CN101456807A - 一种生产(甲基)丙烯酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生产(甲基)丙烯酸的方法，该方法包括从选自丙烷、丙烯、异丙醇、甘油或丙烯醛等C3化合物中的至少一种，或者选自异丁烷、异丁烯、叔丁醇或甲基丙烯醛等C4化合物中的至少一种作原料进行催化氧化制备含有(甲基)丙烯酸的气体混合物；以及对该气体混合物进行吸收并对(甲基)丙烯酸水溶液进行分离的过程。其中，分离(甲基)丙烯酸水溶液的精馏塔精馏段采用规整填料或并流喷射填料塔板，或者精馏段上部采用规整填料，下部采用并流喷射填料塔板；提馏段采用导向浮阀塔板或垂直筛板，或者提馏段上部采用导向浮阀塔板，下部采用垂直筛板。这种采用复合塔内件结构的精馏塔使规整填料、并流喷射填料塔板、导向浮阀塔板和/或垂直筛板的各自优势在同一精馏系统中得到集中体现，能有效地提高精馏塔的分离能力，降低全塔压降和操作温度，避免较高温度下(甲基)丙烯酸的聚合倾向，使塔底出料的水含量降低到0.6％以下，醋酸含量降低到2％以下，塔顶水相中(甲基)丙烯酸含量降低到0.5％以下，从而降低(甲基)丙烯酸产品单耗，提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产(甲基)丙烯酸的方法，具体而言，本发明涉及一种分离(甲基)丙烯酸水溶液中(甲基)丙烯酸的新型精馏塔，精馏塔精馏段上部采用规整填料，精馏段下部采用并流喷射填料塔板，并流喷射填料塔板数占精馏段塔板总数的20-80％。提馏段上部采用导向浮阀塔板，提馏段下部采用垂直筛板，导向浮阀塔板数占提馏段塔板总数的20-80％。
背景技术
众所周知，生产(甲基)丙烯酸的方法包括从选自C3化合物丙烷、丙烯、异丙醇、甘油或丙烯醛中的至少一种，或者选自C4化合物异丁烷、异丁烯、叔丁醇或甲基丙烯醛中的至少一种作原料进行催化氧化制备含有(甲基)丙烯酸的气体混合物。该气体混合物包含未反应的原料如丙烷、丙烯、异丁烷、异丁烯等，以及反应生成的副产物杂质如(甲基)丙烯醛、甲酸、醋酸、甲醛、乙醛、马来酸、丙酸、糠醛等。包含这些未反应原料和副产物杂质的含有(甲基)丙烯酸的气体混合物通常通过与吸收溶剂接触而以(甲基)丙烯酸溶液形式收集，并通过精馏分离出溶剂，然后低沸点和高沸点的组分有选择的分别分离，最终得到(甲基)丙烯酸产品。
在通过丙烯氧化制备丙烯酸的方法中有两种工艺：一种是丙烯氧化制丙烯醛和丙烯醛氧化制丙烯酸分别在不同的反应器中和采用不同的反应条件下进行的两段氧化工艺，另一种是丙烯直接氧化制丙烯酸的一段氧化工艺。无论两段氧化还是一段氧化工艺，反应器中均填充有例如钼系催化剂，以丙烯和增湿空气作为原料气经过催化氧化生成含丙烯酸的气体混合物；使该气体混合物在吸收塔与水接触，形成丙烯酸水溶液；向丙烯酸水溶液中加入适当的共沸剂，在精馏塔中进行共沸精馏，从共沸精馏塔的塔顶馏出水、醋酸与共沸剂的共沸混合物，以脱除丙烯酸水溶液中的水和绝大部分醋酸，塔底回收丙烯酸。
此外，也可采用丙烷代替丙烯并在例如Mo-V-Te系复合氧化物催化剂或Mo-V-Sb系复合氧化物催化剂的存在下进行催化氧化制造丙烯酸的方法，以及采用异丁烯或叔丁醇代替丙烯在例如Mo-Bi-Fe系复合氧化物催化剂或Mo-V-P系复合氧化物催化剂的存在下进行催化氧化制造甲基丙烯酸的方法。
(甲基)丙烯酸及其酯是一种带双键的不饱和化合物，化学性质十分活泼，拥有的乙烯基极易自聚或与其它单体共聚，由于聚合反应速度很快，又放出大量的热量，一旦发生就很难控制，因此防止(甲基)丙烯酸自聚是(甲基)丙烯酸精馏系统各装置设计时需要首先考虑的问题。温度是引发(甲基)丙烯酸发生聚合反应的最常见因素，温度越高，越容易发生聚合反应，聚合物发生的量就越大，因此在(甲基)丙烯酸精馏的生产操作中平稳地控制在较低的温度下操作是最重要的因素之一。
(甲基)丙烯酸是非常容易聚合的物质，因此在上述精馏过程中，虽然向(甲基)丙烯酸水溶液中添加阻聚剂可以抑制聚合，但是(甲基)丙烯酸水溶液中往往含有(甲基)丙烯酸二聚合物和其他的聚合物。由于这种聚合物也在精馏操作中生成，因此一般的填料塔不适用于上述精馏过程，在上述的粗丙烯酸、粗甲基丙烯酸的精馏工艺中，精馏塔内构件一般采用无堰大孔筛板的结构。由于(甲基)丙烯酸聚合多发生在塔底及塔的提馏段，在进行该部分设计的时候采用便于清理的大孔筛板是恰当的，但在不易发生聚合现象的精馏段也采用大孔筛板的设计，必然影响整个塔的效率，从而降低精馏塔的处理能力。
在中国专利CN1266050中，采用脱水柱将丙烯酸水溶液进行脱水蒸馏，使用理论塔板数至少为3块塔板的蒸馏柱作为脱水柱，采用的塔内件具体是筛板塔板、双流动塔板、波纹筛板或英特洛克斯金属填料。其塔底温度为83-92℃，塔底醋酸含量为2.3％，水含量0.6％。中国专利CN1477092中，丙烯酸精馏脱水塔总塔板数为21块塔板，塔的提馏段采用11块开孔率在10～20％的大孔穿流式筛板，精馏段上半部分采用5块并流喷射塔板，下半部分采用5块并流喷射塔板，塔底醋酸的含量控制在2％以下，塔顶丙烯酸损耗在1.5％以下，整塔的压降保持6kPa左右，塔底的温度控制在82℃以下，整塔的理论塔板数达到6块。但提馏段采用大孔筛板的结构方式，是因为提馏段丙烯酸浓度较高容易聚合不得已而为之，致使提馏段通量降低，严重制约整塔的处理能力，同时造成提馏段压力降较高，塔釜操作温度难以维持在较低范围内，不能从根本上解决塔底丙烯酸的聚合问题。中国专利CN1745055A中，丙烯酸水溶液精馏塔采用30块的波纹板式无堰多孔板和平板式无堰多孔板，按照波纹板式无堰多孔板4块、平板式无堰多孔板1块的顺序自下向上配置的多孔板为一组，将该多孔板组按自下向上的顺序排列，理论塔板数为9块，整塔的压降6.5kPa，塔底温度控制在82℃，塔底醋酸含量2.3％、水含量0.6％，装置运行周期90天。
发明内容
为避免上述专利存在的不足，本发明提供一种分离(甲基)丙烯酸水溶液中(甲基)丙烯酸的新型精馏塔，精馏塔精馏段采用规整填料和/或并流喷射填料塔板，提馏段采用导向浮阀塔板和/或垂直筛板。该精馏塔的结构形式能有效地提高精馏塔的分离能力，降低全塔压降和操作温度，避免较高温度下(甲基)丙烯酸的聚合倾向，防止(甲基)丙烯酸聚合物的附着和累积，从而降低(甲基)丙烯酸产品单耗，提高产品质量，稳定地维持(甲基)丙烯酸的高回收率，使精馏塔长期稳定地连续运行。
本发明中，在不损害发明效果前提下，可以包括与(甲基)丙烯酸的制备有关的全部工艺过程。作为这种工艺过程，可列举出用于制备(甲基)丙烯酸而通常采用的工艺过程，以丙烯酸为例的具体实施方案如下：
丙烷、丙烯或丙烯醛等与增湿空气在混合器M1中混合，在第一氧化反应器R1、第二氧化反应器R2中进行催化氧化反应；生成的含丙烯酸混合气体进入吸收塔T1，使用水或回收水吸收含丙烯酸混合气体生成丙烯酸水溶液；将含有丙烯酸、醋酸及少量甲酸、甲醛的丙烯酸水溶液连续进入共沸精馏脱水塔T2，使用例如甲苯、卤代芳烃等共沸溶剂将丙烯酸水溶液中的水、部分醋酸共沸精馏出来，塔顶冷凝液静置分层后，甲苯相作为回流返回精馏塔，水相取出，部分作为丙烯酸反应气体吸收塔的吸收剂；从脱水塔塔底得到的粗丙烯酸通过脱醋酸塔T3脱除残余的醋酸；塔底液进入丙烯酸产品塔T4，精制分离得丙烯酸产品；将精馏后得到的丙烯酸聚合物以及各单元生成的含有阻聚剂的高沸点重组分作为原料进入裂解反应器T5并回收有价值产品。
用于制备(甲基)丙烯酸而通常采用的工艺，亦可以包含以下单元操作：丙烷、丙烯或丙烯醛等进行催化氧化生成含丙烯酸混合气体的氧化单元；使用水或回收水吸收含丙烯酸混合气体生成丙烯酸水溶液的吸收单元；使用例如甲苯、醋酸酯等萃取溶剂将丙烯酸水溶液中的丙烯酸萃取出来的萃取单元；从萃取液中精馏分离丙烯酸和萃取溶剂的溶剂回收单元；精馏分离制备丙烯酸产品的提纯单元；将精馏后得到的丙烯酸聚合物以及各单元生成的含有阻聚剂的高沸点重组分作为原料进入裂解反应器并回收有价值产品的重组分裂解单元。
此外，在(甲基)丙烯酸的生产过程中，为了抑制在生产过程中产生(甲基)丙烯酸聚合物如二聚物、三聚物、四聚物等，通常使用阻聚剂。作为阻聚剂，具体地可以列举出酚类化合物、二硫代氨基甲酸铜类化合物、吩噻嗪类化合物、丙烯酸铜盐等。其中，二硫代氨基甲酸铜类化合物包括：二甲基二硫代氨基甲酸铜、二乙基二硫代氨基甲酸铜、二丙基二硫代氨基甲酸铜、二丁基二硫代氨基甲酸铜等二烷基二硫代氨基甲酸铜；亚乙基二硫代氨基甲酸铜、四亚甲基二硫代氨基甲酸铜、五亚甲基二硫代氨基甲酸铜、六亚甲基二硫代氨基甲酸铜等环状亚烷基二硫代氨基甲酸铜；氧二亚乙基二硫代氨基甲酸铜等环状氧二亚烷基二硫代氨基甲酸铜等。作为酚类化合物，可列举出对苯二酚、对苯二甲酚、邻苯二酚、间苯二酚、苯酚、甲酚或者氢醌单甲醚等。吩噻嗪类化合物包括吩噻嗪、双-(a-甲基苄基)吩噻嗪、3，7-二辛基吩噻嗪、双-(a-二甲基苄基)吩噻嗪等。
在精馏工艺中，精馏塔的精馏段上部采用规整填料、精馏段下部采用并流喷射填料塔板、提馏段上部采用导向浮阀塔板、提馏段下部采用垂直筛板。上述精馏工艺中设置的不同类型塔内件的比例可根据分离介质性质等条件的不同适宜地设定，并流喷射填料塔板数占精馏段塔板总数的20-80％，导向浮阀塔板数占提馏段塔板总数的20-80％。
精馏段上部采用的规整填料可采用波纹陶瓷填料、金属丝网波纹填料、陶瓷规整填料或金属大波纹板等，优选波纹陶瓷填料。这种填料根据气体在规整流道内的运动特点，在填料内设置了多个脉冲区，在脉冲区上升的气流由倾斜上升方向改为垂直上升，阻力突然降低，然后又逐渐变为斜向上升，这种阻力的由大变小再由小变大的过程形成了汽液两相的一个脉冲运动。填料内实现汽液的多次脉冲，加强填料内汽液湍动，可以大幅度提高分离效率，降低阻力。
垂直筛板的结构有多种形式，它是在塔板上开有大孔(如圆形、方形、矩形)，孔上相应布置各种形式的帽罩，并设有降液管。普通塔板气液流动接触呈泡沫状态，在塔板上气液两相错流接触，而新型垂直筛板上气液流动接触呈喷射状态。来自上一层塔板的液体从降液管流出，横向穿过各排帽罩，经帽罩底隙流入罩内；从孔板上升的来自下一层塔板的气体把液体拉膜，气流与液膜在罩内进行动量交换，液膜被分裂成液滴和雾沫，帽罩内气液两相处于湍流状态进行激烈的热质交换，而后两相从罩壁的小孔沿水平方向喷射而出，气相和液滴在板间空间翻腾并分离后，气相升至上一层塔板，而各帽罩喷射出的液滴由于相互撞击，一些小液滴撞合变大，与原来的大液滴一起落到塔板上，其中一部分又被吸收进帽罩再次被拉膜、破碎，其余部分随板上液流进入下一排帽罩或迂回于帽罩外，最后经降液管流到下一层塔板。
并流喷射填料塔板是垂直筛板与规整填料的结合。气体从塔板下方以一定的气速通过升气孔，塔板上的液体通过提液管与塔板之间的间隙被气体提升，气液并流通过提液管，在提液管内高速湍动混合、传质，然后气液并流进入填料中进一步强化传质，并完成气液分离。气体靠压差继续上升，进入上一层塔板；液体基本以清液的形式回落到塔板上，沿流道进入降液管，下降到下一层塔板。气液在每一层塔板上都进行上述过程，整个精馏段从而在气液总体逆流的情况下，实现多级并流操作。
导向浮阀塔板保留一般浮阀塔板的优点，操作弹性大，汽液接触状况好，传质效率比较高，同时克服一般浮阀塔板所存在的缺点，如液面梯度较大，塔板上的液体返混较大，在塔板两侧的弓型区域内存在液体滞留区，浮阀易磨损、易脱落等。因此，导向浮阀与一般浮阀在结构上有所不同。首先，在导向浮阀上设有适当大小的导向孔，导向孔的开口方向与塔板上的液流方向一致。在操作中借助从导向孔流出的少量气体推动塔板上的液体前进，从而消除液面梯度。第二，一般型浮阀为圆形，气液向四面八方流出，造成塔板上的液体显著返混，塔板上液体返混将降低塔板效率。导向浮阀为长方形，两端设有阀腿。在操作中气体不是从四周流出，而是从两侧流出，气体流出的方向与塔板上的液流方向互相垂直，可使塔板上液体的返混程度明显减小。第三，对于一般鼓泡型塔板，在塔板两侧的弓型区域内，液体循环流动，称为液体滞留区。由于液体滞留区的存在，使流经液体滞留区的气体，相当于旁路，很少有传质作用，因而使塔板效率降低。对于导向浮阀塔板，由于导向浮阀上设有一个或两个导向孔，借助导向浮阀的适当排布，可以消除液体滞留区。由于液体流经滞留区的流路较长，在位于液体滞留区中的部分导向浮阀上，设有两个导向孔，以加速液体流动，使塔板上的液体流速趋于均匀。此外，导向浮阀在结构上是十分可靠的，不易磨损，不会脱落，操作安全可靠。因此，导向浮阀塔板具有一般浮阀塔板的优点，克服了一般浮阀塔板所存在的缺点，具有良好的流体力学和传质性能。
本发明提供的生产(甲基)丙烯酸的方法，从(甲基)丙烯酸水溶液中精馏分离(甲基)丙烯酸是通过如下技术方案实施的：精馏塔的理论塔板数至少为3块塔板，包括精馏段和提留段。精馏段采用规整填料或并流喷射填料塔板，或者精馏段上部采用规整填料，下部采用并流喷射填料塔板，其中并流喷射填料塔板数与规整填料理论塔板数之比为4:1至1:4，优选3:2至2:3。精馏塔精馏段上部采用的规整填料，选自波纹陶瓷填料、金属波纹填料、金属丝网波纹填料或陶瓷规整填料中的一种。提馏段采用导向浮阀塔板或垂直筛板，或者提馏段上部采用导向浮阀塔板，下部采用垂直筛板，其中导向浮阀塔板数与垂直筛板塔板数之比为4:1至1:4，优选3:2至2:3。并流喷射填料塔板和垂直筛板的溢流堰高度为5～20mm，精馏塔塔底操作温度为50～90℃，优选70～85℃；精馏塔整塔压降为2～10kPa，优选3～8kPa。
本发明一个较好的实施方案中，在(甲基)丙烯酸水溶液精馏塔的精馏段采用规整波纹陶瓷填料，提馏段采用垂直筛板，在相同操作条件下，与总塔板数相同的采用大孔筛板的(甲基)丙烯酸水溶液精馏塔相比，理论塔板数提高了150％。另一个较好的实施方案中，精馏段上部仍采用规整波纹陶瓷填料，精馏段下部采用并流喷射填料塔板，提馏段上部采用导向浮阀塔板，提馏段下部采用垂直筛板，这种情况下，与总塔板数相同的采用大孔筛板的(甲基)丙烯酸精馏塔相比，理论塔板数提高近120％。
考虑到提馏段(甲基)丙烯酸发生聚合反应的可能性最大，本发明的精馏塔提馏段上部采用导向浮阀塔板，提馏段下部选用垂直筛板，具有较大通量和较高板效率的同时，又方便一旦聚合物产生后的清理；同时适当加高垂直筛板和并流喷射填料塔板的溢流堰高度，以增加塔板上液层厚度，增进汽液相接触，提高分离效率。同时在传质单元顶部开孔，降低了塔内压力降，不但使操作可在较低的温度范围内进行，而且提高了整个装置的处理能力，使处理能力较大孔筛板型塔结构提高了近50％，同时降低了塔顶(甲基)丙烯酸含量，减少原料损耗。
附图说明
图1为丙烯酸生产工艺流程图，图中标号表示：M1—混合器；R1—第一氧化反应器；R2—第二氧化反应器；T1—吸收塔；T2—丙烯酸水溶液精馏塔；T3—脱醋酸塔；T4—丙烯酸产品塔；T5—重组份裂解器；1—空气；2—水蒸汽；3—丙烯；4—氧化反应混合气；5—水；6—丙烯酸水溶液；7—丙烯酸产品。
图2为垂直筛板结构示意图
图3为并流喷射填料塔板结构示意图
图4为导向浮阀示意图
图5为精馏塔结构示意图，图中标号表示：1’—精馏段上部(规整填料)；2’—精馏段下部(并流喷射填料塔板)；3’—进料位置；4’—提馏段上部(导向浮阀塔板)；5’—提馏段下部(垂直筛板)
具体实施方式
下面通过具体实施例来详细描述本发明。但必须说明的是，本发明的保护范围不局限于这些实施例，本发明可广泛应用于不同物系的精馏和吸收系统。
实施例1
丙烯酸水溶液精馏塔采用减压共沸精馏方式，塔高20000mm，塔径1500mm。本实施例中精馏塔的精馏段采用空隙率75％的波纹陶瓷填料，提馏段采用垂直筛板。并在垂直筛板传质单元体上部开孔，以便进一步降低装置的压降。该实施例的垂直筛板可防止提馏段可能产生的少量丙烯酸聚合物堵塞塔板，若生成少量聚合物也便于清除，溢流堰高度为10mm。
将含有45％(质量)丙烯酸、2％(质量)醋酸及少量甲酸、甲醛的丙烯酸水溶液连续进入丙烯酸水溶液精馏塔，塔中进料，使用甲苯作为共沸溶剂进行减压共沸精馏，从精馏塔塔顶加入作为阻聚剂的对苯二酚和吩噻嗪。实施过程中，整塔的压降4.5kPa，塔底的操作温度78℃，脱除水和大部分醋酸后的塔底物料中水的质量含量为0.3％，醋酸的质量含量小于1.5％，塔顶水相中丙烯酸的质量含量小于0.3％。该精馏塔提馏段理论塔板数为4块，精馏段理论塔板数为10块，整塔理论塔板数达到14块塔板。
实施例2
丙烯酸水溶液精馏塔采用减压共沸精馏方式，塔高20000mm，塔径1500mm。本实施例中精馏塔的精馏段采用空隙率75％的波纹陶瓷填料，提馏段采用导向浮阀塔板。同时为了增强气液传质效果，导向浮阀塔板溢流堰高度10mm。该实施例的导向浮阀塔板可防止提馏段可能产生的少量丙烯酸聚合物堵塞塔板，若生成少量聚合物也便于清除。
将含有45％(质量)丙烯酸、2％(质量)醋酸及少量甲酸、甲醛的丙烯酸水溶液连续进入丙烯酸水溶液精馏塔，塔中进料，使用甲苯作为共沸溶剂进行减压共沸精馏，从精馏塔塔顶加入作为阻聚剂的对苯二酚和吩噻嗪。实施过程中，整塔的压降4.5kPa，塔底的操作温度78℃，脱除水和大部分醋酸后的塔底物料中水的质量含量为0.3％，醋酸的质量含量小于1.5％，塔顶水相中丙烯酸的质量含量小于0.3％。该精馏塔提馏段理论塔板数为6块，精馏段理论塔板数为10块，整塔理论塔板数达到16块塔板。
实施例3
丙烯酸水溶液精馏塔采用减压共沸精馏方式，塔高20000mm，塔径1500mm。本实施例中精馏塔的精馏段上部采用空隙率75％的波纹陶瓷填料，精馏段下部采用并流喷射填料塔板，提馏段采用垂直筛板。并在垂直筛板传质单元体上部开孔，以便进一步降低装置的压降。同时为了增强气液传质效果，将溢流堰高度提高到15mm。该实施例的并流喷射填料塔板可防止精馏段可能产生的少量丙烯酸聚合物堵塞塔板，若生成少量聚合物也便于清除。
将含有45％(质量)丙烯酸、2％(质量)醋酸及少量甲酸、甲醛的丙烯酸水溶液连续进入丙烯酸水溶液精馏塔，塔中进料，使用甲苯作为共沸溶剂进行减压共沸精馏，从精馏塔塔顶加入作为阻聚剂的对苯二酚和吩噻嗪。实施过程中，整塔的压降5.5kPa，塔底的操作温度80℃，脱除水和大部分醋酸后的塔底物料中水的质量含量为0.5％，醋酸的质量含量小于2％，塔顶水相中丙烯酸的质量含量小于0.6％。该精馏塔提馏段理论塔板数为4块，精馏段理论塔板数为8块，整塔理论塔板数达到12块塔板。
实施例4
丙烯酸水溶液精馏塔采用减压共沸精馏方式，塔高20000mm，塔径1500mm。本实施例中精馏塔的精馏段上部采用空隙率75％的波纹陶瓷填料，精馏段下部采用并流喷射填料塔板，提馏段采用导向浮阀塔板。并在并流喷射填料塔板传质单元体上部开孔，以便进一步降低装置的压降。同时为了增强气液传质效果，将并流喷射填料塔板的溢流堰高度提高到15mm。该实施例的并流喷射填料塔板可防止精馏段可能产生的少量丙烯酸聚合物堵塞塔板，若生成少量聚合物也便于清除。
将含有45％(质量)丙烯酸、2％(质量)醋酸及少量甲酸、甲醛的丙烯酸水溶液连续进入丙烯酸水溶液精馏塔，塔中进料，使用甲苯作为共沸溶剂进行减压共沸精馏，从精馏塔塔顶加入作为阻聚剂的对苯二酚和吩噻嗪。实施过程中，整塔的压降5.5kPa，塔底的操作温度80℃，脱除水和大部分醋酸后的塔底物料中水的质量含量为0.5％，醋酸的质量含量小于2％，塔顶水相中丙烯酸的质量含量小于0.6％。该精馏塔提馏段理论塔板数为6块，精馏段理论塔板数为8块，整塔理论塔板数达到14块塔板。
实施例5
丙烯酸水溶液精馏塔采用减压共沸精馏方式，塔高20000mm，塔径1500mm。本实施例中精馏塔的精馏段上部采用空隙率75％的波纹陶瓷填料，精馏段下部采用并流喷射填料塔板。提馏段上部采用导向浮阀塔板，提馏段下部采用垂直筛板。并在并流喷射填料塔板、垂直筛板传质单元体上部开孔，以便进一步降低装置的压降。同时为了增强气液传质效果，将溢流堰高度提高到15mm。该实施例的并流喷射填料塔板、垂直筛板、导向浮阀塔板均可防止精馏塔内可能产生的少量丙烯酸聚合物堵塞塔板，若生成少量聚合物也便于清除。
将含有45％(质量)丙烯酸、2％(质量)醋酸及少量甲酸、甲醛的丙烯酸水溶液连续进入丙烯酸水溶液精馏塔，塔中进料，使用甲苯作为共沸溶剂进行减压共沸精馏，从精馏塔塔顶加入作为阻聚剂的对苯二酚和吩噻嗪。实施过程中，整塔的压降5kPa，塔底的操作温度80℃，脱除水和大部分醋酸后的塔底物料中水的质量含量为0.4％，醋酸的质量含量小于1.8％，塔顶水相中丙烯酸的质量含量小于0.5％。该精馏塔提馏段理论塔板数为5块，精馏段理论塔板数为8块，整塔理论塔板数达到13块塔板。
比较实施例1
丙烯酸水溶液精馏塔采用减压共沸精馏方式，塔高20000mm，塔径1500mm。本比较实施例中精馏塔的精馏段、提馏段均采用开孔率在10～20％的大孔穿流式筛板。
将含有45％(质量)丙烯酸、2％(质量)醋酸及少量甲酸、甲醛的丙烯酸水溶液连续进入丙烯酸水溶液精馏塔，塔中进料，使用甲苯作为共沸溶剂进行减压共沸精馏，从精馏塔塔顶加入作为阻聚剂的对苯二酚和吩噻嗪。实施过程中，控制塔底的醋酸含量低于2％，则整塔的压降为8kPa，塔顶损耗丙烯酸大于2％，塔底的操作温度达到88℃以上，给平稳操作带来极大问题。该塔的提馏段和精馏段的理论塔板数分别为2块，整塔理论塔板数为4块塔板。由此可见，传统的塔板严重制约丙烯酸水溶液分离装置产能的扩大，采用新型复合式塔内件结构势在必行。
比较实施例2
丙烯酸水溶液精馏塔采用减压共沸精馏方式，塔高20000mm，塔径1500mm。本比较实施例中精馏塔的精馏段上部采用并流喷射填料塔板、精馏段下部采用垂直筛板，提馏段采用开孔率在10～20％的大孔穿流式筛板。
将含有45％(质量)丙烯酸、2％(质量)醋酸及少量甲酸、甲醛的丙烯酸水溶液连续进入丙烯酸水溶液精馏塔，塔中进料，使用甲苯作为共沸溶剂进行减压共沸精馏，从精馏塔塔顶加入作为阻聚剂的对苯二酚和吩噻嗪。实施过程中，塔底醋酸的含量控制在1.5％以下，塔顶丙烯酸损耗在1.0％以下，整塔的压降保持6.5kPa左右，而塔底的温度控制在83℃。整塔的理论塔板数为7块塔板。
Claims (9)
1、一种生产(甲基)丙烯酸的方法，该方法包括从选自C3化合物丙烷、丙烯、异丙醇、甘油或丙烯醛中的至少一种或者选自C4化合物异丁烷、异丁烯、叔丁醇或甲基丙烯醛中的至少一种作原料进行催化氧化制备含有(甲基)丙烯酸的气体混合物，以及对该气体混合物中的(甲基)丙烯酸进行吸收并对(甲基)丙烯酸水溶液进行分离的过程，其特征在于分离(甲基)丙烯酸水溶液的精馏塔整塔理论塔板数至少为3块塔板，包括精馏段和提留段：精馏段采用规整填料或并流喷射填料塔板，或者精馏段上部采用规整填料，下部采用并流喷射填料塔板；提馏段采用导向浮阀塔板或垂直筛板，或者提馏段上部采用导向浮阀塔板，下部采用垂直筛板。
2、根据权利要求1所述的一种生产(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于所述精馏塔的精馏段上部采用规整填料和下部采用并流喷射填料塔板时，并流喷射填料塔板数与规整填料理论塔板数之比为4:1至1:4。
3、根据权利要求1或2所述的一种生产(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于所述精馏塔的精馏段上部采用规整填料，下部采用并流喷射填料塔板时，并流喷射填料塔板数与规整填料理论塔板数之比为3:2～2:3。
4、根据权利要求1所述的一种生产(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于所述精馏塔的提馏段上部采用导向浮阀塔板和下部采用垂直筛板时，导向浮阀塔板数与垂直筛板数之比为4:1至1:4。
5、根据权利要求1所述的一种生产(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于所述精馏塔的提馏段上部采用导向浮阀塔板和下部垂直筛板时，导向浮阀塔板数与垂直筛板数之比为3:2至2:3。
6、根据权利要求1所述的一种生产(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于所述精馏塔的精馏段采用的规整填料为波纹陶瓷填料、金属波纹填料、金属丝网波纹填料或陶瓷规整填料中的任一种。
7、根据权利要求1～5所述的一种生产(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于所述精馏塔的并流喷射填料塔板和垂直筛板的溢流堰高度为5～20mm。
8、根据权利要求1所述的一种生产(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于所述精馏塔的塔底操作温度为50～90℃，整塔压降为2～10kPa。
9、根据权利要求1所述的一种生产(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于所述精馏塔的塔底操作温度为70～85℃，整塔压降3～8kPa。
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