Akrilna kislina in njeni estri so ključni kemični intermediati za premaze, lepila, kemikalije za obdelavo vode in tekstilne pomožne snovi, propilen pa je najbolj običajna osnovna surovina za industrijsko proizvodnjo akrilne kisline. Velika večina domačih enot za akrilno kislino uporablja pot katalitične oksidacije propilena. Mnoga proizvodna podjetja se osredotočajo na optimizacijo temperature oksidacijskega reaktorja, prostorske hitrosti in drugih procesnih parametrov, vendar zlahka spregledajo stalen vpliv kakovosti propilenskega monomera. Nečistoče v sledovih v surovinah povzročajo zmanjšano selektivnost katalizatorja in povečane stranske produkte, kar ne samo poveča porabo surovine na enoto, ampak tudi zlahka povzroči pretirano obarvanost končne akrilne kisline. Ta članek organizira scenarije uporabe propilena v verigi industrije akrilne kisline, analizira procesne prednosti visokokakovostnega propilena in zagotavlja izbirne reference za nabavo surovin v obratih za proizvodnjo akrilne kisline.
I. Scenariji uporabe propilena v verigi industrije akrilne kisline in estra
Propilen ustvarja surovo akrilno kislino z dvostopenjsko katalitsko oksidacijo v plinski fazi. Po rafiniranju ga je mogoče neposredno prodati ali nadalje sintetizirati v različne akrilne estre. Celoten proces je občutljiv na nečistoče propilena, stabilnost surovine pa neposredno določa učinkovitost delovanja enote.
Trenutno je svetovna glavna pot proizvodnje akrilne kisline dvostopenjska metoda oksidacije propilena z jasnim potekom procesa:
Prva stopnja oksidacije: propilen → akrolein
Propilen in zrak sta podvržena oksidacijski reakciji pod delovanjem molibden-bizmutovih katalizatorjev, da nastane akrolein;
Druga stopnja oksidacije: akrolein → akrilna kislina
Akrolein se nadalje katalitično oksidira pod molibden-vanadijevim katalizatorjem, da dobimo surovo akrilno kislino;
Rafiniranje in nadaljnja razširitev
Surova akrilna kislina je podvržena ekstrakciji in rektifikaciji, da se odstranijo nečistoče, kot sta ocetna kislina in furfural, pri čemer dobimo rafinirano akrilno kislino; rafinirana akrilna kislina nato reagira z metanolom, etanolom in butanolom, da pripravi produkte, kot so metil akrilat, etilakrilat in butilakrilat.
Celoten proces oksidacije je močno eksotermna selektivna katalitična reakcija. Ko sestava propilena niha ali nečistoče presežejo meje, je zelo verjetno, da pride do migracije vročih točk in velikih količin stranskih produktov. Nekatera podjetja se soočajo s povečanjem nečistoč ocetne kisline in aldehidov po zamenjavi virov plina propilena, temeljni razlog pa je v neustreznem nadzoru surovin.
Kot podjetje za proizvodnjo vira propilena ZL Energy optimizira indikatorje notranjega nadzora izdelka glede na značilnosti procesa oksidacije akrilne kisline, pri čemer strogo nadzoruje komponente propina, propadiena, skupnega žvepla in težkih ogljikovodikov. Zanaša se na neprekinjene rektifikacijske enote za zagotavljanje stabilnosti sestave serije, izda popolno poročilo o kromatografskem preskusu za vsako serijo, izpolnjuje vhodne zahteve analiz enot za akrilno kislino in se prilagaja potrebam dolgoročne garancije dobave obsežnih neprekinjenih proizvodnih linij akrilne kisline.
II. Glavne prednosti visokokakovostnega propilena pri proizvodnji akrilne kisline
Propilen s stabilno čistostjo in nizkimi nečistočami lahko zaščiti dvostopenjske oksidacijske katalizatorje, zavira stranske reakcije, izboljša izkoristek akrilne kisline, zmanjša obremenitev enote za rafiniranje in podaljša čas delovanja enote v dolgem ciklu.
Oksidacijski katalizatorji molibden-bizmut in molibden-vanadij so izjemno dovzetni za zastrupitev s sulfidi in nenasičenimi ogljikovodiki; istočasno se alkini in težke komponente polimerizirajo in globoko oksidirajo, pri čemer nastanejo organske kisline in smolnat katran. Visokokakovosten propilen lahko prinese številne prednosti:
Zakasnitev propadanja aktivnosti katalizatorja, podaljšanje cikla regeneracije
Nečistoče, kot so žveplo in diolefini, nenehno uničujejo aktivna mesta katalizatorja. Propilen z nizko vsebnostjo nečistoč lahko podaljša življenjsko dobo katalizatorja in zmanjša stroške zamenjave in regeneracije.
Izboljšajte selektivnost reakcije, zmanjšajte proizvodnjo stranskih produktov
Nečistoče sprožijo globoko oksidacijo, pri čemer nastajajo ocetna kislina, CO in CO₂. Stabilen kvalificiran propilen lahko zmanjša delež stranskih produktov, izboljša izkoristek akrilne kisline z enim prehodom in zmanjša porabo enote propilena.
Stabilizirajte vroče točke reaktorja, izogibajte se varnostnim tveganjem
Nečistoče povzročajo lokalne burne reakcije in migracijo vročih točk, kar povečuje tveganje za pobeg reaktorja; propilen z enotno sestavo olajša nadzor procesa in zagotavlja stabilno delovanje oksidacijskega sistema.
Zmanjšajte porabo energije pri rektifikaciji, izboljšajte kakovost končne akrilne kisline
Povečana količina stranskih produktov, kot so furfural in organske kisline, poveča težave pri rektifikacijskem ločevanju in povzroči tudi porumenelost akrilne kisline; visokokakovosten propilen lahko stabilizira barvo izdelka in zmanjša neskladne izdelke.
| Primerjalni element | Skladen industrijski propilen (primeren za enote za akrilno kislino) | Propilen s čezmernimi nečistočami | Neposredni vpliv na proizvodnjo |
|---|---|---|---|
| Čistost propilena | Večji ali enak 99,5 % | Nizka čistost, bogata s komponentami | Nihanje oksidacijske obremenitve, povečana poraba propilena |
| propin, propadien | Stroga kontrola zgornje meje | Relativno visoka vsebnost | Ustvarja katransko zamašitev cevovodov, poslabša odlaganje ogljika v katalizatorju |
| Skupna vsebnost žvepla | Nizek standard notranje kontrole | Prekomerna vsebnost žvepla | Trajna zastrupitev oksidacijskega katalizatorja, hiter upad selektivnosti |
| Raven stranskega proizvoda | Nečistoče ocetne kisline in aldehida so stabilne in nizke | Stranski proizvodi nenehno naraščajo | Povečana poraba energije za rektifikacijo, akrilna kislina je nagnjena k razbarvanju |
| Stanje delovanja enote | Možno dolgotrajno neprekinjeno stabilno delovanje | Pogoste prilagoditve procesa, pogostejša regeneracija katalizatorja | Povečani stroški vzdrževanja, skrajšan efektivni proizvodni čas |
III. Stroge zahteve za ključne kazalnike surovin propilena v enotah za akrilno kislino
Dvostopenjski oksidacijski proces za akrilno kislino je visoko selektiven katalitični sistem. Mešanega propilena ni mogoče uporabiti; industrijski propilen, proizveden z rektifikacijo, je treba izbrati s ključnim spremljanjem treh glavnih indikatorjev: alkinov, skupnega žvepla in težkih komponent.
Postopek z akrilno kislino ni tako strog kot standardi za metalocen PP ali HPPO propilen oksid, vendar je njegova toleranca veliko nižja kot pri navadnem kurilnem plinu. Osnovna navodila za nadzor:
propin, propadien:Nenasičene komponente zlahka polimerizirajo in koksirajo v oksidacijskem okolju, zamašijo izmenjevalnike toplote in katalizatorske postelje med dolgotrajnim delovanjem;
Skupno žveplo:Sulfidi v sledovih se nenehno kopičijo in nepopravljivo poškodujejo oksidacijski katalizator;
Težke komponente C4 in več:Razpade pod toploto, da nastanejo težki stranski produkti, s čimer se poveča pritisk na odsek za rafiniranje.
Nekateri poceni mešani propileni na trgu imajo velika nihanja v sestavi. Kratkoročno se morda zdi, da prihrani stroške nabave, dolgoročno pa prinaša skrite izgube, kot sta poraba katalizatorja in povečana poraba enote surovin. Propilenski izdelki ZL Energy se neodvisno rektificirajo in shranjujejo v ločenih rezervoarjih, kar odpravlja zunanje mešanje komponent in lahko zagotovi dolgoročne stabilne vire plina za velike tovarne akrilne kisline.
IV. Praktični povzetek priporočil za nabavo in uporabo propilena v podjetjih za akrilno kislino
Nabava propilena zahteva celovito obravnavo čistosti, stabilnosti nečistoč in zmožnosti dolgoročne garancije dobave. Samo cena na enoto se ne sme uporabljati kot osnova za odločitve o javnem naročilu.
Preden dodate nove enote za akrilno kislino ali zamenjate dobavitelja propilena, izvedite poskusne postopke in nenehno spremljajte spremembe v izkoristku, stranskih produktih in pogojih katalizatorja;
Izboljšati vhodne preglede; poleg rutinske čistosti redno testirajte skupno žveplo, alkine in težke komponente;
Redno vzdržujte sistem za predobdelavo propilena, opremljen z adsorpcijskimi in filtrirnimi enotami, da preprečite sekundarne nečistoče, ki jih vnesejo transportni cevovodi;
Podjetja z neprekinjeno veliko proizvodnjo bi morala dati prednost podpisovanju dolgoročnih pogodb o dobavi plina, da se uprejo tveganjem nihanja ponudbe na trgu.
Če podjetja za proizvodnjo akrilne kisline in akrilatov izvajajo primerjalno analizo surovin ali pregledujejo vire plina propilena, lahko ZL Energy zagotovi vzorce za preverjanje delovnih pogojev in oblikuje ustrezne rešitve za oskrbo s plinom na podlagi procesnih pogojev oksidacijske enote.
