制备(甲基)丙烯酸过程中形成的副组分的废弃处理方法技术

在制备丙烯酸或甲基丙烯酸过程中形成的低，中和高沸点副组分的废弃处理方法中，气态低沸点副组分被烧掉，其中溶解在水中的低沸点和中沸点副组分任选地和用溶剂处理的高沸点副组分被加入燃烧步骤中。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在制备(甲基)丙烯酸过程中形成的低、中、高沸点副组分的处理方法。丙烯酸是一种重要的基础化学试剂。由于它高反应活性的双键和酸官能团，它特别适用于作为制备聚合物的单体。大部分所制备的丙烯酸单体在聚合之前被酯化成如胶粘剂，分散剂或漆料。只有小部分丙烯酸单体直接聚合成如“超级吸收剂”。虽然丙烯酸直接聚合通常要求高纯度的单体，但是如果丙烯酸在聚合之前酯化，它的纯度要求就不那么高。大家都知道丙烯酸可以在温度200℃～400℃下使用固态催化剂和分子氧多相催化气相氧化丙烯经丙烯醛两步骤制备(参见例如DE-A-1962431,DE-A-2943707,DE-C-1205502,EP-A-0257565,EP-A-0253409,DE-A-2251364,EP-A-0117146,GB-B-1450986和EP-A-0293224)。其中使用了多组分氧化物催化剂，如基于钼，铬，钒，碲的氧化物的催化剂。DE-C-2136396公开了可以通过75％重量二苯醚和25％重量联苯混合物的逆流吸收将丙烯酸从丙烯或丙烯醛催化氧化所得的反应气体中分离。DE-A-2449780公开了在逆流吸收之前在直接冷凝器(骤冷装置)中通过部分蒸发溶剂冷却热反应气体的方法。这种方法和在进一步过程步骤中产生的问题是在装置中出现了固体，这降低了设备的可操作性。如在DE-A4308087中描述的，通过将极性溶剂如邻苯二甲酸二甲酯加入到相对非极性的二苯醚和联苯的混合物中(含量为0.1～25％重量)可以降低固体生成。除了上面所述的将含有丙烯酸的反应产物吸收进入高沸点溶剂(混合物)中之外，还有其它方法原理。上述的方法不同于其它方法，因为在这方法中丙烯酸是以尽可能无水状态被吸收入高沸点溶剂(混合物)中。水是在单独的过程步骤中被除去。其它方法是将丙烯酸和在催化氧化过程中同时形成的水完全冷凝。在这种情况中形成的是丙烯酸水溶液，水溶液可以通过使用能够与丙烯酸形成共沸物的试剂的蒸馏步骤(参见DE-C-3429391,JP-A-1124766,JP-A-7118766,JP-A-7118966,JP-A-7118968和JP-A-7241885)或通过一萃取步骤(参见DE-A-2164767,JP-A-58140039和JP-48091013)进行进一步的处理。在EP-A-0551111中用气相催化氧化法制备的丙烯酸和副产物的混合物在吸收塔与水接触，所得的水溶液在一种能与极性低沸点物如水或乙酸形成共沸物的溶剂存在下进行蒸馏。DE-C-2323328描述了通过用特殊的有机溶剂混合物萃取将丙烯酸从丙烯酸酯化过程中产生的废水液中或在通过丙烯或丙烯醛氧化制备丙烯酸过程中形成的丙烯酸水溶液中分离。在所有工业上用于制备丙烯酸或甲基丙烯酸的过程中一个普遍的事实是所产生的低、中、高沸点馏分构成了不想要的副组分和由此这些物流必须被处理。这些(至少三种)物流的处理占了制备过程相当大的成本费用。因此，本专利技术的目的就是提供一种处理方法，以经济和生态上的最佳方式解决与(甲基)丙烯酸制备相关的副产物问题。我们已经惊奇地发现通过气态低沸点物与水溶性低沸点物和/或中沸点物的含水液态物流一起燃烧(必要时高沸点物与它们一起燃烧)可以解决这个问题。由此本专利技术涉及一种在(甲基)丙烯酸生产过程中形成的低、中、高沸点副组分的处理方法，其中气态低沸点副组分(1)被燃烧掉，其中溶解在水中的低或中沸点副组分(2)任选地与用低粘度溶剂处理的高沸点副组分(3)一起加入。燃烧宜在燃烧室中进行，燃烧室装有一个或多个辅助气燃烧器，喷嘴燃烧器，或多燃料燃烧器，例如，火焰蒸发燃烧器。在一个实施方案中，本专利技术涉及一种方法，其中丙烯酸或甲基丙烯酸是按以下步骤制备的(a)丙烯或异丁烯和/或丙烯醛或甲基丙烯醛的催化气相氧化，(b)在步骤(a)中形成的反应产物吸收进入高沸点溶剂中，(c)通过蒸馏将丙烯酸或甲基丙烯酸从来自步骤(b)的负载的溶剂中分离，其中在步骤(b)吸收之前蒸发部分溶剂，一部分剩余的液体溶剂(必要时在溶剂进一步蒸发之后)作为高沸点副组分(3)被处理和在步骤(b)中反应产物吸收之后将所剩余的未被吸收反应产物冷却，其中得到的含水冷凝物(必要时在随后的萃取之后)作为副组分(2)进行处理以及至少一部分所得到的气流作为副组分(1)进行处理。本专利技术优选的实施方案在从属权利要求中得到定义。其他和优选的特征显示在附图说明图1和图2以及在下面进行描述。在图中图1是当实施本专利技术的方法时优选使用的火焰蒸发燃烧器的图示说明；图2显示了制备丙烯酸的工艺流程图。在本专利技术中，术语高沸点物、中沸点物和低沸点物以及相应辅助术语是表示具有比丙烯酸或甲基丙烯酸沸点高的化合物(高沸点物)或与丙烯酸或甲基丙烯酸沸点相近的化合物(中沸点物)或具有更低沸点的化合物(低沸点物)。气态低沸点副组分(1)包括在酸制备过程中形成的气态副组分和低温(室温)下沸腾的液态组分，它们除了惰性气体，如氮气，水，一氧化碳和二氧化碳外大致上含有将被处理的材料的低沸点组分，优选丙烯醛，乙醛，丙烷，丙烯，甲醛，甲酸，和/或在(甲基)丙烯酸制备过程中未转化的原料。该气流(1)在一燃烧室中进行燃烧比较有利。这样的燃烧室可以安排与(甲基)丙烯酸生产设备单独结合或结合其它设备进行操作。在图1中显示的优选使用的火焰蒸发燃烧器的一个实例将在下面更详细地描述。溶解在水中并将进行处理的低或中沸点副组分(2)优选含有0.1～10％重量乙酸，0.01～5％重量马来酸，0.01～8％重量富马酸，0.2～4％重量甲醛，和/或0.1～10％，优选5％重量的其它有机材料如甲酸，丙酸，苯甲醛，二丙烯酸，羟基丙酸，苯甲酸，和/或二苯醚(当作为溶剂使用时的残余)，任何一种情况都基于副组分(2)为100％重量。这些副组分主要含有乙酸，马来酸和甲醛。这些副组分物流(2)在低沸点的副组分燃烧时以含水物流形式加入并且优选喷入。在本专利技术一个优选的实施方案中这个喷入过程是通过同心多燃料喷嘴进行的，如同在现有技术中为人熟悉的。含有副组分(2)的含水物流宜尽可能地进行预浓缩，如通过蒸发。为此，宜利用生产过程中产生的热量以提高能源利用。合适的设备包括可购买得到蒸发器。高沸点副组分(3)主要含有丙烯酸或甲基丙烯酸的聚合物，未被消耗的产物稳定剂如吩噻嗪，或对-亚硝基苯酚，抑制剂如亚甲蓝，和/或其热降解产物。该固态高沸点物物流(3)优选首先进行预处理，因为它的物化性能使得它难以处理。凝固点通常如此高以致于该物流在通常的室温下无法用泵进行输送。和溶剂混合可导致凝固点下降到混合物可以进行泵输送的状态，该溶剂在室温下粘度要低(粘度通常为0.5×10-3～2×10-3Pa·s)并且优选具有高沸点，即100℃～250℃。对此以下的溶剂被证明是尤其有利的丙酮，二甲基甲酰胺(DMF)，或醇类，特别是C3～C10二醇和/或三醇，如戊二醇，己二醇，甘油，乙二醇，二甲基甘醇，单甲基甘醇，单乙基甘醇，二乙基甘醇或它们的混合物。用这些低粘度稀释剂处理的副组分物流(3)可以送入本专利技术的燃烧过程，其中该输送与其它副组分(1)和(2)分开进行，优选副组分(2)和(3)分开喷入。另一方面也可能将高沸点副组分(3)在相应处理之后送入工业燃烧装置，如就地分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在（甲基）丙烯酸制备过程中形成的低，中，高沸点副组分的废弃处理方法，其中气态低沸点副组分（１）被烧掉，其中溶解在水中的低或中沸点副组分（２）和任选的已用低粘度溶剂处理的高沸点副组分（３）被输入到副组分（１）的燃烧阶段中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：V施利法克，U哈蒙，W琵斯，U拉尤，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]