공기와의 2단계 반응 거쳐 생성프로필렌가스는 공기와 반응하면 우선 아크로레인이 되고 아크로레인이 다시 공기와 반응을 거치면 아크릴산이 나오게 된다. 이 과정에서 촉매가 있어야 화학반응이 가능하게 된다.
반응관속에 채워진 1단계 촉매는 프로필렌을 촉매의 표면상에 흡착시키고 촉매속의 산소와 반응을 거쳐 아크로레인으로 전환시키는 역할을 한다.
산소를 빼앗겨 환원된 촉매 표면은 공기중의 산소로부터 산소를 공급받아 원래의 산화상태로 돌아오는 산화-환원 반응의 순환을 한다.
1단계 촉매는 몰리브덴(Mo), 비스무트(Bi), 철(Fe), 코발트(Co) 등을 함유한 다성분계 금속산화물 촉매다.
2단계 촉매는 1단계 반응에서 생성된 아크로레인과 촉매 표면의 산소와의 반응을 거쳐 아크릴산으로 최종전환되는 역할을 하며 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 텅스텐(W), 구리(Cu) 등을 함유한 다성분계 금속산화물이다.
1단계 반응에서는 미반응 프로필렌과 아크로레인 이외에 아크릴산, 아세트산, 일산화탄소와 이산화탄소 등이 생성되고 2단계 반응에서는 아직 전환되지 않은 아크로레인과 아크릴산 이외에 부산물로서 아세트산, 일산화탄소와 이산화탄소 등이 생성된다.
우수한 성능의 1단계 촉매 요건으로는 낮은 온도에서 프로필렌으로부터 높은 수율의 아크로레인과 아크릴산을 만들고 아세트산과 일산화탄소 등 부산물 생성을 억제하는 것이다.
2단계 촉매의 경우 낮은 온도에서 아크로레인을 아크릴산으로 모두 전환시키고 아세트산, 일산화탄소의 생성을 억제하는 것이다.
