Способ и устройство для получения сложных алкиловых эфиров метакриловой кислоты

Способ и устройство для получения сложных алкиловых эфиров метакриловой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предмет предложенного изобретения относится к способу получения сложных алкиловых эфиров метакриловой кислоты, а также их побочным продуктам, которые можно применять в рамках многочисленных способов химического синтеза, которые могут привести к самым различным продуктам последующей переработки, а также к устройству для проведения данного способа.

Для получения сложных алкиловых эфиров метакриловой кислоты существует уже с давних пор известные и широко распространенные способы. Сложные алкиловые эфиры применяют, например, в рамках получения олигомерных или полимерных соединений, причем соответствующие полученные олигомерные или полимерные продукты находятся в большом количестве предметов, в частности также в большом количестве предметов первой необходимости ежедневной жизни.

По причине широкого распространения различных способов получения сложных алкиловых эфиров метакриловой кислоты и по причине больших необходимых количеств таких соединений соответствующие способы обычно задают параметры таким образом, что полученные количества продуктов являются высокими. По данной причине оптимизация известных способов при дальнейшем развитии различных методов получения выдвигается на передний план. Уже незначительное улучшение в рамках известных способов на основе больших количеств полученного продукта может содействовать значительным преимуществам, например, для понижения расхода энергии при способах получения или для продления срока эксплуатации ресурсов, необходимых в рамках способа получения.

Предложенное изобретение теперь забоится о проблематике таким образом, что в рамках описанного здесь способа получения сложных алкиловых эфиров метакриловой кислоты во многих местах применяют воду, причем данную воду обычно после протекания соответствующей цели использования необходимо утилизировать. Поэтому задачей предложенного изобретения является в известной степени оптимизировать применение воды в качестве исходного материала в способе получения сложных алкиловых эфиров метакриловой кислоты, чтобы по возможности минимизировать расход воды и используемую в рамках способа воду по возможности применять на различных местах в пределах способа в рамках различных элементов способа.

Кроме того, предложенное изобретение ставит целью в рамках улучшенной циркуляции воды повысить качество продукта.

Изобретение относится к способу получения сложных алкиловых эфиров метакриловой кислоты в качестве реакционного продукта, при котором:

а. в одном или нескольких реакционных пространствах реакционную смесь, содержащую амид метакриловой кислоты, воду, серную кислоту и, по меньшей мере, один алканол, подвергают этерификации,

b. необработанный реакционный продукт, по меньшей мере, в одной реакционной колонне подвергают операции разделения,

с. реакционный продукт, подвергнутый операции разделения, конденсируют в одном или нескольких теплообменниках,

d. конденсат разделяют, по меньшей мере, в одном разделяющем устройстве на органическую и водную фазу,

е. органическую фазу промывают водой с получением промытой органической фазы и промывочной воды и, при необходимости,

f. отделенную водную фазу вместе с промывочной водой снова возвращают, по меньшей мере, в одно реакционное пространство.

В качестве реакционного пространства можно применять, например, резервуар или каскад из 2, 3, 4 или больше резервуаров. В рамках следующей формы исполнения изобретения в реакционное пространство или первое из двух или более реакционных пространств подводят, по меньшей мере, частями воду, которая содержит алканол и серную кислоту.

Температуру в реакционном пространстве можно устанавливать, например, от примерно 90 до примерно 120°C, а из реакционной смеси одного или нескольких реакционных пространств можно извлекать газообразный реакционный продукт, который затем, например, через ректификационную колонну подвергают операции разделения, конденсируют в одном или нескольких теплообменниках и в виде конденсата затем промывают водой, причем полученную таким образом промывочную воду отделяют от реакционного продукта путем разделения фаз и снова возвращают, по меньшей мере, в одно реакционное пространство.

Предложенный согласно изобретению способ может включать, например, следующие стадии:

а. по меньшей мере, из одного реакционного пространства извлекают смесь, содержащую воду, соли аммония, реакционный продукт, твердые вещества и серную кислоту (отработанную кислоту),

b. смесь подводят, по меньшей мере, к одному резервуару для флотации, в котором путем флотации в известной степени освобождают от твердых веществ,

с. к резервуару для флотации подают пар таким образом, что реакционный продукт переходит из смеси в паровую фазу,

d. паровую фазу, содержащую, по меньшей мере, воду и реакционный продукт охлаждают, по меньшей мере, в одном теплообменнике таким образом, что возникает дополнительный конденсат, содержащий воду и реакционный продукт и

е. дополнительный конденсат возвращают, по меньшей мере, в одно реакционное пространство.

В отдельных случаях оказывается предпочтительно, если внутреннюю сторону, по меньшей мере, одного теплообменника смачивают промывочной водой из промывки конденсата из ректификационной колонны стадии предварительной очистки и причем, например, в теплообменнике возникает смесь из дополнительного конденсата и промывочной воды, которую можно возвращать, по меньшей мере, в одно реакционное пространство.

Часто приводит к хорошим результатам, если реакционный продукт подвергают, по меньшей мере, одной предварительной очистке и, по меньшей мере, одной основной очистке, причем реакционный продукт при предварительной очистке преимущественно дистилляционно освобождают от низкокипящих примесей, которые имеют более низкую температуру кипения, чем полученный сложный алкиловый эфир метакриловой кислоты, а также освобождают от их азеотропных смесей с водой и при основной очистке преимущественно от высококипящих примесей, которые имеют более высокую температуру кипения, чем полученный сложный алкиловый эфир метакриловой кислоты.

Затем низкокипящие примеси можно подвергать, например, конденсации в одном или нескольких теплообменниках, причем конденсат можно подвергать разделению на фазы, и водную фазу конденсата можно подводить, например, по меньшей мере, в одно реакционное пространство.

Согласно изобретению также в отдельных случаях предпочтительным оказывается, если, по меньшей мере, одно реакционное пространство заполняют амидом метакриловой кислоты и концентрированной серной кислотой.

Согласно изобретению можно применять, например, каскад из 2, 3 или 4 резервуаров в качестве реакционного пространства.

В рамках следующей формы исполнения изобретения вода, находящаяся в реакционной смеси, имеет происхождение, по меньшей мере, до 60% масс. из одного или нескольких нижеследующих элементов способа:

а. промывание водой необработанного реакционного продукта после первой операции разделения и последующее отделение водной фазы через разделение фаз,

b. выделение реакционного продукта из отработанной кислоты с водяным паром и последующая конденсация полученной таким образом смеси из реакционного продукта и водяного пара

с. дистилляционное отделение низкокипящих примесей и их азеотропной смеси с водой из необработанного реакционного продукта, конденсация отделенных примесей, смешивание конденсата с водой и отделение водной фазы путем разделения фаз.

Кроме того, предложенный согласно изобретению способ может включать один или несколько следующих элементов способа:

а. получение ацетонциангидрина из ацетона и синильной кислоты;

b. очистку ацетонциангидрина в ректификационной колонне,

с. превращение ацетонциангидрина в амид метакриловой кислоты.

Также предметом изобретения является устройство для получения сложного алкилового эфира метакриловой кислоты, по меньшей мере, включающее

а. одно или несколько реакционных пространств в которых реакционную смесь, содержащую амид метакриловой кислоты, воду, серную кислоту и алканол, можно подвергать реакции этерификации,

b. по меньшей мере, одну ректификационную колонну, в которой реакционный продукт можно подвергать операции разделения,

с. один или несколько теплообменников, в которых реакционный продукт, подвергнутый операции разделения, можно сконденсировать,

d. по меньшей мере, одна промывная колонна, в которой конденсат можно промывать водой,

е. по меньшей мере, одно разделяющее устройство, в котором полученную промывочную воду можно отделить от реакционного продукта путем разделения фаз,

f. по меньшей мере, одно проводящее жидкость соединение между разделяющим устройством и, по меньшей мере, одним реакционным пространством, через которое отделенную водную фазу можно снова возвращать, по меньшей мере, в одно реакционное пространство.

Кроме того, предложенное согласно изобретению устройство далее, по меньшей мере, может включать:

а. по меньшей мере, одну дистилляционную колонну, в которой необработанный реакционный продукт можно освобождать от примесей с более низкой температурой кипения, чем сложный алкиловый эфир метакриловой кислоты, а также от его азеотропной смеси с водой;

b. по меньшей мере, один теплообменник, в котором парообразные отделенные примеси, а также их азеотропные смеси с водой можно конденсировать с образованием конденсата;

с. по меньшей мере, одну подающую линию для воды, в которой конденсат перемешивают с водой;

d. по меньшей мере, одно разделяющее устройство, в котором водную фазу конденсата можно отделить от органической фазы и

е. по меньшей мере, одно проводящее жидкость соединение между водной фазой и, по меньшей мере, одним реакционным пространством;

f. по меньшей мере, один резервуар (резервуар для флотации), в котором отработанную кислоту можно освобождать от твердых веществ;

g. по меньшей мере, одно проводящее жидкость соединение между резервуаром для флотации и реакционным пространством;

h. по меньшей мере, один теплообменник для конденсации парообразных веществ, выделенных из резервуара для флотации,

i. по меньшей мере, одно проводящее жидкость соединение между разделяющим устройством и теплообменником, которое способствует подаче полученной в разделительном устройстве водной фазы во внутрь теплообменника;

j. по меньшей мере, одно проводящее жидкость соединение между теплообменником и, по меньшей мере, одним реакционным пространством.

Кроме того, изобретение относится к полимерам, по меньшей мере, частично базирующимся на сложных алкиловых эфирах метакриловой кислоты из способа получения, содержащего стадии:

а. получение сложного алкилового эфира метакриловой кислоты по предложенному согласно изобретению способу;

b. полимеризацию сложного алкилового эфира метакриловой кислоты и, при необходимости, сомономеров, например, путем радикальной полимеризации;

с. переработку сложного алкилового эфира метакриловой кислоты.

Кроме того, изобретение относится также к применению сложного алкилового эфира метакриловой кислоты, полученного путем предложенного согласно изобретению способа при получении волокон, пленок, лаков, формовочных масс, формованных изделий, вспомогательных средств для бумаги, вспомогательных средств для кожи, коагулянтов и присадок для бурения, а также волокон, пленок, лаков, формовочных масс, формованных изделий, вспомогательных средств для бумаги, вспомогательных средств для кожи, коагулянтов и присадок для бурения, которые базируются на сложном алкиловом эфире метакриловой кислоты, который получают согласно предложенному изобретению способу.

В рамках предложенного изобретения под «реакционным пространством» понимают пространство, в пределах которого может происходить предложенная согласно изобретению реакция этерификации. Реакционное пространство может быть, например, резервуаром, колбой, реактором с внутренним контуром циркуляции или т.п. При этом является не существенным осуществляется ли реакция этерификации в реакционном пространстве непрерывным или периодическим способом.

В рамках предложенного изобретения под реакцией этерификации понимают реакцию, реакционный продукт которой является сложным алкиловым эфиром метакриловой кислоты. Согласно предложенному изобретению под реакцией этерификации понимают реакцию между метакриловой кислотой и линейным или разветвленным моналканолом, имеющим от 1 до 22 атомов углерода, предпочтительно алканолом, имеющим 1, 2, 3 или 4 атомов углерода в алкильном остатке и ОН-группу.

В рамках предложенного изобретения под понятием «необработанный реакционный продукт» понимают смесь веществ, такие как извлекают из реакционного пространства в рамках проведения реакции. В рамках предпочтительной формы исполнения предложенного изобретения под «необработанным реакционным продуктом» понимают такую смесь веществ, которую можно извлекать из одного или нескольких резервуаров, применяемых в рамках реакции в качестве реакционного пространства, перед любой следующей переработкой или очисткой.

В рамках предложенного изобретения под понятием «ректификационная колонна» понимают колонны с несколькими тарелками или соответствующими элементами или насадками, подходящими для разделения веществ, в которых необработанный реакционный продукт подвергают операции разделения. При этом в качестве операции разделения понимают операцию, при которой извлеченный из реакционного пространства, необработанный продукт вместе с водяным паром, пригодным в качестве носителя, очищают через одну или несколько тарелок колонны настолько, что в основном вода, сложный алкиловый эфир метакриловой кислоты и алканол очищаются от соединений с высокой температурой кипения или от соединений, которые в рамках условий, преобладающих в колонне, не выводятся из колонны в паровой фазе.

В рамках предложенного изобретения под понятием «паровая фаза» понимают газообразное вещество или смесь из двух или больше газообразных веществ, которые могут содержать, при необходимости, еще часть жидкой фазы.

В рамках предложенного изобретения под понятием «промывочная колонна» понимают устройство, в котором необработанный реакционный продукт после операции разделения можно промывать водой. При подходящей колонне, например, речь идет об устройстве, в котором необработанный реакционный продукт после операции разделения может в противотоке взаимодействовать с водой. При такой операции, например, образованный сложный эфир метакриловой кислоты после разделения фаз в виде органической фазы можно перерабатывать дальше.

В частности изобретение относится к гидролизу амида метакриловой кислоты до получения метакриловой кислоты и ее одновременной этерификации до получения сложного эфира метакриловой кислоты. Данная реакция может происходить в одном или нескольких реакционных пространствах, которые в ядре реакции можно выбирать соответственно как угодно. В частности оказывается подходящим нагреваемый резервуар, например, посредством пара. Во многих случаях также оказывается предпочтительно, если этерификацию проводят, по меньшей мере, в двух последовательно подключенных резервуарах в качестве реакционного пространства. Причем раствор амида метакриловой кислоты вводят в резервуар или в первый резервуар каскада резервуаров, включающего два или несколько резервуаров.

Согласно изобретению часто предпочтительно проводить соответствующую реакцию этерификации с помощью каскада из двух или больше резервуаров в качестве реакционного пространства. Поэтому далее ссылаются исключительно на данный вариант.

В рамках описанного здесь способа можно вводить в первый резервуар, например, амидный раствор, как он получен в реакции амидирования, описанной в данном тексте. Резервуар нагревают, например, паром. Подводимый амидный раствор имеет, как правило, повышенную температуру, например, температуру от примерно 100 до примерно 180°C, в основном соответствующую температуре вывода амидного раствора из вышепредставленной реакции амидирования. Кроме того, к резервуарам подводят алканол, который можно применять для этерификации.

В принципе здесь пригодны любые алканолы, имеющие от 1 до примерно 22 атомов углерода, которые могут быть линейными или разветвленными, насыщенными или ненасыщенными, причем особенно предпочтительным является метанол. Также можно применять данные алканолы вместе со сложными эфирами метакриловой кислоты, что в частности происходит при переэтерификациях.

Кроме того, резервуар загружают водой, так что в целом концентрация воды в резервуаре составляет от примерно 13 до примерно 26% масс., в частности примерно от 18 до примерно 20% масс. Причем согласно изобретению предпочтительно, если в реакционное пространство подают воду, которая содержит, например, алканол или смесь из двух или больше алканолов и серной кислоты. В качестве алканола пригодны в частности такие алканолы, которые в рамках реакции этерификации присутствуют в реакционной смеси.

Количество амидного раствора и алканола устанавливают таким образом, что общее молярное соотношение амида к алканолу составляет от примерно 1:1,4 до примерно 1:1,6. Алканол можно распределять в каскаде резервуаров таким образом, что в первом реакторе молярное соотношение составляет от примерно 1:1,1 до примерно 1:1,4 и на следующих стадиях реакции в расчете на общий амидный поток молярное соотношение устанавливают от примерно 1:0,05 до примерно 1:0,3. Алканол, добавляемый в этерификацию, может состоять из «свежего алканола», а также алканола из рециркуляционных потоков стадий переработки и, при необходимости, также из рециркуляционных потоков процесса переработки первичных продуктов соединений продуктов.

Загрузка первого резервуара водой может происходить в принципе в этом отношении таким образом, что воду добавляют в первый резервуар из любых источников, поскольку данная вода не имеет никаких компонентов, которые могли бы отрицательно воздействовать на реакцию этерификации или последующие стадии процесса. Например, в резервуар можно добавлять воду без минеральных солей или артезианскую воду. Тем не менее, в рамках предложенного изобретения предусматривают, что в резервуар в качестве реакционного пространства вводят смесь из воды и органических соединений, таких как, например, получают при очистке метакриловой кислоты или сложных эфиров метакриловой кислоты. В рамках следующей формы исполнения представленного здесь способа резервуар загружают, по меньшей мере, частично, по меньшей мере, примерно 50% масс., например, по меньшей мере примерно 60 или, по меньшей мере, примерно 70 или, по меньшей мере, примерно 80 или, по меньшей мере, примерно 90% масс. смеси из воды и таких органических соединений.

Если в рамках реакции этерификации применяют каскад из двух или более таких резервуаров, то можно полученные парообразные или газообразные вещества (оба понятия применяют здесь как синонимы), в частности сложный эфир метакриловой кислоты, в принципе выводить отдельно из каждого резервуара и подавать в очистку. Тем не менее, в отдельных случаях оказывается предпочтительно, если в каскаде из двух или больше резервуаров газообразные продукты из первого резервуара вводят вначале во второй реакционный резервуар, без прямой подачи газообразных соединений из первого резервуара в очистку. Данный способ действия имеет преимущество, что сильное вспенивание в первом резервуаре не должно сталкиваться с дорогостоящим, аппаратным противовспениванием. В случае каскадирования газообразных веществ из первого резервуара во второй резервуар, образованная в первом резервуаре и при необходимости унесенная с собой пена просто входит в реакционное пространство второго резервуара. Так как там, как правило, образование пены очевидно ниже, таким образом, нет необходимости применять аппаратное противовспенивание.

К расположенному после первого котла второму котлу присоединяют теперь с одной стороны слив первого резервуара, с другой стороны подают газообразные вещества, образованные в первом резервуаре или присутствующие в первом резервуаре. Второй резервуар и возможно следующие также загружают метанолом. Здесь предпочтительно, чтобы количество метанола от резервуара к резервуару падало на, по меньшей мере, 10%, соответственно в расчете на предыдущий резервуар. Концентрация воды во втором резервуаре, а также следующих резервуарах может отличаться от первого резервуара, часто отличие концентрации является незначительным.

Регулирование концентрации воды возможно, например, через подачу уже находящейся в циркуляции способа воды и через вывод воды из реакционного пространства. В данной связи согласно изобретению является предпочтительным, что необработанный реакционный продукт с водяным паром в качестве носителя можно выделять из реакционных пространств и затем в ректификационной колонне можно подвергать операции разделения, причем отделяют смесь из воды и органических соединений, в частности сложный алкиловый эфир метакриловой кислоты, из которого снова, как описано, можно вернуть воду.

Выпары, возникшие во втором резервуаре, выводят из резервуара и вводят в нижнюю часть дистилляционной колонны или ректификационной колонны.

Если этерификацию проводят с каскадом из трех или больше резервуаров, то соответственно слив из второго резервуара переводят в третий резервуар, а также слив из третьего резервуара переводят, при необходимости, в четвертый резервуар. Следующие резервуары также нагревают паром. Предпочтительно температуру в резервуарах 3 и, при необходимости, 4 устанавливают от примерно 120°C до примерно 140°C.

Выпары, выделенные из резервуаров, вводят в дистилляционную колонну или в ректификационную колонну, причем это предпочтительно происходит в нижней области колонны. Выпары содержат азеотропную смесь, состоящую из водяного пара-носителя, сложного эфира метакриловой кислоты и алканола, и в зависимости от используемого алканола обладают температурой от около 60 до около 120°C, например, от около 70 до около 90°C в случае применения метанола. В дистилляционной колонне газообразный сложный эфир метакриловой кислоты отделяют от выпаров компонентов, кипящих при более высоких температурах. Высококипящие фракции (главным образом метакриловую кислоту, сложный эфир гидроксиизомасляной кислоты и воду) возвращают в первый реакционный резервуар. Сложный эфир метакриловой кислоты выводят из верхней части дистилляционной колонны и охлаждают в теплообменнике или каскаде, состоящем из двух или более теплообменников. В отдельных случаях целесообразным является охлаждение сложного эфира метакриловой кислоты по меньшей мере в двух теплообменниках, в первом из которых осуществляют конденсацию водой и охлаждение конденсата до температуры от около 60 до около 30°C, в то время как во втором рассольном теплообменнике его охлаждают до температуры, составляющей от около 5 до около 15°C. Часть охлаждаемого водой конденсата можно возвращать в качестве флегмы в колонну с целью регулирования концентрации. Образующийся сложный эфир метакриловой кислоты можно охлаждать также в каскаде, состоящем более чем из двух теплообменников. При этом, например, сначала можно выполнить охлаждение в двух последовательно соединенных охлаждаемых водой теплообменниках, а затем осуществить дальнейшее охлаждение в соответствующем теплообменнике, охлаждаемом рассолом.

Так, например, в соответствии с предлагаемым в изобретении способом образующийся сложный эфир метакриловой кислоты в газообразном состоянии можно охладить в первом теплообменнике с водяным охлаждением. Затем сконденсировавшиеся и несконденсировавшиеся соединения направляют во второй теплообменник с водяным охлаждением, в котором происходит дальнейшая конденсация. Вместо этого газообразные соединения можно направлять, например, в отдельный теплообменник с рассольным охлаждением. Затем образовавшийся в этом охлаждаемом рассолом теплообменнике конденсат вводят в поток дистиллята, в то время как остающиеся газообразные вещества могут быть направлены на дальнейшую переработку или на утилизацию. Конденсат сложного эфира метакриловой кислоты из второго охлаждаемого водой теплообменника охлаждают в теплообменнике с водяным или рассольным охлаждением до температуры ниже 15°C, предпочтительно от около 8 до около 12°C. Данная операция охлаждения может привести к тому, что образующийся сложный эфир метакриловой кислоты будет содержать гораздо меньшее количество муравьиной кислоты. Охлажденный конденсат затем направляют на разделение фаз. На стадии разделения фаз органическую фазу (сложный эфир метакриловой кислоты) отделяют от водной фазы. Водную фазу, которая наряду с водой может иметь еще содержание органических соединений, в частности алканол и, при необходимости, следующие примеси, из стадии дистилляции, можно в принципе любым образом перерабатывать дальше. Тем не менее, как уже описано выше, может быть предпочтительно, данную смесь из воды и органических соединений снова возвращать в процесс этерификации, подавая ее в первый реакционный резервуар.

Отделенную органическую фазу вводят в теплообменник. Там сложный эфир метакриловой кислоты промывают деминерализованной водой. Данная стадия способа предлагает в особенности преимущество, что часто соединения, которые на последующих стадиях могут приводить к изменениям окраски, в значительной мере могут быть удалены из продукта. Отделенную водную фазу, которая содержит смесь из воды и органических соединений, в частности алканол и возможно другие примеси, можно далее использовать в принципе любым образом. Тем не менее, с экономической точки зрения предпочтительно возвращать данную водную фазу снова на стадию этерификации, подавая ее в первый резервуар.

Так как сложный эфир метакриловой кислоты имеет сильную склонность к полимеризации, во многих случаях предпочтительно, если в рамках этерификации метакриловой кислоты заботятся о том, чтобы предотвратить такую полимеризацию.

Поскольку сложные эфиры метакриловой кислоты обладают выраженной склонностью к полимеризации, во многих случаях предпочтительным является обеспечение условий этерификации метакриловой кислоты, исключающих подобную полимеризацию.

Полимеризация метакриловой кислоты или сложных эфиров метакриловой кислоты на установках для их синтеза часто происходит, во-первых, из-за низкой скорости течения этих соединений, что обусловливает возможность образования соответствующих застойных зон, в которых метакриловая кислота или сложные эфиры метакриловой кислоты могут в течение длительного времени контактировать с инициатором полимеризации, а следовательно, вступать в полимеризацию.

Предпочтительным методом предотвращения полимеризации метакриловой кислоты или сложных эфиров метакриловой кислоты является повышение скорости течения соответствующих потоков в максимально возможном числе областей системы, в которых потенциально возможно образование застойных зон. Наряду с этим может быть предпочтительным совмещение потока метакриловой кислоты, соответственно сложного эфира метакриловой кислоты, с пригодными стабилизаторами, которое осуществляют таким образом, чтобы в максимальной степени предотвратить полимеризацию указанных соединений.

С этой целью в соответствии с рассматриваемой технологией материальные потоки в принципе могут быть совмещены со стабилизаторами таким образом, чтобы в максимальной степени ограничить их полимеризацию на самой установке. Для этого прежде всего ту область установки, в которой метакриловая кислота, соответственно сложный эфир метакриловой кислоты, во время или после дистилляции находится в высоких концентрациях, снабжают соответствующими стабилизаторами.

Так, например, целесообразным является введение стабилизатора в отбираемый из верхней части дистилляционной колонны поток сложного эфира метакриловой кислоты. Кроме того, предпочтительной является промывка узлов установки, в которых метакриловая кислота или сложный эфир метакриловой кислоты циркулируют с температурой выше около 20°C, предпочтительно составляющей от около 20 до около 120°C, раствором стабилизатора в сложном эфире метакриловой кислоты. Так, например, часть образующегося в теплообменниках конденсата вместе с пригодным стабилизатором возвращают в верхнюю часть дистилляционной колонны таким образом, чтобы внутренняя поверхность колонны постоянно орошалась стабилизированным сложным эфиром метакриловой кислоты или стабилизированной метакриловой кислотой. Подобное орошение предпочтительно осуществляют таким образом, чтобы избежать образования в верхней части колонны застойных зон, в которых существует опасность полимеризации метакриловой кислоты или сложного эфира метакриловой кислоты. Обработке стабилизированным раствором метакриловой кислоты или сложного эфира метакриловой кислоты, осуществляемой таким образом, чтобы избежать формирования застойных зон, можно подвергать также и сами теплообменники.

Кроме того, в соответствии с предлагаемым в изобретении способом предпочтительным является, например, пропускание через установку для этерификации содержащих монооксид углерода отходящих газов, образующихся на предыдущих стадиях, прежде всего отходящего газа стадии амидирования, который пропускают через указанную установку вместе с водяным паром. Подобным образом реализуют повторную очистку газообразной смеси от соединений, которые могут быть выделены в виде твердого вещества или жидкости. Накапливаемые в едином месте соединения подобного типа можно направлять на дальнейшую переработку или утилизацию.

Полученный в результате этерификации и последующей предварительной очистки метилметакрилат, соответственно сложный эфир метакриловой кислоты, или полученную метакриловую кислоту направляют на стадию дальнейшей обработки. Отходом процесса этерификации является разбавленная серная кислота, которую также можно направлять на дальнейшую переработку.

Предварительная очистка сложного эфира или кислоты

Ниже рассматривается технологическая установка предварительной очистки метакриловой кислоты или сложных эфиров метакриловой кислоты, которую можно осуществлять в соответствии с предлагаемым в изобретении способом. С целью получения максимально чистых целевых продуктов сырую метакриловую кислоту или сырой сложный эфир метакриловой кислоты в принципе можно подвергать дополнительной очистке. На соответствующей технологической установке можно осуществлять, например, одноступенчатую очистку указанных продуктов. Однако во многих случаях предпочтительной является по меньшей мере двухступенчатая очистка, на первой ступени которой осуществляют рассматриваемую ниже предварительную очистку, состоящую в извлечении из целевого продукта низкокипящих компонентов. Для этого сырой сложный эфир метакриловой кислоты или сырую метакриловую кислоту сначала вводят в дистилляционную колонну, в которой могут быть выделены низкокипящие компоненты и вода. Сырой сложный эфир метакриловой кислоты вводят в верхнюю половину подобной дистилляционной колонны. Куб колонны обогревают водяным паром, например, таким образом, чтобы температура его стенок составляла от около 50 до около 120°C. Дистилляцию осуществляют под вакуумом. Давление в колонне в случае дистилляционной очистки сложного эфира предпочтительно составляет от около 100 до около 600 мбар. Давление в колонне в случае дистилляционной очистки метакриловой кислоты предпочтительно составляет от около 40 до около 300 мбар.

Из верхней части дистилляционной колонны отбирают низкокипящие компоненты. Подобными компонентами прежде всего являются, например, простые эфиры, ацетон и метилформиат. Соответствующие выпары конденсируют в одном или нескольких теплообменниках. При этом в некоторых случаях целесообразно сначала выполнить конденсацию, например, в двух последовательно соединенных теплообменниках, охлаждаемых водой. Тем не менее, также возможно, в этом месте также применять только один теплообменник. Теплообменник эксплуатируют в вертикальном состоянии предпочтительно для повышения скорости течения и предотвращения образования постоянных фаз. После охлаждаемого водой теплообменника (охлаждаемых водой теплообменников) может следовать теплообменник, охлаждаемый рассолом, или каскад, состоящий из двух или более охлаждаемых рассолом теплообменников. В каскаде теплообменников выпары конденсируют, снабжают стабилизатором и ведут, например, в разделитель фаз. Так как выпары также могут содержать воду, удаляют возможно полученную водную фазу или подводят для следующего применения. В качестве следующего применения предлагают, например, возвращение в реакцию этерификации, например, в реакцию этерификации, как описанно выше. В данном случае водную фазу предпочтительно возвращают в первый резервуар этерификации.

Отделенную органическую фазу в качестве флегмы возвращают в верхнюю часть дистилляционной колонны. Часть органической фазы можно использовать также для орошения верхних зон теплообменников и верхней части дистилляционной колонны. Поскольку отделенная органическая фаза содержит стабилизатор, подобное орошение позволяет эффективно предотвращать образование застойных зон. Наряду с этим присутствие стабилизатора блокирует склонность выделенных в дистилляционной колонне паров к полимеризации.

Полученный в теплообменниках поток конденсата предпочтительно смешивают с деминерализованной водой таким образом, чтобы в сепараторе происходило достаточно полное разделение фаз.

Газообразные соединения, остающиеся после конденсации в каскаде теплообменников, могут быть подвергнуты повторной конденсации в одном или нескольких дополнительных теплообменниках при предпочтительном использовании для создания разрежения пароструйного эжектора. С экономической точки зрения подобная дополнительная конденсация является целесообразной не только для выделения газообразных соединений стадии предварительной очистки. Так, например, на подобную дополнительную конденсацию можно направлять другие газообразные соединения, полученные при основной очистке сложных эфиров метакриловой кислоты. Преимущество подобного варианта, в частности, состоит в том, что он позволяет в рамках предварительной очистки еще раз перевести в очистную колонну через фазовый сепаратор фракцию сложных эфиров метакриловой кислоты, которая не была сконденсирована на стадии основной очистки. Это позволяет, например, обеспечить максимальный выход и максимально низкие потери сложного эфира метакриловой кислоты. Кроме того, благодаря выбору надлежащего конструктивного исполнения соответствующих дополнительных теплообменников и надлежащего режима их эксплуатации можно регулировать состав выходящего из них вторичного газа, прежде всего содержание легкокипящих соединений.

В связи с подачей воды на операцию предварительной очистки сложного эфира метакриловой кислоты содержание воды при этерификации и концентрация низкокипящих компонентов в сыром метилметакрилате могут непрерывно возрастать. Во избежание этого в предпочтительном варианте часть вводимой в систему воды следует предпочтительно непрерывно выводить из системы. Количество выводимой из системы воды по порядку величины в принципе, например, может соответствовать количеству воды, вводимой в систему при выполнении предварительной очистки. Водная фаза, отделяемая в аппарате для разделения фаз, обычно содержит органические компоненты. В связи с этим может быть предпочтительной подача этой воды на утилизацию, осуществляемую с одновременным полезным использованием содержащихся в ней органических веществ.

Так, например, предпочтительной является подача подобной содержащей органические вещества воды в топочную камеру при осуществлен