CN100342171C

CN100342171C - 防止固体物粘附的方法

Info

Publication number: CN100342171C
Application number: CNB031208975A
Authority: CN
Inventors: 安藤佳正; 加峯靖弘; 丸本武弘
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP2003287188A; CN1447056A

Abstract

本发明涉及处理易聚合性物质的易聚合性物质用设备的防止固体物粘附的方法。即，本发明提供了一种在处理易聚合性物质时，可减少粘附在管道或者容器的内壁面上的固体物的防止固体物质粘附的方法。利用一种加热装置将存在于管道或容器内的含易聚合性物质的溶液加热到该含易聚合性物质溶液的温度之上。这时，优选含易聚合性物质的溶液的温度(T1)与加热装置的温度(T2)的温度差(T2-T1)控制在1～100℃范围内。

Description

防止固体物粘附的方法

技术领域

本发明涉及处理易聚合性物质的易聚合性物质用设备的防止固体物粘附的方法。

背景技术

作为易聚合性物质的一种的甲基丙烯酸，通过例如，异丁烯，叔丁醇或者异丁烯醛的气相氧化进行制造。可是，在气相氧化之后得到的甲基丙烯酸中，会含有很多的杂质比如对苯二酸、水、醋酸、丙烯酸等。这些杂质中的对苯二酸的性质是相甲基丙烯酸的溶解度非常低。因此，含有对苯二酸的液体，因管道或者容器的器壁的导热而冷却时，对苯二酸的饱和溶解度就降低而析出，对苯二酸的固体物往往附着在管道或者容器的内壁上。这些附着在管道或者容器内壁上的对苯二酸等的固体物质，不只是造成管道或者容器的压力损失上升或者是堵塞等的原因，而且这些固体物质，由于在管道或者容器内部流动的液体的流量改变以及容器的振动等的原因而发生剥离时，将会堵塞设置在其下流部分的阀门或者热交换器。

可是，一直以来，在甲基丙烯酸的制造工艺中，从分离、除去杂质的蒸馏塔中流出的蒸馏塔残液等的温度比外部大气环境的温度要高，为了防止残液的温度降低，往往在残液所用的管道或者容器的外部用保温材料包覆。

然而，即使在管道或者容器的外部包覆保温材料，不能非常好地防止温度的降低。而且，比甲基丙烯酸具有较高沸点的对苯二酸，由于其浓度会随着利用蒸馏进行精制的过程逐渐地上升，从而使得位于蒸馏塔的下流部分的对苯二酸处于过饱和状态(即处于溶解度的浓度)，即处于非常容易析出的状态。因此，如果管道或者容器稍稍冷却，对苯二酸的饱和溶解度下降，对苯二酸就会析出并附着在管道或者是容器的壁面上。

发明内容

本发明就是为了解决这一系列的问题而提出的，其目的是提供一种在处理易聚合性物质时，可以减少固体物质附着在管道或者容器的内壁上的的防止固体物质粘附的方法。

本发明的防止固体物质粘附的方法是防止对苯二酸和/或(甲基)丙烯酸的低聚物粘附的方法，其特征是，采用在含易聚合性物质的溶液的温度以上的加热装置加热存在于管道或容器内的含易聚合性物质的溶液，并且含易聚合性物质的溶液的温度T1与加热装置的温度T2的温度差T2-T1在1℃～100℃范围内，其中，所述易聚合性物质是(甲基)丙烯酸和对苯二酸。

另外，可以将上述加热装置做成可加热到含易聚合性物质溶液的温度之上的热介质流动的热介质管。

另外，可以将上述加热装置做成可加热到含易聚合性物质溶液的温度之上的电热丝。

而且，可以将上述管道和上述加热装置做成具有双重管结构的易聚合性物质用设备，该双重管结构由在内部具有含易聚合性物质溶液的内管，和由设置在该内管的外侧、有含易聚合性物质溶液的温度之上的热介质流动的外管构成的加热装置两者形成的。

本发明的防止固体物质粘附的方法，适用于上述易聚合性物质为(甲基)丙烯酸的情形，尤其适用于含有对苯二酸以及/或(甲基)丙烯酸低聚物的(甲基)丙烯酸的情形。

如上所述，本发明的防止固体物质粘附的方法，由于采用加热装置将存于管道或容器内部的含易聚合性物质的溶液加热到该含易聚合性物质溶液的温度之上，防止了由于外界大气引起的含易聚合性物质溶液的温度的降低，抑制了伴随着杂质的饱和溶解度的降低的过饱和度的上升，从而可防止杂质的析出。其结果，可阻止由杂质构成的固体物粘附在管道或者容器的内壁面上。

另外，如果含(甲基)丙烯酸溶液的温度(T1)与加热装置的温度(T2)之间的温度差(T2-T1)在1～100℃之间，可充分加热含易聚合性物质溶液的同时，易聚合性物质聚合的可能性降低，因而可更好地防止杂质的析出与粘附。

附图说明

图1是表示本发明的易聚合性物质用设备的一个实施例，图1(a)为沿纵向剖切的截面图，图1(b)为图1(a)中沿A-A方向剖切的截面图。

图2是表示本发明的易聚合性物质用设备的另一实施例，(图2)(a)为沿纵向剖切的截面图，(图2)(b)为与纵向垂直的方向剖切的截面图。

图3是表示本发明的易聚合性物质用设备的其他实施例的截面图。

具体实施方式

对于本发明的易聚合性物质所用的设备及防止固体物质粘附的方法，参照图1所示的一个实施例进行说明。作为易聚合性物质所用的设备的输送管10的简要结构包括：作为易聚合性物质(甲基)丙烯酸流通的单管11，在此单管11的外侧以一定的间隔呈螺旋状卷绕的铜管12(作为加热装置的热介质管)，包覆单管11及铜管12的保温材料13。

这里，所谓“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。

在铜管12的内部，所流通的是作为加热到含(甲基)丙烯酸的溶液的温度以上的热介质的蒸汽。铜管12的温度虽可以加热至含(甲基)丙烯酸溶液的温度之上，但优选的温度是使含(甲基)丙烯酸溶液的温度(T1)与铜管12的温度(T2)之间的温度差(T2-T1)在1-100℃范围内，更优选在1-60℃范围内。当温度差(T2-T1)低于1℃时，就不能充分加热含(甲基)丙烯酸的溶液，往往析出固体物。另一方面，如果温度差(T2-T1)超过100℃时，(甲基)丙烯酸可能发生聚合而固化，也不能防止固体物的粘附。

本实施例的防止固体物质粘附的方法，通过加热到含(甲基)丙烯酸的溶液的温度之上的蒸汽流过的铜管，加热流经单管11内部的含(甲基)丙烯酸溶液。进而防止了因外部大气而使单管11的管壁的温度下降，并且防止了杂质的饱和溶解度的降低。这样，抑制了随着杂质的饱和溶解度的降低而引起的过饱和度的上升，抑制了含在(甲基)丙烯酸中的杂质的析出，从而防止了由杂质构成的固体物粘附在单管11的内表面上。

在单管11的内部的液体是含(甲基)丙烯酸的溶液时，析出的固体物质，以(甲基)丙烯酸的低聚物、对苯二酸为主。因此，含(甲基)丙烯酸溶液的防止固体物质粘附的方法，如果能防止对苯二酸及(甲基)丙烯酸的低聚物的析出，就可以防止固体物质粘附在单管11的内表面上。实际上，可以认为，(甲基)丙烯酸的低聚物与对苯二酸往往一起粘附，在对苯二酸析出、粘附的同时，(甲基)丙烯酸的低聚物也粘附。(甲基)丙烯酸的低聚物，可以推测是如下形成的，即由于蒸馏塔的重沸器的加热而生成的，由于对苯二酸析出的同时，混进固体物质中的(甲基)丙烯酸长期滞留而生成的，或者由于气相氧化反应气体冷却时因抗聚合剂暂时的的枯竭而生成的。另外，要考虑到促进对苯二酸的析出、粘附的因素。

如上所述，在本实施例的输送管10中，由于将加热到含(甲基)丙烯酸的溶液的温度之的铜管12(加热装置)卷绕在内部有(甲基)丙烯酸流过的单管11的外部，从而可以加热单管11内部的含(甲基)丙烯酸的溶液。因此，杂质的饱和溶解浓度不会下降，由于可抑制含在含(甲基)丙烯酸溶液中的杂质的析出，因而可防止由杂质构成的固体物质的粘附。另外，由于利用保温材料13包覆单管11，可防止其放热，因而可高效的加热含(甲基)丙烯酸的溶液。

另外，当含(甲基)丙烯酸溶液的温度(T1)与铜管12的温度(T2)的温度差(T2-T1)在1～100℃范围内时，由于可充分地加热含(甲基)丙烯酸溶液的同时，(甲基)丙烯酸聚合的可能性降低，因而可更好地防止对苯二酸的析出、粘附。

进一步，本发明不受上述实施例的限定。即，本发明的易聚合性物质用的设备，只要是具有在内部有含(甲基)丙烯酸溶液的管道或容器，和可加热到含(甲基)丙烯酸溶液的温度之上的、加热含(甲基)丙烯酸溶液的加热装置的均可。例如，可以是如图2所示的为双重管结构的输送管14(易聚合性物质用设备)，该双重管结构具有：在内部具有含(甲基)丙烯酸溶液的内管15，和设置在该内管15的外侧、由有含(甲基)丙烯酸溶液的温度之上的热介质流过的外管16构成的加热装置。即使在这种情况下，也可以用保温材料17包覆外管16的外侧。如果使用此种输送管14，借助于加热到含(甲基)丙烯酸溶液的温度以上的热介质流过的外管16(加热装置)，可加热内管15中的含(甲基)丙烯酸溶液，从而可防止含(甲基)丙烯酸溶液中的杂质的析出。

进一步，在采用这种输送管14的情况下，为了增加单位管道长度的传热量，优选将流过内管15中的含(甲基)丙烯酸溶液的温度(T1)与温水的温度(T2)之间的温度差(T2-T1)保持在1～50℃范围内，特别优选保持在1～30℃范围内。当温度差在此范围内时，可更好地防止固体物的析出。

另外，也可以是如图3所示的储藏槽20(易聚合性物质用设备)，该储藏槽20是在储存有含(甲基)丙烯酸溶液的容器18的外部，设置有作为热介质的蒸汽流过的蒸汽套管19(加热装置)。在这样的储藏槽20中，由于可利用蒸汽套管19加热容器18中的含(甲基)丙烯酸溶液，从而可防止含(甲基)丙烯酸溶液中杂质的析出。

另外，作为加热装置，只要能加热管道或者容器内部的含(甲基)丙烯酸溶液即可，没有特别的限制，在工业上，可利用加热到含(甲基)丙烯酸溶液的温度以上的热介质流通的热介质管道，或者可利用加热到含(甲基)丙烯酸的溶液温度之上的电热丝。另外，加热装置的位置，既可以是管道或者容器的外侧，也可以是它们的内侧。

另外，本发明的防止固体物粘附的方法，不受上述实施例的限定，例如易聚合性物质也可以是(甲基)丙烯酸以外的物质。

下面，通过实施例及比较例对本发明进行更详细的说明。

实施例1

在外径114.3mm，厚3.0mm，长约20m的不锈钢制的管道内，在温度：94℃，流量：34m³/h(用控制阀调节流量)的条件下使含有甲基丙烯酸：99质量％，其他杂质：1质量％(其中，对苯二酸：800ppm)的含甲基丙烯酸的容液在其中流通。在此管道的外侧，作为加热装置以螺距50mm卷绕着外径8mm、厚度1mm的铜管，并在此铜管的内部有温度为144℃的蒸汽流通。另外，用厚50mm的玻璃绵包覆在流通有含甲基丙烯酸的溶液的管道及铜管，使其保温。

以这种状态持续流通3个月后，将含甲基丙烯酸的溶液放掉，用目测观察判断管道的内部。结果发现，在管道的全部内壁面上虽粘附了一层非常薄的固体物，但远未达到引起堵塞等的程度，含甲基丙烯酸的溶液的流通完全没有问题。另外，邻结束前的流量控制阀的开度，与流通开始时的45％的开度几乎相同(0％：全闭，100％：全开)，结果也显示管道的压力损失没有变化。

比较例1

除了在管道的外侧，不卷绕有蒸汽流通的铜管(加热装置)、不用玻璃绵保温以外，其他与实施例1相同，使含甲基丙烯的酸溶液流通。在从流通开始经过约2个月的时候，发生了故障，管道上粘附的结晶剥落，致使设置在下流部分的控制阀堵塞。进而，在从流通开始第3个月，将溶液放掉再用目测观察判断管道内时，在管道的全部内壁面上，粘附了一层厚度在3mm～5mm的固体物。流量控制阀，相对于流通刚开始时的开度45％，流通结束时上升到100％，流量也下降到30m³/h。也就是说，管道已堵塞。采集粘附在管道上的结晶进行分析时，含有约95质量％的对苯二酸，约5质％的甲基丙烯酸的低聚物。

比较例2

除在卷绕管道的外侧的铜管内没有蒸汽流通外，其余与实施例1相同，使含甲基丙烯酸的溶液流通。在从流通开始第3个月时，将管道中的溶液放掉，用目测对管道内进行观察判断时，在管道的全部内表面上，粘附有厚度1～2mm的固体物。另外，流量控制阀，相对于流通刚开始时候的开度45％，上升至流通结束时的55％。采集粘附在管道上的结晶进行分析时，具有与比较例1几乎相同的组成。

Claims

1.一种防止对苯二酸和/或(甲基)丙烯酸的低聚物粘附的方法，其特征在于：采用在含易聚合性物质的溶液的温度以上的加热装置加热存在于管道或容器内的含易聚合性物质的溶液，并且含易聚合性物质的溶液的温度T1与加热装置的温度T2的温度差T2-T1在1℃～100℃范围内，其中，所述易聚合性物质是(甲基)丙烯酸和对苯二酸。

2.根据权利要求1所述的防止固体物质粘附的方法，其特征在于：上述的加热装置是加热到含易聚合性物质的溶液的温度之上的热介质在内部流动的热介质管道。

3.根据权利要求1所述的防止固体物质粘附的方法，其特征在于：上述的加热装置是加热到含易聚合性物质的溶液的温度之上的电热丝。

4.根据权利要求1所述的防止固体物质粘附的方法，其特征在于：使用的易聚合性物质用设备具有在内部具有含易聚合性物质的溶液的内管，和设置在该内管的外侧、由有加热到含易聚合性物质的溶液的温度之上的热介质流动的外管构成的加热装置而形成的双重管道结构。