Способ получения акриловой кислоты из метанола и уксусной кислоты - RU2017106271A

1. Способ получения акриловой кислоты из метанола и уксусной кислоты, включающий

(i) приведение в контакт газообразного потока вещества S0, содержащего метанол, кислород и инертный газ, с катализатором окисления с получением газообразного потока вещества S1, содержащего формальдегид и инертный газ;

(ii) отделение по меньшей мере части содержащегося в S1 инертного газа от по меньшей мере части содержащегося в S1 формальдегида посредством абсорбции этого формальдегида в абсорбенте с получением газообразного потока вещества S2, содержащего отделенную часть инертного газа, и с получением потока вещества S3, содержащего абсорбент и абсорбат, содержащий формальдегид;

(iii) выборочно отделение части или всего количества, содержащегося в потоке вещества S3 абсорбента, так что от потока вещества S3 остается поток вещества S3a, и получение потока вещества S4 из по меньшей мере потока вещества S3 или потока вещества S3a и содержащего уксусную кислоту потока вещества S5; и

(iv) приведение в контакт потока вещества S4 в газообразной форме с катализатором альдольной конденсации с получением газообразного потока вещества S6, содержащего акриловую кислоту.

2. Способ по п. 1, причем катализатор окисления согласно (i) содержит серебро, предпочтительно в виде элементарного серебра, причем более предпочтительно катализатор окисления представляет собой сплошной катализатор, который содержит 95 или более мас.%, более предпочтительно 99 или более мас.%, более предпочтительно от 99,9 или более мас.% более предпочтительно от 99,99 или более мас.% элементарного серебра, в каждом случае в пересчете на общую массу сплошного катализатора.

3. Способ по п. 1, дополнительно включающий

(а) контакт, предпочтительно в противотоке, потока вещества S0a, содержащего кислород, инертный газ и предпочтительно воду, с потоком вещества S0b, содержащим метанол, с получением обедненного инертным газом потока вещества S0c и обогащенного инертным газом потока вещества S0,

причем (а) проводят предпочтительно в колонне, которая оснащена разделительно действующими встроенными элементами.

4. Способ по п. 3, причем контакт S0a и S0b согласно (а) осуществляют в противотоке S0a к S0b, причем предпочтительно используют по меньшей мере одну, более предпочтительно одну или две, более предпочтительно одну колонну.

5. Способ по п. 1, причем абсорбент согласно (ii) содержит воду или формальдегид или уксусную кислоту или смесь двух или трех из них, причем предпочтительно по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 85 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% абсорбента согласно (ii) состоит из воды или из формальдегида или из уксусной кислоты или смеси двух или трех из них.

6. Способ по п. 1, причем разделение согласно (ii) осуществляют абсорбцией, причем предпочтительно используют по меньшей мере одну, более предпочтительно одну или две, более предпочтительно одну колонну, которая оснащена разделительно действующими встроенными элементами.

7. Способ по п. 6, причем поток вещества S3 отводят из куба колонны согласно (ii).

8. Способ по п. 7, причем часть потока вещества S3, предпочтительно от 75 до 90 мас.%, более предпочтительно от 80 до 85 мас.% потока вещества S3, при необходимости после охлаждения до температуры в диапазоне от 60 до 70°С, предпочтительно в диапазоне от 65 до 70°С, возвращают в качестве абсорбента в нижнюю часть колонны согласно (ii).

9. Способ по п. 6, включающий

(а) контакт, предпочтительно в противотоке, потока вещества S0a, содержащего кислород, инертный газ и предпочтительно воду, с потоком вещества S0b, содержащим метанол, с получением обедненного инертным газом потока вещества S0c и обогащенного инертным газом потока вещества S0, причем контакт согласно (а) осуществляют в противотоке, причем используют одну колонну,

причем поток вещества отводят из по меньшей мере одной верхней части колонны согласно (ii) и по меньшей мере частично возвращают на стадию (а), предпочтительно в качестве внешней рециркуляционной флегмы в колонну, более предпочтительно в верхнюю часть колонны.

10. Способ по п. 1, причем по меньшей мере 95 мас.%, предпочтительно от 95 до 99 мас.%, более предпочтительно от 96 до 98 мас.% потока вещества S4 состоит из воды, формальдегида, уксусной кислоты и инертного газа.

11. Способ по п. 1, причем согласно (iii) поток вещества S4 получают из потока вещества S3, потока вещества S5, содержащего уксусную кислоту, и дополнительно по меньшей мере одного потока вещества S4a, содержащего инертный газ, диоксид углерода и монооксид углерода, причем по меньшей мере одна часть потока вещества S4a представляет собой возвращаемый из способа после стадии (iv) поток вещества.

12. Способ по п. 1, причем катализатор альдольной конденсации согласно (iv) содержит оксид ванадия-фосфора, предпочтительно с общей эмпирической формулой V₂O_x(PO₄)_y, причем x предпочтительно находится в диапазоне от 1,0 до 2,75, более предпочтительно от 1,5 до 2,25 и y предпочтительно находится в диапазоне от 1,5 до 2,5, более предпочтительно от 1,8 до 2,3.

13. Способ по одному из пп. 1-12, причем S6 содержит акриловую кислоту и формальдегид, предпочтительно акриловую кислоту, формальдегид и воду, более предпочтительно акриловую кислоту, формальдегид, воду и уксусную кислоту.

14. Способ по п. 1, дополнительно включающий

(v) отделение по меньшей мере части содержащегося в S6 формальдегида, предпочтительно по меньшей мере части содержащихся в S6 формальдегида и воды, от по меньшей мере части содержащейся в S6 акриловой кислоты с получением обедненного акриловой кислотой потока вещества S7, содержащего формальдегид, предпочтительно формальдегид и воду, и с получением обедненного формальдегидом, предпочтительно формальдегидом и водой потока вещества S8, содержащего акриловую кислоту.

15. Способ по п. 14, причем поток вещества S8 направляют на стадию разделения, включающую

(vi) отделение по меньшей мере части содержащейся в S8 акриловой кислоты с получением обедненного акриловой кислотой в сравнении с S8 потока вещества S9, и по меньшей мере одного обогащенного акриловой кислотой в сравнении с S8 потока S10.

16. Способ по п. 15, причем разделение согласно (vi) осуществляют ректификацией, причем предпочтительно используют по меньшей мере одну, более предпочтительно одну или две, более предпочтительно одну эксплуатируемую по принципу ректификации колонну, которая оснащена разделительно действующими встроенными элементами.

17. Способ по п. 16, причем поток вещества S9 отводят из верхней части колонны согласно (vi).

18. Способ по п. 17, причем первую часть потока вещества S9, предпочтительно от 55 до 70 мас.%, более предпочтительно от 60 до 65 мас.% потока вещества S9 при необходимости после конденсации и охлаждения до температуры в диапазоне от 30 до 45°С, предпочтительно в диапазоне от 35 до 40°С, возвращают в верхнюю часть колонны согласно (vi) в качестве рециркуляционной флегмы.

19. Способ по п. 15, причем поток вещества S5 получают из потока вещества S5a, содержащего уксусную кислоту, и потока вещества S5b, содержащего уксусную кислоту, причем по меньшей мере часть потока вещества S5b представляет собой возвращаемый из способа поток вещества, и причем одну или более чем одну дальнейшую часть потока вещества S9, предпочтительно от 30 до 45 мас.%, более предпочтительно от 35 до 40 мас.% общего количества потока вещества S9, предпочтительно после конденсации и охлаждения до температуры в диапазоне от 30 до 45°С, предпочтительно в диапазоне от 35 до 40°С, возвращают в способ в качестве потока вещества S5b.

20. Способ по п. 14, причем согласно (iii) поток S4 получают из потока вещества S3, потока вещества S5, содержащего уксусную кислоту, и дополнительно по меньшей мере одного потока вещества S4a, содержащего инертный газ, диоксид углерода и монооксид углерода, причем по меньшей мере часть потока вещества S4a представляет собой возвращаемый из способа поток вещества, и причем часть потока вещества S7, поток вещества S7a, в неконденсированной форме возвращают в способ в качестве потока вещества S4a.

21. Способ по п. 20, причем в качестве потока вещества S7a от 2 до 10 мас.%, далее от 2 до 8 мас.% потока вещества S7, в пересчете на его общую массу, в неконденсированной форме возвращают в способ в качестве потока вещества S4a, или в качестве потока вещества S7a от 10 до 90мас.%, более предпочтительно от 30 до 80мас.% потока вещества S7, в пересчете на его общую массу, в неконденсированной форме возвращают в способ в качестве потока вещества S4a.

22. Способ по одному из пп. 14-21, причем сконденсированную часть потока вещества S7, жидкий поток вещества S7b, получают предпочтительно в результате конденсации и охлаждения до температуры в диапазоне от 30 до 50°С, более предпочтительно в диапазоне от 35 до 45°С, предпочтительно от 65 до 80 мас.%, более предпочтительно от 70 до 75 мас.% общего количества потока вещества S7 возвращают в верхнюю часть колонны согласно (v) в качестве рециркуляционной флегмы.

23. Способ по п. 14, причем одну или более чем одну сконденсированную в результате охлаждения потока вещества S7 часть потока вещества S7, предпочтительно от 10 до 33 мас.%, более предпочтительно от 20 до 26 мас.% потока вещества S7 в качестве жидкого потока вещества 7с направляют на стадию разделения, включающую

(vii) разделение потока вещества S7c на обогащенный формальдегидом поток вещества S11 и обедненный формальдегидом поток вещества S12.

24. Способ по п. 23, причем разделение согласно (vii) осуществляют ректификацией, причем предпочтительно используют по меньшей мере одну, более предпочтительно одну или две, более предпочтительно одну колонну, которая оснащена разделительно действующими встроенными элементами.

25. Способ по п. 24, причем часть потока вещества S11, предпочтительно от 25 до 40 мас.%, более предпочтительно от 30 до 35 мас.% потока вещества S11, при необходимости после охлаждения и конденсации до температуры в диапазоне от 95 до 110°С, предпочтительно в диапазоне от 100 до 110°С, возвращают в верхнюю часть колонны согласно (vii) в качестве рециркуляционной флегмы.

26. Способ по одному из пп. 23-25, причем разделение согласно (vii) осуществляют ректификацией, причем используют по меньшей мере одну, предпочтительно одну или две, более предпочтительно одну колонну, которая оснащена разделительно действующими встроенными элементами, и причем часть потока вещества S11, предпочтительно от 60 до 75 мас.%, более предпочтительно от 65 до 70 мас.% общего количества потока вещества S11, при необходимости после охлаждения и конденсации до температуры в диапазоне от 15 до 40°С, предпочтительно в диапазоне от 20 до 30°С, возвращают в верхнюю часть одной из колонн согласно (ii), предпочтительно в колонну согласно (ii), в качестве рециркуляционной флегмы.