减少(甲基)丙烯酸酯纯化期间结垢的方法技术

本发明专利技术提供了在制造具有低联乙酰含量（小于2ppm）的(甲基)丙烯酸酯时降低固体物质积聚的方法，所述方法通过在提供足够的停留时间和充分混合的条件下添加芳族二胺，以在分离和纯化之前，与粗(甲基)丙烯酸酯流中高达100重量%的联乙酰反应。还提供了用于减少这种工艺的分离和纯化设备中固体积聚的反馈方法，所述方法通过测量所述联乙酰含量和调节所述芳族二胺添加速率，使得芳族二胺的过量可以最小化。第三种实施方式提供了在这种工艺期间逆转固体物质积聚、同时仍然产生具有低联乙酰含量（少于2ppm）的(甲基)丙烯酸酯的方法，所述方法通过降低或停止所述芳族二胺的添加速率一段时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在(甲基)丙烯酸酯纯化期间减少下游设备结垢的方法，特别是存在芳族胺的情况下。
技术介绍
(甲基)丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯，可用于生产专用聚合物组合物例如超级吸收剂聚合物、 丙烯酸粘合剂，以及有效作为油井钻探泥浆的分散剂、絮凝剂和制造平板显示器的聚合物。 (甲基)丙烯酸酯中通常存在杂质，其可以妨碍聚合反应，或不利地影响聚合物性质，包括硬度、颜色和弹性。因此，纯化(甲基)丙烯酸酯的工艺和方法，即从其它产物流组分中分离目标(甲基)丙烯酸酯产物，在生产专用聚合物等级(即至少99%纯度)的(甲基)丙烯酸酯中具有关键的重要性。有各种工业实用的(甲基)丙烯酸酯生产工艺，所有这些工艺均产生经常被称为 “粗”(甲基)丙烯酸酯的混合产物流。粗(甲基)丙烯酸酯流通常不仅含有目标(甲基) 丙烯酸酯，而且含有水和各种其它杂质，包括但不限于未反应的化合物、随原料引入的杂质、以及中间体和副产物。取决于生产的(甲基)丙烯酸酯以及实施的工艺，这样的杂质可以包括但不限于，一种或多种醇例如甲醇、一种或多种醛化合物例如丙烯醛、马来酸酐和糠醒，以及一种或多种羰基化合物例如联乙酰。 粗(甲基)丙烯酸酯流通常经历一个或多个分离和纯化工艺以除去水及其他杂质，例如上述的杂质。进行一个或多个分离步骤以除去一部分水和任选的至少一些未反应的原料使得所述原料可以再循环到所述工艺或用于其它工艺之后，所生成的“汽提过的” 粗(甲基)丙烯酸酯可以经历一个或多个另外的分离和纯化步骤，例如蒸馏，其中所述目标 (甲基)丙烯酸酯与更重质和更高沸点的化合物分离，产生塔顶蒸馏出的(甲基)丙烯酸酯产物流以及包含所述更重质、高沸点化合物和少量所述(甲基)丙烯酸酯的塔底流。所述塔底流可以在另一个分离步骤中进行进一步纯化，以回收一部分仍然存在于该流中的(甲基)丙烯酸酯，产生塔顶蒸馏出的(甲基)丙烯酸酯流和含有更重质化合物的进一步浓缩的塔底流，所述塔底流可以作为废物丢弃或作为燃料燃烧。虽然汽提过的粗(甲基)丙烯酸酯流通常含有比较少量的残留杂质(例如小于几个重量％，或甚至百万分之几的范畴)，特别已知某些杂质即使少量也妨碍随后从(甲基) 丙烯酸酯单体制造的专用聚合物的性质。例如，已知存在于甲基丙烯酸甲酯中的联乙酰 (2，3-丁二酮)的量大于约5ppm (百万分率，按重量计)将导致最终聚合物产品变色。因此，有时在制造过程的一个或多个点，例如反应步骤或分离和纯化步骤期间，添加已知促进除去一种或多种这类有害杂质的各种添加剂。甲基丙烯酸甲酯(MMA)的制造例如可以通过各种工艺实现，其中一种是多步骤反应过程，以丙酮氰醇(ACH)和硫酸的反应开始并以酯化结束(以下称为“MMA的常规ACH途径”)，形成粗MMA流。另一种工艺包括异丁烯(或叔丁醇)连续氧化成甲基丙烯醛、然后是甲基丙烯酸，甲基丙烯酸然后用甲醇酯化，产生粗甲基丙烯酸甲酯(以下称为生产MMA的“常规基于C4的工艺”)。另外，粗甲基丙烯酸甲酯流可以通过丙烯在酸存在下的羰基化产生异丁酸，然后异丁酸脱氢而产生(以下称为生产MMA的“常规基于C3的工艺”)。当然，存在制造其它种类的(甲基)丙烯酸酯的其它各种已知的并实行的工艺。已知向制造MMA的工艺添加一种或多种胺化合物促进从MMA产物中除去和分离醛和羰基杂质。参见美国专利N0.5，571，386和6，228，227。合适的胺化合物包括，例如，但不限于单乙醇胺(“MEA”)、乙二胺、二亚乙基三胺、二亚丙基三胺、以及邻-、对-和间-苯二胺 (即，“0H) “，“pH) “，and “mPD “)。据信这样的胺化合物与一种或多种杂质化合物反应和结合，形成比最初存在的杂质更重质并具有更高沸点的加合物、以及MMA，其促进了在一个或多个常规蒸馏步骤中的分离。如美国专利N0.4，668，818所述，还已知向MMA的常规ACH途径工艺的酯化反应混合物提供肼或芳族邻二胺，以促进随后的下游纯化步骤期间分离和除去联乙酰。美国专利 N0.4，668，818说明了所述芳族邻二胺应该在例如酯化期间或之后马上，在强酸催化剂例如硫酸存在下，以芳族邻二胺比联乙酰为1:1到200: 1、优选20:1的摩尔比添加。DeCourcy 等在 2009 年 8 月的研究公开数据库编号 544006(Research Disclosure Database Number544006), “ 甲基丙烯酸酯的纯化(Purification of Methacrylic Acid Esters)”中，描述了利用一种或多种芳族胺(例如mPD、oPD和pPD)从汽提的粗MMA中除去联乙酰的方法，芳族二胺与联乙酰的摩尔比不超过约10:1，该摩尔比明显小于以前添加到酯化步骤的摩尔比，并实现了如美国专利N0.4，668，818所述的可比的除联乙酰程度。 DeCourcy等解释了所述芳族胺应该在酯化步骤之后添加到例如汽提粗产物流中(即在酯化步骤之后并在汽提过粗流的纯化之前)。此外，所述芳族胺可以在任何两个所述分离步骤之间添加到工艺流，或甚至添加到正在进行一个或多个所述分离步骤的设备中。不幸的是,添加超过与存在于MMA中的联乙酰反应所需量的芳族胺不仅导致不必要的原材料费用，而且导致用于分离和纯化步骤的设备结垢(固体物质积聚)，结垢又降低了 MMA生产过程的效率。观察的易发生这种结垢的设备包括但不限于汽提塔、蒸馏塔、再沸器、冷凝器和换热器，以及连接这种设备的管及其他管线。例如，美国专利5，585，514专门说明了芳族邻二胺导致下游蒸馏塔加热管结垢，因此从粗MMA中除去联乙酰优选使用非芳族1,2-二胺。因此，具有一些方式减少MMA制造工艺中被加入芳族二胺以促进除去联乙酰的下游纯化设备发生的结垢，同时仍然保持产生所需纯度等级的MMA产物的纯化程度，将是有利的。本专利技术解决了这种需要。
技术实现思路
本专利技术的方法减少了用于生产联乙酰含量小于百万分之2 (ppm)的(甲基)丙烯酸酯的工艺中的分离和纯化设备中的固体物质积聚，其中所述工艺包括提供粗(甲基)丙烯酸酯流，所述流包含:基于所述粗(甲基)丙烯酸酯流的总重量，按重量计至少95%(甲基)的丙烯酸酯、不超过5%的水和不超过50ppm的联乙酰，并以产生处理过的粗(甲基) 丙烯酸酯流的添加速率向所述粗(甲基)丙烯酸酯流添加芳族二胺，以及将所述粗(甲基) 丙烯酸酯流中存在的总联乙酰的至少一部分与所述芳族二胺反应。在至少一部分所述联乙酰与所述芳族二胺反应之后，在分离和纯化设备中蒸馏所述处理过的粗(甲基)丙烯酸酯流以产生纯化(甲基)丙烯酸酯流的塔顶产物，基于所述纯化(甲基)丙烯酸酯流的总重量，其包含至少99重量％(甲基)的丙烯酸酯、不超过I重量％的水和小于2ppm的联乙酰。 所述芳族二胺包含选自邻-苯二胺、对-苯二胺和间苯二胺的至少一种化合物。所述(甲基)丙烯酸酯可以是甲基丙烯酸甲酯。在以产生芳族二胺与联乙酰初始摩尔比不超过10:1的处理过的粗(甲基)丙烯酸酯流的添加速率下添加所述芳族二胺的(甲基)丙烯酸酯生产工艺中，本专利技术的方法包括在蒸馏所述处理过的粗(甲基)丙烯酸流之前，通过(I)进行所述蒸馏步骤之前，在所述分离和纯化设备的足够远本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在生产联乙酰含量小于百万分之2(ppm)的(甲基)丙烯酸酯的工艺中减少分离和纯化设备中固体物质积聚的方法，所述工艺包括：A)提供粗(甲基)丙烯酸酯流，其包含:基于所述粗(甲基)丙烯酸酯流的总重量，按重量计至少95%(甲基)丙烯酸酯、不超过5%的水和不超过50ppm的联乙酰；B)以产生芳族二胺与联乙酰的初始摩尔比不超过10:1的处理过的粗(甲基)丙烯酸酯流的添加速率向所述粗(甲基)丙烯酸酯流添加芳族二胺；C)将所述粗(甲基)丙烯酸酯流中存在的总联乙酰的至少一部分与所述芳族二胺反应；和D)在步骤C)之后，在所述分离和纯化设备中蒸馏所述处理过的粗(甲基)丙烯酸酯流，以产生塔顶产物，所述塔顶产物是纯化的(甲基)丙烯酸酯流，基于所述纯化(甲基)丙烯酸酯流的总重量，其包含至少99重量%的(甲基)丙烯酸酯、不超过1重量%的水和小于2ppm的联乙酰；其中所述步骤C)在蒸馏所述处理过的粗(甲基)丙烯酸流之前如下进行：C1)在所述分离和纯化设备的足够远的上游添加所述芳族胺，以在进行步骤D)蒸馏之前，提供所述芳族胺与所述粗(甲基)丙烯酸酯流中的联乙酰接触的停留时间在10和1200秒之间；和C2)将所述芳族二胺与所述粗(甲基)丙烯酸酯流充分混合。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.03 US 61/492,9601.用于在生产联乙酰含量小于百万分之2(ppm)的(甲基)丙烯酸酯的工艺中减少分离和纯化设备中固体物质积聚的方法，所述工艺包括:A)提供粗(甲基)丙烯酸酯流，其包含:基于所述粗(甲基)丙烯酸酯流的总重量，按重量计至少95%(甲基)丙烯酸酯、不超过5%的水和不超过50ppm的联乙酰；B)以产生芳族二胺与联乙酰的初始摩尔比不超过10:1的处理过的粗(甲基)丙烯酸酯流的添加速率向所述粗(甲基)丙烯酸酯流添加芳族二胺；C)将所述粗(甲基)丙烯酸酯流中存在的总联乙酰的至少一部分与所述芳族二胺反应；和D)在步骤C)之后，在所述分离和纯化设备中蒸馏所述处理过的粗(甲基)丙烯酸酯流，以产生塔顶产物，所述塔顶产物是纯化的(甲基)丙烯酸酯流，基于所述纯化(甲基) 丙烯酸酯流的总重量，其包含至少99重量％的(甲基)丙烯酸酯、不超过I重量％的水和小于2ppm的联乙酰；其中所述步骤C)在蒸馏所述处理过的粗(甲基)丙烯酸流之前如下进行:Cl)在所述分离和纯化设备的足够远的上游添加所述芳族胺，以在进行步骤D)蒸馏之前，提供所述芳族胺与所述粗(甲基)丙烯酸酯流中的联乙酰接触的停留时间在10和1200 秒之间；和C2)将所述芳族二胺与所述粗(甲基)丙烯酸酯流充分混合。2.权利要求1所述的方法，其中所述提供的停留时间在10和600秒之间。3.权利要求1所述的方法，其中充分混合所述芳族胺与粗(甲基)丙烯酸酯流的所述步骤C2)通过至少一种如下技术来实现:a)在所述加工设备中用足以提供湍流条件的粗(甲基)丙烯酸酯流的流速运行所述工艺，所述湍流条件包括雷诺数大于4000，和b)向设置在所述 分离和纯化设备上游并具有混合机构的装置提供所述粗(甲基)丙烯酸流和所述芳族胺、或所述处理过的粗(甲基)丙烯酸酯流，所述混合机构包括一种或多种静态混合器、折流板、再循环回路、搅拌器、动力在线混合器和机械混合器。4.权利要求3所述的方法，其中设置在所述分离和纯化设备上游的所述装置包括容器、管道、导管、罐或其组合。5.权利要求1所述的方法，其中所述芳族二胺包括选自邻-苯二胺、对-苯二胺和间苯二胺的至少一种化合物。6.权利要求1所述的方法，其中所述芳族二胺包括邻苯二胺。7.权利要求1所述的方法，其中所述(甲基)丙烯酸酯是甲基丙烯酸甲酯。8.权利要求1所述的方法，其中所述芳族二胺与联乙酰的摩尔比不超过2:1。9.权利要求1所述的方法，其中添加所述芳族二胺的步骤B)通过向所述粗(甲基)丙烯酸酯流添加一种溶液来实现，所述溶液包含溶剂和基于所述溶液的总重量的0.5至8重量％的邻苯二胺，其中所述溶剂与所述(甲基)丙烯酸酯相同。10.用于在生产联乙酰含量小于百万分之2(ppm)的(甲基)丙烯酸酯的工艺中减少分离和纯化设备中固体物质积聚的方法，所述工艺包括:A)提供粗(甲基)丙烯酸酯流，其包含:基于所述粗(甲基)丙烯酸酯流的总重量，按重量计至少95%的(甲基)...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·柯蒂斯，M·S·德考尔希，D·A·弗洛瑟，M·哈里斯，J·J·朱丽叶，P·P·迈罗特，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
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