Método de producción de ácido acrílico.
2. Método de cianoetanol: este método utiliza clorhidrina y cianuro de sodio. como materia prima para reaccionar para producir cianoetanol se hidroliza a 175°C en presencia de ácido sulfúrico para generar ácido acrílico: si la reacción de hidrólisis se realiza en metanol, se genera acrilato de metilo;
3. -Método de propiolactona: la materia prima para este método es la etilencetona, por lo que también se le llama método de cetena. La reacción es la siguiente: primero se descompone el ácido acético en cetena y luego se hace reaccionar con formaldehído anhidro para generar β-propiolactona, cuando se usa como catalizador, la propiolactona se pone en contacto con ácido fosfórico al 100 % caliente a 140 ~ 180 °C y 2,5 ~ 25 MPa, se isomeriza en ácido acrílico. El uso de β-propiolactona para producir ácido acrílico tiene una alta pureza y un alto rendimiento. Los subproductos y los materiales que no han reaccionado pueden reciclarse y son adecuados para la producción continua. Sin embargo, se requiere ácido acético como materia prima, especialmente porque la propiolactona se considera un carcinógeno. la industria Este método no se utiliza.
4. Método Raphael de alta presión: el acetileno disuelto en tetrahidrofurano reacciona con monóxido de carbono y agua en presencia de un catalizador compuesto por bromuro de níquel y bromuro de cobre para preparar ácido acrílico. Las características de este método son: el uso de tetrahidrofurano como disolvente puede reducir el riesgo del tratamiento de acetileno a alta presión; al mismo tiempo, el catalizador no utiliza carbonilo de níquel utilizado en el método Rapey original, sino que solo utiliza sales de níquel. El propileno se mezcla con aire y vapor de agua en una determinada proporción molar. En presencia de catalizadores compuestos como molibdeno y bismuto, la temperatura de reacción es de 310-470°C y la acroleína se produce bajo presión normal con un rendimiento del 90%. Luego, la acroleína se mezcla con aire y vapor de agua según una determinada proporción molar. En presencia de catalizadores compuestos como molibdeno y vanadio, la temperatura de reacción es de 300 a 470 °C y se oxida a presión normal para producir ácido acrílico, con un rendimiento. de hasta el 98%. Este método se divide en un paso y dos pasos. En el método de un paso, el propileno se oxida en un reactor para producir ácido acrílico; en el método de dos pasos, el propileno se oxida en el primer reactor para producir acroleína y la acroleína se oxida en el segundo reactor para producir ácido acrílico. Según la estructura del reactor, el método de dos pasos se puede dividir en método de lecho fijo y método de lecho fluidizado. Entre los métodos de producción industrial de ácido acrílico, se han eliminado básicamente el método de cianoetanol y el método Raphael de alta presión. Anteriormente, el ácido acético se escindía en cetena, se hacía reaccionar con formaldehído anhidro para formar propiolactona y luego se ponía en contacto con ácido fosfórico caliente para isomerizarse en ácido acrílico. El método de la cetena o el método de la β-propiolactona se ha eliminado básicamente y el método del acrilonitrilo solo se utiliza en unos pocos dispositivos antiguos. En la industria se utilizan principalmente el proceso Raphael mejorado y el proceso de oxidación de propileno. Este último es el más común y tiene mayores perspectivas de desarrollo. En el informe de patente, también hay un método de producción que utiliza ácido propiónico como materia prima;
5. Método de oxidación del propileno: el propileno se mezcla con aire y vapor de agua en una determinada proporción molar, en presencia de Mo. -Catalizador bicompuesto La acroleína se produce por oxidación, y luego la acroleína se mezcla con aire y vapor de agua en una determinada proporción molar y se oxida en presencia de un catalizador compuesto Mo-V-W para producir ácido acrílico. Según la estructura del reactor, el método se puede dividir en método de lecho fijo y método de lecho fluidizado. A excepción del lecho fluidizado utilizado en el proceso Soho en Estados Unidos, todos los demás procesos utilizan lechos fijos tubulares.
①Método de cama fija. El método de preparación es el siguiente: el contenido de propileno del primer reactor es 4% ~ 7%, vapor es 20% ~ 50% y el resto es aire, la velocidad espacial es 1300 ~ 2600h-1, la temperatura de reacción es 320 ~ 340 ° C y la presión es de 0,1 ~ 0,3 MPa; el segundo reactor La velocidad espacial del reactor es de 1800 ~ 3600 h-1, la temperatura de reacción es de 280 ~ 300 ℃ y la presión es de 0,1 ~ 0,2 MPa. La tasa de conversión de propileno y acroleína es superior al 95% y la selectividad del ácido acrílico es del 85% al 90% según el propileno. El proceso es el siguiente: el propileno y el vapor se mezclan con aire precalentado y luego ingresan al primer reactor. El propileno se oxida a acroleína. Luego ingresa al segundo reactor de reacción para obtener ácido acrílico. El primer y segundo reactor son reactores tubulares y se utiliza sal fundida como portador de calor. El gas de reacción del segundo reactor ingresa a la torre de enfriamiento después de intercambiar calor con el aire crudo y está en contacto inverso con el agua agregada en la parte superior de la torre para obtener una solución acuosa de ácido acrílico con un contenido del 20% al 30%. . La solución acuosa ingresa a la torre de extracción y se utiliza acetato de butilo o xileno como extractante para separar el agua y el ácido acrílico. El extracto rico en agua sale por la parte superior de la torre de extracción y entra a la torre de recuperación de disolvente. El extractante se evapora desde la parte superior de la torre y se devuelve a la torre de extracción para su reciclaje. Las aguas residuales se descargan desde la parte inferior de la torre. El refinado de la torre de extracción ingresa a la torre de destilación de solventes. El disolvente (extractor) se destila desde la parte superior de la torre y se devuelve a la torre de extracción para su reciclaje; se obtiene ácido acrílico crudo en la parte inferior de la torre y el producto de ácido acrílico se obtiene después de eliminar los componentes ligeros y los componentes pesados. En la producción de ácido acrílico a partir de propileno mediante oxidación por contacto en fase gaseosa, además del ácido acrílico, están presentes trazas de acroleína, ácido acético, ácido valérico, ácido fórmico y otras impurezas de aldehído. El aldehído es un subproducto de la oxidación del propileno o se genera por la oxidación de impurezas contenidas en las materias primas del propileno, como acetaldehído, formaldehído, benzaldehído, furfural, acroleína, etc.
Los gases de reacción que contienen estos subproductos permanecen en el producto de ácido acrílico después del enfriamiento y la destilación extractiva. Los productos acrílicos refinados mediante métodos convencionales todavía contienen aproximadamente (50 ~ 500) × 10-6 aldehídos. Para satisfacer la demanda de ácido acrílico de alta pureza, la planta química Dongfang de Beijing ha desarrollado un método para preparar ácido acrílico de alta pureza utilizando ácido acrílico de calidad polimérica como materia prima, de modo que el contenido total de aldehído sea inferior a 5 × 10 -6, cumpliendo o superando los requisitos de datos informados en la literatura extranjera (para países extranjeros, es inferior a 10 × 10-6). El método experimental es el siguiente: agregue una cierta cantidad de ácido acrílico de calidad polimérica al matraz y agregue el reactivo DL. Después del tratamiento en el rango de presión normal de 10 ~ 80 ℃, se procede a la destilación en la torre empaquetada. La temperatura del alambique de la torre es de 60 ~ 80 ℃, la temperatura superior de la torre es de 50 ~ 70 ℃, el grado de vacío es de 93,33 ~ 99,99 KPa. y se añaden inhibidores de polimerización adicionales y agentes inhibidores de polimerización en fase gaseosa. El destilado recogido mediante este método es ácido acrílico de alta pureza;
②Método de lecho fluidizado. El método de preparación incluye los siguientes pasos: propileno, aire y agua pasan a través de un primer reactor de lecho fluidizado para generar acroleína, luego ingresan al segundo reactor de lecho fluidizado para generar ácido acrílico, y luego se someten a pulverización, enfriamiento, extracción y destilación, y luego bajo Se retira ácido acético a presión reducida de la torre para obtener ácido acrílico. La proporción de la mezcla de oxidación es propileno: aire: agua = 1: 12: 8 (relación molar). La temperatura del primer reactor de lecho fluidizado es de 370°C y el tiempo de contacto es de 2 segundos; la temperatura del segundo reactor de lecho fluidizado es de 260°C y el tiempo de contacto es de 2,25 segundos. La tasa de conversión de propileno es del 75% al 80%, el rendimiento total es del 40%, el contenido de ácido acrílico es del 97% y el contenido promedio es del 93%. En China, el propileno se oxida a acroleína en el primer reactor utilizando un catalizador de siete componentes (Mo-V-P-Fe-Co-Ni-K). En el segundo reactor se utiliza un catalizador de tres vías (molibdeno-vanadio-tungsteno) para oxidar la acroleína a ácido acrílico, cuando la relación propileno: aire: agua es 1:10:6, el tiempo de contacto es 5,5 s, y la velocidad lineal es 0,6 m/s, la temperatura de reacción en la primera etapa es 370-390 ℃ y la temperatura de reacción en la segunda etapa es 270-3000 ℃. El rendimiento de acroleína es de 51,9% ~ 57,2%, la tasa de conversión de propileno secundario es de 79,3% ~ 89,4%, el rendimiento de ácido acrílico es de 48,3% ~ 49,8% y el rendimiento espacio-tiempo de ácido acrílico es de 55 ~ 60 kg/(m3 de catalizador). h).