способ получения производного акриловой кислоты

Формула изобретения

1. Способ получения бутилакрилата, включающий:

реакцию акриловой кислоты и бутанола в присутствии воды и катализатора в реакторе; где

исходным сырьем является водный раствор акриловой кислоты, представляющий собой по меньшей мере одного представителя, выбранного из:

1) конденсированной воды, полученной из паров, используемых в кинетическом вакуумном насосе, осуществляющем транспортирование газа в результате захватывания рабочей текучей средой - паром, продуваемым с высокой скоростью,

2) воды для гидравлического затвора в жидкостном кольцевом насосе, осуществляющем изолирование жидкости - воды, в результате выпуска воздуха в корпус,

3) воды, использованной для сбора акриловой кислоты в устройстве, которое собирает акриловую кислоту из газа, содержащего акриловую кислоту,

и акриловая кислота, не присутствующая в водном растворе акриловой кислоты,

где в качестве устройства, которое собирает акриловую кислоту, используют одно или более устройств, выбранных из группы, включающей насадочную колонну, тарельчатую колонну, орошаемую колонну и скруббер.

2. Способ получения суперабсорбирующего полимера на основе акриловой кислоты, включающий стадии: полимеризации акриловой кислоты, в котором в качестве водной фазы используют эмульгированный водный раствор мономера акриловой кислоты и воду, обезвоживания полученной смеси в ходе азеотропной перегонки, где

исходным сырьем является водный раствор акриловой кислоты, представляющий собой по меньшей мере одного представителя, выбранного из:

1) конденсированной воды, полученной из паров, используемых в кинетическом вакуумном насосе, осуществляющем транспортирование газа в результате захватывания рабочей текучей средой - паром, продуваемым с высокой скоростью,

2) воды для гидравлического затвора в жидкостном кольцевом насосе, осуществляющем изолирование жидкости - воды, в результате выпуска воздуха в корпус,

3) воды, использованной для сбора акриловой кислоты в устройстве, которое собирает акриловую кислоту из газа, содержащего акриловую кислоту,

и акриловая кислота, не присутствующая в водном растворе акриловой кислоты, где в качестве устройства, которое собирает акриловую кислоту, используют одно или более устройств, выбранных из группы, включающей насадочную колонну, тарельчатую колонну, орошаемую колонну и скруббер.

3. Способ по п.1, где содержание акриловой кислоты в водном растворе акриловой кислоты составляет величину, меньшую 20 мас.%.

4. Способ по п.2, где содержание акриловой кислоты в водном растворе акриловой кислоты составляет величину, меньшую 20 мас.%.

5. Способ по п.1, где водный раствор акриловой кислоты включает, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из нижеследующего:

(1) сконденсированная вода, полученная из паров, используемых для пароструйного эжектора;

(2) вода для гидравлического затвора в вакуумном насосе; и

(3) вода, использованная для сбора акриловой кислоты в устройстве для дезодорации, предназначенном для сбора акриловой кислоты из газа при дезодорации газа.

6. Способ по п.2, где водный раствор акриловой кислоты включает, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из нижеследующего:

(1) сконденсированная вода, полученная из паров, используемых для пароструйного эжектора;

(2) вода для гидравлического затвора в вакуумном насосе; и

(3) вода, использованная для сбора акриловой кислоты в устройстве для дезодорации, предназначенном для сбора акриловой кислоты из газа при дезодорации газа.

7. Способ по п.3, где водный раствор акриловой кислоты включает, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из нижеследующего:

(1) сконденсированная вода, полученная из паров, используемых для пароструйного эжектора;

(2) вода для гидравлического затвора в вакуумном насосе; и

(3) вода, использованная для сбора акриловой кислоты в устройстве для дезодорации, предназначенном для сбора акриловой кислоты из газа при дезодорации газа.

8. Способ по п.4, где водный раствор акриловой кислоты включает, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из нижеследующего:

(1) сконденсированная вода, полученная из паров, используемых для пароструйного эжектора;

(2) вода для гидравлического затвора в вакуумном насосе; и

(3) вода, использованная для сбора акриловой кислоты в устройстве для дезодорации, предназначенном для сбора акриловой кислоты из газа при дезодорации газа.

9. Способ получения производного акриловой кислоты по п.5, где, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из: сконденсированной воды полученной из паров, используемых для пароструйного эжектора, воды для гидравлического затвора в вакуумном насосе и воды, использованной для сбора акриловой кислоты в устройстве для дезодорации; охлаждают до температуры, меньшей 40°С, или разбавляют водой или подвергают операциям как охлаждения, так и разбавления для того, чтобы использовать в качестве исходного сырья.

10. Способ получения производного акриловой кислоты по п.6, где, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из: сконденсированной воды полученной из паров, используемых для пароструйного эжектора, воды для гидравлического затвора в вакуумном насосе и воды, использованной для сбора акриловой кислоты в устройстве для дезодорации; охлаждают до температуры, меньшей 40°С, или разбавляют водой или подвергают операциям как охлаждения, так и разбавления для того, чтобы использовать в качестве исходного сырья.

11. Способ получения производного акриловой кислоты по п.7, где, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из: сконденсированной воды полученной из паров, используемых для пароструйного эжектора, воды для гидравлического затвора в вакуумном насосе и воды, использованной для сбора акриловой кислоты в устройстве для дезодорации; охлаждают до температуры, меньшей 40°С, или разбавляют водой или подвергают операциям как охлаждения, так и разбавления для того, чтобы использовать в качестве исходного сырья.

12. Способ получения производного акриловой кислоты по п.8, где, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из: сконденсированной воды полученной из паров, используемых для пароструйного эжектора, воды для гидравлического затвора в вакуумном насосе и воды, использованной для сбора акриловой кислоты в устройстве для дезодорации; охлаждают до температуры, меньшей 40°С, или разбавляют водой или подвергают операциям как охлаждения, так и разбавления для того, чтобы использовать в качестве исходного сырья.

13. Способ получения производного акриловой кислоты по любому одному из пп.1-12, где в качестве исходного сырья используют водный раствор акриловой кислоты и очищенную акриловую кислоту.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу получения производного (мет)акриловой кислоты. Говоря более конкретно, настоящее изобретение относится к способу использования водного раствора (мет)акриловой кислоты с низкой концентрацией, образованного на стадии получения или в процессе хранения (мет)акриловой кислоты, в роли материала, предназначенного для получения производного (мет)акриловой кислоты (которое здесь и далее в настоящем документе также может просто обозначаться как «производное»), без дополнительной очистки, в качестве (мет)акриловой кислоты.

Уровень техники

Газ, содержащий (мет)акриловую кислоту, полученный в результате проведения парофазного каталитического окисления пропана, пропилена, изобутена или (мет)акролеина, собирают в воде или в высококипящем растворителе, получая, таким образом, раствор (мет)акриловой кислоты. После этого раствор (мет)акриловой кислоты подвергают последующей стадии очистки, включающей экстрагирование, диффузию, перегонку и кристаллизацию, тем самым, обеспечивая очистку (мет)акриловой кислоты.

Если в стадию очистки будет включено выпаривание (мет)акриловой кислоты, как в случае перегонки, то тогда операцию будут проводить при пониженном давлении. Это обуславливается тем, что пониженное давление позволяет уменьшить рабочую температуру для подавления полимеризации (мет)акриловой кислоты. В дополнение к действию пониженного давления для подавления полимеризации в систему можно подавать воздух или газовую смесь, состоящую из воздуха и азота, (которая здесь и далее в настоящем документе также может обозначаться как «газовая смесь»).

Подаваемые воздух или газовую смесь направляют в вакуумное устройство, используемое для уменьшения давления, вместе с парами (мет)акриловой кислоты. В случае использования в качестве вакуумного устройства пароструйного эжектора (мет)акриловая кислота улавливается конденсирующейся водой, полученной из пара, выпускаемого из эжектора. В случае использования вакуумного насоса (мет)акриловая кислота улавливается в его воде для гидравлического затвора.

Пример методики рециркуляции таким образом полученного водного раствора (мет)акриловой кислоты включает способ с циркуляцией водного раствора с отправкой на стадию сбора для сбора в вышеупомянутых воде или высококипящем растворителе «сырой» (мет)акриловой кислоты, образованной при получении (мет)акриловой кислоты, или на стадию очистки после нее (смотрите документ JP 2000-351749 А, например). Однако, в данном способе совместно с (мет)акриловой кислотой циркулирует большой объем воды, и, таким образом, дополнительно увеличивается, по меньшей мере, энергия, необходимая для очистки (мет)акриловой кислоты из водного раствора.

Для предотвращения полимеризации в (мет)акриловую кислоту, хранящуюся в резервуаре, подают воздух или газовую смесь. Подаваемый газ выпускают из резервуара в виде отходящего газа совместно с парами (мет)акриловой кислоты. (Мет)акриловая кислота обладает сильным запахом, и, таким образом, ее обычно направляют в колонну для дезодорации и улавливают водой или водным раствором каустической соды (смотрите, например, документ Safety guidelines for handling acrylic acid and acrylates , 5th edition, Japan Acrylate Industry Association, 1997). Таким образом полученный водный раствор (мет)акриловой кислоты до сих пор подвергали переработке в качестве сточных вод. Таким образом, переработка водного раствора (мет)акриловой кислоты влекла за собой потерю (мет)акриловой кислоты и увеличение нагрузки на стадию переработки сточных вод.

Между тем, в документе JP 2000-351749 A описывается способ непосредственного введения отходящего газа, содержащего (мет)акриловую кислоту, на стадию сбора. Однако, (мет)акриловую кислоту обычно получают в непрерывном способе, а объем отходящего газа, образовавшегося в резервуаре, варьируется в зависимости от поступления или выпуска (мет)акриловой кислоты. Способ может стать переменным фактором при ведении работы в режиме непрерывного способа, и, таким образом, он не является предпочтительным.

Кроме того, отходящий газ из резервуара нельзя отправлять на рецикл в то время, когда процесс получения (мет)акриловой кислоты будет остановлен, и отходящий газ из резервуара необходимо подвергать отдельной переработке.

Описание изобретения

Настоящее изобретение осуществили, ставя целью решение вышеупомянутых проблем, и поэтому цель настоящего изобретения заключается в создании способа эффективного использования водного раствора (мет)акриловой кислоты с низкой концентрацией, образовавшегося на стадии получения/хранения (мет)акриловой кислоты.

Авторы настоящего изобретения подтвердили то, что концентрации примесей в водном растворе (мет)акриловой кислоты с концентрацией, меньшей 20% (мас.), полученном в результате улавливания водой (мет)акриловой кислоты, испаренной в воздух или газовую смесь на стадии получения/хранения (мет)акриловой кислоты, являются существенно более низкими в сопоставлении с концентрацией (мет)акриловой кислоты.

Авторы настоящего изобретения провели интенсивные исследования, основываясь на данном факте, и обнаружили, что (мет)акриловую кислоту в водном растворе можно использовать в качестве исходного сырья для получения производного без утилизации или циркуляции с отправкой на стадию очистки, то есть очистки (мет)акриловой кислоты из водного раствора (мет)акриловой кислоты, и что охлаждение водного раствора является эффективным при использовании водного раствора. Таким образом, авторы настоящего изобретения совершили настоящее изобретение.

То есть настоящее изобретение предоставляет способ получения производного (мет)акриловой кислоты, который включает использование в качестве исходного сырья водного раствора (мет)акриловой кислоты, полученного при использовании одного или обоих устройств, выбираемых из: устройства, которое уменьшает давление газа, содержащего (мет)акриловую кислоту, при получении (мет)акриловой кислоты; и устройства, которое собирает (мет)акриловую кислоту из газа, содержащего (мет)акриловую кислоту.

Наилучший вариант реализации изобретения

В настоящем изобретении производное (мет)акриловой кислоты получают при использовании в качестве исходного сырья водного раствора (мет)акриловой кислоты, полученного при использовании одного или обоих устройств, выбираемых из: устройства, которое уменьшает давление газа, содержащего (мет)акриловую кислоту, при получении (мет)акриловой кислоты; и устройства, которое собирает (мет)акриловую кислоту из газа, содержащего (мет)акриловую кислоту. Термин «(мет)акриловая кислота» относится к акриловой кислоте или метакриловой кислоте. Кроме того, фраза «водный раствор (мет)акриловой кислоты» относится к водному раствору (мет)акриловой кислоты, полученному в результате улавливания в воде (мет)акриловой кислоты, выпаренной вместе с воздухом или газовой смесью, состоящей из воздуха и азота, используемыми на стадии получения и хранения (мет)акриловой кислоты.

В качестве устройства, которое уменьшает давление газа, можно использовать известное устройство, предназначенное для уменьшения давления газа. Его примеры включают: кинетический вакуумный насос, такой как пароструйный эжектор, осуществляющий транспортирование газа в результате эффекта захватывания рабочей текучей средой (паром), продуваемой с высокой скоростью; и жидкостный кольцевой насос, такой как обычный вакуумный насос, осуществляющий изолирование жидкости (воды) в результате выпуска воздуха в корпус.

Примеры водного раствора (мет)акриловой кислоты, полученного при использовании устройства, которое уменьшает давление газа, включают: сконденсированную воду, полученную из паров, используемых для пароструйного эжектора; и воду для гидравлического затвора в вакуумном насосе.

В качестве устройства, которое собирает (мет)акриловую кислоту, можно использовать известное устройство для сбора предварительно определенного компонента в газе. Его пример включает устройство для дезодорации, предназначенное для сбора в воде (мет)акриловой кислоты из газа в целях дезодорации газа, такое как насадочная колонна, тарельчатая колонна, орошаемая колонна и скруббер.

Пример водного раствора (мет)акриловой кислоты, полученного в устройстве для дезодорации, включает воду, использованную для сбора (мет)акриловой кислоты в устройстве для дезодорации.

Вышеупомянутый водный раствор (мет)акриловой кислоты можно использовать индивидуально или можно использовать в виде смеси из нескольких таких растворов.

В настоящем изобретении на уровень содержания (мет)акриловой кислоты в водном растворе (мет)акриловой кислоты никаких особенных ограничений не накладывается, но с точки зрения предотвращения возникновения полимеризации (мет)акриловой кислоты в водном растворе он предпочтительно составляет величину, меньшую 20% (мас.). Уровень содержания можно регулировать в результате примешивания вышеупомянутого водного раствора (мет)акриловой кислоты или разбавления водой.

В настоящем изобретении с точки зрения предотвращения образования ржавчины в водном растворе (мет)акриловой кислоты в качестве трубы для пропускания водного раствора (мет)акриловой кислоты предпочтительно используют трубу из нержавеющего материала.

В настоящем изобретении меры подавления полимеризации предпочтительно разрабатывают с точки зрения предотвращения возникновения полимеризации (мет)акриловой кислоты в водном растворе (мет)акриловой кислоты. Примеры мер, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают способ подачи ингибитора полимеризации в устройство, которое уменьшает давление газа, что описывается в документе JP 2000-344711 А, и способ охлаждения водного раствора (мет)акриловой кислоты.

Способ подачи ингибитора полимеризации, описанный в бюллетене, является эффективным при предотвращении полимеризации индивидуальной (мет)акриловой кислоты. Однако, способ не является эффективным при предотвращении образования димера акриловой кислоты по механизму реакции димеризации акриловой кислоты или образования гидроксипропионовой кислоты или гидроксимасляной кислоты в результате присоединения воды к (мет)акриловой кислоте, и концентрации примесей могут увеличиться.

Способ охлаждения водного раствора (мет)акриловой кислоты является предпочтительным с точек зрения предотвращения возникновения полимеризации (мет)акриловой кислоты в водном растворе и подавления образования или увеличения содержания вышеупомянутых примесей. Кроме того, способ охлаждения водного раствора (мет)акриловой кислоты является предпочтительным с точки зрения предотвращения возникновения полимеризации (мет)акриловой кислоты в водном растворе в случае получения суперабсорбирующих полимеров и тому подобного, где реакцию при последующем получении производного ингибируют при использовании ингибитора полимеризации.

В настоящем изобретении на температуру водного раствора (мет)акриловой кислоты никаких особенных ограничений не накладывается, но предпочтительно она составляет величину, меньшую 40°С. Температуру можно регулировать в результате проведения непрямого охлаждения или непрямого нагревания при использовании теплообменника, охлаждения за счет подачи воды и тому подобного.

Далее в настоящем документе водный раствор (мет)акриловой кислоты, полученный при использовании каждого устройства, будет описываться более подробно.

<Пароструйный эжектор>

В пароструйном эжекторе, используемом для уменьшения давления в перегонной колонне или испарителе мгновенного действия, используемых для выпаривания жидкости, пары, используемые для уменьшения давления, выпускают вместе с засасываемыми воздухом или газовой смесью и (мет)акриловой кислотой. Пары, выпускаемые из эжектора, обычно охлаждают только для целей конденсации, и, таким образом, температура сконденсированной воды находится в диапазоне приблизительно от 45 до 55°С. Для подавления полимеризации (мет)акриловой кислоты в водном растворе (мет)акриловой кислоты и увеличения содержания примесей эффективным является регулирование температуры водного раствора с выдерживанием на уровне, меньшем 40°С.

<Вакуумный насос>

В воде для гидравлического затвора, используемой для вакуумного насоса, происходит улавливание (мет)акриловой кислоты, захватываемой засасываемыми воздухом или газовой смесью. Высокая концентрация (мет)акриловой кислоты в воде легко приводит к полимеризации, и, таким образом, предпочтительным является обеспечение достаточной подачи воды для гидравлического затвора. Концентрация (мет)акриловой кислоты в воде предпочтительно составляет величину, меньшую 20% (мас.), более предпочтительно меньшую 10% (мас.). Температуру воды предпочтительно выдерживают на уровне, меньшем 40°С, для подавления возникновения полимеризации и образования примесей, как и в случае сконденсированной воды из эжектора.

<Устройство для дезодорации>

Воздух или газовую смесь, подаваемые в резервуар для хранения (мет)акриловой кислоты, выпускают из резервуара в виде отходящего газа, содержащего пары (мет)акриловой кислоты. После этого отходящий газ направляют в устройство для дезодорации, а (мет)акриловую кислоту в газе улавливают в воде в устройстве. Для того, чтобы предотвратить утечку отходящего газа в атмосферу до того, как (мет)акриловая кислота будет уловлена, можно провести принудительное улавливание в воде (мет)акриловой кислоты в отходящем газе при использовании скруббера и тому подобного, и данную воду можно подавать в устройство для дезодорации. Для того, чтобы подавить полимеризацию и образование примесей и значительно уменьшить концентрацию неуловленной (мет)акриловой кислоты, концентрация (мет)акриловой кислоты в воде, используемой для улавливания, предпочтительно будет составлять величину, меньшую 10% (мас.), а температура воды предпочтительно будет меньше 40°С.

Если на стадии получения (мет)акриловой кислоты используется вакуумный насос сухого типа, не требующий для функционирования насоса использования воды, то тогда часть (мет)акриловой кислоты конденсируют и ожижают на выходе из насоса. Однако, оставшаяся (мет)акриловая кислота включается в виде газа в выпускаемый газ. (Мет)акриловую кислоту в выпускаемом газе улавливают тем же самым образом, что и отходящий газ из резервуара для хранения. Ожиженная (мет)акриловая кислота имеет высокую концентрацию и, таким образом, легко полимеризуется. Таким образом, на выход из насоса и тому подобного можно подавать растворитель, такой как вода, предпочтительно растворитель, содержащий ингибитор полимеризации. В данном случае (мет)акриловую кислоту улавливают в растворителе, подаваемом на выход из насоса, таким образом, получая раствор (мет)акриловой кислоты (в основном водный раствор). Полученный таким образом раствор (мет)акриловой кислоты также может представлять собой цель настоящего изобретения.

Водный раствор (мет)акриловой кислоты, полученный при использовании вышеупомянутого способа, можно непосредственно подавать на стадию получения производного или можно хранить в чане или прежнем резервуаре. Температура водного раствора во время хранения предпочтительно составляет величину, меньшую 40°С, более предпочтительно меньшую 30°С. На температуру водного раствора (мет)акриловой кислоты во время хранения никаких особенных ограничений не накладывается до тех пор, пока водный раствор (мет)акриловой кислоты может сохраняться в жидком состоянии, и ее определяют в зависимости от температуры замерзания водного раствора (мет)акриловой кислоты. Температура замерзания водного раствора (мет)акриловой кислоты определяется уровнем содержания воды в водном растворе (мет)акриловой кислоты. Например, температура замерзания водного раствора акриловой кислоты равна 5,5°С, если уровень содержания воды составляет 5% (мас.), и -10,3°С, если уровень содержания воды составляет 30% (мас.).

С точки зрения удаления полимеризованных продуктов, примесей и твердых продуктов, таких как ржавчина, в водном растворе (мет)акриловой кислоты, в настоящем изобретении в позиции, в которой водный раствор (мет)акриловой кислоты подают из устройства, которое удавливает в воде (мет)акриловую кислоту в газе, в устройство получения производного, предпочтительно предусматривают размещение, по меньшей мере, одного фильтра. На используемый фильтр никаких особенных ограничений не накладывается, и в качестве фильтра, например, возможно использование проволочной сетки или мембраны из полимерных пустотелых волокон. Фильтр предпочтительно используют в варианте, делающем возможными замену или промывание фильтра без прекращения работы технологического процесса. Конкретный пример варианта представляет собой любой один, выбираемый из: варианта наличия обводной линии; варианта, в котором предусматривается параллельное размещение нескольких фильтров; и варианта, включающего линию для промывания.

В настоящем изобретении перед тем, как водный раствор (мет)акриловой кислоты подадут на стадию получения производного, предпочтительно измеряют концентрацию (мет)акриловой кислоты в водном растворе (мет)акриловой кислоты. На способ измерения концентрации никаких особенных ограничений не накладывается, но эффективным является использование нейтрализационного титрования или газовой хроматографии. Измерение концентрации также можно проводить и автоматически в режиме реального времени.

В настоящем изобретении производное (мет)акриловой кислоты получают в результате использования водного раствора (мет)акриловой кислоты в качестве материала исходного сырья. На получаемое производное никаких особенных ограничений не накладывается до тех пор, пока производным является соединение, получаемое из водного раствора (мет)акриловой кислоты. Примеры производного включают (мет)акрилат и полимеризованный продукт, такой как гомополимер или сополимер, включающие (мет)акриловую кислоту в качестве мономера.

Водный раствор (мет)акриловой кислоты можно подавать на стадию получения производного индивидуально, или его можно скомбинировать с (мет)акриловой кислотой, не присутствующей в водном растворе (мет)акриловой кислоты, или композицией, содержащей ее, такой как очищенная (мет)акриловая кислота и (мет)акриловая кислота с другой установки. Водный раствор можно подавать на устройство получения производного с 1 позиции подачи или с 2 или более позиций подачи. В случае комбинирования с очищенной (мет)акриловой кислотой позиция подачи водного раствора (мет)акриловой кислоты и позиция подачи очищенной (мет)акриловой кислоты могут быть идентичными друг другу или отличными друг от друга.

Как описывалось выше, водный раствор (мет)акриловой кислоты, полученный на стадии получения и/или стадии хранения (мет)акриловой кислоты, подают на стадию получения производного, тем самым, делая возможным уменьшение потерь (мет)акриловой кислоты и уменьшение объема переработки сточных вод даже в случае прекращения получения (мет)акриловой кислоты.

Примеры

Далее в настоящем документе настоящее изобретение будет описываться более подробно на основании примеров, но настоящее изобретение ими не ограничивается.

<Получение водного раствора акриловой кислоты>

Водный раствор акриловой кислоты, используемый в настоящих примерах, получали при использовании следующей далее методики.

Водный раствор акриловой кислоты, используемый в настоящих примерах, получали во время очистки в результате перегонки акриловой кислоты, полученной при проведении парофазной каталитической реакции, и во время хранения очищенной акриловой кислоты. Устройство, используемое для очистки в результате перегонки акриловой кислоты, включало: перегонную колонну; конденсатор для охлаждения паров акриловой кислоты, отогнанных из перегонной колонны; флегмовый резервуар для приема акриловой кислоты, сконденсированной в конденсаторе; конденсатор для отходящего газа для дополнительного охлаждения газообразного компонента во флегмовом резервуаре; и пароструйный эжектор для создания при перегонке атмосферы с пониженным давлением.

К флегмовому резервуару присоединяли насос, а трубу, соединенную с верхней частью перегонной колонны, соединяли с насосом. От данной трубы ответвлялась еще одна труба. Часть акриловой кислоты, поступающей во флегмовый резервуар, возвращали в перегонную колонну, а часть ее принимали в качестве очищенной акриловой кислоты в резервуаре для хранения.

Между тем, отходящий газ, выпускаемый из пароструйного эжектора, и газ в резервуаре подавали в устройство для дезодорации, снабженное: емкостью для приема воды; и впускной трубой для введения газа в воду, поступившую в емкость. В устройстве для дезодорации водный раствор отбирали, а воду подавали, тем самым, производя регулирование концентрации акриловой кислоты в водном растворе в емкости в пределах предварительно определенного диапазона.

Водный раствор акриловой кислоты, характеризующийся концентрацией акриловой кислоты 3% (мас.), получали в результате: сбора сконденсированной жидкости, образованной из пара, используемого в пароструйном эжекторе для уменьшения давления для атмосферы перегонки; перемешивания водного раствора, отобранного из устройства для дезодорации; и дополнительного добавления воды по мере надобности.

<Пример 1>

Акрилат получали при использовании в качестве исходного сырья полученного водного раствора акриловой кислоты и очищенной акриловой кислоты. Конструкция устройства для получения, используемого при получении акрилата, описывается далее.

Устройство для получения при получении акрилата снабжали: реактором; перегонной колонной, соединенной с верхней частью реактора; конденсатором для охлаждения паров азеотропной смеси, отогнанной из перегонной колонны; сепарационным резервуаром для приема азеотропной смеси, сконденсированной в конденсаторе, и разделения смеси на водную фазу и масляную фазу; линией циркуляции реакционной жидкости для отбора из реактора жидкости в реакторе и подачи жидкости в перегонную колонну; и первой линией выпуска для выпуска части жидкости в линии циркуляции реакционной жидкости.

Сепарационный резервуар включал: линию отбора водной фазы; и линию флегмы для масляной фазы, предназначенную для возврата масляной фазы, отделенной в сепарационном резервуаре, в перегонную колонну. Вторую линию выпуска, которая ответвляется от линии флегмы для масляной фазы, соединяли с линией флегмы для масляной фазы и использовали по мере надобности.

В 675 кг предварительно полученного водного раствора акриловой кислоты с концентрацией 3% (мас.) растворяли 3000 кг очищенной акриловой кислоты, 4036 кг н-бутилового спирта, 1,4 кг гидрохинона в качестве ингибитора полимеризации и 70 кг п-толуолсульфоновой кислоты в качестве катализатора. После этого раствор подавали в реактор в устройстве для получения.

Реакция продолжалась в то время, когда при использовании линии циркуляции реакционной жидкости обеспечивали циркуляцию реакционной жидкости, содержащей исходное сырье и продукты. Пары, отогнанные из верхней части перегонной колонны, конденсировали в конденсаторе, а полученную сконденсированную жидкость собирали в сепарационном резервуаре.

Масляная фаза в сепарационном резервуаре отчасти содержала полученный бутилакрилат. Однако, масляная фаза содержала много н-бутилового спирта, который являлся исходным сырьем, и, таким образом, через линию флегмы для масляной фазы ее подавали в реактор в качестве части материала исходного сырья для реакции этерификации в реакторе, таким образом, выдерживая постоянный объем масляной фазы в сепарационном резервуаре. Между тем, водную фазу в сепарационной колонне непрерывно отбирали из системы, так чтобы сохранять постоянный объем воды в водной фазе.

Реакционную жидкость анализировали методом газовой хроматографии для определения степени превращения акриловой кислоты. Если степень превращения достигала 99%, то тогда нагревание прекращали. Полученную реакционную жидкость выпускали из первой линии выпуска через линию циркуляции реакционной жидкости. Выпущенную реакционную жидкость промывали водой и водным раствором гидроксида натрия, а после этого подавали в качестве «сырого» бутилакрилата на стадию перегонки для очистки.

На стадии перегонки «сырой» бутилакрилат перегоняли, получая, таким образом, очищенный бутилакрилат. Проводили определение степени чистоты для полученного очищенного бутилакрилата или количественное определение примесей. Результат выявил, что очищенный бутилакрилат демонстрировал то же самое качество, что и бутилакрилат, полученный в результате проведения реакции этерификации при использовании в качестве акриловой кислоты, выступающей исходным сырьем, очищенной акриловой кислоты.

<Пример 2>

Проводили перемешивание полученного водного раствора акриловой кислоты, очищенной акриловой кислоты и воды, таким образом, получая водный раствор акриловой кислоты, характеризующийся концентрацией 75% (мас.). В то время, когда проводили охлаждение водного раствора акриловой кислоты, для нейтрализации 80% акриловой кислоты добавляли водный раствор гидроксида натрия с концентрацией 25% (мас.). К раствору добавляли и в растворе растворяли простой этиленгликольдиглицидиловый эфир (DENACOL EX810, доступный в компании Nagase ChemteX Corporation), моногидрат гипофосфита натрия и персульфат калия, тем самым, получая водный раствор мономера.

К таким образом полученному водному раствору мономера добавляли полиоксиэтиленоктилфенилэфирфосфат на основе простого эфира (PLYSURF (торговая марка компании Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.:) A210G, доступный в компании Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., средняя степень полимеризации для оксиэтиленовой группы равна приблизительно 7) и циклогексан и водный раствор мономера эмульгировали при 15000 оборотах в течение 3 минут при использовании механического диспергатора (Physcotron, изготовлен в компании Nition Irika Kikai Seisakusyo Co., Ltd.), получая, таким образом, эмульгированную жидкость, содержащую мономер.

Циклогексан помещали в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, дефлегматором, термометром и трубой для ввода газообразного азота. К получающейся в результате смеси добавляли полиоксиэтиленоктилфенилэфирфосфат на основе простого эфира (PLYSURF (торговая марка компании Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) A210G, доступный в компании Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., средняя степень полимеризации для оксиэтиленовой группы равна приблизительно 7) и смесь перемешивали при 420 об/мин до получения дисперсии. После того, как атмосферу внутри колбы замещали азотом, колбу нагревали до 80°С для кипячения циклогексана в условиях флегмообразования. Часть эмульгированной жидкости, содержащей мономер, прикапывали в колбу. После завершения прикапывания получающуюся в результате смесь оставляли стоять в течение 10 минут при той же самой температуре и сюда же прикапывали остаток эмульгированной жидкости, содержащей мономер. После завершения прикапывания получающуюся в результате смесь выдерживали при 75°С в течение 30 минут и подвергали обезвоживанию до тех пор, пока уровень содержания воды в частицах смолы, получаемый в ходе азеотропной перегонки с циклогексаном, не достигал 7%.

После завершения обезвоживания перемешивание прекращали. Частицы смолы, в которых частицы смолы оседали на дно колбы, а циклогексан отделяли, проводя декантацию. Полученные частицы смолы нагревали до 90°С для удаления циклогексана и незначительного количества воды, оставшегося на них, получая, таким образом, суперабсорбирующие полимеры.

Проводили измерения для свойств суперабсорбирующих полимеров, таких как водопоглотительная способность, скорость абсорбции под давлением, средний размер частиц, насыпная плотность и фиксируемость полимерных абсорбентов. Результаты подтвердили то, что суперабсорбирующие полимеры обладали теми же самыми свойствами, что и суперабсорбирующие полимеры, полученные подобным образом при использовании одной только очищенной акриловой кислоты.

Применимость в промышленности

В соответствии с настоящим изобретением могут быть уменьшены потери (мет)акриловой кислоты на стадии получения и/или стадии хранения (мет)акриловой кислоты и объем переработки сточных вод.