将热量传递至含溶解的丙烯酸单体、迈克尔丙烯酸低聚物和丙烯酸聚合物的液体的方法技术

本发明专利技术涉及一种借助于一种间接热交换器将热传递至含有溶解的丙烯酸单体、迈克尔丙烯酸低聚物以及丙烯酸聚合物的一种液体Ｆ中的方法，并将具有ＴＦ≥１５０℃的温度的液体Ｆ以及具有温度ＴＷ＞ＴＦ的一种流体热载体Ｗ供入所述热交换器，其中在所述液体Ｆ流经所述热交换器的过程中，所述液体Ｆ中产生气泡和／或毗邻气相的液体Ｆ薄层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将热量传递至含溶解的丙烯酸单体、迈克尔丙烯酸低聚物 和丙烯酸聚合物的液体的方法本专利技术涉及一种借助于一种间接热交换器将热传递至液体F的方法，所述液体F 含有溶解的丙烯酸单体、迈克尔(Michael)丙烯酸低聚物以及丙烯酸聚合物，所述间接热 交换器具有至少一个主空间和至少一个通过一个实体隔离壁D与所述至少一个主空间分 隔开的副空间，其中所述液体F流经所述至少一个副空间，与此同时一种流体热载体W流经 所述至少一个主空间，其中所述液体F进入所述至少一个副空间时的温度150°C，所述 流体热载体W进入所述至少一个主空间时的温度Tw > TF。所述实体隔离壁D充当一个将 热量从所述至少一个主空间传递至所述至少一个副空间的表面。丙烯酸为一种重要中间体，其可用于例如制备聚合物分散体(如果合适也可为其 与烷醇生成的酯的形式)及超吸水性聚合物。丙烯酸尤其可通过由丙烯酸的C3前体化合物(该术语意在涵盖更特别是那些从 形式上看可通过还原丙烯酸而得的化合物；已知的丙烯酸的C3前体为，例如丙烷、丙烯、丙 烯醛、丙醛及丙酸；然而，该术语还欲包括上述化合物的前体化合物，例如甘油(自甘油开 始，可通过在气相中进行非均相催化氧化脱水得到丙烯酸；参看，例如EP-A 1 710 227、WO 06/114506及WO 06/092272)),于高温下和固态催化剂上经氧分子非均相催化气相部分氧 化制备而得(参看，例如德国申请102007055086. 5及德国申请102006062258. 8)。由于在催化气相部分氧化过程中发生许多平行和后续反应，并且部分氧化过程中 还必须使用惰性稀释气体，所以在催化气相部分氧化中无法获得纯净的丙烯酸，而是获得 一种反应气体混合物(产物气体混合物)，该混合物基本上包括丙烯酸、惰性稀释气体以及 副产物，丙烯酸必须从其中移出。通常，将丙烯酸从所述反应气体混合物中移出的一种方法是，首先借助于吸收和/ 或冷凝措施，将所述丙烯酸从气相转化为冷凝(液)相。随后通常用萃取、蒸馏和/或结晶 方法进一步将所述丙烯酸从由此获得的液相中移出。或者，还可通过非均相催化方法自例如乙炔(例如R印pe法)或乙烯(氧羰基化) 开始制备丙烯酸。为从所得反应混合物中将丙烯酸移出，上述方法相应地适用。上述分离方法中，通常还获得所谓的底液，其尤其包含那些标准大气压(Iatm)下 沸点高于丙烯酸的组分。沸点高于丙烯酸的这类组分为，例如邻苯二甲酸、顺丁烯二酸、反 丁烯二酸和/或上述羧酸的酸酐，它们是通常在所述气相部分氧化过程中形成的副产物。 另外，这些高沸点物质包括聚合抑制剂例如吩噻嗪(PTZ)、氢醌单甲基醚(MEHQ)，及其例如 热和/或氧化分解产物。然而，仅在移出所述丙烯酸的过程中产生的转化产物也成为部分 上述高沸点物质。这些转化产物尤其包括以不期望的方式形成的丙烯酸的自由基聚合物， 尽管存在并额外地加入聚合抑制剂。本申请中，这类丙烯酸的自由基聚合物应当涵盖于术 语“丙烯酸聚合物”之下。以此方式形成的丙烯酸聚合物的聚合物链在多数情况下是彼此 交联的。沸点高于丙烯酸的底液组分还包括由于部分氧化的产物气体混合物的不同组分 间的缩合反应形成的分子量较高的化合物。这类物质尤其包括迈克尔加合物，所述迈克尔加合物是由丙烯酸与其本身以及与丙烯酸二聚体(“迈克尔丙烯酸二聚体”或“迈克尔二丙 烯酸”)或(一般情况下)丙烯酸低聚物(本文中的术语“迈克尔丙烯酸低聚物”始终表示 相应的迈克尔加合物，而非通过自由基聚合形成的丙烯酸低聚物；后者涵盖于本文中已介 绍过的术语“丙烯酸聚合物”之下)的可逆迈克尔加成反应在液相中形成的。然而，丙烯酸 单体本身通常仍为这种底液的一个组分，可能达到并非微不足道的程度。通常，极其充分地回收依然存在于上述底液中的丙烯酸是一个目标，并以此增加 从气相部分氧化的产物气体混合物中移出丙烯酸的方法的丙烯酸的总体收率。出于这个目的，通常借助于一个间接热交换器将所述底液的温度升高，并在此升 高的温度下，将其回收至具有分离内件的分离柱中，在所述分离柱中底液已在另一种含有 丙烯酸的气体和/或液体混合物的热分离过程中形成，并从其中被取出(因此所述间接热 交换器通常还被称为循环热交换器)。其中，通过丙烯酸的蒸发过程，将在热作用下由迈克 尔丙烯酸低聚物重新形成的丙烯酸单体或一开始就存在于所述底液中的丙烯酸单体移出。 一般而言，抽取点与再循环点在空间上是彼此分离的。上述过程的一个问题在于，不期望地，通常高温具有促进所述不期望的自由基聚 合的作用，以及促进所述不期望的丙烯酸的迈克尔加成的作用。这尤其适用于流经所述间 接热交换器的底液与具有高温的间接热交换器的热交换表面接触的时段(即所述间接热 交换器中将所述主空间与所述副空间彼此隔开的实体隔离壁；当待加热的液体流经所述副 空间时，具有高温的一种流体热载体通常同时流经所述主空间，并将其一部分热量通过所 述隔离壁释放给流经副空间的待加热液体)。结果，尤其是所述实体隔离壁面对所述副空间的一面(所述实体隔离壁隔离了主 空间和副空间)之上通常会形成不期望的沉积物。这抑制了热传递(相较于其它性质)并 且降低了所述间接热交换器的工作效能。与此同时，导致压降增加。因此，为了除去所述沉 积物，必须经常打断所述方法。然而，即使用这种方法可以恢复所述热交换器的效能，但形 成的沉积物中含有自由基聚合物并因此无法再回收丙烯酸，这就降低了所述方法中丙烯酸 的收率。内部研究中，已发现当用所述间接热交换器加热的底液为一种含有溶解的丙烯酸 单体、迈克尔丙烯酸低聚物以及丙烯酸聚合物的液体F时，上述问题特别严重，所述底液进 入所述热交换器的至少一个副空间时，含有下列内容物5至50重量％的迈克尔丙烯酸低聚物，至少40重量％的丙烯酸聚合物，至多25重量％的丙烯酸单体，至多2重量％的聚合抑制剂，以及至多15重量％的其它化合物。EP-A 854 1 推荐，在液体中包含丙烯酸的情况下，为了减少上述污垢，必须使用 一种强制循环闪蒸器来对其进行加热。换言之，这是一种间接热交换器，借助于泵将待加热的液体强制传送流经该热交 换器的副空间，以便使液体完全填满副空间，并通过适当的压力条件抑制流经副空间的液 体中的气泡的形成。经过加热的液体通常经由节流装置离开所述强制循环闪蒸器，达到较 低压力水平，并在该较低压力水平下，随后在热交换器外部形成气泡或汽泡。然而，在液体F的情况下，强制循环闪蒸器的使用并不完全令人满意。当液体F由 Tf ^ 130°C开始并借助于所述强制循环闪蒸器升至一个更高的温度的时候，情况尤其如此。 同样未发现用低于130°C的温度将丙烯酸从液体F中移出适合于减少污垢的目标。甚至在 以适于该目的的方式增加热交换器的热交换面积以解决流经主空间的流体热载体的温度 降低问题时，情况亦如此。鉴于上述情况，本专利技术的一个目的就是提供一种加热液体F的改良方法，所述方 法能够在间接热交换器中加热液体F的过程中，首先减少丙烯酸聚合物的形成，并且随后 和同时增加丙烯酸单体的回收率。因此，提供一种借助于一种具有至少一个主空间和至少一个通过一种实体隔离壁 D与所述至少一个主空间隔离开的副空间的间接热交换器将热量传递至包含已溶解的丙烯 酸单体、迈克尔丙烯酸低聚物以及丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种借助于一种间接热交换器将热量传递至含有溶解的丙烯酸单体、迈克尔丙烯酸低聚物以及丙烯酸聚合物的一种液体Ｆ中的方法，所述间接热交换器具有至少一个主空间和至少一个通过一种实体隔离壁Ｄ从所述至少一个主空间分隔开的副空间，其中所述液体Ｆ流经所述至少一个副空间，与此同时一种流体热载体Ｗ流经所述至少一个主空间，其中所述液体Ｆ进入所述至少一个副空间时的温度Ｔ↑［Ｆ］≥１３０℃，所述流体热载体Ｗ进入所述至少一个主空间时的温度Ｔ↑［Ｗ］＞Ｔ↑［Ｆ］，其中　　ａ）进入所述至少一个副空间时的液体Ｆ包含：　　５至５０重量％的迈克尔丙烯酸低聚物，　　至少４０重量％的丙烯酸聚合物，　　至多２５重量％的丙烯酸单体，　　至多２重量％的聚合抑制剂，及　　至多１５重量％的其他化合物，　　以及　　ｂ）在流经所述至少一个副空间的过程中，流经所述至少一个副空间的液体Ｆ中产生气泡和／或与气相相邻的液体Ｆ的薄层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE102008001435.42008年4月28日1.一种借助于一种间接热交换器将热量传递至含有溶解的丙烯酸单体、迈克尔丙烯酸 低聚物以及丙烯酸聚合物的一种液体F中的方法，所述间接热交换器具有至少一个主空间 和至少一个通过一种实体隔离壁D从所述至少一个主空间分隔开的副空间，其中所述液体 F流经所述至少一个副空间，与此同时一种流体热载体W流经所述至少一个主空间，其中所 述液体F进入所述至少一个副空间时的温度130°C，所述流体热载体W进入所述至少 一个主空间时的温度Tw > Tf，其中a)进入所述至少一个副空间时的液体F包含 5至50重量％的迈克尔丙烯酸低聚物，至少40重量％的丙烯酸聚合物， 至多25重量％的丙烯酸单体， 至多2重量％的聚合抑制剂，及 至多15重量％的其他化合物， 以及b)在流经所述至少一个副空间的过程中，流经所述至少一个副空间的液体F中产生气 泡和/或与气相相邻的液体F的薄层。2.根据权利要求1的方法，其中，进入所述至少一个副空间时的液体F包含 5至50重量％的迈克尔丙烯酸低聚物，40至80重量％的丙烯酸聚合物， 5至20重量％的丙烯酸单体， 0. 1至2重量％的聚合抑制剂，及 1至15重量％的其他化合物。3.根据权利要求1的方法，其中，进入所述至少一个副空间时的液体F包含 10至40重量％的迈克尔丙烯酸低聚物，50至70重量％的丙烯酸聚合物， 5至15重量％的丙烯酸单体， 0. 1至1重量％的聚合抑制剂，及 1至15重量％的其他化合物。4.根据权利要求1的方法，其中所述液体F包含 15至35重量％的迈克尔丙烯酸低聚物，50至70重量％的丙烯酸聚合物， 5至15重量％的丙烯酸单体， 0. 1至1重量％的聚合抑制剂，及 1至15重量％的其他化合物。5.根据权利要求1至4之一的方法，其中进入所述至少一个副空间时的液体F中存在 的迈克尔丙烯酸低聚物的总量的40至60重量％由迈克尔丙烯酸二聚体组成。6.根据权利要求1至5之一的方法，其中进入所述至少一个副空间时的液体F中存在 的迈克尔丙烯酸低聚物的总量的15至30重量％由迈克尔丙烯酸三聚体组成。7.根据权利要求1至6之一的方法，其中进入所述至少一个副空间时的液体F中存在 的丙烯酸聚合物的数均分子量为500至106。8.根据权利要求1至6之一的方法，其中进入所述至少一个副空间时的液体F中存在 的丙烯酸聚合物的数均分子量为750至750000。9.根据权利要求1至6之一的方法，其中进入所述至少一个副空间时的液体F中存在 的丙烯酸聚合物的数均分子量为1000至100000。10.根据权利要求1至9之一的方法，其中进入所述至少一个副空间时的液体F中存在 的选自反丁烯二酸、顺丁烯二酸、邻苯二甲酸及其酸酐的化...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·布卢姆，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE