[发明专利]制备甲基丙烯酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备甲基丙烯酸的方法，并涉及用于实施该方法的系 统。

背景技术

制备甲基丙烯酸的方法自很长时间以来就是已知的。常规的操作 方法在于烃气体的受控氧化，所述烃气体例如为丙烯或丁烯。该方法 的缺点在于通过其获得的产率总体而言相当低。

另外，甲基丙烯酸可通过甲基丙烯酰胺与水的反应获得。该方法 尤其描述于US 7,253,307中。根据该出版物，甲基丙烯酰胺与水的反 应可以在搅拌罐式反应器或者管式反应器中进行。优选在3.65至7.70 巴的压力和50至210℃的温度下进行所述反应。在该出版物中没有涉 及在所述反应器内部的压力差或温度差。

在US 7,253,307中描述的制备甲基丙烯酸的方法已经导致了在高 纯度下良好的产率。然而，甲基丙烯酸是化学工业的重要产品，其作 为用于许多重要的产品的原料。因此，在低的制备成本下最大产率、 特别高的纯度对于这样重要的产品的制备方法的经济上成功而言是重 要的。甚至关于所述产率、所述系统的使用寿命或类似的方法特征方 面的相对小的改进就已经导致关于废物量和制备成本方面显著的进 步。

发明内容

鉴于现有技术，本发明的目的因此是提供制备甲基丙烯酸的方法， 其可以特别简单和低成本的方式实施。在该方法中，尤其是产率、纯 度和用于制备甲基丙烯酸的系统的使用寿命都应被提高。另外，不需 要的副产物的形成应被最小化。因此本发明的另外的目的是提供用于 制备甲基丙烯酸的系统，其可实现甲基丙烯酸的尽可能低成本的生产。

这些目的，以及没有明确提及但由在此引入性讨论的上下文毫无 疑义地可衍生出或可推断出的其它目的，通过具有权利要求1的所有 特征的方法而实现。对本发明的方法的合适的改进在从属权利要求中 被保护。关于实施所述方法的系统，权利要求19提供了解决所基于的 技术问题的技术方案。

本发明因此提供通过使甲基丙烯酰胺与水反应而制备甲基丙烯酸 的方法，其中所述反应在管式反应器中连续进行，其特征在于，在所 述管式反应器内部，在反应混合物的流动方向上存在压力差。

通过这些措施，令人惊奇地成功提供制备甲基丙烯酸的方法，其 具有特别突出的性能特征。令人惊奇地，通过本发明的方法成功实现 特别简单、安全和低成本地制备甲基丙烯酸。在此，尤其可以提高产 率、纯度和用于制备甲基丙烯酸的系统的使用寿命。另外，不需要的 副产物的形成通过本发明的方法可以被最小化。用于实施本发明的方 法的优选系统能够以不可毫无困难地预见的方式对所提及的优点做出 贡献。

根据本发明的方法，通过使甲基丙烯酰胺与水反应获得甲基丙烯 酸。该反应可被称为水解或皂化。

根据本发明，所述反应在管式反应器中连续进行。术语“连续” 和“管式反应器”在本技术领域中是已知的。连续反应尤其应被理解 为如下反应，其中在较长的时间内将反应物加入和将产物从所述反应 混合物中移除。管式反应器包括至少一个管状区域，所述反应可以在 该区域中进行。这些反应器通常具有相对简单的构造，因此资金成本 相对低。

对于本发明成功实施重要的是在所述管式反应器内，在反应混合 物的流动方向上存在压力差。该压力差尤其可以通过在所述管式反应 器内不同的分区获得，所述分区例如通过阀门而彼此划界。在本发明 方法优选的实施方案中，可以通过流体静力学压力产生这个特征，在 这种情况下，所述反应混合物在流动方向上流经高度差。

在所述管式反应器的反应物进料管线和产物排出管线之间存在的 压力差自身不是关键的，其中在高压力差下本发明的优点清楚地表现 出来。然而，在许多情况下，高的压力差与高的资金成本相关。如果 压力差为至少0.5巴，特别优选至少1巴和最特别优选至少1.5巴， 则尤其可以获得出人意料的优点。在此，压力梯度可以假定任何形式， 例如阶梯形式。然而，特别优选其中所述压力连续变化的方法。这尤 其可以通过如下管式反应器导致：由所述反应混合物的流动方向定义 的所述管式反应器的轴相对于地球表面具有倾斜度。倾斜角优选为约 90°，即所述管式反应器相对于地球表面基本上垂直定向排列，其中 在许多情况下可以容许相对小的偏差，例如小于10°，优选小于5°。