[发明专利]用于制备丙烯酸的方法

说明书

本公开内容涉及用于制备丙烯酸的方法，并且更特别地，涉及用于通过使乳酸分子脱水来制备丙烯酸的方法。根据本公开内容的制备方法，可以以高的转化率和产率由乳酸制备丙烯酸，并且如与常规方法相比，还可以进一步减少能耗。

技术领域

相关领域的交叉引用

本申请要求于2020年11月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0150320号和于2021年11月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0150793号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

本公开内容涉及用于制备丙烯酸的方法，并且更特别地，涉及用于通过使乳酸分子脱水来制备丙烯酸的方法。

背景技术

丙烯酸为在分子中具有羧酸和不饱和双键二者的有机化合物，其结构非常简单并且可以聚合，同时转化为各种材料，因此用于各种工业领域。

具体地，丙烯酸被用作生产超吸收性聚合物所需的聚丙烯酸、粒料、粘合剂、涂料等，或者可以被用作用于制备其他类型的基于丙烯酸酯的单体的原料，或者可以被用作用于与各种其他单体例如丙烯酰胺、丙烯腈、苯乙烯和α烯烃聚合的原料。

这样的丙烯酸通常使用在对原油进行精炼和分离的过程例如石脑油裂解中生产的丙烯来制备。

然而，近来，随着集中于原油枯竭和环境问题的高度关注，对于使用生态友好的原料来制备丙烯酸的方法的兴趣正在增长。

发明内容

技术问题

本公开内容的一个目的是提供能够以高的转化率和产率由乳酸制备丙烯酸的方法。

技术方案

本文提供了用于制备丙烯酸的方法，所述方法包括以下步骤：使用载气向反应器供应乳酸水溶液的第一步骤；使乳酸水溶液汽化的第二步骤；使经汽化的乳酸分子与脱水催化剂接触的第三步骤；以及获得丙烯酸的第四步骤，其中第二步骤至第四步骤的温度各自独立地调节。

根据本公开内容的一个实施方案，第二步骤可以在约200℃至约290℃的温度条件下，优选地在约200℃或更高、或者约230℃或更高、或者约250℃或更高，并且约290℃或更低、或者约270℃或更低、或者约260℃的温度条件下进行。

此外，第二步骤可以在石英的存在下进行。

根据本公开内容的另一个实施方案，第三步骤可以在高于350℃且约400℃或更低的温度条件下，优选地在高于350℃、或者约355℃或更高、或者约360℃或更高，并且约400℃或更低、或者约390℃或更低、或者约380℃或更低的温度条件下进行。

此外，脱水催化剂可以包括选自基于磷酸钙的催化剂、基于磷酸钠的催化剂和基于磷酸铝的催化剂中的至少一者。

根据本公开内容的另一个实施方案，在第一步骤中，基于相对于催化剂的重量的乳酸的供应重量，乳酸水溶液可以以约0.01/小时至约10/小时的流量，或者以约0.1/小时至约5/小时、或者约0.1/小时至约1/小时的流量供应。

在这种情况下，第一步骤中的乳酸水溶液的浓度可以为约10重量％至约80重量％。

根据本公开内容的另一个方面，第一步骤至第四步骤使用配备有单个反应管和加热单元的反应器来进行；所述单个反应管包括其中供应有乳酸水溶液的供应单元、使乳酸水溶液汽化的汽化单元、使经汽化的乳酸分子与脱水催化剂接触的催化剂单元、以及排放乳酸的排放单元；所述加热单元以包裹单个反应管的形状包括加热汽化单元的第一加热单元，与第一加热单元不连续并且加热汽化单元与催化剂单元之间的边界部分和催化剂单元的前端的第二加热单元，以及与第二加热单元不连续并且加热催化剂单元的后端的第三加热单元，以及第二步骤至第四步骤的温度各自独立地通过加热单元来调节。