Perfil tecnológico: acrilato de butilo a partir de ácido acrílico y butanol

1 de febrero de 2021 | Por Intratec Soluciones LLC

Esta columna se basa en "Producción de acrilato de butilo a partir de ácido acrílico y butanol: análisis de costos", un informe publicado por Intratec. Se puede encontrar en: www.intratec.us/analysis/butyl-acrylate-production-cost.

El acrilato de butilo, el éster de butilo del ácido acrílico, se encuentra entre los acrilatos de mayor importancia industrial (junto con el acrilato de metilo y el acrilato de etilo). El uso principal del acrilato de butilo es en la producción de polímeros acrílicos y para hacer copolímeros con polietileno. También se utiliza en la formulación de pinturas, selladores, productos de limpieza y adhesivos, así como en tensoactivos anfóteros, resinas acuosas, agentes antioxidantes, elastómeros y dispersiones para textiles y papeles.

El acrilato de butilo se puede producir a partir de varias reacciones que involucran acetileno, alcohol 1-butílico, monóxido de carbono, carbonilo de níquel y ácido clorhídrico, entre otros productos químicos. A escala industrial, el acrilato de butilo se produce a partir de ácido acrílico de grado éster y butanol, generalmente en plantas que están integradas con instalaciones de ácido acrílico.

El presente análisis discute un proceso industrial para la producción de acrilato de butilo. El proceso comprende dos secciones principales: (1) esterificación; y (2) purificación (Figura 1).

Figura 1. El diagrama representa un proceso para la producción de acrilato de butilo mediante esterificación convencional

Esterificación. El ácido acrílico, un pequeño exceso de butanol y catalizador de ácido p-tolueno sulfónico se alimentan al sistema de reacción. El reactor de esterificación está conectado a un sistema de destilación para la eliminación continua de agua del medio del reactor. Esto mejora la cinética de la reacción y desplaza la reacción hacia la formación de ésteres. Los compuestos orgánicos recuperados en los fondos se reciclan al reactor de esterificación, mientras que el agua se utiliza como disolvente para la extracción del catalizador.

Purificación. El agua recuperada se alimenta a una columna de extracción de catalizador para separar el catalizador del producto de reacción previamente enfriado extraído del segundo reactor. La corriente de catalizador se recicla al reactor de esterificación. El producto crudo se alimenta a una columna de lavado, donde los residuos de ácido acrílico y catalizador se neutralizan con una solución cáustica y se separan del producto crudo como la corriente de fondo de la columna. La corriente superior se destila para recuperar butanol, que se envía a la columna de destilación de deshidratación corriente arriba. En el último paso de purificación, una columna separa los desechos pesados ​​orgánicos residuales de la corriente de acrilato de butilo crudo, produciendo acrilato de butilo de alta pureza como cabeza de columna. El material orgánico pesado se dirige al reactor de descomposición, donde el acrilato de butilo extra se recupera mediante la reacción catalítica de subproductos pesados.

El acrilato de butilo se fabrica principalmente a partir de ácido acrílico y butanol, en una variedad de rutas de fabricación que difieren según las fuentes de las materias primas. En este contexto, las rutas típicas de producción de acrilato de butilo se basan en la fabricación de ácido acrílico, principalmente a través de la oxidación del propileno y, en menor medida, la carbonilación oxidativa del etileno (Figura 2).

Figura 2. Existen varias vías de producción diferentes para el acrilato de butilo

El costo operativo total (materias primas, servicios públicos, costos fijos y costos de depreciación) estimado para producir acrilato de butilo fue de aproximadamente $1,400 por tonelada de acrilato de butilo en el primer trimestre de 2017. El análisis se basó en una planta construida en EE. UU. con capacidad para producir 150.000 toneladas métricas al año de acrilato de butilo.

Editado por Scott Jenkins

Nota del editor: el contenido de esta columna es proporcionado por Intratec Solutions LLC (Houston; www.intratec.us) y editado por Chemical Engineering. Los análisis y modelos presentados se preparan sobre la base de información disponible públicamente y no confidencial. El contenido representa únicamente las opiniones de Intratec. Se puede encontrar más información sobre la metodología para la preparación de análisis, junto con los términos de uso, en www.intratec.us/che.