一種高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于精細(xì)化工和化工中間體領(lǐng)域，特別公開(kāi)了一種高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法。本發(fā)明提供了一種使用含有6-8個(gè)碳原子的烷烴作為吸收劑吸收MA，并通過(guò)兩步精餾得到含量大于99.5wt%、水含量小于0.1wt%的甲基丙烯醛產(chǎn)品。該方法利用了6-8個(gè)碳原子的弱極性以及與水互溶度小的特點(diǎn)，使用其作為吸收劑有較高的吸收效率，吸收液中的水含量?jī)H為0.5wt%左右，大大減輕了后續(xù)精餾操作中脫水的負(fù)擔(dān)，節(jié)省了能耗。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，成本低廉，得到的甲基丙烯醛純度高，水等雜質(zhì)含量低，能耗低，滿足對(duì)甲基丙烯醛質(zhì)量要求高的應(yīng)用場(chǎng)合。
【專利說(shuō)明】一種高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法
[0001 ](一)【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于精細(xì)化工和化工中間體領(lǐng)域，特別涉及一種高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法。
[0002](二)【背景技術(shù)】
甲基丙烯醛(MA)是一種重要的化工中間體，可進(jìn)一步氧化生產(chǎn)甲基丙烯酸(MAA)，還可以直接與甲醇和氧氣作用生產(chǎn)甲基丙烯酸甲酯(MMA)，MMA是生產(chǎn)有機(jī)玻璃的主要單體原料，在國(guó)防、航空、建筑、家庭裝飾和涂料等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用；甲基丙烯醛還是制備熱塑性塑料單體、多種香料和醫(yī)藥中間體的原料。以叔丁醇(異丁烯)氧化生產(chǎn)甲基丙烯醛在工藝技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保方面而言是一條理想的工藝路線。
[0003]為了滿足MA進(jìn)一步加工利用的要求，需要將MA吸收并精制，但MA的吸收與分離是困難的。傳統(tǒng)的甲基丙烯醛吸收方法是采用水作為吸收劑，由于水的極性較強(qiáng)，對(duì)極性較弱的MA難以吸收，需要大量的水循環(huán)，導(dǎo)致能耗上升，而且由于水與MA能形成共沸物，得到的MA產(chǎn)品純度僅為90wt%左右，其中包括了相當(dāng)含量的乙醛、丙酮和水。
[0004]為此專利GP2110031提出了一種吸收和萃取的分離方法，即利用甲醇作為吸收劑將MA吸收下來(lái)，再利用水作為萃取劑將甲醇萃取出來(lái)，甲醇與水分離后循環(huán)利用。該方法存在的主要問(wèn)題是所需用的甲醇量非常大，與之匹配的萃取劑水用量也非常大，導(dǎo)致設(shè)備投資大、物料消耗大；而且由于甲醇與MA、水與MA均存在共沸現(xiàn)象，因而MA產(chǎn)品中不可避免的帶有少量的甲醇而影響MA的下一步使用。專利US3957880提出采用低碳的醇類，包括甲醇、乙醇、正丙醇或異丙醇作為吸收劑，將MA從混合氣體中吸收下來(lái)，然后用水作為萃取劑進(jìn)行萃取精餾，但水和MA會(huì)形成共沸物導(dǎo)致MA產(chǎn)品中含有水分，無(wú)法滿足MA氧化酯化催化劑的使用要求。專利US5969178報(bào)道了一種水洗、甲醇脫水、MA吸收和和甲醇回收的四塔聯(lián)合吸收工藝，但并不能得到含量較高的MA產(chǎn)品，僅適合于氧化酯化生產(chǎn)MMA，但對(duì)于MA進(jìn)一步加工成香料等其它產(chǎn)品并不適用。專利CN101844973公開(kāi)的采用4個(gè)碳原子以上的醇類作為吸收劑，采用兩步精餾的方法，得到的MA產(chǎn)品純度為98wt%，但仍然含有l(wèi)wt%左右的水和lwt%的其它輕組分雜質(zhì)。
[0005]專利US4618709公開(kāi)了一種利用含有MAA的水溶液作為吸收劑吸收MA的方法，雖然該方法具有較好的吸收效率，但回收的MA含有水、乙醛和丙酮等副產(chǎn)物，會(huì)影響MA產(chǎn)品下一步使用。研究表明，該方法中吸收效率隨著MAA濃度的增加而提高，但MAA濃度增加帶來(lái)的副作用是聚合傾向增大，因而限制了該方法的應(yīng)用。
[0006]專利CN101020625還公開(kāi)了采用離子液體作為吸收劑來(lái)吸收MA的方法，雖然所述吸收效率較高，但在吸收過(guò)程中產(chǎn)生的高沸點(diǎn)物質(zhì)不容易與離子液體分離而導(dǎo)致離子液體品質(zhì)下降，而且離子液體成本較高，因此該方法的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值有限。
[0007]因此，上述方法都有一定的局限性，尤其是需要使用高純度甲基丙烯醛的場(chǎng)合，例如應(yīng)用甲基丙烯醛作為熱塑性聚合物的單體、加氫生產(chǎn)異丁醛等，上述方法均不適用。
[0008](三)
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種生產(chǎn)能耗低、產(chǎn)品純度高的高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法。
[0009]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法，包括如下步驟:
(1)采用一種或多種6-8個(gè)碳原子的烷烴作為吸收劑，在吸收塔中將急冷塔塔頂氣體中的甲基丙烯醛吸收下來(lái)；
(2)將吸收后的含甲基丙烯醛的混合液經(jīng)過(guò)油水分離器，出現(xiàn)分層后，上層油相進(jìn)入脫輕塔，脫輕塔塔頂一部分物料作為回流，一部分作為輕組分采出，塔底物料進(jìn)入脫重塔；
(3)進(jìn)入脫重塔的物料經(jīng)過(guò)精餾分離，塔頂物料一部分回流，一部分作為甲基丙烯醛產(chǎn)品，塔底物料返回吸收塔頂部作為吸收劑循環(huán)使用。
[0010]本發(fā)明提供了一種使用含有6-8個(gè)碳原子的烷烴作為吸收劑吸收MA，并通過(guò)兩步精餾得到含量大于99.5wt%、水含量小于0.lwt%的甲基丙烯醛產(chǎn)品。該方法利用了 6-8個(gè)碳原子的弱極性以及與水 互溶度小的特點(diǎn)，使用其作為吸收劑有較高的吸收效率，吸收液中的水含量?jī)H為0.5wt%左右，大大減輕了后續(xù)精餾操作中脫水的負(fù)擔(dān)，節(jié)省了能耗。
[0011]叔丁醇或異丁烯選擇性氧化生產(chǎn)甲基丙烯醛的反應(yīng)氣體的典型組成為MA15wt%-18wt%> H2013wt%-15wt%> N260wt%-65wt%> 026wt%-8wt% 以及二氧化碳、一氧化碳和少量的乙醛、甲基丙烯酸、丙酮等。
[0012]本發(fā)明的更優(yōu)方案為:
步驟(1)中，吸收劑為環(huán)己烷、2-甲基己燒、3-甲基己烷、正庚烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)戊烷、乙基環(huán)己烷、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷、三甲基戊烷和正辛烷中的一種或多種；優(yōu)選為2-甲基己烷、3-甲基己烷、正庚烷、甲基環(huán)己烷和乙基環(huán)戊烷中的一種或多種。
[0013]步驟(1)中，吸收塔的吸收劑溫度為0_30°C，操作壓力為20_100KPa，塔底溫度為5-35°C，吸收液氣質(zhì)量比為0.5-10。
[0014]吸收的工藝條件影響吸收效率。當(dāng)上述吸收劑確定后，吸收效率主要取決于溫度、壓力和吸收劑的用量。溫度越高，對(duì)吸收越不利，但降低吸收溫度是以犧牲能耗為代價(jià)的。綜合考慮吸收效果和能耗，吸收塔的操作溫度在0-30°C，優(yōu)選5-15°C。吸收塔的操作壓力也影響吸收效率，操作壓力高，對(duì)吸收有利，但增加前系統(tǒng)壓縮機(jī)的能耗，綜合考慮吸收效率和能耗，吸收塔的操作壓力在20-100kPa (表壓，下同)，優(yōu)選30-70kPa。吸收劑的用量對(duì)吸收效果影響也很大，吸收劑用量越大，吸收效率越高，但解吸所需要的能耗和溶劑損失也越大。吸收劑的用量(吸收劑與氣相的質(zhì)量流量之比)一般為0.5-10，優(yōu)選2-5。
[0015]步驟(2)中，脫輕塔的塔底操作溫度為70_120°C，操作回流比為1_10，常壓操作。
[0016]步驟(3)中，脫重塔的塔底操作溫度為80_130°C，操作回流比為0.5_5，負(fù)壓操作，塔頂壓力控制在60-90KPa的絕對(duì)壓力。
[0017]所述吸收塔、脫輕塔和脫重塔的結(jié)構(gòu)類型采用篩板塔、填料塔、泡罩塔和浮閥塔中一種或多種。
[0018]吸收塔塔釜得到吸收劑與甲基丙烯醛的混合液。由于所選的吸收劑為6-8個(gè)碳原子的(環(huán))烷烴類溶劑，因此，吸收液中的水可通過(guò)油水分離器分離出去絕大部分。水與多碳(環(huán))烷烴之間的分相時(shí)間很短，一般停留時(shí)間在10-20分鐘。
[0019]油水分離器的油相進(jìn)入甲基丙烯醛脫輕塔。甲基丙烯醛的脫輕塔作用是脫除吸收液中的乙醛、丙酮、丙烯醛和水。塔頂出料為輕組分，主要是乙醛、丙酮和甲基丙烯醛，水通過(guò)塔頂回流罐的分液包除去；塔底為甲基丙烯醛與(環(huán))烷烴的混合物，進(jìn)入脫重塔進(jìn)行脫重分離。
[0020]在上述脫輕和脫重塔的操作中，阻聚劑的加入是十分必要的。
[0021]采用上述吸收和精制方法和適宜的工藝條件，得到的甲基丙烯醛產(chǎn)品純度大于99.5wt%、水含量小于0.lwt%。
[0022]本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，成本低廉，得到的甲基丙烯醛純度高，水等雜質(zhì)含量低，能耗低，滿足對(duì)甲基丙烯醛質(zhì)量要求高的應(yīng)用場(chǎng)合。
[0023](四)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024]圖1為本發(fā)明的吸收精制流程示意圖。
[0025]圖中，I含有甲基丙烯醛的反應(yīng)混合器，2吸收塔，3油水分離器，4廢氣，5油相，6廢水，7脫輕塔，8輕組分，9脫重塔進(jìn)料，10脫重塔，11產(chǎn)品罐，12熱交換器。
[0026](五)【具體實(shí)施方式】
附圖為本發(fā)明的一種工藝流程示意圖，其具體工藝流程說(shuō)明如下:
含有甲基丙烯醛的反應(yīng)混合氣I進(jìn)入甲基丙烯醛吸收塔2底部，來(lái)自脫重塔9塔釜的溶劑經(jīng)過(guò)熱交換器冷卻后進(jìn)入 吸收塔2頂部，逆流吸收。吸收塔頂部廢氣4經(jīng)過(guò)除去有機(jī)物處理后放空；吸收塔底部吸收液進(jìn)入油水分離器3。
[0027]油水分離器上層的油相5進(jìn)入脫輕塔7中部。脫輕塔7塔頂為輕組分8，塔底為甲基丙烯醛和吸收劑的混合物9，進(jìn)入脫重塔10。
[0028]脫重塔10的塔頂物料一部分回流，一部分作為產(chǎn)品采出直接進(jìn)入產(chǎn)品罐11，塔底物料經(jīng)過(guò)冷卻后作為吸收劑循環(huán)使用。
[0029]下面通過(guò)具體的實(shí)施案例說(shuō)明該發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但保護(hù)范圍不受實(shí)施案例的限制。
[0030]待吸收的甲基丙烯醛混合氣體(組成見(jiàn)表1中序號(hào)I)依靠壓力以2000kg/h的流量送入甲基丙烯醛吸收塔，吸收劑為庚烷。塔頂溫度為TC，塔底溫度為15°C。吸收液氣比(質(zhì)量比)為1.0，塔頂廢氣經(jīng)過(guò)熱力焚燒處理后直接放空，塔底吸收液進(jìn)入油水分離器進(jìn)行分層，上層為油相(組成見(jiàn)表1序號(hào)2)，作為脫輕塔的進(jìn)料，流量為1980kg/h。
[0031]脫輕塔的主要功能是利用共沸精餾脫除水分，利用普通精餾脫除乙醛和丙酮等輕組分。脫輕塔常壓操作，塔頂溫度64°C，塔釜溫度95°C，回流比4，塔頂出料為206kg/h，塔頂物料組成見(jiàn)表1中序號(hào)3。塔底物料通過(guò)機(jī)泵送入脫重塔10。
[0032]脫重塔的主要功能是脫除吸收劑庚烷，得到高純度的甲基丙烯醛。
[0033]表1實(shí)施案例中各物料的組成一覽表
【權(quán)利要求】
1.一種高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法，其特征為，包括如下步驟:(1)采用一種或多種6-8個(gè)碳原子的烷烴作為吸收劑，在吸收塔中將急冷塔塔頂氣體中的甲基丙烯醛吸收下來(lái)；(2)將吸收后的含甲基丙烯醛的混合液經(jīng)過(guò)油水分離器，出現(xiàn)分層后，上層油相進(jìn)入脫輕塔，脫輕塔塔頂一部分物料作為回流，一部分作為輕組分采出，塔底物料進(jìn)入脫重塔；(3)進(jìn)入脫重塔的物料經(jīng)過(guò)精餾分離，塔頂物料一部分回流，一部分作為甲基丙烯醛產(chǎn)品，塔底物料返回吸收塔頂部作為吸收劑循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法，其特征在于:步驟(1)中，吸收劑為環(huán)己烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、正庚烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)戊烷、乙基環(huán)己烷、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷、三甲基戊烷和正辛烷中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法，其特征在于:步驟(1)中，吸收塔的吸收劑溫度為0-30°C，操作壓力為20-100KPa，塔底溫度為5_35°C，吸收液氣質(zhì)量比為0.5-10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法，其特征在于:步驟(2)中，脫輕塔的塔底操作溫度為70-120°C，操作回流比為1-10，常壓操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法，其特征在于:步驟(3)中，脫重塔的塔底操作溫度為80-130°C，操作回流比為0.5-5，負(fù)壓操作，塔頂壓力控制在60-90KPa的絕對(duì)壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法，其特征在于:所述吸收塔、脫輕塔和脫重塔的 結(jié)構(gòu)類型采用篩板塔、填料塔、泡罩塔和浮閥塔中一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法，其特征在于:所述吸收劑為2-甲基己烷、3-甲基己烷、正庚烷、甲基環(huán)己烷和乙基環(huán)戊烷中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高純度甲基丙烯醛的吸收精制方法，其特征在于:步驟(1)中，吸收塔的吸收劑溫度為5-15°C，操作壓力為30-70KPa，吸收液氣質(zhì)量比為2_5。
【文檔編號(hào)】C07C45/82GK103833537SQ201410071066
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】陳新建, 汪青海, 丁云海 申請(qǐng)人:山東易達(dá)利化工有限公司