[发明专利]一种隔壁共沸精馏塔提纯丙烯酸的工艺方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种共沸精馏工艺方法及装置，具体是指一种利用隔壁共沸精馏塔提纯丙烯酸的新型工艺方法及装置，本发明可实现将丙烯酸脱水、脱醋酸和夹带剂回收集成到同一个塔内进行。

背景技术

丙烯酸主要用于生产水溶性涂料和胶粘剂用的共聚单体丙烯酸丁酯和乙酯以及用于生产高吸水性树脂。粗(未精制)丙烯酸几乎都用于生产丙烯酸酯(最重要的有丁酯、甲酯、乙酯和2-乙基己基酯)以及涂料、造纸、纺化、粘结剂和油墨工业用其他衍生物。冰丙烯酸主要用于生产超级吸水剂聚合物(高吸水性树脂，SPA)以及洗涤剂聚合物，少量用于生产聚丙烯酸酯，用作增稠剂、分散剂和流变控制剂。

工业上采用丙烯或丙烯醛汽相催化氧化法制得的丙烯酸水溶液(质量分数35～60％)，主要含有醋酸杂质，此外还含有少量的甲醛、丙烯醛、丙酸和丙烯酸二聚物等副产物，这类物质极性强，又含有氢键，极易发生缔合作用，因此导致丙烯酸的提纯较困难。丙烯酸水溶液的分离纯化主要有两种工艺流程：溶剂萃取法和共沸脱水法。

中国专利CN1683309A公开了一种共沸与萃取精馏相结合提纯(甲基)丙烯酸的方法。选用一种疏水性的、并能与水形成共沸物的化合物作为溶剂，整个工艺流程中至少包含萃取塔、脱轻组分塔、粗馏塔和精制塔等四个塔。将(甲基)丙烯酸萃取提浓、脱水(脱醋酸)与(甲基)丙烯酸共沸精馏脱水(脱醋酸)、纯化有机的整合在一起，将(甲基)丙烯酸萃取剂与共沸脱水(脱醋酸)剂合二为一，(甲基)丙烯酸共沸精馏脱水(脱醋酸)部分成为萃取提浓部分溶剂再生过程的一部分。该工艺流程与常规共沸精馏工艺流程相比，生产周期长，生产的丙烯酸纯度高，但是其能耗和设备投资费用较大。

中国专利CN1535948A公开了一种新型的丙烯酸提纯方法，使用四氯乙烯单一共沸剂或四氯乙烯、芳香烃复配共沸剂，在采用并流喷射塔板的脱轻塔内，共沸精馏脱除丙烯酸水溶液中的水、醋酸。该工艺方法具有较高的脱水率、脱醋酸率及较低的丙烯酸带出率，并通过共沸剂返回塔釜的方法控制塔釜共沸剂含量，以保持塔釜操作温度在较低范围之内，从而降低丙烯酸的聚合倾向，减少丙烯酸的损耗，延长生产周期。

中国专利CN1546453A公开了一种纯化丙烯酸的方法，使用新型的有机萃取剂将丙烯酸从其水溶液中分离出来，然后通过共沸精馏方法除去轻组份如水和醋酸，有机萃取剂包括：甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异丁酯、丙酸乙酯、二异丁酮、异佛尔酮、甲基苯基醚或它们的混合物，优选甲苯与醋酸异丁酯的复配混合物，其中甲苯和醋酸异丁酯的质量比范围是1:1～1:50，优选为1:2～1:12。该工艺方法具有较高的脱醋酸率及较低的丙烯酸带出率，可获得纯度高于99％的丙烯酸，并且可使丙烯酸的精制流程大大缩短，克服了己有技术中工艺流程长的缺陷。

美国专利US7189872公开了一种从丙烷、丙烯或丙烯醛汽相催化氧化法制得的丙烯酸水溶液中提纯丙烯酸的方法。在丙烯酸水溶液中加入夹带剂，送入到脱水塔中，废水由塔顶排除，在塔底得到含少量醋酸的粗丙烯酸。粗丙烯酸首先进入低沸点杂质脱除塔除去其中的醋酸等物质，然后进入高沸点杂质脱除塔除去其中的高沸点物质，从而得到高纯度的丙烯酸产品。此外，可能会出现醛类物质在已提纯的丙烯酸中转化为重杂质的现象，需进一步分离提纯。此法可连续稳定生产，但是设备投资太大，且能耗很高。

美国专利US6084127公开了一种采用共沸精馏法从丙烯或丙烯醛汽相催化氧化法得到的丙烯酸水溶液中回收丙烯酸的方法，该方法采用A(丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯等)和B(二甲苯、庚烷等)的混合物作为夹带剂或者单独使用A作为夹带剂，采用四塔流程操作，丙烯酸产率较高，但是流程较长，操作费用高。

日本专利JP-A-10-120618公开了一种提纯丙烯酸的方法。该方法采用共沸脱水塔和脱醋酸塔双塔操作，由共沸脱水塔塔底采出的物流送入脱醋酸塔进一步脱除醋酸，在脱醋酸塔塔底获得丙烯酸产品，塔顶物流返回进料管线继续脱除醋酸。此方法中，为了提高醋酸的分离效率，共沸脱水塔塔底液体先被冷却，然后再送入脱醋酸塔中，但是并没有改善共沸脱水塔内丙烯酸的聚合状况。