用于制备丙烯酸的方法技术

本公开内容涉及用于制备丙烯酸的方法，并且更特别地，涉及用于通过使乳酸分子脱水来制备丙烯酸的方法。根据本公开内容的制备方法，可以以高的转化率和产率由乳酸制备丙烯酸，并且如与常规方法相比，还可以进一步减少能耗。还可以进一步减少能耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备丙烯酸的方法


[0001]相关领域的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年11月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2020
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0150320号和于2021年11月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2021
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0150793号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]本公开内容涉及用于制备丙烯酸的方法，并且更特别地，涉及用于通过使乳酸分子脱水来制备丙烯酸的方法。

技术介绍

[0004]丙烯酸为在分子中具有羧酸和不饱和双键二者的有机化合物，其结构非常简单并且可以聚合，同时转化为各种材料，因此用于各种工业领域。
[0005]具体地，丙烯酸被用作生产超吸收性聚合物所需的聚丙烯酸、粒料、粘合剂、涂料等，或者可以被用作用于制备其他类型的基于丙烯酸酯的单体的原料，或者可以被用作用于与各种其他单体例如丙烯酰胺、丙烯腈、苯乙烯和α烯烃聚合的原料。
[0006]这样的丙烯酸通常使用在对原油进行精炼和分离的过程例如石脑油裂解中生产的丙烯来制备。
[0007]然而，近来，随着集中于原油枯竭和环境问题的高度关注，对于使用生态友好的原料来制备丙烯酸的方法的兴趣正在增长。

技术实现思路

[0008]技术问题
[0009]本公开内容的一个目的是提供能够以高的转化率和产率由乳酸制备丙烯酸的方法。
[0010]技术方案
[0011]本文提供了用于制备丙烯酸的方法，所述方法包括以下步骤：使用载气向反应器供应乳酸水溶液的第一步骤；使乳酸水溶液汽化的第二步骤；使经汽化的乳酸分子与脱水催化剂接触的第三步骤；以及获得丙烯酸的第四步骤，其中第二步骤至第四步骤的温度各自独立地调节。
[0012]根据本公开内容的一个实施方案，第二步骤可以在约200℃至约290℃的温度条件下，优选地在约200℃或更高、或者约230℃或更高、或者约250℃或更高，并且约290℃或更低、或者约270℃或更低、或者约260℃的温度条件下进行。
[0013]此外，第二步骤可以在石英的存在下进行。
[0014]根据本公开内容的另一个实施方案，第三步骤可以在高于350℃且约400℃或更低的温度条件下，优选地在高于350℃、或者约355℃或更高、或者约360℃或更高，并且约400℃或更低、或者约390℃或更低、或者约380℃或更低的温度条件下进行。
[0015]此外，脱水催化剂可以包括选自基于磷酸钙的催化剂、基于磷酸钠的催化剂和基
于磷酸铝的催化剂中的至少一者。
[0016]根据本公开内容的另一个实施方案，在第一步骤中，基于相对于催化剂的重量的乳酸的供应重量，乳酸水溶液可以以约0.01/小时至约10/小时的流量，或者以约0.1/小时至约5/小时、或者约0.1/小时至约1/小时的流量供应。
[0017]在这种情况下，第一步骤中的乳酸水溶液的浓度可以为约10重量％至约80重量％。
[0018]根据本公开内容的另一个方面，第一步骤至第四步骤使用配备有单个反应管和加热单元的反应器来进行；所述单个反应管包括其中供应有乳酸水溶液的供应单元、使乳酸水溶液汽化的汽化单元、使经汽化的乳酸分子与脱水催化剂接触的催化剂单元、以及排放乳酸的排放单元；所述加热单元以包裹单个反应管的形状包括加热汽化单元的第一加热单元，与第一加热单元不连续并且加热汽化单元与催化剂单元之间的边界部分和催化剂单元的前端的第二加热单元，以及与第二加热单元不连续并且加热催化剂单元的后端的第三加热单元，以及第二步骤至第四步骤的温度各自独立地通过加热单元来调节。
[0019]在这种情况下，第一加热单元可以被加热成使得单个反应管的汽化单元的内部保持在约200℃至约290℃的温度条件下。这为上述第二步骤的温度条件，并且具体地可以是指约200℃至约290℃的温度条件，优选地约200℃或更高、或者约230℃或更高、或者约250℃或更高，并且约290℃或更低、或者约270℃或更低、或者约260℃的温度条件。
[0020]此外，第二加热单元和第三加热单元可以被加热成使得单个反应管的催化剂单元的内部保持在高于350℃且约400℃或更低的温度条件下。这为上述第三步骤的温度条件，并且具体地可以是指约高于350℃且约400℃或更低的温度条件，优选地高于350℃、或者约355℃或更高、或者约360℃或更高，并且约400℃或更低、或者约390℃或更低、或者约380℃或更低的温度条件。
[0021]在这种情况下，第二加热单元的设定温度可以高于第三加热单元的设定温度。
[0022]具体地，第二加热单元的设定温度可以比第三加热单元的设定温度高约15℃至约30℃。
[0023]如本文所使用的，本文使用术语“第一”、“第二”等以说明各种构成要素，并且这些术语仅用于将一个构成要素与另一个构成要素区分。
[0024]本文所使用的技术术语仅用于说明示例性实施方案，并且不旨在限制本公开内容的范围。
[0025]除非上下文另外明确地指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在包括复数形式。
[0026]应理解，本文使用术语“包含”、“包括”、“具有”等以指定存在所述特征、整数、步骤、组件、或其组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、组件、或其组合。
[0027]此外，如本文所使用的，在提及层或元件形成在层或元件“上”或“上方”的情况下，其意指层或元件直接形成在层或元件上，或者其意指其他层或元件可以另外地形成在层之间、对象上、或者基底上。
[0028]虽然本公开内容可以具有各种形式并且可以对其进行各种修改，但是以下将例示并详细地说明具体实施例。然而，其不旨在将本公开内容限制于具体的公开内容，并且应理
解，在不脱离本公开内容的精神和技术范围的情况下，本公开内容包括其所有修改方案、等同方案或替代方案。
[0029]现在，将更详细地描述本公开内容。
[0030]根据本公开内容的一个方面，提供了用于制备丙烯酸的方法，所述方法包括以下步骤：使用载气向反应器供应乳酸水溶液的第一步骤；使乳酸水溶液汽化的第二步骤；使经汽化的乳酸分子与脱水催化剂接触的第三步骤；以及获得丙烯酸的第四步骤，其中第二步骤至第四步骤的温度各自独立地调节。
[0031]根据本公开内容的另一个方面，第一步骤至第四步骤使用配备有单个反应管和加热单元的反应器来进行；所述单个反应管包括其中供应有乳酸水溶液的供应单元、使乳酸水溶液汽化的汽化单元、使经汽化的乳酸分子与脱水催化剂接触的催化剂单元、以及排放乳酸的排放单元；所述加热单元以包裹单个反应管的形状包括加热汽化单元的第一加热单元，与第一加热单元不连续并且加热汽化单元与催化剂单元之间的边界部分和催化剂单元的前端的第二加热单元，以及与第二加热单元不连续并且加热催化剂单元的后端的第三加热单元，以及第二步骤至第四步骤的温度各自独立地通过加热单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备丙烯酸的方法，包括以下步骤：使用载气向反应器供应乳酸水溶液的第一步骤；使所述乳酸水溶液汽化的第二步骤；使经汽化的乳酸分子与脱水催化剂接触的第三步骤；以及获得丙烯酸的第四步骤，其中所述第二步骤至所述第四步骤的温度各自独立地调节。2.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酸的方法，其中：所述第二步骤在200℃至290℃的温度条件下进行。3.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酸的方法，其中：所述第二步骤在石英的存在下进行。4.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酸的方法，其中：所述第三步骤在高于350℃且400℃或更低的温度条件下进行。5.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酸的方法，其中：所述脱水催化剂包括选自基于磷酸钙的催化剂、基于磷酸钠的催化剂和基于磷酸铝的催化剂中的至少一者。6.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酸的方法，其中：在所述第一步骤中，基于相对于所述催化剂的重量的乳酸的供应重量，所述乳酸水溶液以0.01/小时至10/小时的流量供应。7.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酸的方法，其中：所述第一步骤中的所述乳酸水溶液的浓度为10重量％至80重量％。8.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酸的方法，其中：所述第一步骤至所述第四步骤使用配备有单个反应管和加热单元的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔仁豪，郑会寅，任容吾，李地溁，洪大昊，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：