摘要：丙烯酸涂料在国民生产中具有重要的地位，在的合成过程中因种种原因导致出现异常现象，是各厂家感到棘手的实际问题。丙烯酸生产中异常现象应急处理方案，对今后我国涂料用丙烯酸的生产及指导意义十分重大和宝贵。
关键词：丙烯酸；生产工艺；问题
一、丙烯酸生产工序
（一）、丙烯氧化制丙烯酸
虽然丙烯酸的制备技术多种多样，并且大多数制备技术在工业中也得到了一定的应用。但是最主流的生产工艺仍是丙烯直接氧化成为丙烯酸。以空气中的氧气、丙烯为原料，以水蒸气、高温为氧化条件，同时借助催化剂完成氧化。从化学角度来说，丙烯的氧化可分为两个阶段：第一个阶段是丙烯被氧化成丙烯醛；第二阶段是丙烯醛继续氧化成为丙烯酸。在这两个反应过程中，还会产生醋酸、丙酸、乙酸等副产物。
反应化学方程式为：
CH2==CH—CH3+O2→CH2==CH—CHO+H2O+0.34MJ
CH2==CH—CHO+O2→CH2==CH—COOH+0.25MJ
（二）、工艺流程
就目前而言，丙烯氧化成丙烯酸的工艺并没有统一的标准，其工艺流程也是多种多样。大致可将生产工艺流程分两类：①一次性地将反应气体通过催化剂床层，而后将产物通过分离单元进行提纯，这样副产物、未充分反应的原料等都会被分离出来，排出整个生产系统。②将经过吸收后的气体一次性地再次引入反应器，与新进入的空气、丙烯继续反应。这种工艺流程的优点在于能够提高原材料的利用率，且吸收后的水蒸气能提供二次反应的水分，不再需要专门设置增湿设备。需要注意的是无论哪种工艺流程，丙烯酸氧化过程都会受到催化剂特性、设备等因素的影响。
二、配方设计存在问题对质量的影响
（一）、配方设计中单体的优化组合，其中苯乙烯含量不能过大。根据多年的生产经验总结，热塑性丙烯酸中苯乙烯单体含量占整个应<23%；如≥23%，的转化率就很难达到要求，反应后期，即使补加4次、5次引发剂，效果也不明显（转化率无法保证>98%）。这个问题很有实际意义。不少生产厂家，为了降低的生产成本，有时还为了增加及涂膜光泽，生产时拼命加大苯乙烯用量，因为苯乙烯单体比一般相近似Tg的甲基丙烯酸甲酯便宜很多，设计配方时往往忽略了单体的优化组合，特别是单体的反应竞聚率等这些影响反应的关键因素。苯乙烯越多，尽管制漆后涂膜光泽越高，但耐候性越差，所以苯乙烯用量必须严格限制。
（二）、配方设计中引发剂用量也应合理。为了制造60%固含汽车涂料用羟基丙烯酸，希望黏度低，配方设计中如果采用较多的引发剂BPO，黏度是降下来了，但后期脱水十分困难，造成发乳，达不到汽车涂料用要求。为了满足汽车涂料的技术要求，可采取加一半DCP（过氧化二异丙苯），这种引发剂本身不含有水，这种用复合引发剂的办法既可满足降低黏度的要求，又可使外观达到水白透明。引发剂BPO用量不可过大，一般不应>4.2%（占整个配方），否则会影响的颜色、透明度和耐水性，尤其是制漆后的耐水性和耐紫外线性。
（三）、设计高固体分、低黏度汽车涂料用时，若只降低黏度，不能单独采取增加引发剂的办法，还必须采取综合有效措施，如加E-10（叔碳酸缩水甘油酯），可大大降低的黏度，是制造高固体分低黏度的必由之路。此外，也要适当提高合成反应温度，一般以150～160℃为宜。此外，最好能加一些特别单体（如德国产降低黏度的新的丙烯酸单体），引发剂也要选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为选用可在高温下反应的叔戊基过氧化物，而不能只靠拼命增加引发剂用量的办法来实现上述目的。否则就会降低的黏度的同时牺牲了的其他性能。
（四）、设备设计应合理。反应釜在生产时，要保证有足够的冷凝回流蒸汽冷凝器面积，一般情况下，10m3反应釜应配冷凝面积应大于80m2，否则冷凝效果不好，造成原料消耗大，固体分偏高，转化率不准，收率低，反应不完全。
（五）、降温水的温度和流量也会影响降温效果。如满足不了降温要求，会造成跑料、收率低、反应不完全，因此，必须保证降温效果要好，保证的聚合反应顺利正常进行。
（六）、由于工艺操作不当，造成滴加混合单体时，釜内有冲料情况发生，是由于丙烯酸生产反应是溶液聚合反应，该反应是一种放热反应。反应滴加混合单体之所以强调要均匀、中等速度，就是为了使反应均匀，物料热交换好。因此滴加混合单体必须有最佳滴加速度要求，一般固体分在50%，均在3h左右滴加完，而高固体分（70%）应在4.5～6h滴加完为宜。这是大量生产积累的经验数据。如果不严格按照操作规程的滴加时间和速度来控制，如滴加混合单体的速度过快，又加上反应釜夹套中蒸汽给的热量过大，则会造成反应液急剧升温，反应热过多、过大、过快，如果来不及冷却，就势必会造成急剧涨锅冲料现象发生。此时，应采取紧急措施：立即关闭蒸汽，打开夹套排气阀，开大量降温水进行急剧降温，迅速停止搅拌，停止滴加混合单体，此时操作者一定要注意人身安全，千万不能烫着，注意防止可燃物引起火灾发生。
（七）、有时生产出的有轻微发乳、发浑现象，要通过小试抽样进行检查，如果发现中含有水珠，则应该是工艺操作过程中脱水未净造成，必须耐心仔细地将重新进行脱水，观察苯水分离器脱水情况，直至将水脱净为止。此时可以达到水白透明。所以，生产投料前必须严格检查原材料、单体是否合格，溶剂中不能含有水，如果合成后发现含水量较大，就很难处理，特别是高黏度，甚至无法挽救。
（八）、中控时发现黏度、转化率不合格（偏低时），应仔细地检查原因：是否反应时间不够、反应过程中回流效果不好、引发剂加量不够或未加。如果未配错料，则应按规定补加引发剂，继续保温进行反应，按时再取样进行测试，一般正常情况，固体含量、黏度都应该有所增加。可根据上述指标增加情况，再适当补加引发剂，直至指标合格为止。如果通过补加引发剂继续保持反应，黏度和固化剂仍无变化，则应该认为是配料所致（配料错误），即垫底溶剂加的多，或者单体加的少，此时唯一正确处理方式，就是应按所测黏度及固含量，通过计算将多余溶剂脱出，直至技术指标合格为止，这种情况可挽救，使最终指标达到合格。
（九）、中控时发现的黏度和固体分偏高。如果上述设备、冷凝器、降温水等都正常，则会有两种可能，一是酸的量过大，则可通过测的酸值加以锁定，否则就是配料出现问题；二是单体加的量多了，而溶剂量加的少了。此时应根据中控检测的指标补加溶剂，对的黏度和固体分进行调整，直至合格为止。如果处理得当，完全可以把指标不合格的调整为合格。
（十）、中控时发现树脂指标不合格，用上述的排查法，如果查不出是配料、原料、操作工艺等存在问题，就应寻找中控检测是否有失误情况发生（即检测不准，温度计、天平秤等出现问题），必须重新化验，而且应该复核，以便得出正确的检测数据，确定树脂的真实技术指标。
参考文献：
[1]李耀好，刘晓燕，马云聪，张雪怡.丙烯酸生产工艺反应过程的影响因素分析及相关研究[J].中国新产品新技术，2016，43（22）：112-113.
[2]单伟，闫国英，孙东光，马晓建.丙烯酸生产工艺分析及优化调控研究[J].江西化工技术，2016，（20）：173-176.
[3]曹建伟，高晓拓，徐兰萍，张继尧，丙烯酸及丙烯酸酯的生产工艺[J].中国化工，2016，（11）：137-140.
[4]李宁博，吴帅帅.丙烯酸甲酯生产工艺[J].江南化工建材，2012，（12）：169-171.
论文作者:曹家宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/3
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