[發(fā)明專利]乳酸脫水制丙烯酸催化劑及反應(yīng)工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710035414.8
• 申請(qǐng)日: 2007-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN101352688A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晁自勝;凡美蓮;李立軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J29/40
• 分類號(hào): B01J29/40;C07C57/065;C07C51/347
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及乳酸脫水制丙烯酸的催化劑及反應(yīng)工藝。

背景技術(shù)

丙烯酸是極為重要的大宗化學(xué)品，主要用作高分子單體和基本有機(jī)化工原料，其衍生產(chǎn)品種類眾多，在建筑、涂料、粘合劑、造紙、皮革、紡織、塑料加工、包裝材料、日用化工、水處理、采油、冶金等領(lǐng)域具有極為廣泛而重要的應(yīng)用。目前工業(yè)上丙烯酸是以石油產(chǎn)品為原料進(jìn)行生產(chǎn)，已經(jīng)發(fā)展起來的工藝路線主要包括：1)氰乙醇法(德國(guó)Rohm&Hass公司，1937)-在175℃溫度下，以硫酸為催化劑，由氰乙醇水解制得丙烯酸。此法是最早的工業(yè)生產(chǎn)方法，但由于存在著原料價(jià)格較貴、丙烯酸收率低(60～70％)、生產(chǎn)過程環(huán)境污染嚴(yán)重、且副產(chǎn)品中含有大量難以處理的低價(jià)值硫酸氫銨以及多種聚合物等問題，因此，該工藝已經(jīng)遭到淘汰；2)改良的Reppe法(Rohm&Hass公司，1952)-在30-50℃和0.1-0.2MPa條件下，首先使乙炔、羰基鎳及水或醇之間發(fā)生化學(xué)計(jì)量反應(yīng)，然后再進(jìn)一步送入一氧化碳和乙炔，進(jìn)行連續(xù)式的催化反應(yīng)。由于所涉及的催化劑羰基鎳毒性大且價(jià)格高，此法應(yīng)用面不廣，目前只有美國(guó)Rohm&Hass公司和德國(guó)BASF公司還在使用；3)丙烯氰水解法(法國(guó)UgineKuhlmann公司，1955)-在過量的硫酸存在下，丙烯腈經(jīng)過兩次水解生成丙烯酸，兩步水解的溫度分別為90-100℃和125-135℃。此法實(shí)際上是氰乙醇法的改進(jìn)，仍然存在著與氰乙醇法相同的缺陷；4)丙烯兩步氧化法(美國(guó)UCC公司，1969)-在鉬基復(fù)合氧化物催化劑作用下，丙烯于310℃左右溫度和40-45KPa壓力經(jīng)空氣氧化為丙烯醛、丙烯醛于250℃左右溫度和15-20KPa壓力進(jìn)一步催化氧化為丙烯酸。整個(gè)過程丙烯轉(zhuǎn)化率＞90％，丙烯酸收率87-88％。但是該法現(xiàn)有工藝中存在著嚴(yán)重的“熱點(diǎn)”問題，即該反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，如果反應(yīng)熱不能及時(shí)移除，會(huì)造成催化劑床層局部不正常的高溫，其不良影響主要表現(xiàn)在：1)為了降低熱點(diǎn)溫度，需要采用N₂和水蒸氣等惰性稀釋氣，限制了原料氣中丙烯的含量，從而降低丙烯單程處理量；2)高溫和局部高溫及溫度失控將導(dǎo)致爆炸，不利于安全生產(chǎn)；3)高溫和局部高溫將導(dǎo)致丙烯酸選擇性下降，加速因鉬等活性金屬組分流失而致使的催化劑的老化，以及流失的鉬等活性金屬組分在熱點(diǎn)后反應(yīng)器壁上的堆積而致的壓力降升高。

在上述各種方法中，丙烯氰水解法和丙烯兩步催化氧化法目前正被國(guó)內(nèi)外大多數(shù)廠商所采用，其中，丙烯兩步催化氧化法占丙烯酸總生產(chǎn)能力的90％以上。但隨著世界范圍內(nèi)石油資源日益緊張，石油價(jià)格不斷上漲，上述均以石油基產(chǎn)品為原料的制備丙烯酸的工藝正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)以非石油路線產(chǎn)品為原料并具有清潔安全生產(chǎn)特性的制備丙烯酸工藝成為必然。