Профиль технологии: бутилакрилат из акриловой кислоты и бутанола

1 февраля 2021 г. | ООО «Интратек Солюшнс»

Эта колонка основана на отчете «Производство бутилакрилата из акриловой кислоты и бутанола – анализ затрат», опубликованном Intratec. Его можно найти по адресу: www.intratec.us/anaлиз/butyl-acrylate-production-cost.

Бутилакрилат, бутиловый эфир акриловой кислоты, является одним из наиболее важных в промышленном отношении акрилатов (наряду с метилакрилатом и этилакрилатом). Основное применение бутилакрилата — производство акриловых полимеров и сополимеров с полиэтиленом. Он также используется в рецептурах красок, герметиков, чистящих средств и клеев, а также в амфотерных поверхностно-активных веществах, водных смолах, антиоксидантах, эластомерах и дисперсиях для текстиля и бумаги.

Бутилакрилат можно получить в результате нескольких реакций с участием ацетилена, 1-бутилового спирта, монооксида углерода, карбонила никеля и соляной кислоты, а также других химических веществ. В промышленных масштабах бутилакрилат производят из сложноэфирной акриловой кислоты и бутанола, как правило, на заводах, интегрированных с предприятиями по производству акриловой кислоты.

В настоящем анализе обсуждается промышленный процесс производства бутилакрилата. Процесс состоит из двух основных разделов: (1) этерификация; и (2) очистка (рис. 1).

Рисунок 1. На схеме представлен процесс производства бутилакрилата традиционной этерификацией.

Этерификация. В реакционную систему подают акриловую кислоту, небольшой избыток бутанола и катализатор п-толуолсульфоновую кислоту. Реактор этерификации соединен с дистилляционной системой для непрерывного удаления воды из реакторной среды. Это улучшает кинетику реакции и смещает реакцию в сторону образования сложного эфира. Органические соединения, извлеченные из кубовых остатков, возвращаются в реактор этерификации, а вода используется в качестве растворителя для экстракции катализатора.

Очищение. Восстановленную воду подают в колонну экстракции катализатора для отделения катализатора от предварительно охлажденного продукта реакции, отводимого из второго реактора. Поток катализатора рециркулируют в реактор этерификации. Неочищенный продукт подают в промывную колонну, где остатки акриловой кислоты и катализатора нейтрализуют раствором щелочи и отделяют от сырого продукта в виде нижнего потока колонны. Верхний поток перегоняется для извлечения бутанола, который направляется в вышедшую ректификционную колонну дегидратации. На последней стадии очистки колонна отделяет остаточные тяжелые органические отходы от потока сырого бутилакрилата, получая бутилакрилат высокой чистоты в виде верхнего погона колонны. Тяжелый органический материал направляется в реактор разложения, где избыток бутилакрилата извлекается путем каталитической реакции тяжелых побочных продуктов.

Бутилакрилат в основном производится из акриловой кислоты и бутанола различными способами, которые различаются в зависимости от источников сырья. В этом контексте типичные маршруты производства бутилакрилата основаны на производстве акриловой кислоты, в основном посредством окисления пропилена и, в меньшей степени, окислительного карбонилирования этилена (рис. 2).

Рисунок 2. Существует несколько различных путей производства бутилакрилата.

Общие эксплуатационные затраты (сырье, коммунальные услуги, постоянные затраты и затраты на амортизацию), по оценкам, для производства бутилакрилата составили около 1400 долларов США на тонну бутилакрилата в первом квартале 2017 года. Анализ был основан на построенном в США заводе с мощностью по производству бутилакрилата. производить 150 000 метрических тонн бутилакрилата в год.

Под редакцией Скотта Дженкинса

Примечание редактора: Содержание этой колонки предоставлено Intratec Solutions LLC (Хьюстон; www.intratec.us) и отредактировано Chemical Engineering. Представленные анализы и модели подготовлены на основе общедоступной и неконфиденциальной информации. Содержание отражает только мнение Intratec. Более подробную информацию о методологии подготовки анализа и условиях использования можно найти на сайте www.intratec.us/che.