|
 Rosnące ogólnoświatowe zapotrzebowanie na superabsorpcyjne polimery akrylowe oraz alifatyczne pochodne estrowe przekłada się na globalny wzrost produkcji zarówno surowego, jak i lodowatego kwasu akrylowego. W ciągu najbliższych pięciu lat prognozowany jest wzrost popytu o ponad 3,5% w stosunku rocznym.
Kwas akrylowy (kwas 2-propenowy)
w czystej postaci jest bezbarwną przezroczystą cieczą o charakterystycznym, drażniącym zapachu. Miesza się z wodą, alkoholami i innymi organicznymi rozpuszczalnikami (m.in. z eterem i chloroformem). Do znajdującego się w obrocie handlowym produktu o bardzo wysokim stopniu czystości, zwanego lodowatym kwasem akrylowym, dodawana jest niewielka ilość inhibitorów polimeryzacji (np. fenotiazyna, eter metylowy hydrochinonu).
Technologia produkcji
Jednym z najwcześniej stosowanych surowców do produkcji kwasu akrylowego na skalę techniczną był acetylen, poddawany reakcji z tlenkiem węgla w obecności karbonylku niklu (proces Reppe). W późniejszych metodach stosowano m.in. hydrolizę akrylonitrylu lub odwodnienie propionolaktonu. Obecnie wykorzystuje się przede wszystkim propylen poddawany reakcji katalitycznego utlenienia w fazie gazowej.
W pierwszym etapie syntezy następuje utlenienie propylenu tlenem z powietrza do aldehydu akrylowego (akroleina) w obecności heterogenicznego katalizatora, opartego na tlenkach molibdenu i bizmutu. Mieszanina reakcyjna zawiera zwykle 6 – 9% objętościowych propylenu oraz 12 – 15% tlenu. Utrzymywanie w reaktorze stechiometrycznego nadmiaru tlenu ma na celu zapobiegać ewentualnej redukcji tlenków układu katalitycznego. Przemiana propylenu w akroleinę przebiega w temperaturze ok. 300 – 350oC i pod ciśnieniem 1,4 – 2,1 atm. Jakkolwiek stosowany katalizator wykazuje wysoką selektywność, to obok aldehydu akrylowego powstaje również kwas akrylowy (nawet do 16%), aldehyd octowy oraz tlenek i dwutlenek węgla.
Surowa akroleina w stanie gazowym jest kierowana do drugiego reaktora pracującego w o wiele niższej temperaturze, gdzie następuje jej dalsze utlenienie tlenem z powietrza. Na tym etapie syntezy stosowane są też inne katalizatory. Mniej efektywne układy katalityczne, oparte na tlenkach kobaltu i molibdenu zastąpiono tlenkami wanadu i molibdenu z dodatkiem innych metali, które pozwoliły na obniżenie temperatury reakcji. Z uwagi na silnie egzotermiczny charakter obu etapów procesu utlenienia, wydzielające się ciepło jest wykorzystywane do podgrzewania gazów wchodzących do pierwszego reaktora. W najnowszej linii produkcyjnej japońskiej firmy Nippon Shokubai zastosowano tylko jeden reaktor, który został wyposażony w dwie różne warstwy katalityczne. Pełna wersja artykułu w numerze |
