RU2372130C9 - Thermal separation method for separating at least one mass flow, concentrated with acrylic acid - Google Patents

Thermal separation method for separating at least one mass flow, concentrated with acrylic acid Download PDF

Info

Publication number
RU2372130C9
RU2372130C9 RU2006103979/04A RU2006103979A RU2372130C9 RU 2372130 C9 RU2372130 C9 RU 2372130C9 RU 2006103979/04 A RU2006103979/04 A RU 2006103979/04A RU 2006103979 A RU2006103979 A RU 2006103979A RU 2372130 C9 RU2372130 C9 RU 2372130C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acrylic acid
liquid phase
mass
separation chamber
effective separation
Prior art date
Application number
RU2006103979/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2372130C2 (en
RU2006103979A (en
Inventor
Бернд ЭК (DE)
Бернд ЭК
Ульрих ХАММОН (DE)
Ульрих ХАММОН
Клаус Йоахим МЮЛЛЕР-ЭНГЕЛЬ (DE)
Клаус Йоахим МЮЛЛЕР-ЭНГЕЛЬ
Юрген ШРЕДЕР (DE)
Юрген ШРЕДЕР
Йоахим ТИЛЬ (DE)
Йоахим ТИЛЬ
Ханс МАРТАН (DE)
Ханс МАРТАН
Original Assignee
Басф Акциенгезельшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Басф Акциенгезельшафт filed Critical Басф Акциенгезельшафт
Publication of RU2006103979A publication Critical patent/RU2006103979A/en
Publication of RU2372130C2 publication Critical patent/RU2372130C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2372130C9 publication Critical patent/RU2372130C9/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a thermal separation method using fractional condensation of a product-gas mixture, obtained through heterogeneous catalysed partial oxidation of propene and/or propane in gaseous phase to acrylic acid, for separating at least one mass flow, concentrated with acrylic acid, from a product-gas mixture containing acrylic acid, which involves continuous static operation of at least one device for thermal separation, containing at least one effective separation chamber with a fractionation column which has mass-transfer trays as built-in separating elements, in which the product-gas mixture is loaded, containing acrylic acid as at least one mass flow, and from which at least one mass flow containing acrylic acid is unloaded under the condition that, the overall mass flow loaded into the effective separation chamber and obtained from combining separate mass flows loaded into the separating chamber, contains X wt % components distinct from acrylic acid, the mass flow which is unloaded from the effective separation chamber with the largest content of acrylic acid, contains Y wt % components distinct from acrylic acid, ratio X:Y is ≥5, effective separation chamber, except the loading and unloading place, is bordered by a solid phase and contains, besides the mass-exchange trays as built-in separating elements in the fractionation column, at least one circulating heat exchanger, and total volume of the chamber, filled with liquid phase, is ≥1 m3, wherein temperature of the liquid phase is at least partially ≥80°C, when the effective separation chamber is divided into n separate volume elements, wherein the highest and lowest temperature of liquid phase in a separate volume element differ by not more than 2°C, and the volume element in the effective separation chamber is solid, total dwell time ttotal.
Figure 00000029
≤20 h, where A = (Ti-To)/10°C, To= 100°C, Ti = arithmetic mean value of the highest and lowest temperature of the ith volume element in the liquid phase in °C, msi = total mass of acrylic acid in the volume of the liquid phase of the ith volume element, mi = total liquid phase mass unloaded from the ith volume element, and
Figure 00000030
is the sum of all volume elements i, under the condition that, volume elements i with liquid phase mass mi and
Figure 00000031
as volume elements with a dead zone are also not included in the sum of all volume elements i, as well as volume elements i, which do not contain liquid phase, and total amount of liquid phase contained in volume elements with a dead zone is not more than 5 wt % of the total amount of liquid phase contained in the effective separation chamber.
EFFECT: separation of mass flow concentrated with acrylic acid.
10 cl, 12 dwg, 2 ex, 2 tbl

Description

Настоящее изобретение касается технологии разделения веществ, более конкретно термического способа разделения фракционной конденсацией смеси продукт-газа, полученного гетерогенным катализированным частичным окислением в газовой фазе пропена и/или пропана до акриловой кислоты, для отделения, по меньшей мере одного массового потока, обогащенного акриловой кислотой.The present invention relates to a technology for the separation of substances, more particularly a thermal method for fractional condensation separation of a product gas mixture obtained by heterogeneous catalyzed partial oxidation of propene and / or propane to acrylic acid in the gas phase to separate at least one mass stream enriched in acrylic acid.

Известен способ отделения (мет)акриловой кислоты или (мет)акролеина из смеси продукт-газа, который получен при каталитическом окислении в газовой фазе пропана и/или пропена, который заключается в том, что вначале (мет)акриловую кислоту и/или (мет)акролеин отделяют абсорбцией в растворитель (например, воду или органический растворитель) или фракционной конденсацией смеси продукт-газа, а затем выпавший в осадок конденсат или абсорбат окончательно отделяют ректификацией (как правило, в несколько стадий) при получении более или менее чистой (мет)акриловой кислоты или (мет)акролеина (см., например, ЕР-А 717019, ЕР-А 1125912, ЕР-А 982289, ЕР-А 982287, DE-A 19606877, DE-A 1011527, DE-A 10224341, DE-А 10218419, DE-A 10247240 и DE-A 10243625).A known method of separating (meth) acrylic acid or (meth) acrolein from a product gas mixture, which is obtained by catalytic oxidation in the gas phase of propane and / or propene, which consists in the fact that first (meth) acrylic acid and / or (meth ) acrolein is separated by absorption into a solvent (for example, water or an organic solvent) or fractional condensation of the product gas mixture, and then the precipitated condensate or absorbate is finally separated by rectification (usually in several stages) to obtain more or less pure (m e) acrylic acid or (meth) acrolein (see, for example, EP-A 717019, EP-A 1125912, EP-A 982289, EP-A 982287, DE-A 19606877, DE-A 1011527, DE-A 10224341, DE-A 10218419, DE-A 10247240 and DE-A 10243625).

Упомянутая выше фракционная конденсация отличается от обычной ректификации, в основном, тем, что подлежащую разделению смесь подают в эффективную отделительную камеру в газообразной форме (то есть полностью преобразовывают в паровую форму).The fractional condensation mentioned above differs from conventional distillation, mainly in that the mixture to be separated is fed into the effective separation chamber in gaseous form (i.e., completely converted to vapor form).

Указанные выше содержащие (мет)акриловые мономеры газообразные и/или жидкие смеси могут содержать (мет)акриловые мономеры как в более или менее чистой, так и разбавленной форме (например, растворителем или газами-разбавителями). При этом растворитель может быть как жидким, так и органическим, причем вид органического растворителя, как правило, является несущественным. Газом-разбавителем может быть, например, азот, оксид углерода (СО, СО2), кислород, углеводород или смесь этих газов.The gaseous and / or liquid mixtures containing (meth) acrylic monomers mentioned above may contain (meth) acrylic monomers in more or less pure or diluted form (for example, with a solvent or diluent gases). In this case, the solvent can be either liquid or organic, and the type of organic solvent, as a rule, is insignificant. The diluent gas may be, for example, nitrogen, carbon monoxide (CO, CO 2 ), oxygen, hydrocarbon, or a mixture of these gases.

Это означает, что для получения (выделения) (мет)акриловых мономеров используют различные термические способы разделения (описанные выше) из газообразных и/или жидких смесей веществ, содержание (мет)акриловых мономеров в которых может составлять 2 вес.%, или ≥10 вес.%, или ≥20 вес.% или ≥40 вес.%, или ≥60 вес.%, или ≥80 вес.%, или ≥90 вес.%, или ≥95 вес.%, или ≥99 вес.% (безусловно, содержание (мет)акриловых мономеров всегда <100 вес.%). Часто содержание (мет)акриловых мономеров таких смесей составляет от 10 до 40 вес.% или от 90 до 99,5 вес.%.This means that to obtain (isolate) (meth) acrylic monomers, various thermal methods of separation (described above) from gaseous and / or liquid mixtures of substances are used, the content of (meth) acrylic monomers in which can be 2 wt.%, Or ≥10 wt.%, or ≥20 wt.% or ≥40 wt.%, or ≥60 wt.%, or ≥80 wt.%, or ≥90 wt.%, or ≥95 wt.%, or ≥99 wt. % (of course, the content of (meth) acrylic monomers is always <100 wt.%). Often the content of (meth) acrylic monomers of such mixtures is from 10 to 40 wt.% Or from 90 to 99.5 wt.%.

Как правило, такие смеси веществ при осуществлении способа согласно изобретению в качестве массового потока, содержащего (мет)акриловые мономеры, подают в, по меньшей мере, одну эффективную разделительную камеру.Typically, such mixtures of substances in the implementation of the method according to the invention as a mass stream containing (meth) acrylic monomers, is fed into at least one effective separation chamber.

Часто эффективная разделительная камера в описанных выше термических способах разделения содержит ректификационную колонну. При этом обогащение (мет)акриловых мономеров может происходить как в голове, так и в кубе ректификационной колонны. Разумеется, в верхней, нижней или средней части ректификационной колонны могут быть отобраны фракции, обогащенные (мет)акриловыми мономерами.Often, an effective separation chamber in the thermal separation methods described above comprises a distillation column. Moreover, enrichment of (meth) acrylic monomers can occur both in the head and in the cube of the distillation column. Of course, fractions enriched in (meth) acrylic monomers can be selected in the upper, lower or middle portion of the distillation column.

Встроенные в эффективную разделительную камеру, например разделительную колонну, разделительные элементы, дополнительно используемые в эффективной разделительной камере, при осуществлении способов термического разделения предназначены для увеличения поверхности, необходимой для тепло- и массообмена.Integrated into an effective separation chamber, for example a separation column, separation elements additionally used in an effective separation chamber, when implementing thermal separation methods, are designed to increase the surface necessary for heat and mass transfer.

Такими встроенными разделительными элементами могут быть, например, набивки, насадки и/или массообменные тарелки.Such integrated dividing elements may be, for example, gaskets, nozzles and / or mass transfer plates.

Особенно часто в качестве ректификационных колонн со встроенными разделительными элементами при осуществлении способов термического разделения используют такие, которые в качестве, по меньшей мере, одной части встроенных разделительных элементов содержат последовательность массообменных тарелок.Especially often, as distillation columns with built-in separation elements in the implementation of thermal separation methods, those are used which, as at least one part of the built-in separation elements, contain a series of mass transfer plates.

Массообменные тарелки используют с целью обеспечения в ректификационной колонне в форме слоев жидкости мест с закрытыми жидкими фазами. При этом поверхностью парового или газового потока, восходящего в слое жидкости и измельчающегося в закрытой жидкой фазе, является поверхность обмена. Тарелки предпочтительно плотно прилегают к окружающей их стенке. Классической тарелкой является ситчатая тарелка. Под ней в данном контексте следует понимать пластины, которые в качестве места прохода восходящего потока газовой или паровой фазы (понятия „газовый" и „паровой" используют в данном контексте как синонимы) содержат простые дырки и/или шлицы.Mass transfer plates are used to provide places in the distillation column in the form of liquid layers with closed liquid phases. In this case, the surface of the vapor or gas stream ascending in the liquid layer and crushed in the closed liquid phase is the exchange surface. The plates are preferably snug against the surrounding wall. The classic plate is a strainer plate. In this context, it should be understood as plates that, as the place of passage of the upward flow of the gas or vapor phase (the concepts of “gas” and “steam” are used in this context as synonyms) contain simple holes and / or slots.

При этом ситчатые тарелки, как правило, разделяют на две группы, а именно: с принудительной подачей жидкости и без принудительной подачи жидкости.In this case, the sieve plates, as a rule, are divided into two groups, namely: with forced supply of fluid and without forced supply of fluid.

В общих чертах принудительную подачу жидкости в ситчатых тарелках получают путем оснащения массообменных тарелок, по меньшей мере, одной сливной шахтой (оттоком), через которую жидкость независимо от направления потока пара течет от расположенной выше до расположенной ниже тарелки (приток). Горизонтальное течение жидкости в направлении от притока до оттока выбирают в соответствии с положенной в основу способа задачей. Газ или пар проходит через открытые поперечные сечения пластины тарелки.In general terms, a forced supply of fluid in the sieve trays is obtained by equipping the mass transfer trays with at least one drain shaft (outflow) through which the liquid, regardless of the direction of steam flow, flows from the higher to the lower trays (inflow). The horizontal fluid flow in the direction from the inflow to the outflow is selected in accordance with the task laid down in the basis of the method. Gas or steam passes through open cross sections of the plate of the plate.

Если через тарелку подают жидкость в обратном потоке (приток и отток тарелки размещены на одной стороне тарелки), речь идет о тарелках обратных потоков. В случае тарелок радиальных потоков жидкость течет радиально от средины (притока) до оттока на краю тарелки.If liquid is supplied through the plate in the reverse flow (the inflow and outflow of the plate are placed on one side of the plate), then we are talking about plates of reverse flows. In the case of plates of radial flows, the fluid flows radially from the middle (inflow) to the outflow at the edge of the plate.

Под тарелками с поперечным током понимают, что жидкость, рассматриваемую по всей области текучести, течет поперек тарелки от притока до оттока. Как правило, тарелки с поперечным током являются однопоточными. Это означает то, что приток и отток размещены на противоположных сторонах тарелки. Хотя они могут быть также двухпоточными (или многопоточными). В этом случае приток может, например, быть размещен в центре, а каждый отток - на противоположных сторонах тарелки.Under the plates with a transverse current, it is understood that the fluid, considered over the entire area of fluidity, flows across the plate from the inflow to the outflow. Typically, transverse current plates are single-threaded. This means that the inflow and outflow are located on opposite sides of the plate. Although they can also be dual-threaded (or multi-threaded). In this case, the inflow can, for example, be located in the center, and each outflow can be on opposite sides of the plate.

Таким образом, в случае ситчатых тарелок принудительную подачу жидкости получают путем оснащения ситчатых тарелок наряду с местами прохода восходящего потока газовой или паровой фазы, по меньшей мере, одной сливной шахтой (отток), через которую жидкость независимо от направления потока пара течет от расположенной выше до расположенной ниже тарелки (приток). Жидкость течет, например, поперечным током через тарелку от, по меньшей мере, одного притока до, по меньшей мере, одного оттока, причем впускная и выпускная труба гарантируют жидкостный затвор и необходимый уровень жидкости в тарелке. Часто (в особенности при незначительных диаметрах колонны) ситчатые тарелки с принудительной подачей жидкости являются однопоточными, то есть приток и отток размещены на противоположных сторонах тарелки. Хотя они могут быть также двухпоточными (или многопоточными). В этом случае приток может, например, быть размещен в центре, а каждый отток - на противоположных сторонах тарелки. Таким образом, такие ситчатые тарелки далее следует назвать принудительными ситчатыми тарелками. При их использовании «дождевание» жидкости, ослабляющее эффект разделения, невозможно предотвратить с помощью труб для отвода газов (как в случае гидравлически загерметизированной тарелки с поперечным током), в которые ведут сквозные отверстия, для этого требуется минимальная нагрузка по паровой фазе. Пар восходящим потоком проходит через сквозные отверстия и по каплям течет через слой жидкости выпускной трубы.Thus, in the case of sieve trays, a forced fluid supply is obtained by equipping the sieve trays, along with the places of passage of the upward flow of the gas or vapor phase, with at least one drain shaft (outflow) through which the liquid, irrespective of the direction of flow of steam, flows from upstream to located below the plate (inflow). The liquid flows, for example, by transverse current through the plate from at least one inflow to at least one outflow, the inlet and outlet pipes guarantee a liquid shutter and the required level of liquid in the plate. Often (especially with insignificant column diameters) the strainer plates with forced liquid supply are single-threaded, that is, the inflow and outflow are placed on opposite sides of the plate. Although they can also be dual-threaded (or multi-threaded). In this case, the inflow can, for example, be located in the center, and each outflow can be on opposite sides of the plate. Thus, such sieve plates are hereinafter referred to as forced sieve plates. When using them, the “sprinkling” of the liquid, which weakens the separation effect, cannot be prevented with the help of gas exhaust pipes (as in the case of a hydraulically sealed plate with a transverse current), into which the through holes lead, which requires a minimum vapor phase load. The steam passes through the through holes through the upward flow and flows dropwise through the liquid layer of the exhaust pipe.

Двухпоточные или дождевальные ситчатые тарелки отличаются от принудительных тарелок тем, что они не содержат выпускного сегмента. Из-за отсутствия выпускных сегментов (сливных шахт) восходящий поток газа дождевальных ситчатых тарелок и нисходящий поток жидкости ректификационной колонны проходят через одинаковые места прохода тарелки. В случае дождевальных ситчатых тарелок, как и в случае принудительных ситчатых тарелок, для достижения необходимого эффекта разделения они требуют минимальной нагрузки паровой фазой. Если эта нагрузка значительно принижена, восходящий поток газа и нисходящий обратный поток без обмена проходят друг мимо друга, вследствие чего возникает опасность высыхания тарелки.Double-flow or sprinkler sieve trays differ from forced trays in that they do not contain an outlet segment. Due to the lack of outlet segments (drainage shafts), the upward gas flow of the irrigation sieve trays and the downward flow of liquid from the distillation column pass through the same places in the passage of the plate. In the case of sprinkler sieve trays, as in the case of forced sieve trays, they require a minimum vapor phase load to achieve the desired separation effect. If this load is significantly reduced, the upward gas flow and the downward return flow without exchange pass each other, as a result of which there is a danger of drying of the plate.

Это означает, что в случае дождевальных ситчатых тарелок должна иметься низкая предельная скорость, чтобы в тарелке поддердживался определенный слой жидкости, который бы давал тарелке возможность функционировать. В нормальной рабочей области жидкость дождевальной ситчатой тарелки скапывает через пропускные отверстия от тарелки к тарелке, и между тарелками пропускается закрытая газовая фаза разделенной жидкой фазы.This means that in the case of sprinkling sieve plates, there must be a low top speed so that a certain layer of liquid is maintained in the plate, which would enable the plate to function. In a normal working area, the liquid of the sprinkler sieve plate drips through the through holes from the plate to the plate, and a closed gas phase of the separated liquid phase is passed between the plates.

Гидравлически загерметизированные (уплотненные) тарелки с поперечным током отличаются от ситчатых тарелок тем, что они при выключении колонны не могут работать на холостом ходу, за исключением крошечного отверстия холостого хода (его поперечное сечение, как правило, в свыше 200 раз меньше, чем общее поперечное сечение мест прохода), которые из принципов целесообразности содержит каждая тарелка с поперечным током.Hydraulically sealed (sealed) trays with transverse current differ from sieve trays in that they cannot idle when the column is turned off, with the exception of a tiny idle hole (its cross section, as a rule, is more than 200 times smaller than the total transverse cross-section of passage places), which, out of the principles of expediency, contain each plate with a transverse current.

Таким образом, даже при незначительных нагрузках колонны гидравлически загерметизированные тарелки с поперечным током содержат накопленную жидкость (флегму и/или подаваемую жидкость) и не подвергаются опасности высыхания. Это обусловлено тем, что в случае мест прохода гидравлически загерметизированных тарелок с поперечным током, в отличие от ситчатых тарелок, речь идет не об отверстиях для отвода газов. Скорее наоборот, каждое место прохода оканчивается трубой для отвода газов, которая препятствует высыханию. Над трубой нанесены поворотные крышки (колпачки), погруженные в накопленную жидкость тарелки. Часто края колпачков имеют шлицы или зубцы. Колпачки изменяют направление тока восходящего потока газа, который после этого течет параллельно тарелке, то есть поперек колонны, в накопленную жидкость.Thus, even at low column loads, hydraulically sealed transverse current trays contain accumulated liquid (reflux and / or supplied liquid) and are not at risk of drying out. This is due to the fact that in the case of passage points of hydraulically sealed trays with transverse current, in contrast to sieve trays, we are not talking about openings for venting gases. Rather, on the contrary, each passageway ends with a gas exhaust pipe that prevents drying. Swivel covers (caps) are applied over the pipe, immersed in the accumulated liquid of the plate. Often the edges of the caps have slots or teeth. The caps change the direction of the current of the upward flow of gas, which then flows parallel to the plate, i.e. across the column, into the accumulated liquid.

Пузырьки пара, которые выходят из соседних колпачков, которые, как правило, расположены над тарелкой и равноудалены друг от друга, в накопленной жидкости образуют фонтанирующий слой.Steam bubbles that exit from adjacent caps, which are usually located above the plate and equidistant from each other, form a gushing layer in the accumulated liquid.

Выпускные трубы или сегменты, которые, как правило, попеременно справа или слева выходят из тарелки, регулируют - при помощи клапанов - уровень жидкости массообменных тарелок и подают жидкость в нижние тарелки. Для гидравлической герметизации важным является тот факт, что выпускные трубы или сегменты верхней тарелки погружаются в накопленную жидкость находящейся под ней тарелки. Предпочтительно при этом не используют никаких клапанов. Регулируемые по высоте колпачки позволяют настраивать режимы потоков и уравнивать высоту затворов при неравномерном получении, так что все колпачки тарелки газируют одинаково.The exhaust pipes or segments, which, as a rule, alternately left or right from the plate, regulate, using valves, the liquid level of the mass transfer plates and supply liquid to the lower plates. For hydraulic sealing, it is important that the exhaust pipes or segments of the upper plate are immersed in the accumulated liquid of the plate below it. Preferably, no valves are used. The height-adjustable caps allow you to adjust the flow regimes and equalize the height of the shutters in case of uneven receipt, so that all the caps of the plate aerate the same way.

В зависимости от формы и расположения колпачков однопоточные гидравлически загерметизированные тарелки с поперечным током делятся на тарелки с круглыми колпачками (место прохода, труба для отвода газа и колпачок являются круглыми), туннельные тарелки (место прохода, труба для отвода газа и колпачок являются прямоугольными, колпачки расположены друг за другом, причем самое длинное ребро находится параллельно направлению поперечного тока жидкости) и тарелки Торманна (место прохода, труба для отвода газа и колпачок являются прямоугольными, колпачки расположены друг за другом, причем самое длинное ребро находится перпендикулярно направлению поперечного тока жидкости).Depending on the shape and location of the caps, single-flow hydraulically sealed transverse current plates are divided into round caps (the passage, the gas pipe and the cap are round), tunnel plates (the passage, the gas pipe and the cap are rectangular, the caps arranged one after the other, with the longest rib parallel to the direction of the transverse fluid flow) and the Tormann plates (the passageway, the gas exhaust pipe and the cap are rectangular and, the caps are arranged one after another, the longest rib being perpendicular to the direction of the transverse fluid flow).

Под клапанными тарелками в данном контексте понимают тарелки с поперечным током, которые содержат отверстия, оснащенные тарельчатыми, балластными или подъемными (плавучими) клапанами с ограничителями хода, которые подгоняют размер пропускного отверстия под соответствующую нагрузку колонны. Восходящий поток газа отводят, он течет параллельно тарелке в накопленную флегму и образует фонтанирующий слой. Оснащенные клапанами выпускные трубы направляют флегму от тарелки к тарелке. Часто они являются двухпоточными, хотя могут быть трех- и многопоточными (например, до восьмипоточных).Valve plates in this context mean transverse current plates that contain openings equipped with poppet, ballast or lift (floating) valves with stroke limiters, which adjust the size of the passage opening to the corresponding column load. An upward gas stream is diverted, it flows parallel to the plate into the accumulated reflux and forms a gushing layer. Equipped with valves, exhaust pipes direct phlegm from plate to plate. Often they are dual-threaded, although they can be three-and multi-threaded (for example, up to eight-threaded).

Массообменные тарелки, в которых существует равновесие между нисходящим потоком жидкости и восходящим потоком пара, называют теоретическими тарелками.Mass transfer plates, in which there is a balance between a downward flow of liquid and an upward flow of steam, are called theoretical plates.

Это понятие можно переносить как на все другие пригодные для противоточной дистилляции (ректификации) встроенные разделительные элементы (например, набивки и насадки), так и на другие термические процессы разделения, например сорбцию и экстракцию. В случае последних указанные выше встроенные разделительные элементы способствуют увеличению поверхности раздела между двумя жидкими фазами.This concept can be transferred to all other built-in separation elements (for example, packing and packing) suitable for countercurrent distillation (rectification), as well as to other thermal separation processes, for example, sorption and extraction. In the case of the latter, the built-in separation elements mentioned above contribute to an increase in the interface between the two liquid phases.

В таком случае целесообразно говорить о теоретических стадиях разделения. Под теоретической стадией разделения понимают единицу объема, которая способствует обогащению в соответствии с термодинамическим равновесием.In this case, it is advisable to talk about the theoretical stages of separation. The theoretical separation stage is understood to mean a unit of volume, which contributes to enrichment in accordance with thermodynamic equilibrium.

Целью термического способа разделения для отделения, по меньшей мере, одного массового потока, обогащенного (мет)акриловыми мономерами, из смеси, содержащей (мет)акриловые мономеры, с одной стороны, является достижение наиболее высокой степени обогащения разделенного, обогащенного (мет)акриловыми мономерами массового потока мономером (мет)акриловой кислоты, с другой стороны, - достижение наиболее высоких выходов по объему и времени разделенного массового потока.The purpose of the thermal separation method for separating at least one mass stream enriched in (meth) acrylic monomers from a mixture containing (meth) acrylic monomers, on the one hand, is to achieve the highest degree of enrichment for the separated, enriched (meth) acrylic monomers mass flow with a monomer of (meth) acrylic acid, on the other hand, is the achievement of the highest yields in terms of volume and time of the separated mass flow.

Недостатком описанного выше термического способа разделения является тот факт, что те меры, которые при неизменных граничных условиях повышают степень обогащения, одновременно уменьшают выход по объему и времени (например, при увеличении количества теоретических стадий разделения, как правило, удается улучшить степень обогащения; в то время как при неизменных граничных условиях увеличении количества теоретических стадий разделения, как правило, уменьшает выход по объему и времени).The disadvantage of the thermal separation method described above is the fact that those measures that increase the degree of enrichment under constant boundary conditions at the same time reduce the yield in volume and time (for example, by increasing the number of theoretical stages of separation, as a rule, it is possible to improve the degree of enrichment; time as under constant boundary conditions, an increase in the number of theoretical stages of separation, as a rule, reduces the output in volume and time).

Задачей настоящего изобретения является разработка термического способа разделения фракционной конденсацией смеси продукт-газа, полученного гетерогенным катализированным частичным окислением в газовой фазе пропена и/или пропана до акриловой кислоты, для отделения, по меньшей мере, одного массового потока, обогащенного акриловой кислотой, из смеси продукт-газа, содержащего акриловую кислоту, который позволяет достичь высокой степени обогащения, при одновременном обеспечении высокого выхода по объему и времени.An object of the present invention is to provide a thermal method for fractional condensation separation of a product gas mixture obtained by heterogeneous catalyzed partial oxidation of propene and / or propane to acrylic acid in the gas phase to separate at least one mass stream enriched in acrylic acid from the product mixture -gas containing acrylic acid, which allows to achieve a high degree of enrichment, while ensuring a high yield in volume and time.

Поставленная задача достигается предлагаемым термическим способом разделения фракционной конденсацией смеси продукт-газа, полученного гетерогенным катализированным частичным окислением в газовой фазе пропена и/или пропана до акриловой кислоты, для отделения, по меньшей мере, одного массового потока, обогащенного акриловой кислотой, из смеси продукт-газа, содержащего акриловую кислоту, который включает непрерывную стационарную эксплуатацию, по меньшей мере, одного устройства для термического разделения, содержащего, по меньшей мере, одну эффективную разделительную камеру с ректификационной колонной имеющей массообменные тарелки в качестве встроенных разделительных элементов, в которую загружают смесь продукт-газа, содержащего акриловую кислоту, в качестве, по меньшей мере, одного массового потока, содержащего акриловую кислоту, и из которого выгружают, по меньшей мере, один массовый поток, содержащий акриловую кислоту, при условии, чтоThe problem is achieved by the proposed thermal method for fractional condensation separation of a product gas mixture obtained by heterogeneous catalyzed partial oxidation of propene and / or propane to acrylic acid in the gas phase to separate at least one mass stream enriched in acrylic acid from the product gas containing acrylic acid, which includes continuous stationary operation of at least one device for thermal separation containing at least one effective separation chamber with a distillation column having mass transfer plates as integrated separation elements, into which a mixture of product gas containing acrylic acid is loaded as at least one mass stream containing acrylic acid, and from which at least at least one mass stream containing acrylic acid, provided that

- массовый поток, который в общем загружают в эффективную разделительную камеру и получают путем сложения загружаемых в эффективную разделительную камеру отдельных массовых потоков, содержит X вес.% отличных от (акриловой кислоты компонентов,- the mass stream, which is generally loaded into an effective separation chamber and obtained by adding the individual mass flows loaded into the effective separation chamber, contains X wt.% other than (acrylic acid components,

- массовый поток, который выгружают из эффективной разделительной камеры с наибольшей весовой долей акриловой кислоты, содержит Y вес.% отличных от акриловой кислоты компонентов,- the mass stream, which is discharged from the effective separation chamber with the largest weight fraction of acrylic acid, contains Y wt.% components other than acrylic acid,

- соотношение X:Y составляет ≥5,- the ratio of X: Y is ≥5,

- эффективная разделительная камера, за исключением места загрузки и места выгрузки потока, ограничивается твердой фазой и содержит, кроме массообменных тарелок в качестве встроенных разделительных элементов в ректификационной колонне, по меньшей мере, один циркуляционный теплообменник,- an effective separation chamber, with the exception of the loading point and the discharge discharge point, is limited by the solid phase and contains, in addition to the mass transfer plates, as built-in separation elements in the distillation column, at least one circulation heat exchanger,

- общий объем камеры, заполненный жидкой фазой, составляет 1 м3, причем температура жидкой фазы, по меньшей мере, частично составляете ≥80°С.- the total volume of the chamber filled with the liquid phase is 1 m 3 , and the temperature of the liquid phase is at least partially ≥80 ° C.

При разделении эффективной разделительной камеры на n индивидуальных объемных элементов, причем высшая и низшая температуры находящейся в отдельном объемном элементе жидкой фазы различаются не более чем на 2°С, а объемный элемент в эффективной разделительной камере является сплошным,When dividing the effective separation chamber into n individual volumetric elements, the higher and lower temperatures of the liquid phase located in a separate volumetric element differ by no more than 2 ° C, and the volumetric element in the effective separation chamber is continuous,

общее время пребывания tобщ total time t total

Figure 00000001
Figure 00000001

составляет ≤20 ч,is ≤20 h

причемmoreover

А=(Tiо)/10°С,A = (T i -T o ) / 10 ° C,

То=100°С,T about = 100 ° C,

Ti = среднее арифметическое значение самой высокой и самой низкой температуры объемного элемента i в жидкой фазе в °С,T i = arithmetic mean of the highest and lowest temperatures of the volume element i in the liquid phase in ° C,

msi = общая масса (мет)акриловых мономеров, содержащаяся в объеме жидкой фазы объемного элемента i,m si = total mass of (meth) acrylic monomers contained in the volume of the liquid phase of volume element i,

Figure 00000002
= общее количество выгружаемого из объемного элемента i потока жидкофазной массы,
Figure 00000002
= total amount of liquid phase mass discharged from volume element i,

Figure 00000003
Figure 00000003

при условии, что объемные элементы i с содержащейся в них жидкофазной массой mi и

Figure 00000004
в качестве объемных элементов с мертвой зоной также мало включены в сумму всех объемных элементов i, как объемные элементы i, которые не содержат жидкую фазу, и общее количество жидкой фазы, содержащейся в объемных элементах с мертвой зоной, составляет не более 5 вес.% от общего количества жидкой фазы, содержащейся в эффективной разделительной камере.provided that the volume elements i with the contained liquid phase mass m i and
Figure 00000004
as volumetric elements with a dead zone, they are also little included in the sum of all volumetric elements i, as volumetric elements i that do not contain a liquid phase, and the total amount of liquid phase contained in volumetric elements with a dead zone is not more than 5 wt.% of the total amount of liquid phase contained in an effective separation chamber.

Понятие стационарная эксплуатация в данном контексте означает, что содержания веществ и величины потоков в массовых потоках при стационарной эксплуатации могут варьироваться максимально на 5% (в пересчете на среднее значение, взятое за основу сравнения). Согласно изобретению указанные вариации предпочтительно составляют ≤4%, особенно предпочтительно ≤3% и наиболее предпочтительно ≤2% или ≤1%.The concept of stationary operation in this context means that the content of substances and the magnitude of the flows in mass flows during stationary operation can vary by a maximum of 5% (in terms of the average value taken as a basis for comparison). According to the invention, said variations are preferably ≤4%, particularly preferably ≤3% and most preferably ≤2% or ≤1%.

(Мет)акриловые мономеры, в частности акриловая кислота, являются важными исходными соединениями для получения продуктов полимеризации, которые, например, используют в качестве клеящих веществ.(Meth) acrylic monomers, in particular acrylic acid, are important starting compounds for the production of polymerization products, which, for example, are used as adhesives.

Акриловую кислоту в промышленных масштабах получают предпочтительно путем каталитического окисления в газовой фазе пропена и/или пропана.Acrylic acid on an industrial scale is preferably obtained by catalytic gas phase oxidation of propene and / or propane.

При этом, как правило, получают смесь продукт-газа, из которой необходимо отделять акриловую кислоту.In this case, as a rule, a product gas mixture is obtained, from which it is necessary to separate acrylic acid.

Для осуществления такого разделения используют один или несколько описанных выше приемов термического разделения. Их, как правило, осуществляют непрерывно, причем в эффективную разделительную камеру при постоянных условиях непрерывно загружают и из этой камеры выгружают массовые потоки. Характерным для вышеописанного термического разделения является тот факт, что полученный с их помощью эффект разделения требует подвода (например, для испарения) и/или отвода (например, для конденсации) термической энергии, а также в них принимают участие жидкие фазы (имеющиеся в эффективной разделительной камере).To carry out such separation, one or more of the methods of thermal separation described above are used. They, as a rule, are carried out continuously, moreover, under constant conditions, they are continuously loaded into an effective separation chamber and mass flows are unloaded from this chamber. Characteristic of the above thermal separation is the fact that the separation effect obtained with their use requires the supply (for example, for evaporation) and / or the removal (for example, for condensation) of thermal energy, and also liquid phases (present in the effective separation camera).

Как правило, эту термическую энергию отводят и/или подводят через циркуляционный теплообменник. Циркуляционный теплообменник - это часть эффективной разделительной камеры, необходимой для осуществления описанного выше способа, в который подают взятую из другой части камеры жидкую и/или газовую фазу. В циркуляционном теплообменнике к этой жидкой и/или газовой фазе из не включенного в эффективную разделительную камеру источника напрямую (например, путем ввода источника в камеру) и/или косвенно подводят и/или отводят термическую энергию. Затем охлажденную или нагретую жидкую (которая при теплообмене может быть частично и/или полностью превращена в паровую фазу) и/или газовую фазу (которая при теплообмене может быть частично и/или полностью конденсирована) возвращают в другую часть камеры, причем место взятия и возвращения могут быть пространственно расположены отдельно друг от друга. Во многих случаях, по меньшей мере, одним из циркуляционных теплообменников является циркуляционный выпарной аппарат.Typically, this thermal energy is removed and / or fed through a circulation heat exchanger. The circulation heat exchanger is a part of an effective separation chamber necessary for the implementation of the method described above, into which a liquid and / or gas phase taken from another part of the chamber is supplied. In a circulation heat exchanger, this liquid and / or gas phase from a source that is not included in the effective separation chamber is directly (for example, by introducing the source into the chamber) and / or indirectly supply and / or remove thermal energy. Then, the cooled or heated liquid (which during heat transfer can be partially and / or completely converted into a vapor phase) and / or the gas phase (which during heat transfer can be partially and / or completely condensed) is returned to another part of the chamber, and the place of collection and return can be spatially located separately from each other. In many cases, at least one of the circulation heat exchangers is a circulation evaporator.

Достижение эффекта термического разделения (то есть осуществление термического способа разделения) возможно в эффективных разделительных камерах, которые не содержат встроенные разделительные элементы, как, например, в случае простой дистилляции. При этом жидкую смесь частично испаряют, а полученную вследствие этого паровую фазу, состав которой отличается от состава жидкой смеси, выделяют в парообразной и/или конденсированной форме.The achievement of the effect of thermal separation (that is, the implementation of the thermal separation method) is possible in efficient separation chambers that do not contain built-in separation elements, as, for example, in the case of simple distillation. In this case, the liquid mixture is partially evaporated, and the resulting vapor phase, the composition of which differs from the composition of the liquid mixture, is isolated in vaporous and / or condensed form.

Часто термического эффекта разделения достигают также при помощи встроенных разделительных элементов, причем несколько раз подают газовые (чаще восходящим потоком) и жидкие (чаще нисходящим потоком) потоки в параллельном или противоположном направлении. В результате возникающего между потоками дисбаланса происходит тепло- и массообмен, который в конечном счете обуславливает желаемое разделение. Как правило, встроенные разделительные элементы находятся в ректификационной колонне.Often, the thermal effect of separation is also achieved with the help of built-in separation elements, and several times supply gas (often upward flow) and liquid (usually downward) flows in parallel or opposite directions. As a result of the imbalance between the flows, heat and mass transfer occurs, which ultimately leads to the desired separation. As a rule, built-in separation elements are located in a distillation column.

Характерным для термического способа разделения в данном тексте является также тот факт, что индивидуальные химические соединения, которые пропускают через эффективную разделительную камеру, при прохождении через эту камеру химически изменяются менее чем на 20 мол.% (в пересчете на общее количество пропускаемых через камеру индивидуальных химических соединений, за исключением присоединения по Михаэлю акриловой кислоты; его не следует расценивать как такое химическое изменение).A characteristic feature of the thermal separation method in this text is the fact that individual chemical compounds that pass through an effective separation chamber chemically change by less than 20 mol.% (In terms of the total number of individual chemical compounds passed through the chamber) compounds, with the exception of Michael addition of acrylic acid; it should not be regarded as such a chemical change).

Часто процентные количества при осуществлении термического разделения согласно изобретению составляют ≤10 мол.%, или ≤7 мол.%, или ≤3 мол.%, или ≤1 мол.%.Often, the percentages of the thermal separation according to the invention are ≤10 mol%, or ≤7 mol%, or ≤3 mol%, or ≤1 mol%.

Основой способа согласно изобретению является тот факт, что акриловая кислота при осуществлении однократного или многократного присоединения по Михаэлю образуют олигомеры или полимеры (продукты присоединения по Михаэлю), которые характеризуются общей формулой IThe basis of the method according to the invention is the fact that acrylic acid during the implementation of single or multiple Michael additions form oligomers or polymers (Michael addition products), which are characterized by the general formula I

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

в которой y, в частности, равен от 1 до 6, частично также >6.in which y, in particular, is from 1 to 6, partially also> 6.

Среди прочего схема образования продуктов присоединения по Михаэлю известна также из ЕР-А 733617, ЕР-А 765861, DE-A 19536191, DE-А 19851984, DE-A 19927722, ЕР-А 780360, ЕР-А 780359, WO 98/08798, WO 97/48669 и DE-A 19924533.Among other things, the Michael addition formation scheme is also known from EP-A 733617, EP-A 765861, DE-A 19536191, DE-A 19851984, DE-A 19927722, EP-A 780360, EP-A 780359, WO 98/08798 WO 97/48669 and DE-A 19924533.

Недостатком образования продуктов присоединения по Михаэлю из (мет)акриловых мономеров, в частности акриловой кислоты, является тот факт, что образование осуществляется также и в рамках термических способов разделения для отделения, по меньшей мере, одного массового потока, обогащенного (мет)акриловыми мономерами, из смеси, содержащей (мет)акриловые мономеры, при этом как степень обогащения, так и выход по объему и времени снижаются. Единственным возможным решением проблемы, предложенным в уровне техники, является изолирование и последующее разделение продуктов присоединения по Михаэлю (см., например, ЕР-А 780359, ЕР-А 780360, WO 98/08798 и DE-A 19924533).The disadvantage of the formation of Michael addition products from (meth) acrylic monomers, in particular acrylic acid, is the fact that the formation is also carried out as part of thermal separation methods to separate at least one mass stream enriched with (meth) acrylic monomers, from a mixture containing (meth) acrylic monomers, while both the degree of enrichment and the yield in volume and time are reduced. The only possible solution to the problem proposed in the prior art is to isolate and subsequently separate the Michael addition products (see, for example, EP-A 780359, EP-A 780360, WO 98/08798 and DE-A 19924533).

При решении данной проблемы следует принять во внимание, что образование продуктов присоединения по Михаэлю из (мет)акриловых мономеров происходит в основном только в жидкой фазе.In solving this problem, it should be taken into account that the formation of Michael addition products from (meth) acrylic monomers occurs mainly only in the liquid phase.

Кроме того, необходимо учесть, что образование продуктов присоединения по Михаэлю в жидкой фазе значительно ускоряется как при повышении температуры, так и при повышении массовой доли (мет)акриловых мономеров в жидкой фазе, причем повышение температуры на 10°С удваивает скорость реакции. При температуре значительно ниже 100°С присоединением по Михаэлю акриловых мономеров можно пренебречь.In addition, it must be taken into account that the formation of Michael addition products in the liquid phase is significantly accelerated both with increasing temperature and with an increase in the mass fraction of (meth) acrylic monomers in the liquid phase, and a temperature increase of 10 ° С doubles the reaction rate. At temperatures well below 100 ° C, Michael addition of acrylic monomers can be neglected.

Это означает, что при непрерывном осуществлении термического способа разделения для отделения, по меньшей мере, одного массового потока, обогащенного акриловой кислотой, из смеси, содержащей акриловую кислоту, в стационарном устройстве необходимо следить за тем, чтобы время пребывания акриловой кислоты в жидкой фазе было особенно коротким в зоне высокой температуры и повышенной массовой доли акриловой кислоты в жидкой фазе, что позволяет значительно снизить объемы невыгодного образования акриловой кислоты по Михаэлю в рамках термических способов разделения.This means that in the continuous implementation of the thermal separation method to separate at least one acrylic acid enriched mass stream from a mixture containing acrylic acid in a stationary device, it is necessary to ensure that the residence time of acrylic acid in the liquid phase is especially short in the zone of high temperature and increased mass fraction of acrylic acid in the liquid phase, which can significantly reduce the volume of unfavorable formation of acrylic acid according to Michael in terms of thermal their separation methods.

Таким образом, соответствующей величиной является рассчитанное соответствующим образом из отдельных показателей времени пребывания общее среднее время пребывания акриловой кислоты при осуществлении термического способа разделения в жидкой фазе.Thus, the corresponding average value is the total average residence time of acrylic acid, calculated accordingly from individual indicators of the residence time, during the implementation of the thermal method of separation in the liquid phase.

С этой целью эффективную разделительную камеру делят на n индивидуальных объемных элементов. Размеры и количество n этих объемных элементов, как правило, являются несущественными, то есть отдельные объемные элементы могут быть как одинаковых, так и разных размеров. Существенным является лишь то условие, чтобы самая высокая и самая низкая температура жидкой фазы объемного элемента не различалась между собой более чем на 2°С, а объемный элемент в эффективной разделительной камере являлся сплошным (данное температурное условие, как указано ниже, влияет на температурную зависимость присоединения по Михаэлю).To this end, an effective separation chamber is divided into n individual volumetric elements. The sizes and the number n of these volumetric elements are, as a rule, insignificant, that is, individual volumetric elements can be the same or different sizes. The only essential condition is that the highest and lowest temperature of the liquid phase of the volumetric element does not differ by more than 2 ° C, and the volumetric element in the effective separation chamber is continuous (this temperature condition, as indicated below, affects the temperature dependence joining according to Michael).

Таким образом, отдельное время пребывания ti акриловой кислоты в объемном элементе i рассчитывают согласно формуле

Figure 00000006
Thus, the individual residence time t i of acrylic acid in the volumetric element i is calculated according to the formula
Figure 00000006

При этом mi означает общее количество жидкофазной массы, содержащейся в объемном элементе i, a

Figure 00000007
означает общее количество выгружаемого из объемного элемента i потока жидкофазной массы (в стационарном состоянии он подобен загружаемому в объемный элемент i потоку жидкофазной массы).Moreover, m i means the total amount of the liquid-phase mass contained in the volume element i, a
Figure 00000007
means the total amount of the liquid-phase mass flow discharged from the volume element i (in a stationary state, it is similar to the liquid-phase mass flow loaded into the volume element i).

Для того, чтобы учесть массовую долю акриловой кислоты в объемном элементе i, это отдельное время пребывания умножают на коэффициент msi/mi.In order to take into account the mass fraction of acrylic acid in the volume element i, this separate residence time is multiplied by the coefficient m si / m i .

Фактор 2А, в котором A=(Ti-To)/10°C, дополнительно повышает значение отдельного времени пребывания и учитывает температуру в жидкой фазе объемного элемента i. Затем все объемные элементы i, содержащие жидкую фазу, суммируются.Factor 2 A , in which A = (T i -T o ) / 10 ° C, further increases the value of the individual residence time and takes into account the temperature in the liquid phase of the volume element i. Then, all volume elements i containing the liquid phase are summed.

Объемные элементы с мертвой зоной i не включают в сумму, поскольку они практически не участвуют в процессе разделения. В особенности это касается тех случаев, когда

Figure 00000008
или ≥300 ч, или ≥400 ч, или ≥500 ч, или ≥750 ч, или ≥1000 ч.Volume elements with a dead zone i are not included in the amount, since they practically do not participate in the separation process. This is especially true when
Figure 00000008
or ≥300 h, or ≥400 h, or ≥500 h, or ≥750 h, or ≥1000 h.

При осуществлении способа разделения согласно изобретению объемные элементы с мертвой зоной практически не участвуют в процессах обмена, предшествующих разделению. При этом под такими объемными элементами подразумевают в основном изолированные объемные элементы, которые один раз наполняются жидкой фазой и на протяжении времени содержат в основном все ту же жидкую фазу.When implementing the separation method according to the invention, volumetric elements with a dead zone practically do not participate in the exchange processes preceding the separation. Moreover, by such volumetric elements is meant basically isolated volumetric elements, which are once filled with a liquid phase and over time contain basically the same liquid phase.

Как правило, при осуществлении способа согласно изобретению следует избегать таких объемных элементов с мертвой зоной, прежде всего потому, что с ними связана повышенная вероятность начала радикальной полимеризации содержащейся в них акриловой кислоты.As a rule, when carrying out the method according to the invention, such volumetric elements with a dead zone should be avoided, primarily because they are associated with an increased likelihood of a radical polymerization of the acrylic acid contained in them.

Это означает, что способ согласно изобретению является выгодным тогда, когда общее количество жидкой фазы, содержащейся в объемных элементах с мертвой зоной, не превышает 4 вес.%, предпочтительно 3 вес.%, особенно предпочтительно 2 вес.% и наиболее предпочтительно 1 вес.% или даже является следовыми количествами.This means that the method according to the invention is advantageous when the total amount of the liquid phase contained in the volumetric elements with a dead zone does not exceed 4 wt.%, Preferably 3 wt.%, Particularly preferably 2 wt.% And most preferably 1 wt. % or even trace amounts.

Кроме того, важным для способа согласно изобретению является то, что X:Y≥5. Это означает, что способ согласно изобретению не влияет отрицательно на количество теоретических стадий разделения, более того, при осуществлении способа согласно изобретению отдельное время пребывания ti не учитывают прежде всего в том случае, если msi/mi и А являются высокими, а отказ от ti существенно не повлияет на количество теоретических стадий разделения.In addition, it is important for the method according to the invention that X: Y≥5. This means that the method according to the invention does not adversely affect the number of theoretical stages of separation, moreover, when implementing the method according to the invention, the separate residence time t i is not taken into account primarily if m si / m i and A are high and failure from t i will not significantly affect the number of theoretical stages of separation.

Таким образом, способ согласно изобретению также является применимым, когда X:Y≥8, или ≥10, или ≥15, или ≥20, или ≥30, или ≥40, или ≥50.Thus, the method according to the invention is also applicable when X: Y 8 8, or 10 10, or или 15, or 20 20, or 30 30, or 40 40, or 50 50.

Как правило, X:Y при осуществлении способа согласно изобретению не превышает 200. В большинстве случаев X:Y при осуществлении способа согласно изобретению ≤175, ≤150 или ≤100.Typically, X: Y when implementing the method according to the invention does not exceed 200. In most cases, X: Y when implementing the method according to the invention is ≤175, ≤150 or ≤100.

Способ согласно изобретению является предпочтительным тогда, когда наполненный жидкой фазой общий объем V эффективной разделительной камеры является большим, например, он составляет ≥2 м3, или ≥4 м3, ≥5 м3, или ≥7 м3, или ≥9 м3, ≥10 м3, или ≥15 м3. Как правило, V не превышает 500 м3. Это означает, что при осуществлении способа согласно изобретению V≤450 м3, часто ≤400 м3, чаще ≤350 м3, в большинстве случаев ≤300 м3.The method according to the invention is preferred when the total volume V of the effective separation chamber filled with the liquid phase is large, for example, it is ≥2 m 3 , or ≥4 m 3 , ≥5 m 3 , or ≥7 m 3 , or ≥9 m 3 , ≥10 m 3 , or ≥15 m 3 . As a rule, V does not exceed 500 m 3 . This means that when implementing the method according to the invention, V 4 450 m 3 , often 400 400 m 3 , more often 3 350 m 3 , in most cases 300 300 m 3 .

Из-за высокой температуры кипения акриловой кислоты температура находящейся в эффективной разделительной камере жидкой фазы при осуществлении способа согласно изобретению часто, по меньшей мере, частично ≥90°С, или ≥100°С, или ≥110°С, или ≥120°С, или ≥130°С, или ≥140°С, или ≥150°С, или ≥160°С, или ≥170°С, или ≥180°С. Однако самая высокая температура находящейся в объемном элементе i жидкой фазы в способе согласно изобретению, как правило, не превышает 250°С. Обычно такая наивысшая температура ≤230°С, часто ≤210°С и чаще ≤200°С. При проведении упомянутых выше реакций разделения, как правило, не удается достичь таких температур, поскольку эти реакции предусматривают, что продукты разделения непрерывно утрачивают свое равновесие.Due to the high boiling point of acrylic acid, the temperature of the liquid phase in the effective separation chamber during the implementation of the method according to the invention is often at least partially ≥90 ° C, or ≥100 ° C, or ≥110 ° C, or ≥120 ° C , or ≥130 ° С, or ≥140 ° С, or ≥150 ° С, or ≥160 ° С, or ≥170 ° С, or ≥180 ° С. However, the highest temperature of the liquid phase in the volume element i in the method according to the invention, as a rule, does not exceed 250 ° C. Typically, this highest temperature is ≤230 ° C, often ≤210 ° C and more often ≤200 ° C. When carrying out the above-mentioned separation reactions, as a rule, it is not possible to reach such temperatures, since these reactions provide that the separation products continuously lose their equilibrium.

Предпочтительно общее время пребывания tобщ при осуществлении способа согласно изобретению ≤15 ч или ≤10 ч. Особенно предпочтительно tобщ согласно изобретению ≤8 ч, или ≤6 ч, или ≤4 ч, или ≤2 ч. Как правило, tобщ при осуществлении способа согласно изобретению ≥0,5 ч или ≥1 ч.Preferably, the total residence time t total when implementing the method according to the invention is ≤15 hours or ≤10 hours. Particularly preferably, t total according to the invention is ≤8 hours, or ≤6 hours, or ≤4 hours, or ≤2 hours. Typically, t total at the implementation of the method according to the invention ≥0.5 hours or ≥1 hours

Способ согласно изобретению может быть использован для осуществления описанного в ЕР-А 648732 и ЕР-А 270999 ректификационного способа очистки неочищенной (мет)акриловой кислоты, описанного в DE-А 19924533, DE-A 10247240 и DE-A 10243625 способа фракционированной конденсации для отделения неочищенной акриловой кислоты из смеси продукт-газа, полученного частичным окислением пропена и/или пропана до акриловой кислоты, описанного в ЕР-А 717029 способа ректификационного отделения неочищенной (мет)акриловой кислоты из смеси, содержащей (мет)акриловую кислоту и в качестве основного компонента инертную гидрофобную органическую жидкость с более высокой температурой кипения, чем (мет)акриловой кислоты, описанного в DE-A 4308087 абсорбционного выделения акриловой кислоты из реакционных газов каталитического частичного окисления пропена и/или акролеина, а также для осуществления других, описанных в этой заявке, а также в ЕР-А 990636, ЕР-А 861820, ЕР-А 778255, ЕР-А 551111, ЕР-А 695736, ЕР-А 1026145, DE-A 10251328 и/или цитированных в других литературных источниках ректификационных, сорбционных и/или экстрактивных термических способах разделения для выделения по меньшей мере одного массового потока, обогащенного (мет)акриловыми мономерами, из смеси, содержащей (мет)акриловые мономеры.The method according to the invention can be used to carry out the distillation method described in EP-A 648732 and EP-A 270999 for the purification of the crude (meth) acrylic acid described in DE-A 19924533, DE-A 10247240 and DE-A 10243625 for fractional condensation separation crude acrylic acid from a product gas mixture obtained by partial oxidation of propene and / or propane to acrylic acid as described in EP-A 717029 of a rectification method for the separation of crude (meth) acrylic acid from a mixture containing (meth) acrylic acid and as The main component is an inert hydrophobic organic liquid with a higher boiling point than the (meth) acrylic acid described in DE-A 4308087 for the absorption of acrylic acid from the reaction gases of the catalytic partial oxidation of propene and / or acrolein, as well as for the others described in this application, as well as in EP-A 990636, EP-A 861820, EP-A 778255, EP-A 551111, EP-A 695736, EP-A 1026145, DE-A 10251328 and / or cited in other literature sources of distillation, sorption and / or extractive thermal methods section Nia for separating at least one mass stream enriched in the (meth) acrylic monomers from a mixture comprising (meth) acrylic monomers.

Часто при осуществлении описанных выше способов, а также способа согласно изобретению эффективная разделительная колонна включает, по меньшей мере, один циркуляционный теплообменник и, по меньшей мере, одну колонну с или без встроенных разделительных элементов.Often when implementing the methods described above, as well as the method according to the invention, an effective separation column includes at least one circulation heat exchanger and at least one column with or without integrated separation elements.

Поскольку абсорбционное разделение, как правило, протекает с выделением тепла, по меньшей мере, один из теплообменников выполняет функцию отвода тепла. Это осуществляют косвенным способом с помощью холодильного теплоносителя (хладагента), который никогда не поступает в эффективную разделительную камеру, это означает, что только одна из двух стенок камеры теплообменника является составной частью эффективной разделительной камеры. Другая находится за ее пределами и подводит хладагент. Подачу массового потока к стенке теплообменника, которая принадлежит эффективной разделительной камере, осуществляют, как правило, с помощью, по меньшей мере, одного насоса.Since the absorption separation, as a rule, proceeds with the release of heat, at least one of the heat exchangers performs the function of heat removal. This is carried out in an indirect way using a refrigerant coolant (refrigerant), which never enters an effective separation chamber, which means that only one of the two walls of the heat exchanger chamber is an integral part of an effective separation chamber. The other is outside and brings in refrigerant. The mass flow to the wall of the heat exchanger, which belongs to an effective separation chamber, is carried out, as a rule, using at least one pump.

При осуществлении большого количества термических разделений, отличных от абсорбционного, тепло подводят к эффективной разделительной камере через циркуляционный теплообменник. В большинстве случаев это также происходит косвенным способом с помощью хладагента, который никогда не поступает в эффективную разделительную камеру. Иными словами, только одна из двух стенок камеры теплообменника является составной частью эффективной разделительной камеры. Другая находится за ее пределами и подводит теплоноситель. Часто подают столько тепла, что в стенке теплообменника, принадлежащей эффективной разделительной камере, возникает эффект кипения.When carrying out a large number of thermal separations other than absorption, heat is supplied to the effective separation chamber through a circulation heat exchanger. In most cases, this also happens in an indirect way with the help of refrigerant, which never enters the efficient separation chamber. In other words, only one of the two walls of the heat exchanger chamber is an integral part of an effective separation chamber. The other is located outside and brings the coolant. Often so much heat is supplied that a boiling effect occurs in the wall of the heat exchanger belonging to the effective separation chamber.

В этом случае циркуляционный теплообменник называют циркуляционным выпарным аппаратом. Подачу массового потока к стенке теплообменника, которая принадлежит эффективной разделительной камере, можно осуществлять с помощью насоса (принудительная циркуляция) и/или путем естественной циркуляции (последнее из-за разницы в плотности массы происходит между нагретым и ненагретым массовым потоком).In this case, the circulation heat exchanger is called a circulation evaporator. The mass flow to the wall of the heat exchanger, which belongs to the effective separation chamber, can be carried out using a pump (forced circulation) and / or by natural circulation (the latter, due to the difference in mass density, occurs between the heated and unheated mass flow).

В качестве циркуляционного теплообменника используют циркуляционный выпарной аппарат, особенно если под термическим способом разделения согласно изобретению подразумевают ректификацию.A circulation evaporator is used as a circulation heat exchanger, especially if rectification is meant by the thermal separation method according to the invention.

В основном, в способе согласно изобретению в качестве косвенных циркуляционных теплообменников могут быть использованы все известные типы непрямых теплообменников. Предпочтительно их выбирают таким образом, чтобы объем жидкой фазы в них был минимальным.Basically, in the method according to the invention, all known types of indirect heat exchangers can be used as indirect circulation heat exchangers. Preferably, they are selected so that the volume of the liquid phase in them is minimal.

В случае циркуляционного выпарного аппарата используют, например, интегрированные в ректификационную колонну выпарные аппараты Роберта (выпарные аппараты с естественной циркуляцией), как изображено на фиг.1 (1 - ректификационная колонна, 2 - пар теплофикационного отбора, 3 - конденсат пара теплофикационного отбора, 4 - выгрузка куба, 5 - уровень жидкости, 6 - испарительная труба, 7 - центральная спускная труба, 8 - направление циркуляции).In the case of a circulating evaporator, for example, Robert evaporators integrated into the distillation column (evaporators with natural circulation) are used, as shown in Fig. 1 (1 — distillation column, 2 — cogeneration steam, 3 — condensate steam cogeneration, 4 - cube unloading, 5 - liquid level, 6 - evaporation pipe, 7 - central drain pipe, 8 - circulation direction).

Кроме того, в качестве циркуляционного выпарного аппарата может быть использован выведенный из ректификационной колонны выпарной аппарат с принудительной циркуляцией, изображенный на фиг.2 (1 - ректификационная колонна, 2 - циркуляционный насос, 3 - трубчатый выпарной аппарат, 4 - пар теплофикационного отбора, 5 - конденсат теплофикационного пара, 6 - выгрузка кубового продукта, 7 - направление вращения (циркуляции), 8 - разделительное устройство, 9 - отток, 10 - приток, 11 - уровень жидкости).In addition, as a circulating evaporator, a forced-circulation evaporator withdrawn from the distillation column can be used, which is shown in Fig. 2 (1 — distillation column, 2 — circulation pump, 3 — tube evaporator, 4 — heat recovery steam, 5 - condensate of heating steam, 6 - unloading of bottoms product, 7 - direction of rotation (circulation), 8 - separation device, 9 - outflow, 10 - inflow, 11 - liquid level).

Разумеется, в качестве циркуляционного выпарного аппарата может также быть использован редукционный выпарной аппарат с принудительной циркуляцией, который схематически изображен на фиг.3 (1 - ректификационная колонна, 2 - циркуляционный насос, 3 - дросселирующее устройство, 4 - трубчатый выпарной аппарат, 5 - теплофикационный пар, 6 - конденсат теплофикационного пара, 7 - выгрузка кубового продукта, 8 - направление циркуляции, 9 - разделительное устройство, 10 - отток, 11 - приток, 12 - уровень жидкости). Редукционный выпарной аппарат с принудительной циркуляцией в отличие от выпарного аппарата с принудительной циркуляцией отделен от ректификационной колонны дросселирующим устройством. Непрерывно берут часть жидкого содержимого ректификационной колонны, находящегося под давлением Рх, и при помощи циркуляционного насоса закачивают в притоки трубчатого выпарного аппарата (кожухотрубного теплообменника). По внутренним трубам трубчатого выпарного аппарата течет теплоноситель, например теплофикационный пар (как правило, находящийся под давлением водяной пар), температура которого выше температуры жидкой среды ректификационной колонны. Проходя через впускные и выпускные трубы трубчатого выпарного аппарата, выгруженная из ректификационной колонны жидкость путем косвенного теплообмена нагревается до температуры Ту, которая выше температуры жидкой среды ректификационной колонны.Of course, a forced-circulation reduction evaporator can also be used as a circulation evaporator, which is schematically shown in Fig. 3 (1 - distillation column, 2 - circulation pump, 3 - throttling device, 4 - tube evaporator, 5 - heating steam, 6 - condensate of heating steam, 7 - unloading of bottoms product, 8 - direction of circulation, 9 - separation device, 10 - outflow, 11 - inflow, 12 - liquid level). The forced-circulation reduction apparatus, in contrast to the forced-circulation evaporator, is separated from the distillation column by a throttling device. A portion of the liquid contents of the distillation column under pressure P x is continuously taken and pumped into the tributaries of the tube evaporator (shell-and-tube heat exchanger) using a circulation pump. A coolant, such as heating steam (usually pressurized water vapor), flows at internal tubes of a tubular evaporator, the temperature of which is higher than the temperature of the liquid medium of the distillation column. Passing through the inlet and outlet pipes of the tubular evaporator, the liquid discharged from the distillation column is heated by indirect heat exchange to a temperature Т у , which is higher than the temperature of the liquid medium of the distillation column.

Дросселирующее устройство делит трубчатый выпарной аппарат и ректификационную колонну и позволяет путем варьирования мощности циркуляционного насоса установить превышающее Рх исходное давление дросселирующего устройства Py, которое выше соответствующего температуре Ty′ давления кипения Py′ выгруженной из ректификационной колонны жидкости. Указанным выше способам удается подавить кипение жидкой фракции, перекачанной из ректификационной колонны в трубы трубчатого выпарного аппарата. Жидкость, перекачанную из ректификационной колонны в трубы трубчатого выпарного аппарата, значительно перегревают по сравнению с существующим в жидкой среде ректификационной колонны давлением Рх, таким образом процесс кипения перемещается в сторону места прохода дросселирующего устройства (иными словами, содержимое труб трубчатого выпарного аппарата является однофазным, трубчатый выпарной аппарат функционирует лишь как перегреватель). Выпуск перегретой жидкости через дросселирующее устройство в ректификационную колонну можно при этом осуществлять непосредственно в жидкое содержимое ректификационной колонны (куба ректификационной колонны). При таких условиях температура жидкого содержимого куба ректификационной колонны обычно соответствует температуре кипения Тх при давлении Рх над кубовой жидкостью.The throttling device divides the tube evaporator and the distillation column and allows, by varying the capacity of the circulation pump, to establish the initial pressure of the throttling device P y exceeding P x , which is higher than the boiling pressure P y ′ corresponding to the temperature T y ′ of the liquid unloaded from the distillation column. The above methods manage to suppress the boiling of the liquid fraction pumped from the distillation column into the pipes of the tubular evaporator. The liquid pumped from the distillation column into the tubes of the tubular evaporator is significantly overheated compared to the pressure of P x existing in the liquid medium of the distillation column, thus the boiling process moves towards the passage of the throttling device (in other words, the contents of the tubes of the tubular evaporator are single-phase, the tube evaporator functions only as a superheater). The release of superheated liquid through the throttling device into the distillation column can be carried out directly into the liquid contents of the distillation column (distillation column cube). Under such conditions, the temperature of the liquid contents of the distillation column bottom usually corresponds to the boiling point T x at a pressure P x above the bottom liquid.

Как правило, выпуск перегретой жидкости через дросселирующее устройство в ректификационную колонну происходит выше уровня жидкости куба ректификационной колонны. При таких условиях температура жидкого содержимого куба ректификационной колонны обычно является ниже температуры кипения Тх при давлении Рх над кубовой жидкостью. Важным является тот факт, что эффект выкипания находящегося за пределами ректификационной колонны трубчатого выпарного аппарата сначала возникает в ректификационной колонне, то есть за пределами циркуляционного выпарного аппарата. При этом дросселирование можно, например, осуществлять механически (перемычки, клапаны) и/или гидростатически (при помощи соответствующей высокой колонны над местом прохода перегретой жидкости).As a rule, the release of superheated liquid through a throttling device into the distillation column occurs above the liquid level of the distillation column cube. Under such conditions, the temperature of the liquid contents of the distillation column bottom is usually lower than the boiling point T x at a pressure P x above the bottom liquid. It is important that the boiling-off effect of the tubular evaporator located outside the distillation column first occurs in the distillation column, that is, outside the circulation evaporator. In this case, throttling can, for example, be carried out mechanically (jumpers, valves) and / or hydrostatically (using the corresponding high column above the passage of the superheated liquid).

В качестве циркуляционного выпарного аппарата может также быть использован выпарной аппарат с прямой циркуляцией, как он, например, изображен на фиг.4, в который подают полученный за переделами эффективной разделительной камеры теплоноситель и подвергают непосредственному контакту с подлежащей испарению жидкостью.As a circulation evaporator, a direct circulation evaporator can also be used, for example, as shown in Fig. 4, into which a coolant obtained outside the limits of an effective separation chamber is fed and subjected to direct contact with the liquid to be evaporated.

Из куба 9 ректификационной колонны 8 выгружают жидкость и/или с помощью расположенной в нижней части ректификационной колонны сборной тарелки 1 выгружают высококипящую фракцию. Затем одну или обе выгруженные жидкости распыляют в выпарной аппарат с прямой циркуляцией 6, в котором их, например, смешивают в параллельный поток с имеющей более высокую температуру смесью продукт-газа 2, полученного частичным окислением пропена и/или пропана, в качестве прямого теплоносителя и подвергают прямому теплообмену, при этом, по меньшей мере, частично испаряя. После этого всю смесь 10 возвращают в жидкость куба ректификационной колонны (возврат можно также осуществлять без погружения), а восходящий в результате этого поток газовой смеси подвергают фракционирующей конденсации. Подачу выгруженной из ректификационной колонны жидкости осуществляют с помощью насосов 4, 5. Под позиционным обозначением 3 подразумевают выгрузку кубового продукта, а под 7 - уровень кубовой жидкости. Выпарной аппарат с прямой циркуляцией, как правило, не содержит встроенных разделительных элементов и имеет цилиндрическую форму. Газовая и жидкая фаза также могут быть отдельно выгружены из выпарного аппарата с прямой циркуляцией в ректификационную колонну. Такой выпарной аппарат с прямой циркуляцией схематически изображен на фиг.5. Позиционные обозначения имеют такие же значения, что и на фиг.4.Liquid is unloaded from the cube 9 of the distillation column 8 and / or a high-boiling fraction is discharged using the collecting plate located at the bottom of the distillation column 1. Then, one or both of the discharged liquids is sprayed into a direct circulation evaporator 6, in which, for example, they are mixed in a parallel stream with a higher temperature product gas mixture 2 obtained by partial oxidation of propene and / or propane as a direct heat carrier and subjected to direct heat exchange, while at least partially evaporating. After that, the entire mixture 10 is returned to the liquid of the distillation column cube (the return can also be carried out without immersion), and the resulting gas mixture stream is subjected to fractional condensation. The liquid discharged from the distillation column is supplied with the help of pumps 4, 5. Under the reference designation 3 is meant the discharge of bottoms product, and under 7 - the level of bottoms liquid. The evaporator with direct circulation, as a rule, does not contain built-in separation elements and has a cylindrical shape. The gas and liquid phase can also be separately discharged from the evaporator with direct circulation into the distillation column. Such a direct circulation evaporator is shown schematically in FIG. Positional designations have the same meanings as in figure 4.

10а означает возвращенную в ректификационную колонну газовую фазу, а 10b - возвращенную в ректификационную колонну жидкую фазу. 11 означает уровень жидкости в выпарном аппарате с прямой циркуляцией.10a means the gas phase returned to the distillation column, and 10b means the liquid phase returned to the distillation column. 11 means the liquid level in the evaporator with direct circulation.

Ректификационная колонна может не содержать или содержать встроенные разделительные элементы, причем для осуществления способа согласно изобретению подходящими являются все упомянутые в данной заявке встроенные разделительные элементы отдельно или, в случае необходимости, в комбинации с другими встроенными разделительными элементами.The distillation column may not contain or contain built-in separation elements, and for the implementation of the method according to the invention are suitable all mentioned in this application built-in separation elements separately or, if necessary, in combination with other built-in separation elements.

При этом в качестве сыпучих насадок используют, например, стеклянные кольца Рашига, насадки в виде седел, насадки в виде проволочных сеток, V2A-спирали, кольца Палла и капсулы Штедмана, а также насадки второго, третьего и четвертого поколения.At the same time, for example, Rashig glass rings, saddle-shaped nozzles, wire mesh nozzles, V2A spirals, Pall rings and Shtadman capsules, as well as nozzles of the second, third and fourth generation are used as bulk nozzles.

В качестве насадок, диаметр которых практически соответствует внутреннему диаметру колонны, используют набивки разных видов. При этом речь, как правило, идет о проницаемых трехмерных металлических, пластмассовых и/или керамических сетках с большой площадью поверхности.As nozzles, the diameter of which practically corresponds to the inner diameter of the column, packings of different types are used. In this case, as a rule, we are talking about permeable three-dimensional metal, plastic and / or ceramic grids with a large surface area.

Если при осуществлении термического способа разделения согласно изобретению речь идет о фракционирующей конденсации смеси газа, полученного одно- или двухступенчатым гетерогенным катализированным окислением пропена и/или пропана до акриловой кислоты, ректификационная колонна в качестве встроенных разделительных элементов предпочтительно снизу вверх содержит сначала двухпоточные тарелки, а затем гидравлически загерметизированные тарелки с поперечным током (например, тарелки Thormann®, или модифицированные тарелки Торманна), как описано в DE-А 19924532, DE-A 10243625 и DE-A 10247240.If the implementation of the thermal separation method according to the invention involves fractionating condensation of a gas mixture obtained by one- or two-stage heterogeneous catalyzed oxidation of propene and / or propane to acrylic acid, the distillation column, as built-in separation elements, preferably first contains double-flow plates, and then hydraulically sealed transverse current trays (e.g., Thormann® trays, or modified Thormann trays) as described but in DE-A 19924532, DE-A 10243625 and DE-A 10247240.

При этом количество теоретических стадий разделения составляет от 15 до 30, предпочтительно 20. Выпарным аппаратом является описанный выше выпарной аппарат с прямой циркуляцией. Если в конденсационную колонну интегрирован еще один углекислый охладитель, то в этой зоне конденсационной колонны в качестве встроенных разделительных элементов предпочтительно используют клапанные тарелки, описанные в DE-A 19924532, DE-A 10243625 и DE-A 10247240.The number of theoretical stages of separation is from 15 to 30, preferably 20. The evaporator is the above-described evaporator with direct circulation. If another carbon dioxide cooler is integrated in the condensation column, valve plates described in DE-A 19924532, DE-A 10243625 and DE-A 10247240 are preferably used as integrated separation elements in this zone of the condensation column.

Согласно общей формуле для tобщ при осуществлении способа согласно изобретению значения tобщ являются незначительными в том случае, если при больших значениях

Figure 00000009
значения
Figure 00000010
являются по возможности малыми. Иными словами, поставленную согласно изобретению цель удается достичь, среди прочего, путем уменьшения общего количества находящейся в разделительной камере в стационарном состоянии жидкой фазы при сравнительно одинаковых показателях массовых потоков и теоретических стадиях разделения, что осуществляют предпочтительно в тех объемных элементах, в которых жидкая фаза имеет более высокую температуру и уменьшение количества жидкой фазы в которых не повлечет за собой уменьшения количества теоретических стадий. Прежде всего с этой целью используют следующие возможности. Первая возможность состоит в уменьшении поперечного сечения трубопровода эффективной разделительной камеры, через который пропускают жидкую фазу, содержащую акриловую кислоту, за счет неминуемой потери давления (при одинаковых объемных потоках), а также уменьшения длины трубы.According to the general formula for t total, when implementing the method according to the invention, the values of t total are insignificant if, for large values
Figure 00000009
values
Figure 00000010
are as small as possible. In other words, the goal set according to the invention can be achieved, inter alia, by reducing the total amount of the liquid phase in the separation chamber in the stationary state at relatively identical mass flow rates and theoretical separation stages, which is preferably carried out in those volume elements in which the liquid phase has higher temperature and a decrease in the amount of the liquid phase in which will not entail a decrease in the number of theoretical stages. First of all, the following possibilities are used for this purpose. The first possibility is to reduce the cross-section of the pipeline of the effective separation chamber, through which the liquid phase containing acrylic acid is passed, due to the inevitable loss of pressure (at the same volume flows), as well as to reduce the length of the pipe.

В случае описанной выше фракционирующей конденсации в рамках настоящего изобретения предпочтение отдают способу, при котором никакой другой циркуляционный теплообменник, кроме выпарного аппарата с прямой циркуляцией, не принадлежит эффективной разделительной камере.In the case of fractional condensation described above, in the framework of the present invention, preference is given to a method in which no other circulation heat exchanger, except for the evaporator with direct circulation, belongs to an effective separation chamber.

Таким образом, в отличие от фиг.1 и фиг.2 DE-A 19924533 или фиг. DE-А 19924532, а также в отличие от DE-A 10247240 согласно изобретению выгодно полностью отказаться от циркуляционного теплообменника 8 упомянутых выше фигур и использовать исключительно теплоту испарения смеси продукт-газа, полученного частичным окислением пропена и/или пропана до акриловой кислоты. При этом выпарной аппарат с прямой циркуляцией согласно изобретению предпочтительно имеет показанную на фиг.4, а не на фиг.5 структуру, в котором смесь из газа и жидкости в качестве двухфазной системы подают непосредственно в ректификационную колонну, в результате чего в отличие от осуществления способа согласно фиг.5 удается избежать возникновения дополнительного уровня жидкости (с увеличением отдельного времени пребывания). Одновременно уменьшают поперечное сечение выпарного аппарата с прямой циркуляцией при неизменных циркуляционных количествах (одновременно выпарной аппарат с прямой циркуляцией служит также прямым охладителем для смеси продукт-газа, полученного частичным окислением; для сохранения теплового баланса циркуляционные количества должны быть минимальными) с целью уменьшения количества жидкой фазы в эффективной разделительной камере.Thus, in contrast to FIG. 1 and FIG. 2, DE-A 19924533 or FIG. DE-A 19924532, and also unlike DE-A 10247240 according to the invention, it is advantageous to completely abandon the circulation heat exchanger 8 of the above figures and use exclusively the heat of vaporization of the product gas mixture obtained by partial oxidation of propene and / or propane to acrylic acid. In this case, the direct circulation evaporator according to the invention preferably has the structure shown in Fig. 4 rather than in Fig. 5, in which the mixture of gas and liquid as a two-phase system is fed directly to the distillation column, as a result of which, in contrast to the method according to figure 5, it is possible to avoid the occurrence of an additional liquid level (with an increase in the individual residence time). At the same time, the cross section of the evaporator with direct circulation is reduced with constant circulating quantities (at the same time, the direct circulation evaporator also serves as a direct cooler for the product-gas mixture obtained by partial oxidation; to maintain the heat balance, the circulating quantities should be minimal) in order to reduce the amount of liquid phase in an effective separation chamber.

Если эффективная разделительная камера в качестве встроенных разделительных элементов содержит массообменные тарелки, как таковые согласно изобретению предпочтительно используют ситчатые тарелки, особенно предпочтительно дождевальные ситчатые тарелки (двухпоточные тарелки). Поскольку последние не содержат никаких переливных клапанов, их используют при особенно низком уровне жидкости, при этом по сравнению с гидравлически загерметизированными тарелками с поперечным током они согласно изобретению являются более предпочтительными. Последние используют лишь в том случае, если полученный с помощью дождевальных ситчатых тарелок эффект разделения является недостаточным.If the effective separation chamber comprises mass transfer plates as integrated separation elements, as such, according to the invention, preferably sieve trays are used, particularly preferably sprinkler sieve trays (double-flow trays). Since the latter do not contain any overflow valves, they are used at a particularly low liquid level, and, according to the invention, they are more preferred in comparison with hydraulically sealed trays with transverse current. The latter are used only if the separation effect obtained with the help of sprinkling sieve plates is insufficient.

Если эффективная разделительная камера содержит сборные тарелки (например, как компонент ректификационной колонны), через которые, например, выгружают разделенный жидкий массовый поток из эффективной разделительной камеры (например, в отстойник или циркуляционный теплообменник), их согласно изобретению используют при наиболее низком уровне жидкости. Это возможно, например, путем нанесения на сборные тарелки вытеснителей. Они допускают повышение уровня жидкости при уменьшенном объеме. Альтернативное решение проблемы предлагает DE-А 10159825 в форме сборных тарелок с перепадом.If the effective separation chamber contains prefabricated trays (for example, as a component of a distillation column) through which, for example, the separated liquid mass stream is discharged from the effective separation chamber (for example, to a settling tank or a circulation heat exchanger), they are used according to the invention at the lowest liquid level. This is possible, for example, by applying displacers to prefabricated plates. They allow an increase in liquid level with a reduced volume. An alternative solution to the problem is DE-A 10159825 in the form of prefabricated differential plates.

При осуществлении способа согласно изобретению соответствующие вытеснители оказались предпочтительными также для сегментов куба (камер куба) ректификационной колонны. Ими, как правило, являются те компоненты камеры, которые геометрически находятся под нижними встроенными разделительными элементами. В случае ректификации как термического способа разделения согласно изобретению из сегментов куба регулярно выгружают кубовую жидкость и подают ее в теплообменник с принудительной циркуляцией. В то же время кубовая жидкость, как правило, находится в состоянии кипения.In carrying out the method according to the invention, suitable displacers were also preferred for cube segments (cube chambers) of the distillation column. They are, as a rule, those camera components that are geometrically located under the lower integrated dividing elements. In the case of distillation as a thermal separation method according to the invention, bottoms are regularly unloaded from the bottom sections and fed to a forced-circulation heat exchanger. At the same time, still liquid is usually in a state of boiling.

Во избежание того, что насос, необходимый для принудительной подачи веществ в теплообменник с принудительной циркуляцией, например, в случае нарушения режима работы закачивает слишком много газа (что, как правило, снижает мощность насоса и может в худшем случае стать причиной его разрушения, поскольку насос обычно используют для закачивания жидкости), в сегменте куба устанавливают безопасный уровень жидкости.In order to avoid the fact that the pump necessary for the forced supply of substances to the forced circulation heat exchanger, for example, in the event of a malfunction, pumps too much gas (which, as a rule, reduces the power of the pump and can in the worst case cause its destruction, since the pump usually used to pump liquid), a safe liquid level is set in the cube segment.

Такого безопасного уровня согласно изобретению при уменьшенном объеме куба достигают предпочтительным путем нанесения на камеру куба вытеснителей или путем изолирования камеры куба, как показано на фиг.6. Разумеется, в способе согласно изобретению можно осуществлять уменьшение объемов куба.Such a safe level according to the invention with a reduced cube volume is achieved by the preferred method of applying displacers onto the cube chamber or by insulating the cube chamber as shown in FIG. 6. Of course, in the method according to the invention, it is possible to reduce the volume of the cube.

Согласно изобретению уменьшение объемов куба является предпочтительным в каждом случае по сравнению с решениями, предложенными на фиг.7, где между насосом и кубом колонны из соображений безопасности предусмотрен буферный сосуд для кубовой жидкости. Используемые в способе согласно изобретению насосы выбирают таким образом, чтобы они удерживали как можно меньшее количество жидкой фазы.According to the invention, a reduction in the volume of the cube is preferable in each case compared to the solutions proposed in Fig. 7, where a buffer vessel for bottoms liquid is provided between the pump and the cube of the column for safety reasons. The pumps used in the method according to the invention are selected so that they retain as little liquid phase as possible.

Температуры Ti при осуществлении способа согласно изобретению можно определять простым экспериментальным способом (например, при помощи соответствующим образом расположенных термоэлементов).The temperatures T i during the implementation of the method according to the invention can be determined by a simple experimental method (for example, using suitably located thermocouples).

Как правило, выбор объемных элементов i в способе согласно изобретению является произвольным, он практически не влияет на результат для tобщ. Однако для многих случаев существуют наиболее выгодные варианты объемных элементов i.As a rule, the choice of volumetric elements i in the method according to the invention is arbitrary, it practically does not affect the result for t total . However, for many cases, there are the most profitable options for volumetric elements i.

В случае массообменных тарелок с принудительной подачей в качестве объемного элемента i используют такой объемный элемент, который учитывает уровень жидкости на массообменной тарелке и приток жидкости к расположенной ниже массообменной тарелке, как это схематически изображено на фиг.8 при помощи заштрихованного участка. 1 означает место притока к объемному элементу, 2 - место оттока из объемного элемента, 3 - переливной клапан, 4 - стенку колонны и 5 означает массообменную тарелку, имеющую места прохода (6 - уровень жидкости в сливной или приемной шахте).In the case of force-fed mass transfer plates, a volumetric element i is used that takes into account the liquid level on the mass transfer plate and the flow of liquid to the mass transfer plate below, as shown schematically in Fig. 8 with a shaded section. 1 means the place of the inflow to the volumetric element, 2 - the place of the outflow from the volumetric element, 3 - the overflow valve, 4 - the column wall and 5 means the mass transfer plate having passage points (6 - the liquid level in the drain or receiving shaft).

msi определяют, например, таким образом: действующие места притока и оттока одновременно закрывают, а затем определяют содержащуюся в объемном элементе i массу жидкой фазы mi. С помощью химического анализа содержания из mi результируется msi.

Figure 00000011
определяют, например, таким образом: в сливную шихту встраивают улавливающую тарелку, из которой выгружают тот же поток жидкости ректификационной колонны, анализируют, после чего возвращают ниже места оттока в сливную шихту (см. фиг.9; 1 - стенка колонны; 2 - сливной патрубок; 3 - улавливающая тарелка; 4 - нагнетательный насос; 5 - измерение потока). Кроме того,
Figure 00000009
можно определить, принимая во внимание
Figure 00000012
путем загрузки через место притока индикатора и его выгрузки через место оттока по прошествии определенного времени. Последнее, например, можно осуществлять путем непрерывного отбора малой пробы в месте 7 на фиг.8. Местом выгрузки индикатора, как правило, является место 8 на фиг.8.m si is determined, for example, in this way: the active places of the inflow and outflow are simultaneously closed, and then the mass of the liquid phase m i contained in the volume element i is determined. Using a chemical analysis of the content from m i, m si is obtained .
Figure 00000011
determine, for example, in this way: a trap plate is built into the drain charge, from which the same liquid stream of the distillation column is unloaded, analyzed, and then returned below the outflow into the drain charge (see Fig. 9; 1 - column wall; 2 - drain pipe; 3 - catching plate; 4 - pressure pump; 5 - flow measurement). Besides,
Figure 00000009
can be determined taking into account
Figure 00000012
by loading through the place of inflow of the indicator and unloading it through the place of outflow after a certain time. The latter, for example, can be accomplished by continuous sampling of a small sample at location 7 in FIG. The place of unloading of the indicator, as a rule, is place 8 in Fig. 8.

В случае дождевальных ситчатых тарелок можно поступать соответствующим образом. При этом в качестве объемного элемента i выбирают такой объемный элемент, который регистрирует уровень жидкости на массообменной тарелке и пространство под массообменной тарелкой до начинающейся поверхности уровня жидкости следующей массообменной тарелки.In the case of sprinkler strainers, it is possible to act accordingly. Moreover, as a volumetric element i, a volumetric element is selected that registers the liquid level on the mass transfer plate and the space under the mass transfer plate to the beginning of the liquid level surface of the next mass transfer plate.

В данном случае для определения

Figure 00000009
над ситчатой тарелкой устанавливают улавливающую тарелку. Из нее выгружают имеющуюся жидкость, анализируют соответствующий поток, после чего ее возвращают непосредственно над ситчатой тарелкой (см. фиг.10; 1 - ситчатая тарелка; 2 - улавливающая тарелка; 3 - нагнетательный насос; 4 - измерение потока).In this case, to determine
Figure 00000009
a trap plate is mounted above the sieve plate. The existing liquid is discharged from it, the corresponding flow is analyzed, and then it is returned directly above the sieve plate (see Fig. 10; 1 - sieve plate; 2 - trap plate; 3 - pressure pump; 4 - flow measurement).

Находящееся на дождевальной ситчатой тарелке количество жидкости можно также анализировать с помощью дифференциального измерения давления согласно фиг.11 (метод U-образного вакуумметра). При этом Δр=ς·g·hL (hL - 1 на фиг.11), где ς означает плотность массы жидкой фазы, g означает гравитационную постоянную, a hL означает уровень жидкой фазы на дождевальной ситчатой тарелке, позволяет непосредственно снимать показания hL и вычислять количество жидкости на дождевальной ситчатой тарелке.The amount of liquid located on the sprinkler plate can also be analyzed by differential pressure measurement according to FIG. 11 (U-shaped vacuum gauge method). Moreover, Δp = ς · g · h L (h L - 1 in Fig. 11), where ς means the mass density of the liquid phase, g means the gravitational constant, ah L means the level of the liquid phase on the sprinkler sieve plate, allows you to directly take readings h L and calculate the amount of liquid on the sprinkler strainer.

Количество жидкости между двумя дождевальными ситчатыми тарелками можно определить путем одновременного закрытия обеих тарелок и определения количества жидкости, собравшейся на нижней тарелке. В результате химического анализа из mi получают msi.The amount of fluid between the two sprinkler sieve trays can be determined by simultaneously closing both trays and determining the amount of fluid collected on the bottom plate. As a result of chemical analysis of m i get m si .

В соответствии с этим msi в кубе колонны рассчитывают из уровня кубовой жидкости, определенного при помощи оттока, а также путем анализа состава кубовой жидкости,

Figure 00000013
в кубе с зафиксированным уровнем жидкости определяют непосредственно с помощью измерений. То же самое касается циркуляционного насоса, циркуляционный теплообменник может быть обработан подобным образом. Участки колонны, содержащие сыпучие насадки или наполнители, могут быть обработаны аналогичным способом, как и объемные элементы массообменных тарелок.In accordance with this m si in the cube of the column is calculated from the level of bottoms liquid, determined using the outflow, as well as by analyzing the composition of the bottoms liquid,
Figure 00000013
in a cube with a fixed liquid level is determined directly using measurements. The same goes for the circulation pump, the circulation heat exchanger can be processed in a similar way. Portions of the column containing loose packing or fillers can be treated in the same way as the bulk elements of the mass transfer plates.

Внутри ректификационной колонны значения msi и mi также могут быть определены подобными полуэмпирическими способами (см., например, Johann Stichlmair; Grundlagen der Dimensionierung des Gas/Flüssigkeit-Kontaktapparates, Bodenkolonne, Verlag Chemie (1978) и Technische Fortschrittsberichte, Bd. 61, Grundlagen der Dimensionierung von Kolonnenböden, von Dr.-lng. Klaus Hoppe und Dr.-lng. Manfred Mittelstrass, Magdeburg, Verlag Theodor Steinkopff, Dresden (1967)).Inside the distillation column, the values of m si and m i can also be determined by similar semi-empirical methods (see, for example, Johann Stichlmair; Grundlagen der Dimensionierung des Gas / Flüssigkeit-Kontaktapparates, Bodenkolonne, Verlag Chemie (1978) and Technische Fortschrittsberichte, Grundlagen der Dimensionierung von Kolonnenböden, von Dr.-lng. Klaus Hoppe und Dr.-lng. Manfred Mittelstrass, Magdeburg, Verlag Theodor Steinkopff, Dresden (1967)).

С этой целью сначала определяют, например, соответствующие температуры различных массообменных тарелок. Затем определяют состав притоков и оттоков из ректификационной колонны. После этого с помощью закона Рауля (равновесие пара и жидкости) и баланса массы и энергии вычисляют распределение концентраций в колонне и получают необходимые показатели количества потока жидкости и газа. Показатель msi определяют таким образом: сначала при проведении отдельных тестов (снизу подают газ, а сверху омывают жидкостью) определяют гидродинамические свойства встроенных разделительных элементов, например, массообменных тарелок, из которых затем получают показатели mi, на основе которых при распределении концентрации получают показатели msi.For this purpose, first, for example, the corresponding temperatures of the various mass transfer plates are determined. Then determine the composition of the inflows and outflows from the distillation column. After that, using the Raoult law (vapor and liquid equilibrium) and the balance of mass and energy, the concentration distribution in the column is calculated and the necessary indicators of the amount of liquid and gas flow are obtained. The indicator m si is determined in this way: first, during separate tests (gas is supplied from below, and liquid is washed from above), the hydrodynamic properties of the built-in separation elements, for example, mass transfer plates, are determined from which m i are then obtained, on the basis of which indicators are obtained for the concentration distribution m si .

Неожиданным при осуществлении способа согласно изобретению оказался тот факт, что путем уменьшения значений tобщ при неизменных граничных условиях удается улучшить выход по времени и объему, а также степень обогащения.Unexpected when implementing the method according to the invention was the fact that by reducing the values of t total under constant boundary conditions, it is possible to improve the output in time and volume, as well as the degree of enrichment.

Как показано ниже в примере выполнения, способ согласно изобретению при значении tобщ≤10 ч позволяет отделять неочищенную акриловую кислоту, содержание фракции акриловой кислоты в которой ≥95 вес.%, из смеси продукт-газа, полученного одно- или двухступенчатым гетерогенным катализированным частичным окислением пропена и/или пропана до акриловой кислоты, содержание фракции акриловой кислоты в которой составляет от 5 до 15 вес.%.As shown in the exemplary embodiment below, the method according to the invention with a value of t total ≤10 h allows the separation of crude acrylic acid, the content of the fraction of acrylic acid in which is ≥95 wt.%, From a product gas mixture obtained by one- or two-stage heterogeneous catalyzed partial oxidation propene and / or propane to acrylic acid, the content of the fraction of acrylic acid in which is from 5 to 15 wt.%.

Используемый при этом термический способ разделения включает непрерывную стационарную эксплуатацию устройства для термического разделения, содержащего эффективную разделительную камеру со встроенными разделительными элементами, которое схематически изображено на фиг.12.The thermal separation method used here includes continuous stationary operation of the thermal separation device comprising an effective separation chamber with integrated separation elements, which is shown schematically in FIG.

Камера состоит из ректификационной колонны 28 (которая в качестве встроенных разделительных элементов содержит лишь массообменные тарелки; под ними подразумевают размещенные снизу вверх двухпоточные тарелки, а затем гидравлически загерметизированные тарелки с поперечным током, отделенные клапанными тарелками; дополнительно ректификационная колонна содержит сборные тарелки), не содержащего встроенные разделительные элементы выпарного аппарата с прямой циркуляцией 1, осуществляемой с помощью насоса 7 и насоса 29, а также трубопроводов 6, 6′, 3, 3′ и 2. Более детально такая разделительная колонна описана в DE-А 19924532, DE-A 10247240 и DE-A 10243625. Количество теоретических стадий разделения, как правило, составляет от 15 до 30, предпочтительно 20. Все элементы этой эффективной разделительной камеры могут быть использованы как компоненты применяемого устройства для термического разделения, однако они не входят в состав используемой согласно изобретению эффективной разделительной камеры. Ее расширение повышает значение tобщ и не способствует термическому разделению. Способ согласно изобретению используют прежде всего в том случае, когда применяемый термический способ разделения включает способ согласно изобретению. Подлежащая разделению смесь продукт-газа, полученного одно- или двухступенчатым гетерогенным катализированным частичным окислением пропена и/или пропана до акриловой кислоты, одновременно является прямым источником тепла для выпарного элемента с прямой циркуляцией.The chamber consists of a distillation column 28 (which, as built-in separation elements, contains only mass transfer plates; they mean double-flow plates placed from the bottom up, and then hydraulically sealed plates with transverse current separated by valve plates; additionally, the distillation column contains prefabricated plates), which does not contain integrated dividing elements of the evaporator with direct circulation 1, carried out using pump 7 and pump 29, as well as pipelines 6, 6 ′, 3, 3 ′ and 2. Such a separation column is described in more detail in DE-A 19924532, DE-A 10247240 and DE-A 10243625. The number of theoretical separation stages, as a rule, is from 15 to 30, preferably 20 All elements of this effective separation chamber can be used as components of the used device for thermal separation, however, they are not part of the effective separation chamber used according to the invention. Its expansion increases the value of t total and does not contribute to thermal separation. The method according to the invention is used primarily when the thermal separation method used includes the method according to the invention. The product-gas mixture obtained by the one- or two-stage heterogeneous catalyzed partial oxidation of propene and / or propane to acrylic acid is at the same time a direct heat source for the direct circulation evaporator.

Приведенные ниже пример и сравнительный пример поясняют данное изобретение, не ограничивая его общеприменимости. В полученные при осуществлении способа согласно изобретению жидкие фазы, которые содержат акриловую кислоту, известными методами добавляют ингибиторы полимеризации.The following example and comparative example illustrate the invention without limiting its general applicability. Polymerization inhibitors are added to the liquid phases obtained by carrying out the method according to the invention that contain acrylic acid by known methods.

Пример и сравнительный пример (цифровые показатели касаются фиг.12; серый заштрихованный участок на фиг.12 означает рассматриваемую эффективную разделительную камеру)Example and comparative example (digital indicators relate to FIG. 12; the gray shaded portion in FIG. 12 indicates the effective separation chamber in question)

Сравнительный пример (описано стационарное состояние; подходящими материалами является, например, высококачественная сталь марок 1.4539 или 1.4571)Comparative example (stationary state described; suitable materials are, for example, stainless steel grades 1.4539 or 1.4571)

Путем гетерогенного катализированного частичного окисления в газовой фазе пропилена с чистотой „polymer grade" получают имеющую температуру 270°С смесь продукт-газа следующего состава:By heterogeneous catalyzed partial oxidation in the gas phase of propylene with a purity of "polymer grade", a product-gas mixture of the following composition is obtained having a temperature of 270 ° C:

11,80 вес.% акриловой кислоты,11.80 wt.% Acrylic acid,

0,264 вес.% уксусной кислоты,0.264 wt.% Acetic acid,

5,0984 вес.% воды,5.0984 wt.% Water,

0,0275 вес.% муравьиной кислоты,0.0275 wt.% Formic acid,

0,0989 вес.% формальдегида,0.0989 wt.% Formaldehyde,

0,1473 вес.% акролеина,0.1473 wt.% Acrolein,

0,0028 вес.% пропионовой кислоты,0.0028% by weight of propionic acid

0,0033 вес.% фурфуралов,0.0033 wt.% Furfurals,

0,0014 вес.% аллилакрилата,0.0014 wt.% Allyl acrylate,

0,0005 вес.% аллилформиата,0.0005 wt.% Allyl formate,

0,0038 вес.% бензальдегида,0.0038 wt.% Benzaldehyde,

0,1350 вес.% малеинового ангидрида,0.1350 wt.% Maleic anhydride,

0,0112 вес.% бензойной кислоты,0.0112 wt.% Benzoic acid,

0,0147 вес.% фталевого ангидрида,0.0147 wt.% Phthalic anhydride,

4,0324 вес.% кислорода,4.0324 wt.% Oxygen,

1,8067 вес.% диоксида углерода,1.8067 wt.% Carbon dioxide

0,5904 вес.% монооксида углерода,0.5904 wt.% Carbon monoxide,

0,5520 вес.% пропана,0.5520 wt.% Propane,

0,2696 вес.% пропилена и0.2696 wt.% Propylene and

75,1399 вес.% азота.75.1399 wt.% Nitrogen.

Другие компоненты не были обнаружены. Смесь продукт-газа (170008 кг/ч) в теплообменнике с прямой циркуляцией 1 и постоянным током охлаждают до температуры 120,2°С. Теплообменник с прямой циркуляцией 1 и постоянным током не содержит встроенных элементов. Он имеет цилиндрическую форму. Его диаметр составляет 2,2 м, а высота - 15,5 м. Жидкой фазой, подлежащей нагреванию в теплообменнике с прямой циркуляцией 1, является смесь выгруженной из камеры 5 куба кубовой жидкости и труднокипящей фракции, которая была выгружена из первой улавливающей тарелки 10, примыкающей к камере 5 куба ректификационной колонны 28.No other components were detected. The product gas mixture (170008 kg / h) in a heat exchanger with direct circulation 1 and direct current is cooled to a temperature of 120.2 ° C. Direct circulation 1 heat exchanger with direct current does not contain built-in elements. It has a cylindrical shape. Its diameter is 2.2 m and its height is 15.5 m. The liquid phase to be heated in a direct-circulation heat exchanger 1 is a mixture of cubic liquid discharged from chamber 5 and a hardly boiling fraction, which was unloaded from the first collecting plate 10, adjacent to the camera 5 cube distillation column 28.

Количество подаваемой в теплообменник с прямой циркуляцией 1 кубовой жидкости составляет 247305 кг/ч, она имеет такой состав (плотность массы = 989,22 кг/м3):The amount supplied to the heat exchanger with direct circulation of 1 cubic fluid is 247305 kg / h, it has the following composition (mass density = 989.22 kg / m 3 ):

27,2977 вес.% акриловой кислоты,27.2977 wt.% Acrylic acid,

0,1446 вес.% уксусной кислоты,0.1446 wt.% Acetic acid,

0,6007 вес.% воды,0.6007 wt.% Water,

0,0069 вес.% муравьиной кислоты,0.0069% by weight of formic acid

0,0007 вес.% формальдегида,0.0007 wt.% Formaldehyde,

0,0087 вес.% акролеина,0.0087 wt.% Acrolein,

0,0149 вес.% пропионовой кислоты,0.0149% by weight of propionic acid

0,2041 вес.% фурфуралов,0.2041 wt.% Furfurals,

0,0008 вес.% аллилакрилата,0,0008 wt.% Allyl acrylate,

0,0001 вес.% аллилформиата,0.0001 wt.% Allyl formate,

0,2490 вес.% бензальдегида,0.2490 wt.% Benzaldehyde,

4,4377 вес.% малеинового ангидрида,4.4377 wt.% Maleic anhydride,

0,7354 вес.% бензойной кислоты,0.7354 wt.% Benzoic acid,

0,9605 вес.% фталевого ангидрида,0.9605 wt.% Phthalic anhydride,

19,5513 вес.%диакриловой кислоты,19.5513 wt.% Diacrylic acid,

40,1375 вес.% полиакриловой кислоты (продукт присоединения по Михаэлю),40.1375 wt.% Polyacrylic acid (Michael addition product),

0,4855 вес.% фенотиазина,0.4855 wt.% Phenothiazine,

0,5560 вес.% монометилового эфира гидрохинона (MEHQ),0.5560 wt.% Hydroquinone monomethyl ether (MEHQ),

4,6079 вес.% других высококипящих компонентов и4.6079% by weight of other high boiling components and

0,0002 вес.% кислорода.0,0002 wt.% Oxygen.

Температура кубовой жидкости составляет 118,3°С, давление пара - 1,48 бар. Количество подаваемой в теплообменник с прямой циркуляцией 1 труднокипящей фракции составляет 63009 кг/ч, она имеет такой состав (плотность массы = 969,94 кг/м3):The temperature of the bottom liquid is 118.3 ° C, the vapor pressure is 1.48 bar. The amount of the hardly boiling fraction supplied to the direct-circulation heat exchanger 1 is 63009 kg / h; it has the following composition (mass density = 969.94 kg / m 3 ):

90,4867 вес.% акриловой кислоты,90.4867 wt.% Acrylic acid,

0,3672 вес.% уксусной кислоты,0.3672 wt.% Acetic acid,

1,4207 вес.% воды,1.4207 wt.% Water,

0,0142 вес.% муравьиной кислоты,0.0142 wt.% Formic acid,

0,0016 вес.% формальдегида,0.0016 wt.% Formaldehyde,

0,0109 вес.% акролеина,0.0109 wt.% Acrolein,

0,0535 вес.% пропионовой кислоты,0.0535 wt.% Propionic acid,

0,6232 вес.% фурфуралов,0.6232 wt.% Furfurals,

0,0025 вес.% аллилакрилата,0.0025 wt.% Allyl acrylate,

0,0002 вес.% аллилформиата,0.0002 wt.% Allyl formate,

0,5317 вес.% бензальдегида,0.5317 wt.% Benzaldehyde,

4,9046 вес.% малеинового ангидрида,4.9046 wt.% Maleic anhydride,

0,0401 вес.% бензойной кислоты,0.0401 wt.% Benzoic acid,

0,0344 вес.% фталевого ангидрида,0.0344 wt.% Phthalic anhydride,

1,4102 вес.% диакриловой кислоты,1.4102 wt.% Diacrylic acid,

0,0201 вес.% фенотиазина,0.0201 wt.% Phenothiazine,

0,0779 вес.% МЕНQ и 0.0779 wt.% MENQ and

0,0004 вес.% кислорода.0.0004 wt.% Oxygen.

Температура высококипящей фракции составляет 100,4°С, давление пара - 1,48 бар.The temperature of the high boiling fraction is 100.4 ° C, the vapor pressure is 1.48 bar.

Подачу высококипящей фракции в теплообменник (выпарной аппарат) с прямой циркуляцией 1 осуществляют по трубопроводу 3 диаметром 150 мм и длиной 10 м по направлению к центробежному насосу 29 (вместимость жидкости: 50 л) и оттуда через трубопровод 3' диаметром 150 мм и длиной 15 м - в выпарной аппарат с прямой циркуляцией 1 (альтернативно высококипящую фракцию можно через переливной клапан подавать в камеру куба и в качестве составной части кубовой жидкости загружать в выпарной аппарат с прямой циркуляцией).The high-boiling fraction is supplied to a heat exchanger (evaporator) with direct circulation 1 through a pipe 3 with a diameter of 150 mm and a length of 10 m towards a centrifugal pump 29 (liquid capacity: 50 l) and from there through a pipe 3 'with a diameter of 150 mm and a length of 15 m - to the evaporator with direct circulation 1 (alternatively, the high-boiling fraction can be fed through the overflow valve into the cube chamber and loaded into the evaporator with direct circulation as an integral part of the still liquid).

Кубовую жидкость, выгруженную из камеры 5 куба, в количестве 249905 кг/ч по трубопроводу 6 диаметром 300 мм и длиной 10 по направлению к центробежному насосу 7 (вместимость жидкости: 100 л) и оттуда в количестве 247305 кг/ч через трубопровод 6' длиной 10 м и диаметром 300 мм (под диаметром трубопроводов в данном контексте понимают внутренний диаметр) - в выпарной аппарат с прямой циркуляцией 1. 2300 кг/ч выгруженной кубовой жидкости подают для разделения, а 300 кг/ч выгруженной кубовой жидкости подают для проведения описанного ниже цикла охлаждения I с целью предотвращения нежелательной полимеризации (в обоих случаях подачу осуществляют через трубопровод 8). Смесь кубовой жидкости и высококипящей фракции при помощи сопла (наконечника опрыскивателя с отражателем согласно WO 02/50011) распыляют в выпарном аппарате с прямой циркуляцией 1.VAT liquid discharged from the chamber 5 cubes, in the amount of 249905 kg / h through the pipeline 6 with a diameter of 300 mm and a length of 10 towards the centrifugal pump 7 (fluid capacity: 100 l) and from there in the amount of 247305 kg / h through the 6 'length 10 m and a diameter of 300 mm (in this context, the diameter of pipelines is understood as the internal diameter) - in a direct circulation evaporator 1. 2300 kg / h of unloaded bottoms are fed for separation, and 300 kg / h of unloaded bottoms are fed to carry out the following cooling cycle I in order to rubbing undesired polymerization (in both cases, the feed is carried out through line 8). A mixture of bottoms liquid and high boiling fraction with a nozzle (spray tip with a reflector according to WO 02/50011) is sprayed in a direct circulation evaporator 1.

Выгруженную из выпарного аппарата с прямой циркуляцией 1 двухфазную смесь, имеющую температуру 120,2°С, через трубопровод 2 (диаметр: 1500 мм; длина: 10 м) возвращают в камеру 5 куба.The two-phase mixture unloaded from the evaporator with direct circulation 1, having a temperature of 120.2 ° C, is returned to the chamber 5 cubes through the pipe 2 (diameter: 1500 mm; length: 10 m).

Давление в камере 5 куба и в выпарном аппарате с прямой циркуляцией 1 составляет 1,48 бар. Высота ректификационной колонны 28 (колонны для фракционной конденсации, которая в качестве встроенных эффективных разделительных элементов содержит только массообменные тарелки; под ними понимают размещенные снизу вверх двухпоточные тарелки, а затем гидравлически загерметизированные тарелки с поперечным током (тарелки Торманна), отделенные клапанными тарелками) составляет 54,3 м.The pressure in the chamber of 5 cubic meters and in the evaporator with direct circulation 1 is 1.48 bar. The height of the distillation column 28 (columns for fractional condensation, which contains only mass transfer plates as built-in effective separation elements; they mean double-flow plates placed from bottom to top, and then hydraulically sealed plates with transverse current (Tormann plates), separated by valve plates) is 54 ,3m.

Внутренний диаметр ректификационной колонны 28 в области тарелок Торманна составляет 6,5 м, а в остальной части - 6,0 м.The inner diameter of the distillation column 28 in the area of the Tormann plates is 6.5 m, and the rest is 6.0 m.

Устройство для разделения (которое, например, не принадлежит эффективной разделительной камере), к которому подают 2300 кг/ч выгруженной из камеры 5 куба кубовой жидкости, состоит из редукционного выпарного аппарата с принудительной циркуляцией и размещенных на нем бесшовным способом двухпоточных тарелок ректификационной колонны. Количество тарелок составляет 50.A separation device (which, for example, does not belong to an effective separation chamber), to which 2300 kg / h of bottoms liquid unloaded from the chamber 5 is fed, consists of a pressure reducing evaporator with forced circulation and two-way rectification column plates placed on it in a seamless way. The number of plates is 50.

Редукционный выпарной аппарат с принудительной циркуляцией состоит из котла для разделения, теплообменника, насоса и относящихся к нему трубопроводов. Выгружаемые из котла вещества через трубопровод подают к центробежному насосу, который загружает их в кожухотрубный теплообменник. Затем часть нагретой жидкости через трубопровод возвращают в котел, а другую часть нагретой жидкости, определив ее вязкость, плотность или температуру, подают в описанный ниже резервуар, в который добавляют метанол.The forced-circulation reduction apparatus consists of a separation boiler, a heat exchanger, a pump and related pipelines. Substances discharged from the boiler through a pipeline are fed to a centrifugal pump, which loads them into a shell-and-tube heat exchanger. Then part of the heated liquid is returned through the pipeline to the boiler, and another part of the heated liquid, having determined its viscosity, density or temperature, is fed into the tank described below, into which methanol is added.

Как и ректификационную колонну 28, данную ректификационную колонну изолируют от внешней среды. Внутренний диаметр ректификационной колонны, включая все двухпоточные тарелки, составляет 2,4 м, ее высота составляет 27 м. Двухпоточные тарелки в ректификационной колонне равноудалены друг от друга (400 мм). Их относительная апертура составляет 12%. Рассматривая снизу вверх, диаметр отверстий первых восьми двухпоточных тарелок составляет 25 мм (расположение отверстий четко соответствует треугольным секторам), а диаметр всех остальных двухпоточных тарелок составляет 14 мм (расположение отверстий четко соответствует треугольным секторам). Кубовую жидкость, подлежащую разделению, подают на восемь двухпоточных тарелок (снизу).Like distillation column 28, this distillation column is isolated from the external environment. The internal diameter of the distillation column, including all double-flow trays, is 2.4 m, its height is 27 m. Double-flow trays in the distillation column are equidistant from each other (400 mm). Their relative aperture is 12%. Looking from the bottom up, the diameter of the holes of the first eight double-flow plates is 25 mm (the location of the holes clearly corresponds to the triangular sectors), and the diameter of all other double-flow plates is 14 mm (the location of the holes clearly corresponds to the triangular sectors). The still liquid to be separated is fed into eight double-flow plates (bottom).

В резервуар для разделения редукционного выпарного аппарата с принудительной циркуляцией подают 20000 кг/ч впоследствии перегретого и сжатого циркуляционного газа, выгруженного из головы конденсационной колонны (в качестве вспомогательного газа) (давление = 2,9 бар; температура = 160°С).20,000 kg / h of subsequently superheated and compressed circulating gas discharged from the head of the condensation column (as auxiliary gas) is supplied to the separation tank for the pressure reducing apparatus with forced circulation (pressure = 2.9 bar; temperature = 160 ° C).

Состав циркуляционного газа:The composition of the circulating gas:

0,2288 вес.% акриловой кислоты,0.2288 wt.% Acrylic acid,

0,0885 вес.% уксусной кислоты,0.0885 wt.% Acetic acid,

2,6689 вес.% воды,2.6689 wt.% Water,

0,0052 вес.% муравьиной кислоты,0.0052 wt.% Formic acid,

0,1724 вес.% акролеина,0.1724 wt.% Acrolein,

0,0002 вес.% пропионовой кислоты,0.0002 wt.% Propionic acid,

0,0003 вес.% фурфуралов.0,0003 wt.% Furfurals.

0,0012 вес.% аллилформиата,0.0012 wt.% Allyl formate,

4,7392 вес.% кислорода,4.7392 wt.% Oxygen,

2,1235 вес.% диоксида углерода,2.1235 wt.% Carbon dioxide,

0,6939 вес.% монооксида углерода,0.6939 wt.% Carbon monoxide,

0,6487 вес.% пропана,0.6487 wt.% Propane,

0,3169 вес.% пропилена и0.3169 wt.% Propylene and

88,3123 вес.% азота.88.3123 wt.% Nitrogen.

Из резервуара для разделения редукционного выпарного аппарата с принудительной циркуляцией постоянно выгружают 522963 кг/ч жидкой фазы, имеющей температуру 161°С и давление 1,71 бар, из которой 522246 кг/ч возвращают в резервуар для разделения после прохода через теплообменник при температуре 166°С и давлении 3 бар. Оставшиеся 717 кг/ч дегазируют, разбавляют метанолом, осадок сжигают.522,963 kg / h of a liquid phase having a temperature of 161 ° C and a pressure of 1.71 bar are continuously discharged from the separation tank of the pressure reducing reduction evaporator with forced circulation, of which 522,246 kg / h are returned to the separation tank after passing through the heat exchanger at a temperature of 166 ° C and a pressure of 3 bar. The remaining 717 kg / h are degassed, diluted with methanol, and the precipitate is burnt.

Образующиеся в резервуаре для разделения крекинг-газы при помощи вспомогательного циркуляционного газа подают в ректификационную колонну, где они поднимаются в восходящем потоке рециркуляционной жидкости.The cracked gases generated in the separation tank are supplied to the distillation column by means of auxiliary circulating gas, where they rise in an upward flow of recirculation liquid.

Из головы ректификационной колонны в количестве 33129 кг/ч выгружают смесь (состоящую из циркуляционного газа и крекинг-газа), имеющую температуру 99,8°С и давление 1,60 бар, путем прямого охлаждения охлаждают в распылительном охладителе с постоянным током (цикл охлаждения I) до температуры 63,3°С и повергают парциальной конденсации.A mixture (consisting of circulating gas and cracking gas) having a temperature of 99.8 ° C and a pressure of 1.60 bar is unloaded from the head of the distillation column in an amount of 33129 kg / h, cooled by direct cooling in a direct current spray cooler (cooling cycle I) to a temperature of 63.3 ° C and subject to partial condensation.

Оставшуюся после охлаждения смесь газа в количестве 21883 кг/ч, имеющую указанный ниже состав, через трубопровод 9 возвращают в камеру 5 куба 5 конденсационной колонны 28 (без погружения):The gas mixture remaining after cooling in an amount of 21883 kg / h, having the composition below, is returned to the chamber 5 of the cube 5 of the condensation column 28 (without immersion) through the pipe 9:

8,7215 вес.% акриловой кислоты,8.7215 wt.% Acrylic acid,

0,0976 вес.% уксусной кислоты,0.0976 wt.% Acetic acid,

2,5067 вес.% воды,2.5067 wt.% Water,

0,0056 вес.% муравьиной кислоты,0.0056 wt.% Formic acid,

0,0001 вес.% формальдегида,0.0001 wt.% Formaldehyde,

0,1584 вес.% акролеина,0.1584 wt.% Acrolein,

0,0019 вес.% пропионовой кислоты,0.0019 wt.% Propionic acid,

0,0017 вес.% фурфуралов,0.0017 wt.% Furfurals,

0,0001 вес.% аллилакрилата,0.0001 wt.% Allyl acrylate,

0,0011 вес.% аллилформиата,0.0011 wt.% Allyl formate,

0,0004 вес.% бензальдегида,0.0004 wt.% Benzaldehyde,

0,0039 вес.% малеинового ангидрида,0.0039 wt.% Maleic anhydride,

4,3313 вес.% кислорода,4.3313 wt.% Oxygen,

1,9407 вес.% диоксида углерода,1.9407 wt.% Carbon dioxide,

0,6342 вес.% монооксида углерода,0.6342 wt.% Carbon monoxide,

0,5929 вес.% пропана,0.5929 wt.% Propane,

0,2896 вес.% пропилена и0.2896 wt.% Propylene and

80,7122 вес.% азота.80.7122 wt.% Nitrogen.

В качестве охлаждающей жидкости I используют смесь из 300 кг/ч кубовой жидкости, выгруженной из камеры 5 куба, и конденсата, образующегося при прямом охлаждении в цикле охлаждения I. 104207 кг/ч этой смеси путем непрямого охлаждения охлаждают до 32°С и распыляют в распылительном охладителе I цикла I. 11546 кг/ч той же смеси при температуре 63,3°С в качестве рециркуляционной жидкости возвращают на верхние двухпоточные тарелки размещенной в резервуаре для разделения ректификационной колонны.As a cooling liquid I, a mixture of 300 kg / h of cubic liquid discharged from a chamber of 5 cubes and condensate formed during direct cooling in a cooling cycle I is used. 104207 kg / h of this mixture is cooled by indirect cooling to 32 ° C and sprayed into spray cooler I cycle I. 11546 kg / h of the same mixture at a temperature of 63.3 ° C as a recirculation liquid is returned to the upper double-flow plates placed in the tank for separation of the distillation column.

Охлаждающая жидкость I имеет следующий состав:Coolant I has the following composition:

93,7485 вес.% акриловой кислоты,93.7485 wt.% Acrylic acid,

0,4937 вес.% уксусной кислоты,0.4937 wt.% Acetic acid,

3,7513 вес.% воды,3.7513 wt.% Water,

0,0143 вес.% муравьиной кислоты,0.0143 wt.% Formic acid,

0,0328 вес.% акролеина,0.0328 wt.% Acrolein,

0,0207 вес.% пропионовой кислоты,0.0207 wt.% Propionic acid,

0,0240 вес.% фурфуралов,0.0240 wt.% Furfurals,

0,0005 вес.% аллилакрилата,0.0005 wt.% Allyl acrylate,

0,0017 вес.% аллилформиата,0.0017 wt.% Allyl formate,

0,0099 вес.% бензальдегида,0.0099 wt.% Benzaldehyde,

0,1591 вес.% малеинового ангидрида,0.1591 wt.% Maleic anhydride,

0,0192 вес.% бензойной кислоты,0.0192 wt.% Benzoic acid,

0,0250 вес.% фталевого ангидрида,0.0250 wt.% Phthalic anhydride,

0,5083 вес.% диакриловой кислоты,0.5083 wt.% Diacrylic acid,

1,0429 вес.% полиакриловой кислоты,1.0429 wt.% Polyacrylic acid,

0,0126 вес.% фенотиазина,0.0126 wt.% Phenothiazine,

0,0146 Bec.% MEHQ,0.0146 Bec.% MEHQ,

0,1198 вес.% других высококипящих компонентов и0.1198 wt.% Other high boiling components and

0,0011 вес.% кислорода.0.0011 wt.% Oxygen.

В камеру 5 куба конденсационной колонны 28 интегрирован центробежный каплеотделитель, который препятствует тому, чтобы капли кубовой жидкости из камеры куба поднимались вверх. На нижнем конце камеру 5 куба установлен так называемый "китайский колпачок" для более качественного разделения газа/жидкости. Удерживающая способность жидкой фазы в системе камеры 5 куба, от трубопровода 6 до циркуляционного насоса 7, циркуляционного насоса 7, трубопровода 6' циркуляционного насоса 7 до выпарного аппарата с прямой циркуляцией 1, выпарного аппарата с прямой циркуляцией 1 и трубопровода 2 выпарного аппарата с прямой циркуляцией 1 в камере 5 куба составляет 80 м3.A centrifugal droplet separator is integrated into the chamber 5 of the cube of the condensation column 28, which prevents droplets of still liquid from rising from the cube chamber. At the lower end of the cube chamber 5, a so-called “Chinese cap” is installed for better gas / liquid separation. The holding capacity of the liquid phase in the chamber system of the cube 5, from pipeline 6 to the circulation pump 7, circulation pump 7, pipeline 6 'of the circulation pump 7 to the evaporator with direct circulation 1, the evaporator with direct circulation 1 and pipe 2 of the evaporator with direct circulation 1 in a chamber of 5 cubic meters is 80 m 3 .

Камера куба ректификационной колонны 28, как было сказано выше, на высоте колонны 7,80 м (как и любая другая высота, измеренной от основания куба) замкнута при помощи первой улавливающей тарелки 10 (сборная тарелка, тарелка, имеющая 16 равноудаленных труб для отвода газов; диаметр трубы: 600 мм; высота трубы: 1 м).The cube chamber of the distillation column 28, as mentioned above, at a column height of 7.80 m (like any other height measured from the bottom of the cube) is closed using the first trap plate 10 (collection plate, plate having 16 equally distant gas exhaust pipes ; pipe diameter: 600 mm; pipe height: 1 m).

Сборная тарелка 10 имеет двойные стенки 2 углублениями вовнутрь, центральной сливной чашей и сливными патрубками (DN~200). Живое сечение газа составляет примерно 30%.The collecting plate 10 has double walls 2 with recesses inward, a central drain bowl and drain pipes (DN ~ 200). The live gas cross section is approximately 30%.

Из этой первой улавливающей тарелки, как описано выше, выгружают 63009 кг/ч жидкости (Т=100,4°С, р=1,48 бар) и при помощи центробежного насоса 29 загружают в выпарной аппарат с прямой циркуляцией 1. Объем жидкости на улавливающей тарелке 10 составляет 2 м3 (удерживающая способность жидкости в системе объема жидкости на улавливающей тарелке 10, от трубопровода 3 до циркуляционного насоса 29, циркуляционного насоса 29 и от трубопровода 3' циркуляционного насоса 29 до выпарного аппарата с прямой циркуляцией 1 составляет 3 м3).From this first collecting plate, as described above, 63009 kg / h of liquid is discharged (T = 100.4 ° C, p = 1.48 bar) and, using a centrifugal pump 29, is loaded into an evaporator with direct circulation 1. The volume of liquid on the collecting plate 10 is 2 m 3 (the holding capacity of the liquid in the liquid volume system on the collecting plate 10, from the pipeline 3 to the circulation pump 29, the circulation pump 29 and from the pipeline 3 'of the circulation pump 29 to the evaporator with direct circulation 1 is 3 m 3 )

Через 2,0 м над первой улавливающей тарелкой 10 находится первая (11) из последующих 15 равноудаленных друг от друга двухпоточных тарелок (диаметр отверстий 14 мм, количество отверстий 33678, относительная апертура 18%), при этом расстояние между тарелками составляет 380 мм. Пропускные отверстия представляют собой округлые отверстия диаметром 14 мм, причем их края в ректификационной колонне указывает вниз. Расположение центров пропускных отверстий четко соответствует треугольным секторам.After 2.0 m above the first catching plate 10, there is the first (11) of the next 15 two-stream plates equally spaced from each other (hole diameter 14 mm, number of holes 33678, relative aperture 18%), while the distance between the plates is 380 mm. The openings are rounded openings with a diameter of 14 mm, and their edges in the distillation column points down. The location of the centers of the through holes clearly corresponds to the triangular sectors.

Пятнадцатая двухпоточная тарелка (12) сконструирована как распределительная тарелка. С этой целью над ней нанесены две сменные трубы (DN~150), каждая из которых содержит 40 выпускных отверстий (диаметр: 15 мм).The fifteenth dual-flow plate (12) is designed as a distribution plate. For this purpose, two replaceable pipes (DN ~ 150) are applied over it, each of which contains 40 outlets (diameter: 15 mm).

Первая серия двухпоточных тарелок замкнута согласно WO 03 047714 при помощи второй улавливающей тарелки 14 (сборная тарелка, тарелка, имеющая 16 равноудаленных труб для отвода газов; высота трубы примерно 1,70 м, центральную сливную чашу и сливные патрубки (DN~250), живое сечение газа составляет примерно 30%), которая нанесена на 1,50 м выше над последней двухпоточной тарелкой.The first series of double-flow trays is closed in accordance with WO 03 047714 using a second trap 14 (prefabricated trays, trays with 16 equally spaced exhaust pipes; pipe height approx. 1.70 m, central drain pan and drain pipes (DN ~ 250), live the gas cross section is approximately 30%), which is deposited 1.50 m above the last double-flow plate.

Из этой второй улавливающей тарелки 14 через трубопровод 15 при давлении 1,47 бар непрерывно выгружают неочищенную акриловую кислоту, имеющую температуру 101,2°С (плотность массы = 956,99 кг/м3) и следующий состав:From this second catching plate 14 through the pipe 15 at a pressure of 1.47 bar continuously uncleaned acrylic acid having a temperature of 101.2 ° C (mass density = 956.99 kg / m 3 ) and the following composition:

96,8011 вес.% акриловой кислоты,96.8011 wt.% Acrylic acid,

0,4598 вес.% уксусной кислоты,0.4598 wt.% Acetic acid,

1,4762 вес.% воды,1.4762 wt.% Water,

0,0137 вес.% муравьиной кислоты,0.0137 wt.% Formic acid,

0,0015 вес.% формальдегида,0.0015 wt.% Formaldehyde,

0,0087 вес.% акролеина,0.0087 wt.% Acrolein,

0,0647 вес.% пропионовой кислоты,0.0647 wt.% Propionic acid,

0,2856 вес.% фурфуралов,0.2856 wt.% Furfurals,

0,0027 вес.% аллилакрилата,0.0027 wt.% Allyl acrylate,

0,0002 вес.% аллилформиата,0.0002 wt.% Allyl formate,

0,0744 вес.% бензальдегида,0.0744 wt.% Benzaldehyde,

0,2381 вес.% малеинового ангидрида,0.2381 wt.% Maleic anhydride,

0,5430 вес.% диакриловой кислоты,0.5430 wt.% Diacrylic acid,

0,0120 вес.% фенотиазина,0.0120 wt.% Phenothiazine,

0,0180 вес.% МЕНQ и0.0180 wt.% MENQ and

0,0004 вес.% кислорода.0.0004 wt.% Oxygen.

Объем жидкости на второй улавливающей тарелке 14 составляет 10 м3. 455855 кг/ч выгружаемой из второй улавливающей тарелки 14 неочищенной акриловой кислоты путем непрямого теплообмена нагревают до 111,2°С и через трубопровод 30 возвращают в конденсационную колонну 28 непосредственно под прилегающей ко второй улавливающей тарелке идущей вверх двухпоточной тарелкой 16 (р=1,50 бар).The volume of liquid on the second collecting plate 14 is 10 m 3 . 455855 kg / h of crude acrylic acid discharged from the second catching plate 14 by indirect heat exchange is heated to 111.2 ° C and through the pipe 30 it is returned to the condensation column 28 directly under the double-flowing plate 16 going upstream of the second catching plate 16 (p = 1.50 bar).

89978 кг/ч выгружаемой из второй улавливающей тарелки неочищенной акриловой кислоты образует массовый поток, содержащий (мет)акриловые мономеры, разделенный в эффективной разделительной камере, эту кислоту на нескольких стадиях путем косвенного теплообмена (предпочтительно с помощью включенного в ректификационную колонну 28 подлежащего возврату маточного раствора) охлаждают до температуры 29°С. Затем в охлажденную неочищенную акриловую кислоту добавляют 1144 кг/ч воды (25°С). Полученную смесь еще раз путем непрямого теплообмена охлаждают до температуры 20°С и после этого подают в 2-3 кристаллизатора с охлаждением.89978 kg / h of the crude acrylic acid discharged from the second trap plate forms a mass stream containing (meth) acrylic monomers separated in an effective separation chamber, this acid in several stages by indirect heat exchange (preferably using the mother liquor to be returned to the distillation column 28 ) cooled to a temperature of 29 ° C. Then, 1144 kg / h of water (25 ° C.) is added to the cooled crude acrylic acid. The resulting mixture is again cooled by indirect heat exchange to a temperature of 20 ° C and then fed to 2-3 crystallizers with cooling.

При этом речь идет о рабочей камере, в которой предусмотрены 20-24 висящих друг за другом округлых охлаждающих пластины (внутри которых находится охлаждающая среда (смесь воды и гликоля; содержание гликоля = от 10 до 50 вес.%, предпочтительно от 25 до 35 вес.%)), равноудаленных друг от друга на расстоянии от 20 до 40 см (диаметр пластины составляет от 2 до 4 м, предпочтительно от 2,5 до 3 м). При этом охлаждающую среду противотоком по отношению к подлежащей охлаждению смеси пропускают через кристаллизатор от пластины к пластине. Кроме того, ее можно разделить на 2 или 3 параллельных потока и подавать над охлаждающими пластинами. Температура охлаждающей среды на входе (рассола) составляет от -2 до +5°С, температура на выходе на 2-7°С выше. При помощи очистки охлаждающих пластин удается избежать образования кристаллического слоя. Разбавленную водой неочищенную акриловую кислоту сзади вперед непрерывно пропускают через кристаллизатор (перекачивают насосом или переливают при помощи клапанов). При этом однофазная разбавленная водой неочищенная акриловая кислота концентрируется (время пребывания от 0,5 до 4 ч, предпочтительно от 1,5 до 2,5 ч), и образуется двухфазная суспензия, которая в качестве твердой фазы содержит кристаллы акриловой кислоты, имеющая температуру от 6 до 11°С и содержание твердого вещества на выходе от 20 до 35 вес.%. Частота вращения очистителей составляет от 2 до 15 вращений в минуту, предпочтительно от 4 до 10 оборотов в минуту. Вал, приводящий в движение очистители, проходящий в центре кристаллизатора с охлаждением, покрыт промытыми водой сальниковыми набивками (нити набивки изготовлены из тефлона или графита).This is a working chamber in which there are 20-24 rounded cooling plates hanging one after another (inside of which there is a cooling medium (a mixture of water and glycol; glycol content = from 10 to 50 wt.%, Preferably from 25 to 35 weight .%)) equidistant from each other at a distance of 20 to 40 cm (the diameter of the plate is from 2 to 4 m, preferably from 2.5 to 3 m). In this case, the cooling medium is countercurrent with respect to the mixture to be cooled and passed through the mold from plate to plate. In addition, it can be divided into 2 or 3 parallel flows and fed over the cooling plates. The temperature of the cooling medium at the inlet (brine) is from -2 to + 5 ° C, the outlet temperature is 2-7 ° C higher. By cleaning the cooling plates, the formation of a crystalline layer is avoided. Diluted with water, the crude acrylic acid from back to front is continuously passed through a mold (pumped or overfilled with valves). In this case, a single-phase, crude acrylic acid diluted with water is concentrated (residence time from 0.5 to 4 hours, preferably from 1.5 to 2.5 hours), and a two-phase suspension is formed, which contains acrylic acid crystals having a temperature of 6 to 11 ° C and a solids content at the outlet of 20 to 35 wt.%. The speed of the cleaners is from 2 to 15 rotations per minute, preferably from 4 to 10 revolutions per minute. The shaft that drives the cleaners, which runs in the center of the cooling mold, is coated with water-packed stuffing boxes (packing threads are made of Teflon or graphite).

В недоступных для очистителей местах нанесен (например, наварен) вогнутый профиль (например, согласно самой простой форме осуществления труба), нагреваемый (до температуры выше температуры кристаллизации; чаще до температуры от 8 до 20°С, предпочтительно от 10 до 14°С) при помощи второго теплоносителя (например, смеси вода/гликоль).In places inaccessible to cleaners, a concave profile is applied (for example, welded) (for example, according to the simplest form of pipe implementation), heated (to a temperature above the crystallization temperature; more often, to a temperature of 8 to 20 ° C, preferably 10 to 14 ° C) using a second coolant (for example, a mixture of water / glycol).

Кроме того, очистители в радиальном направлении предпочтительно разделены на сегменты (как правило, ≥2, ≤6 сегментов). Специфическая сила нажима очистителей во встроенном состоянии перпендикулярно к поверхности охлаждения составляет от 1 до 10, предпочтительно от 3 до 5 Н на см активной длины очистителя. Кроме очистителей вал приводит в движение также лопасти (между двумя пластинами, и перед первой и последней пластиной симметрично расположены еще две), которые способствуют более качественному перемешиванию.In addition, the radial cleaners are preferably divided into segments (typically ≥2, ≤6 segments). The specific pressure force of the cleaners in the built-in state perpendicular to the cooling surface is from 1 to 10, preferably from 3 to 5 N per cm, of the active length of the cleaner. In addition to the cleaners, the shaft also drives the blades (between two plates, and two more are symmetrically located in front of the first and last plates), which contribute to better mixing.

Свойства поверхности охлаждающих пластин и расположение очистителей обуславливают тот факт, что расстояние между очистителем и поверхностью охлаждающей пластины нигде не превышает 6 мм (предпочтительно расстояние не должно превышать 4, 2 или 1 мм или же прилегает в каждой точке; особенно предпочтительно прилегает по внешнему радиусу).The surface properties of the cooling plates and the location of the cleaners determine the fact that the distance between the cleaner and the surface of the cooling plate does not exceed 6 mm anywhere (preferably, the distance should not exceed 4, 2 or 1 mm or adjacent at each point; particularly preferably adjacent along the outer radius) .

В задней части кристаллизатора (предпочтительно за последней охлаждающей пластиной) суспензию по замкнутой трубе (предпочтительно с погружением; альтернативно суспензия может протекать через переливной клапан в сборник, из которого ее загружают в промывную колонну) подают в гидравлическую промывную колонну, описанную в DE-A 10156016 и DE-A 10223058, с целью выделения из суспензионного кристаллизата маточного раствора. Загрузку промывной колонны суспензионным кристаллизатом осуществляют с помощью центробежного или ротационно-поршневого насоса. Насос управляющего тока, как центробежный или ротационно-поршневой насос, оснащен регулировочным клапаном. Давление внизу промывной колонны, как правило, ≥100 мбар и на ≤5 бар ниже, чем давление в голове колонны. Давление в голове колонны, как правило, составляет до 6 бар, чаще от 0,5 до 4 бар. Частота вращения измерителя >0 и ≤100/мин или ≤60/мин. Температура цикла плавления, как правило, составляет от 13 до 16°С. Определение фильтрационного фронта осуществляют согласно DE-A 10036880 с помощью 2-4 оптических сенсоров. Промывной фронт регулируют измерением температуры в кристаллическом слое.In the rear part of the mold (preferably behind the last cooling plate), the suspension in a closed pipe (preferably with immersion; alternatively, the suspension can flow through an overflow valve into a collector from which it is loaded into the wash column) is fed into the hydraulic wash column described in DE-A 10156016 and DE-A 10223058, in order to isolate the mother liquor from the suspension crystallizate. The wash column is loaded with a suspension crystallizate using a centrifugal or rotary piston pump. The control current pump, like a centrifugal or rotary piston pump, is equipped with a control valve. The pressure at the bottom of the wash column is typically ≥100 mbar and ≤5 bar lower than the pressure at the head of the column. The pressure in the head of the column, as a rule, is up to 6 bar, usually from 0.5 to 4 bar. Meter speed> 0 and ≤100 / min or ≤60 / min. The temperature of the melting cycle, as a rule, is from 13 to 16 ° C. The determination of the filtration front is carried out according to DE-A 10036880 using 2-4 optical sensors. The wash front is controlled by measuring the temperature in the crystalline layer.

Общая высота кристаллического слоя, как правило, составляет от 300 до 1500 мм, чаще от 400 до 1000 мм. Промывной фронт обычно находится на высоте от 10 до 400 мм, чаще от 20 до 250 мм над измерителем. В качестве насоса используют центробежный насос, который промывает набивку вала (контактное уплотнительное кольцо) или насос с магнитом, который омывает подшипник скольжения. Количество вещества, проходящего цикл плавления, составляет от 2 до 30, чаще от 5 до 20 м3/ч на тонну проанализированного измерителем очищенного кристаллизата. Стабилизацию цикла плавления осуществляют с помощью 100-300 вес.-м.ч. MEHQ. Дополнительно в этот цикл подают воздух, излишек которого (=не растворенную в расплаве фракцию) выгружают перед загрузкой расплава в промывную колонну с помощью газоотделителя.The total height of the crystalline layer, as a rule, is from 300 to 1500 mm, more often from 400 to 1000 mm. The flushing front is usually located at a height of 10 to 400 mm, more often 20 to 250 mm above the meter. As a pump, a centrifugal pump is used, which flushes the shaft packing (contact sealing ring) or a pump with a magnet that washes the sliding bearing. The amount of substance undergoing the melting cycle is from 2 to 30, more often from 5 to 20 m 3 / h per ton of purified crystallizate analyzed by the meter. The stabilization of the melting cycle is carried out using 100-300 wt.-m.h. MEHQ. Additionally, air is fed into this cycle, the excess of which (= the fraction not dissolved in the melt) is discharged before the melt is loaded into the wash column using a gas separator.

[(а) Для получения способной к этерификации акриловой кислоты достаточно осуществить разделение суспензионного кристаллизата в плавко-промывной колонне с помощью центрифуги (например, 2- или 3-ступенчатой центрифуги с выталкивающим устройством). Соответствующий размер ячеек сита составляет от 150 до 300 мм; используемое центробежное ускорение составляет от 500 до 900 g, чаще от 600 до 800 g; пригодное число ходов составляет от 40 до 80 сдвигов/мин.[(a) To obtain an esterification capable acrylic acid, it is sufficient to separate the suspension crystallizate in a fusible washing column using a centrifuge (for example, a 2- or 3-stage centrifuge with an ejector). The corresponding mesh size is from 150 to 300 mm; the centrifugal acceleration used is from 500 to 900 g, more often from 600 to 800 g; a suitable number of strokes is 40 to 80 shifts / min.

Кристаллы, отделенные предпочтительно на 2 или 3 ступени центрифуги, промывают 0,15-0,3 кг моющей жидкости на кг кристаллизата. Температура жидкости составляет от 15 до 30°С, предпочтительно от 20 до 30°С. Во избежание отложений спускную шахту для твердых веществ промывают нагретой до 15-30°С промывной жидкостью. Промывную и моющую жидкость получают предпочтительно из расплавленного разделенного центрифугой и промытого кристаллизата. Во избежание отложений и образования кристаллической корки корпус центрифуги, суспензионную подводящую трубу и трубу, подающую моющую жидкость, нагревают до температуры ≥15°С и ≤40°С. Центральную камеру центрифуги инертизируют азотом или смесью воздуха и азота. Уплотнение вала промывают газом (например, азотом или смесью воздуха и азота) или водой;The crystals, preferably separated into 2 or 3 stages of the centrifuge, are washed with 0.15-0.3 kg of washing liquid per kg of crystallizate. The temperature of the liquid is from 15 to 30 ° C., preferably from 20 to 30 ° C. In order to avoid deposits, the drain shaft for solids is washed with washing liquid heated to 15-30 ° C. The washing and washing liquid is preferably obtained from a molten centrifuge separated and washed crystallize. In order to avoid deposits and the formation of a crystalline crust, the centrifuge body, the suspension inlet pipe and the pipe supplying the washing liquid are heated to a temperature of ≥15 ° C and ≤40 ° C. The central chamber of the centrifuge is inert with nitrogen or a mixture of air and nitrogen. The shaft seal is washed with gas (for example, nitrogen or a mixture of air and nitrogen) or water;

(b) в качестве альтернативы к суспензионной кристаллизации может быть осуществлена слойная кристаллизация (например, пленочная кристаллизация согласно ЕР-А 616998 или полностью обтекаемая труба), включающая 3 или больше (например, от 3 до 4) стадий очистки. Вместо возврата маточного раствора последующей стадии очистки на предыдущую стадию очистки его можно возвращать в конденсационную колонну.](b) as an alternative to suspension crystallization, layer crystallization can be carried out (e.g., film crystallization according to EP-A 616998 or a fully streamlined pipe) comprising 3 or more (e.g. 3 to 4) purification steps. Instead of returning the mother liquor to a subsequent purification step to the previous purification step, it can be returned to the condensation column.]

Из циклов плавления, стабилизированных путем использования 3 кг/ч MEHQ, получают 18538 кг/ч неочищенной акриловой кислоты следующего состава:From melting cycles stabilized by using 3 kg / h of MEHQ, 18538 kg / h of crude acrylic acid of the following composition are obtained:

99,8335 вес.% акриловой кислоты,99.8335 wt.% Acrylic acid,

0,0970 вес.% уксусной кислоты,0.0970 wt.% Acetic acid,

0,0334 вес.% воды,0.0334 wt.% Water,

0,0206 вес.% пропионовой кислоты,0.0206 wt.% Propionic acid,

0,0001 вес.% фурфуралов,0.0001 wt.% Furfurals,

0,0001 вес.% малеинового ангидрида,0.0001 wt.% Maleic anhydride,

0,0003 вес.% диакриловой кислоты и0.0003 wt.% Diacrylic acid and

0,0150 вес.% MEHQ.0.0150 wt.% MEHQ.

Они особенно выгодно могут быть использованы для получения абсорбирующих веществ на основе поли-Nа-акрилата.They can be particularly advantageously used for the production of poly-Na-acrylate absorbent materials.

В 829 кг/ч неочищенной акриловой кислоты растворяют 13 кг/ч РТZ для получения ингибиторного раствора I. В 30 кг/ч ингибиторного раствора I растворяют 19 кг/ч MEHQ с образованием ингибиторного раствора II.13 kg / h of PTZ are dissolved in 829 kg / h of crude acrylic acid to obtain inhibitor solution I. In 30 kg / h of inhibitor solution I, 19 kg / h of MEHQ is dissolved to form inhibitor solution II.

Разделенный в промывной колонне маточный раствор сначала подают в нагреваемый сборник, а затем в резервуар. Там его нагревают до 90°С и в количестве 71759 кг/ч через трубопровод 13 возвращают на пятнадцатую двухпоточную тарелку 12 конденсационной колонны 28 (снизу). Возвращенный маточный раствор имеет следующий состав:The mother liquor separated in the wash column is first fed to a heated collector and then to a reservoir. There it is heated to 90 ° C and in the amount of 71759 kg / h through the pipe 13 is returned to the fifteenth double-threaded plate 12 of the condensation column 28 (bottom). The returned mother liquor has the following composition:

94,4349 вес.% акриловой кислоты,94.4349 wt.% Acrylic acid,

0,5504 вес.% уксусной кислоты,0.5504 wt.% Acetic acid,

3,4362 вес.% воды,3.4362 wt.% Water,

0,0172 вес.% муравьиной кислоты,0.0172 wt.% Formic acid,

0,0018 вес.% формальдегида,0.0018 wt.% Formaldehyde,

0,0109 вес.% акролеина,0.0109 wt.% Acrolein,

0,0756 вес.% пропионовой кислоты,0.0756 wt.% Propionic acid,

0,3580 вес.% фурфуралов,0.3580 wt.% Furfurals,

0,0034 вес.% аллилакрилата,0.0034 wt.% Allyl acrylate,

0,0003 вес.% аллилформиата,0.0003 wt.% Allyl formate,

0,0933 вес.% бензальдегида,0.0933 wt.% Benzaldehyde,

0,2986 вес.% малеинового ангидрида,0.2986 wt.% Maleic anhydride,

0,6808 вес.% диакриловой кислоты,0.6808 wt.% Diacrylic acid,

0,0150 вес.% фенотиазина,0.0150 wt.% Phenothiazine,

0,0233 вес.% МЕНQ и0.0233 wt.% MENQ and

0,0005 вес.% кислорода.0.0005 wt.% Oxygen.

Дополнительно на двухпоточную тарелку 12 возвращают 15224 кг/ч выгруженной из сборной тарелки 14 неочищенной акриловой кислоты (32).Additionally, 15,224 kg / h of crude acrylic acid (32) unloaded from the collecting tray 14 is returned to the two-threaded plate 12.

Через 2,9 м над второй улавливающей тарелкой 14 в конденсационной колонне 28 находится первая (16) из последующих 21 равноудаленных друг от друга двухпоточных тарелок (диаметр отверстий 14 мм, количество отверстий 32020, относительная апертура 17,4%), при этом расстояние между тарелками составляет 380 мм. Возврат из области тарелки Торманна в область двухпоточной тарелки осуществляют с помощью интегрированной в колонну распределяющей системы. Альтернативно возврат можно осуществлять путем выгрузки циркуляционной жидкости из нижней тарелки Торманна конденсационной колонны с помощью насоса и возврата ее по двум (или больше) трубам, расположенным над высшей двухпоточной тарелкой.After 2.9 m above the second trap plate 14, in the condensation column 28 there is the first (16) of the next 21 double-flow trays equally spaced from each other (hole diameter 14 mm, number of holes 32020, relative aperture 17.4%), while the distance between plates is 380 mm. The return from the area of the Tormann plate to the area of the double-flow plate is carried out using a distribution system integrated into the column. Alternatively, the return can be carried out by unloading the circulation liquid from the lower Tormann plate of the condensation column using a pump and returning it through two (or more) pipes located above the higher double-flow plate.

800 мм над последней улавливающей тарелкой конденсационная колонна конически расширяется. 500 мм над последней улавливающей тарелкой такое расширение конденсационной колонны заканчивается, при этом ее диаметр составляет 6,50 м.800 mm above the last trap plate, the condensation column expands conically. 500 mm above the last trap plate, this expansion of the condensation column ends, and its diameter is 6.50 m.

На этой высоте, то есть 1,50 м над последней улавливающей тарелкой (17), расположены равноудаленные друг от друга (расстояние между тарелками = 500 мм) 28 обычных однопоточных тарелок Торманна. Тарелки Торманна устроены таким образом, что путем размещения шлицов в колпачках тарелок в желобках поперечного тока удается добиться противоположного направления тока жидкости.At this height, that is, 1.50 m above the last catching plate (17), 28 ordinary single-threaded Tormann plates are equally spaced from each other (distance between plates = 500 mm). The Tormann plates are arranged in such a way that by placing the slots in the plate caps in the transverse current grooves, it is possible to achieve the opposite direction of the fluid flow.

Соотношение отверстий тарелок Торманна составляет 14%. Отношение поверхности трубы для отвода газов к поверхности выходного отверстия шлица составляет 0,8. Высота трубы и высота сливного порога составляет 40 мм. Просвет тарелки (расстояние между нижним краем шлица и тарелки) составляет 10 мм. Высота шлица составляет 15 мм. Угол между шлицом и ребром колпачка составляет 30 градусов. Длина ребра колпачка составляет максимум 800 мм. На конце колонны длина колпачка уменьшается до 200 мм с целью подгонки его к округлой форме колонны. Расстояние между двумя колпачками, находящимися в направлении поперечного тока, составляет 66 мм. Площадь стока сливного патрубка составляет 1,5% от площади поперечного тока тарелки. Расстояние между двумя нижними краями колпачка составляет 64 мм.The ratio of the holes of the Tormann plates is 14%. The ratio of the surface of the pipe for the removal of gases to the surface of the outlet of the slot is 0.8. The height of the pipe and the height of the drain threshold is 40 mm. The clearance of the plate (the distance between the lower edge of the slot and the plate) is 10 mm. The height of the slot is 15 mm. The angle between the slot and the edge of the cap is 30 degrees. The rib length of the cap is a maximum of 800 mm. At the end of the column, the length of the cap is reduced to 200 mm in order to fit it to the round shape of the column. The distance between the two caps in the transverse current direction is 66 mm. The drain area of the drain pipe is 1.5% of the transverse current plate area. The distance between the two lower edges of the cap is 64 mm.

На высоте самой высокой тарелки Торманна 20 ректификационная колонна снова начинает конически сужаться. На расстоянии 700 мм над самой высокой тарелкой Торманна такое сужение завершается, и внутренний диаметр колонны снова становится равным 6,00 м.At the height of the highest plate of Thormann 20, the distillation column again begins to taper conically. At a distance of 700 mm above the highest Tormann plate, such a narrowing is completed, and the inner diameter of the column again becomes 6.00 m.

На расстоянии 1,70 м над самой высокой тарелкой Торманна находится третья улавливающая тарелка 22 (сборная тарелка, тарелка, имеющая 16 равноудаленных труб для отвода газов; высота трубы примерно 1,50 м). Объем жидкости на третьей улавливающей тарелке составляет 8 м3 (плотность массы = 964,38 кг/м3).At a distance of 1.70 m above the highest Tormann plate there is a third catching plate 22 (a collecting plate, a plate having 16 equally spaced pipes for venting gases; the pipe height is about 1.50 m). The volume of liquid on the third trap plate is 8 m 3 (mass density = 964.38 kg / m 3 ).

Из третьей улавливающей тарелки через трубопровод 23 выгружают 533617 кг/ч кислой воды при температуре 68,6°С и давлении 1,24 бар.533617 kg / h of acidic water are discharged from the third trap plate through line 23 at a temperature of 68.6 ° C and a pressure of 1.24 bar.

Кислая вода имеет следующий состав:Acidic water has the following composition:

11,3387 вес.% акриловой кислоты,11.3387 wt.% Acrylic acid,

4,1574 вес.% уксусной кислоты,4.1574 wt.% Acetic acid,

81,6277 вес.% воды,81.6277 wt.% Water,

0,5256 вес.% муравьиной кислоты,0.5256 wt.% Formic acid,

2,3082 вес.% формальдегида,2.3082 wt.% Formaldehyde,

0,0154 вес.% акролеина,0.0154 wt.% Acrolein,

0,0089 вес.% пропионовой кислоты,0.0089 wt.% Propionic acid,

0,0024 вес.% фурфуралов,0.0024 wt.% Furfurals,

0,0135 вес.% аллилформиата,0.0135 wt.% Allyl formate,

0,0001 вес.% МЕНQ и0.0001 wt.% MENQ and

0,0021 вес.% кислорода.0.0021 wt.% Oxygen.

29015 кг/ч выгруженной кислой воды (68,6°С) (21) вместе с ингибиторным раствором II (31) возращают на самую высокую тарелку Торманна (20).29015 kg / h of discharged acidic water (68.6 ° C) (21) together with inhibitor solution II (31) is returned to the highest Tormann plate (20).

812 кг/ч ингибиторного раствора I (снизу) загружают на 19-тую тарелку Торманна (18) (при температуре 25°С и давлении 3 бар через трубопровод 19).812 kg / h of inhibitory solution I (bottom) is loaded onto the 19th Tormann plate (18) (at a temperature of 25 ° C and a pressure of 3 bar through line 19).

7282 кг/ч выгруженной кислой воды сжигают.7282 kg / h of discharged acidic water are burned.

298392 кг/ч выгруженной кислой воды через трубопровод 25 при температуре 29°С подают на шестую (24) клапанную тарелку (снизу) (давление 3 бар). В случае пенообразования целесообразно добавлять антивспениватель (например, алкоксилированные спирты, такие как Dekresa® SD 23, или смеси жирной кислоты, полигликоля, эмульгаторов и парафиновые смеси минеральных масел, такие как Nalco® 71-D-5) на третью улавливающую тарелку (например, в количестве 30 мл/ч).298392 kg / h of discharged acidic water through line 25 at a temperature of 29 ° C is fed to a sixth (24) valve disc (bottom) (pressure 3 bar). In the case of foaming, it is advisable to add an antifoam agent (for example, alkoxylated alcohols, such as Dekresa® SD 23, or mixtures of fatty acids, polyglycol, emulsifiers and paraffin mixtures of mineral oils, such as Nalco® 71-D-5) to a third trap plate (for example, in an amount of 30 ml / h).

198928 кг/ч выгруженной кислой воды через трубопровод 27 при температуре 22,5°С (р=3 бар) возвращают на самую высокую (26) клапанную тарелку.198928 kg / h of discharged acidic water through line 27 at a temperature of 22.5 ° C (p = 3 bar) is returned to the highest (26) valve disc.

На расстоянии 2300 мм над третьей улавливающей тарелкой 22 в конденсационной колонне 28 на одинаковом расстоянии друг от друга (расстояние между тарелками = 500 мм) расположены 11 двухпоточных клапанных тарелок. Высота сливного порога составляет 35 мм. Соотношение отверстий составляет 18%, а сумма площадей стока сливных патрубков двух последовательно расположенных клапанных тарелок составляет 10% от площади поперечного тока тарелки. В качестве клапанов используют VV12-клапаны фирмы Stahl, DE, Vieruheim.At a distance of 2300 mm above the third catching plate 22 in the condensation column 28 at the same distance from each other (distance between the plates = 500 mm) are 11 double-flow valve plates. The height of the drain threshold is 35 mm. The ratio of the holes is 18%, and the sum of the drainage areas of the drain pipes of two sequentially located valve plates is 10% of the area of the transverse plate current. As valves use the VV12 valves of the company Stahl, DE, Vieruheim.

Давление в голове колонны 28 составляет 1,2 бар. Из головы ректификационной колонны 28 с помощью туманоуловителя выгружают 164650 кг/ч отработанного газа (33), имеющего температуру 33,5°С и указанный ниже состав:The pressure at the head of column 28 is 1.2 bar. From the head of the distillation column 28 with the help of a mist eliminator, 164650 kg / h of exhaust gas (33) is unloaded, having a temperature of 33.5 ° C and the following composition:

0,2288 вес.% акриловой кислоты,0.2288 wt.% Acrylic acid,

0,0885 вес.% уксусной кислоты,0.0885 wt.% Acetic acid,

2,6689 вес.% воды,2.6689 wt.% Water,

0,0052 вес.% муравьиной кислоты,0.0052 wt.% Formic acid,

0,1724 вес.% акролеина,0.1724 wt.% Acrolein,

0,0002 вес.% пропионовой кислоты,0.0002 wt.% Propionic acid,

0,0003 вес.% фурфуралов,0,0003 wt.% Furfurals,

0,0012 вес.% аллилформиат,0.0012 wt.% Allyl formate,

2,1235 вес.% СO2,2.1235 wt.% CO 2 ,

0,6939 вес.% СО,0.6939 wt.% CO,

0,6487 вес.% пропана,0.6487 wt.% Propane,

0,3169 вес.% пропилена,0.3169 wt.% Propylene,

4,7392 вес.% O2 и4.7392 wt.% O 2 and

88,3123 вес.% N2.88.3123 wt.% N 2 .

В косвенном теплообменнике отработанный газ нагревают до 38°С, после чего 91196 кг/ч этого газа при помощи компрессора циркуляционного газа (например, центробежного компрессора) в качестве газа-разбавителя подвергают окислению в газовой фазе и последующему разделению, а 73455 кг/ч отработанного газа сжигают.In an indirect heat exchanger, the exhaust gas is heated to 38 ° C, after which 91196 kg / h of this gas is subjected to oxidation in the gas phase and subsequent separation as a diluent gas using a circulation gas compressor (for example, a centrifugal compressor), and 73455 kg / h of exhaust gas gas is burned.

В целом, в эффективную разделительную камеру загружают отдельные потоки, которые имеют такие содержания акриловой кислоты:In general, separate streams that have such acrylic acid contents are loaded into an effective separation chamber:

170008 кг/ч смеси продукт-газа, полученного окислением в газовой фазе пропилена, в которой содержание акриловой кислоты составляет 11,8 вес.%;170008 kg / h of a product gas mixture obtained by oxidation in the gas phase of propylene, in which the acrylic acid content is 11.8 wt.%;

21883 кг/ч через трубопровод 9 при содержании акриловой кислоты 8,7215 вес.%;21883 kg / h through line 9 with an acrylic acid content of 8.7215 wt.%;

15224 кг/ч через трубопровод 32 при содержании акриловой кислоты 96,8011 вес.%;15,224 kg / h through line 32 with an acrylic acid content of 96.8011 wt.%;

71759 кг/ч через трубопровод 13 при содержании акриловой кислоты 94,4349 вес.%;71759 kg / h through line 13 with an acrylic acid content of 94.4349 wt.%;

455855 кг/ч через трубопровод 30 при содержании акриловой кислоты 96,7887 вес.%;455855 kg / h through line 30 with an acrylic acid content of 96.7887 wt.%;

81,2 кг/ч через трубопровод 19 при содержании акриловой кислоты 98,3360 вес.%;81.2 kg / h through line 19 with an acrylic acid content of 98.3360 wt.%;

29015 кг/ч через трубопровод 21 при содержании акриловой кислоты 11,3387 вес.%;29015 kg / h through line 21 with an acrylic acid content of 11.3387 wt.%;

и 49 кг/ч через трубопровод 31 при содержании акриловой кислоты 60,2057 вес.%.and 49 kg / h through line 31 with an acrylic acid content of 60.2057 wt.%.

Таким образом, в эффективную разделительную камеру в целом загружают 764605 кг/ч массового потока, содержание акриловой кислоты в котором составляет 71,907 вес.%. Таким образом, Х=28,09 вес.%.Thus, a total of 764,605 kg / h of mass flow, the acrylic acid content of which is 71.907 wt.%, Is loaded into the effective separation chamber as a whole. Thus, X = 28.09 wt.%.

Массовым потоком, который выгружают из эффективной разделительной камеры при самом высоком содержании акриловой кислоты, является выгруженная из второй сборной тарелки неочищенная акриловая кислота, содержание фракции акриловой кислоты в которой составляет 96,8011 вес.%. Таким образом, Y=3,20 вес.%, а X:Y=8,78.The mass stream that is discharged from the efficient separation chamber at the highest acrylic acid content is crude acrylic acid discharged from the second collecting plate, the content of the acrylic acid fraction in which is 96.8011 wt.%. Thus, Y = 3.20 wt.%, And X: Y = 8.78.

Общий объем эффективной разделительной камеры, заполненный жидкостью, составляет 167,5 м3. Температура этой жидкости, по меньшей мере частично, составляет 120,2°С (например, в теплообменнике с прямой циркуляцией).The total volume of the effective separation chamber filled with liquid is 167.5 m 3 . The temperature of this liquid, at least in part, is 120.2 ° C (for example, in a direct-circulation heat exchanger).

Ниже в таблице 1 указаны объемные элементы i (причем „тарелка i" тут означает объемный элемент i, который включает находящуюся на массообменной тарелке i жидкую фазу и жидкую фазу, находящуюся в зоне под массообменной тарелкой i (за исключение жидкой фазы, находящейся на расположенной между ними тарелке)). Нумерация массообменных тарелок ректификационной колонны начинается снизу вверх.Volumetric elements i are indicated in Table 1 below (where “plate i" here means volume element i, which includes the liquid phase located on the mass transfer plate i and the liquid phase located in the area under the mass transfer plate i (with the exception of the liquid phase located between them plate)). The numbering of the mass transfer plates of the distillation column begins from the bottom up.

Кроме того, в таблице 1 указаны значения температуры Ti, вычисленные значения msi и значения массовых потоков

Figure 00000014
.In addition, table 1 shows the temperature values T i , the calculated values of m si and the values of mass flows
Figure 00000014
.

Таблица 1 содержит также индивидуальные значения

Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Table 1 also contains individual values.
Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019

Таким образом, tобщ=34,06 ч.Thus, t total = 34.06 hours

При таком значении tобщ качестве выгруженного из эффективной разделительной камеры массового потока, содержащего (мет)акриловые мономеры, содержание акриловой кислоты в котором составляет 89978 кг/ч, используют неочищенную акриловую кислоту, содержание фракции акриловой кислоты в которой составляет 96,8011 вес.%.When this value of t commonly as discharged from the separation chamber effective mass stream containing (meth) acrylic monomers, acrylic acid content which is 89,978 kg / hr, using crude acrylic acid, acrylic acid content fraction which amounts to 96.8011 wt.% .

Пример (описано стационарное состояние)Example (stationary state described)

Все осуществляют, как описано в сравнительном примере, объем камеры 5 куба уменьшают настолько, что удерживающая способность жидкости в камере 5 куба на 59974,2 кг ниже, чем в сравнительном примере (таким образом, удерживающая способность жидкости в объемном элементе i, включающем трубопровод 6, 6' и 2, а также насос 7, камеру 5 куба и выпарной аппарат с прямой циркуляцией 1, из сравнительного примера составляет 79965,6 кг, а примера - 19991,4 кг).Everything is carried out as described in the comparative example, the volume of the cube chamber 5 is reduced so that the holding capacity of the liquid in the cube chamber 5 is 59974.2 kg lower than in the comparative example (thus, the holding capacity of the liquid in the volumetric element i including the pipe 6 , 6 'and 2, as well as pump 7, a cube chamber 5 and a direct circulation evaporator 1, from the comparative example is 79,995.6 kg, and the example is 19991.4 kg).

Кроме того, количество высококипящих фракций, выгруженных из первой сборной тарелки 10 и загруженных в выпарной аппарат с прямой циркуляцией 1, составляет 74083 кг/ч вместо 63009 кг/ч.In addition, the number of high-boiling fractions discharged from the first collecting plate 10 and loaded into the evaporator with direct circulation 1, is 74083 kg / h instead of 63009 kg / h.

Эти перемены необходимы для того, чтобы путем изменения состава кубовой жидкости в камере 5 куба достичь уменьшения температуры кипения в выпарном аппарате с прямой циркуляцией 1.These changes are necessary in order to achieve a decrease in the boiling point in the evaporator with direct circulation 1 by changing the composition of the bottoms liquid in the chamber 5 of the cube.

Таблица 2 аналогична таблице 1 из примера.Table 2 is similar to table 1 of the example.

Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023

Таким образом, tобщ равно только 8,79 ч.Thus, t total is only 8.79 hours

Одновременно при таком значении tобщ в качестве разделенного в эффективной разделительной камере массового потока, содержащего (мет)акриловые мономеры, содержание акриловой кислоты в котором составляет 90987 кг/ч, используют неочищенную акриловую кислоту, содержание акриловой кислоты в которой составляет 96,9333 вес.%.At the same time, at this value of t total , as a mass stream separated in an effective separation chamber containing (meth) acrylic monomers, the acrylic acid content of which is 90987 kg / h, crude acrylic acid with an acrylic acid content of 96.9333 weight is used. %

Анализ показал, что это улучшение, прежде всего, связано с тем, что жидкая фаза в кубе 5 в примере в результате уменьшения времени пребывания содержит всего 19,27 вес.% полиакриловой кислоты (продукта присоединения по Михаэлю).Analysis showed that this improvement is primarily due to the fact that the liquid phase in cube 5 in the example, as a result of decreasing residence time, contains only 19.27 wt.% Polyacrylic acid (Michael addition product).

Claims (10)

1. Термический способ разделения фракционной конденсацией смеси продукт-газа, полученного гетерогенным катализированным частичным окислением в газовой фазе пропена и/или пропана до акриловой кислоты, для отделения, по меньшей мере, одного массового потока, обогащенного акриловой кислотой, из смеси продукт-газа, содержащего акриловую кислоту, который включает непрерывную стационарную эксплуатацию, по меньшей мере, одного устройства для термического разделения, содержащего, по меньшей мере, одну эффективную разделительную камеру с ректификационной колонной имеющей массообменные тарелки в качестве встроенных разделительных элементов, в которую загружают смесь продукт-газа, содержащего акриловую кислоту, в качестве, по меньшей мере, одного массового потока, содержащего акриловую кислоту, и из которого выгружают, по меньшей мере, один массовый поток, содержащий акриловую кислоту, при условии, что
массовый поток, который в общем загружают в эффективную разделительную камеру и получают путем сложения загружаемых в эффективную разделительную камеру отдельных массовых потоков, содержит X вес.% отличных от акриловой кислоты компонентов,
массовый поток, который выгружают из эффективной разделительной камеры с наибольшей долей акриловой кислоты, содержит Y вес.% отличных от акриловой кислоты компонентов,
соотношение X: Y составляет ≥5,
эффективная разделительная камера, за исключением места загрузки и места выгрузки потока, ограничивается твердой фазой и содержит, кроме массообменных тарелок в качестве встроенных разделительных элементов в ректификационной колонне, по меньшей мере, один циркуляционный теплообменник, и
общий объем камеры, заполненный жидкой фазой, составляет ≥1 м3, причем температура жидкой фазы, по меньшей мере, частично составляет ≥80°С,
при разделении эффективной разделительной камеры на n индивидуальных объемных элементов, причем самая высокая и самая низкая температуры находящейся в отдельном объемном элементе жидкой фазы различаются не более чем на 2°С, а объемный элемент в эффективной разделительной камере является сплошным, общее время пребывания tобщ.
Figure 00000024

≤20 ч,
причем
А=(Тiо)/10°С
То=100°С
Тi = среднее арифметическое значение из самой высокой и самой низкой температуры объемного элемента i в жидкой фазе, °С;
msi = общая масса акриловой кислоты, содержащаяся в объеме жидкой фазы объемного элемента i;
Figure 00000009
= общее количество выгружаемого из объемного элемента i потока жидкофазной массы,
и
Figure 00000025
,
при условии, что объемные элементы i с содержащейся в них жидкофазной массой mi и
Figure 00000026
в качестве объемных элементов с мертвой зоной также не включены в сумму всех объемных элементов i, как и объемные элементы i, которые не содержат жидкую фазу, и общее количество жидкой фазы, содержащейся в объемных элементах с мертвой зоной, составляет не более 5 вес.% от общего количества жидкой фазы, содержащейся в эффективной разделительной камере.
1. A thermal method for fractional condensation separation of a product gas mixture obtained by heterogeneous catalyzed partial oxidation in the gas phase of propene and / or propane to acrylic acid to separate at least one mass stream enriched in acrylic acid from a product gas mixture, containing acrylic acid, which includes continuous stationary operation of at least one device for thermal separation containing at least one effective separation chamber with rect a friction column having mass transfer plates as integrated spacer elements into which a product gas mixture containing acrylic acid is charged as at least one mass stream containing acrylic acid and from which at least one mass stream is discharged containing acrylic acid, provided that
the mass stream, which is generally loaded into an effective separation chamber and obtained by adding the individual mass flows loaded into the effective separation chamber, contains X% by weight components other than acrylic acid,
the mass stream that is discharged from the effective separation chamber with the highest proportion of acrylic acid contains Y wt.% of components other than acrylic acid,
X: Y ratio is ≥5,
an effective separation chamber, with the exception of the loading point and the discharge discharge point, is limited by the solid phase and contains, in addition to the mass transfer plates, as built-in separation elements in the distillation column, at least one circulation heat exchanger, and
the total volume of the chamber filled with the liquid phase is ≥1 m 3 , and the temperature of the liquid phase is at least partially ≥80 ° C,
when the effective separation chamber is divided into n individual volumetric elements, the highest and lowest temperatures of the liquid phase being in a separate volumetric element differ by no more than 2 ° C, and the volumetric element in the effective separation chamber is continuous, the total residence time t total.
Figure 00000024

≤20 h
moreover
A = (T i -T o ) / 10 ° C
T about = 100 ° C
T i = arithmetic mean of the highest and lowest temperatures of the volume element i in the liquid phase, ° C;
m si = total mass of acrylic acid contained in the volume of the liquid phase of volume element i;
Figure 00000009
= total amount of liquid phase mass discharged from volume element i,
and
Figure 00000025
,
provided that the volume elements i with the contained liquid phase mass m i and
Figure 00000026
as volumetric elements with a dead zone are also not included in the sum of all volumetric elements i, as well as volumetric elements i that do not contain a liquid phase, and the total amount of liquid phase contained in volumetric elements with a dead zone is not more than 5 wt.% of the total amount of liquid phase contained in an effective separation chamber.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что X:Y≥8.2. The method according to claim 1, characterized in that X: Y≥8. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что общий объем эффективной разделительной камеры, заполненной жидкой фазой, составляет ≥5 м3.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the total volume of an effective separation chamber filled with a liquid phase is ≥5 m 3 . 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что температура жидкой фазы в эффективной разделительной камере, по меньшей мере, частично, составляет ≥100°С.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature of the liquid phase in the effective separation chamber, at least partially, is ≥100 ° C. 5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что tобщ.≤15 ч.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that t total. ≤15 hours 6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что tобщ.≤10.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that t total. ≤10. 7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что циркуляционным теплообменником является циркуляционный выпарной аппарат.7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the circulation heat exchanger is a circulation evaporator. 8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что циркуляционным теплообменником является выпарной аппарат с прямой циркуляцией.8. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the circulating heat exchanger is an evaporator with direct circulation. 9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что tобщ.≤10 ч, содержание фракции акриловой кислоты в смеси продукт-газа частичного окисления в газовой фазе составляет от 5 до 15 вес.%, а выгруженный из эффективной разделительной камеры массовый поток, содержащий наибольшую весовую долю акриловой кислоты, представляет собой неочищенную акриловую кислоту, содержание фракции акриловой кислоты которой составляет ≥95 вес.%.9. The method according to claim 1 or 2, characterized in that t total. ≤10 h, the content of the fraction of acrylic acid in the product gas of partial oxidation in the gas phase is from 5 to 15 wt.%, And the mass stream discharged from the effective separation chamber containing the largest weight fraction of acrylic acid is crude acrylic acid, the content fraction of acrylic acid which is ≥95 wt.%. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что под массообменными тарелками снизу вверх сначала речь идет о двухпоточных тарелках, затем о гидравлически загерметизированных тарелках с поперечным током, а потом о клапанных тарелках. 10. The method according to claim 1, characterized in that under the mass transfer plates from the bottom up, first we are talking about double-flow plates, then hydraulically sealed plates with transverse current, and then valve plates.
RU2006103979/04A 2003-07-11 2004-07-09 Thermal separation method for separating at least one mass flow, concentrated with acrylic acid RU2372130C9 (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US48616803P 2003-07-11 2003-07-11
DE10331720 2003-07-11
US60/486,168 2003-07-11
DE10331720.1 2003-07-11
US48758703P 2003-07-17 2003-07-17
US60/487,587 2003-07-17
DE10332758.4 2003-07-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2006103979A RU2006103979A (en) 2007-08-20
RU2372130C2 RU2372130C2 (en) 2009-11-10
RU2372130C9 true RU2372130C9 (en) 2010-10-10

Family

ID=38511808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006103979/04A RU2372130C9 (en) 2003-07-11 2004-07-09 Thermal separation method for separating at least one mass flow, concentrated with acrylic acid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2372130C9 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712243C1 (en) * 2016-06-29 2020-01-27 Мицубиси Кемикал Корпорейшн Method of producing (meth)acrylic acid or ester thereof
US11097209B2 (en) 2017-09-29 2021-08-24 Mitsubishi Chemical Corporation Separation method, and production method for (meth)acrylate

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010131604A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 株式会社日本触媒 Method for producing (meth)acrylic acid

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712243C1 (en) * 2016-06-29 2020-01-27 Мицубиси Кемикал Корпорейшн Method of producing (meth)acrylic acid or ester thereof
US10723689B2 (en) 2016-06-29 2020-07-28 Mitsubishi Chemical Corporation Production method for (meth)acrylic acid or ester thereof
US11097209B2 (en) 2017-09-29 2021-08-24 Mitsubishi Chemical Corporation Separation method, and production method for (meth)acrylate
RU2753867C1 (en) * 2017-09-29 2021-08-24 Мицубиси Кемикал Корпорейшн Method for separation and method for obtaining (meth)acrylate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2372130C2 (en) 2009-11-10
RU2006103979A (en) 2007-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7393436B2 (en) Thermal separating process for removing at least one stream containing enriched (meth) acrylic monomers
RU2472768C2 (en) Method of producing acrylic acid
US6939991B2 (en) Preparation of acrylic acid
US9018416B2 (en) Thermal separation process
KR100623826B1 (en) Vertical multi-tubular heat exchanger and distillation tower system
JP4518454B2 (en) Fractional condensation of acrylic acid-containing product gas mixtures
JP4299133B2 (en) Method for purifying and separating crystals from a suspension of crystals in a mother liquor
US5897749A (en) Continuous distillative separation of liquid mixtures which contain (meth) acrylic acid as the main component
DE10332758A1 (en) Thermal separation process for the separation of at least one (meth)acrylic monomer enriched material stream comprises use of a device having separate volume elements and defined residence time
BRPI0806767A2 (en) process for preparing acrylic acid
JP2001131116A (en) Method of distillation for liquid including material liable to polymerize
JP5701305B2 (en) Start-up method of separation method for purifying and separating acrylic acid crystals from suspension S of acrylic acid crystals in mother liquor
TWI417277B (en) Process for preparing acrylic acid
JP2023524756A (en) A method for re-dissociating Michael adducts contained in fluid F and formed during the preparation of acrylic acid
BR122012016827B1 (en) Method for installing liquid level meter
RU2372130C9 (en) Thermal separation method for separating at least one mass flow, concentrated with acrylic acid
EP1459794B1 (en) Process for purification of acrylic acid family with a distillation column comprising two reboilers
CN107073355A (en) The tower between two substrates with supporting construction for being heat-treated fluid mixture
EA035883B1 (en) Production of tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids
BRPI0409340B1 (en) Process of thermal separation of met monomer (acrylic)
JP4437930B2 (en) Acrylic acid distillation purification method
RU2354429C1 (en) Film evaporating apparatus with climbing film
JP2011098992A (en) Method of distillation for liquid including material liable to polymerize
BRPI0806767B1 (en) PROCESS FOR PREPARING ACRYLIC ACID

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification