Akrilna kiselina i njeni estri su ključni hemijski međuprodukti za premaze, lepkove, hemikalije za tretman vode i pomoćne tekstilne proizvode, a propilen je najosnovnija osnovna sirovina za industrijsku proizvodnju akrilne kiseline. Velika većina domaćih jedinica akrilne kiseline koristi put katalitičke oksidacije propilena. Mnoga proizvodna preduzeća fokusiraju se na optimizaciju temperature oksidacionog reaktora, brzine u prostoru i drugih parametara procesa, ali lako zanemaruju kontinuirani uticaj koji donosi kvalitet propilen monomera. Nečistoće u tragovima u sirovinama uzrokuju smanjenu selektivnost katalizatora i povećane nusproizvode, što ne samo da povećava potrošnju jedinice sirovine, već i lako dovodi do pretjerane boje gotove akrilne kiseline. Ovaj članak organizira scenarije primjene propilena u lancu industrije akrilne kiseline, analizira procesne prednosti visokokvalitetnog propilena i daje reference za odabir sirovina za nabavku sirovina u pogonima akrilne kiseline.
I. Scenariji primjene propilena u lancu industrije akrilne kiseline i estera
Propilen stvara sirovu akrilnu kiselinu kroz dvostepenu katalitičku oksidaciju u gasnoj fazi. Nakon rafiniranja, može se direktno prodavati ili dalje sintetizirati u različite akrilne estre. Cijeli proces je osjetljiv na nečistoće propilena, a stabilnost sirovine direktno određuje radnu efikasnost jedinice.
Trenutno, globalni put proizvodnje akrilne kiseline je dvostepena metoda oksidacije propilena, sa jasnim tokom procesa:
Prva faza oksidacije: propilen → akrolein
Propilen i vazduh prolaze kroz reakciju oksidacije pod dejstvom katalizatora molibden-bizmuta da bi se dobio akrolein;
Druga faza oksidacije: Akrolein → Akrilna kiselina
Akrolein se dalje katalitički oksidira pod molibden-vanadij katalizatorima kako bi se dobila sirova akrilna kiselina;
Rafiniranje i dalje proširenje
Sirova akrilna kiselina se podvrgava ekstrakciji i rektifikaciji kako bi se uklonile nečistoće kao što su sirćetna kiselina i furfural, čime se dobija rafinirana akrilna kiselina; rafinirana akrilna kiselina zatim reagira s metanolom, etanolom i butanolom kako bi se dobili proizvodi kao što su metil akrilat, etil akrilat i butil akrilat.
Cijeli proces oksidacije je izrazito egzotermna selektivna katalitička reakcija. Jednom kada sastav propilena fluktuira ili nečistoće pređu granice, vrlo je vjerovatno da će doći do migracije vrućih tačaka i velikih količina nusproizvoda. Neka preduzeća doživljavaju povećanje nečistoća sirćetne kiseline i aldehida nakon promjene izvora plina propilena, a osnovni razlog leži u neadekvatnoj kontroli sirovina.
Kao preduzeće za proizvodnju propilena, ZL Energy optimizuje indikatore interne kontrole proizvoda u skladu sa karakteristikama procesa oksidacije akrilne kiseline, strogo kontrolišući propin, propadien, ukupni sumpor i komponente teških ugljovodonika. Oslanja se na jedinice za kontinualnu rektifikaciju kako bi osigurala stabilnost sastava šarže, izdaje kompletan izvještaj o hromatografskom ispitivanju za svaku seriju, ispunjava zahtjeve ulazne analize jedinica akrilne kiseline i prilagođava se potrebama dugoročne garancije isporuke velikih linija za kontinuiranu proizvodnju akrilne kiseline.
II. Prednosti osnovnih performansi visokokvalitetnog propilena u proizvodnji akrilne kiseline
Propilen sa stabilnom čistoćom i malom količinom nečistoća može zaštititi dvostepene oksidacijske katalizatore, potisnuti nuspojave, poboljšati prinos akrilne kiseline, smanjiti opterećenje jedinice za rafinaciju i produžiti vrijeme rada jedinice dugog ciklusa.
Katalizatori oksidacije molibden-bizmut i molibden-vanadij izuzetno su podložni trovanju sulfidima i nezasićenim ugljovodonicima; u isto vrijeme, alkini i teške komponente podliježu polimerizaciji i dubokoj oksidaciji, stvarajući organske kiseline i smolasti katran. Visokokvalitetni propilen može donijeti višestruke prednosti:
Odgodi propadanje aktivnosti katalizatora, produži ciklus regeneracije
Nečistoće kao što su sumpor i diolefini kontinuirano uništavaju aktivna mjesta katalizatora. Propilen niske nečistoće može produžiti vijek trajanja katalizatora i smanjiti troškove zamjene i regeneracije.
Poboljšajte selektivnost reakcija, smanjite izlaz nusproizvoda
Nečistoće pokreću duboku oksidaciju, stvarajući octenu kiselinu, CO i CO₂. Stabilan kvalificirani propilen može smanjiti udio nusproizvoda, poboljšati prinos akrilne kiseline u jednom prolazu i smanjiti potrošnju jedinice propilena.
Stabilizirajte žarišta reaktora, izbjegavajte sigurnosne rizike
Nečistoće izazivaju lokalne burne reakcije i migraciju vrućih tačaka, povećavajući rizik od bijega reaktora; propilen ujednačenog sastava olakšava kontrolu procesa i osigurava stabilan rad oksidacionog sistema.
Smanjite potrošnju energije rektifikacije, poboljšajte kvalitet gotove akrilne kiseline
Povećani nusproizvodi kao što su furfurol i organske kiseline povećavaju poteškoće pri odvajanju rektifikacije i također uzrokuju žutilo akrilne kiseline; visokokvalitetni propilen može stabilizirati boju proizvoda i smanjiti nesukladne proizvode.
| Comparison Item | Usklađen industrijski propilen (prikladan za jedinice akrilne kiseline) | Propilen sa viškom nečistoća | Direktan proizvodni uticaj |
|---|---|---|---|
| Propilen Purity | Veće ili jednako 99,5% | Niska čistoća, obogaćivanje teškim komponentama | Fluktuacija oksidacionog opterećenja, povećana potrošnja propilena |
| Propin, Propadien | Stroga kontrola gornje granice | Relativno visok sadržaj | Stvara katran koji začepljuje cjevovode, pogoršava taloženje ugljika katalizatora |
| Ukupan sadržaj sumpora | Nizak standard interne kontrole | Prekomjeran sadržaj sumpora | Trajno trovanje oksidacionog katalizatora, brz pad selektivnosti |
| Nivo nusproizvoda | Nečistoće sirćetne kiseline i aldehida stabilne i niske | Nusproizvodi u stalnom porastu | Povećana potrošnja energije ispravljanja, akrilna kiselina sklona promeni boje |
| Radni status jedinice | Moguć dugotrajan kontinuirani stabilan rad | Česta podešavanja procesa, češća regeneracija katalizatora | Povećani troškovi održavanja, skraćeno efektivno vrijeme proizvodnje |
III. Tvrdi zahtjevi za ključne pokazatelje sirovine propilena u jedinicama akrilne kiseline
Dvostepeni proces oksidacije akrilne kiseline je visoko selektivan katalitički sistem. Mešani propilen se ne može koristiti; industrijski propilen proizveden rektifikacijom mora biti odabran, uz ključno praćenje tri glavna indikatora: alkini, ukupni sumpor i teške komponente.
Proces akrilne kiseline nije tako strog kao standardi za metalocen PP ili HPPO propilen oksid, ali je njegova tolerancija daleko niža od običnog gorivnog plina. Osnovni smjerovi kontrole:
Propin, Propadien:Nezasićene komponente lako se polimeriziraju i koksuju u oksidacijskom okruženju, začepljujući izmjenjivače topline i slojeve katalizatora tokom dugotrajnog rada;
Ukupni sumpor:Sulfidi u tragovima se kontinuirano akumuliraju, nepovratno oštećujući oksidacijski katalizator;
C4 i iznad teške komponente:Razgrađuje se pod toplinom kako bi se stvorili teški nusproizvodi, povećavajući pritisak na odjeljak za rafiniranje.
Neki jeftiniji miješani propilen na tržištu imaju velike fluktuacije u sastavu. Kratkoročno može izgledati da štedi troškove nabavke, ali dugoročno donosi skrivene gubitke kao što su potrošnja katalizatora i povećana potrošnja jedinice sirovine. ZL Energy proizvodi propilena se nezavisno ispravljaju i skladište u odvojenim rezervoarima, eliminišući mešanje eksternih komponenti, i mogu da obezbede dugoročne stabilne izvore gasa za velike fabrike akrilne kiseline.
IV. Praktični sažetak preporuka za nabavku i upotrebu propilena od strane preduzeća za akrilnu kiselinu
Za nabavku propilena potrebno je sveobuhvatno razmatranje čistoće, stabilnosti nečistoća i mogućnosti dugoročne garancije isporuke. Jedinična cijena sama po sebi ne smije se koristiti kao osnova za odluke o nabavci.
Prije dodavanja novih jedinica akrilne kiseline ili promjene dobavljača propilena, provedite probne radnje u fazama i kontinuirano pratite promjene u prinosu, nusproizvodima i uslovima katalizatora;
Poboljšati ulazne stavke inspekcije; pored rutinske čistoće, rutinski testirajte ukupni sumpor, alkine i teške komponente;
Redovno održavajte sistem za predtretman propilena, opremljen jedinicama za adsorpciju i filtraciju, kako biste izbjegli sekundarne nečistoće koje unose transportni cjevovodi;
Kontinuirana velika proizvodna preduzeća treba da daju prioritet potpisivanju dugoročnih ugovora o snabdevanju gasom kako bi se oduprla rizicima fluktuacije snabdevanja tržišta.
Ako preduzeća za proizvodnju akrilne kiseline i akrilata provode benchmarking sirovina ili skrining izvora propilena gasa, ZL Energy može obezbediti uzorke za verifikaciju radnih uslova i formulisati odgovarajuća rešenja za snabdevanje gasom na osnovu uslova procesa oksidacione jedinice.
