[发明专利]用于流体热处理的具有回流管线的塔

说明书

本发明涉及用于流体热处理的塔(1)，其包括：圆柱形的垂直取向塔体(2)，该塔体(2)形成了塔空腔(3)；和材料交换基板(4)，该材料交换基板(4)布置在塔空腔(3)中，形成了收集表面(5)。本发明的塔(1)的特征是循环装置(9)，该循环装置(9)包括：至少一个排出孔(10)，其在收集表面(5)上方的塔体(2)中形成；与排出孔(10)流体连接的循环管线(11)；和至少一个再循环开口(14；14‑1至14‑3)，其与循环管线(11)流体连接，且其在收集表面(5)上方的塔体(2)中形成。本发明还涉及热分离方法，其中使用所述类型的塔(1)。使用所述分离方法，气体在塔内上升且液体在塔内下降，其中气体和/或液体特别包含(甲基)丙烯酸单体。

本发明涉及用于流体热处理的塔。所述塔具有圆柱形的垂直塔体，该塔体形成了塔腔；和传质塔盘，其布置在塔腔中且形成了收集区域。所述塔尤其是分离塔。本发明还涉及塔内至少一种上升的气体与塔内至少一种下降的液体之间的热分离方法。

在分离塔内，气流(上升)和液体流(下降)在许多情况下逆流传输，至少一种料流尤其包含(甲基)丙烯酸单体。由于料流之间存在的非平衡态，发生传热和传质，这最终导致分离塔内所需的移除(或分离)。在本文中，这些分离方法将被称为热分离方法。

本文中所用的表述“热分离方法”的实例(要素)为分级冷凝(参见，例如，DE19924532 A1、DE 10243625 A1和WO2008/090190 A1)和精馏(在这两种情况下，上升的气相与下降的液相逆流传输；分离作用是基于平衡状态下蒸汽组成与液体组成不同)，吸收(至少一种上升气体与至少一种下降液体逆流传导；分离作用是基于气体组分在液体中的溶解度不同)和解吸(吸收的逆过程；溶解在液相中的气体通过降低分压而移除；如果溶解在液相中的物质的分压至少部分通过将载气穿过液相而降低，则该热分离方法也被称为汽提；替代地或者另外(同时作为一种组合)，分压的降低也可通过降低工作压力来实现)。

例如，从催化气相氧化的产物气体混合物中移除(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯醛可以如下方式进行：首先将(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯醛通过吸收到溶剂(例如水或有机溶剂)中或通过分级冷凝产物气体混合物而进行基本的移除，随后将所获得的吸收物或冷凝物进一步分离，以获得具有更高或更低纯度的(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯醛(参见，例如DE-10332758 A1、DE 10243625 A1、WO 2008/090190 A1、DE 10336386A1、DE19924532A1、DE 19924533 A1、DE 102010001228 A1、WO2004/035514 A1、EP 1125912 A2、EP 982289A2、EP 982287 A1和DE10218419 A1)。

本文中的表述“(甲基)丙烯酸单体”是“丙烯酸单体和/或甲基丙烯酸单体”的缩写形式。

本文中的术语“丙烯酸单体”是“丙烯醛、丙烯酸和/或丙烯酸的酯”的缩写形式。

本文中的术语“甲基丙烯酸单体”是“甲基丙烯醛、甲基丙烯酸和/或甲基丙烯酸的酯”的缩写形式。

特别地，本申请所述的(甲基)丙烯酸单体应包括以下(甲基)丙烯酸酯：丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯和甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯。

(甲基)丙烯酸单体是制备聚合物的重要起始化合物，所述聚合物可用作例如胶粘剂或者卫生制品中的超吸水性材料。

在工业规模上，(甲基)丙烯醛和(甲基)丙烯酸主要通过催化气相氧化合适的C₃/C₄前体化合物(或其前体化合物)来制备。在丙烯醛和丙烯酸的情况下，所用的这种前体化合物优选为丙烯和丙烷。在甲基丙烯酸和甲基丙烯醛的情况下，异丁烯和异丁烷是优选的前体化合物。