專利名稱：抑制易聚合化合物純化系統(tǒng)的真空區(qū)中的聚合的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制真空系統(tǒng)中的聚合作用的方法，該系統(tǒng)用于在減壓條件下純化易聚合化合物如(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯。本發(fā)明還涉及易聚合化合物的純化系統(tǒng)。
在進行易聚合化合物如(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的蒸餾時，蒸餾過程中必須避免易聚合化合物的聚合。為此目的，要盡可能地降低蒸餾塔內(nèi)的壓力和內(nèi)部溫度，以及使用聚合抑制劑如對苯二酚和吩噻嗪或含有分子氧的氣體來抑制聚合。


圖1是純化易聚合化合物的常規(guī)方法的示意圖。這種方法包括純化區(qū)和真空區(qū)，純化區(qū)包括蒸餾塔1和冷凝器2，真空區(qū)包括用于降低純化區(qū)壓力的蒸汽噴射泵E1、E2和E3、氣壓冷凝器3、表面冷凝器4和5以及噴射泵密封箱6。
蒸餾易聚合化合物通常在減壓條件下在蒸餾塔1中進行。蒸餾塔1內(nèi)的壓力通常受空氣調(diào)節(jié)閥8的控制，而空氣調(diào)節(jié)閥8是根據(jù)壓力計7的測量結(jié)果來控制的。得到的蒸餾化合物大多數(shù)通過冷凝器2冷凝。冷凝器2排出的廢氣通過蒸汽噴射泵E1流入真空區(qū)，以降低純化區(qū)的壓力。廢氣通常含有通過冷凝器2后未冷凝的易聚合化合物和其他不能冷凝的氣體。通過蒸汽噴射泵E1的氣體和蒸汽在氣壓冷凝器3中通過與冷卻液直接接觸而冷凝。得到的冷凝物被抽至噴射泵密封箱6中，剩余的氣體被抽至第二蒸汽噴射泵E2。從蒸汽噴射泵E2中流出的氣體和蒸汽通過表面冷凝器4被冷凝，得到的冷凝物被抽至噴射泵密封箱6中，剩余氣體被抽至第三蒸汽噴射泵E3。在表面冷凝器中，被冷卻的氣體不直接與冷卻水接觸。從第三噴射泵E3中流出的氣體通過連接在第三噴射泵E3出口側(cè)的表面冷凝器5而冷凝。通常，得到的冷凝物和殘余氣體都被噴射泵密封箱6液封。在一些方法中，氣體在最后階段沒有被液封。
圖2是對另一種純化易聚合化合物的常規(guī)方法的說明。這種方法包括純化區(qū)和真空區(qū)，純化區(qū)包括蒸餾塔11和冷凝器12，真空區(qū)包括作為真空處理裝置的納氏泵13，泵15和槽14以及冷卻器17。易聚合化合物在蒸餾塔11中蒸餾，得到的蒸餾后的化合物通過冷凝器12冷凝。從冷凝器12中排出的廢氣借助于那氏泵13流入真空區(qū)以降低純化區(qū)的壓力。廢氣通常含有通過冷凝器12后未冷凝的易聚合化合物和不冷凝的氣體。廢氣通常被通過那氏泵13和泵15從槽14循環(huán)出的液體密封。
根據(jù)常規(guī)方法，從與蒸餾塔相連的冷凝器中流出的廢氣含有易聚合化合物如(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯。易聚合化合物易聚合，得到的聚合物阻塞了冷凝器、液體噴射泵或那氏泵，真空區(qū)經(jīng)常被迫停止運行。
本發(fā)明的一個目的是提供一種能抑制易聚合化合物的純化系統(tǒng)的真空區(qū)中的聚合作用的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種沒有現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題的系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種能抑制易聚合化合物的純化系統(tǒng)的真空區(qū)中的聚合作用的方法包括使含有易聚合化合物的氣體從純化區(qū)流入氣液接觸室的步驟，所述氣液接觸室中已供應(yīng)了含有聚合抑制劑的液體。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種純化易聚合化合物的系統(tǒng)包括用于純化易聚合化合物的塔；用于真空處理從塔中流出的含有易聚合化合物的氣體的真空區(qū)；和用于向真空區(qū)提供含有聚合抑制劑的液體，從而使其與氣體接觸的液體供應(yīng)設(shè)備。
圖1是一種純化易聚合化合物的常規(guī)系統(tǒng)的示意圖；圖2是另一種純化易聚合化合物的常規(guī)系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，用于純化易聚合化合物的系統(tǒng)的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，用于純化易聚合化合物的系統(tǒng)的示意圖。
本發(fā)明的主題內(nèi)容是易聚合化合物的純化系統(tǒng)的真空區(qū)中的聚合作用可通過將含有聚合抑制劑的液體與含有易聚合化合物的氣體在氣液接觸室中接觸而得到抑制。在真空區(qū)，液體在化合物開始聚合前與其直接接觸。本發(fā)明是根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)而完成的。
圖3是說明本發(fā)明的用于抑制易聚合化合物純化系統(tǒng)的真空區(qū)中的聚合作用的方法和系統(tǒng)的示意圖。
圖3所示的系統(tǒng)包括純化區(qū)和真空區(qū)，純化區(qū)含有蒸餾塔1、冷凝器2、壓力計7、空氣調(diào)節(jié)閥8和將這些連接起來的管道，真空區(qū)包括作為真空處理裝置的蒸汽噴射泵E1、E2和E3、氣液接觸室3、4、5、冷卻器22、泵21、噴射泵密封箱6和連接它們的管道。在該系統(tǒng)中管道必須是相通的，這樣含有易聚合化合物的氣體的冷凝液不會積聚。例如氣液接觸室的真空噴嘴和排氣噴嘴優(yōu)選水平或水平向下(downward belowhorizontal)放置。真空區(qū)包括真空部分和液體供應(yīng)設(shè)備。
在這個實施方案中，蒸汽噴射泵和氣液接觸室構(gòu)成了真空部分，泵和噴射泵密封箱構(gòu)成了液體供應(yīng)設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的這一方法，聚合抑制劑被加入到噴射泵密封箱6的液體中，含有聚合抑制劑的液體借助于泵21通過管線L1從噴射泵密封箱6供應(yīng)到氣液接觸室3和4內(nèi)，以抑制真空區(qū)內(nèi)的易聚合化合物的聚合。用于本發(fā)明方法中的聚合物抑制劑的實例是對苯二酚、甲基醌、乙酸鎂、吩噻嗪、亞硝基苯酚、銅鐵靈、二丁基二硫代氨基甲酸銅鹽和N-烴氧基化合物。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在減壓條件下在蒸餾塔1中進行易聚合化合物的蒸餾。易聚合化合物的實例是(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸酯的實例是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸二烷基氨基乙酯。
大多數(shù)蒸餾后的化合物通過冷凝器2后被冷凝。從冷凝器2排出的廢氣借助于蒸汽噴射泵E1流入真空區(qū)以降低純化區(qū)的壓力。廢氣通常含有通過冷凝器2后未冷凝的易聚合化合物和其他不能冷凝的氣體。廢氣通過蒸汽噴射泵E1流入氣液接觸室，與含有聚合抑制劑的液體接觸，聚合抑制劑是由噴射泵密封箱6提供的。氣液接觸室可位于純化區(qū)和真空區(qū)之間。優(yōu)選氣液接觸室是冷凝器，如真空區(qū)的氣壓冷凝器和表面冷凝器。
當氣液接觸室是氣壓冷凝器時，供應(yīng)液體冷卻氣壓冷凝器，同時在冷凝器內(nèi)與化合物直接接觸以抑制化合物的聚合。
當氣液接觸器是表面冷凝器時，用液體均勻地濕潤表面冷凝器的內(nèi)表面。優(yōu)選將液體噴到表面冷凝器的整個表面。這樣的表面冷凝器包括橫冷凝器和豎冷凝器，冷凝是在管內(nèi)(內(nèi)冷凝型)或管外(外冷凝型)進行的。從均勻潤濕的觀點來看，豎冷凝器優(yōu)于橫冷凝器，內(nèi)冷凝型優(yōu)于外冷凝型。
當真空區(qū)包括兩個或多個氣液接觸室時，優(yōu)選將含有聚合抑制劑的液體供應(yīng)到第一氣液接觸室或第一和第二氣液接觸室，這是因為第一氣液接觸室通常含有大量易聚合化合物。在這種情況下，氣壓冷凝器優(yōu)于表面冷凝器用作氣液接觸室。
真空區(qū)可包括一個液體噴射泵和/或一個那氏泵代替蒸汽噴射泵來降低純化區(qū)的壓力。使用液體噴射泵和那氏泵是為了在6.7Kpa(50mmHg)-101Kpa(760mmHg)的絕對壓力范圍內(nèi)降低純化區(qū)的壓力。另一方面，通過調(diào)節(jié)幾臺噴射泵(通常是1-5臺噴射泵)，在純化區(qū)幾乎全部的壓力范圍內(nèi)均可使用蒸汽噴射泵。
圖4是本發(fā)明方法中使用那氏泵蒸餾易聚合化合物的另一實施方案的示意圖。該方法包括純化區(qū)和真空區(qū)，純化區(qū)包括蒸餾塔11、冷凝器12、壓力計16，真空區(qū)包括那氏泵13、泵15、槽14和冷卻器17。真空區(qū)包括真空部分和液體供應(yīng)設(shè)備。在這個實施方案中，那氏泵13構(gòu)成了真空部分，泵15、槽14和冷卻器17構(gòu)成了液體供應(yīng)設(shè)備。真空區(qū)可并用那氏泵、蒸汽噴射泵和液體噴射泵。
根據(jù)本發(fā)明的這一方法，聚合抑制劑被加入到槽14的液體中，液體通過那氏泵13循環(huán)，泵15用來降低純化區(qū)的壓力。含有易聚合化合物如(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的氣體被抽至那氏泵13中并被通過泵15從槽14循環(huán)出的液體密封。
當部分液體由于氣體的流速被作為廢氣排出，加入含有聚合抑制劑的額外液體以補償廢液量。優(yōu)選加入額外的液體以避免增加液體中易聚合化合物的濃度。優(yōu)選將含有易聚合化合物的廢液再循環(huán)以回收易聚合化合物和抑制純化區(qū)如吸收塔、蒸餾塔和解析塔的聚合作用。
如此配制的本發(fā)明提供了一種抑制純化易聚合化合物如(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的真空區(qū)的聚合作用的方法以及一種用于純化易聚合化合物的系統(tǒng)。
下面將參照比較實施例和本發(fā)明實施例來詳細說明本發(fā)明，這并非對本發(fā)明范圍的限制。
實施例一種如圖3所示的純化系統(tǒng)包括純化區(qū)和真空區(qū)，純化區(qū)包括蒸餾塔1、冷凝器2、壓力計7和空氣調(diào)節(jié)閥8，真空區(qū)包括作為真空處理裝置的蒸汽噴射泵E1、E2、E3、氣壓冷凝器3、作為氣液接觸室的表面冷凝器4和5、冷卻器22和泵21以及噴射泵密封槽6。使用這一系統(tǒng)，將含有丙烯酸的液體注入蒸餾塔1，在塔頂絕對壓力為3.3KPa(25mmHg)條件下開動系統(tǒng)進行連續(xù)蒸餾，通過向圖3所示的氣壓冷凝器3和表面冷凝器4提供作為抑制劑的含有100ppm對苯二酚的液體，餾出塔頂餾分丙烯酸。因此操作可順利地連續(xù)進行1個月。中止系統(tǒng)進行檢查，觀察到少量聚合物附著在第一氣壓冷凝器和第二表面冷凝器上。
比較實施例如圖1所示的純化系統(tǒng)包括純化區(qū)和真空區(qū)，純化區(qū)包括蒸餾塔1、冷凝器2，真空區(qū)包括用于降低純化區(qū)壓力的蒸汽噴射泵E1、E2和E3、氣壓冷凝器3、表面冷凝器4和5以及噴射泵密封槽6。使用這一系統(tǒng)，將含有丙烯酸的液體注入蒸餾塔1，在塔頂絕對壓力為3.3KPa(25mmHg)條件下開動系統(tǒng)進行連續(xù)蒸餾，不使用聚合物抑制劑餾出塔頂餾分丙烯酸。運行8天后，塔頂壓力不能保持3.3KPa(25mmHg)的恒定水平，之后壓力開始升高。由于丙烯酸的聚合被迫停止真空區(qū)的運行。
對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，其他技術(shù)方案和變化是顯而易見的，本發(fā)明并不僅限于上述的具體實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于抑制易聚合化合物純化系統(tǒng)中真空區(qū)的聚合作用的方法，其特征在于包括使含有易聚合化合物的氣體從純化區(qū)流入氣液接觸室的步驟，該氣液接觸室中已供應(yīng)了含有聚合抑制劑的液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于其中的真空區(qū)包括至少一個或多個氣液接觸室，向至少一個或多個氣液接觸室中供應(yīng)含有聚合物抑制劑的液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于其中的氣液接觸室是表面冷凝器，該冷凝器的內(nèi)表面用液體均勻潤濕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于其中的氣液接觸室是氣壓冷凝器，液體可用于冷卻氣壓冷凝器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于其中的真空區(qū)包括液體噴射泵和/或那氏泵用于降低純化區(qū)的壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其特征在于其中的易聚合化合物是(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸酯。
7.一種用于純化易聚合化合物的系統(tǒng)，其特征在于包括用于純化易聚合化合物的塔；用于真空處理從塔中流出的含有易聚合化合物的氣體的真空區(qū)；用于向真空部分供應(yīng)含有聚合抑制劑的液體，從而使其與氣體接觸的液體供應(yīng)設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于其中的真空部分包括至少一個或多個蒸汽噴射泵和至少一個或多個氣液接觸室。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于其中的氣液接觸室是氣壓冷凝器和/或表面冷凝器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于其中的真空部分包括液體噴射泵和/或那氏泵。
全文摘要
一種抑制在易聚合化合物純化系統(tǒng)的真空區(qū)的聚合作用的方法。流入真空區(qū)的易聚合化合物如(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的聚合可通過含有聚合抑制劑的液體在真空區(qū)與化合物直接接觸而得到抑制。當真空區(qū)包括氣液接觸室時,可向室中供應(yīng)含有聚合抑制劑的液體。當真空區(qū)包括液體噴射泵和/或那氏泵作為真空處理裝置時,可通過液體噴射泵和/或那氏泵循環(huán)含有聚合抑制劑的液體以降低純化區(qū)的壓力。本發(fā)明系統(tǒng)適用于純化易聚合化合物。
文檔編號C07B63/00GK1276363SQ0010900
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月3日
發(fā)明者松本行弘, 西村武 申請人:株式會社日本觸媒