Окисление пропилена в акролеин и акриловую кислоту

Окисление пропилена в акролеин проводят в присутствии Cu₂О на пемзе карборунде или А1₂О₃ при температуре 320-400 °С. Оксидные катализаторы на основе Mo, Bi и Р, промотированные оксидами Те и Сu, используют при 400-500 °С. Давление - 0,1-1,0 МПа. Реактор трубчатый, тепло реакции снимается нитрит-нитратной смесью (расплав солей).

Процесс окисления пропилена реализуют в 2-х вариантах: в недостатке кислорода и в его избытке.

Окислитель - технический кислород или воздух. В реакционную массу добавляют водяной пар, который

- выводит систему из пределов взрывоопасности

- является тепловым буфером

- облегчает десорбцию продуктов с поверхности катализатора, не дает им переокисляться.

[ПР]: [O₂]: [Н₂О]=(42-44):(8-10):(46-50) об. %

[ПР]: [воздух]: [Н₂О]=(7-8);(67-68):(~25) об. %

Наибольшее распространение имеет второй вариант. По 2-ому варианту степень превращения пропилена составляет 60-100 %,при селективности 70-90%.

В случае, когда целевым продуктом является акролеин, реакционный газ проходит через абсорбер, орошаемый водой, в котором получается 1,5-2,0 %-ный раствор акролеина с примесями ацетальдегида, ацетона и пропаналя. Акролеин выделяют с помощью ректификации и экстрактивной дистилляции.

Окисление акролеина в АК

Большая часть акролеина перерабатывается в АК.

В этом случае реакционный газ из первого реактора охлаждают и направляют во второй реактор для окисления акролеина в АК. Реактор аналогичный, температура 250-300 °С, катализатор на основе оксидов Мо и Bi, с промоторами - оксидами Со, Те и Р.

Побочные продукты - УК, оксиды углерода, селективность более 90 %.

АК можно получать и в одну стадию, но селективность при этом ниже, чем при 2-х стадийном синтезе (менее 70 %).

Реакционный узел двухстадиного метода получения акролеина и акриловой кислоты представлен на рисунке:

На выходе реакционный газ охлаждают и подвергают абсорбции с образованием 20-30 %-ного водного раствора АК с примесью УК. Для извлечения АК используют экстракцию метил-изо-бутилкетоном или изо-амилацетатом. Затем ректификацией под вакуумом отделяют растворитель. Выход АК - 80-85 %.

Акриловая кислота используется для получения сложных эфиров (акрилатов), которые являются мономерами. Полимеры могут использоваться как суперабсорбенты (1г удерживает до 3 л воды).