在丙烯酸制备过程中防止聚合的方法技术

一种有效地防止在丙烯酸生产过程中，在共沸脱水蒸馏时丙烯酸聚合，并且因此可以使共沸脱水塔在一段延长期内稳定运转的方法。一种防止丙烯酸在丙烯酸生产过程中聚合的方法，其中将丙烯酸在共沸脱水塔中从加入其中的丙烯酸含水溶液中分离出来，方法包括：从共沸脱水塔的底部排出的底部流出液，所述底部流出液包含50％或更多的乙二醛(包括它的水合物)，所述乙二醛包含在进料到共沸脱水塔的丙烯酸含水溶液中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在丙烯酸制备过程中防止聚合的方法
本专利技术涉及一种在丙烯酸蒸馏时防止其聚合的方法，并且更具体而言，涉及一种在丙烯酸生产过程中丙烯酸含水溶液的共沸脱水蒸馏过程中，防止由于存在于丙烯酸含水溶液(进料液)中的副产物而引起的丙烯酸聚合和防止副产物在蒸馏塔中沉积的方法。
技术介绍
在大型生产厂中已生产了非常大量的丙烯酸。将生产丙烯酸具有代表性的流程描述如下。首先，将丙烯和/或丙烯醛(以下，称为“丙烯等”)送入与含有氧分子的气体在气相接触，并且催化氧化得到反应气。反应气含有与想要的产品丙烯酸一起的各种各样的下述的化合物，包括未反应的丙烯醛和副产物如甲醛、乙二醛、糠醛、苯甲醛、甲酸、醋酸和马来酸。接着，将反应气送入与吸收液如水接触并被吸收入吸收液中，得到丙烯酸的含水溶液，并且通过蒸馏或类似的方法将含在丙烯酸含水溶液中的杂质如副产物和水除去，以制备高纯度的丙烯酸。由于丙烯酸与水之间或丙烯酸与醋酸之间在相对挥发度方面没有充分大的差异，难以在简单的蒸馏过程中得到高纯度的丙烯酸。因此，典型地将丙烯酸含水溶液与共沸溶剂的混合物一起蒸馏的共沸蒸馏方法用作蒸馏方法。此外，为了除去杂质需要提高蒸馏温度，这出现了下面的问题：即丙烯酸自身趋向于在蒸馏过程中聚合。因此，将各种阻聚剂送入蒸馏塔中用于防止在蒸馏塔中的丙烯酸聚合和确保蒸馏在一段延长期稳定地运转。对于这类方法已知的有：一种通过将N-亚硝基苯胲或它的盐与铜盐的化合物一起加入蒸馏塔来防止丙烯酸聚合的方法(见日本未审查的专利公开号9-9544656)；和一种通过将由N-烃氧基化合物、苯酚化合物和吩噻嗪化合物组成的三组分阻聚剂与分子氧一起加入蒸馏塔来防止丙烯酸-->聚合的方法(见日本未审查的专利公开号6-345681)。作为用于防止丙烯酸聚合的手段，与上述描述的那些一道，已提出了其它的种种阻聚剂，但是每一种阻聚剂尽管在贮存时防止丙烯酸聚合的效率很高，但对于在蒸馏过程中，特别是在共沸脱水蒸馏过程中(以下可以称为共沸脱水)对于防止丙烯酸聚合并不具有优势。此外，如后面所述，本专利技术人已发现这些阻聚剂对于防止包含在丙烯酸含水溶液中的副产物的沉积是没有效果的。对于需要在相当长的时间内运转的大规模丙烯酸生产来说，在一段延长期保留有防止丙烯酸聚合的优异潜能的阻聚剂是理想的，但是还没有可以满足这种需求的这类阻聚剂。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种在丙烯酸制备过程中，在共沸脱水蒸馏时有效抑制丙烯酸的聚合和副产物的沉积，并且在一段延长期内确保共沸脱水蒸馏塔稳定运转的方法。一种在从丙烯酸含水溶液中分离丙烯酸时防止丙烯酸聚合的方法，该方法包括：丙烯酸含水溶液含有乙二醛和/或它的水合物；分离是在存在共沸溶剂的条件下，在共沸脱水塔中进行的；从丙烯酸含水溶液中分离丙烯酸和乙二醛和/或它的水合物，并从塔的底部排出，其中：相对于包含在丙烯酸含水溶液中的100％的总乙二醛和/或它的水合物而言，将50％或更多的乙二醛和/或它的水合物从塔的底部排出。附图简述图1所示为丙烯酸生产方法的流程示意图。具体实施方式在寻找一种在共沸脱水蒸馏塔(以下可以称为共沸脱水塔)中提高对丙烯酸聚合的抑制作用的完全新的方法的过程中，不仅通过对常规阻聚剂的改进，而且在对发生在共沸脱水塔中的各种问题如在蒸馏时丙烯酸-->聚合和形成沉淀进行深入研究后，本专利技术人已发现丙烯酸在塔里面的聚合主要是由两个原因所引起的：一个原因是塔中的温度，因为丙烯酸在高温下容易聚合。另一个原因是在进料液(即丙烯酸含水溶液)中含有的杂质(特别是乙二醛及其水合物)，因为杂质导致聚合物质的形成或杂质本身在塔里面积聚和沉积。此外，发现了由于前面的原因(与温度有关的原因)，常规阻聚剂仅对于防止丙烯酸的聚合有效，并且由于后面的原因(与杂质有关的原因)，对于防止聚合和沉积不够有效。具体而言，在共沸脱水蒸馏的常规运转条件下，在进料液中含有的杂质之一的乙二醛和/或其水合物(以下可以只称为“乙二醛”)倾向于在共沸脱水塔中积聚，并且随着时间的过去而冷凝，形成并沉积为聚合物质，它引起在塔中流过的气体流或液体流的流量偏差和在塔内阻聚剂的不均匀分布。结果，由于塔中的乙二醛衍生物，例如，通过丙烯酸的聚合或由于沉积物的加速作用，阻止了在通常运转条件下蒸馏塔连续稳定地运转一段延长期而导致产生了各种聚合物。基于这些发现完成本专利技术。根据本专利技术，将包含在丙烯酸含水溶液中的50％或更多，优选70％或更多，更优选90％或更多，再更优选95％或更多的乙二醛从共沸脱水塔的的底部排出，以确保蒸馏时有效地抑制乙二醛(各种各样形式存在的，包括聚合物)在塔内的积聚，并因此防止衍生自乙二醛的上述不利影响并允许进行比常规运转更长时间的连续运转。以下，将参考在图1所示的丙烯酸生产方法描述本专利技术的方法，但本专利技术的特征在于：相对于包含在丙烯酸含水溶液中的100％的总乙二醛而言，所述丙烯酸含水溶液供给到共沸脱水塔中，将50％或更多的乙二醛从塔的底部排出。应当理解的是，下面描述的制备方法并不是意图限制本专利技术的范围，并且只要修改不防碍本专利技术的有利作用，如果需要，可对本制备方法进行修改。在本专利技术一个有利的实施方案中，推荐在自共沸脱水塔的底部的第3至第6理论板上液相中水的浓度为0.1质量％或更高。在另一个有利的实施方案中，将在共沸脱水塔的顶部提取的冷凝物的含水相中丙烯酸的浓度设置为0.5质量％至5质量％；将包含在进料液中的30％或更多的醋酸从共沸脱水塔的底部排出；或将特定的溶剂用作共沸溶剂。-->将通过在任何条件下用含有氧分子的气体或类似物对丙烯和/或丙烯醛进行气相催化氧化而得到的气体混合物通过管线1送入到吸收塔2中。将吸收液通过管线3送入吸收塔2中，其中吸收液被送入与气体混合物接触，并吸收包含于其中的丙烯酸。然后将得到的含有吸收的丙烯酸的丙烯酸含水溶液通过管线4送至下面的工艺中。将脱去丙烯酸的剩余气体通过管线5排放，并将其送至另外的工艺，例如，返回上述的气相催化氧化工艺或到燃烧工艺。如上述，丙烯酸含水溶液含有丙烯酸、剩余的未反应的丙烯醛和在气相催化氧化过程中产生的副产物，例如，作为杂质的甲醛、乙二醛、糠醛、苯甲醛、甲酸、醋酸和马来酸。可以将由此得到的丙烯酸含水溶液直接通过管线4或间接通过根据特定需要的任何步骤送入共沸脱水塔中。为了减少残留在丙烯酸含水溶液中的丙烯醛的量，例如，可以另外安装如图1所示的汽提塔6。然后将在汽提塔6中脱去丙烯醛的丙烯酸含水溶液通过管线7送入共沸脱水塔9中。其间，可以将在汽提塔中汽化的丙烯醛通过管线8送至任何用于处理或重新利用的工艺中去。在本专利技术的共沸脱水塔9中，将含在丙烯酸含水溶液中的水和丙烯酸分离，并分别从塔(脱水蒸馏)的顶部(水)和底部(丙烯酸)提取。由于水和丙烯酸在相对挥发度方面没有大的差异，因此用简单的蒸馏方法不容易实现它们的分离，一般而言丙烯酸是通过对丙烯酸含水溶液和另外的共沸溶剂的混合物进行共沸蒸馏而分离，由此将水-共沸溶剂混合物从塔的顶部蒸馏出来。将分离的丙烯酸(粗丙烯酸)从塔的底部排出。从促进共沸溶剂在共沸溶剂分离装置13中分离和回收考虑，优选共沸溶剂是基本上不溶于水，并且更明确地优选室温下在水中的溶解度为0.5质量％或更小，更优选为0.3质量％或更小。具体而言，推荐使用溶解度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1、一种防止在从丙烯酸含水溶液中分离丙烯酸时丙烯酸聚合的方法，该方法包括：所述丙烯酸含水溶液含有乙二醛和/或它的水合物；所述分离是在存在一种共沸溶剂的条件下，在共沸脱水塔中进行的；所述丙烯酸，乙二醛和/或它的水合物分离自丙烯酸含水溶液，并从塔的底部排出，其中：相对于包含在所述丙烯酸含水溶液中的100％总的乙二醛和/或它的水合物，从塔的底部排出50％或更多的乙二醛和/或它的水合物。

【技术特征摘要】
2002.09.03 JP 2002－2580461、一种防止在从丙烯酸含水溶液中分离丙烯酸时丙烯酸聚合的方法，该方法包括：所述丙烯酸含水溶液含有乙二醛和/或它的水合物；所述分离是在存在一种共沸溶剂的条件下，在共沸脱水塔中进行的；所述丙烯酸，乙二醛和/或它的水合物分离自丙烯酸含水溶液，并从塔的底部排出，其中：相对于包含在所述丙烯酸含水溶液中的100％总的乙二醛和/或它的水合物，从塔的底部排出50％或更多的乙二醛和/或它的水合物。2、根据权利要求1的方法，其中在所述的共沸脱水塔的第3至第6理论板上液相中...

【专利技术属性】
技术研发人员：大河内和夫，中江智洋，坂元一彦，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：日本;JP