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从气相催化氧化三/四碳化合物生成的反应气体混合物中分离(甲基)丙烯酸的方法技术

技术编号:4024454 阅读:264 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用高沸惰性疏水有机液体逆流吸收从丙烯和/或丙烯醛气相催化氧化生成的反应气体混和物中分离(甲基)丙烯酸的方法,其中反应气体混和物在吸收塔中逆流通过下降的高沸惰性疏水有机液体,从由吸收塔流出的液体流出物中连续分级地分离(甲基)丙烯酸,收集(甲基)丙烯酸,其中通过从吸收塔中移去一部分能量使得在吸收塔里吸收过程中自然存在的精馏过程,得以重复,移去的这部分能量大于吸收塔与环境大气接触自然失去的能量。(*该技术在2015年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及特别是一种用高沸惰性疏水有机液体逆流吸收从气相催化氧化丙烯和/或丙烯醛生成的反应气体混和物中分离丙烯酸的方法,其中反应气体混和物在吸收塔中逆流通过下降的高沸惰性疏水有机液体,随后从吸收塔流出的含丙烯酸液体流出物中连续分级地分离丙烯酸。由于其非常活泼的单烯不饱和键和其酸性官能团,丙烯酸成为制备聚合物的重要单体,如适合用于作粘合剂的含水聚合物分散体。甲基丙烯酸也有同样的用途。丙烯酸特别可以用下列方法得到在高温和催化剂(如多金属氧化物,包括氧化态的钼元素和钒元素)存在下,用氧气或含氧的气体气相氧化丙烯和/或丙烯醛,由于反应的高放热,最好用由诸如N2,CO2和/或烃和/或水蒸汽稀释了的反应物。然而用这种方法不能得到纯丙烯酸,而是得到除丙烯酸以外还含有二级组分的反应气体混和物,其中含有基本未反应的丙烯醛和/或丙烯、水蒸汽(也是反应产物)、一氧化碳、惰性稀释气体(如氮气)、诸如甲醛的低级醛类、马来酐和特别是乙酸(参见如EP-A-253,409和DE-A-1,962,431),丙烯酸必须从中再分离。从C4化合物开始制备的甲基丙烯酸的分离与上相同并存在类似的分离问题。DE-PS-2,136,396和DE-A-4,308,087公开了可以用高沸惰性疏水有机液体逆流吸收气相催化氧化丙烯和/或丙烯醛生成的反应气体混和物来分离丙烯酸。这种方法主要这样实施将反应混和物在习用的吸收塔中逆流通过下降的液体吸收剂,然后在一个解吸塔内通过解析和随后精馏从解吸塔中流出的液体流出物,充分地将易挥发的二级组分从由吸收塔中流出的液体流出物中除去,该流出物主要由丙烯酸、吸收剂和二级组分组成,以达到将纯丙烯酸和少量易挥发二级组分分离的目的。这种方法的一个缺点是从解吸塔出来的气体(用过的解吸气)在一般的解吸塔操作中带走至少三分之一从吸收塔流出并通过解吸塔的液体流出物中含有的丙烯酸,因此从解吸塔出来的气体必须再循环到吸收塔中(参见DE-A-2136396第7页第1段)。这样该现有方法循环着不能忽略其量的待分离的丙烯酸却没有分离效益,这就在很大程度上损害了这种方法在现有技术中的经济价值。本专利技术的重要目的在于提供一种方法,该方法用一种高沸惰性疏水有机液体进行逆流吸收,连续地从气相催化氧化丙烯和/或丙烯醛生成的反应气体混合物中分离丙烯酸,而且没有现有方法的缺点的困扰。简单地省略解吸步骤并没有解决现存问题,因为把从习用的吸收塔中流出的液体流出物直接引入精馏塔将超出常规精馏塔的分离能力,这主要在于这种液体流出物仍含有大量二级组分(低沸物),这些组分在标准大气压下沸腾的温度在丙烯酸沸点以下但又与其相差无几(液体20℃和标准大气压(1atm)下)(如,为了保证分离塔板数量所需的温度,必须要求高的基础温度,但由于丙烯酸的高聚合倾向,故不能接受)。为了达到所述目的,我们找到了一种用高沸惰性疏水有机液体逆流吸收气相催化氧化丙烯和/或丙烯醛生成的反应气体混和物来连续分离丙烯酸的方法,其中反应气体混和物逆流通过吸收塔中下降的高沸惰性疏水有机液体,丙烯酸从由吸收塔中流出并含有丙烯酸的液体流出物中连续分级地分离,其中通过从吸收塔中移去一部分能量使得在吸收塔里吸收过程中自然存在的精馏过程得以重复,移去的这部分能量大于吸收塔与环境大气接触自然失去的能量。具体可行的操作包括用冷却传热装置(如由夹套、盘管、管束、套管、螺旋管或翼片构成的传热装置)来非直接冷却吸收塔和/或直接冷却吸收塔。关于减少能量的特别优选的派生方法包括沿着吸收塔在某一处取出一部分下降的液体进行冷却,再把这种冷却了的液体循环到吸收塔中。合适的吸收塔可以是所有通常使用的类型,即吸收塔可以是如浮阀塔板塔、泡罩塔板塔、填有疏松的、不规则填料的塔或填有紧密填料的塔。优选紧密填料塔,尤其优选有规则的(排得很好的)紧密填料的填料塔。有规则的紧密填料的填料塔对本
人员而言是公知的,在诸如Chem-Ing.Tech.58(1986)No.1pp 19-31和Technische Rundschau Sulzer 2/1979 pp 49 etseqpublisched by Gebruder Sulzer Aktiengesellshaft,Winterthur,Switzerland中有描述。根据本专利技术,优选金属片或盘好是200°至210℃,再进入吸收塔。这种冷却优选采用非直接热交换进行,如为了避免在用液体直接冷却时经常发生的气溶胶的生成。非直接热交换通常使用套管换热器。冷却剂可以是诸如沸水(压力最高可达12bar)或以一种可能的吸收剂液体代替。确保冷却时的反应气体混和物温度不在其露点以下是非常重要的。如果离开氧化反应器的反应气体混和物的温度已经适合吸收,那么非直接冷却步骤自然就不需要了。在塔顶引入吸收剂通常采用将液体分布在填料塔整个横截面上(喷淋方法),液体吸收剂的温度通常从50°至100℃,优选从50°至70℃。吸收塔通常稍微加压下运行。操作压力优选1至2bar之间。如果本专利技术要求的能量减少是通过从沿吸收塔某一处取出一部分下降的液体、冷却这部分液体再将冷却液体循环至吸收塔来实现的,通常吸收塔的壁直接与通常为室温的环境大气接触。理论上可能的壁材料都是合适的材料,诸如陶瓷或玻璃,但优选高级钢。在选择壁材料方面,诸如耐腐蚀和力阻等性能是很重要的。常用的高级钢壁厚度为4至20mm。优选的塔的能量减少,操作压力、压力损耗和使用的吸收塔的种类为底部理论分离塔板温度为110°至125℃,优选115°至120℃,顶部理论分离塔板温度高于吸收剂的进料温度5°至15℃,优选10℃。如只取出相对少量的液体和在高度冷却状态下将其再循环回去,或取出相对大量的液体并只适中冷却均可取得这一效果。这种下降液体的取出可以这样实现,如使用一个被遮着的管状结构,由于管有盖,只可以让上升的蒸汽/气体混和物通过它,同时与下降液体接触的这填料,特别优选Sulzer AG出售的MellapakR塔填料,如250Y型或125Y型。从丙烯酸的高聚合倾向考虑,规则的填料尤其具有压力损耗低及停留时间短的特征。基于在待精馏的气体混和物中在标准大气压条件下于低于丙烯酸沸点的温度沸腾及在标准大气压20℃的条件下为液体的付产物(低沸物)的浓度,特别是乙酸和水的浓度,优选有5至20个理论分离塔板的吸收塔。以其中含有的丙烯酸为基准计算,从气相氧化得到的反应气体混和物通常含有1至10wt%的低沸物。吸收剂通常以吸收塔的顶部引入,同时气态的反应混和物通常从吸收塔底部引入。如果根据本专利技术所要求的能量的减少是通过从沿着吸收塔上某一处取出一部分下降的液体,冷却这部分液体然后再把冷却的液体再循环到吸收塔来实现的,那么取出优选在吸收塔中部附近某一处进行,通常在取出处稍往上一些的某一处进行循环。合适的高沸惰性疏水有机液体吸收剂是那些在标准大气压下沸点在丙烯酸沸点之上并且无外向作用极性基团的分子,如不易生成氢桥的分子含量至少为70%wt的吸收剂。这样的适宜的液体吸收剂优选在DE-A-2136396和DE-A-4308087中推荐的,它们是在标准大气压下沸点高于160℃的液体。接下来的可能只有用实例来描述了蒸馏链烷烃得到的中间馏分,二苯醚、联苯或上述液体的混合物,如70-7本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用高沸惰性疏水有机液体逆流吸收从丙烯和/或丙烯醛气相催化氧化生成的反应气体混和物中分离(甲基)丙烯酸的方法,其中反应气体混和物在吸收塔中逆流通过下降的高沸惰性疏水有机液体,随后从由吸收塔流出的并含有(甲基)丙烯酸的液体流出物中分级分离(甲基)丙烯酸,其中通过从吸收塔中移去一部分能量使得在吸收塔里吸收过程中自然存在的精馏过程得以重复,移去这部分能量大于吸收塔与环境大气接触自然失去的能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:H艾格利V迪尔K于尔格
申请(专利权)人:BASF公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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