[发明专利]生产丙烯酸的方法

说明书

本发明涉及一种制备丙烯酸的方法，其中通过丙烯酸的至少一种C₃前体使用分子氧在升高的温度下在固态催化剂上的多相催化气相部分氧化 而获得包含丙烯酸、蒸汽和次要组分的产物气体混合物，所述包含丙烯酸、 蒸汽和次要组分的产物气体混合物合适的话通过直接冷却和/或间接冷却 而降温，然后将所述包含丙烯酸、蒸汽和次要组分的产物气体混合物通入 装有分离内件的冷凝塔，使其在冷凝塔内自身上升，从而将其分凝，经由 设置于冷凝塔中产物气体混合物进料点上方的第一侧排料口从冷凝塔中导 出包含整体上贫化的水和次要组分的作为目标产物的粗丙烯酸，经由设置 于第一侧排料口上方的第二液相排料口(优选侧排料口)导出仍包含丙烯酸 和次要组分的酸水，在冷凝塔顶部导出包含沸点比水低(在较低温度下沸腾 (基于大气压力))的次要组分的残余气体混合物并且从冷凝塔底部空间导出 仍包含丙烯酸和转化产物及沸点(基于大气压力)比丙烯酸高的次要组分的 残留物液体，排出的一部分酸水直接和/或在其冷却之后作为回流液再循环 到冷凝塔中并且粗丙烯酸合适的话经受至少一种其他热分离工艺以进一步 纯化。

丙烯酸为例如用于制备聚合物分散体(合适的话还呈其与链烷醇的酯 的形式)和超吸水性聚合物的重要中间体。

丙烯酸尤其可通过丙烯酸的C₃前体(C₃前体化合物)(该术语特别包括 形式上可通过还原丙烯酸获得的那些化合物；已知的丙烯酸C₃前体例如为 丙烷、丙烯、丙烯醛、丙醛和丙酸；该术语还包括上述化合物的前体化合 物如甘油(丙烯酸例如可由甘油通过气相中多相催化氧化脱水获得；例如参 见EP-A1710227、WO06/114506和WO06/092272))使用分子氧在升高的 温度下在固态催化剂上的多相催化气相部分氧化而获得。

在该制备中，所述起始气体(通常用惰性气体如氮气、CO₂、饱和烃和 /或蒸汽稀释)以与分子氧的混合物在升高的温度下及合适的话升高的压力 下在(例如过渡金属)混合氧化物催化剂上通过，并氧化转化成包含丙烯酸， 水和不希望副产物如糠醛、苯甲醛、丙酮、甲醛和马来酸酐等的产物气体 混合物，必需从该混合物中取出丙烯酸(本文中术语“次要组分”除蒸汽以 外还包括副产物和惰性稀释气体；该术语也应包括丙烯酸取出工艺中通常 添加的阻聚剂)。

从丙醛和/或丙酸开始，使用分子氧的多相催化气相部分氧化至少部分 为氧化脱氢。

文献DE-A19924533、DE-A19924532、WO01/77056、DE-A10156 016、DE-A10243625、DE-A10223058、DE-A10235847、WO 2004/035514、WO00/53560和DE-A10332758公开了如开头所述的其中 通过分凝多相催化气相部分氧化的产物气体混合物进行粗丙烯酸的基本取 出而制备丙烯酸的方法。术语“粗丙烯酸”表示经由第一侧排料口排出的 丙烯酸不是纯产物，而是除丙烯酸(基于总重量通常为≥50重量％或≥60 重量％，常常≥70重量％或≥80重量％，在许多情况下≥90重量％，经 常≥95重量％或更多)以外还包含水和次要组分如低级醛(例如糠醛、丙烯 醛、苯甲醛)、低级羧酸(例如乙酸、丙酸、甲酸)等的混合物。在每种情况 下，粗丙烯酸中水和次要组分的总含量(基于丙烯酸含量)比气相部分氧化 的产物气体混合物中低，这是一般也认为粗丙烯酸包含整体上呈贫化形式 的这些组分的理由(相反，各组分可在粗丙烯酸中以较富集形式存在)。

在某些情况下，由此取出的粗丙烯酸的纯度对丙烯酸的预期最终用途 已足够(例如就其酯化而言或就可通过自由基聚合获得的成形聚合物而 言)。在许多情况下，然而取出的粗丙烯酸会经受至少一种其他热分离工艺 以由粗丙烯酸获得更纯的丙烯酸(与粗丙烯酸相比，具有更高的丙烯酸含量 (重量％))，其具有特定最终用途所要求的纯度。

热分离工艺应理解为指的是其中在供入或撤出能量(通常为热能)下， 获得物理上的至少两相体系，因所述相之间存在温度和量的梯度而有热质 传递而最终导致所需分离的那些，及提取。