制備（甲基）丙烯酸烷基酯的方法技術

本發(fā)明專利技術涉及一種制備（甲基）丙烯酸烷基酯的方法，更具體而言，涉及制備包括如下步驟的制備（甲基）丙烯酸烷基酯的方法：在有機酸催化劑的存在下，包含鏈烷醇和（甲基）丙烯酸的反應物以大約70%以上的轉(zhuǎn)化率進行酯化反應；向在下端裝配有再沸器的蒸餾塔供給所述酯化反應的反應產(chǎn)物以使其純化；在所述蒸餾塔的上部回收包含（甲基）丙烯酸烷基酯和水的上部排放物，并在所述蒸餾塔的下部回收包含高沸點物質(zhì)和水的下部排放物；將所述蒸餾塔的下部排放物分離為水層和有機層；和使從所述下部排放物中分離的水層再循環(huán)從而用于所述酯化反應中，其中，各步驟連續(xù)地進行，以及相對于下部排放物的總重量，所述蒸餾塔的下部排放物包含大約2-25重量%的水。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種。
技術介紹
一般而言，(甲基)丙烯酸烷基酯是在酸催化劑的存在下通過鏈烷醇與丙烯酸的酯化反應而制備的。由于酯化反應為平衡反應，所以除去在反應器中產(chǎn)生的水使反應平衡向正向反應的方向移動，從而提聞(甲基)丙稀酸燒基酷的轉(zhuǎn)化率。通常用于酯化反應的酸催化·劑為無機酸，例如，硫酸；有機酸，例如鏈烷磺酸、離子交換樹脂等。當具有高度腐蝕性的硫酸被用作催化劑時，為了進行酯化反應，需要具有用抗腐蝕材料加工的壁的反應器，并且其為間歇型而非連續(xù)型。此外，在反應完成后的催化劑應該通過用堿性物質(zhì)中和而被除去，這需要大量的水而因此產(chǎn)生處理廢水的額外的成本。當離子交換樹脂被用作催化劑時，在90°C或更高的溫度下其催化活性會急劇下降，從而不可能將反應溫度提高至90°C以上。因此，應該在相對低的溫度下進行反應，導致較低的反應速率，并降低總反應的轉(zhuǎn)化率。因此，增加量的未反應的反應物再循環(huán)至反應器中，從而使得處理效率下降。此外，生產(chǎn)率下降，因為催化劑必須周期性地更換。相反地，當使用比無機酸(例如硫酸)更低腐蝕性的有機酸催化劑時，可以選擇多種材料的反應器或塔。此外，在反應后，可以連續(xù)地進行純化處理而無需用鹽的額外的處理。然而，有機酸催化劑可以為提高生產(chǎn)成本的因素，因為其價格比無機酸催化劑高數(shù)倍至數(shù)十倍。此外，當被用作催化劑時，有機酸可以與高沸點物質(zhì)混合，所述高沸點物質(zhì)即為酯化反應的副產(chǎn)物，形成焦油狀的物質(zhì)，其會沉積在反應器或熱交換器(例如蒸餾塔)壁的表面上阻止熱交換或者能夠引起高沸點物質(zhì)的分解反應器中的管道堵塞。此外，部分的有機酸催化劑與作為廢油的重質(zhì)物(heavies)—起被排放。由于必須在酯化反應器中補充這種排放量的催化劑，所以必須使所述催化劑的排放量最小化。此外，當焚燒廢油以蒸汽的形式回收一些能量時，包含有機酸催化劑的廢油的焚燒可能引起環(huán)境問題。因此，它們必須在焚燒前經(jīng)歷預處理(例如用鹽的處理)，以及在焚燒后必須單獨地處置硫氧化物。因此，在制備(甲基)丙烯酸烷基酯的過程中，盡管關于提高所述有機酸催化劑的回收率和再使用率，以及減少最終丟棄的有機酸催化劑的量的方法已經(jīng)進行了廣泛的研究，但是仍然存在許多亟待解決的問題。
技術實現(xiàn)思路
技術問題本專利技術提供了一種，該方法使得在使用有機酸催化劑的(甲基)丙烯酸烷基酯的制備過程中不僅可以提高所述催化劑的回收率和再使用率，而且還可以防止在高沸點物質(zhì)在分解反應器中的管道堵塞現(xiàn)象，并且減少最終丟棄的催化劑的量。技術方案 在實施方案中，本專利技術提供了，該方法包括如下步驟:在有機酸催化劑的存在下，包含鏈烷醇和(甲基)丙烯酸的反應物以大約70%以上的轉(zhuǎn)化率進行酯化反應；向在下端裝配有再沸器的蒸餾塔供給所述酯化反應的反應產(chǎn)物以使其純化；在所述蒸餾塔的上部回收包含(甲基)丙烯酸烷基酯和水的上部排放物，并在所述蒸餾塔的下部回收包含高沸點物質(zhì)和水的下部排放物；將所述蒸餾塔的下部排放物分離為水層和有機層；和使從所述下部排放物中分離的水層再循環(huán)從而用于酯化反應中，其中，各步驟連續(xù)地進行，以及相對于下部排放物的總重量，所述蒸餾塔的下部排放物包含大約2-25重量％的水。此外，所述可以進一步包括如下步驟:以從所述蒸餾塔的上部流出的上部排放物中包含的水的重量的約1.01-1.20倍的量從所述蒸餾塔的上部供給水。此外，可以在如下條件下進行:所述蒸餾塔的上部的壓力和所述再沸器中的液體的溫度分別為至少大約130托但是小于170托和大約65-90°C，分別至少大約170托但是小于200托和大約70-95°C ;或者至少大約200托但是小于230托和大約75-100°C。此外，可以在如下條件下進行:所述蒸餾塔的上部的壓力和所述再沸器中的液體的溫度分別為至少大約130托但是小于170托和大約65-90°C，分別至少大約170托但是小于200托和大約70_95°C ;或者至少大約200托但是小于230托和大約75-100°C ;以及所述方法可以進一步包括如下步驟:以從所述蒸餾塔的上部流出的上部排放物中的水的重量的約1.01-1.20倍的量從所述蒸餾塔的上部供給水。此外，從所述蒸餾塔的下部排放物中分離的水層包含至少50重量％的供給至酯化反應的有機酸催化劑。此外，本專利技術的制備方法進一步包括如下步驟:將從所述蒸餾塔的下部排放物中分離的有機層供給至高沸點物質(zhì)的分解反應器以進行分解反應。所述分解反應可以在大約30-760托的壓力下以及在大約120_220°C的溫度下進行。此外，根據(jù)反應物的供給速率等，分解反應的停留時間可以為，但是不限于，1-40小時。此外，本專利技術的制備方法可以進一步包括如下步驟:將從所述蒸餾塔的下部排放物中分離的部分水層供給至高沸點物質(zhì)的分解反應器。在該步驟中，在所述分解反應器中的催化劑的含量可以為相對于加料至所述分解反應器中的反應液體的總重量的大約0.01-5 重量 ％。此外，本專利技術的制備方法可以進一步包括如下步驟:使所述分解反應器的上部排放物再循環(huán)至所述酯化反應的步驟中。此外，該方法可以進一步包括如下步驟:使所述分解反應器的上部排放物再循環(huán)至純化所述酯化反應的反應產(chǎn)物的步驟中。此外，在所述高沸點物質(zhì)的分解反應器的下部排放物中的催化劑的含量可以為相對于所述下部排放物的總重量的至多10重量％。此外，所述酯化反應可以在一個或多個連續(xù)型的串聯(lián)連接的反應器中進行，以及可以進一步包括水分離塔以用于純化從各個連續(xù)型的反應器的上部排放的水。此外，所述酯化反應可以在大約50-760托的壓力下以及大約70_150°C的溫度下進行。在所述酯化反應步驟中 ，在反應物中包含的鏈烷醇與(甲基)丙烯酸的摩爾比可以為約1-5。此外，在所述酯化反應步驟中，所述有機酸催化劑的含量可以為相對于反應物的總重量的大約0.01-5重量％。此外，所述鏈烷醇可以為具有4至8個碳原子的鏈烷醇。此外，所述有機酸催化劑可以為選自鏈烷磺酸和芳基磺酸中的至少一種。附圖說明圖1為示意地顯示根據(jù)本專利技術的一個實施方案的用于制備(甲基)丙烯酸烷基酯的過程的過程流程圖。具體實施例方式在下文中，將詳細描述根據(jù)本專利技術的實施方案的。在此之前，除非在整個說明書中明確的指出，術語“(甲基)丙烯酸”定義為整體地表示丙烯酸或甲基丙烯酸；術語“(甲基)丙烯酸烷基酯”定義為整體地表示丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。此外，術語“反應物”定義為包含用于酯化反應的(甲基)丙烯酸和鏈烷醇的混合物；術語“轉(zhuǎn)化率”表示反應物中限量反應物(limiting reactant)的反應量與供給量的百分比。以及，術語“反應產(chǎn)物”定義為不僅包括在酯化反應后產(chǎn)生的(甲基)丙烯酸烷基酯，還包括加成物、未反應物、催化劑等。此外，術語“高沸點物質(zhì)”整體地表示由在反應物與產(chǎn)物之間或者在反應物之間的邁克爾反應(即，邁克爾加成)(或者是與)產(chǎn)生的邁克爾加成產(chǎn)物，并且其具有高于目標產(chǎn)物(甲基)丙烯酸烷基酯的沸點。此外，術語“重質(zhì)物”表示高沸點物質(zhì)的混合物，在(甲基)丙烯酸烷基酯的制備過程中使用的催化劑、聚合抑制劑、其它聚合物等。在對(甲基)丙烯酸烷基酯的制備方法的系列研究中，本專利技術的專利技術人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)下面的方案并完成了本專利技術。通過使用在將酯化產(chǎn)物供給至蒸餾塔以純化它們的步驟中(甲基)丙烯酸烷基酯與鏈烷醇和水形成共沸混合物的現(xiàn)象，當供給本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.26 KR 10-2010-00831651.一種制備(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，該方法包括如下步驟: 在有機酸催化劑的存在下，包含鏈烷醇和(甲基)丙烯酸的反應物以70%以上的轉(zhuǎn)化率進行酯化反應； 向在下端裝配有再沸器的蒸餾塔供給所述酯化反應的反應產(chǎn)物以使其純化； 在所述蒸餾塔的上部回收包含(甲基)丙烯酸烷基酯和水的上部排放物，以及在所述蒸餾塔的下部回收包含高沸點物質(zhì)和水的下部排放物； 將所述蒸餾塔的下部排放物分離為水層和有機層；和 使從所述下部排放物中分離的水層再循環(huán)從而用于所述酯化反應中， 其中，各步驟連續(xù)地進行，以及相對于下部排放物的總重量，所述蒸餾塔的下部排放物包含2-25重量％的水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，該方法進一步包括如下步驟:以從所述蒸餾塔的上部流出的上部排放物中包含的水的重量的1.01-1.20倍的量從所述蒸餾塔的上部供給水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，其中，在如下條件下進行:所述蒸餾塔的上部的壓力和所述再沸器中的液體的溫度分別為至少130托但是小于170托和65-90°C ;分別為至少170托但是小于200托和70-95°C ;或者分別為至少200托但是小于 230 托和 75-100。。。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，其中，在如下條件下進行:所述蒸餾塔的上部的壓力和所述再沸器中的液體的溫度分別為至少130托但是小于170托和65-90°C ;分別為至少170托但是小于200托和70-95°C ;或者分別為至少200托但是小于230托和75-100。。 ;以及 其中，該方法進一步包括如下步驟:以從所述蒸餾塔的上部流出的上部排放物中包含的水的重量的1.01-1.20倍的量從所述蒸餾塔的上部供給水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，其中，從所述蒸餾塔的下部排放物中分離的水層包含至少50重量％的供給至酯化反應的有機酸催化劑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備(甲基)丙烯酸烷基酯的方法，該方法進一步包括如下步驟:將從所述蒸餾塔的下部排放物中分離的有...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：高凖錫，金顯圭，白世元，曹東鉉，
申請(專利權(quán))人：LG化學株式會社，
類型：
國別省市：