專利名稱：通過結(jié)晶間歇提純粗丙烯酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種間歇提純粗丙烯酸的方法，包括至少一個(gè)解吸段和至少一個(gè)提純段。
丙烯酸是一種關(guān)鍵的化學(xué)品，例如其直接或以其烷基酯的形式用于制備通過自由基聚合產(chǎn)生的聚合物。
通常，丙烯酸在多相催化下通過氣相氧化丙烯和/或丙烷制備(參閱例如DE-A19 508 558，EP-A293 224，EP-A257 565和在這些公開中引用的文獻(xiàn))。
離開氣相氧化過程的氣體混合物當(dāng)然不是由純丙烯酸組成，而是一種含有丙烯酸的氣體混合物，丙烯酸必須從此氣體混合物中分離出來。
從氣相氧化的氣體混合物產(chǎn)品中分離丙烯酸的多種已知方法在例如DE-A19 600 955中進(jìn)行了總結(jié)。
已知的分離方法的共同特點(diǎn)是所需丙烯酸首先通過使用溶劑吸收(也參閱DE-A4 308 087)或通過部分冷凝從反應(yīng)氣體混合物中分離出來。然后，將所得的吸收物或冷凝液一般通過蒸餾(加入或不加入共沸夾帶劑)和/或萃取進(jìn)行處理，使得到的丙烯酸質(zhì)量達(dá)到丙烯酸的含量以重量計(jì)通?！?5重量％、常?！?6重量％或≥97重量％、經(jīng)?！?8重量％，有時(shí)丙烯酸的含量≥99重量％并且某些情況下甚至≥99.5重量％。
上述質(zhì)量的丙烯酸在本公開中非常普遍地均歸于粗丙烯酸一類。它們一般包含至少一種下列雜質(zhì)水、醋酸、丙酸、諸如丙烯醛、糠醛或苯甲醛之類的低分子量醛、烯丙醇和丙烯酸的酯、馬來酸酐、過程阻聚劑如吩噻嗪和/或N-烴氧基自由基和二丙烯酸(當(dāng)含丙烯酸的混合物被靜置時(shí)，通過丙烯酸自身的邁克爾加成反應(yīng)形成的加合物)。
當(dāng)將丙烯酸用于例如自由基聚合目的時(shí)，上述大多數(shù)雜質(zhì)證實(shí)是有麻煩的(例如，它們導(dǎo)致所得的聚合物變色或以不利的方式影響誘導(dǎo)時(shí)間，誘導(dǎo)時(shí)間即直到聚合開始的時(shí)間)。
二丙烯酸被證實(shí)是一種特別不希望有的雜質(zhì)。雖然它一般進(jìn)行自由基共聚，但是確實(shí)具有的不利之處是當(dāng)此聚合物遭受熱負(fù)荷時(shí)裂解并釋放出單體丙烯酸，當(dāng)此聚合物用于衛(wèi)生領(lǐng)域時(shí)，這種情況特別不能容忍(關(guān)鍵詞嬰兒尿布中的超吸收劑；這些聚合物是通過自由基聚合得到的部分中和的聚丙烯酸)。
因此，粗丙烯酸常常不直接使用，而是僅在進(jìn)一步提純得到純丙烯酸后使用。
文獻(xiàn)(參閱，例如EP-A616 998)建議通過間歇結(jié)晶將粗丙烯酸提純成純丙烯酸。在文獻(xiàn)中，起始粗丙烯酸在第一結(jié)晶步驟中通過低溫作用被分離成純度比起始粗丙烯酸高的丙烯酸晶體和純度比起始粗丙烯酸低的母液。進(jìn)行靜態(tài)(在結(jié)晶過程中熔融體靜止不動(dòng)，例如，板式結(jié)晶器或肋管結(jié)晶器)和動(dòng)態(tài)(在結(jié)晶過程中攪動(dòng)熔融體，例如，降膜結(jié)晶器或在整個(gè)截面上流動(dòng)的管)結(jié)晶均可。熔化所得的丙烯酸晶體，如有要求，在隨后連續(xù)實(shí)施的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步結(jié)晶步驟中對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的提純。
為了保證經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)率，將在第一結(jié)晶步驟中得到的母液也進(jìn)行至少一個(gè)進(jìn)一步結(jié)晶步驟的處理。其中要結(jié)晶的熔融體源自在第一結(jié)晶步驟中得到的丙烯酸晶體的結(jié)晶步驟一般稱之為提純段。同樣，第一結(jié)晶步驟稱之為提純段。相反，其中要結(jié)晶的熔融體源自在第一結(jié)晶步驟中得到的母液的所有結(jié)晶步驟稱之為解吸段。
這意味著通過結(jié)晶間歇提純粗丙烯酸通常包括至少一個(gè)提純段和至少一個(gè)解吸段。
對(duì)于粗丙烯酸的間歇提純，現(xiàn)有技術(shù)(例如，EP-A616 998)也推薦在一個(gè)相同的結(jié)晶器即單個(gè)結(jié)晶器中實(shí)施一個(gè)或多個(gè)提純段(即包括任何額外使用的提純段)和至少第一解吸段。此過程的不利之處是不在結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶的那部分起始粗丙烯酸暫時(shí)被儲(chǔ)存在容器中。但是，在此暫時(shí)儲(chǔ)存的過程中會(huì)形成二丙烯酸。在隨后的結(jié)晶段中，將在暫時(shí)儲(chǔ)存過程中形成的二丙烯酸分離出去，但是被分離出去的二丙烯酸相當(dāng)于純丙烯酸的產(chǎn)率更低。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過結(jié)晶間歇提純粗丙烯酸的改進(jìn)方法。
我們發(fā)現(xiàn)通過提純粗丙烯酸的間歇方法可達(dá)到此目的，該方法包括至少一個(gè)提純段和至少一個(gè)解吸段，其中至少第一解吸段在不同于第一提純段的結(jié)晶器中進(jìn)行。
本發(fā)明的特別重要之處在于在第一提純段后剩余的母液量顯著少于在第一提純段中待通過結(jié)晶提純的起始粗丙烯酸的量。
但是，由于必須將用于第一提純段的結(jié)晶器(下面稱之為結(jié)晶器A)尺寸調(diào)整至與在此階段要通過結(jié)晶處理的起始粗丙烯酸量相適應(yīng)，因此對(duì)于通過結(jié)晶進(jìn)一步提純?cè)诘谝惶峒兌蔚玫降哪敢?，結(jié)晶器A常常是超尺寸的，為此，實(shí)際上當(dāng)僅有單個(gè)結(jié)晶器用于通過結(jié)晶間歇提純起始粗丙烯酸時(shí)，采用這樣一種程序，其中將在連續(xù)操作的第一提純段中得到的許多母液收集起來直到源自第一提純段并要通過結(jié)晶進(jìn)一步提純的母液量適合結(jié)晶器A的尺寸(否則使用結(jié)晶器A可得到的純丙烯酸的時(shí)空產(chǎn)率不完全令人滿意)。
在上述情況下，由于第一提純段的母液暫時(shí)儲(chǔ)存所要求時(shí)間較長而形成的二丙烯酸在所說的母液中特別明顯。
因此根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于第一解吸段，使用設(shè)計(jì)用于較少待結(jié)晶量的結(jié)晶器(下面稱之為結(jié)晶器B)是有利的，該結(jié)晶器的處理量僅為在第一提純段中待通過結(jié)晶提純的起始粗丙烯酸量的10-60體積％、優(yōu)選20-50體積％、特別優(yōu)選20-40體積％、非常特別優(yōu)選25-35體積％。
根據(jù)本發(fā)明，結(jié)晶器A和結(jié)晶器B均可以為動(dòng)態(tài)或靜態(tài)結(jié)晶器。當(dāng)然，也可以結(jié)晶器A為動(dòng)態(tài)結(jié)晶器而結(jié)晶器B為靜態(tài)結(jié)晶器(或反之亦然)。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選結(jié)晶器A和結(jié)晶器B均為動(dòng)態(tài)結(jié)晶器。
如在EP-A616 998中所述，特別有利的是結(jié)晶器A和結(jié)晶器B均為降膜結(jié)晶器，均有利的是管式降膜結(jié)晶器。
在此情況下，根據(jù)本發(fā)明使用的管式降膜結(jié)晶器B有利地僅包含待根據(jù)本發(fā)明使用的管式降膜結(jié)晶器A所包含結(jié)晶管的10％-60％、優(yōu)選20％-50％、特別優(yōu)選20％-40％、非常特別優(yōu)選25％-35％。
此外，待根據(jù)本發(fā)明使用的兩個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器A和B可以本身已知的方式操作。
對(duì)本發(fā)明來說，根據(jù)本發(fā)明的一對(duì)結(jié)晶器A和結(jié)晶器B被稱之為串聯(lián)結(jié)晶器。
最后，應(yīng)該注意到當(dāng)在第一提純段中冷凍出來的丙烯酸量最多僅達(dá)到所用起始粗丙烯酸量的30重量％時(shí)，本發(fā)明方法也以顯著的方式使用。
根據(jù)本發(fā)明，結(jié)晶器A當(dāng)然可在進(jìn)一步的提純段(第二、第三、等等)中使用，結(jié)晶器B可在進(jìn)一步的解吸段(第二、第三、等等)中使用。
就相同的純丙烯酸生產(chǎn)能力而言，在二丙烯酸耗損方面，本發(fā)明方法總比僅使用一個(gè)結(jié)晶器的方法更為有利。
特別是多個(gè)提純段和多個(gè)解吸段都使用時(shí)，其優(yōu)勢(shì)十分顯著。
權(quán)利要求
1.一種通過結(jié)晶間歇提純粗丙烯酸的方法，包括至少一個(gè)提純段和至少一個(gè)解吸段，其中至少第一解吸段在不同于第一提純段(在結(jié)晶器A中進(jìn)行)的結(jié)晶器(結(jié)晶器B)中進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中結(jié)晶器A和結(jié)晶器B均為動(dòng)態(tài)結(jié)晶器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中結(jié)晶器A和結(jié)晶器B均為管式降膜結(jié)晶器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中結(jié)晶器B的設(shè)計(jì)提純量僅為結(jié)晶器A的設(shè)計(jì)提純量的10-60體積％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中管式降膜結(jié)晶器B包含的結(jié)晶管數(shù)僅為管式降膜結(jié)晶器A的10-60％。
6.一種串聯(lián)結(jié)晶器，包括結(jié)晶器A和結(jié)晶器B。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的串聯(lián)結(jié)晶器，其中結(jié)晶器A和結(jié)晶器B均為管式降膜結(jié)晶器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的串聯(lián)結(jié)晶器，其中管式降膜結(jié)晶器B包含的結(jié)晶管數(shù)僅為管式降膜結(jié)晶器A的10-60％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過結(jié)晶間歇提純粗丙烯酸的方法，包括至少一個(gè)提純段和至少一個(gè)解吸段，第一解吸段在不同于第一提純段的結(jié)晶器中進(jìn)行。
文檔編號(hào)C07C57/07GK1431991SQ01810219
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2001年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月29日
發(fā)明者B·?？? D·博伊曼, J·海勒克, K·J·米勒-恩格爾 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司