DE69621902T2 - Verfahren zum Herstellen von Alkylacrylat - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von AlkylacrylatInfo
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1. Ein Verfahren, um Acrylsäure, C&sub1;-C&sub4; Alkylacrylat und C&sub1;-C&sub4; Alkanol aus dem
Nachlauf (heavy ends) zurückzugewinnen, welcher während der Produktion von C&sub1;-C&sub4;
Alkylacrylat entsteht, umfassend die Schritte:
a) Zuführen von einem gesamten wässrigen Zulauf und Nachlauf-Zulauf umfassend
den Nachlauf, Wasser, restlichen Säurekatalysator und optional eine starke Säure
ausgewählt aus einer Mineralsäure oder einer Sulfonsäure zu einem
Hydrolysereaktor, wobei im Hydrolysereaktor Bedingungen von 90 bis 140ºC, 8,94-
178,88 kg/m² Druck und eine Verweilzeit von 0,5-20 Stunden basierend auf
dem gesamten wässerigen und organischen Zulauf beibehalten werden;
b) Destillieren eines Kopfstroms (overhead stream), der Acrylsäure, C&sub1;-C&sub4;
Alkylacrylat, C&sub1;-C&sub4; Alkanol und Wasser enthält, aus dem Hydrolysereaktor, wobei in
der Flüssigkeit im Hydrolysereaktor eine Konzentration von 5-40 Gew.-%
Wasser und wenigstens 1 Gew.-% Säure beibehalten wird, und die Säure den
restlichen Säurekatalysator und die optionale starke Säure umfasst;
c) Kondensieren des Kopfstroms;
d) Abtrennen von dem kondensierten Kopfstrom einer organischen Phase umfassend
C&sub1;-C&sub4; Alkylacrylat, C&sub1;-C&sub4; Alkanol und Akrylsäure, sowie einer wässrigen Phase
vornehmlich umfassend Wasser, Acrylsäure und C&sub1;-C&sub4;-Alkanol;
e) Entfernen der abgetrennten organischen Phase;
f) Rückfähren der abgetrennten wässerigen Phase zum Hydrolysereaktor;
g) Abführen vom Hydrolysereaktor von 20-70 Gew.-% eines Hydrolysereaktor-
Ablaufs basierend auf dem gesamten wässerigen Zulauf und Nachlauf-Zulauf;
h) Zuführen von bis zu 100% des Hydrolysereaktor-Ablaufs zu einem
Krackreaktor, wobei im Krackreaktor Bedingungen von 90 bis 140ºC, von 3,58-
35,78 kg/m² Druck und eine Verweilzeit von 0,5 bis 20 Stunden basierend auf
dem zugeführten Hydolysereaktor-Ablauf beibehalten werden;
i) Destillieren aus dem Krackreaktor eines Krackreaktor-Kopfstroms umfassend
Acrylsäure, C&sub1;-C&sub4; Alkylacrylat, C&sub1;-C&sub4; Alkanol und Wasser, wobei in der
Flüssigkeit im Krackreaktor eine Konzentration von weniger als 5 Gew.-%
Wasser und von wenigstens 7,5 Gew.-% Säure beibehalten wird;
j) Kondensieren des Krackreaktor-Kopfstroms; und
k) Rückgewinnen aus dem Krackreaktorkopfstrom von Acrylsäure, C&sub1;-C&sub4;
Alkylacrylat, C&sub1;-C&sub4; Alkanol und Wasser.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Wasserkonzentration in der Flüssigkeit
im Krackreaktor weniger als 1 Gew.-% ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin das C&sub1;-C&sub4; Alkylacrylat n-
Butylacrylat und das C&sub1;-C&sub4; Alkanol n-Butanol ist, und der gesamte wässerige Nachlauf-
Zulauf Acrylsäure, n-Butylacrylat, n-Butanol, Wasser, Nachlauf, restlichen Säurekatalysator
und optional eine starke Säure ausgewählt aus einer Mineralsäure oder einer Sulfonsäure
umfasst.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin der gesamte
wässrige Zulauf und Nachlauf-Zulauf dem Hydrolysereaktor, der eine vielbödige
Reaktionsdestillationskolonne (multi-plate reactive distillation column) umfasst, zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin der gesamte
wässerige Nachlauf-Zulauf dem Hydrolysereaktor unter kontinuierlichem Mischen zugeführt
wird.
6. Ein kontinuierliches Verfahren, um n-Butylacrylat herzustellen, welches im
wesentlichen frei von Acrylsäure ist, und um Acrylsäure, n-Butylacrylat, n-Butanol (n-
Butanol) und Wasser aus einer Veresterungsreaktormischung, die Acrylsäure, n-Butylacrylat,
n-Butanol, Wasser, Nachlauf und Säurekatalysator enthält, zurückzugewinnen umfassend die
Schritte:
a) Zuführen der Acrylsäure und des n-Butanols in einem Molverhältnis von 1 zu 1,1
bis 1 zu 1,7 und des Säurekatalysators zu einem Veresterungsreaktor;
b) Reagieren von Acrylsäure mit n-Butanol, um n-Butylacrylat zu gewinnen, wobei
wenigstens 60% der Acrylsäure umgesetzt werden, und Erhalten der
Veresterungsreaktionsmischung umfassend Acrylsäure, n-Butylacrylat, n-
Butanol, Wasser, Nachlauf und Säurekatalysator;
c) Abführen eines Reaktorablaufs von der kontinuierlich reagierenden
Veresterungsreaktormischung, wobei gleichzeitig Acrylsäure, n-Butylacrylat, n-
Butanol und Wasser aus der Veresterungsreaktionsmischung abdestilliert werden;
d) Zuführen eines gesamten wässerigen und organischen Zulaufs zu einem
Hydrolysereaktor umfassend den Reaktorauslauf, Wasser, optional eine starke
Säure ausgewählt aus einer Mineralsäure oder einer Sulfonsäure und optional
zusätzlichen Nachlauf, wobei im Hydrolysereaktor Bedingungen von 90 bis
140ºC, 8,94-178,88 kg/m² (50-1000 mm Hg) Druck und eine Verweilzeit von
0,5-20 Stunden basierend auf dem gesamten wässerigen und organischen Zulauf
beibehalten werden;
e) Destillieren eines Kopfstroms, der Acrylsäure, n-Butylacrylat, n-Butanol und
Wasser enthält, aus dem Hydrolysereaktor, wobei in der Flüssigkeit im
Hydrolysereaktor eine Konzentration von 5-40 Gew.-% Wasser und wenigstens 1
Gew.-% Säure beibehalten wird, und die Säure den Säurekatalysator und die
optionale starke Säure umfasst;
f) Kondensieren des Kopfstroms;
g) Abtrennen von dem kondensierten Kopfstrom einer organischen Phase umfassend
n-Butylacrylat, n-Butanol und Acrylsäure sowie einer wässerigen Phase
umfassend vornehmlich Wasser und Acrylsäure und n-Butanol;
h) Zuführen der abgetrennten organischen Phase zum Veresterungsreaktor;
i) Zuführen der abgetrennten wässerigen Phase zum Hydrolysereaktor;
j) Abführen vom Hydrolysereaktor von 20-70 Gew.-% eines Hydrolysereaktor-
Ablaufs basierend auf dem gesamten wässerigen und organischen Zulauf;
k) Zuführen von bis zu 100% des Hydrolysereaktor-Ablaufs zu einem
Krackreaktor, wobei im Krackreaktor Bedingungen von 90 bis 140ºC, von 3,58-35,78
kg/m² (20-200 mm Hg) Druck und eine Verweilzeit von 0,5 bis 20 Stunden
basierend auf dem zugeführten Reaktor-Ablauf beibehalten werden;
I) Abdestillieren eines Krackreaktor-Kopfstroms umfassend Acrylsäure, n-
Butylacrylat, n-Butanol und Wasser aus dem Krackreaktor, wobei eine
Konzentration in der Flüssigkeit im Krackreaktor von weniger als 5% Wasser
und wenigstens 7,5 Gew.-% Säure beibehalten wird;
m) Kondensieren des Krackreaktor-Kopfstroms;
n) Rückführen des kondensierten Krackreaktor-Kopfstroms umfassend Acrylsäure,
n-Butylacrylat, n-Butanol und Wasser zum Veresterungsreaktor;
o) gleichzeitig mit den oben angegebenen Schritten c) bis n) Destillieren einer
verdampften Mischung umfassend Acrylsäure, n-Butylacrylat, n-Butanol und
Wasser aus dem Veresterungsreaktor;
p) Kondensieren der verdampften Mischung, um ein erstes Kondensat zu erhalten,
umfassend eine organische Phase und eine wässerige Phase;
q) Rückführen von 0 bis 30% der organischen Phase zu einem oberhalb des
Veresterungsreaktor angebrachten Abscheider für mitgerissene Flüssigkeiten
(entrainment separator); und
r) Zuführen von 70 bis 100% der organischen Phase und von 50 bis 100% der
wässerigen Phase zu einer Acrylsäuretrennkolonne;
s) Destillieren einer Kopfmischung umfassend ein aceotropes Gemisch von
Butanol, Butylacrylat und Wasser aus der Acrylsäuretrennkolonne bei einem
Druck von 6,26 bis 143,11 (35 bis 800 mm Hg) in wässriger Betriebsart und bei
einem wässerigen Rücklaufverhältnis von 8,5 : 1 bis 17 : 1;
t) Abführen eines acrylsäurereichen Sumpfstroms (bottom stream) von der
Destillationskolonne;
u) Rückführen des acrylsäurereichen Sumpfstroms von der Acrylsäuretrennkolonne
zum Veresterungsreaktor;
v) Kondensieren der Kopfmischung, um ein zweites Kondensat zu erhalten;
w) Trennen des zweiten Kondensats in eine n-Butylacrylat-reiche organische Phase
und eine abgetrennte wässerige Phase; und
x) Entfernen der n-Butylacrylat-reichen organischen Phase, die weniger als 2000
ppm Acrylsäure enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, worin der Säurekatalysator aus der Gruppe
bestehend aus Schwefelsäure, Sulfonsäure und einem starken Ionenaustauschharz ausgewählt
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der gesamte wässerige und organische
Zulauf einem Hydrolysereaktor, der eine vielbödige Reaktionsdestillationskolonne umfasst,
zugeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, worin der gesamte wässerige und organische
Zulauf dem Hydrolysereaktor unter kontinuierlichem Mischen zugeführt wird.
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