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丙烯酸是一种重要的化工原料，应用十分广泛。本文以中国石油兰州石化8万吨/年丙烯酸项目为基础，通过催化剂性能实验，对丙烯两步氧化法生产丙烯酸生产工艺操作条件进行了优化。
兰州石化丙烯酸项目采用丙烯两步氧化法生产工艺，采用日本NKC公司催化剂和德国DWE公司氧化反应器，丙烯酸生产能力为8万吨/年。丙烯两步氧化法生产丙烯酸是当前工业化生产丙烯酸的主要方法。以丙烯和空气中的氧气为原料，在水蒸汽存在条件下通过高温的催化剂床层。首先，在第一段反应器内丙烯氧化生成丙烯醛，在第二段反应器内丙烯醛氧化生成丙烯酸。催化剂装填在列管中，反应热通过反应器壳程的熔盐撤出，经过热交换产生蒸汽。反应气体在塔内用水吸收后成为丙烯酸水溶液，通过共沸精馏在塔内脱除水份，最后通过精馏得到高纯度的丙烯酸。
通过对NKC催化剂进行性能评价实验，进行了工艺参数优化，得到氧化反应主要工艺参数为：一段反应器温度320±10℃；丙烯转化率≥98％，进气组成为丙烯/氧气/水/氮气=1/1.7/1/2.4；丙烯空速95hr-1；二段反应器温度260±10℃；丙烯醛转化率≥99.85％；丙烯醛空速96.5hr-1，进气组成为丙烯/氧气=1/0.5。
由此设计并优化得到主要工艺条件为：丙烯进料量8t/h，空气压缩机送气量54他t/h，通入蒸汽量830kg/h，循环尾气量18t/h，二段反应器空气补充量13.5t/h，一段反应器温度320℃，二段反应器温度260℃，吸收和精制工序主要条件为：吸收塔塔釜丙烯酸含量60％，塔顶温度60℃；共沸精馏塔粗丙烯酸进料量19t/h，醋酸塔至共沸精馏塔流量50t/h，共沸精馏塔塔顶压力15.5kPa(A)，塔爷温度82℃，回流比9；醋酸塔进料量61t/h，塔釜90℃，塔顶5.6kPa(A)；精制塔进料量14t/h，塔顶压力2.9kPa(A)，温度53℃，回流比1.3：