СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕНАСЫЩЕННЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 2013 года по МПК C07C67/54 B01D1/22 C07C69/54 B01D1/00 

Настоящее изобретение касается способа очистки ненасыщенных соединений. Кроме того, настоящее изобретение описывает установку для реализации предлагаемого способа.

Ненасыщенные соединения с высокой температурой кипения при очистке склонны к формированию побочных продуктов. Это обусловливает различные сложности в связи с отделением этих соединений. Например, полимеризация ненасыщенных соединений может привести к формированию отложений в очистных установках. Поэтому, чтобы обеспечить высокое качество продукта, необходимо время от времени очищать эти установки.

Кроме того, формирование побочных продуктов ведет к снижению общего выхода продукции. При очистке в дистилляционной установке с колонной, в которой ввиду меньшего количества внутренних устройств падение давления ниже, этих проблем можно избежать. Такой способ, однако, не позволяет добиться максимальной эффективности разделения. С другой стороны, во многих случаях необходимо добиваться максимально возможной чистоты продукта. Особенную проблему представляют, в частности, такие соединения как сложные гликолевые эфиры, как, например, гидроксиалкил(мет)акрилаты. Помимо полимеров, эти соединения могут формировать ди(мет)акрилаты, которые особенно нежелательны. Для решения вышеизложенных задач уже были предприняты некоторые усилия.

Например, в публикации китайского патента CN 1502601 описан способ очистки гидроксиалкил(мет)акрилатов, состоящий из нескольких этапов. При этом отдельные этапы соединены последовательно. В первом пленочном испарителе отделяют соединения с низкой летучестью. Испарившийся продукт конденсируют и направляют в испаритель с падающей пленкой. В испарителе с падающей пленкой соединение, подлежащее очистке, очищают от компонентов с высокой летучестью. В другом пленочном испарителе продукт отводят из верхней части, а компоненты низкой летучести с незначительной долей продукта возвращают на первый пленочный испаритель. Соответственно, по замкнутому контуру продукт не циркулирует. Чистота гидроксипропилметакрилата, очищенного по способу, описанному в публикации китайского патента CN 1502601, составила ок. 98,7%.

Кроме того, в европейской заявке ЕР-А-1 090 904 описан способ очистки гидроксиалкил(мет)акрилатов. При реализации этого способа применяют дистиллятор в сочетании с пленочным испарителем, причем компоненты из нижней части дистиллятора направляют в пленочный испаритель. В колонне дистиллятора нет внутренних устройств, которые вызывали бы падение давления. Эти меры позволяют добиться относительно высокой чистоты очищенного продукта, причем доля сложных диэфиров невелика. В сравнении с изолированным применением дистилляции, однако, чистота возрастает лишь незначительно - с 98,1 до 98,5%. При этом существенно, что время пребывания может быть небольшим. Количественное описание возврата испарившегося продукта в больших объемах из пленочного испарителя в дистиллятор отсутствует.

Описанные выше способы уже демонстрируют улучшение в сравнении с общеизвестным техническим уровнем. Тем не менее, постоянно имеется потребность в дальнейшем повышении чистоты ненасыщенных соединений, а также их выхода.

С учетом уровня техники задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы представить способ очистки ненасыщенных соединений, позволяющий получать особо чистую продукцию при высоком выходе.

Еще одна задача, в частности, состояла в том, чтобы предложить способ, при котором во время очистки формирование побочных продуктов весьма незначительно. В частности, при работе в установках способ должен обеспечивать минимальное формирование отложений. Это должно обеспечить длительную непрерывную эксплуатацию установки без необходимости прерывать эксплуатацию из-за мероприятий по очистке.

Кроме того, необходимо, чтобы реализация способа была по возможности простой, и не требовала больших затрат.

Помимо этого еще одна задача настоящего изобретения состояла в том, чтобы представить установку для реализации соответствующего способа. При этом способ очистки установки должен был быть прост.

Эти, а также прочие, не названные здесь отдельно задачи, которые, однако, очевидным образом следуют из вводного обсуждения и являются развитием его положений, решают посредством способа, обладающего всеми признаками пункта 1 формулы изобретения. Целесообразные разновидности способа согласно изобретению защищены в зависимых пунктах. Что касается установки для реализации способа, то решение задачи представлено в пункте 20.

Соответственно, объектом настоящего изобретения является способ очистки ненасыщенных соединений, причем очистку проводят в установке, которая оснащена по меньшей мере двумя испарителями, а испарители соединены таким образом, что часть ненасыщенного соединения циркулирует по контуру, причем пары, сконденсированные после испарения в первом испарителе, выводят, а пары, сконденсированные после испарения во втором испарителе, направляют в первый испаритель, который отличается тем, что массовый поток, с которым сконденсированные после испарения в первом испарителе пары выводят из подлежащей очистке смеси, меньше, чем массовый поток, с которым сконденсированные после испарения пары из второго испарителя поступают в первый испаритель.

Это непредвиденным образом позволяет предложить способ описанного выше вида, который отличается особо благоприятным профилем характеристик. Что неожиданно, при этом можно, в частности, получать продукты особо высокой чистоты при очень благоприятных показателях выхода.

Кроме того, формирование побочных продуктов при очистке находится на чрезвычайно низком уровне. При этом в установках способ обеспечивает формирование лишь незначительного количества отложений. Это позволяет длительно эксплуатировать установки без необходимости прерывать эксплуатацию.

Кроме того, способ согласно изобретению очень прост в реализации, и не требует больших затрат.

Кроме того, настоящее изобретение представляет установку для реализации соответствующего способа, причем установку можно очищать простым способом.

Способ согласно настоящему изобретению предназначен, в частности, для очистки ненасыщенных соединений, имеющих по меньшей мере одну двойную связь между двумя атомами углерода. Особый интерес, в частности, представляют соединения, точка кипения которых при 1013 мбар находится на уровне примерно от 150°С, до 300°С. Целесообразно применять способ согласно изобретению, в частности, для очистки гликолевых эфиров. К ним, например, относятся гидроксиалкил(мет)акрилаты, как то: 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат и изомеры, гидроксибутил(мет)акрилат и изомеры, а также смеси вышеупомянутых соединений. Синтез этих соединений общеизвестен, причем в процитированных публикациях нынешнего технического уровня, в частности, имеются ценные указания по данному вопросу. Так, эти соединения можно, в частности, получать реакцией (мет)акриловой кислоты с эпоксидами, например, этиленоксидом или пропиленоксидом.

Очистку можно проводить в присутствии стабилизаторов, причем во многих случаях стабилизаторы можно применять уже в синтезе ненасыщенных соединений. Поэтому во многих подлежащих разделению смесях такие соединения уже присутствуют, причем при необходимости их можно добавлять. К предпочтительным стабилизаторам относятся, в числе прочего, соединения фенола, как, например, гидрохинон, метилгидрохинон, трет-бутилгидрохинон, 2,6-ди-трет-бутилгидрохинон, 2,5-ди-трет-бутилгидрохинон, 2,4-диметил-6-трет-бутилфенол и гидрохинонмономети-лэфир пара-фенилендиамины, как, например, N-изопропил-N'-фенил-пара-фенилендиамин, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-пара-фенилендиамин, N-(1-метилгептил)-N'-фенил-пара-фенилендиамин, N,N'-дифенил-пара-фенилендиамин и N,N'-ди-2-нафтил-пара-фенилендиамин; амины, как, например, тиодифениламин и фенотиазины; диалкилдитио-карбаматы меди, как, например, дибутилдитиокарбамат меди, диэтилди-тиокарбамат меди и диметилдитиокарбамат меди; нитрозосоединения, как, например, нитрозодифениламин, изоамилнитрит, N-нитрозоциклогексилгидроксиламин, N-нитрозо-N-фенил-N-гидроксиламин и их соли, а также N-оксил-соединения, как, например, 2,2,4,4-тетраметилазетидин-1-оксил, 2,2-диметил-4,4-дипропилазетидин-1-оксил, 2,2,5,5-тетраметилпирролидин-1-оксил, 2,2,5,5-тетраметил-3-оксопирролидин-1-оксил, 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил, 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил, 6-аза-7,7-диметил-спиро[4,5]декан-6-оксил, 2,2,6,6-тетраметил-4-ацетоксипиперидин-1-оксил и 2,2,6,6-тетраметил-4-бензоилоксипиперидин-1-оксил. Содержание этих соединений в подлежащей очистке смеси предпочтительно находится в пределах от 0,0001% масс. до 1% масс., особо предпочтительно в пределах от 0,0005% масс. до 0,5% масс.

Очистку проводят в установке, которая включает в себя, по меньшей мере, два испарителя. В рамках настоящего изобретения выражение "испаритель" означает устройство, которое пригодно для перевода ненасыщенного соединения в газовую фазу. К ним, в частности, относятся пленочные испарители, как, например, испарители с падающей пленкой и испарители с системой вращающихся щеток, а также циркуляционные испарители, как, например, испарители с вынужденной или естественной циркуляцией. Можно также применять испарители для молекулярной перегонки. Такие устройства известны (ср. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry (6. Auflage), Verlag Wiley-VCH, Weinheim 2003, том 36, страница 505).

В установке для реализации способа согласно изобретению, по меньшей мере, два испарителя соединены так, что часть ненасыщенного соединения можно направлять на циркуляцию, причем пары, конденсировавшиеся в первом испарителе отделяют, а пары, сконденсированные во втором испарителе, направляют в первый испаритель. Как уже указано, испарители соединены друг с другом так, что часть ненасыщенных соединений можно направлять на циркуляцию. Это означает, что остающуюся в первом испарителе часть состава, не переведенную в газовую фазу, направляют во второй испаритель, например, в его нижнюю часть. В этой нижней части особо высока доля соединений низкой летучести.

Согласно изобретению массовый поток, осуществляют отделение конденсированных паров из подлежащей очистке смеси в первом испарителе, меньше, чем массовый поток, при помощи которого конденсированные пары из второго испарителя направляют в первый испаритель.

Особый интерес, в частности, представляют способы, в которых отношение массового потока, при помощи которого осуществляют отделение конденсированных паров из подлежащей очистке смеси в первом испарителе (3), к массовому потоку, при помощи которого конденсированные пары из второго испарителя направляют в первый испаритель (6), предпочтительно находится в пределах от 0,4 до 1,5, особо предпочтительно - в пределах от 0,5 до 0,8. Из этого следует, что большую долю составов, поступающих в первый испаритель (2), направляют через нижнюю часть во второй испаритель (4). Эта доля определяется вышеприведенными отношениями двух массовых потоков.

В соответствии с особой формой исполнения способ согласно изобретению можно реализовывать в установке, имеющей, по меньшей мере, три испарителя, причем образуют контуры циркуляции между первым и вторым испарителями (4 и 6) и между вторым и третьим испарителями (7 и 9), и причем справедливо изложенное выше относительно контуров циркуляции.

При этом целесообразно, чтобы отношение массового потока, при помощи которого конденсированные пары из второго испарителя направляют в первый испаритель (6), к массовому потоку, при помощи которого конденсированные пары из третьего испарителя направляют во второй испаритель (9), находилось в пределах от 0,75 до 35, особо предпочтительно - в пределах от 2 до 10. Такое исполнение способа согласно изобретению неожиданным образом позволяет, в частности, увеличить выход.

Подлежащую очистке смесь целесообразно направлять в первый и/или во второй испаритель. Особый интерес, в частности, представляют способы, в которых по меньшей мере часть подлежащей очистке смеси сначала направляют в первый испаритель, а другую часть подлежащей очистке смеси сначала направляют во второй испаритель.

Целесообразно, чтобы соотношение массовых потоков части подлежащей очистке смеси, направленной в первый испаритель, и части подлежащей очистке смеси, направленной во второй испаритель, находилось в пределах от 9:1 до 0,1:1, особо предпочтительно - в пределах от 8:1 до 2:1.

Вид испарителя как таковой имеет для осуществления способа согласно изобретению подчиненное значение. Оказалось, однако, целесообразным, использовать в качестве первого и второго испарителей циркуляционный выпарной аппарат. В качестве третьего испарителя предпочтительно использовать пленочный испаритель.

Способ очистки согласно изобретению можно реализовывать в широком диапазоне давления и температуры. Чтобы по возможности минимизировать формирование побочных продуктов, целесообразно поддерживать температуру на низком уровне. Соответственно, предпочтительно реализовывать способ согласно изобретению при низком давлении. С другой стороны, поддержание очень низкого давления чрезвычайно затруднительно организовать.

Поэтому особенно целесообразно переводить ненасыщенное соединение в газовую фазу под давлением в пределах от 0,1 мбар до 20 мбар, особо предпочтительно - в пределах от 1 мбар до 10 мбар.

Необходимые для этого температуры определяют по кривой давления паров данного конкретного ненасыщенного соединения. В общем случае температуры, при которых ненасыщенные соединения переводят в газовую фазу, предпочтительно лежат в пределах от 40°С до 120°С, особо предпочтительно - от 60°С до 110°С.

В соответствии с особым вариантом исполнения настоящего изобретения первый испаритель целесообразно эксплуатировать при коэффициенте газовой нагрузки от 1,5 до 2 Па^0,5. Целесообразно, чтобы коэффициент газовой нагрузки при эксплуатации первого испарителя находился в пределах от 0,8 до 3,0 Па^0,5. Коэффициент газовой нагрузки (коэффициент F) рассчитывают путем умножения скорости газа, нормированной на сечение пустой газоотводной трубы, на корень из плотности газа (ср. Klaus Sattler, Till Adrian, Thermische Trennverfahren (3. Auflage), VCH-Verlag, Weinheim 2001, стр.234).

Настоящее изобретение также представляет предпочтительную установку для реализации способа согласно изобретению. Установка согласно изобретению оснащена по меньшей мере тремя испарителями, которые соединены между собой таким образом, что остаток из первого испарителя, пребывающий в жидкой фазе, можно направить во второй испаритель, конденсированные пары второго испарителя - в первый испаритель, а остаток из второго испарителя, пребывающий в жидкой фазе направить в третий испаритель, а конденсированные пары третьего испарителя - во второй испаритель.

В соответствии с особой формой исполнения предлагаемой установки в состав последней входят, по меньшей мере, два циркуляционных испарителя и один пленочный испаритель. Целесообразно направлять подлежащую очистке смесь сначала в циркуляционные испарители, причем пленочный испаритель предпочтительно применять в качестве третьего испарителя.

Пары, образовавшиеся в испарителях, можно направлять в другие части установки с помощью обычных соединений. В общем случае для отвода газа после испарения можно, в частности, применять трубы. Предпочтительно, чтобы каждый испаритель включал в себя колонну, так чтобы установка содержала, по меньшей мере, три колонны. Термин "колонна" при этом следует трактовать широко, то есть, он означает также и простые трубы. В соответствии с особым вариантом исполнения настоящего изобретения можно, в частности, применять колонны диаметром от 0,05 до 5 м, особо предпочтительно - в пределах от 0,3 до 3 м. При этом целесообразно, в частности, применять колонны, обеспечивающие малое падение давления. Особый интерес представляют, в частности, колонны, которые при значении коэффициента F в пределах от 0,8 до 3,0 Па^0,5 предпочтительно - в пределах от 1,5 до 2,0 Па^0,5 обеспечивают падение давления в пределах от 0,5 до 10, предпочтительно - в пределах от 1 мбар до 5 мбар. Соответственно, предпочтительно применять колонны, не содержащие пакетов или внутренних устройств. Исключение, однако, представляют собой каплеуловители-сепараторы, предназначенные для того, чтобы удерживать в нижней части соединения, которые при выбранных условиях в общем случае не испаряются, но могут сопутствовать потоку в виде капель.

Перед направлением в следующий испаритель составы, переведенные в газовую фазу, предпочтительно конденсировать (конденсированные пары). Соответственно, между различными испарителями можно размещать конденсаторы. Следовательно, предпочтительная установка для реализации настоящего изобретения может включать в себя три связанных друг с другом дистиллятора.

Настоящее изобретение не ограничено, однако, установкой с тремя испарителями или тремя дистилляторами. В других формах исполнения установка согласно изобретению может включать в себя четыре, пять или более испарителей, которые связаны друг с другом в соответствии с вышеизложенным принципом, так что каждые два испарителя соединены контуром циркуляции.

В целях пояснения настоящее изобретение проиллюстрировано фигурой 1, причем она не налагает ограничений на изобретение.

На фигуре 1 схематически показана предпочтительная установка для реализации настоящего изобретения. В первый циркуляционный испаритель (1) массовым потоком (2) поступает полученный в процессе синтеза гидроксиалкил(мет)акрилат. Циркуляционный испаритель можно эксплуатировать под давлением в пределах от 1 мбар до 10 мбар, причем в зависимости от сложного эфира температура оказывается в диапазоне от 55°С до 120°С. Дистиллят конденсируют и выводят из установки массовым потоком (3). Необходимый для этого конденсатор может быть объединен с испарителем в один блок или выполнен в виде отдельного устройства. Неиспарившуюся часть введенного сложного эфира направляют массовым потоком (4) во второй циркуляционный испаритель (5), в котором большая часть поступившего сложного эфира испаряется, а после конденсации поступает массовым потоком (6) в первый циркуляционный испаритель (1). Остаток, образовавшийся во втором циркуляционном испарителе (5), направляют массовым потоком (7) в пленочный испаритель (8). В пленочном испарителе (8) часть введенной смеси опять же переводят в газовую фазу, конденсируют и направляют массовым потоком (9) во второй циркуляционный испаритель (5). Остаток, сохраняющийся в пленочном испарителе (8), выводят из установки массовым потоком (10).

Испарители (5) либо же (8) также предпочтительно эксплуатировать под давлением в пределах от 1 до 10 мбар и при температуре в пределах от 55 до 120°С. Предпочтительно отрегулировать установку таким образом, чтобы отношение массового потока (3), выводящего очищенное соединение из установки, к массовому потоку (2), характеризующим ввод полученного при синтезе гидроксиалкил(мет)акрилата в установку, находилось в пределах от 0,85 до 0,97, предпочтительно - от 0,90 до 0,95.

Особо целесообразно, чтобы из первого циркуляционного испарителя (1) по трубопроводу (4) во второй циркуляционный испаритель (5) высококипящие соединения поступали при высоких показателях массового потока. Предпочтительно, чтобы отношение массового потока высококипящих соединений, переходящих из первого циркуляционного испарителя (1) по трубопроводу (4) во второй циркуляционный испаритель (5), к массовому потоку, характеризующему поступление полученного в синтезе гидроксиалкил(мет)акрилата по трубопроводу (2) в установку, находилось в пределах от 0,75 до 2, особо предпочтительно в пределах от 1,20 до 1,80.

Целесообразно, чтобы отношение массового потока паров, сконденсированных во втором циркуляционном испарителе (5) и переходящих по трубопроводу (6) в первый циркуляционный испаритель (1), к массовому потоку, характеризующему поступление полученного в синтезе гидроксиалкил(мет)акрилата по трубопроводу (2) в установку, находилось в пределах от 0,75 до 1,90, особо предпочтительно в пределах от 1,25 до 1,75, причем это не означает каких-либо ограничений.

Полученный во втором циркуляционном испарителе (5) остаток высококипящих соединений направляют в пленочный испаритель (8). При этом предпочтительно отрегулировать установку таким образом, чтобы отношение массового потока, характеризующего переход этих высококипящих соединений по трубопроводу (7) в пленочный испаритель (8), к массовому потоку, характеризующим ввод полученного при синтезе гидроксиалкил(мет)акрилата в установку по трубопроводу (2), находилось в пределах от 0,05 до 1,25, особо предпочтительно - от 0,10 до 0,50.

Газовую фазу, сформировавшуюся в пленочном испарителе (8), после конденсации переводят во второй циркуляционный испаритель (5). Предпочтительно, чтобы отношение массового потока, характеризующего поступление конденсированных паров во второй циркуляционный испаритель (5), к массовому потоку, характеризующему поступление полученного в синтезе гидроксиалкил(мет)акрилата по трубопроводу (2) в установку, находилось в пределах от 0,01 до 1,20, особо предпочтительно в пределах от 0,05 до 0,50.

Остаток, полученный в пленочном испарителе (8), выводят из установки. Целесообразно, чтобы отношение массового потока, характеризующего выведение остатка, полученного в пленочном испарителе (8), к массовому потоку, характеризующему поступление полученного в синтезе гидроксиалкил(мет)акрилата по трубопроводу (2) в установку, находилось в пределах от 0,03 до 0,15, особо предпочтительно в пределах от 0,05 до 0,10.

Установка согласно фигуре 1 описана в контексте гидроксиалкил(мет)акрилатов. Сказанное о массовых потоках, в частности, о соотношениях отдельных массовых потоков, равным же образом справедливо для других ненасыщенных соединений, в особенности, для других гликолевых эфиров. То же самое справедливо для установок, включающих в себя испарители других типов или более трех испарителей. Если подлежащую очистке смесь вводят в установку более чем одним массовым потоком, то приведенные выше величины касаются массовых потоков, характеризующих поступление в установку всего количества в совокупности.

Ниже приведено подробное пояснение изобретения на основе примеров, причем оно не налагает каких-либо ограничений.

Пример 1

В установке, представленной на фигуре 1, в длительном эксперименте, длившемся 14 дней, проводили очистку 2-гидроксиэтилметакрилата. Эксплуатацию первого циркуляционного испарителя (1) проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 66°С - 72°С. Объем поступления 2-гидроксиэтилметакрилата, полученного в ранее проведенном синтезе, в установку по трубопроводу (2) составлял в среднем 1,605 кг/ч. Массовый поток выведения из установки паров, полученных в первом циркуляционном испарителе, по трубопроводу (3) составлял в среднем 1,518 кг/ч.

Остаток, полученный в первом циркуляционном испарителе (1), направляли по трубопроводу (4) во второй циркуляционный испаритель (5), причем массовый поток составлял в среднем 1,930 кг/ч. Эксплуатацию второго циркуляционного испарителя (5) проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 66°С - 74°С, причем сконденсированные пары переводили по трубопроводу (6) в первый циркуляционный испаритель (1) с массовым потоком, составлявшим в среднем 1,843 кг/ч.

Остаток, полученный во втором циркуляционном испарителе (5), направляли по трубопроводу (7) в пленочный испаритель (8), причем массовый поток составлял в среднем 0,580 кг/ч. Эксплуатацию пленочного испарителя (8) проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 68°С - 78°С, причем сконденсированные пары переводили по трубопроводу (9) в циркуляционный испаритель (5) с массовым потоком, составлявшим в среднем 0,493 кг/ч. Полученный остаток выводили из установки по трубопроводу (10), причем поток в среднем составлял 0,087 кг/ч.

Чистота 2-гидроксиэтилметакрилата, вводимого в установку по трубопроводу (2), составляла около 95,0%. Очищенный 2-гидроксиэтилметакрилат характеризовался чистотой 99,1%. Выход составил 94,6%. После этого длительного эксперимента следов образования полимера в установке не наблюдали.

Пример 2

В установке, представленной на фигуре 1, в длительном эксперименте, длившемся 15 дней, проводили очистку гидроксипропилметакрилата. Эксплуатацию первого циркуляционного испарителя (1) проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 68°С - 78°С. Объем поступления гидроксипропилметакрилата, полученного в ранее проведенном синтезе, в установку по трубопроводу (2) составлял в среднем 1,486 кг/ч. Массовый поток выведения из установки паров, полученных в первом циркуляционном испарителе, по трубопроводу (3) составлял в среднем 1,403 кг/ч.

Остаток, полученный в первом циркуляционном испарителе (1), направляли по трубопроводу (4) во второй циркуляционный испаритель (5), причем массовый поток составлял в среднем 1,540 кг/ч. Эксплуатацию второго циркуляционного испарителя (5) проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 70°С - 78°С, причем сконденсированные пары переводили по трубопроводу (6) в первый циркуляционный испаритель (1) с массовым потоком, составлявшим в среднем 1,475 кг/ч.

Остаток, полученный во втором циркуляционном испарителе (5), направляли по трубопроводу (7) в пленочный испаритель (8), причем массовый поток составлял в среднем 0,680 кг/ч. Эксплуатацию пленочного испарителя (8) проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 72°С - 82°С, причем сконденсированные пары переводили по трубопроводу (9) в циркуляционный испаритель (5) с массовым потоком, составлявшим в среднем 0,615 кг/ч. Полученный остаток выводили из установки по трубопроводу (10), причем поток в среднем составлял 0,065 кг/ч.

Чистота гидроксипропилметакрилата, вводимого в установку по трубопроводу (2), составляла около 95,8%. Очищенный гидроксипропилметакрилат характеризовался чистотой 99,1%. Выход составил 94,4%. После этого длительного эксперимента следов образования полимера в установке не наблюдали.

Пример 3

В установке, представленной на фигуре 1, в длительном эксперименте, длившемся 11 дней, проводили очистку 2-гидроксиэтилакрилата. Эксплуатацию первого циркуляционного испарителя (1) проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 58°С - 68°С. Объем поступления 2-гидроксиэтилакрилата, полученного в ранее проведенном синтезе, в установку по трубопроводу (2) составлял в среднем 1,330 кг/ч. Массовый поток выведения из установки паров, полученных в первом циркуляционном испарителе, по трубопроводу (3) составлял в среднем 1,060 кг/ч.

Остаток, полученный в первом циркуляционном испарителе (1), направляли по трубопроводу (4) во второй циркуляционный испаритель (5), причем массовый поток составлял в среднем 2,010 кг/ч. Эксплуатацию второго циркуляционного испарителя (5) проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 60°С - 68°С, причем сконденсированные пары переводили по трубопроводу (6) в первый циркуляционный испаритель (1) с массовым потоком, составлявшим в среднем 1,740 кг/ч.

Остаток, полученный во втором циркуляционном испарителе (5), направляли по трубопроводу (7) в пленочный испаритель (8), причем массовый поток составлял в среднем 0,930 кг/ч. Эксплуатацию пленочного испарителя (8) проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 62°С - 72°С, причем сконденсированные пары переводили по трубопроводу (9) в циркуляционный испаритель (5) с массовым потоком, составлявшим в среднем 0,660 кг/ч. Полученный остаток выводили из установки по трубопроводу (10), причем поток в среднем составлял 0,270 кг/ч.

Чистота 2-гидроксиэтилакрилата, вводимого в установку по трубопроводу (2), составляла около 85,3%. Очищенный 2-гидроксиэтилакрилат характеризовался чистотой 99,0%. Выход составил 79,7%. После этого длительного эксперимента в установке наблюдали лишь незначительные признаки формирования полимера.

Контрольный пример 1

В установке, состоящей из циркуляционного испарителя и колонны, в длительном эксперименте, длившемся 14 дней, проводили очистку 2-гидроксиэтилметакрилата. Эксплуатацию установки проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 65°С - 73°С. Объем поступления 2-гидроксиэтилметакрилата, полученного в ранее проведенном синтезе, в середину колонны составлял в среднем 1,605 кг/ч. Массовый поток выведения полученных паров из колонны через ее голову составлял в среднем 1,495 кг/ч. Вывод полученного остатка из установки производили из циркуляционного испарителя, причем поток в среднем составлял 0,110 кг/ч.

Чистота 2-гидроксиэтилметакрилата, вводимого в установку, составляла около 95,0%. Очищенный 2-гидроксиэтилметакрилат характеризовался чистотой 98,5%. Выход составил 93,1%.

После этого длительного эксперимента в установке наблюдали заметные следы образовавшегося полимера.

Контрольный пример 2

В установке, состоящей из циркуляционного испарителя и колонны, в длительном эксперименте, длившемся 15 дней, проводили очистку гидроксипропилметакрилата. Эксплуатацию установки проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 67°С - 79°С. Объем поступления гидроксипропилметакрилата, полученного в ранее проведенном синтезе, в середину колонны составлял в среднем 1,486 кг/ч. Массовый поток выведения полученных паров из колонны через ее голову составлял в среднем 1,390 кг/ч. Вывод полученного остатка из установки производили из циркуляционного испарителя, причем поток в среднем составлял 0,096 кг/ч.

Чистота гидроксипропилметакрилата, вводимого в установку, составляла около 95,0%. Очищенный гидроксипропилметакрилат характеризовался чистотой 98,7%. Выход составил 93,5%.

После этого длительного эксперимента в установке наблюдали заметные следы образовавшегося полимера.

Контрольный пример 3

В установке, состоящей из циркуляционного испарителя и колонны, в длительном эксперименте, длившемся 8 дней, проводили очистку 2-гидроксиэтилакрилата. Эксплуатацию установки проводили под давлением около 2-3 мбар и при температуре около 56°С - 70°С. Объем поступления 2-гидроксиэтилакрилата, полученного в ранее проведенном синтезе, в середину колонны составлял в среднем 1,330 кг/ч. Массовый поток выведения полученных паров из колонны через ее голову составлял в среднем 0,950 кг/ч. Вывод полученного остатка из установки производили из циркуляционного испарителя, причем поток в среднем составлял 0,380 кг/ч.

Чистота 2-гидроксиэтилакрилата, вводимого в установку, составляла около 85,3%. Очищенный 2-гидроксиэтилметакрилат характеризовался чистотой 98,5%. Выход составил 71,4%.

Из-за формирования значительных количеств полимера эксплуатацию установки пришлось прервать по прошествии 8 дней.

Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки ненасыщенных соединений из группы сложных гликолевых эфиров, причем очистку проводят в установке, которая оснащена, по меньшей мере, двумя испарителями, а испарители соединены таким образом, что часть ненасыщенного соединения циркулирует по контуру, причем пары, сконденсированные после испарения в первом испарителе, выводят, а пары, сконденсированные после испарения во втором испарителе, направляют в первый испаритель, который отличается тем, что массовый поток, с которым сконденсированные после испарения в первом испарителе пары выводят из подлежащей очистке смеси, меньше, чем массовый поток, с которым сконденсированные после испарения пары из второго испарителя поступают в первый испаритель. Способ очистки позволяет получать особо чистые продукты при высоком выходе. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 пр.

1. Способ очистки ненасыщенных соединений из группы сложных гликолевых эфиров, причем очистку проводят в установке, которая оснащена, по меньшей мере, двумя испарителями, а испарители соединены таким образом, что часть ненасыщенного соединения циркулирует по контуру, причем пары, сконденсированные после испарения в первом испарителе, выводят, а пары, сконденсированные после испарения во втором испарителе, направляют в первый испаритель, который отличается тем, что массовый поток, с которым сконденсированные после испарения в первом испарителе пары выводят из подлежащей очистке смеси, меньше, чем массовый поток, с которым сконденсированные после испарения пары из второго испарителя поступают в первый испаритель.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гликолевый сложный эфир представляет собой гидроксиалкил(мет)акрилат.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массового потока, с которым сконденсированные после испарения в первом испарителе пары выводят из подлежащей очистке смеси, к массовому потоку, с которым сконденсированные после испарения пары из второго испарителя направляют в первый испаритель, находится в пределах от 0,4 до 1,5.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что отношение массового потока, с которым сконденсированные после испарения в первом испарителе пары выводят из подлежащей очистке смеси, к массовому потоку, с которым сконденсированные после испарения пары из второго испарителя направляют в первый испаритель, находится в пределах от 0,5 до 0,8.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что установка включает в себя, по меньшей мере, три испарителя, причем формируют один контур циркуляции между первым и вторым испарителями и один контур циркуляции между вторым и третьим испарителями.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что отношение массового потока, с которым сконденсированные после испарения во втором испарителе пары направляют в первый испаритель, к массовому потоку, с которым сконденсированные после испарения пары из третьего испарителя направляют во второй испаритель, находится в пределах от 0,75 до 35.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть подлежащей очистке смеси сначала направляют в первый испаритель.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть подлежащей очистке смеси сначала направляют во второй испаритель.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что по меньшей мере часть подлежащей очистке смеси сначала направляют в первый испаритель, а другую часть подлежащей очистке смеси сначала направляют во второй испаритель.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что соотношение массовых потоков между частью подлежащей очистке смеси, направляемой в первый испаритель, и частью подлежащей очистке смеси, подаваемой во второй испаритель, находится в пределах от 9:1 до 0,1:1.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый испаритель представляет собой циркуляционный испаритель.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй испаритель представляет собой циркуляционный испаритель.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый и/или второй испаритель представляют собой циркуляционный испаритель с принудительной циркуляцией.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый и/или второй испаритель представляют собой циркуляционный испаритель с естественной циркуляцией.

15. Способ по п.5, отличающийся тем, что третий испаритель представляет собой пленочный испаритель.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходный компонент переводят в газовую фазу под давлением от 0,1 до 20 мбар.

17. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что ненасыщенное соединение переводят в газовую фазу при температуре от 40 до 120°С.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что коэффициент газовой нагрузки находится в пределах от 0,8 до 3,0 Па^0,5.

19. Установка для реализации способа по одному из пп.1-18, отличающаяся тем, что установка оснащена, по меньшей мере, тремя испарителями, которые соединены между собой таким образом, что остаток из первого испарителя, пребывающий в жидкой фазе, можно направить во второй испаритель, сконденсированные после испарения пары второго испарителя - в первый испаритель, а остаток из второго испарителя, пребывающий в жидкой фазе, направить в третий испаритель, а сконденсированные после испарения пары третьего испарителя - во второй испаритель.

20. Установка по п.19, отличающаяся тем, что установка в качестве указанных, по меньшей мере, трех испарителей содержит, по меньшей мере, два циркуляционных испарителя и один пленочный испаритель.

21. Установка по п.19, отличающаяся тем, что каждый из указанных, по меньшей мере, трех испарителей дополнительно оснащен одной колонной.

22. Установка по п.21, отличающаяся тем, что колонна при значении коэффициента F от 0,8 до 3,0 Па^0,5, предпочтительно от 1,5 до 2,0 Па^0,5, обеспечивает падение давления от 0,5 до 10 мбар, предпочтительно от 1 до 5 мбар.

23. Установка по п.21 или 22, отличающаяся тем, что колонна дополнительно оснащена каплеуловителем (сепаратором).