù)論文集（上冊(cè)）[C];2012年

7 周花;董炎明;陳立富;張立同;陳小君;;穩(wěn)定化氣氛對(duì)丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物熱穩(wěn)定化的影響[A];2007年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2007年

8 趙菲;宋雪;張龍飛;;烯烴復(fù)分解改性硅橡膠的條件優(yōu)化[A];第十二屆中國(guó)橡膠基礎(chǔ)研討會(huì)會(huì)議摘要集[C];2016年

9 陳斌;房江華;邵丹鳳;胡敏杰;王江波;楊建平;高浩其;;稀土催化降冰片烯與丙烯酸甲酯共聚研究[A];2010年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)學(xué)術(shù)論文集（下冊(cè)）[C];2010年

10 張強(qiáng);張金萍;李君;劉正平;;SBRP法制備甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸甲酯梯度共聚物[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 楊希;丙烯酸甲酯貨緊價(jià)揚(yáng)[N];中國(guó)化工報(bào);2005年

2 蔣懿學(xué)　俞旭;計(jì)價(jià)方式創(chuàng)新優(yōu)化性價(jià)比[N];中國(guó)石化報(bào);2011年

3 商訊;我國(guó)對(duì)新泰日進(jìn)口丙烯酸甲酯反傾銷[N];中國(guó)石化報(bào);2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 李杰;（甲基）丙烯酸甲酯體系分離及系統(tǒng)集成研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

2 吳昊;低濃度VOCs廢氣的生物滴濾法處理研究[D];延邊大學(xué);2018年

3 張志強(qiáng);乳酸（甲酯）催化脫水制取丙烯酸（甲酯）的實(shí)驗(yàn)和理論研究[D];北京化工大學(xué);2009年

4 荊濤;丙烯酸甲酯的綠色合成工藝[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙輝;適于丙烯酸甲酯流化床工藝的VPO/γ-Al_2O_3催化劑研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所);2017年

2 侯穎;丙烯酸甲酯精制單元精餾塔的建模與仿真[D];北京化工大學(xué);2013年

3 賈秋瑾;水合肼改性纖維素—接枝—聚合丙烯酸甲酯的制備及其對(duì)重金屬離子吸附性能的研究[D];山東大學(xué);2017年

4 俞興峰;塑料光纖單體α-氟代丙烯酸甲酯的合成工藝研究[D];浙江大學(xué);2015年

5 周瑛;（甲基）丙烯酸甲酯在γ輻射下的RAFT聚合[D];蘇州大學(xué);2006年

6 張寶;有機(jī)酯在活性炭上的吸附[D];大連理工大學(xué);2008年

7 成洪濤;乙炔羰基化法合成丙烯酸甲酯的工藝研究[D];華東理工大學(xué);2012年

8 許曉波;乳酸甲酯催化脫水制備丙烯酸及其甲酯的研究[D];浙江大學(xué);2006年

9 郭楠;丙烯腈—偏氯乙烯—丙烯酸甲酯三元共聚比例對(duì)假發(fā)用纖維熱定型的影響[D];東華大學(xué);2015年

10 李亞萍;陽(yáng)離子交換樹脂催化丙烯酸甲酯制備丙烯酸的研究[D];燕山大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2820780