[发明专利]使用分壁式塔来纯化(甲基)丙烯酸酯的方法

说明书

本发明涉及根据直接酯化方法生产(甲基)丙烯酸酯，且特别地，涉及使用以特定构造提供的分壁式塔对包含(甲基)丙烯酸C₄‑C₁₂酯的粗反应混合物进行纯化。该分壁式塔配备有在塔中形成分隔区的分隔壁，该壁在顶部部分中不与塔的上部圆顶相接且在底部部分中与塔的底部相接。根据本发明的方法保证产物具有非常高的纯度，该纯度与重质副产物的逆裂解反应无关，该重质副产物的逆裂解反应可在所需产物的纯化过程中发生。

技术领域

本发明涉及根据经由直接酯化的方法生产(甲基)丙烯酸酯，且特别地涉及使用采用特定构造的分壁式塔来纯化包含(甲基)丙烯酸C₄-C₁₂酯的粗反应混合物。

该构造导致了纯化方法的简化且保证了非常高纯度的产物，而与在所寻求的产物的纯化过程中容易出现的重质副产物的回裂解反应无关。

本发明还涉及包括该收取/纯化方法的用于生产(甲基)丙烯酸C₄-C₁₂酯的方法。

背景技术

(甲基)丙烯酸C₄-C₁₂酯可通过(甲基)丙烯酸与相应的C₄-C₁₂醇的直接酯化反应来合成。该反应通常是在均质催化剂(特别是酸催化剂，例如，硫酸或对-甲苯磺酸)的存在下进行的。

酯化是其中产生水的平衡反应，在该反应中，可以使用过量的用于酯化的醇，以共沸物的形式实现水的移除，以使平衡向产生(甲基)丙烯酸酯的方向偏移。

在合成过程中的副反应产生了杂质，通常为具有高沸点或接近于所寻求的酯的沸点的副产物，通常具有被称为迈克尔加成物的化合物的形式。必须移除这些化合物，以获得具有满足与其最终用途相关的技术要求的高纯度的(甲基)丙烯酸酯。

为了这些目的，通常进行分离/纯化方法，包括一系列的蒸馏、提取和/或倾析，这是昂贵的操作，从能源、收率的角度来看且当然在工业厂房的投资和建设成本方面均是如此。

纯化操作的实施是复杂的，特别是由于存在共沸混合物，而且还因为在待纯化的反应介质中存在通常酸性的均质催化剂。在例如使用硫酸的催化的情况下，酯化反应产生包含所寻求的酯、残留的反应物(醇和酸)以及烷基硫酸氢盐形式的硫酸的反应混合物。然后，使该反应混合物经历中和，例如，通过添加碱的水溶液，随后，经历水相和有机相(它们在倾析后分离)的处理，如例如在文献EP609127和EP1247793中所描述的。然而，如果经分离的有机相的中和不完全或洗涤不完全，则所残留的酸度可导致所形成的丙烯酸酯的降解或者迈克尔加成物在有机相的纯化步骤期间的裂解的问题。在这些情况下，(甲基)丙烯酸酯的高纯度变得难以实现。

美国专利6,320,070描述了通过经由硫酸的直接酯化来合成(甲基)丙烯酸酯的操作条件，使得迈克尔加成物的形成最少化且包括提取富含催化剂的水相(将其重新引入到反应中)。然而，该文献没有提及与在经历纯化步骤的混合物中的可能存在的残留的酸度相关的问题。

通常，在均质催化剂(例如硫酸)的存在下的直接酯化方法中，现有技术文献将分离与以下进行组合：使用碱(例如苛性钠)的预先中和，倾析，随后的在使用顶塔(轻质化合物的蒸馏)和尾塔(重质化合物的分离)的纯化之前的有机相的洗涤。在所有情况下，如此进行的纯化不可能在经济的条件下且以高的收取率获得高纯度的最终产物。

随着分壁式蒸馏塔(称为首字母缩略词DWC(dividing wall column))的发展，现在提出了简化的纯化方法。该技术是基于包含内部分隔壁的蒸馏塔，其使得能够通过采用再蒸煮器(再沸器，reboiler)和单一冷凝器，将在单个装置项目中通常串联的两个塔的操作进行组合。