CN218793956U - 一种甲基丙烯酸甲酯分离提纯装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲基丙烯酸甲酯分离提纯装置，属于化工领域。该装置包括甲醛分离塔和MMA精制塔，所述的甲醛分离塔的顶部输出端与产品离心萃取机相连，所述的产品离心萃取机的一个输出端通过甲醇水溶液储罐与甲醇回收塔相连，另一个输出端通过混合酯储罐与MMA精制塔相连，MMA精制塔顶部的输出端与萃取剂回收塔相连。本发明所述方法工艺流程简单高效，与共沸精馏路线相比，精馏塔系统设备台数少，分离效果好。

Description

一种甲基丙烯酸甲酯分离提纯装置

技术领域

本发明属于化工产品分离技术领域，涉及一种甲基丙烯酸甲酯分离提纯装置。

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聚合物单体，主要用于生产有机玻璃(PMMA)、模塑料、腈纶、涂料和医药功能高分子材料等，是航空航天、电子信息、光导纤维、机器人等领域的高端材料。

生产MMA的主流工艺路线包括丙酮氰醇(ACH)法、叔丁醇/异丁烯氧化法、乙烯羰基化法。目前，国内MMA的生产主要采用ACH法，但该方法存在投资成本高、工艺流程长、设备腐蚀严重等缺点；其中乙烯羰基化法具有反应条件温和、技术先进，无剧毒中间产物生成、且已投产装置运行良好等优势，逐渐成为近年来的研究热点。

专利CN103833551A介绍了一种由叔丁醇/异丁烯氧化生产甲基丙烯酸甲酯的提纯分离方法，该专利通过正己烷和水萃取提纯MMA，萃取相经回收正己烷后，再脱除杂酯，分离得到产品MMA。但该工艺原料液组成和反应路径与乙烯羰基化法相比差别较大，同时专利也未提及萃取工艺是否适用于后者的分离过程。

专利CN103524345A公开了一种醋酸甲酯制丙烯酸甲酯的产品分离工艺，其特征在于，采用由甲醛分离塔、萃取塔、丙烯酸甲酯精制塔和甲醇回收塔组成的装置系统进行分离，实现了醋酸甲酯，丙烯酸甲酯和甲醛的高效分离和回收。与乙烯羰基化法对比，主要区别为工艺反应产物及萃取剂的不同。

专利CN106699560A介绍了一种含甲基丙烯酸甲酯物流的分离设备与分离方法，用萃取剂打破物料共沸体系，降低分离难度。其中，丙酸甲酯(MP)、MMA回收率均大于99.9％，MMA纯度大于99.8％，但该分离流程适用于低甲醇含量且无甲醛组分的原料反应液。

专利CN112374989B提供了一种含甲醛和甲醇混合物的分离方法，特别针对含有大量甲醇和甲醛的甲基丙烯酸甲酯的混合物，甲醛和甲醇脱除率较高，但该分离过程适用于原料液中丙酸甲酯比例大于甲醇的体系。

目前公开文献大部分关于异丁烯法制备MMA的产品分离方法，其得到的粗产品体系较为简单，分离难度较小；而以乙烯羰基化法制备MMA得到粗产品体系成分较为复杂，反应液相互之间可形成多个二元或三元共沸体系，无法通过普通精馏分离，现有分离方案大多采用共沸精馏或变压精馏方式进行，该流程较为复杂，设备台数多，能耗较大，同时对所分离原料液组成有严格要求。

发明内容

针对现有技术存在问题，本发明的目的是提供一种甲基丙烯酸甲酯分离提纯方法及装置，该工艺采用双萃取以及精馏工艺对含有甲基丙烯酸甲酯(MMA)的粗产品体系进行分离，从而获得合格的MMA产品。

本发明所采用的技术方案如下：

一种甲基丙烯酸甲酯分离提纯装置，该装置包括甲醛分离塔和MMA精制塔，所述的甲醛分离塔的顶部输出端与产品离心萃取机相连，所述的产品离心萃取机的一个输出端通过甲醇水溶液储罐与甲醇回收塔相连，另一个输出端通过混合酯储罐与MMA精制塔相连，MMA精制塔顶部的输出端与萃取剂回收塔相连。

一种利用上述装置实现甲基丙烯酸甲酯分离提纯的方法，该方法包括以下步骤：

从羟醛缩合反应系统来的含甲基丙烯酸甲酯粗产品物流冷却后进入甲醛分离塔，塔底分离出含甲醛组分的废水溶液，该溶液进一步去送至界外污水处理场进一步处理；同时将萃取剂与甲醛分离塔塔顶组分送至离心萃取机进行分离；

离心萃取机的水相输送至甲醇水溶液储罐，之后输送至甲醇回收塔进一步回收甲醇；离心萃取机的油相先输送至混合酯储罐，之后先输送至MMA精制塔，塔底得到高纯度MMA产品，塔顶的组分送至萃取剂回收塔的进行分离，萃取剂回收塔的塔顶的组分返回离心萃取机进行回收利用，塔釜液返回至羟醛缩合反应系统。

在一些具体的技术方案中：从羟醛缩合反应系统来的含甲基丙烯酸甲酯(MMA)粗产品物流冷却后进入甲醛分离塔，塔底分离出含甲醛组分的废水溶液，该溶液进一步去送至界外污水处理场进一步处理，塔顶物料的主要成分为甲基丙烯酸甲酯、丙酸甲酯、甲醇以及水；同时将萃取剂与甲醛分离塔塔顶组分送至离心萃取机；

在离心萃取作用下将含MMA的粗产品物流分为水相和油相，水相采用离心泵输送至甲醇水溶液储罐，油相采用离心泵送至混合酯储罐；将萃取所得油相物流输送至MMA精制塔，塔底得到高纯度MMA产品，塔顶主要为丙酸甲酯和正己烷组分，送至萃取剂回收塔的进行分离，来自萃取剂回收塔3的塔顶含有正己烷的物流返回离心萃取机进行回收利用，含有丙酸甲酯的塔釜液返回至羟醛缩合反应系统；离心萃取所得水相物流输送至甲醇回收塔进一步回收甲醇，甲醇回收塔塔釜含甲醇的废水溶液进一步送去界外。

所述的含甲基丙烯酸甲酯(MMA)粗产品中包括甲基丙烯酸甲酯、甲醇、丙酸甲酯、水、甲醛等物质。

所述的含甲基丙烯酸甲酯(MMA)粗产品中甲醇的含量为15～50％。

所述萃取剂为水和正己烷或萃取剂为水，在离心萃取过程中采用不同加入方式，可以选择以水为单组分萃取，也可以选择水和正己烷混合的双组分萃取模式。

所述的萃取剂中水与甲醛分离塔塔顶物料的质量比为0.5～1.0。

所述的萃取剂中正己烷与甲醛分离塔塔顶物料的质量比为0.4～0.8。

所述甲醛分离塔的操作压力为0.01～0.1MPa，操作温度为35～60℃。

所述MMA精制塔的操作压力为0.03～0.5MPa，操作温度为60～120℃。

所述萃取剂回收塔的操作压力为0.03～0.5MPa，操作温度为70～90℃。

所述甲醇回收塔的操作压力为0.03～0.5MPa，操作温度为70～110℃。

本发明技术方案中：所述的压力为绝压。

本发明的有益效果：

1、针对含MMA粗产品物流，本发明所述方法采用双萃取打破共沸体系，极大降低了产品分离难度。

2、本发明所述方法工艺流程简单高效，与共沸精馏路线相比，精馏塔系统设备台数少，分离效果好。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种甲基丙烯酸甲酯分离提纯方法及装置的工艺流程图。图中，1-甲醛分离塔；2-MMA精制塔；3-萃取剂回收塔；4-甲醇回收塔；5-产品离心萃取机；6-混合酯储罐；7-甲醇水溶液储罐。

具体实施方式

为了更好的说明本发明，下面对本发明的实施例进行详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1.一种甲基丙烯酸甲酯分离提纯装置，该装置包括甲醛分离塔1和MMA精制塔2，所述的甲醛分离塔1的顶部输出端与产品离心萃取机5相连，所述的产品离心萃取机5的一个输出端通过甲醇水溶液储罐7与甲醇回收塔4相连，另一个输出端通过混合酯储罐6与MMA精制塔2相连，MMA精制塔2顶部的输出端与萃取剂回收塔3相连。

实施例1：

如图1所示：一种用于含甲基丙烯酸甲酯的分离提纯装置，该分离装置包括甲醛分离塔1、产品离心萃取机5、混合酯储罐6、甲醇水溶液储罐7、MMA精制塔2、萃取剂回收塔3、甲醇回收塔4；

从羟醛缩合反应系统来的含MMA粗产品物流组成为甲醇、丙酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲醛、水、甲基丙酸甲酯以及重组分，该物流冷却后进入甲醛分离塔1，塔底分离出含甲醛组分的废水溶液，该溶液进一步去界外处理；甲醛分离塔1塔顶液主要成分为甲基丙烯酸甲酯、丙酸甲酯、甲醇以及水，同时将萃取剂与甲醛分离塔塔顶组分共同加入混合器中充分混合输送至离心萃取机5；在离心萃取作用下含MMA的粗产品物流出现分层现象，分为水相和油相，分别采用离心泵输送至甲醇水溶液储罐7和混合酯储罐6；将萃取所得油相物流输送至MMA精制塔2，塔底得到高纯度MMA产品，塔顶液主要为丙酸甲酯和正己烷组分；再将MMA精制塔塔顶液输送至萃取剂回收塔3，其主要目的是对丙酸甲酯和正己烷两组分进行分离，同时将塔顶所得萃取剂循环至离心萃取机5回收利用，塔釜液返回至羟醛缩合反应系统；离心萃取所得水相物流输送至甲醇回收塔4进一步回收甲醇，塔釜主要为含甲醇的废水溶液，送至去界外处理。

采用上述流程分离含甲基丙烯酸甲酯的物料方法如下：

按图1所示流程，采用两种萃取剂(水+正己烷)，从羟醛缩合反应系统来的含MMA粗产品物流组成：甲醇15％、丙酸甲酯60％、甲基丙烯酸甲酯15％、甲醛5％、水4％、甲基丙酸甲酯0.9％、重组分0.1％。其中，

萃取剂中水与甲醛分离塔塔顶物料的质量比为0.5，萃取剂中正己烷与甲醛分离塔塔顶物料的质量比为0.4。甲醛分离塔的操作压力为0.01MPa，操作温度为35～60℃；MMA精制塔的操作压力为0.03MPa，操作温度为60～120℃；所述萃取剂回收塔的操作压力为0.03MPa，操作温度为70～90℃；所述甲醇回收塔的操作压力为0.03MPa，操作温度为70～110℃

装置性能指标如下：

1.甲基丙烯酸甲酯产品液纯度为99.9％；

2.甲醇的回收率为84.7％；

3.丙酸甲酯的回收率为69.3％；

表1萃取所得两相物流组成

实施例2：

按图1所示流程，采用两种萃取剂(水+正己烷)，从羟醛缩合反应系统来的含MMA粗产品物流组成：甲醇30％、丙酸甲酯45％、甲基丙烯酸甲酯12％、甲醛4％、水8％、甲基丙酸甲酯0.2％、重组分0.8％。其中，

萃取剂中水与甲醛分离塔塔顶物料的质量比为0.8，萃取剂中正己烷与甲醛分离塔塔顶物料的质量比为0.6，甲醛分离塔的操作压力为0.05MPa,操作温度为35～60℃；MMA精制塔的操作压力为0.2MPa,操作温度为60～120℃；萃取剂回收塔的操作压力为0.3MPa,操作温度为70～90℃；甲醇回收塔的操作压力为0.3MPa,操作温度为70～110℃；

装置性能指标如下：：

1.甲基丙烯酸甲酯产品液纯度为98.9％；

2.甲醇的回收率为84.1％；

3.丙酸甲酯的回收率为87.6％；

表2萃取所得两相物流组成

实施例3：

按图1所示流程，采用两种萃取剂(水+正己烷)，从羟醛缩合反应系统来的含MMA粗产品物流组成：甲醇50％、丙酸甲酯30％、甲基丙烯酸甲酯12％、甲醛3％、水4％、甲基丙酸甲酯0.3％、重组分0.7％。其中，

萃取剂中水与甲醛分离塔塔顶物料的质量比为1.0，萃取剂中正己烷与甲醛分离塔塔顶物料的质量比为0.8，甲醛分离塔的操作压力为0.1MPa,操作温度为35～60℃；MMA精制塔的操作压力为0.5MPa,操作温度为60～120℃；萃取剂回收塔的操作压力为0.5MPa,操作温度为70～90℃；甲醇回收塔的操作压力为0.5MPa,操作温度为70～110℃；

装置性能指标如下：

1.甲基丙烯酸甲酯产品液纯度为95.7％；

2.甲醇的回收率为84.6％；

3.丙酸甲酯的回收率为92.3％；

表3萃取所得两相物流组成

实施例4：

按图1所示流程，采用一种萃取剂(水)，从羟醛缩合反应系统来的含MMA粗产品物流组成：甲醇50％、丙酸甲酯30％、甲基丙烯酸甲酯12％、甲醛3％、水4％、甲基丙酸甲酯0.3％、重组分0.7％。其中

萃取剂中水与甲醛分离塔塔顶物料的质量比为0.7，甲醛分离塔的操作压力为0.08MPa,操作温度为35～60℃；MMA精制塔的操作压力为0.1MPa,操作温度为60～120℃；萃取剂回收塔的操作压力为0.3MPa,操作温度为70～90℃；甲醇回收塔的操作压力为0.3MPa,操作温度为70～110℃；

装置性能指标如下：

1.甲基丙烯酸甲酯产品液纯度为99.9％；

2.甲醇的回收率为37.3；

3.丙酸甲酯的回收率为78.7％；

表4萃取所得两相物流组成

Claims (2)

1.一种甲基丙烯酸甲酯分离提纯装置，其特征在于：该装置包括甲醛分离塔(1)和MMA精制塔(2)，所述的甲醛分离塔(1)的顶部输出端与产品离心萃取机(5)相连，所述的产品离心萃取机(5)的输出端通过混合酯储罐(6)与MMA精制塔(2)相连，MMA精制塔(2)顶部的输出端与萃取剂回收塔(3)相连。

2.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸甲酯分离提纯装置，其特征在于：所述的产品离心萃取机(5)的另一个输出端通过甲醇水溶液储罐(7)与甲醇回收塔(4)相连。

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