[发明专利]用于丙酮合氰化氢酰胺化的方法中的热转化容器

说明书

本发明涉及在用于制备甲基丙烯酸甲酯(MMA)或甲基丙烯酸(MAA)的工业方法中的丙酮合氰化氢(ACH)酰胺化步骤过程中使用的热转化容器(200)。热转化容器(200)用于将α‑羟基异丁酰胺(HIBAM)、α‑硫酸根合异丁酰胺(SIBAM)，2‑甲基丙烯酰胺(MACRYDE)和甲基丙烯酸(MAA)的水解混合物转化为2‑甲基丙烯酰胺(MACRYDE)的混合物，所述容器包括：‑至少一个隔室(C1，C2，C3，..Ci)，其包括内壁(206a，206b，..206i)，所述内壁将所述隔室分成两个通过所述容器的底部和所述内壁之间提供的通道连通的部分(C1a，C1b)，‑所述隔室具有在所述内壁上方的空间，用于在热转化过程中使气相与液相分离，‑所述隔室与出口阀(204a，204b，...204i)相连接。这种容器使得能够在非常安全的条件获得高热转化产率。

技术领域

本发明涉及用于甲基丙烯酸甲酯(MMA)或甲基丙烯酸(MAA)制备的连续工业方法。更具体地本发明涉及此类工业方法的步骤，其涉及丙酮合氰化氢(acetone cyanohydrine)的酰胺化步骤。本发明更确切地涉及在该酰胺化步骤期间使用的热转化容器，其用于将水解混合物转化成甲基丙烯酰胺混合物，所述甲基丙烯酰胺混合物进一步被酯化以制备甲基丙烯酸甲酯(MMA)或者被水解以制备甲基丙烯酸(MAA)。

背景技术

许多商业方法用于制备选自甲基丙烯酸(在以下描述中也称为“MAA”)和 /或甲基丙烯酸甲酯(在以下描述中也称为“MMA”)的单体。这些方法之一在于由丙酮合氰化氢(ACH)来制备此类单体。这样的方法例如描述在美国专利申请US2010/0069662中。在该方法中，通过硫酸水解丙酮合氰化氢ACH来制备α-羟基异丁酰胺(在以下描述中也称为“HIBAM”)、其硫酸酯，α-硫酸根合异丁酰胺(在以下描述中也称为“SIBAM”)、2-甲基丙烯酰胺(在以下描述中也称为“MAM”)和甲基丙烯酸MAA的水解混合物。由此制备的水解混合物然后进入到经加热的热转化反应器中热转化成包含2-甲基丙烯酰胺MAM和少量MAA 的混合物。在该反应过程中，SIBAM热转化成MAM的发生快于HIBAM热转化为MAM。为了促进HIBAM热转化成MAM，必须提供热量和进入热转化反应器中的混合物的增加的停留时间两者。至所需产物(即MAM)的热转化率的降低导致MMA或MAA的制备过程的总产率的降低。

MAM可以用于通过与甲醇的酯化反应制备MMA，或者其可用来通过与水的水解反应制备MAA。

甲基丙烯酸甲酯MMA主要用于制备聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯(也称为“PMMA”)，其具有多种应用，例如汽车、运输、航空、光电、信息学、电信、风能或者建筑建造。MMA也可以用于通过酯交换方式制备其它的甲基丙烯酸酯类。

MMA和MAA市场是极其成本敏感的。工艺产率中的略微改善可导致显著市场优势。

特别地，已经发现，在SIBAM和HIBAM的热转化步骤期间，出现水解混合物组分即HIBAM，SIBAM，MAM和MAA的回混到热转化反应器中。这样的回混意味着热转化反应器内混合物的各组分的保留时间的变化。一些组分在反应器内将具有不足的保留时间，以致HIBAM的转化率低。与其形成对比，一些组分在热转化反应器内将具有延长的保留时间，这可导致SIBAM，MAM 和MAA的高转化率或降解率。热转化反应器内保留时间的这种变化使热转化步骤降级，并因此MMA或MAA制备的总产率降低。

为了解决在热转化步骤期间回混的这一问题，文献EP0999200描述了包括活塞流热转化装置的热转化反应器，其实现了避免回混。此种活塞流热转化装置是管道，其直径使得其允许具有贯穿管道的横截面几乎相同的管道内的流体速度。沿管道的速度始终是相同的，其防止回混的出现。在这篇文献中，管道必须具有足够的长度以提供进入裂化反应器的混合物的所需的保留时间。