[發明專利]生產丙烯酸和丙烯酸酯的方法

有效

• 申請號: 201280048677.1
• 申請日: 2012-10-01
• 公開（公告）號: CN103842325A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: C·J·彼得森;J·T·查普曼;J·加拉赫
• 申請（專利權）人: 國際人造絲公司
• 主分類號: C07C67/317
• 分類號: C07C67/317;C07C69/54;C07C51/42;C07C57/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳冀

優先權要求

本申請要求2012年1月6日提交的美國專利申請13/345,043和2011年10月3日提交的美國專利申請13/251,623的優先權。這些申請的全部內容通過引用并入本文。

發明領域

本發明概括地說涉及丙烯酸的生產。更具體地，本發明涉及經由乙酸和甲醛縮合生產粗制丙烯酸及其隨后的純化。

發明背景

α,β-不飽和酸、特別是丙烯酸和甲基丙烯酸及其酯類衍生物是化學工業上有用的有機化合物。已知這些酸和酯容易聚合或共聚形成均聚物或共聚物。經聚合的酸往往可用于諸如超吸水劑、分散劑、絮凝劑和增稠劑之類的應用。經聚合的酯類衍生物用于涂料（包括乳膠漆）、紡織品、粘合劑、塑料、纖維和合成樹脂。

由于丙烯酸及其酯長久以來有商業價值，已經開發出許多生產方法。一種示例性的丙烯酸酯生產方法利用：在酸、例如鹽酸、以及四羰基鎳的存在下，（1）乙炔與水和一氧化碳的反應；和/或（2）醇與一氧化碳的反應，產生包含丙烯酸酯以及氫氣和氯化鎳的粗產物。另一常規方法包括乙烯酮（往往由丙酮或乙酸的熱解而得）與甲醛的反應，其產生包含丙烯酸和水（在用乙酸作為熱解反應物時）或者甲烷（在用丙酮作為熱解反應物時）的粗產物。由于經濟、環境或者其它原因，這些方法已經過時。

更近的丙烯酸生產方法依靠丙烯的氣相氧化，經由丙烯醛形成丙烯酸。可以在單步或兩步法中進行該反應，但是由于更高的產率而優選兩步法。丙烯氧化產生丙烯醛、丙烯酸、乙醛和碳氧化物。可以回收來自初級氧化的丙烯酸，同時將丙烯醛供給第二步以產生丙烯酸粗產物，其包含丙烯酸、水、少量乙酸、以及雜質如糠醛、丙烯醛和丙酸。可以通過共沸蒸餾進行粗產物的純化。盡管這種方法較早期方法可以展現出一些改進，但是這種方法遭受生產和/或分離效率低的問題。另外，這種氧化反應高度放熱，這樣產生爆炸風險。結果，需要更為昂貴的反應器設計和冶金技術。另外，丙烯的成本經常高得驚人。

甲醛與乙酸和/或羧酸酯的醇醛縮合反應已在文獻中公開。該反應形成丙烯酸，其往往在催化劑上進行。例如，研究了由釩和磷的混合氧化物組成的縮合催化劑，見M.Ai,J.Catal.,107,201(1987)；M.Ai,J.Catal.,124,293(1990)；M.Ai,Appl.Catal.,36,221(1988)；和M.Ai,Shokubai,29,522(1987)。然而，這些反應中的乙酸轉化率可能留有改進空間。盡管已經公開了這一反應，但是涉及可以用于從醇醛縮合粗產物中有效提供純化丙烯酸的分離流程的公開內容，即便有的話也很少。

因而，需要生產純化丙烯酸的方法，特別是需要有效純化特殊醇醛縮合粗產物以形成純化丙烯酸的分離流程。

上文提及的參考文獻通過引用并入本文。

附圖簡要說明

以下參考附圖詳細說明本發明，其中同樣的數字表示相似的部件。

圖1是顯示按照本發明一種實施方案的丙烯酸反應/分離系統的工藝流程圖。

圖2是按照本發明一種實施方案的丙烯酸反應/分離系統的示意圖。

發明概述

在一種實施方案中，本發明涉及用于生產丙烯酸、甲基丙烯酸、和/或其鹽和酯的方法。優選地，本發明的方法產生丙烯酸產物。該方法包括提供粗產物料流的步驟，該料流包含丙烯酸和/或其它丙烯酸類產物、烯化劑、以及任選的水。該粗產物料流可以包含至少1wt%烯化劑。該烯化劑可以例如是甲醛。在優選的實施方案中，通過使乙酸和甲醛在催化劑上以及有效形成該粗產物料流的條件下接觸來形成粗產物料流。在一種實施方案中，本發明的方法進一步包括分離至少一部分的粗產物料流以形成烯化劑料流和中間丙烯酸料流的步驟。該烯化劑料流可以包含至少1wt%烯化劑，而該中間丙烯酸料流包含高濃度的丙烯酸和/或其它丙烯酸類產物。在一種實施方案中，在至少一個塔中進行分離。優選地，該至少一個塔的操作壓力、例如該至少一個塔的頂部的操作壓力為40kPa-80kPa。

發明詳述

引言