用于连续回收（甲基）丙烯酸的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种连续回收（甲基）丙烯酸的方法以及用于该方法的装置。
【背景技术】
[0002] (甲基）丙烯酸一般在催化剂的存在下通过气相氧化丙烷、丙烯、（甲基）丙烯 醛等来制备。例如，在反应器中于合适的催化剂的存在下，通过气相氧化将丙烷、丙烯等经 (甲基）丙烯醛转化为（甲基）丙烯酸，并在所述反应器的尾部获得含有（甲基）丙烯酸、未 反应的丙烷或丙烯、（甲基）丙烯醛、惰性气体、二氧化碳、水蒸汽以及多种有机副产物（乙 酸、重质（heavies)等）的反应产物混合气。
[0003] 所述含有（甲基）丙烯酸的混合气在（甲基）丙烯酸吸收塔内接触如工艺用水等 的吸收溶剂，并作为（甲基）丙烯酸水溶液回收。进一步地，脱除（甲基）丙烯酸的不溶气 体被循环用于（甲基）丙烯酸的合成反应，并且其一部分被焚烧排出。将所述（甲基）丙 烯酸水溶液蒸馏并纯化，从而获得（甲基）丙烯酸。
[0004] 同时，为了提高（甲基）丙烯酸的回收效率，已经提出了控制工艺条件或工艺顺序 等的多种方法。其中有代表性地，作为从所述（甲基）丙烯酸吸收塔内获得的（甲基）丙 烯酸水溶液中分离水和乙酸的方法，已知在蒸馏塔中使用疏水溶剂的共沸蒸馏法。共沸蒸 馏法是使用疏水溶剂通过蒸馏工艺通过一起回收乙酸（（甲基）丙烯酸合成的主要副产物） 和水而有效地回收（甲基）丙烯酸的方法。
[0005] 具体地，在韩国早期公开专利No. 2009-0041355中，发明人提出了在蒸馏塔中使 用疏水溶剂，并且将从所述蒸馏塔上部回收的含有乙酸的废水循环至（甲基）丙烯酸吸收 塔并将其重复利用。这样，在蒸馏塔中的共沸蒸馏方法具有减少废水量的效果，并且同时有 效抑制有机物质的流入，并简化后续的纯化步骤。
[0006] 然而，所述共沸蒸馏蒸馏法和之前公开的（甲基）丙烯酸的回收法的问题在于，在 蒸馏（甲基）丙烯酸水溶液的过程中消耗巨量的能量，在蒸馏过程中处理负荷很高，并且由 于（甲基）丙烯酸的聚合反应而产生聚合物从而导致无法实施正常运行，因而降低了工艺 运行的稳定性。
【发明内容】
[0007] 【技术问题】
[0008] 本发明的一个目的是提供一种连续回收（甲基）丙烯酸的方法，该方法可明显减 少能量消耗并且还能够稳定回收（甲基）丙烯酸以及能够实现连续工艺的运行。
[0009] 本发明的另一个目的是提供一种能够用于连续回收（甲基）丙烯酸的装置。
[0010] 【技术方案】
[0011] 根据本发明的一个实施方式，提供了一种连续回收（甲基）丙烯酸的方法，包括：
[0012] 吸收工序，其中，将由（甲基）丙烯酸的合成反应生成的含有（甲基）丙烯酸、有 机副产物和蒸汽的混合气与水接触，以获得（甲基）丙烯酸水溶液；
[0013] 提取工序，其中，在提取塔中将通过所述吸收工序获得的（甲基）丙烯酸水溶液与 提取溶剂接触，以得到（甲基）丙烯酸提取溶液和提余液；和
[0014] 蒸馏工序，其中，对通过所述提取工序得到的包括（甲基）丙烯酸提取溶液的进料 进行蒸馏，以获得（甲基）丙烯酸，
[0015] 其中，将通过所述提取工序得到的提余液供给到对应于距离（甲基）丙烯酸吸收 塔的最上部的10至30%的至少一个点处，并且
[0016] 所述提取溶剂与被供给到提取塔的（甲基）丙烯酸水溶液的重量比大于0. 3且小 于 1. 0〇
[0017] 根据本发明，所述吸收工序可以在填充塔型的（甲基）丙烯酸吸收塔中进行，并且 可将通过所述提取工序得到的提余液供给到对应于与（甲基）丙烯酸吸收塔的整个填充高 度相比距离最上部的10至30%的至少一个点处。
[0018] 根据本发明，所述吸收工序可以在多级盘式（甲基）丙烯酸吸收塔中进行，并且可 将通过所述提取工序得到的提余液供给到对应于与（甲基）丙烯酸吸收塔的所有级的数目 相比距离最上部的级的10至30%的至少一个点处。
[0019] 所述提取溶剂可以是沸点为10至120°C的疏水溶剂。
[0020] 通过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％ 的提取溶剂，3-10重量％的水，和余量的有机副产物。
[0021] 此外，通过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] 同时，根据本发明，提供了一种用于连续回收（甲基）丙烯酸的装置，包括：
[0023] (甲基）丙烯酸吸收塔（100)，其装配有混合气体入口和水溶液出口，通过（甲基） 丙烯酸的合成反应生成的包括（甲基）丙烯酸、有机副产物和蒸汽的混合气体被供给到所 述混合气体入口，通过混合气体与水的接触而获得的（甲基）丙烯酸水溶液从所述水溶液 出口排出；
[0024] (甲基）丙烯酸提取塔（200)，其装配有水溶液入口、提取物出口和提余液出口，所 述水溶液入口通过水溶液输送线（102)与所述吸收塔（100)的水溶液出口连接，通过使引 入的（甲基）丙烯酸水溶液与提取溶剂接触而获得的（甲基）丙烯酸提取溶液从所述提取 物出口排出，提余液从所述提余液出口排出；和
[0025] 蒸馏塔（300)，其装配有提取物入口和（甲基）丙烯酸出口，所述提取物入口通过 提取物输送线（203)与所述提取塔（200)的提取物出口相连，通过蒸馏引入的提取溶液而 获得的（甲基）丙烯酸从所述（甲基）丙烯酸出口排出，
[0026] 其中，所述提取塔（200)的提余液出口通过提余液输送线（201)连接至对应于距 离吸收塔（100)的最上部10至30%的至少一个点处，并且
[0027] 使所述装置运行以使得所述提取溶剂与被供给至提取塔（200)的（甲基）丙烯酸 水溶液的重量比大于〇. 3且小于1. 0。
[0028] 根据本发明，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过提余液输送线（201)连接至对应于与吸收塔（100) 的整个填充高度相比距离最上部10至30%的至少一个点处。
[0029] 此外，根据本发明，所述（甲基）丙烯酸吸收塔（100)可以是多级盘式吸收塔，并 且，所述提取塔（200)的提余液出口可以通过提余液输送线（201)连接至与对应于吸收塔 (100)的所有级的数目相比距离最上部的级的10至30%的至少一个点处。
[0030] 【有益效果】
[0031] 根据本发明的连续回收（甲基）丙烯酸的方法可以显着降低所用提取溶剂的量以 及整个工艺过程中的能源消耗，并在回收过程中使（甲基）丙烯酸的聚合最小化，从而能够 稳定回收（甲基）丙烯酸并使连续工艺的运行稳定。
【附图说明】
[0032] 图1示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的用于连续回收（甲基）丙烯酸 的方法和装置。
[0033] 〈附图标记〉
[0034] 1 :含有（甲基）丙烯酸的混合气体
[0035] 100 :(甲基）丙烯酸吸收塔
[0036] 102 :(甲基）丙烯酸水溶液输送线
[0037] 150:乙酸吸收塔
[0038] 200 :(甲基）丙烯酸提取塔
[0039] 201 :提余液输送线
[0040] 203 :提取物输送线
[0041] 300:蒸馏塔
[0042] 350 :相分离罐
[0043] 400 :重质分离塔
[0044] CAA :粗（甲基）丙烯酸
[0045] HPAA :高纯（甲基）丙烯酸
【具体实施方式】
[0046] 在下文中，将对根据本发明的实施方式的用于连续回收（甲基）丙烯酸的方法及 回收装置进行说明。
[0047] 首先，这里使用的技术术语仅涉及具体的实施方式，并且不旨在限制本发明。此 外，本文所用的单数形式包括复数形式，除非他们有明确相反的含义。另外，本文中所用的 "包括"的含义体现特定性质、区域、整数、步骤、操作、元件或构件，它不排除另外其它特定 性质、区域、整数、步骤、操作、元件或构件。
[0048] 除非另外描述，本文所使用的术语定义如下。
[0049] 术语"（甲基）丙烯酸"一般是指丙烯酸、甲基丙烯酸或它们的混合物。
[0050] 术语"含有（甲基）丙烯酸的混合气体"一般指的是当通过气相氧化制备（甲基） 丙烯酸时可生成的混合气体。作为一个非限制性的实例，可在催化剂的存在下通过选自丙 烷、丙烯、丁烷、异丁烯、叔丁烯和（甲基）丙烯醛（"原料化合物"）中的至少一种化合物的 气相氧化来得到含有（甲基）丙烯酸的混合气体，其中，含有（甲基）丙烯酸的混合气体可 以包括（甲基）丙烯酸、未反应原料化合物、（甲基）丙烯醛、惰性气体、一氧化碳、二氧化 碳、水蒸汽和多种有机副产物（乙酸，轻馏分，重质等），等等。
[0051] 本文中，术语"轻馏分"或"重质"通常指的是在制备和回收目标（甲基）丙烯酸 的过程可产生的一种副产物，并具有比（甲基）丙烯酸低或高的分子量。另外，由有机副产 物形成的水难溶的漂浮材料被称为"浮渣"。
[0052] 术语"（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 过使含有（甲基）丙烯酸的混合气体与包括水的吸收溶剂接触而得到。
[0053] 术语"进料"是指含有要被提取的溶质的液体混合物，并且它是可溶于提取溶剂中 的溶质和不溶于提取溶剂的惰性物质的混合物。这里，如果将提取溶剂添加到进料中，则溶 质从进料中通过传质溶解在提取溶剂中。由此，溶解了显著量的溶质的提取溶剂形成了提 取溶液，而被提取走了显著量的溶质的进料则形成提余液。
[0054] 同时，在采用搅拌塔（例如卡尔型塔和赛贝尔型塔）的液-液提取中，相对轻的相 被供给到提取塔的下段，而相对重的相被供给到所述提取塔的上段。此外，通过供给到提取 塔的材料的接触进行提取，以得到新组合物的轻相和重相。
[0055] 通过提取塔的上部出口获得通过提取工序得到的新组合物的轻相，而新组合物的 重相通过提取塔的下部出口得到。
[0056] 在一般情况下，在将通过提取工序得到的新组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静止，并且将其中的一部分排出到提取塔的下部出口。这 里，重相在其中保持静止的提取塔的区域称为"下部静止区"（或"重相静止的区域"）。
[0057] 例如，在用提取溶剂提取包含在（甲基）丙烯酸水溶液中的（甲基）丙烯酸的过 程中，将在相对重的相中的（甲基）丙烯酸水溶液供给到提取塔的上段，而将在相对轻的相 中的提取溶剂供给到提取塔的下段。此外，通过它们的接触进行提取，并得到溶解了显著量 的（甲基）丙烯酸的提取溶液和被提取走了显著量的（甲基）丙烯酸的提余液。这里，通 过提取塔的上部出口获得在相对轻