СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ ИЗ МЕТАНОЛА И УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

1. Способ получения акриловой кислоты из метанола и уксусной кислоты, который включает следующие операции:
- через первую реакционную зону А, в которую загружен по меньшей мере один катализатор окисления А, пропускают поток поступающей реакционной газовой смеси А, содержащей реагенты - метанол и молекулярный кислород, а также по меньшей мере один инертный газ-разбавитель, отличающийся от водяного пара, и при прохождении этой реакционной зоны А метанол, содержащийся в поступающей реакционной газовой смеси А, в условиях гетерогенного катализа окисляют до формальдегида и водяного пара, так что образуется газообразная смесь продуктов А, содержащая формальдегид, водяной пар, по меньшей мере один инертный газ-разбавитель, отличающийся от водяного пара, а также при необходимости избыточный молекулярный кислород, и поток газообразной смеси продуктов А покидает реакционную зону А, причем к проходящей сквозь реакционную зону А реакционной газовой смеси А на ее пути через эту реакционную зону А, на выбор, может подаваться дополнительный молекулярный кислород и/или дополнительный инертный газ-разбавитель,
- на выбор, поток газообразной смеси продуктов А, покидающий реакционную зону А, подают в зону разделения T*, и в этой зоне разделения T* от газообразной смеси продуктов А отделяют при необходимости еще содержащийся в газообразной смеси продуктов А, не вступивший в реакцию метанол, причем остается газообразная смесь продуктов А*, содержащая формальдегид, и поток газообразной смеси продуктов А* покидает реакционную зону А,
HAc
Fd
- из потока газообразной смеси продуктов А или из потока газообразной смеси продуктов А*, а также по меньшей мере одного другого потока веществ, содержащего уксусную кислоту, получают поток поступающей реакционной газовой смеси В, содержащей уксусную кислоту, водяной пар, по меньшей мере один инертный газ-разбавитель, отличающийся от водяного пара, формальдегид и при необходимости молекулярный кислород, в котором содержащееся молярное количество уксусной кислоты n больше, чем содержащееся в нем молярное количество формальдегида n,
2
- через вторую реакционную зону B, в которую загружен по меньшей мере один катализатор альдольной конденсации B, пропускают поток поступающей реакционной газовой смеси B, и при прохождении этой реакционной зоны В формальдегид, содержащийся в поступающей реакционной газовой смеси B, вместе с уксусной кислотой, содержащейся в поступающей реакционной газовой смеси B, в условиях гетерогенного катализа конденсируют до акриловой кислоты и HO, так что образуется газообразная смесь продуктов B, содержащая акриловую кислоту, уксусную кислоту, водяной пар, по меньшей мере один инертный газ-разбавитель, отличающийся от водяного пара, а также при необходимости молекулярный кислород, и поток газообразной смеси продуктов В покидает реакционную зону B, причем к проходящей сквозь реакционную зону B реакционной газовой смеси B на ее пути через эту реакционную зону B, на выбор, может подаваться дополнительный молекулярный кислород и/или дополнительный инертный газ-разбавитель,
- поток газообразной смеси продуктов B, покидающий реакционную зону В, подают в зону разделения T, и в этой зоне разделения T разделяют по меньшей мере на три потока веществ - X, Y и Z, причем
- поток акриловой кислоты, содержащийся в потоке вещества X, больше, чем потоки акриловой кислоты, содержащиеся в потоках веществ Y и Z, вместе взятые,
- поток уксусной кислоты, содержащийся в потоке вещества Y, больше, чем потоки уксусной кислоты, содержащиеся в потоках веществ X и Z, вместе взятые,
- поток инертного газа-разбавителя, отличающегося от водяного пара, содержащийся в потоке вещества Z, больше, чем потоки инертного газа-разбавителя, отличающегося от водяного пара, содержащиеся в потоках веществ X и Y, вместе взятые, и
- поток вещества Y подают обратно в реакционную зону В и используют дополнительно для получения поступающей реакционной газовой смеси B.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один катализатор окисления А содержит каталитически активную массу, которая представляет собой смешанный оксид общей формулы I,
,
в которой переменные имеют следующие значения:
1
M = Mo и/или Fe, или
Mo и/или Fe, а также в пересчете на общее молярное количество из Mo и Fe общее молярное количество вплоть до 10% мольн. одного или нескольких элементов из группы, состоящей из Ti, Sb, Sn, Ni, Cr, Се, Al, Ca, Mg, V, Nb, Ag, Mn, Cu, Co, Si, Na, K, TI, Zr, W, Ir, Та, As, P и В,
q = от 0 до 5,
m = от 1 до 3,
n = от 1 до 6.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что поступающая реакционная газовая смесь А содержит от 2 до 15% объемн. метанола.
2
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что поступающая реакционная газовая смесь А содержит от 0 до 20% объемн. HO.
Me
O
Me
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что поступающая реакционная газовая смесь А содержит молекулярный кислород в молярном количестве По и метанол в молярном количестве n, и соотношение n:n составляет по меньшей мере 1 или больше 1.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что частичное количество потока вещества Y подают обратно в реакционную зону А для получения поступающей реакционной газовой смеси А.
2
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что поступающая реакционная газовая смесь А в качестве по меньшей мере одного инертного газа-разбавителя, отличающегося от водяного пара, содержит N.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что метанол в реакционной зоне А при температуре реакции в интервале от 250 до 400°C окисляется до формальдегида и воды.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что уксусная кислота, содержащаяся по меньшей мере в одном дополнительном потоке вещества, представляет собой уксусную кислоту, полученную в результате катализируемого в условиях гомогенного катализа карбонилирования метанола.
3
10. Способ по п.9 отличающийся тем, что катализатор включает в себя родий в комбинации с HJ и CHJ.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что уксусная кислота, содержащаяся по меньшей мере в одном дополнительном потоке вещества, представляет собой уксусную кислоту, отделенную ректификацией от смеси продуктов гомогенно катализируемого карбонилирования метанола до уксусной кислоты в жидкой фазе.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один дополнительный поток вещества, содержащий уксусную кислоту, представляет собой газообразную смесь продуктов гетерогенно катализируемого газофазного карбонилирования метанола до уксусной кислоты в отсутствие галогенсодержащих соединений.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура реакции в реакционной зоне В составляет от 200 до 400°C.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание формальдегида в поступающей реакционной газовой смеси В составляет от 0,5 до 10% объемн.
HAc
Fd
HAc
Fd
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что поступающая реакционная газовая смесь B содержит уксусную кислоту в молярном количестве n и формальдегид в молярном количестве n, и соотношение n:n составляет больше 1 и ≤10.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание уксусной кислоты в поступающей реакционной газовой смеси В составляет от 1,5 до 20% объемн.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание водяного пара в поступающей реакционной газовой смеси В не превышает 30% объемн. и не опускается ниже 0,5% объемн.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один катализатор альдольной конденсации В содержит каталитически активную массу, которая представляет собой активную массу полиэлементных оксидов общей формулы II,
,
в которой переменные имеют следующее значение:
1
X = Мо, Bi, Co, Ni, Si, Zn, Hf, Zr, Ti, Cr, Mn, Cu, В, Sn и/или Nb,
2
X = Li, K, Na, Rb, Cs и/или TI,
b = от 0,9 до 2,0,
c = от ≥0 до 0,1,
d = от ≥0 до 0,1,
e = от ≥0 до 0,1, и
n = стехиометрический коэффициент элемента кислорода, который определяется с помощью стехиометрических коэффициентов элементов, отличных от кислорода, а также числом их зарядов в II.
19. Способ по одному из пп.1-18, отличающийся тем, что для разделения газообразной смеси продуктов B в зоне разделения T эту газообразную смесь продуктов В, на выбор - после прямого и/или непрямого охлаждения этой смеси, подают в конденсационную колонну, снабженную способствующими разделению встроенными элементами, и внутри этой конденсационной колонны, конденсируют по фракциям, а потоки веществ X, Y и Z выводят из этой конденсационной колонны как отделенные друг от друга фракции.
20. Способ по одному из пп.1-18, отличающийся тем, что для разделения газообразной смеси продуктов B в зоне разделения T эту газообразную смесь продуктов B, на выбор - после прямого и/или непрямого охлаждения этой смеси, подают в абсорбционную колонну, оснащенную встроенными элементами с эффектом разделения, в противотоке с органическим растворителем, при нормальном давлении кипящем выше, чем акриловая кислота, а уксусную кислоту и акриловую кислоту, содержащиеся в газообразной смеси продуктов B, абсорбируют в органический растворитель с получением продукта абсорбции, в то время как поток вещества Z выходит из абсорбционной колонны через ее верх, а затем из продукта абсорбции потоки вещества X и Y выделяют в качестве разделенных фракций с помощью фракционной перегонки этого продукта в ректификационной колонне.
21. Способ по одному из пп.1-18, отличающийся тем, что для разделения газообразной смеси продуктов B в зоне разделения T эту газообразную смесь продуктов B, на выбор - после прямого и/или непрямого охлаждения этой смеси, подают в абсорбционную колонну, оснащенную встроенными элементами с эффектом разделения, в противотоке с водным раствором в качестве абсорбирующего агента, и уксусную кислоту и акриловую кислоту, содержащиеся в газообразной смеси продуктов B, абсорбируют растворителем с получением продукта абсорбции, в то время как поток вещества Z выходит из абсорбционной колонны через ее верх, а затем из продукта абсорбции потоки вещества X и Y выделяют в качестве разделенных фракций с помощью фракционной перегонки этого продукта в ректификационной колонне.
14
14
12
12
14
12
14
12
22. Акриловая кислота, для которой соотношение V из молярного количества ядер атомов C, содержащихся в этой акриловой кислоте, nC и молярного количества ядер атомов C, содержащихся в той же акриловой кислоте, nC, V=nC:nC, больше 0 и меньше чем соответствующее молярное соотношение V* ядер атомов C и ядер атомов C, присутствующее в диоксиде углерода в атмосфере Земли.
23. Акриловая кислота по п.22, отличающаяся тем, что V=(2/3)·V*.
24. Жидкая фаза P, содержащая по меньшей мере 1 кг акриловой кислоты, отличающаяся тем, что содержащаяся акриловая кислота представляет собой акриловую кислоту по п.22 или 23.