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丙烯酸的生产工艺及质量控制方法丙烯酸的生产工艺及质量控制方法
丙烯酸的生产工艺及质量控制方法
简介
中文名称:丙烯酸
英文名称:acrylic acid
分子式: C3H4O2结构简式:CH2=CHCOOH
分子量: 72.06
理化特性
主要成分: 含量≥99.0%。
外观与性状: 无色液体,有刺激性气味。
熔点(℃): 14
沸点(℃): 141
相对密度(水=1): 1.05
相对蒸气密度(空气=1): 2.45
饱和蒸气压(kPa): 1.33(39.9℃)
燃烧热(kJ/mol): 1366.9
辛醇/水分配系数的对数值: 0.36(计算值)
闪点(℃): 50
引燃温度(℃): 438
爆炸上限%(V/V): 8.0
爆炸下限%(V/V): 2.4
溶解性: 与水混溶,可混溶于乙醇、乙醚。 用于树脂制造、合成橡胶乳液制造等领域。丙烯酸在工业上主要用来生产丙烯酸酯类(树脂),占丙烯酸总消费量的60%左右,应用于建筑、造纸、皮革、纺织、塑料加工、包装材料、日用化工、水处理、采油、冶金等领域。丙烯酸在精细化工领域占有相当重要的地位。用丙烯酸生产的聚丙烯和丙烯酸共聚物,被用作分散、絮凝剂和增稠剂等。到70年代后期,聚丙烯和丙烯酸共聚物又应用于高吸水树脂和助洗涤剂。(酯)的主要产地是美国.西欧和日本。1982年,全球主要厂家约1家,丙烯酸的总能力79万吨/年,主要酯总能力116 4万吨/ 年。其中美国占丙烯酸(酯)总生产能力的52%,西欧和日本分别占33%与14%, 日本生产公司数目较多。1986年世界丙烯酸(酯)类单体产量选110万吨/ 年,这是由于各国生产装置开工率有差异所至。应指出, 日本的丙烯酸(酯)行业发展较为显著,到1989年估测该国的总产量已接近2 0万吨左右,且有4.6万吨的产品输出。
近年来随着石油化工的发展和丙烯酸(酯)类产品的需求增长,促进了各国开发和扩建丙烯酸(酯)生产装置, 而使世界性的扩(新)建热潮业B形成。估计新增加了近290(千吨)生产能力。
国内的丙烯酸生产状况
我国丙烯酸及酯的生产起步较晚, 始于20世纪60 年代, 均采用丙烯腈水解法, 规模小、品种少, 到70 年代仍只有几个千吨级的丙烯酸及酯生产装置。1978 年, 北京东方化工厂首次引进了日本触媒化学公司的万吨级丙烯酸及酯成套生产装置( 1984 年正式投产) [2]。20 世纪90 年代初以来, 国内丙烯酸及酯供需缺口逐年增大, 中国丙烯酸及酯市场的巨大潜力和良好发展前景,提高了国内外投资者建设丙烯酸及酯项目的积极性。1992 年和1994 年, 吉林化学工业公司与上海华谊丙烯酸有限公司先后引进了日本三菱油化的丙烯酸及酯成套生产装置。随后, 北京东方化工厂又扩大规模, 陆续引进第二、三套丙烯酸及酯类装置, 使我国的丙烯酸及酯生产有了长足的发展。2000 年以来, 丙烯酸行业发展更加迅速。上海华谊丙烯酸厂在引进技术消化吸收的基础上,与自主开发丙烯选择氧化催化剂的兰州石化研究院合作, 建成3 万t/a 的丙烯酸及酯项目, 后来又陆续建成2 套万吨级丙烯酸装置。江苏裕廊化工公司投资建设的2 套年产4.5 万t 丙烯酸、6 万t丙烯酸丁酯装置于2005 年初投产。扬子石化-巴斯夫有限责任公司的丙烯酸及酯联合装置于2005 年6 月投产。该装置采用德国巴斯夫公司的专利技术, 是我国最大的单套丙烯酸及酯生产装置。台塑集团采用日本触媒技术在宁波的16 万t/a 丙烯酸装置也于2006 年10 月投产。由日本三菱化学公司转让丙烯酸及酯技术, 为蓝星子公司沈阳石蜡化工公司建设的丙烯酸及酯联合装置:8 万t/a 丙烯酸和13 万t/a 丙烯酸酯, 也于2006年底建成。中国化工集团公司正和集团丙烯酸及酯项目于2006 年7 月中旬在山东省广饶县奠基, 一期丙烯酸及酯项目设计规模为4 万t/a丙烯酸、6 万t/a 丙烯酸酯, 于2007 年10 月开车。截止2007 年底, 国内丙烯酸年产量达到了92 万t。浙江卫星企业集团的后期丙烯酸装置和兰州石化的8 万t/a 丙烯酸装置也将陆续投产。2007 年中国丙烯酸及酯供求基本平衡, 到2008年, 中国大陆丙烯酸装置产能预计可达100 万t/ a。短期内产能明显过剩, 今后1~2 年内各生产装置的开工率将逐步下降, 与此同时下游产品将得到快速的发展。到2010 年, 供求缺口又将有所增大。因此, 从长远看, 中国丙烯酸及酯产品仍有较大发展空间。
三 丙烯酸生产基本原理
丙烯氧化法制丙烯酸反应方程式:
(1)丙烯氧化成丙烯醛,化学反应过程如下:
CH2=CH-CH3 + O2 → CH2=CH-CHO + H2O +
340.8kJ/mol;
(2)丙烯
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