用于連續(xù)回收(甲基)丙烯酸的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種連續(xù)回收(甲基)丙烯酸的方法以及用于該方法的裝置。
【背景技術】
[0002] (甲基)丙烯酸一般在催化劑的存在下通過氣相氧化丙烷、丙烯、(甲基)丙烯 醛等來制備。例如,在反應器中于合適的催化劑的存在下,通過氣相氧化將丙烷、丙烯等經(jīng) (甲基)丙烯醛轉化為(甲基)丙烯酸,并在所述反應器的尾部獲得含有(甲基)丙烯酸、未 反應的丙烷或丙烯、(甲基)丙烯醛、惰性氣體、二氧化碳、水蒸汽以及多種有機副產(chǎn)物(乙 酸、重質(heavies)等)的反應產(chǎn)物混合氣。
[0003] 所述含有(甲基)丙烯酸的混合氣在(甲基)丙烯酸吸收塔內接觸如工藝用水等 的吸收溶劑,并作為(甲基)丙烯酸水溶液回收。進一步地,脫除(甲基)丙烯酸的不溶氣 體被循環(huán)用于(甲基)丙烯酸的合成反應,并且其一部分被焚燒排出。將所述(甲基)丙 烯酸水溶液蒸餾并純化,從而獲得(甲基)丙烯酸。
[0004] 同時,為了提高(甲基)丙烯酸的回收效率,已經(jīng)提出了控制工藝條件或工藝順序 等的多種方法。其中有代表性地,作為從所述(甲基)丙烯酸吸收塔內獲得的(甲基)丙 烯酸水溶液中分離水和乙酸的方法,已知在蒸餾塔中使用疏水溶劑的共沸蒸餾法。共沸蒸 餾法是使用疏水溶劑通過蒸餾工藝通過一起回收乙酸((甲基)丙烯酸合成的主要副產(chǎn)物) 和水而有效地回收(甲基)丙烯酸的方法。
[0005] 具體地,在韓國早期公開專利No. 2009-0041355中,發(fā)明人提出了在蒸餾塔中使 用疏水溶劑,并且將從所述蒸餾塔上部回收的含有乙酸的廢水循環(huán)至(甲基)丙烯酸吸收 塔并將其重復利用。這樣,在蒸餾塔中的共沸蒸餾方法具有減少廢水量的效果,并且同時有 效抑制有機物質的流入,并簡化后續(xù)的純化步驟。
[0006] 然而,所述共沸蒸餾蒸餾法和之前公開的(甲基)丙烯酸的回收法的問題在于,在 蒸餾(甲基)丙烯酸水溶液的過程中消耗巨量的能量,在蒸餾過程中處理負荷很高,并且由 于(甲基)丙烯酸的聚合反應而產(chǎn)生聚合物從而導致無法實施正常運行,因而降低了工藝 運行的穩(wěn)定性。
【發(fā)明內容】
[0007] 【技術問題】
[0008] 本發(fā)明的一個目的是提供一種連續(xù)回收(甲基)丙烯酸的方法,該方法可明顯減 少能量消耗并且還能夠穩(wěn)定回收(甲基)丙烯酸以及能夠實現(xiàn)連續(xù)工藝的運行。
[0009] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠用于連續(xù)回收(甲基)丙烯酸的裝置。
[0010] 【技術方案】
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式,提供了一種連續(xù)回收(甲基)丙烯酸的方法,包括:
[0012] 吸收工序,其中,將由(甲基)丙烯酸的合成反應生成的含有(甲基)丙烯酸、有 機副產(chǎn)物和蒸汽的混合氣與水接觸,以獲得(甲基)丙烯酸水溶液;
[0013] 提取工序,其中,在提取塔中將通過所述吸收工序獲得的(甲基)丙烯酸水溶液與 提取溶劑接觸,以得到(甲基)丙烯酸提取溶液和提余液;和
[0014] 蒸餾工序,其中,對通過所述提取工序得到的包括(甲基)丙烯酸提取溶液的進料 進行蒸餾,以獲得(甲基)丙烯酸,
[0015] 其中,將通過所述提取工序得到的提余液供給到對應于距離(甲基)丙烯酸吸收 塔的最上部的10至30%的至少一個點處,并且
[0016] 所述提取溶劑與被供給到提取塔的(甲基)丙烯酸水溶液的重量比大于0. 3且小 于 1. 0〇
[0017] 根據(jù)本發(fā)明,所述吸收工序可以在填充塔型的(甲基)丙烯酸吸收塔中進行,并且 可將通過所述提取工序得到的提余液供給到對應于與(甲基)丙烯酸吸收塔的整個填充高 度相比距離最上部的10至30%的至少一個點處。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明,所述吸收工序可以在多級盤式(甲基)丙烯酸吸收塔中進行,并且可 將通過所述提取工序得到的提余液供給到對應于與(甲基)丙烯酸吸收塔的所有級的數(shù)目 相比距離最上部的級的10至30%的至少一個點處。
[0019] 所述提取溶劑可以是沸點為10至120°C的疏水溶劑。
[0020] 通過提取工序得到提余液可以包括30-60重量%的(甲基)丙烯酸,30-60重量% 的提取溶劑,3-10重量%的水,和余量的有機副產(chǎn)物。
[0021] 此外,通過提取工序得到的提余液可以15重量%以下的含量包括(甲基)丙烯 酸。
[0022] 同時,根據(jù)本發(fā)明,提供了一種用于連續(xù)回收(甲基)丙烯酸的裝置,包括:
[0023] (甲基)丙烯酸吸收塔(100),其裝配有混合氣體入口和水溶液出口,通過(甲基) 丙烯酸的合成反應生成的包括(甲基)丙烯酸、有機副產(chǎn)物和蒸汽的混合氣體被供給到所 述混合氣體入口,通過混合氣體與水的接觸而獲得的(甲基)丙烯酸水溶液從所述水溶液 出口排出;
[0024] (甲基)丙烯酸提取塔(200),其裝配有水溶液入口、提取物出口和提余液出口,所 述水溶液入口通過水溶液輸送線(102)與所述吸收塔(100)的水溶液出口連接,通過使引 入的(甲基)丙烯酸水溶液與提取溶劑接觸而獲得的(甲基)丙烯酸提取溶液從所述提取 物出口排出,提余液從所述提余液出口排出;和
[0025] 蒸餾塔(300),其裝配有提取物入口和(甲基)丙烯酸出口,所述提取物入口通過 提取物輸送線(203)與所述提取塔(200)的提取物出口相連,通過蒸餾引入的提取溶液而 獲得的(甲基)丙烯酸從所述(甲基)丙烯酸出口排出,
[0026] 其中,所述提取塔(200)的提余液出口通過提余液輸送線(201)連接至對應于距 離吸收塔(100)的最上部10至30%的至少一個點處,并且
[0027] 使所述裝置運行以使得所述提取溶劑與被供給至提取塔(200)的(甲基)丙烯酸 水溶液的重量比大于〇. 3且小于1. 0。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明,所述(甲基)丙烯酸吸收塔(100)可以是填充塔型吸收塔,并且,所 述提取塔(200)的提余液出口可以通過提余液輸送線(201)連接至對應于與吸收塔(100) 的整個填充高度相比距離最上部10至30%的至少一個點處。
[0029] 此外,根據(jù)本發(fā)明,所述(甲基)丙烯酸吸收塔(100)可以是多級盤式吸收塔,并 且,所述提取塔(200)的提余液出口可以通過提余液輸送線(201)連接至與對應于吸收塔 (100)的所有級的數(shù)目相比距離最上部的級的10至30%的至少一個點處。
[0030] 【有益效果】
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)回收(甲基)丙烯酸的方法可以顯著降低所用提取溶劑的量以 及整個工藝過程中的能源消耗,并在回收過程中使(甲基)丙烯酸的聚合最小化,從而能夠 穩(wěn)定回收(甲基)丙烯酸并使連續(xù)工藝的運行穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0032] 圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于連續(xù)回收(甲基)丙烯酸 的方法和裝置。
[0033] 〈附圖標記〉
[0034] 1 :含有(甲基)丙烯酸的混合氣體
[0035] 100 :(甲基)丙烯酸吸收塔
[0036] 102 :(甲基)丙烯酸水溶液輸送線
[0037] 150:乙酸吸收塔
[0038] 200 :(甲基)丙烯酸提取塔
[0039] 201 :提余液輸送線
[0040] 203 :提取物輸送線
[0041] 300:蒸餾塔
[0042] 350 :相分離罐
[0043] 400 :重質分離塔
[0044] CAA :粗(甲基)丙烯酸
[0045] HPAA :高純(甲基)丙烯酸
【具體實施方式】
[0046] 在下文中,將對根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于連續(xù)回收(甲基)丙烯酸的方法及 回收裝置進行說明。
[0047] 首先,這里使用的技術術語僅涉及具體的實施方式,并且不旨在限制本發(fā)明。此 外,本文所用的單數(shù)形式包括復數(shù)形式,除非他們有明確相反的含義。另外,本文中所用的 "包括"的含義體現(xiàn)特定性質、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件或構件,它不排除另外其它特定 性質、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件或構件。
[0048] 除非另外描述,本文所使用的術語定義如下。
[0049] 術語"(甲基)丙烯酸"一般是指丙烯酸、甲基丙烯酸或它們的混合物。
[0050] 術語"含有(甲基)丙烯酸的混合氣體"一般指的是當通過氣相氧化制備(甲基) 丙烯酸時可生成的混合氣體。作為一個非限制性的實例,可在催化劑的存在下通過選自丙 烷、丙烯、丁烷、異丁烯、叔丁烯和(甲基)丙烯醛("原料化合物")中的至少一種化合物的 氣相氧化來得到含有(甲基)丙烯酸的混合氣體,其中,含有(甲基)丙烯酸的混合氣體可 以包括(甲基)丙烯酸、未反應原料化合物、(甲基)丙烯醛、惰性氣體、一氧化碳、二氧化 碳、水蒸汽和多種有機副產(chǎn)物(乙酸,輕餾分,重質等),等等。
[0051] 本文中,術語"輕餾分"或"重質"通常指的是在制備和回收目標(甲基)丙烯酸 的過程可產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物,并具有比(甲基)丙烯酸低或高的分子量。另外,由有機副產(chǎn) 物形成的水難溶的漂浮材料被稱為"浮渣"。
[0052] 術語"(甲基)丙烯酸水溶液"是指含有(甲基)丙烯酸的水溶液,例如,它可以通 過使含有(甲基)丙烯酸的混合氣體與包括水的吸收溶劑接觸而得到。
[0053] 術語"進料"是指含有要被提取的溶質的液體混合物,并且它是可溶于提取溶劑中 的溶質和不溶于提取溶劑的惰性物質的混合物。這里,如果將提取溶劑添加到進料中,則溶 質從進料中通過傳質溶解在提取溶劑中。由此,溶解了顯著量的溶質的提取溶劑形成了提 取溶液,而被提取走了顯著量的溶質的進料則形成提余液。
[0054] 同時,在采用攪拌塔(例如卡爾型塔和賽貝爾型塔)的液-液提取中,相對輕的相 被供給到提取塔的下段,而相對重的相被供給到所述提取塔的上段。此外,通過供給到提取 塔的材料的接觸進行提取,以得到新組合物的輕相和重相。
[0055] 通過提取塔的上部出口獲得通過提取工序得到的新組合物的輕相,而新組合物的 重相通過提取塔的下部出口得到。
[0056] 在一般情況下,在將通過提取工序得到的新組合物的重相排放到提取塔的下部出 口之前,使其在提取塔的下部保持靜止,并且將其中的一部分排出到提取塔的下部出口。這 里,重相在其中保持靜止的提取塔的區(qū)域稱為"下部靜止區(qū)"(或"重相靜止的區(qū)域")。
[0057] 例如,在用提取溶劑提取包含在(甲基)丙烯酸水溶液中的(甲基)丙烯酸的過 程中,將在相對重的相中的(甲基)丙烯酸水溶液供給到提取塔的上段,而將在相對輕的相 中的提取溶劑供給到提取塔的下段。此外,通過它們的接觸進行提取,并得到溶解了顯著量 的(甲基)丙烯酸的提取溶液和被提取走了顯著量的(甲基)丙烯酸的提余液。這里,通 過提取塔的上部出口獲得在相對輕