[发明专利]制备丙烯酸的方法

说明书

本发明涉及制备丙烯酸的方法，其包含以下步骤：a)制备产物气体混合物，通过使至少一种C₃前体化合物生成丙烯酸的催化气相氧化而进行，其中形成催化气相氧化的主产物丙烯酸并且形成副产物乙二醛，所述产物气体混合物包含丙烯酸和乙二醛；b)冷却所述产物气体混合物；c)使产物气体混合物与吸收剂逆流接触，其中形成的被吸收物A包含吸收剂和被吸收的丙烯酸；d)将包含至少部分被吸收物A的原料流F(2)引入包括精馏段和提馏段的精馏塔中；e)在提馏段中富集吸收剂并在精馏段富集丙烯酸；f)将含有至少90重量％的丙烯酸的粗丙烯酸的物流C作为侧线物流从精馏段抽出，其中步骤c)在含有至少两个冷却回路的吸收塔(12)中进行：第一冷却回路(14)，其中冷凝产物气体混合物的高沸点馏分；以及第二冷却回路(16)，其中冷凝产物气体混合物的低沸点馏分；其中将含有料流F(2)的一部分被吸收物A从吸收塔(12)中于侧线采出(20)处移出，所述侧线采出(20)位于第一冷却回路(14)处或位于吸收塔(12)上第一冷却回路(14)和第二冷却回路(16)之间的高度处，并且其中在第二冷却回路中被吸收物A的温度(Tc)为至少56℃。

本发明涉及制备丙烯酸的方法，其包括以下步骤：制备产物气体混合物、冷却产物气体混合物、将所述产物气体混合物与吸收剂接触(其中形成被吸收物A)以及将含有至少部分被吸收物A的料流F引入精馏塔。

丙烯酸是一种重要的单体，已发现其本身和/或以其烷基酯的形式用于制备在卫生领域使用的聚合物，例如用于如WO 02/055469和WO 03/078378中所记载的超吸水性聚合物。

丙烯酸例如可通过在气相中C₃前体化合物(如丙烯、丙烷、丙烯醛、丙醛、丙酸、丙醇和/或甘油)进行多相催化部分氧化来制备，如在例如EP-A 990 636、美国专利号5,108,578、EP-A 1 015 410、EP-A 1 484 303、EP-A 1 484 308、EP-A 1 484 309、US-A 2004/0242826和WO 2006/136336中所公开的。

原则上，在这类多相催化部分气相氧化的过程中，不能获得纯丙烯酸，而仅能获得包含丙烯酸的产物气体混合物，所述产物气体混合物除了丙烯酸之外，还包含不同于丙烯酸的成分，必须将丙烯酸从所述产物气体混合物中分离出来。产物气体混合物中这类不同于丙烯酸的成分通常为蒸汽。对此，原因如下：第一，蒸汽通常组成部分氧化的副产物；第二，蒸汽还通常在部分氧化反应中用作惰性稀释气体。

在丙烯酸的C₃前体化合物的部分氧化的产物气体混合物中，不同于丙烯酸的成分的性质和具体比例可能受以下参数影响，所述参数包括用作原料的C₃前体化合物的纯度和反应条件，反应条件包括所用的催化剂，在所述参数下，多相催化部分气相氧化类似于例如DE-A 101 31 297和DE-A 10 2005 052 917进行。典型的这类不同于丙烯酸和蒸汽的次要成分为例如，碳氧化物(例如CO和CO₂)、分子氮、分子氧、低分子量烷烃(例如丙烷、乙烷和甲烷)、低饱和羧酸(例如甲酸、乙酸和丙酸)、低级醛(例如甲醛、苯甲醛和糠醛)以及高级羧酸或其酸酐(例如苯甲酸、邻苯二甲酸酐和马来酸酐)。

这些不同于丙烯酸和蒸汽的次要成分的一部分——在1bar的标准压力下以其纯的形式——较纯丙烯酸更易挥发，这对应于在标准压力下其沸点较丙烯酸低。当在标准压力下这些次要成分的沸点为至少0℃并且同时比丙烯酸在标准压力下的沸点至少低20℃时，这些次要成分还被称为低沸点物。乙酸为低沸点物的一个实例。

当在标准压力下上述次要成分的沸点小于0℃时，它们可被涵盖在术语“不可冷凝”中。不可冷凝的次要成分尤其包括比水更易挥发的次要成分如分子氮。

所述次要成分的另一部分比丙烯酸的挥发性低得多，例如邻苯二甲酸酐，并且其标准压力下的沸点比丙烯酸在标准压力下的沸点高至少75℃。这些次要成分可被称为高沸点物。

在标准压力下的沸点比丙烯酸在标准压力下的沸点低20℃至高75℃的次要成分(如马来酸酐)可被称为中等沸点物。