CN105408297A - 用于连续回收(甲基)丙烯酸的方法和装置 - Google Patents

用于连续回收(甲基)丙烯酸的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种连续回收(甲基)丙烯酸的方法和在该回收方法中使用的装置。根据本发明的连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以高效地回收(甲基)丙烯酸，同时更有效地除去在(甲基)丙烯酸的连续回收工艺中形成的浮渣，由此使得所述连续工艺能够更稳定地运行。

Description

用于连续回收(甲基)丙烯酸的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种连续回收(甲基)丙烯酸的方法和用于该方法的装置。
背景技术
(甲基)丙烯酸通常是在催化剂的存在下通过丙烷、丙烯、(甲基)丙烯醛等的气相氧化反应而制备的。例如，在反应器中在适当的催化剂的存在下通过气相氧化反应丙烷、丙烯等经过(甲基)丙烯醛转化为(甲基)丙烯酸，以及在反应器的后段得到包含(甲基)丙烯酸、未反应的丙烷或丙烯、(甲基)丙烯醛、惰性气体、二氧化碳、水蒸汽和多种有机副产物(乙酸、重组分(heavies)等)的反应产物混合气体。
使包含(甲基)丙烯酸的混合气体与包含水的吸收溶剂在(甲基)丙烯酸吸收塔中接触，并回收作为(甲基)丙烯酸水溶液。此外，将脱去(甲基)丙烯酸的不溶气体循环用于(甲基)丙烯酸的合成反应，并焚烧部分气体，将其转化为无害气体，排放。抽提、蒸馏和纯化所述(甲基)丙烯酸水溶液以得到(甲基)丙烯酸。
同时，已经有人提出控制工艺条件或工艺步骤等以提高(甲基)丙烯酸的回收效率的多种方法。代表性地，作为用于从在(甲基)丙烯酸吸收塔中得到的(甲基)丙烯酸水溶液中分离水和乙酸的方法，已知在蒸馏塔中使用疏水溶剂的共沸蒸馏法。此外，已知如下方法：将(甲基)丙烯酸水溶液供给至抽提塔以得到具有降低的水含量的(甲基)丙烯酸抽提溶液和其提余液，并蒸馏抽提物，从而降低能量消耗。
同时，在(甲基)丙烯酸吸收塔中得到的(甲基)丙烯酸水溶液中，除了(甲基)丙烯酸之外，还包含多种有机副产物，如马来酸、对苯二甲酸、乙醛和(甲基)丙烯酸聚合物。此外，由于用于回收(甲基)丙烯酸的连续工艺的特性，由于在有机副产物中的差水溶性的物质，形成了浮渣。该浮渣污染了(甲基)丙烯酸回收装置，其特别地积聚在抽提塔中，从而降低(甲基)丙烯酸的回收效率，使得不能长时间地运行连续工艺。
由于连续工艺的特性，不能排除在(甲基)丙烯酸抽提工序和蒸馏工序中使用的溶剂或有机副产物被引入到(甲基)丙烯酸吸收工序或(甲基)丙烯酸合成工序中的可能性。特别地，如果溶剂或有机副产物被引入至(甲基)丙烯酸合成工序中，反应器和催化剂可能被污染以降低反应效率，并且可能导致严重的稳定性问题。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供连续回收(甲基)丙烯酸的方法，其可以更有效地除去在(甲基)丙烯酸的连续回收工艺中产生的浮渣，而因此能够稳定地运行连续工艺。
本发明的另一目的是提供可以用于连续回收(甲基)丙烯酸的方法的装置。
技术方案
根据本发明，提供了连续回收(甲基)丙烯酸的方法，其包括：
抽提工序，其中，在抽提塔中使(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸馏工序，其中，蒸馏包含(甲基)丙烯酸抽提物的进料以得到(甲基)丙烯酸，
其中，在抽提工序中产生的提余液静止地保持在抽提塔的内部，然后被排出，控制提余液的质量流量(massflow)使得从抽提塔中排出的提余液的量大于通过抽提产生的提余液的量，以及过滤从抽提塔中排出的提余液以除去提余液中包含的浮渣。
在此，可以使用具有平均直径为50μm以下的孔的过滤器来进行所述提余液的过滤。
抽提溶剂可以为具有10至120℃沸点的疏水溶剂。
同时，根据本发明，连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以包括：吸收工序，其中，使通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体与水接触以得到(甲基)丙烯酸水溶液；抽提工序，其中，使通过吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸馏工序，其中，蒸馏通过抽提工序得到的包含(甲基)丙烯酸抽提物的进料以得到(甲基)丙烯酸。
此外，根据本发明，连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以包括：吸收工序，其中，使通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体与水接触以得到(甲基)丙烯酸水溶液；抽提工序，其中，使部分的通过吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸馏工序，其中，蒸馏包括通过吸收工序得到的剩余的(甲基)丙烯酸水溶液和通过抽提工序得到的(甲基)丙烯酸抽提溶液的进料以得到(甲基)丙烯酸。
通过过滤提余液除去了浮渣的滤液通过相分离可以被分离为水相和有机相，所述水相可以被进料至吸收工序中，以及所述有机相可以被进料至蒸馏工序中。
通过过滤提余液除去了浮渣的滤液通过相分离可以被分离为水相和有机相，所述水相可以被进料至吸收工序中，部分的有机相可以被进料至蒸馏工序中，以及剩余的有机相被进料至抽提工序中。
同时，根据本发明，提供了连续回收(甲基)丙烯酸的装置，其包括：
装配有混合气体入口和水溶液出口的(甲基)丙烯酸吸收塔(100)，通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体被进料至所述混合气体入口，以及通过使所述混合气体与水接触得到的(甲基)丙烯酸水溶液从所述水溶液出口排出；
装配有水溶液入口、抽提物出口和提余液出口的(甲基)丙烯酸抽提塔(200)，所述水溶液入口通过水溶液输送管线(102)与所述吸收塔(100)的水溶液出口相连接，通过使引入的(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触得到的(甲基)丙烯酸抽提溶液从所述抽提物出口排出，以及提余液在所述提余液出口处保持静止，然后被排出；
装配有抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口的蒸馏塔(300)，所述抽提物入口通过抽提物输送管线(203)与所述抽提塔(200)的抽提物出口相连接，以及通过蒸馏引入的抽提溶液得到的(甲基)丙烯酸从所述(甲基)丙烯酸出口排出；和
装配有提余液入口、过滤器、浮渣出口和滤液出口的过滤系统(250)，所述提余液入口与所述抽提塔(200)的提余液出口相连接，所述过滤器用于过滤引入的提余液，通过过滤从所述提余液中分离的浮渣从所述浮渣出口排出，以及从滤液所述滤液出口排出，其中，当控制所述提余液的质量流量使得从所述抽提塔中排出的提余液的量大于通过抽提产生的提余液的量时运行抽提塔(200)。
根据本发明，所述蒸馏塔(300)装配有水溶液入口、抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口，所述水溶液入口通过水溶液输送管线(103)与所述吸收塔(100)的水溶液出口相连接，所述抽提物入口通过抽提物输送管线(203)与所述抽提塔(200)的抽提物出口相连接，以及通过蒸馏所述引入的水溶液和抽提溶液的混合物得到的(甲基)丙烯酸从所述(甲基)丙烯酸出口排出，其中，所述装置可以以使得部分的从所述吸收塔(100)中排出的(甲基)丙烯酸水溶液加料至抽提塔(200)中以及余下的(甲基)丙烯酸水溶液加料至蒸馏塔(300)中的方式运行。
在此，所述过滤系统(250)的过滤器具有平均直径为50μm以下的孔。
根据本发明的用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置可以包括装配有滤液入口以及水相出口和有机相出口的相分离槽(350)，所述滤液入口通过滤液输送管线(235)与所述过滤系统(250)的滤液出口相连接，以及通过所述滤液的相分离得到的水相和有机相分别从所述水相出口和有机相出口排出，其中，可以运行所述装置使得将所述水相加料至吸收塔(100)，以及将所述有机相加料至蒸馏塔(300)。
在根据本发明的用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置中，所述过滤系统(250)的滤液出口可以通过滤液输送管线与所述吸收塔(100)的上部相连接。
有益效果
根据本发明的连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以有效地除去在(甲基)丙烯酸的连续回收工艺中形成的浮渣，并且同时以优异的效率回收(甲基)丙烯酸，由此使得所述连续工艺能够更稳定地运行。
附图说明
图1至3分别示意地显示根据本发明的实施方式的用于连续回收(甲基)丙烯酸的方法和装置。
<附图标记>
1：含(甲基)丙烯酸的混合气体
100：(甲基)丙烯酸吸收塔
102：(甲基)丙烯酸水溶液输送管线
150：乙酸吸收塔
200：(甲基)丙烯酸抽提塔
203：抽提物输送管线
250：过滤系统
253,201：滤液输送管线
300：蒸馏塔
350：相分离槽
400：高沸点副产物分离塔
CAA：粗制(甲基)丙烯酸
HPAA：高纯度(甲基)丙烯酸
具体实施方式
在下文中，将解释根据本发明的实施方式的连续回收(甲基)丙烯酸的方法和回收装置。
首先，在本文中使用的术语仅用于提及具体的实施方式，而非意欲限制本发明。此外，除非具有明确相反的含义，在本文中使用的单数形式包括复数形式。此外，在本文中使用的“包含(包括)”的含义体现为特定的性能、面积、整数、步骤、操作、元件或组分，其不排除包含其它特定的性能、面积、整数、步骤、操作、元件或组分。
除另外描述外，在本文中使用的术语定义如下。
术语“(甲基)丙烯酸”通常指的是丙烯酸、甲基丙烯酸或它们的混合物。
术语“含(甲基)丙烯酸的混合气体”通常指的是当通过气相氧化制备(甲基)丙烯酸时可产生的混合气体。作为非限定性的实例，所述含(甲基)丙烯酸的混合气体可以在催化剂的存在下通过选自丙烷、丙烯、丁烷、异丁烯、叔丁烯和(甲基)丙烯醛(“原料化合物”)中的至少一种化合物的气相氧化得到，其中，含(甲基)丙烯酸的混合气体可以包括(甲基)丙烯酸、未反应的原料化合物、(甲基)丙烯醛、惰性气体、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽和多种有机副产物(乙酸、重组分等)等。此外，由有机副产物形成的水溶性差的漂浮物质称作“浮渣”。
术语“(甲基)丙烯酸水溶液”指的是包含(甲基)丙烯酸的水溶液，例如，其可以通过使含(甲基)丙烯酸的混合气体与包含水的吸收溶剂接触得到。
术语“进料”指的是包含待抽提的溶质的液体混合物，以及其可以为溶解在抽提溶剂中的溶质和在抽提溶剂中不溶的惰性物质的混合物。在下文中，如果将所述抽提溶剂加入到进料中，则溶质通过质量传递溶解在来自进料的抽提溶剂中。由此，其中溶解了大量的溶质的抽提溶剂形成抽提溶液，被提取走了大量的溶质的进料形成了提余液。
同时，在使用搅拌式塔(如卡尔型塔(Karr-typecolumn)和赛贝尔型塔)的液-液抽提中，相对轻的相加料至抽提塔的下面的级(lowerstage)，而相对重的相加料至抽提塔的上面的级(upperstage)。通过加料至抽提塔的材料的接触进行抽提以得到新组合物的轻相和重相。通过抽提工序得到的新组合物的轻相是通过抽提塔的上出口得到的，以及所述新组合物的重相是通过抽提塔的下出口得到的。
一般而言，在排出至抽提塔的下出口之前，通过抽提工序得到的新组合物的重相在抽提塔的下部保持静止，以及其部分排出至抽提塔的下出口。在此，其中重相保持静止的抽提塔的段(section)称作下静止段(或“重相的静止段”)。例如，在使用抽提溶剂抽提在(甲基)丙烯酸水溶液中包含的(甲基)丙烯酸的过程中，作为相对重相的(甲基)丙烯酸水溶液加料至抽提塔的上面的级，而作为相对轻相的抽提溶剂加料至抽提塔的下面的级。此外，通过它们的接触进行抽提，得到了其中溶解了大量的(甲基)丙烯酸的抽提溶液和大量的(甲基)丙烯酸被提取走的提余液。
在此，通过抽提塔的上出口得到在相对轻相中的抽提溶液，而通过抽提塔的下出口得到在相对重相中的提余液。在排出至抽提塔的下出口之前，提余液在抽提塔的下段保持静止，以及其部分排出至抽提塔的下出口。其中提余液保持静止的抽提塔的段称作“下静止段”(或“提余液的静止段”)，以及，在提余液中，有机相和水相同时存在，而提余液可以分离为有机相和水相，并根据工艺条件在下面的静止段形成界面。
在下文中，参照附图，将详细地描述本发明的具体的实施方式，从而本领域的普通技术人员可以容易地实施。然而，本发明可以以多种形式实施，并不限于实施例。
一般而言，在(甲基)丙烯酸的合成过程中，多种副产物与(甲基)丙烯酸一起产生，以及在有机副产物中包含的水溶性差的物质形成浮渣。由于连续工艺的特征，浮渣污染了各种装置的内部，由此使得稳定的工艺运行变得不可能，并且降低了(甲基)丙烯酸的回收率。
关于此，本发明的发明人已经提出连续回收(甲基)丙烯酸的方法，该方法包括：吸收工序、抽提工序和蒸馏工序，其中，过滤抽提塔的下面排放的物质(提余液)以除去浮渣，以及滤液被用作吸收工序的吸收溶剂。
然而，根据本发明的发明人的研究结果，可以确认之前提出的方法仅可以除去部分的在提余液中包含的浮渣，而因此，随着运行时间的流逝，浮渣累积在抽提塔的内部。即，在抽提塔的下部的提余液的静止段(特别地在静止段形成的有机相和水相的界面)处累积浮渣，同时形成层，以及随着运行时间流逝，累积浮渣的厚度分别从界面处朝有机相的方向和水相的方向增加。
然而，之前提出的方法选择性地回收和过滤仅在抽提塔的下部的静止段处形成的水相，从而将滤液用作(甲基)丙烯酸的吸收工序中的吸收溶剂。因此，根据之前提出的方法，在界面处累积的浮渣中，可以除去靠近水相的累积的浮渣，而不能除去靠近有机相的累积的浮渣，这些浮渣得以保留。因此，随着运行时间的流逝，浮渣累积，最终，抽提塔的关闭不可避免。
此外，由于连续工艺的特性，不能排除在(甲基)丙烯酸抽提工序和蒸馏工序中使用的溶剂或有机副产物被引入到(甲基)丙烯酸吸收工序或(甲基)丙烯酸合成工序中的可能性。如果在吸收工序或(甲基)丙烯酸合成工序中引入溶剂或有机副产物，则吸收塔、反应器、反应催化剂等可能被污染，(甲基)丙烯酸的回收率可能下降，可能引起严重的安全性的问题。
因此，在为了改善所述问题时本发明的发明人的反复研究过程中，确认如果控制抽提塔使得在抽提塔的下部的提余液的静止段不形成有机相和水相之间的界面(即，在有机相和水相中，仅仅相对轻的相存在于提余液的静止段)，则可以根本上防止浮渣在抽提塔内部的累积。特别地，通过控制提余液的质量流量使得从抽提塔中排出的提余液的量(“提余液的排出量”)大于通过抽提产生的提余液的量(“提余液的产生量”)可以防止在抽提塔的内部的浮渣的累积。
I.连续回收(甲基)丙烯酸的方法
根据本发明的一个实施方式，提供了连续回收(甲基)丙烯酸的方法，其包括：
抽提工序，其中，在抽提塔中使(甲基)丙烯酸与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸馏工序，其中，蒸馏包含(甲基)丙烯酸抽提溶液的进料以得到(甲基)丙烯酸，其中，在抽提工序中产生的提余液静止地保持在抽提塔的内部，然后被排出，控制提余液的质量流量使得从抽提塔中排出的提余液的量大于通过抽提产生的提余液的量，以及过滤从抽提塔中排出的提余液以除去提余液中包含的浮渣。
基本地，连续回收(甲基)丙烯酸的方法包括(甲基)丙烯酸水溶液的抽提工序和蒸馏工序。特别地，通过控制提余液的质量流量使得从抽提塔中排出的提余液的量大于在抽提工序中通过抽提产生的提余液的量，所述连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以防止抽提塔内部的浮渣的累积。
特别地，在进行稳定运行的稳态下，存在在抽提塔的下部的静止段处保持静止的提余液，同时通过相分离水相和有机相形成界面。然而，通过控制提余液的质量流量使得在抽提塔的下部的静止段不会存在水相和有机相之间的界面，可以根本上防止在抽提塔内部的浮渣的累积。此外，通过过滤排放至抽提塔下部的提余液，可以更加有效地除去在提余液中包含的大部分的浮渣，因此使得连续工艺更稳定地运行。
根据本发明的一个实施方式，连续回收(甲基)丙烯酸的方法包括：吸收工序，其中，使通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体与水接触以得到(甲基)丙烯酸水溶液；抽提工序，其中，使通过吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸馏工序，其中，蒸馏通过抽工序得到的包含(甲基)丙烯酸的抽提物的进料以得到(甲基)丙烯酸。根据本发明的第一实施方式的连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以使用示于图1中的装置来实施。
根据本发明的另一个实施方式，连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以包括：吸收工序，其中，使通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体与水接触以得到(甲基)丙烯酸水溶液；抽提工序，其中，使部分的通过吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸馏工序，其中，蒸馏包含剩余的通过吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液和通过抽提工序得到的(甲基)丙烯酸的抽提溶液的进料以得到(甲基)丙烯酸。根据本发明的第二实施方式的连续回收(甲基)丙烯酸的方法可以使用示于图2中的装置来实施。
在下文中，参照图1和图2，将详细地描述在本发明的实施方式中可以包括的各工序。
(吸收工序)
吸收工序为用于得到(甲基)丙烯酸水溶液的工序，以及其可以通过使通过(甲基)丙烯酸的合成反应得到的含(甲基)丙烯酸的混合气体与包含水的吸收溶剂接触而实施的。
作为非限定性的实例，所述(甲基)丙烯酸的合成反应可以在气相催化剂的存在下通过选自丙烷、丙烯、丁烷、异丁烯和(甲基)丙烯醛中的至少一种化合物的氧化反应来实施。在本文中，所述气相氧化反应可以使用普通结构的气相氧化反应器，并在通常的反应条件下进行。作为用于气相氧化反应的催化剂，可以使用普通的催化剂，以及例如，可以使用在韩国注册的专利第0349602号和第037818号中提出的催化剂等。在通过气相氧化反应产生的含(甲基)丙烯酸的混合气体中，除了所需的产物(甲基)丙烯酸之外，还可包括未反应的原料化合物、中间体(甲基)丙烯醛、惰性气体、二氧化碳、水汽和多种有机副产物(乙酸、轻馏分、重组分等)。
此外，参照图1，所述(甲基)丙烯酸水溶液可以通过将含(甲基)丙烯酸的混合气体(1)加料至(甲基)丙烯酸吸收塔(100)中，以使其与包含水的吸收溶剂接触。
在本文中，考虑所述混合气体(1)与吸收溶剂等的接触效率可以确定(甲基)丙烯酸吸收塔(100)的种类。作为非限定性的实例，所述(甲基)丙烯酸吸收塔(100)可以为填料塔或多级盘式塔。在填料塔的内部，可以应用填料，如拉西环、鲍尔环、鞍状物、纱网、整装填料等。
此外，考虑到吸收工序的效率，可以将混合气体(1)加料至吸收塔(100)的下部，以及可以将包含水的溶剂加料至吸收塔(100)的上部。
所述吸收溶剂可以包含水，如自来水、去离子水等，以及其可以包含从其它工艺引入的循环工艺用水(例如，从抽提工序和/或蒸馏工序中回收的水相)。此外，在吸收溶剂中，可以包含从其它工艺中引入的痕量的有机副产物(例如，乙酸)。然而，考虑到(甲基)丙烯酸的吸收效率，优选在加料至吸收塔(100)中的吸收溶剂(特别地，在循环工艺用水中)以15wt％以下的含量包含有机副产物。
考虑到缩合条件和根据饱和水蒸汽压的含湿量等，所述(甲基)丙烯酸吸收塔(100)可以以1至1.5巴或1至1.3巴的内压，以及在50至100℃或50至80℃的内部温度下运行。
同时，在吸收工序中，将(甲基)丙烯酸水溶液排至(甲基)丙烯酸吸收塔(100)的下部，以及将脱去(甲基)丙烯酸的未凝聚的气体排至其上部。在本文中，就整个工艺的效率而言，有利的是在(甲基)丙烯酸水溶液中包含40wt％以上，或40至90wt％或50至90wt％的(甲基)丙烯酸。
如在图1中所示，可以将得到的(甲基)丙烯酸水溶液通过水溶液输送管线(102)加料至(甲基)丙烯酸抽提塔(200)中。此外，如在图2中所示，可以将得到的(甲基)丙烯酸水溶液分配(divided)并通过水溶液输送管线(102和103)加料至(甲基)丙烯酸抽提塔(200)和蒸馏塔(300)中。
如在图1中所示，如果在(甲基)丙烯酸吸收工序和蒸馏工序之间引入抽提工序，则在抽提工序中可以除去在(甲基)丙烯酸水溶液中包含的大部分的吸收溶剂，而因此降低蒸馏工序的处理负荷，并降低能量消耗。
如图2所示，如果在(甲基)丙烯酸吸收工序和蒸馏工序之间引入抽提工序，则同时地，将(甲基)丙烯酸水溶液分配并且加料至抽提工序和蒸馏工序中，所述蒸馏工序可以在比图1中所示的工艺更宽松的运行条件下运行。
在本文中，分配和加料至抽提塔(200)和蒸馏塔(300)中的(甲基)丙烯酸水溶液的比率可以考虑各塔的容量、处理性能、能量效率改善效果等确定。根据一个实施方式，对于显示以上解释的效果而言有利的是可以将5～70wt％或10～60wt％，或10～50wt％的所述(甲基)丙烯酸水溶液加料至抽提塔(200)中，以及可以将余下的加料至蒸馏塔(300)中。
同时，可以将至少部分的排至(甲基)丙烯酸吸收塔(100)的上部的未凝聚的气体加料至用于回收在未凝聚的气体中包含的有机副产物(特别地，乙酸)的工艺中，以及可以将余下的加料至废弃焚化炉中并且丢弃。即，根据本发明的一个实施方式，可以实施使未凝聚的气体与吸收溶剂接触的工序以回收在所述未凝聚的气体中包含的乙酸。
使所述未凝聚的气体与吸收溶剂接触的工序可以在乙酸吸收塔(150)中实施。作为非限定性的实例，可以将用于吸收乙酸的吸收溶剂加料至乙酸吸收塔(150)的上部，以及可以将包含乙酸的水溶液排至乙酸吸收塔(150)的下部。此外，可以将含乙酸的水溶液加料至(甲基)丙烯酸吸收塔(100)的上部并用作吸收溶剂，以及可以将脱去乙酸的未凝聚的气体循环至(甲基)丙烯酸的合成工序中，并且再利用。
在本文中，为了有效地吸收乙酸，可以在1至1.5巴或1至1.3巴的内压，以及在50至100℃或50至80℃的内部温度下运行乙酸吸收塔(150)。此外，乙酸吸收塔(150)的具体的运行条件可以遵循韩国公布的专利公开第2009-0041355号的公开的内容。
(抽提工序)
同时，实施在抽提塔中使(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液的抽提工序。在本文中，通过上述吸收工序可以制备(甲基)丙烯酸水溶液。
所述抽提工序可以在(甲基)丙烯酸抽提塔(200)中实施。加料至抽提塔(200)中的(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触，并且分别作为溶解大量的(甲基)丙烯酸的抽提溶液和大量的(甲基)丙烯酸被提取走的提余液而被排出。在下文中，通过抽提塔的上出口得到为相对轻的相的抽提溶液，而通过抽提塔(200)的下出口得到为相对重的相的提余液。在从抽提塔(200)中排出提余液之前，一定量的提余液在抽提塔的下部的静止段处保持静止，而将部分的提余液排出至抽提塔的下出口。
这样，通过在抽提塔(200)中使(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触(即，与蒸馏相比，抽提使用少量能耗)，可以除去在(甲基)丙烯酸水溶液中包含的大部分的水。因此，可以降低后续的蒸馏工序的处理负荷，由此提高了整个工艺的能量效率。此外，通过降低蒸馏工序的处理负荷，可以使可在蒸馏过程中产生的(甲基)丙烯酸的聚合反应最小化，以确保进一步提高的(甲基)丙烯酸的回收效率。
同时，在通常的抽提工序的情况下，在抽提塔的下部，一定量的提余液保持静止并存在，同时被相分离为有机相和水相。此外，当通过抽提产生的提余液的量与通过下出口排出的提余液的量保持基本相同时，在抽提塔的下部保持静止的提余液的量和有机相与水相之间的界面保持在相同的水平。
然而，随着抽提塔继续运行，由于在抽提塔的下部保持静止的提余液，浮渣在有机相和水相之间的界面处累积。浮渣累积的同时在抽提塔的下部的静止段处形成的有机相和水相之间的界面处形成层，以及随着运行的进行，累积的浮渣厚度分别从界面向有机相方向和水相方向增加。然而，由于浮渣污染各个装置，并且特别是在抽提塔中累积从而降低(甲基)丙烯酸的回收率，为了稳定的工艺运行，优选除去浮渣。
关于浮渣的去除，本发明的发明人已经提出通过过滤排至抽提塔(200)的下部的提余液，并使用滤液作为吸收工序的吸收溶剂来除去浮渣的方法。然而，根据之前提出的方法，在有机相和水相之间的界面累积的浮渣中，可以除去靠近水相的浮渣，但是不能除去靠近有机相的浮渣，其保留在抽提塔的内部。因此，在之前提出的方法的情况下，随着运行时间的流逝，浮渣在抽提塔内部累积，最终，抽提塔的关停不可避免。
然而，在根据一个实施方式的连续回收(甲基)丙烯酸的方法中，通过控制使得在抽提塔(200)的下部的提余液的静止段处不会形成有机相和水相之间的界面(即，在有机相和水相中仅相对轻的相可以存在于提余液的静止段)，可以根本上防止在抽提塔(200)内部的浮渣的累积。特别地，防止在抽提塔(200)的内部的浮渣的累积可以通过控制提余液的质量流量使得从抽提塔中排出的提余液的量(提余液的排出量)大于通过抽提产生的提余液的量(提余液的产生量)来实现。
此外，根据一个实施方式的连续回收(甲基)丙烯酸的方法通过过滤排至抽提塔(200)的下部的提余液可以有效地除去在提余液中包含的浮渣，由此能够更稳定地运行连续工艺。
根据本发明的一个实施方式，可以控制在抽提工序中的提余液的产生量和提余液的排出量使得在抽提塔(200)的下部的提余液的静止段处不会形成有机相和水相之间的界面，仅相对轻的相可以存在。也就是，在抽提塔(200)的下部的提余液的静止段处，由于提余液的相分离，有机相形成在水相之上。因此，可以控制提余液的质量流量使得在提余液的静止段的水相可以完全排出，或部分的有机相可以与水相一起排出。
此外，通过以排至抽提塔(200)的下部的提余液中包含的量额外引入抽提溶剂，加料至抽提塔中的(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂的重量比率可以保持在恒定的水平，由此保持稳定的抽提效率。
此外，提余液的过滤可以使用能够充分除去在从抽提塔(200)中排出的提余液中包含的浮渣的过滤器来实施。由此，提余液的过滤方法和用于过滤的过滤器不受特别限制。
然而，为了得到通过提余液的过滤的实际效果，优选通过过滤除去80wt％以上，或90wt％以上的在提余液中包含的浮渣。基于此，使用具有平均直径为50μm以下，0.1至30μm，或0.5至20μm，或0.5至10μm的孔的过滤器可以实施提余液的过滤。也就是，为了充分除去在提余液中包含的浮渣，有利地是用于过滤的过滤器可以具有平均直径为50μm以下的孔。然而，考虑到过滤效率、工艺流程等，有利地，所述过滤器具有平均直径为0.1μm以上的孔。
此外，尽管排至抽提塔(200)的下部的大部分的提余液在水相中，由于可以部分地包含有机相，优选用于过滤的过滤器可以由具有耐抽提溶剂、(甲基)丙烯酸等的材料制成。作为非限制性的实例，所述过滤器可以由棉或金属(如SUS，不锈钢)制成。
用于过滤提余液的过滤系统(250)可以包括至少一个实现上述要求的过滤器。优选地，过滤系统(250)可以具有其中具有不同平均直径的两个以上的过滤器串联连接的结构。
大部分的通过提余液的过滤得到的滤液可以在水相中，以及可以部分地包含有机相。如在图3中所示，在大部分的滤液为水溶液的情况下，可以通过滤液输送管线(201)将滤液作为上述吸收工序的吸收溶剂而加料。然而，在滤液中包含不适合用作吸收溶剂的有机相的情况下，如在图1或图2中所示，优选可以通过滤液输送管线(253)将滤液加料至分离相分离槽(350)中。
可以将在相分离槽(350)中得到的水相加料至吸收工序中作为吸收溶剂，以及可以将在相分离槽(350)中得到的有机相加料至蒸馏工序中作为共沸溶剂。此外，可以将部分的在相分离槽(350)中得到的有机相作为蒸馏工序的共沸溶剂而加料，以及可以将余下的有机相作为抽提工序的抽提溶剂而加料。然而，在将有机溶剂分配且加料至蒸馏工序和抽提工序的情况下，前提是相同种类的溶剂被用作蒸馏工序的共沸溶剂和抽提工序的抽提溶剂。
同时，优选地，加料至抽提塔(200)中的抽提溶剂可以具有对(甲基)丙烯酸的溶解性和疏水性。此外，考虑到溶剂的种类和在后续的蒸馏工序中所需的性能，优选所述抽提溶剂可以具有比(甲基)丙烯酸低的沸点。根据本发明的一个实施方式，对于工艺运行有利的是，抽提溶剂可以为具有120℃以下，或10至120℃或50至120℃的疏水溶剂。
具体地，抽提溶剂可以为选自苯、甲苯、二甲苯、正庚烷、环庚烷、环庚烯、1-庚烯、乙基-苯、甲基-环己烷、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、丙烯酸异丁酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、甲基异丁基酮、2-甲基-1-庚烯、6-甲基-1-庚烯、4-甲基-1-庚烯、2-乙基-1-己烯、乙基环戊烷、2-甲基-1-己烯、2,3-二甲基戊烷、5-甲基-1-己烯和异丙基-丁基-醚中的至少一种。
可以控制抽提溶剂的加料量使得加料至抽提塔(200)中的(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂的重量比可以为1:1至1:2，或1:1.0至1:1.8，或1:1.1至1:1.5，或1:1.1至1:1.3。即，为了确保合适的抽提效率，优选加料至抽提塔(200)中的(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂的重量比保持为1:1以上。此外，如果重量比大于1:2，尽管抽提效率可能提高，但是在后续工序的蒸馏塔(300)中的(甲基)丙烯酸的损失可能增加，以及用于防止(甲基)丙烯酸的损失的共沸溶剂的回流可能过分地增加，这不是优选的。
根据本发明的一个实施方式，对于确保抽提效率，有利的是加料至抽提塔(200)中的(甲基)丙烯酸水溶液的温度可以为10至70℃。
作为抽提塔(200)，可以使用液-液接触型的普通的抽提塔而没有特别的限制。作为非限定性的实例，抽提塔(200)可以为卡尔型往复板抽提塔、转盘接触器、赛贝尔抽提塔、屈尼抽提塔、喷雾抽提塔、填料抽提塔、脉冲填料塔等。
通过抽提工序，将(甲基)丙烯酸抽提溶液排至抽提塔(200)的上部，以及将排出的抽提溶液通过输送管线(203)加料至蒸馏塔(300)中。此外，将提余液排至抽提塔(200)的下部，以及通过如上所述的过滤系统(250)将排出的提余液过滤。
在本文中，在抽提溶液中，除了所需的化合物(甲基)丙烯酸之外，可以包含抽提溶剂、水和有机副产物。作为非限定性的实例，在进行稳定运行的稳态情形下，在抽提溶液中可以包含30～40wt％的(甲基)丙烯酸，55～65wt％的抽提溶剂，1～5wt％的水和余量的有机副产物。即，在(甲基)丙烯酸水溶液中包含的大部分的水(例如，在水溶液中包含的水的85wt％以上)可以通过抽提工序被回收作为提余液。
当从抽提塔(200)中回收大部分的水时，可以使蒸馏塔(300)的蒸馏负荷降低至较低的能耗。此外，由于蒸馏条件可以为宽松的，在蒸馏工序中可以使(甲基)丙烯酸的聚合最小化，从而确保运行稳定并提高(甲基)丙烯酸的回收效率。
在从抽提塔(200)中排出的提余液中，可以包含未抽提的(甲基)丙烯酸。然而，根据本发明的一个实施方式，在提余液中可以包含5wt％以下，或0.5～5wt％，或1～3wt％的(甲基)丙烯酸，因此使在吸收工序和抽提工序中的(甲基)丙烯酸的损失最小化。
(蒸馏工序)
实施其中蒸馏包含(甲基)丙烯酸抽提溶液的进料以得到(甲基)丙烯酸的蒸馏工序。
根据本发明的一个实施方式，进料可以为从上述抽提工序中供给的(甲基)丙烯酸抽提溶液。在这种情况下，如在图1中所示，通过(甲基)丙烯酸抽提溶液输送管线(203)将进料加料至蒸馏塔(300)中。
此外，根据另一个实施方式，进料可以为从上述吸收工序供给的(甲基)丙烯酸水溶液和从上述抽提工序供给的(甲基)丙烯酸抽提溶液的混合物。在这种情况下，如在图2中所示，通过(甲基)丙烯酸水溶液输送管线(103)和(甲基)丙烯酸抽提溶液输送管线(203)可以同时将进料加料至蒸馏塔(300)中。
在本文中，为了有效地蒸馏，有利的是，供给进料的加料点可以为蒸馏塔(300)的中间部分，且优选地，其可以为自离蒸馏塔(300)的最高级起对应于总级(totalstage)的40～60％的任一点。
当供给至蒸馏塔(300)的进料与引入到蒸馏塔(300)的上部的共沸溶剂接触，并被加热至适宜的温度时，实现通过蒸发和凝聚的蒸馏。
在本文中，为了高效分离来自余下组分(例如水、乙酸、抽提溶剂等)的进料中包含的(甲基)丙烯酸，优选通过共沸蒸馏实施蒸馏。
用于共沸蒸馏的溶剂优选为可以与水和乙酸形成共沸物且不会与(甲基)丙烯酸形成共沸物的疏水共沸溶剂。此外，疏水共沸溶剂优选具有低于(甲基)丙烯酸的沸点(例如，120℃以下，或10至120℃，或50至120℃的沸点)。
具体地，疏水共沸溶剂可以为选自苯、甲苯、二甲苯、正庚烷、环庚烷、环庚烯、1-庚烯、乙基-苯、甲基-环己烷、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、丙烯酸异丁酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、甲基异丁基酮、2-甲基-1-庚烯、6-甲基-1-庚烯、4-甲基-1-庚烯、2-乙基-1-己烯、乙基环戊烷、2-甲基-1-己烯、2,3-二甲基戊烷、5-甲基-1-己烯和异丙基-丁基-醚中的至少一种。
特别地，在如在图1和图2中的引入抽提工序的情况下，考虑到根据连续工艺的生产效率，优选疏水共沸溶剂与抽提工序的抽提溶剂相同。这样，如果相同种类的溶剂被用于抽提工序和蒸馏工序中，则可以将至少部分的在蒸馏塔(300)中蒸馏并通过相分离槽(350)回收的溶剂加料至(甲基)丙烯酸抽提塔(200)中，并再用作抽提溶剂。
通过蒸馏工序，在进料中，将除了(甲基)丙烯酸的组分与共沸溶剂一起排至蒸馏塔(300)的上部，以及将(甲基)丙烯酸排至蒸馏塔(300)的下部。
在预处理之后，可以将蒸馏塔(300)的上面排出的溶液加料至相分离槽(350)中，并再利用。在本文中，相分离槽(350)为用于通过重力或离心力等分离不混溶的液体的装置，其中，从相分离槽(350)的上部可以回收相对轻的液体(例如，有机相)，以及从相分离槽(350)的下部可以回收相对重的液体(例如，水相)。
例如，蒸馏塔(300)的上面排出的溶液可以在相分离槽(350)中被分离为包含共沸溶剂的有机相和包含水的水相。此外，通过在上述抽提工序中的提余液的过滤得到的滤液通过滤液输送管线(253)可以加料至所述相分离槽(350)中，并且与所述蒸馏塔(300)的上面排出的溶液一起相分离。可以将分离的有机相加料至蒸馏塔(300)的上部，并被用作共沸溶剂。此外，如有必要，可以将至少部分的有机相加料至抽提塔(200)中，并被用作抽提溶剂。此外，可以将至少部分的在相分离槽(350)中分离的水相加料至(甲基)丙烯酸吸收塔(100)中，并用作吸收溶剂，以及部分的水相可以作为废水被处理。此外，在水相中，可以部分地包含乙酸，以及在水相中包含的乙酸的浓度可以根据共沸溶剂的种类和回流比等变化。作为非限定性的实例，在水相中包含的乙酸的浓度可以为1～50wt％，或2～40wt％，或3～30wt％。
同时，在(甲基)丙烯酸水溶液经过(甲基)丙烯酸吸收塔(100)、抽提塔(200)、蒸馏塔(300)等时，至少部分的在水溶液中包含的(甲基)丙烯酸可以形成二聚体或低聚物。为了使(甲基)丙烯酸的这种聚合最小化，可以将普通的聚合抑制剂加入到蒸馏塔(300)中。
在蒸馏塔(300)的下面排出的溶液中，除了(甲基)丙烯酸之外，还可以包含重组分，例如(甲基)丙烯酸的聚合物、聚合抑制剂等。因此，如有必要，可以进一步进行将蒸馏塔(300)的下面排出的溶液加料至高沸点副产物分离塔(400)中，并分离在下面排出的溶液中包含的重组分。此外，可以使通过所述工序回收的粗制(甲基)丙烯酸(CAA)经过额外的结晶过程，并以高纯度(甲基)丙烯酸(HPAA)而获得。在本文中，重组分分离工序和结晶工序等可以在普通的条件下实施，以及工艺条件不受特别限制。
同时，在连续回收(甲基)丙烯酸的方法中，可以有机且连续地进行各上述步骤。此外，除了上述步骤之外，在各步骤之前、之后或与各步骤同时可以进一步包括可以通常实施的工艺。
II.用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置
如在图1中所示，根据本发明的另一个实施方式，提供了用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置，其包括：
装配有混合气体入口和水溶液出口的(甲基)丙烯酸吸收塔(100)，通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体加料至所述混合气体入口，以及通过所述混合气体与水接触得到的(甲基)丙烯酸水溶液从所述水溶液出口排出；
装配有水溶液入口、抽提物出口和提余液出口的(甲基)丙烯酸抽提塔(200)，所述水溶液入口通过水溶液输送管线(102)与所述吸收塔(100)的水溶液出口相连接，通过使引入的(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触得到的(甲基)丙烯酸抽提物从所述抽提物出口排出，以及提余液在所述提余液出口处保持静止，然后被排出；
装配有抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口的蒸馏塔(300)，所述抽提物入口通过抽提物输送管线(203)与所述抽提塔(200)的抽提物出口相连接，以及通过蒸馏引入的抽提溶液得到的(甲基)丙烯酸从所述(甲基)丙烯酸出口排出；和
装配有提余液入口、过滤器、浮渣出口和滤液出口的过滤系统(250)，所述提余液入口与所述抽提塔(200)的提余液出口相连接，所述过滤器用于过滤引入的提余液，通过过滤从所述提余液中分离的浮渣从所述浮渣出口排出，以及滤液从所述滤液出口排出，
其中，当控制所述提余液的质量流量使得从所述抽提塔中排出的提余液的量大于通过抽提产生的提余液的量时运行抽提塔(200)。
根据本发明的又一个实施方式，如在图2中所示，所述蒸馏塔(300)装配有水溶液入口、抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口，所述水溶液入口通过水溶液输送管线(103)与所述吸收塔(100)的水溶液出口相连接，所述抽提物入口通过抽提物输送管线(203)与所述抽提塔(200)的抽提物出口相连接，以及通过蒸馏所述引入的水溶液和抽提物的混合物得到的(甲基)丙烯酸从所述(甲基)丙烯酸出口排出，以及所述装置可以以使得部分的从所述吸收塔(100)中排出的(甲基)丙烯酸水溶液加料至抽提塔(200)中，而余下的(甲基)丙烯酸水溶液加料至蒸馏塔(300)中的方式运行。
在根据上述实施方式的装置中，(甲基)丙烯酸吸收塔(100)可以为填料塔或多级盘塔以提高含(甲基)丙烯酸的混合气体(1)与包含水的吸收溶剂的接触效率。在填料塔的内部，可以应用填料，如拉西环、鲍尔环、鞍状物、纱网、整装填料等。
此外，作为(甲基)丙烯酸抽提塔(200)，可以使用液-液接触型的普通的抽提塔而没有特别的限制。作为非限定性的实例，抽提塔可以为卡尔型往复板抽提塔、转盘接触器、赛贝尔抽提塔、屈尼抽提塔、喷雾抽提塔、填料抽提塔、脉冲填料塔等。
特别地，过滤系统(250)的过滤器优选具有充分除去在从抽提塔(200)中排出的提余液中包含的浮渣的性能。具体地，所述过滤器可具有平均直径为50μm以下，0.1至30μm，或0.5至20μm，或0.5至10μm的孔。此外，所述过滤器优选由具有耐抽提溶剂和(甲基)丙烯酸等的材料制成，以及作为非限制性的实例，其可以由棉或金属(例如SUS，不锈钢)制成。此外，用于过滤提余液的过滤系统(250)可以包括至少一个实现上述要求的过滤器。优选地，过滤系统(250)可以具有其中两个以上的具有有不同平均直径的孔的过滤器串联连接的结构。
同时，根据上述实施方式的装置可以包括装配有滤液入口以及水相出口和有机相出口的相分离槽(350)，所述滤液入口通过滤液输送管线(253)与过滤系统(250)的滤液出口相连接，以及通过滤液的相分离得到的水相和有机相分别从所述水相出口和有机相出口排出。在本文中，所述装置可以以使得将从相分离槽(350)中排出的水相加料至吸收塔(100)，以及将有机相加料至蒸馏塔(300)中的方式运行。此外，如有必要，所述装置可以以使得部分的有机相可以被加料至蒸馏塔(300)中，以及余下的有机相可以被加料至抽提塔(200)中的方式运行。
当大部分的在过滤系统(250)中得到的滤液在水相中时，过滤系统(250)的滤液出口通过滤液输送管线(201)与吸收塔(100)的上部相连接。
此外，所述蒸馏塔(300)可以为包含内部填料的填料塔或多级塔，且优选为筛盘塔、穿流塔板塔(dualflowtraycolumn)等。
此外，乙酸吸收塔(150)、(甲基)丙烯酸水溶液输送管线(102)、抽提溶液输送管线(203)、相分离槽(350)、高沸点分离塔(400)等可以具有本发明所属的技术领域种的普通的结构。
在下文中，提供优选的实施例以帮助理解本发明。但是，这些实施例仅用于示例性地解释本发明，而本发明的范围并不限于此。
对比实施例1
制备具有总体52级和总高度约3m的抽提部分的卡尔型抽提塔。在抽提塔中，控制对应于第1级至第6级(即，包括最高级的上面6级)的塔的内径为约45mm，以及控制对应于余下的第7级至第50级的塔的内径为约22mm。在设置在抽提塔各级处且反复上下移动的多孔板中，控制设置在第1级至第6级的多孔板的托盘开口面积比(trayopenarearatio)为约50％，以及控制设置在第7级至第50级的多孔板的托盘开口面积比为约28.3％。
向抽提塔的进料入口加入丙烯酸水溶液(丙烯酸浓度：约65.5wt％，乙酸浓度：约2.25wt％)，以及将甲苯加料至抽提塔的抽提溶剂入口中。在此，将加料至抽提塔中的丙烯酸水溶液与甲苯的重量比固定为约1:1.3。
在排出提余液的抽提塔的下面的级处，安装装配有筒式过滤器的过滤系统，以及使用所述过滤系统除去排至抽提塔的下部的提余液中包含的浮渣，所述筒式过滤器具有平均直径为约10μm的孔。
在能够实现抽提塔中的最大丙烯酸提取率的多孔板的最大机械往复速率(即，在马上产生溢流之前的最大rpm)的条件下，分析在提余液中的丙烯酸浓度。
在此，控制丙烯酸水溶液的输入为91.3g/min，以及控制甲苯的输入为115.8g/min。此外，控制提余液的排出质量流量使得由在抽提塔的下部保持静止的提余液形成的有机相和水相之间的界面可以保持在恒定的水平。
在运行开始时，使提余液的质量流量控制在约25.0g/min，以及保持界面在恒定的水平，但是由于在连续运行过程中界面管理失败，提余液以约30.6g/min排出，其对应于约20％的增加。在此，在其中有机相和水相以乳液的形式同时存在的提余液中，丙烯酸浓度为约1.17wt％，以及甲苯浓度为约13.6wt％。由于高甲苯浓度，提余液不适合用作吸收工序的吸收溶剂。
对比实施例2
向与对比实施例1相同的抽提塔的进料入口加入丙烯酸水溶液(丙烯酸浓度：约65.5wt％，乙酸浓度：约2.25wt％)，以及将甲苯加料至抽提塔的抽提溶剂入口中。在此，将加料至抽提塔中的丙烯酸水溶液与甲苯的重量比固定为约1:1.3。
在排出提余液的抽提塔的下面的级处，安装装配有筒式过滤器的过滤系统，以及使用所述过滤系统除去排至抽提塔的下部的提余液中包含的浮渣，所述筒式过滤器具有平均直径为约10μm的孔。
在此，控制丙烯酸水溶液的输入为91.3g/min，以及控制甲苯的输入为118.1g/min。此外，使提余液的排出质量流量保持在约25.0g/min，从而使得由在抽提塔的下面部分保持静止的提余液形成的有机相和水相之间的界面可以保持在恒定的水平，其中，抽提溶液的排出质量流量为约184.4g/min。
在能够实现抽提塔中的最大丙烯酸提取率的多孔板的最大机械往复速率(即，在马上产生溢流之前的最大rpm)的条件下，分析在提余液中的丙烯酸浓度。
因此，在运行开始时，在由水相组成的提余液中，丙烯酸浓度为约1.45wt％，以及甲苯浓度为720ppm。此外，作为提余液损失(leaving)的丙烯酸的质量流量计算为约0.362g/min。
然而，在抽提塔的下部的提余液的静止段处，由于提余液的相分离，浮渣在有机相与水相之间的界面处连续累积。此外，随着抽提塔运行的继续，浮渣在抽提塔的下部的提余液的静止段处的有机相和水相之间的界面处继续朝向有机相累积(即，抽提塔的内部方向(internaldirection))。由于浮渣的累积，抽提塔被污染，抽提效率逐渐下降，最终，抽提塔的运行停止。
实施例1
制备具有总体52级和总高度约3m的抽提部分的卡尔型抽提塔。在抽提塔中，控制对应于第1级至第6级(即，包括最高级的上面6级)的塔的内径为约45mm，以及控制对应于余下的第7级至第50级的塔的内径为约22mm。在设置在抽提塔各级处且反复上下移动的多孔板中，控制设置在第1级至第6级的多孔板的托盘开口面积比为约50％，以及控制设置在第7级至第50级的多孔板的托盘开口面积比为约28.3％。
向抽提塔的进料入口加入丙烯酸水溶液(丙烯酸浓度：约65.5wt％，乙酸浓度：约2.25wt％)，以及将甲苯加料至抽提塔的抽提溶剂入口中。在此，将加料至抽提塔中的丙烯酸水溶液与甲苯的重量比固定为约1:1.3。
在排出提余液的抽提塔的下面的级处，安装装配有筒式过滤器的过滤系统，以及使用所述过滤系统除去排至抽提塔的下部的提余液中包含的浮渣，所述筒式过滤器具有平均直径为约10μm的孔。
在此，控制丙烯酸水溶液的输入为91.3g/min，以及控制甲苯的输入为115.8g/min。此外，使提余液的质量流量保持为约30.6g/min使得由于在抽提塔的下面部分保持静止的提余液而不存在有机相与水相之间的界面。
使通过抽提塔的下出口得到的提余液经过过滤系统以除去浮渣。在其中有机相和水相以乳液的形式同时存在的滤液中，丙烯酸浓度为约1.17wt％，以及甲苯浓度为约13.6wt％。
此外，将滤液加料至相分离槽中，并与蒸馏塔的馏出物一起相分离为有机相和水相。在此，在由分离槽得到的水相中，包含约0.72wt％的丙烯酸和约730ppm的甲苯。即，可以确认在相分离槽中得到的水相中，与对比实施例1的抽提塔中得到的提余液相比，除去了大部分的甲苯，并且部分除去了丙烯酸，而因此所述水相可以足以用作丙烯酸吸收工序的吸收溶剂。
实施例2
制备具有总体52级和总高度约3m的抽提部分的卡尔型抽提塔。在抽提塔中，控制对应于第1级至第6级的塔的内径(即，包括最高级的上面6级)为约45mm，以及控制对应于余下的第7级至第50级的内径为约22mm。在设置在抽提塔各级处且反复上下移动的多孔板中，控制设置在第1级至第6级的多孔板的托盘开口面积比为约50％，以及控制设置在第7级至第50级的多孔板的托盘开口面积比为约28.3％。
向抽提塔的进料入口加入丙烯酸水溶液(丙烯酸浓度：约65.5wt％，乙酸浓度：约2.25wt％)，以及将甲苯加料至抽提塔的抽提溶剂入口中。在此，将加料至抽提塔中的丙烯酸水溶液与甲苯的重量比固定为约1:1.3。
在排出提余液的抽提塔的下面的级处，安装装配有筒式过滤器的过滤系统，以及使用所述过滤系统除去排至抽提塔的下部的提余液中包含的浮渣，所述筒式过滤器具有平均直径为约10μm的孔。
在此，控制丙烯酸水溶液的输入为91.2g/min，以及控制甲苯的输入为123.6g/min。此外，使提余液的质量流量保持为约30.6g/min使得由于在抽提塔的下面部分保持静止的提余液而不存在有机相与水相之间的界面，其中，抽提溶液的质量流量为184.2g/min。
使通过抽提塔的下出口得到的提余液经过过滤系统以除去浮渣，以及将滤液加料至相分离槽中，并分离为有机相和水相。在此，在由滤液分离的水相中，包含约1.34wt％的丙烯酸和约750ppm的甲苯，以及在由滤液分离的有机相中，包含约0.1wt％的丙烯酸。此外，计算在滤液中的丙烯酸的总的质量流量为约0.359g/min。
该结果显示保持了与根据对比实施例2的抽提塔的初始抽提效率等同水平的抽提效率。此外，当运行装置从而在抽提塔的下部的提余液的静止段不存在有机相和水相之间的界面时，即使在运行7天以上之后，在提余液中包含的丙烯酸的浓度也没有增加，使得能够稳定运行而在抽提塔内部没有浮渣的累积。此外，如果过滤系统的压差达到极限压力，则更换或洗涤并再利用过滤器，由此能够更稳定地长时间运行抽提塔。

Claims (13)

1.一种连续回收(甲基)丙烯酸的方法，其包括：
抽提工序，其中，在抽提塔中使(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和蒸馏工序，其中，蒸馏包含(甲基)丙烯酸抽提物的进料以得到(甲基)丙烯酸，
其中，在所述抽提工序中产生的提余液静止地保持在抽提塔的内部，然后被排出，以及控制提余液的质量流量使得从抽提塔中排出的提余液的量大于通过抽提产生的提余液的量，以及过滤从抽提塔中排出的提余液以除去提余液中包含的浮渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提余液的过滤是使用具有平均直径为50μm以下的孔的过滤器进行的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述抽提溶剂为具有10至120℃沸点的疏水溶剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
吸收工序，其中，使通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体与水接触以得到(甲基)丙烯酸水溶液；
抽提工序，其中，使通过所述吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和提余液；和
蒸馏工序，其中，蒸馏通过所述抽提工序得到的包含(甲基)丙烯酸抽提物的进料以得到(甲基)丙烯酸。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括：
吸收工序，其中，使通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体与水接触以得到(甲基)丙烯酸水溶液；
抽提工序，其中，使部分的通过所述吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液在抽提塔中与抽提溶剂接触以得到(甲基)丙烯酸抽提溶液和其提余液；和
蒸馏工序，其中，蒸馏包含余下的通过所述吸收工序得到的(甲基)丙烯酸水溶液和通过所述抽提工序得到的(甲基)丙烯酸抽提物的进料以得到(甲基)丙烯酸。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，通过相分离将通过过滤所述提余液而除去了浮渣的滤液分离为水相和有机相，和
将所述水相加料至吸收工序中，以及将所述有机相加料至蒸馏工序中。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，通过相分离将通过过滤所述提余液而除去了浮渣的滤液分离为水相和有机相，和
将所述水相加料至所述吸收工序中，将部分的所述有机相加料至蒸馏工序中，以及将余下的所述有机相加料至抽提工序中。
8.根据权利要求4所述的用于连续回收(甲基)丙烯酸的方法，其中，所述(甲基)丙烯酸的合成反应为在气相催化剂的存在下选自丙烷、丙烯、丁烷、异丁烯和(甲基)丙烯醛中的至少一种化合物的氧化反应。
9.一种用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置，其包括：
装配有混合气体入口和水溶液出口的(甲基)丙烯酸吸收塔(100)，通过(甲基)丙烯酸的合成反应产生的包含(甲基)丙烯酸、有机副产物和水蒸汽的混合气体加料至所述混合气体入口，以及通过使所述混合气体与水接触得到的(甲基)丙烯酸水溶液从所述水溶液出口排出；
装配有水溶液入口、抽提物出口和提余液出口的(甲基)丙烯酸抽提塔(200)，所述水溶液入口通过水溶液输送管线(102)与所述吸收塔(100)的水溶液出口相连接，通过使引入的(甲基)丙烯酸水溶液与抽提溶剂接触得到的(甲基)丙烯酸抽提物从所述抽提物出口排出，以及提余液在所述提余液出口处保持静止，然后被排出；
装配有抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口的蒸馏塔(300)，所述抽提物入口通过抽提物输送管线(203)与所述抽提塔(200)的抽提物出口相连接，以及通过蒸馏引入的抽提溶液得到的(甲基)丙烯酸从所述(甲基)丙烯酸出口排出；和
装配有提余液入口、过滤器、浮渣出口和滤液出口的过滤系统(250)，所述提余液入口与所述抽提塔(200)的提余液出口相连接，所述过滤器用于过滤引入的提余液，通过过滤从所述提余液中分离的浮渣从所述浮渣出口排出，以及滤液从所述滤液出口排出，
其中，当控制所述提余液的质量流量使得从所述抽提塔(200)中排出的提余液的量大于通过抽提产生的提余液的量时运行所述装置。
10.根据权利要求9所述的用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置，其中，所述蒸馏塔(300)装配有水溶液入口、抽提物入口和(甲基)丙烯酸出口，所述水溶液入口通过水溶液输送管线(103)与所述吸收塔(100)的水溶液出口相连接，所述抽提物入口通过抽提物输送管线(203)与所述抽提塔(200)的抽提物出口相连接，通过蒸馏所引入的水溶液和抽提物的混合物得到的(甲基)丙烯酸从所述(甲基)丙烯酸出口排出，以及
运行所述装置使得部分的从所述吸收塔(100)中排出的(甲基)丙烯酸水溶液加料至所述抽提塔(200)中，以及将余下的(甲基)丙烯酸水溶液加料至所述蒸馏塔(300)中。
11.根据权利要求9所述的用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置，其中，所述过滤系统(250)的过滤器具有平均直径为50μm以下的孔。
12.根据权利要求9所述的用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置，其中，所述装置包括装配有滤液入口以及水相出口和有机相出口的相分离槽(350)，所述滤液入口通过滤液输送管线(235)与所述过滤系统(250)的滤液出口相连接，以及通过滤液的相分离得到的水相和有机相分别从所述水相出口和有机相出口排出，以及
运行所述装置使得所述水相被加料至所述吸收塔(100)中，以及所述有机相被加料至所述蒸馏塔(300)中。
13.根据权利要求9所述的用于连续回收(甲基)丙烯酸的装置，其中，所述过滤系统(250)的滤液出口通过滤液输送管线与所述吸收塔(100)的上部相连接。
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