專(zhuān)利名稱(chēng)：處理易于聚合的化合物的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理易于聚合的化合物的裝置和方法，本發(fā)明具體涉及當(dāng)(甲基)丙烯酸等通過(guò)蒸餾等進(jìn)行處理時(shí)，一種可有效地抑制其聚合的裝置；以及一種用這一裝置處理(甲基)丙烯酸等的方法。
已經(jīng)公知的是(甲基)丙烯酸等很容易聚合，以致于在它們的生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生聚合，其結(jié)果是停止該裝置也沒(méi)用。為克服這一問(wèn)題，當(dāng)生產(chǎn)(甲基)丙烯酸等時(shí)，加入聚合抑制劑，如氫醌、吩噻嗪和含分子氧的氣體，而且要對(duì)使用的裝置的內(nèi)表面進(jìn)行表面處理，以防止固體如聚合物和沉積物粘附到裝置上。
然而，即使采取了上述措施，也不能完全防止聚合的發(fā)生，而且是不可避免的。因此當(dāng)管道被所得聚合物阻塞時(shí)，要停止操作以人工或化學(xué)地清除它們。
至于這樣一種裝置，經(jīng)常要在裝置的側(cè)壁上配置一個(gè)管狀部件，該部件例如用作由裝置內(nèi)部排放物料或向裝置內(nèi)部加入物料的出口或入口或用作安裝儀器底座的一部分，并且聚合特別易于在這一管狀部件中發(fā)生。
本發(fā)明在上述背景下產(chǎn)生，并且其目的是提供一種當(dāng)易于聚合的化合物如(甲基)丙烯酸等在生產(chǎn)時(shí)，可有效地抑制其聚合的裝置和方法。
本發(fā)明人作了深入細(xì)致的研究，結(jié)果基于下述發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明，即當(dāng)蒸餾易于聚合的化合物如(甲基)丙烯酸等時(shí)，氣體在安裝于蒸餾塔中的管狀部件中或者在插入該管狀部件內(nèi)的儀器表面上冷凝，以及通過(guò)該冷凝形成的液體不可避免地駐留，導(dǎo)致聚合的發(fā)生，而且，為防止冷凝液在管狀部件中或在儀器表面上的這種駐留，只需設(shè)置在裝置側(cè)壁上的管狀部件傾斜，使得具有朝向裝置內(nèi)部的向下傾斜度便足夠了。
也就是說(shuō)，本發(fā)明涉及一種處理易于聚合的化合物的裝置，該裝置包括設(shè)置在裝置側(cè)壁上并開(kāi)口于裝置內(nèi)部的管狀部件，該裝置的特征在于管狀部件的設(shè)置應(yīng)使其具有朝向裝置內(nèi)部的向下傾斜度(α)。
本發(fā)明還涉及一種處理易于聚合的化合物的方法，該方法包括當(dāng)處理易于聚合的化合物時(shí)，使用上述的裝置。
本發(fā)明的這些和其它目的以及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的詳細(xì)說(shuō)明而更加清楚。


圖1是設(shè)置于本發(fā)明裝置上的管狀部件的截面示意圖。
圖2是設(shè)置于本發(fā)明裝置上的另一管狀部件的截面示意圖。
圖3是人孔型管狀部件的三種形式(a)、(b)和(c)的截面示意圖。
圖4是儀器底座型管狀部件的兩種形式(a)和(b)的截面示意圖。
圖5是一種管狀部件的截面示意圖，該管狀部件伸出裝置的部分配有注入含分子氧的氣體和/或聚合抑制劑的入口。
圖6是配有升溫或加熱裝置的管狀部件的截面示意圖。
圖7是含聚合抑制劑的液體噴入管狀部件的狀態(tài)的截面示意圖。
圖8是管狀部件在裝置內(nèi)部的開(kāi)口配有封蓋的狀態(tài)的截面示意圖。
圖9是本發(fā)明裝置內(nèi)部裝上法蘭的管狀部件的截面示意圖。
圖10是常規(guī)的裝置內(nèi)部裝有法蘭的管狀部件的截面示意圖。
本發(fā)明中稱(chēng)為“易于聚合的化合物”是指通過(guò)例如其反應(yīng)或蒸餾處理時(shí)易于聚合形成聚合物的化合物，其典型實(shí)例包括(甲基)丙烯酸及其酯，如甲酯、乙酯、正丙酯、異丙酯、正丁酯、異丁酯、2-羥基乙酯和N，N-二甲氨基乙酯。這些化合物各自單獨(dú)處理，或以其混合物或含有它們的液體的形式處理。
此外，本發(fā)明中所指的“處理”是指所有生產(chǎn)這些易于聚合的化合物所需要的操作，如反應(yīng)、蒸餾、萃取、吸收、儲(chǔ)存和熱交換。
因此，本發(fā)明的“裝置”包括用于進(jìn)行上述處理(例如反應(yīng)、蒸餾、萃取、吸收、儲(chǔ)存和熱交換)的那些裝置，例如反應(yīng)器、蒸餾塔和它們的附屬裝置(如換熱器、罐)，且這一裝置在其側(cè)壁上設(shè)置有管狀部件，其中管狀部件在裝置內(nèi)部開(kāi)口。
以下說(shuō)明設(shè)置于本發(fā)明裝置側(cè)壁并開(kāi)口于裝置內(nèi)部的管狀部件。圖1至10說(shuō)明按照本發(fā)明的管狀部件的典型實(shí)例。
圖1的管狀部件1是向裝置2中引入或從其中放出氣體、液體、或固體、或其混合物相的流體的入口噴嘴或出口噴嘴。這一流體可以是易于聚合的化合物本身或另一種。
如圖所示，管狀部件1設(shè)置于裝置2的側(cè)壁21上，并開(kāi)口于裝置2的內(nèi)部，該管狀部件的設(shè)置應(yīng)使其具有朝向裝置2內(nèi)部的向下傾斜度(α)。
本發(fā)明的特征在于管狀部件1的設(shè)置應(yīng)使其具有朝向裝置2內(nèi)部的向下傾斜度(α)。若管狀部件具有這樣的傾斜度，則在管狀部件1的內(nèi)壁表面11上的冷凝液3會(huì)迅速落下，由此防止駐留，結(jié)果可有效地抑制聚合。關(guān)于這一點(diǎn)，傾斜度(α)優(yōu)選3～70°，更優(yōu)選5～60°。若傾斜度(α)太小，則冷凝液不能迅速下落，因此所得聚合抑制效果不夠。順便提及的是，若傾斜度(α)太大，則會(huì)出現(xiàn)不期望的例如與管的連接問(wèn)題。
本發(fā)明中，不是所有設(shè)置于裝置側(cè)壁上的管狀部件均需要設(shè)定傾斜度(α)，但特別是在管狀部件中優(yōu)選對(duì)處于如下氣氛下的管狀部件設(shè)定傾斜度(α)，在該氣氛下氣相或氣液混合相易于在裝置內(nèi)部分的內(nèi)和外壁表面上和/或裝置外部分的內(nèi)壁表面上冷凝。
圖2的管狀部件1不僅具有如圖1所示情形的外露于裝置2的部分1a，而且還具有插入裝置2內(nèi)的部分1b。也就是說(shuō)，該管狀部件包括管狀部件外露于裝置的部分(A)和在裝置內(nèi)的部分(B)。
圖3和4說(shuō)明了各種不同形式的管狀部件。圖3中的三個(gè)管狀部件分別為(a)常規(guī)人孔或手孔，(b)墊板型(pad type)人孔或手孔，和(c)帶內(nèi)蓋的人孔。
圖4(a)的管狀部件1為圖1類(lèi)型中的、用作插入管或儀器4如壓力表或液體液面指示器的底座的實(shí)例，圖4(b)的管狀部件1為圖2類(lèi)型中的、用作儀器4如溫度計(jì)的底座的實(shí)例(如圖4(b)所示的安裝有儀器底座的圖2的管狀部件也包括于開(kāi)口于裝置內(nèi)部的管狀部件的實(shí)例內(nèi))。
對(duì)于本發(fā)明中的管狀部件1，優(yōu)選外露于裝置2的部分1a盡可能短，并且對(duì)于圖1的管狀部件，優(yōu)選圖3(b)的墊板型管狀部件，因?yàn)檫@樣可降低管狀部件外露于裝置的部分的內(nèi)壁表面積，以防止冷凝液駐留在內(nèi)壁表面上，結(jié)果可有效地抑制聚合。
對(duì)于本發(fā)明中的管狀部件，優(yōu)選向外露于裝置的部分1a內(nèi)加入通常用作聚合抑制劑的含分子氧的氣體和/或聚合抑制劑，其目的是抑制外露于裝置的部分1a內(nèi)的聚合。圖5具體說(shuō)明了這樣一種優(yōu)選情形下的實(shí)例，其中外露于裝置的部分1a配有注入含分子氧的氣體和/或聚合抑制劑的入口12。例如在如圖5所示圖1的管狀部件1內(nèi)插有儀器4，如隔膜型液體液面指示器的情形中，在管狀部件1的內(nèi)壁表面和儀器4的外壁表面之間有小的間隙，液體傾向于駐留在該間隙內(nèi)，因此優(yōu)選通過(guò)從如圖5所示的入口12注入含分子氧的氣體和/或聚合抑制劑，以抑制聚合。
圖6中，管狀部件1外露于裝置的部分1a配有升溫或加熱裝置13，如蒸汽夾套。若管狀部件1外露于裝置的部分1a被升溫或加熱，則防止了氣體在管狀部件的內(nèi)壁表面上冷凝，因此不僅有效抑制了冷凝液的駐留，而且更有效地抑制了聚合的發(fā)生。升溫或加熱裝置13不僅可以設(shè)置在全部外露于裝置的部分1a上，而且也可以?xún)H設(shè)置在外露于裝置的部分1a的一部分上。升溫或加熱裝置13的實(shí)例包括電或蒸汽加熱器tracing，以及內(nèi)部可循環(huán)加熱介質(zhì)的夾套。
對(duì)于圖2的管狀部件1，冷凝液傾向于駐留在管狀部件的裝置內(nèi)部分1b與裝置的內(nèi)壁表面21接觸的部分的周?chē)虼藘?yōu)選焊接整個(gè)的周?chē)糠?，并且使所得焊接部?4的表面光滑。這種光滑優(yōu)選至這樣的程度，即焊珠可從焊接部分的表面消失，具體地，按照J(rèn)ISB0601(-1994)的Rmax值可12.5S或更低。同樣在溫度計(jì)底座插入在圖2的管狀部件的圖4(b)的情形中，如該圖所示，優(yōu)選焊接其中為管狀部件1的儀器底座與裝置的內(nèi)壁表面21接觸的整個(gè)周邊部分，并使所得的焊接部分14的表面光滑。
配置一向裝置內(nèi)部的管狀部件1的開(kāi)口15噴霧含聚合抑制劑的液體的裝置5(圖7)，或者在裝置內(nèi)部的管狀部件1的開(kāi)口15上配置一個(gè)封蓋6以減小裝置內(nèi)壁上下落的冷凝液的影響(圖8)也是有效的。
圖9具體說(shuō)明了裝置內(nèi)部分1b上帶有法蘭連接部分16的管狀部件1。對(duì)于圖10的常規(guī)管狀部件1，固定在法蘭連接部分16上的墊片17與法蘭的直徑不同，因此存在一個(gè)凹陷部分(間隙)C。因此冷凝液傾向于駐留在該間隙部分C中形成聚合物。相反，如圖9所示，本發(fā)明中使用直徑與法蘭相同的墊片17，使得基本上無(wú)凹陷部分(間隙)C。這樣在本發(fā)明中，優(yōu)選管狀部件1的裝置內(nèi)部分1b基本上無(wú)凹陷。
以上基于附圖具體說(shuō)明了按照本發(fā)明的管狀部件，但是本發(fā)明并不限于這些管狀部件，而還包括例如視鏡和均壓器。
本發(fā)明的管狀部件的設(shè)置位置并不特別受限，而是可以按照其使用目的適當(dāng)選擇。
下面說(shuō)明有關(guān)處理易于聚合的化合物的方法，該方法包括使用上述本發(fā)明的裝置。該處理方法可以以與常規(guī)處理方法相同的方式進(jìn)行，所不同的是使用本發(fā)明的裝置。
本發(fā)明的裝置可有效地防止冷凝液駐留，因此可有效地抑制易于聚合化合物的聚合。由此可以以高產(chǎn)率生產(chǎn)易于聚合的化合物。特別是，可以穩(wěn)定地長(zhǎng)時(shí)間處理易于聚合的化合物。
此外，通過(guò)本發(fā)明的方法，可以容易地處理易于聚合的化合物，同時(shí)有效地抑制其聚合。
以下通過(guò)一些優(yōu)選實(shí)施方案的下列實(shí)例與不是按照本發(fā)明的對(duì)比例的對(duì)比更加具體地說(shuō)明本發(fā)明。然而本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。
裝置在下述條件下連續(xù)操作3個(gè)月塔頂絕對(duì)壓力=30mmHg(=約4.00kPa)，塔頂溫度=98℃，塔底絕對(duì)壓力=65mmHg(=約8.67kPa)，塔底溫度=135℃，回流比=0.9。操作停止后，考查裝置的內(nèi)部。結(jié)果，在任何管狀部件上未發(fā)現(xiàn)所得聚合物的粘附。對(duì)比例1以與實(shí)施例1相同的方式對(duì)含有丙烯酸酯的液體進(jìn)行蒸餾，所不同的是所有的管狀部件均相對(duì)于實(shí)施例1所用相同的裝置呈水平設(shè)置。裝置連續(xù)操作3個(gè)月。操作停止后，考查裝置的內(nèi)部。結(jié)果，在一些管狀部件上發(fā)現(xiàn)了所得聚合物的粘附。此外，設(shè)置在塔底的人孔完全被所得聚合物堵塞，因此不能人工打開(kāi)。
在不背離本發(fā)明精神而不是范圍的前提下，可對(duì)本發(fā)明的各種細(xì)節(jié)作出改動(dòng)。而且，前面對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案所作的描述僅僅是起說(shuō)明的作用，而并不是對(duì)由所附權(quán)利要求及其等同物所限定的發(fā)明起限制作用。
權(quán)利要求
1．一種處理易于聚合的化合物的裝置，該裝置包括設(shè)置在裝置側(cè)壁上并開(kāi)口于裝置內(nèi)部的管狀部件，該裝置的特征在于管狀部件的設(shè)置應(yīng)使其具有朝向裝置內(nèi)部的向下傾斜度(α)。
2．權(quán)利要求1的裝置，其中傾斜度(α)的范圍為3～70°。
3．權(quán)利要求1或2的裝置，其中管狀部件外露于裝置的部分被盡可能多地縮短。
4．權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)的裝置，其中管狀部件外露于裝置的部分配有向管狀部件內(nèi)注入含分子氧的氣體和/或聚合抑制劑的入口。
5．權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)的裝置，其中管狀部件外露于裝置的部分配有升溫或加熱裝置。
6．權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)的裝置，其中管狀部件的裝置內(nèi)部分與裝置的內(nèi)壁表面接觸的整個(gè)周?chē)糠直缓附?，并且使所得焊接部分的表面光滑?br> 7．權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)的裝置，還進(jìn)一步包括一向裝置內(nèi)部的管狀部件的開(kāi)口噴霧含聚合抑制劑的液體的裝置。
8．權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)的裝置，其中裝置內(nèi)部的管狀部件的開(kāi)口配有封蓋。
9．權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)的裝置，其中管狀部件的裝置內(nèi)部分基本上無(wú)凹陷。
10．權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)的裝置，其中易于聚合的化合物是至少一種選自(甲基)丙烯酸及其酯的化合物。
11．一種處理易于聚合的化合物的方法，該方法包括當(dāng)處理易于聚合的化合物時(shí)，使用權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種處理易于聚合的化合物如(甲基)丙烯酸的裝置,該裝置包括設(shè)置于裝置側(cè)壁并開(kāi)口于裝置內(nèi)部的管狀部件,具體地,本發(fā)明提供一種例如有效抑制蒸餾塔中的(甲基)丙烯酸聚合的裝置和方法,其中蒸餾塔具有如氣體或液體的入口或出口、人孔、或插入儀器的管。管狀部件(例如入口或出口、人孔、插入設(shè)備的管)的設(shè)置應(yīng)使其具有朝向裝置內(nèi)部的向下傾斜度(α)(例如范圍為3～70°)。
文檔編號(hào)C07C57/07GK1287994SQ0012693
公開(kāi)日2001年3月21日 申請(qǐng)日期2000年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月10日
發(fā)明者西村武, 松本行弘 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日本觸媒