CN1319928C - 制备高纯度甲基丙烯酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种以高收率制备高纯度冰甲基丙烯酸(“HPMAA”)的方法，其中所述冰甲基丙烯酸基本上为纯的，具体为99%纯度或更高，其中水的含量为0.05%或更少。该改进方法包括提供粗MAA物流并在一系列连续精馏步骤中纯化粗甲基丙烯酸物流。

Description

制备高纯度甲基丙烯酸的方法
本发明涉及一种制备基本上纯的甲基丙烯酸的方法，所述甲基丙烯酸的纯度至少为99％且水含量为0.05％或更少。
甲基丙烯酸(“MAA”)和甲基丙烯酸酯例如甲基丙烯酸甲酯(“MMA”)可用于多种用途。典型的最终使用用途包括：丙烯酸塑料板材、模塑树脂、聚氯乙烯改性剂、加工助剂、丙烯酸清漆、地板蜡、密封材料、自润滑流体(auto transmission fluids)、曲轴箱润滑油改性剂、汽车涂料、离子交换树脂、水泥改性剂、水处理聚合物、电子粘结剂、金属涂料和丙烯酸纤维。MAA和甲基丙烯酸酯在这些和其它应用中是特别受重视的，这是因为它们使其中使用它们的产品具有硬度。它们还可以使其中使用它们的产品增强化学稳定性和光稳定性以及耐受紫外线辐射性能。因此，MAA和甲基丙烯酸酯经常用于要求树脂具有很好的透明度、强度和户外耐用性的应用中。MAA市场是对成本极为敏感的；因此在方法收率上的任何改进，即使是微小的，也可能导致很大的市场优势。
杂质的重量百分含量非常低的MAA是非常希望的。杂质含量低于5wt％的MAA在这里被称为冰甲基丙烯酸(“GMAA”)。杂质含量低于1wt％且其中水含量不超过0.05wt％的MAA在这里被称为高纯度冰甲基丙烯酸(“HPMAA”)。
纯化MAA的常规方法包括用过量硫酸处理物流以除去一些水。虽然这种方法可产生可用于直接酯化间歇生产酯所需要的足够纯的MAA，但它还产生不希望的含硫残余物。另外，该MAA没有纯化到95％，因此不符合GMAA或HPMAA产品的要求。另外，这种用于从MAA除去水的常规方法也造成收率损失增加和产生更多的废物。因此用常规纯化方法还不能达到GMAA(即至少95％纯的MAA)和HPMAA(即99％纯的MAA且水含量低于0.05％)的产品规格。
因此生产者潜在需求一种成本降低的生产HPMAA的方法。另外，潜在需求生产能一致符合至少99％纯度且水含量低于0.5％的产品规格的HPMAA。
本发明通过提供一种生产HPMAA的经济方法来解决现有技术中固有的问题。本发明涉及应用精馏塔将MAA纯化为HPMAA，以从MAA物流中除去各种杂质(通常为轻组分杂质、重组分杂质和水)，从而使所得到的产品为至少99％纯的MAA且含水不超过0.05％。
因此，这里提供一种制备高纯度冰甲基丙烯酸的方法，所述方法包括：
(i)提供第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔；
(ii)向所述第一精馏塔的上段加入粗甲基丙烯酸，所述粗甲基丙烯酸含有甲基丙烯酸、轻组分和重组分；
(iii)在所述第一精馏塔中精馏所述粗甲基丙烯酸，以形成含有轻组分的第一塔顶气相物流及含有甲基丙烯酸和重组分的第一塔底液相物流；
(iv)向所述第二精馏塔的中段加入所述第一塔底液相物流；
(v)在所述第二精馏塔中精馏所述第一塔底液相物流，以形成含有甲基丙烯酸和轻组分的第二塔顶气相物流及含有重组分的第二塔底液相物流；
(vi)向所述第三精馏塔的上段加入所述第二塔顶气相物流的至少一部分；
(vii)在所述第三精馏塔中精馏所述第二塔顶气相物流的所述至少一部分，以形成含有轻组分的第三塔顶气相物流及含有甲基丙烯酸的第三塔底液相物流，其中在第三塔底液相物流中所述甲基丙烯酸的杂质含量不超过1wt％且其中不超过0.05wt％是水。
在上述方法中，所述第二塔顶气相物流被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被加入到所述第三精馏塔的所述上段，所述第二部分被加入到所述第二精馏塔的上段。
另外，这里提供另一种制备高纯度冰甲基丙烯酸的方法，所述方法包括：
(i)提供第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔；
(ii)向所述第一精馏塔的上段加入粗甲基丙烯酸，所述粗甲基丙烯酸含有甲基丙烯酸、轻组分和重组分；
(iii)在所述第一精馏塔中精馏所述粗甲基丙烯酸，以形成含有轻组分的第一塔顶气相物流及含有甲基丙烯酸和重组分的第一塔底液相物流；
(iv)向所述第二精馏塔的中段加入所述第一塔底液相物流；
(v)在所述第二精馏塔中精馏所述第一塔底液相物流，以形成含有甲基丙烯酸和轻组分的第二塔顶气相物流及含有重组分的第二塔底液相物流；
(vi)向所述第三精馏塔的上段加入所述第二塔顶气相物流的至少一部分；
(vii)在所述第三精馏塔中精馏所述第二塔顶气相物流的所述至少一部分，以形成含有轻组分的第三塔顶气相物流及含有重组分的第三塔底液相物流，同时从所述第三精馏塔的下段采出第一液相侧线物流，所述第一液相侧线物流含有甲基丙烯酸，其中所述甲基丙烯酸的杂质含量不超过1wt％且其中不超过0.05wt％是水。
(viii)向所述第二精馏塔的所述中段加入所述第三塔底液相物流。
在上述方法中，所述第二塔顶气相物流被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被加入到所述第三精馏塔的所述上段，所述第二部分被加入到所述第二精馏塔的上段。
另外，这里提供另一种制备高纯度冰甲基丙烯酸的方法，所述方法包括：
(i)提供第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔；
(ii)向所述第一精馏塔的中段加入粗甲基丙烯酸，所述粗甲基丙烯酸含有甲基丙烯酸、轻组分和重组分；
(iii)在所述第一精馏塔中精馏所述粗甲基丙烯酸，以形成含有甲基丙烯酸和轻组分的第一塔顶气相物流及含有重组分的第一塔底液相物流；
(iv)向所述第二精馏塔的上段加入所述第一塔顶气相物流的至少一部分；
(v)在所述第二精馏塔中精馏所述第一塔顶气相物流的所述至少一部分，以形成含有轻组分的第二塔顶气相物流及含有甲基丙烯酸和重组分的第二塔底液相物流；
(vi)向所述第三精馏塔的中段加入所述第二塔底液相物流；
(vii)在所述第三精馏塔中精馏所述第二塔底液相物流，以形成含有甲基丙烯酸的第三塔顶气相物流及含有重组分的第三塔底液相物流，其中在第三塔顶气相物流中所述甲基丙烯酸的杂质含量不超过1wt％且其中不超过0.05wt％是水。
(viii)向所述第三精馏塔的上段加入所述第三塔顶气相物流的至少一部分；
(ix)向所述第一精馏塔的所述中段加入所述第三塔底液相物流。
在上述方法中，所述第一塔顶气相物流被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被加入到所述第一精馏塔的上段，所述第二部分被加入到所述第二精馏塔的上段。并且，所述第三塔顶气相物流被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被加入到所述第三精馏塔的上段，所述第二部分被作为产品物流采出。
另外，本发明还提供一种制备高纯度冰甲基丙烯酸的设备，所述设备包括：
(i)第一精馏塔，所述第一精馏塔具有顶部、底部、与所述顶部相邻的上段、与所述底部相邻的下段、以及在所述上段和所述下段之间的中段；
(ii)第二精馏塔，所述第二精馏塔具有顶部、底部、与所述顶部相邻的上段、与所述底部相邻的下段、以及在所述上段和所述下段之间的中段；
(iii)第三精馏塔，所述第三精馏塔具有顶部、底部、与所述顶部相邻的上段、与所述底部相邻的下段、以及在所述上段和所述下段之间的中段；
(iv)与所述第一精馏塔的所述上段相连的第一入口管线；
(v)与所述第一精馏塔的所述顶部相连的第一出口管线；
(vi)连接所述第一精馏塔的所述底部和所述第二精馏塔的所述中段的第二出口管线；
(vii)连接所述第二精馏塔的所述顶部与所述第二精馏塔的所述上段及所述第三精馏塔的所述上段的第三出口管线；
(viii)与所述第二精馏塔的所述底部相连的第四出口管线；
(ix)与所述第三精馏塔的所述顶部相连的第五出口管线；
(x)与所述第三精馏塔的所述底部相连的第六出口管线。
另外，本发明进一步提供一种制备高纯度冰甲基丙烯酸的设备，所述设备包括：
(i)第一精馏塔，所述第一精馏塔具有顶部、底部、与所述顶部相邻的上段、与所述底部相邻的下段、以及在所述上段和所述下段之间的中段；
(ii)第二精馏塔，所述第二精馏塔具有顶部、底部、与所述顶部相邻的上段、与所述底部相邻的下段、以及在所述上段和所述下段之间的中段；
(iii)第三精馏塔，所述第三精馏塔具有顶部、底部、与所述顶部相邻的上段、与所述底部相邻的下段、以及在所述上段和所述下段之间的中段；
(iv)与所述第一精馏塔的所述上段相连的第一入口管线；
(v)与所述第一精馏塔的所述顶部相连的第一出口管线；
(vi)连接所述第一精馏塔的所述底部和所述第二精馏塔的所述中段的第二出口管线；
(vii)连接所述第二精馏塔的所述顶部与所述第二精馏塔的所述上段及所述第三精馏塔的所述上段的第三出口管线；
(viii)与所述第二精馏塔的所述底部相连的第四出口管线；
(ix)与所述第三精馏塔的所述顶部相连的第五出口管线；
(x)与所述第三精馏塔的所述下段相连的第六出口管线；
(xi)连接所述第三精馏塔的所述底部和所述第二精馏塔的所述中段的第七出口管线；
另外，本发明更进一步提供一种制备高纯度冰甲基丙烯酸的设备，所述设备包括：
(i)第一精馏塔，所述第一精馏塔具有顶部、底部、与所述顶部相邻的上段、与所述底部相邻的下段、以及在所述上段和所述下段之间的中段；
(ii)第二精馏塔，所述第二精馏塔具有顶部、底部、与所述顶部相邻的上段、与所述底部相邻的下段、以及在所述上段和所述下段之间的中段；
(iii)第三精馏塔，所述第三精馏塔具有顶部、底部、与所述顶部相邻的上段、与所述底部相邻的下段、以及在所述上段和所述下段之间的中段；
(iv)与所述第一精馏塔的所述中段相连的第一入口管线；
(v)连接所述第一精馏塔的所述顶部与所述第一精馏塔的所述上段及所述第二精馏塔的所述上段的第一出口管线；
(vi)与所述第一精馏塔的所述底部相连的第二出口管线；
(vii)与所述第二精馏塔的所述顶部相连的第三出口管线；
(viii)连接所述第二精馏塔的所述底部与所述第三精馏塔的所述中段的第四出口管线；
(ix)连接所述第三精馏塔的所述顶部与所述第三精馏塔的所述上段及产品采出管线的第五出口管线；
(x)连接所述第三精馏塔的所述底部与所述第一精馏塔的所述中段的第六出口管线。
本发明还提供一种制备高纯度甲基丙烯酸的设备，该设备包括至少一个精馏塔及其辅助设备，所述至少一个精馏塔及其辅助设备被设计为在低于大气压力下操作，所述至少一个精馏塔包括多孔塔板，所述至少一个精馏塔及其辅助设备至少部分由选自300系列不锈钢、904L不锈钢、6-moly不锈钢、Hastelloy、钽、锆和涂覆基础金属的耐腐蚀材料制造。
为了澄清概念，这里应用了如下定义：“顶部”是存在于精馏塔最顶部的气相空间；“底部”是指存在于精馏塔最底部的液体槽；“上段”是指在“顶部”下面并与“顶部”相邻的精馏塔的最上部约1/3；“下段”是指在“底部”上面并与“底部”相邻的精馏塔的最下部约1/3；“中段”是指“上段”和“下段”之间的约1/3精馏塔；“管线”是指输送气体和/或液体进、出一个单元或在两个或多个单元之间输送气体和/或液体的流体连接，并且可以包括一些通用的外围设备如阀、冷凝器、流量计等。
通过对本发明一些实施方案的如下描述，本发明的其它和进一步的目的、特征和优点会更加明显。这些实施方案是针对公开目的给出的，并可以结合附图一起考虑。
通过参照如下结合附图所进行的描述可以达到对本实施方案及其优点的更加全面的理解，在所述附图中类似参考标记表示类似特征，并且其中：
图1是本发明生产HPMAA过程的一种实施方案的示意图。
图2是本发明生产HPMAA过程的另一种实施方案的示意图。
图3是本发明生产HPMAA过程的又一种实施方案的示意图。
本发明涉及纯化甲基丙烯酸(“MAA”)为高纯度甲基丙烯酸(“HPMAA”)的方法。HPMAA定义为含有低于1％的杂质并且水含量不超过0.05％。能够在本发明的方法中有利纯化的MAA原料可以来源于任何可行的工业过程。这类过程的例子包括以异丁烷/异丁烯为基础的过程、以乙烯为基础的过程、或以丙烯为基础的过程，但不局限于此。以丙烯为基础的生产MAA的过程的一个例子包括使丙酮合氰化氢(“ACH”)原料经过水解、裂化、反应和分离。在这种MAA生产方法中，ACH与过量硫酸反应以水解ACH。然后，水解后的混合物在裂化单元被裂化，然后与水反应形成粗MAA。最后，冷却粗MAA物流，并使之分离为(基本上是浮力分离)MAA产品物流和较低层含硫残余物物流。然后MAA产品物流通过本发明的方法纯化。
在本发明生产HPMAA过程的一种实施方案中，如图1所示，通过管线100将粗MAA物流提供给三个杂质脱除设备中的第一个即HPMAA轻组分塔110。在HPMAA轻组分塔110中，轻组分如丙酮和水通过管线105除去。HPMAA轻组分塔110还包括塔辅助设备，其中术语“塔辅助设备”指的是任何及所有辅助设备以及与塔相连的连接管线，例如真空设备、再沸器、冷凝器、泵、以及工艺管线，所述工艺管线包括进料管线、底部管线、顶部管线、放空管线、抑制剂添加管线、氧气添加管线、回流管线和停车管线，但不局限于此。
HPMAA轻组分塔110及其塔辅助设备优选用耐腐蚀材料制造。具有耐腐蚀作用的合适制造材料包括：300系列不锈钢、904L、6-moly不锈钢、HASTELLOY(例如B、B-2、B-3、C-22和C-276)、钽和锆，但不局限于此。在某些实施方案中，生产者可以通过应用涂覆基础金属来降低制造成本。“涂覆基础金属”材料指的是那些通常被认为没有耐腐蚀性的材料例如碳钢与能够耐腐蚀的涂层组合的材料，所述涂层例如玻璃、环氧树脂、人造橡胶、含氟聚合物(例如TEFLON)或上面所列的耐腐蚀金属的一种。涂覆基础金属通过在基础金属上设置一层能够耐腐蚀的涂层来制造，所述涂层任选粘结到所述基础金属上。涂层阻止基础金属与工艺物流相接触。涂覆基础金属结构对大直径管道(公称直径为3.8cm或更大)和高流速(流速为0.15米/秒或更大)运行的换热器管以及其它部件来说是特别优选的，此时可以应用很厚的金属层(金属厚度为3mm或更大)从而提供结构强度。上面所描述的材料例如300系列不锈钢、904L、6-moly不锈钢、HASTELLOY(例如B、B-2、B-3、C-22和C-276)、钽和锆、以及涂覆基础金属材料在下文中均被称作“耐腐蚀材料。”
如果需要的话，在HPMAA轻组分塔110中可以应用内件如塔板或填料。如果存在的话，内件可以用与塔本身相同的材料来制造，或可以由一种或多种不同的材料来制造；例如塔的上部可以包含300系列不锈钢的填料，而塔的下部包含HASTELLOYB-2填料。在HPMAA轻组分塔110中优选应用塔板。多孔塔板是特别优选的，这是因为已经发现它们特别能够耐受MAA聚合物的累积作用。这里所应用的术语“多孔塔板”指的是任何包括平面部分并且有很多孔穿过所述平面部分的塔板。也可以存在任选的塔板特征，包括溢流堰、降液管、档板、分配器、浮阀、泡罩和排液孔，但不局限于此。多孔塔板的例子包括筛板、双流道塔板、浮阀与孔组合的塔板，但不局限于此。如果应用塔板的话，优选应用两到十块多孔塔板。
另外优选使HPMAA轻组分塔110在真空下操作，从而使该塔塔底温度达到最小。例如在一种优选实施方案中，该塔的塔底压力保持在50-80mmHg，从而使塔底在70-110℃下操作。
至少一个换热器可以用作HPMAA轻组分塔110的加热设备。脱过热蒸汽优选作为这些换热器的热源。如果使用再沸器作为该换热器，它可以在精馏塔的内部或外部。防涡器也可以用于HPMAA轻组分塔110的底部。
向HPMAA轻组分塔110中加入水溶性或醇溶性聚合反应抑制剂经常也是有用的。其合适的例子包括：对苯二酚(HQ)、4-甲氧基苯酚(MEHQ)、4-乙氧基苯酚、4-丙氧基苯酚、4-丁氧基苯酚、4-庚氧基苯酚、对苯二酚单苯甲基醚、1，2-二羟基苯、2-甲氧基苯酚、2，5-二氯对苯二酚、2，5-二-叔-丁基对苯二酚、2-乙酰基对苯二酚、对苯二酚单苯甲酸酯、1，4-二巯基苯、1，2-二巯基苯、2，3，5-三甲基对苯二酚、4-氨基苯酚、2-氨基苯酚、2-N，N-二甲基氨基苯酚、2-巯基苯酚、4-巯基苯酚、邻苯二酚单丁基醚、4-乙基氨基苯酚、2，3-二羟基苯乙酮、连苯三酚-1，2-二甲基醚、2-甲基硫苯酚、叔丁基邻苯二酚、二-叔-丁基硝基氧、二-叔-戊基硝基氧、2，2，6，6-四甲基-哌啶基氧、4-羟基-2，2，6，6-四甲基-哌啶基氧、4-氧-2，2，6，6-四甲基-哌啶基氧、4-二甲基氨基-2，2，6，6-四甲基-哌啶基氧、4-氨基-2，2，6，6-四甲基-哌啶基氧、4-乙醇氧-2，2，6，6-四甲基-哌啶基氧、2，2，5，5-四甲基-吡咯烷基氧、3-氨基-2，2，5，5-四甲基-吡咯烷基氧、2，2，5，5-四甲基-1-氧杂-3-氮杂环戊基-3-氧、2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉基-1-氧-3-羧酸、2，2，3，3，5，5，6，6-八甲基-1，4-二氮杂环己基-1，4-二氧、4-亚硝基苯酚的盐、2-亚硝基苯酚、4-亚硝基苯酚、二甲基二硫代氨基甲酸铜、二乙基二硫代氨基甲酸铜、二丁基二硫代氨基甲酸铜、水杨酸铜、亚甲基兰、铁、吩噻嗪(PTZ)、3-氧吩噻嗪、5-氧吩噻嗪、吩噻嗪二聚体、1，4-苯二胺、N-(1，4-二甲基戊基)-N′-苯基-1，4-苯二胺、N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基-1，4-苯二胺、N-亚硝基苯基羟基胺及其盐、氧化氮、硝基苯、p-苯醌、或其异构体、其两种或多种的混合物、上述一种或多种物质与分子氧的混合物，但不局限于此。抑制剂可以单独使用也可以与适当稀释剂组合使用。优选的稀释剂包括MAA、水和包括丙酮的有机混合物，但不局限于此。
在HPMAA轻组分塔110中特别优选应用对苯二酚(“HQ”)抑制剂，并且它可以直接由整个HPMAA轻组分塔110及其辅助设备的一个或多个位置加入，或与稀释剂一起加入。如果应用的话，优选的是抑制剂以每10,000kg HPMAA轻组分塔进料为1-10kg HQ的流量加入；更优选为每10,000kg HPMAA轻组分塔进料为1.3-8kg HQ；最优选为每10,000kg HPMAA轻组分塔进料为1.5-5kg HQ。
当应用酚类抑制剂如HQ和MEHQ时，进一步优选的是向精馏塔中加入含氧气体，以增强抑制剂的效果。这里所应用的术语“含氧气体”指的是含有0.01-100％氧气的任何气体。含氧气体可以由整个HPMAA轻组分塔110及其塔辅助设备上的一个或多个位置加入。操作温度和压力影响纯化系统内的可燃性极限和氧的溶解度，并且当确定用于含氧气体的合适氧浓度时，必须考虑这些性质。这些因素的考虑在本领域普通技术人员的能力范围之内，通常可以采用纯氧或大气空气。令人惊奇地，我们已经发现在纯化系统中影响抑制效率的一个重要因素，不是以前针对加入氧气所考虑的-即避免在含单体的溶液本身中氧浓度过高。当相对于抑制剂浓度来说氧浓度过高时，氧气可能实际通过促进单体基团的形成而增大聚合反应速率。因为这一原因，当没有抑制剂存在时，不建议加入含氧气体。另外，优选的是当向纯化系统中加入含氧气体和抑制剂时，含氧气体以相对于抑制剂加入流量而预定的比加入。氧气对抑制剂的最佳比将随所使用的抑制剂而变化。当HQ为所选择的抑制剂时，加入纯化系统的含氧气体进料与HQ抑制剂进料的比优选保持在0.65-10摩尔O2/摩尔HQ；更优选为1-8.5摩尔O2/摩尔HQ；最优选为1.5-6摩尔O2/摩尔HQ。当MEHQ为所选择的抑制剂时，加入纯化系统中的含氧气体进料与MEHQ抑制剂进料的比优选保持在1-11.5摩尔O2/摩尔MEHQ；更优选为1.5-9摩尔O2/摩尔MEHQ；最优选为2-6摩尔O2/摩尔MEHQ。
轻组分例如丙酮和水与某些MAA一起通过管线105从HPMAA轻组分塔110的塔顶采出。这股物流可以循环用于其它地方(例如在MAA过程中)，或可以输送到丙酮回收容器中。为了使缩聚反应达到最小，HPMAA轻组分塔110及其辅助设备包括冷凝器和相互连接的气相管线上的气相空间优选保持在高于MAA露点的温度；为此目的，保温和电或蒸汽伴热都是有效的。
如果物流105从HPMAA轻组分塔110除去后被冷凝，在冷凝器中可以应用温度高于16℃的冷却剂，以防止结冻物流中MAA。在一种优选实施方案中，范围为16-35℃的温和水被用作冷凝器的冷却剂。在一种实施方案中，部分冷凝液可以循环回到冷凝器和任选的气相入口管线中，以使结垢最少并改善冷凝器的效率。冷凝液可以自由流出循环管线，也可以应用于管板、冷凝器的内表面和/或入口气相管线内壁中。如果向冷凝器中加入抑制剂，则可以通过这股冷凝液循环物流加入以改善抑制剂的分布。在一种特别优选实施方案中，这股冷凝液循环物流的至少一部分可以通过一个设备，将冷凝液喷射到HPMAA轻组分塔110和/或其辅助设备的内表面上，以洗掉可聚合的冷凝液。
在另一种实施方案中，应用了一个部分冷凝器配置，其中物流105被分成两股或多股物流，其中包括至少一股MAA/水物流和一股水/丙酮物流。以这种方式，MAA/水物流可以直接循环回到MAA过程中，而水/丙酮物流可以流入另一个过程如丙酮回收操作、洗涤器或火炬中。
HPMAA轻组分塔110的塔底物流115含有MAA和重组分如羟基异丁酸(“HIBA”)，并且基本上不含丙酮和水。将物流115加入到第二杂质脱除设备即HPMAA重组分塔120中。在HPMAA重组分塔120中，在粗MAA生产过程中产生的重组分杂质与MAA分离。除去HIBA是特别重要的，因为残余的HIBA可能在后续处理步骤中分解。HPMAA重组分塔120及其塔辅助设备优选用耐腐蚀材料如上述用于HPMAA轻组分塔110的材料制造。
如果需要的话，在HPMAA重组分塔120中可以应用内件如塔板或填料。如果存在的话，内件可以用与塔本身相同的材料来制造，或可以由一种或多种不同的材料来制造；例如HPMAA重组分塔120的上部可以包含300系列不锈钢的塔板，而塔的下部包含904L塔板。在HPMAA重组分塔120中优选应用塔板。多孔塔板是特别优选的，这是因为已经发现它们特别能够耐受MAA聚合物的累积作用。如果应用塔板的话，优选应用五到十五块多孔塔板。重组分塔120优选在真空下操作，从而使塔底温度达到最低。例如在一种优选实施方案中，塔底部的压力保持在60-100mmHg，从而使塔底在75-115℃下操作。
至少一个换热器可以用作HPMAA重组分塔120的加热设备。脱过热蒸汽优选作为该换热器的热源。如果再沸器用作该换热器，它可以在塔的内部或外部。防涡器也可以用于塔120的底部。
在有或没有稀释剂的情况下，向HPMAA重组分塔120中加入一种或多种抑制剂如上面所列的那些经常也是有用的。MEHQ是优选的抑制剂，并且它可以直接由整个HPMAA重组分塔120及其辅助设备的一个或多个位置加入，或与稀释剂如MAA一起加入。如果应用的话，MEHQ可以以每10,000kg HPMAA重组分塔进料物流115为1-15kg MEHQ的流量加入；更优选为每10,000kg HPMAA重组分塔进料为1.5-12kg MEHQ；最优选为每10,000kg HPMAA重组分塔进料为2-9kg MEHQ。
正如上面所描述的，当应用酚类抑制剂如HQ和MEHQ时，进一步优选的是向精馏塔中加入含氧气体，以增强抑制剂的效果。含氧气体可以由整个HPMAA重组分塔120及其塔辅助设备上的一个或多个位置加入。HPMAA重组分塔120的操作条件和相关问题以及建议的氧-抑制剂比与上面针对HPMAA轻组分塔110所描述的相同。
重组分如HIBA和其它杂质，通过管线130从HPMAA重组分塔120的底部除去。HPMAA重组分塔塔底物流130可以被处理掉，但是优选在处理前回收其燃料组分。任选塔底物流130可以在一个独立的汽提系统中进一步处理，以回收残余的MAA。在独立汽提系统的一种实施方案中，塔底物流130可以在一个或多个内衬玻璃的汽提容器中用流通蒸汽(与含MAA的重组分塔塔底物流直接接触的蒸汽)加热。优选的是汽提容器在低于大气压力的条件下操作，以使MAA的回收达到最大。回收的MAA可以再循环回MAA过程中。
为了使缩聚反应达到最小，HPMAA重组分塔120及其辅助设备包括其冷凝器和相互连接的气相管线上的气相空间优选保持在高于MAA露点的温度；为此目的，保温和电或蒸汽伴热都是有效的。
HPMAA重组分塔塔顶物流125含有大量的MAA以及水、丙酮和其它轻组分。塔顶物流125可以被至少部分冷凝。如果塔顶物流125被如此冷凝，则在冷凝器中可以应用温和水以防止冻结物流中MAA。为了保持物流165所要求的纯度，经常需要通过回流管线155使一部分冷凝液返回HPMAA重组分塔120中。根据HPMAA重组分塔120的操作条件以及所希望的MAA纯度，冷凝液的回流比可以在0-100％之间变化。在一种优选实施方案中，部分冷凝液可以循环回到冷凝器及任选回到气相入口管线中，以使结垢最少并改善冷凝器的效率。冷凝液可以自由流出循环管线，也可以应用于管板、冷凝器的内表面和/或入口气相管线的内壁。如果向冷凝器加入抑制剂，它可以通过这股冷凝液循环物流加入以改善抑制剂的分布。在一种特别优选的实施方案中，这股冷凝液循环物流的至少一部分可以通过一个设备，将冷凝液喷射到HPMAA重组分塔120和/或其辅助设备的内表面上，以洗掉可聚合的冷凝液。然后包含MAA和轻组分杂质的剩余冷凝液通过管线165输送到HPMAA精制塔140中。
剩余的水、丙酮和其它轻组分通过塔顶物流135从HPMAA精制塔140中除去。部分冷凝器配置是优选的，其中塔顶物流135可以被部分冷凝为液体。如果塔顶物流135被如此冷凝，在冷凝器中可以应用温和水以防止冻结物流中MAA。为了使缩聚反应达到最小，HPMAA精制塔140及其辅助设备包括冷凝器和相互连接的气相管线上的气相空间，优选保持在高于MAA露点的温度；为此目的，保温和电或蒸汽伴热都是有效的。在一种优选实施方案中，部分冷凝液可以循环回到冷凝器及任选回到气相入口管线中，以使结垢最少并改善冷凝器的效率。冷凝液可以自由流出循环管线，也可以应用于管板、冷凝器的内表面和/或入口气相管线的内壁。如果向冷凝器中加入抑制剂，它可以通过这股冷凝液循环物流加入以改善抑制剂的分布。在一种特别优选实施方案中，这股冷凝液循环物流的至少一部分可以通过一个设备，将冷凝液喷射到HPMAA精制塔140和/或其辅助设备的内表面上，以洗掉可聚合的冷凝液。
HPMAA产品物流150从塔的底部流出HPMAA精制塔140，其纯度高于或等于99％，且含有低于0.05％的水。HPMAA物流150在贮存前冷却以抑制聚合反应是优选的。在某些情况下，在物流中可能存在聚合物或其它不希望的组分；因此优选在贮存前过滤HPMAA产品物流150，以除去任何微量的聚合物或其它不希望的组分。HPMAA精制塔140及其塔辅助设备优选用耐腐蚀材料，如上述用于HPMAA轻组分塔110的材料制造。如果需要的话，在HPMAA精制塔140中可以应用内件如塔板或填料。如果存在的话，内件可以用与HPMAA精制塔140本身相同的材料来制造，或可以由一种或多种不同的材料来制造。例如HPMAA精制塔140的上部可以包含不锈钢填料，而塔的下部可以包含锆塔板。多孔塔板是特别优选的，这是因为发现它们特别能够耐受MAA聚合物的累积作用。如果应用塔板的话，优选的是应用两到十块多孔塔板。
优选地，HPMAA精制塔140在真空下操作，从而使该塔塔底的温度达到最小。例如在一种优选实施方案中，塔底部的压力保持在50-80mmHg，从而使塔底在70-110℃下操作。
至少一个换热器可以用作精制塔的加热设备。脱过热蒸汽优选作为该换热器的热源。如果再沸器用作该换热器，它可以在精馏塔的内部或外部。防涡器也可以用于HPMAA精制塔140的底部。
在有或没有稀释剂的情况下，向HPMAA精制塔140中加入如上面所列的那些抑制剂经常也是有用的。这些抑制剂可以由整个HPMAA精制塔140及其辅助设备的一个或多个位置加入。对HPMAA精制塔140来说优选的抑制剂为MEHQ。优选的是抑制剂以在HPMAA产品物流150中不超过产品抑制剂规格要求的流量加入。任选可以向HPMAA产品物流150中直接加入不同量的MEHQ抑制剂，以确保HPMAA产品物流的抑制剂含量在最终的产品规格要求的范围内。
正如上面所描述的，当应用酚类抑制剂如HQ和MEHQ时，进一步优选的是向精馏塔中加入含氧气体，以增强抑制剂的效果。含氧气体可以由整个HPMAA精制塔140及其塔辅助设备上的一个或多个位置加入。HPMAA精制塔140的操作条件和相关问题以及建议的氧-抑制剂比与上面针对HPMAA轻组分塔110所描述的相同。
HPMAA纯化系统的另一种实施方案如图2所示，其中应用一个侧线采出结构作为HPMAA产品物流。对本领域熟练技术人员来说，本实施方案与图1中所描述的系统的类似性是很明显的。前两个杂质脱除设备(塔210和塔220)的结构和功能与前一实施方案中所描述的(分别为塔110和120)基本相同。类似地，如前面针对HPMAA轻组分塔110所描述的，塔210和220以及它们的塔辅助设备优选用耐腐蚀材料制造。通过管线265流出塔220的物质是一种近HPMAA质量的中间物流；这股物流可以在HPMAA精制塔240中进一步纯化，其中水和轻组分通过塔顶物流235由塔的上部除去。然而，在图2的实施方案中，HPMAA由第三杂质脱除设备即HPMAA精制塔240的侧线采出，而不是由塔底采出。含有重组分的精制塔塔底物流245可以被循环回到塔220(如图所示)或任选循环回到塔210，以使MAA的收率达到最大。如前面针对HPMAA轻组分塔110所描述的，HPMAA精制塔240及其塔辅助设备优选用耐腐蚀材料制造。
水、丙酮和其它轻组分通过塔顶物流235由HPMAA精制塔240除去。部分冷凝器配置是优选的，其中塔顶物流235被部分冷凝为液体。如果塔顶物流235被如此冷凝，在冷凝器中可以应用温和水以防止冻结物流中MAA。为了使缩聚反应达到最小，HPMAA精制塔240及其辅助设备，包括冷凝器和相互连接的气相管线，优选保持在高于MAA露点的温度；为此目的，保温和电或蒸汽伴热都是有效的。当在HPMAA精制塔240中应用塔板时，多孔塔板是优选的，这是因为发现它们特别能够耐受MAA聚合物的累积作用。两到十块多孔塔板是特别优选的。在一种优选实施方案中，部分冷凝液可以循环回到冷凝器中及任选回到气相入口管线中，以使结垢最少并改善冷凝器的效率。冷凝液可以自由流出循环管线，也可以应用于管板、冷凝器的内表面和/或入口气相管线的内壁。如果向冷凝器中加入抑制剂，它可以通过这股冷凝液循环物流加入以改善抑制剂的分布。在一种特别优选实施方案中，这股冷凝液循环物流的至少一部分可以通过一个设备，将冷凝液喷射到HPMAA精制塔140和/或其辅助设备的内表面上，以洗掉可聚合的冷凝液。
HPMAA产品物流250从塔的侧线流出HPMAA精制塔240，其纯度高于或等于99％，且含有低于0.05％的水。产品物流250在贮存前优选进行冷却以抑制聚合反应。与从塔底除去产品物流相比，从塔的侧线(这里称为“侧线采出”结构)除去产品物流能够使HPMAA精制塔240的操作得以改善。因为最高温发生在塔的底部，聚合物和其它不希望的杂质可能在由塔底直接采出的HPMAA产品中形成和出现。虽然可以按前面图1描述的实施方案中所描述的方法任选过滤产品物流250，但是在该实施方案中应用侧线采出结构可以减少在HPMAA产品物流中潜在杂质的含量。这样对过滤的要求可能达到最小，且操作成本降低，从而给生产者带来好处。
如图2所示，可在HPMAA精制塔240塔底累积的重组分杂质通过物流245除去，并循环回HPMAA重组分塔220中。这种循环步骤使得在物流245中存在的MAA可以作为产品在塔220中得到回收。物流245中存在的任何重组分和不希望的杂质与物流230中的其它重组分一起流出塔220。应该注意的是，虽然重组分物流245也可以循环回轻组分塔210，但该步骤与图2所示的实施方案在功能上是等效的，并且会给生产者带来相似的好处。
向HPMAA精制塔240中加入如上面所列的那些抑制剂经常也是有用的，其中抑制剂任选与稀释剂一起加入。这些抑制剂可以由整个HPMAA精制塔240及其辅助设备的一个或多个位置加入。
侧线采出除去HPMAA产品物流为HPMAA精制塔240增加了抑制剂的选择。这是由于事实上抑制剂通常为重组分，它通过塔底流出精馏塔。因此，当产品物流从塔底采出时，所添加的任何抑制剂均会与它一起流出。与之对比，当产品从塔的侧线采出时，所有的抑制剂均不随产品采出，而是抑制剂落到塔底除去。因此，在图1所描述的实施方案中，在HPMAA精制塔140中仅可以应用在最终产品规格要求范围内那些抑制剂；但是在图2所描述的实施方案中，在HPMAA精制塔240中可以应用更多种类的抑制剂。
PTZ对使在塔240的塔底聚合物的形成达到最少是特别有用的且是优选的。如果应用的话，PTZ优选以每10,000kg HPMAA精制塔240进料为0.005-8kg PTZ的流量加入(任选与稀释剂一起加入)；更优选为每10,000kg HPMAA精制塔240进料为0.01-5kg PTZ；最优选为每10,000kg HPMAA精制塔240进料为0.05-1kg PTZ。
如果应用HQ抑制剂，优选的是该抑制剂以每10,000kg HPMAA精制塔240进料为1-10kg HQ的流量加入(任选与稀释剂一起加入)；更优选为每10,000kg HPMAA精制塔240进料为1.3-8kg HQ；最优选为每10,000kg HPMAA精制塔240进料为1.5-5kg HQ。
在这种实施方案中，MEHQ抑制剂也可以加入到HPMAA精制塔240中，且可以直接加入，或与稀释剂如MAA一起加入到整个HPMAA精制塔240及其辅助设备中。因为HPMAA精制塔240的侧线采出结构，有可能比HPMAA精制塔140应用更高的MEHQ抑制剂加入流量。总之，如果应用上文所述用于HPMAA精制塔140的MEHQ加入流量，在HPMAA精制塔240中将会达到满意的操作性能。任选可以向HPMAA产品物流250中直接加入不同量的MEHQ抑制剂，以确保HPMAA产品物流的抑制剂含量在最终的产物规格要求的范围内。
正如上面所描述的，当应用酚类抑制剂如HQ和MEHQ时，进一步优选的是向精馏塔中加入含氧气体，以增强抑制剂的效果。含氧气体可以由整个HPMAA精制塔240及其塔辅助设备上的一个或多个位置加入。HPMAA精制塔240的操作条件和相关问题以及建议的氧-抑制剂比与上面针对HPMAA轻组分塔110所描述的相同。
HPMAA纯化系统的另一种实施方案如图3所示。在该实施方案中，应用三个杂质脱除设备以纯化粗MAA物流300为HPMAA。粗MAA物流300最初加入到三个杂质脱除设备的第一个即HPMAA重组分塔310中。在HPMAA重组分塔310中，包括HIBA的重组分首先通过管线315从塔底除去。在本实施方案中很早除去重组分会阻止HIBA在后两个塔中分解为水和轻组分。
如前面针对HPMAA轻组分塔110所描述的，HPMAA重组分塔310及其塔辅助设备优选用耐腐蚀材料制造。如果需要的话，在HPMAA重组分塔310中可以应用内件如塔板或填料。如果存在的话，内件可以用与HPMAA重组分塔310本身相同的材料来制造，或可以由一种或多种不同的材料来制造。在HPMAA重组分塔310中塔板是优选的。多孔塔板是特别优选的，这是因为已经发现它们特别能够耐受MAA聚合物的累积作用。如果应用塔板的话，优选的是应用五到十五块多孔塔板。HPMAA重组分塔310优选在真空下操作，从而使该塔塔底的温度达到最小。例如在一种优选实施方案中，塔底部的压力保持在60-100mmHg，从而使塔底在75-115℃下操作。优选地，至少一个换热器可以用作HPMAA重组分塔310的加热设备。脱过热蒸汽优选用作该换热器的热源。如果再沸器用作该该换热器，它可以在塔的内部或外部。防涡器也可以用于HPMAA重组分塔310的底部。
在有或没有稀释剂的情况下，向HPMAA重组分塔310中加入如上面所列的那些抑制剂经常是有用的。HQ抑制剂是特别优选的，并且它可以直接由整个HPMAA重组分塔310及其辅助设备的一个或多个位置加入，或与稀释剂如水一起加入。如果应用的话，优选的是抑制剂以每10,000kg HPMAA重组分塔进料为1-10kg HQ的流量加入；更优选为每10,000kg HPMAA重组分塔进料为1.3-8kg HQ；最优选为每10,000kg HPMAA重组分塔进料为1.5-5kg HQ。
正如上面所描述的，当应用酚类抑制剂如HQ和MEHQ时，进一步优选的是向精馏塔中加入含氧气体，以增强抑制剂的效果。含氧气体可以由整个HPMAA重组分塔310及其塔辅助设备上的一个或多个位置加入。HPMAA重组分塔310的操作条件和相关问题以及建议的氧-抑制剂比与上面针对HPMAA轻组分塔110所描述的相同。
HIBA、其它重组分以及其它杂质通过管线315由重组分塔的底部除去，并且它可以被处理掉或作为燃料组分而回收。任选重组分塔塔底物流可以在一个独立的汽提系统中进一步处理，以回收残余的MAA。在独立汽提系统的一种实施方案中，重组分塔塔底物流可以在一个或多个内衬玻璃的汽提容器中用流通蒸汽加热。优选的是汽提容器在低于大气压力的条件下操作，以使MAA的回收达到最大。
HPMAA重组分塔塔顶物流305含有大量的MAA和水、丙酮、其它轻组分以及微量的重组分。HPMAA重组分塔塔顶物流305优选至少部分被冷凝。
为了保持物流365所需要的纯度，经常需要通过回流管线355使部分冷凝液返回到重组分塔中；根据HPMAA重组分塔310的操作条件以及所要求的MAA纯度，冷凝液的回流比可以在0-100％之间变化。然后剩余的冷凝液通过管线365输送到第二杂质脱除设备即HPMAA轻组分塔320中。在重组分塔冷凝器中可以应用温和水以防止冻结物流中MAA。为了使缩聚反应达到最小，HPMAA重组分塔310及其辅助设备包括冷凝器和相互连接的气相管线上的气相空间，优选保持在高于MAA露点的温度；为此目的，保温和电或蒸汽伴热都是有效的。在一种优选实施方案中，部分冷凝液可以循环回到冷凝器和任选回到气相入口管线中，以使结垢最少并改善冷凝器的效率。冷凝液可以自由流出循环管线，也可以应用于管板、冷凝器的内表面和/或入口气相管线的内壁中。如果向冷凝器中加入抑制剂，它可以加入到该冷凝液循环物流中以改善抑制剂的分布。在一种特别优选实施方案中，这股冷凝液循环物流的至少一部分可以通过一个设备，将冷凝液喷射到HPMAA重组分塔310和/或其辅助设备的内表面上，以洗掉可聚合的冷凝液。
HPMAA轻组分塔320通过物流325从MAA中除去水、丙酮和其它轻组分杂质。如前面针对HPMAA轻组分塔110所描述的，HPMAA轻组分塔320及其塔辅助设备优选用耐腐蚀材料制造。如果需要的话，在HPMAA轻组分塔320中可以应用内件如塔板或填料。如果存在的话，内件可以用与塔本身相同的材料来制造，或可以由一种或多种不同的材料来制造。多孔塔板是特别优选的，这是因为已经发现它们特别能够耐受MAA聚合物的累积作用。如果应用塔板的话，优选的是应用两到十块多孔塔板。HPMAA轻组分塔320优选在真空下操作，从而使该塔塔底的温度达到最小。例如在一种优选实施方案中，塔底部的压力保持在50-80mmHg，从而使塔底在70-110℃下操作。至少一个换热器可以用作HPMAA轻组分塔320的加热设备。脱过热蒸汽优选用该作换热器的热源。如果再沸器用作该换热器，它可以在塔的内部或外部。防涡器也可以用于HPMAA轻组分塔320的底部。
向HPMAA轻组分塔320中加入如上面所列的一种或多种抑制剂经常是有用的。抑制剂可以直接由整个HPMAA轻组分塔320及其辅助设备的一个或多个位置加入，或与稀释剂一起加入。PTZ对使塔底中聚合物的形成达到最少是特别有用的且是优选的。
如果在HPMAA轻组分塔320中应用PTZ，其优选以每10,000kg塔进料为0.05-12kg PTZ的流量加入(任选与稀释剂一起加入)；更优选为每10,000kg塔进料为0.1-10kg PTZ；最优选为每10,000kg塔进料为0.4-5kg PTZ。
如果在HPMAA轻组分塔320中应用HQ，其优选以每10,000kg塔进料为1-10kg HQ的流量加入(任选与稀释剂一起加入)；更优选为每10,000kg塔进料为1.3-8kg HQ；最优选为每10,000kg塔进料为1.5-5kg HQ。
正如上面所描述的，当应用酚类抑制剂如HQ和MEHQ时，进一步优选的是向精馏塔中加入含氧气体，以增强抑制剂的效果。含氧气体可以由整个HPMAA轻组分塔320及其塔辅助设备上的一个或多个位置加入。HPMAA轻组分塔320的操作条件和相关问题以及建议的氧-抑制剂比与上面针对HPMAA轻组分塔110所描述的相同。
MAA、丙酮和水通过管线325从HPMAA轻组分塔320的顶部采出。部分冷凝器配置是优选的，其中物流325至少部分被冷凝为液体。如果物流325被如此冷凝，则在冷凝器中可以应用温和水以防止冻结物流中MAA。为了使缩聚反应达到最小，HPMAA轻组分塔320及其辅助设备包括冷凝器和相互连接的气相管线上的气相空间，优选保持在高于MAA露点的温度；为此目的，保温和电或蒸汽伴热都是有效的。在一种优选实施方案中，部分冷凝液可以循环回到冷凝器及任选回到气相入口管线中，以使结垢最少并改善冷凝器的效率。冷凝液可以自由流出循环管线，也可以应用于管板、冷凝器的内表面和/或入口气相管线的内壁。如果向冷凝器中加入抑制剂，它可以通过这股冷凝液循环物流加入以改善抑制剂的分布。在一种特别优选实施方案中，这股冷凝液循环物流的至少一部分可以通过一个设备，将冷凝液喷射到HPMAA重组分塔320和/或其辅助设备的内表面上，以洗掉可聚合的冷凝液。
含有少量重组分的高纯度MAA物流330从轻组分塔的塔底除去，并加入到第三也就是最后一个杂质脱除设备HPMAA精制塔340中。在HPMAA精制塔340中，MAA与剩余的重组分杂质分离以产生HPMAA。
如前面针对HPMAA轻组分塔110所描述的，HPMAA精制塔340及其塔辅助设备优选用耐腐蚀材料制造。如果需要的话，在HPMAA精制塔340中可以应用内件如塔板或填料。如果存在的话，内件可以用与塔本身相同的材料来制造，或可以由一种或多种不同的材料来制造。多孔塔板是特别优选的，这是因为已经发现它们特别能够耐受MAA聚合物的累积作用。如果应用塔板的话，优选的是应用五到十五块多孔塔板。优选操作HPMAA精制塔340从而避免任何剩余的微量HIBA分解。HPMAA精制塔340优选在真空下(即低于大气压力下)操作，从而使塔底温度达到最小。例如在一种优选实施方案中，HPMAA精制塔340的塔底压力保持在60-100mmHg，从而使HPMAA精制塔340的塔底在75℃-115℃下操作。
至少一个换热器可以用作精制塔的加热设备。脱过热蒸汽优选用作该换热器的热源。如果再沸器用作该换热器，它可以在塔的内部或外部。防涡器也可以用于HPMAA精制塔340的底部。
纯度高于或等于99％且水含量低于0.05％的HPMAA通过管线335离开HPMAA精制塔340，并且至少部分被冷凝。为了防止冻结物流中MAA，在冷凝器中可以应用温和水。为了保持HPMAA产品所需求的纯度，经常需要通过回流管线360使部分冷凝液返回HPMAA精制塔340。根据HPMAA精制塔340的操作条件以及所需要的HPMAA纯度，冷凝液的回流比可以在0-100％之间变化。剩余的冷凝液通过HPMAA产品物流350从塔的顶部流出，其纯度高于或等于99％并含有低于0.05％的水。HPMAA产品在贮存前可以被冷却以抑制聚合反应。为了使缩聚反应达到最小，HPMAA精制塔340及其辅助设备包括冷凝器和相互连接的气相管线上的气相空间，优选保持在高于MAA露点的温度。为此目的，保温和电或蒸汽伴热都是合适的。在一种优选实施方案中，部分HPMAA精制塔340冷凝液可以循环回到冷凝器和任选回到气相入口管线中，以使结垢最少并改善冷凝器的效率。冷凝液可以自由流出循环管线，也可以应用于管板、冷凝器的内表面和/或入口气相管线的内壁。如果向冷凝器中加入抑制剂，它可以通过这股冷凝液循环物流加入以改善抑制剂的分布。在一种特别优选实施方案中，这股冷凝液循环物流的至少一部分可以通过一个设备，将冷凝液喷射到HPMAA精制塔340和/或其辅助设备的内表面上，以洗掉可聚合的冷凝液。
HIBA和其它杂质通过管线345从HPMAA精制塔340的塔底除去。通过将这股物流循环到HPMAA重组分塔310中可以使MAA的回收达到最大。
向HPMAA精制塔340中加入如上面所列的一种或多种抑制剂经常是有用的，并任选与稀释剂一起加入。这种抑制剂可以由整个HPMAA精制塔340及其辅助设备的一个或多个位置加入。PTZ对使HPMAA精制塔340塔底中聚合物的形成达到最少是特别有用的且是优选的。如果应用的话，PTZ优选以每10,000kg HPMAA精制塔340进料为0.005-8kg PTZ的流量加入(任选与稀释剂一起加入)；更优选为每10,000kg HPMAA精制塔340进料为0.01-5kg PTZ；最优选为每10,000kg精制塔340进料为0.05-1kg PTZ。如果应用HQ，优选的是该抑制剂以每10,000kg HPMAA精制塔340进料为1-10kg HQ的流量加入；更优选为每10,000kg HPMAA精制塔340进料为1.3-8kg HQ；最优选为每10,000kg HPMAA精制塔340进料为1.5-5kg HQ。
MEHQ也可以直接由HPMAA精制塔340及其相关设备的一个或多个位置加入到HPMAA精制塔340中，或与稀释剂如MAA一起加入。如果应用MEHQ，优选的是该抑制剂以每10,000kg进料物流330为1-15kg MEHQ的流量加入。但由于HPMAA产品从塔顶采出，限制MEHQ抑制剂加入到HPMAA精制塔340的加入流量在此范围内并不是很关键的。对本领域的熟练技术人员来说很明显的是，因为HPMAA从塔顶产出，即使超过优选的抑制剂添加流量，也可能使产品在所要求的规格范围内；但是超过优选的抑制剂加入流量的操作将是低效率的。
如果将多种抑制剂直接加入到HPMAA精制塔340中，每种抑制剂的加入流量可以相对于上面公开的流量降低。与精制塔中所应用的抑制剂和它们各自的加入流量无关，可以直接向物流350中加入不同量的MEHQ抑制剂，以确保HPMAA产品物流的抑制剂含量在最终产品的规格要求范围内。
正如上面所描述的，当应用酚类抑制剂如HQ和MEHQ时，进一步优选的是向精馏塔中加入含氧气体，以增强抑制剂的效果。含氧气体可以由整个HPMAA精制塔340及其塔辅助设备上的一个或多个位置加入。HPMAA精制塔340的操作条件和相关问题以及建议的氧-抑制剂比与上面针对HPMAA轻组分塔110所描述的相同。
通过实施例，下列有关本发明范围内的HPMAA纯化系统的操作的非限定性说明，描述了与含氧气体组合应用抑制剂。
实施例1：
将含有高于80％MAA的粗MAA进料物流以4,545kg/hr的流量加入HPMAA轻组分塔110中。塔底压力为65mmHg，塔底温度保持在90-100℃。将含有3.5％HQ的抑制剂水溶液由整个HPMAA轻组分塔及其辅助设备上的多处位置加入，达到总的溶液进料流量为23kg/hr。将大气空气以5kg/hr的流量加入到再沸器循环管线中。所形成的含氧气体加入量与抑制剂的比为4.5摩尔O2/摩尔HQ，并且有效抑制了精馏塔中聚合物的形成。
实施例2：
将含有高于90％MAA的粗MAA进料物流以9,090kg/hr的流量加入HPMAA重组分塔120中。塔底压力为60mmHg，塔底温度保持在100-105℃。将含有2.5％MEHQ的抑制剂GMAA溶液由整个HPMAA重组分塔及其辅助设备上的多处位置加入，达到总的溶液进料流量为126kg/hr。将大气空气以9kg/hr的流量加入到再沸器循环管线中。所形成的含氧气体加入量与抑制剂的比为2.6摩尔O2/摩尔MEHQ，并且有效抑制了精馏塔中聚合物的形成。
因此本发明极好地实现了其目的，并且获得了所述终端产物并达到了所述优点以及其本身所固有的其它益处。尽管已经描述、说明了本发明，并且已经参考本发明的特定实施方案对本发明进行了定义，但这些参考实施方案并不意味着对本发明的限制，也不应该推定这种限制。本发明可以在形式和/或功能上进行相当大的改进、改变及等效替换，这对相关领域的普通技术人员来说是可能的。所描述及说明的本发明的实施方案只是举例性的，而不是本发明范围的穷举。因此，本发明只是由所附权利要求的精神及范围所限制，这些权利要求全面认定了各方面的等效性。

Claims (9)

1.一种从至少包含甲基丙烯酸和羟基异丁酸的物流制备高纯度甲基丙烯酸的方法，所述方法经下述步骤使羟基异丁酸在提纯所述物流过程中的分解降至最小：
(i)提供第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔；
(ii)向所述第一精馏塔的上段加入将丙酮合氰化氢水解得到的粗甲基丙烯酸，所述粗甲基丙烯酸含有甲基丙烯酸、轻组分和重组分，所述轻组分含有水和丙酮，所述重组分含有羟基异丁酸；
(iii)在所述第一精馏塔中，在压力为50-80mmHg并且温度为70-110℃时精馏所述粗甲基丙烯酸，以形成含有轻组分的第一塔顶气相物流及含有甲基丙烯酸和重组分的第一塔底液相物流；
(iv)向所述第二精馏塔的中段加入所述第一塔底液相物流；
(v)在所述第二精馏塔中，在压力为60-100mmHg并且温度为75-115℃时精馏所述第一塔底液相物流，以形成含有甲基丙烯酸和轻组分的第二塔顶气相物流及含有重组分的第二塔底液相物流；
(vi)向所述第三精馏塔的上段加入所述第二塔顶气相物流的至少一部分；
(vii)在所述第三精馏塔中，在压力为50-80mmHg并且温度为70-110℃时精馏所述第二塔顶气相物流的所述至少一部分，以形成含有轻组分的第三塔顶气相物流及含有甲基丙烯酸的第三塔底液相物流，其中所述甲基丙烯酸的杂质含量不超过1重量％且所述甲基丙烯酸的水含量不超过0.05重量％。
2.权利要求1的制备高纯度甲基丙烯酸的方法，其中所述第二塔顶气相物流被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被加入到所述第三精馏塔的所述上段，所述第二部分被加入到所述第二精馏塔的上段。
3.一种从至少包含甲基丙烯酸和羟基异丁酸的物流制备高纯度甲基丙烯酸的方法，所述方法经下述步骤使羟基异丁酸在提纯所述物流过程中的分解降至最小：
(i)提供第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔；
(ii)向所述第一精馏塔的上段加入将丙酮合氰化氢水解得到的粗甲基丙烯酸，所述粗甲基丙烯酸含有甲基丙烯酸、轻组分和重组分，所述轻组分含有水和丙酮，所述重组分含有羟基异丁酸；
(iii)在所述第一精馏塔中，在压力为50-80mmHg并且温度为70-110℃时精馏所述粗甲基丙烯酸，以形成含有轻组分的第一塔顶气相物流及含有甲基丙烯酸和重组分的第一塔底液相物流；
(iv)向所述第二精馏塔的中段加入所述第一塔底液相物流；
(v)在所述第二精馏塔中，在压力为60-100mmHg并且温度为75-115℃时精馏所述第一塔底液相物流，以形成含有甲基丙烯酸和轻组分的第二塔顶气相物流及含有重组分的第二塔底液相物流；
(vi)向所述第三精馏塔的上段加入所述第二塔顶气相物流的至少一部分；
(vii)在所述第三精馏塔中，在压力为50-80mmHg并且温度为70-110℃时精馏所述第二塔顶气相物流的所述至少一部分，以形成含有轻组分的第三塔顶气相物流及含有重组分的第三塔底液相物流，同时从所述第三精馏塔的下段采出第一液相侧线物流，所述第一液相侧线物流含有甲基丙烯酸，其中所述甲基丙烯酸的杂质含量不超过1重量％且所述甲基丙烯酸的水含量不超过0.05重量％；
(viii)向所述第二精馏塔的所述中段加入所述第三塔底液相物流。
4.权利要求3的制备高纯度甲基丙烯酸的方法，其中所述第二塔顶气相物流被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被加入到所述第三精馏塔的所述上段，所述第二部分被加入到所述第二精馏塔的上段。
5.一种从至少包含甲基丙烯酸和羟基异丁酸的物流制备高纯度甲基丙烯酸的方法，所述方法经下述步骤使羟基异丁酸在提纯所述物流过程中的分解降至最小：
(i)提供第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔；
(iii)向所述第一精馏塔的中段加入将丙酮合氰化氢水解得到的粗甲基丙烯酸，所述粗甲基丙烯酸含有甲基丙烯酸、轻组分和重组分，所述轻组分含有水和丙酮，所述重组分含有羟基异丁酸；
(iii)在所述第一精馏塔中，在压力为60-100mmHg并且温度为75-115℃时精馏所述粗甲基丙烯酸，以形成含有甲基丙烯酸和轻组分的第一塔顶气相物流及含有重组分的第一塔底液相物流；
(iv)向所述第二精馏塔的上段加入所述第一塔顶气相物流的至少一部分；
(v)在所述第二精馏塔中，在压力为50-80mmHg并且温度为70-110℃时精馏所述第一塔顶气相物流的所述至少一部分，以形成含有轻组分的第二塔顶气相物流及含有甲基丙烯酸和重组分的第二塔底液相物流；
(vi)向所述第三精馏塔的中段加入所述第二塔底液相物流；
(vii)在所述第三精馏塔中，在压力为60-100mmHg并且温度为75-115℃时精馏所述第二塔底液相物流，以形成含有甲基丙烯酸的第三塔顶气相物流及含有重组分的第三塔底液相物流，其中在第三塔顶气相物流中所述甲基丙烯酸的杂质含量不超过1重量％且所述甲基丙烯酸的水含量不超过0.05重量％；
(viii)向所述第三精馏塔的上段加入所述第三塔顶气相物流的至少一部分；
(ix)向所述第一精馏塔的所述中段加入所述第三塔底液相物流。
6.权利要求5的制备高纯度甲基丙烯酸的方法，其中所述第一塔顶气相物流被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被加入到所述第一精馏塔的上段，所述第二部分被加入到所述第二精馏塔的上段。
7.权利要求5的制备高纯度甲基丙烯酸的方法，其中所述第三塔顶气相物流被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被加入到所述第三精馏塔的上段，所述第二部分被作为产品物流采出。
8.一种制备高纯度甲基丙烯酸的方法，所述方法包括：
(i)提供制备高纯度甲基丙烯酸的设备，所述设备包括至少一个精馏单元，所述精馏单元包括精馏塔和塔辅助设备；
(ii)向所述设备提供粗甲基丙烯酸进料；
(iii)在所述至少一个精馏单元内通过精馏纯化所述粗甲基丙烯酸进料；
(iv)向所述至少一个精馏单元提供4-甲氧基苯酚抑制剂；
(v)向所述至少一个精馏单元提供含O2气体；
(vi)调节向所述至少一个精馏单元加入4-甲氧基苯酚的流量，使4-甲氧基苯酚的加入量与粗甲基丙烯酸进料的比保持在1kg 4-甲氧基苯酚/10,000kg粗甲基丙烯酸进料和15kg 4-甲氧基苯酚/10,000kg粗甲基丙烯酸进料之间；
(vii)调节向所述至少一个精馏单元加入含O2气体的流量，使O2与4-甲氧基苯酚的摩尔比保持在1.0摩尔O2/摩尔4-甲氧基苯酚和11.5摩尔O2/摩尔4-甲氧基苯酚之间。
9.一种制备高纯度甲基丙烯酸的方法，所述方法包括：
(i)提供制备高纯度甲基丙烯酸的设备，所述设备包括至少一个精馏单元，所述精馏单元包括精馏塔和塔辅助设备；
(ii)向所述设备提供粗甲基丙烯酸进料；
(iii)在所述至少一个精馏单元内通过精馏纯化所述粗甲基丙烯酸进料；
(iv)向所述至少一个精馏单元提供对苯二酚抑制剂；
(v)向所述至少一个精馏单元提供含O2气体；
(vi)调节向所述至少一个精馏单元加入对苯二酚的流量，使对苯二酚的加入量与粗甲基丙烯酸进料的比保持在1kg对苯二酚/10,000kg粗甲基丙烯酸进料和10kg对苯二酚/10,000kg粗甲基丙烯酸进料之间；
(vii)调节向所述至少一个精馏单元加入含O2气体的流量，使O2与对苯二酚的摩尔比保持在0.65摩尔O2/摩尔对苯二酚和10摩尔O2/摩尔对苯二酚之间。
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