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)丙烯酸的方法和用于该方法的装置。
【背景技术】
[0002](甲基)丙烯酸通常是在催化剂的存在下通过丙烷、丙烯、(甲基)丙烯醛等的气相氧化反应而制备的。例如，在反应器中在适当的催化剂的存在下通过气相氧化反应丙烷、丙烯等经过(甲基)丙烯醛转化为(甲基)丙烯酸，以及在反应器的后段得到包含(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、水蒸汽和多种有机副产物(乙酸、重组分(heavies)等)的反应产物混合气体。
[0003]使包含(甲基)丙烯酸的混合气体与包含水的吸收溶剂在(甲基)丙烯酸吸收塔中接触，并回收作为(甲基)丙烯酸水溶液。此外，将脱去(甲基)丙烯酸的不溶气体循环用于(甲基)丙烯酸的合成反应，并焚烧部分气体，将其转化为无害气体，排放。抽提、蒸馏和纯化所述(甲基)丙烯酸水溶液以得到(甲基)丙烯酸。
[0004]同时，已经有人提出控制工艺条件或工艺步骤等以提高(甲基)丙烯酸的回收效率的多种方法。代表性地，作为用于从在(甲基)丙烯酸吸收塔中得到的(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。此外，已知如下方法:将(甲基)丙烯酸水溶液供给至抽提塔以得到具有降低的水含量的(甲基)丙烯酸抽提溶液和其提余液，并蒸馏抽提物，从而降低能量消耗。
[0005]同时，在(甲基)丙烯酸吸收塔中得到的(甲基)丙烯酸水溶液中，除了(甲基)丙烯酸之外，还包含多种有机副产物，如马来酸、对苯二甲酸、乙醛和(甲基)丙烯酸聚合物。此外，由于用于回收(甲基)丙烯酸的连续工艺的特性，由于在有机副产物中的差水溶性的物质，形成了浮渣。该浮渣污染了(甲基)丙烯酸回收装置，其特别地积聚在抽提塔中，从而降低(甲基)丙烯酸的回收效率，使得不能长时间地运行连续工艺。
[0006]由于连续工艺的特性，不能排除在(甲基)丙烯酸抽提工序和蒸馏工序中使用的溶剂或有机副产物被引入到(甲基)丙烯酸吸收工序或(甲基)丙烯酸合成工序中的可能性。特别地，如果溶剂或有机副产物被引入至(甲基)丙烯酸合成工序中，反应器和催化剂可能被污染以降低反应效率，并且可能导致严重的稳定性问题。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]本发明的一个目的是提供连续回收(甲基)丙烯酸的方法，其可以更有效地除去在(甲基)丙烯酸的连续回收工艺中产生的浮渣，而因此能够稳定地运行连续工艺。
[0009]本发明的另一目的是提供可以用于连续回收(甲基)丙烯酸的方法的装置。
[0010]技术方案
[0011]根据本发明，提供了连续回收(甲基)丙烯酸的方法，其包括:
[0012]抽提工序，其中，在抽提塔中使(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙稀酸抽提溶液和提余液；和蒸饱工序，其中，蒸饱包含(甲基)丙稀酸抽提物的进料以得到(甲基)丙烯酸，
[0013]其中，在抽提工序中产生的提余液静止地保持在抽提塔的内部，然后被排出，控制提余液的质量流量(mass flow)使得从抽提塔中排出的提余液的量大于通过抽提产生的提余液的量，以及过滤从抽提塔中排出的提余液以除去提余液中包含的浮渣。
[0014]在此，可以使用具有平均直径为50 μπι以下的孔的过滤器来进行所述提余液的过滤。
[0015]抽提溶剂可以为具有10至120°C沸点的疏水溶剂。
[0016]同时，根据本发明，连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以包括:吸收工序，其中，使通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体与水接触以得到(甲基)丙烯酸水溶液；抽提工序，其中，使通过吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸馏工序，其中，蒸馏通过抽提工序得到的包含(甲基)丙烯酸抽提物的进料以得到(甲基)丙烯酸。
[0017]此外，根据本发明，连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以包括:吸收工序，其中，使通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体与水接触以得到(甲基)丙烯酸水溶液；抽提工序，其中，使部分的通过吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸馏工序，其中，蒸馏包括通过吸收工序得到的剩余的(甲基)丙烯酸水溶液和通过抽提工序得到的(甲基)丙烯酸抽提溶液的进料以得到(甲基)丙烯酸。
[0018]通过过滤提余液除去了浮渣的滤液通过相分离可以被分离为水相和有机相，所述水相可以被进料至吸收工序中，以及所述有机相可以被进料至蒸馏工序中。
[0019]通过过滤提余液除去了浮渣的滤液通过相分离可以被分离为水相和有机相，所述水相可以被进料至吸收工序中，部分的有机相可以被进料至蒸馏工序中，以及剩余的有机相被进料至抽提工序中。
[0020]同时，根据本发明，提供了连续回收(甲基)丙烯酸的装置，其包括:
[0021]装配有混合气体入口和水溶液出口的(甲基)丙烯酸吸收塔(100)，通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体被进料至所述混合气体入口，以及通过使所述混合气体与水接触得到的(甲基)丙烯酸水溶液从所述水溶液出口排出；
[0022]装配有水溶液入口、抽提物出口和提余液出口的(甲基)丙烯酸抽提塔(200)，所述水溶液入口通过水溶液输送管线(102)与所述吸收塔(100)的水溶液出口相连接，通过使引入的(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触得到的(甲基)丙烯酸抽提溶液从所述抽提物出口排出，以及提余液在所述提余液出口处保持静止，然后被排出；
[0023]装配有抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口的蒸馏塔(300)，所述抽提物入口通过抽提物输送管线(203)与所述抽提塔(200)的抽提物出口相连接，以及通过蒸馏引入的抽提溶液得到的(甲基)丙烯酸从所述(甲基)丙烯酸出口排出；和
[0024]装配有提余液入口、过滤器、浮渣出口和滤液出口的过滤系统(250)，所述提余液入口与所述抽提塔(200)的提余液出口相连接，所述过滤器用于过滤引入的提余液，通过过滤从所述提余液中分离的浮渣从所述浮渣出口排出，以及从滤液所述滤液出口排出，其中，当控制所述提余液的质量流量使得从所述抽提塔中排出的提余液的量大于通过抽提产生的提余液的量时运行抽提塔(200)。
[0025]根据本发明，所述蒸馏塔(300)装配有水溶液入口、抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口，所述水溶液入口通过水溶液输送管线(103)与所述吸收塔(100)的水溶液出口相连接，所述抽提物入口通过抽提物输送管线(203)与所述抽提塔(200)的抽提物出口相连接，以及通过蒸馏所述引入的水溶液和抽提溶液的混合物得到的(甲基)丙烯酸从所述(甲基)丙烯酸出口排出，其中，所述装置可以以使得部分的从所述吸收塔(100)中排出的(甲基)丙烯酸水溶液加料至抽提塔(200)中以及余下的(甲基)丙烯酸水溶液加料至蒸馏塔(300)中的方式运行。
[0026]在此，所述过滤系统(250)的过滤器具有平均直径为50 μπι以下的孔。
[0027]根据本发明的用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置可以包括装配有滤液入口以及水相出口和有机相出口的相分离槽(350)，所述滤液入口通过滤液输送管线(235)与所述过滤系统(250)的滤液出口相连接，以及通过所述滤液的相分离得到的水相和有机相分别从所述水相出口和有机相出口排出，其中，可以运行所述装置使得将所述水相加料至吸收塔(100)，以及将所述有机相加料至蒸馏塔(300)。
[0028]在根据本发明的用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置中，所述过滤系统(250)的滤液出口可以通过滤液输送管线与所述吸收塔(100)的上部相连接。
[0029]有益效果
[0030]根据本发明的连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以有效地除去在(甲基)丙烯酸的连续回收工艺中形成的浮渣，并且同时以优异的效率回收(甲基)丙烯酸，由此使得所述连续工艺能够更稳定地运行。
【附图说明】
[0031]图1至3分别示意地显示根据本发明的实施方式的用于连续回收(甲基)丙烯酸的方法和装置。
[0032]〈附图标记〉
[0033]1:含(甲基)丙烯酸的混合气体
[0034]100:(甲基)丙烯酸吸收塔
[0035]102:(甲基)丙烯酸水溶液输送管线
[0036]150:乙酸吸收塔
[0037]200:(甲基)丙烯酸抽提塔
[0038]203:抽提物输送管线
[0039]250:过滤系统
[0040]253，201:滤液输送管线
[0041]300:蒸馏塔
[0042]350:相分离槽
[0043]400:高沸点副产物分离塔
[0044]CAA:粗制(甲基)丙烯酸
[0045]ΗΡΑΑ:高纯度(甲基)丙烯酸
【具体实施方式】
[0046]在下文中，将解释根据本发明的实施方式的连续回收(甲基)丙烯酸的方法和回收装置。
[0047]首先，在本文中使用的术语仅用于提及具体的实施方式，而非意欲限制本发明。此夕卜，除非具有明确相反的含义，在本文中使用的单数形式包括复数形式。此外，在本文中使用的“包含(包括)”的含义体现为特定的性能、面积、整数、步骤、操作、元件或组分，其不排除包含其它特定的性能、面积、整数、步骤、操作、元件或组分。
[0048]除另外描述外，在本文中使用的术语定义如下。
[0049]术语“(甲基)丙烯酸”通常指的是丙烯酸、甲基丙烯酸或它们的混合物。
[0050]术语“含(甲基)丙烯酸的混合气体”通常指的是当通过气相氧化制备(甲基)丙烯酸时可产生的混合气体。作为非限定性的实例，所述含(甲基)丙烯酸的混合气体可以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得到，其中，含(甲基)丙烯酸的混合气体可以包括(甲基)丙烯酸、未反应的原料化合物、(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、重组分等)等。此外，由有机副产物形成的水溶性差的漂浮物质称作“浮渣”。
[0051]术语“(甲基)丙烯酸水溶液”指的是包含(甲基)丙烯酸的水溶液，例如，其可以通过使含(甲基)丙烯酸的混合气体与包含水的吸收溶剂接触得到。
[0052]术语“进料”指的是包含待抽提的溶质的液体混合物，以及其可以为溶解在抽提溶剂中的溶质和在抽提溶剂中不溶的惰性物质的混合物。在下文中，如果将所述抽提溶剂加入到进料中，则溶质通过质量传递溶解在来自进料的抽提溶剂中。由此，其中溶解了大量的溶质的抽提溶剂形成抽提溶液，被提取走了大量的溶质的进料形成了提余液。
[0053]同时，在使用搅拌式塔(如卡尔型塔(Karr-type column)和赛贝尔型塔)的液-液抽提中，相对轻的相加料至抽提塔的下面的级(lower stage)，而相对重的相加料至抽提塔的上面的级(upper stage)。通过加料至抽提塔的材料的接触进行抽