DE69717314T2

DE69717314T2 - Verfahren zur raffination von butylacrylat

Info

Publication number: DE69717314T2
Application number: DE69717314T
Authority: DE
Inventors: Fungau Ho; Vivek Julka
Original assignee: Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Current assignee: Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2017-05-28
Also published as: JP3934163B2; EP0984918A1; CN1254331A; KR20010012468A; CN1099405C; KR100462266B1; ATE228109T1; WO1998052904A1; BR9714713A; DE69717314D1; EP0984918B1; JP2002507194A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von n-Butylacrylat durch Veresterung von Acrylsäure mit n-Butanol und auf Verfahren zur Reinigung von Acrylat. Gemäß dieser Erfindung wird eine Splitterdestillationskolonne verwendet, um eine Trennung zwischen (i) niedrigsiedenden Bestandteilen, die Ether, Acetat, Acrylat und Alkohol wie Dibutylether, Butylacetat, Butanol und niedrigsiedende Komponenten enthalten, und (ii) Acrylat und hochsiedenden Bestandteilen vorzunehmen.

Hintergrund der Erfindung

Butylacrylat wird durch die gleichgewichtsbeschränkte Reaktion von Acrylsäure und n-Butanol hergestellt. Die Reaktion wird bei erhöhter Temperatur in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt. Typischerweise wird das Nebenprodukt Wasser im Verlauf der Reaktion entfernt, um die Reaktion mehr in Richtung des Butylacrylatprodukts zu treiben. Bei der Durchführung dieser Reaktion erzeugen Verunreinigungen in den Rohstoffen und Nebenreaktionen Nebenprodukte, die aus dem Butylacrylat entfernt werden müssen.
Herkömmlicherweise wird die Reinigung des butylacrylathaltigen Reaktionsprodukts mittels Destillation durchgeführt. Die Reinigung erfolgt im Allgemeinen in mehreren Destillationskolonnenabschnitten. US-Patent Nr. 4,012,439 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von n-Butylacrylat, das frei von Dibutylether ist. In dem offenbarten Verfahren wird das Veresterungsreaktionsprodukt zu einer ersten Destillationskolonne geschickt. Eine ternäre Mischung, die Butylacrylat, Butanol und Wasser enthält, ist das Destillat. Dieses Destillat wird kondensiert und einer Phasentrennung unterworfen und die organische Phase wird zu einer zweiten Destillationskolonne geschickt, aus welcher ein ternäres Destillat aus Butylacrylat, Butanol und Wasser erhalten wird. Das Sumpfprodukt aus dieser zweiten Destillationskolonne enthält Butanol und Butylacrylat und wird zu einer dritten Destillationskolonne zur Abtrennung des Butanols von dem Butylacrylat geführt.
US-Patent Nr. 4,280,010 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Butylacrylat, in welchem das Reaktionskopfprodukt zu einer Reaktorkolonne geführt wird, wobei das Destillat ein Azeotrop aus Butylacrylat, Butanol und Wasser ist. Ein Rücklauf wird in der Reaktorkolonne verwendet. Der Rest des Destillats wird zu einer Entwässerungskolonne geschickt und das organische Produkt wird weiter destilliert, um ein Butanol/Butylacrylat-Azeotrop, das dem Reaktor wieder zugeführt wird, und einen Butylacrylatstrom, der am Boden der Kolonne erhalten wird, bereitzustellen.
US-Patent Nr. 4,814,493 offenbart eine andere Technik zur Herstellung von Butylacrylat. Das Reaktionskopfprodukt wird zu einer Feindestillationskolonne geführt. Die Feindestillationskolonne stellt einen Seitenstrom von Butylacrylatprodukt, einen Bodenstrom, der dem Reaktor wieder zugeführt wird, und einen Kopfstrom, der zu einer Butanolgewinnungsdestillationskolonne geführt wird, bereit. Das Destillat aus der Butanolgewinnungskolonne wird dem Reaktor wieder zugeführt. Dieses Patent beschreibt auch die Verwendung einer Wärmebehandlungsvorrichtung, die einen Teil der Flüssigkeit aus dem Reaktor aufnimmt. Die Wärmebehandlungsvorrichtung spaltet anscheinend Komponenten, die dann von den hochsiedenden Bestandteilen mittels Destillationskolonne abgetrennt werden und dem Reaktor wieder zugeführt werden können.
Butylacrylat mit hoher Reinheit ist gefragt. Das Verfahren zur Herstellung von Butylacrylat und die Rohstoffquellen für diese Verfahren resultieren in lästigen Auftrennungen. Eine Verunreinigung ist Dibutylether, der einen normalen Siedepunkt innerhalb von 5 bis 10ºC von dem des Butylacrylats aufweist. Diese Verunreinigung kann dem Butylacetat Geruch verleihen. Eine andere Verunreinigung ist Butylacetat, das das Veresterungsprodukt von Essigsäure, einer Verunreinigung in Acrylsäure, ist und auch Butylacetat kann dem Butylacrylat Geruch verleihen.
Verfahren zur Herstellung und Reinigung von Acrylat wie Butylacrylat sind gefragt, die wirtschaftlich, energieeffizient und fähig sind, Acrylat mit verbesserter Reinheit zur Verfügung zu stellen. Weiterhin sind Verfahren gefragt, die die Verwendung von Acrylsäure, die Essigsäure enthält, und Reaktionsbedingungen ermöglichen, die ermöglichen, dass Dibutylether gebildet wird, und die dennnoch ein Butylacetatprodukt bereitstellen, das mit unerwartet hoher Reinheit erhalten werden soll.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Reinigung eines acrylathaltigen Stroms, der Ether, Acetat, hochsiedende Bestandteile und Alkohol enthält, bereit, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
a. Einführen dieses Stroms in eine Splitterdestillationskolonne, um eine Überkopffraktion, die Ether, Acetat, Acrylat und Alkohol enthält, und eine Bodenfraktion, die Acrylat und hochsiedende Bestandteile enthält, bereitzustellen;
b. Entnehmen der Bodenfraktion aus der Splitterdestillationskolonne und
c. Abtrennen der hochsiedenden Bestandteile aus dieser Bodenfraktion. Der acrylathaltige Strom kann zum Beispiel ein butylacrylathaltiger Strom sein, der Butylacrylat, Dibutylether, Dibutylacetat, hochsiedende Bestandteile und Butanol enthält.
Gemäß einem bevorzugten Verfahren dieser Erfindung wird ein flüssiger Strom, der Butylacrylat, Dibutylether, Butylacetat und n-Butanol enthält, in einer Splitterdestillationskolonne aufgetrennt, um eine Kopffraktion, die Dibutylether, Butylacetat und Butanol enthält, und eine Bodenfraktion, die Butylacrylat und hochsiedende Bestandteile enthält, bereitzustellen. Die Kopffraktion enthält typischerweise Butylacrylat neben Dibutylether, Butylacetat und Butanol. Die Bodenfraktion enthält vorzugsweise weniger als 0,2 Gewichtsprozent an gesamtem Dibutylether und Dibutylacetat und weniger als 10% des gesamten Dibutylethers und Butylacetats in dem flüssigen Strom. Die Überkopffraktion aus der Splitterkolonne wird einer weiteren Destillation in Gegenwart von Wasser in einer Butanolgewinnungskolonne unterworfen, um Butanol und Butylacrylat von niedrigsiedenden Bestandteilen, die Dibutylether und Butylacetat enthalten, abzutrennen. Die Bodenfraktion aus der Splitterdestillationskolonne, die hochsiedende Bestandteile und Butylacrylat enthält, kann vorteilhafterweise in einer Butylacrylatdestillationskolonne rektifiziert werden, um hochsiedende Bestandteile von dem Butylacrylat abzutrennen.
In dem Aspekt der Erfindung, der sich auf die Veresterungsverfahren bezieht, werden n-Butanol und Acrylsäure in mindestens einer Reaktionszone Veresterungsreaktionsbedingungen, einschließlich der Gegenwart eines Veresterungskatalysators, ausgesetzt, um Butylacrylat und Wasser ebenso wie Nebenprodukte, einschließlich Butylacetat, hochsiedende Bestandteile und Dibutylether zu erzeugen. Ein gasförmiger Strom, der Wasser, Butanol, Acrylsäure, Butylacrylat, Butylacetat, Dibutylether und hochsiedende Bestandteile enthält, wird von der Reaktionszone entnommen und zu einer Reaktordestillationskolonne überführt. Das Kopfprodukt aus der Reaktordestillationskolonne enthält Wasser, Butanol, Butylacrylat, Butylacetat, Dibutylether und hochsiedende Bestandteile und dieses Überkopfprodukt wird kondensiert und einer Flüssigphasenauftrennung unterworfen, um den Großteil des Wassers zu entfernen, und die resultierende organische Phase ist der flüssige Zufuhrstrom zu der Splitterdestillationskolonne wie oben beschrieben. Die Bodenfraktion aus der Reaktionsdestillationskolonne ist reich an Acrylsäure, wobei mindestens ein Teil derselben mindestens einer Reaktionszone wieder zugeführt wird.
Die Bodenfraktion aus der Splitterdestillationskolonne wird vorteilhafterweise in einer Destillationskolonne rektifiziert, um hochsiedende Bestandteile von dem Butylacrylat abzutrennen. Gewonnenes Butylacrylat hat eine Reinheit von mindestens 99,0 Gewichtsprozent Butylacrylat, weniger als 1000, bevorzugter weniger als 200 und am meisten bevorzugt weniger als 60 Teile pro Million, bezogen auf Gewicht, (ppmw) Dibutylether und vorzugsweise weniger als 500, bevorzugter weniger als 50 ppmw Butylacetat, wobei die Summe von Dibutylether und Butylacetat vorzugsweise weniger als 1500 ppm ausmacht. Bevorzugter hat das gewonnene Butylacrylat eine Reinheit von mindestens 99,5 bevorzugter mindestens 99,8 und am meisten bevorzugt 99,9 Gewichtsprozent Butylacrylat und weniger als 400, und am meisten bevorzugt weniger als 300 ppmw an gesamtem Dibutylether und Butylacetat. Mindestens ein Teil der gewonnenen hochsiedenden Bestandteile kann mindestens einer Veresterungsreaktionszone wieder zugeführt oder einer anderen Reaktionszone zugeführt werden, um die hochsiedenden Bestandteile zu spalten und Butanol und Acrylsäure zu regenerieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Butylacrylat aus Acrylsäure und Butanol gemäß dieser Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Butylacrylat wird durch die gleichgewichtsbeschränkte Flüssigphasenreaktion von n-Butanol und Acrylsäure erzeugt. Die Reaktion kann als ein absatzweises Verfahren durchgeführt werden, wird aber vorzugsweise als ein kontinuierliches Verfahren durchgeführt, in welchem die Reaktanten und irgendwelche Hilfsmittel wie Katalysatoren, Inhibitoren und Lösungsmittel einer oder mehreren Reaktionszonen periodisch oder ununterbrochen zugeführt werden und Produkte periodisch oder ununterbrochen daraus abgeführt werden.
Die Reaktion wird typischerweise bei Temperaturen innerhalb des Bereichs von 70ºC bis 170ºC, typischerweise im Bereich von 80ºC bis 150ºC und am meisten bevorzugt im Bereich von 90 bis 140ºC durchgeführt, aber unterhalb einer Temperatur, die übermäßige Zersetzung der Reaktanten oder des Butylacrylats bewirkt, und einer Temperatur, die die Bildung von Polymer durch Reaktion der ungesättigten Einheit in Acrylsäure bewirkt.
Der Druck, bei welchem die Reaktion durchgeführt wird, variiert ebenso breit. Typischerweise reichen Reaktionszonendrücke von subatmosphärisch bis superatmosphärisch, z. B. von 1 kPa bis 500 kPa (0,01 bis 5 bar), häufiger von 10 bis 200 kPa (1 bis 2 bar) und am häufigsten von 10 kPa bis 150 kPa absolut (0,1 bis 1,5 bar absolut).
Katalysatoren, die für die Reaktion angemessen sind, können verwendet werden und können heterogen oder homogen sein. Katalysatoren umfassen Säuren wie Schwefelsäure, Sulfonsäuren und Ionenaustauschharze mit saurer Funktionalität. Die Katalysatormenge kann breit variieren und liegt oft im Bereich von 0,001 bis 20 Gewichtsprozent des flüssigen Lösemittels.
Die Reaktion kann in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt werden oder ein oder mehrere der Reaktanten, Produkte, Nebenprodukte und Nebenreaktionsprodukte können das flüssige Medium für die Reaktion ausmachen. Wo ein Lösungsmittel verwendet wird, ist es vorzugsweise im Wesentlichen inert und ist im Wesentlichen unter Reaktionsbedingungen nicht flüchtig. Andere Hilfsmittel wie Antioxidantien, Stabilisatoren, Puffer und ähnliche können in den flüssigen Reaktionsmedien enthalten sein.
Die relativen Mengen der Reaktanten, die der Reaktionszone zugeführt werden, können auch breit variieren und werden oft auf Basis wirtschaftlicher Faktoren ausgewählt. Typischerweise werden Reaktanten als Frischzufuhr und Kreislaufzufuhr zugeführt. Im Allgemeinen werden frisch zugeführtes Butanol und Acrylsäure in einem etwa stoichiometrischen Verhältnis zur Herstellung des gewünschten Produkts, plus irgendwelcher zusätzlichen Mengen, die benötigt werden, um Verluste durch Nebenreaktionen auszugleichen, zugeführt. Oft ist das Molverhältnis des Butanols zu Acrylsäure zwischen 0,8 : 1 bis 1,2 : 1. Am meisten bevorzugt werden so viel wie 90% der Frischzufuhr in der Reaktionszone verbraucht. Es ist selbstverständlich, dass die Mengen der Reaktanten und ihre relativen Konzentrationen in der Reaktionszone infolge der Kreislaufführung von nicht umgesetzten Reaktanten unterschiedlich zu denen der Frischzufuhr sein können, wobei das Molverhältnis von Butanol zu Acrylsäure von 0,5 : 1 bis 5 : 1 und am meisten bevorzugt von 0,9 : 1 bis 1,5 : 1 reicht.
Das Veresterungsverfahren dieser Erfindung wird in mindestens einer Flüssigphasenreaktionszone durchgeführt. Mehr als eine Reaktionszone oder Reaktionsstufe können verwendet werden. Wenn mehr als eine Reaktionszone verwendet wird, kann das Reaktionslösemittel in jeder Reaktionszone gleich oder unterschiedlich sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Umsetzung des Butanols und der Acrylsäure zu Butylacrylat in einem einzigen Reaktor. Das in dem Reaktor erzeugte Butylacrylat kann als ein flüssiger Produktstrom von dem Reaktionslösemittel abgezogen werden oder als ein gasförmiges Produkt abgeführt werden. Wenn der Produktstrom von dem Reaktionslösemittel als Flüssigkeit abgezogen wird, sollten die Bedingungen der Reaktionszone so sein, dass das theoretische Dampf-Flüssigkeit-Gleichgewicht gewährleistet, dass mindestens 50, vorzugsweise mindestens 70, und bevorzugter mindestens 80% des Butylacrylats, das in dem Reaktionsgefäß enthalten ist, in der flüssigen Phase vorliegen. Die Temperatur und der Druck sollten auch ausreichend sein, um das Wasser in die Gasphase zu treiben, so dass Gase, die aus der Reaktionszone abgeführt werden, eine azeotrope Mischung sein werden. Oft ist das Dampf-Flüssigkeit-Gleichgewicht für die Reaktanten unter den Bedingungen der Reaktionszone, einschließlich solcher, die Azeotropbildung fördern, so, dass mindestens 50, vorzugsweise mindestens 70% des Reaktanten, der in dem Reaktionsgefäß enthalten ist, in der flüssigen Phase vorliegen. Wenn gewählt wird, den Produktstrom als einen gasförmigen Abfluss aus der Reaktionszone zu nehmen, sollten die Bedingungen der Reaktionszone so sein, dass das theoretische Dampf-Flüssigkeit-Gleichgewicht gewährleistet, dass mindestens 40, vorzugsweise mindestens 50 und bevorzugter mindestens 60% des Butylacrylats, das in dem Gefäß enthalten ist, in der Dampfphase vorliegen.
Unabhängig davon, wie der Produktstrom aus der Reaktionszone entnommen wird, wird er Butanol, Acrylsäure, Butylacrylat und Wasser und Verunreinigungen wie hochsiedende Bestandteile, Dibutylether und Butylacetat enthalten.
In einem Ein-Reaktor-Verfahren wird eine azeotrope Mischung in einer Flüssigphasenproduktherstellung erzeugt und das Entnahmesystem wird aus dem Reaktor entfernt und typischerweise einer Flüssigphasenauftrennung unterworfen, um das Wasser zu entfernen, wobei mindestens ein Teil der organischen Flüssigkeit, die nicht umgesetzte Reaktanten enthält, dem Reaktor wieder zugeführt wird. Unter Reaktionsbedingungen, bei denen das Produkt in der Gasphase entnommen wird, wird der gasförmige Produktstrom, der aus dem Reaktor entnommen wird, Destillation unterworfen, um Reaktanten wieder der Reaktionszone zuzuführen. Das Kopfprodukt aus der Destillationskolonne wird einer Kondensation und Flüssigphasenauftrennung unterworfen, um das Wasser zu entfernen, und ein Teil der Flüssigkeit wird der Destillationskolonne als Rücklauf wieder zugeführt und die verbleibende organische Phase wird gereinigt.
In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens werden aufeinanderfolgende Reaktionszonen eingesetzt. In dieser Ausführungsform wird Flüssigkeit aus einer ersten Reaktionszone abgezogen, wobei die Flüssigkeit Produkt, Nebenprodukt und nicht umgesetzte Reaktanten enthält. Während in vielen Fällen im Wesentlichen die gesamte Flüssigkeit, die von der ersten Reaktionszone abgeführt wird, einer zweiten Reaktionszone zugeführt wird, umfasst das breite Konzept die Verwendung eines Teils des flüssigen Stroms in anderer Verarbeitung. In jedem Fall kann die zweite Reaktionszone mit zusätzlichem Reaktant als eine Frischzufuhr oder über einen Kreislaufstrom versorgt werden. Ebenso kann ein dazwischenliegender Auftrennschritt verwendet werden, um Produkt und/oder Nebenprodukt von der Flüssigkeit abzutrennen. Die Auftrennung kann einfach eine Flüssigphasenauftrennung sein, um z. B. Wasser über einen Flash- oder Destillationseinheitenbetrieb oder Nebenprodukt oder Produkt über eine Membranabtrennung oder ein Sorptionsverfahren abzutrennen.
Aufeinanderfolgende Reaktorzonen gewähren Prozessflexibilität. Zum Beispiel muss kein Überkopfstrom aus der ersten Reaktionszone entfernt werden. Somit kann ein Reaktor mit Pfropfenströmung verwendet werden, falls gewünscht. Im Allgemeinen ist die Verweilzeit des flüssigen Lösemittels in den ersten Reaktionszone ausreichend, um Butylacrylat in einer Konzentration bis zu innerhalb von 50, typischerweise innerhalb von 70 und manchmal mindestens 90 oder 95% der theoretischen Gleichgewichtskonzentration von Butylacrylat in dem Reaktionslösemittel unter den Bedingungen der Reaktion (für gegebene Reaktantenkonzentration) zu erzeugen. Da es nicht notwendig ist, dass ein Überkopfstrom genommen wird, können Einsparungen bei der Apparatur und Energieeinsparungen erreicht werden. Die Reaktion kann in der zweiten Reaktionszone weitergeführt werden, um die gewünschte Menge an Umsatz zu erreichen. Vorteilhafterweise werden mindestens 50, vorzugsweise mindestens 70 und am meisten bevorzugt zwischen 75 und 90% der Gesamtmenge von Butylacrylat, das in dem Verfahren erzeugt wird, in der ersten Reaktionszone erzeugt.
Oft wird die erste Reaktionszone so betrieben, dass eine Menge äquivalent zu mindestens 50, vorzugsweise mindestens 70 und am meisten bevorzugt zwischen 75 und 90% der Frischzufuhr von mindestens einem, am meisten bevorzugt von beiden Reaktanten in der ersten Reaktionszone verbraucht wird.
Die Bedingungen der zweiten Reaktionszone werden so beibehalten, dass das Butylacrylatprodukt verdampft wird. Die Bedingungen können eine Temperatur und einen Druck umfassen, so dass das Produkt sehr rasch in die Gasphase verdampft. Vorzugsweise ist das Dampf-Flüssigkeit-Gleichgewicht für Butylacrylat unter den Bedingungen der zweiten Reaktionszone, einschließlich Azeotropbildung, so, dass sich weniger als 50, vorzugsweise weniger als 30% des Butylacrylats, das in dem Reaktionsgefäß enthalten ist, in der flüssigen Phase befinden. Ebenso ist das Dampf- Flüssigkeit-Gleichgewicht für Butanol und Acrylsäure unter den Bedingungen der zweiten Reaktionszone, einschließlich Azeotropbildung, vorzugsweise so, dass weniger als 50 und in einigen Fällen weniger als 30% von mindestens einem der Reaktanten, die in dem Reaktionsgefäß enthalten sind, in der flüssigen Phase vorliegen.
Oft befindet sich die zweite Reaktionszone bei Temperaturen innerhalb des Bereichs von 80 bis 170ºC, typischer innerhalb des Bereichs von 90 bis 150ºC, aber unterhalb einer Temperatur, die übermäßige Zersetzung der Reaktanten unter des Butylacrylats bewirkt. Vorzugsweise ist die Temperatur des flüssigen Lösemittels in der zweiten Reaktionszone gleich oder höher, z. B. 0 bis 15ºC höher als die Temperatur des Lösemittels der zweiten Reaktionszone. Der Druck in der zweiten Reaktionszone kann auch breit variieren. Typischerweise reichen Drücke von subatmosphärisch bis superatmosphärisch, z. B. von 1 kPa bis 500 kPa (0,01 bis 5 bar), am häufigsten von 10 kPa bis 150 kPa (0,1 bis 1,5 bar) absolut. Oft ist der Druck in der zweiten Reaktionszone gleich oder unterhalb des Drucks in der ersten Reaktionszone, z. B. 0 kPa bis 90 kPa (0 bis 0,9 bar) unterhalb des Drucks in der ersten Reaktionszone.
Die Reaktion in der zweiten Reaktionszone wird in Gegenwart einer Flüssigkeit durchgeführt, die mindestens eines aus Butanol, Acrylsäure, hochsiedenden Bestandteilen und einer anderen flüssigen Komponente, z. B. ein Lösungsmittel, enthält. Das Reaktionslösemittel in der ersten Reaktionszone und in der zweiten Reaktionszone können gleich oder unterschiedlich sein. Wo ein Lösungsmittel verwendet ist, ist es vorzugsweise im Wesentlichen inert und im Wesentlichen unter Reaktionsbedingungen nicht flüchtig. Selbst wenn Butanol und Acrylsäure verdampft werden werden, werden die Reaktanten in der Flüssigkeit der zweiten Reaktionszone für eine Zeit gehalten, die ausreichend ist, um Butylacrylat herzustellen. Ein Gas wird aus dem zweiten Reaktor abgezogen und enthält Butanol, Acrylsäure, Butylacrylat, Wasser und Verunreinigungen wie hochsiedende Bestandteile, Dibutylether und Butylacetat.
Katalysatoren, die für die Gleichgewichtsreaktion geeignet sind, können in der zweiten Reaktionszone verwendet werden und können der gleiche oder ein unterschiedlicher Katalysator sein, der in der ersten Reaktionszone verwendet wird. Vorteilhafterweise kann der Katalysator in der ersten Reaktionszone, wenn er ein homogener Katalysator oder ein aufgeschlämmter heterogener Katalysator ist, zusammen mit der Flüssigkeit in die zweite Reaktionszone geführt werden. Alternativ ermöglicht die Verwendung eines heterogenen stationären Katalysators in der ersten Reaktionszone, dass ein unterschiedlicher Katalysator in der zweiten Reaktionszone verwendet wird.
Hochsiedende Bestandteile werden durch eine Michael-Reaktion und wie durch die folgende Gleichung dargestellt gebildet:
Acrylsäure + Butanol + Butylacrylat hochsiedende Bestandteile
Das Produkt aus hochsiedenden Bestandteilen (einschließlich Dimer) ist typischerweise ein Gleichgewichtsprodukt. Die hochsiedenden Bestandteile können einen wesentlichen Teil des flüssigen Lösemittels ausmachen, z. B. mindestens 10, typischer 20 bis 90 oder mehr Gewichtsprozent des Lösemittels. In solch einer Ausführungsform können Acrylsäure und Butanol als eine Bodenfraktion gewonnen werden und mindestens ein Teil der Bodenfraktion kann mindestens einer von der ersten und zweiten Reaktionszone wieder zugeführt werden. Vorteilhafterweise kann die zweite Reaktionszone unter Bedingungen betrieben werden, die zur Spaltung der hochsiedenden Bestandteile günstig sind.
Gemäß dieser Erfindung wird der Rohbutylacrylatstrom, der aus der Reaktionszone abgezogen wird, und typischerweise Dibutylether, Butylacetat, Butanol, Wasser und hochsiedende Bestandteile enthält, durch Destillation in einer Splitterdestillationskolonne gereinigt, die eine Überkopffraktion, die Dibutylether, Butylacetat und Butanol enthält, und eine Bodenfraktion, die Butylacrylat, hochsiedende Bestandteile und vorzugsweise weniger als 1.000 ppmw an gesamtem Butylacetat und Dibutylether enthält, erzeugt.
Die tatsächliche Zusammensetzung des Butylacrylatrohstroms hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Zum Beispiel hängt die Zusammensetzung des Rohbutylacrylatstroms teilweise von der Zusammensetzung der Reaktanten ab. Verunreinigungen in den Zufuhren werden auch die Zusammensetzung beeinflussen; z. B. ist Essigsäure oft eine Verunreinigung in Acrylsäure und Butylacetat wird in der Reaktionszone erzeugt werden. Vorteilhafterweise ermöglichen die Verfahren dieser Erfindung, falls gewünscht, dass eine gemischte Zufuhr aus Essigsäure und Acrylsäure verwendet wird, um Butylacetat und Butylacrylat, beides wertvolle Produkte, mit zu erzeugen. Weiterhin beeinflusst die Zusammensetzung, ob der Rohstrom als ein gasförmiger Abfluss gewonnen wird. Weiterhin beeinflussen Katalysatoren und andere Hilfsmittel auch die Zusammensetzung. Im Allgemeinen wird der Rohstrom oft aus den in Tabelle 1 unten aufgeführten Bestandteilen bestehen: Tabelle 1
Der Rohstrom wird im Allgemeinen insgesamt mindestens 0,05 Gewichtsprozent an gesamtem Butylacetat und Dibutylether enthalten und wird oft mindestens 0,1 bis zu 55 Gewichtsprozent an gesamtem Butylacetat und Dibutylether enthalten.
Wenn Wasser vorhanden ist, um Azetrope zu bilden, wie es üblicherweise und vorzugsweise der Fall ist, wird der Rohstrom tatsächlich aus einer breiten Vielzahl von Bestandteilen bestehen, einschließlich verschiedener Azeotrope, die ein oder mehrere der oben erwähnten Komponenten enthalten. Tabelle 2 unten fasst die Hauptkomponenten, einschließlich Azeotrope, zusammen, die in dem Rohstrom vorhanden sein können, der der Splitterdestillationskolonne zugeführt wird. Tabelle 2
BuOH = Butanol
BuAc = Butylacetat
BE = Dibutylether
BA = Butylacrylat
Die Zahl der theoretischen Böden in der Splitterdestillationskolonne wird in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Rohstroms und der gewünschten Konzentration des Butylacrylats in dem Bodenstrom variieren. Zum Beispiel erfordert die Abtrennung von Butylacrylat aus gebildeten Azeotropen aus Butylacetat und Dibutylether weniger theoretische Böden als für die Abtrennung von Butylacrylat von Butylacetat und Dibutylether benötigt werden. Im Allgemeinen wird die Splitterkolonne mindestens 10 bis 12 theoretische Böden, typischer zwischen 15 und 30 theoretische Böden aufweisen. Die Anzahl der theoretischen Böden ist vorzugsweise ausreichend, um eine Bodenfraktion bereitzustellen, die weniger als 1.500, vorzugsweise weniger als 500 ppmw an gesamtem Butylacetat und Dibutylether enthält. Der Punkt der Zufuhr zu der Splitterkolonne wird auch von der Rohstromzusammensetzung abhängen. Für Ströme, die direkt aus der Veresterungsreaktionszone zugeführt werden, findet die Zufuhr zu der Splitterkolonne häufig an einem Punkt statt, der erlaubt, dass mindestens 5 theoretische Böden unterhalb des Zufuhrpunkts existieren. Die Splitterkolonne kann irgendeine geeignete Bauweise aufweisen, einschließlich Böden, Füllkörper oder einer Kombination von Böden und Füllkörpern. Die Splitterkolonne wird im Allgemeinen mit einem Rücklaufverhältnis von zwischen 1 und 50 betrieben. Das Rücklaufverhältnis wird im Allgemeinen auf Grundlage der Zusammensetzung des Rohstroms und der gewünschten Trennung ausgewählt.
Die Temperatur und der Druck der Splitterdestillationskolonne werden auch von der gefragten Trennung abhängen. Oft wird die Splitterkolonne bei Subatmosphärendruck betrieben, so dass die Trennung bei Temperaturen unterhalb derer bewirkt werden kann, die in einer Vernetzung oder in Nebenreaktionen irgendeiner der Komponenten in dem Zufuhrstrom resultieren. Der Druck am Boden der Splitterkolonne reicht typischerweise von 1 kPa bis 110 kPa (0,01 bis 1,1 bar), vorzugsweise von 10 bis 80 kPa (0,1 bis 0,8 bar absolut). Die Temperatur am Boden der Splitterkolonne liegt im Allgemeinen im Bereich von 80 bis 150ºC, vorzugsweise von 90 bis 130ºC. Der Druck am Kopf der Splitterkolonne liegt typischerweise zwischen 1 und 80 kPa (0,01 und 0,8 bar), typischerweise 5 bis 60 kPa (0,05 bis 0,6 bar) unterhalb des Druckes am Boden der Splitterkolonne. Die Temperatur am Kopf der Splitterkolonne beträgt im Allgemeinen 40 bis 110ºC, vorzugsweise 50 bis 100ºC.
In bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung ist Wasser in der Kolonne vorhanden. Im Allgemeinen ist ausreichend Wasser vorhanden, um Azeotrope mit mindestens 70, vorzugsweise im Wesentlichen 100% des gesamten Butylacetats und Dibutylethers in dem Rohstoffstrom zu bilden. Oft ist das Wasser in etwa als Sättigungskonzentration in dem Rohstrom vorhanden. Wasser kann der Kolonne zugegeben werden, um die Bildung irgendwelcher gewünschten Azeotrope zu fördern, um die destillative Auftrennung zu bewirken. Wo Wasser vorhanden ist, kann die Verwendung eines Dekantierapparates, um das Überkopfprodukt zu behandeln, erwünscht sein. Die organische Phase kann verwendet werden, um Rücklauf zu gewährleisten und wässrige Fraktion kann verworfen werden. Alternativ kann mindestens ein Teil der wässrigen Phase in der Splitterkolonne oder in der Butanolgewinnungskolonne verwendet werden, um gewünschte Ahzeotropbildung zu fördern.
Die Zusammensetzung der Bodenfraktion aus der Splitterdestillationskolonne ist oft wie in Tabelle 3 unten ausgeführt: Tabelle 3
Die Zusammensetzung der Überkopffraktion aus der Splitterdestillationskolonne wird typischerweise aus den Komponenten gebildet, die in Tabelle 4 unten angegeben sind: Tabelle 4
Dibutylether und Butylacetat insgesamt in der Überkopffraktion betragen im Allgemeinen mindestens 100 ppmw und liegen oft im Bereich von etwa 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 8 Gewichtsprozent der Überkopffraktion.
Die Überkopffraktion wird typischerweise einer weiteren Destillation in einer Butanolgewinnungskolonne unterworfen. Vorteilhafterweise ist das gewonnene Butanol im Wesentlichen frei von Dibutylether und Butylacetat, so dass es günstigerweise einer Veresterungsreaktionszone wieder zugeführt wird. Die Butanolgewinnungskolonne wird in Gegenwart von Wasser betrieben, um Azeotrope zu bilden, so dass Butanol als ein Bodenstrom gewonnen wird. Die vorhandene Wassermenge sollte ausreichend sein, so dass mindestens 70, am meisten bevorzugt im Wesentlichen 100% des gesamten Butylacetats und Dibutylethers ein Azeotrop bilden. Die Zahl der theoretischen Böden in der Butanolgewinnungskolonne wird in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Teils des Überkopfstroms aus der Splitterkolonne, der zu der Butanolgewinnungskolonne geführt wird, und der gewünschten Reinheit des Butanols variieren. Im Allgemeinen wird die Butanolgewinnungskolonne mindestens 5 theoretische Böden, vorzugsweise zwischen 7 und 20 theoretische Böden aufweisen. Die Anzahl der theoretischen Böden ist vorzugsweise ausreichend, um eine Bodenfraktion bereitzustellen, die weniger als 5.000, bevorzugter weniger als 3.000 ppmw an gesamtem Dibutylether und Dibutylacetat enthält. Häufig werden 2 bis 16 theoretische Böden unterhalb des Zufuhrpunkts zu der Butanolgewinnungskolonne bereitgestellt. Die Butanolgewinnungskolonne kann irgendeine geeignete Bauart, einschließlich Böden, Füllkörper oder einer Kombination von Böden und Füllkörpern, aufweisen. Die Butanolgewinnungskolonne wird im Allgemeinen mit einem Rücklaufverhältnis von zwischen 1 und 60 betrieben. Die Temperatur und der Druck der Kolonne werden von der gefragten Auftrennung abhängen. Oft wird die Kolonne bei Subatmosphärendruck betrieben, so dass die Auftrennung bei Temperaturen unterhalb derer bewirkt werden kann, die in einer Zersetzung oder in Nebenreaktionen von irgendeiner der Komponenten in dem Zufuhrstrom resultieren können. Der Druck am Boden der Kolonne reicht typischerweise von 1 bis 110 kPa (0,01 bis 1,1 bar), vorzugsweise von 10 bis 80 kPa (0,1 bis 0,8 bar absolut). Die Temperatur am Boden der Butanolgewinnungskolonne liegt im Allgemeinen innerhalb des Bereichs von 50 bis 120ºC, vorzugsweise 60 bis 100ºC.
Die Zusammensetzung der Bodenfraktion aus der Butanolgewinnungskolonne ist oft wie in Tabelle 5 unten ausgeführt: Tabelle 5
Die Zusammensetzung der Überkopffraktion aus der Butanolgewinnungskolonne wird typischerweise aus den Komponenten, die in Tabelle 6 unten genannt sind, gebildet: Tabelle 6
Butylacetat und Dibutylether insgesamt in der Überkopffraktion aus der Butanolgewinnungskolonne sind oft mindestens 5 und können bis zu 80 Gewichtsprozent der Überkopffraktion ausmachen. Da Wasser in dem Destillationsverfahren verwendet wird, wird das Kopfprodukt aus der Butanolgewinnungskolonne oft einer Phasenauftrennung unterworfen. Die organische Phase kann verwendet werden, um Rücklauf zu gewährleisten, und die wässrige Fraktion kann verworfen werden. Alternativ kann mindestens ein Teil der wässrigen Fraktion der Butanolgewinnungskolonne wieder zugeführt werden, um die gewünschte Azeotropbildung zu fördern.
Die Bodenfraktion aus der Splitterdestillationskolonne enthält Butylacrylat und hochsiedende Bestandteile. Diese Bodenfraktion kann annehmbar sein so wie sie ist oder sie kann weiter verarbeitet werden, z. B. in einer Butylacrylattrennkolonne, um die hochsiedenden Bestandteile zu entfernen. Diese Trennung kann eine Entspannungstrennung sein, in welcher ein Butylacrylatstrom über Kopf genommen wird, oder sie kann eine Destillation sein. Im Allgemeinen wird die Butylacrylattrennkolonne mindestens 2 theoretische, typischerweise 3 bis 10 theoretische Böden aufweisen. Die Butylacrylattrennkolonne kann irgendeine geeignete Bauweise, einschließlich Böden, Füllkörper oder einer Kombination aus Böden und Füllkörpern, aufweisen. Die Butylacrylattrennkolonne wird im Allgemeinen mit einem Rücklaufverhältnis zwischen 0,05 und 10 betrieben. Die Temperatur und der Druck der Kolonne werden von der gefragten Trennung abhängen. Oft wird die Trennkolonne bei subatmosphärischem Druck betrieben, so dass die Trennung bei Temperaturen unterhalb derer bewirkt werden kann, die in Zersetzung oder Nebenreaktionen von irgendeiner der Komponenten in dem Zufuhrstrom resultieren. Der Druck am Boden der Trennkolonne reicht typischerweise von 1 bis 110 kPa (0,1 bis 1,1 bar), vorzugsweise von 2 bis 80 kPa, absolut (0,02 bis 0,8 bar, absolut). Die Temperatur am Grund der Butylacrylatkolonne liegt im Allgemeinen innerhalb des Bereichs von 60 bis 170ºC, vorzugsweise 70 bis 150ºC.
Die Zusammensetzung der Bodenfraktion aus der Butylacrylattrennkolonne ist oft wie in Tabelle 7 unten ausgeführt: Tabelle 7
Die Zusammensetzung der Überkopffraktion aus der Butylacrylattrennkolonne ist typischerweise wie in Tabelle 8 unten dargestellt: Tabelle 8
In einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung wird mindestens ein Teil der Bodenfraktion aus der Butylacrylattrennkolonne einem Reaktor zugeführt, der unter Crackbedingungen betrieben wird, um Acrylsäure und Butanol zu gewinnen. Wie zuvor offenbart, können die Verfahren, die aufeinanderfolgende Reaktoren verwenden, so betrieben werden, dass sich die zweite Reaktionszone bei eine Temperatur befindet und hochsiedende Bestandteile in ausreichender Konzentration enthält, so dass die Spaltungen der hochsiedenden Bestandteile erleichtert wird.
Obwohl die vorstehende Diskussion auf eine Splitterdestillationskolonne in Kombination mit einer Butanolgewinnungskolonne und einer Butylacrylattrennkolonne bezogen war, umfasst diese Erfindung die Verwendung einer einzelnen Splitterdestillationskolonne mit einer Vielzahl von Rücklauf- und Entnahmestellen, um die Trennungen zu erreichen, die durch die Gewinnungs- und Trennkolonnen bewirkt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Verfahren dieser Erfindung wird mit Bezugnahme auf Fig. 1 weiter beschrieben. In dieser Ausführungsform wird die Veresterung von Acrylsäure mit n-Butanol in Gegenwart eines homogenen sauren Katalysators, um Butylacrylat herzustellen, in aufeinanderfolgenden Reaktionszonen bewirkt.
Frische Acrylsäure und Butanol werden einem ersten Reaktor 100 in etwa äquimolaren Mengen zugeführt. Die Acrylsäure und das Butanol, die dem Reaktor 100 zugeführt werden, haben typischerweise Standardreinheiten. Als ein Ergebnis der Verfahren der vorliegenden Erfindung jedoch werden höhere Konzentrationen von typischen Verunreinigungen in dem Acrylsäurestrom besser toleriert. Zum Beispiel kann die Acrylsäurezufuhr zu Reaktor 100 bis zu 0,2 oder mehr Gewichtsprozent Essigsäure enthalten, da die Essigsäure mit dem Butanol reagieren kann, um Butylacetat zu bilden, eine niedrigsiedende Komponente, die ohne weiteres durch Anwendung der vorliegenden Erfindung entfernt werden kann. Andere Verunreinigungen, wie Acrylsäuredimer, die üblicherweise in der Acrylsäurezufuhr vorhanden sind, werden auch toleriert: Dimer z. B. wird ohne weiteres durch den Hochtemperaturvorgang des zweiten Reaktors 200, wie unten diskutiert, aufgespalten. Ähnlich ist es als ein Ergebnis des einzigartigen Reinigungsschemas möglich, leicht Dibutylether, die Hauptverunreinigung in Butanol, zu entfernen, was die Verwendung einer Butanolzufuhr in niedrigerer Reinheitsstufe erlaubt. Die Möglichkeit, einen breiteren Bereich von Säure und Alkohol zu verwenden, führt zu wesentlichen wirtschaftlichen Einsparungen.
Das Molverhältnis von Butanol : Acrylsäure der Frischzufuhr zu Reaktor 100 ist etwa äquimolar (1 : 1).
Die Reaktion wird in Gegenwart eines sauren Katalysators durchgeführt. Beispiele umfassen Schwefelsäure, Phosphorsäure und Harze, die saure funktionelle Gruppen enthalten. Vorzugsweise ist der Katalysator eine langkettige Alkylbenzolsulfonsäure wie Dodecylbenzolsulfonsäure (DBSA). DBSA-Katalysator und Variationen desselben sind in US-Patent Nr. 5,231,222 beschrieben. Relativ zu anderen Katalysatoren erzeugt DBSA wesentlich weniger Dibutylether und hochsiedende Bestandteile während der Veresterung von Acrylsäure mit Butanol; somit werden als ein Ergebnis der geringeren Bildung von Dibutylether und hochsiedenden Bestandteilen höhere Effizienzen mit DBSA erreicht. DBSA ist jedoch ein homogener Katalysator; somit ist er einem Mitschleppen ausgesetzt. Nichtsdestotrotz wird die Reaktion unter Verwendung von DBSA durchgeführt, da, im Unterschied zu üblichen Verfahren, die DBSA einsetzen, die Katalysatorrückgewinnungsschritte erfordern würden, in den vorliegenden Verfahren DBSA einfach über Leitungen 1 und 9 zwischen Reaktoren 100 und 200 im Kreislauf geführt wird. Die Reaktoren 100 und 200 und Versorgungsleitungen 1 und 9 sind aus Materialien konstruiert, die gegenüber Korrosion durch den sauren Katalysator resistent sind.
Die Katalysatorkonzentration kann über einen breiten Bereich variieren. In Reaktor 100 kann das DBSA von 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gewichtsprozent des flüssigen Lösemittels variieren. Da DBSA viskos ist, wird die Katalysatorzusammensetzung Reaktor 100 oder 200 als eine Lösung des Katalysators mit Acrylsäure, Butanol, Kreislaufflüssigkeit oder irgendeinem anderen Reaktorzufuhrstrom zur Verfügung gestellt.
Reaktor 100 wird mit Inhibitoren beliefert. Die Inhibitoren umfassen Phenothiazin (PZ), Hydrochinon (HQ) und Monomethylether von Hydrochinon (MEHQ). Es wird allgemein akzeptiert, dass Polymerbildung in Bereichen auftritt, wo die Temperatur hoch ist, so wie in dem Reaktor und in Destillationskolonnen oder in solchen Bereichen, wo Dampf an kalten Oberflächen kondensiert. PZ wird in organischen Strömen und HQ und/oder MEHQ in Wasserströmen eingesetzt. Die Menge an Inhibitoren, die verwendet wird, hängt von dem Verfahren ab. Die chemischen Inhibitoren in Reaktor 100 werden 50 bis 10.000, z. B. 500 ppmw, bezogen auf Gewicht, basierend auf dem Gewicht des flüssigen Lösemittels, sein.
Neben den chemischen Inhibitoren wird dem Reaktor 100 Sauerstoff zugegeben, um die Hemmung der Polymerbildung zu verstärken. Die Verwendung von Sauerstoff ist in der Technik wohlbekannt. Der Sauerstoff kann als reiner Sauerstoff oder als eine Mischung mit einem Inertgas oder vorzugsweise als Luft zugegeben werden. Der Sauerstoff wird durch eine Luftsprühvorrichtung, die am Boden des Reaktors zur Verfügung steht (nicht gezeigt) bereitgestellt.
Reaktor 100 ist ein Reaktor des Kesseltyps für die Reaktion von Acrylsäure mit Butanol und zur Entfernung von Wasser, um das Gleichgewicht zu Acrylat zu treiben. Ein Umsatz von 80 bis 85% ist erwünscht. Ein Teil der Flüssigkeit des Reaktors 100 wird zu einem Erhitzer 110 geführt, um die Temperatur der Flüssigkeit zu erhöhen. Erhitzer 110 ist ein konventionelles Röhre-in-Ummantelung-Gefäß. Die Umwälzgeschwindigkeit muss sicherstellen, dass die Inhalte des Reaktors gut gerührt werden und einheitlicher erhitzt werden. Alternativ könnte ein ummantelnder Reaktor, der gestaltet ist, um die benötigte Wärme zu erzeugen, und mit mechanischen Rührern ausgerüstet ist, anstelle des Kesselreaktors und des Erhitzers verwendet werden.
Die Temperatur in Reaktor 100 kann von 80 bis 170ºC reichen, es ist aber am meisten bevorzugt, die Temperatur innerhalb des Bereichs von 120 bis 130ºC zu halten. Der Rücklaufstrom aus Erhitzer 110 ist deshalb bei einer 5 bis 10º höheren Temperatur. Die mittlere Verweilzeit in Reaktor 100 beträgt 2 bis 3 Stunden. Der Druck in Reaktor 100 wird etwa bei Atmosphärendruck gehalten.
Die Veresterungsreaktion erzeugt Wasser, das über Kopf entfernt wird und dem Boden einer Destillationskolonne 120 zugeführt wird. Wie zuvor angegeben, treibt die Entfernung von Wasser die Reaktion in Richtung Butylacrylat. Die Destillationskolonne 120 kann am oberen Teil des Reaktors angebracht sein. Kolonne 120 hat eine übliche technische Bauweise und kann Böden oder Füllkörper verwenden. Um an irgendein Mitschleppen des DBSA-Katalysators angepasst zu sein, kann es notwendig sein, dass die Böden aus einem Metall konstruiert sind, das hochkorrosive Flüssigkeit aushalten kann. Um Polymerisation und andere blockierende Reaktionen in der Destillationskolonne 120 zu verhindern, werden übliche Inhibitoren wie Hydrochinon und Phenothiazin überall in Kolonne 120 eingeführt, mit Butanol oder irgendeiner anderen Verfahrensflüssigkeit verdünnt.
Das Kopfprodukt aus der Destillationskolonne 120 wird über Leitung 11 entnommen und einem Kühler/Abscheider 130 zugeführt. In Kühler/Abscheider 130 wird der Dampf kondensiert und die Flüssigkeit wird phasengetrennt, wobei die organische Phase wieder zur Destillationskolonne 120 zurückgeführt wird und die wässrige Phase über Leitung 120 zur Entsorgung oder zu einer anderen Kolonne (nicht gezeigt) geschickt wird, um verbleibende organische Bestandteile aus der wässrigen Phase zu entfernen.
Das flüssige Reaktionslösemittel aus Reaktor 110 wird über Leitung 1 Reaktor 200 zugeführt. Reaktor 200 ist ein Standardkesselreaktor, der mit einer Luftsprühvorrichtung (nicht gezeigt) ausgestattet ist. Ein Teil der Flüssigkeit in Reaktor 200 wird zu Erhitzer 210 geführt, um die Temperatur der Flüssigkeit zu erhöhen. Der Erhitzer 210 ist ein konventionelles Röhre-in-Ummantelung-Gefäß. Die Umwälzgeschwindigkeit muss sicherstellen, dass die Inhalte des Reaktors gut gerührt werden und bei der gewünschten Temperatur gehalten werden.
Die Betriebstemperatur in Reaktor 200 ist höher als in Reaktor 100 und der bevorzugte Bereich ist 130 bis 140ºC. Der Rücklaufstrom aus Erhitzer 210 ist 5 bis 15º höher als die bevorzugte Reaktortemperatur. Die höhere Temperatur erleichtert nicht nur die Umwandlung des verbleibenden Butanols und der Acrylsäure zu Produkt, sondern ermöglicht, sehr wichtig, dass die hochsiedenden Bestandteile unter diesen Bedingungen wieder zu Butylacrylat, Acrylsäure und Butanol aufgespalten werden.
Der Betriebsdruck in Reaktor 200 in niedriger als der Druck in Reaktor 100, und der bevorzugte Bereich ist 26,7 bis 80 kPa absolut (200 bis 600 mmHg absolut) (0,3 bis 0,8 bar absolut). Die Verweilzeit in Reaktor 200 beträgt etwa 2 bis 3 Stunden. Wasser wird Reaktor 200 zugeführt, um eine Konzentration von 1 Gewichtsprozent des flüssigen Lösemittels für effektive Katalysatorfunktionsweise beizubehalten. Die Konzentration an Katalysator in dem zweiten Reaktor ist 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15, z. B. 10 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gewicht des flüssigen Lösemittels. Wie bei Reaktor 100 wird Inhibitor überall im Reaktor 200 zugegeben, um Polymerisation zu verringern.
Der flüssige Bodenstrom aus Reaktor 200, der hochsiedende Bestandteile und Katalysator enthält, wird über Leitung 9 Reaktor 100 wieder zugeführt. Der Bodenstrom aus Reaktor 200 ist reicher an Katalysator und hochsiedenden Bestandteilen als Reaktor 100. Es wird darauf hingewiesen, dass die Inhibitorkonzentration infolge der Kreislaufführung der hochsiedenden Bestandteile zwischen Reaktoren 100 und 200 auch größer als im ersten Reaktor ist. Eine Entleerung aus diesem Kreislaufstrom kann über Leitung 10 genommen werden. Das einzigartige Reaktionssystem unseres Verfahrens erlaubt die Kreislaufführung von hochsiedenden Bestandteilen, Katalysator und Inhibitor. In konventionellen Verfahren wird der gesamte Strom der hochsiedenden Bestandteile, der die Inhibitoren enthält, typischerweise verworfen. Somit ermöglichen die Verfahren dieser Erfindung die Verwendung von weniger Katalysator und Inhibitor und verringerte Inhibitor- und Katalysatorkosten.
Butylacrylat, Wasser und niedrigsiedende Bestandteile werden als ein Dampf aus Reaktor 200 entnommen und über Leitung 14 einem mittleren Punkt einer Destillationskolonne 220 zugeführt. Der Hauptzweck der Destillationskolonne 220 ist es, aus dem Dampfstrom aus Reaktor 200 Butylacrylat zu gewinnen, das im Wesentlichen frei von Acrylsäure ist. Ein zweiter Zweck ist es, Wasser zu gewinnen, das infolge der Wärmebeladung in Reaktor 200 und des Erhitzers 210 rasch in dem Reaktor 200 verdampft wird. Das Kopfprodukt aus Destillationskolonne 220 wird über Leitung 16 einem Kühler/Abscheider 230 zugeführt und die Wasserphase und ein Teil der organischen Phase werden dem Kopf der Destillationskolonne 220 zugeführt. Der verbleibende Teil der organischen Phase wird über Leitung 20 zur Splitterdestillationskolonne 310 geschickt. Der Boden von Kolonne 220 wird erhitzt. Der Kopf von Kolonne 220 kann bei einem Druck von 40 kPa absolut (300 mmHg absolut) (0,4 bar absolut) vorliegen. Die Flüssigkeit am Boden der Kolonne 220 enthält 60 Gewichtsprozent Wasser und 40 Gewichtsprozent organische Substanzen (zum Großteil Acrylsäure). Diese Bodenfraktion wird über Leitung 15 Reaktor 200 wieder zugeführt. Dieser Kreislaufschritt hilft, eine Wasserkonzentration von etwa 1 Gewichtsprozent in Reaktor 200 beizubehalten.
Die Zufuhr für Splitterdestillationskolonne 310 ist der organische Strom aus Destillationskolonne 220, der hauptsächlich aus Butylacrylat zusammen mit etwas Butanol, niedrigsiedenden Bestandteilen und hochsiedenden Bestandteilen besteht. Der Zweck der Splitterdestillationskolonne 310 ist, wie zuvor beschrieben ist, den Strom in eine Bodenfraktion, die Butylacrylat und hochsiedende Bestandteile enthält, und einen Überkopfstrom aus Butanol, Butylacrylat und niedrigsiedenden Bestandteilen wie Dibutylether und Dibutylacetat, aufzutrennen. Die Bodenfraktion ist im Wesentlichen frei von allen niedrigsiedenden Komponenten. Die Bauweise der Kolonne ist mit üblicher technischer Praxis übereinstimmend und kann Füülkörper oder Böden verwenden. In dieser Ausführungsform beträgt die Sumpftemperatur der Splitterdestillationskolonne 310 etwa 120ºC mit einem Druck von etwa 53,3 kPa absolut (400 mmHg) (0,6 bar absolut).
Der Überkopfstrom aus Splitterdestillationskolonne 310 wird über Leitung 3 Destillationskolonne 320 zugeführt. Destillationskolonne 320 trennt den Überkopfstrom in einen Bodenstrom, der im Wesentlichen aus Butanol und Butylacrylat besteht, und einen Überkopfstrom, der im Wesentlichen aus niedrigsiedenden Bestandteilen, hauptsächlich Dibutylether und Butylacetat, besteht. Der Strom aus niedrigsiedenden Bestandteilen wird über Leitung 5 zu einer Abwasserbehandlung geschickt und der Bodenstrom wird über Leitung 6 einen oder beiden Reaktoren 100 und 200 wieder zugeführt. Die Bauweise der Destillationskolonne 320 ist mit üblicher technischer Praxis in Übereinstimmung und kann Füllkörper oder Böden verwenden. Die Sumpftemperatur der Destillationskolonne 320 beträgt etwa 800ºC mit einem Druck von etwa 40 kPa (300 mmHg) (0,4 bar absolut).
Die Bodenfraktion aus Splitterdestillationskolonne 310 wird über Leitung 4 Destillationskolonne 330 zugeführt. Kolonne 330 trennt die Bodenfraktion in einen Überkopfstrom aus Butylacrylat und einen Bodenstrom aus hochsiedenden Bestandteilen. Der Bodenstrom wird über Leitung 8 einem oder beiden der Reaktoren 100 oder 200 wieder zugeführt oder wird den Destillationskolonnen (nicht gezeigt) wieder zugeführt. Der Bodenstrom enthält auch Inhibitoren, die, wie vorher beschrieben, günstigerweise im Kreislauf geführt werden. Die Bauweise der Kolonne ist in Übereinstimmung mit üblicher technischer Praxis und kann Füllkörper oder Böden verwenden. Die Sumpftemperatur der Kolonne beträgt etwa 100ºC mit einem Druck von etwa 20 kPa (100 mmHg) (0,2 bar absolut).
Unter Einsatz des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann ein Butylacrylatprodukt mit der bevorzugten Zusammensetzung wie in Tabelle 8 oben beschrieben hergestellt werden. Acrylate mit solch geringen Mengen an niedrigsiedenden Bestandteilen, insbesondere Dibutylether, zeigen erheblich verringerten Geruch im Vergleich zu kommerziell erhältlichen Acrylaten und ermöglichen die Herstellung von Produkt mit unerwartet hoher Qualität aus Ausgangsmaterial mit niedrigerer Qualität. Diese Kombination von verbesserter Qualität und niedrigeren Produktionskosten wurde zuvor nicht gewürdigt. Weiterhin ermöglicht diese Erfindung die Herstellung von großen Mengen Butylacrylat in einer Qualität, die bis zuvor nicht erhältlich war; d. h., kommerzielle Mengen von Butylacrylat in Mengen von mindestens 10.000 lbs (avoir). Unter Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigen Mengen von Butylacrylatprodukt im kommerziellen Maßstab nicht nur die bevorzugte Zusammensetzung wie in der zweiten Spalte in Tabelle 8 oben wiedergegeben, sondern sind auch und bevorzugter von einer Zusammensetzung, die mindestens 99,8 Gewichtsprozent Butylacrylat ist und nicht mehr als etwa 200 ppm Butylether, nicht mehr als 100 ppm Butylacetat, nicht mehr als 100 ppm Butanol und nicht mehr als 200 ppm hochsiedende Bestandteile (ausschließlich Propionate) enthält und am meisten bevorzugt mindestens 99,9 Gewichtsprozent Butylacrylat ist und nicht mehr als 150 ppm Butylether, nicht mehr als 50 ppm Butylacetat, nicht mehr als 60 ppm Butanol und nicht mehr als 200 ppm hochsiedende Bestandteile (ausschließlich Propionate) enthält.
Die folgenden Beispiele beabsichtigen ein oder mehrere, aber nicht alle Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen

Beispiel 1

Eine Ausführungsform der Erfindung, die zwei Reaktoren einsetzt, wurde unter Verwendung von zwei 7-l-Reaktoren gezeigt. Bezugnahme in Klammern auf Elemente, die in Fig. 1 dargestellt sind, wird nur zur weiteren Veranschaulichung der Funktionsweise dieser Ausführungsform der Erfindung eingeführt; diese Beispiele jedoch umfassen Variationen des Verfahrens, die nicht in Fig. 1 veranschaulicht sind, die aber vollständig durch die Erfindung wie zuvor beschrieben ausgemalt werden. Alle Mengen von Stoffen und Reaktionsprodukten sind ungefähre Mengen, was in einer Massebilanz resultiert, die ±5% ist.
589 g/h Acrylsäure und 580 g/h n-Butanol wurden kontinuierlich einem ersten Reaktor (100) zusammen mit einem Strom (über 6) mit 136 g/h, der recyceltes Butanol und Inhibitor enthielt, und einem recyceltem Strom (über 9) mit 187 g/h aus einem zweiten Reaktor (200), der Katalysator enthielt, zugeführt. Luft wurde in den ersten Reaktor mit einer Geschwindigkeit von 9,4 sccm eingeführt. Der erste Reaktor enthielt 3,5 l flüssiges Volumen, das in dem Reaktor für einen Zeitraum von 2 bis 3 Stunden bei einer Temperatur von 129ºC und Atmosphärendruck verblieb. Ein Dampfstrom, der reich an Wasser war, wurde aus dem ersten Reaktor entnommen, zu einer ersten Destillationskolonne (120) geschickt, kondensiert und dekantiert. Die organische Phase aus dem Dekanter wurde zur Destillationskolonne zurückgeführt. Die Wasserphase aus dem Dekanter wurde zu einer anderen Destillationskolonne (nicht in Fig. 1 gezeigt) mit einer Geschwindigkeit von 114 g/h zur weiteren Behandlung geschickt und das organische Material, das in diesem Strom enthalten war, wurde rückgewonnen und mit einer Geschwindigkeit von 15 g/h zur ersten Destillationskolonne zurückgeführt. Ein flüssiger Strom mit 1332 g/h wurde auch aus dem ersten Reaktor entnommen (über 1) und dem zweiten Reaktor zugeführt.
Der zweite Reaktor enthielt 3,5 l Flüssigkeit, die in dem Reaktor für einen Zeitraum für 2 bis 3 Stunden bei einer Temperatur von 133ºC und einem Druck von etwa 47 kPa (350 mmHg absolut) verblieben. Luft wurde dem zweiten Reaktor mit einer Geschwindigkeit von 94 sccm zugegeben. Neben dem flüssigen Strom, der aus dem ersten Reaktor zugeführt wurde, wurde Dodecylbenzolsulfonsäure (DBSA), verdünnt in Butylacrylat, periodisch mit einer Geschwindigkeit zugegeben, die 5 g/h auf einer kontinuierlichen Basis entsprechen würde. Ein Entleerungsstrom (über 10) wurde periodisch aus dem zweiten Reaktor mit einer Geschwindigkeit entnommen, die 23 g/h auf einer kontinuierlichen Basis entsprechen würde. Ein Dampfstrom wurde aus dem zweiten Reaktor entnommen und in eine Destillationskolonne (220) eingeführt. Die Destillationskolonne wurde bei einer Kopftemperatur von 72ºC und einem Druck von 40 kPa (300 mmHg) betrieben. Luft wurde zum Sumpf der Destillationskolonne mit einer Geschwindigkeit von 94 sccm gegeben. Ein Teil des Bodenstroms der Destillierkolonne (über 8) wurde mit einer Geschwindigkeit von 22 g/h dem Kopf der Destillationskolonne wieder zugeführt. Der Strom enthielt Butylacrylat mit verdünntem Inhibitor und hochsiedenden Verunreinigungen. Ein wasserreicher Strom, der Acrylsäure enthielt (über 15), wurde vom Boden der Destillationskolonne entnommen und dem zweiten Reaktor mit einer Geschwindigkeit von 1131 g/h wieder zugeführt. Dampf wurde vom Kopf der Destillationskolonne entfernt, kondensiert und dekantiert. Ein Teil der organischen Phase, der etwa 90 Gewichtsprozent Butylacrylat enthielt, wurde zur Destillationskolonne mit einem Rücklauf-zu-Destillat-Verhältnis von 0,4 g/g zurückgeführt und ein Teil der Wasserphase wurde zur Destillationskolonne mit einem Rücklauf-zu-Destillat-Verhältnis von 49,5 g/g zurückgeführt. Der Rest der Wasserphase, 19 g/h, wurde periodisch entweder zum Sumpf der Destillationskolonne zurückgeführt, um sicherzustellen, dass Wasser vorhanden war, um das Produkt als ein Azeotrop aus dem zweiten Reaktor (200) abzuführen und den Katalysator aktiv zu halten, oder zu einer anderen Destillationskolonne (in Fig. 1 nicht dargestellt) zur weiteren Behandlung geschickt. Der Rest des organischen Stroms, 1.140 g/h, kann zu einer Splitterdestillationskolonne (310) geschickt werden, um letztendlich im Wesentlichen reines Butylacrylat herzustellen. Die Zusammensetzungen des Ausgangsmaterials und des Stroms sind in Tabelle 9 unten angegeben. Tabelle 9
* BBP = Butyl-3-butoxypropionate
** HVS = Butyl-3-acryloxypropionat und Butylpropionsäure
Der organische Strom mit 1.140 g/h, der etwa 90 Gewichtsprozent Butylacrylat enthielt (über 2) wurde in die Mitte von Splitterdestillationskolonne 310 eingeführt. Ein Butylacrylatstrom, der Inhibitor enthielt, wurde am Kopf der Splitterdestillationskolonne mit 53 g/h zugeführt und Luft wurde am Boden der Splitterdestillationskolonne mit einer Geschwindigkeit von 355 sccm eingeführt. Die Splitterdestillationskolonne wurde bei einem Kopfdruck von 20 kPa (150 mmHg absolut) und einer Kopftemperatur von 71ºC betrieben. Butanol, Butylacrylat und niedrigsiedende Verunreinigungen wurden über Kopf entfernt und Butylacrylat mit hochsiedenden Verunreinigungen wurde vom Boden der Splitterdestillationskolonne entfernt. Das Kopfprodukt aus der Splitterdestillationskolonne wurde kondensiert und dekantiert. Ein Teil der organischen Phase wurde zur Kolonne mit einem Rücklauf-zu-Destillat-Verhältnis von 11,7 g/g zurückgeführt und die verbleibende organische Phase wurde (über 3) zu einer Destillationskolonne (320) für niedrigsiedende Bestandteile mit einer Geschwindigkeit von 113 g/h geschickt. Die gesamte Wasserphase aus dem Dekanter kann zu einer anderen Reinigungskolonne (nicht in Fig. 1 gezeigt) mit einer Geschwindigkeit von 1 g/h geschickt werden. Vom Boden der Splitterdestillationskolonne wurde ein Strom (über 4) mit einer Geschwindigkeit von 1.110 g/h entfernt und zu einer Destillationskolonne 330 für die Bodenfraktion geführt.
Die Destillationskolonne (320) für die niedrigsiedenden Bestandteile wurde bei 20 kPa (150 mmHg) Kopfdruck und einer Kopftemperatur von 55ºC betrieben. Ein Butylacrylatstrom, der Inhibitor enthielt, wurde am Kopf der Destillationskolonne für die niedrigsiedenden Bestandteile mit einer Geschwindigkeit von 6 g/h zugeführt und Luft wurde am Boden der Kolonne mit einer Geschwindigkeit von 30 sccm eingeführt. Ein Dampfstrom, der konzentriert an niedrigsiedenden Verunreinigungen war, wurde über Kopf von der Destillationskolonne für die niedrigsiedenden Bestandteile entfernt und ein butanolreicher Strom wurde vom Sumpf der Destillationskolonne für die niedrigsiedenden Bestandteile entfernt. Der Dampfstrom wurde kondensiert und dekantiert, um eine organische Phase und Wasser zu liefern. Ein Teil der organischen Phase und des Wassers wurden zur Kolonne mit einem Rücklauf-zu-Destillat-Verhältnis von 46,6 g/g zurückgeführt. Das verbleibende Wasser aus dem Dekanter kann zu einer anderen Reinigungskolonne (nicht in Fig. 1 gezeigt) mit einer Geschwindigkeit von 2 g/h geschickt werden. Der Rest der organischen Phase aus dem Dekanter wird aus dem System mit einer Geschwindigkeit von 4 g/h (über 5) entleert. Der butanolreiche Strom vom Boden der Destillationskolonne für die niedrigsiedenden Bestandteile wurde mit 136 g/h entfernt (über 6) und kann entweder zu einem von beiden oder sowohl zum ersten als auch zum zweiten Reaktor zurückgeführt werden.
Die Destillationskolonne (330) für die Bodenfraktion wurde bei 3 kPa (20 mmHg) Kopfdruck und einer Kopftemperatur von 53ºC betrieben. Zwei Butylacrylatströme, die Inhibitor enthielten, wurden dem Kopf der Kolonne mit einer Geschwindigkeit von jeweils 5 g/h zugeführt und Luft wurde am Boden der Kolonne mit einer Geschwindigkeit von 83 sccm eingeführt. Dampf aus dem Kopf der Destillationskolonne für die Bodenfraktion wurde kondensiert und zur Kolonne mit einem Rücklauf-zu-Destillat-Verhältnis von 0,2 g/g rücklaufen lassen. Vom Boden der Destillationskolonne für die Bodenfraktion wurde ein Strom mit 59 g/h entnommen (über 8) und kann entweder einem von beiden oder sowohl dem ersten als auch zweiten Reaktor wieder zugeführt werden. Vom Kopf der Destillationskolonne für die Bodenfraktion (über 7) wurden 99,9 Gewichtsprozent Butylacrylat mit 992 g/h entnommen.
Die Zusammensetzungen der Schlüsselströme, die aus dem Reaktor und den Destillationskolonnen genommen wurden, sind in Tabelle 10 unten angegeben. Tabelle 10

Beispiel 2

576 g/h Acrylsäure und 599 g/h n-Butanol werden kontinuierlich einem ersten Reaktor (100) zusammen mit einem Strom mit 137 g/h (Strom 6), der im Kreislauf geführtes Butanol und Inhibitor enthält, und einem Kreislaufstrom mit 156 g/h (Strom 9) aus einem zweiten Reaktor, der Katalysator enthält, zugeführt. Der erste Reaktor (100) enthält 3,5 l Flüssigkeit, die in dem Reaktor für einen Zeitraum für 2 bis 3 Stunden bei einer Temperatur von 129ºC und bei Atmosphärendruck verbleiben. Ein Dampfstrom, der reich an Wasser ist, wird aus dem ersten Reaktor entnommen, wird zu einer ersten Destillationskolonne geschickt und wird dann kondensiert und dekantiert. Die Wasserphase wird zu einer anderen Destillationskolonne (nicht in Fig. 1 dargestellt) zur weiteren Behandlung geschickt und die organische Phase wird zur ersten Destillationskolonne zurückgeführt. Ein flüssiger Strom mit 1.339 g/h (Strom 1) wird aus dem ersten Reaktor entnommen und dem zweiten Reaktor zugeführt.
Der zweite Reaktor (200) enthält 3,5 l Flüssigkeit, die in dem Reaktor für einen Zeitraum von 2 bis 3 Stunden bei einer Temperatur von 133ºC und einem Druck von etwa 47 kPa (350 mmHg absolut) verbleiben. Neben dem flüssigen Strom, der vom ersten Reaktor zugeführt wird, wird Dodecylbenzolsulfonsäure (DBSA), verdünnt in Butylacrylat, mit einer Geschwindigkeit von 3 g/h zugegeben. Ein Kreislaufstrom (Strom 10) wird aus dem zweiten Reaktor mit einer Geschwindigkeit von 27 g/h entnommen. Ein Dampfstrom wird von dem zweiten Reaktor entnommen und in eine Destillationskolonne eingeführt. Die Destillationskolonne wird bei einer Kopftemperatur von 72ºC und einem Druck von 40 kPa (300 mmHg) betrieben. Ein wasserreicher Strom, der Acrylsäure enthält (Strom 15), wird vom Sumpf der Destillationskolonne entnommen und dem zweiten Reaktor mit einer Geschwindigkeit von 1.061 g/h wieder zugeführt. Wasser wird vom Kopf der Destillationskolonne entnommen und wird dann kondensiert und dekantiert. Ein Teil der organischen Phase, die etwa 90 Gewichtsprozent Butylacrylat enthält, wird zur Destillationskolonne zurückgeführt. Der Rest des organischen Stroms, 1.151 g/h, wird zu einer Splitterdestillationskolonne geschickt, um letztendlich im Wesentlichen reines Butylacrylat zu erzeugen.
Der organische Strom mit 1.151 g/h (Strom 2) wird dem mittleren Teil der Splitterdestillationskolonne zugeführt. Die Splitterdestillationskolonne wird bei 20 kPa (150 mmHg absolut) Kopfdruck und 71ºC Kopftemperatur betrieben. Butanol, Butylacrylat und niedrigsiedende Verunreinigungen werden über Kopf entfernt und Butylacrylat mit hochsiedenden Verunreinigungen wird vom Sumpf der Splitterdestillationskolonne entfernt. Das Überkopfprodukt aus der Splitterdestillationskolonne wird kondensiert und dekantiert. Ein Teil der organischen Phase wird zur Kolonne zurückgeführt und die verbleibende organische Phase (Strom 3) wird zu einer Destillationskolonne für niedrigsiedende Bestandteile mit einer Geschwindigkeit von 143 g/h geschickt. Die gesamte Wasserphase aus dem Dekanter wird zu einer anderen Reinigungskolonne mit einer Geschwindigkeit von 3 g/h geschickt. Vom Sumpf der Splitterdestillationskolonne wird ein Strom (Strom 4) mit einer Geschwindigkeit von 1.005 g/h entnommen und einer Destillationskolonne 330 für die Bodenfraktion zugeführt.
Die Destillationskolonne für die niedrigsiedenden Bestandteile (320) wird bei 20 kPa (150 mmHg) Kopfdruck und einer Kopftemperatur von 55ºC betrieben. Ein Dampfstrom, der konzentriert an niedrigsiedenden Verunreinigungen ist, wird über Kopf von der Destillationskolonne für die niedrigsiedenden Bestandteile entnommen und ein butanolreicher Strom wird vom Sumpf der Destillationskolonne für die niedrigsiedenden Bestandteile entnommen. Der Dampfstrom wird kondensiert und dekantiert, um eine organische Phase und Wasser zu liefern. Ein Teil der organischen Phase und des Wassers werden zur Kolonne zurückgeführt. Das verbleibende Wasser aus dem Dekanter wird zu einer anderen Reinigungskolonne mit einer Geschwindigkeit von 2 g/h geschickt. Der Rest der organischen Phase aus dem Dekanter wird aus dem System mit einer Geschwindigkeit von 4 g/h (Strom 5) entleert. Der butanolreiche Strom (Strom 6) vom Boden der Destillationskolonne für die niedrigsiedenden Bestandteile wird mit 137 g/h entnommen und entweder zu einem von beiden oder sowohl zum ersten als auch zum zweiten Reaktor zurückgeführt.
Die Destillationskolonne für die Bodenfraktion wird bei 3 kPa (20 mmHg) Kopfdruck und einer Kopftemperatur von 53ºC betrieben. Dampf vom Kopf der Destillationskolonne für die Bodenfraktion wird kondensiert und zur Kolonne mit einem Rücklauf-zu-Destillat-Verhältnis von 0,2 g/g rücklaufen lassen. Vom Boden der Destillationskolonne für die Bodenfraktion wird ein Strom (Strom 8) mit 7 g/h entnommen und entweder einem von beiden oder sowohl dem ersten als auch zweiten Reaktor wieder zugeführt. Vom Kopf der Destillationskolonne für die Bodenfraktion werden 99,9 Gewichtsprozent Butylacrylat mit 998 g/h entnommen.
Die Zusammensetzungen der Schlüsseleinsatzmaterialien und Zusammensetzungen von Reaktions- und Produktströmen, die aus den Reaktoren und Destillationskolonnen entnommen werden, sind in Tabelle 11 unten angegeben. Tabelle 11 Tabelle 11 (Fortsetzung)

Claims

1. Verfahren zur Reinigung eines acrylathaltigen Stroms, der Ether, Acetat, hochsiedende Bestandteile und Alkohol enthält, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

a) Einführen dieses Stroms in eine Splitterdestillationskolonne, um eine Überkopffraktion, die Ether, Acetat, Acrylat und Alkohol enthält, und eine Bodenfraktion, die Acrylat und hochsiedende Bestandteile enthält, bereitzustellen:

b) Entnehmen der Bodenfraktion aus der Splitterdestillationskolonne und

c) Abtrennen der hochsiedenden Bestandteile aus dieser Bodenfraktion.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der acrylathaltige Strom ein butylacrylathaltiger Strom ist, der Butylacrylat, Dibutylether, Butylacetat, hochsiedende Bestandteile und Butanol enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin Schritt c) durch Einführen der Bodenfraktion in eine Butylacrylatdestillationskolonne, um ein Überkopfprodukt, das Butylacrylat enthält, und ein Bodenprodukt, das hochsiedende Bestandteile enthält, bereitzustellen, und Entnehmen des Überkopfprodukts aus der Butylacrylatdestillationskolonne, ausgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend die Schritte:

d) Entnehmen der Überkopffraktion aus der Splitterdestillationskolonne und

e) Einführen der Überkopffraktion in eine Butanolgewinnungsdestillationskolonne, um einen Überkopfstrom, der Dibutylether und Butylacetat enthält, und einen Bodenstrom, der Butanol enthält, zu erzeugen, und

f) Entnehmen des Bodenstroms aus der Butanolgewinnungsdestillationskolonne.

5. Verfahren zur Herstellung von Butylacrylat, umfassend die Schritte:

a) Umsetzen in mindestens einer Reaktionszone eines acrylsäurehaltigen Einsatzmaterials mit einem butanolhaltigen Einsatzmaterial, um einen butylacrylathaltigen Produktstrom, der Butylacrylat, Dibutylether, Butylacetat, hochsiedende Bestandteile und Butanol enthält, zu erzeugen;

b) Einführen dieses Produktstroms in eine Splitterdestillationskolonne, um eine Überkopffraktion, die Dibutylether, Butylacetat, Butylacrylat und Butanol enthält, und eine Bodenfraktion, die Butylacrylat und hochsiedende Bestandteile enthält, bereitzustellen;

c) Entnehmen der Bodenfraktion aus der Splitterdestillationskolonne;

d) Abtrennen der hochsiedenden Bestandteile aus dieser Bodenfraktion;

e) Entnehmen der Überkopffraktion aus der Splitterdestillationskolonne und

f) Einführen der Überkopffraktion in eine Butanolgewinnungsdestillationskolonne, um einen Überkopfstrom, der Dibutylether und Butylacetat enthält, und einen Bodenstrom, der Butanol enthält, bereitzustellen;

g) Entnehmen des Bodenstroms aus der Butanolgewinnungsdestillationskolonne und

h) Zuführen mindestens eines Teils des Bodenstroms zu dieser mindestens einen Reaktionszone.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin mindestens zwei Reaktionszonen vorhanden sind, wobei mindestens in einer solcher Reaktionszonen Bedingungen beibehalten werden, unter denen mindestens ein Teil der hochsiedenden Bestandteile gecrackt werden können und wobei wenigstens ein Teil des Bodenstroms dieser mindestens einen Reaktionszone, die solche Bedingungen beibehält, zugeführt wird.