[发明专利]生产丙烯酸和丙烯酸酯的方法

说明书

一种生产丙烯酸类产物的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供包含丙烯酸类产物和烯化剂的粗产物流；(b)冷却所述粗产物流以形成温度小于100℃的冷却粗产物流；(c)吸收所述冷却流以形成吸收剂流和吸收产物流；和(d)分离所述吸收产物流的至少一部分以形成包含至少1wt％烯化剂的烯化剂流和包含丙烯酸类产物的中间产物流。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月15日提交的美国临时专利申请号62/559126的优选权，其全部内容通过引用结合至本文。

领域

本发明通常涉及丙烯酸的生产。更具体地，本发明涉及经由乙酸和甲醛的缩合生产粗丙烯酸及其随后的纯化。

背景

α,β-不饱和酸、特别是丙烯酸和甲基丙烯酸及其酯衍生物是化学工业中有用的有机化合物。已知这些酸和酯容易聚合或共聚以形成均聚物或共聚物。经聚合的酸往往可用于应用如超吸水剂、分散剂、絮凝剂和增稠剂。经聚合的酯衍生物可用于涂料(包括乳胶漆)、纺织品、粘合剂、塑料、纤维和合成树脂。

由于丙烯酸及其酯长久以来有商业上的价值，已经开发了许多生产方法。一种示例性丙烯酸酯生产方法利用：在酸如盐酸和四羰基镍存在下，(1)乙炔与水和一氧化碳的反应；和/或(2)醇和一氧化碳的反应，来产生包含丙烯酸酯以及氢和氯化镍的粗产物。另一常规方法包括乙烯酮(通常通过丙酮或乙酸的热解来获得)与甲醛的反应，其产生了包含丙烯酸和水(当乙酸用作热解反应物时)或甲烷(当丙酮用作热解反应物时)的粗产物。这些方法已经由于经济、环境或其他原因而变得过时。

更近的丙烯酸生产方法依赖于丙烯的气相氧化，经由丙烯醛以形成丙烯酸。所述反应可以在一步或两步法中进行，但是两步法由于更高的产率而受到青睐。丙烯的氧化产生了丙烯醛、丙烯酸、乙醛和碳氧化物。来自初级氧化的丙烯酸可以被回收，同时将丙烯醛进料到第二步以产生粗丙烯酸产物，其包含丙烯酸、水、少量乙酸以及杂质如糠醛、丙烯醛和丙酸。粗产物的纯化可以通过共沸蒸馏来进行。尽管这种方法较早期方法可以表现出一些改进，但是这种方法遭受生产和/或分离效率低的问题。另外，这种氧化反应是高放热的，和这样产生爆炸风险。结果，需要更昂贵的反应器设计和冶金技术。另外，丙烯的成本经常高得令人望而却步。

文献中已经公开了甲醛和乙酸和/或羧酸酯的醇醛缩合反应。这种反应形成了丙烯酸，并且经常是在催化剂上进行。例如在M.Ai，J.Catal.，107，201(1987)；M.Ai，J.Catal.，124，293(1990)；M.Ai，Appl.Catal.，36，221(1988)；和M.Ai，Shokubai，29，522(1987)中研究和描述了由钒和磷的混合氧化物组成的缩合催化剂。然而，这些反应中的乙酸转化率可能留有改进空间。

美国专利号8658823公开了一种分离方案，其包括分离粗产物流的至少一部分以形成烯化剂流和中间丙烯酸产物流。优选地，烯化流包含至少1wt％的烯化剂，和中间丙烯酸产物流包含高浓度的丙烯酸和/或其他丙烯酸类产物。尽管存在一些涉及可以用于从醇醛缩合粗产物中有效地提供纯化丙烯酸的分离方案的公开内容，但是没有非常详细地考虑粗产物流的处理。

因此，存在对于生产纯化丙烯酸的方法的需求，和特别是存在对于有效纯化独特的醇醛缩合粗产物以形成纯化丙烯酸的分离方案的需求。

上述参考文献通过引用结合至本文。

附图说明

以下参考附图详细描述本发明，附图中同样的数字表示相似的部件。

图1是显示根据本发明一种实施方案的丙烯酸反应/分离系统的工艺流程图。

图2是根据本发明一种实施方案的丙烯酸反应/分离系统的示意图。

概述