CN115836046A - 制备丙烯酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种制备丙烯酸的方法，并且所述制备丙烯酸的方法包括：通过将乳酸供应至反应器中并进行脱水反应来制备包含丙烯酸的反应产物的步骤；将包含所述反应产物的反应器排出流供应至冷却塔并冷凝所述反应产物，以将包含冷凝物的下排出流转移至丙烯酸纯化单元并且将作为上排出流排出的未冷凝物供应至蒸馏塔的步骤；和，在所述蒸馏塔中，将包含丙烯酸的下排出流循环至所述冷却塔，并且从上排出流中除去乙醛。

Description

制备丙烯酸的方法
技术领域
本申请要求于2020年12月3日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2020-0167556的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本说明书中。
本公开涉及一种制备丙烯酸的方法，特别是，涉及一种在通过乳酸的脱水反应制备丙烯酸时，在有效地除去作为副产物产生的乙醛的同时防止丙烯酸损失的方法。
背景技术
丙烯酸用作在纤维、粘合剂、涂料、纤维加工、皮革、建筑材料等中使用的聚合物原料，对其需求正在扩大。此外，丙烯酸也用作吸收性聚合物的原料，并且在工业上广泛使用在如纸尿布和卫生巾等吸收性材料、用于农业和园艺用途的保水剂以及用于工业用途的止水带的应用中。
现有的制备丙烯酸的方法通常使用空气氧化丙烯的方法，然而，该方法是使用气相催化氧化反应将丙烯转化为丙烯醛，并且使反应产物进行气相催化氧化反应来制备丙烯酸的方法，并且该方法产生难以与丙烯酸分离的乙酸作为副产物。此外，使用丙烯制备丙烯酸的方法使用通过精炼化石资源原油获得的丙烯，考虑到近来原油价格上涨或全球变暖等问题，在原材料成本或环境污染方面存在问题。
鉴于上述情况，对从碳中性生物质原料制备丙烯酸的方法进行了研究。例如，可以包括通过乳酸(LA)的气相脱水反应来制备丙烯酸(AA)的方法。该方法是通常在300℃以上的高温和在催化剂的存在下通过乳酸的分子内脱水反应来制备丙烯酸的方法。然而，在乳酸的脱水反应过程中，除脱水反应之外这里还发生副反应，除丙烯酸之外，该副反应产生作为反应产物的乙醛(ACHO)作为副产物。这样存在的问题在于，通过乳酸的脱水反应产生的副产物乙醛导致丙烯酸纯化过程中促进了聚合物的形成，使得产品的质量和生产率下降。
现有技术文献
专利文献
(专利文献1)JP 2014-189513 A
发明内容
技术问题
本公开是针对背景技术中提到的问题而做出的，并且旨在提供一种在通过乳酸的脱水反应制备丙烯酸时有效地除去作为副产物的乙醛，并且使在此工艺中丙烯酸的损失量最小化的方法。
技术方案
本公开的一个实施方案提供一种制备丙烯酸的方法，该方法包括：通过将乳酸供应至反应器中并进行脱水反应来制备包含丙烯酸的反应产物的步骤；将包含所述反应产物的反应器排出流供应至冷却塔并冷凝反应产物，以将包含冷凝物的下排出流转移至丙烯酸纯化单元并且将作为上排出流排出的未冷凝物供应至蒸馏塔的步骤；和，在蒸馏塔中，将包含丙烯酸的下排出流循环至所述冷却塔，并且从上排出流中除去乙醛。
有益效果
根据本公开的制备丙烯酸的方法，将包含丙烯酸的反应产物在冷却塔中冷凝，并且通过操作冷却塔以使流到下部的乙醛的量最小化，可以减少转移至丙烯酸纯化单元的乙醛的量。由此，可以通过防止乙醛引起的丙烯酸纯化工艺中聚合物形成来提高产品的质量和生产率。
此外，为了操作冷却塔以使流到下部的乙醛的量最小化，一定量的水流到冷却塔的上部，在此，发生丙烯酸的损失，就此而言，本公开能够通过在冷却塔上方放置蒸馏塔，将丙烯酸回收到蒸馏塔的下部并将丙烯酸循环回冷却塔来防止丙烯酸损失。
此外，通过控制本公开中的冷却塔和蒸馏塔的工作条件，可以通过利用从冷却塔下方的冷却器移除的热量作为蒸馏塔下方的再沸器需要的热源，在不增加工艺能量的使用量的情况下回收丙烯酸。
附图说明
图1和图2分别是根据本公开的一个实施方案中制备丙烯酸的方法的工艺流程图。
图3是根据比较例中制备丙烯酸的方法的工艺流程图。
<附图标记>
10：反应器
20：冷却塔
21：第一冷却器
22：第二冷却器
30：蒸馏塔
31：再沸器
32：冷凝器
具体实施方式
在本公开的说明书和权利要求中使用的术语或词语不能限制性地解释为常用的或字典的含义，而应当基于发明人可以适当地定义术语的概念以便以最佳可能的方式描述本发明的原则解释为与本公开的技术思想对应的含义和概念。
在本公开中，术语“上部”可以是指与容器或装置的总高度的50％以上的高度相对应的部分，并且术语“下部”可以是指与容器或装置的总高度的少于50％的高度相对应的部分。
在本公开中，术语“流”可以是指工艺中流体的流动，或者可以是指在管道中流动的流体本身。具体地，流可以同时是指在连接各个装置的管道中流动的流体本身和流体的流动。此外，流体可以是指气体、液体等。不排除包含固体成分的流体的情况。
在下文中，将参考图1和图2更详细地描述本公开，以便说明本公开。
本公开的一个实施方案提供一种制备丙烯酸的方法。更具体地，该方法可以包括：通过将乳酸供应至反应器10中并进行脱水反应来制备包含丙烯酸的反应产物的步骤；将包含所述反应产物的反应器10排出流供应至冷却塔20并冷凝所述反应产物，以将包含冷凝物的下排出流转移至丙烯酸纯化单元，并且将作为上排出流排出的未冷凝物供应至蒸馏塔30的步骤；和，在蒸馏塔30中，将包含丙烯酸的下排出流循环至冷却塔20，并且从上排出流中除去乙醛。
具体地，现有的制备丙烯酸的方法通常使用空气氧化丙烯的方法，然而，该方法是使用气相催化氧化反应将丙烯转化为丙烯醛，并且使反应产物进行气相催化氧化反应来制备丙烯酸的方法，该方法产生难以与丙烯酸分离的乙酸作为副产物。此外，使用丙烯制备丙烯酸的方法使用通过精炼化石资源原油获得的丙烯，考虑到近来原油价格上涨或全球变暖等问题，在原材料成本或环境污染方面存在问题。
为了解决现有的制备丙烯酸的方法的问题，对从碳中性生物质原料制备丙烯酸的方法进行了研究。例如，可以包括通过乳酸(LA)的气相脱水反应来制备丙烯酸(AA)的方法。该方法是通常在高温和在催化剂的存在下通过乳酸的分子内脱水反应来制备丙烯酸的方法。然而，在乳酸的脱水反应过程中，除脱水反应之外这里还发生副反应，除丙烯酸之外，该副反应产生作为反应产物的乙醛(ACHO)作为副产物。这样存在的问题在于，通过乳酸的脱水反应产生的副产物乙醛导致丙烯酸纯化过程中促进了聚合物的形成，使得产品的质量和生产率下降。因此，对在纯化丙烯酸之前分离乙醛进行了研究，这里水需要流到冷却塔20的上部以便有效分离乙醛，并且在该工艺中存在损失丙烯酸的问题。
鉴于上述问题，本公开旨在提供一种制备丙烯酸的方法，该方法能够在通过乳酸的脱水反应制备丙烯酸的同时，有效除去制造过程中作为副产物产生的乙醛，并且通过防止丙烯酸损失还提高产品的质量和生产率。
根据本公开的一个实施方案，可以通过将乳酸供应至反应器10并进行脱水反应来制备包含丙烯酸的反应产物。在此，乳酸可以以水溶液的状态引入反应器10中，或者脱水反应可以在催化剂存在下以气相反应进行。例如，乳酸可以作为包含10质量％至90质量％或20质量％至80质量％的乳酸的乳酸水溶液被引入反应器10中。
反应器10可以是能够进行乳酸的常规脱水反应的反应器，其实例可以包括搅拌型反应器、固定床反应器、流化床反应器等。此外，反应器10可以包括填充有催化剂的反应管，并且在包含原料乳酸水溶液的挥发性组分的反应气体通过反应管时，使用气相催化反应使乳酸脱水以产生丙烯酸。除乳酸外，反应气体还可以包含水蒸气、氮气和空气中的任何一种或多种稀释气体用于浓度调节。
对于反应器10的工作条件，反应器可以在乳酸的常规脱水反应条件下工作，例如，温度可以从250℃至500℃，250℃至450℃，或者300℃至400℃。这里，反应器10的工作温度可以是指用于控制反应器10的温度的热介质等的设定温度。此外，反应器10的工作压力可以为30kPa至1000kPa、50kPa至500kPa或者60kPa至300kPa。
在乳酸脱水反应中使用的催化剂的实例可以包括选自硫酸盐类催化剂、磷酸盐类催化剂和硝酸盐类催化剂中的一种或多种类型。作为一个具体的实例，硫酸盐可以包括Na2SO4、K2SO4、CaSO4和Al2(SO4)3，磷酸盐可以包括Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4、K3PO4、K2HPO4、KH2PO4、CaHPO4、Ca3(PO4)2、AlPO4、CaH2P2O7和Ca2P2O7，硝酸盐可以包括NaNO3、KNO3和Ca(NO3)2。此外，催化剂可以负载在载体上。载体的实例可以包括选自硅藻土、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、碳化钙和沸石中的一种或多种类型。
通过乳酸脱水反应产生的反应产物除了作为目标产物的丙烯酸之外，还可以包含副产物，例如水(H2O)、乙醛(ACHO)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、稀释气体和高沸点物质。在此，在反应产物中包含的乙醛的含量相对于丙烯酸的含量可以为约从5％至60％。因此，需要纯化工艺用于从反应产物中分离出丙烯酸。
根据本公开的一个实施方案，包含反应产物的反应器10排出流在转移至丙烯酸纯化单元之前可以供应至冷却塔20进行冷却。具体地，由于包含反应产物的反应器10排出流是以气相排出的，因此可以将其供应至冷却塔20并且通过冷却冷凝。将在此过程中冷凝的冷凝物作为冷却塔20的下排出流转移至丙烯酸纯化单元，并且可以将未冷凝物作为上排出流排出并且供应至蒸馏塔30。在此，冷凝物可以包含丙烯酸，以及作为副产物的水、高沸点物质等，未冷凝物可以包含乙醛、水、一氧化碳、二氧化碳、稀释气体等。
冷却塔20可以在使下排出流中乙醛的含量最小化的条件下工作。具体地，将冷却塔20的下排出流转移至丙烯酸纯化单元来纯化丙烯酸，并且存在的问题在于，在丙烯酸纯化过程中由乙醛引起的促进聚合物形成使产品的质量和生产率下降。就此而言，本公开通过控制冷却塔20的工作条件，使作为冷却塔20的下排出流流出的乙醛的含量最小化。例如，相对于反应器10排出流中乙醛的流量，在冷却塔20的下排出流中乙醛的流量可以为3％以下，从0.1％至2.5％或从0.5％至2％。
为了使冷却塔20的下排出流中乙醛的含量最小化，需要在冷却塔20的上排出流中包含一定量的水。具体地，当在冷却塔20的上排出流中包含一定量的水时，沸点低于水的乙醛会主要包含在冷却塔20的上排出流中。另一方面，为了在冷却塔20的上排出流中包含大部分的乙醛而不包含水，需要增加冷却塔20中的级数以提高分离效率，或者需要通过添加再沸器将类型更改为蒸馏塔类型，这样效率低。因此，本公开能够使用在冷却塔20的上排出流中包含一定量的水的有效方法来使作为冷却塔20的下排出流流出的乙醛的量最小化。例如，相对于反应器10排出流中水的流量，在冷却塔20的上排出流中水的流量可以是从20％至50％、30％至50％或35％至50％。
此外，当操作冷却塔20以便在冷却塔20的上排出流中包含一定量的水时，丙烯酸可以作为冷却塔20的上排出流一起流出。例如，相对于反应器10排出流中丙烯酸的流量，在冷却塔20的上排出流中丙烯酸的流量可以是从5％至50％、20％至50％或30％至50％。因此，为了在将反应产物转移至丙烯酸纯化单元之前降低冷却塔20下部的乙醛的含量，本领域中已经避免了损失过量的丙烯酸。鉴于上述情况，本公开另外安装了蒸馏塔30并且将冷却塔20的上排出流供应至蒸馏塔30，并且可以回收流至冷却塔20上部的丙烯酸。
冷却塔20的工作压力可以是，例如，从30kPa至1000kPa、50kPa至500kPa或者60kPa至300kPa。通过冷却塔20在上述范围内工作，可以在冷却塔20的上排出流中包含一定量的水的同时使流到下部的乙醛的量最小化。
冷却塔20的下排出流的一部分流在通过一个或多个冷却器后回流到冷却塔20，剩余的流可以转移至丙烯酸纯化单元。例如，冷却塔20的下排出流的一部分流可以在通过第一冷却器21或第一冷却器21和第二冷却器22后回流到冷却塔20。在此，可以根据冷却塔20的工作条件适当地调节第一冷却器21的工作条件、第二冷却器22的工作条件以及冷却塔20下部的回流比。
在第一冷却器21和第二冷却器22中的每一个中，可以使用选自例如冷却水、冷冻水和盐水中的一种或多种类型的冷却水作为制冷剂。作为一个具体的实例，可以在第一冷却器21和第二冷却器22中使用相对便宜的冷却水。
纯化单元可以包括，例如，除去冷却塔20的下排出流中包含的水的分离水的步骤和分离高沸点物质的步骤，由此，可以获得以高纯度分离的丙烯酸。
根据本公开的一个实施方案，在冷却塔20中未冷凝的未冷凝物可以作为冷却塔20的上排出流排出并供应至蒸馏塔30。在此，蒸馏塔30可以用于分离和回收在冷却塔20的上排出流中包含的丙烯酸。
具体地，在蒸馏塔30中分离的丙烯酸作为蒸馏塔30的下排出流排出并循环至冷却塔20，并且可以将乙醛、一氧化碳、二氧化碳、稀释气体等作为蒸馏塔30的上排出流排出。
蒸馏塔30的上排出流通过冷凝器32，一部分流可以回流至蒸馏塔30，并且剩余的流可以排出。在此，蒸馏塔30上部的回流比可以根据蒸馏塔30的工作条件适当地调节。
蒸馏塔30的上排出流可以根据需要通过另外的纯化过程，并且通过纯化在蒸馏塔30的上排出流中包含的乙醛并单独销售乙醛，可以降低丙烯酸的生产成本，并且可以确保竞争力。
蒸馏塔30的下排出流在循环至冷却塔20之前通过再沸器31被加热，然后一部分流可以循环至冷却塔20，并且剩余的流可以回流至蒸馏塔30。在此，蒸馏塔30下部的回流比可以根据蒸馏塔30的工作条件适当地调节。
此外，蒸馏塔30的排出流在循环至冷却塔20之前，在安装在冷却塔20下方的一个或多个冷却器中与冷却塔20的下排出流的一部分流进行热交换，而不使用单独的再沸器31，然后一部分流循环至冷却塔20，并且剩余的流可以回流至蒸馏塔30。作为一个具体的实例，蒸馏塔30的下排出流在循环至冷却塔20之前，供应至第一冷却器21作为制冷剂，并且通过逆流、顺流或横流与冷却塔20的下排出流的一部分流进行热交换，并且一部分流循环至冷却塔20，剩余的流可以回流至蒸馏塔30。具体地，排至冷却塔20上部的丙烯酸包含在废水中并从工艺中排出，或者需要通过蒸馏工艺来回收，这会消耗额外的能量，然而如上所述，通过利用从冷却塔20下方的冷却器移除的热量作为上述的蒸馏塔30下部的下方的再沸器31需要的热源，可以在不增加工艺能量的使用量的情况下回收丙烯酸。
蒸馏塔30的工作压力可以是从10kPa至900kPa、30kPa至600kPa或者40kPa至200kPa。通过蒸馏塔30在上述范围内工作，可以将尽可能多的丙烯酸作为蒸馏塔30的下排出流回收，并循环至冷却塔20。
相对于反应器10排出流中丙烯酸的流量，在蒸馏塔30的上排出流中丙烯酸的流量可以为3％以下、从0.1％至3％或从0.1％至1.5％。通过如上所述在蒸馏塔30中回收尽可能多的丙烯酸，可以防止丙烯酸的损失。
为了将蒸馏塔30的下排出流和冷却塔20的下排出流的一部分流进行热交换，可以控制蒸馏塔30和冷却塔20的工作压力。例如，可以将蒸馏塔30的工作压力控制为低于冷却塔20的工作压力。作为一个具体的实例，可以将蒸馏塔30的工作压力控制为比冷却塔20的工作压力低20kPa至900kPa、30kPa至500kPa或者50kPa至200kPa。通过将蒸馏塔30和冷却塔20的工作压力控制在上述范围内，蒸馏塔30的下排出流和冷却塔20的下排出流的一部分流可以由于温差而进行热交换，由此，丙烯酸可以在不增加能量的用量的情况下在蒸馏塔30中回收，并且循环至冷却塔20。此外，可以通过蒸馏塔30的下排出流和冷却塔20的下排出流中的一部分流之间的热交换来减少制冷剂的使用量。
根据本公开的一个实施方案，在所述制备丙烯酸的方法中，可以根据需要进一步安装诸如蒸馏塔、冷凝器、再沸器、阀门、泵、分离器和混合器的装置。
在上文中，对根据本公开的制备丙烯酸的方法进行了描述并在附图中示出，然而，这些描述和图示仅描述或说明用于理解本公开的基本组件，除了上述描述和图示的工艺和装置之外，未单独描述和图示的工艺和装置可以适当地应用和使用以实现根据本公开的制备丙烯酸的方法。
在下文中，将参考实施例更详细地描述本公开。然而，下面的实施例仅用于说明的目的，对于本领域技术人员显而易见的是可以在本公开的技术思想的类别和范围内进行各种变化和修改，并且本公开的范围不限于此。
实施例
实施例1
对于图1中示出的工艺流程图，使用Aspen Technology Inc.的Aspen Plus模拟软件(simulator)模拟制备丙烯酸的工艺。
具体地，将乳酸和作为稀释气体的氮气(N2)供应至反应器10并且通过脱水反应来制备包含丙烯酸(AA)的反应产物，并且将包含反应产物的反应器10排出流供应至冷却塔20。
将反应器10排出流在冷却塔20中冷凝，未冷凝物作为上排出流排出并供应至蒸馏塔30。此外，将冷凝物在117℃的温度下作为下排出流从冷却塔20中排出，一部分流在通过第一冷却器21后回流至冷却塔20，并将剩余的流供应至丙烯酸纯化单元。在此，将冷却塔20的工作压力控制在200kPa。
在蒸馏塔30中，将包含丙烯酸的113℃的下排出流通过再沸器31，将一部分流回流至蒸馏塔30，并且将剩余的流循环至冷却塔20。此外，在蒸馏塔30中包含乙醛的上排出流通过冷凝器32，将一部分流回流至蒸馏塔30，并且将剩余的流排出。在此，将蒸馏塔30的工作压力控制在190kPa。
作为结果，在下面表1中示出各个流中的各组分的流量(kg/hr)。
[表1]
1-1 1-2 1-3 1-4 1-5
N<sub>2</sub> 101.2 0.0 101.2 101.2 0.0
CO/CO<sub>2</sub> 28.7 0.0 28.6 28.7 0.0
ACHO 14.0 0.2 13.7 13.8 0.1
H<sub>2</sub>O 597.2 538.0 59.3 244.9 185.6
AA 240.5 238.0 2.5 56.6 54.1
高沸点物质 18.5 16.6 1.9 5.8 3.9
总和 1000.1 792.8 207.2 451.0 243.7
总和是通过将在Aspen Plus模拟软件中获得的值四舍五入到小数点后一位获得的值。
参考表1时，确认在实施例1中，转移至纯化单元的冷却塔20的下排出流中乙醛的量非常小，约为反应产物中包含的乙醛的1.4％，并且确认丙烯酸的损失非常小，作为蒸馏塔30的上排出流流出的丙烯酸的量约为反应产物中包含的丙烯酸的1％。
实施例2
对于图2中示出的工艺流程图，使用Aspen Technology Inc.的Aspen Plus模拟软件模拟制备丙烯酸的工艺。
具体地，将乳酸和作为稀释气体的氮气(N2)供应至反应器10并且通过脱水反应来制备包含丙烯酸(AA)的反应产物，并且将包含反应产物的反应器10排出流供应至冷却塔20。
将反应器10排出流在冷却塔20中冷凝，将未冷凝物作为上排出流排出并且供应至蒸馏塔30。此外，冷凝物在117℃的温度下作为下排出流从冷却塔20中排出，一部分流在通过第一冷却器21和第二冷却器22后回流至冷却塔20，并且将剩余的流供应至丙烯酸纯化单元。在此，将冷却塔20的工作压力控制在200kPa。
在蒸馏塔30中，将包含丙烯酸的96℃的下排出流供应至第一冷却器21，并且与冷却塔20的下排出流的一部分流进行热交换，将一部分流回流至蒸馏塔30，并且将剩余的流循环至冷却塔20。此外，在蒸馏塔30中包含乙醛的上排出流通过冷凝器32，将一部分流回流至蒸馏塔30，并且将剩余的流排出。在此，将蒸馏塔30的工作压力控制在110kPa。
作为结果，在下面表2中示出各个流中的各组分的流量(kg/hr)。
[表2]
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5
N<sub>2</sub> 101.2 0.0 101.2 101.2 0.0
CO/CO<sub>2</sub> 28.7 0.0 28.6 28.7 0.0
ACHO 14.0 0.2 13.7 13.9 0.1
H<sub>2</sub>O 597.2 537.7 59.5 238.6 179.1
AA 240.5 238.0 2.5 55.1 52.6
高沸点物质 18.5 16.8 1.6 5.8 4.1
总和 1000.1 792.7 207.1 443.3 235.9
参考表2时，确认与实施例1一样，同样在实施例2中，丙烯酸的损失非常小，同时转移至纯化单元的冷却塔20的下排出流中乙醛的量下降。
除此之外，通过蒸馏塔30的下排出流和冷却塔20的下排出流的一部分流在第一冷却器21中进行热交换，能够在不使用额外能量的情况下回收排到冷却塔20上部的丙烯酸，由此使用从第一冷却器21中移除的约33233kcal/hr的热量，作为供应给实施例1中的再沸器31的热量。
比较例
比较例1
对于图3中示出的工艺流程图，使用Aspen Technology Inc.的Aspen Plus模拟软件模拟制备丙烯酸的工艺。
具体地，将乳酸和作为稀释气体的氮气供应至反应器10并且通过脱水反应来制备包含丙烯酸(AA)的反应产物，并且将包含反应产物的反应器10排出流供应至冷却塔20。
反应器10排出流在冷却塔20中冷凝，未冷凝物作为上排出流排出，在冷却塔20中的冷凝物作为下排出流排出，并且一部分流在通过第一冷却器21后回流至冷却塔20，将剩余的流供应至丙烯酸纯化单元。在此，将冷却塔20的工作压力控制在200kPa，并且通过控制冷却塔20的下排出流通过第一冷却器21后循环至冷却塔20的循环流量，使作为冷却塔20的下排出流流出的乙醛量最小化。
作为结果，在下面表3中示出各个流中的各组分的流量。
[表3]
3-1 3-2 3-3
N<sub>2</sub> 101.2 0.0 101.2
CO/CO<sub>2</sub> 28.7 0.0 28.6
ACHO 14.0 0.2 13.7
H<sub>2</sub>O 597.2 537.7 59.5
AA 240.5 227.6 12.9
高沸点物质 18.5 17.1 1.4
总和 1000.1 782.6 217.3
比较例2
除了增加冷却塔20的下排出流在通过第一冷却器21之后循环到冷却塔20的循环流量之外，以与比较例1相同的方式进行工作。
作为结果，在下面表4中示出各流中的各组分的流量。
[表4]
Figure BDA0003946242670000111
Figure BDA0003946242670000121
参考表3和表4时，在比较例1中调节冷却塔20的下排出流在通过第一冷却器21后循环至冷却塔20的循环流量，以如实施例中使冷却塔20的下排出流中乙醛的量最小化，确认作为冷却塔20的上排出流流出的丙烯酸的量非常高，约为反应产物中包含的丙烯酸的5.4％。
此外，在比较例2中，确认与比较例1相比，当作为冷却塔20的上排出流流出的丙烯酸的量最小化时，冷却塔20的下排出流中乙醛的量非常高，约为反应产物中包含的乙醛的12％。

Claims (10)

1.一种制备丙烯酸的方法，该方法包括：
通过将乳酸供应至反应器中并进行脱水反应来制备包含丙烯酸的反应产物的步骤；
将包含所述反应产物的反应器排出流供应至冷却塔并冷凝所述反应产物，以将包含冷凝物的下排出流转移至丙烯酸纯化单元并且将作为上排出流排出的未冷凝物供应至蒸馏塔的步骤；和
在所述蒸馏塔中，将包含丙烯酸的下排出流循环至所述冷却塔，并且从上排出流中除去乙醛。
2.根据权利要求1所述的制备丙烯酸的方法，其中，所述冷却塔的下排出流的一部分流在通过第一冷却器后回流至所述冷却塔。
3.根据权利要求2所述的制备丙烯酸的方法，其中，通过所述第一冷却器的所述冷却塔的下排出流的一部分流进一步通过第二冷却器，并且回流至所述冷却塔。
4.根据权利要求2所述的制备丙烯酸的方法，其中，所述蒸馏塔的下排出流在循环至所述冷却塔之前通过再沸器被加热，然后一部分流循环至所述冷却塔并且剩余的流回流至所述蒸馏塔。
5.根据权利要求4所述的制备丙烯酸的方法，其中，所述蒸馏塔的下排出流在循环至所述冷却塔之前被供应至所述第一冷却器并且与所述冷却塔的下排出流的一部分流进行热交换，一部分流循环至所述冷却塔并且剩余的流回流至所述蒸馏塔。
6.根据权利要求1所述的制备丙烯酸的方法，其中，所述蒸馏塔的工作压力低于所述冷却塔的工作压力。
7.根据权利要求6所述的制备丙烯酸的方法，其中，所述蒸馏塔的工作压力比所述冷却塔的工作压力低20kPa至900kPa。
8.根据权利要求1所述的制备丙烯酸的方法，其中，所述冷却塔的工作压力为30kPa至1000kPa，所述蒸馏塔的工作压力为10kPa至900kPa。
9.根据权利要求1所述的制备丙烯酸的方法，其中，相对于所述反应器排出流中乙醛的流量，所述冷却塔的下排出流中乙醛的流量为3％以下。
10.根据权利要求1所述的制备丙烯酸的方法，其中，相对于所述反应器排出流中丙烯酸的流量，所述蒸馏塔的上排出流中丙烯酸的流量为3％以下。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240037087A (ko) * 2022-09-14 2024-03-21 주식회사 엘지화학 아크릴산 제조방법
KR20240037081A (ko) * 2022-09-14 2024-03-21 주식회사 엘지화학 아크릴산 제조방법
KR20240037093A (ko) * 2022-09-14 2024-03-21 주식회사 엘지화학 아크릴산 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1930108A (zh) * 2004-08-02 2007-03-14 Lg化学株式会社 制备(甲基)丙烯酸的方法
CN101255109A (zh) * 2008-04-09 2008-09-03 南京工业大学 一种生物质乳酸脱水生产丙烯酸的工艺
CN107235836A (zh) * 2016-03-29 2017-10-10 阿肯马法国公司 改进的制备(甲基)丙烯酸的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101994630B1 (ko) * 2008-10-01 2019-07-02 알케마 인코포레이티드 온라인 근적외선 분석을 이용한 (메트)아크릴산 정제 방법의 제어
JP2014189510A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 Nippon Shokubai Co Ltd アクリル酸の製造方法
JP2014189513A (ja) 2013-03-26 2014-10-06 Nippon Shokubai Co Ltd アクリル酸および／またはアクリル酸エステルの製造方法
FR3033558B1 (fr) * 2015-03-12 2017-02-24 Arkema France Procede ameliore de production d'acide (meth)acrylique

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1930108A (zh) * 2004-08-02 2007-03-14 Lg化学株式会社 制备(甲基)丙烯酸的方法
CN101255109A (zh) * 2008-04-09 2008-09-03 南京工业大学 一种生物质乳酸脱水生产丙烯酸的工艺
CN107235836A (zh) * 2016-03-29 2017-10-10 阿肯马法国公司 改进的制备(甲基)丙烯酸的方法

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