用于从稀的水性系统中回收羧酸的方法技术方案

通过使用一种有机酸或酯或其混合物作为抽提剂在从水性流中分离低级Ｃ２饱和的和／或Ｃ３、和／或Ｃ４饱和的和／或不饱和的单羧酸方面的改进，该有机酸或酯或其混合物具有低于１０℃的熔点、在１９０℃和２８０℃之间的正常沸点以及在８和１１ｃａｌ　１／２ｃｍ－３／２之间的Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ溶解度参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及一种通过使用高沸点的有机酸或酯溶剂进行抽提和浓缩而从稀的水 性溶液中回收羧酸的方法。更具体地说，本专利技术涉及用于从制造丙烯醛或丙烯酸的过程中 的稀的酸水流中回收丙烯酸的一种方法。2.现有技术的讨论丙烯醛和丙烯酸(AA)均是通过丙烯的气相催化氧化常规生产的。在专利和公开 文献中还报告了使用合适的催化剂，丙烷可以用作丙烯的进料代替物。在丙烯醛的制造中，该反应典型地在一个单级反应器中进行，并且被优化以选择 性地以最小量的副产物将丙烯氧化成丙烯醛。然而，又发生了一些导致产生AA的过度氧化 反应。在AA的制造中，该反应典型地分两级进行在第一级中将丙烯氧化成丙烯醛(如同 在丙烯醛的制造中)，并且然后在第二级中将该丙烯醛进一步氧化成AA。在丙烯醛和AA的制造中，均为首先通过吸附到水中而将AA从气相反应器的流出 液中分离出，从而产生稀的水性AA流，该流还包括水溶的、中等以及更高沸点的反应副产 物杂质，例如丙酮、丙烯醇、乙酸、丙酸以及马来酸。在AA的制造中，离开该吸收器的水性AA流典型地包括小于40%-65%的AA。这 个粗制水性AA流被送到一个纯化系统，该纯化系统典型地包括一系列的能量密集型的蒸 馏柱。由于较高的水含量以及AA与水及其他反应杂质形成共沸混合物的事实，这种AA纯 化系统是复杂的并且是能量密集的。在丙烯醛的制造中，离开该吸收器的水性AA流典型地包括小于10%的AA ；在独立 式(stand-alone)的制造场所处，它是作为废物进行处理的。尽管对于AA是稀的，但是这 些浓度足够高而致使通过相对较低成本的装置(例如生物处理或湿空气氧化)来处理废料 是不切实际的。因此，AA废水典型的是被送至一个焚烧炉。由于相对于AA而言存在的大 量的水，运行该焚烧炉要求大量的燃料。因此，稀AA流的处理以及焚烧在丙烯醛的制造中 代表大量的运行成本。尽管原则上可以将这种水性AA运输到一个离位的AA制造设备中以 回收该AA，但是这种稀的AA浓度使得运输成本高不可及。在丙烯醛制造的情况下，所希望的是从稀的废水流中分离并且回收AA，从而产生 了一种AA浓缩物以及一种AA耗尽的废水。这种浓缩的AA可以被以经济的方式运输到一 个离位的AA制造设备，用于将AA纯化成一种有商业价值的产品。这种AA耗尽的废水可以 具有足够低浓度的残余有机化合物，这样可以将它通过比焚烧更廉价的手段(例如生物废 水处理或湿空气氧化)切合实际地进行处理。在AA制造的情况下，所希望的是将AA从离开该吸收器的粗制AA的水中分离出。 降低被送去纯化的粗制AA中的水负荷降低了蒸馏系统(distillationtrain)中的能量需 求以及成本。现有技术描述了多种不同的基于抽提从水性流中分离羧酸尤其是AA的方法。然 而，这些之中的绝大部分涉及多种溶剂，这些溶剂在相对接近或低于有意义的羧酸(尤其是AA)的沸点下沸腾，并且主要是旨在与浓缩的水性羧酸流一起使用。从溶剂中分离羧酸 总体上要求复杂的并且能量密集的蒸馏。因为典型的溶剂总体上是在塔顶沸腾的，因此这 些羧酸作为塔底流收集，将它们暴露于可以将该产物降解的高温下。为了避免将羧酸作为塔底流收集，替代方案是使用比这些羧酸挥发程度更低的 (即高沸点的)溶剂，因为羧酸是在塔顶沸腾的，并且溶剂总体上是作为塔底流收集的。这 种沾污倾向可以进一步通过降低蒸馏的压力、和/或向该蒸馏系统中加入阻聚剂来降低。 这是本领域众所周知的。与使用低挥发性溶剂来分离丙烯酸相关的现有技术包括以下各项US专利号3，534，091披露了使用C6-C22脂肪羧酸作为用于从水性溶液中分离C3 和C4羧酸(包括AA)的抽提溶剂。除其他之外，它描述了使用异辛醇(即，2-甲基庚酸) 作为溶剂。实例5传授了使用异辛酸从1. 135wt%的水性溶液中抽提AA，使用了 1 9的 溶剂水性物的体积比。实例1使用了 1 1的溶剂水性进料之比，其中该水性物包括 0. 86#1%的AA，并且对实现了向抽提液中回收。US专利号6，166，248以及6，555，707披露了使用溶剂例如内酰胺(甲基吡咯烷 酮)或其他有机酸例如2-乙基己酸作为吸收溶剂来从热的气体流中回收ΑΑ。然后将含有 未被吸收的组分的气体流浓缩成通常被焚烧的酸水流。US专利号6，281, 386披露了高沸点溶剂的使用，确切地对在丙烯酸的纯化中具有 260°C和380°C之间的正常沸点的芳香族化合物要求了的重溶剂。专利技术概述C2饱和的和/或C3、和/或C4饱和的和/或不饱和的单羧酸，尤其是丙烯酸(AA)， 是通过用一种溶剂进行的液-液抽提从稀的水性混合物中回收的，该溶剂包括一种有机酸 或酯或其混合物，该有机酸或酯或其混合物具有低于10°c的熔点、在190°C和280°C之间的 正常沸点以及在8和llcal"2cm_V2之间的Hildebrand溶解度参数。大多数的羧酸从水性流 中被转移到分离的溶剂相中。然后将这种羧酸优选通过真空蒸馏进行浓缩，由此该羧酸被 蒸馏掉高沸点溶剂，从而产生一种羧酸浓溶液，该浓溶液可以包含或可以不包含被共同抽 提到该溶剂中的水和/或其他更低沸点的有机种类。可以将从抽提液中分离出的溶剂进行 冷却并且再次用于另外的抽提。可以向该溶剂抽提液中和/或在浓缩步骤中的选定的点处 加入阻聚剂，以防止在高液体浓度下或当经受加热时可能发生的不希望的羧酸聚合。这些 抽提和/或浓缩步骤可以作为分批的或连续的操作来进行。该羧酸可以通过常规的手段， 例如在高纯度产物(例如丙烯酸)的商业制造中广泛实施的那些方法进行纯化。附图简要说明附图说明图1是实例2-7的AA回收率对比EHA 水性原料之比的一个曲线图。图2是实例2-7的工艺流程图。图3是对于实例8的AA回收对比理论抽提级数的曲线图。图4是实例9的工艺流程图。专利技术详细说明本专利技术是针对一种从稀的水性溶液中回收并且浓缩C2饱和的和/或C3、和/或 C4饱和的和/或不饱和的单羧酸(尤其是丙烯酸)的方法。更具体地说，本专利技术是针对从 废水流中回收作为一种浓缩物的C2饱和的和/或C3、和/或C4饱和的和/或不饱和的单羧酸的方法，该浓缩物是与所确立的羧酸纯化系统可相容的。此外，本专利技术是针对从水性C2 饱和的和/或C3、和/或C4饱和的和/或不饱和的单羧酸(尤其是丙烯酸)最大化地除去 水的方法，以将用于羧酸的下游纯化的能量需求减至最小。本专利技术的方法以此种羧酸的高 的总回收率实现了所希望的C2饱和的和/或C3、和/或C4饱和的和/或不饱和的单羧酸 的回收和浓缩，即，将分离效率低以及形成分解/降解产物的损失最小化。在本专利技术的方法中，C2饱和的和/或C3、和/或C4饱和的和/或不饱和的单羧酸 尤其是丙烯酸(AA)通过使用一种溶剂的液-液抽提从稀的水性混合物中回收，该溶剂包括 一种有机酸或酯或其混合物，该有机酸或酯或其混合物具有低于10°C的熔点、在190°C和 280°C之间的正常沸点以及在8和llcal"2cm_V2之间的Hildebrand溶解度参数。在抽提中， 大多数的羧酸从水性流中被转移到分离的溶剂相中。然后将含有该羧酸的溶剂相通过蒸馏 进行浓缩。将这种羧酸蒸馏掉高沸点的溶剂，从而产生一种浓缩的羧酸溶液，该溶液可以包 含或可以不包含被共同抽提到该溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于通过抽提从水性溶液中分离Ｃ２饱和的和／或Ｃ３、和／或Ｃ４饱和的和／或不饱和的单羧酸和／或醛的方法，其中该改进包括使用一种有机酸或酯或其混合物作为抽提剂，该有机酸或酯或其混合物具有低于１０℃的熔点、在１９０℃和２８０℃之间的正常沸点以及在８和１１ｃａｌ１／２ｃｍ－３／２之间的Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ溶解度参数。

【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：S·G·舍恩，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US