用于連續(xù)回收（甲基）丙烯酸的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種連續(xù)回收（甲基）丙烯酸的方法以及用于該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] (甲基）丙烯酸一般在催化劑的存在下通過氣相氧化丙烷、丙烯、（甲基）丙烯 醛等來制備。例如，在反應(yīng)器中于合適的催化劑的存在下，通過氣相氧化將丙烷、丙烯等經(jīng) (甲基）丙烯醛轉(zhuǎn)化為（甲基）丙烯酸，并在所述反應(yīng)器的尾部獲得含有（甲基）丙烯酸、未 反應(yīng)的丙烷或丙烯、（甲基）丙烯醛、惰性氣體、二氧化碳、水蒸汽以及多種有機(jī)副產(chǎn)物（乙 酸、重質(zhì)（heavies)等）的反應(yīng)產(chǎn)物混合氣。
[0003] 所述含有（甲基）丙烯酸的混合氣在（甲基）丙烯酸吸收塔內(nèi)接觸如工藝用水等 的吸收溶劑，并作為（甲基）丙烯酸水溶液回收。進(jìn)一步地，脫除（甲基）丙烯酸的不溶氣 體被循環(huán)用于（甲基）丙烯酸的合成反應(yīng)，并且其一部分被焚燒排出。將所述（甲基）丙 烯酸水溶液蒸餾并純化，從而獲得（甲基）丙烯酸。
[0004] 同時(shí)，為了提高（甲基）丙烯酸的回收效率，已經(jīng)提出了控制工藝條件或工藝順序 等的多種方法。其中有代表性地，作為從所述（甲基）丙烯酸吸收塔內(nèi)獲得的（甲基）丙 烯酸水溶液中分離水和乙酸的方法，已知在蒸餾塔中使用疏水溶劑的共沸蒸餾法。共沸蒸 餾法是使用疏水溶劑通過蒸餾工藝通過一起回收乙酸（（甲基）丙烯酸合成的主要副產(chǎn)物） 和水而有效地回收（甲基）丙烯酸的方法。
[0005] 具體地，在韓國早期公開專利No. 2009-0041355中，發(fā)明人提出了在蒸餾塔中使 用疏水溶劑，并且將從所述蒸餾塔上部回收的含有乙酸的廢水循環(huán)至（甲基）丙烯酸吸收 塔并將其重復(fù)利用。這樣，在蒸餾塔中的共沸蒸餾方法具有減少廢水量的效果，并且同時(shí)有 效抑制有機(jī)物質(zhì)的流入，并簡(jiǎn)化后續(xù)的純化步驟。
[0006] 然而，所述共沸蒸餾蒸餾法和之前公開的（甲基）丙烯酸的回收法的問題在于，在 蒸餾（甲基）丙烯酸水溶液的過程中消耗巨量的能量，在蒸餾過程中處理負(fù)荷很高，并且由 于（甲基）丙烯酸的聚合反應(yīng)而產(chǎn)生聚合物從而導(dǎo)致無法實(shí)施正常運(yùn)行，因而降低了工藝 運(yùn)行的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 【技術(shù)問題】
[0008] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種連續(xù)回收（甲基）丙烯酸的方法，該方法可明顯減 少能量消耗并且還能夠穩(wěn)定回收（甲基）丙烯酸以及能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)工藝的運(yùn)行。
[0009] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠用于連續(xù)回收（甲基）丙烯酸的裝置。
[0010] 【技術(shù)方案】
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種連續(xù)回收（甲基）丙烯酸的方法，包括：
[0012] 吸收工序，其中，將由（甲基）丙烯酸的合成反應(yīng)生成的含有（甲基）丙烯酸、有 機(jī)副產(chǎn)物和蒸汽的混合氣與水接觸，以獲得（甲基）丙烯酸水溶液；
[0013] 提取工序，其中，在提取塔中將通過所述吸收工序獲得的（甲基）丙烯酸水溶液與 提取溶劑接觸，以得到（甲基）丙烯酸提取溶液和提余液；和
[0014] 蒸餾工序，其中，對(duì)通過所述提取工序得到的包括（甲基）丙烯酸提取溶液的進(jìn)料 進(jìn)行蒸餾，以獲得（甲基）丙烯酸，
[0015] 其中，將通過所述提取工序得到的提余液供給到對(duì)應(yīng)于距離（甲基）丙烯酸吸收 塔的最上部的10至30%的至少一個(gè)點(diǎn)處，并且
[0016] 所述提取溶劑與被供給到提取塔的（甲基）丙烯酸水溶液的重量比大于0. 3且小 于 1. 0〇
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，所述吸收工序可以在填充塔型的（甲基）丙烯酸吸收塔中進(jìn)行，并且 可將通過所述提取工序得到的提余液供給到對(duì)應(yīng)于與（甲基）丙烯酸吸收塔的整個(gè)填充高 度相比距離最上部的10至30%的至少一個(gè)點(diǎn)處。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，所述吸收工序可以在多級(jí)盤式（甲基）丙烯酸吸收塔中進(jìn)行，并且可 將通過所述提取工序得到的提余液供給到對(duì)應(yīng)于與（甲基）丙烯酸吸收塔的所有級(jí)的數(shù)目 相比距離最上部的級(jí)的10至30%的至少一個(gè)點(diǎn)處。
[0019] 所述提取溶劑可以是沸點(diǎn)為10至120°C的疏水溶劑。
[0020] 通過提取工序得到提余液可以包括30-60重量％的（甲基）丙烯酸，30-60重量％ 的提取溶劑，3-10重量％的水，和余量的有機(jī)副產(chǎn)物。
[0021] 此外，通過提取工序得到的提余液可以15重量％以下的含量包括（甲基）丙烯 酸。
[0022] 同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于連續(xù)回收（甲基）丙烯酸的裝置，包括：
[0023] (甲基）丙烯酸吸收塔（100)，其裝配有混合氣體入口和水溶液出口，通過（甲基） 丙烯酸的合成反應(yīng)生成的包括（甲基）丙烯酸、有機(jī)副產(chǎn)物和蒸汽的混合氣體被供給到所 述混合氣體入口，通過混合氣體與水的接觸而獲得的（甲基）丙烯酸水溶液從所述水溶液 出口排出；
[0024] (甲基）丙烯酸提取塔（200)，其裝配有水溶液入口、提取物出口和提余液出口，所 述水溶液入口通過水溶液輸送線（102)與所述吸收塔（100)的水溶液出口連接，通過使引 入的（甲基）丙烯酸水溶液與提取溶劑接觸而獲得的（甲基）丙烯酸提取溶液從所述提取 物出口排出，提余液從所述提余液出口排出；和
[0025] 蒸餾塔（300)，其裝配有提取物入口和（甲基）丙烯酸出口，所述提取物入口通過 提取物輸送線（203)與所述提取塔（200)的提取物出口相連，通過蒸餾引入的提取溶液而 獲得的（甲基）丙烯酸從所述（甲基）丙烯酸出口排出，
[0026] 其中，所述提取塔（200)的提余液出口通過提余液輸送線（201)連接至對(duì)應(yīng)于距 離吸收塔（100)的最上部10至30%的至少一個(gè)點(diǎn)處，并且
[0027] 使所述裝置運(yùn)行以使得所述提取溶劑與被供給至提取塔（200)的（甲基）丙烯酸 水溶液的重量比大于〇. 3且小于1. 0。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，所述（甲基）丙烯酸吸收塔（100)可以是填充塔型吸收塔，并且，所 述提取塔（200)的提余液出口可以通過提余液輸送線（201)連接至對(duì)應(yīng)于與吸收塔（100) 的整個(gè)填充高度相比距離最上部10至30%的至少一個(gè)點(diǎn)處。
[0029] 此外，根據(jù)本發(fā)明，所述（甲基）丙烯酸吸收塔（100)可以是多級(jí)盤式吸收塔，并 且，所述提取塔（200)的提余液出口可以通過提余液輸送線（201)連接至與對(duì)應(yīng)于吸收塔 (100)的所有級(jí)的數(shù)目相比距離最上部的級(jí)的10至30%的至少一個(gè)點(diǎn)處。
[0030] 【有益效果】
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)回收（甲基）丙烯酸的方法可以顯著降低所用提取溶劑的量以 及整個(gè)工藝過程中的能源消耗，并在回收過程中使（甲基）丙烯酸的聚合最小化，從而能夠 穩(wěn)定回收（甲基）丙烯酸并使連續(xù)工藝的運(yùn)行穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0032] 圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于連續(xù)回收（甲基）丙烯酸 的方法和裝置。
[0033] 〈附圖標(biāo)記〉
[0034] 1 :含有（甲基）丙烯酸的混合氣體
[0035] 100 :(甲基）丙烯酸吸收塔
[0036] 102 :(甲基）丙烯酸水溶液輸送線
[0037] 150:乙酸吸收塔
[0038] 200 :(甲基）丙烯酸提取塔
[0039] 201 :提余液輸送線
[0040] 203 :提取物輸送線
[0041] 300:蒸餾塔
[0042] 350 :相分離罐
[0043] 400 :重質(zhì)分離塔
[0044] CAA :粗（甲基）丙烯酸
[0045] HPAA :高純（甲基）丙烯酸
【具體實(shí)施方式】
[0046] 在下文中，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于連續(xù)回收（甲基）丙烯酸的方法及 回收裝置進(jìn)行說明。
[0047] 首先，這里使用的技術(shù)術(shù)語僅涉及具體的實(shí)施方式，并且不旨在限制本發(fā)明。此 外，本文所用的單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)形式，除非他們有明確相反的含義。另外，本文中所用的 "包括"的含義體現(xiàn)特定性質(zhì)、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件或構(gòu)件，它不排除另外其它特定 性質(zhì)、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件或構(gòu)件。
[0048] 除非另外描述，本文所使用的術(shù)語定義如下。
[0049] 術(shù)語"（甲基）丙烯酸"一般是指丙烯酸、甲基丙烯酸或它們的混合物。
[0050] 術(shù)語"含有（甲基）丙烯酸的混合氣體"一般指的是當(dāng)通過氣相氧化制備（甲基） 丙烯酸時(shí)可生成的混合氣體。作為一個(gè)非限制性的實(shí)例，可在催化劑的存在下通過選自丙 烷、丙烯、丁烷、異丁烯、叔丁烯和（甲基）丙烯醛（"原料化合物"）中的至少一種化合物的 氣相氧化來得到含有（甲基）丙烯酸的混合氣體，其中，含有（甲基）丙烯酸的混合氣體可 以包括（甲基）丙烯酸、未反應(yīng)原料化合物、（甲基）丙烯醛、惰性氣體、一氧化碳、二氧化 碳、水蒸汽和多種有機(jī)副產(chǎn)物（乙酸，輕餾分，重質(zhì)等），等等。
[0051] 本文中，術(shù)語"輕餾分"或"重質(zhì)"通常指的是在制備和回收目標(biāo)（甲基）丙烯酸 的過程可產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物，并具有比（甲基）丙烯酸低或高的分子量。另外，由有機(jī)副產(chǎn) 物形成的水難溶的漂浮材料被稱為"浮渣"。
[0052] 術(shù)語"（甲基）丙烯酸水溶液"是指含有（甲基）丙烯酸的水溶液，例如，它可以通 過使含有（甲基）丙烯酸的混合氣體與包括水的吸收溶劑接觸而得到。
[0053] 術(shù)語"進(jìn)料"是指含有要被提取的溶質(zhì)的液體混合物，并且它是可溶于提取溶劑中 的溶質(zhì)和不溶于提取溶劑的惰性物質(zhì)的混合物。這里，如果將提取溶劑添加到進(jìn)料中，則溶 質(zhì)從進(jìn)料中通過傳質(zhì)溶解在提取溶劑中。由此，溶解了顯著量的溶質(zhì)的提取溶劑形成了提 取溶液，而被提取走了顯著量的溶質(zhì)的進(jìn)料則形成提余液。
[0054] 同時(shí)，在采用攪拌塔（例如卡爾型塔和賽貝爾型塔）的液-液提取中，相對(duì)輕的相 被供給到提取塔的下段，而相對(duì)重的相被供給到所述提取塔的上段。此外，通過供給到提取 塔的材料的接觸進(jìn)行提取，以得到新組合物的輕相和重相。
[0055] 通過提取塔的上部出口獲得通過提取工序得到的新組合物的輕相，而新組合物的 重相通過提取塔的下部出口得到。
[0056] 在一般情況下，在將通過提取工序得到的新組合物的重相排放到提取塔的下部出 口之前，使其在提取塔的下部保持靜止，并且將其中的一部分排出到提取塔的下部出口。這 里，重相在其中保持靜止的提取塔的區(qū)域稱為"下部靜止區(qū)"（或"重相靜止的區(qū)域"）。
[0057] 例如，在用提取溶劑提取包含在（甲基）丙烯酸水溶液中的（甲基）丙烯酸的過 程中，將在相對(duì)重的相中的（甲基）丙烯酸水溶液供給到提取塔的上段，而將在相對(duì)輕的相 中的提取溶劑供給到提取塔的下段。此外，通過它們的接觸進(jìn)行提取，并得到溶解了顯著量 的（甲基）丙烯酸的提取溶液和被提取走了顯著量的（甲基）丙烯酸的提余液。這里，通 過提取塔的上部出口獲得在相對(duì)輕