丙烯酸的生产工艺
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丙烯酸的⽣产⼯艺
丙烯酸的⽣产⼯艺
1、丙烯酸氧化⼯序
1.1丙烯氧化制丙烯酸
虽然丙烯酸的制备技术多种多样，并且⼤多数制备技术在⼯业中也得到了⼀定的应⽤。但是最主流的⽣产⼯艺仍是丙烯直接氧
化成为丙烯酸。以空⽓中的氧⽓、丙烯为原料，以⽔蒸⽓、⾼温为氧化条件，同时借助催化剂完成氧化。从化学⾓度来说，丙
烯的氧化可分为两个阶段:第⼀个阶段是丙烯被氧化成丙烯醛;第⼆阶段是丙烯醛继续氧化成为丙烯酸。在这两个反应过程中，
还会产⽣醋酸、丙酸、⼄酸等副产物。
1.2⼯艺流程
就⽬前⽽⾔，丙烯氧化成丙烯酸的⼯艺并没有统⼀的标准，其⼯艺流程也是多种多样。⼤致可将⽣产⼯艺流程分两类:①⼀次
性地将反应⽓体通过催化剂床层，⽽后将产物通过分离单元进⾏提纯，这样副产物、未充分反应的原料等都会被分离出来，排
出整个⽣产系统。
②将经过吸收后的⽓体⼀次性地再次引⼊反应器，与新进⼊的空⽓、丙烯继续反应。这种⼯艺流程的优点在于能够提⾼原材料
的利⽤率，且吸收后的⽔蒸⽓能提供⼆次反应的⽔分，不再需要专门设置增湿设备。需要注意的是⽆论哪种⼯艺流程，丙烯酸
氧化过程都会受到催化剂特性、设备等因素的影响。
2吸收、汽提⼯序
2.1吸收
经过氧化环节的丙烯酸还需再次经过吸收。在此过程中，可选择有机溶剂作为吸收剂。但是由于成本、⼯艺⽔平等的限制，在
⼯艺⽣产中⼀般都是⽤⽔作为吸收剂，并借助吸收塔得到丙烯酸⽔溶液。另外，丙烯酸溶液浓度与氧化⼯艺有直接关系。通常
会将其控制在40-80%。若丙烯酸溶液浓度较低，则需要在后续的分离环节中会耗费⼤量的萃取剂，加⼤⽣产成本。但如果丙
烯酸溶液浓度太⾼，吸收塔吸收量不⾜，就会造成丙烯酸的损失，造成极⼤浪费。由此可见，合理控制丙烯酸溶液浓度是⾮常
重要的。
2.2汽提
在上述氧化环节中，会产⽣⼤量的副产物。⽽后在吸收过程中，部分副产物也会被吸收，
⽐如醋酸、⼄醛等。其中有些副产物会影响到后续⼯序的⽣产，为此，需要先对副产物进⾏脱除或是降低⽐重操作。这个操作
过程就可称之为汽提。其具体⼯艺流程为:氧化后的⽓体经过冷却进⼊吸收塔。吸收塔的部分与顶部加⼊的吸收⽔、中部循环
液会逆向接触。这样可凝⽓体就会被冷凝、吸收。⽽在吸收塔的上部分，未冷凝⽓体与丙烯酸、吸收⽔融合，从⽽形成⼀定浓
度的丙烯酸。通过吸收塔的上⼘部分反应，副产物中就会剩⼘部分未吸收的不凝⽓体、⽔蒸发等被排出，进⾏后续的废⽓处
理。另外，为控制冷凝、吸收的反应温度，使反应充分发⽣，可在吸收塔中部循环部分添加冷却器。尽可能地将塔顶温度控制
在60℃。吸收塔可以在常压⼘进⾏，但塔顶压⼒仍需要实际情况进⾏选择。也就是说，应将吸收塔的温度、压⼒控制在⼀个
相对稳定的状态。通过整个汽提过程中，丙烯酸⽔溶液中的⼤部分轻组分就会被脱除，最终从吸收塔顶部排出系统，⽽得到的
低轻组分含量的丙烯酸⽔溶液会进⼊后续的⽣产流程。
3、分离、粗制⼯序
3.1分离
分离⼯序是为了将丙烯酸从丙烯酸⽔溶液中分离出来，得到⾼精度的丙烯酸。在这⼀⼯序中，丙烯酸与⽔的分离难度最⾼，⽆
法采⽤简单的精馏⽅法。通常，在⼯业⽣产中会采⽤萃取、共沸、结晶等⽅法，并以甲苯、异丁醚等有机溶剂为萃取剂、共沸
剂。依据⽣产实际选择⼀种溶剂，也可以选择多种溶剂组合。
就⽬前⽽⾔，⼤部分⼯业⽣产会选择共沸法。应⽤这⼀⽅法不需要萃取塔，有些共沸剂甚⾄不需要在添加回收塔等设备，极⼤
简化了⽣产流程。如选择甲苯为共沸剂，在由丙烯酸、甲苯、⽔、醋酸等物质组成的混合液中，甲苯、丙烯酸不共沸，通过蒸
馏即可分离。⽔、甲苯、醋酸共沸，通过苯⽔共沸即可实现分离⽔、丙烯酸。苯、⽔共沸时，通过分相法即可回收溶剂。另
外，在⽔、丙烯酸分离过程中，还需要考虑能源消耗、废物回收等问题，最重要的是还应当分析如何保证丙烯酸的性质稳定，
不会发⽣聚合现象。
3.2粗制
之所以进⾏粗制是因为丙烯酸在特定的条件下会产⽣⼆聚体。⽽⼆聚体在⾼温条件⼘容易发⽣分解，鉴于这⼀特性，在⼯业⽣
产中可以采⽤分解回收的⽅式进⾏处理。⽐如设置分解罐，利⽤150℃的⾼温使⼆聚体分解成丙烯酸，同时利⽤薄腊蒸发器回
收丙烯酸。经过这⼀系列的操作，可使丙烯酸的回收达到60%以上。4结语
综上所述，通过上述⼯艺流程能够得到⾼精度的丙烯酸，并⽤于后期丙烯酸醋类的聚合，从⽽进⼀步促进我国⼯业的发展。同
时，相信随着我国⼯业技术的发展，丙烯酸的⽣产⼯艺会越加成熟，丙烯酸的应⽤范围也会越来越⼴泛。
