[发明专利]一种降低丙烯酸中丙烯酸二聚体的方法

说明书

本发明公开了一种降低丙烯酸中丙烯酸二聚体的方法，将丙烯酸置于超声波/微波复合反应器中，通过超声波和微波的协同作用促使丙烯酸二聚体解聚，来降低丙烯酸二聚体的含量。经超声处理后，丙烯酸二聚体含量由10～20％降低至500ppm以下。

技术领域

本发明涉及丙烯酸制备领域，尤其涉及一种降低丙烯酸中丙烯酸二聚体的方法。

背景技术

丙烯酸及其酯广泛应用于涂料、粘合剂、皮革加工、电子、印刷和辐射固化等方面，半个世纪以来，其生产和应用一直保持着持续发展的势头，1993年世界丙烯酸及其酯的生产能力已超过200万吨/年。丙烯酸是合成丙烯酸酯的主要原料，丙烯酸具有不稳定的乙烯键，遇光、热及过氧化物时极易发生聚合现象，这是人们熟知的，但丙烯酸本体的二聚反应往往被人们所忽视，随着温度的变化，对丙烯酸二聚体的生成量有显著的影响。在贮存和使用处理不当时，也会生成丙烯酸二聚体，它与丙烯酸互溶。在丙烯酸与醇及多元醇进行酯化时，若按摩尔比计算投料，而不考虑丙烯酸二聚体的存在，就会造成一定的误差，并影响酯的含量及收率。

专利US6252110A公开了一种降低丙烯酸中丙烯酸二聚体的方法，将含有丙烯酸二聚体、丙烯酸和马来酸的高沸点杂质引入到丙烯酸回收塔中，丙烯酸从该塔的顶部蒸出，釜液引入到热解罐中，使丙烯酸二聚体分解，但二聚体的含量还是较高。

专利CN101786951A中提及一种丙烯酸提纯的方法和设备，该方法主要是通过加入胺类化合物进行反应，脱除粗丙烯酸溶液中的醛类杂质，将醛的杂质含量降至100ppm以下。但是该方法不能有效降低丙烯酸中的二聚体含量。

专利CN1058256A中提及使用结晶和蒸馏法纯化丙烯酸的工艺，该工艺将丙烯酸母液经结晶形成丙烯酸晶体，母液继续蒸馏结晶，达到提纯丙烯酸的目的。但是该工艺操作复杂，提纯效率较低，成本高。

专利CN105753688A公开了一种降低丙烯酸中丙烯酸二聚体的方法，通过超声波的空化作用、机械振动作用和热作用促使丙烯酸二聚体解聚。经处理后丙烯酸二聚体含量由10～20％降至1％以下，但由于超声随着频率的进一步升高达到一定数值时，空化过程变得很难发生，限制了二聚体的进一步清除。

发明内容

本发明针对现有技术难以有效降低丙烯酸中丙烯酸二聚体含量的缺陷，即将丙烯酸置于超声波/微波复合反应器中，通过超声波和微波的协同作用促使丙烯酸二聚体解聚，来降低丙烯酸二聚体的含量。经超声处理后，丙烯酸二聚体含量由10～20％降低至500ppm以下。

丙烯酸属易聚合的乙烯基单体，其聚合现象普遍存在，丙烯酸二聚反应是一个可逆反应，二聚体在150℃下会分解成丙烯酸。

超声波能够促进二聚体解聚，是由于超声解聚主要依靠空化现象产生的瞬间高温、高压等极端物理化学条件，而空化现象的强弱与功率大小有关，功率越大体系得到的能量越多，空化现象越剧烈，从而解聚效果越显著。对于特定的丙烯酸体系，当超声波功率达到一定值后，空化现象趋于饱和，随着超声波的功率进一步增大，则会产生大量的无用气泡，反而增加了散射衰减，这样就限制了其对二聚体的解聚效应。若在使用的超声波的同时在辅助微波进行作用，则由于微波快速加热效应，则可克服超声波功率达到一定值后空化效应饱和后无法进一步降低丙烯二聚体的缺陷。

本发明的具体技术方案是：

一种降低丙烯酸中丙烯酸二聚体的方法，其具体步骤如下：

将工业丙烯酸置于中超声波/微波复合反应器中，打开超声波发生器和微波发生器，控制超声波的功率800～1000W，频率20～100KHz，控制微波的功率在100～200W，反应15～60分钟。

所述反应的温度控制在10～25℃；

所述的超声波发生器的功率900～1000W；

所述的超声波发生器的频率25～65KHz；