[发明专利]经由共沸蒸馏分离丙酸与丙烯酸

说明书

本公开涉及使用共沸蒸馏和使用水作为夹带剂制造高纯度丙烯酸的方法。本公开提供了从回收的进料流中分离丙烯酸的方法，所述进料流包含丙烯酸和饱和有机酸（包括丙酸）。所得丙烯酸产物具有足以生产丙烯酸酯和高分子量丙烯酸聚合物的纯度。

发明领域

本公开涉及使用水作为夹带剂来提纯丙烯酸的方法。更具体而言，本公开涉及使用共沸蒸馏和作为夹带剂的水从包含丙酸的饱和有机酸物流中提纯丙烯酸的方法与设备。

发明背景

提纯的丙烯酸（丙-2-烯酸）是用于制造丙烯酸酯和高吸水性聚合物的基本构建单元。高吸水性聚合物用于诸如一次性尿布、离子交换树脂、粘合剂、洗涤剂和用于药物、化妆品及油漆的增稠剂的应用。必须将反应杂质与丙烯酸分离以使得能够生产这些高分子量丙烯酸聚合物。

在丙烯酸的制造过程中，形成反应副产物，必须将该反应副产物与丙烯酸分离以使得能够生产丙烯酸酯和高吸水性聚合物。将丙烯酸提纯为冰晶级丙烯酸通常需要从包含丙酸的混合物或包含乙酸的混合物中分离丙烯酸。对于包含丙酸的丙烯酸混合物，由于它们的沸点接近（丙烯酸的沸点为142.0℃，丙酸的沸点为140.9℃），难以使用传统蒸馏将丙烯酸与丙酸分离。不幸的是，丙酸是在大多数丙烯酸方法中存在的副产物，所述方法包括但不限于丙烯氧化、甲醛与乙酸的缩合以及由甘油生物基制造丙烯酸。

本公开提供了分离和提纯包含丙烯酸与丙酸的化学混合物的方法，该方法使用水作为夹带剂进行共沸蒸馏，以制造具有足以生产高分子量丙烯酸聚合物的纯度的丙烯酸产物。

发明概述

本公开的一个实施方案包括用于提纯丙烯酸的方法，该方法包括：

将进料流供应至共沸蒸馏塔，其中该进料流包含水、丙烯酸和至少一种具有3个或更多个碳原子的饱和有机酸；和

将水作为夹带剂添加至该共沸蒸馏塔，以使该进料流分离成至少产物塔顶物流和产物塔底物流，其中该产物塔顶物流包含饱和有机酸和水，并且其中该产物塔底物流包含丙烯酸和任选的乙酸。

本公开的一个实施方案包括用于提纯丙烯酸的方法，该方法包括：

将进料流供应至共沸蒸馏塔，其中该进料流包含水、丙烯酸和丙酸；并在使得该进料流分离成至少产物塔顶物流和产物塔底物流的温度和压力下将水作为夹带剂添加至该共沸蒸馏塔，其中该产物塔顶物流包含丙酸和水，并且其中该产物塔底物流包含丙烯酸。

本公开的一个实施方案包括用于提纯丙烯酸的方法，该方法包括：

将第一进料流供应至第一共沸蒸馏塔，其中该第一进料流包含水、丙烯酸、丙酸、乙酸和高沸点化合物，并将水作为夹带剂添加至该共沸蒸馏塔，以使该第一进料流分离成至少第一产物塔顶物流和第一产物塔底物流，其中该第一产物塔顶物流包含丙酸、水和与水形成最低共沸混合物的其它化合物，并且其中该第一产物塔底物流包含丙烯酸和乙酸；

将水、丙烯酸和乙酸的第一产物塔底物流进料到第二蒸馏塔中以形成包含水和乙酸的第二塔顶产物物流及包含丙烯酸和高沸点化合物的第二产物塔底物流，以及任选的包含浓缩乙酸的第二产物侧线物流；和

将丙烯酸和高沸点化合物的第二产物塔底物流进料到第三蒸馏塔中以形成包含丙烯酸的第三产物塔顶物流和包含残余高沸点化合物的第三产物塔底物流。

本公开的一个实施方案包括用于提纯丙烯酸的方法，该方法包括：将第一进料流供应至第一蒸馏塔，其中该第一进料流包含水、丙烯酸、丙酸、乙酸和高沸点化合物，以形成包含乙酸和水的第一产物塔顶物流及包含丙烯酸和丙酸的第一产物塔底物流，以及任选的包含浓缩乙酸的产物侧线物流；