塑膠跑道廠家:丙烯酸的發(fā)展歷史!跟著億邦體育來(lái)了解看看吧!
自20世紀(jì)30年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)丙烯酸酯以來(lái),先后經(jīng)歷了氰化物-乙醇法、REPPE(Repp)法、酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因,前四種技術(shù)基本上已經(jīng)被淘汰。丙烯氧化法是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種方法,最初分為一步法和兩步法。自20世紀(jì)80年代以來(lái)新建和擴(kuò)建的丙烯酸工廠使用兩步氧化法生產(chǎn)丙烯。1995年,巴斯夫關(guān)閉了位于德國(guó)路德維希港的最后一家拉普工廠。1999年,汽巴停止了其在英國(guó)布拉德福德的唯一一家丙烯腈工廠的生產(chǎn),使丙烯氧化成為今天生產(chǎn)丙烯腈的唯一途徑。
丙烯氧化法
丙烯氧化法是在催化劑的作用下,丙烯在空氣中氧化成丙烯酸。有兩種方法:丙烯直接氧化成丙烯酸;丙烯先氧化生成丙烯醛,再進(jìn)一步氧化生成丙烯酸。一步法的丙烯酸收率最多僅為65%左右。兩步法合成丙烯酸的收率可達(dá)80%左右。所以,全世界的工業(yè)裝置都使用兩步流程。這種方法的原料是丙烯和空氣。丙烯隨處可見(jiàn),價(jià)格低廉。工業(yè)生產(chǎn)中使用的丙烯二步氧化技術(shù)主要有Sohio技術(shù)、日本催化劑技術(shù)、三菱石化技術(shù)、日本化工制藥技術(shù)、德國(guó)巴斯夫技術(shù)等。
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在Shoio丙烯氧化制丙烯酸工藝中,丙烯在固定床反應(yīng)器中與空氣、水蒸氣按一定比例串聯(lián)。在以SiO2為載體,Mo-Bi和Mo-V多組分金屬氧化物為催化劑的反應(yīng)體系中,丙烯酸的單向產(chǎn)率可達(dá)80%左右(摩爾比)。[5]
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巴斯夫工藝是巴斯夫公司在丙烯氧化制丙烯醛的基礎(chǔ)上,于20世紀(jì)60年代末開發(fā)的一種新的丙烯氧化制丙烯酸工藝。采用Mo-bi和Mo-co催化劑,丙烯醛的單收率可達(dá)80%(摩爾比);采用Mo、W、V和Fe催化劑,丙烯醛的單收率可達(dá)90%(摩爾比)左右。
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反應(yīng)系統(tǒng)主要由兩個(gè)串聯(lián)固定床反應(yīng)器和七塔分離系統(tǒng)組成。丙烯、空氣和水蒸氣以一定的摩爾比混合,送入反應(yīng)體系。第一反應(yīng)釜采用Mo-bi催化劑滲透元素Co作為反應(yīng)催化劑,第二反應(yīng)釜采用Mo、V、Cu體系復(fù)合金屬氧化物作為主要催化劑,載體為二氧化硅、一氧化鉛。丙烯酸的單向產(chǎn)率約為83%~86%(摩爾比)。
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該方法的氧化過(guò)程與日本催化劑法基本相同,反應(yīng)過(guò)程也采用了兩個(gè)固定床反應(yīng)器串聯(lián)。Ma-f89(Mo-BI系列)和MA-S87(Mo-V系列)分別作為一、二反應(yīng)器的催化劑。丙烯酸總收率達(dá)88%以上。
醋酸acid-formaldehyde方法
丙烯氧化法采用石油路線,醋酸甲醛合成丙烯酸是一種煤化工路線,開發(fā)這種方法路線對(duì)克服對(duì)石油的依賴具有重要意義。合成氣-甲醇-甲醛和乙酸(酯)-丙烯酸(酯)工藝較為復(fù)雜,且投資高,原本難以被業(yè)界接受。但目前,國(guó)內(nèi)醋酸和甲醛市場(chǎng)產(chǎn)能過(guò)剩且價(jià)格不高,利用醋酸和甲醛生產(chǎn)丙烯酸已成為研究熱點(diǎn)。該技術(shù)的關(guān)鍵在于新型高效催化劑的開發(fā)。
以前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)酸性和堿性催化劑對(duì)醋酸甲醛縮合產(chǎn)生丙烯酸反應(yīng)具有活性,酸性催化劑主要是釩磷氧化物、鋯鈮氧化物、氧化鋁,通常是堿金屬或堿土金屬負(fù)載在二氧化硅或沸石上的堿性催化劑,這一反應(yīng)的最大問(wèn)題是丙烯酸單向收率低。
在醋酸/甲醛羥基醛縮合反應(yīng)合成丙烯酸的過(guò)程中,許多副反應(yīng)也同時(shí)或連續(xù)發(fā)生,導(dǎo)致反應(yīng)選擇性降低。研究表明,選擇合適的催化劑可以有效地減少或避免一些副反應(yīng)的發(fā)生,提高反應(yīng)的選擇性和收率。研究還表明,溫度越高,原料或產(chǎn)品的分解反應(yīng)增加,但溫度越低,甲醛轉(zhuǎn)化率降低。
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