Методы приготовления акриловой кислоты

Акриловая кислота является жизненно важным промышленным химическим веществом, используемым в производстве полимеров, клеев, покрытий и множества других материалов. В силу своей важности,Методы приготовления акриловой кислотыПредставляют значительный интерес для производителей и исследователей. В этой статье рассматриваются различные процессы, используемые для синтеза акриловой кислоты, с уделением особого внимания их техническим деталям, преимуществам и промышленному применению.

1.Метод окисления пропилена

Один из наиболее широко используемыхМетоды приготовления акриловой кислотыПредставляет собой окисление пропилена, которое представляет собой двухэтапный процесс. Этот метод приобрел огромную популярность благодаря обилию пропилена в качестве побочного продукта при переработке нефти.

• Шаг 1: Окисление пропилена до акролеина
  Первый этап включает каталитическое окисление пропилена в присутствии воздуха или кислорода с производством акролеина (CH₂ = CHCHCHO). Катализаторы, такие как молибден и висмут, обычно используются для облегчения этой реакции.

• Шаг 2: Окисление акролеина до акриловой кислоты
  На втором этапе акролеин дополнительно окисляется с производством акриловой кислоты (CH₂ = CHCOOH) с использованием катализаторов на основе ванадия. Этот метод обеспечивает высокую урожайность и широко применяется в промышленных условиях благодаря своей эффективности.

2.Карбонилирование ацетилена

ДругойСпособ приготовления акриловой кислотыПроисходит путем карбонилирования ацетилена. Хотя этот метод менее распространен, чем путь окисления пропилена, он был исторически значимым и включает следующие этапы:

• Шаг 1: Реакция ацетилена с угарным газом
  В этом процессе ацетилен (C2H₂) реагирует с монооксидом углерода (CO) в присутствии никелевого катализатора с образованием акриловой кислоты. Высокие давления и температуры обычно требуются для обеспечения эффективного протекания реакции.

• Преимущества и недостатки
  Хотя этот метод может производить акриловую кислоту, он менее предпочтен в современных промышленных применениях из-за более высоких затрат, связанных с ацетиленом и условиями реакции. Однако в конкретных случаях, когда ацетилен легко доступен, этот метод может быть экономически жизнеспособным.

3.Акриловая кислота, производная из биомассы

В последние годы наблюдается повышенный интерес к устойчивым и экологически чистымМетоды приготовления акриловой кислоты. Одним из таких способов является производство акриловой кислоты из возобновляемых источников биомассы, таких как глицерин, молочная кислота или 3-гидроксипропионовая кислота (3-HP). Этот подход имеет следующие ключевые аспекты:

• Глицерин как исходный материал
  Глицерин, побочный продукт производства биодизеля, может быть преобразован в акролеин путем каталитического обезвоживания. Акролеин затем окисляется до акриловой кислоты, следуя аналогичному пути, как в методе окисления пропилена.

• Молочная кислота Маршрут
  Другой перспективный метод включает каталитическое превращение молочной кислоты в акриловую кислоту. Этот метод использует естественную ферментацию биомассы для получения молочной кислоты, которая затем может быть химически преобразована в акриловую кислоту.

• Воздействие окружающей среды
  Методы, полученные из биомассы, обеспечивают более низкий углеродный след по сравнению с традиционными нефтехимическими процессами. Хотя эти методы все еще находятся на стадии исследований и разработок, они считаются перспективными для будущих промышленных применений, особенно в связи с увеличением спроса на экологически чистые химические решения.

4.Термический растрескивания эфиров

Другим синтетическим путем к акриловой кислоте является термическое растрескивание сложных эфиров, особенно метилакрилата. Этот процесс включает нагревание сложного эфира в контролируемых условиях для разрыва химических связей и образования акриловой кислоты и метанола. Процесс этерификации, предшествующий термическому растрескиванию, может быть выполнен путем реакции акриловой кислоты с метанолом.

• Применения
  Этот метод используется в конкретных случаях, когда требуется акриловая кислота высокой чистоты, и он часто используется в мелкосерийном производстве из-за его высоких эксплуатационных затрат по сравнению с другими методами.

Заключение

Методы приготовления акриловой кислотыЗначительно эволюционировали с течением времени, с различными доступными маршрутами в зависимости от исходных материалов, соображений стоимости и воздействия на окружающую среду. Окисление пропилена остается доминирующим промышленным методом из-за его высокой эффективности и широкой доступности сырья. Однако новые технологии, такие как акриловая кислота, получаемая из биомассы, обещают внести свой вклад в более устойчивую химическую промышленность.