Perfil Tecnológico: Butil Acrilato de Ácido Acrílico e Butanol

1 de fevereiro de 2021 | Por Intratec Solutions LLC

Esta coluna é baseada em "Produção de acrilato de butilo a partir de ácido acrílico e butanol – análise de custos", um relatório publicado pela Intratec. Ele pode ser encontrado em: www.intratec.us/analysis/butyl-acrylate-production-cost.

O acrilato de butila, o éster butílico do ácido acrílico, está entre os acrilatos mais importantes industrialmente (juntamente com o acrilato de metila e o acrilato de etila). O principal uso do acrilato de butila é na produção de polímeros acrílicos e na fabricação de copolímeros com polietileno. Também é utilizado na formulação de tintas, selantes, produtos de limpeza e adesivos, bem como em tensoativos anfóteros, resinas aquosas, antioxidantes, elastômeros e dispersões para têxteis e papéis.

O acrilato de butila pode ser produzido a partir de várias reações envolvendo acetileno, álcool 1-butílico, monóxido de carbono, níquel carbonílico e ácido clorídrico, entre outros produtos químicos. Em escala industrial, o acrilato de butila é produzido a partir de ácido acrílico de grau éster e butanol, normalmente em fábricas integradas com instalações de ácido acrílico.

A presente análise discute um processo industrial para a produção de acrilato de butila. O processo compreende duas seções principais: (1) esterificação; e (2) purificação (Figura 1).

Figura 1. O diagrama representa um processo para a produção de acrilato de butila via esterificação convencional

Esterificação. O ácido acrílico, um pequeno excesso de butanol e o catalisador de ácido p-tolueno sulfônico são alimentados ao sistema de reação. O reator de esterificação é conectado a um sistema de destilação para remoção contínua de água do meio do reator. Isso melhora a cinética da reação e desloca a reação para a formação do éster. Os compostos orgânicos recuperados nos fundos são reciclados para o reator de esterificação, enquanto a água é utilizada como solvente para a extração do catalisador.

Purificação. A água recuperada é alimentada a uma coluna de extração de catalisador para separar o catalisador do produto de reação previamente resfriado retirado do segundo reator. A corrente de catalisador é reciclada para o reator de esterificação. O produto bruto é alimentado a uma coluna de lavagem, onde os resíduos de ácido acrílico e catalisador são neutralizados com uma solução cáustica e separados do produto bruto como a corrente de fundo da coluna. O fluxo superior é destilado para recuperar o butanol, que é enviado para a coluna de destilação de desidratação a montante. Na última etapa de purificação, uma coluna separa resíduos orgânicos pesados ​​residuais da corrente bruta de acrilato de butila, produzindo acrilato de butila de alta pureza como sobrecarga da coluna. O material pesado orgânico é direcionado para o reator decompositor, onde o acrilato de butila extra é recuperado pela reação catalítica de subprodutos pesados.

O acrilato de butila é feito principalmente de ácido acrílico e butanol, em uma variedade de rotas de fabricação que diferem de acordo com as fontes de matérias-primas. Nesse contexto, as rotas típicas de produção de acrilato de butila são baseadas na fabricação de ácido acrílico, principalmente via oxidação de propileno e, em menor grau, carbonilação oxidativa de etileno (Figura 2).

Figura 2. Existem vários caminhos de produção diferentes para o acrilato de butila

O custo operacional total (matérias-primas, utilidades, custos fixos e custos de depreciação) estimado para produzir acrilato de butila foi de cerca de US$ 1.400 por tonelada de acrilato de butila no primeiro trimestre de 2017. A análise foi baseada em uma planta construída nos EUA com capacidade para produzir 150.000 toneladas métricas por ano de acrilato de butila.

Editado por Scott Jenkins

Nota do editor: O conteúdo desta coluna é fornecido pela Intratec Solutions LLC (Houston; www.intratec.us) e editado pela Chemical Engineering. As análises e modelos apresentados são elaborados com base em informação publicamente disponível e não confidencial. O conteúdo representa apenas as opiniões da Intratec. Mais informações sobre a metodologia de preparação da análise podem ser encontradas, juntamente com os termos de uso, em www.intratec.us/che.