Profil technologique : Acrylate de butyle à partir d'acide acrylique et de butanol

1 février 2021 | Par Intratec Solutions LLC

Cette colonne est basée sur "Production d'acrylate de butyle à partir d'acide acrylique et de butanol - Analyse des coûts", un rapport publié par Intratec. Il peut être trouvé à : www.intratec.us/analysis/butyl-acrylate-production-cost.

L'acrylate de butyle, l'ester butylique de l'acide acrylique, fait partie des acrylates les plus importants sur le plan industriel (avec l'acrylate de méthyle et l'acrylate d'éthyle). L'acrylate de butyle est principalement utilisé dans la production de polymères acryliques et dans la fabrication de copolymères avec du polyéthylène. Il est également utilisé dans la formulation de peintures, de mastics, de produits de nettoyage et d'adhésifs, ainsi que dans les tensioactifs amphotères, les résines aqueuses, les agents antioxydants, les élastomères et les dispersions pour textiles et papiers.

L'acrylate de butyle peut être produit à partir de plusieurs réactions impliquant l'acétylène, l'alcool 1-butylique, le monoxyde de carbone, le nickel carbonyle et l'acide chlorhydrique, entre autres produits chimiques. À l'échelle industrielle, l'acrylate de butyle est produit à partir d'acide acrylique et de butanol de qualité ester, généralement dans des usines intégrées à des installations d'acide acrylique.

La présente analyse traite d'un procédé industriel de production d'acrylate de butyle. Le procédé comprend deux sections principales : (1) estérification ; et (2) purification (Figure 1).

Figure 1. Le schéma représente un procédé de production d'acrylate de butyle par estérification conventionnelle

Estérification. De l'acide acrylique, un petit excès de butanol et un catalyseur d'acide p-toluène sulfonique sont introduits dans le système réactionnel. Le réacteur d'estérification est relié à un système de distillation pour l'élimination continue de l'eau du milieu du réacteur. Cela améliore la cinétique de la réaction et déplace la réaction vers la formation d'esters. Les composés organiques récupérés dans les fonds sont recyclés vers le réacteur d'estérification, tandis que l'eau est utilisée comme solvant pour l'extraction du catalyseur.

Purification. L'eau récupérée est introduite dans une colonne d'extraction de catalyseur pour séparer le catalyseur du produit de réaction préalablement refroidi retiré du second réacteur. Le flux de catalyseur est recyclé vers le réacteur d'estérification. Le produit brut est introduit dans une colonne de lavage, où les résidus d'acide acrylique et de catalyseur sont neutralisés avec une solution caustique et séparés du produit brut en tant que courant de fond de colonne. Le flux de tête est distillé pour récupérer le butanol qui est envoyé dans la colonne de distillation de déshydratation en amont. Dans la dernière étape de purification, une colonne sépare les déchets lourds organiques résiduels du flux d'acrylate de butyle brut, produisant de l'acrylate de butyle de haute pureté en tête de colonne. La matière lourde organique est dirigée vers le réacteur décomposeur, où l'acrylate de butyle supplémentaire est récupéré par la réaction catalytique des sous-produits lourds.

L'acrylate de butyle est principalement fabriqué à partir d'acide acrylique et de butanol, dans une variété de voies de fabrication qui diffèrent selon les sources de matières premières. Dans ce contexte, les voies de production typiques de l'acrylate de butyle sont basées sur la fabrication d'acide acrylique, principalement via l'oxydation du propylène et, dans une moindre mesure, la carbonylation oxydative de l'éthylène (Figure 2).

Figure 2. Plusieurs voies de production différentes existent pour l'acrylate de butyle

Le coût d'exploitation total (matières premières, services publics, coûts fixes et coûts d'amortissement) estimé pour produire de l'acrylate de butyle était d'environ 1 400 $ par tonne d'acrylate de butyle au premier trimestre de 2017. L'analyse était basée sur une usine construite aux États-Unis avec une capacité de produire 150 000 tonnes métriques par an d'acrylate de butyle.

Edité par Scott Jenkins

Note de l'éditeur : Le contenu de cette colonne est fourni par Intratec Solutions LLC (Houston ; www.intratec.us) et édité par Chemical Engineering. Les analyses et modèles présentés sont préparés sur la base d'informations publiquement disponibles et non confidentielles. Le contenu représente uniquement les opinions d'Intratec. Vous trouverez plus d'informations sur la méthodologie de préparation de l'analyse, ainsi que les conditions d'utilisation, sur www.intratec.us/che.