способ получения эфиров метакриловой кислоты
Классы МПК: | C07C67/38 присоединением к ненасыщенной углерод-углеродной связи C07C69/54 акриловая кислота; метакриловая кислота |
Автор(ы): | СИМОНС Тео Ян Леонард Венсеслаус (NL), ДЕ БЛАНК Петер Бастиан (NL) |
Патентообладатель(и): | ЛУСАЙТ ИНТЕРНЕЙШНЛ Ю КЕЙ ЛИМИТЕД (GB) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-04-02 публикация патента:
10.06.2003 |
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения эфиров метакриловой кислоты, в частности, метилметакрилата безопасным способом, который включает (а) селективное удаление пропадиена из смеси, включающей пропин и пропадиен, растворенные в полярном органическом растворителе, с образованием концентрированной смеси пропина в растворителе; (b) отпаривание пропина в дистилляционной колонне из потока пара концентрированной смеси растворителя, содержащего пропин, с образованием потока газообразного пропина; (с) конденсацию потока газообразного пропина с образованием конденсированного потока пропина и (d) взаимодействие конденсированного потока пропина с окисью углерода и спиртом в присутствии катализатора карбонилирования; причем отпаривание пропина осуществляют в дистилляционной колонне, имеющей внутренний конденсатор, установленный для конденсации части потока пара для подачи орошения. Способ обеспечивает непрерывную работу процесса, преодолевая недостатки предшествующего уровня техники - хранение больших количеств легко воспламеняющегося пропина. 7 з.п.ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Способ получения эфиров метакриловой кислоты, включающий: (a) селективное удаление пропадиена из смеси, включающей пропин и пропадиен, растворенные в полярном органическом растворителе, с образованием концентрированной смеси пропина в растворителе; (b) отпаривание пропина в дистилляционной колонне из потока пара концентрированной смеси растворителя, содержащего пропин, с образованием потока газообразного пропина; (c) конденсацию потока газообразного пропина с образованием конденсированного потока пропина и (d) взаимодействие конденсированного потока пропина с окисью углерода и спиртом в присутствии катализатора карбонилирования, отличающийся тем, что отпаривание пропина осуществляют в дистилляционной колонне, имеющей внутренний конденсатор, установленный для конденсации части потока пара для подачи орошения. 2. Способ по п.1, в котором газообразный пропин впоследствии конденсируется в общем конденсаторе на верху дистилляционной колонны и собирается в барабане накопителя, где он смешивается со спиртом. 3. Способ по п.1, в котором газообразный пропин впоследствии конденсируется в общем конденсаторе на верху дистилляционной колонны посредством контакта с охлажденным спиртом или охлажденной смесью спирта и пропина. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором пропин отпаривают из растворителя в дистилляционной колонне, работающей при давлении в диапазоне от 0,01 до 5,0 бар (0,01![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу получения метакрилатовых сложных эфиров. Более конкретно, изобретение относится к способу синтеза метилметакрилата (ММА) безопасным образом. Метакрилатовые сложные эфиры могут быть получены взаимодействием исходного пропина, выделенного из исходного 3-углеводорода, с монооксидом углерода и спиртом в присутствии катализатора карбонилирования. Поскольку пропадиен имеет тенденцию отравлять катализатор карбонилирования, его селективно удаляют, обычно экстрактивной дистилляцией. Таким образом, в патенте ЕР-А-0 392601 раскрыт способ получения алкилметакрилата, который содержит: (а) селективное удаление пропадиена из исходного С3-углеводорода, содержащего смесь пропина и пропадиена, чтобы обеспечить исходный пропин, в котором отношение пропина к пропадиену составляет по меньшей мере 6, и (b) взаимодействие исходного пропина с монооксидом углерода и спиртом в присутствии катализатора карбонилирования. Обычно исходный пропин получают путем отгонки легких фракций из потока растворителя, содержащего растворенный пропин, который используют в экстрактивной дистилляции пропадиена. После конденсирования и сбора, пропин хранится в буфере, из которого его извлекают для добавления в реакцию. Этот процесс обсуждался в Отчете 11D SRI PEP в январе 1993 г. ("Метакриловая кислота и сложные эфиры"), а технологическая схема процесса представлена там на чертеже 9.1. Из-за присутствия чистого жидкого пропина этот процесс требует строгих мер предосторожности. ЕР 0392601 не указывает и не предлагает использование внутреннего конденсатора для частичной конденсации концентрированного потока пропина. На самом деле, ЕР 0392601 ясно указывает обратное, т.к. она касается получения больших количеств пропина (см. гр. 1, строки 28-31), а не непрерывного потока небольшого количества высококачественного пропина. В патенте ЕР-А-0 533291 эта проблема необходимости работы с чистым жидким пропином до некоторой степени разрешена. Это изобретение касается замены буфера пропина устройством хранения, в котором пропин хранится с добавлением спирта, с которым он должен реагировать. Это уменьшает требования техники безопасности и улучшает совместимость производства метакрилатовых сложных эфиров с работой нефтеперерабатывающего завода. Однако дистилляционная колонна, в которой отпаривается пропин, также нуждается в буфере: барабане сборника орошающей фракции и продукта, который используется вместе с (общим) конденсатором на верху ректификационной колонны. Большая часть конденсированного пропина, который накапливается в этом барабане, закачивается обратно в колонну для орошения, и только незначительная часть этого конденсата собирается в качестве потока продукта (обычно колонна функционирует с коэффициентом обратного потока 2:1). Замена этого барабана устройством хранения, в котором хранится конденсированный пропин с добавлением спирта, приведет к введению спирта в дистилляционную колонну. Это загрязнение орошения не желательно. Размер барабана обычно находится в диапазоне 1-2 м3, обеспечивая объем 5-минутного управления для колонны, работающей при отбираемом с верха потоке, т. е. потоке конденсируемого пара приблизительно 10 м3/ч. Другими словами, в случае бедствия все еще необходимо выпускать существенное количество жидкого пропина. Настоящее изобретение стремится уменьшить случаи, в которых присутствует жидкий пропин. В соответствии с этим, изобретение относится к способу получения метакрилатовых сложных эфиров, в котором (а) пропин отпаривается в дистилляционной колонне из потока растворителя, содержащего растворенный пропин, давая поток газообразного пропина, который впоследствии конденсируется, и (b) конденсированный пропин взаимодействует с монооксидом углерода и спиртом в присутствии катализатора карбонилирования, отличающемуся тем, что пропин отпаривается в дистилляционной колонне, которая оборудована внутренним конденсатором с целью обеспечения частичной конденсации для подачи орошения. Частичная конденсация во время дистилляции известна. Например, в "Справочнике химических инженеров", 2-ое издание, 1941 г., на стр. 1456 упомянуты четыре общих способа подачи орошения: (1) частичная конденсация паров, отводимых сверху колонны, и возвращение этого частичного конденсата в верхнюю тарелку в качестве орошения; (2) общая конденсация паров, отводимых сверху колонны, и возвращение части всего конденсата в верхнюю тарелку; (3) сочетание 1 и 2 пунктов и (4) удаление горячего нисходящего потока жидкости из колонны, охлаждение и возвращение охлажденной жидкости в колонну. Однако, следует отметить, что принимая во внимание более высокую стоимость поверхности конденсатора по сравнению с другими средствами подачи орошения, неэффективность такого устройства в качестве фракционирующей колонны и недостаток гибкости управления согласно этой ссылке заставили отказаться от использования частичной конденсации. Точно так же, использование конденсатора, т. е. поверхности, где отбирается энергия для образования конденсации, расположенной внутри колонны, также упомянуто в руководстве "Дистилляция, принципы и методы расчета" Р. Дж. Хенгстебека (RJ Hengstebeck), 1966 г., стр. 293. Однако в представленном способе упомянутые недостатки известного уровня техники относительно легко преодолены, и во всяком случае создаваемые им преимущества в значительной степени перевешивают их. Удобно, что внутренний конденсатор конденсирует приблизительно две трети потока пара для подачи орошения. Следовательно, размер барабана конденсатора на верху ректификационной колонны можно уменьшить в три раза. Кроме того, накапливаемый теперь в барабане конденсированный пропин имеет более высокую степень чистоты, поскольку любые загрязнения с высокой температурой кипения (например, растворитель) уже конденсировались во внутреннем конденсаторе. Пример подходящей дистилляционной колонны приведен в работе "Ullmans Encyklopadie der technischen Chemie ("Dampfbeheizter Rieselaustreiber"), т.3, 4-ое издание, стр.206. Поскольку орошение теперь подается при помощи внутреннего конденсатора, конденсированный пропин не нужно возвращать в колонну. Следовательно, его можно смешивать со спиртом, с которым он должен реагировать. В этом предпочтительном варианте осуществления количество жидкого пропина, который присутствует на месте, будет очень маленьким. Конденсированный пропин предпочтительно смешивают со спиртом с молярным отношением от 2:1 до 1:2, более предпочтительно приблизительно 1:1 (т.е. стехиометрия реакции). Количество жидкого (конденсируемого) пропина можно снизить еще больше посредством смешивания газообразного пропина со спиртом внутри общего конденсатора на верху ректификационной колонны. Использование либо охлажденного спирта, либо охлажденной смеси пропина и спирта способствует наибольшей конденсации газообразного пропина. Следовательно, это представляет наиболее предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Удобно, что газообразный пропин приводят в контакт со спиртом или смесью пропина и спирта, охлажденной до температуры по меньшей мере на 10oС ниже точки конденсации пропина, например, ниже -35oС, предпочтительно - ниже -40oС. Исходный С3-углеводород для настоящего способа можно получать с помощью любой операции обработки ископаемого углерода, типа процесса нефтеперерабатывающего завода. Процессы нефтеперерабатывающего завода, особенно рассматриваемые здесь, включают крекинг-установки для этена, каталитические крекинг-установки и процессы дегидрогенизации сжиженного газа. Например, весьма подходящим является вытекающий снизу поток разделяющего устройства пропана-пропена. Способы удаления более тяжелых углеводородов (С4 и т.д.) известны и описаны в патенте ЕР-А-0 539628. В этом документе также описан типичный способ выделения пропина (как описано в патенте ЕР-А-0 392601). Таким образом, концентрацию пропина и пропадиена можно повысить путем селективной очистки исходного С3-углеводорода растворителем. Соответственно, очистка проводится в колонне при повышенном давлении (2-20 бар (2![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
![способ получения эфиров метакриловой кислоты, патент № 2205820](/images/patents/265/2205002/8226.gif)
Класс C07C67/38 присоединением к ненасыщенной углерод-углеродной связи
Класс C07C69/54 акриловая кислота; метакриловая кислота