用于對丙烯酸進(jìn)行提純的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種用于從含有丙締酸和乙酸的混合物對丙締酸進(jìn)行提純的設(shè) 備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著丙締酸的全球年產(chǎn)量超過四百萬噸，丙締酸成為化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)最多的中間 產(chǎn)物之一，運(yùn)是因為丙締酸及其衍生物是許多工業(yè)級產(chǎn)物的起始物質(zhì)。尤其重要的是所謂 的超吸收劑，丙締酸與丙締酸鋼（丙締酸的鋼鹽）一起聚合為超吸收劑。超吸收劑主要用 于衛(wèi)生用品（例如，尿布）中，但也用于在±壤中儲水。丙締酸的醋被轉(zhuǎn)化為聚合物，且所 產(chǎn)生的塑料用于油漆中或用作分散劑。
[0003] 丙締酸是W雙級非均相催化工藝進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的。從丙締開始，在約350°C下，W 大于90重量％的選擇性和產(chǎn)率在鋼酸祕上獲得丙締醒。在第二步驟中，在約280°C下，在混 合的Mo/V/W氧化物上進(jìn)一步對丙締醒進(jìn)行氧化W獲得丙締酸。作為副產(chǎn)物，獲得了總的氧 化產(chǎn)物C0、C〇2和水，W及來自在丙締氧化期間所獲得的乙醒的少量乙酸。因此，在反應(yīng)之 后執(zhí)行多級處理。
[0004] 丙締酸的提純中的特定挑戰(zhàn)是丙締酸尤其在高溫下的聚合傾向。丙締酸的聚合是 釋放大量熱的強(qiáng)放熱反應(yīng)。因為熱又導(dǎo)致聚合的加速，所W丙締酸傾向于發(fā)生爆炸式聚合。 丙締酸的聚合通常導(dǎo)致堵塞且因此導(dǎo)致整個設(shè)備的不合需要的停機(jī)時期。就運(yùn)來說，作為 副產(chǎn)物而獲得的乙酸將被歸類為尤其有問題的，運(yùn)是因為乙酸作為質(zhì)子供體而促進(jìn)丙締酸 的聚合。
[0005] DE102 51 328B4描述丙締酸的提純方法，其中乙酸被分離，W使得可W經(jīng)濟(jì)上 可采用的方式從該工序獲得乙酸。出于運(yùn)個目的，來自環(huán)己燒和乙酸丙醋的混合物的反應(yīng) 產(chǎn)物被吸收在萃取柱中且被供應(yīng)到溶劑分離柱。環(huán)己燒在其中作為頂部流而分離，并且在 提純后再循環(huán)到萃取柱中。在溶劑分離柱的底部中的產(chǎn)物流含有乙酸丙醋、乙酸和丙締酸。 該流被供應(yīng)到丙締酸分離塔，丙締酸作為相對純的產(chǎn)物從該丙締酸分離塔排放。乙酸和乙 酸丙醋的剩余混合物（該混合物還含有小部分的丙締酸）在乙酸分離塔中分離，其中乙酸 作為產(chǎn)物而排放，且乙酸丙醋作為溶劑而被供應(yīng)到萃取柱中。
[0006] 然而，已發(fā)現(xiàn)，根據(jù)該提純變體，由于相對高濃度的乙酸，很大程度上在丙締酸分 離塔與溶劑分離柱兩者中會發(fā)生不良的聚合物形成和結(jié)垢。因此，在數(shù)周操作時間之后就 已經(jīng)在設(shè)備內(nèi)發(fā)生堵塞，運(yùn)就是尤其蒸饋柱和相關(guān)聯(lián)的熱交換器內(nèi)的強(qiáng)力清潔與設(shè)備的對 應(yīng)停機(jī)時期變得必要的原因。
[0007] 因而產(chǎn)生的乙酸具有大于90重量％的相對高的純度，但來自乙酸的額外產(chǎn)生的 相對低的銷售收入無法彌補(bǔ)或難W彌補(bǔ)額外投資（例如，蒸饋柱、罐區(qū)、裝載設(shè)備等的投 資）和運(yùn)營成本（例如，增加的資源消耗）的花費(fèi)。此外，增加的聚合物形成和結(jié)垢傾向?qū)?致設(shè)備的可用性的顯著降低W及因聚合物形成所致的丙締酸產(chǎn)物損失，且還導(dǎo)致有關(guān)聚合 物的清潔和移除過程中所獲得的廢料的處置的成本。
[0008] 通過當(dāng)前常用的催化劑和可用的反應(yīng)器大小，作為副反應(yīng)，會在丙締酸設(shè)備中產(chǎn) 生約400kg/h的乙酸。能夠因而實現(xiàn)約200, 000 € (在500 € /t的價格下）的銷售收入。 然而，該收入與乙酸的分離所致的丙締酸損失相對化。假設(shè)丙締酸價格為1500 € /t，該收 入則相當(dāng)于損失了 130kg/h的丙締酸?，F(xiàn)今，丙締酸還實現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)更高的市場價格，且上文已 描述的有關(guān)額外投資和處置成本的其它成本尚未加W考慮。
[0009] 在US3, 798, 264中提出了用于通過在設(shè)備內(nèi)避免聚合物形成和結(jié)垢來提純丙締 酸的方法。最初，反應(yīng)產(chǎn)物作為冷凝物而在冷凝器中分離，且在汽提柱中與低沸物分離。含 有丙締酸的剩余相在萃取柱中通過萃取劑而與水相分離，其中一部分乙酸已隨著水相而移 除。隨后，萃取劑在溶劑分離柱中與丙締酸和乙酸分離。最終，乙酸通過在丙締酸/乙酸分 離柱中蒸饋而從丙締酸移除，其中所獲得的乙酸被供應(yīng)到冷凝物、汽提柱或萃取柱。為了在 丙締酸/乙酸分離柱內(nèi)避免與酸相關(guān)的聚合，丙締酸的一部分再循環(huán)，進(jìn)而分離柱中的丙 締酸濃度被調(diào)整為介于10重量％與70重量％之間的值。
[0010] 然而，已注意到，如現(xiàn)有技術(shù)所述的90重量％到30重量％的乙酸濃度無法在分離 柱中可靠地防止聚合物形成，且在延長時期上會促進(jìn)結(jié)垢。此外，已知方法中不利的是，丙 締酸的一部分不僅在分離柱內(nèi)再循環(huán)，而且再循環(huán)回萃取器。因此，丙締酸重復(fù)穿過包含蒸 饋柱的整個分離區(qū)，且因此暴露到熱負(fù)荷持續(xù)相對長的時間，運(yùn)反而促進(jìn)聚合物形成和結(jié) 構(gòu)，且同時導(dǎo)致貴重產(chǎn)物丙締酸的損失。 【實用新型內(nèi)容】
[0011] 因此，本實用新型的目標(biāo)是提供用于丙締酸的提純的設(shè)備，其中現(xiàn)有技術(shù)中所存 在的缺點(diǎn)被克服。具體來說，希望提高設(shè)備的可用性（運(yùn)行時間/操作時間）并防止蒸饋 單元的耗費(fèi)時間的且高成本的清潔，運(yùn)種清潔原本還設(shè)及到顯著的生產(chǎn)損失。
[0012] 該目標(biāo)通過一種用于對丙締酸進(jìn)行提純的設(shè)備來實現(xiàn)。
[0013] 用于從含有丙締酸和乙酸的混合物對丙締酸進(jìn)行提純的方法包括：對含有丙締酸 和乙酸的混合物進(jìn)行萃取，由此獲得萃余物流和萃取物流。運(yùn)之后是優(yōu)選地對萃取物流進(jìn) 行多級蒸饋，由此獲得丙締酸流和返回流，且返回流被引入到萃取劑流中。返回流另外地將 在萃取物流中所含有的乙酸引導(dǎo)回到萃取劑流中。
[0014] 根據(jù)本實用新型，返回流含有在萃取物流中所含有的乙酸的至少90重量％，優(yōu)選 大于95重量％。因此，能夠W極高的純度來提取丙締酸。
[0015] 因此，對于該方法來說，如現(xiàn)有技術(shù)所述的丙締酸和乙酸的直接蒸饋分離步驟不 再是必要的。因此，高濃度的乙酸（具體來地，具有高丙締酸分?jǐn)?shù)）得W避免，并且丙締酸 的與酸相關(guān)的聚合受到抑制。對應(yīng)地，運(yùn)導(dǎo)致設(shè)備的顯著較長的運(yùn)行時間。與通常在數(shù)周 的操作時間之后需要尤其是蒸饋柱和相關(guān)聯(lián)的熱交換器內(nèi)的徹底清潔W及對應(yīng)的停機(jī)時 期的現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)該方法可被執(zhí)行歷經(jīng)極長操作時間（超過一年），而不需要對應(yīng)的 停機(jī)時期。
[0016] 優(yōu)選的是，簡單地說，乙酸（即，基于引入到萃取中的乙酸的總量計，超過50重 量％、優(yōu)選超過60%重量的乙酸）已隨著萃余物流從該工序移除。"總量"被理解為從一方 面經(jīng)由含有丙締酸和乙酸的混合物且另一方面經(jīng)由返回流而被引入到萃取中的乙酸的那 些量的總和得出的乙酸的量。
[0017] 然而，尤其重要的是，在萃余物流中，相比已隨著返回流再循環(huán)到萃取器中的乙酸 的量，已從該工序移除顯著更大量的乙酸。W在返回流中所含有的乙酸的量計，從該工序移 除比已隨著返回流抵達(dá)萃取器的乙酸的量多40%W上、優(yōu)選甚至多50%W上的乙酸（令返 回流中所含有的量為100 %，在萃余物中排放對應(yīng)于〉140 %或〉150%的乙酸的量）。由此 確保萃取物流中和后續(xù)蒸饋中的乙酸的濃度相對低。舉例來說，在總量約lOOOkg/h的乙酸 進(jìn)入萃取器（來自進(jìn)料流+返回流）的情況下，隨著萃余物移除約600kg/h，并且在返回流 中僅含有約400kg/h。
[0018] W整個萃取物流計，萃取中所獲得的萃取物流中的乙酸的分?jǐn)?shù)為<2重量％，優(yōu)選 <1重量％。
[001引 W返回流的總質(zhì)量流量計，剩余乙酸W小濃度（通常，3重量％到7重量％，優(yōu)選5 重量％)隨著返回流再循環(huán)到萃取器。
[0020] 乙酸能被單獨(dú)地引入到萃取中，或者與萃取劑流結(jié)合，且所形成的混合物能夠被 引入到萃取中。
[0021] 在優(yōu)選方面中，在萃取之前，含有丙締酸和乙酸的混合物與液體，優(yōu)選為水，混合。 運(yùn)尤其在200°C到400°C的溫度下W丙締的雙級催化氣相氧化產(chǎn)生丙締酸時是優(yōu)選的。所 述液體充當(dāng)用于氧化的熱氣體混合物的澤火介質(zhì)。
[0022] 已發(fā)現(xiàn)還優(yōu)選的是，通過汽提成汽提劑流