สถานการณ์การใช้งานและข้อดีด้านประสิทธิภาพของโพรพิลีนในกรดอะคริลิก

กรดอะคริลิคและเอสเทอร์เป็นตัวกลางทางเคมีที่สำคัญสำหรับการเคลือบ กาว สารเคมีบำบัดน้ำ และสารช่วยสิ่งทอ และโพรพิลีนเป็นวัตถุดิบพื้นฐานที่สำคัญที่สุดสำหรับการผลิตกรดอะคริลิกทางอุตสาหกรรม หน่วยกรดอะคริลิกในประเทศส่วนใหญ่ใช้เส้นทางออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาโพรพิลีน องค์กรการผลิตหลายแห่งมุ่งเน้นไปที่การปรับอุณหภูมิเครื่องปฏิกรณ์ออกซิเดชัน ความเร็วอวกาศ และพารามิเตอร์กระบวนการอื่นๆ ให้เหมาะสม แต่มองข้ามผลกระทบต่อเนื่องที่เกิดจากคุณภาพของโพรพิลีนโมโนเมอร์ได้อย่างง่ายดาย สารเจือปนในวัตถุดิบทำให้การเลือกใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาลดลงและผลพลอยได้เพิ่มขึ้น ซึ่งไม่เพียงเพิ่มการใช้หน่วยวัตถุดิบเท่านั้น แต่ยังทำให้กรดอะคริลิกสำเร็จรูปมีสีมากเกินไปได้อย่างง่ายดาย บทความนี้จะเรียบเรียงสถานการณ์การใช้งานโพรพิลีนในห่วงโซ่อุตสาหกรรมกรดอะคริลิก วิเคราะห์ข้อดีของกระบวนการของโพรพิลีนคุณภาพสูง และให้ข้อมูลอ้างอิงการเลือกสำหรับการจัดหาวัตถุดิบโดยโรงงานกรดอะคริลิก

I. สถานการณ์การใช้งานโพรพิลีนในห่วงโซ่อุตสาหกรรมกรดอะคริลิกและเอสเทอร์

โพรพิลีนสร้างกรดอะคริลิกดิบผ่านการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาในเฟสก๊าซสองขั้นตอน หลังจากกลั่นแล้วสามารถขายได้โดยตรงหรือสังเคราะห์เป็นอะคริลิกเอสเทอร์ต่างๆ กระบวนการทั้งหมดไวต่อสารเจือปนของโพรพิลีน และความเสถียรของวัตถุดิบจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพการทำงานของหน่วยโดยตรง

ปัจจุบัน เส้นทางการผลิตกรดอะคริลิกกระแสหลักทั่วโลกคือวิธีออกซิเดชันของโพรพิลีนสองขั้นตอน โดยมีการไหลของกระบวนการที่ชัดเจน:

ออกซิเดชันขั้นแรก: โพรพิลีน → อะโครลีน

โพรพิลีนและอากาศเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดีนัม-บิสมัทเพื่อสร้างอะโครลีน

ออกซิเดชันขั้นที่สอง: อะโครลีน → กรดอะคริลิก

อะโครลีนจะถูกออกซิไดซ์แบบเร่งปฏิกิริยาเพิ่มเติมภายใต้ตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดีนัม-วาเนเดียมเพื่อให้ได้กรดอะคริลิกดิบ

การกลั่นและการขยายขั้นปลายน้ำ

กรดอะคริลิกดิบผ่านการสกัดและแก้ไขเพื่อขจัดสิ่งเจือปน เช่น กรดอะซิติกและเฟอร์ฟูรัล เพื่อให้ได้กรดอะคริลิกบริสุทธิ์ จากนั้นกรดอะคริลิกที่ผ่านการกลั่นจะทำปฏิกิริยากับเมทานอล เอทานอล และบิวทานอลเพื่อเตรียมผลิตภัณฑ์ เช่น เมทิลอะคริเลต เอทิลอะคริเลต และบิวทิลอะคริเลต

กระบวนการออกซิเดชันทั้งหมดเป็นปฏิกิริยาเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาแบบคายความร้อนอย่างรุนแรง เมื่อองค์ประกอบของโพรพิลีนผันผวนหรือมีสิ่งเจือปนเกินขีดจำกัด การอพยพของจุดร้อนและผลพลอยได้จำนวนมากมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นอย่างมาก องค์กรบางแห่งประสบปัญหากรดอะซิติกและอัลดีไฮด์เจือปนเพิ่มขึ้นหลังจากเปลี่ยนแหล่งก๊าซโพรพิลีน และสาเหตุพื้นฐานอยู่ที่การควบคุมวัตถุดิบไม่เพียงพอ

ในฐานะองค์กรการผลิตแหล่งโพรพิลีน ZL Energy ได้เพิ่มประสิทธิภาพตัวบ่งชี้การควบคุมภายในของผลิตภัณฑ์ตามลักษณะของกระบวนการออกซิเดชันของกรดอะคริลิก การควบคุมโพรไพน์ โพรพาไดอีน ซัลเฟอร์ทั้งหมด และส่วนประกอบไฮโดรคาร์บอนหนักอย่างเข้มงวด โดยอาศัยหน่วยเรียงกระแสอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรขององค์ประกอบของแบทช์ ออกรายงานการทดสอบโครมาโตกราฟีฉบับสมบูรณ์สำหรับแต่ละแบทช์ ตรงตามข้อกำหนดการวิเคราะห์ขาเข้าของหน่วยกรดอะคริลิก และปรับให้เข้ากับความต้องการการรับประกันอุปทานระยะยาวของสายการผลิตกรดอะคริลิกต่อเนื่องขนาดใหญ่

ครั้งที่สอง ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพหลักของโพรพิลีนคุณภาพสูงในการผลิตกรดอะคริลิก

โพรพิลีนที่มีความบริสุทธิ์คงที่และสิ่งเจือปนต่ำสามารถป้องกันตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันสองขั้นตอน ระงับปฏิกิริยาข้างเคียง ปรับปรุงผลผลิตกรดอะคริลิก ลดภาระของหน่วยการกลั่น และยืดเวลาการทำงานของวงจรที่ยาวนานของหน่วย

ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของโมลิบดีนัม-บิสมัทและโมลิบดีนัม-วานาเดียมมีความอ่อนไหวอย่างยิ่งต่อการเป็นพิษจากซัลไฟด์และไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว ในเวลาเดียวกัน อัลคีนและส่วนประกอบหนักจะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันและออกซิเดชันเชิงลึก ทำให้เกิดกรดอินทรีย์และน้ำมันดินที่เป็นเรซิน โพรพิลีนคุณภาพสูงมีประโยชน์หลายประการ:

ชะลอการสลายตัวของกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยา ขยายวงจรการฟื้นฟู

สิ่งเจือปน เช่น ซัลเฟอร์และไดโอเลฟินจะทำลายบริเวณที่ตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานอย่างต่อเนื่อง โพรพิลีนมีสิ่งเจือปนต่ำสามารถยืดอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาและลดต้นทุนการเปลี่ยนและการฟื้นฟู

ปรับปรุงการเลือกปฏิกิริยา ลดผลผลิตพลอยได้

สิ่งเจือปนจะกระตุ้นการเกิดออกซิเดชันแบบลึก ทำให้เกิดกรดอะซิติก, CO และ CO₂ โพรพิลีนที่มีคุณสมบัติคงตัวสามารถลดสัดส่วนผลพลอยได้ เพิ่มผลผลิตกรดอะคริลิกแบบผ่านครั้งเดียว และลดการใช้หน่วยโพรพิลีน

ทำให้จุดร้อนของเครื่องปฏิกรณ์มีความเสถียร หลีกเลี่ยงความเสี่ยงด้านความปลอดภัย

สิ่งเจือปนทำให้เกิดปฏิกิริยารุนแรงในท้องถิ่นและการอพยพของจุดร้อน เพิ่มความเสี่ยงในการหลบหนีของเครื่องปฏิกรณ์ โพรพิลีนที่มีองค์ประกอบสม่ำเสมอช่วยอำนวยความสะดวกในการควบคุมกระบวนการและรับประกันการทำงานที่มั่นคงของระบบออกซิเดชั่น

ลดการใช้พลังงานในการแก้ไข ปรับปรุงคุณภาพกรดอะคริลิกสำเร็จรูป

ผลพลอยได้ที่เพิ่มขึ้น เช่น กรดเฟอร์ฟูรัลและกรดอินทรีย์ เพิ่มความยากในการแยกสารและยังทำให้กรดอะคริลิกเหลือง โพรพิลีนคุณภาพสูงสามารถทำให้สีของผลิตภัณฑ์คงตัวและลดผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด

ที่สาม ข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับตัวชี้วัดวัตถุดิบโพรพิลีนที่สำคัญในหน่วยกรดอะคริลิก

กระบวนการออกซิเดชันสองขั้นตอนสำหรับกรดอะคริลิกเป็นระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่คัดเลือกมาอย่างดี ไม่สามารถใช้โพรพิลีนผสมได้ ต้องเลือกโพรพิลีนทางอุตสาหกรรมที่ผลิตโดยการแก้ไข โดยมีการตรวจสอบตัวบ่งชี้หลักสามประการ ได้แก่ อัลคีน ซัลเฟอร์ทั้งหมด และส่วนประกอบหนัก

กระบวนการกรดอะคริลิกไม่เข้มงวดเท่ากับมาตรฐาน metallocene PP หรือ HPPO โพรพิลีนออกไซด์ แต่ความทนทานต่อกรดนั้นต่ำกว่าก๊าซเชื้อเพลิงทั่วไปมาก ทิศทางการควบคุมหลัก:

โพรไพน์, โพรพาดีน:ส่วนประกอบที่ไม่อิ่มตัวจะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์และโค้กได้ง่ายในสภาพแวดล้อมออกซิเดชั่น อุดตันตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่างการทำงานระยะยาว

กำมะถันทั้งหมด:ซัลไฟด์ปริมาณน้อยสะสมอย่างต่อเนื่อง ทำลายตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างถาวร

C4 และสูงกว่าส่วนประกอบหนัก:สลายตัวภายใต้ความร้อนเพื่อสร้างผลพลอยได้หนัก เพิ่มแรงกดดันต่อส่วนการกลั่น

โพรพิลีนผสมราคาถูกบางชนิดในท้องตลาดมีความผันผวนขององค์ประกอบอย่างมาก ในระยะสั้นอาจดูเหมือนช่วยลดต้นทุนการจัดซื้อ แต่ในระยะยาวจะนำมาซึ่งการสูญเสียที่ซ่อนอยู่ เช่น การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาและการใช้หน่วยวัตถุดิบที่เพิ่มขึ้น ผลิตภัณฑ์โพรพิลีนของ ZL Energy ได้รับการปรับสภาพอย่างอิสระและเก็บไว้ในถังแบบแบ่งส่วน ซึ่งช่วยลดการผสมส่วนประกอบภายนอก และสามารถเป็นแหล่งก๊าซที่มีความเสถียรในระยะยาวสำหรับโรงงานกรดอะคริลิกขนาดใหญ่

IV. สรุปข้อแนะนำที่เป็นประโยชน์สำหรับการจัดหาและการใช้โพรพิลีนโดยบริษัทกรดอะคริลิก

การจัดซื้อโพรพิลีนจำเป็นต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมถึงความบริสุทธิ์ ความคงตัวของสิ่งเจือปน และความสามารถในการรับประกันอุปทานในระยะยาว ราคาต่อหน่วยเพียงอย่างเดียวจะต้องไม่ถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานในการตัดสินใจจัดซื้อจัดจ้าง

ก่อนที่จะเพิ่มหน่วยกรดอะคริลิกใหม่หรือเปลี่ยนซัพพลายเออร์โพรพิลีน ให้ดำเนินการทดลองเป็นระยะและติดตามการเปลี่ยนแปลงของผลผลิต ผลพลอยได้ และสภาวะของตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่อง

ปรับปรุงรายการตรวจสอบที่เข้ามา นอกเหนือจากความบริสุทธิ์ตามปกติแล้ว ให้ทดสอบซัลเฟอร์ทั้งหมด อัลคีน และส่วนประกอบหนักเป็นประจำ

บำรุงรักษาระบบปรับสภาพโพรพิลีนอย่างสม่ำเสมอ พร้อมหน่วยดูดซับและกรอง เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งสกปรกทุติยภูมิที่เกิดจากท่อขนส่ง

องค์กรการผลิตขนาดใหญ่อย่างต่อเนื่องควรให้ความสำคัญกับการลงนามข้อตกลงการจัดหาก๊าซระยะยาวเพื่อป้องกันความเสี่ยงจากความผันผวนของอุปทานในตลาด

หากองค์กรการผลิตกรดอะคริลิกและอะคริเลตกำลังดำเนินการเปรียบเทียบวัตถุดิบหรือคัดกรองแหล่งก๊าซโพรพิลีน ZL Energy สามารถจัดหาตัวอย่างสำหรับการตรวจสอบสภาพการทำงาน และกำหนดโซลูชันการจ่ายก๊าซที่เหมาะสมตามเงื่อนไขกระบวนการของหน่วยออกซิเดชัน