[发明专利]制备甲基丙烯酸甲酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备甲基丙烯酸甲酯的方法。具体地说，本发明涉及的制备甲基丙烯酸甲酯的方法包括采用从甲基叔丁基醚催化分解回收的甲醇酯化甲基丙烯酸和/或2-甲基丙烯醛的步骤。

背景技术

甲基丙烯酸甲酯通常通过使甲基丙烯酸在酸催化剂存在下与甲醇反应合成。其工业制备方法也是以这种酯化反应为基础。例如，制备方法包括使甲基丙烯酸和甲醇一起与酯化催化剂(如强酸性阳离子交换树脂)接触而使它们相互反应的步骤，和将得到的反应混合物通过蒸馏分离成主要包括未反应的甲基丙烯酸的高沸点组分和含作为反应产物的甲基丙烯酸甲酯和水以及未反应甲醇的馏出液的步骤。将所得馏出液冷却并分离成油相和水相。将产物甲基丙烯酸甲酯从油相分离出来。未反应的甲醇从水相中回收并且返回到酯化步骤中重复使用。另一方面，从高沸组分中回收未反应的甲基丙烯酸并且也重复应用于酯化步骤中。这样，制备甲基丙烯酸甲酯的成本通过从反应混合物中回收未反应原料(即甲醇和甲基丙烯酸)并且作为原料在酯化步骤中重复使用而得到降低。

但是，如果从非甲基丙烯酸甲酯制备过程中回收的甲醇作为制备甲基丙烯酸甲酯的酯化步骤的原料重复使用，得到的产物(甲基丙烯酸甲酯)可能会被重复使用的甲醇所带的杂质污染。因此，获得的甲基丙烯酸甲酯通常需要在使用前纯化以去除杂质。这导致需要另外的纯化步骤和产物收率的下降，从而提高了生产成本。另一方面，也可将回收的甲醇预先纯化以分离除去杂质，然后再用作酯化的原料。但是这种情况下，存在着如纯化步骤复杂和/或需要许多费用的问题。如上所述，可知从非甲基丙烯酸甲酯制备过程回收的甲醇在没有复杂和/或高费用的纯化步骤下难以再用作制备甲基丙烯酸甲酯的酯化原料。所以，在工业方法中，根据回收甲醇纯化的复杂性和费用，决定回收的甲醇可能或不能用于甲基丙烯酸甲酯的制备。当甲醇的重复利用很少有利之处时，几乎只能将回收的甲醇作为燃料回收热量，从而导致甲醇资源的浪费。

发明内容

本发明人对甲醇在制备甲基丙烯酸甲酯中重复使用作了长期研究，研究深入到对非甲基丙烯酸甲酯制备过程回收的甲醇的重复利用上。结果本发明人发现从甲基叔丁基醚催化分解回收的甲醇可以简单的方式重新用于甲基丙烯酸甲酯的制备。本发明正是基于这个发现而得以实现。

甲基叔丁基醚的催化分解提供了异丁烯和甲醇。通过并丁烯的催化汽相氧化提供了甲基丙烯酸和2-甲基丙烯醛，它们均可与甲醇一起用作制备甲基丙烯酸甲酯的原料。在本发明中，从甲基叔丁基醚催化分解回收的甲醇可用于制备甲基丙烯酸甲酯，这意味着所有甲基叔丁基醚催化分解的产物均可有效地得到利用。

本发明提供了用于制备甲基丙烯酸甲酯的方法，该方法包括下面的步骤：

(i)分解甲基叔丁基醚以获得异丁烯和甲醇，

(ii)氧化所得的异丁烯以获得至少一种选自甲基丙烯酸和2-甲基丙烯醛的化合物，和

(iii)采用所得的甲醇酯化至少一种选自甲基丙烯酸和2-甲基丙烯醛的化合物以制备甲基丙烯酸甲酯。

本发明也提供了一种用于制备甲基丙烯酸甲酯的设备，所述设备包括：

(a)催化分解甲基叔丁基醚以获得含异丁烯和甲醇的反应混合物的反应器，

(b)从所述反应混合物中分离出异丁烯的分离装置，

(c)从所述反应混合物回收甲醇的回收装置，

(d)氧化所述异丁烯以形成至少一种选自甲基丙烯酸和2-甲基丙烯醛的化合物的反应器，和

(e)采用所得的甲醇酯化至少一种选自甲基丙烯酸和2-甲基丙烯醛的化合物的反应器。

附图说明

图1为说明从通过甲基叔丁基醚的催化分解获得的反应混合物中回收甲醇的步骤的流程图。

具体实施方式

本发明中，甲基丙烯酸甲酯通过包括下面步骤的方法制备：

(i)分解甲基叔丁基醚以获得异丁烯和甲醇，

(ii)氧化所得的异丁烯以获得至少一种选自甲基丙烯酸和2-甲基丙烯醛的化合物，和

(iii)采用步骤(i)获得的甲醇酯化步骤(ii)获得的至少一种选自甲基丙烯酸和2-甲基丙烯醛的化合物以制备甲基丙烯酸甲酯。

甲基叔丁基醚的催化分解和异丁烯的催化汽相氧化不受限定，可用已知的方法实施。同样，甲基丙烯酸和/或2-甲基丙烯醛的酯化也不受限定，可用已知的方法实施，只要是利用从甲基叔丁基醚分解回收的甲醇即可。所述酯化可在酯化催化剂如酸或者阳离子交换树脂的存在下进行从而以高收率提供甲基丙烯酸甲酯。