CN212335080U - 无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，包括：甲醇氧化单元，制备甲醛溶液；气相甲醛单元，与甲醇氧化单元连接，制备无水气相甲醛；MA反应单元，与气相甲醛单元连接，制备MA粗产品；MA提浓单元，与MA反应单元连接，将MA粗产品提浓；加氢反应和MP分离单元，与MA提浓单元连接，将MA粗产品进行加氢反应和MP分离，回收甲醇返回MA反应单元；MMA反应单元，与加氢反应和MP分离单元连接，制备MMA；MMA分离和精制单元，与MMA反应单元连接，将MMA通过共沸精馏、三溶剂萃取和精馏进行分离和精制；三溶剂萃取采用的萃取剂包括MA提浓单元将MA粗产品提浓得到的富甲醛溶液。本实用新型易于进料，流程简化，能耗低。

Description

无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置

技术领域

本实用新型涉及化工工艺及设备技术领域，尤其是涉及一种无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的方法和装置。

背景技术

甲基丙烯酸甲酯(下文简称MMA)作为重要的有机化工原料，在我国市场需求增长迅速。MMA主要作为聚合单体用于生产其聚合物和共聚物，主要下游产品为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗称有机玻璃。由于PMMA具有卓越的透光性、韧性、化学稳定性、耐腐蚀性、电绝缘性、易染色及易加工等一系列优良特性，使其广泛用于车船、飞机、建筑、仪器仪表、文教用品、卫生洁具等方面，并可代替玻璃作为不易破碎的建筑材料。另外，甲基丙烯酸甲酯还用于涂料、乳液树脂、粘合剂、PVC树脂改性剂、聚合物混凝土、腈纶第二单体、纺织浆料、医药功能材料等方面。

甲基丙烯酸甲酯工艺路线有丙酮氰醇(ACH)法、异丁烯法、乙烯法、乙烯基丙酸甲酯(Alpha)法、改进丙酮氰醇(MGC-ACH)法等。ACH法存在工艺流程长、使用氢氰酸具有剧毒等缺点。Alpha法技术先进，环境友好、且已投产装置运行良好，但技术可得性较低。

聚乙烯醇和对苯二甲酸产业会副产大量的醋酸甲酯。且醋酸甲酯和甲醛均为大宗化学品，其生产技术业已成熟，目前国内煤基醋酸和甲醛已经出现了产能过剩。若将煤基醋酸甲酯和甲醛经由丙烯酸甲酯和丙酸甲酯转化为高附加值的甲基丙烯酸甲酯，既可以立足国内能源结构特点，为甲基丙烯酸甲酯生产拓展原料来源，还可以延伸煤化工产业链，缓解醋酸、甲醛产能过剩的困境。

酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺以醋酸甲酯、甲醛为原料合成丙烯酸甲酯(下文简称MA)，然后经由丙烯酸甲酯加氢制丙酸甲酯(下文简称MP)，进而制取高附加值的甲基丙烯酸甲酯(MMA)。酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺具有原料价廉易得，来源广泛，符合中国国情的资源优势。但作为价格低廉的甲醛水溶液直接作为反应原料会给MA反应和MMA反应带来极为不利的影响。而采用三聚甲醛、多聚甲醛为甲醛原料时会出现原料成本高，甲醛聚合，进料系统易堵塞，后续分离困难，装置整体运行稳定性差，经济效益差等诸多问题。另外，酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺中，醋酸甲酯和甲醛反应生成丙烯酸甲酯，以及丙酸甲酯和甲醛反应生成甲基丙烯酸甲酯的转化率都不高，丙烯酸甲酯粗产品气和甲基丙烯酸甲酯粗产品气中均含有较多的未反应甲醛和甲醇溶剂，以及少量性质相近的副产组分，分别对丙烯酸甲酯粗产品气和甲基丙烯酸甲酯粗产品气进行分离和除杂，整个工艺流程复杂，装置的能耗偏高。

实用新型内容

针对酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的方法和装置，具有易于进料、流程简化、能耗低的特点。

本实用新型实施例提供了一种无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，其包括：

甲醇氧化单元，其用于通过甲醇氧化制备得到甲醛溶液；

气相甲醛单元，其与所述甲醇氧化单元连接，用于将所述甲醇氧化单元制得的所述甲醛溶液通过浓缩和萃取精馏制备无水气相甲醛；

MA反应单元，其与所述气相甲醛单元连接，用于将所述气相甲醛单元制得的所述无水气相甲醛与醋酸甲酯反应制备得到MA粗产品；

MA提浓单元，其与所述MA反应单元连接，用于将所述MA反应单元制得的所述MA粗产品通过共沸精馏和萃取精馏进行提浓，脱除MA粗产品中的甲醛；

加氢反应和MP分离单元，其与所述MA提浓单元连接，用于将所述MA提浓单元提浓后的MA粗产品进行加氢反应和MP分离，以得到MP，回收甲醇作为循环溶剂返回所述MA反应单元；

MMA反应单元，其与所述加氢反应和MP分离单元连接，用于将所述加氢反应和MP分离单元制备的MP与所述气相甲醛单元制得的无水气相甲醛反应制备MMA；

MMA分离和精制单元，其与所述MMA反应单元连接，用于将MMA通过共沸精馏、三溶剂萃取和精馏进行分离和精制；其中，三溶剂萃取采用的萃取剂包括所述MA提浓单元将所述MA粗产品提浓得到的富甲醛溶液。

可选的，所述的甲醇氧化单元包括：

甲醛反应系统，其用于将甲醇氧化制得粗甲醛气；

第一吸收塔，其底部与所述甲醛反应系统连接，所述第一吸收塔用于对制得的粗甲醛气进行一级吸收，所述第一吸收塔的塔釜输出甲醛溶液，作为制备无水气相甲醛的原料，所述第一吸收塔的塔釜液循环至塔顶以与所述粗甲醛气逆流接触；

第二吸收塔，其底部与所述第一吸收塔的顶部连接，所述第二吸收塔用于对粗甲醛气进行二级吸收，所述第二吸收塔的塔釜液部分循环至塔中上部进行二级吸收，部分送至所述第一吸收塔进行一级吸收，所述第二吸收塔与所述气相甲醛单元连接，以接收所述气相甲醛单元产生的稀甲醛溶液作为部分吸收剂；

尾气处理系统，其与所述第二吸收塔的塔顶连接，所述尾气处理系统用于采用变压吸附分离出所述第二吸收塔尾气内氢气，分离出的氢气输送至所述加氢反应和MP分离单元，作为加氢反应的原料。

可选的，所述气相甲醛单元包括：

甲醛浓缩系统，其与所述甲醇氧化单元、与所述MMA分离和精制单元分别连接，用于将来自所述MMA分离和精制单元的甲醛溶液浓缩后与来自所述甲醇氧化单元的甲醛溶液混合，将混合后的甲醛溶液进一步浓缩；所述甲醛浓缩系统与所述甲醇氧化单元连接，以将甲醛浓缩系统产生的稀甲醛作为吸收剂输送至所述甲醇氧化单元；

甲醛精馏塔，其与所述甲醛浓缩系统连接，用于以聚乙二醇二甲醚为萃取剂，将所述甲醛浓缩系统进一步浓缩后的甲醛溶液进行萃取精馏；所述甲醛精馏塔分别与所述MA反应单元和所述MMA反应单元连接，以使从所述甲醛精馏塔馏出的无水气相甲醛作为反应原料分别输送至所述MA反应单元和所述MMA反应单元；

溶剂回收塔，其与所述甲醛精馏塔连接，用于回收萃取剂，并将所述萃取剂返回所述甲醛精馏塔以循环使用，所述溶剂回收塔与所述MMA分离和精制单元连接，以将其塔顶的稀甲醇水溶液，以及塔釜间歇排出的含酸废液输送至所述MMA分离和精制单元进行协同处理。

可选的，所述MA提浓单元包括：

MA脱轻塔，其与所述MA反应单元连接，用于对来自所述MA反应单元的MA粗产品进行共沸精馏，所述MA脱轻塔的塔顶的包含醋酸甲酯和甲醇的馏出物作为反应原料返回所述MA反应单元；

MA精馏塔，其与所述MA脱轻塔的塔釜连接，用于对所述MA脱轻塔的塔釜液进行萃取精馏；所述MA精馏塔与所述MMA分离和精制单元连接，以接收所述MMA分离和精制单元回收的循环洗水作为萃取剂；所述MA精馏塔的塔顶连接所述加氢反应和MP分离单元，以输出提浓后的MA至所述加氢反应和MP分离单元；所述MA精馏塔的塔釜连接所述MMA分离和精制单元，以输送富甲醛溶液作为第二萃取剂至所述MMA分离和精制单元。

可选的，所述加氢反应和MP分离单元包括：

加氢反应器，其与所述MA提浓单元连接，用于将所述MA提浓单元提浓后的MA进行加氢反应生成MP；所述加氢反应器与所述甲醇氧化单元连接，以接收所述甲醇氧化单元的尾气中分离的氢气作为反应原料；

差压共沸精馏系统，其与所述加氢反应器连接，用于将所述加氢反应器生成的MP通过差压共沸精馏分离出MP；所述差压共沸精馏系统连接所述MMA分离和精制单元，以对从所述MMA分离和精制单元回收的甲醇与MP合并进行差压共沸精馏；所述差压共沸精馏系统连接所述MA反应单元、MMA反应单元和所述甲醇氧化单元，以将回收的甲醇作为制备MA的循环溶剂返回所述MA反应单元，将回收的甲醇作为补充溶剂返回所述MMA反应单元，将回收的甲醇作为原料输送至所述甲醇氧化单元。

可选的，所述差压共沸精馏系统包括：

MP加压塔，其与所述加氢反应器连接，以将所述加氢反应器生成的MP进行加压共沸精馏，所述MP加压塔的塔釜连接所述MMA反应单元，以将塔釜的MP送至所述MMA反应单元；

MP加压塔回流罐，其与所述MP加压塔连接，以将MP加压塔回流罐的罐内液体一部分作为回流返塔；

甲醇常压塔，其与所述MP加压塔回流罐连接，以使所述MP加压塔回流罐的罐内液体一部分进入所述甲醇常压塔进一步分离，所述甲醇常压塔还连接所述MMA分离和精制单元，以将来自所述MMA分离和精制单元的含酯甲醇与来自所述MP加压塔的塔顶馏出物一起进行常压共沸精馏；所述甲醇常压塔的塔釜连接所述MA反应单元、所述MMA反应单元和所述甲醇氧化单元，以将塔釜的回收甲醇部分作为循环溶剂返回所述MA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为补充溶剂返回所述MMA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为原料返回所述甲醇氧化单元；

甲醇常压塔再沸器，其与所述MP加压塔的塔顶连接，以将MP加压塔的塔顶馏出的MP和甲醇的共沸物作为所述甲醇常压塔再沸器的热源；

MP加压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔再沸器连接，用于对经所述甲醇常压塔再沸器换热后的MP加压塔的塔顶共沸物进行冷却，所述MP加压塔水冷器与所述MP加压塔回流罐连接，以使经所述MP加压塔水冷器冷却后的共沸物进入所述MP加压塔回流罐；

甲醇常压塔空冷器，其与所述甲醇常压塔的塔顶连接，以将所述甲醇常压塔的塔顶气相冷却；

甲醇常压塔回流罐，其与所述甲醇常压塔空冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔空冷器冷却的所述甲醇常压塔的塔顶气相，所述甲醇常压塔回流罐与所述甲醇常压塔连接，以将所述甲醇常压塔回流罐内的凝液作为回流返回所述甲醇常压塔；

甲醇常压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔回流罐连接，以将所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体进行水冷；

甲醇常压塔顶罐，其与所述甲醇常压塔水冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔水冷器冷却的所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体，所述甲醇常压塔顶罐与所述MP加压塔连接，以将罐底凝液为MP和甲醇的混合物返回所述MP加压塔；

尾气压缩机，其与所述甲醇常压塔顶罐连接，以将所述甲醇常压塔顶罐的罐顶气体进行压缩，所述尾气压缩机与所述加氢反应器连接，以使经所述尾气压缩机压缩后的罐顶气体返回所述加氢反应器循环利用。

可选的，所述差压共沸精馏系统包括：

甲醇常压塔，其与所述加氢反应器连接，所述甲醇常压塔还连接所述MMA分离和精制单元，以将来自所述MMA分离和精制单元的含酯甲醇与来自所述加氢反应器的MA一起进行常压共沸精馏；所述甲醇常压塔的塔釜连接所述MA反应单元、所述MMA反应单元和所述甲醇氧化单元，以将塔釜的回收甲醇部分作为循环溶剂返回所述MA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为补充溶剂返回所述MMA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为原料返回所述甲醇氧化单元；

甲醇常压塔再沸器，其与所述甲醇常压塔连接，用于对所述甲醇常压塔的釜液加热；

甲醇常压塔空冷器，其与所述甲醇常压塔的塔顶连接，以对所述甲醇常压塔的塔顶气相进行冷却；

甲醇常压塔回流罐，其与所述甲醇常压塔空冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔空冷器冷却的所述甲醇常压塔的塔顶气相，所述甲醇常压塔回流罐连接所述甲醇常压塔，以使所述甲醇常压塔回流罐的凝液作为回流返回所述甲醇常压塔；

甲醇常压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔回流罐连接，用于对所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体进行冷却；

甲醇常压塔顶罐，其与所述甲醇常压塔水冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔水冷器冷却的所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体；

尾气压缩机，其与所述甲醇常压塔顶罐连接，以将所述甲醇常压塔顶罐的罐顶气体进行压缩，所述尾气压缩机与所述加氢反应器连接，以使经所述尾气压缩机压缩后的罐顶气体返回所述加氢反应器循环利用；

MP加压塔，其与所述甲醇常压塔顶罐连接，所述MP加压塔对来自所述甲醇常压塔顶罐的罐底MP和甲醇的混合物进行加压共沸精馏；所述MP加压塔的塔顶连接所述甲醇常压塔再沸器，以使所述MP加压塔的塔顶馏出的MP和甲醇的共沸物作为所述甲醇常压塔再沸器的热源，所述MP加压塔的塔釜连接所述MMA反应单元，以将塔釜的MP送至所述MMA反应单元；

MP加压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔再沸器连接，用于对经所述甲醇常压塔再沸器换热后的MP加压塔的塔顶共沸物进行冷却；

MP加压塔回流罐，其与所述MP加压塔水冷器连接，以使经所述MP加压塔水冷器冷却后的共沸物进入所述MP加压塔回流罐，所述MP加压塔回流罐连接所述MP加压塔和所述甲醇常压塔，以使所述MP加压塔回流罐的罐内液体一部分作为回流返回所述MP加压塔，另一部分返回所述甲醇常压塔。

可选的，所述MMA分离和精制单元包括：

MMA脱轻塔，其连接所述MMA反应单元，用于将所述MMA反应单元生成的MMA粗产品进行共沸脱轻，所述MMA脱轻塔的塔顶连接所述MMA反应单元，以将塔顶包含丙酸甲酯和甲醇的馏出物作为反应原料返回所述MMA反应单元；

三溶剂萃取塔，其与所述MMA脱轻塔的塔釜连接，以将所述MMA脱轻塔的塔釜液进行萃取，所述三溶剂萃取塔采用的溶剂包括从其顶部加入的水、其中上部加入的富甲醛溶液和其底部加入的回收MP；所述三溶剂萃取塔连接所述MA提浓单元，以将来自所述MA提浓单元的富甲醛溶液作为萃取剂，并对富甲醛溶液进行脱除重酯和微量醋酸的除杂处理；

汽提塔，其与所述三溶剂萃取塔连接，用于对所述三溶剂萃取塔的塔釜水相进行汽提处理，以脱除甲醛水溶液中的甲醇和轻酯组分，所述汽提塔具有精馏段和位于所述精馏段上部的水洗段，所述水洗段采用萃取剂对所述汽提塔的精馏段的甲醇气相进行洗涤，所述汽提塔的塔釜与所述气相甲醛单元连接，以将所述汽提塔的塔釜的甲醛溶液作为制备无水气相甲醛的原料送至所述气相甲醛单元；

甲醇回收塔，其与所述汽提塔的塔顶连接，以使所述汽提塔塔顶的富甲醇馏分以露点状态直接进入所述甲醇回收塔进行精馏，所述甲醇回收塔的塔顶与所述加氢反应和MP分离单元连接，以使所述甲醇回收塔的塔顶的包含甲醇和MP的馏出物送至所述加氢反应和MP分离单元的差压共沸精馏系统进行协同处理，所述甲醇回收塔的塔釜水作为萃取剂循环利用；

脱水塔，其与所述三溶剂萃取塔的塔顶连接，以对所述三溶剂萃取塔的塔顶油相进行脱水处理，所述脱水塔的塔顶回收水作为循环洗水返回所述三溶剂萃取塔；

MP回收塔，其与所述脱水塔连接，以将经所述脱水塔脱水后的MMA进行深度脱轻处理，所述MP回收塔的塔顶分别与所述MMA反应单元和所述三溶剂萃取塔的底部连接，以将所述MP回收塔的塔顶回收的部分MP作为循环MP返回MMA反应单元，将部分MP作为第三萃取剂返回所述三溶剂萃取塔的底部；

MMA精制塔，其与所述MP回收塔的塔釜连接，以将所述MP回收塔的塔釜的粗MMA进行精制处理，所述MMA精制塔的塔顶得到聚合级MMA；

脱酸塔，其与所述MMA精制塔的塔釜连接，以对来自所述MMA精制塔的塔釜的重组分进一步分离，所述脱酸塔连接所述气相甲醛单元，以对来自所述气相甲醛单元间歇排放的含酸废液进行协同分离；

酸分离塔，其与所述脱酸塔的塔顶连接，以对所述脱酸塔的塔顶的醋酸和丙酸组分进行清晰分割处理，所述酸分离塔的塔顶得到醋酸，塔釜为丙酸。

本实用新型实施例提供的一种无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，通过将无水气相甲醛工艺和酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺配套起来，彻底解决了酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺路线中醋酸甲酯和甲醛反应制取丙烯酸甲酯，以及丙酸甲酯和甲醛反应制取甲基丙烯酸甲酯的甲醛进料难问题。酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺采用气相甲醛作为反应原料，还减少了MA反应和MMA反应所用的甲醇溶剂，从而降低了原料汽化成本和后续的产品分离难度；无水气相甲醛与酯醛法甲基丙烯酸甲酯的联合生产，使得联合装置各单元的副产物流和未反应原料进行协同分离、除杂和利用，从而简化了装置，大大节省了生产过程中的能耗和物耗。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本实用新型一实施例提供的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的方法的方框流程图；

图2为实用新型一实施例提供的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置中甲醇氧化单元的结构示意图；

图3为实用新型一实施例提供的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置中气相甲醛单元的结构示意图；

图4为实用新型一实施例提供的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置中MA提浓单元的结构示意图；

图5为实用新型一实施例提供的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置中加氢反应和MP分离单元的结构示意图；

图6为实用新型另一实施例提供的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置中加氢反应和MP分离单元的结构示意图；

图7为实用新型一实施例提供的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置中MMA分离和精制单元的结构示意图；

图中：100-甲醇氧化单元；200-气相甲醛单元；300-MA反应单元；400-MA提浓单元；500-加氢反应和MP分离单元；600-MMA反应单元；700-MMA分离和精制单元；T101-第一吸收塔；T102-第二吸收塔；T201-甲醛精馏塔；T202-溶剂回收塔；T401-MA脱轻塔；T402-MA精馏塔；R501A/S-加氢反应器；T501A/S-MP加压塔；T502A/S-甲醇常压塔；V501A/S-加氢反应器汽包；V502A/S-气液分离罐；V503A/S-MP加压塔回流罐；V504A/S-甲醇常压塔回流罐；V505A/S-甲醇常压塔顶罐；K501A/S-循环氢压缩机；K502A/S-尾气压缩机；T701-MMA脱轻塔；T702-三溶剂萃取塔；T703-汽提塔；T704-甲醇回收塔；T705-脱水塔；T706-MP回收塔；T707-MMA精制塔；T708-脱酸塔；T709-酸分离塔。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本实用新型中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本实用新型使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本实用新型所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

参见图1-图7，本实用新型实施例提供了一种无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，包括：

甲醇氧化单元，其用于通过甲醇氧化制备得到甲醛溶液；

气相甲醛单元，其与所述甲醇氧化单元连接，用于将所述甲醇氧化单元制得的所述甲醛溶液通过浓缩和萃取精馏制备无水气相甲醛；

MA反应单元，其与所述气相甲醛单元连接，用于将所述气相甲醛单元制得的所述无水气相甲醛与醋酸甲酯反应制备得到MA粗产品；

MA提浓单元，其与所述MA反应单元连接，用于将所述MA反应单元制得的所述MA粗产品通过共沸精馏和萃取精馏进行提浓，脱除MA粗产品中的甲醛；

加氢反应和MP分离单元，其与所述MA提浓单元连接，用于将所述MA提浓单元提浓后的MA粗产品进行加氢反应和MP分离，以得到MP，回收甲醇作为溶剂返回所述MA反应单元；

MMA反应单元，其与所述加氢反应和MP分离单元连接，用于将所述加氢反应和MP分离单元制备的MP与所述气相甲醛单元制得的无水气相甲醛反应制备MMA；

MMA分离和精制单元，其与所述MMA反应单元连接，用于将MMA通过共沸精馏、三溶剂萃取和精馏进行分离和精制；其中，三溶剂萃取采用的萃取剂包括所述MA提浓单元将所述MA粗产品提浓得到的富甲醛溶液。

本实用新型提供的一种无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置中，通过将无水气相甲醛工艺和酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺配套起来，彻底解决了酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺路线中醋酸甲酯和甲醛反应制取丙烯酸甲酯，以及丙酸甲酯和甲醛反应制取甲基丙烯酸甲酯的甲醛进料难问题。酯醛法甲基丙烯酸甲酯工艺采用气相甲醛作为反应原料，还减少了MA反应和MMA反应所用的甲醇溶剂，从而降低了原料汽化成本和后续的产品分离难度；无水气相甲醛与酯醛法甲基丙烯酸甲酯的联合生产，使得联合装置各单元的副产物流和未反应原料进行协同分离、除杂和利用，从而简化了装置，大大节省了生产过程中的能耗和物耗。

可选的，所述的甲醇氧化单元包括：

甲醛反应系统，其用于将甲醇氧化制得粗甲醛气；

第一吸收塔，其底部与所述甲醛反应系统连接，所述第一吸收塔用于对制得的粗甲醛气进行一级吸收，所述第一吸收塔的塔釜输出甲醛溶液，作为制备无水气相甲醛的原料，所述第一吸收塔的塔釜液循环至塔顶以与所述粗甲醛气逆流接触；

第二吸收塔，其底部与所述第一吸收塔的顶部连接，所述第二吸收塔用于对粗甲醛气进行二级吸收，所述第二吸收塔的塔釜液部分循环至塔中上部进行二级吸收，部分送至所述第一吸收塔进行一级吸收，所述第二吸收塔与所述气相甲醛单元连接，以接收所述气相甲醛单元产生的稀甲醛溶液作为部分吸收剂；

尾气处理系统，其与所述第二吸收塔的塔顶连接，所述尾气处理系统用于采用变压吸附分离出所述第二吸收塔尾气内氢气，分离出的氢气输送至所述加氢反应和MP分离单元，作为加氢反应的原料。

可选的，所述气相甲醛单元包括：

甲醛浓缩系统，其与所述甲醇氧化单元、与所述MMA分离和精制单元分别连接，用于将来自所述MMA分离和精制单元的甲醛溶液浓缩后与来自所述甲醇氧化单元的甲醛溶液混合，将混合后的甲醛溶液进一步浓缩；所述甲醛浓缩系统与所述甲醇氧化单元连接，以将甲醛浓缩系统产生的稀甲醛作为吸收剂输送至所述甲醇氧化单元；

甲醛精馏塔，其与所述甲醛浓缩系统连接，用于以聚乙二醇二甲醚为萃取剂，将所述甲醛浓缩系统进一步浓缩后的甲醛溶液进行萃取精馏；所述甲醛精馏塔分别与所述MA反应单元和所述MMA反应单元连接，以使从所述甲醛精馏塔馏出的无水气相甲醛作为反应原料分别输送至所述MA反应单元和所述MMA反应单元；

溶剂回收塔，其与所述甲醛精馏塔连接，用于回收萃取剂，并将所述萃取剂返回所述甲醛精馏塔以循环使用，所述溶剂回收塔与所述MMA分离和精制单元连接，以将其塔顶的稀甲醇水溶液，以及塔釜间歇排出的含酸废液输送至所述MMA分离和精制单元进行协同处理。

可选的，所述MA提浓单元包括：

MA脱轻塔，其与所述MA反应单元连接，用于对来自所述MA反应单元的MA粗产品进行共沸精馏，所述MA脱轻塔的塔顶的包含醋酸甲酯和甲醇的馏出物作为反应原料返回所述MA反应单元；

MA精馏塔，其与所述MA脱轻塔的塔釜连接，用于对所述MA脱轻塔的塔釜液进行萃取精馏；所述MA精馏塔与所述MMA分离和精制单元连接，以接收所述MMA分离和精制单元回收的循环洗水作为萃取剂；所述MA精馏塔的塔顶连接所述加氢反应和MP分离单元，以输出提浓后的MA至所述加氢反应和MP分离单元；所述MA精馏塔的塔釜连接所述MMA分离和精制单元，以输送富甲醛溶液作为第二萃取剂至所述MMA分离和精制单元。

可选的，所述加氢反应和MP分离单元包括：

加氢反应器，其与所述MA提浓单元连接，用于将所述MA提浓单元提浓后的MA进行加氢反应生成MP；所述加氢反应器与所述甲醇氧化单元连接，以接收所述甲醇氧化单元的尾气中分离的氢气作为反应原料；

差压共沸精馏系统，其与所述加氢反应器连接，用于将所述加氢反应器生成的MP通过差压共沸精馏分离出MP；所述差压共沸精馏系统连接所述MMA分离和精制单元，以对从所述MMA分离和精制单元回收的甲醇与MP合并进行差压共沸精馏；所述差压共沸精馏系统连接所述MA反应单元、MMA反应单元和所述甲醇氧化单元，以将回收的甲醇作为制备MA的循环溶剂返回所述MA反应单元，将回收的甲醇作为补充溶剂返回所述MMA反应单元，将回收的甲醇作为原料输送至所述甲醇氧化单元。

可选的，所述差压共沸精馏系统包括：

MP加压塔，其与所述加氢反应器连接，以将所述加氢反应器生成的MP进行加压共沸精馏，所述MP加压塔的塔釜连接所述MMA反应单元，以将塔釜的MP送至所述MMA反应单元；

MP加压塔回流罐，其与所述MP加压塔连接，以将MP加压塔回流罐的罐内液体一部分作为回流返塔；

甲醇常压塔，其与所述MP加压塔回流罐连接，以使所述MP加压塔回流罐的罐内液体一部分进入所述甲醇常压塔进一步分离，所述甲醇常压塔还连接所述MMA分离和精制单元，以将来自所述MMA分离和精制单元的含酯甲醇与来自所述MP加压塔的塔顶馏出物一起进行常压共沸精馏；所述甲醇常压塔的塔釜连接所述MA反应单元、所述MMA反应单元和所述甲醇氧化单元，以将塔釜的回收甲醇部分作为循环溶剂返回所述MA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为补充溶剂返回所述MMA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为原料返回所述甲醇氧化单元；

甲醇常压塔再沸器，其与所述MP加压塔的塔顶连接，以将MP加压塔的塔顶馏出的MP和甲醇的共沸物作为所述甲醇常压塔再沸器的热源；

MP加压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔再沸器连接，用于对经所述甲醇常压塔再沸器换热后的MP加压塔的塔顶共沸物进行冷却，所述MP加压塔水冷器与所述MP加压塔回流罐连接，以使经所述MP加压塔水冷器冷却后的共沸物进入所述MP加压塔回流罐；

甲醇常压塔空冷器，其与所述甲醇常压塔的塔顶连接，以将所述甲醇常压塔的塔顶气相冷却；

甲醇常压塔回流罐，其与所述甲醇常压塔空冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔空冷器冷却的所述甲醇常压塔的塔顶气相，所述甲醇常压塔回流罐与所述甲醇常压塔连接，以将所述甲醇常压塔回流罐内的凝液作为回流返回所述甲醇常压塔；

甲醇常压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔回流罐连接，以将所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体进行水冷；

甲醇常压塔顶罐，其与所述甲醇常压塔水冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔水冷器冷却的所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体，所述甲醇常压塔顶罐与所述MP加压塔连接，以将罐底凝液为MP和甲醇的混合物返回所述MP加压塔；

尾气压缩机，其与所述甲醇常压塔顶罐连接，以将所述甲醇常压塔顶罐的罐顶气体进行压缩，所述尾气压缩机与所述加氢反应器连接，以使经所述尾气压缩机压缩后的罐顶气体返回所述加氢反应器循环利用。

可选的，所述差压共沸精馏系统包括：

甲醇常压塔，其与所述加氢反应器连接，所述甲醇常压塔还连接所述MMA分离和精制单元，以将来自所述MMA分离和精制单元的含酯甲醇与来自所述加氢反应器的MA一起进行常压共沸精馏；所述甲醇常压塔的塔釜连接所述MA反应单元、所述MMA反应单元和所述甲醇氧化单元，以将塔釜的回收甲醇部分作为循环溶剂返回所述MA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为补充溶剂返回所述MMA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为原料返回所述甲醇氧化单元；

甲醇常压塔再沸器，其与所述甲醇常压塔连接，用于对所述甲醇常压塔的釜液加热；

甲醇常压塔空冷器，其与所述甲醇常压塔的塔顶连接，以对所述甲醇常压塔的塔顶气相进行冷却；

甲醇常压塔回流罐，其与所述甲醇常压塔空冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔空冷器冷却的所述甲醇常压塔的塔顶气相，所述甲醇常压塔回流罐连接所述甲醇常压塔，以使所述甲醇常压塔回流罐的凝液作为回流返回所述甲醇常压塔；

甲醇常压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔回流罐连接，用于对所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体进行冷却；

甲醇常压塔顶罐，其与所述甲醇常压塔水冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔水冷器冷却的所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体；

尾气压缩机，其与所述甲醇常压塔顶罐连接，以将所述甲醇常压塔顶罐的罐顶气体进行压缩，所述尾气压缩机与所述加氢反应器连接，以使经所述尾气压缩机压缩后的罐顶气体返回所述加氢反应器循环利用；

MP加压塔，其与所述甲醇常压塔顶罐连接，所述MP加压塔对来自所述甲醇常压塔顶罐的罐底MP和甲醇的混合物进行加压共沸精馏；所述MP加压塔的塔顶连接所述甲醇常压塔再沸器，以使所述MP加压塔的塔顶馏出的MP和甲醇的共沸物作为所述甲醇常压塔再沸器的热源，所述MP加压塔的塔釜连接所述MMA反应单元，以将塔釜的MP送至所述MMA反应单元；

MP加压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔再沸器连接，用于对经所述甲醇常压塔再沸器换热后的MP加压塔的塔顶共沸物进行冷却；

MP加压塔回流罐，其与所述MP加压塔水冷器连接，以使经所述MP加压塔水冷器冷却后的共沸物进入所述MP加压塔回流罐，所述MP加压塔回流罐连接所述MP加压塔和所述甲醇常压塔，以使所述MP加压塔回流罐的罐内液体一部分作为回流返回所述MP加压塔，另一部分返回所述甲醇常压塔。

可选的，所述MMA分离和精制单元包括：

MMA脱轻塔，其连接所述MMA反应单元，用于将所述MMA反应单元生成的MMA粗产品进行共沸脱轻，所述MMA脱轻塔的塔顶连接所述MMA反应单元，以将塔顶包含丙酸甲酯和甲醇的馏出物作为反应原料返回所述MMA反应单元；

三溶剂萃取塔，其与所述MMA脱轻塔的塔釜连接，以将所述MMA脱轻塔的塔釜液进行萃取，所述三溶剂萃取塔采用的溶剂包括从其顶部加入的水、其中上部加入的富甲醛溶液和其底部加入的回收MP；所述三溶剂萃取塔连接所述MA提浓单元，以将来自所述MA提浓单元的富甲醛溶液作为萃取剂，并对富甲醛溶液进行脱除重酯和微量醋酸的除杂处理；

汽提塔，其与所述三溶剂萃取塔连接，用于对所述三溶剂萃取塔的塔釜水相进行汽提处理，以脱除甲醛水溶液中的甲醇和轻酯组分，所述汽提塔具有精馏段和位于所述精馏段上部的水洗段，所述水洗段采用萃取剂对所述汽提塔的精馏段的甲醇气相进行洗涤，所述汽提塔的塔釜与所述气相甲醛单元连接，以将所述汽提塔的塔釜的甲醛溶液作为制备无水气相甲醛的原料送至所述气相甲醛单元；

甲醇回收塔，其与所述汽提塔的塔顶连接，以使所述汽提塔塔顶的富甲醇馏分以露点状态直接进入所述甲醇回收塔进行精馏，所述甲醇回收塔的塔顶与所述加氢反应和MP分离单元连接，以使所述甲醇回收塔的塔顶的包含甲醇和MP的馏出物送至所述加氢反应和所述MP分离单元的差压共沸精馏系统进行协同处理，所述甲醇回收塔的塔釜水作为萃取剂循环利用；

脱水塔，其与所述三溶剂萃取塔的塔顶连接，以对所述三溶剂萃取塔的塔顶油相进行脱水处理，所述脱水塔的塔顶回收水作为循环洗水返回所述三溶剂萃取塔；

MP回收塔，其与所述脱水塔连接，以将经所述脱水塔脱水后的MMA进行深度脱轻处理，所述MP回收塔的塔顶分别与所述MMA反应单元和所述三溶剂萃取塔的底部连接，以将所述MP回收塔的塔顶回收的部分MP作为循环MP返回MMA反应单元，将部分MP作为第三萃取剂返回所述三溶剂萃取塔的底部；

MMA精制塔，其与所述MP回收塔的塔釜连接，以将所述MP回收塔的塔釜的粗MMA进行精制处理，所述MMA精制塔的塔顶得到聚合级MMA；

脱酸塔，其与MMA精制塔的塔釜连接，以对来自MMA精制塔的塔釜的重组分进一步分离，所述脱酸塔连接所述气相甲醛单元，以对来自所述气相甲醛单元间歇排放的含酸废液进行协同分离；

酸分离塔，其与所述脱酸塔的塔顶连接，以对所述脱酸塔的塔顶的醋酸和丙酸组分进行清晰分割处理，所述酸分离塔的塔顶得到醋酸，塔釜为丙酸。

下面结合具体实施例对本实用新型的方法和装置的方案及效果进一步说明。

一些实施例中，如图2所示，甲醇氧化单元100以空气101、甲醇102、以及加氢反应和MP分离单元500返回少量副产甲醇131为原料进行氧化反应。反应气经骤冷和冷却后进入第一吸收塔T101的底部，与来自第二吸收塔T102的吸收液和第一吸收塔T101的循环液逆流接触，大部分甲醛气体在第一吸收塔T101内被吸收下来，塔釜采出普通浓度甲醛溶液106作为原料去气相甲醛单元200。第一吸收塔T101的塔顶气进入第二吸收塔T102的底部，与来自气相甲醛单元200的稀甲醛107(部分替代所需脱盐水)和塔顶脱盐水103逆流接触继续吸收。第二吸收塔T102的塔顶气去尾气处理系统，采用变压吸附技术分离出有价值的氢气105作为加氢反应的原料，废气104外排。

一些实施例中，甲醇氧化单元100采用来自气相甲醛单元200的稀甲醛107部分替代第二吸收塔T102所需脱盐水，既能减少脱盐水消耗，又为副产的低浓度甲醛找到了出路。甲醇氧化单元100产生的原本只能作为废气的尾气，通过采用变压吸附技术进行处理，分离出有价值的氢气作为加氢原料，从而降低了氢耗，提高了整个装置的经济性。

一些实施例中，如图3所示，气相甲醛单元200将来自MMA分离和精制单元700的甲醛溶液110浓缩后与来自甲醇氧化单元100的普通甲醛溶液106合并。混合后的甲醛溶液进一步浓缩，使甲醛以较高浓度进甲醛精馏塔T201，以提高无水气相甲醛的纯度。产生的稀甲醛107作为吸收剂去甲醇氧化单元100。甲醛浓缩设备优选真空降膜蒸发器；甲醛精馏塔T201为真空操作。操作压力优选40-150mmHg，甲醛精馏塔T201上部为萃取段，下部为精馏段。萃取剂聚乙二醇二甲醚108从塔的上部加入。从甲醛精馏塔T201馏出的无水气相甲醛产品109作为反应原料分别进MA反应单元300和MMA反应单元600。甲醛精馏塔T201的塔釜液经泵提压后去溶剂回收塔T202。溶剂回收塔T202也为真空操作。塔顶稀甲醇水溶液111送至下游甲醇回收塔T704进一步处理。溶剂回收塔T202的塔釜为回收的聚乙二醇二甲醚，经泵提压后作为萃取剂循环使用。溶剂回收塔T202的塔釜间歇排出少量含酸废液112送至MMA分离和精制单元700的重组分处理系统。

一些实施例中，气相甲醛单元200通过采用聚乙二醇二甲醚进行萃取精馏可以连续获得稳定的高纯度甲醛气体，简化了生产步骤。所生产的无水气相甲醛分别与醋酸甲酯气体和丙酸甲酯气体直接混合即可进行反应，分别生成丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯产品。这样就避免了使用多聚甲醛由于解聚和汽化而造成的设备易堵塞和能耗偏高等诸多问题。而且采用气相甲醛原料，还能减少MA反应和MMA反应所用的甲醇溶剂，从而降低了原料汽化成本和后续的产品分离难度。

一些实施例中，气相甲醛单元200产生的稀甲醇溶液111与MMA分离和精制单元700的甲醛溶液可以进行耦合分离和回收，从而简化了流程，降低了装置的投资和能耗；气相甲醛单元200副产的低浓度甲醛107作为吸收剂部分替代第二吸收塔T102所需脱盐水，进一步提高了联合装置的经济型。

一些实施例中，如图1所示，MA反应单元300将原料醋酸甲酯113、循环甲醇117、从MA提浓单元400返回的轻组分116加热汽化后，再与无水气相甲醛114混合，混合后的原料加热至300-400℃进行气固相反应生成丙烯酸甲酯，生成的MA粗产品气115经过回收热量并冷至预设温度送至下游MA提浓单元400。

一些实施例中，如图4所示，MA提浓单元400对MA粗产品气115通过MA脱轻塔T401进行共沸精馏处理，塔顶包含醋酸甲酯和甲醇的馏出物116作为反应原料返回MA反应单元300，不凝气118外送。MA脱轻塔T401的塔釜液去MA精馏塔T402进行萃取精馏处理，MA精馏塔T402的中上部与MMA分离和精制单元700连接，以接收MMA分离和精制单元700回收的循环洗水120作为萃取剂，另外新鲜补水119也作为萃取剂进入MA精馏塔T402的中上部。MA精馏塔T402的塔顶为含甲醇的MA提浓产品121，送至加氢反应和MP分离单元500。MA精馏塔T402的塔釜为富甲醛溶液122，作为第二萃取剂送至MMA分离和精制单元700。

一些实施例中，将MA脱轻塔T401塔顶气相采用空冷器冷至50-90℃，凝液作为回流返回MA脱轻塔T401，气体再经MA脱轻塔顶水冷器冷至30-60℃入MA脱轻塔顶罐，罐底凝液作为回收醋酸甲酯原料返回MA反应单元。由于塔顶采用了二级冷凝方案，醋酸甲酯和甲醇在第一级大部分被冷凝，故集中了绝大部分热负荷，且一级冷凝的传热终温较高，因此可以采用更为节能的空冷方案，这样大幅减少了MA脱轻塔水冷器循环水用量，从而可以降低整个装置的能耗。

一些实施例中，MA精馏塔T402的塔釜为富甲醛溶液122，作为第二萃取剂送至MMA分离和精制单元700进行协同分离、除杂和利用，从而简化了装置，大大节省了生产过程中的能耗和物耗。

一些实施例中，如图5和图6所示，加氢反应和MP分离单元500将新氢123与回收氢气105及循环氢合并，再与提浓MA产品121混合，然后经加氢反应器进出料换热器和进料加热器加热到100-200℃进加氢反应器R501A/S进行加氢反应生成MP产品。加氢反应为放热反应，采用管内反应的列管式反应器，通过强制循环式热水发生蒸汽系统进行撤热，由于列管式反应器的传热面积比较大，可及时有效地取出加氢反应热，从列管式反应器的壳侧顶部来的汽水混合物进入加氢反应器汽包V-501A/S进行汽水分离，产生的蒸汽一部分用于加热原料，另一部分作为副产蒸汽124外送，补充锅炉给水144进加氢反应器汽包V-501A/S，加氢反应器汽包V-501A/S内的热水经泵提压后返回加氢反应器R501A/S的壳侧底部。MP粗产品气经过换热和冷却，进入气液分离罐V502A/S进行气液分离，分出的氢气经循环氢压缩机K501A/S压缩至预设压力返回加氢反应器R501/S循环利用，弛放气125间歇排放，气液分离罐V502A/S的罐底MP粗产品经泵提压后进入差压共沸精馏系统。

一些实施例中，如图5所示，当MA提浓产品中的甲醇质量浓度为10-40％时，加氢反应和MP分离单元500采用先高压后常压的差压共沸精馏工艺，具体工艺流程如下：来自气液分离罐V502A的MP粗产品首先在MP加压塔T501A进行加压共沸精馏，MP加压塔T501A的操作压力优选500-1200KPa，塔顶馏出MP和甲醇的共沸物作为甲醇常压塔再沸器热源，换热后再经循环水冷至预设温度进入MP加压塔回流罐V503A，MP加压塔回流罐V503A的罐内液体一部分作为回流返塔，另一部分进入甲醇常压塔T502A进一步分离，MP加压塔T501A的塔釜为MP产品128，送至MMA反应单元600；甲醇常压塔T502A对来自MP加压塔T501A的塔顶馏出物进行常压共沸精馏，从MMA分离和精制单元700来的少量含酯甲醇126合并到甲醇常压塔T502A进行协同分离，甲醇常压塔T502A操作压力优选100-400KPa，甲醇常压塔T502A的塔顶气相经甲醇常压塔空冷器冷至预设温度入甲醇常压塔回流罐V504A，甲醇常压塔回流罐V504A的凝液作为回流返塔，甲醇常压塔回流罐V504A的罐顶气体再经循环水冷至30-60℃入甲醇常压塔顶罐V505A，甲醇常压塔顶罐V505A的罐底凝液为MP和甲醇的混合物，返回MP加压塔T501A；甲醇常压塔顶罐V505A的罐顶气体经尾气压缩机K502A压缩至预设压力返回加氢反应器R501A循环利用；甲醇常压塔T502A的塔釜液为回收甲醇127，回收甲醇大部分作为循环溶剂返回MA反应单元300，少量作为补充溶剂返回MMA反应单元600，剩余小部分副产甲醇作为原料去甲醇氧化单元100。

另一些实施例中，如图6所示，当MA提浓产品中的甲醇质量浓度为30-90％时，加氢反应和MP分离单元500采用先常压后高压的差压共沸精馏工艺，具体工艺流程如下：来自气液分离罐V502S的MP粗产品首先在甲醇常压塔T502S进行常压共沸精馏，从MMA分离和精制单元700来的少量含酯甲醇126合并到甲醇常压塔T502S进行协同分离，甲醇常压塔T502S操作压力优选100-400KPa，甲醇常压塔T502S的塔顶气相经甲醇常压塔空冷器冷至预设温度入甲醇常压塔回流罐V504S，甲醇常压塔回流罐V504S的凝液作为回流返塔，甲醇常压塔回流罐V504S的罐顶气体再经循环水冷至30-60℃入甲醇常压塔顶罐V505S，甲醇常压塔顶罐V505S的罐底凝液为MP和甲醇的混合物，送至MP加压塔T501S进一步分离；甲醇常压塔顶罐V505S的罐顶气体经尾气压缩机K502S压缩至预设压力返回加氢反应器R501S循环利用；甲醇常压塔T502S的塔釜液为回收甲醇127，回收甲醇大部分作为循环溶剂返回MA反应单元300，少量作为补充溶剂返回MMA反应单元600，剩余小部分副产甲醇作为原料去甲醇氧化单100；MP加压塔T501S对来自甲醇常压塔顶罐V505S的罐底MP和甲醇的混合物进行加压共沸精馏，MP加压塔T501S的操作压力优选500-1200KPa，塔顶馏出MP和甲醇的共沸物作为甲醇常压塔再沸器热源，换热后再经循环水冷至预设温度进入MP加压塔回流罐V503S，MP加压塔回流罐V503S的罐内液体一部分作为回流返塔，另一部分返回甲醇常压塔T502S；MP加压塔T501S的塔釜为MP产品128，送至MMA反应单元600。

一些实施例中，加氢反应和MP分离单元500中加氢反应器R501A/S采用管内反应的列管式反应器，且通过强制循环式热水发生蒸汽系统进行撤热，由于列管式反应器的传热面积比较大，既保证了加氢反应热及时有效地撤出，又实现了装置能量的综合利用。

一些实施例中，加氢反应和MP分离单元500的MP粗产品中主要含有甲醇，而MP和甲醇为压力敏感共沸物体系，采用差压共沸精馏技术分离丙酸甲酯(MP)与甲醇，不需要引入第三组分，且在差压共沸精馏的基础上进行完全热耦合，即甲醇常压塔T502A/S的再沸器所需热量由MP加压塔T501A/S的冷凝器的冷量提供，因此，最大限度地减少了差压共沸精馏系统的公用工程的消耗，节省了装置的能量。

一些实施例中，加氢反应和MP分离单元500中甲醇常压塔T502A/S的塔顶采用了二级冷凝方案，丙酸甲酯和甲醇在第一级大部分被冷凝，故集中了绝大部分热负荷，且一级冷凝的传热终温较高，因此可以采用更为节能的空冷方案，这样大幅减少了甲醇常压塔T502A/S水冷器循环水用量，从而进一步降低了整个装置的能耗。

一些实施例中，加氢反应和MP分离单元500的氢气原料部分利用了甲醇氧化单元100尾气中回收的氢气105，以提高整个装置的经济性；从MMA分离和精制单元700来的少量含酯甲醇126合并到差压共沸精馏系统进行协同分离，简化了装置流程；副产甲醇130作为原料去甲醇氧化单元100，进一步提高装置的经济性。

一些实施例中，如图1所示，MMA反应单元600将原料丙酸甲酯128、补充甲醇129、从MMA分离和精制单元700返回的轻组分134和循环丙酸甲酯137加热汽化后，再与无水气相甲醛132混合，混合后的原料加热至300-400℃进行气固相反应生成甲基丙烯酸甲酯，生成的MMA粗产品气133经过回收热量并冷至预设温度送至下游MMA分离和精制单元700。

一些实施例中，如图7所示，MMA分离和精制单元700将来自MMA反应单元600的MMA粗产品133送至MMA脱轻塔T701进行共沸脱轻处理，塔顶包含丙酸甲酯和甲醇的馏出物134作为反应原料返回MMA反应单元600，不凝气135外送；MMA脱轻塔T701的塔釜液去三溶剂萃取塔T702进行萃取处理，即分别采用水(顶部加入)、富甲醛溶液122(中上部加入)、回收MP(底部加入)对脱轻后的MMA粗产品进行萃取分液处理，以脱除MMA产品中未反应的甲醛、少量甲醇和微量丙酸；同时三溶剂萃取塔T702对来自MA提浓单元的富甲醛溶液122(即第二萃取剂)具有脱除重酯和微量醋酸的除杂功效；所述第一萃取剂水的用量(质量)为进料量(质量)的0.2-6倍，所述第三萃取剂丙酸甲酯的用量(质量)为进料量(质量)的0.1-5倍。

一些实施例中，如图7所示，汽提塔T703对三溶剂萃取塔T702的塔釜水相进行汽提处理，以脱除甲醛水溶液中的甲醇和少量轻酯组分，汽提塔T703上部设置了水洗段，采用萃取剂(水)对汽提塔T703精馏段的甲醇气相进行洗涤操作，以避免塔顶甲醇馏分夹带甲醛组分，所述萃取剂水的用量(质量)为进料量(质量)的0.5-10倍，汽提塔T703优先常压操作，为了节能降耗，塔顶富甲醇馏分以露点状态直接进下游甲醇回收塔T704，汽提塔T703的塔釜为回收甲醛溶液110，作为制备无水气相甲醛的原料送至气相甲醛单元200；甲醇回收塔T704对汽提塔T703的塔顶富甲醇溶液进行精馏操作，甲醇回收塔T704优选常压操作，塔顶馏出物126为甲醇和MP组分，送至加氢反应和MP分离单元500的差压共沸精馏系统进行协同处理，甲醇回收塔T704的塔釜水大部分作为萃取剂循环利用，少量作为废水139外送。

一些实施例中，如图7所示，脱水塔T705对三溶剂萃取塔T702的塔顶油相进行脱水处理，脱水塔T705的塔顶回收水作为循环洗水返回三溶剂萃取塔T702；MP回收塔T706将脱水后的MMA粗产品进行深度脱轻处理，塔顶回收MP大部分作为循环丙酸甲酯137返回MMA反应单元600，另一小部分作为第三萃取剂返回三溶剂萃取塔T702的底部，MP回收塔T706的塔釜为粗甲基丙烯酸甲酯去MMA精制塔T707；深度脱轻后的粗甲基丙烯酸甲酯通过MMA精制塔T707进行精制处理，塔顶得到聚合级甲基丙烯酸甲酯140，塔釜重组分去重组分处理系统的脱酸塔T708。

一些实施例中，如图7所示，脱酸塔T708对来自MMA精制塔T707的塔釜重组分进一步分离，来自气相甲醛单元200间歇排放的含酸废液112合并到脱酸塔T708进行协同分离，脱酸塔T708的塔顶为醋酸和丙酸组分，送至酸分离塔T709，脱酸塔T708的塔釜重组分141外送；酸分离塔T709对来自脱酸塔T708的醋酸和丙酸组分进行清晰分割处理，塔顶得到醋酸组分142，塔釜为丙酸组分143。

一些实施例中，三溶剂萃取塔T702分别采用水、富甲醛溶液122、回收MP对脱轻后的MMA粗产品进行萃取分液处理，既能到达脱除MMA产品中未反应的甲醛、少量甲醇和微量丙酸目的，又能减少萃取剂水的用量；同时，由于丙烯酸甲酯粗产品气和甲基丙烯酸甲酯粗产品气中均含有较多的未反应甲醛和甲醇溶剂，以及少量性质相近的副产组分，使得装置各单元间进行协同分离和除杂变为可能；三溶剂萃取塔T702对来自MA提浓单元400的富甲醛溶液122既具有脱除重酯和微量醋酸的双重功效，又起到了耦合回收甲醛溶液的作用，因此，全装置避免了MA提浓单元400新建富甲醛溶液122的分离和除杂工序，从而简化了流程，降低了装置的能耗和物耗；另外，第三萃取剂MP从三溶剂萃取塔T702的下部加入，进一步保证下段水相的脱酸效果。

一些实施例中，汽提塔T703的塔顶富甲醇馏分以露点状态直接进下游甲醇回收塔T704，起到了节能降耗的作用；汽提塔T703的塔釜甲醛溶液110作为制备无水气相甲醛的原料，甲醇回收塔T704的塔顶馏分126送至加氢反应和MP分离单元500的差压共沸精馏系统进行协同处理，甲醇回收塔的塔釜水大部分作为萃取剂循环利用，以及来自气相甲醛单元200间歇排放的含酸废液112合并到脱酸塔T708进行协同分离，以上这些物流同样实现了装置各单元间的协同分离、除杂和利用，从而进一步简化了流程，降低了装置的物耗和能耗。

一些实施例中，当副产甲醇131作为原料，其杂质含量不能满足甲醇氧化单元100的规格要求时，通过增设甲醇净化系统A对副产甲醇130进行净化处理，以满足甲醇氧化单元100的原料技术指标，甲醇净化系统A根据副产甲醇130的产量情况，采用连续或间歇操作。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本实用新型。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本实用新型的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本实用新型的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，其特征在于，包括：

甲醇氧化单元，其用于通过甲醇氧化制备得到甲醛溶液；

气相甲醛单元，其与所述甲醇氧化单元连接，用于将所述甲醇氧化单元制得的所述甲醛溶液通过浓缩和萃取精馏制备无水气相甲醛；

MA反应单元，其与所述气相甲醛单元连接，用于将所述气相甲醛单元制得的所述无水气相甲醛与醋酸甲酯反应制备得到MA粗产品；

MA提浓单元，其与所述MA反应单元连接，用于将所述MA反应单元制得的所述MA粗产品通过共沸精馏和萃取精馏进行提浓，脱除MA粗产品中的甲醛；

加氢反应和MP分离单元，其与所述MA提浓单元连接，用于将所述MA提浓单元提浓后的MA粗产品进行加氢反应和MP分离，以得到MP，回收甲醇作为溶剂返回所述MA反应单元；

MMA反应单元，其与所述加氢反应和MP分离单元连接，用于将所述加氢反应和MP分离单元制备的MP与所述气相甲醛单元制得的无水气相甲醛反应制备MMA；

MMA分离和精制单元，其与所述MMA反应单元连接，用于将所述MMA反应单元制备的MMA通过共沸精馏、三溶剂萃取和精馏进行分离和精制；其中，三溶剂萃取采用的萃取剂包括所述MA提浓单元将所述MA粗产品提浓得到的富甲醛溶液。

2.根据权利要求1所述的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，其特征在于，所述的甲醇氧化单元包括：

甲醛反应系统，其用于将甲醇氧化制得粗甲醛气；

第一吸收塔，其底部与所述甲醛反应系统连接，所述第一吸收塔用于对制得的粗甲醛气进行一级吸收，所述第一吸收塔的塔釜输出甲醛溶液，作为制备无水气相甲醛的原料，所述第一吸收塔的塔釜液循环至所述第一吸收塔的塔顶以与所述粗甲醛气逆流接触；

第二吸收塔，其底部与所述第一吸收塔的顶部连接，所述第二吸收塔用于对粗甲醛气进行二级吸收，所述第二吸收塔的塔釜液部分循环至所述第二吸收塔的中上部进行二级吸收，部分送至所述第一吸收塔进行一级吸收，所述第二吸收塔与所述气相甲醛单元连接，以接收所述气相甲醛单元产生的稀甲醛溶液作为部分吸收剂；

尾气处理系统，其与所述第二吸收塔的塔顶连接，所述尾气处理系统用于采用变压吸附分离出所述第二吸收塔尾气内的氢气，分离出的氢气输送至所述加氢反应和MP分离单元，作为加氢反应的原料。

3.根据权利要求1所述的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，其特征在于，所述气相甲醛单元包括：

甲醛浓缩系统，其与所述甲醇氧化单元、与所述MMA分离和精制单元分别连接，用于将来自所述MMA分离和精制单元的甲醛溶液浓缩后与来自所述甲醇氧化单元的甲醛溶液混合，将混合后的甲醛溶液进一步浓缩；所述甲醛浓缩系统与所述甲醇氧化单元连接，以将甲醛浓缩系统产生的稀甲醛作为吸收剂输送至所述甲醇氧化单元；

甲醛精馏塔，其与所述甲醛浓缩系统连接，用于以聚乙二醇二甲醚为萃取剂，将所述甲醛浓缩系统进一步浓缩后的甲醛溶液进行萃取精馏；所述甲醛精馏塔分别与所述MA反应单元和所述MMA反应单元连接，以使从所述甲醛精馏塔馏出的无水气相甲醛作为反应原料分别输送至所述MA反应单元和所述MMA反应单元；

溶剂回收塔，其与所述甲醛精馏塔连接，用于回收萃取剂，并将所述萃取剂返回所述甲醛精馏塔以循环使用，所述溶剂回收塔与所述MMA分离和精制单元连接，以将其塔顶的稀甲醇水溶液，以及塔釜间歇排出的含酸废液输送至所述MMA分离和精制单元进行协同处理。

4.根据权利要求1所述的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，其特征在于，所述MA提浓单元包括：

MA脱轻塔，其与所述MA反应单元连接，用于对来自所述MA反应单元的MA粗产品进行共沸精馏，所述MA脱轻塔的塔顶的包含醋酸甲酯和甲醇的馏出物作为反应原料返回所述MA反应单元；

MA精馏塔，其与所述MA脱轻塔的塔釜连接，用于对所述MA脱轻塔的塔釜液进行萃取精馏；所述MA精馏塔与所述MMA分离和精制单元连接，以接收所述MMA分离和精制单元回收的循环洗水作为萃取剂；所述MA精馏塔的塔顶连接所述加氢反应和MP分离单元，以输出提浓后的MA至所述加氢反应和MP分离单元；所述MA精馏塔的塔釜连接所述MMA分离和精制单元，以输送富甲醛溶液作为第二萃取剂至所述MMA 分离和精制单元。

5.根据权利要求1所述的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，其特征在于，所述加氢反应和MP分离单元包括：

加氢反应器，其与所述MA提浓单元连接，用于将所述MA提浓单元提浓后的MA进行加氢反应生成MP；所述加氢反应器与所述甲醇氧化单元连接，以接收所述甲醇氧化单元的尾气中分离的氢气作为反应原料；

差压共沸精馏系统，其与所述加氢反应器连接，用于将所述加氢反应器生成的MP通过差压共沸精馏分离出MP；所述差压共沸精馏系统连接所述MMA分离和精制单元，以对从所述MMA分离和精制单元回收的甲醇与MP合并进行差压共沸精馏；所述差压共沸精馏系统连接所述MA反应单元、MMA反应单元和所述甲醇氧化单元，以将回收的甲醇作为制备MA的循环溶剂返回所述MA反应单元，将回收的甲醇作为补充溶剂返回所述MMA反应单元，将回收的甲醇作为原料输送至所述甲醇氧化单元。

6.根据权利要求5所述的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，其特征在于，所述差压共沸精馏系统包括：

MP加压塔，其与所述加氢反应器连接，以将所述加氢反应器生成的MP进行加压共沸精馏，所述MP加压塔的塔釜连接所述MMA反应单元，以将塔釜的MP送至所述MMA反应单元；

MP加压塔回流罐，其与所述MP加压塔连接，以将MP加压塔回流罐的罐内液体一部分作为回流返塔；

甲醇常压塔，其与所述MP加压塔回流罐连接，以使所述MP加压塔回流罐的罐内液体一部分进入所述甲醇常压塔进一步分离，所述甲醇常压塔还连接所述MMA分离和精制单元，以将来自所述MMA分离和精制单元的含酯甲醇与来自所述MP加压塔的塔顶馏出物一起进行常压共沸精馏；所述甲醇常压塔的塔釜连接所述MA反应单元、所述MMA反应单元和所述甲醇氧化单元，以将塔釜的回收甲醇部分作为循环溶剂返回所述MA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为补充溶剂返回所述MMA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为原料返回所述甲醇氧化单元；

甲醇常压塔再沸器，其与所述MP加压塔的塔顶连接，以将MP加压塔的塔顶馏出的MP和甲醇的共沸物作为所述甲醇常压塔再沸器的热源；

MP加压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔再沸器连接，用于对经所述甲醇常压塔再沸器换热后的MP加压塔的塔顶共沸物进行冷却，所述MP加压塔水冷器与所述MP加压塔回流罐连接，以使经所述MP加压塔水冷器冷却后的共沸物进入所述MP加压塔回流罐；

甲醇常压塔空冷器，其与所述甲醇常压塔的塔顶连接，以将所述甲醇常压塔的塔顶气相冷却；

甲醇常压塔回流罐，其与所述甲醇常压塔空冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔空冷器冷却的所述甲醇常压塔的塔顶气相，所述甲醇常压塔回流罐与所述甲醇常压塔连接，以将所述甲醇常压塔回流罐内的凝液作为回流返回所述甲醇常压塔；

甲醇常压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔回流罐连接，以将所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体进行水冷；

甲醇常压塔顶罐，其与所述甲醇常压塔水冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔水冷器冷却的所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体，所述甲醇常压塔顶罐与所述MP加压塔连接，以将罐底凝液为MP和甲醇的混合物返回所述MP加压塔；

尾气压缩机，其与所述甲醇常压塔顶罐连接，以将所述甲醇常压塔顶罐的罐顶气体进行压缩，所述尾气压缩机与所述加氢反应器连接，以使经所述尾气压缩机压缩后的罐顶气体返回所述加氢反应器循环利用。

7.根据权利要求5所述的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，其特征在于，所述差压共沸精馏系统包括：

甲醇常压塔，其与所述加氢反应器连接，所述甲醇常压塔还连接所述MMA分离和精制单元，以将来自所述MMA分离和精制单元的含酯甲醇与来自所述加氢反应器的MA一起进行常压共沸精馏；所述甲醇常压塔的塔釜连接所述MA反应单元、所述MMA反应单元和所述甲醇氧化单元，以将塔釜的回收甲醇部分作为循环溶剂返回所述MA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为补充溶剂返回所述MMA反应单元，将塔釜的回收甲醇部分作为原料返回所述甲醇氧化单元；

甲醇常压塔再沸器，其与所述甲醇常压塔连接，用于对所述甲醇常压塔的釜液加热；

甲醇常压塔空冷器，其与所述甲醇常压塔的塔顶连接，以对所述甲醇常压塔的塔顶气相进行冷却；

甲醇常压塔回流罐，其与所述甲醇常压塔空冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔空冷器冷却的所述甲醇常压塔的塔顶气相，所述甲醇常压塔回流罐连接所述甲醇常压塔，以使所述甲醇常压塔回流罐的凝液作为回流返回所述甲醇常压塔；

甲醇常压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔回流罐连接，用于对所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体进行冷却；

甲醇常压塔顶罐，其与所述甲醇常压塔水冷器连接，以接收经所述甲醇常压塔水冷器冷却的所述甲醇常压塔回流罐的罐顶气体；

尾气压缩机，其与所述甲醇常压塔顶罐连接，以将所述甲醇常压塔顶罐的罐顶气体进行压缩，所述尾气压缩机与所述加氢反应器连接，以使经所述尾气压缩机压缩后的罐顶气体返回所述加氢反应器循环利用；

MP加压塔，其与所述甲醇常压塔顶罐连接，所述MP加压塔对来自所述甲醇常压塔顶罐的罐底MP和甲醇的混合物进行加压共沸精馏；所述MP加压塔的塔顶连接所述甲醇常压塔再沸器，以使所述MP加压塔的塔顶馏出的MP和甲醇的共沸物作为所述甲醇常压塔再沸器的热源，所述MP加压塔的塔釜连接所述MMA反应单元，以将塔釜的MP送至所述MMA反应单元；

MP加压塔水冷器，其与所述甲醇常压塔再沸器连接，用于对经所述甲醇常压塔再沸器换热后的MP加压塔的塔顶共沸物进行冷却；

MP加压塔回流罐，其与所述MP加压塔水冷器连接，以使经所述MP加压塔水冷器冷却后的共沸物进入所述MP加压塔回流罐，所述MP加压塔回流罐连接所述MP加压塔和所述甲醇常压塔，以使所述MP加压塔回流罐的罐内液体一部分作为回流返回所述MP加压塔，另一部分返回所述甲醇常压塔。

8.根据权利要求1所述的无水气相甲醛与甲基丙烯酸甲酯联合生产的装置，其特征在于，所述MMA分离和精制单元包括：

MMA脱轻塔，其连接所述MMA反应单元，用于将所述MMA反应单元生成的MMA粗产品进行共沸脱轻；所述MMA脱轻塔的塔顶连接所述MMA反应单元，以将塔顶包含丙酸甲酯和甲醇的馏出物作为反应原料返回所述MMA反应单元；

三溶剂萃取塔，其与所述MMA脱轻塔的塔釜连接，以将所述MMA脱轻塔的塔釜液进行萃取，所述三溶剂萃取塔采用的溶剂包括从其顶部加入的水、其中上部加入的富甲醛溶液和其底部加入的回收MP；所述三溶剂萃取塔连接所述MA提浓单元，以将来自所述MA提浓单元的富甲醛溶液作为萃取剂，并对富甲醛溶液进行脱除重酯和微量醋酸的除杂处理；

汽提塔，其与所述三溶剂萃取塔连接，用于对所述三溶剂萃取塔的塔釜水相进行汽提处理，以脱除甲醛水溶液中的甲醇和轻酯组分，所述汽提塔具有精馏段和位于所述精馏段上部的水洗段，所述水洗段采用萃取剂对所述汽提塔的精馏段的甲醇气相进行洗涤，所述汽提塔的塔釜与所述气相甲醛单元连接，以将所述汽提塔的塔釜的甲醛溶液作为制备无水气相甲醛的原料送至所述气相甲醛单元；

甲醇回收塔，其与所述汽提塔的塔顶连接，以使所述汽提塔塔顶的富甲醇馏分以露点状态直接进入所述甲醇回收塔进行精馏，所述甲醇回收塔的塔顶与所述加氢反应和MP分离单元连接，以使所述甲醇回收塔的塔顶的包含甲醇和MP的馏出物送至所述加氢反应和MP分离单元的差压共沸精馏系统进行协同处理，所述甲醇回收塔的塔釜水作为萃取剂循环利用；

脱水塔，其与所述三溶剂萃取塔的塔顶连接，以对所述三溶剂萃取塔的塔顶油相进行脱水处理，所述脱水塔的塔顶回收水作为循环洗水返回所述三溶剂萃取塔；

MP回收塔，其与所述脱水塔连接，以将经所述脱水塔脱水后的MMA进行深度脱轻处理，所述MP回收塔的塔顶分别与所述MMA反应单元和所述三溶剂萃取塔的底部连接，以将所述MP回收塔的塔顶回收的部分MP作为循环MP返回所述MMA反应单元，将部分MP作为第三萃取剂返回所述三溶剂萃取塔的底部；

MMA精制塔，其与所述MP回收塔的塔釜连接，以将所述MP回收塔的塔釜的粗MMA进行精制处理，所述MMA精制塔的塔顶得到聚合级MMA；

脱酸塔，其与所述MMA精制塔的塔釜连接，以对来自所述MMA精制塔的塔釜的重组分进一步分离，所述脱酸塔连接所述气相甲醛单元，以对来自所述气相甲醛单元间歇排放的含酸废液进行协同分离；

酸分离塔，其与所述脱酸塔的塔顶连接，以对所述脱酸塔的塔顶的醋酸和丙酸组分进行处理，所述酸分离塔的塔顶得到醋酸，塔釜得到丙酸。

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