СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ АКРОЛЕИНА Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Х

И

М

И

Ч

Е

С

К

И

Е

НАУКИ

А.С. Синдеева

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ АКРОЛЕИНА

В статье предложено усовершенствование процесса получения акролеина путем замены катализатора.

Ключевые слова: акролеин, пропилен, метионин.

Рынок акролеин, одного из самых простых ненасыщенных альдегидов, огромен, поскольку он входит в состав многочисленных продуктов массового производства. Более того, акролеин, будучи весьма реакционно-способным веществом, находит многочисленные применения, в частности, как промежуточное соединение при синтезе других продуктов. Акролеин применяется при синтезе аллиловго спирта, из которого далее можно получать глицерин, используется для получения акриловой кислоты. Отдельно следует подчеркнуть то, что акролеин является промежуточным вещество для получения метионина. Его применяют как кормовую добавку для животных и птиц.[1] Метионин является аминокислотой, которая относится к незаменимым кислотам, именно поэтому важно следить за его содержанием в организмах живых существ.[1]

Существует множество методов получения акролеина: каталитическая альдольная конденсация формальдегида с ацетальдегидом, дегидратация глицерина, получение акролеина прямым окислением пропилена.

Однако гетерогенно-каталитическое окисление в газовой фазе пропилена является основным методом получения акролеина, реализованным в промышленности. Этот метод наиболее экономичен и в настоящее время полностью вытеснил метод получения акролеина из формальдегида и ацетальдегида.[2] Получение акролеина можно разделить на несколько стадий: стадия синтеза акролеина, стадия абсорбции, стадия дистилляции.

Акролеин получают окислением газообразного пропилена в присутствии водяного пара в кожухо-трубном реакторе вытеснения:

кат.

сн2=сн-сн3 +о2 ->■ сн2=сн-сно+н2о

© А.С. Синдеева, 2022.

Научный руководитель: Мохов Владимир Михайлович - доктор химических наук, доцент, Волгоградский государственный технический университет, Россия.

Основной продукт получается в интервале температур от 290 до 320 °С. Стоит отметить, что процесс можно проводить при температурах до 360 °С, при температурах выше 360 °С главным образом проходит реакция полного окисления пропилена до диоксида углерода. Давление реакции поддерживается в пределах от 0,05 до 0,1 Мпа. [1]

Помимо основной реакции получения акролеина из пропилена в присутствии катализатора идут побочные реакции[1,3]:

- с образованием углекислого газа

- с образованием окиси углерода

- с образованием акриловой кислоты

- с образованием ацетальдегида

В реакционных газах также могут находиться [1]: -уксусная кислота

- ацетон;

-«следы» пропионового альдегида; -«следы» гидропропиональдегида; -«следы» аллилового спирта; -«следы» малеинового ангидрида; -«следы» фталевого ангидрида; -«следы» окиси пропилена.

Все эти реакции являются экзотермическими. Тепло реакции может сниматься циркулирующим расплавом соли-теплоносителя.

Мольное соотношение кислород : пропилен находится в диапазоне 1,28-1,54. Значения выбираются с учетом активности катализатора.[1]

При анализе патентно-технической литературы было найден вариант модернизации процесса получения акролеин из пропилена с целью повышения эффективности производства, который состоит в замене катализатора на тот, при котором показатели конверсии и селективности выше, чем с использованием катализатора промышленного аналога. Предлагается использовать новый катализатор, описанный в патенте Wo 2021018095. [4]

Разницу между процессом синтеза акролеина с участием катализатора промышленного аналога и с использованием нового катализатора можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1

Сравнительная таблица параметров синтеза акролеина с участием катализатора промышленного _аналога и с участием нового катализатора. [1,4]_

Параметр процесса Способ производства аналога Новый способ

1 2 3

Катализатор АСF-2 (Вь,03Мо203) М012В^,8№2,5С05 КоДСГО,З 046,7

Фазовое состояние системы Гетерогенный катализ в газовой фазе Гетерогенный катализ в газовой фазе

Организация реакторного узла Кожухотрубный реактор Кожухотрубный реактор

Конверсия 87,45 98,8

Селективность основной реакции 87,35 93,7

Выход по стадии синтеза 76,39 92,6

Из этого можем сделать вывод, что при применении нового катализатора наблюдается повышение технико-экономических показателей процесса получения акролеина по сравнению с использованием окиси цветных металлов на основе кобальта и молибдена в качестве катализатора.

Библиографический список:

1.Мохов В.А. Повышение эффективности получения акролеина на АО «Волжский Оргсинтез»/ В.М. Мохов, С.А. Яковлев// Ползуновский вестник / ВолгГТУ. - Волгоград. -2018. -№1. - С. 131-134.

2.Платэ, Н. А. Основы химии и технологии мономеров / Н. А. Платэ Е. В. Сливинский. - Москва: Наука, 2002.

- 696 с.

3.Адельсон, С. В. Технология нефтехимического синтеза : учеб для вузов / С. В. Адельсон, Т. П. Вишнякова, Я. М. Паушкин. - 2-е изд., перераб. - Москва: Химия, 1985. - 608 с.

4.Pat. Wo 2021018095, СPC B01J23/78. Catalyst for preparing acrylic acid or acrolein and preparation methods therefor / Chen Zhirong, Dong Yanzhao, Wang Zhixuan, Wang Yong, Yu Lili, Gong Pengyu, Li Haoran, Feng Chen. - PCT Filed 31.07.2019; Pub/Date 04.02.2021.

СИНДЕЕВА АНАСТАСИЯ СЕРГЕЕВНА - магистрант, Волгоградский государственный технический университет, Россия.