[发明专利]用于制备高纯度丙烯酸的分隔壁蒸馏塔和使用该分隔壁蒸馏塔的分馏方法

说明书

技术领域

本申请要求于2009年3月19日和2010年3月19日分别向韩国知识产权局提交的第10-2009-0023457号和第10-2010-0024596号韩国专利申请的优先权，这两件韩国专利申请的全部公开内容以引用的方式纳入本说明书。本发明涉及一种用于制备高纯度丙烯酸的分隔壁蒸馏塔和使用该分隔壁蒸馏塔的分馏方法。

背景技术

一般而言，多种原始材料(例如原油)通常以多种化学品的混合物的形式存在。因此，这些原始材料本身几乎不用于工业中，但是通常被分离成用于工业的相应的化合物。蒸馏方法是用于分离混合物的化学方法的代表性方法。

一般而言，蒸馏方法用来将混合物分离为两种组分：高沸点组分和低沸点组分。因此，使用比待分离的混合物中的组分的数目(n)少1个的数目(n-1)的蒸馏塔。也就是说，用于分离三组分混合物的方法已主要使用在常规蒸馏工业的现场连续运行的两个蒸馏塔的结构。

一种用于分离三组分混合物的常规的蒸馏方法示于图1中。

上述常规的蒸馏方法使用两塔体系，其中，在第一塔11中分离最低沸点组分(D)，以及在第二塔21中分离中沸点组分(S)和高沸点组分(B)。

在常规两塔蒸馏体系中，第一塔中丙烯酸的组成分布图示于图2中。如图2所示，中沸点组分(S)可能通常在第一塔的下部位发生再混合。

上述常规蒸馏方法可以容易地控制产物的组成，但所述中沸点组分在第一蒸馏塔中再混合。因此，蒸馏塔中的热力学效率下降，从而造成不必要的能源消耗。

为了解决这些问题，已经对新型的蒸馏结构进行了大量的研究。一种使用热耦结构提高分离效率的代表性的例子可以为如图3所示的Petlyuk蒸馏塔的结构。该Petlyuk蒸馏塔配置成其中初分离器12和主分离器22是热耦合的结构。因此，低沸点组分和高沸点组分首先在初分离器中分离，接着经过初分离器的塔顶部和塔底部流向主分离器的进料板。之后，在主分离器中分离低沸点、中沸点和高沸点组分。这种结构具有高能量效率，这是因为在Petlyuk蒸馏塔中的蒸馏曲线类似于平衡蒸馏曲线。然而，工艺的设计和运行并不容易，并且特别难以调节蒸馏塔中压力的平衡。

为了解决关于Petlyuk蒸馏塔的上述问题，已经提出分隔壁蒸馏塔(DWC)。DWC的热力学方面与Petlyuk蒸馏塔的相类似，但是结构方面与Petlyuk蒸馏塔的区别在于，分隔壁安装在蒸馏塔内，从而使Petlyuk蒸馏塔的初分离器整合到主分离器中。这样的结构很大的优势在于：因为关于Petlyuk蒸馏塔的初分离器与主分离器之间的平衡的问题自然地得到解决，因此操作简单，所以操作易于进行，并且由于两种类型的蒸馏塔被整合成一个，所以投资成本也会显著降低。

下面的文献1和2公开了一种与丙烯酸的蒸馏有关的常规技术。

文献1公开了一种由混合物来蒸馏和分离纯的(甲基)丙烯酸的方法。也就是说，采用一种蒸馏装置由混合物来蒸馏和分离纯的(甲基)丙烯酸，该混合物包含(甲基)丙烯酸以及(甲基)丙烯酸的二聚物和低聚物，且基本上不包含醛或沸点比(甲基)丙烯酸低的成分，所述蒸馏装置包括薄膜蒸发器、冷凝器、挡板单元(baffle unit)和用于连接薄膜蒸发器和冷凝器的连接单元。

文献2公开了一种通过蒸馏提纯(甲基)丙烯酰基单体的方法。现有技术中已知的方法包括：在至少一种需要引入氧气的聚合抑制剂和/或在氧气存在下表现出较大效果的抑制剂存在下(以使液体稳定)，通过蒸馏含有(甲基)丙烯酸单体的液体而由该液体提纯(甲基)丙烯酰基单体，该单体选自(甲基)丙烯酸和其酯中，其中在NO₂气体存在下以0.02～3％的氧气/有机蒸气比(W/W)和1x10^-6～5x10^-3％(即，0.01～50PPM)的NO₂/有机蒸气比(W/W)进行上述蒸馏。

[文献1]KR 10-1996-0047606(1996年10月23日提交)

[文献2]KR 10-2002-7006584(2002年5月23日提交)

文献1和2完全不同于本发明，区别在于文献1和2中提出的方法并不是针对包括分隔壁的蒸馏塔。

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