分离饱和和不饱和羧酸的方法技术

本发明专利技术提供了一种分离饱和和不饱和羧酸的方法。该方法包括提供包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的流；在萃取蒸馏单元中使所述物流与萃取溶剂接触，以产生包含萃取溶剂和不饱和羧酸的第一流和包含饱和羧酸的第二流，并将所述第一流进料到溶剂回收单元，以产生包含不饱和羧酸的第三流和包含萃取溶剂的第四流。在一些实施方案中，萃取溶剂在大气压下的沸点比不饱和羧酸的沸点高至少5℃。饱和羧酸的沸点高至少5℃。饱和羧酸的沸点高至少5℃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离饱和和不饱和羧酸的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年5月6日提交的题为PROCESS FOR SEPARATION OF SATURATED AND UNSATURATED CARBOXYLIC ACIDS的美国临时专利申请62/843,647的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种通过萃取蒸馏分离饱和和不饱和羧酸的方法。

技术介绍

[0004]本领域中已知的几种氧化化学转化方法产生包含饱和和不饱和羧酸作为副产物的水性流。例如，已知在氧化脱氢(氧化脱氢；ODH)过程中将具有3至6个碳原子的烷烃(“C3
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C6烷烃”)例如丙烷、丁烷或异丁烷氧化脱氢，分别产生丙烯、丁烯或异丁烯。烷烃的脱氢等价物可以在相同条件下进一步氧化成相应的饱和或不饱和羧酸，例如乙酸、丙烯酸、丙酸或甲基丙烯酸。其他实例包括醇的脱氢、醛的氧化和生物质的转化(发酵、热解、液化)。此外，生物质转化过程产生C3
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含氧化物，C3
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含氧化物可以进一步转化为丙烯酸，以及上文提到的饱和或不饱和羧酸。
[0005]在上述过程以及其他氧化转化过程中，因此产生的饱和和不饱和羧酸通常被视为废品。尽管它们可以与来自反应器流出物的水一起冷凝为羧酸水溶液(约10重量％)流，饱和与不饱和羧酸的低相对挥发性使饱和和不饱和羧酸的普通蒸馏分离变得麻烦，因为这将需要非常大的冷凝物再循环和/或分离系列。
[0006]然而，饱和和不饱和C3
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C6羧酸是用于化学工业的有价值的成分和构件。例如，全球对丙烯酸的需求为约每年500万吨(Mt/a)，具有作为例如失禁和个人护理产品中的超强吸收剂的应用、表面涂料、粘合剂和密封剂、纺织品、水处理工业、矿物加工中的应用和丙烯酸酯形式的许多其他应用。
[0007]本专利技术的一个目的是提供一种技术上有利、有效和负担得起的用于从蒸气和/或液体水流中从不饱和C3
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C6羧酸分离饱和C3
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C6羧酸，例如从丙烯酸分离丙酸的方法。

技术实现思路

[0008]在一些实施方案中，描述用于分离饱和和不饱和羧酸的方法。该方法包括提供包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的流；在萃取蒸馏单元中使所述流与萃取溶剂接触，以产生包含萃取溶剂和不饱和羧酸的第一流和包含饱和羧酸的第二流，和将所述第一流进料到溶剂回收单元，以产生包含不饱和羧酸的第三流和包含萃取溶剂的第四流。在一些实施方案中，萃取溶剂在大气压下的沸点比不饱和羧酸的沸点高至少5℃。
附图说明
[0009]附图显示本专利技术的一个实施方案，其中包含相同碳数的饱和羧酸和不饱和羧酸的
流在萃取蒸馏单元中与萃取溶剂接触。
具体实施方式
[0010]虽然本专利技术的方法和用于所述方法的流分别以术语“包含(comprising)”、“含有(containing)”或“包括(including)”一个或多个各种所描述的步骤和组分进行描述，但是它们分别还可以“基本上由所述一个或多个各种所描述的步骤和组分组成”或“由所述一个或多个各种所描述的步骤和组分组成”。
[0011]在本专利技术的方法中，术语“水性流”可以指液相中的水性流和气相中的水性流，所述水性流还包含分别在液相或气相/气相中的相同碳数的饱和和相同碳数的不饱和羧酸。包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的水性流可以是包含至少0.1重量％，或至少1重量％，更优选至少3重量％，甚至更优选至少5重量％，甚至更优选至少10重量％或15重量％，最优选至少20重量％的相同碳数的饱和羧酸和不饱和羧酸的流。水性流可以包含至少0.1重量％，或至少1重量％，更优选至少3重量％，甚至更优选至少5重量％，还甚至更优选至少10重量％或15重量％，最优选至少20重量％的饱和羧酸。在一些实施方案中，水性流可以包含至少0.1或至少1重量％，更优选至少3重量％，甚至更优选至少5重量％，还甚至更优选至少10重量％或15重量％，最优选至少20重量％的不饱和羧酸。在一些实施方案中，水性流还可以包括水和污染物，例如较轻的酸。通常，所述包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的水性流源自C3
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C6烷烃和/或烯烃的氧化化学转化过程，其中相同碳数的饱和和不饱和羧酸作为副产物获得。在其他实施方案中，包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的流源自作为副产物获得的C3
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C6烷烃和/或烯烃的氧化化学转化过程。优选萃取蒸馏过程的水性进料流包含浓度为至少1重量％、更优选至少3重量％、甚至更优选至少5重量％，又甚至更优选至少10重量％，最优选至少20重量％的相同碳数的饱和和不饱和羧酸。
[0012]在一些实施方案中，在萃取蒸馏单元中使相同碳数的饱和和不饱和羧酸与萃取溶剂接触之前，可以应用额外的浓缩步骤，例如包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的稀释液体或气体工艺流出物。这种浓缩步骤可以包括用于从相同碳数的饱和和不饱和羧酸流中除去过量水的任何合适的方法，包括反渗透、液
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液萃取、吸附或水渗透蒸发。在一些实施方案中，萃取蒸馏可用于从水中回收酸，例如在WO2017114816中公开的，其在此以其整体并入。
[0013]在本专利技术的一些实施方案中，使用萃取溶剂对包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的稀液体水性流进行液
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液萃取(LLE)以获得包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸和水的更浓缩的流，其随后用作如本文所述的萃取蒸馏过程的进料流以去除夹带的水。在一些实施方案中，用于获得更浓缩的流的萃取溶剂可以与随后的萃取溶剂相同或可以是水溶性萃取溶剂。在本专利技术的另一个实施方案中，使用水渗透蒸发处理包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的气态或蒸气流出物，以从饱和和不饱和羧酸流中取出大部分水，随后使用如本文所述的萃取蒸馏分离。在又一个实施方案中，含有相同碳数的饱和和不饱和羧酸的蒸汽流出物通过吸附到固体上浓缩，然后解吸更浓的饱和羧酸/水蒸气流，随后使用如本文所述的萃取蒸馏分离。
[0014]通常，这样的浓缩步骤产生包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的水性进料流，其总浓度为至少5重量％，更优选至少10重量％，甚至更优选至少15重量％，最优选至少20重量％、至少50重量％、至少80重量％或至少90重量％。
[0015]在一些实施方案中，包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的水性流处于气相。这种包含水和相同碳数的饱和和不饱和羧酸的汽相流可以是来自烷烃和/或烯烃的气相(氧化)转化过程的流出物流。通过将包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸和水的这种方法的蒸汽流出物直接进行萃取蒸馏步骤，可以避免过度冷凝和再加热步骤的资本和操作支出。
[0016]在一个实施方案中，包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的水性流源自丙烷的氧化。氧化过程通常产生包含丙烯、丙烯酸、一些丙酸以及水和二氧化碳的产物流。在另一个实施方案中，包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的水性流源自丙烯的氧化。在本专利技术的萃取蒸馏方法中，包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分离饱和和不饱和羧酸的方法，所述方法包括提供包含相同碳数的饱和和不饱和羧酸的流；在萃取蒸馏单元中使所述流与萃取溶剂接触，以产生包含萃取溶剂和不饱和羧酸的第一流和包含饱和羧酸的第二流，和将所述第一流送入溶剂回收单元，以产生包含不饱和羧酸的第三流和包含萃取溶剂的第四流，其中所述萃取溶剂在大气压下具有比不饱和羧酸的沸点高至少5℃的沸点。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括回收所述第四流的至少一部分到萃取蒸馏单元。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述萃取溶剂具有大于(
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5)的pKa或大于700kJ/mol的质子亲和力。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述萃取溶剂具有如在25℃下测定的小于12MPa
1/2
的关于不饱和酸和饱和酸的Hansen溶解度参数距离R
a
的绝对差异|ΔRa|。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述萃取溶剂包括选自醇、醚、酯、醛、酮、酰胺、胺、腈和亚砜的溶剂。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：