專利名稱：通過結晶間歇提純粗丙烯酸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種間歇提純粗丙烯酸的方法，包括至少一個解吸段和至少一個提純段。
丙烯酸是一種關鍵的化學品，例如其直接或以其烷基酯的形式用于制備通過自由基聚合產生的聚合物。
通常，丙烯酸在多相催化下通過氣相氧化丙烯和/或丙烷制備(參閱例如DE-A19 508 558，EP-A293 224，EP-A257 565和在這些公開中引用的文獻)。
離開氣相氧化過程的氣體混合物當然不是由純丙烯酸組成，而是一種含有丙烯酸的氣體混合物，丙烯酸必須從此氣體混合物中分離出來。
從氣相氧化的氣體混合物產品中分離丙烯酸的多種已知方法在例如DE-A19 600 955中進行了總結。
已知的分離方法的共同特點是所需丙烯酸首先通過使用溶劑吸收(也參閱DE-A4 308 087)或通過部分冷凝從反應氣體混合物中分離出來。然后，將所得的吸收物或冷凝液一般通過蒸餾(加入或不加入共沸夾帶劑)和/或萃取進行處理，使得到的丙烯酸質量達到丙烯酸的含量以重量計通?！?5重量％、常?！?6重量％或≥97重量％、經常≥98重量％，有時丙烯酸的含量≥99重量％并且某些情況下甚至≥99.5重量％。
上述質量的丙烯酸在本公開中非常普遍地均歸于粗丙烯酸一類。它們一般包含至少一種下列雜質水、醋酸、丙酸、諸如丙烯醛、糠醛或苯甲醛之類的低分子量醛、烯丙醇和丙烯酸的酯、馬來酸酐、過程阻聚劑如吩噻嗪和/或N-烴氧基自由基和二丙烯酸(當含丙烯酸的混合物被靜置時，通過丙烯酸自身的邁克爾加成反應形成的加合物)。
當將丙烯酸用于例如自由基聚合目的時，上述大多數(shù)雜質證實是有麻煩的(例如，它們導致所得的聚合物變色或以不利的方式影響誘導時間，誘導時間即直到聚合開始的時間)。
二丙烯酸被證實是一種特別不希望有的雜質。雖然它一般進行自由基共聚，但是確實具有的不利之處是當此聚合物遭受熱負荷時裂解并釋放出單體丙烯酸，當此聚合物用于衛(wèi)生領域時，這種情況特別不能容忍(關鍵詞嬰兒尿布中的超吸收劑；這些聚合物是通過自由基聚合得到的部分中和的聚丙烯酸)。
因此，粗丙烯酸常常不直接使用，而是僅在進一步提純得到純丙烯酸后使用。
文獻(參閱，例如EP-A616 998)建議通過間歇結晶將粗丙烯酸提純成純丙烯酸。在文獻中，起始粗丙烯酸在第一結晶步驟中通過低溫作用被分離成純度比起始粗丙烯酸高的丙烯酸晶體和純度比起始粗丙烯酸低的母液。進行靜態(tài)(在結晶過程中熔融體靜止不動，例如，板式結晶器或肋管結晶器)和動態(tài)(在結晶過程中攪動熔融體，例如，降膜結晶器或在整個截面上流動的管)結晶均可。熔化所得的丙烯酸晶體，如有要求，在隨后連續(xù)實施的一個或多個進一步結晶步驟中對其進行進一步的提純。
為了保證經濟的產率，將在第一結晶步驟中得到的母液也進行至少一個進一步結晶步驟的處理。其中要結晶的熔融體源自在第一結晶步驟中得到的丙烯酸晶體的結晶步驟一般稱之為提純段。同樣，第一結晶步驟稱之為提純段。相反，其中要結晶的熔融體源自在第一結晶步驟中得到的母液的所有結晶步驟稱之為解吸段。
這意味著通過結晶間歇提純粗丙烯酸通常包括至少一個提純段和至少一個解吸段。
對于粗丙烯酸的間歇提純，現(xiàn)有技術(例如，EP-A616 998)也推薦在一個相同的結晶器即單個結晶器中實施一個或多個提純段(即包括任何額外使用的提純段)和至少第一解吸段。此過程的不利之處是不在結晶器中進行結晶的那部分起始粗丙烯酸暫時被儲存在容器中。但是，在此暫時儲存的過程中會形成二丙烯酸。在隨后的結晶段中，將在暫時儲存過程中形成的二丙烯酸分離出去，但是被分離出去的二丙烯酸相當于純丙烯酸的產率更低。
本發(fā)明的一個目的是提供一種通過結晶間歇提純粗丙烯酸的改進方法。
我們發(fā)現(xiàn)通過提純粗丙烯酸的間歇方法可達到此目的，該方法包括至少一個提純段和至少一個解吸段，其中至少第一解吸段在不同于第一提純段的結晶器中進行。
本發(fā)明的特別重要之處在于在第一提純段后剩余的母液量顯著少于在第一提純段中待通過結晶提純的起始粗丙烯酸的量。
但是，由于必須將用于第一提純段的結晶器(下面稱之為結晶器A)尺寸調整至與在此階段要通過結晶處理的起始粗丙烯酸量相適應，因此對于通過結晶進一步提純在第一提純段得到的母液，結晶器A常常是超尺寸的，為此，實際上當僅有單個結晶器用于通過結晶間歇提純起始粗丙烯酸時，采用這樣一種程序，其中將在連續(xù)操作的第一提純段中得到的許多母液收集起來直到源自第一提純段并要通過結晶進一步提純的母液量適合結晶器A的尺寸(否則使用結晶器A可得到的純丙烯酸的時空產率不完全令人滿意)。
在上述情況下，由于第一提純段的母液暫時儲存所要求時間較長而形成的二丙烯酸在所說的母液中特別明顯。
因此根據本發(fā)明，對于第一解吸段，使用設計用于較少待結晶量的結晶器(下面稱之為結晶器B)是有利的，該結晶器的處理量僅為在第一提純段中待通過結晶提純的起始粗丙烯酸量的10-60體積％、優(yōu)選20-50體積％、特別優(yōu)選20-40體積％、非常特別優(yōu)選25-35體積％。
根據本發(fā)明，結晶器A和結晶器B均可以為動態(tài)或靜態(tài)結晶器。當然，也可以結晶器A為動態(tài)結晶器而結晶器B為靜態(tài)結晶器(或反之亦然)。
根據本發(fā)明，優(yōu)選結晶器A和結晶器B均為動態(tài)結晶器。
如在EP-A616 998中所述，特別有利的是結晶器A和結晶器B均為降膜結晶器，均有利的是管式降膜結晶器。
在此情況下，根據本發(fā)明使用的管式降膜結晶器B有利地僅包含待根據本發(fā)明使用的管式降膜結晶器A所包含結晶管的10％-60％、優(yōu)選20％-50％、特別優(yōu)選20％-40％、非常特別優(yōu)選25％-35％。
此外，待根據本發(fā)明使用的兩個或多個結晶器A和B可以本身已知的方式操作。
對本發(fā)明來說，根據本發(fā)明的一對結晶器A和結晶器B被稱之為串聯(lián)結晶器。
最后，應該注意到當在第一提純段中冷凍出來的丙烯酸量最多僅達到所用起始粗丙烯酸量的30重量％時，本發(fā)明方法也以顯著的方式使用。
根據本發(fā)明，結晶器A當然可在進一步的提純段(第二、第三、等等)中使用，結晶器B可在進一步的解吸段(第二、第三、等等)中使用。
就相同的純丙烯酸生產能力而言，在二丙烯酸耗損方面，本發(fā)明方法總比僅使用一個結晶器的方法更為有利。
特別是多個提純段和多個解吸段都使用時，其優(yōu)勢十分顯著。
權利要求
1.一種通過結晶間歇提純粗丙烯酸的方法，包括至少一個提純段和至少一個解吸段，其中至少第一解吸段在不同于第一提純段(在結晶器A中進行)的結晶器(結晶器B)中進行。
2.根據權利要求1的方法，其中結晶器A和結晶器B均為動態(tài)結晶器。
3.根據權利要求1的方法，其中結晶器A和結晶器B均為管式降膜結晶器。
4.根據權利要求1-3中任一項的方法，其中結晶器B的設計提純量僅為結晶器A的設計提純量的10-60體積％。
5.根據權利要求3的方法，其中管式降膜結晶器B包含的結晶管數(shù)僅為管式降膜結晶器A的10-60％。
6.一種串聯(lián)結晶器，包括結晶器A和結晶器B。
7.根據權利要求6的串聯(lián)結晶器，其中結晶器A和結晶器B均為管式降膜結晶器。
8.根據權利要求7的串聯(lián)結晶器，其中管式降膜結晶器B包含的結晶管數(shù)僅為管式降膜結晶器A的10-60％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過結晶間歇提純粗丙烯酸的方法，包括至少一個提純段和至少一個解吸段，第一解吸段在不同于第一提純段的結晶器中進行。
文檔編號C07C57/07GK1431991SQ01810219
公開日2003年7月23日 申請日期2001年5月16日 優(yōu)先權日2000年5月29日
發(fā)明者B·?？? D·博伊曼, J·海勒克, K·J·米勒-恩格爾 申請人:巴斯福股份公司