丙烯酸的生产工艺及应用思考

丙烯酸的生产工艺及应用思考

李响祁梅花

中石油吉林化工工程有限公司，吉林 132001

摘要:丙烯酸是制造丙烯酸树脂涂料、油漆的重要有机合成原料，明确丙烯酸的生产工艺及其应用方向加强工艺控制和管理是十分必要的，本篇文章也将目光集中于此，从生产工艺流程出发，分析在丙烯酸生产过程当中需要注意的问题，并阐述了丙烯酸的应用方向，以及生产过程中的管理要点，希望通过本篇文章的探讨和分析可以为相关单位提供更多的参考与借鉴，对生产工艺作出有效控制和调整，提高丙烯酸生产质量。

关键词：丙烯酸；生产工艺；应用方向；管理路径

丙烯酸是一种具有醋酸刺鼻气味的无色液体，其酸性、腐蚀性相对较强，且可以溶于水、乙醇、乙醚，很容易会发生氧化反应和聚合反应，化学性质相对而言较为活泼，就现阶段来看，丙烯酸的应用方向是相对较广的，较为常见的包含以下几种。

一、丙烯酸的应用

丙烯酸的用途较为广泛，可以用于生产涂料、制造农药、净化废水等相关领域。

首先，从制造农药的角度来分析，丙烯酸可以当作表面活性剂和络合剂应用于农药制作当中，这可以更好的提高农药的杀虫效果，同时也可以将丙烯酸应用于除杂剂制作当中，其目的是为了有效去除杂草，进而避免周围其他植物生长过多导致农作物生长过程当中土壤养分不足，影响农作物生长质量和速度。除此之外，丙烯酸也可以帮助农药更好的溶解于水中，提高其活性，进而提高杀虫效果。

其次，丙烯酸可以应用于涂料生产当中，是涂料生产过程中重要的组成成分之一，在涂料制作中合理应用丙烯酸可以更好的保证涂料的附着力，进而让涂料的耐腐蚀性、使用寿命得到有效提升，使之更符合于市场需求。

再次，丙烯酸可以应用于合成材料制作当中，和聚合物类似的物质相结合生成稀酸树脂稀酸树脂，是橡胶、纤维素、塑料制作的重要材料。

最后，丙烯酸也可以应用于废水净化当中，当然丙烯酸在废水治理的过程当中是具有一定指向性的，现阶段废水构成是相对而言较为复杂的，而丙烯酸主要是针对于废水中的悬浮颗粒物进行废水处理，可以发挥丙烯酸凝固性能相对较强的优势，进而有效凝聚废水中的悬浮颗粒物和有机物，经过时间的推移，让这些污染物有效沉淀，达到废水净化的效果[1]。

事实上，丙烯酸的用途是相对而言较为广泛的，可以为人们的生产生活提供更多助力，但是这并不意味着丙烯酸的使用越多越好，丙烯酸在制作农药和涂料时很容易会引发环境污染问题，尤其是对于大气环境和水源环境会造成较大的破坏和影响，因此在丙烯酸使用的过程当中需要结合地方的环境保护法规，具体问题具体分析，在更好的满足人们生产生活需求的基础之上有效协调环境保护和经济发展之间的矛盾，同时丙烯酸作为一种化学物质，其应用的过程当中不可避免的会遇到化学反应问题，这时也需要做好安全措施，否则则很容易会出现意外事故。

二、丙烯酸的生产工艺

从上文中可知，丙烯酸的用途是相对较为广泛的，且市场对于丙烯酸的需求量也是相对较大的，在这样的背景下优化丙烯酸生产工艺是十分必要的，这可以进一步提高丙烯酸的生产效率和生产质，量可以从丙烯酸氧化工序、吸收汽提工序、分离粗制工序等多个角度来展开分析。

1、丙烯酸氧化工序

丙烯酸用途广泛的特征也就决定了现阶段市场对于丙烯酸的需求是相对较大的，在市场需求的拉动下，现阶段可供借鉴和采纳的丙烯酸制备技术也是相对较多的，然而较为主流且应用效果相对较好的丙烯酸制作技术则是通过丙烯氧化制成丙烯酸，当然在氧化的过程当中需要一定的氧化条件，即需要保证水蒸气和温度符合于丙烯氧化的实际需求，在此基础之上为了更好的提高丙烯酸的制备效率，可以引入相应的催化剂完成丙烯酸制备或，从化学的角度来分析丙烯氧化制作丙烯酸主要可以分为两个阶段，第一个阶段是丙烯氧化形成丙烯醛，而在第二个阶段则是丙烯醛持续氧化形成丙烯酸，在丙烯发生氧化形成丙烯酸的过程当中还会产生丙酸、乙酸、醋酸等相应的副产物[2]。

在丙烯氧化制备丙烯酸的过程当中可供借鉴和采纳的工艺流程是相对较多的，而市场上较为主流也较为常见的工艺流程包含两种，一种是利用催化剂床层引入反应气体，通过分离单元落实提纯工作，这样则可以有效的排除副产物以及反应不够充分的原料。另外一种则是将经过吸收后的气体再次引入反应器，持续进行反应制作丙烯酸。第二种工艺流程具备一定的优势，具体体现为以下几点。

首先采用该种工艺流程则意味着可以持续反应，直至丙烯完全氧化，这就意味着丙烯利用率可以得到有效提升。其次，将经过吸收后的气体引入反应器，可以通过吸收后的水蒸气来为第二次反应提供湿度保障，增加水分，因此在第二次反应的过程当中不会过高的依赖于增湿设备，这可以有效的降低在丙烯酸制作过程当中所需要消耗的成本，同时提高原材料的利用率也就意味着在丙烯酸制作的过程当中对于环境的污染和对于资源的消耗也是相对较小的，但是需要引起关注和重视的是在丙烯氧化制备丙烯酸的过程当中无论采用哪一种工序哪一种方法其制备效果和原材料利用率以及制备质量都会受到催化剂的特性以及仪器设备运行的稳定性等多重因素的影响

[3]。

2、吸收、汽提工序

在丙烯制备丙烯酸之后还需要对丙烯酸进行进一步的处理，引入相应吸收剂。一般情况下吸收剂多选择有机溶剂，而为了更好地控制在丙烯酸制作过程当中所需要消耗的成本和资源，在很多厂家生产的过程当中常常会用水作为吸收剂，配合吸收塔生成丙烯酸水溶液，通过控制丙烯酸水溶液浓度的方式来更好地控制丙烯酸制备的效率和质量。一般情况下，在丙烯酸制备的过程当中丙烯酸水溶液浓度多控制在40%~80%之间，过高或过低都会带来较大的影响。如果丙烯酸水溶液的浓度相对较低，则意味着在后续丙烯酸处理的过程当中还需要消耗大量的成本，需要引入萃取剂才可以更好地保障分离效果，但是如果丙烯酸水溶液浓度过高则意味着吸收塔吸收量无法达到预期的效果，很容易会出现丙烯酸浪费的问题，因此则需要结合实际情况做好丙烯酸水溶液浓度的控制和管理，这将会直接影响丙烯酸制备过程当中所需要消耗的成本，进而影响相应单位的运营效益。

丙烯氧化过后会形成丙烯酸，而在氧化的过程当中会出现大量副产物，在后续的吸收环节部分副产物也会被吸收，例如副产物中的醋酸、乙醛等等，但是也存在部分副产物无法被吸收，而这些副产物很有可能会影响后续丙烯酸制备工作的顺利开展，为了更好地解决这一问题则需要通过汽提操作的方式来脱除或者尽可能降低副产物的比重，在汽提的过程当中工作人员首先需要将氧化后的气体引入到吸收塔当中吸收水、中部循环液会发生接触，这样则可以冷凝吸收可凝气体，而在吸收塔的上部没有被冷凝的气体和丙烯酸吸收水融合则会生成具备一定浓度的丙烯酸[4]。

在汽提过程中，副产物会剩下部分不凝气体和水蒸气，可以共同排出制作系统当中，但是需要休息废弃物处理，避免二次污染的情况出现。在汽提环节，为了更好的保证反应质量和反应效率，有效提取副产物，确保反应充分，可以引入冷却器放置于吸收塔当中的循环部位，有效控制吸收塔塔顶温度，结合吸收塔塔顶压力合理选择温度控制标准，一般情况下多选择60℃，在保障压力和温度稳定的基础之上提高汽提环节的工作效率，快速完成副产物的提取工作，经过汽提环节丙烯酸水溶液中的轻组分会被有效脱除，从吸收塔顶部排出系统，而低轻组分含量的丙烯酸水溶液则进入到下一个环节的工序制作当中。

3、分离、粗制工序

分离环节的主要目的是为了有效分离丙烯酸，让丙烯酸的浓度得到进一步提升，将其从丙烯酸溶液中有效提取出来，就现阶段来看丙烯酸水溶液提取丙烯酸是丙烯酸制作过程当中最为复杂且难度最高的一道工序，因为在丙烯酸提取的过程当中简单的精馏方法往往无法满足实践工作需求，这时则需要通过萃取、共沸、结晶等多种方式来完成提取工作，同时还需要引入萃取剂、共沸剂等相应药剂来保障萃取效果[5]。

一般情况下，萃取剂和供废剂多以甲苯和异丁醚为主，可以结合生产需求做出科学选择，既可以选择一种也可以选择多种组合，进而达到较好的分离效果。在分离环节，大多数厂家会选择共沸法，因为该种技术方法在应用的过程当中不需要引入萃取塔，同时也可以通过共沸剂的科学选择更好的提高生产效率，如果可以科学的选择共沸剂，则意味着在分离环节并不需要引入回收塔等相应的仪器设备，这既可以降低仪器购买成本，同时也可以进一步简化生产流程，进而有效提高生产效率。常见共沸剂为甲苯，在丙烯酸溶液中提取丙烯酸的过程中溶液为丙烯酸、甲苯、水和醋酸的混合溶液，这时则可以利用甲苯和丙烯酸不共沸的特性引入蒸馏法，完成甲苯和丙烯酸的分离，在此之后可以利用水、甲苯、醋酸共沸的特性通过苯水共沸来完成水丙烯酸的分离。最后在苯水共沸时引入分项法来有效回收溶剂。在分离环节，除了需要充分考量生产成本以及是否能够有效提取丙烯酸以外，相关厂家还需要引起关注和重视的一点内容则是能源消耗问题和废物回收问题，因为在该环节很容易会产生污染物，如果废物回收不到位则很容易会造成环境污染，破坏生态平衡，同时增加资源消耗提升生产成本。而从企业经济发展的角度来分析，在分离环节还需要工作人员在分离技术方法选择以及分离操作的过程当中需要确保丙烯酸性质稳定，否则则很容易会出现聚合现象。

丙烯酸在一定条件下会产生二聚体，而二聚体在温度相对较高的客观环境下很容易会出现分解现象，可以利用丙烯酸这一特性通过分解回收来完成丙烯酸的粗制，例如可以引入分解罐，在此基础之上控制温度，使其达到150℃，完成二聚体分解生成丙烯酸，在此基础之上引入薄腊蒸发器，完成丙烯酸的回收工作，达到较好的回收效果。

三、丙烯酸生产注意事项

社会对于丙烯酸的需求量是相对较高的，同时丙烯酸生产质量和效率的提升也可以为人们的生产生活提供物质基础，而在丙烯酸生产的过程中除了需要掌握生产技术以外，还需要从以下几点着手加强生产管理，为相应企业的可持续发展提供必要保障。

首先需要引起关注和重视的则是在丙烯酸制备过程当中可供借鉴和采纳的技术方法是相对较多的，而企业除了需要充分考量丙烯酸制备所需要消耗的成本和资源以外，更需要充分考量在丙烯酸制备的全过程是否会产生过量的废水、废气、废渣进而影响生态环境，必要的情况下可以结合实际情况和生产需求做好技术优化与技术创新，既可以帮助相应企业树立市场竞争优势，同时也可以提高资源利用率，减少污染物的排放

[6]。

其次，在丙烯酸生产制备的过程当中需要明确不同环节的制备重点以及技术操作要点，尤其需要引起关注和重视的则是加强对一些数值的把控，例如在丙烯酸溶液浓度控制上和在二聚体分离时温度控制上需要尤为引起关注和重视，紧抓重点技术和核心内容，保障技术应用的科学性、规范性和有效性。

最后，丙烯酸制备过程中涉及到了较多的化学反应，因此对于相应仪器设备以及工作人员的素养能力要求相对较高，需要加强人才队伍建设和设施设备建设以更好地满足丙烯酸的制备需求，确保丙烯酸制备的效率和质量。

结束语

就现阶段来看丙烯酸的应用范围是相对较广的，可以作为农药制备、涂料制备、合成材料制备的重要原材料，市场对于丙烯酸的需求量也在不断上涨，相关企业除了需要洞察市场需求以外，更需要关注生产技术方法的优化和调整，只有这样才可以更好的满足市场需求，促进企业的可持续发展。

参考文献：
[1]孙雁男,李晓佳.丙烯酸的应用及生产技术探讨[J].石化技术,2022,29(08):258-260.

[2]孙百亚.丙烯酸工艺技术路线分析以及直氧法探究[J].橡塑技术与装备,2022,48(03):65-68

[3]孙伟.丙烯酸市场分析及生产技术进展[J].化学工业,2021,39(01):64-68.

[4]程志刚,卜晓光,吴凯涛.丙烯酸(酯)生产技术及发展分析[J].中国建材科技,2015,24(02):53-55.

[5]徐蕾.丙烯酸生产技术发展及市场分析[J].上海化工,2014,39(06):27-31

[6]邱炜,王宇斌,魏智慧.我国丙烯酸生产技术及市场发展分析[J].盐业与化工,2013,42(11):23-25.