Utlenianie propylenu do

akroleiny. Produkcja

kwasu akrylowego.

BLOK IV:Propylen do

syntez

Schemat substratów oraz
produktów głównych i
ubocznych

Substrat

y

Propyle

n

Półprodu

kt

Akroleina

Produkt

Kwas

akrylow

y

Produkty

uboczne

Kwas octowy

Aldehyd

octowy

Furfural

Źródła propylenu

• odwodornianie propanu
• synteza etylenu i 2-butenów (cis i trans) ->

Olefins Conversion Technology (OCT)

• procesy krakingu frakcji rop naftowych lub

gazów węglowodorowych: termiczne
(piroliza, kraking termiczny), katalityczne
(kraking katalityczny)

• Światowa produkcja propylenu w 2007

wyniosła 100 mln ton, z czego ok. 65%
pochodziło z pirolizy, a ok. 30% z krakingu
katalitycznego.

Przygotowanie do procesu
produktów pirolizy

chłodzenie pirogazu

sprężanie pirogazu

usuwanie składników

kwaśnych

osuszanie na sitach

molekularnych

rozdzielanie poszczególnych

frakcji

Produkty uboczne procesu

• Ich źródłem jest etylen,

zanieczyszczający wyjściowy
surowiec

• Usuwa się je poprzez oziębianie do

temp. ok. 80 st. C, absorbowanie w
wodzie, ekstrahację organicznym
rozpuszczalnikiem oraz destylację

• Ok. połowa surowca w skali

światowej jest dalej oczyszczana do
uzyskania lodowatego kwasu
akrylowego

Zastosowanie kwasu
akrylowego

Kwas

akrylowy

Kwas

poliakrylow

y

Poliakrylany i

kopolimery

Polimery

superabsorpcyj

ne

Żywice i

emulsje

uzdatnianie
wody,
pieluszki,
detergenty

farby lateksowe, powłoki
ochronne, kleje, środki
pomocnicze dla przemysłu
włókienniczego,
papierniczego i skórzanego,
środki polerujące,
modyfikatory cementu,
żywice konstrukcyjne,
butelki i arkusze winylowe

Zdolność
produkcyjna: 2,5 mln
ton/rok

62,9 %

33,9 %

Zdolność produkcyjna kwasu
akrylowego na świecie

Porównanie procesów produkcji
kwasu akrylowego metodą
utleniania propylenu

Proces jednostopniowy

Proces dwustopniowy

•Utlenianie zachodzi w jednym

reaktorze

•Utlenianie propylenu i akroleiny

w oddzielnych reaktorach

•Oszczędności inwestycyjne

•Duże koszty inwestycyjne

•Uproszczenie eksploatacji

instalacji

•Wydajność kwasu akrylowego

80-85 %

•Niskie ( > 70%) wydajności

kwasu akrylowego

•Elastyczność instalacji- można

produkować jednocześnie

akroleinę i kwas akrylowy

Utlenianie propylenu-
parametry procesu
jednostopniowego

Równanie reakcji :

Parametry procesowe

Temperatura: 200-500 ˚C
Ciśnienie: 1 MPa
Katalizator: Bi

2

O

3

∙MoO

3

∙P

2

O

5

z dodatkiem promotorów- tlenków miedzi

lub telluru

2

2

Utlenianie propylenu-
parametry procesu
dwustopniowego

Reaktor utleniania propylenu do akroleiny

Reaktor utleniania akroleiny do kwasu akrylowego

Katalizator:Bi

2

O

3

∙MoO

3

Temperatura: 370-400 ˚C
Czas kontaktu: 1-2 s
Ciśnienie: 1,4 – 2,1 atm

Katalizator:Bi

2

O

3

∙MoO

3

z dodatkiem tlenków telluru, fosforu i kobaltu jako

promotorów

Temperatura: 250-300 ˚C

Czas kontaktu: 0,5-1,5 s

Ciśnienie: 1,4 – 2,1 atm

Schemat ideowy instalacji do
produkcji kwasu akrylowego

Utlenianie
propylenu

do

akroleiny

Utlenianie

akroleiny

do

kwasu

akryloweg

o

Absorbcja
kwasu
akryloweg

o

Ekstrakcj

a

Rektyfikacj

a

powietrze

propylen

para
wodna

Mieszanina
poreakcyjn
a
powietrze

para
wodna

Gazy
poreakcyjn
e

Roztwór wodny
zawierający
kwas akrylowy

Surowy
kwas
akrylowy

Kwas
akrylow
y

Kwas
octowy

Furfur
al

Schemat instalacji do produkcji
kwasu akrylowego

Utlenianie
propylenu

do

akroleiny

Utlenianie

akroleiny

do

Kwasu

akryloweg

o

Absorbcja
kwasu
akryloweg

o

Ekstrakcj

a

Rektyfikacj

a

Regeneracja
ekstrahentu z
ekstraktu

i

rafinatu

Podsumowanie procesu

• Akroleina oprócz roli półproduktu w procesie ma

również zastosowanie w syntezie gliceryny i
alkoholu allilowego

• Około 55% produkcji surowego kwasu akrylowego

jest kierowane do syntezy estrów

• Ponad 85% światowej produkcji kwasu akrylowgo

wytwarza się metodą utlenienia propylenu

• Cena kwasu akrylowego jest silnie uzależniona od

kosztu propylenu

• Zapotrzebowanie na kwas akrylowy wzrasta (ok.

3,7 % w stosunku rocznym)

Literatura

[1] Grzywa E., Molenda J., Technologia podstawowych syntez

organicznych t.2,

Wydawnictwo WNT, Warszawa 2009.
[2] „Rynek Chemiczny” 12/2007, artykuł pt.: „Kwas akrylowy”;
[3] „Przemysł chemiczny” nr 77/3 (1998) str. 89-91
[4] www.chemikalni.republika.pl/artykuly/artykul8.pdf