纯化(甲基)丙烯酸的方法技术

本发明专利技术涉及在不存在有机溶剂的情况下且在不存在对醛类的化学处理的情况下，并且在不使用分区的塔的情况下，从通过丙烯酸前体的气相氧化获得的包含丙烯酸的气态反应混合物连续生产丙烯酸的方法。续生产丙烯酸的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纯化(甲基)丙烯酸的方法


[0001]本专利技术涉及改进的纯化(甲基)丙烯酸的工艺，其在不存在有机溶剂的情况下且在不存在对醛类的化学处理的情况下进行。

技术介绍

[0002]以工业大规模使用的合成丙烯酸的工艺采用了在不存在氧的情况下催化氧化丙烯的反应。该反应一般在气相中进行，并且最通常在两个阶段中进行：第一阶段进行丙烯的基本上定量的氧化以提供富丙烯醛混合物并且然后在第二阶段期间进行丙烯醛的选择性氧化以提供丙烯酸。
[0003]得自第二阶段的气体混合物除了丙烯酸之外由以下组成：得自涉及的反应物的未转化的化合物或在两个反应阶段中的至少一个阶段产生的杂质，即：
[0004]‑
轻质化合物，其在通常采用的温度和压力下是不可凝结的，即，基本上为：丙烯，丙烷，氮气，未转化的氧，由最终氧化形成的少量一氧化碳和二氧化碳；
[0005]‑
轻质化合物，其是可凝结的，即，基本上为：水，轻质醛类，比如未转化的丙烯醛，甲醛，乙二醛和乙醛，甲酸，乙酸或丙烯酸(propenoic acid)；
[0006]‑
重质化合物：糠醛，苯甲醛，马来酸和酸酐，苯甲酸，2
‑
丁烯酸，酚或原白头翁素。
[0007]此工艺中获得的气体混合物的复杂性需要一套操作以收取包含在此气态流出物中的丙烯酸并且将其转化为与其最终用途(例如合成丙烯酸酯或生产丙烯酸和/或丙烯酸酯的聚合物)相容的工业(technical，技术)级或冰级丙烯酸。
[0008]基于"无溶剂"技术的文献EP 2 066 613、WO 2015/126704和WO 2008/033687描述了在不使用外部水或共沸溶剂的情况下收取丙烯酸的工艺。此工艺采用了两个蒸馏塔以纯化冷却的气态反应混合物：a)脱水塔，b)用来自脱水塔的底部料流的一部分进料的精炼塔。在纯化/精炼阶段期间，通过从精炼塔的侧料流排出以液体或蒸气形式收取纯化的丙烯酸料流。获得的工业丙烯酸一般具有大于98.5％，事实上甚至大于99.5％(按重量计含量)的纯度。其含有小于0.3％的水，小于0.075％的乙酸和最重要地重质化合物，比如醛类和原白头翁素。
[0009]此工业丙烯酸可在没有进一步纯化的情况下用于生产酯。然而，当此丙烯酸旨在用于制造聚合物时，此"工业"品质将是不足的。在此情况中，将必须使用"冰"丙烯酸。这是因为从工业AA中将某些杂质去除至极低水平是特别重要的。它们特别地含有醛类，比如糠醛(furfuraldehyde)(或糠醛(furfural))，苯甲醛或丙烯醛，或其他杂质，比如原白头翁素，在合成丙烯酸期间产生的化合物，或还有非酚类聚合抑制剂，比如在合成丙烯酸期间引入的吩噻嗪。在目标在于在生产高分子量聚合物的聚合反应中使用冰AA时，这些化合物通过减慢或抑制此反应而对冰AA的反应性具有主要影响。
[0010]冰丙烯酸随后旨在用于进行丙烯酸或其酯或酰胺衍生物的聚合工艺，该工艺以不同形式进行，以本体(in bulk)、在溶液中、在悬浮体中或在乳液中。这些聚合物被原样使用或作为共聚物用于卫健(例如在生产超级吸附剂中)、清洁剂、颜料、清漆、胶粘剂、纸、纺织
物或皮革等各种领域中。
[0011]为了从工业丙烯酸获得冰丙烯酸，文献EP 2 066 613和WO 2008/033687表明可使后者经历通过分级结晶而进行的另外的处理以生产可再生来源的聚合物级别的丙烯酸，如描述在Sulzer的专利US 5 504 247中或在申请人公司的文献WO 2011/010035中。
[0012]进一步地，通过蒸馏制造冰AA的工艺可为有利的，因为当可收取在由放热反应阶段(以蒸气形式)提供的过量能量中存在的热量时，其具有能量整合的可能性，当纯化通过结晶进行时(后者需要冷却(cold，低温)，并且因此消耗电力)，这不可简单地进行。因此可通过与使得可去除醛类的化学处理组合的蒸馏操作获得冰丙烯酸。在可使用的反应物中，可采用胺类和更特别地肼类家族的化合物，如专利US 3 725 208和US 7 393 976中描述的。
[0013]在文献WO 2017/060583中，使用化学试剂处理醛类的阶段在包含脱水塔的纯化段，和精炼塔中进行，优选在所述纯化段内进行，或替代地在通过用一个或两个蒸馏塔蒸馏的额外纯化段中进行，并且使得可得到冰丙烯酸品质。
[0014]文献WO 2018/185423描述了在不存在外部有机溶剂的情况下，在使用两个蒸馏塔收取丙烯酸的工艺中使用分隔壁塔作为纯化/精炼塔。分隔壁塔的特别构造(也就是说当分隔壁与顶部部分的塔的上部穹顶邻接并且不与底部部分的塔底邻接时)使得可改进工艺的能量平衡同时改进收取的丙烯酸的工业(技术)品质。在分隔壁塔的顶部处提取的工业丙烯酸可经历通过分级结晶或通过蒸馏进行的(任选地在与残留醛类反应的化合物的存在下)另外的处理。在某些特定运行条件下，获得的丙烯酸的品质为冰丙烯酸的品质。
[0015]使用分隔壁蒸馏塔仍是复杂的并且此文献中描述的纯化在没有显著改变的情况下不适用于使用外部有机溶剂收取丙烯酸的常规工艺。
[0016]文献WO 2016/142608描述了在不使用共沸溶剂的情况下从通过气相氧化(甲基)丙烯酸的前体获得的包含(甲基)丙烯酸的气态反应混合物收取(甲基)丙烯酸的工艺，其包括至少以下阶段：
[0017]i)使气态反应混合物在不使用共沸溶剂的情况下在称作脱水塔的第一塔中经历脱水，产生顶部料流和底部料流，顶部料流的至少一部分被凝结并且以回流形式返回脱水塔；
[0018]ii)使脱水塔底部料流至少部分地在称作精炼塔的第二塔中在低于大气压力的压力下经历蒸馏，产生顶部料流和含有重质化合物的底部料流；
[0019]iii)通过从精炼塔的侧料流排出和/或在精炼塔的底部处收取(甲基)丙烯酸料流；
[0020]所述工艺的特征在于使来自精炼塔的顶部料流至少部分地经历干真空泵凝结系统，形成返回至脱水塔的凝结物和最终气态流出物。
[0021]此文献说明了(甲基)丙烯酸料流16通过从精炼塔的侧料流排出(阶段iii)，在优选位于所述塔的进料点以下的侧水平处而收取，并且所述料流16还可经历通过蒸馏(任选地与结晶处理联结)进行的纯化。
[0022]申请人公司在其申请FR 1 903 519中描述了在不存在用于处理醛类的化学反应物的情况下纯化工业丙烯酸的工艺，该工艺生产了通过蒸馏单元的侧出口排出的冰丙烯酸料流，在蒸馏单元的顶部处提取基本上含有轻质化合物的料流，和在蒸馏单元的底部处收
traffic)的函数的在总回流下的理论级数。
具体实施方式
[0034]本专利技术现在在下面的说明书中以非限制性方式且更详细地描述。
[0035]在本专利技术中，术语"(甲基)丙烯酸(类)"意指"丙烯酸(类)"或"甲基丙烯酸(类)"。为了简单起见，在此公开内容的后续中将涉及生产丙烯酸但也通过类推适用于生产甲基丙烯酸。
[0036]术语"外部有机溶剂"表示(甲基)丙烯酸在其中是可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.在不存在有机溶剂的情况下且在不存在对醛类的化学处理的情况下从通过(甲基)丙烯酸的前体的气相氧化获得的包含(甲基)丙烯酸的气态反应混合物纯化(甲基)丙烯酸的工艺，所述工艺包含以下阶段：
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在不使用共沸溶剂的情况下在脱水塔中使所述反应混合物经历脱水，导致获得顶部料流和底部料流，
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将来自脱水塔的所述底部料流的至少一部分送至精炼塔的上部中，在此处轻质产物被蒸馏，重质产物在此塔的底部处被去除并且侧料流被排出，
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将来自精炼塔的所述侧料流送至第三蒸馏塔的下部三分之一部分，导致获得顶部料流，侧料流和底部料流，使所述顶部料流经历凝结以及然后在凝结后以回流形式部分返回此塔中并且被部分收取，所述侧料流在所述蒸馏塔的下部的一半中被排出。2.如权利要求1所述的工艺，其中使来自脱水塔的顶部料流的至少一部分经历凝结，然后以回流形式返回至脱水塔。3.如权利要求1和2中任一项所述的工艺，其中来自脱水塔的底部料流的至少一部分以回流形式返回此塔的下部以形成再循环回路。4.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中使由水和乙酸构成、在精炼塔的顶部处被提取的所述轻质产物经历凝结，如此获得的凝结物的至少一部分返回至脱水塔以与所述再循环回路的料流混合。5.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中在没有另外纯化的情况下，在蒸馏塔的底部处收取的残留料流再循环至制造C1‑
C8(甲基)丙烯酸酯的酯化设备。6.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中从精炼塔排出的侧料流包含含有以下的溶液：至少98.5％的丙烯酸，小于0.3％的水，小于0.075％的乙酸，并且所述溶液具有大于50ppm且小于0.05％的糠醛含量，大于50ppm且小于0.05％的苯甲醛含量，和大于50ppm且小于0.05％的原白头翁素含量。7.如权利要求1至6中任一项所述的工艺，其中来自蒸馏塔的顶部料流在凝结后包含含有以下的溶液：至少99.7％的丙烯酸和如下的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：S特雷特贾克，A胡韦，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：