通过用成相剂萃取并结晶以提纯单体制造技术

本发明专利技术涉及带有双键的酸性单体的提纯方法，该方法包括以下步骤：（ａ）提供原料混合物，该原料混合物含有下列物质作为原料混合物组分，其量分别基于原料混合物，（ａ１）至少５重量％的酸性单体，及（ａ２）至少０．０１重量％的水，或（ａ３）至少０．０１重量％的至少一种原料混合物组分，或者（ａ２）和（ａ３），其中原料混合物组分的重量百分比的总和分别为１００重量％；（ｂ）加入成相剂或该成相剂的盐、或二者的混合物以获得提纯混合物，由此（ｃ）至少一个第一相和通过相界与第一相区分的至少一个其它相形成相体系；（ｄ）降低相体系的温度；其中（ｅ）在相体系的一个相中，除另一种原料混合物组分外，生成含有至少５０重量％的原料混合物组分之一的产物晶体作为结晶系；（ｆ）分离产物晶体。本发明专利技术还涉及用于合成所述带有双键的酸性单体的设备、通过所述方法制造的带有双键的酸性单体、基于或含有所述酸性单体的纤维、成形体、薄膜、泡沫、高吸收性聚合物和其它特殊聚合物、所述酸性单体在纤维、成形体、薄膜、泡沫、高吸收性聚合物或其它特殊聚合物中的或用于制造它们的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种提纯带有双键的酸性单体的方法、一种合成带有双键的酸性单体的设备、一种制造带有双键的酸性单体的方法、一种带有双键并可通过此方法制得的酸性单体、基于或含有这种酸性单体的纤维、成形体、薄膜、泡沫、高吸收性聚合物和其它特殊聚合物、这种酸性单体在纤维、成形体、薄膜、泡沫、高吸收性聚合物或其它特殊聚合物中的或用于制造它们的用途。大规模生产的合成材料如今越来越多地用在那些对合成材料的卫生和纯度要求很高的领域中，由于此事实，为人造材料的大规模合成提供纯净单体变得更为重要。对单体纯度的要求日益突出，这些要求对应于相应改进的单体合成，并在不断改进的反应器中用新的催化剂体系得到了更高的纯度。尽管在反应器和催化剂研究领域做了大量努力，但从反应器中流出的粗制单体流依然如此不纯，以致在可以通过聚合将经提纯而制得的纯净单体加工成相应的纯净合成材料之前，必须对该粗制单体流进行仔细的提纯。因此，在单体的工业制造中粗制单体流的提纯相当重要。在单体的工业合成及其处理的进一步发展中变得日益重要的另一因素是环境问题。关于这一点，水或含水体系的使用极为重要。此外，避免废物以及以高转换率实现更高产率有助于减少工业合成带来的环境。因此，在单体的工业合成中，同样重要的是回收并再利用大量单体(这些单体作为百分比看起来较小，可以在工业单体合成的许多不同的流出物中形成)，由此使工业单体合成的产率最优化。当前所述趋势的一个例子是吸水聚合物的合成，其用在例如尿布、卫生巾或失禁制品之类的卫生制品中。对这些吸水聚合物提出了非常高的纯度要求。因此对这些吸水聚合物的生产中使用的丙烯酸纯度的要求相应很高。对纯度有高要求的工业制得的聚合物的另一例子是饮用水处理中使用的聚合物领域。在这点上，通常涉及的是非交联的、线型聚丙烯酸，由于对纯度的要求高，这些聚丙烯酸是由尽可能纯的丙烯酸制得的。US 4,720,577讲授了通过使用由脂肪族胺和酚生成的萃取助剂来提纯例如乙酸之类不含双键的低分子羧酸。与单组分萃取助剂相比，使用含有两种成分——胺和酚的萃取助剂是复杂的。US 3,997,599公开了通过在煤油之类的有机溶剂中用氧化三辛基膦萃取来提纯作为水相的如甲基丙烯酸之类的羧酸。使用一方面污染环境、此外还容易燃烧的有机溶剂的是不利的。DE 2136396讲授了通过用极为疏水的溶剂进行逆流洗涤来提纯丙烯酸，其中优选使用有机溶剂作为溶剂，其具有更高的着火危险和环境污染。DE 863050描述了通过加入浓硫酸萃取来提纯含水丙烯酸和甲基丙烯酸，其中形成富含丙烯酸和甲基丙烯酸的上层相。但是，与所用的原料混合物相比，在该相中还累积了许多如苯甲醛、丙酸或二聚丙烯酸和甲基丙烯酸之类的杂质。这对于这种萃取方法的大规模应用而言是不利的。在US 3,663,375中公开了一种通过用硫酸或硫酸钠进行盐析来提纯含有异丁酸和甲基丙烯酸的混合物的三步法，其中在第一步中将该混合物盐析，并生成水相和有机相，在第二步中使相彼此分离，在第三步中通过蒸馏分别处理彼此分离的分离相。一方面由于过多步骤，另一方面由于例如丙烯酸和甲基丙烯酸之类的单体热蒸馏很不便，因而讲授的该方法是不利的。在丙烯酸和甲基丙烯酸的蒸馏过程中，特别容易形成丙烯酸和甲基丙烯酸的二聚物或低聚物，它们对于大规模进一步加工成聚合物而言是不利的。DE 19606877A1公开了用小部分的几乎不含丙烯酸的溶剂流萃取微酸的水测流。首先用高沸点溶剂吸收来处理通过气相氧化获得的丙烯酸气流的干流，随后蒸馏并结晶。由于使用几乎不含丙烯酸的溶剂，因而此处公开的萃取法是不利的，而且不适合干流。本专利技术总体目的一方面是要克服现有技术带来的不利情况。另一方面，本专利技术的一个目的是尽可能廉价且环境友好并高产率地实现从除合意的合成单体外还含有其它杂质的混合物中萃取合成单体。因此，本专利技术的目的在于能够用由尽可能少的组分构成的成相剂来提纯单体。本专利技术的另一目标是以尽可能少的步骤提纯单体。本专利技术的进一步的目的是如果可能，在单体的提纯过程中同时通过洗涤步骤减少各种伴随的杂质。本专利技术的进一步的目的在于提供尽可能温和的单体提纯，因为这些单体大多是反应性化合物，并应该尽可能少地施加热。通过下列分类的权利要求解决上述目的，其中从属于这些分类权利要求的权利要求描述了按照本专利技术的优选实施方式。特别地，本专利技术涉及一种提纯带有双键的酸性单体的方法，包括步骤(a)提供一种原料混合物，其含有下列物质作为原料混合物组分，其量分别基于所述原料混合物，(a1)至少5重量％、优选至少30重量％、特别优选至少60重量％、更优选62至90重量％的酸性单体，及(a2)至少0.01重量％、优选至少1重量％、特别优选至少10重量％的水，或(a3)至少0.01重量％、优选至少0.1重量％、特别优选至少5重量％的原料混合物的组分或者(a2)和(a3)，其中原料混合物组分的重量百分比的总和分别为100重量％；(b)加入优选与酸性单体相比更容易吸收水分的成相剂或该成相剂的盐、或二者的混合物，以获得提纯混合物，由此(c)至少第一相和通过相界与第一相区分的至少另一相形成相体系；(d)降低相体系的温度，其中(e)在相体系的一个相中，除另一种原料混合物组分外，还生成包含至少50重量％、优选至少70重量％、特别优选90重量％、更优选至少95重量％的原料混合物组分之一(优选为酸性单体)的产物晶体作为结晶系；(f)分离产物晶体。在本专利技术的方法的一个优选实施方案中，步骤(c)和(d)在单一步骤中相同的地方进行，优选在共用容器中进行。在本专利技术的方法的另一个优选实施方式中，步骤(c)和(d)以两个或更多步骤在空间上彼此分离地进行，优选在至少两个容器中进行。本专利技术另一实施方案为，步骤(c)和(d)之间不插入其它步骤，因此，一个步骤紧接着另一步骤。在本专利技术方法的另一优选实施方式中，原料混合物含有至少1重量％、优选至少15重量％、特别优选至少30重量％的至少一种原料混合物组分作为原料混合物组分(a3)。对于由处理酸性单体得到的各种塔底产物来说尤为如此。原料混合物组分，优选原料混合物组分(a3)，优选为除水之外不同于酸性单体的杂质。原料混合物组分优选与本专利技术的单体相比具有较高的分子量。因此优选的是，原料混合物组分在比酸性单体高至少5℃、优选高至少20℃、特别优选高至少40℃的温度下沸腾。酸性单体的低聚物通常构成典型的原料混合物组分。在这里，酸性单体的低聚物被理解为由至少两个酸性单体分子构成的分子。在原料混合物中通常含有的其它混合物组分是在酸性单体的合成和处理过程中累积的反应产物，优选如下文实施例中所述那样。一方面，制造酸性单体时，原料混合物常常积聚在蒸馏塔的塔底液体中。此类塔底-原料混合物含有下列物质作为塔底-原料混合物组分，其量分别基于塔底原材料混合物，(a1S)至少5重量％、优选至少50重量％并特别优选至少75重量％的酸性单体，(a2S)至少0.05重量％、优选至少2重量％并特别优选至少5重量％的水，(a3S)至少1重量％、优选至少5重量％并特别优选至少10重量％的原料混合物组分，其中塔底-原料混合物组分的重量百分比的总和分别为100重量％。此外，按照本专利技术的方法，经常在蒸馏塔(在蒸馏塔中蒸馏酸性单体)顶部获得适于提纯的原料混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有双键的酸性单体的提纯方法，该方法包括以下步骤：（ａ）提供原料混合物，该原料混合物含有下列物质作为原料混合物组分，其量分别基于原料混合物，（ａ１）至少５重量％的酸性单体，及（ａ２）至少０．０１重量％的水，或 （ａ３）至少０．０１重量％的至少一种原料混合物组分，或者（ａ２）和（ａ３），其中原料混合物组分的重量百分比的总和分别为１００重量％；（ｂ）加入成相剂或该成相剂的盐、或二者的混合物以获得提纯混合物，由此（ｃ）至 少一个第一相和通过相界与第一相区分的至少一个其它相形成相体系；（ｄ）降低相体系的温度；其中（ｅ）在相体系的一个相中，除另一种原料混合物组分外，还生成含有至少５０重量％的原料混合物组分之一的产物晶体，作为结晶系；（ｆ） 分离产物晶体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2003-1-13 103 01 040.81.带有双键的酸性单体的提纯方法，该方法包括以下步骤(a)提供原料混合物，该原料混合物含有下列物质作为原料混合物组分，其量分别基于原料混合物，(a1)至少5重量％的酸性单体，及(a2)至少0.01重量％的水，或(a3)至少0.01重量％的至少一种原料混合物组分，或者(a2)和(a3)，其中原料混合物组分的重量百分比的总和分别为100重量％；(b)加入成相剂或该成相剂的盐、或二者的混合物以获得提纯混合物，由此(c)至少一个第一相和通过相界与第一相区分的至少一个其它相形成相体系；(d)降低相体系的温度；其中(e)在相体系的一个相中，除另一种原料混合物组分外，还生成含有至少50重量％的原料混合物组分之一的产物晶体，作为结晶系；(f)分离产物晶体。2.按照权利要求1的方法，其中仅在相体系的一个相中降低温度。3.按照权利要求2的方法，其中在相体系的最富含单体的相中降低温度。4.按照上述权利要求之一的方法，其中所述酸性单体的pH值小于7。5.按照上述权利要求之一的方法，其中所述酸性单体是(甲基)丙烯酸。6.按照上述权利要求之一的方法，其中成相剂是pH值低于6的布朗斯台德酸或布朗斯台德酸的盐或它们的混合物。7.按照权利要求6的方法，其中布朗斯台德酸是硫酸或其盐的一种或它们的混合物。8.按照上述权利要求之一的方法，其中成相剂在添加时是液体。9.按照上述权利要求之一的方法，其中提纯混合物含有占提纯混合物1至80重量％的成相剂。10.按照上述权利要求之一的方法，其中在相体系形成后回收至少部分成相剂并在步骤(b)的原料混合物中重新利用。11.按照上述权利要求之一的方法，其中对结晶系或分离出的单体晶体或二者进行至少一个进一步的提纯步骤。12.用于合成带有双键的酸性单体的设备，该设备在流体引导结合体中含有下列单元作为组成部分i.具有气相单体合成单元(2a)或液相单体合成单元(2b)作为单体合成单元(2)，ii.气相单体合成单元(2a)之后的骤冷单元(3)，iii.非必要的在液相单体合成单元(2b)或骤冷单元(3)之后的第一提纯单元(4)，iv.第一萃取单元(5)，其具有组件(aa)连接到液相单体合成单元(2b)或骤冷单元(3)上、或与可任选提供的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：T巴尔杜夫，S诺德霍夫，D唐余江，A科布斯，M罗斯，
申请(专利权)人：施拖克豪森有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]