[發(fā)明專利]制備純化的(甲基)丙烯酸的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910142699.4
• 申請(qǐng)日: 2009-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101659610A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·F·布里格爾;M·S·德克賽;J·E·埃爾德;J·J·朱利葉特;J·L·門(mén)多薩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅門(mén)哈斯公司
• 主分類號(hào): C07C57/075
• 分類號(hào): C07C57/075;C07C51/46
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 白益華;周承澤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過(guò)對(duì)未加工或含水的(甲基)丙烯酸共沸蒸餾進(jìn)行的純化。?

背景技術(shù)

如不飽和羧酸和不飽和腈的單體是用于制備各種合成樹(shù)脂、涂料、纖維、增塑劑、合成樹(shù)脂等的重要工業(yè)原料或者中間體材料。工業(yè)上有各種制備不飽和羧酸(如，丙烯酸和甲基丙烯酸)和不飽和腈(如，丙烯腈和甲基丙烯腈)的方法，但是，一般而言所有這些方法都以基本相同的方式開(kāi)始，通過(guò)一種或多種烴的催化反應(yīng)，產(chǎn)生包含所需單體的不純的氣態(tài)物質(zhì)。然后，必須從不純的氣態(tài)物質(zhì)中回收所需的單體，然后進(jìn)一步純化，以將回收單體物流中存在的其他物質(zhì)、副產(chǎn)物和雜質(zhì)的量減至最小。?

例如，一種眾所周知的工業(yè)化的丙烯酸制造方法包括兩步氣相催化氧化反應(yīng)，其中，在該反應(yīng)的第一工藝步驟中首先使丙烯轉(zhuǎn)化為丙烯醛，然后在第二工藝步驟中使丙烯醛轉(zhuǎn)化為丙烯酸。產(chǎn)生的氣態(tài)物流包含丙烯酸，但還包含水、未反應(yīng)的丙烯和丙烯醛，以及幾種副產(chǎn)物，包括但不限于以下的一種或多種化合物：甲醛、乙酸、丙酸、苯甲醛、糠醛和馬來(lái)酸。目前研究開(kāi)發(fā)的另一種眾所周知的方法是在適當(dāng)催化劑存在下丙烷的一步氣相催化氧化，該方法還生成包含丙烯酸、水、碳氧化物、未反應(yīng)的丙烷、丙烯、丙烯醛和幾種副產(chǎn)物的氣態(tài)物流，所述副產(chǎn)物包括但不限于以下的一種或多種化合物：甲醛、乙酸、丙酸、苯甲醛、糠醛和馬來(lái)酸。?

不論制備丙烯酸的反應(yīng)方法，然后含水丙烯酸通常是在吸收塔中從未加工的氣態(tài)產(chǎn)物流回收，在吸收塔中冷卻的吸收劑如水或有機(jī)化合物(如，苯基醚)與氣態(tài)物流直接接觸，同時(shí)從氣態(tài)物流濃縮并吸收各種組分，包括丙烯酸和水，產(chǎn)生含水丙烯酸物流。這種含水混合物通常包含可觀量的副產(chǎn)物和雜質(zhì)，如丙烯醛、甲醛和水。這至少部分因?yàn)橹苯咏佑|吸收過(guò)程還從氣態(tài)含(甲基)丙烯酸的物料吸收了副產(chǎn)物和雜質(zhì)與(甲基)丙烯酸，而不僅僅是所需的(甲基)丙烯酸產(chǎn)物。因?yàn)檫@一原因，產(chǎn)生的含水丙烯酸物流通常需進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)純化步驟。對(duì)丙烯酸的預(yù)定用途經(jīng)常決定了物流必須達(dá)到的純化程度以及必須從丙烯酸除去或分離的其他物質(zhì)的程度。?

所需丙烯酸產(chǎn)物與含水丙烯酸物流中其他物質(zhì)分離或純化的步驟可采用一種或多種眾所周知和了解的方法來(lái)完成，包括蒸餾、萃取和/或結(jié)晶。最常用的一種純化步驟是采用共沸蒸餾從含水丙烯酸物流除去水。通過(guò)共沸蒸餾使含水丙烯酸物流純化為制備丙烯酸領(lǐng)域眾所周知的。在過(guò)去幾年已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種基于不同共沸劑的共沸蒸餾方法，例如，美國(guó)專利第3,798,264號(hào)揭示可使用乙酸異丁酯(IBAc)作為共沸劑，英國(guó)專利第2146636號(hào)揭示使用甲基異丁基酮(MIBK)作為共沸劑，以及美國(guó)專利第6,399,817號(hào)揭示使用甲苯作為共沸劑。?

經(jīng)常需要進(jìn)一步的純化過(guò)程，例如串聯(lián)的多步驟蒸餾，或者結(jié)晶過(guò)程，以滿足最終產(chǎn)品質(zhì)量要求。當(dāng)然，每一個(gè)附加的純化步驟都需要附加的初步資本投資以及更高的操作費(fèi)用。?

例如，在美國(guó)專利第6,482,981號(hào)中公開(kāi)的方法包括通過(guò)使物流與水直接接觸吸收(甲基)丙烯酸，然后共沸蒸餾，之后使形成的含水丙烯酸結(jié)晶，除去額外的雜質(zhì)，因而將聚合和其他固體的形成減至最小。因此這樣復(fù)雜的工藝的建立和操作在經(jīng)濟(jì)上是無(wú)吸引力的。?

防止形成聚合物也一直是丙烯酸生產(chǎn)上很關(guān)注的主題，并且已經(jīng)確定了許多用于丙烯酸生產(chǎn)過(guò)程中的不同位置的抑制劑，包括在共沸蒸餾步驟內(nèi)的抑制劑。大量現(xiàn)有技術(shù)揭示可以使用一種或多種抑制劑，這些抑制劑包括水溶性或醇溶性阻聚劑。阻聚劑的用量通常為100-4,000重量ppm。通過(guò)使用銅基抑制劑已經(jīng)獲得優(yōu)良的抑制聚合物的結(jié)果，例如在共沸蒸餾塔中加入二丁基二硫代氨基甲酸銅(CB)、二甲基二硫代氨基甲酸銅、二乙基二硫代氨基甲酸銅、水楊酸銅、環(huán)烷酸銅和乙酸銅中的一種或多種。當(dāng)使用這些銅基抑制劑與酚類抑制劑如氫醌(HQ)或4-甲氧基苯酚(MEHQ)，進(jìn)一步提高抑制。?