[发明专利]一种丙烯酸酯合成方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种丙烯酸酯制备方法，特别是涉及一种丙烯酸酯合成方法。

背景技术

丙烯酸、丙烯酸酯等是具有吸引力的合成聚合物单体，其中丙烯酸酯由于具有不同碳链双键和酯基的独特结构而在涂料、胶黏剂、密封剂、纺织、纤维卫生材料、塑料助剂、皮革助剂、造纸助剂等方面有着广泛的应用。目前，常用的丙烯酸酯一般通过酯化级丙烯酸与醇直接酯化得到，由于丙烯酸的生产工艺决定了产品粗丙烯酸含有大量水水，部分乙酸、丙烯醛、丙酮、马来酸酐等反应产物，因此得到酯化级丙烯酸需要通过复杂的工艺过程来实现。

粗丙烯酸溶液中含水比重是比较大的，常规分离较难。目前，对丙烯酸水溶液的分离有萃取、共沸、结晶等方法，文献《J. Chem. Eng. Data. 2009, 54: 1782–1786》用磷酸丁三酯萃取提纯粗丙烯酸，专利CN1546453A以甲苯、酯、醚、酮等溶剂为萃取剂对粗丙烯酸溶液进行萃取分离，专利CN1535948A以四氯乙烯单体、芳香烃为共沸剂来提纯粗丙烯酸，专利CN1683309A是以萃取与共沸精馏相结合来提纯粗丙烯酸，以上方法需用到大量的萃取剂和共沸剂，这不仅增加了生产成本，而且涉及到毒性物质可能对环境造成污染。CN101786951A，CN1431991A，US6063959均采用结晶法对粗丙烯酸溶液进行提纯，结晶法虽获得高纯度丙烯酸，但存在工艺繁琐、设备要求高、耗损大等问题。专利US 4999452、CN 1295554C、CN 1296470A、CN 1295553A通过高沸点溶剂将混合物冷却后蒸馏从侧线采出低水含量的粗丙烯酸，并对此粗丙烯酸进行酯化，专利EP-A 0398226同样也是对粗丙烯酸溶液进行了浓缩等工艺处理，达到一定浓度后进行酯化，这些合成丙烯酸酯工艺是很麻烦的，而且都是针对高浓度丙烯酸进行酯化。总之未经过处理的低浓度丙烯酸还未能找到一种工艺简单、成本低的方法把其中的丙烯酸分离并可合成丙烯酸酯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烯酸酯合成方法，本发明直接将氧化产物的粗丙烯酸溶液通过催化反应精馏法将丙烯酸从丙烯酸溶液中分离的同时合成丙烯酸酯，与丙烯酸提纯后再合成酯的工艺相比较，本发明的工艺流程简单，生产成本低。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种丙烯酸酯合成方法，所述方法以粗丙烯酸溶液为原料，甲醇或乙醇为酯化剂，通过催化反应精馏，直接将粗丙烯酸溶液中的丙烯酸分离出来，并得到丙烯酸酯；粗丙烯酸溶液为丙烯氧化或丙烷氧化生成的丙烯酸产物，丙烯酸溶液中的丙烯酸含量在10-70%，同时含有乙酸、丙酮、丙烯醛、马来酸酐、水物质；

其合成包括如下步骤：

（a）首先将催化剂及高效填料混装填充于反应精馏塔中的催化精馏段；

（b）含有阻聚剂的粗丙烯酸溶液连续从催化精馏段上部进料口进入反应精馏塔；

（c）酯化剂连续从催化精馏段下部进料口进入反应精馏塔，与粗丙烯酸溶液以逆流方式接触并在催化剂上进行反应，生成的丙烯酸酯在塔顶富集、采出。

所述的一种丙烯酸酯合成方法，所述催化反应精馏所用催化剂是指阳离子交换树脂或负载型固体酸催化剂中的一种。

所述的一种丙烯酸酯合成方法，所述催化段的催化剂填充密度为0.10~0.60 g/cm³。

所述的一种丙烯酸酯合成方法，所述阻聚剂为2、4-二叔丁基对甲酚、吩噻嗪、对苯二酚、对苯二酚单甲醚、哌啶的一种、两种或多种这些物质的复合阻聚剂。

所述的一种丙烯酸酯合成方法，所述粗丙烯酸质量空速为0.3~8.0 h^-1，酯化剂上升汽速与粗丙烯酸溶液进料流速质量比控制在0.5:1~1.8:1，回流比为1~12。

所述的一种丙烯酸酯合成方法，所述催化反应精馏塔包含提馏段、催化精馏段、精馏段，其中提馏段/催化精馏段/精馏段高度比为1:2:1。

所述的一种丙烯酸酯合成方法，所述粗丙烯酸溶液进料口设在催化精馏段与精馏段连接处；酯化剂的进料口设在催化精馏段和提馏段的连接处，酯化剂以气体状态进入到塔内。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详述。

本发明提供了一种从粗丙烯酸溶液中分离出丙烯酸和合成丙烯酸酯的方法，利用这种方法可以将粗丙烯酸水溶液中丙烯酸分离回收，同时将丙烯酸转化成为丙烯酸酯。以下通过实例对本发明作进一步阐述：