1. Агляд акрылавай кіслаты

Акрылавая кіслата (AA) — гэта важная ненасычаная арганічная кіслата і асноўны хімічны манамер. У яе малекулярнай структуры прысутнічаюць карбоксільная група і вуглярод-вугляродная падвойная сувязь, што надае ёй высокую хімічную рэакцыйнасць.

Яна шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці суперабсорбуючых палімераў, акрылатных эстэраў, клеяў, пакрыццяў, эмульсій і розных функцыянальных палімерных матэрыялаў.

Прамысловы акрылавы кіслату атрымліваюць у асноўным праз каталітычнае акісленне пропілену ці акралеіну. Сырая акрылавая кіслата звычайна змяшчае ваду, ацэтавую кіслату, фармальную кіслату, ацэтальдэгід, акралеін і іншыя нізкакіпучыя пашкоджанні, а таксама малеінавую кіслату/малеінавы ангідрыд, бензальдэгід, дымеры акрылавай кіслаты і іншыя высокакіпучыя пабочныя прадукты. У залежнасці ад тэхналагічнага працэсу, можа спатрабавацца кантроль следавых пашкоджанняў, такіх як прапіёнавая кіслата і фурфураль.

Акрылавая кіслата мае атмасферную тэмпературу кіпення каля 141°C і з’яўляецца высока палімерызуемым манамерам. Павышаныя тэмпературы, недастатковы кантроль інгібітара, лакальнае пераграванне ці забруджванне пашкоджаннямі могуць усе павялічыць рызыку непажаданай палімерызацыі.

Таму ачыстка акрылавай кіслаты — гэта не проста павышэнне чысціні прадукту. Надзейны працэс павінен адначасова вырашаць пытанні выдалення нізкакіпячых дамешак, аднаўлення акрылавай кіслаты з цяжкіх асадкаў і кантролю палімерызацыі на ўсёй сістэме ачысткі.

Для высокачыстай ледзяной акрылавай кіслаты (GAA) чысціня прадукту звычайна павінна быць вышэй 99,5 %, пры гэтым строга кантролююцца ўтрыманне вады, колер і інгібітара.

2. Асноўныя выклікі ў ачыстцы акрылавай кіслаты

Выклік 1: Высокае ўтрыманне вады і складаны склад нізкакіпячых дамешак

Сырая акрылавая кіслата можа ўтрымліваць ваду, ацэтавую кіслату, фармальную кіслату і розныя альдэгідныя дамешкі з рознай летучасцю. Прастае выпарванне дазваляе выдаліць частку лёгкіх кампанентаў, але ўзровень застаўшыхся кіслот, альдэгідаў і вады ў канчатковым прадукце ўзмаць устойліва кантраляваць складана.

Гэта становіцца асабліва важным, калі акрылавая кіслата выкарыстоўваецца ў паслядоўнай палімерызацыі. Нават следавыя колькасці забруджванняў могуць уплываць на чысціню прадукту, колер, паводзіны пры палімерызацыі і якасць канчатковага палімеру.

Рашэнне YHCHEM

YHCHEM выкарыстоўвае штучную вакуумную дыстыляцыю для аддзялення вады і нізкакіпячых забруджванняў з улікам розніцы ў летучасці. Злучаючы насадку з нізкім перападам ціску, аптымізаваны кантроль зваротнага патоку і нізкі ўзровень вадкасці ў калоне, сістэма павышае эфектыўнасць аддзялення, адначасова зніжаючы час працягвальнасці акрылавай кіслаты ў зонах высокай тэмпературы.

 

Для сыравіны з адносна высокім утрыманнем вады або больш складаным профілем забруджванняў у працэс таксама можна ўключыць дадатковыя адводзячыя або папярэдне ачышчальныя ўстаноўкі.

Выклік 2: Палімерызацыя акрылавай кіслаты, зашмяцяне і закупорванне калоны

U zvychnykh patsyunkavykh distyliatsyjnykh pratsesakh akrylavaja kislata mozhna zaставаць у rebojlery i na dnie kalony na prazhny chas. Kali miascovaja tэмperatura staje za vysokaj ці ўмовы inhi-bitara nяustojlivymi, akrylavaja kislata mozhе padlіkhać dymeryzacyi ці palimeryzacyi. Uzniknulыya palimery mohuць adklađaцца na tэpłaabmiennikach, napaўnienni i trubapраводах, vyklikajučy znižэнне эfektywnasci tэpłaadahu, padvyšэнне padciśnienia, zabrudzennie i нават zakuporvannia.

Рашэнне YHCHEM

Vacuumnaja apieracyja vykarystoўvajecca dla znižэнnia tэмperatury vyparu akrylavaj kislaty, a ciaglae padavannia i adviodzennie razam z nizkaj ymkastasciu systemy dapyamajucca skaracici čas yj prabyvannia u vysokatэмperaturnych zonach.

System takža moža intэgravać padavannia inhi-bitara, kantral tэмperatury, kantral vacuuma i avaryjnyja zamykannia pry niezvyčajnaj tэмperatury. Kalaaradyrujučy tэмperaturu, uziavaj zvacuumu, čas prabyvannia i stan inhi-bitara, pratses znižaе ryzыk palimeryzacyi jak z punktu гледжання tэhnalagii, tak i z punktu гледжання kanstrukcyi abladnannia.

Выклік 3: Накопічэнне цяжкіх кампанентаў і страта акрылавай кіслаты

Падчас дыстыляцыі мaelевыя злучэнні, дымэры акрылавай кіслаты, алігамэры і іншыя высакакіпучыя забруджвальнікі паўсюды накопліваюцца ў ніжняй частцы калонкі. Пастаяннае падаграванне гэтага цяжкага асадку не толькі павялічвае спажыванне энергіі, але таксама можа прискорваць дымэрызацыю і палімерызацыю. Аднак прамое зліў асадку можа прывесці да значнай страты аднаўляемай акрылавай кіслаты.

Рашэнне YHCHEM

У канцы сістэмы дыстыляцыі ўсталяваны выпаральнік з размінальнай плёнкай для глыбокага аднаўлення акрылавай кіслаты з цяжкага асадку. Вярчальны шчотка распраўляе матэрыял у тонкую і роўную плёнку на нагрэтай паверхні. Таму залишковая акрылавая кіслата можа хутка выпарвацца пры кароткім часе перабывання, у той час як дымэры, алігамэры і іншыя высакакіпучыя асадкі пастаянна выдаляюцца праз выхад цяжкай фазы.

Дыстыляцыя для асноўнай чысткі + Выпарванне з размінальнай плёнкай для аднаўлення асадку

Замест таго каб прымусова выпарваць у калоне для дэстыляцыі ўсё больш канцэнтраваны асадак з ніжняй часткі, пляноўы выпарвальнік забяспечвае больш прыдатны метад аднаўлення каштоўнай акрылавай кіслаты пры мінімальным працяглым цяплавым уздзеянні.

 

3. Інтэграваны працэс чысткі акрылавай кіслаты YHCHEM

Улічваючы характарыстыкі акрылавай кіслаты — лёгкасць палімерызацыі, складаны склад шкодных прымесей і цяжкасць апрацоўкі рэшткаў з высокай тэмпературой кіпення — YHCHEM прапануе інтэграваны непарыўны працэс чысткі:

Папярэдняя апрацоўка выхаду → Вакуумнае выдаленне лёгкіх канцоў / дэгідрацыя → Дэстыляцыя акрылавай кіслаты → Аднаўленне рэшткаў у пляновым выпарвальніку → Кандэнсацыя прадукту і стабілізацыя

Камбінацыя вакуумнай дэстыляцыі і пляновага выпарвання дазваляе апрацоўваць розныя шкодныя прымесі на спецыялізаваных этапах працэсу.

3.1 Папярэдняя апрацоўка выхаду і інгібіраванне палімерызацыі

Перад ачышчэннем аналізуюцца склад падавання, утрыманне ў ім вады, нізкакіпячыя шкодныя прымесі, высокакіпячыя кампаненты і ўмовы інгібітара. У залежнасці ад характарыстык фактычнага матэрыялу магуць быць наладжаны сістэмы фільтрацыі, падагрэву і дазіравання інгібітара, каб забяспечыць стабільныя ўмовы падавання для наступнай дыстыляцыі.

3.2 Выдаленне лёгкіх канцоў у вакууме і дэгідратация

Праца ў вакууме зніжае тэмпературу падзялення ў сістэме. З дапамогай шматузроўневага газа-рэчыннага масавага пераносу ўнутры калонкі дыстыляцыі вада, акетавая кіслата і іншыя нізкакіпячыя кампаненты могуць быць эфектыўна выдалены.

Суадносіны рэфлюксу, становішча падавання і ўнутраная нагрузкі ў калонцы аптымізаваны, каб дасягнуць эфектыўнага падзялення лёгкіх кампанентаў пры мінімізацыі часу, які акрылавая кіслата праводзіць у зонах вышокай тэмпературы.

3.3 Прафілявацыйная дыстыляцыя акрылавай кіслоты

Пасля выдалення лёгкіх кампанентаў матэрыял паступае ў асноўную калону чысткі. Чысціню акрылавай кіслаты далей павышаюць шляхам супрацоўніцтва кантролю ўзроўню вакууму, адносіны рэфлюксу, аб'ёму вадкасці ў калоне і цяплавой нагрузкі рэбайлера.

Для спецыяльных сыравін, якія змяшчаюць адносна высокі ўзровень прымесей з тэмпературай кіпення, блізкай да тэмпературы кіпення акрылавай кіслаты, напрыклад прапіёнавай кіслаты, маршрут чысткі трэба спецыяльна распрацаваць у адпаведнасці з кампазіцыяй сыравіны па газавай храматаграфіі і патрабаваннямі да канчатковага прадукту, а не проста павялічваць тэмпературу ці адносіны рэфлюксу.

3.4 Аднаўленне цяжкіх залишкаў пры дапамозе выпарвання з размінальнай плёнкай

Цяжкія залишкі з ніжняй часткі калоны дыстыляцыі пастаянна паступаюць у выпарвальнік з размінальнай плёнкай. Размінальнік утварае з матэрыялу аднародную тонкую плёнку, што значна палепшае цепла- і масаабмен.

Акрылавая кіслата, якую можна аднаўляць з залишкаў, хутка выпарваецца і канденсуецца, у той час як дымеры, алігамеры, палімеры і іншыя цяжкія прымесі выдаляюцца праз выхад цяжкай фазы.

Галоўная мэта гэтага этапу — аднаўленне каштоўнай акрылавай кіслаты з асадку ў ніжняй частцы калонны, зніжэнне страт сыравіны і мінімізацыя рызыка палімерызацыі, звязанай з працяглым награваннем у рэбайлеры.

3.5 Стабілізацыя прадукту і кантроль бяспекі

Ачышчаная акрылавая кіслата кандэнсуецца і перадаецца ў танк для захоўвання прадукту. Канцэнтрацыя інгібітара і ўмовы захоўвання могуць кантралявацца ў адпаведнасці з патрабаваннямі да прадукту.

Поўная сістэма можа быць абсталявана функцыямі кантролю і блакіроўкі для тэмпературы, ціску, вакууму, ахалоджвання і пастаўкі інгібітара. У выпадку ненармальнага павелічэння тэмпературы, вакуумных калебанняў або адмовы сістэмы ахалоджвання можна актываваць адпаведныя абаронныя заходы, каб павялічыць бяспеку і надзейнасць непарыўнай эксплуатацыі.

4. Тэхналагічныя маршруты для розных клясаў акрылавай кіслаты

Прамысловы кляс / Сыравіна для этэрыфікацыі

Папярэдняя апрацоўка → Вакуумнае выдаленне лёгкіх канцоў / Дэгідратацыя → Дыстыляцыя

Галоўная мэта — кантроль узроўню ўільготнасці, ацэтавай кіслаты і іншых нізкакіпячых дамешак, каб акрылавая кіслата адпавядала патрабаванням наступных працэсаў этэрыфікацыі ці звычайных працэсаў палямерызацыі.

Высокачыстая лёдзяная акрылавая кіслата (GAA)

Дакладнае выдаленне лёгкіх фракцый → вакуумная дыстыляцыя для чысткі → рэкампенсацыя астаткаў у тонкай плёнцы → стабілізацыя прадукту

Працэс можа быць распрацаваны для дасягнення чысціні акрылавай кіслаты на ўзроўні 99,5 % ці вышэй, а таксама забяспечвае больш строгі кантроль узроўню ўільготнасці, нізкакіпячых дамешак і колеру прадукту.

Актыўная акрылавая кіслата класу для вытворчасці палімераў

Для прымяненняў з больш строгімі патрабаваннямі да следавых дамешак, такіх як прапіёнавая кіслата, альдэгіды і малеінавыя злучэнні, працэс чысткі можа быць адаптаваны ў адпаведнасці з кампазіцыяй уводнага матэрыялу па газавай храматаграфіі (GC), мэтавым узроўнем чысціні і неабходным аб'ёмам перапрацоўкі.

5. Асноўныя перавагі сістэмы чысткі акрылавай кіслаты YHCHEM

Ніжшая тэмпература і карацейшы час працягвання. Vacuumna distylacyja znižaie rabočuju temperaturu, a vyčyščańnie plonkaj znižaie tarmičnae ŭzdražnennie ciakuchich adchodau. Hetu dapamahaie znižyć dymeryzaciju, palimeryzaciju i zakuporvaciju abladnak.

Stupienčataje adzialennie lёgkich i ciakuchich zabruznienniaŭ. Pieradnia distylacyjnaja sekcija vydaľliae vodu i nizkakipiaciye zabruznienni, a padziamnaja vyčyščańnie plonkaj adnawia akrylavuju kislotu z vysockakipiacich adchodau. Kожny adzialny unit vykonvaie zadachu, dla jakoj jon najbolš prydatny.

Vyššy uzroŭni akrylavaj kisloty. Kaliakavaja akrylavaja kisłota, što zaсталasia ŭ adchodach z nizu kolumny, moža być dadačna adnawiena, što znižaie straty syr'ia, zvyazanyja z vyvadzinniem ciakuchich kampanentaŭ.

Asumliva inhihibicyja palimeryzacii i kantrol biezpiekaści. Dazavańnie inhibitara, tarmičny režym, vakuum i čas pabytu moža kantrolavacca jak intehryvanaja systema, spetsialna stvoranaja ŭ adpaviednasci z charakterystykami palimeryzacii akrylavaj kisloty.

Intehryvanaja ciagła pratsesavańnie. Дыстыляцыя, выпарванне ў тонкай плёўцы, канденсацыя, вакуум, кантроль тэмпературы і аўтаматызацыя могуць быць інтэграваны ў поўную сістэму, прыдатную для распрацоўкі працэсу, праверкі ў пілатным маштабе, маштабавання і цяглой прамысловай вытворчасці.

6. Тыпавыя выпадкі ачышчэння акрылавай кіслаты

Выпадак 1: Кампанія па новых матэрыялах у Цзянсу

Зменшанне палімерызацыі, забруджвання і страт акрылавай кіслаты

Новы вытворца матэрыялаў у Цзянсу стаўкнуўся з цяжкасцямі пры ачышчэнні сырай акрылавай кіслаты, якая змяшчае малеікавыя злучэнні, дымеры акрылавай кіслаты, алігамеры і іншыя высакакіпучыя дамешкі.

У першапачатковым працэсе выкарыстоўвалася партыяная вакуумная дыстыляцыя. Для палепшэння аднаўлення акрылавай кіслаты асадак з нізу калонкі даводзілася працягваць награваць у працягу доўгага часу.

Па меры павелічэння канцэнтрацыі цяжкіх кампанентаў акрылавая кіслата заставалася ў высокатэмпературных умовах на працягу больш доўгага часу. Гэта паэтапна прыводзіла да адкладання палімераў, зменшання эфектыўнасці перадачы цяпла, забруджвання абсталявання і закупорвання трубаправодаў. Адначасова значная колькасць акрылавай кіслоты, якую можна было б аднавіць, выкідалася разам з цяжкім асадкам, а для чысткі абсталявання часта патрабавалася яго выключэнне.

Каб вырашыць праблемы доўгага часу ўтрымання пры вышыні тэмператур і нізкай ступені аднаўлення з цяжкіх асадкаў, YHCHEM удасканаліў працэс да:

Вакуумная дыстыляцыйная калона + Выціральная плёначная выпарная ўстаноўка

Вакуумная дыстыляцыйная калона ажыццяўляе асноўнае падзяленне акрылавай кіслоты ад вады, ацэтавай кіслоты і іншых нізкакіпячых шкодных прымесей. Цяжкі асадак з ніжняй часткі калоны затым непарыўна перадаецца ў выціральную плёначную выпарную ўстаноўку, дзе рэшткавая акрылавая кіслата хутка выпарваецца з тонкай плёнкі і аднаўляецца праз канденсацыю.

Dymery, aligamery i palimernyja adkłady vyvadziascya z vyhada ciaklaj fazy. Systema takža ŭključaje inhi-bitar, kantrol temperatury i vakuumu, kab dalšyjm čynam znižyć ryzyk palimeracyi.

 

Вынікі праекта

Pasla apcymalizacyi pratsesu ryzyk palimeracyi materyjala i zalaplenia abladnannia znatna znižylisia. Čystata akrylavaj kisloty mohła padtrymlvaćsia ŭ miarach cilavoha diapazanu — 99,5 % i vyšej. Kaličnaja składniky ciaklaj adkładu byli dalšyjm adnoŭleny, častata čyščki abladnannia znižylasia, a stabilaść nieperapyŭnaj pracy pałepšyła.

7. Чаму vybracь YHCHEM dla čystki akrylavaj kisloty?

Kluczoŭy faktar čystki akrylavaj kisloty — heta nie tolki dasyahnenni vyššaj čystaty praduktu. Vialmi važna, kab pratses zapewniŭ stabilnuju separacyju nizkakipiačych zabрудnikaŭ, vyssokakipiačych adkładaŭ i kaličnaj akrylavaj kisloty pry minimalnym ryzyku palimeracyi.

Злучаючы вакуумную дыстыляцыю, выпарванне ў тонкай плёнцы і спецыялізаваны кантроль бяспекі з прадухілення палімерызацыі, YHCHEM аддзяляе розныя групы забруджвальнікаў на спецыялізаваных этапах апрацоўкі.

Гэты падыход дапамагае скараціць час працяглага ўздзеяння вышэйшай тэмпературы, знізіць страты акрылавай кіслаты ў асадку з ніжняй часткі калонкі, паляпшыць якасць прадукту і павялічыць магчымасці непарыўнай эксплуатацыі ўсяго сістэмы.

YHCHEM можа прапанаваць камплексныя рашэнні ў галіне працэсу і абсталявання для ачышчэння акрылавай кіслаты, рэгенерацыі высакакіпячых асадкаў, вытворчасці высокачыстай акрылавай кіслаты, пілатных выпрабаванняў і маштабавання непарыўнага працэсу.