專利名稱：蒸餾(甲基)丙烯酸溶液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸餾(甲基)丙烯酸的方法。
背景技術(shù)：
丙烯酸通常是如下產(chǎn)生的使丙烯和/或丙烯醛與含分子氧的氣體進(jìn)行氣相催化氧化反應(yīng)，使產(chǎn)生的含丙烯酸的氣體與水接觸，以丙烯酸水溶液的形式進(jìn)行收集，從丙烯酸溶液中分離和收集丙烯酸。在含丙烯酸的氣體中，含有副產(chǎn)物如乙酸、甲酸、乙醛、甲醛或其它。其中，以相對較高的量含有乙酸。為了以高純度生產(chǎn)丙烯酸，需要從其中除去乙酸。當(dāng)通過蒸餾從其中除去乙酸時，蒸餾溫度變得較高(乙酸的沸點118.1℃)，因此丙烯酸易于發(fā)生聚合。由于丙烯酸和乙酸具有較小的相對揮發(fā)度，因而存在難以通過簡單的蒸餾從丙烯酸溶液中除去乙酸的問題。
接著，在上述收集步驟中，為了以高純度從丙烯酸水溶液中分離和收集丙烯酸，即通過從乙酸和水中分離丙烯酸，收集基本上不含乙酸和水的高純度丙烯酸，將丙烯酸水溶液加入到共沸分離柱中進(jìn)行蒸餾(共沸脫水法)。在共沸分離柱中，在共沸溶劑的存在下進(jìn)行蒸餾，從柱的頂部餾出乙酸、水和共沸溶劑的共沸混合物，從柱的底部得到丙烯酸。除乙酸和水之外的低沸點雜質(zhì)由于具有低沸點，可以容易地從溶液中除去。因此，這些雜質(zhì)不需要共沸蒸餾。
但是，在上述共沸分離柱中，由于在溶液中存在多種成分，丙烯酸易于發(fā)生聚合。產(chǎn)生的丙烯酸聚合物積聚在柱中，因此難以長期操作共沸蒸餾柱。
提議了多種聚合抑制劑來防止丙烯酸的聚合。例如，美國專利4,021,310號描述了一種聚合抑制劑，該抑制劑包括至少一種選自氫醌、methoquinone(對-甲氧基苯酚)、甲酚、苯酚、叔丁基兒茶酚、二苯胺、吩噻嗪和亞甲藍(lán)的物質(zhì)；至少一種選自二甲基二硫代氨基甲酸銅、二乙基二硫代氨基甲酸銅和二丁基二硫代氨基甲酸銅的物質(zhì)；以及分子氧。
作為研究的結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)即使采用這種聚合抑制劑，也不能完全防止丙烯酸的聚合。當(dāng)以規(guī)定的量使用所述抑制劑時，它不能提供徹底的防止效果，在蒸餾過程中產(chǎn)生米花狀聚合物和粘性聚合物，因此包括共沸蒸餾柱在內(nèi)的丙烯酸生產(chǎn)裝置的連續(xù)操作變得不可能。為了徹底防止聚合也可以使用大量的抑制劑，但是大量的使用引起經(jīng)濟(jì)上的缺點，并且產(chǎn)生設(shè)備腐蝕和廢水處理的問題。結(jié)果，它們的實際使用將比較困難。
在使至少一種選自異丁烯、叔丁醇和2-甲基丙烯醛的化合物與含分子氧的氣體進(jìn)行氣相催化氧化反應(yīng)以生產(chǎn)甲基丙烯酸的方法中也發(fā)現(xiàn)了上述在共沸分離柱中的聚合問題。
下面進(jìn)一步解釋共沸分離過程。美國專利5,315,037號描述了一種使用蒸餾柱作為共沸柱來收集純丙烯酸的方法，在該方法中，使丙烯酸水溶液共沸，從柱的頂部餾出基本上由乙酸、水和共沸溶劑組成的混合物，從柱的底部收集基本上不含乙酸、水和共沸溶劑的純丙烯酸。此外，JP-A-10-120,618描述了使用兩個蒸餾柱如共沸脫水柱和乙酸分離柱來生產(chǎn)純丙烯酸的方法，在該方法中，將共沸脫水柱的底部液體引入到乙酸分離柱中，在乙酸分離柱中再次進(jìn)行蒸餾以除去乙酸。在該方法中，將共沸脫水柱的底部液體冷卻，然后將其引入到乙酸分離柱中，以提高其中乙酸的分離效率。然而，該方法涉及含乙酸、丙烯酸和共沸溶劑的溶液的凈化技術(shù)，卻沒有描述在對基本上不含共沸溶劑的(甲基)丙烯酸溶液進(jìn)行蒸餾時如何防止聚合的問題。而且，由于溶液中包含共沸劑，從而其中(甲基)丙烯酸的濃度降低。該方法沒有描述在含更高濃度(甲基)丙烯酸的溶液中如何防止聚合的問題。
通過上述方法不能完全解決對聚合反應(yīng)的防止效果，希望長期蒸餾可聚合的上述(甲基)丙烯酸溶液。
作為易于發(fā)生聚合的柱，除共沸蒸餾柱外還可以引用醛蒸餾柱和分離具有高沸點的物質(zhì)的蒸餾柱。在所述醛蒸餾柱中，將醛處理劑加入到(甲基)丙烯酸溶液中，然后將所得物質(zhì)蒸餾以得到純丙烯酸；在所述分離具有高沸點的物質(zhì)的蒸餾柱中，通過從(甲基)丙烯酸溶液中除去具有高沸點的雜質(zhì)或其他物質(zhì)，從柱的頂部得到純丙烯酸。在醛蒸餾柱中使用醛處理劑例如水合肼，在存在醛處理劑和醛與醛處理劑的產(chǎn)物的蒸餾柱中，丙烯酸易于發(fā)生聚合。
JP-A-8-3,099描述了一種通過使用含對苯二胺化合物、苯酚化合物和吩噻嗪的防止聚合的組合物，在醛處理劑的存在下在蒸餾過程中防止(甲基)丙烯酸聚合的方法。
在分離具有高沸點的物質(zhì)的蒸餾柱中，由于酸處于高溫下，所以(甲基)丙烯酸易于發(fā)生聚合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種蒸餾基本上不含共沸溶劑的、含(甲基)丙烯酸的原料液體的方法，以有效地防止蒸餾過程中(甲基)丙烯酸的聚合，并在(甲基)丙烯酸的生產(chǎn)中進(jìn)行長期蒸餾。
作為研究的結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)(i)來自(甲基)丙烯酸的收集柱的(甲基)丙烯酸溶液通常暫時暴露于空氣中，然后被加入到設(shè)定在規(guī)定溫度的蒸餾柱或塔中。在作為原料的(甲基)丙烯酸溶液和原料液體進(jìn)入蒸餾柱的入口處之間存在溫度差。當(dāng)該溫度差高時，在柱中就會發(fā)生(甲基)丙烯酸溶液的部分縮合或偏流(drift flow)，易于發(fā)生聚合。(ii)來自(甲基)丙烯酸的收集柱的(甲基)丙烯酸溶液的溫度通常是分散的。當(dāng)(甲基)丙烯酸溶液暫時貯存在中間儲罐中，然后再加入到柱中時，如果滯留液量不固定，則溶液的溫度也是分散的。在這種情況下，在蒸餾柱如分離(甲基)丙烯酸和收集溶劑的蒸餾柱、醛蒸餾柱以及分離高沸點物質(zhì)的蒸餾柱中易于發(fā)生(甲基)丙烯酸的聚合。
我們發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行蒸餾時，通過向蒸餾柱中加入溫度基本上等于蒸餾柱的入口處溫度、基本上不含共沸溶劑的含(甲基)丙烯酸的原料，可以防止在上述柱中的聚合，并且蒸餾可以長期穩(wěn)定地進(jìn)行，從而最終完成了本發(fā)明。
本發(fā)明涉及對用收集劑從通過氣相催化氧化反應(yīng)得到的混合氣中收集的、基本上不含共沸溶劑的、含(甲基)丙烯酸的原料液體進(jìn)行蒸餾的方法，其特征在于向蒸餾柱中加入溫度基本上等于蒸餾柱的入口處溫度的原料液體。
根據(jù)本發(fā)明，在從基本上不含共沸溶劑的(甲基)丙烯酸溶液中回收(甲基)丙烯酸時，能有效防止在各個蒸餾柱中發(fā)生聚合。通過該步驟，可以長期穩(wěn)定地操作包括蒸餾柱在內(nèi)的生產(chǎn)裝置。
通過下面對優(yōu)選的實施方案的描述，本發(fā)明的上述目的和其他目的、特征以及優(yōu)點都將會很清楚。
具體實施例方式
將混合氣體加入到(甲基)丙烯酸的收集柱中，其中(甲基)丙烯酸用收集劑收集，混合氣通過例如丙烯和/或丙烯醛與含分子氧的氣體的氣相催化氧化反應(yīng)或者至少一種選自異丁烯、叔丁醇和2-甲基丙烯醛的物質(zhì)與含分子氧的氣體的氣相催化氧化反應(yīng)產(chǎn)生。
對該步驟的解釋如下。
當(dāng)(甲基)丙烯酸通過氣相催化氧化反應(yīng)得到時對該步驟沒有限制，但是例如丙烯酸可以通過下述常規(guī)方式生產(chǎn)。
在已知催化劑的存在下，用含分子氧的氣體如氧和空氣或其他，部分地氧化丙烯和/或丙烯醛。通常，以兩步法進(jìn)行氧化反應(yīng)。第一催化劑能夠氧化含丙烯的原料氣體，主要形成丙烯醛，第二催化劑能夠氧化含產(chǎn)生的丙烯醛的原料氣體，主要形成丙烯酸。第一催化劑可以含鐵、鉬和鉍的配位氧化物，第二催化劑可以含釩作為基本組分。氧化反應(yīng)可以在250℃-380℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。參看JP-A-11-130 722，將其完整地結(jié)合到本文作為參考。
通過氣相催化氧化反應(yīng)得到的混合氣可以包含丙烯酸、含分子氧的氣體、未反應(yīng)的原料以及雜質(zhì)如作為副產(chǎn)物的水、乙酸、丙酸、馬來酸、丙酮、丙烯醛、糠醛、甲醛或其他。
使混合氣與收集劑接觸，以從混合氣中收集丙烯酸。如果收集劑能吸收或溶解丙烯酸，則對其沒有限制，但是可以包括有機(jī)化合物，例如二苯醚、聯(lián)苯和它們的混合物；水和工藝廢水。用在本文中的“工藝廢水”是指從丙烯酸生產(chǎn)過程中排出的廢水。工藝廢水可以包括從共沸脫水蒸餾柱中蒸餾出的水和來自噴射器或其他的廢水。產(chǎn)生的含丙烯酸的溶液也可以被稱為丙烯酸溶液。
含丙烯酸的混合氣與溶劑的接觸可以采用任何已知的方法來進(jìn)行，這對于建立正在討論的方法的聯(lián)系是有用的。作為可用在此處的方法的例子，可以引用使用泡罩塔盤、單流式泡罩塔板、篩板、噴射塔板、浮閥塔板、文丘里(ventury)塔板和它們的任意組合的橫流接觸；使用柵板塔盤、雙流塔盤、波紋塔板、斜孔網(wǎng)狀塔板、無規(guī)則填充、結(jié)構(gòu)填充和它們的任意組合的逆流接觸。
得到的丙烯酸溶液除丙烯酸外，還含有少量的上述雜質(zhì)。必要時可以通過汽提或蒸餾除去丙酮、丙烯醛、甲醛等。
必要時可以向丙烯酸溶液中加入聚合抑制劑如氫醌。
將從丙烯酸的收集柱中得到的丙烯酸溶液加入到蒸餾柱中，在該柱中用共沸溶劑對丙烯酸和收集劑進(jìn)行共沸分離。在雙柱蒸餾的情況下，該蒸餾柱相當(dāng)于共沸脫水蒸餾柱。共沸劑包括通常被用在這些共沸蒸餾中的已知溶劑，例如可以包括如美國專利5,315,037號所述的混合溶劑，該混合溶液包括至少一種選自二乙基甲酮、甲基丙基酮、甲基異丁基酮、甲基叔丁基酮和乙酸正丙酯的物質(zhì)；至少一種選自甲苯、庚烷和甲基環(huán)己烷的物質(zhì)。溶劑可以單獨使用。其中，優(yōu)選甲苯。
在本發(fā)明中，必須通過共沸脫水蒸餾除去丙烯酸溶液中的共沸溶劑。在通過蒸餾從產(chǎn)生的丙烯酸溶液中回收丙烯酸時，將溫度基本上等于蒸餾柱入口處溫度、基本上不含共沸溶劑、含丙烯酸的原料液體加入到蒸餾柱中。這里，“基本上不含”中的“基本上”是指共沸酸的濃度不超過原料液體重量的0.1％重量，優(yōu)選不超過0.05％重量，“基本上等于”中的“基本上”是指滿足條件(1)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在蒸餾丙烯酸溶液的情況下，必要時調(diào)整原料液體的溫度以滿足下述條件(1)，然后將調(diào)整后的液體加入到蒸餾柱中。
(1)將要加入的原料液體的溫度(T0)與蒸餾柱入口處的溫度(T1)之間的溫度差，即絕對值|T0-T1|可以在30℃內(nèi)，優(yōu)選在20℃內(nèi)，最優(yōu)選在10℃內(nèi)。
可以使用溫度計容易地測量蒸餾柱入口處的溫度?？梢酝ㄟ^多級蒸餾柱進(jìn)行蒸餾，因此在向柱中加入原料液體的塔板處測量溫度，該溫度被稱為柱的入口處溫度。在測量了入口處的溫度之后，必要時可以對加入的原料液體進(jìn)行加熱或冷卻，以調(diào)整進(jìn)入該入口的原料液體的溫度。所述加熱或冷卻可以通過換熱器來進(jìn)行。
在本發(fā)明中，優(yōu)選將溫差調(diào)整在30℃之內(nèi)，同時使原料液體的溫度(T0)的波動范圍更小。具體地說，可以調(diào)整波動范圍以滿足下述條件(2)。
(2)原料液體的最高溫度(t1)和其最低溫度(t2)之間的溫差(t1-t2)，即在本文中稱為“原料液體的溫度(T0)波動范圍(ΔT0)”可以在10℃范圍內(nèi)，優(yōu)選在5℃范圍內(nèi)，特別是在3℃之內(nèi)。
通過使原料液體的溫度波動范圍(ΔT0)更小，可以有效防止在蒸餾柱中發(fā)生聚合。而且，t1和t2都應(yīng)當(dāng)滿足溫差的條件(1)。
根據(jù)優(yōu)選的實施方案，必要時可以調(diào)整原料液體以滿足下式0℃≤|T0-T1|≤30℃
0℃≤ΔT0≤10℃，特別是0℃≤|T0-T1|≤10℃0℃≤ΔT0≤3℃，然后將其加入到蒸餾柱中。
除以上所述之外，優(yōu)選使原料液體的溫度(T0)低于蒸餾柱的底部溫度(T2)。這是由于當(dāng)溫度高于柱底部溫度的原料液體被加入到柱中時，在柱內(nèi)形成比實際操作所需的最高溫度(底部溫度)更苛刻的環(huán)境，不能在可能的最大程度上顯示出本發(fā)明的效果。
原料液體中主體物質(zhì)(subject)例如丙烯酸的濃度可取決于產(chǎn)物的純度，例如不小于85％重量，優(yōu)選90-約100％重量，最優(yōu)選95-約100％重量。
下面，就丙烯酸水溶液對本發(fā)明作更詳細(xì)地說明。在丙烯酸水溶液的共沸分離柱中的蒸餾條件(穩(wěn)態(tài))通常如下操作壓力150-250hPa柱頂部的溫度45℃-55℃丙烯酸水溶液加入到柱的入口處的溫度60℃-90℃原料液體中的共沸劑濃度小于0.1％重量底部溫度100℃-110℃回流比0.1-1.6由此，假設(shè)入口處的溫度為80℃，底部溫度為100℃，將作為原料的丙烯酸水溶液的溫度調(diào)整到50℃-110℃，優(yōu)選60℃-100℃，特別是70℃-90℃，然后將其加入到共沸分離柱中。此外，優(yōu)選可以將丙烯酸水溶液的溫度波動范圍調(diào)整到10℃之內(nèi)，更優(yōu)選5℃之內(nèi)，最優(yōu)選3℃之內(nèi)。
在丙烯酸的生產(chǎn)過程中，將作為原料的丙烯酸水溶液暫時貯存在中間儲罐中，然后時常加入到共沸分離柱中。在這種情況下，由于丙烯酸水溶液的溫度在常溫附近，如果丙烯酸溶液原樣被加入到共沸分離柱中，則丙烯酸易于發(fā)生聚合。相反，在本發(fā)明中，通過換熱器或其他將丙烯酸水溶液的溫度調(diào)整在上述范圍內(nèi)，然后將其加入到共沸分離柱中可以有效地防止聚合。
下面就從丙烯酸中分離醛的醛蒸餾柱對本發(fā)明作更詳細(xì)的解釋。通常對含丙烯酸的原料液體進(jìn)行醛處理，優(yōu)選在從原料液體中分離乙酸之后進(jìn)行。在醛蒸餾柱中的蒸餾條件(穩(wěn)態(tài))通常如下操作壓力10-300hPa柱頂部的溫度45℃-95℃原料溶液加入到柱的入口處的溫度45℃-100℃原料液體中丙烯酸的濃度85-約100％重量原料液體中共沸劑的濃度小于0.1％重量底部溫度50℃-100℃回流比0.1-1.0由此，假設(shè)入口處的溫度為60℃，底部溫度為62℃，將原料液體的溫度調(diào)整到30℃-62℃，優(yōu)選40℃-62℃，特別是50℃-62℃，然后將其加入到醛蒸餾柱中。此外，優(yōu)選可以將原料液體的溫度波動范圍調(diào)整到10℃之內(nèi)，更優(yōu)選5℃之內(nèi)，最優(yōu)選3℃之內(nèi)。
最后，就分離高沸點物質(zhì)的蒸餾柱對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。在本文中，高沸點物質(zhì)是指比被提純的物質(zhì)具有更高沸點溫度的化合物，例如在丙烯酸的情況下的馬來酸。通常對含丙烯酸的原料液體進(jìn)行高沸點物質(zhì)的分離，優(yōu)選在從原料液體中分離乙酸和/或在柱中蒸餾分離醛之后進(jìn)行。在蒸餾柱中的蒸餾條件(穩(wěn)態(tài))通常如下操作壓力10-400hPa柱頂部的溫度45℃-110℃原料溶液加入到柱的入口處的溫度50℃-120℃原料液體中丙烯酸的濃度85-約100％重量原料液體中共沸劑的濃度小于0.1％重量底部溫度70℃-190℃回流比0.5-5由此，假設(shè)入口處的溫度為80℃，底部溫度為90℃，將原料液體的溫度調(diào)整到50℃-90℃，優(yōu)選60℃-90℃，特別是70℃-90℃，然后將其加入到蒸餾柱中。此外，優(yōu)選可以將原料液體的溫度波動范圍調(diào)整到10℃之內(nèi)，更優(yōu)選5℃之內(nèi)，最優(yōu)選3℃之內(nèi)。
在上述各蒸餾柱中，原料液體可以被引入到蒸餾柱的一個或多個入口處。關(guān)于分開的方法，可以引用兩種方法，一種涉及蒸餾柱的周圍，另一種涉及蒸餾柱的頂部和底部方向(direction)。在這些情況下，將原料液體的溫度調(diào)整到滿足上述條件(1)或條件(1)和(2)，然后將其加入到蒸餾柱中。
實施例就實施例對本發(fā)明作更詳細(xì)地說明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
實施例1用內(nèi)徑為105mm的蒸餾柱對丙烯酸水溶液進(jìn)行共沸分離的連續(xù)操作。以147mm的間隔向柱中裝入50級不銹鋼篩板，頂部裝有用于餾出物的管道、用于加入回流液體的管道以及用于加入聚合抑制劑溶液的管道，在中間部分，即第26級，裝有加入原料液體的管道，在底部裝有容器、排出底部液體的管道和供給氧的管道。
在下述條件下進(jìn)行共沸分離操作原料液體為含66.5％重量丙烯酸、30％重量水和2.5％重量乙酸(共沸溶劑不超過1ppm，這是一個可檢測限度)的丙烯酸水溶液，是由丙烯的氣相催化氧化反應(yīng)產(chǎn)生的(第一催化劑除氧外Co4Fe1Bi1W2Mo10Si1.35K0.06，第二催化劑除氧外Mo12V4.6Cu2.2Cr0.6W2.4，原料氣5.5％體積丙烯、5.0％體積蒸汽、7.7％體積氧，氧與丙烯的摩爾比1.4)(參看JP-B-60-32615，將其完全地結(jié)合到本文作為參考)，使用甲苯作為共沸溶劑，操作壓力170hPa，頂部溫度50℃，在第26級的溫度75℃，底部溫度100℃，回流比(每單位時間回流液體的總摩爾數(shù)/每單位時間蒸餾的液體的總摩爾數(shù))1.35，供給原料液體的量8.5升/小時。在這種情況下，將原料液體維持在70±1℃的溫度下，然后加入到柱中。
向柱的頂部加入10ppm二丁基二硫代氨基甲酸銅、在甲苯中的100ppm吩噻嗪以及在水中的100ppm氫醌(都基于丙烯酸的蒸發(fā)的蒸汽量)作為聚合抑制劑。此外，以基于丙烯酸的蒸發(fā)的蒸汽量為0.3％體積的量向柱的底部加入氧氣。
處于穩(wěn)態(tài)的從底部排出的液體組合物含97％重量丙烯酸、0.03％重量乙酸、0.02％重量水、0.001％重量甲苯和2.95％重量殘余物。此外，使餾出的油再循環(huán)作為回流液體。
在上述條件下將連續(xù)操作穩(wěn)定地進(jìn)行30天。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，未發(fā)現(xiàn)有聚合物存在。
實施例2除在允許被加入的原料液體溫度分散在60-80℃范圍內(nèi)(70±10℃)的條件下加入原料液體之外，重復(fù)實施例1的步驟。
在上述條件下將連續(xù)操作穩(wěn)定地進(jìn)行30天。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)有少量聚合物存在。
對照實施例1除將保持在25±1℃溫度的原料液體加入到柱中外，重復(fù)實施例1的步驟。
當(dāng)進(jìn)行操作時，在操作開始后第12天，在柱中出現(xiàn)壓力損失，接著操作難以繼續(xù)進(jìn)行。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)存在許多聚合物。
實施例3(分離高沸點物質(zhì)的蒸餾柱)除將加入原料液體的管道裝在柱的底部外，使用與實施例1所用相同的柱，進(jìn)行從丙烯酸溶液中分離高沸點物質(zhì)的蒸餾步驟。
原料液體為含97％重量丙烯酸、0.03％重量乙酸、0.02％重量水、0.5％重量馬來酸、0.001％重量甲苯和2.45％重量其他殘余物的粗制丙烯酸，將其以10升/小時的速率加入到蒸餾柱中。該粗制丙烯酸是由實施例1得到的。在這種情況下，將原料液體維持在75±3℃的溫度下，然后加入到柱中。操作條件如下操作壓力為130hPa，底部溫度為91℃，回流液體為13.7升/小時，餾出物9.1升/小時，排出物0.9升/小時。
將10ppm二丁基二硫代氨基甲酸銅和100ppm methoquinone(都基于餾出的丙烯酸的量)作為聚合抑制劑各自溶解在回流液體中，然后將其加入到柱的頂部。此外，以基于餾出的丙烯酸量為0.3％體積的量向柱的底部加入氧氣。
在穩(wěn)態(tài)下從頂部餾出的組合物含99.9％重量丙烯酸、0.01％重量水、小于1ppm重量的馬來酸和0.09％重量殘余物。
在上述條件下將連續(xù)操作穩(wěn)定地進(jìn)行30天。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，未發(fā)現(xiàn)有聚合物存在。
對照實施例2除將保持在25±3℃的原料液體加入到柱中之外，重復(fù)實施例3的步驟。
在上述條件下將操作進(jìn)行30天。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)有許多聚合物存在。
實施例4(醛分離蒸餾柱)除將加入原料液體的管道裝在柱的底部外，使用與實施例1所用相同的柱，對作為原料液體的丙烯酸溶液(丙烯酸濃度99.5％重量)進(jìn)行連續(xù)蒸餾。該丙烯酸溶液包括450ppm重量糠醛、50ppm重量丙烯醛和10ppm重量甲苯。向原料液體中加入基于原料液體重量的500ppm重量的水合肼(肼1水合物)。為了使常溫下原料液體的保留時間為15分鐘，通過連續(xù)排出的反應(yīng)在保留容器中進(jìn)行醛處理。
接著，在醛處理之后，以11kg/小時的速率向醛蒸餾柱的底部加入丙烯酸溶液，同時連續(xù)進(jìn)行醛蒸餾。該操作條件如下操作壓力為55hPa，頂部溫度為60℃，底部溫度為63℃，回流比為0.5，頂部餾出物10kg/小時，底部排出物1kg/小時。在這種情況下，將維持在45±3℃的原料液體加入到柱中。此外，在蒸餾的情況下，向回流液體中加入基于原料液體重量為150ppm的對甲氧基苯酚作為聚合抑制劑，以基于餾出的丙烯酸量為0.3％體積的量向柱的底部加入氧氣。
得到的被提純的丙烯酸包括0.2ppm重量糠醛5和小于0.1ppm重量的丙烯醛。
在上述條件下將連續(xù)操作穩(wěn)定地進(jìn)行30天。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，未發(fā)現(xiàn)有聚合物存在。
對照實施例3除將原料液體調(diào)整到20±3℃，然后加入到柱中之外，重復(fù)實施例4的步驟。
當(dāng)進(jìn)行操作時，在操作開始后第20天，在柱中出現(xiàn)壓力損失，接著操作難以繼續(xù)進(jìn)行。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)有許多聚合物存在。
實施例5(分離高沸點物質(zhì)的蒸餾柱)除將連續(xù)操作設(shè)定為60天外，重復(fù)實施例3的步驟。
在上述條件下將連續(xù)操作穩(wěn)定地進(jìn)行60天。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，未發(fā)現(xiàn)有聚合物存在。
對照實施例4除將原料液體保持在25±3℃，然后加入到柱中之外，重復(fù)實施例3的步驟。
當(dāng)進(jìn)行操作時，在操作開始后第45天，在柱中出現(xiàn)壓力損失，接著操作難以繼續(xù)進(jìn)行。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)有許多聚合物存在。
實施例6除將原料液體保持在50±1℃，然后加入到柱中之外，重復(fù)實施例1的步驟。
在上述條件下將連續(xù)操作穩(wěn)定地進(jìn)行30天。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)有少量聚合物存在。
對照實施例5除將原料液體保持在40±1℃，然后加入到柱中之外，重復(fù)實施例1的步驟。
當(dāng)進(jìn)行操作時，在操作開始后第28天，在柱中出現(xiàn)壓力損失，接著操作難以繼續(xù)進(jìn)行。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)有許多聚合物存在。
對照實施例6除將原料液體保持在共沸劑的濃度為10％重量，然后加入到柱中之外，重復(fù)實施例1的步驟。
當(dāng)進(jìn)行操作時，在操作開始后第21天，在柱中出現(xiàn)壓力損失，接著操作難以繼續(xù)進(jìn)行。在停止之后，檢查柱的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)有許多聚合物存在。
權(quán)利要求
1.一種蒸餾方法，該方法用于將用收集劑從由氣相催化氧化反應(yīng)得到的混合氣中收集的、基本上不含共沸溶劑的、含(甲基)丙烯酸的原料液體進(jìn)行蒸餾，其特征在于將溫度基本上等于柱的入口處溫度的原料液體加入到蒸餾柱中。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于以液體重量為基礎(chǔ)，所述原料液體的濃度不低于85％重量。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述柱是至少一個選自下列的柱由收集劑收集的(甲基)丙烯酸溶液的共沸蒸餾柱、用醛處理劑處理過的含(甲基)丙烯酸的原料液體的醛蒸餾柱、從含(甲基)丙烯酸的原料液體中分離高沸點物質(zhì)的蒸餾柱。
4.權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其特征在于將要加入的原料液體的溫度(T0)與柱的入口處溫度(T1)滿足下式(1)0℃≤T0-T1≤30℃(1)。
5.權(quán)利要求1-4中任一項的方法，其特征在于原料液體的溫度(T0)的波動范圍(ΔT0)在10℃以內(nèi)。
6.權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其特征在于通過加熱或冷卻來調(diào)整原料液體的溫度。
7.權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其特征在于原料液體被分成兩份或更多份，之后被加入到柱中。
8.權(quán)利要求1-7中任一項的方法，其特征在于收集劑為水或工藝廢水，通過用共沸溶劑從其中分離收集劑來回收(甲基)丙烯酸。
全文摘要
一種蒸餾原料液體的方法,所述原料液體是用收集劑從由氣相催化氧化反應(yīng)得到的混合氣中收集的、基本上不含共沸溶劑的、含(甲基)丙烯酸的液體,該方法包括將溫度基本上等于柱的入口處溫度的原料液體加入到蒸餾柱中。
文檔編號B01D3/36GK1375488SQ02107958
公開日2002年10月23日 申請日期2002年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月21日
發(fā)明者坂元一彥, 中原整, 松本行弘, 真田健次, 上岡正敏 申請人:株式會社日本觸媒