用于連續回收(甲基)丙烯酸的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種連續回收(甲基)丙烯酸的方法和用于該方法的裝置。
【背景技術】
[0002](甲基)丙烯酸通常是在催化劑的存在下通過丙烷、丙烯、(甲基)丙烯醛等的氣相氧化反應而制備的。例如，在反應器中在適當的催化劑的存在下通過氣相氧化反應丙烷、丙烯等經過(甲基)丙烯醛轉化為(甲基)丙烯酸，以及在反應器的后段得到包含(甲基)丙烯酸、未反應的丙烷或丙烯、(甲基)丙烯醛、惰性氣體、二氧化碳、水蒸汽和多種有機副產物(乙酸、重組分(heavies)等)的反應產物混合氣體。
[0003]使包含(甲基)丙烯酸的混合氣體與包含水的吸收溶劑在(甲基)丙烯酸吸收塔中接觸，并回收作為(甲基)丙烯酸水溶液。此外，將脫去(甲基)丙烯酸的不溶氣體循環用于(甲基)丙烯酸的合成反應，并焚燒部分氣體，將其轉化為無害氣體，排放。抽提、蒸餾和純化所述(甲基)丙烯酸水溶液以得到(甲基)丙烯酸。
[0004]同時，已經有人提出控制工藝條件或工藝步驟等以提高(甲基)丙烯酸的回收效率的多種方法。代表性地，作為用于從在(甲基)丙烯酸吸收塔中得到的(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。此外，已知如下方法:將(甲基)丙烯酸水溶液供給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，并蒸餾抽提物，從而降低能量消耗。
[0005]同時，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，還包含多種有機副產物，如馬來酸、對苯二甲酸、乙醛和(甲基)丙烯酸聚合物。此外，由于用于回收(甲基)丙烯酸的連續工藝的特性，由于在有機副產物中的差水溶性的物質，形成了浮渣。該浮渣污染了(甲基)丙烯酸回收裝置，其特別地積聚在抽提塔中，從而降低(甲基)丙烯酸的回收效率，使得不能長時間地運行連續工藝。
[0006]由于連續工藝的特性，不能排除在(甲基)丙烯酸抽提工序和蒸餾工序中使用的溶劑或有機副產物被引入到(甲基)丙烯酸吸收工序或(甲基)丙烯酸合成工序中的可能性。特別地，如果溶劑或有機副產物被引入至(甲基)丙烯酸合成工序中，反應器和催化劑可能被污染以降低反應效率，并且可能導致嚴重的穩定性問題。
【發明內容】
[0007]技術問題
[0008]本發明的一個目的是提供連續回收(甲基)丙烯酸的方法，其可以更有效地除去在(甲基)丙烯酸的連續回收工藝中產生的浮渣，而因此能夠穩定地運行連續工藝。
[0009]本發明的另一目的是提供可以用于連續回收(甲基)丙烯酸的方法的裝置。
[0010]技術方案
[0011]根據本發明，提供了連續回收(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)丙烯酸水溶液與抽提溶劑接觸以得到(甲基)丙稀酸抽提溶液和提余液；和蒸飽工序，其中，蒸飽包含(甲基)丙稀酸抽提物的進料以得到(甲基)丙烯酸，
[0013]其中，在抽提工序中產生的提余液靜止地保持在抽提塔的內部，然后被排出，控制提余液的質量流量(mass flow)使得從抽提塔中排出的提余液的量大于通過抽提產生的提余液的量，以及過濾從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徑為50 μπι以下的孔的過濾器來進行所述提余液的過濾。
[0015]抽提溶劑可以為具有10至120°C沸點的疏水溶劑。
[0016]同時，根據本發明，連續回收(甲基)丙烯酸的方法可以包括:吸收工序，其中，使通過(甲基)丙烯酸的合成反應產生的包含(甲基)丙烯酸、有機副產物和水蒸汽的混合氣體與水接觸以得到(甲基)丙烯酸水溶液；抽提工序，其中，使通過吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中與抽提溶劑接觸以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸餾工序，其中，蒸餾通過抽提工序得到的包含(甲基)丙烯酸抽提物的進料以得到(甲基)丙烯酸。
[0017]此外，根據本發明，連續回收(甲基)丙烯酸的方法可以包括:吸收工序，其中，使通過(甲基)丙烯酸的合成反應產生的包含(甲基)丙烯酸、有機副產物和水蒸汽的混合氣體與水接觸以得到(甲基)丙烯酸水溶液；抽提工序，其中，使部分的通過吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中與抽提溶劑接觸以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸餾工序，其中，蒸餾包括通過吸收工序得到的剩余的(甲基)丙烯酸水溶液和通過抽提工序得到的(甲基)丙烯酸抽提溶液的進料以得到(甲基)丙烯酸。
[0018]通過過濾提余液除去了浮渣的濾液通過相分離可以被分離為水相和有機相，所述水相可以被進料至吸收工序中，以及所述有機相可以被進料至蒸餾工序中。
[0019]通過過濾提余液除去了浮渣的濾液通過相分離可以被分離為水相和有機相，所述水相可以被進料至吸收工序中，部分的有機相可以被進料至蒸餾工序中，以及剩余的有機相被進料至抽提工序中。
[0020]同時，根據本發明，提供了連續回收(甲基)丙烯酸的裝置，其包括:
[0021]裝配有混合氣體入口和水溶液出口的(甲基)丙烯酸吸收塔(100)，通過(甲基)丙烯酸的合成反應產生的包含(甲基)丙烯酸、有機副產物和水蒸汽的混合氣體被進料至所述混合氣體入口，以及通過使所述混合氣體與水接觸得到的(甲基)丙烯酸水溶液從所述水溶液出口排出；
[0022]裝配有水溶液入口、抽提物出口和提余液出口的(甲基)丙烯酸抽提塔(200)，所述水溶液入口通過水溶液輸送管線(102)與所述吸收塔(100)的水溶液出口相連接，通過使引入的(甲基)丙烯酸水溶液與抽提溶劑接觸得到的(甲基)丙烯酸抽提溶液從所述抽提物出口排出，以及提余液在所述提余液出口處保持靜止，然后被排出；
[0023]裝配有抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口的蒸餾塔(300)，所述抽提物入口通過抽提物輸送管線(203)與所述抽提塔(200)的抽提物出口相連接，以及通過蒸餾引入的抽提溶液得到的(甲基)丙烯酸從所述(甲基)丙烯酸出口排出；和
[0024]裝配有提余液入口、過濾器、浮渣出口和濾液出口的過濾系統(250)，所述提余液入口與所述抽提塔(200)的提余液出口相連接，所述過濾器用于過濾引入的提余液，通過過濾從所述提余液中分離的浮渣從所述浮渣出口排出，以及從濾液所述濾液出口排出，其中，當控制所述提余液的質量流量使得從所述抽提塔中排出的提余液的量大于通過抽提產生的提余液的量時運行抽提塔(200)。
[0025]根據本發明，所述蒸餾塔(300)裝配有水溶液入口、抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口，所述水溶液入口通過水溶液輸送管線(103)與所述吸收塔(100)的水溶液出口相連接，所述抽提物入口通過抽提物輸送管線(203)與所述抽提塔(200)的抽提物出口相連接，以及通過蒸餾所述引入的水溶液和抽提溶液的混合物得到的(甲基)丙烯酸從所述(甲基)丙烯酸出口排出，其中，所述裝置可以以使得部分的從所述吸收塔(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餾塔(300)中的方式運行。
[0026]在此，所述過濾系統(250)的過濾器具有平均直徑為50 μπι以下的孔。
[0027]根據本發明的用于連續回收(甲基)丙烯酸的裝置可以包括裝配有濾液入口以及水相出口和有機相出口的相分離槽(350)，所述濾液入口通過濾液輸送管線(235)與所述過濾系統(250)的濾液出口相連接，以及通過所述濾液的相分離得到的水相和有機相分別從所述水相出口和有機相出口排出，其中，可以運行所述裝置使得將所述水相加料至吸收塔(100)，以及將所述有機相加料至蒸餾塔(300)。
[0028]在根據本發明的用于連續回收(甲基)丙烯酸的裝置中，所述過濾系統(250)的濾液出口可以通過濾液輸送管線與所述吸收塔(100)的上部相連接。
[0029]有益效果
[0030]根據本發明的連續回收(甲基)丙烯酸的方法可以有效地除去在(甲基)丙烯酸的連續回收工藝中形成的浮渣，并且同時以優異的效率回收(甲基)丙烯酸，由此使得所述連續工藝能夠更穩定地運行。
【附圖說明】
[0031]圖1至3分別示意地顯示根據本發明的實施方式的用于連續回收(甲基)丙烯酸的方法和裝置。
[0032]〈附圖標記〉
[0033]1:含(甲基)丙烯酸的混合氣體
[0034]100:(甲基)丙烯酸吸收塔
[0035]102:(甲基)丙烯酸水溶液輸送管線
[0036]150:乙酸吸收塔
[0037]200:(甲基)丙烯酸抽提塔
[0038]203:抽提物輸送管線
[0039]250:過濾系統
[0040]253，201:濾液輸送管線
[0041]300:蒸餾塔
[0042]350:相分離槽
[0043]400:高沸點副產物分離塔
[0044]CAA:粗制(甲基)丙烯酸
[0045]ΗΡΑΑ:高純度(甲基)丙烯酸
【具體實施方式】
[0046]在下文中，將解釋根據本發明的實施方式的連續回收(甲基)丙烯酸的方法和回收裝置。
[0047]首先，在本文中使用的術語僅用于提及具體的實施方式，而非意欲限制本發明。此夕卜，除非具有明確相反的含義，在本文中使用的單數形式包括復數形式。此外，在本文中使用的“包含(包括)”的含義體現為特定的性能、面積、整數、步驟、操作、元件或組分，其不排除包含其它特定的性能、面積、整數、步驟、操作、元件或組分。
[0048]除另外描述外，在本文中使用的術語定義如下。
[0049]術語“(甲基)丙烯酸”通常指的是丙烯酸、甲基丙烯酸或它們的混合物。
[0050]術語“含(甲基)丙烯酸的混合氣體”通常指的是當通過氣相氧化制備(甲基)丙烯酸時可產生的混合氣體。作為非限定性的實例，所述含(甲基)丙烯酸的混合氣體可以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得到，其中，含(甲基)丙烯酸的混合氣體可以包括(甲基)丙烯酸、未反應的原料化合物、(甲基)丙烯醛、惰性氣體、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽和多種有機副產物(乙酸、重組分等)等。此外，由有機副產物形成的水溶性差的漂浮物質稱作“浮渣”。
[0051]術語“(甲基)丙烯酸水溶液”指的是包含(甲基)丙烯酸的水溶液，例如，其可以通過使含(甲基)丙烯酸的混合氣體與包含水的吸收溶劑接觸得到。
[0052]術語“進料”指的是包含待抽提的溶質的液體混合物，以及其可以為溶解在抽提溶劑中的溶質和在抽提溶劑中不溶的惰性物質的混合物。在下文中，如果將所述抽提溶劑加入到進料中，則溶質通過質量傳遞溶解在來自進料的抽提溶劑中。由此，其中溶解了大量的溶質的抽提溶劑形成抽提溶液，被提取走了大量的溶質的進料形成了提余液。
[0053]同時，在使用攪拌式塔(如卡爾型塔(Karr-type column)和賽貝爾型塔)的液-液抽提中，相對輕的相加料至抽提塔的下面的級(lower stage)，而相對重的相加料至抽提塔的上面的級(upper stage)。通過加料至抽提塔的材料的接觸進行抽