[发明专利]过滤2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的新方法

说明书

本发明涉及一种通过加压旋转过滤器过滤2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸晶体悬浮液的连续方法。本发明还涉及用根据过滤方法获得的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸获得的聚合物及其用途，特别是作为絮凝剂、分散剂、增稠剂、吸收剂或减摩剂。

技术领域

本发明的领域涉及水溶性磺化单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(ATBS)的制备，更确切地说，涉及用旋转压力过滤器过滤2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸晶体悬浮液的新方法。

背景技术

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸广泛用作丙烯酸纤维中的添加剂，或用作原料以获得聚合物，所述聚合物在例如石油工业、建筑、水处理(海水淡化、矿物工业等)或化妆品等各种领域中用作分散剂、水凝胶或增稠剂。

在制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的方法中进行的反应对应于下面的反应方案，其中丙烯腈过量地存在以便既是反应的溶剂又是试剂。丙烯腈与硫酸和异丁烯接触。

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸不溶于丙烯腈溶剂。因此，反应产物在反应溶剂中呈晶体悬浮液的形式。

举例来说，美国专利No.6,448,347公开了一种以连续方式制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的方法。

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸通常通过过滤从丙烯腈中分离出来，然后干燥。为了减少残留在晶体中的丙烯腈和丙烯酰胺的量，干燥2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸是必要的。这两种化合物被分类为致癌成分CMR，因此有必要进行有效的过滤以除去丙烯腈，然后将其干燥以获得尽可能低的丙烯腈和丙烯酰胺含量。

如1995年发表于《伊朗高分子科学与技术杂志》第4卷第1期的题为“On theRitter synthesis of N-tert-butylacrylamide,reaction between tert-butylalcoholand acrylonitrile in non-aqueous system”的文章中所述，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的产率与合成介质中不含三氧化硫(SO₃)的比例有关。换句话说，介质磺化越多，反应对2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的选择性越高，对N-叔丁基丙烯酰胺的损害就越大。

此外，在美国专利No.8,247,601中，其涉及一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸的方法，说明IBSA杂质(2-甲基-2-丙烯基-1-磺酸)和IBDSA(2-亚甲基-1,3-丙烯二磺酸)是制备方法的副产物。这两种反应副产物的浓度与反应混合物中存在的三氧化硫的浓度成比例。

由于源自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的杂质即使在低浓度下也会强烈影响聚合反应和所获得的聚合物的质量，特别是水不溶物含量的比率和其分子量，因此有必要进行纯化。

在第一方面，美国专利No.8,247,601公开了基于通过液相色谱法在线监测IBSA和IBDSA的浓度来控制引入反应混合物中的三氧化硫的量。在第二方面，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸晶体通过离心进行固/液分离。

专利WO2017/162545公开了用于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸晶体的固/液分离的过滤或离心技术的用途。

通常使用的连续过滤技术包括真空带式过滤器和固体或多孔的碗式倾析器。

真空带式过滤器利用真空的能量在待过滤的悬浮液和滤布之间产生真空。因此，过滤速度受限于1巴(绝对真空)的下压。此外，这些过滤器通常是水平的。因此，每个过滤单元有必要使用大底板区域。