通过在氧化过程中酯化而制备甲基丙烯酸甲酯的方法_4

文档序号:8440901阅读:来源:国知局
域包括第一氧化催化剂,另外的氧化区域包括另外的氧化催化剂,其中另 外的氧化区域优选是第二氧化区域,另外的氧化催化剂优选是第二氧化催化剂。第一氧化 催化剂优选是将异丁烯氧化成甲基丙烯醛的催化剂,另外的氧化催化剂,优选第二氧化催 化剂,优选是将甲基丙烯醛氧化成甲基丙烯酸的催化剂。第一和另外的催化剂不受特别限 制并且优选是适合于氧化的固体催化剂,优选混合金属氧化物催化剂。这些催化剂是本领 域中熟知的,例如以下文献中所述的那些:JP58059934、JP55045617、EP0 005769A1、 EP1 350 566A2、EP0 450 596A2、EP0 456 837Al、WO2001/098247A2、EP0 630 879Al、US2002/0198406A1、EP911 313、US5、602、280、EP145 469、US5, 218, 146、 US4,365,087、US5,077,434、US5, 231,226 或US2003/0004374Al、US6,498, 270B1、 US5, 198, 579、EP1 595 600A1、EP1 052 016A2、US5, 583, 084 以及其中引用的参考文 献,它们的与氧化催化剂有关的公开内容在此引入供参考并且形成本发明公开内容的一部 分。如果包括第一和另外的氧化催化剂,则优选将它们布置在如上所述的至少一个氧化区 域中。
[0072] 在本发明设备的一个优选的方面中,至少一个用于至少一种02源物质的供给源, 优选至少一个用于空气的供给源,和至少一个用于水和/或蒸汽的供给源与所述催化反应 带和供给源中的至少一个流体连通。根据本发明优选的是,至少一个用于至少一种〇 2源物 质的供给源和至少一个用于水和/或蒸汽的供给源分别直接地将至少一种〇2源物质和水 和/或蒸汽提供给所述催化反应带。如果催化反应带包括至少第一氧化区域和另外的氧化 区域,则该设备优选对于每个氧化区域包括至少一个用于至少一种〇 2源物质的供给源和至 少一个用于水和/或蒸汽的供给源。该设备可以进一步包括稀释剂的供给源,该稀释剂例 如是氮气、氩气和/或二氧化碳,优选氮气或二氧化碳,优选来自催化燃烧装置(CCU)或热 燃烧装置(TCU),优选来自催化燃烧装置的含二氧化碳的再循环气体。
[0073] 根据本发明的设备任选地包括至少一个在催化反应带下游的第一纯化装置。在生 产甲基丙烯酸甲酯的设备中,至少一个第一纯化装置在酯化装置的上游,优选在催化反应 带和酯化装置之间并与之流体连通。至少一个第二纯化装置优选适合于将甲基丙烯酸纯 化,优选适合于将甲基丙烯酸与水和/或对苯二甲酸(TPA)分离,并且优选包括蒸馏器、结 晶器、萃取器、洗涤装置和柱中至少之一。该至少一个第一纯化装置包括至少一个结晶器是 尤其优选的。该至少一个第一纯化装置包括多于一个纯化阶段是可能的。未反应的甲基丙 烯醛可以在此进行分离,并且如果需要的话,送回到催化反应带用于进一步反应。适合的纯 化装置在上面针对甲基丙烯酸的纯化方法步骤引用的参考文献中进行了描述。
[0074]在根据本发明的设备的一个优选的实施方案中,在催化反应带和纯化装置之间包 括至少一个与之流体连通的淬火装置。优选离开催化反应带的存在于氧化相中的甲基丙烯 酸在淬火装置中冷凝以形成包含甲基丙烯酸作为主氧化产物的溶液。未反应的甲基丙烯醛 也可以在该淬火装置中进行分离,并且如果需要的话,送回到催化反应带用于进一步反应。 适合用于根据本发明的设备的淬火装置例如在上面针对淬火方法步骤和中间淬火步骤引 用的参考文献中进行了描述。
[0075]酯化装置不受特别限制并且可以是适合于酯化以形成甲基丙烯酸甲酯的任何装 置。它优选适合于液相酯化。酯化装置优选包括酯化催化剂,其可以是多相或均相催化剂如 固态催化剂或液态催化剂,并且优选是酸性离子交换树脂例如US6, 469, 292、JP1249743、 EP1 254887A1 中描述的或以商品名Amberly§t*(RohmandHaasCorp.)、D〇wex* (DowCorp.)或Lewertit?(LanxessAG)商购的那些,或是能够将酯化催化的酸,如硫酸H2S04〇
[0076]导管装置优选至少与供给源和酯化装置流体连通。如果MTBE或ETBE分裂器包括 在设备中,则导管装置优选还与该MTBE或ETBE分裂器连接,优选在该MTBE或ETBE分裂器 和供给源之间,以及在该MTBE或ETBE分裂器和酯化装置之间。
[0077]在根据本发明设备的一个优选的方面中,导管装置包括将至少一种助化合物的至 少一部分分离的工具。这种工具可以是,例如,蒸馏器、柱、萃取器、旋塞、管子、阀门、调节 器、分相器或技术人员已知的似乎适合于从液体中分离液体,从气体和/或蒸气中分离液 体或从气体和/或蒸气中分离气体和/或蒸气的任何其它的工具。
[0078]根据本发明的设备优选在分裂装置和催化反应带之间、或在导管装置和供给源之 间或在MTBE或ETBE分裂器和导管装置之间包括(优选与它们中至少两个流体连通的)至 少一个分离和/或纯化装置,该装置用于从分裂装置的排出物中分离和/或纯化异丁烯相。 该分离和/或纯化装置可以是萃取器、结晶器、柱、蒸馏装置、精馏装置、膜、全蒸发装置、吸 附装置、吸收装置和洗涤装置中至少之一。
[0079]所述设备可以进一步在导管装置和酯化装置之间包括至少一个第三纯化装置。所 述第三纯化装置优选是用于至少一种助化合物,优选甲醇的至少一个纯化装置。适合的纯 化装置是本领域普通技术人员已知的并且优选包括至少一个蒸馏装置、结晶器、萃取器、柱 或洗涤装置,更优选至少一个蒸馏装置。用于甲醇的纯化装置的实例在EP1 254887A1中 进行了描述。
[0080]所述设备可以进一步包括在酯化装置下游的用于纯化甲基丙烯酸甲酯的至少一 个第四纯化装置。适合的纯化装置是本领域普通技术人员已知的并且优选包括至少一个蒸 馏装置、结晶器、萃取器、柱或洗涤装置,更优选至少一个蒸馏装置。所述至少一个第四纯化 装置应能够至少部分地纯化甲基丙烯酸甲酯并且至少部分地将副产物,例如由酯化产生的 杂质、未反应的甲醇和/或甲基丙烯酸分离。任选地在经历纯化处理之后,未反应的反应物 可以任选地被再循环到酯化反应中。
[0081] 本发明还涉及根据本发明的用于制备甲基丙烯酸的方法,其中所述方法在根据本 发明的设备中进行。
[0082] 本发明还涉及可通过根据本发明的方法获得的甲基丙烯酸。
[0083] 本发明还涉及根据本发明的用于制备甲基丙烯酸甲酯的方法,其中所述方法在根 据本发明的设备中进行。
[0084] 本发明还涉及可通过根据本发明的方法获得的甲基丙烯酸甲酯。
[0085] 本发明还涉及通式[CH2=C(CH3)C(=0)0]n_R的甲基丙烯酸酯的制备方法,包括 以下方法步骤:
[0086] Q1根据本发明的方法制备甲基丙烯酸;或
[0087] Q2根据本发明的方法制备甲基丙烯酸甲酯;和
[0088] Q3使步骤al中获得的甲基丙烯酸或步骤a2中获得的甲基丙烯酸甲酯与通式 R(〇H)m的醇起反应,
[0089] 其中n和m表示1-10,优选1-6,更优选1-5,更优选1-4,更优选1-3的整数,和
[0090] R选自直链或支链、饱和或不饱和、脂族或芳族、环状或直链烃和直链或支链、饱 和或不饱和、脂族或芳族、环状或直链包含杂原子的烃,例如烷基、羟烷基、氨基烷基、其它 含氮和/或氧的残基、二醇、二醇、三醇、双酚、脂肪酸残基,其中R优选表示丁基,尤其是正 丁基、异丁基,羟乙基,优选2-羟乙基和羟丙基,优选2-羟丙基或3-羟丙基,乙基,2-乙 基己基,异癸基,环己基,异冰片基,苄基,3, 3, 5-三甲基环己基,十八烷基,二甲氨基乙基, 二甲基氨基丙基,2-叔丁基氨乙基,乙基三甘醇,四氢糠基,丁基二甘醇,甲氧基聚乙二醇 350,甲氧基聚乙二醇500,甲氧基聚乙二醇750,甲氧基聚乙二醇1000,甲氧基聚乙二醇 2000,甲氧基聚乙二醇5000,烯丙基,甘醇,二甘醇,三甘醇,聚乙二醇200,聚乙二醇400,1, 3- 丁二醇,1,4- 丁二醇,1,6-己二醇,甘油,二脲烧,乙氧基化双酚A,含10个亚乙氧基单元 的乙氧基化双酚A;三羟甲基丙烷,乙氧基化C16-C18脂肪醇如含25个亚乙氧基单元的乙氧 基化(:16-(: 18脂肪醇,2-三甲基铵乙基。
[0091] 可以在步骤a3中通过技术人员已知的方法,例如通过酯交换由甲基丙烯酸甲酯 制备甲基丙烯酸酯衍生物。或者,可以在步骤a3中通过用相应的醇将根据本发明的甲基丙 烯酸酯化制备这些衍生物。在羟基酯衍生物的另一种可能的制备中,使根据本发明的甲基 丙烯酸在开环反应申与相应的含氧环,例如环氧化物,尤其是氧化乙烯或氧化丙烯起反应。
[0092] 本发明还涉及通式[CH2 =C(CH3)C( = 0) 0]n-R的甲基丙烯酸醋,其中n和R如上面 所限定。优选的甲基丙烯酸酯是甲基丙烯酸烷基酯,尤其是甲基丙烯酸丁酯,尤其是甲基丙 烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯,羟基酯甲基丙烯酸酯衍生物,例如甲基丙烯酸羟乙酯,优 选甲基丙烯酸2-羟乙酯,和甲基丙烯酸羟丙基酯,优选甲基丙烯酸2-羟丙基酯或甲基丙烯 酸3-羟丙基酯,和特殊的甲基丙烯酸酯甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸2-乙基己酯,甲基丙 烯酸异癸酯,甲基丙烯酸环己酯,甲基丙烯酸异冰片酯,甲基丙烯酸苄基酯,甲基丙烯酸3, 3, 5-三甲基环己酯,甲基丙烯酸十八烷基酯,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯,甲基丙烯酸二甲基 氨基丙酯,甲基丙烯酸2-叔丁基氨乙酯,乙基三甘醇甲基丙烯酸酯,甲基丙烯酸四氢糠基 酯,丁基二甘醇甲基丙烯酸酯,甲氧基聚乙二醇350甲基丙烯酸酯,甲氧基聚乙二醇500甲 基丙烯酸酯,甲氧基聚乙二醇750甲基丙烯酸酯,甲氧基聚乙二醇1000甲基丙烯酸酯,甲氧 基聚乙二醇2000甲基丙烯酸酯,甲氧基聚乙二醇5000甲基丙烯酸酯,甲基丙烯酸烯丙酯, 乙氧基化(任选地,例如,用25molEO)的C16-C18脂肪醇的甲基丙烯酸酯,2-三甲基铵乙 基甲基丙烯酸酯氯化物;甘醇二甲基丙烯酸酯,二甘醇二甲基丙烯酸酯,三甘醇二甲基丙烯 酸酯,聚乙二醇200二甲基丙烯酸酯,聚乙二醇400二甲基丙烯酸酯,1,3- 丁二醇二甲基丙 烯酸酯,1,4_ 丁二醇二甲基丙烯酸酯,1,6_己二醇二甲基丙烯酸酯,甘油二甲基丙烯酸酯, 二脲烷二甲基丙烯酸酯,乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯,乙氧基化(任选地,例如,用10 个EO)双酚A二甲基丙烯酸酯;三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
[0093] 本发明进一步涉及包含至少一个选自甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和通式[CH2 = C(CH3)C(=0)0]n-R的甲基丙烯酸酯的单体单元的聚合物的制备方法,其中n和R如上面 所限定,该方法包括以下步骤:
[0094] A1.根据本发明的方法制备甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和至少一种甲基丙烯酸 酯中至少一种,
[0095] A2.将以下物质聚合:
[0096]A2a.步骤A1中获得的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和至少一种甲基丙烯酸酯中 的至少一种,和
[0097] A2b.任选地,至少一种可与甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和至少一种甲基丙烯酸 酯中至少一种共聚合的共聚单体。
[0098] 所述聚合不受特别限制并且可以通过技术人员已知的并且
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