Acidul acrilic și esterii săi sunt intermediari chimici cheie pentru acoperiri, adezivi, substanțe chimice pentru tratarea apei și auxiliari textile, iar propilena este cea mai mare materie primă de bază pentru producția industrială de acid acrilic. Marea majoritate a unităților domestice de acid acrilic utilizează calea de oxidare catalitică a propilenei. Multe întreprinderi de producție se concentrează pe optimizarea temperaturii reactorului de oxidare, a vitezei spațiale și a altor parametri de proces, dar trec cu ușurință cu vederea impactul continuu adus de calitatea monomerului de propilenă. Urmele de impurități din materiile prime determină o selectivitate scăzută a catalizatorului și o creștere a produselor secundare, ceea ce nu numai că crește consumul de unități de materie primă, ci și duce cu ușurință la culoarea excesivă a acidului acrilic finit. Acest articol organizează scenariile de aplicare a propilenei în lanțul industriei acidului acrilic, analizează avantajele procesului de propilenă de înaltă calitate și oferă referințe de selecție pentru achiziționarea de materii prime de către fabricile de acid acrilic.
I. Scenarii de aplicare a propilenei în lanțul industrial al acidului acrilic și al esterilor
Propilena generează acid acrilic brut prin oxidare catalitică în fază gazoasă în două etape. După rafinare, poate fi vândut direct sau sintetizat în continuare în diverși esteri acrilici. Întregul proces este sensibil la impuritățile de propilenă, iar stabilitatea materiilor prime determină în mod direct eficiența de funcționare a unității.
În prezent, calea globală de producție a acidului acrilic este metoda de oxidare a propilenei în două etape, cu un flux de proces clar:
Oxidare în prima etapă: propilenă → acroleină
Propilena și aerul suferă o reacție de oxidare sub acțiunea catalizatorilor de molibden-bismut pentru a genera acroleină;
Etapa a doua de oxidare: Acroleină → Acid acrilic
Acroleina este în continuare oxidată catalitic sub catalizatori de molibden-vanadiu pentru a obţine acid acrilic brut;
Rafinare și extindere în aval
Acidul acrilic brut este supus extracției și rectificarii pentru a elimina impuritățile precum acidul acetic și furfuralul, obținându-se acid acrilic rafinat; acidul acrilic rafinat reacționează apoi cu metanol, etanol și butanol pentru a prepara produse precum acrilat de metil, acrilat de etil și acrilat de butii.
Întregul proces de oxidare este o reacție catalitică selectivă puternic exotermă. Odată ce compoziția propilenei fluctuează sau impuritățile depășesc limitele, este extrem de probabil să apară migrarea punctelor fierbinți și cantități mari de produse secundare. Unele întreprinderi înregistrează creșteri ale impurităților de acid acetic și aldehidă după schimbarea surselor de gaz propilenă, iar motivul fundamental constă în controlul inadecvat al materiilor prime.
Ca o întreprindere de producție a surselor de propilenă, ZL Energy optimizează indicatorii de control intern al produselor în funcție de caracteristicile procesului de oxidare a acidului acrilic, controlând strict propina, propadiena, sulful total și componentele hidrocarburilor grele. Se bazează pe unități de rectificare continuă pentru a asigura stabilitatea compoziției lotului, emite un raport complet de testare cromatografică pentru fiecare lot, îndeplinește cerințele de analiză primite ale unităților de acid acrilic și se adaptează la nevoile de garanție a aprovizionării pe termen lung ale liniilor continue de producție de acid acrilic la scară largă.
II. Avantajele de performanță de bază ale propilenei de înaltă calitate în producția de acid acrilic
Propilena cu puritate stabilă și impurități scăzute poate proteja catalizatorii de oxidare în două etape, poate suprima reacțiile secundare, poate îmbunătăți randamentul acidului acrilic, poate reduce sarcina unității de rafinare și poate prelungi timpul de funcționare pe ciclu lung al unității.
Catalizatorii de oxidare cu molibden-bismut și molibden-vanadiu sunt extrem de susceptibili la otrăvire cu sulfuri și hidrocarburi nesaturate; în același timp, alchinele și componentele grele suferă polimerizare și oxidare profundă, generând acizi organici și gudron rășinos. Propilena de înaltă calitate poate aduce multiple beneficii:
Întârzierea scăderii activității catalizatorului, extinderea ciclului de regenerare
Impuritățile precum sulful și diolefinele distrug continuu situsurile active ale catalizatorului. Propilena cu impurități scăzute poate prelungi durata de viață a catalizatorului și poate reduce costurile de înlocuire și regenerare.
Îmbunătățiți selectivitatea reacțiilor, reduceți producția de subprodus
Impuritățile declanșează oxidarea profundă, generând acid acetic, CO și CO₂. Propilena stabilă calificată poate reduce proporția de produs secundar, poate îmbunătăți randamentul acidului acrilic cu o singură trecere și poate reduce consumul de unități de propilenă.
Stabilizați punctele fierbinți ale reactorului, evitați riscurile de siguranță
Impuritățile provoacă reacții violente locale și migrarea punctelor fierbinți, crescând riscul de evadare a reactorului; propilena cu compoziție uniformă facilitează controlul procesului și asigură funcționarea stabilă a sistemului de oxidare.
Reduceți consumul de energie de rectificare, îmbunătățiți calitatea acidului acrilic finit
Produsele secundare crescute, cum ar fi furfuralul și acizii organici, cresc dificultatea de separare prin rectificare și, de asemenea, provoacă îngălbenirea acidului acrilic; propilena de înaltă calitate poate stabiliza culoarea produsului și poate reduce produsele neconforme.
| Element de comparație | Propilenă industrială conformă (potrivit pentru unități cu acid acrilic) | Propilenă cu impurități excesive | Impactul direct asupra producției |
|---|---|---|---|
| Puritatea propilenei | Mai mare sau egal cu 99,5% | Puritate scăzută, îmbogățire a componentelor grele | Fluctuația sarcinii de oxidare, consum crescut de propilenă |
| Propină, Propadienă | Control strict al limitei superioare | Conținut relativ ridicat | Generează înfundarea conductelor de gudron, agravează depunerea de carbon din catalizator |
| Conținut total de sulf | Standard scăzut de control intern | Conținut excesiv de sulf | Otrăvirea permanentă a catalizatorului de oxidare, scăderea rapidă a selectivității |
| Nivel de produs secundar | Acid acetic și impurități aldehide stabile și scăzute | Produsele secundare în continuă creștere | Consum crescut de energie de rectificare, acid acrilic predispus la decolorare |
| Starea de funcționare a unității | Este posibilă funcționarea stabilă continuă pe termen lung | Ajustări frecvente ale procesului, regenerare mai frecventă a catalizatorului | Costuri de întreținere crescute, timp efectiv de producție scurtat |
III. Cerințe stricte pentru indicatorii cheie de materie primă de propilenă în unități de acid acrilic
Procesul de oxidare în două etape pentru acidul acrilic este un sistem catalitic foarte selectiv. Propilena amestecată nu poate fi utilizată; Propilena industrială produsă prin rectificare trebuie selectată, cu monitorizarea cheie a trei indicatori majori: alchine, sulf total și componente grele.
Procesul de acid acrilic nu este la fel de riguros ca standardele de metalocen PP sau oxid de propilen HPPO, dar toleranța sa este mult mai mică decât gazul combustibil obișnuit. Direcții de control de bază:
Propină, Propadienă:Componentele nesaturate se polimerizează și cocsează cu ușurință în mediul de oxidare, înfundând schimbătoarele de căldură și paturile de catalizator în timpul funcționării pe termen lung;
sulf total:Urme de sulfuri se acumulează continuu, dăunând ireversibil catalizatorului de oxidare;
C4 și mai sus Componente grele:Se descompune la căldură pentru a genera subproduse grele, crescând presiunea asupra secțiunii de rafinare.
Unele amestecuri de propilenă la preț scăzut de pe piață au fluctuații mari de compoziție. Pe termen scurt poate părea că economisește costurile de achiziție, dar pe termen lung aduce pierderi ascunse, cum ar fi consumul de catalizator și consumul crescut de unități de materii prime. Produsele de propilenă ZL Energy sunt rectificate independent și depozitate în rezervoare compartimentate, eliminând amestecarea componentelor externe și pot oferi surse de gaz stabile pe termen lung pentru instalațiile mari de acid acrilic.
IV. Rezumat practic al recomandărilor pentru achiziționarea și utilizarea propilenei de către întreprinderile cu acid acrilic
Achiziția de propilenă necesită o analiză cuprinzătoare a purității, stabilității impurităților și a capacității de garantare a aprovizionării pe termen lung. Numai prețul unitar nu trebuie utilizat ca bază pentru deciziile de achiziție.
Înainte de a adăuga noi unități de acid acrilic sau de a schimba furnizorii de propilenă, efectuați teste în faze și urmăriți continuu modificările de randament, produse secundare și condițiile catalizatorului;
Îmbunătățiți articolele de inspecție care intră; în plus față de puritatea de rutină, testați în mod obișnuit sulful total, alchinele și componentele grele;
Mențineți regulat sistemul de pretratare a propilenei, echipat cu unități de adsorbție și filtrare, pentru a evita impuritățile secundare introduse de conductele de transport;
Întreprinderile de producție continuă la scară largă ar trebui să acorde prioritate semnării acordurilor de furnizare de gaze pe termen lung pentru a rezista riscurilor de fluctuație a ofertei de pe piață.
Dacă întreprinderile de producție de acid acrilic și acrilat efectuează analize comparative ale materiilor prime sau analizează sursele de gaz propilen, ZL Energy poate furniza mostre pentru verificarea condițiilor de lucru și poate formula soluții adecvate de alimentare cu gaz bazate pe condițiile procesului unității de oxidare.
