用于丙烯醛的純化方法技術

本發明專利技術涉及一種用于純化丙烯醛的方法，包括以下步驟：a)將包含丙烯醛的液態進料料流(1)分成至少第一液態料流(2)和第二液態料流(3)，b)在蒸餾塔頂部和底部之間的點處將在溫度T1下的第一液態料流(2)引入蒸餾塔(4)中，c)在蒸餾塔頂部將在溫度T2下的第二液態料流(3)引入的蒸餾塔(4)中，d)從蒸餾塔(4)中排出富含丙烯醛的塔頂蒸汽料流(5)，和e)從蒸餾塔(4)中排出貧含丙烯醛的塔底料流(6)，其中步驟c)中的第二液態料流(3)的溫度T2低于步驟b)中第一液態料流(2)的溫度T1。

Purification method for acrolein

【技術實現步驟摘要】
用于丙烯醛的純化方法
本專利技術涉及丙烯醛的純化方法。此外，本專利技術還涉及通過使從純化方法獲得的丙烯醛與甲硫醇、甲硫醇的半硫代縮醛和3-甲硫基巰基丙醛和/或其混合物反應來制備3-巰基丙醛的方法。
技術介紹
丙烯醛通常在非均相催化劑存在下在丙烯的部分氣相氧化中制備。由此獲得的含丙烯醛的產物氣體混合物還含有惰性或不可冷凝的氣體，比如氮氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、丙烯或丙烷和副產物比如乙酸、甲醛、烯丙醇，并且主要是丙烯酸。因此，必須進行后續處理以提高粗丙烯醛的純度。在第一次處理中，將來自部分氣相氧化的含丙烯醛的產物氣體混合物進料到驟冷塔或急冷器中，在此除去重質沸溶劑，比如乙酸和丙烯酸。富含丙烯醛的氣流離開急冷器。在第二次處理中，使用吸收塔通過在水中吸收將丙烯醛與離開急冷器的氣流分開，在吸收塔底部收集丙烯醛水溶液。在第三次和最后一次處理中，將丙烯醛水溶液加入蒸餾塔中，在此將低沸點丙烯醛與高沸點吸收介質分開并將其以液態形式回收。蒸餾是分離單元，其利用蒸汽相和液相在基本上相同的溫度和壓力下的共存區。在蒸餾塔內，比如無規填料或規整填料的設備以及塔板用于使兩相緊密接觸。將塔板一個堆疊在另一個之上并封閉在圓柱形殼中以形成塔。填料通常也包含在固定板和支撐板之間的圓柱形殼中。將含有待純化化合物的料流在蒸餾塔頂部和底部之間的單一點引入蒸餾塔，即所謂的進料階段。這一點還將蒸餾塔細分為進料階段上方的精餾段和進料階段下方的汽提段。該塔可以連續操作或以分批模式操作，這取決于許多因素，比如操作的規模和靈活性以及進料的固體含量。由于蒸汽和液相之間的密度不同，液體在塔內流下，從塔板到塔板落下，而蒸汽沿塔向上流動，在每個板處或填料內接觸液體。到達塔底部的液體在加熱的再沸器中部分汽化以提供沸騰(boil-up)，其被送回塔中。剩余的底部液體作為塔底物、塔底料流或塔底產物排出。到達塔頂部的蒸汽在塔頂冷凝器中冷卻并冷凝成液體。將部分液體作為回流物進料回到塔中以提供液體溢流。塔頂流的其余部分作為餾出物或塔頂產物排出。蒸餾塔中的這種總體流動模式提供了蒸汽和液態料流在通過塔的所有板上的逆流接觸。給定板上的蒸汽相和液相接近熱、壓力和組成平衡，其程度取決于接觸板的效率。較輕的組分，即具有較低沸點溫度的組分傾向于在蒸汽相中濃縮，而較重的組分，即具有較高沸點溫度的組分傾向于在液相中濃縮。結果是在向上通過塔時變得更富含較輕組分的蒸汽相和在向下落下時變得更富含較重組分的液相。餾出物和塔底物之間實現的總分離主要取決于組分的相對揮發度、每個塔段中接觸板的數量，以及每個區段中液相流速與蒸汽相流速的比率。然而，當在標準蒸餾工藝中純化丙烯醛水溶液時，本領域技術人員面臨幾個大問題。第一個問題是塔頂蒸汽的冷凝及其作為回流物返回蒸餾塔頂部導致在蒸餾裝置內以液態和濃縮形式大量留滯有毒化合物丙烯醛。用于評估化合物毒性的有意義的參數尤其是所謂的ERPG(緊急響應計劃指南)值。ERPG是暴露指南，其旨在預測暴露于某些空氣中化學物質濃度對健康的影響。化學品可能具有最多三個ERPG值，每個值對應于特定的健康影響層。三個ERPG層定義如下：a)ERPG-3是最大空氣濃度，低于該濃度，幾乎所有個體都可以暴露長達1小時而不會經歷或演變成危及生命的健康影響，b)ERPG-2是最大的空氣中的濃度，低于該濃度，幾乎所有個體都可能暴露長達1小時而不會經歷或產生不可逆轉的或其他嚴重的可能損害個人采取保護措施的能力的健康影響或癥狀，并且c)ERPG-1是最大空氣濃度，低于該濃度，幾乎所有個體都可以暴露長達1小時，而不會經歷輕微的、短暫的不良健康影響或沒有感知明顯明確定義的令人反感的氣味。因此，化合物的ERPG值越低，所述化合物的潛在風險越高。ERPG值為0.05ppm(ERPG-1)、0.15ppm(ERPG-2)和1.5ppm(ERPG-3)，丙烯醛是具有最高潛在風險的化學品之一。因此應避免其儲存，并且植物中丙烯醛的滯留量也應盡可能低。通過蒸餾純化丙烯醛水溶液經常遇到的第二個問題是聚合和結垢。這種結垢是由于化合物比如丙烯酸和丙烯酸烯丙酯，或甚至丙烯醛本身的聚合引起的固相沉積。為了將液態丙烯醛和結垢的存在最小化，公開的專利申請US2005/0103616A1教導了一種純化丙烯醛的方法，其中將含有6重量％丙烯醛的水溶液引入蒸餾塔中，該蒸餾塔的底座帶有至少一個沸騰器，且頂部帶有至少一個冷凝器。將包含水的液態混合物在蒸餾塔底部作為塔底料流排出，并將包含丙烯醛的氣體混合物作為塔頂蒸汽料流在蒸餾塔頂部排出。該塔頂蒸汽料流含有30體積％至70體積％的水。因此，必須使所述塔頂蒸汽料流進行進一步的工藝步驟，以提供純化的丙烯醛。在該進一步的工藝步驟中，將從蒸餾塔中排出的塔頂蒸汽料流進料到(部分)冷凝器，在冷凝器中將塔頂蒸汽料流冷卻至一定溫度，這使得可以獲得含水冷凝物(作為回流物進料回到蒸餾塔的頂部)和富含丙烯醛的氣體混合物。然而，由此獲得的含水冷凝物仍含有約20重量％的丙烯醛。因此，(部分)冷凝器的額外使用導致特別是液態丙烯醛在整個蒸餾裝置中，特別是在所述冷凝器中的丙烯醛的相對大的總滯留量。然而，在給定設備如塔或連接到塔的外部冷凝器中，有毒化合物的總保持量，特別是液態形式，應保持盡可能低-US2005/0103616A1的工藝不符合要求。該工藝的其他缺點是增加了操作附加冷凝器的能量需求并增加了所用設備的復雜性。因此，需要一種改進的丙烯醛純化方法，其降低濃縮的液態丙烯醛在蒸餾裝置中，特別是在蒸餾塔中的滯留量。
技術實現思路
發現該問題的解決是因為在含丙烯醛的進料料流的蒸餾中獲得的富含丙烯醛的塔頂蒸汽料流不是如在標準蒸餾工藝中那樣在冷凝器或外部熱交換器中液化。因此，沒有液化塔頂料流的外部回流物回到蒸餾塔頂部。而是將含丙烯醛的進料料流進料到特殊的蒸餾方法，與標準蒸餾工藝相反，該方法包括將含丙烯醛的液態進料料流(1)分成至少兩個料流(2)和(3)。將在溫度T1下的料流(2)在蒸餾塔頂部和底部之間的點引入蒸餾塔中。除了所述料流(2)之外，從進料料流(1)中分出的任選的其他的料流還可以在蒸餾塔的頂部和底部之間的點處引入蒸餾塔中，該點不同于料流(2)的引入點。將料流(3)在溫度T2下在所述蒸餾塔(4)頂部引入蒸餾塔中。為了提供實現純化所必需的特別是具有特定的純化程度所必需的液態溢流，料流(3)在引入蒸餾塔時的溫度T2低于料流(2)以及任何任選的其他料流在引入蒸餾塔時的溫度T1。從蒸餾塔的貯槽中排出貧含丙烯醛的塔底料流，而富含丙烯醛的蒸汽料流最后從蒸餾塔中作為塔頂蒸汽料流排出。因此，本專利技術的目的是一種純化丙烯醛的方法，包括以下步驟：a)將包含丙烯醛的液態進料料流(1)分成至少第一液態料流(2)和第二液態料流(3)，b)將在溫度T1下的第一液態料流(2)在蒸餾塔頂部和底部之間的點處引入蒸餾塔(4)中，c)將在溫度T2下的第二液態料流(3)在蒸餾塔(4)頂部引入蒸餾塔(4)中，d)從蒸餾塔(4)中排出富含丙烯醛的塔頂蒸汽料流(5)，和e)從蒸餾塔(4)中排出貧含丙烯醛的塔底料流(6)，其中步本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于純化丙烯醛的方法，包括以下步驟：/na)將包含丙烯醛的液態進料料流(1)分成至少第一液態料流(2)和第二液態料流(3)，/nb)將在溫度T1下的所述第一液態料流(2)在蒸餾塔(4)頂部和底部之間的點處引入蒸餾塔中，/nc)將在溫度T2下的所述第二液態料流(3)在所述蒸餾塔(4)頂部引入所述蒸餾塔中，/nd)從所述蒸餾塔(4)中排出富含丙烯醛的塔頂蒸汽料流(5)，和/ne)從所述蒸餾塔(4)中排出貧含丙烯醛的塔底料流(6)，/n其中步驟c)中的所述第二液態料流(3)的溫度T2低于步驟b)中所述第一液態料流(2)的溫度T1。/n

【技術特征摘要】
20180730 EP 18186207.91.一種用于純化丙烯醛的方法，包括以下步驟：
a)將包含丙烯醛的液態進料料流(1)分成至少第一液態料流(2)和第二液態料流(3)，
b)將在溫度T1下的所述第一液態料流(2)在蒸餾塔(4)頂部和底部之間的點處引入蒸餾塔中，
c)將在溫度T2下的所述第二液態料流(3)在所述蒸餾塔(4)頂部引入所述蒸餾塔中，
d)從所述蒸餾塔(4)中排出富含丙烯醛的塔頂蒸汽料流(5)，和
e)從所述蒸餾塔(4)中排出貧含丙烯醛的塔底料流(6)，
其中步驟c)中的所述第二液態料流(3)的溫度T2低于步驟b)中所述第一液態料流(2)的溫度T1。


2.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一液態料流(2)與所述第二液態料流(3)的質量流量比在95:5至50:50的范圍內。


3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述第一液態料流(2)與所述第二液態料流(3)的質量流量比在75:25至50:50的范圍內。


4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中步驟c)中的所述第二液態料流(3)的溫度T2最多為10℃。


5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述第一液態料流(2)在其引入所述蒸餾塔(4)之前被加熱。


6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其中將所述第一液態料流(2)加熱至從高于10℃至95℃的溫度T1。


7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中通過與來自所述蒸餾塔(4)的所述塔底料流(6)進行熱交換來加熱所述第一液態料流(2)。


8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述方法在減壓下進行。


9.根據權利要求1-8中任一項所述的方法，其中所述方法在400毫巴...

【專利技術屬性】
技術研發人員：T·默克，M·克費爾，M·艾克，B·克魯德維希，R·馬爾茨科恩，H·朱，
申請(專利權)人：贏創德固賽有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE