本发明专利技术涉及生产碱金属丙烯酸盐水溶液的方法，根据该方法，将丙烯酸以蒸气形式从混合物中分离，并将所述蒸气立即从气相吸收到碱性水溶液中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制备碱金属丙烯酸盐水溶液的方法，该方法通过蒸馏将丙烯酸从含丙烯酸的混合物中除去，并由蒸馏除去的丙烯酸和碱性碱金属盐水溶液产生碱金属丙烯酸盐水溶液。在本文中，术语碱金属丙烯酸盐是指丙烯酸的碱金属盐。碱金属丙烯酸盐水溶液是指包含至少一种溶解的碱金属丙烯酸盐的水溶液。丙烯酸一般是通过使用分子氧非均相催化气相氧化丙烯或者丙烷而生产的(例如参阅Ullmann’s Encyclopedia of Ind.Chem.第5版，光盘版，“Acrylic acid and derivatives，1.3.1 Propene oxidation”，Wiley-VCHWeinheim，1997；K.Weisrmel，H.-J.Arpe“Industrielle Org.Chem.”，第4版，VCH Verlagsgesellschaft，Weinheim 1994，p.315-17以及DE-A2943707，DE-C 1205502，EP-A 117146，EP-A 293224，GB-A 1450986，DE-A 10131297和DE-A 10122027)。通过非均相催化气相氧化所得到的产物气体混合物包含作为主要成分的丙烯酸，次要成分例如乙酸和丙酸、一系列的醛例如糠醛、苯甲醛、甲醛、丙烯醛、乙醛和丙醛、以及原银莲花素和各种不饱和羧酸或芳香族羧酸以及它们的酐例如安息香酸、马来酸、马来酐和邻苯二甲酸酐。大多数这些次要成分被证明在丙烯酸的后续使用中是不利的。特别是当用丙烯酸制备吸水性树脂时尤为如此。众所周知，基于丙烯酸的吸水性树脂主要是通过单体水溶液的自由基聚合来制备的，该单体水溶液主要包含丙烯酸作为可自由基聚合的单体，并且至少部分丙烯酸通常是以溶解的碱金属丙烯酸盐存在于单体水溶液中的。在这种情况下，单体通常是带有至少一个烯键式不饱和双键的化合物。该聚合反应本身可以例如以溶液的形式、以均匀水相中的胶体聚合的形式、或以悬浮聚合(其中该单体水溶液形成分散相)的形式进行的。一般地，随后对可通过这种方式得到的水凝胶进行表面后交联。然后它们在干态时形成具有显著吸水能力的粉末，并可用于例如尿布或卫生用品。在这个意义上，它们又作为超吸收体为人们所知。因而上述次要成分不仅会对聚合过程产生负面影响(例如它们会对聚合速率或者聚合物分子量的大小产生负面影响)，而且它们在准备投入使用的超吸收体中的存在也是人们不希望的。以由非均相催化气相氧化得到的产物气体混合物为原料，适合于生产超吸收体的碱金属丙烯酸盐水溶液通常以这种方式制备，即包含在该产物气体混合物中的次要成分至少被部分地从丙烯酸中除去。为此，现有技术公开了许多方法。例如，可以将丙烯酸吸收性地提取到适宜的吸收剂(例如水，或者70至75重量％二苯醚与25至30％联苯的混合物)中得到含丙烯酸的吸收物，从而基本实现丙烯酸与产物气体混合物的分离(参阅例如EP-A 297445和DE-C 2136396)。随后，主要通过蒸馏分离过程可以将纯度增加的丙烯酸从该吸收物中除去。或者，还可以如DE-A19740253所述分馏浓缩由气相氧化得到的产物气体混合物。根据需要，可以在可选的中间结晶纯化之后，对相对较纯的丙烯酸进一步进行蒸馏纯化。通常将可通过这种方式获得的纯度增加的丙烯酸与储存阻聚剂(例如对苯二酚单甲醚)混和，该阻聚剂的作用是抑制在丙烯酸溶液中发生不受控制的、不希望的、过早的自由基聚合。将这样制备的丙烯酸储存在贮罐中并在需要时用来生产超吸收体。为此，由聚合被抑制的丙烯酸和碱性碱金属盐水溶液和可选的其他组分产生可聚合的碱金属丙烯酸盐水溶液。然后，为了产生超吸收性碱金属聚丙烯酸盐，通常可通过加入聚合引发剂(例如过氧化物)和可选的升高温度的影响引起自由基聚合。上述方法的一个缺点是使用的聚合引发剂和包含于丙烯酸中的储存阻聚剂是对抗剂。另一个缺点是在丙烯酸储存期间，它通过Michael加成作用自身加成，形成丙烯酸低聚物(统计发现其中二丙烯酸是最主要的)。因为这些丙烯酸低聚物在升高的温度下分解产生单体丙烯酸，因此是特别不利的。换言之，如果它们发生共聚，就会致使在聚合结束并且除去残留的非聚合单体之后所获聚合物再次含有残留单体丙烯酸，这是不希望的并且在毒理学上是完全不可接受的。因此，经常在使用前对存储的丙烯酸再次进行蒸馏纯化。本专利技术的一个目标是提供一种用于制备碱金属丙烯酸盐水溶液的改进方法，该方法通过蒸馏从含丙烯酸的混合物中除去丙烯酸，然后由蒸馏除去的丙烯酸及碱性碱金属的水溶液产生碱金属丙烯酸盐水溶液，其即使不能完全消除，也仅仅是在最小的程度上表现出上述缺点。我们发现该目标可以通过如下制备碱金属丙烯酸盐水溶液的方法实现，其通过蒸馏从含丙烯酸的混合物中除去丙烯酸，并由蒸馏除去的丙烯酸及碱性碱金属盐水溶液产生碱金属丙烯酸盐水溶液，其包括a)向蒸馏器中送入含有丙烯酸的混合物，b)在给料点上方从蒸馏器中的含丙烯酸混合物中除去丙烯酸，以及c)通过如下方式产生该碱金属丙烯酸盐水溶液将所述在蒸馏器中除去的丙烯酸立即从气相吸收到碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和/或碱金属碳酸氢盐的水溶液中。可用于本专利技术方法的碱金属氢氧化物、碳酸盐和/或碳酸氢盐特别是钠、钾或者这两种金属的混合物的合适的盐。在上述盐的集合中，相对钾盐，本专利技术更优选钠盐。在上述盐的集合中，本专利技术更优选氢氧化物。换言之，本专利技术特别优选氢氧化钠水溶液。根据本专利技术，应当在最宽泛的意义上理解术语“蒸馏除去”。它既包含简单蒸馏，即其中基本上没有冷凝相在上升蒸气的逆流中通过；又包括其中有冷凝相在上升蒸气的逆流中通过并且伴随着该过程参与广泛传质的精馏。根据本专利技术除去丙烯酸可以通过简单的方式实现，例如可通过安装在蒸馏器中的升气管塔板进行。升气管塔板结构可以确保尽管气相可以上升穿过该升气管，但是没有液相可以通过它回流进入蒸馏器中。在高于通常加有盖子的该升气管口的空间，宜以精细分散的小液滴(雾化的，分散的)形式喷洒本专利技术使用的碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和/或碱金属碳酸氢盐的水溶液。当它们与上升丙烯酸蒸气接触时，该丙烯酸被吸收到优选具有非常低的温度的精细分散的含水小液滴中。在升气管塔板上收集生成的碱金属丙烯酸盐水溶液并可以连续地将它们排出。可用的小液滴的尺寸是例如0.1至5mm，优选0.3至1mm。根据本专利技术在上述过程中使用的雾化碱性金属盐水溶液的温度优选为10至60℃，更优选20至45℃。为了雾化该碱金属盐水溶液，可以如例如DE-A 19924533所述，使用例如雾化喷嘴。可以在例如加压条件下将该碱金属水溶液(宜预冷却)送入该喷嘴。可以以如下方式分散该碱金属水溶液一旦其到达某一最小速度，它就在喷嘴口中被减压。可通过单一材料喷嘴例如涡流室(中空或者完全锥形喷嘴)(例如得自德国Düsen-Schlick GmbH或Spraying Systems DeutschlandGmbH)实现上述功能。根据本专利技术，还可以使浓缩的碱金属盐水溶液通过一个喷嘴，并使稀释的碱金属盐水溶液或者水通过另一个喷嘴，从而实现碱金属盐水溶液的雾化。精密调节两种喷雾量的比例可以根据需要设定中和度。另一种选择是，还可以通过冲击雾化器将本专利技术使用的碱金属盐水溶液雾化。在冲击雾化器中，通过至少一个碱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备碱金属丙烯酸盐水溶液的方法，该方法通过蒸馏从含丙烯酸的混合物中除去丙烯酸，并由蒸馏除去的丙烯酸及碱性碱金属盐水溶液产生碱金属丙烯酸盐水溶液，该方法包括ａ）向蒸馏器中送入含有丙烯酸的混合物，ｂ）在进料点上方从蒸馏器中的 含丙烯酸混合物中除去丙烯酸，并且ｃ）通过如下方式产生碱金属丙烯酸盐水溶液：在蒸馏器中除去的丙烯酸被立即从气相吸收到碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和／或碱金属碳酸氢盐的水溶液中。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E富克斯，H马尔坦，KJ米勒恩格尔，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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