[發(fā)明專利]一種脫除丙烯酸水溶液中水分的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110288820.1
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN103012108A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉利;鞏傳志;李欣平;張木蘭;劉學(xué)線;郭曉宇;王偉東;劉麗艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司;中石油東北煉化工程有限公司
• 主分類號: C07C57/075
• 分類號: C07C57/075;C07C51/44
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石油化工物料，丙烯酸水溶液脫水的方法。

背景技術(shù)

兩種(或幾種)液體形成的恒沸點(diǎn)混合物稱為恒沸混合物，是指處于平衡狀態(tài)下，氣相和液相組成完全相同時(shí)的混合溶液。

丙烯酸作為一種重要的化工基礎(chǔ)原料，目前主要通過丙烯兩步氧化法制得。氧化后得到的混合氣體經(jīng)水吸收后制得粗丙烯酸水溶液，其中丙烯酸濃度為35-60％(重量)，由于氫鍵強(qiáng)度強(qiáng)，造成脫水困難，而且丙烯酸極易發(fā)生自聚現(xiàn)象，造成收率下降。目前比較經(jīng)濟(jì)方法是通過共沸精餾法來獲得純度較高的丙烯酸產(chǎn)品。共沸精餾法通常采用與水共沸精餾的有機(jī)溶劑(稱其為恒沸劑)使水脫水精餾，從而達(dá)到分離的效果。目前常用的恒沸劑包括：芳烴，如苯、甲苯、二甲苯等；酯族烴，如庚烷、環(huán)己烷等；酮類，如甲基異丁基酮、甲基丙基酮等；醚類，如二丁基醚、異丁醚等；酯類，如醋酸丁酯、醋酸丙脂、丁酸乙酯等。探索新的，具有較高脫水率的單一或復(fù)配恒沸劑，已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究重心。

現(xiàn)有的丙烯酸水溶液脫水方法，各有優(yōu)點(diǎn)，然而，普遍存在脫水率低，丙烯酸易聚合，回收成本較高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新的丙烯酸水溶液脫水方法。采用單一或復(fù)配恒沸劑與丙烯酸水溶液中的水分形成最低恒沸物。通過加熱一定配比的恒沸劑與丙烯酸水溶液液相，使恒沸劑與丙烯酸水溶液中的水所形成最低恒沸物汽化，汽化后的恒沸物從溶液體系中分離出來，被冷凝成液相，冷凝液相分為恒沸物層和水層，將水層采出，離開體系，恒沸物層返回丙烯酸溶液體系中循環(huán)使用。

本發(fā)明所述的一種脫除丙烯酸水溶液中水分的方法，采用單一或復(fù)配恒沸劑與丙烯酸水溶液中的水分形成最低恒沸物。通過加熱一定配比的恒沸劑與丙烯酸水溶液液相，在真空條件下，加熱蒸發(fā)，塔頂溫度為恒沸劑在此壓力下與水的最低恒沸溫度，使恒沸劑與丙烯酸水溶液中的水所形成最低恒沸物汽化，汽化后的恒沸物從溶液體系中分離出來，經(jīng)冷凝冷卻器，被冷凝成液相，冷凝液相分為恒沸物層和水層，將水層采出，離開體系，恒沸物層返回丙烯酸溶液體系中循環(huán)使用。

所述恒沸劑為間二甲苯、2-戊酮、2-戊酮-環(huán)己烷、甲苯-環(huán)己烷、環(huán)己烷-甲乙酮、環(huán)己烷-甲基環(huán)己烷中的一種。

所述的恒沸劑用量為恒沸劑與水分的質(zhì)量比為20∶1～1∶20。

所述的復(fù)配恒沸劑2-戊酮-環(huán)己烷、甲苯-環(huán)己烷、環(huán)己烷-甲乙酮、環(huán)己烷-甲基環(huán)己烷中兩物質(zhì)的摩爾比為10∶1～1∶10。

所述的加熱方式可以采用蒸汽、導(dǎo)熱油、電加熱形式。其中的電加熱可以采用直接電加熱、微波、電磁、遠(yuǎn)紅外方式。

所述的冷凝方式可以采用水冷、空冷、冷凍鹽水方式。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過加熱一定配比的恒沸劑與丙烯酸水溶液液相，使恒沸劑與丙烯酸水溶液中的水所形成最低恒沸物汽化，汽化后的恒沸物從溶液體系中分離出來，被冷凝器冷凝成液相，液相中恒沸劑與水靜置一段時(shí)間分層，將下層的水分采出，離開體系，恒沸劑返回丙烯酸溶液體系中循環(huán)使用。該方法具有高的脫水率，加熱冷卻能耗低、恒沸劑易回收以保證低成本循環(huán)使用。

單一或復(fù)配恒沸劑的效果優(yōu)劣直接衡量指標(biāo)為脫水率、回收率。脫水率和回收率越高，則表明該溶劑脫水效果越好。

進(jìn)行試驗(yàn)，選用不同的恒沸劑，控制塔的真空度，在真空狀態(tài)下加熱蒸發(fā)，塔頂溫度值為該操作壓力下的共沸溫度值。試驗(yàn)中加入的醋酸，絕大部分留在蒸發(fā)后的丙烯酸水溶液中，在丙烯酸裝置中的脫醋酸塔中處理；結(jié)果證明丙烯酸水溶液中的水含量均降到0.1％(wt)以下。

當(dāng)采用本發(fā)明進(jìn)行丙烯酸水溶液脫除水分操作時(shí)，可高效脫除水分，低能耗回收恒沸劑，恒沸劑回收率達(dá)到90％。

附圖說明

圖1一種脫除丙烯酸水溶液中水分的方法工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面，通過具體實(shí)施例，對本發(fā)明作出進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

一種含有約56.88％(摩爾濃度)丙烯酸，41.91％(摩爾濃度)水和1.21％(摩爾濃度)醋酸的丙烯酸水溶液。采用單一間二甲苯為恒沸劑，恒沸劑投加質(zhì)量為水分總質(zhì)量的20倍，在0.085MPa真空度下，采用蒸汽加熱方式對體系進(jìn)行加熱蒸發(fā)，在塔釜溫度達(dá)到55℃時(shí)，間二甲苯與水的最低恒沸物從體系出來，可將丙烯酸水溶液中的水分含量降到0.1％以下。間二甲苯與水的最低恒沸物蒸汽被水冷卻成液相，塔頂溫度達(dá)到53℃，為在此壓力下的恒沸點(diǎn)，冷凝冷卻器流出物進(jìn)分層器，冷凝液分為兩層，水在下層，間二甲苯在上層，將下層水分采出，上層間二甲苯返回新的丙烯酸水溶液中，進(jìn)行下一批次脫水操作。