[发明专利]提纯丙烯酸的方法

说明书

本发明涉及一种提纯丙烯酸的方法。具体地说，本发明涉及一种在防止丙烯酸聚合的情况下从丙烯酸水溶液提纯丙烯酸的方法。更具体地说，本发明涉及这样一种方法，用它可以长时间恒定地进行丙烯酸提纯操作，同时在用脱水柱从经如丙烯催化氧化获得的丙烯酸粗水溶液中去除低沸点组分(如水和乙酸)时防止丙烯酸在蒸馏柱中发生聚合。

作为制备丙烯酸的典型方法，可以述及的一种方法包括用氧化催化剂在蒸汽存在下用含分子氧的气体氧化丙烯和/或丙烯醛。用水冷却和/或吸收这样获得的反气体，可以获得丙烯酸粗水溶液。除了包含丙烯酸外，这种丙烯酸粗水溶液还包含副产物如乙酸、甲酸、甲醛和乙醛。在这些副产物中，一种生成得最多因而在提纯时特别重要的成分是乙酸。由于其化学相似性和物化性能如气-液平衡，确认不能直接通过蒸馏充分地分离水、乙酸和丙烯酸。

因此，作为提纯丙烯酸的方法，通常采用的是这样一种方法，它包括用可与水共沸蒸馏的有机溶剂(下面有时称其为“共沸溶剂”)使水脱水蒸馏，而后通过蒸馏进一步分离乙酸。

对于完成这种水和乙酸分离的蒸馏方法，可以想到的有用单个蒸馏柱同时分离上述两种成分的方法(下面称其为“单柱法”)和用各自蒸馏柱分离它们的方法(下面称其为“双柱法”)，而且对各方法业已提出了下述许多建议。

(1)关于单柱法，有JP-B-46-18967、JP-B-46-29372、JP-B-46-22456、JP-B-46-34692、JP-B-49-21124、JP-A-5-246941等

(2)关于双柱法，有JP-B-41-15569、JP-B-46-18966、JP-B-50-25451、JP-B-63-10691、JP-A-3-181440、JP-B-6-15495、JP-B-6-15496、JP-A-8-40974等。

这两种方法有下述优点和缺点。

单柱法用单个蒸馏柱同时分离水和乙酸，这样它需要采用塔板数高的蒸馏柱，并需要高的回流比。因此，这种方法从能量的观点来看是不利的。而且，随着塔板数的提高，柱底压力往往会提高，故柱底温度也随之提高，使易于聚合的丙烯酸处于如此高的温度下是不利的。

而在双柱法中，水和乙酸分别用蒸馏柱分离，这样可以采用最佳的蒸馏条件和蒸馏柱，从能量的角度来看这种方法也是有利的。而且，这种方法有这样一个优点，即主要副产物乙酸可以从分离乙酸的蒸馏柱中回收。再者，各柱的塔板数可以减少，柱底温度可以下降，因而从防止丙烯酸发生聚合的角度来看这种方法也是较好的。

然而，在用这种双柱法提纯丙烯酸的过程中，丙烯酸很有可能发生聚合，尤其是在靠近脱水柱底部的地方，因而稳定的操作仍是困难的。

为了克服这种困难，JP-A-8-40974提出了一种控制共沸脱水柱底部的水和共沸溶剂的浓度的方法。然而，这种方法仍然不适于在稳定条件下进行几个月的连续操作。

本发明的一个目的是在用脱水柱使丙烯酸水溶液进行脱水时提供防止丙烯酸聚合并使蒸馏柱在稳定条件下进行长时间操作的操作条件。

本发明的发明人对蒸馏条件进行了各种研究，他们尤其关注到下述这个事实，即上述丙烯酸聚合物将沉积在特定的位置，这样就不可能使脱水柱进行长时间的连续操作。结果，他们发现可以通过将脱水柱中特定位置的温度控制在特定的范围内表明蒸馏柱中的丙烯酸发生聚合，这样就完成了本发明。

这就是说，本发明提供一种提纯丙烯酸的方法，它包括用脱水柱将丙烯酸水溶液进行脱水，其中使用理论塔板数至少为3块塔板的蒸馏柱作为脱水柱，并将相应于第二块理论塔板处的操作温度调节到50-78℃。

本发明也提供上述提纯丙烯酸的方法，其中将相应于第二块理论塔板处的操作温度调节到60-73℃，本发明还提供上述提纯丙烯酸的方法，其中将脱水柱的底部温度调节到60-90℃。

另外，本发明提供上述提纯丙烯酸的方法，其中丙烯酸水溶液是从通过用分子氧催化氧化丙烯和/或丙烯醛制得的反应气体获得的粗水溶液，本发明还提供上述提纯丙烯酸的方法，其中丙烯酸水溶液的丙烯酸浓度至少为40重量％。

再者，本发明提供上述提纯丙烯酸的方法，其中在脱水蒸馏时使用可与水共沸蒸馏的有机溶剂。

在附图中，图1是说明可用于本发明方法的提纯丙烯酸的过程的流程图。

现在，本发明将参考较好的实例作详细描述。

(1)丙烯酸水溶液

对可用本发明处理的丙烯酸水溶液并无特别的限制。然而，最有效地是将本发明用于通过在水中冷却和/或吸收用分子氧催化氧化丙烯和/或丙烯醛制得的反应气体获得的丙烯酸粗水溶液。