[发明专利]一种粗丙烯酸提纯的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工原料的提纯工艺和相关的设备，具体地说， 涉及一种粗丙烯酸提纯的方法和适用于该提纯方法的设备。

背景技术

丙烯酸为不饱和脂肪酸，它不仅是丙烯的重要工业衍生物，也是 重要的有机化工原料之一。由于其含有活泼双键和羧基官能团，特别 适用于製备各种分散剂、絮凝剂、增稠剂以及高吸水性材料等，广泛 用于化纤、纺织、涂料、水处理、日用品等多个领域。

工业上丙烯酸典型的生产工艺为：丙烯、丙烷和/或丙烯醛在固 体催化剂存在条件下，发生气相氧化反应；将所得含有丙烯酸的气相 氧化产物用水或其他高沸点有机溶剂吸收；在共沸溶剂存在下，通过 蒸馏除去吸收液中的低沸点组分；通过蒸馏提纯得到丙烯酸产品。

在上述C₃化合物通过单一或多步催化氧化生产丙烯酸的工艺 中，同时发生多种副反应。因此，除了目标产物丙烯酸之外，反应产 物中还含有多种副产物，主要包括醛类化合物，如糠醛、苯甲醛、甲 醛、乙醛、丙烯醛等，羧酸类化合物，如马来酸、乙酸、苯甲酸、丙 酸以及丙烯酸二聚物等。

上述副产物杂质中，比丙烯酸沸点低的杂质，如甲醛、乙醛以及 丙烯醛等可以通过蒸馏分离；较高沸点的杂质，如苯甲酸、丙烯酸二 聚物等，也可通过蒸馏分离。然而，糠醛、马来酸和苯甲醛等少量杂 质由于沸点与丙烯酸接近，难以通过蒸馏除去而残留在丙烯酸产品 中。这些杂质，尤其是醛类杂质，会影响到丙烯酸的聚合反应性能， 如导致聚合物色度不合格，或者聚合反应变得难以控制等，因此必须 採取其他适当的分离工艺，将其脱除，使提纯后的丙烯酸产品中的醛 含量小于1ppm。

为此，一些专利公开了丙烯酸提纯新方法。专利CN1246282C採 用碳原子数为12～16的烷基硫醇(如正-十二烷基硫醇)，在磺化阳离 子树脂催化作用下，与醛类杂质发生反应，将粗丙烯酸溶液中的醛类 杂质转变为其他物质后再蒸馏除去。该方法存在蒸馏收率低、能耗高、 硫醇消耗大等缺点，正逐步被其他工艺所取代。

专利CN1058256C採用动态和静态结晶相结合的方法来纯化粗 丙烯酸，这时，动态结晶的残渣进一步通过静态结晶进行纯化，得到 的丙烯酸返回至动态结晶器中。所得丙烯酸产品纯度可达到99.93％。 该方法的不足之处是工艺流程复杂，不但同时涉及动态和静态结晶， 而且还需採用多级动态结晶，因此设备投资大，分离能耗较高。

专利CN1305452A採用结晶和蒸馏相结合的方法提纯粗(甲基) 丙烯酸，所得丙烯酸产品纯度达到99.94％，醛含量小于1ppm，具有 较好的提纯效果。但是，该方法所述工艺包括两个结晶器和一个蒸馏 塔，而且包含由两个纯化阶段和三个气提阶段构成的五级结晶操作， 因此，无论是设备投资还是能耗均比较高。

发明内容

针对上述粗丙烯酸提纯方法的不足，本发明旨在提供一种高效的 粗丙烯酸提纯方法以及与该方法相关的提纯设备，具有投资小，能耗 低，操作简单以及产品纯度高等优点。

本发明是这样实现的，它涉及一种以结晶法提纯粗丙烯酸的工 艺。该工艺过程包括如下步骤：(1)在粗丙烯酸溶液中加入胺类化合 物进行反应，藉以脱除粗丙烯酸中的醛类杂质，将醛的质量含量降至 100ppm以下；(2)将步骤(1)所得到的粗丙烯酸溶液进行单级降膜 动态结晶。

本发明方法对原料粗丙烯酸纯度没有特定限制，但优选适用于纯 度在98.0％以上的粗丙烯酸。本发明的特点是，粗丙烯酸经过胺类化 合物处理之后，只需通过一级降膜动态结晶，便可到达很好的提纯效 果，特别是能够将关键的醛类杂质的含量降至1ppm以下。