[发明专利]制备自氧化倾向降低的丙烯酸的装置和方法

说明书

本发明涉及一种制备丙烯酸的装置和方法；一种丙烯酸；一种制备亲 水聚合物的方法；一种亲水聚合物；一种制备吸水卫生制品的方法，例如 纤维，成型制品或膜等的化学产品以及丙烯酸的应用。

丙烯酸是大量聚合物的起始物质。特别地，丙烯酸也是基于交联、部 分中和的聚丙烯酸盐并且能够吸收大于本身十倍量水的被称为超吸收剂 聚合物的起始物质。丙烯酸通常由丙烯醛制得，而丙烯醛通过丙烯的气相 氧化产生。在丙烯的气相氧化中，众所周知自氧化是一个常见的问题，其 中丙烯不是被部分氧化以形成所需要的丙烯醛，而是丙烯以不希望的方式 被完全氧化形成不需要的副产物。

概括地说，本发明的目的在于克服与现有技术中通过丙烯两阶段气相 氧化制备丙烯酸有关的缺点。

尤其是，本发明的目的在于描述可由丙烯制备丙烯酸的方法和装置， 以使收率尽可能高。

尤其是，本发明的目的在于提出一种制备丙烯酸的装置和方法，其中 丙烯醛的自氧化与传统的反应器或传统的方法相比减少。

权利要求中的主题方案有助于实现前述目标，从属权利要求介绍了本 发明的特定实施方案。

根据本发明用于制备丙烯酸的装置包括：

-第一反应器和

-至少一个另外的反应器，

-其中至少第一反应器是多管固定床反应器，具有多个含有催化丙烯合 成丙烯酸的催化剂的管，

-其中管通向室，该收集室能够通过一个外流区域流体地连接到至少一 个另外的反应器中。

-其中外流区域包括引起流过外流区域的气体流动状态分层的分层装 置。

根据本发明，术语“流体地”指的是气体或液体，包括悬浊液或其混 合物，优选气体，被相应的管线导流。尤其是管、泵等可被用作此目的。

在本发明的一种结构中，第一和第二反应器可以构成容纳第一和随后 的第二反应器的大型反应器的部分。在这种类型的大型反应器中，两个反 应阶段分别配备用于第一部分反应器中的制备丙烯醛的和第二部分反应 器中的丙烯醛转化为丙烯酸的不同的催化剂。

在本文中，术语“流动状态的分层”尤其指的是对应流动的雷诺数的 降低。本领域技术人员熟悉测量雷诺数的各种方法。例如，平均雷诺数可 以通过一方面测量流速或质量流速，另一方面测量气流粘性来测定。流速 和/或质量流速可以使用传统的流量计测定，而气流粘性可以通过例如气流 的组成和温度计算得出。一般地，计算，尤其是迭代计算，也可以基于相 应的Navier-Stokes方程计算。传统的CFD方法例如FLUENT程序包尤其 可以用于这种情况。

此外，雷诺数可以使用已知的飞行时间(TOF)和/或标记法(其中例 如测量气体的流动状态然后通过改变雷诺数来调整状态)计算。另外，分 层还可以方便地根据装置模型观察到，例如根据雷诺彩色线试验(Raynolds coloured thread test)来检测。

术语“多管固定床反应器”尤其指的是具有大量的析出物和产物气体流 过的相互平行的管的反应器。这些管通常填充包括选择至少一种催化剂以 催化相应的反应。对于第一反应器，尤其选择催化剂以催化由丙烯合成丙 烯醛。所包括的催化剂可以是本领域技术人员已知的，通常用于丙烯气相 氧化形成丙烯醛的任何催化剂。尤其是，催化剂通常是基于钼、铬、钒或 碲氧化物的多组分氧化体系。关于由丙烯制备丙烯醛的合适的催化剂，参 考“Stets Geforscht”，Volume 2，Chemieforschung im Degussa-Forschungszentrum Wolfgang 1998，pp.108-126，“Acrolein und Derivate”Chapter，Dietrich Amtz and Ewald Noll，和，特别地，参考WO 03/051809 A1，参考此内容作为本发明内容的一部分。

尤其优选在第一反应器中的催化剂具有以下组成：

Mo_aBi_bFe_cA_dB_eC_fD_gO_x

其中

Mo代表钼，

Bi代表铋，

Fe代表铁，

A代表至少一种选自钴和镍的元素，