CN115605454A - 丙烯酸的生产方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种丙烯酸的生产方法。

Description

丙烯酸的生产方法

技术领域

本申请要求于2020年11月24日向韩国知识产权局提交的第10-2020-0159080号韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本申请涉及一种丙烯酸的生产方法。

背景技术

丙烯酸通常是通过丙烯的氧化脱氢反应生产的，丙烯酸作为高吸水性聚合物、涂料、粘合剂等的原料的需求增加了。特别是，高吸水性聚合物用作例如尿布的卫生用品。

到目前为止，相当数量的化学产品是使用来自化石原料如煤或石油的原料生产的。然而，在防止全球变暖和保护环境方面，使用可循环利用的生物衍生资源作为碳源作为现有化石原料的替代品近来受到了关注。例如，已尝试开发使用包括玉米或小麦等淀粉类生物质、甘蔗等碳水化合物类生物质、油菜籽残渣或稻草等纤维素类生物质等的生物质资源作为原料的方法。

换言之，最近正在进行打破现有的基于石油化工的制造工艺并基于环境友好型原料生产化学产品，以获得环境保护方面的优异性能同时获得可持续性的研究。

由乳酸生产其他化学产品的反应类型之一可以包括气相反应，其中包含乳酸的原料被蒸发并以气态与催化剂接触以获得产物。例如，作为使用乳酸生产丙烯酸的技术，已知使用固体催化剂的气相脱水反应，乳酸的脱水反应主要是作为气相反应来研究。

乳酸是在无水、无催化剂的情况下在液相中发生酯化反应而聚合的物质，随着乳酸的浓缩及其浓度的增加，作为乳酸低聚物发生反应。当乳酸低聚时发生脱水，并且当乳酸在无水的情况下浓缩时发生低聚反应。

当将乳酸低聚物引入到生产丙烯酸的反应器中时，反应器中出现结垢，反应产率降低，因此，正在进行降低生产丙烯酸的乳酸低聚物含量的方法的研究。

其中，为了降低乳酸低聚物的含量，将乳酸以乳酸水溶液的状态引入汽化器，然而，低沸点的水在汽化器中首先被汽化，然后乳酸被汽化，由于乳酸在汽化过程中在液相中浓缩，因此仍然存在产生乳酸低聚物的问题。

此外，可以使用利用沸点差进行分离的蒸馏塔以使汽化的乳酸水溶液中不包含低聚物，然而，同样在其中发生了乳酸的低聚反应，乳酸低聚物浓缩，并且出现蒸馏塔的下部的温度升高的问题。

因此，鉴于上述情况，正在进行降低乳酸低聚物含量和提高丙烯酸产率的研究。

现有技术文件

专利文件

国际专利申请特许公开No.2005-095320

发明内容

技术问题

本申请涉及提供一种丙烯酸的生产方法。

技术方案

本申请的一个实施方案提供一种丙烯酸的生产方法，该生产方法包括：步骤1，通过用水稀释乳酸原料制备第一乳酸水溶液；步骤2，将所述第一乳酸水溶液进行热交换以形成汽化的第二乳酸蒸气和未汽化的第三乳酸水溶液；步骤3，将所述未汽化的第三乳酸水溶液包含在步骤1的水溶液中；以及步骤4，向所述汽化的第二乳酸蒸气供应吸收液并吸收，以形成吸收的第四乳酸水溶液和未吸收的第五乳酸蒸气，

其中，所述吸收液为水或乳酸水溶液。

有益效果

在根据本申请的一个实施方案的丙烯酸的生产方法中，通过增加向经过换热器汽化的气相乳酸水溶液供给吸收液的过程，气相乳酸水溶液中包含的乳酸低聚物被吸收，并且在供给到反应器进料之前降低了乳酸水溶液中的低聚物的含量。

特别是，通过吸收过程吸收经过换热器汽化的乳酸蒸气(第二乳酸蒸气)中包含的低聚物，降低了乳酸蒸气中到的乳酸低聚物的含量，从而减少了汽化器和反应单元中的结垢现象，并且通过包含高含量的乳酸单体，增加了生产的丙烯酸的产率并使损失最小化，增加了经济可行性。

附图说明

图1是示出根据本申请的一个实施方案的丙烯酸的生产方法的示意图。

图2是示出根据本申请的对比例1的丙烯酸的生产方法的示意图。

图3是示出根据本申请的对比例2的丙烯酸的生产方法的示意图。

<附图标记>

100：换热器

200：吸收装置

300：稀释罐

400：分解罐

1：乳酸原料

2：水

3：液体乳酸水溶液

4：第一乳酸水溶液

5：第二乳酸蒸气

6：吸收液

7：第五乳酸蒸气

8：第四乳酸水溶液

9：第三乳酸水溶液(液体循环流)

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述本说明书。

在本说明书中，对某一部分“包含”某些成分的描述是指能够进一步包含其他成分，而不排除其他成分，除非另有特别说明。

在本说明书中，“p到q”表示“大于或等于p且小于或等于q”的范围。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施方案，以使本领域的普通技术人员可以容易地实现本公开。然而，本公开可以以各种不同的形式实施，并且不限于在此描述的实施方案。

本申请的一个实施方案提供了一种丙烯酸的生产方法，该生产方法包括：步骤1，通过用水稀释乳酸原料制备第一乳酸水溶液；步骤2，将第一乳酸水溶液进行热交换以形成汽化的第二乳酸蒸气和未汽化的第三乳酸水溶液；步骤3，将未汽化的第三乳酸水溶液包含在步骤1的水溶液中；以及步骤4，向汽化的第二乳酸蒸气供应吸收液并吸收，以形成吸收的第四乳酸水溶液和未吸收的第五乳酸蒸气，其中所述吸收液为水或乳酸水溶液。

在根据本申请的一个实施方案的丙烯酸的生产方法中，通过增加向经过换热器汽化的气相第二乳酸蒸气供给吸收液的过程，气相第二乳酸蒸气中包含的乳酸低聚物被吸收，并且在供给到反应器进料之前降低第二乳酸蒸气中低聚物的含量之后供给第五乳酸蒸气。

特别是，通过吸收过程吸收经过换热器汽化的乳酸蒸气(第二乳酸蒸气)中包含的低聚物，乳酸蒸气中乳酸低聚物的含量降低，从而减少了汽化器和反应单元中的结垢现象，并且通过包含高含量的乳酸单体，增加了生产的丙烯酸的产率并使损失最小化，增加了经济可行性。

本申请的一个实施方案提供了通过用水稀释乳酸原料制备第一乳酸水溶液的步骤1。

在本申请的一个实施方案中，乳酸原料可以包含水、乳酸和乳酸低聚物。

在本申请中，乳酸是具有键合有羧基、羟基、甲基和氢这四个原子团的不对称碳原子的有机化合物，包括D-乳酸和L-乳酸两者，并且可以是指单一的乳酸单体。

在本申请中，乳酸低聚物是指通过乳酸互相反应形成二聚体、三聚体等而获得的物质，并且乳酸低聚物可以是指乳酸的二聚体至100聚体。

乳酸是一种即使在无水、无催化剂的情况下，也能在液相中通过酯化反应聚合的物质，通过乳酸的聚合反应形成的物质都可以表示为乳酸低聚物。换言之，除单一乳酸单体外，通过乳酸的聚合反应形成的所有物质都可以定义为乳酸低聚物。

在本申请的一个实施方案中，步骤1是在乳酸原料状态下用水稀释的步骤，并且可以是指通过增加乳酸低聚物形成的平衡反应过程中产生的水的含量来使低聚物最小化的步骤。

在本申请的一个实施方案中，第一乳酸水溶液包含水和乳酸原料，该乳酸原料包含乳酸和乳酸低聚物，并且基于100重量份第一乳酸水溶液，乳酸原料的含量为大于或等于30重量份且小于或等于99重量份。

在另一个实施方案中，基于100重量份第一乳酸水溶液，乳酸原料的含量可以为大于或等于50重量份且小于或等于99重量份，优选大于或等于60重量份且小于或等于99重量份，更优选大于或等于70重量份且小于或等于99重量份。

在本申请的一个实施方案中，第一乳酸水溶液可以是指包括通过稀释步骤1中的乳酸原料制备的所有第一乳酸水溶液，以及在换热器中未汽化的第三乳酸水溶液的液体循环流和在后述吸收过程中使用的吸收液的液体循环流的乳酸水溶液。

在本申请的一个实施方案提供的丙烯酸的生产方法中，第一乳酸水溶液中乳酸:乳酸低聚物的比例为1:99至20:80。

在另一个实施方案中，第一乳酸水溶液中乳酸:乳酸低聚物的比例可以满足1:99至20:80，3:97至20:80和5:95至20:80的范围。

如上所述，第一乳酸水溶液是混合了3种类型的乳酸水溶液的水溶液，由于通过液体循环流包含的第三乳酸水溶液中的乳酸低聚物的比例较高，所以上述第一乳酸水溶液中乳酸低聚物的比例可以较高。

图1是示出根据本申请的一个实施方案的丙烯酸的生产方法的示意图。特别是，步骤1可以是制备步骤1的水溶液4的步骤，该步骤1的水溶液4包含通过用水稀释乳酸原料产生的所有液体乳酸水溶液3、后述步骤2中产生的未汽化的第三乳酸水溶液的液体流9、以及后述步骤4中产生的吸收的第四乳酸水溶液8。

换言之，如上所述通过将各步骤中的第三乳酸水溶液和第四乳酸水溶液均通过液体流循环回步骤1，可以使乳酸的损失量最小化。

如上所述，步骤1可以对应于引入到热交换步骤(后述步骤2)之前用水稀释乳酸原料的步骤。

本申请的一个实施方案提供了将第一乳酸水溶液进行热交换以形成汽化的第二乳酸蒸气和未汽化的第三乳酸水溶液的步骤2。

在此，步骤2可以包括通过换热器进行热交换的过程。

在本申请的一个实施方案中，换热器可以是选自降膜蒸发器、刮膜蒸发器、热虹吸蒸发器和强制循环蒸发器中的一种或多种，但不限于此，只要其能够汽化第一乳酸水溶液。

换言之，在本申请的一个实施方案中，步骤2是将步骤1的水溶液汽化的步骤。由乳酸生产丙烯酸的反应主要以气相反应进行，因此，步骤2可以是与将步骤1的液体水溶液汽化为气相的过程有关的步骤。

根据本申请一个实施方案的丙烯酸的生产方法包括循环过程，步骤1的水溶液包含正常状态的初始过程中的第一乳酸水溶液。在之后进行的循环工艺时，步骤1的水溶液可以包含第一乳酸水溶液、后述的第三乳酸水溶液、以及后述的第四乳酸水溶液中的一种或多种。

在本申请的一个实施方案中，汽化的第二乳酸蒸气和未汽化的第三乳酸水溶液通过汽化步骤1的水溶液形成，汽化的第二乳酸蒸气与未汽化的第三乳酸水溶液相比，保持了低的乳酸低聚物含量。

在经过换热器汽化步骤1的液体水溶液的步骤中，步骤1的水溶液中包含的具有较低沸点的水首先被汽化，具有相对较高沸点的乳酸稍后被汽化，并且随着水在汽化过程中被汽化，乳酸浓缩形成乳酸低聚物。当乳酸低聚物被包含在汽化的第二乳酸蒸气中时，它可能被引入到随后的反应器中，导致反应器中出现结垢，并造成降低生产丙烯酸的反应产率的问题，因而，后述步骤4中降低汽化的第二乳酸蒸气中的乳酸低聚物的含量是本公开的技术特征。

换言之，乳酸低聚物的含量即使通过步骤2汽化，在第二乳酸蒸气状态下也是高的，这可能会引起问题，因此本申请包括通过吸收装置进行吸收以降低第二乳酸蒸气中的乳酸低聚物的含量的步骤4。

在本申请的一个实施例中，未汽化的第三乳酸水溶液通过液体循环流从换热器返回包含在步骤1的水溶液中，因此，可以在不损失乳酸原料的情况下生产丙烯酸。

在本申请的一个实施方案中提供的丙烯酸的生产方法中，换热器具有大于或等于0.3巴且小于或等于3巴的内部压力，以及高于或等于150℃且低于或等于300℃的内部温度。

在另一实施方案中，换热器可以具有大于或等于0.3巴且小于或等于3.0巴，优选大于或等于0.5巴且小于或等于2.5巴，更优选大于或等于1.0巴且小于或等于1.5巴的内部压力。

在另一个实施方案中，换热器的内部温度可以为200℃或更高，优选地为210℃或更高，且更优选地为215℃或更高，并且可以为300℃或更低。

通过将换热器的压力调节到上述范围，换热器的温度可以适当地保持在上述范围内，也可以减少与后续反应器的压差，从而适当地形成用于后续工艺的压缩机的容量。此外，通过将换热器的温度调节到上述范围，换热器内包含的步骤1的水溶液可以被汽化，并且由于乳酸原料没有被分解，丙烯酸的产率可能会增加。

在本申请的一个实施方案中提供的丙烯酸的生产方法中，第二乳酸蒸气包含水以及乳酸原料，该乳酸原料包含乳酸以及乳酸低聚物，并且基于100重量份的第二乳酸蒸气，乳酸原料的含量可以为大于或等于15重量份且小于或等于80重量份。

在另一个实施方案中，基于100重量份的第二乳酸蒸气，乳酸原料的含量可以为大于或等于15重量份且小于或等于80重量份，优选大于或等于17重量份且小于或等于75重量份，更优选大于或等于20重量份且小于或等于60重量份。

在本申请的一个实施方案中提供的丙烯酸的生产方法中，第二乳酸蒸气中的乳酸:乳酸低聚物的比例为80:20至95:5。在此，该比例可以是指重量比。

在另一个实施方案中，第二乳酸蒸气中的乳酸:乳酸低聚物的比例可以满足80:20至95:5，81:19至93:7，以及82:18至90:10的范围。

第二乳酸蒸气被包含在后续生产丙烯酸的过程的反应器中，使通过步骤2汽化的第二乳酸蒸气状态的乳酸原料的比例和乳酸原料中包含的乳酸的比例满足上述范围，引入反应器中的水的量和引入量是合适的。之后，通过后述的吸收过程，第二乳酸蒸气可以具有最小化的乳酸低聚物比例。

在本申请的一个实施方案中，未汽化的第三乳酸水溶液可以通过液体流返回包含在步骤1的水溶液中，并且第一乳酸水溶液可以包含未汽化的第三乳酸水溶液。

第三乳酸水溶液通过浓缩乳酸的低聚反应形成乳酸低聚物，并在不被汽化的情况下再循环。基于100重量份的第三乳酸水溶液，第三乳酸水溶液可以包含大于等于90重量份且小于等于99重量份的乳酸低聚物。

之后，进行将水引入到包含第三乳酸水溶液的第一乳酸水溶液(即，这可以定义为步骤1的水溶液)中用于稀释的过程，并且通过平衡反应，可以尽可能地降低引入换热器的乳酸水溶液中的乳酸低聚物的含量。

图1是示出根据本申请的一个实施方案的丙烯酸的生产方法的示意图。特别地，步骤2是将步骤1的水溶液4进行热交换以形成汽化的第二乳酸蒸气5和未汽化的第三乳酸水溶液9的步骤，步骤3可以表示在步骤1的水溶液中包含未汽化的第三乳酸水溶液9的液体循环流。

本申请的一个实施方案可以包括向汽化的第二乳酸蒸气供给吸收液并吸收以形成吸收的第四乳酸水溶液和未吸收的第五乳酸蒸气的步骤4。

在本申请的一个实施方案中，向第二乳酸蒸气供给吸收液，以形成具有高乳酸低聚物含量的吸收的第四乳酸水溶液，并且通过第四乳酸水溶液循环回步骤1的过程，可以在不损失原料的情况下提供经济上优越的工艺。此外，通过吸收过程即步骤4形成未被吸收的第五乳酸蒸气，因此，第五乳酸蒸气中的乳酸低聚物含量被最少化，并且通过在后续进行的生产丙烯酸的过程中使用第五乳酸蒸气可以提高反应产率。

换言之，即使通过步骤2汽化，乳酸低聚物的含量在第二乳酸蒸气状态下也是高的，这可能会引起问题，因此本申请包括通过吸收装置进行吸收以降低第二乳酸蒸气中的乳酸低聚物含量的步骤4。

在本申请的一个实施方案中，吸收的第四乳酸水溶液可以包含水和乳酸原料，并且第四乳酸水溶液可以通过循环流与吸收液一起返回包含在步骤1的水溶液中。

在本申请的一个实施方案中提供的丙烯酸的生产方法中，吸收装置可以是选自转鼓、喷雾转鼓、填料塔和板式塔中的一种或多种。

在本申请的一个实施方案中，吸收装置可以是填料塔或多级吸收塔。

吸收过程是将第二乳酸蒸气中的乳酸低聚物吸收和分解以提高乳酸单体含量的过程。吸收过程中可以使用吸收液，吸收液可以是水或乳酸水溶液。

通过吸收过程，根据本申请的丙烯酸的生产方法增加了再次降低乳酸低聚物含量的工艺，减少了在用于最终的丙烯酸生产过程的反应器中结垢的发生，增加了反应产率，并且相对于引入的乳酸原料，通过增加汽化的乳酸的含量使乳酸的损失最小化，从而使经济上的可行性最大化。

在本申请一个实施方案中提供的丙烯酸的生产方法中，可以通过吸收过程形成第五乳酸蒸气，该第五乳酸蒸气包含水以及乳酸原料，乳酸原料包含乳酸以及乳酸低聚物。基于100重量份的第五乳酸蒸气，乳酸原料的含量可以为大于或等于10重量份且小于或等于80重量份。

在另一个实施方案中，基于100重量份的第五乳酸蒸气，乳酸原料的含量可以为大于或等于15重量份且小于或等于80重量份，优选大于或等于17重量份且小于或等于80重量份，更优选大于或等于20重量份且小于或等于75重量份。

第五乳酸蒸气是生产丙烯酸之前处于汽化状态的最终的乳酸水溶液，第五乳酸蒸气中的乳酸原料含量满足上述范围，乳酸原料本身的引入量是合适的，通过将水含量适当调节到合适的范围，在后续生产丙烯酸的过程中获得了优异的经济可行性。

在本申请的一个实施方案中提供的丙烯酸的生产方法中，第五乳酸蒸气中的乳酸:乳酸低聚物的比例为100:0至90:10。

在另一个实施方案中，第五乳酸蒸气中乳酸与乳酸低聚物的比例可以满足100:0至90:10，优选100:0至95:5，更优选100:0至97:3的范围。

换言之，根据本公开的丙烯酸的生产方法突破了现有的基于石油化工的制造工艺并且基于环境友好型原料乳酸生产丙烯酸，因此，在环境保护方面获得了优异的性能，同时获得了可持续性。第五乳酸蒸气是引入到反应器中的最终状态的乳酸蒸气，通过上述吸收过程，根据本申请的丙烯酸的生产方法增加了再次降低乳酸低聚物含量的工艺，可以减少用于最终的丙烯酸生产过程的反应器中结垢的发生，并且可以提高反应产率。

在本申请的一个实施方案中提供的丙烯酸的生产方法中，吸收装置具有大于或等于0.3巴且小于或等于3.0巴的内部压力，并且具有高于或等于100℃和低于或等于230℃的内部温度。

在另一实施方案中，吸收装置可以具有大于或等于0.3巴且小于或等于3.0巴，优选大于或等于0.5巴且小于或等于2.5巴，更优选大于或等于1.0巴且小于或等于1.5巴的内部压力。

通过调节吸收装置的压力到上述范围，可以减小与反应器的压力差，并且可以适当地形成用于后续工艺的压缩机的容量。

在另一个实施方案中，吸收装置可以具有高于或等于100℃且低于或等于230℃，优选地高于或等于110℃且低于或等于220℃，更优选地高于或等于120℃且低于或等于200℃的内部温度。

在本申请的一个实施方案中提供的丙烯酸的生产方法中，向汽化的第二乳酸蒸气供给吸收液并吸收，形成吸收的第四乳酸水溶液和未吸收的第五乳酸蒸气，并将第四乳酸水溶液包含在步骤1的水溶液中。

换言之，如上所述，步骤1的第一乳酸水溶液可以包含第四乳酸水溶液。

图1是示出根据本申请的一个实施方案的丙烯酸的生产方法的示意图。特别地，步骤4可以包括将汽化的第二乳酸蒸气5供给到吸收装置200，并通过吸收液6吸收，结果，吸收的第四乳酸水溶液8通过循环流循环到步骤1，形成步骤1的水溶液4，最后，在最终的丙烯酸生产过程中，未吸收的第五乳酸蒸气7具有最小化的乳酸低聚物含量。

本公开的生产方法特别适用于合成丙烯酸，具体地说，本公开中获得的包含乳酸的蒸气组合物可以与脱水催化剂接触以制备丙烯酸。产生的反应气体通过冷却或与收集液接触而被收集和液化，并且在经过萃取、蒸馏和结晶等提纯工艺之后，可以得到高纯度丙烯酸。生产的丙烯酸被广泛用作吸水性聚合物、涂料、粘合剂等的原料。

在下文中，将详细描述本公开的实施例，以便具有本领域常识的技术人员可以容易地实施本公开。然而，本公开可以以各种不同的形式实施，并且不限于这里描述的实施例。

制备实施例

以下实施例和对比例由Aspen Technology Inc.的Aspen Plus模拟。

对比例1

如图2所示，将纯化的乳酸原料在水中稀释以制备具有40％乳酸原料的液体乳酸水溶液3，将该水溶液引入换热器，其中的2％在换热器中被汽化，未汽化的液体被再循环7，再循环液体的流量约为液体乳酸水溶液3的50倍，再循环液体流与换热器的进料汇合，被引入换热器。之后，将在换热器中汽化的气相乳酸物料流作为反应器的进料。

使用的换热器的压力为1.5巴，温度为217℃，卡路里为0.5MMkcal/hr。

对比例1的操作过程可以在图2中确认。如图2所示，步骤1的液体乳酸水溶液3、水溶液4、第三乳酸水溶液9和第五乳酸蒸气7的流量，以及各料流的组成如下表1所示。

[表1]

对比例2

如图3所示，将纯化的乳酸原料1在水2中被稀释以制备具有40％乳酸原料的液体乳酸水溶液3，将该水溶液引入换热器，其中的2％在换热器中被汽化，未汽化的液体被再循环9。

再循环液体流的流量被引入分解罐400，乳酸低聚物被液体乳酸水溶液3中包含的水分解。在换热器中产生的乳酸低聚物在分解罐中被部分分解，并再次被引入到换热器中。汽化的气相乳酸流用作反应器进料。

对比例2的操作过程可以在图3中确认，如图3所示，步骤1的液体乳酸水溶液3、水溶液4，第三乳酸水溶液9和第五乳酸蒸气7的流量，以及各料流的组成如下表2所示。

[表2]

对比例3

当将乳酸原料1在水2中稀释时用蒸汽替换部分水2，其余条件与对比例2相同。由于稀释罐300的温度升高，因此具有减小稀释罐尺寸的优点，但各流量和组成与对比例2的表2中的相同。

实施例1

当将纯化的乳酸原料在水中稀释时，与对比例1不同，少量的水被引入从而制备具有56％的乳酸原料的液体乳酸水溶液，将该水溶液引入换热器中。剩余的水用作吸收液，引入的水的总量保持不变，使得反应器进料的乳酸类物质的浓度保持在40％不变。

其中的2％在换热器中被汽化，未汽化的液体被再循环并引入回换热器中。在换热器中汽化的气相乳酸流包含水、乳酸和乳酸低聚物，之后被引入吸收装置。将吸收液引入吸收装置，吸收和分离气相中的低聚物，水和乳酸以气相(第五乳酸蒸气)流出并用作反应器进料。再循环液体的流量约为液体乳酸水溶液(图1的3号料流)的50倍。

使用的换热器的压力为1.5巴，温度为238℃，卡路里为0.5MMkcal/hr。

实施例1的操作过程可以在图1中确认，如图1所示，液体乳酸水溶液3、第一乳酸水溶液4、第二乳酸蒸气5、吸收液(水)6、第四乳酸水溶液8、第三乳酸水溶液9和第五乳酸蒸气7的流量，以及各料流的组成如下表3所示。

[表3]

实施例2

除了使用乳酸水溶液代替水作为吸收液以外，以与实施例1相同的方式进行操作。

使用的换热器的压力为1.5巴，温度为231℃，卡路里为0.5MMkcal/hr。

与实施例1一样，也按照图1进行实施例2的操作过程，液体乳酸水溶液3、第一乳酸水溶液4、第二乳酸蒸气5、吸收液(乳酸水溶液)6、第四乳酸水溶液8、第三乳酸水溶液9和第五乳酸蒸气7的流量，以及各料流的组成如下表4所示。

[表4]

根据对比例1、对比例2、实施例1和实施例2中每一个生产的最终乳酸蒸气的组成和含量在供给反应器进料(图1至图3的每一个中的7号料流)之前如下表5所示。

[表5]

由表5可知，确认在对比例1中乳酸原料(乳酸和乳酸低聚物的总含量)约为39重量％，然而，其中的乳酸含量在乳酸原料中仅为85％，其余为乳酸低聚物。经确认，在乳酸类物质中乳酸低聚物含量较高，比例约为14％。

在表5的对比例2中，确认与对比例1相比，低聚物的含量有所下降。这是由于增加了通过分解罐分解低聚物的过程，然而，如表5中所确认的，在乳酸类物质中乳酸低聚物的比例仍约为8.5％，并且确认在第五乳酸蒸气本身中包含相当量的乳酸低聚物。

在对比例3中，当将乳酸原料1在水2中稀释时用蒸汽替代部分水2，其余条件与对比例2相同。由于稀释罐300的温度升高而具有减小稀释罐尺寸的优点，但各流量和组成与对比例2相同，在乳酸类物质中乳酸低聚物的比例仍约为8.5％，并且确认在第五乳酸蒸气本身中包含相当量的乳酸低聚物。

表5的实施例1进行了根据本申请的公开的吸收过程，其中，水用作吸收液。与对比例1相同，乳酸原料(乳酸和乳酸低聚物)的含量为40重量％，确认反应器进料中乳酸低聚物含量下降，基于乳酸原料，乳酸比例为98％，乳酸低聚物比例为2％。

此外，表5的实施例2进行了根据本申请的公开的吸收过程，其中，使用乳酸水溶液作为吸收液。与实施例1相同，乳酸原料(乳酸和乳酸低聚物)的含量为40重量％，确认反应器进料中乳酸低聚物含量下降，基于乳酸原料，乳酸比例为99％，乳酸低聚物比例为1％。

换言之，确认了在根据本申请的一个实施例的丙烯酸的生产方法中，通过增加向经过换热器汽化的气相乳酸水溶液供给吸收液的过程，气相乳酸水溶液中包含的乳酸低聚物被吸收，从而降低了供给反应器进料之前的乳酸水溶液中低聚物的含量。

特别地，确认通过吸收经过换热器汽化的乳酸蒸气(第二乳酸蒸气)中包含的低聚物，乳酸蒸气中的乳酸低聚物的含量降低，从而减少了汽化器和反应单元中的结垢现象，并且通过包含高含量的乳酸单体，提高了生产的丙烯酸的产率，使损失最小化，从而增加了经济可行性。

此外，在经过换热器的步骤之前供给吸收液时，汽化的乳酸蒸气中的乳酸低聚物含量也可能出现降低，然而，在这样的过程中需要单独的分解装置，并且由于需要分解所需的停留时间，还存在增加分解装置尺寸的缺点。

此外，与在经过热交换器的步骤之前供给蒸汽作为吸收液的情况相比，有减少能量的使用量的效果，然而，与供给蒸气的情况相比，本申请的公开在减少进料中的低聚物含量方面具有显著的优越性能。

Claims (11)

1.一种丙烯酸的生产方法，该生产方法包括：

步骤1，通过用水稀释乳酸原料制备第一乳酸水溶液；

步骤2，将所述第一乳酸水溶液进行热交换以形成汽化的第二乳酸蒸气和未汽化的第三乳酸水溶液；

步骤3，将所述未汽化的第三乳酸水溶液包含在步骤1的水溶液中；以及

步骤4，向所述汽化的第二乳酸蒸气供给吸收液并吸收，以形成吸收的第四乳酸水溶液和未吸收的第五乳酸蒸气，

其中，所述吸收液为水或乳酸水溶液。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸的生产方法，其中，所述步骤2包括通过换热器进行热交换的过程；并且

所述换热器的内压大于或等于0.3巴且小于或等于3巴，内部温度大于或等于150℃且小于或等于300℃。

3.根据权利要求1所述的丙烯酸的生产方法，其中，所述步骤4包括通过吸收装置吸收的过程；并且

所述吸收装置的内部压力大于或等于0.3巴且小于或等于3巴，内部温度大于或等于100℃且小于或等于230℃。

4.根据权利要求1所述的丙烯酸的生产方法，其中，所述第一乳酸水溶液包含水和乳酸原料；

所述乳酸原料包含乳酸和乳酸低聚物；并且

基于100重量份的所述第一乳酸水溶液，所述乳酸原料的含量为大于或等于30重量份且小于或等于99重量份。

5.根据权利要求4所述的丙烯酸的生产方法，其中，所述第一乳酸水溶液中的乳酸:乳酸低聚物的比例为1:99至30:70。

6.根据权利要求1所述的丙烯酸的生产方法，其中，所述第二乳酸蒸气中的乳酸:乳酸低聚物的比例为80:20至95:5。

7.根据权利要求1所述的丙烯酸的生产方法，其中，所述第五乳酸蒸气中的乳酸:乳酸低聚物的比例为100:0至90:10。

8.根据权利要求1所述的丙烯酸的生产方法，其中，所述第五乳酸蒸气包含水和乳酸原料；

所述乳酸原料包含乳酸和乳酸低聚物；并且

基于100重量份的所述第五乳酸蒸气，所述乳酸原料的含量为大于或等于10重量份且小于或等于80重量份。

9.根据权利要求1所述的丙烯酸的生产方法，包括如下步骤：向所述汽化的第二乳酸蒸气供给吸收液并吸收，以形成吸收的第四乳酸水溶液和未吸收的第五乳酸蒸气，并将所述第四乳酸水溶液包含在步骤1的水溶液中。

10.根据权利要求2所述的丙烯酸的生产方法，其中，所述换热器是选自降膜蒸发器、刮膜蒸发器、热虹吸蒸发器和强制循环蒸发器中的一种或多种。

11.根据权利要求3所述的丙烯酸的生产方法，其中，所述吸收装置是选自转鼓、喷雾转鼓、填料塔和板式塔中的一种或多种。

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