CN105111081B - 一种降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法，包括：将在酯化釜中生成的粗甲基丙烯酸甲酯(MMA)气相在粗MMA塔中进行气液分离；来自粗MMA塔的塔顶的粗MMA气相进入粗MMA回流冷凝器，控制粗MMA回流冷凝器的回流液的流量，使回流液的一部分流回至粗MMA塔的塔顶，回流液的另一部分经处理后，在精馏塔中将粗MMA中的轻组分脱除；将在精馏塔的塔顶处脱出的轻组分的冷凝液作为粗MMA塔的塔顶的回流部分进行回流。由于轻组分的冷凝液中富含的水可以吸收来自粗MMA塔的塔底气相中的甲基丙烯酸，有效降低粗MMA塔的塔顶的甲基丙烯酸的含量，从而能够确保成品MMA中的甲基丙烯酸的含量满足对原料甲基丙烯酸甲酯的纯度的要求。

Description

一种降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法
技术领域
本发明涉及甲基丙烯酸甲酯的生产工艺，更具体地，涉及一种降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法。
背景技术
甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工原料和化工产品，主要用于生产有机玻璃(PMMA)、聚氯乙烯助剂ACR、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物(MBS)，还可以用作腈纶生产的第二单体、树脂、胶黏剂、涂料、离子交换树脂、纸张上光剂、纺织印染助剂、皮革处理剂、润滑油添加剂、原油降凝剂，木材和软木材的浸润剂、电机线圈的浸透剂、绝缘灌注材料和塑料型乳液的增塑剂等，用途十分广泛。
甲基丙烯酸甲酯是生产高性能有机玻璃(PMMA)的主要原料。有机玻璃(PMMA)的关键之一是甲基丙烯酸甲酯品质的好坏，制备高性能有机玻璃(PMMA)对原料甲基丙烯酸甲酯的纯度要求极高。目前国内甲基丙烯酸甲酯原料主要来源于用丙酮氰醇法或异丁烯催化氧化工艺生产的成品，工业优级品甲基丙烯酸甲酯中含有微量的甲基丙烯酸杂质，甲基丙烯酸是甲基丙烯酸甲酯产品中典型的高沸点杂质，甲基丙烯酸与甲醇的酯化反应是可逆的，酯化操作控制不当，会使逆反应增大，会导致产品中副产物甲基丙烯酸含量增加。原料甲基丙烯酸甲酯的杂质的存在是导致有机玻璃(PMMA)缺陷的重要影响因素之一，甲基丙烯酸杂质若含量过高将使有机玻璃(PMMA)透明度下降。因此，在使用前必须降低其中的甲基丙烯酸杂质的含量，以满足高性能有机玻璃(PMMA)对原料的要求。
甲基丙烯酸甲酯中甲基丙烯酸的含量对生产高性能有机玻璃(PMMA)有极其不良的影响，故用户一般要求甲基丙烯酸甲酯原料中甲基丙烯酸的含量不得高于0.04％(wt)。甲基丙烯酸甲酯生产过程中，在粗MMA塔T-1的塔顶含有大约2.2％(wt)的甲基丙烯酸，甲基丙烯酸甲酯工艺的传统生产工艺如图1所示，在第一酯化釜V-1和第二酯化釜V-2中生成粗MMA，其中第一酯化釜和第二酯化釜通过低压蒸汽进行加热。粗MMA气相从第二酯化釜V-2的釜顶进入粗MMA塔T-1的塔底，在粗MMA塔T-1中通过塔内的填料进行气液分离，来自塔底的粗MMA返回第一酯化釜V-1，气相离开塔顶进入粗MMA回流冷凝器E-1中用冷却水(如图1中的循环水供水和循环水回水)将这些气相部分冷凝和冷却。控制来自粗MMA回流冷凝器E-1的回流液的流量，使一部分回流液回流到粗MMA塔T-1的塔顶，以保持一定的液体负荷，另一部分回流液送至粗MMA深冷器(未示出)进一步冷凝，冷凝后从粗MMA深冷器靠重力自流到萃取单元(萃取塔)，处理制得粗MMA，在该传统的工艺中在精馏塔(图1未示出)中精馏脱出粗MMA中的轻组分(富含水低沸物)，从精馏塔的塔顶脱出的大部分轻组份的冷凝液返回第一酯化釜V-1中重复利用。但是该方法不能有效的降低甲基丙烯酸含量，导致成品甲基丙烯酸甲酯中含有大于0.04％(wt)的甲基丙烯酸。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法，以解决甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量过高的技术问题。
本发明提供的一种降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法，包括：将在酯化釜中生成的粗甲基丙烯酸甲酯(MMA)气相在粗MMA塔中进行气液分离；来自粗MMA塔的塔顶的粗MMA气相进入粗MMA回流冷凝器，控制粗MMA回流冷凝器的回流液的流量，使回流液的一部分流回至粗MMA塔的塔顶，回流液的另一部分经处理后，在精馏塔中将粗MMA中的轻组分脱除；将在精馏塔的塔顶处脱出的轻组分的冷凝液作为粗MMA塔的塔顶的回流部分进行回流。
在上述降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法中，轻组分的冷凝液包括70％(wt)～80％(wt)的水。
在上述降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法中，轻组分的冷凝液还包括甲醇、丙酮和甲基丙烯酸甲酯等。
在上述降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法中，回流至粗MMA塔的来自粗MMA回流冷凝器的一部分回流液与轻组分的冷凝液一起在粗MMA塔的塔顶进行回流。
在上述降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法中，在90℃至115℃的温度下以及在0.01MPaG至0.05MPaG的压力下，轻组分的冷凝液作为粗MMA塔的塔顶的部分进行回流。
在上述降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法中，第一酯化釜与第二酯化釜的顶部相连通，第一酯化釜中的液体可以靠重力自流到第二酯化釜中。
在上述降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法中，来自第二酯化釜的顶部的粗MMA气相在粗MMA塔中将进行气液分离，气液分离后粗MMA塔的塔底的粗MMA靠重力返回至第一酯化釜中。
本发明提供的降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法，将在精馏塔的塔顶处脱出的轻组分的冷凝液作为粗MMA塔的塔顶的回流部分进行回流，由于轻组分的冷凝液中富含水，水可以吸收来自粗MMA塔的塔底气相中的甲基丙烯酸，有效地降低了粗MMA塔的塔顶的甲基丙烯酸的含量，从而能够确保精馏后的甲基丙烯酸甲酯成品中的甲基丙烯酸的含量满足对原料甲基丙烯酸甲酯的纯度的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是甲基丙烯酸甲酯的传统生产工艺的工艺图；
图2为根据本发明的优选实施例的降低甲基丙烯酸甲酯中甲基丙烯酸含量的方法的工艺图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法，包括：将在酯化釜中生成的粗甲基丙烯酸甲酯(MMA)气相在粗MMA塔中进行气液分离；来自粗MMA塔的塔顶的粗MMA气相进入粗MMA回流冷凝器，控制粗MMA回流冷凝器的回流液的流量，使回流液的一部分流回至粗MMA塔的塔顶，回流液的另一部分经处理后，在精馏塔中将粗MMA中的轻组分脱除；将在精馏塔的塔顶处脱出的轻组分的冷凝液作为粗MMA塔的塔顶的回流部分进行回流。轻组分的冷凝液中富含水，水可以吸收来自粗MMA塔的塔底气相中的甲基丙烯酸，有效地降低了粗MMA塔的塔顶的甲基丙烯酸的含量，从而能够确保精馏后的甲基丙烯酸甲酯成品中的甲基丙烯酸的含量，满足对原料甲基丙烯酸甲酯的纯度的要求。
图2为根据本发明的降低甲基丙烯酸甲酯中甲基丙烯酸含量的方法的工艺图。如图2所示，在第一酯化釜V-1和与第一酯化釜V-1的顶部相连通的第二酯化釜V-2中完成甲基丙烯酸甲酯(MMA)的合成，其中第一酯化釜V-1和第二酯化釜V-2通过低压蒸汽进行加热。含有甲基丙烯酸的粗MMA气相从第二酯化釜V-2的顶部进入粗MMA塔T-1中，在粗MMA塔T-1中粗MMA通过塔内的填料进行气液分离，来自粗MMA塔T-1的塔底的回流液返回至第一酯化釜V-1重复利用，来自粗MMA塔T-1的塔顶的粗MMA气相进入粗MMA回流冷凝器E-1中，粗MMA回流冷凝器E-1通过冷却水(图2所示的循环水供水和循环水回水)进行冷凝。该工艺流程仅为本发明的优选实施方式，可选地，在本发明的工艺流程中，酯化釜数量不限于2个，还可以是3个或4个。设置在塔顶的冷凝器也不限于1个，还可以是2个或3个。
控制粗MMA回流冷凝器E-1的回流液的流量以使回流液的一部分回流至粗MMA塔T-1的塔顶进行回流；粗MMA回流冷凝器E-1的回流液的另一部分送至粗MMA深冷器(图2中未示出)进一步冷凝，冷凝后从粗MMA深冷器靠重力自流到萃取单元，经进一步处理后，在精馏塔(图2中未示出)中脱除粗MMA中的轻组分，在精馏塔的塔顶脱出的轻组分冷凝后得到轻组分的冷凝液，并使轻组分的冷凝液流入至粗MMA塔T-1的塔顶，以与来自粗MMA回流冷凝器E-1的回流液一起作为粗MMA塔T-1的塔顶的回流部分进行回流，并且控制回流的温度在90℃至115℃之间，回流压力在0.01MPaG至0.05MPaG之间。
在精馏塔的塔顶脱出的轻组分的冷凝液包括70％(wt)～80％(wt)左右的水，以及少量的甲醇、丙酮和甲基丙烯酸甲酯等低沸点物质。该富含水的轻组分的冷凝液在粗MMA塔T-1的塔顶进行回流，可以与来自粗MMA塔T-1的塔底的粗MMA气相有效地接触，从而使轻组分的冷凝液中的水可以充分地吸收该粗MMA气相中包含的甲酸丙烯酸，进而有效地降低了粗MMA塔的塔顶的甲基丙烯酸的含量，将甲基丙烯酸的含量由2.2％(wt)降低至0.16％(wt)，从而能够确保精馏后的甲基丙烯酸甲酯成品中的甲基丙烯酸的含量不高于0.04％，满足对原料甲基丙烯酸甲酯的纯度的要求。
实施例1
来自第二酯化釜的粗MMA气相进入至粗MMA塔，在粗MMA塔T-1中粗MMA通过塔内的填料进行气液分离，其中分离后粗MMA气相从粗MMA塔的塔顶进入粗MMA回流冷凝器E-1，液相从粗MMA塔的塔底流回第一酯化釜。控制粗MMA回流冷凝器E-1的回流液的流量，使回流液的一部分流回至粗MMA塔的塔顶；回流液的另一部分经过处理后，在精馏塔中对粗MMA气相中的轻组分进行脱除。将在精馏塔的塔顶处脱出的轻组分的冷凝液作为粗MMA塔的塔顶，与来自粗MMA回流冷凝器E-1的回流液一起作为粗MMA塔T-1的塔顶的回流部分进行回流，将回流的温度控制在100℃，回流压力控制在0.03MPaG，由于轻组分的冷凝液包括70％(wt)～80％(wt)的水和少量的甲醇、丙酮和甲基丙烯酸甲酯等低沸点化合物，其中的水可以有效地吸收粗MMA中包含的甲基丙烯酸，从而有效地降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸的含量。
实施例2
来自第二酯化釜的粗MMA气相进入至粗MMA塔，在粗MMA塔T-1中粗MMA通过塔内的填料进行气液分离，其中分离后粗MMA气相从粗MMA塔的塔顶进入粗MMA回流冷凝器E-1，液相从粗MMA塔的塔底流回第一酯化釜。控制粗MMA回流冷凝器E-1的回流液的流量，使回流液的一部分流回至粗MMA塔的塔顶；回流液的另一部分经过处理后，在精馏塔中对粗MMA气相中的轻组分进行脱除。将在精馏塔的塔顶处脱出的轻组分的冷凝液作为粗MMA塔的塔顶，与来自粗MMA回流冷凝器E-1的回流液一起作为粗MMA塔T-1的塔顶的回流部分进行回流，将回流的温度控制在90℃，回流压力控制在0.05MPaG，由于轻组分的冷凝液包括70％(wt)～80％(wt)的水和少量的甲醇、丙酮和甲基丙烯酸甲酯等低沸点化合物，其中的水可以有效地吸收粗MMA中包含的甲基丙烯酸，从而有效地降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸的含量。
实施例3
来自第二酯化釜的粗MMA气相进入至粗MMA塔，在粗MMA塔T-1中粗MMA通过塔内的填料进行气液分离，其中分离后粗MMA气相从粗MMA塔的塔顶进入粗MMA回流冷凝器E-1，液相从粗MMA塔的塔底流回第一酯化釜。控制粗MMA回流冷凝器E-1的回流液的流量，使回流液的一部分流回至粗MMA塔的塔顶；回流液的另一部分经过处理后，在精馏塔中对粗MMA气相中的轻组分进行脱除。将在精馏塔的塔顶处脱出的轻组分的冷凝液作为粗MMA塔的塔顶，与来自粗MMA回流冷凝器E-1的回流液一起作为粗MMA塔T-1的塔顶的回流部分进行回流，将回流的温度控制在115℃，回流压力控制在0.01MPaG，由于轻组分的冷凝液包括70％(wt)～80％(wt)的水和少量的甲醇、丙酮和甲基丙烯酸甲酯等低沸点化合物，其中的水可以有效地吸收粗MMA中包含的甲基丙烯酸，从而有效地降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸的含量。
实施例4
来自第二酯化釜的粗MMA气相进入至粗MMA塔，在粗MMA塔T-1中粗MMA通过塔内的填料进行气液分离，其中分离后粗MMA气相从粗MMA塔的塔顶进入粗MMA回流冷凝器E-1，液相从粗MMA塔的塔底流回第一酯化釜。控制粗MMA回流冷凝器E-1的回流液的流量，使回流液的一部分流回至粗MMA塔的塔顶；回流液的另一部分经过处理后，在精馏塔中对粗MMA气相中的轻组分进行脱除。将在精馏塔的塔顶处脱出的轻组分的冷凝液作为粗MMA塔的塔顶，与来自粗MMA回流冷凝器E-1的回流液一起作为粗MMA塔T-1的塔顶的回流部分进行回流，将回流的温度控制在95℃之间，回流压力控制在0.04MPaG，由于轻组分的冷凝液包括70％(wt)～80％(wt)的水和少量的甲醇、丙酮和甲基丙烯酸甲酯等低沸点化合物，其中的水可以有效地吸收粗MMA中包含的甲基丙烯酸，从而有效地降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸的含量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种降低甲基丙烯酸甲酯中的甲基丙烯酸含量的方法，其特征在于，包括：
将在酯化釜中生成的粗甲基丙烯酸甲酯(MMA)气相在粗MMA塔中进行气液分离，其中，所述酯化釜的数量为2个、3个或4个；
来自所述粗MMA塔的塔顶的粗MMA气相进入粗MMA回流冷凝器，控制所述粗MMA回流冷凝器的回流液的流量，使所述回流液的一部分流回至所述粗MMA塔的塔顶，所述回流液的另一部分经处理后，在精馏塔中将粗MMA中的轻组分脱除，其中，所述粗MMA回流冷凝器的数量为1个、2个或3个；
将在所述精馏塔的塔顶处脱出的所述轻组分的冷凝液作为所述粗MMA塔的塔顶的回流部分进行回流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轻组分的冷凝液包括70％(wt)～80％(wt)的水。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述轻组分的冷凝液还包括甲醇、丙酮和甲基丙烯酸甲酯。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，回流至所述粗MMA塔的来自所述粗MMA回流冷凝器的所述一部分回流液与所述轻组分的冷凝液一起在所述粗MMA塔的塔顶进行回流。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在90℃至115℃的温度下以及在0.01MPaG至0.05MPaG的压力下，所述轻组分的冷凝液作为所述粗MMA塔的塔顶的部分进行回流。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酯化釜包括第一酯化釜和第二酯化釜，所述第一酯化釜与所述第二酯化釜的顶部相连通，所述第一酯化釜中的液体可以靠重力自流到所述第二酯化釜中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，来自所述第二酯化釜的顶部的粗MMA气相在所述粗MMA塔中将进行气液分离，气液分离后所述粗MMA塔的塔底的粗MMA靠重力返回至所述第一酯化釜中。
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