[发明专利]一种用于生产甲基丙烯酸甲酯的酰胺化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲基丙烯酸甲酯的生产工艺，更具体地，涉及一种用于生产甲基丙烯酸甲酯的酰胺化工艺。

背景技术

甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工原料和化工产品，主要用于生产有机玻璃(PMMA)、聚氯乙烯助剂ACR、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物(MBS)，还可以用作腈纶生产的第二单体、树脂、胶黏剂、涂料、离子交换树脂、纸张上光剂、纺织印染助剂、皮革处理剂、润滑油添加剂、原油降凝剂，木材和软木材的浸润剂、电机线圈的浸透剂、绝缘灌注材料和塑料型乳液的增塑剂等，用途十分广泛。

目前，在全球范围内，甲基丙烯酸甲酯的生产技术主要有丙酮氰醇(ACH)法、异丁烯法以及乙烯法。在甲基丙烯酸甲酯生产中，80％左右采用丙酮氰醇(ACH)法。北美、西欧主要采用ACH法工艺，日本主要采用以异丁烯为原料的工艺。采用乙烯为原料制备甲基丙烯酸甲酯的生产工艺中，已实现工业化主要有巴斯夫工艺和英国璐彩特(Lucite)公司Alpha工艺。

丙酮氰醇法经过长期不断的改进和完善，技术先进、成熟可靠、产品质量好，得到了广泛采用，该工艺的特点是有效利用了丙烯腈装置副产物氢氰酸，且甲基丙烯酸甲酯收率高，是目前甲基丙烯酸甲酯生产的主要工艺路线。丙酮氰醇法合成甲基丙烯酸甲酯的过程可分为三步：

第一步：氢氰酸与丙酮进行加成反应生成丙酮氰醇；

第二步：丙酮氰醇(ACH)和硫酸(SAO)进行酰胺化反应生成甲基丙烯酰胺硫酸盐；

第三步：甲基丙烯酰胺硫酸盐通过与水，甲醇的混合物反应转化成甲基丙烯酸甲酯。

其中，丙酮氰醇(ACH)和硫酸(SAO)的酰胺化反应，实质上包含着热效应完全相反的两个阶段。在第一阶段中，丙酮氰醇(ACH)和硫酸(SAO)接触几乎瞬间就发生反应，放出热量，生成α-甲酰胺基异丙基硫酸氢酯(SIBA)中间体，反应式如下：

第二阶段，α-甲酰胺基异丙基硫酸氢酯进一步在硫酸(SAO)存在的条件下反应并吸收热量，生成甲基丙烯酰胺硫酸盐(MASA)，反应式如下：

发明内容

针对用于生产甲基丙烯酸甲酯的酰胺化步骤中分为两个阶段反应的特点，本发明提出一种用于生产甲基丙烯酸甲酯的酰胺化工艺。

本发明提供的用于生产甲基丙烯酸甲酯的酰胺化工艺，包括：丙酮氰醇和浓硫酸在酰胺循环回路中进行混合反应，生成α-甲酰胺基异丙基硫酸氢酯；在酰胺加热器中将α-甲酰胺基异丙基硫酸氢酯加热，并靠重力溢流到酰胺反应釜中；α-甲酰胺基异丙基硫酸氢酯在酰胺反应釜内发生分子内部转位重排生成甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺与过量的浓硫酸作用生成甲基丙烯酰胺硫酸盐。

在上述的酰胺化工艺中，在酰胺循环回路中，酰胺循环泵从气体分离器的底部抽取酰胺混合物，使酰胺混合物通过硫酸混合器进入酰胺循环泵，再到丙酮氰醇混合器和酰胺冷却器，回到气体分离器，形成酰胺循环回路。

在上述的酰胺化工艺中，浓硫酸通过酰胺循环回路中的硫酸混合器进入酰胺循环回路，丙酮氰醇通过与硫酸混合器的安装位置不同的丙酮氰醇混合器进入酰胺循环回路。

在上述的酰胺化工艺中，在酰胺循环回路中产生的反应热在酰胺冷却器中用循环的冷却水去除。

在上述的酰胺化工艺中，将阻聚剂通过阻聚剂泵加入至气体分离器中。

在上述的酰胺化工艺中，酰胺循环回路中的酰胺混合物从气体分离器靠重力溢流到酰胺加热器。

在上述的酰胺化工艺中，在80℃～110℃的温度下以及在0.01～0.05MPaG的压力下，丙酮氰醇和浓硫酸在酰胺循环回路中反应。

在上述的酰胺化工艺中，在酰胺加热器中将酰胺混合物加热至130℃～175℃。

在上述的酰胺化工艺中，在130℃～175℃的温度下以及在0.01～0.05MPaG的压力下，酰胺混合物在酰胺反应釜内发生分子内部转位重排生成甲基丙烯酰胺硫酸盐。

在上述的酰胺化工艺中，在酰胺循环回路、酰胺加热器以及酰胺反应釜中的气态杂质和气态产物用气体分离器、酰胺加热器气体分离器和酰胺反应釜气体分离器分别除去。