[发明专利]一种甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的联合生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的联合生产方法。 

背景技术

甲基丙烯酸甲酯是生产有机玻璃的单体，是世界上为数不多的几种大吨位量生产的高分子单体。目前甲基丙烯酸甲酯的实用的生产工艺路线是丙酮氰醇法，就是用丙酮和氰化氢加成得到的丙酮氰醇，经过酰胺化和甲酯化而得到单体甲基丙烯酸甲酯。 

甲基丙烯酸胺主要用于蚕丝增重剂、纤维匀染剂、吸湿剂、胶粘剂和抗静电剂，还用作水泥添加剂、砂浆添加剂、人造革添加剂等。目前甲基丙烯酰胺也采用丙酮氰醇法，即将硫酸、丙酮氰醇投入反应釜进行酰胺化反应，生成甲基丙烯酰胺硫酸盐，在进行中和反应，生成甲基丙烯酰胺粗品，最后进行提纯。 

以往的工艺生产甲基丙烯酰胺（包括甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸）会产生大量的废水，由于废水中含有一定量的甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸，随着废水存放时间长，废水中产生大量的聚合物，对回收处理硫酸铵带来了很大的困难，废液的排放对环境污染，对产品也是一种损失。这是目前生产甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酰胺面临的最大困难。虽然母液的套用完全解决上述问题，使目的产物的产率和质量都有一定的提高，避免了废水对环境的污染，但是由于杂质的累积，必须有废水的采出，才能使其体系平衡。因此，对生产甲基丙烯酰胺过程中采出的含甲基丙烯酰胺的母液，如何妥善处理是一个需要解决的问题。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的联合生产方法，能够解决生产甲基丙烯酰胺过程中采出的含甲基丙烯酰胺的母液问题，减少甲基丙烯酰胺的损失，减少废水的排放。 

本发明的甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的联合生产方法，包括以下步骤： 

1）丙酮氰醇与浓硫酸作用，水解生成α-甲酰胺基异丙基硫酸氢酯； 

2）α-甲酰胺基异丙基硫酸氢酯在浓硫酸作用下，脱水生成甲基丙烯酰胺硫酸盐； 

3）用氨气或者氨水中和甲基丙烯酰胺硫酸盐，使其硫酸完全转化为硫酸铵； 

4）中和完毕后，冷却结晶，离心出晶体，晶体为含硫酸铵的甲基丙烯酰胺湿品，母液为含甲基丙烯酰胺的母液，至少一部分含甲基丙烯酰胺的母液用于生产甲基丙烯酸甲酯或/和甲基丙烯酸； 

5）提纯含硫酸铵的甲基丙烯酰胺湿品，得到甲基丙烯酰胺纯品。 

进一步，甲基丙烯酸甲酯的生产过程为：将甲基丙烯酰胺硫酸盐、步骤4）得到的含甲基丙烯酰胺的母液、甲醇以及阻聚剂混合，进行酯化反应，酯化完毕后，直接分相，得到的有机层进行精馏得到甲基丙烯酸甲酯产品，水相送入硫酸铵车间制备硫酸铵。 

进一步，甲基丙烯酸的生产过程为：将甲基丙烯酰胺硫酸盐、步骤4）得到的含甲基丙烯酰胺的母液以及阻聚剂混合，进行水解反应，水解完毕后，直接分相，得到的有机层进行精馏得到甲基丙烯酸产品，水相送入硫酸铵车间制备硫酸铵。 

进一步，所述步骤5）中，提纯含硫酸铵的甲基丙烯酰胺湿品包括洗涤除盐步骤5a）和重结晶步骤5b）： 

5a）洗涤含硫酸铵的甲基丙烯酰胺湿品，溶解分离硫酸铵，离心后得到甲基丙烯酰胺半成品，而洗涤母液循环回到步骤3）的中和体系中用作溶剂； 

5b）甲基丙烯酰胺半成品加热溶解，经活性炭脱色后，冷却重结晶，晶体烘干得到甲基丙烯酰胺纯品，而重结晶母液循环回到步骤5a）用作洗涤剂。 

进一步，所述步骤5b）中，如果得到的甲基丙烯酰胺纯品中硫酸铵的质量含量高于1%，则进行二次重结晶，二次重结晶母液循环用作重结晶溶剂。 

进一步，所述步骤3）中，第一次中和时，中和体系的溶剂为饱和硫酸铵水溶液；第二及以后次中和时，中和体系的溶剂为步骤5a）循环回用的洗涤母液。 

进一步，所述步骤5a）中，第一次洗涤时，洗涤剂为水；第二及以后次洗涤时，洗涤剂为步骤5b）循环回用的重结晶母液。 

进一步，所述步骤1）中，反应体系中加入有阻聚剂，阻聚剂为对苯二酚、吩噻嗪、硫酸铜和硫酸锌的一种或者几种，阻聚剂的质量为丙酮氰醇的0.1%～0.5%；丙酮氰醇与浓硫酸的质量比为1:1.1～1.7，浓硫酸的质量浓度为98%～100.3%，丙酮氰醇与浓硫酸采取双滴加的方式加入反应体系，反应温度为60℃～100℃。 

进一步，所述步骤2）中，反应温度为100℃～150℃，反应时间为20～40分钟。