[发明专利]防止易聚合物质聚合的方法和(甲基)丙烯酸或其酯的制法

说明书

本发明涉及一种防止易聚合物质在填充塔中发生聚合反应的方法，尤其涉及在采用经过防水处理或湿处理的填料的填充塔中防止聚合反应发生的方法和在填充了填料的填充塔中生产(甲基)丙烯酸或其酯的方法。

诸如丙烯酸和甲基丙烯酸的易聚合化合物是工业生产的原料，也是在大规模工厂中大量生产的化学物质。例如，对于(甲基丙烯酸)而言，这种易聚合的化合物是通过丙烯、异丁烯、叔丁醇、甲基叔丁基醚和丙烯醛的催化气相氧化反应制得。

但是，在通过催化气相氧化反应得到的反应气体中，目标产物甲基丙烯酸的副产物以混合状态存在。例如，该反应主要产生不凝气体(即，未转化的丙烯和异丁烯)、沸点低于丙烯酸的低沸点有机化合物(即，蒸汽)、未转化的丙烯醛、由副反应产生的甲醛和诸如乙酸的杂质以及沸点高于丙烯酸的高沸点化合物(即，马来酸酐、糠醛、苯甲醛、苯甲酸和丙烯酸二聚体)。因此，为了提纯目标产物，使用各种蒸馏塔进行精馏和分馏。

通常，在蒸馏塔中，富含低沸点组份并上升至蒸馏塔顶的蒸气被冷却并冷凝，冷凝液从塔顶下行并与由塔底上升的蒸气接触，导致冷凝液中的低沸点组份气化，同时，蒸气中的高沸点组份被冷凝和液化。结果，蒸馏塔提高了离开塔顶的蒸气中的低沸点组份纯度，同时，提高了降至塔底的液体的高沸点组份纯度。

由于填充塔具有结构简单、制造容易和只产生微小气压损失的优点，因此，作为一种蒸馏塔的填充塔是被普遍采用的典型设备。在填充塔中，为了节能、提高产物收率、增加处理量并降低压力损失和为了消除诸如发泡和气雾夹带的麻烦，各种填料被用作高效传质构件。特别是在提纯易聚合物质的过程中，填料被用于提高分离性能。

填料规整或无规地排列在塔内，并用于例如使液体由塔上部下行和使蒸气从塔下部上行，从而在填料表面形成气液十字接触或逆流接触。因此，气液接触表面被扩大，足以实现蒸气和液体之间的充分物质传递和完成有效物质分离。

但是，对于填充塔中迄今为止所使用的填料，人们只要求其能满足诸如大比表面积、大空隙百分率、高机械强度、小表观密度、高抗腐蚀性和价格便宜的条件。因此，当在填充塔中处理含有易聚合物质的溶液时，由于气液之间的次级接触，通过气液接触进行的物质传递操作可能会导致聚合物生成。

例如，当通过丙烯和/或丙烯醛与含分子氧气体的催化气相氧化反应制备丙烯酸时，由于含丙烯酸液体中含有诸如水、乙酸和丙烯醛的杂质，因此，含丙烯酸液体通常易引发丙烯酸聚合。一般，为了防止发生这种聚合反应，向生产工艺中加入一种或多种诸如氢醌、对甲氧基苯酚和吩噻嗪的各种聚合抑制剂，以阻止丙烯酸等的聚合作用。由于这些抑制剂具有比易聚合物质高的较高沸点且不存在于蒸馏蒸气中，因此，它们不能有效地阻止易聚合物质发生聚合作用。这样，在该塔内部发生了灾难性的聚合反应，降低了分离提纯效率，导致产品质量下降，同时，由于聚合物粘附到设备上并堵塞气液通路，从而妨碍了塔的连续操作。

在此情况下，有必要及早除去聚合物。除去聚合物迫使提纯过程被中止。除去粘附于塔内壁上的聚合物通常是困难的。

另外，填充塔通常在塔底上连接一个再沸器。通过该再沸器，蒸气以及经再沸器循环的塔底液体均被大量鼓吹。问题在于，所提纯的目标蒸气在蒸馏塔内以塔内上行速率上行，同时，夹带了飞溅的塔底液体并将其运载至塔内填充床为止。由于部分塔底液体中混合了经过塔顶的蒸馏产物，因此，蒸馏分离效率可能下降。特别是，当聚合物粘附到填充塔中的填料上时，除去粘附的聚合物的处理过程需要花费巨大的劳动。

因此，特别是在通过蒸馏除去易聚合物质并通过分离提纯产物的填充塔中，需要一种方法，该方法能用于获得高纯度目标产物，同时，该方法能通过分离出易聚合物质来维持产物的提纯并能防止易聚合物质发生聚合反应。

在对填充填充塔的填料进行详细研究后，本发明人发现，通过对填料表面进行防水处理或湿处理，能防止易聚合物质发生聚合反应，同时，由于气液接触，不会降低分离效率。据此，完成了本发明。

具体地讲，本发明的目的是提供下列(1)或(2)的方法。

(1)一种在处理易聚合物质的填充塔中防止易聚合物质发生聚合反应的方法，其特征在于，将填充在塔内的填料的表面进行防水处理或湿处理。

(2)一种生产(甲基)丙烯酸或其酯的方法，其特征在于，在填充了至少部分表面经过防水处理或湿处理的填料的填充塔中，在聚合抑制剂存在下，将选自丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯的至少一种物质提纯。