طرق تحضير حمض الأكريليك

حمض الأكريليك هو مادة كيميائية صناعية حيوية تستخدم في إنتاج البوليمر والمواد اللاصقة والطلاء ومجموعة متنوعة من المواد الأخرى. نظرا لأهميته ، فإنطرق تحضير حمض الأكريليكتحظى باهتمام كبير من المصنعين والباحثين. يستكشف هذا المقال العمليات المختلفة المستخدمة لتجميع حمض الأكريليك ، مع التركيز على التفاصيل الفنية والمزايا والتطبيقات الصناعية.

1.طريقة أكسدة البروبيلين

واحدة من الأكثر استخداما على نطاق واسعطرق تحضير حمض الأكريليكهو أكسدة البروبيلين ، وهي عملية من خطوتين. اكتسبت هذه الطريقة شعبية هائلة بسبب وفرة البروبيلين كمنتج ثانوي في تكرير البترول.

• الخطوة 1: أكسدة البروبيلين إلى الأكرلين
  تتضمن الخطوة الأولى الأكسدة الحفزية للبروبيلين في وجود الهواء أو الأكسجين لإنتاج الأكروليين (CHCHO = CHCHO). تستخدم محفزات مثل الموليبدينوم والبزموت عادة لتسهيل هذا التفاعل.

• الخطوة 2: أكسدة الأكروليك إلى حمض الأكروليك
  في الخطوة الثانية ، يتأكسد الأكرليين بشكل أكبر لإنتاج حمض الأكريليك (CH₂ = CHCOOH) باستخدام المحفزات القائمة على الفاناديوم. توفر هذه الطريقة إنتاجية عالية ويتم اعتمادها على نطاق واسع في البيئات الصناعية بسبب كفاءتها.

2.كربونيل الأسيتيلين

أخرىطريقة تحضير حمض الأكريليكيتم من خلال كربونيل الأسيتيلين. على الرغم من أنها أقل شيوعًا من مسار أكسدة البروبيلين ، إلا أن هذه الطريقة كانت مهمة تاريخياً وتتضمن الخطوات التالية:

• الخطوة 1: تفاعل الأسيتيلين مع أول أكسيد الكربون
  في هذه العملية ، يتفاعل الأسيتيلين (ch₂) مع أول أكسيد الكربون (CO) في وجود محفز النيكل لتشكيل حمض الأكريليك. عادة ما تكون الضغوط ودرجات الحرارة العالية مطلوبة لضمان استمرار التفاعل بكفاءة.

• مزايا وعيوب
  في حين أن هذه الطريقة يمكن أن تنتج حمض الأكريليك ، فهي أقل تفضيلاً في التطبيقات الصناعية الحديثة بسبب ارتفاع التكاليف المرتبطة بالأسيتيلين وظروف التفاعل. غير أنه في الحالات المحددة التي يكون فيها الأسيتيلين متاحًا بسهولة ، يمكن أن تكون هذه الطريقة مجدية اقتصاديًا.

3.حمض الأكريليك المستمد من الكتلة الحيوية

في السنوات الأخيرة ، كان هناك اهتمام متزايد في المستدامة وصديقة للبيئةطرق تحضير حمض الأكريليك. إحدى هذه الطرق هي إنتاج حمض الأكريليك من مصادر الكتلة الحيوية المتجددة ، مثل الجلسرين أو حمض اللاكتيك أو حمض هيدروكسي بروبيونيك (3 حصان). ولهذا النهج الجوانب الرئيسية التالية:

• الجلسرين كمادة انطلاق
  الجلسرين ، وهو منتج ثانوي لإنتاج الديزل الحيوي ، يمكن تحويله إلى أكرولين من خلال الجفاف الحفاز. ثم يتأكسد الأكرلين إلى حمض الأكريليك ، باتباع مسار مماثل في طريقة أكسدة البروبيلين.

• مسار حمض اللاكتيك
  طريقة أخرى واعدة تنطوي على التحويل الحفاز لحمض اللاكتيك إلى حمض الأكريليك. تعزز هذه الطريقة التخمير الطبيعي للكتلة الحيوية لإنتاج حمض اللاكتيك ، والذي يمكن تحويله بعد ذلك كيميائيًا إلى حمض الأكريليك.

• الأثر البيئي
  توفر الطرق المستمدة من الكتلة الحيوية بصمة كربون أقل مقارنة بالعمليات البتروكيماوية التقليدية. على الرغم من أنها لا تزال في مرحلة البحث والتطوير ، تعتبر هذه الطرق واعدة للتطبيقات الصناعية المستقبلية ، خاصة مع زيادة الطلب على حلول الكيمياء الخضراء.

4.التكسير الحراري للاسترات

طريق اصطناعي آخر لحمض الأكريليك هو التكسير الحراري للإسترات ، وخاصة أكريلات الميثيل. تتضمن هذه العملية تسخين الإستر تحت ظروف خاضعة للرقابة لكسر الروابط الكيميائية وتشكيل حمض الأكريليك والميثانول. يمكن تحقيق عملية الأسترة التي تسبق التشقق الحراري عن طريق تفاعل حمض الأكريليك مع الميثانول.

• التطبيقات
  يتم استخدام هذه الطريقة في حالات محددة حيث يتطلب حمض الأكريليك عالي النقاء ، وغالبًا ما يتم استخدامه في الإنتاج على نطاق صغير نظرًا لارتفاع تكاليف التشغيل مقارنة بالطرق الأخرى.

خاتمة

الـطرق تحضير حمض الأكريليكتطورت بشكل كبير مع مرور الوقت ، مع توفر طرق مختلفة اعتمادًا على المواد المصدر ، واعتبارات التكلفة ، والتأثير البيئي. لا تزال أكسدة البروبيلين هي الطريقة الصناعية السائدة بسبب كفاءتها العالية وتوافرها على نطاق واسع للمواد الخام. ومع ذلك ، فإن التقنيات الناشئة مثل حمض الأكريليك المشتق من الكتلة الحيوية تظهر الوعد في المساهمة في صناعة كيميائية أكثر استدامة.