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丙烯酸厂家介绍丙烯酸的生产方法


丙烯酸厂家介绍丙烯酸的生产方法
1、丙烯腈水解法:丙烯腈先以硫酸水解生成丙烯酰胺的硫酸盐,再水解生成丙烯酸,副产硫酸氢铵。此法在美国罗姆-哈斯公司得到了很大发展。第一步水解温度为90~100℃。向丙烯腈中加入稍稍过量的55%~85%的硫酸,1h后丙烯腈即完全转化;然后加水进行第二次水解,并将反应温度提高到125~135℃;水解产物经减压蒸馏而得丙烯酸。此法实际上是早期氰乙醇法的发展。由于水解后生成的副产品酸性硫酸铵处理困难,原料丙烯腈的价格较贵,因而影响生产成本;
2、氰乙醇法:该法以氯乙醇和氰化钠为原料,反应生成氰乙醇,氰乙醇在硫酸存在下于175℃水解生成丙烯酸:若水解反应在甲醇中进?#26657;?#21017;生成丙烯酸甲酯;
3、β-丙内酯法:此法原料为乙烯酮,?#35270;?#31216;乙烯酮法,其反应如下:先将乙酸裂解为乙烯酮,然后与无水甲醛反应生成β-丙内酯;用作催化剂在140~180℃、2.5~25MPa下,丙内酯再与热的100%磷酸接触,异构为丙烯酸。用β-丙内酯法生产丙烯酸,产品纯度高,收?#23460;?#36739;高,副产物和未反应物料能循环使用,并?#35270;?#36830;续生产,但它需用乙酸为原料,特别是由于丙内酯被认为是一种致癌物质,故此法已不在工业上采用;
4、高压雷佩法:将溶于四氢呋喃中乙炔,在溴化镍和溴化铜组成的催化剂存在下,与一氧化碳和水反应,制得丙烯酸。此法的特点是?#27827;?#22235;氢呋喃为溶剂,可以减少高压处理乙炔的危险;同时催化剂不用原雷佩法所用的羰基镍,只需用镍盐。将丙烯与空气及水蒸气按?#27426;?#25705;尔比混合,在钼-铋等复合催化剂存在下,反应温度310-470℃,常压氧化制得丙烯醛,收率达90%。再将丙烯醛与空气及水蒸气按?#27426;?#25705;尔比混合,在钼-钒等复合催化剂存在下,反应温度300-470℃,常压氧化制得丙烯酸,收率可达98%。此法分一?#33014;?#20004;步法。一步法是丙烯在一个反应器内氧化生成丙烯酸;两步法是丙烯先在第?#29615;?#24212;器内氧化生成丙烯醛,丙烯醛再进入第二反应器氧化生成丙烯酸。两步法根据反应器结构,又分固定床和流化床法两种。丙烯酸的工业生产方法中,氰乙醇法,高压雷佩法已经基本淘汰,以前采用的以乙酸为原料裂解为乙烯酮,然后与无水甲醛反应生成丙内酯,再与热磷酸接触异构为丙烯酸。称烯酮法或β-丙内酯法也基本淘汰,丙烯腈法只有少数老装置采用。工业上采用的主要是改良雷佩法和丙烯氧化法,而后者更为普通且最有发展前途。专利报道中,还有丙酸为原料的生产方法;
5、丙烯氧化法:丙烯与空气及水蒸气按?#27426;?#25705;尔比混合,在钼铋系复合催化剂存在下,氧化制得丙烯醛,再将丙烯醛与空气及水蒸气按?#27426;?#25705;尔比混合,在钼-钒-钨系复合催化剂存在下,氧化制得丙烯酸。此法根据反应器结构,又分固定床法和流化床法两种。除美国索亥俄法采用流化床外,其他都采用列管式固定床。
①固定床法。制法是:第?#29615;?#24212;器进料丙烯含量为4%~7%,水蒸气20%~50%,其余为空气,空速1300~2600h-1,反应温度320~340℃,压力0.1~0.3MPa;第二反应器空速为1800~3600h-1,反应温度280~300℃,压力0.1~0.2MPa,丙烯和丙烯醛的转化率都在95%以上,丙烯酸的选择性以丙烯计为85%~90%。工?#23637;?#31243;为:使丙烯、水蒸气与经过预热的空气混合后进入第?#29615;?#24212;器。丙烯被氧化成丙烯醛。再进入第二反应器反应,得到丙烯酸。
第一、第二反应器均为列管式反应器,用熔盐作热载体,从第二反应器出来的反应气与原料空气换热后进入急冷塔,与塔顶加入的水逆向接触,获得含量为20%~30%的丙烯酸水溶液。该水溶液进入萃取塔,以乙酸丁酯或二甲苯为萃取剂,使水与丙烯酸分离。富含水的萃取液从萃取塔塔顶出来,进入溶剂回收塔,将萃取剂从塔顶蒸出,送回萃取塔循环使用。塔底排出废水。萃取塔中的萃余液进入溶剂蒸馏塔。从塔顶蒸出溶剂(萃取剂),送回萃取塔循环使用;塔底得到粗丙烯酸,再经脱去轻组分和重组分后得到丙烯酸产品。丙烯经气相接触氧化反应制造丙烯酸过程中,除产物丙烯酸外,还存有微量丙烯醛、乙酸、戊酮酸、蚁酸以及其他醛类杂质。醛类是丙烯氧化副产物或由于丙烯原料中含有的杂质氧化而生成的,如乙醛、甲醛、苯甲醛、糠醛、丙烯醛等,含有这些副产物的反应气体,经冷却、抽提蒸馏后,残留于丙烯酸产?#20998;小?#37319;用常规方法精制的丙烯酸产?#20998;校?#20173;含有约(50~500)×10-6的醛物质。为了?#35270;?#39640;纯丙烯酸需要,北京东方化工厂以该厂聚合级丙烯酸为原料,开发出一种制备高纯丙烯酸的方法,使其总醛含量小于5×10-6,达到或超过国外有关?#21335;?#25253;道的数据要求(国外小于10×10-6)。其实验方法是?#21512;?#28903;瓶中加入?#27426;?#37327;的聚合级丙烯酸,添加试剂DL,在常压下经10~80℃范围处理后,再进入填料塔中处理蒸馏,塔釜?#24418;?#24230;为60~80℃,塔顶温度为50~70℃,真空93.33~99.99KPa,采用补加阻聚剂及气相阻聚剂方法,可防止丙烯酸在精馏过程中聚合。用此法收集的蒸馏品即为高纯丙烯酸;
②流化床法。制法是丙烯、空气、水经过第?#29615;?#33150;床反应器生成丙烯醛,再进入第二沸腾床反应器生成丙烯酸,然后经喷淋、冷却、萃取蒸馏,再在减压塔中脱除乙酸而得丙烯酸。氧化混合物配比为丙烯∶空气∶水=1∶12∶8(摩尔比)。第?#29615;?#33150;床反应器温度370℃,接触时间2s;第二沸腾床反应器温度260℃,接触时间2.25s。丙烯转化率75%~80%,总收率40%,丙烯酸含量97%,平均含量93%。国内在第?#29615;?#24212;器中采用七元组分(钼-钒-磷-铁-钴-镍-钾)的催化剂,丙烯氧化制丙烯醛;在第二反应器中采用三元组分(钼-钒-钨)的催化剂,丙烯醛氧化制丙烯酸,当丙烯∶空气∶水=1∶10∶6,接触时间5.5s,线速度0.6m/s反应温度:?#27426;?#20026;370-390℃,二段为270~300℃?#20445;?#20197;进料丙烯计,?#27426;?#19993;烯转化率为78.7%~87%,丙烯醛收率为51.9%~57.2%,二段丙烯转化率为79.3%~89.4%,丙烯酸收率为48.3%~49.8%,丙烯酸的空时收率为55~60kg/(m3催化剂·h)。
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