[發明專利]回收丙烯酸的方法和系統

有效

• 申請號: 201580053224.1
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN106795086B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: U·哈蒙;T·沃爾特;M·奧滕巴克;F·胡滕
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C07C51/44
• 分類號: C07C51/44;C07C51/48;C07C57/07;B01D3/34
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 蘇萌;鐘守期

本發明涉及一種回收丙烯酸的方法，具有以下步驟：a)將來自結晶設備的溫度受控的母酸料流分為沿吸收塔(201)的方向和分離塔(205)的方向，b)將第一溫度受控的母酸子料流作為回流供入分離塔(205)的頂部塔板，c)在分離塔(205)的底部塔板下方供入至少一個汽提氣流，d)將來自冷凝塔(201)的包含低聚的丙烯酸的輔助組分料流供入分離塔(205)的中部基底，e)在分離塔(205)中，將至少一部分低聚的丙烯酸從輔助組分料流中分離出，以得到單體丙烯酸，f)在分離塔(205)中，通過逆流精餾法分離出包含于輔助組分料流中的輔助組分，g)將單體丙烯酸不進行冷凝而與引入的循環汽提氣流一起作為氣體混合物在分離塔(205)的頂部排出，以及h)在冷凝塔(201)的底部塔板下方供入氣體混合物。本發明還涉及用于回收丙烯酸的系統(1)。

本發明涉及回收丙烯酸的方法和設備。

丙烯酸是重要的基礎化學品。由于其非常活潑的雙鍵和酸官能團，丙烯酸，特別是作為單體，適于制備聚合物。生產的丙烯酸單體的量的大部分例如在聚合前被酯化(例如，以得到粘合劑、分散體或表面涂層組合物)。僅有小部分直接聚合(例如，以得到“超吸收劑”)。雖然在丙烯酸的直接聚合中通常需要高純度的單體，但當在聚合前酯化時，關于丙烯酸純度的要求沒有那么高。

特別地，丙烯酸可通過在升高的溫度下，借助分子氧通過固態催化劑非均相催化氣相部分氧化丙烯酸的C₃前體來得到。術語C₃前體包括形式上可通過還原丙烯酸而獲得的化合物。在制備方法中，這些C₃前體以氣態形式，通常用惰性氣體(例如氮氣、CO₂、飽和烴和/或蒸汽)稀釋，以與分子氧的混合物在升高的溫度下和任選的超大氣壓力下，流過過渡金屬混合氧化物催化劑，并氧化轉化成產物氣體混合物，所述產物氣體混合物包含丙烯酸和次要組分，例如糠醛、苯甲醛和馬來酸酐，丙烯酸需從該產物氣體混合物中分離出。

獲得的丙烯酸不是純的產品，而是不僅包含丙烯酸(通常≥總重量的90％，或≥總重量的95％)而且還包含氣相氧化的通常副產物和丙烯酸的低聚物的混合物，所述副產物為例如水、低級醛(例如糠醛、丙烯醛或異丁烯醛、苯甲醛)、低級羧酸(例如乙酸、丙酸)等。

丙烯酸低聚物的形成原因是，以凝聚相存在的丙烯酸通過可逆的邁克爾(Michael)加成反應，加成至其本身和加成至所形成的二聚體上形成丙烯酸低聚物(邁克爾加合物)，以及通過自由基聚合形成的低聚物。水的存在、氣相催化氧化制備丙烯酸的不可避免的副產物，以及升高的溫度促進了丙烯酸低聚物的形成。

由于各低聚物的沸點比丙烯酸的高，它們在通過丙烯酸蒸餾分離和來自氣相催化氧化制備的產物氣體混合物的分級冷凝中的高沸點物餾分(例如在液體塔底物)中積累。

DE199 24 533 A1公開了一種上述制備丙烯酸的方法，其中粗丙烯酸的基本分離通過分級冷凝來自非均相催化氣相部分氧化的產物氣體混合物來進行。包含于驟冷液的輸出物中的丙烯酸低聚物的再分離據說以這樣的方式整合：使得在工藝、特別是分級冷凝的料流上的時間沒有顯著降低。丙烯酸低聚物的再分離的目的是提高有價值產物的收率。DE199 24 533 A1提供了再分離的循環反應器。

DE 102 47 240 A1記載了一種制備丙烯酸的非常類似的方法，其中包含丙烯酸的產物氣體混合物首先用驟冷液直接冷卻來冷卻，然后將冷卻的產物氣體混合物供入配備有有效分離內件的冷凝塔中。將粗的丙烯酸從冷凝塔中取出，并傳遞至進一步的結晶純化。在該結晶純化中獲得的母液整體再循環至冷凝塔中。將包含丙烯酸低聚物的液體底物從冷凝塔的底部取出，并用作驟冷液。將在產物氣體混合物的冷卻過程中沒有汽化的部分驟冷液通過底部并任選地通過熱交換器循環，將部分驟冷液作為輸出物從該線路中排出并供入用于再分離的分離容器中。將以氣體形式釋放的包含丙烯酸的分離氣體再循環至驟冷液的線路或冷凝塔中或再循環至驟冷液的線路和冷凝塔中，其中，分離氣體在再循環之前進行逆流精餾和至少部分冷凝；此處，形成的冷凝液的量至少對應于對逆流精餾而言必須回流的量。