CZ288198B6

CZ288198B6 - Purification process of acrylic acid obtained by catalytic oxidation of propylene

Info

Publication number: CZ288198B6
Application number: CZ19962141A
Authority: CZ
Inventors: Michel Fauconet; Marc Esch; Yves Samuel; Denis Laurent
Original assignee: Atochem Elf Sa
Priority date: 1995-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 2001-05-16
Also published as: DK0754671T3; ATE178308T1; CN1063426C; CA2181508C; FR2736912B1; CN1143069A; CZ214196A3; MY132188A; EP0754671B1; JPH09118645A; ES2132854T3; GR3030552T3; DE69601902T2; KR100205270B1; CA2181508A1; US5705688A; JP3053575B2; DE69601902D1; EP0754671A1; KR970006252A

Description

Způsob čištění kyseliny akrylové, získané katalytickou oxidací propylenu

Oblast techniky

Vynález se týká zlepšeného způsobu čištění kyseliny akrylové získané katalytickou oxidací propylenu.

Dosavadní stav techniky

Hlavní metodou syntézy kyseliny akrylové, která se v současné době používá v průmyslové praxi, je katalytická oxidace propylenu, při které jako meziprodukt vzniká akrolein. Při této reakci, která probíhá v plynné fázi, vzniká proud plynu, který vedle kyseliny akrylové hlavně obsahuje nezkondenzované plyny, kterými jsou nepřeměněný propylen, dusík, oxid uhelnatý a oxid uhličitý, dále tak zvané „lehké“ organické sloučeniny, to znamená takové plyny, jejichž teplota varu je nižší než teplota varu kyseliny akrylové, kterými jsou vodní pára, nepřeměněný akrolein, nečistoty vzniklé vedlejšími reakcemi, jako je na příklad formaldehyd, kyselina octová, a podobné další látky, a nakonec těžké sloučeniny, to znamená takové, jejichž teplota varu je vyšší než teplota varu kyseliny akrylové a kterými jsou anhydrid kyseliny maleinové, furfuraldehyd, benzaldehyd a podobné další látky.

Způsoby čištění tohoto reakčního plynu, které jsou popsány v literatuře podle dosavadního stavu techniky, zahrnují kondenzaci této směsi a extrakci organických sloučenin protiproudným promýváním vodou nebo těžkými rozpouštědly.

Postupy, při kterých se používá absorpce vodou, mají tu nevýhodu, že se při tomto postupu ze směsi plynů relativně neselektivním způsobem extrahují v zásadě všechny organické produkty přítomné v této směsi plynů. Čištění takto vzniklého vodného roztoku vyžaduje obtížná a nákladná oddělování destilací a/nebo extrakcí.

Ve francouzském patentu č. 1 558 432 se popisuje postup, při kterém se provádí absorpce organických sloučenin přítomných v reakčním plynu za pomoci esterů alifatických nebo aromatických kyselin s vysokou teplotou varu nebo za pomoci tributyl- nebo trikresylfosfátu. Na konci tohoto absorpčního stupně se lehké sloučeniny (akrolein, formaldehyd) odstraňují z horního konce prvé destilační kolony a druhá destilační kolona umožňuje na horním konci získat vodný roztok kyseliny akrylové, který je koncentrovanější, než v postupech podle předchozího stavu techniky. Následné čištění získaného roztoku, který stále obsahuje kyselinu octovou a vodu, však opět vyžaduje nákladné oddělování.

Postup popsaný ve francouzském patentu č. 2 002 126, zavádí zlepšení tím, že používá směs frakcí s vysokou teplotou varu, která se získává na spodku kolon pro čištění esterů vyráběných z kyseliny akrylové, které obsahují hlavně maleinany, kyseliny polyakrylové a polyakryláty. Tento postup umožňuje v jednom stupni odstranit na horním konci destilační kolony většinu sloučenin s nízkou teplotou varu, jako jsou na příklad akrolein, formaldehyd, voda a kyselina octová. Tento postup pro výrobu esterů kyseliny akrylové však není vhodný pro výrobu čisté kyseliny akrylové, zvláště z důvodu přítomnosti derivátů esterifikace v počáteční surové směsi kyseliny akrylové, které jsou recyklovány do absorpčního stupně.

V postupu, používajícím extrakci pomocí hydrofobních těžkých rozpouštědel nebo směsi hydrofobních těžkých rozpouštědel, bylo provedeno zdokonalení popsané ve francouzském patentu č. 2 146 386 a v německém patentu 4 308 087, které umožňuje získat na konci extrakčního stupně bezvodý roztok, který je zbaven podstatných podílů lehkých organických sloučenin, které tvořily počáteční směs plynů (akrolein, formaldehyd, kyselina octová) a tedy výrazně usnadňuje následné čištění kyseliny akrylové. Pro jasné specifikování bude tato kolona pro

-1 CZ 288198 B6 extrakci kyseliny akrylové absorpcí reakčních plynů za pomoci těžkého rozpouštědla, nebo do směsi těžkých rozpouštědel, označována v dalším textu jako CL

Podle tohoto posledního postupu se roztok extrahované kyseliny akrylové v těžkém rozpouštědle, nebo ve směsi těžkých rozpouštědel, případně především zbavuje podílu kyseliny octové a zbylých tak zvaných „lehkých“ sloučenin (to znamená všech nečistot s teplotou varu nižší než má kyselina akrylová) v destilační koloně C2 a pak se destiluje v koloně C3.

Je však velmi obtížně získat produkt, který je zcela prostý těžkých sloučenin (anhydridu kyseliny maleinové, benzaldehydu, furfuraldehydu, stopových podílů rozpouštědel nebo rozpouštědla) na horním konci této destilační kolony C3. a současně na spodku této kolony získat směs těžkého rozpouštědla (těžkých rozpouštědel) a těžkých sloučenin, prostých kyseliny akrylové.

Výběr je tedy omezen na dvě řešení, z nichž každé má své nevýhody. Jestliže je cílem postupu minimální obsah kyseliny akrylové na spodku, je zhoršena kvalita odběru na horním konci, hlavně co do sloučenin, které jsou těžší než kyselina akrylová, což vede nutně k použití dalšího nákladného čištění. Naproti tomu snaha o optimální kvalitu kyseliny akrylové, oddestilovávané na horním konci destilační kolony C3. znamená ponechat kyselinu akrylovou přecházet do spodku. V tomto případě, jestliže není k dispozici vhodný postup pro regenerování kyseliny 20 akrylové z proudu odváděného ve spodní části kolony, jak tomu je například ve zveřejněné francouzské patentové přihlášce č. 2 146 386, dochází při aplikaci této metody k nákladné ztrátě ve výtěžnosti kyseliny akrylové.

Ve skutečnosti ve francouzském zmíněném patentu č. 2 146 386 je cílem stupňů, které potom 25 následují, čistit těžké rozpouštědlo, nebo směs těžkých rozpouštědel tak, aby bylo možno tyto látky recyklovat do stupně extrakce kyseliny akrylové z reakčních plynů (extrakční kolona Cl). Na spodku destilační kolony C3 se získává směs, složená z těžkého rozpouštědla, nebo směsi těžkých rozpouštědel, a těžších znečišťujících složek procesu, a sice:

- tak zvaných „středních“ nečistot, to je těch, jejichž teplota varu leží mezi teplotou varu těžkého rozpouštědla a teplotou varu kyseliny akrylové, a kterými jsou anhydrid kyseliny maleinové, fúrfúraldehyd, benzaldehyd a podobné jiné látky,

-tak zvaných „těžkých“ nečistot, to je takových, jejichž teplota varu je vyšší než teplota varu 35 těžkého rozpouštědla, a který jsou esterifikované akrylové oligomery, polymery, inhibitoiy polymerizace v postupu použité a podobné.

Na konci této prvé destilace se musí odstranit nečistoty těžší než kyselina akiylová, aby se zabránilo jejich hromadění při recyklování rozpouštědla nebo směsi rozpouštědel do extrakčního 40 stupně.

Jak je popsáno v uvedeném francouzském patentu č. 2 146 386, anhydrid kyseliny maleinové se může odstranit v koloně C4, což může být buď destilační kolona (nečistoty se odtahují na horním konci této kolony), nebo kolona pro extrakci vodou (nečistoty se pak odebírají na spodku 45 v proudu vody).

V obou případech se ztrácí kyselina akrylová, přítomná na spodku kolony C3 a to buď na horním konci destilační kolony C4. nebo ve vodě vypouštěné z promývací kolony C4. To způsobuje značné a nákladné ztráty ve výtěžnosti kyseliny akrylové.

Extrakce vodou má další nevýhodou v tom, že při ní vzniká vodný proud, kteiý je bohatý na organické nečistoty, což vyžaduje energeticky náročné čištění. Navíc, odstraňování „středních“ nečistot, jiných než je anhydrid kyseliny maleinové, je málo účinné a vede k akumulaci těchto nečistot v obvodu pro recyklování rozpouštědla. Nezbytným důsledkem je pak zavlečení těchto 55 sloučenin do destilované kyseliny akrylové.

-2CZ 288198 B6

Odstraňování „středních“ nečistot na horním konci destilační kolony C4 má rovněž nevýhodu vtom, že vyvolává značné ztráty těžkého rozpouštědla (nebo těžkých rozpouštědel) v tomto proudu. Navíc malý obsah vody na spodku předcházející kolony C3 pro čištění kyseliny akrylové se koncentruje na horním konci této kolony C4 pro odstraňování „středních“ nečistot, a může vést k nevhodnému jevu srážení kyseliny maleinové, vzniklé reakcí její anhydridové formy s vodou. Na rozdíl od anhydridu je totiž kyselina maleinová v této směsi skutečně velmi málo rozpustná.

Podstata vynálezu

Podle předmětného vynálezu byl nyní vyvinut postup čištění kyseliny akrylové destilací, který odstraňuje výše uvedené nevýhody. Podle tohoto vynálezu byla zjištěna překvapivá skutečnost, že za určitých podmínek je možné získat z frakce odebírané z boku destilační kolony C4 proud, který je velmi bohatý na anhydrid kyseliny maleinové a na horním konci této kolony proud, který je velmi bohatý na kyselinu akrylovou a který se může recyklovat do nástřikového proudu předcházející destilační kolony C3 pro čištění kyseliny akrylové. Výsledkem je to, že je možno provést destilační proces v destilační koloně C3 takovým způsobem, že se na horním konci této kolony získává proud, který je co do kyseliny akrylové velmi čistý a prakticky zbavený těžkých nečistot, přičemž se ponechává do produktu odebíraného ve spodní části kolony přecházet malý podíl kyseliny akrylové, přítomný v nástřikovém proudu. Kyselina akrylová, přítomná na horním konci destilační kolony C3. se již neztrácí, protože se získává na vrchu destilační kolony C4 pro odstraňování „středně“ těžkých produktů a může se recyklovat do nástřikového proudu předcházející destilační kolony C3. Navíc proud, odebíraný z boku této destilační kolony C4 je zvláště koncentrovaný co do „středně“ těžkých nečistot (hlavně se to týká anhydridu kyseliny maleinové, benzaldehydu a furfuraldehydu), a to umožňuje zabránit hromadění těchto nečistot v recyklačním obvodu a tímto je ztráta těžkého rozpouštědla (těžkých rozpouštědel) v tomto proudu značně snížena.

Předmětem tohoto vynálezu je proto způsob čištění kyseliny akrylové získané katalytickou oxidací propylenu, extrahované protiproudným promýváním reakčních plynů alespoň jedním hydrofobním těžkým rozpouštědlem v extrakční koloně Cl, charakterizovaný:

-destilací proudu, získaného na spodku extrakční kolony Cl. který obsahuje těžké extrakční rozpouštědlo (těžká rozpouštědla), požadovanou kyselinu akrylovou a nečistoty, hlavně nečistoty, jejichž teploty varu jsou vyšší než je teplota varu kyseliny akrylové, která je prováděna v destilační koloně C3, přičemž tato destilace se provádí za takových podmínek, aby se na horním konci této destilační kolony C3 získával proud obsahující nejméně 95 % hmotnostních kyseliny akrylové, přičemž se kyselina akrylová ponechává přecházet do produktu odváděného ode dna kolony;

-proud ze spodku destilační kolony C3 se zavádí jako nástřikový proud do spodní části destilační kolony C4 z níž se odebírá na boku na patře ležícím mezi místem pro nastřikovaný proud a horním koncem kolony proud, který je bohatý na anhydrid kyseliny maleinové a nečistoty s teplotou varu ležící mezi teplotou varu kyseliny akrylové a teplotou varu uvedených těžkých rozpouštědel, nebo teplotou varu nejlehčího z uvedených těžkých rozpouštědel, které se použilo v této směsi;

- proud bohatý na kyselinu akrylovou se oddestilovává na horním konci destilační kolony C4; a

-proud obsahující uvedené těžké rozpouštědlo (nebo těžká rozpouštědla) a těžké nečistoty, jejichž teploty varu jsou vyšší než teploty varu uvedených těžkých rozpouštědel, nebo než teplota varu nejlehčího z uvedených těžkých rozpouštědel použitých jako směs, se získává na spodku uvedené destilační kolony C4. přičemž se tento proud recykluje na horní konec extrakční kolony

Cl pro extrakci kyseliny akrylové, přítomné v reakčních plynech.

-3CZ 288198 B6

Než se proud, získaný na spodku uvedené extrakční kolony Cl zavede do destilační kolony C3, může se výhodně zbavit podílu svých lehkých nečistot, jako je například kyselina octová, na horním konci destilační kolony C2.

Podle konkrétního výhodného provedení postupu podle tohoto vynálezu:

- se proud získaný na spodku extrakční kolony Cl, případně na spodku destilační kolony C2, zavádí na patro ležící ve spodní polovina destilační kolony C3 a pracovní bod uvedené destilační kolony C3 se vyhledá tak, aby se získal:

- na horním konci proud, složený:

- převážně z kyseliny akrylové, to znamená obsahujícího nejméně 95 % hmotnostních kyseliny akrylové,

- ze zbytku, tvořeného těžkými sloučeninami: anhydridem kyseliny maleinové, fúrfuraldehydem, benzaldehydem a stopovými množstvími těžkých extrakčních rozpouštědel (nebo těžkého extrakčního rozpouštědla); a

- na spodku proud, složený:

- převážně z těžkých rozpouštědel (nebo těžkého rozpouštědla) a těžkých nečistot, to je alespoň z 95 % hmotnostních těchto látek;

- zbytku, tvořeného kyselinou akrylovou;

- proud, který je bohatý na anhydrid kyseliny maleinové a na těžké nečistoty, se z destilační kolony C4 odvádí na mezilehlém patře, ležícím nad místem nástřiku mezi spodní čtvrtinou a horní čtvrtinou této kolony, při teplotě zvolené tak, aby se získal proud s koncentrací alespoň 20% hmotnostních nečistot s teplotou varu, ležící mezi teplotou varu kyseliny akrylové a teplotou varu rozpouštědla, nebo teplotou varu nejlehčího rozpouštědla použitého ve směsi;

- proud, oddestilovávaný na horním konci destilační kolony C4, který obsahuje:

- převážně, to je alespoň 90 % hmotnostních, kyseliny akrylové:

- zbytek, tvořený nečistotami s vyšší teplotou varu, a který se dopravuje do destilační kolony C3 na úrovni hlavního nástřiku do této kolony, nebo výhodně na úrovni nad tímto nástřikem; a

- proud, získaný na spodku destilační kolony C4. nebo jeho část, se před recyklováním na horní konec extrakční kolony Cl zbavuje těžkých nečistot s teplotami varu vyššími, než jsou teploty varu uvedených rozpouštědel nebo rozpouštědla, například metodou destilace nebo extrakce pomocí rozpouštědla, což se případně používá jako doplněk ke zpracovávání tepelnou disociací, používající případně katalyzátor.

Podle dalšího konkrétního provedení postupu podle tohoto vynálezu:

- se destilace v destilační koloně C3 provádí za tlaku 2,66 x 10³ Pa až 3,33 x 10⁴ Pa při teplotě na horním konci kolony v rozmezí od 40 °C do 120 °C a při teplotě na spodku v rozmezí od 120 °C do 230 °C;

-4CZ 288198 B6

- destilace v destilační koloně C4 se provádí za tlaku 2,66 * 10³ Pa až 3,33 ^χ 10⁴ Pa při teplotě na horním konci kolony v rozmezí od 40 °C do 120 °C, při teplotě na spodku v rozmezí od 120 °C do 230 °C a při teplotě bočního odběru v rozmezí od 40 °C do 180 °C;

- destilace v destilační koloně C2 se provádí při tlaku 2,66 ^χ 10³ Pa až 3,33 ^χ 10⁴ Pa a při teplotě na horním konci v rozmezí od 30 °C do 110 °C a při teplotě na spodku v rozmezí od 70 °C do 170 °C.

Rovněž je možno blíže specifikovat v postupu podle vynálezu následující aspekty:

(1) V úsecích, kde se zpracovávají značná množství kyseliny akrylové, budou destilační kolony výhodně vybaveny známými ústrojími pro vakuovou destilaci polymerovatelných produktů v sekcích zpracovávajících významná množství kyseliny akrylové; zvláště se doporučují perforovaná patra bez spádových trubek. Pláště se mohou udržovat jakýmikoliv vhodnými zařízeními na teplotě, která postačuje k zabránění vzniku studených míst (což by mohlo způsobovat kondenzaci nestabilizovaných produktů a tím riziko polymerace).

(2) Do destilačních kolon se musejí zavádět inhibitory polymerace, výhodně v přítomnosti kyslíku; vhodné mohou být různé inhibitory známé svou účinností inhibovat polymeraci kyseliny akrylové, jako jsou například fenolové deriváty, fenothiazin a jeho deriváty, thiokarbamáty kovů, sloučeniny obsahující nitrosové skupiny, deriváty parafenylendiaminu a chinonové sloučeniny.

(3) Podle výše uvedeného popisu se proud plynu, odváděný z extrakční kolony Cl může částečně recyklovat do reakční zóny. Ve všech případech se však musí přinejmenším část tohoto plynu ze systému odstraňovat; pokud se tato část musí vypouštět do atmosféry, musí se čistit buď katalytickou oxidací, nebo průchodem spalovací komorou.

(4) Proud odcházející z horního konce destilační kolony C2, který je bohatý na kyselinu octovou, se může výhodně zavádět ve vhodném místě do extrakční kolony Cl, což umožní získávat značný podíl přítomné kyseliny akrylové (a odstranit kyselinu octovou).

(5) Pokud se použije inhibitor, nebo směs lehkých inhibitorů, mohou se tyto odstranit alespoň částečně v proudu, odebíraném z boku destilační kolony C4.

Příklady provedení vynálezu

Následující příklady blíže popisují postup čištění kyseliny akrylové získané katalytickou oxidací propylenu podle vynálezu, přičemž tyto příklady jsou pouze ilustrativní a nijak neomezují jeho rozsah. V těchto příkladech jsou uváděná hmotnostní procenta. Při provádění postupů podle těchto příkladů byly použity destilační kolony, které byly instalovány podle schématu na přiloženém obrázku, přičemž jejich charakteristiky jsou níže popsány. Nástřikové proudy do těchto kolon se případně mohou ohřívat ve výměníku tepla. Do kolon se vstřikuje kyslík. V textu, který se týká popisu příkladů, jsou patra v kolonách číslována od vrchu kolony (patro 0) dolů ke spodku (patro n).

Na přiloženém obrázku je znázorněno schéma pro čištění kyseliny akrylové získané katalytickou oxidací propylenu podle vynálezu.

- Extrakční kolona Cl

-5CZ 288198 B6

Do této kolony o výšce 3 m a průměru 38 milimetrů s náplní z tělísek „multiknit“ se zavádí:

- na horním konci proud 1 absorpčního rozpouštědla, tvořeného směsí 25 % difenylu a 75 % difenyletheru, v čisté formě nebo odebraného na spodku destilační kolony C4. případně po snížení koncentrace nečistot;

- v prvé spodní čtvrtině proud 2 reakčního plynu z katalytické oxidace propylenu, předchlazený na teplotu 90 °C;

- na spodku proud 3 vzduchu, používaný pro stripování lehkých sloučenin.

Na vrchu extrakční kolony Cl se získává proud 4 bohatý na lehké sloučeniny (nezkondenzované plyny, akrolein, formaldehyd, voda a část kyseliny octové). Na spodku extrakční kolony Cl se odvádí proud 5, který představuje roztok kyseliny akrylové v absorpčním rozpouštědle obsahující dále zbytek kyseliny octové a těžké složky tohoto proudu, kteiými jsou anhydrid kyseliny maleinové, furfuraldehyd, benzaldehyd, adiční sloučeniny kyseliny akrylové a inhibitory.

- Destilační kolona C3

Do této kolony s náplní tělísek typu „multiknit“ a s účinností 18 teoretických pater se zavádí v prvé spodní třetině proud obsahující směs charakterizovanou pro proud 5 odváděný na spodku extrakční kolony Cl. Část destilátu odváděného proudem 6 a odebíraného na horním konci kolony se po kondenzaci vrací do horní části zpět, čímž se dociluje vytvoření refluxu. Kolona je ve spodní části vybavena elektricky vyhřívaným vařákem.

- Destilační kolona C4

Tato kolona má 9 skutečných pater s účinností 5 teoretických pater, kde každé patro je opatřeno hrdly a přepadem. Nastřikovaný proud, představující směs charakterizovanou pro proud 7 odváděný na spodku destilační kolony C3. se předem ohřívá ve výměníku tepla a pak se vede do spodku této kolony na úrovni vařáku s tepelným syfonem, elektricky odporově vyhřívaným. Část destilátu v proudu 8, odebíraném na horním konci kolony se pak do tohoto horního konce vrací, čímž se dociluje vytvoření refluxu. Na úrovni pátého patra umožňuje systém odtahování části kondenzované kapalné fáze (proud 9). Tento systém je vybaven ventilem, jehož otevírání je automaticky řízené podle teploty naměřené na tomto patře po dosažení pevně nastavené úrovně.

Příklad 1

Do destilační kolony C3 pracující při tlaku 0,0133 MPa bylo zaváděno 1150 gramů/hodinu proudu 5, získaného na spodku extrakční kolony 01. který obsahoval:

- 90 % těžkého absorpčního rozpouštědla (směs 25 % difenylu a 75 % difenyleteru):

- 9,31 % kyseliny akrylové;

- 0,07 % anhydridu kyseliny maleinové.

Na horním konci destilační kolony C3 byla část vydestilovaného proudu z potrubí 6 zaváděna zpět do kolony, přičemž poměr reflux/odběr byl 1/1. Na horní konce destilační kolony C3 byl rovněž dodáván proud v množství 10 gramů/hodinu směsi kyseliny akrylové obsahující 1,5 % hydrochinonu, který působí jako inhibitor polymerace. Na vařáku, umístěném ve spodku kolony se měnila teplota.

-6CZ 288198 B6

Výsledky získané při provádění tohoto postupu jsou shrnuty v dále uvedené tabulce:

Teplota na spodku	160 °C	170 °C	182 °C
Výtěžek AA %	89,3	94,3	99,8
Rozpouštědlo na vrchu C3	< 0,001 %	0,02 %	0,112%
MAA na vrchu C3	0,006 %	0,212%	0,529 %
AA na spodku C3	1,080%	0,595 %	0,021 %

AA : kyselina akrylová

MAA : anhydrid kyseliny maleinové

Tento příklad ukazuje na problémy spojené se současným získáváním kyseliny akrylové s dobrou kvalitou a prostou těžkých sloučenin na horním konci destilační kolony C3 a dosažením nízkého obsahu kyseliny akrylové na spodku destilační kolony C3 (čili dobrý poměr výtěžnosti na horním konci kolony). Kyselina akrylová v dobré kvalitě, prostá těžkých sloučenin, se může získat jen tehdy, když se ponechá značný podíl kyseliny akrylové přecházet do spodku kolony.

Příklad 2

Do spodku destilační kolony C4, která pracovala při tlaku 0,0133 MPa bylo zaváděno 1000 gramů/hodinu směsi v proudu 7, odebíraného na spodku destilační kolony C3 a obsahujícího:

- 0,69 % kyseliny akrylové

- 0,06 % anhydridu kyseliny maleinové

- 0,005 % benzaldehydu

- 0,003 % furfuraldehydu

- 0,04 % hydrochinonu

- zbytek, tvořený těžkým absorpčním rozpouštědlem (směs difenylu a difenyleteru) a stopami těžkých sloučenin pocházejících z adice na dvojnou vazbu kyseliny akrylové.

Tato směs ve formě proudu 7 byla předehřívána na teplotu 180 °C před zaváděním od vařáku destilační kolony C4. Teplota vařáku byla regulována na teplotu 82 °C. Nastavený bod teploty pro odběr proudu 9, který byl na úrovni pátého patra a byl bohatý na středně těžké sloučeniny, činil 135 °C. Na vrchu destilační kolony C4 se při teplotě 84 °C oddestilovával proud 8 (v množství 6,4 gramu/hodinu), který obsahoval:

- 97,1 % kyseliny akrylové

- 2,49 % anhydridu kyseliny maleinové

- 0,36 % benzaldehydu

- 0,07 % absorpčního rozpouštědla.

Proud 9 byl odebírán z boku kolony na úrovni pátého patra (v množství 0,5 gramu/hodinu), přičemž tento proud obsahoval:

- 62 % anhydridu kyseliny maleinové

- 29 % těžkého absorpčního rozpouštědla

- 5,3 % kyseliny akrylové

- 3,1 % benzaldehydu a

-1,2 % furfuraldehydu.

't

Konečně na spodku destilační kolony C4 se odebírala směs ve formě proudu 1 obsahující hlavně těžké absorpční rozpouštědlo a těžké adiční sloučeniny kyseliny akrylové, jakož i 0,02% kyseliny akrylové, 0,016 % anhydridu kyseliny maleinové a 0,038 %'hydrochinonu.

Za těchto podmínek je možno vypozorovat, že pokud se proud 8, získaný na horním konci destilační kolony C4, vracel do nastřikovaného proudu předchozí destilační kolony C3. potom ztráta kyseliny akrylové byla omezena na množství této kyseliny, která se odtahovala z boku kolony, což je méně než 0,5 %. Pokud by se nepoužil postup podle tohoto vynálezu, ztrácela by se prakticky všechna kyselina akrylová, která je obsažena v nástřikovém proudu do této destilační kolony C4.

Navíc je třeba uvést, že postup podle vynálezu umožňuje, aby proud 1 absorpčního rozpouštědla určený k recyklování byl dostatečně zbaven středních nečistot tak, aby se zabránilo jejich hromadění v recirkulačním obvodu. Poměr snížení těchto nečistot, které se odtahují bočně, je 40 % v případě anhydridu kyseliny maleinové, 30 % v případě benzaldehydu a 20 % v případě furfuraldehydu.

Příklad 3 (porovnávací)

Do spodku destilační kolony C4. která pracovala při tlaku 0,0133 MPa bylo zaváděno 1000 gramů/hodinu proudu, získaného na spodku předchozí destilační kolony C3 a předehřátého na 180 °C, obsahujícího:

- 1,6 % kyseliny akrylové,

- 0,035 % anhydridu kyseliny maleinové,

- 0,006 % benzaldehydu,

- zbytek tvořený absorpčním rozpouštědlem (25 % difenylu, 75 % difenyleteru) a těžkými sloučeninami (adiční deriváty kyseliny akrylové, inhibitory, atd.).

Teplota na spodku kolony byla 182 °C. Na rozdíl od předchozího příkladu se na středním patře žádný proud neodebíral.

Destilát, který se odebíral na horním konci kolony (v množství 16,6 gramú/hodinu) při teplotě 85 °C, obsahoval:

- 97,8 % kyseliny akrylové

- 1,41 % anhydridu kyseliny maleinoví,

- 0,22 % benzaldehydu, a

-0,11% absorpčního rozpouštědla.

Proud, získávaný na spodku destilační kolony C4. obsahoval 0,047 % kyseliny akrylové, 0,01 % anhydridu kyseliny maleinové a 0,002 % benzaldehydu a zbytek činilo hlavně absorpční rozpouštědlo a těžké adiční sloučeniny kyseliny akrylové a inhibitory.

Za těchto podmínek ztráty kyseliny akrylové v proudu, odebíraném na horním konci kolony, ve vztahu ke kyselině akrylové, přítomné v proudech odcházejících z destilační kolony C4, činily 97 %.

Příklad 4

V tomto příkladu se postupně používala celá destilační smyčka Cl - C3 - C4 s recyklováním produktů získaných během předchozího průchodu destilační jednotkou, a sice rozpouštědla v proudu 1 odebíraném na spodku destilační kolony C4 a proudu 8 oddestilovaného na horním konci destilační kolony C4, jako absorpčního rozpouštědla do horního konce extrakční kolony Cl a jako doplňku k nástřiku do destilační kolony C3.

Do extrakční kolony Cl byly zaváděny následující proudy:

- na horním konci směs absorpčního rozpouštědla v proudu 1, odebíraného na spodku destilační kolony C4 (v množství 2700 gramů/hodinu), v níž byly analýzou zjištěny nízké obsahy kyseliny akrylové (0,047 %), anhydridu kyseliny maleinové (0,01 %), benzaldehydu (0,002 %) a hydrochinonu (0,05 %),

- v úrovni první spodní čtvrtiny byl zaváděn proud 2 plynů z katalytické oxidační reakce propylenu (v množství 2 160 gramů/hodinu), který byl předem ochlazen na teplotu 90 °C, a

- na spodku proud 3 vzduchu (600 litrů/hodinu).

V patě této extrakční kolony Cl byl získán proud 5, který obsahoval:

- 8,66 % kyseliny akrylové,

- 0,064 % anhydridu kyseliny maleinové,

- 0,006 % benzaldehydu,

- 0,005 % furfuraldehydu,

- 0,055 % hydrochinonu,

- zbytek tvořený hlavně absorpčním rozpouštědlem.

Tato směs v proudu 5 byla doplněna proudem 8, odebíraným na horním konci destilační kolony C4 během předchozího průchodu, který obsahoval kyselinu akrylovou (97,8 %), anhydrid kyseliny maleinové (1,4%), benzaldehyd (0,22%), fůrfuraldehyd (0,12%) a rozpouštědlo (0,11 %). Tato směs byla dodávána jako nástřik (1231 gramů/hodinu) do destilační kolony C3, která pracovala při tlaku 0,0133 MPa. Teplota na úrovni vařáku byla nastavena na 165 °C. Na vrchu destilační kolony C3 byla část oddestilovaného proudu 6 vrácena, aby se ustavil poměr reflux/odtah 1/1. Směs kyseliny akrylové obsahující 1,5% hydrochinonu se rovněž vedla na horní konec této kolony v množství 9,8 gramu/hodinu. Produkt v proudu 6, který se oddestilovával na horním konci při teplotě 83 °C byl tvořen hlavně kyselinou akrylovou, která navíc obsahovala malá množství anhydridu kyseliny maleinové (0,16%), benzaldehydu (0,01%) a furfuraldehydu (0,02 %), přičemž byl tento proud prostý absorpčního rozpouštědla.

Proud, získaný na spodku destilační kolony C3, který obsahoval:

- 1,03 % kyseliny akrylové,

- 0,09 % anhydridu kyseliny maleinové,

- 0,007 % benzaldehydu,

- 0,003 % furfuraldehydu,

- 0,073 % hydrochinonu,

- zbytek, tvořený absorpčním rozpouštědlem a těžkými adičními sloučeninami kyseliny akrylové, byl zaváděn v množství 1000 gramů/hodinu do spodku destilační kolony C4, která pracovala při tlaku 0,0133 MPa a teplotě 180 °C. Teplota na úrovni vařáku se regulovala na 182 °C a nastavená

-9CZ 288198 B6 teplota pro odtah na úrovni pátého patra činila 135 °C. Produkt v proudu 8, oddestilovaný na horním konci této kolony (9,3 gramu/hodinu) byl určen k recyklování jako nástřik do destilační kolony C3. přičemž tento proud obsahoval:

- 98 % kyseliny akiylové,

- 1,45 % anhydridu kyseliny maleinové,

- 0,17 % benzaldehydu,

- 0,15 % fúrfuraldehydu, a

- 0,08 % absorpčního rozpouštědla.

Proud 9 odebíraný na boku (v množství 1,31 gramů/hodinu) obsahoval:

- 12,94 % kyseliny akrylové,

- 36,4 % anhydridu kyseliny maleinové,

- 47,8 % absorpčního rozpouštědla,

-1,73 % % benzaldehydu, a

- 0,83 % fúrfuraldehydu.

Konečně směs v proudu 1, získaná na spodku destilační kolony C4. určená k recyklování na 20 horní konec extrakční kolony Cl, byla tvořena hlavně absorpčním rozpouštědlem, těžkými produkty adice kyseliny akrylové a hydrochinonem (0,074%), přičemž měla nízký obsah kyseliny akrylové (0,04 %) a anhydridu kyseliny maleinové (0,02 %) a obsahovala stopová množství benzaldehydu (0,002 %) a fúrfuraldehydu (pod 0,001 %).

Za těchto podmínek byla ztráta kyseliny akrylové v bočním odtahu pouze 1,6 %, zatímco poměr snížení středních nečistot v proudu absorpčního rozpouštědla, určeného k recyklování činil 80 % v případě anhydridu kyseliny maleinové a 79 % v případě benzaldehydu.

Jak již bylo uvedeno, proud 5 se může odvádět (jako proud 5a) do destilační kolony C2. aby se 30 zbavil zbylých lehkých nečistot (prostřednictvím proudu 10).

Předtím, než se proud 1 recykluje do extrakční kolony Cl. se může rovněž zbavit (prostřednictvím proudu la) svých těžkých nečistot (odváděných v proudu 11) známými metodami, například těmi, které již byly popsány.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob čištění kyseliny akrylové získané katalytickou oxidací propylenu, extrahované protiproudým promýváním reakčních plynů alespoň jedním hydrofobním těžkým rozpouštědlem v extrakční koloně (Cl), vyznačující se tím, že

- destilace proudu (5), získaného na spodku extrační kolony (Cl), který obsahuje těžké extrakční rozpouštědlo nebo těžká rozpouštědla, požadovanou kyselinu akrylovou a nečistoty, hlavně nečistoty, jejichž teplota varu je vyšší než teplota varu kyseliny akrylové, se provádí v destilační koloně (C3), na jejímž horním konci se získá proud (6) obsahující nejméně 95 % hmotnostních 50 kyseliny akrylové, přičemž se nechá kyselina akrylová přecházet do proudu (7) odebíraného ve spodní části této kolony;

-10CZ 288198 B6

- proud (7) ze spodku destilační kolony (C3) se vede jako nastřikovaný proud do spodní části destilační kolony (C4), z níž se pak na boku odebírá na patře ležícím mezi místem nástřiku a horním koncem proud (9), který je bohatý na anhydrid kyseliny maleinové a nečistoty s teplotou varu ležící mezi teplotou varu kyseliny akrylové a teplotou varu uvedených těžkých rozpouštědel, nebo teplotou varu nejlehčího z těžkých rozpouštědel použitých ve směsi;

- proud (8), bohatý na kyselinu akrylovou, se oddestilovává na horním konci destilační kolony (C4);a

-proud (1), obsahující uvedené těžké extrakční rozpouštědlo nebo těžká rozpouštědla a těžké nečistoty, jejich teploty varu jsou vyšší než teploty varu uvedeného těžkého rozpouštědla, nebo nejlehčího z těžkých rozpouštědel použitých ve směsi, se odebírá na spodku uvedené destilační kolony (C4) a recykluje se na horní konec extrakční kolony (Cl) pro extrakci kyseliny akrylové obsažené v reakčních plynech.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že proud (5), získaný na spodku extrakční kolony (Cl), se zbavuje části lehkých zbytkových nečistot, jako je například kyselina octová, na horním konci destilační kolony (C2) prostřednictvím proudu (10).
3. Způsob podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že proud (5), získaný na spodku extrakční kolony (Cl), případně na spodku destilační kolony (C2), se vede na patro, ležící ve spodní polovině destilační kolony (C3) a že pracovní bod uvedené destilační kolony (C3) se volí tak, že se získá:

- na vrchu proud (6) obsahující:

- nejméně 95 % hmotnostních kyseliny akrylové,

- zbytek, tvořený těžkými sloučeninami, kterými jsou anhydrid kyseliny maleinové, furfuraldehyd, benzaldehyd, a stopová množství těžkých extrakčních rozpouštědel nebo rozpouštědla, a

- na spodku proud (7) obsahující:

- nejméně 95 % hmotnostních těžkého rozpouštědla nebo těžkých rozpouštědel a těžké nečistoty,

- zbytek, tvořený kyselinou akrylovou.
4. Způsob podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že proud (9), který je bohatý na anhydrid kyseliny maleinové a těžké nečistoty, se odebírá z boku destilační kolony (C4) na mezilehlém patře, ležícím nad místem nástřiku mezi spodní čtvrtinou a horní čtvrtinou této kolony při teplotě zvolené tak, že se získá proud (9) s koncentrací alespoň 20 % hmotnostních nečistot s teplotami varu ležícími mezi teplotou varu kyseliny akrylové a teplotou varu extrakčního rozpouštědla, nebo nejlehčího z rozpouštědel použitých ve směsi.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že proud (8), oddestilovaný na vrchu destilační kolony (C4), který obsahuje:

- nejméně 90 % hmotnostních kyseliny akrylové,

- zbytek tvořený nečistotami s vyšší teplotou varu, se přivádí do destilační kolony (C3) na úrovni hlavního nástřiku nebo na úrovni nad tímto nástřikem.

-11CZ 288198 B6
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že před recyklováním proudu (1), získaného na spodku destilační kolony (C4), na horní konec extrakční kolony (Cl) se tento proud, nebo část tohoto proudu, zbavuje prostřednictvím proudu (11) svých těžkých nečistot s teplotami varu vyššími než je teplota varu rozpouštědla nebo rozpouštědel, například

5 metodami destilace nebo extrakce pomocí rozpouštědel, což se používá případně dodatečně k disociačnímu tepelnému zpracování, případně pomocí katalyzátorů.
7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že destilace v destilační koloně (C3) se provádí za tlaku 2,66 χ 10³ až 3,33 x 10⁴Pa, při teplotě na vrchu ío kolony v rozmezí od 40 do 120 °C a při teplotě na spodku kolony v rozmezí od 120 do 230 °C.
8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že destilace v destilační koloně (C4) se provádí za tlaku 2,66 x 10³ až 3,33 χ 10⁴ Pa, při teplotě na vrchu kolony v rozmezí od 40 do 120 °C, při teplotě na spodku kolony v rozmezí od 120 do 230 °C

15 a při teplotě bočního odběru v rozmezí od 40 do 180 °C.
9. Způsob podle některého z nároků 2 až 8, vyznačující se tím, že destilace v destilační koloně (C2) se provádí za tlaku 2,66 χ 10³ až 3,33 χ 10⁴ Pa, při teplotě na horním konci kolony v rozmezí od 30 do 110 °C a při teplotě na spodku kolony v rozmezí od 70 do

20 1 70 °C.