制备（甲基）丙烯酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备（甲基）丙烯酸的方法和用于该方法的系统，该方法包括从选自包括丙烷、丙烯、异丁烯和（甲基）丙烯醛的组的至少一种反应物的催化气相氧化制备的含有（甲基）丙烯酸的气体混合物中回收作为（甲基）丙烯酸水溶液的（甲基）丙烯酸的过程。该回收过程包括步骤：（１）将含有（甲基）丙烯酸的气体混合物加入到急冷塔中，并在急冷塔中将其冷凝，以从急冷塔底部回收（甲基）丙烯酸水溶液，其中，一些被回收的（甲基）丙烯酸水溶液再循环至急冷塔顶部以冷凝含有（甲基）丙烯酸的气体混合物；（２）将含有（甲基）丙烯酸的气体混合物的未冷凝部分通过急冷塔顶部从急冷塔通至吸收塔；（３）在吸收塔中以吸收溶剂吸收包含在含有（甲基）丙烯酸的气体混合物的未冷凝部分中的（甲基）丙烯酸；（４）将步骤（３）中吸收所得的（甲基）丙烯酸溶液送进解吸塔中；以及（５）在解吸塔中将（甲基）丙烯酸溶液与步骤（３）所用的溶剂分离，以便将解吸塔中除去溶剂的物质送进急冷塔中，且被分离的溶剂再循环至吸收塔。本发明专利技术方法是一种高效而经济的方法，通过使急冷塔底部回收的（甲基）丙烯酸水溶液的浓度最大化及使吸收塔排出气体中损失的（甲基）丙烯酸浓度最小化，降低了后续纯化中的能耗。

【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。更具体而言，本专利技术涉及一种，该方法采用从选自丙烷、丙烯、异丁烯和(甲基)丙烯醛的至少一种反应物的催化气相氧化制备的含有(甲基)丙烯酸的气体混合物中回收作为(甲基)丙烯酸水溶液的(甲基)丙烯酸的方法。
技术介绍
通常，(甲基)丙烯酸通过在水蒸气存在下以多相氧化催化剂部分氧化丙烷、丙烯、异丁烯和/或(甲基)丙烯醛制得。在该制备(甲基)丙烯酸的氧化方法中，生成副产物杂质，如水或未反应的丙烷、丙烯、异丁烯以及(甲基)丙烯醛、乙酸、甲酸、甲醛、乙醛、马来酸、丙酸、糠醛等。包含这些副产物杂质的气体通常通过与吸收溶剂接触而作为(甲基)丙烯酸溶液收集，并通过蒸馏分离溶剂等。然后，低沸点和高沸点的组分被选择分离。迄今为止已知的通过吸收溶剂从含有(甲基)丙烯酸的气体中吸收(甲基)丙烯酸的方法，可以广义地分为使用水或水溶液作为溶剂的方法和使用有机溶剂的方法。美国专利第3,932,500号公开了一种方法，该方法包括以高沸点、疏水的有机溶剂从包含丙烯酸的产物气体中吸收丙烯酸，从吸收溶液中回收丙烯酸以及再循环溶剂至吸收塔。在该方法中，吸收塔底部丙烯酸的浓度低至6～15wt％，包含于吸收溶液中的水量约为5wt％，吸收塔废气中丙烯酸的浓度约为1％。吸收塔顶部丙烯酸的损失(～1％)与流程经济性直接相连，考虑到丙烯酸无损失通到后续流程的事实，该损失是沉重的负担。而且，在大规模生产过程中，丙烯酸损失的经济负担会不可避免地增加。为了增加丙烯酸的吸收，用于吸收的溶剂流速需要提高。然而，在这种情况，由吸收塔底部获得的溶液中丙烯酸的浓度会减少，所以，在后续流程中从丙烯酸中分离的溶剂的流速会提高，导致低效。日本专利公开第韶51-25602号公开了一种方法，该方法包括以水吸收含有丙烯酸的反应产物气体，以及为了调节反应所需的气体浓度，将从吸收塔释放的一些氮气、氧气和水再循环至反应器(见图4)。该方法的优点在于，由于在吸收塔中用水吸收丙烯酸，所以反应器中所需水的循环供应成为可能。而且，吸收塔底部的丙烯酸的浓度为40～80wt％，且通常为60～70％。进而，从吸收塔流出的丙烯酸的损失低于上述采用有机溶剂的吸收方法。最近采用水的吸收方法的技术现导向简化后续流程的(甲基)丙烯酸的制备方法。这通过提高吸收塔底部的(甲基)丙烯酸的浓度成为可能。吸收溶液中高浓度的水(即，低浓度的(甲基)丙烯酸)会引起缺点，即在采用常规用于水分离过程的有机溶剂的共沸蒸馏方法中，共沸溶剂需要以高流速引入到蒸馏塔顶部。原因在于，对于同样的产量，需要引入并冷凝大量的有机溶剂，并且在蒸馏塔底部，需要供给大量的热。
技术实现思路
本专利技术目的在于提高(甲基)丙烯酸生产方法的效率，与现有技术中用水由吸收塔底部排出的(甲基)丙烯酸水溶液的(甲基)丙烯酸浓度相比，本专利技术通过提供一种提高(甲基)丙烯酸浓度的方法实现该目的。也就是说，本专利技术目的在于提供一种制备(甲基)丙烯酸的经济的方法，该方法提高了(甲基)丙烯酸吸收过程中(甲基)丙烯酸的吸收效率，从而制得了高浓度的(甲基)丙烯酸，致使后续过程中能效提高。为了达到上述目的，一方面，本专利技术提供了一种，该方法包括通过从选自丙烷、丙烯、异丁烯和(甲基)丙烯醛的至少一种反应物的催化气相氧化制备的含有(甲基)丙烯酸的气体混合物中回收作为(甲基)丙烯酸水溶液的(甲基)丙烯酸的过程，其特征在于回收过程包括以下步骤(1)将含有(甲基)丙烯酸的气体混合物加入到急冷塔中，并通过快速循环和冷却将其冷凝，以从急冷塔底部以高浓度回收(甲基)丙烯酸水溶液，其中一些回收的(甲基)丙烯酸水溶液再循环至急冷塔以冷凝含有(甲基)丙烯酸的气体混合物；(2)将含有(甲基)丙烯酸的气体混合物的未冷凝部分从急冷塔通到吸收塔；(3)在吸收塔中以溶剂吸收包含在含有(甲基)丙烯酸的气体混合物的未冷凝部分中的(甲基)丙烯酸；(4)将步骤(3)中吸收所得的(甲基)丙烯酸溶液送进解吸塔中；以及(5)在解吸塔中从(甲基)丙烯酸溶液中分离步骤(3)所用的溶剂，以便将解吸塔中已除去溶剂的物质加到急冷塔中，并且被分离的溶剂再循环至吸收塔。另一方面，本专利技术提供了一种从选自丙烷、丙烯、异丁烯和(甲基)丙烯醛的至少一种反应物的催化气相氧化制备的含有(甲基)丙烯酸的气体混合物中回收作为(甲基)丙烯酸水溶液的(甲基)丙烯酸的系统，该系统包括通过快速循环和冷却冷凝的混合物而冷凝含有(甲基)丙烯酸的气体混合物的急冷塔，该急冷塔包括，用于排出由急冷塔底部回收的(甲基)丙烯酸水溶液的管路，以及用于将一些回收的(甲基)丙烯酸水溶液再循环至急冷塔顶部的管路；用于将淬火塔中含有(甲基)丙烯酸的气体混合物的未冷凝部分通过急冷塔顶部通至吸收塔的管路；用于以溶剂吸收包含在含有(甲基)丙烯酸的未冷凝部分的气体混合物中的(甲基)丙烯酸的吸收塔；用于将吸收塔底部回收的(甲基)丙烯酸溶液通至解吸塔的管路；用于从(甲基)丙烯酸溶液中分离吸收塔中所用的溶剂的解吸塔；用于将解吸塔中除去溶剂的物质送进急冷塔的管路；以及用于将解吸塔中分离的溶剂再循环至吸收塔的管路。该制备(甲基)丙烯酸的专利技术方法在从通过催化气相氧化制备的含有(甲基)丙烯酸的气体混合物中回收作为(甲基)丙烯酸水溶液的(甲基)丙烯酸的过程后，可进一步包括蒸馏过程、二聚体分解过程等。附图说明本专利技术的以上和其他目的、特征和优势通过以下结合附图的详细描述将更加显而易见。图1为说明本专利技术一个实施方式的流程示意图，其中，附图标记A为急冷塔，B为吸收塔，和C为解吸塔，以及附图标记1为用于加入反应产物气体的管路，2为用于排出(甲基)丙烯酸水溶液的管路，3为用于从急冷塔中排出未冷凝气体的管路，4为用于从吸收塔中排出气体的管路，5为用于排出在吸收塔底部回收的(甲基)丙烯酸溶液的管路，6为用于回收除去溶剂的气体的管路，以及7为用于再循环解吸塔中分离的溶剂的管路；图2为说明用于提高吸收塔中(甲基)丙烯酸吸收程度的本专利技术的一个可选实施方式的流程图；图3为说明用于提高吸收塔中(甲基)丙烯酸吸收程度的本专利技术的另一可选实施方式的流程图；以及图4为说明使用吸收塔回收(甲基)丙烯酸的现有方法。具体实施例方式下文将更加详细地描述根据本专利技术的。(a)丙烷、丙烯、异丁烯和/或(甲基)丙烯醛的催化气相氧化过程当丙烷、丙烯、异丁烯和/或(甲基)丙烯醛与氧气或含分子氧的气体，如空气接触被催化氧化时，可制得含有(甲基)丙烯酸的产物气体。通常催化氧化在两个阶段进行。作为第一阶段催化剂，采用允许含有丙烯或异丁烯的原料气的气相氧化和主要是(甲基)丙烯醛生成的材料。作为第二阶段催化剂，采用允许含有(甲基)丙烯醛的原料气的气相氧化和主要生成(甲基)丙烯酸的材料。已知的第一阶段催化剂为包含铁、钼和铋的氧化物，而第二阶段催化剂含有钒作为基本组分。催化氧化温度通常在200～400℃范围内。在由丙烷制备丙烯酸的情况，丙烷转化为丙烯，丙烯转化为丙烯醛，以及丙烯醛转化为丙烯酸。另外，存在另一种由丙烷直接氧化为丙烯酸的方法。(b)急冷塔中的过程该过程包括通过管路1将含有(甲基)丙烯酸的气体混合物加入到急冷塔A，并在急冷塔中冷凝该气体混合物以通过管路2在淬火塔底部回收(甲基)丙烯酸的水溶液。在该过程中，一些回收的(甲基)丙烯酸的水溶液再循环至急冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备（甲基）丙烯酸的方法，该方法包括：从选自包括丙烷、丙烯、异丁烯和（甲基）丙烯醛的组的至少一种反应物的催化气相氧化制备的含有（甲基）丙烯酸的气体混合物中回收作为（甲基）丙烯酸水溶液的（甲基）丙烯酸的过程，其特征在于回收过程包括以下步骤：（１）将含有（甲基）丙烯酸的气体混合物加入到急冷塔中并将其冷凝，以从急冷塔底部回收含有（甲基）丙烯酸的水溶液，其中，一些被回收的（甲基）丙烯酸水溶液再循环至急冷塔上部以冷凝含有（甲基）丙烯酸的气体混合物；（２）将含有（甲基）丙烯酸的气体混合物的未冷凝部分从急冷塔通到吸收塔；（３）在吸收塔中以吸收溶剂吸收包含在含有（甲基）丙烯酸的气体混合物的未冷凝部分中的（甲基）丙烯酸；（４）将步骤（３）中吸收所得的（甲基）丙烯酸溶液送进解吸塔中；以及（５）在解吸塔中使（甲基）丙烯酸溶液与步骤（３）所用的溶剂分离，以便将解吸塔中已除去溶剂的物质送进急冷塔中，并且被分离的溶剂再循环至吸收塔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2004-2-20 10-2004-00114031.一种制备(甲基)丙烯酸的方法，该方法包括从选自包括丙烷、丙烯、异丁烯和(甲基)丙烯醛的组的至少一种反应物的催化气相氧化制备的含有(甲基)丙烯酸的气体混合物中回收作为(甲基)丙烯酸水溶液的(甲基)丙烯酸的过程，其特征在于回收过程包括以下步骤(1)将含有(甲基)丙烯酸的气体混合物加入到急冷塔中并将其冷凝，以从急冷塔底部回收含有(甲基)丙烯酸的水溶液，其中，一些被回收的(甲基)丙烯酸水溶液再循环至急冷塔上部以冷凝含有(甲基)丙烯酸的气体混合物；(2)将含有(甲基)丙烯酸的气体混合物的未冷凝部分从急冷塔通到吸收塔；(3)在吸收塔中以吸收溶剂吸收包含在含有(甲基)丙烯酸的气体混合物的未冷凝部分中的(甲基)丙烯酸；(4)将步骤(3)中吸收所得的(甲基)丙烯酸溶液送进解吸塔中；以及(5)在解吸塔中使(甲基)丙烯酸溶液与步骤(3)所用的溶剂分离，以便将解吸塔中已除去溶剂的物质送进急冷塔中，并且被分离的溶剂再循环至吸收塔。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，急冷塔底部的温度保持在65～80℃。3.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤(1)中再循环至急冷塔的含有(甲基)丙烯酸的水溶液通过热交换被冷却。4.根据权利要求1的方法，其特征在于，用于吸收塔的溶剂选自包括以下溶剂的组疏水性有机溶剂，包括二苯醚、联苯和联苯与二苯醚的混合物；亲水性有机溶剂，包括乙二醇、聚乙二醇、乙二醇二醚、聚乙二醇二醚、以二甲基取代的此类化合物、和其组合；以及所述疏水性有机溶剂和亲水性有机溶剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜成必，崔锡焕，河炅秀，金健勇，禹富坤，李尚衍，金荣培，姜求玄，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]