CN102300626B

CN102300626B - 过滤器的再生方法

Info

Publication number: CN102300626B
Application number: CN201080006417.9A
Authority: CN
Inventors: 上野晃嗣; 铃木邦彦; 菅野笃
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2030-01-26
Also published as: US20110284470A1; JPWO2010090100A1; US8734655B2; WO2010090100A1; EP2394732A1; JP5461442B2; EP2394732B1; CN102300626A; EP2394732A4

Abstract

本发明提供一种防止精制丙烯酸的色调恶化的过滤器的再生方法。一种过滤器的再生方法，其为丙烯酸制造工艺的过滤工序中使用过的过滤器的再生方法，所述方法包含如下工序：用碱水溶液洗涤前述过滤器的工序(A)；在前述工序(A)之后，水洗前述过滤器的工序(B)；在前述工序(B)之后，使前述过滤器与再生用丙烯酸接触至少1小时的工序(C)。

Description

过滤器的再生方法

技术领域

本发明涉及过滤器的再生方法，特别涉及丙烯酸制造工艺的过滤工序中使用过的过滤器的再生方法。

背景技术

经由气相催化氧化工序、捕集和/或冷凝工序、以及蒸馏精制和/或析晶工序而制造丙烯酸的工艺在工业上广泛进行。精制丙烯酸被移送到贮藏罐中贮藏，但是若该精制丙烯酸中即使含有微量的丙烯酸聚合物，即在其贮藏中进一步生成丙烯酸聚合物，从而产生精制丙烯酸的纯度降低等问题。

本发明人等为了解决上述问题，之前提出了在将精制丙烯酸移送到贮藏罐时用过滤器进行过滤的方法(参照专利文献1)。在该方法中，为了去除附着于所使用的过滤器上的丙烯酸聚合物，在进行水洗后用氢氧化钠水溶液来洗涤，进一步进行水洗(段落[0041])。

如上述专利文献1中所记载的那样，对于附着于过滤器上的丙烯酸聚合物，可通过用水及氢氧化钠水溶液来洗涤，进一步进行水洗，从而实质上去除。另外，最后的水洗的目的在于，去除在用氢氧化钠水溶液洗涤之后残留在过滤器上的碱残渣。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-191449号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，本发明人等发现如下事实：如果将由上述方法所再生的过滤器再次用于精制丙烯酸的过滤中，那么再次开始过滤后的精制丙烯酸的色调差，另外金属(主要为铁)含量高，该金属对精制丙烯酸的色调造成影响。另外发现了，通过使某种程度的精制丙烯酸通过过滤器，从而可以使精制丙烯酸的色调及金属含量恢复到刚进行析晶工序后的精制丙烯酸的数值，即制品丙烯酸所通常要求的通常数值，即APHA5以下以及金属含量1质量ppm以下。然而，在精制丙烯酸的色调及金属含量恢复到通常的数值之前，需要使相当量的再生用丙烯酸通过过滤器，其结果便导致丙烯酸的不良品(off-specification product)的量增加。虽然可将该不良品的丙烯酸回收、再次循环至析晶工序等中，但是这会导致丙烯酸的制造成本升高。

近年来，由于要求色调良好的高品质的制品丙烯酸，因此强烈期望着上述问题的解决。另外，从降低成本的观点考虑，也期望尽可能地减少不良品。

这样地，本发明的目的在于提供一种可防止精制丙烯酸的色调恶化的过滤器的再生方法。

用于解决问题的方案

本发明人等通过详细地调查而发现了，上述金属包括从丙烯酸制造工艺所使用的反应装置中略微地溶出的金属成分(主要为铁成分)。即，在用碱水溶液洗涤过滤器时前述金属作为氧化物而残留于过滤器上，当再次使用该过滤器时溶出于精制丙烯酸中，从而导致精制丙烯酸的色调恶化。为了解决上述原因，本发明人等进行了深入研究从而完成了本发明。

即，本发明为一种过滤器的再生方法，其为丙烯酸制造工艺的过滤工序中使用过的过滤器的再生方法，所述方法包含如下工序：用碱水溶液洗涤前述过滤器的工序(A)；在前述工序(A) 之后，水洗前述过滤器的工序(B)；在前述工序(B)之后，使前述过滤器与再生用丙烯酸接触至少1小时的工序(C)。

发明的效果

根据本发明，可防止精制丙烯酸的色调恶化。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式进行说明。

本实施方式为一种过滤器的再生方法，其为丙烯酸制造工艺的过滤工序中使用过的过滤器的再生方法，所述方法包含如下工序：用碱水溶液洗涤前述过滤器的工序(A)；在前述工序(A)之后，水洗前述过滤器的工序(B)；在前述工序(B)之后，使前述过滤器与再生用丙烯酸至少接触1小时的工序(C)。

本实施方式的丙烯酸制造工艺没有特别限定。例如列举出：包含经由气相催化氧化工序、捕集和/或冷凝工序、以及蒸馏精制和/或析晶工序而制造丙烯酸的工艺的工艺等。另外，“析晶工序”是指通过使丙烯酸结晶化、发汗以及熔解从而精制的周知的工序。

本实施方式的过滤工序以去除精制丙烯酸中所含的丙烯酸聚合物为目的而进行，使用过滤器来进行。前述过滤工序只要是在丙烯酸制造工艺中进行的过滤工序，则没有特别限定，可列举出如下情况：在将由蒸馏精制和/或析晶工序获得的精制丙烯酸移送到其贮藏用罐时进行过滤的情况；或者在将由捕集和/或冷凝工序获得的丙烯酸溶液供给至蒸馏精制和/或析晶工序之前，移送到根据需要而设置的其他贮藏用罐时进行过滤的情况等。其中，优选在将由析晶工序获得的精制丙烯酸移送至其贮藏用罐的管路中进行过滤的情况。

关于通过本实施方式再生的过滤器的种类、形状、材质等，没有特别限定，只要是可用于去除丙烯酸聚合物的过滤器即可。其中，从作业的简便性等理由来看，优选使用市售的筒式过滤器(cartridge filter)。具体可列举出：聚四氟乙烯(PTFE)制的膜筒式过滤器、聚丙烯(PP)制的折叠筒式过滤器(pleats cartridge filter)、深层过滤器(depth cartridge filter)、卷绕筒式过滤器(wound cartridge filter)、不锈钢制的折叠筒式过滤器等。本实施方式特别对于PTFE制、PP制等无法强烈地反洗的树脂制筒式过滤器的再生特别有效。

就过滤器的再生方法而言，可单独使用收纳有筒式过滤器的过滤器壳体，或者以将收纳有筒式过滤器的2个以上的过滤器壳体串联和/或并联地排列的任意的方式来使用。优选并联设置2个过滤器壳体(I)、(II)，最初先在过滤器壳体(I)中流通精制丙烯酸而进行过滤。其后，如果因聚合物向过滤器上的附着而导致过滤器的压差上升，则将精制丙烯酸的流动切换到过滤器壳体(II)，从而继续进行精制丙烯酸的过滤。另外，上述过滤器壳体(I)内的过滤器例如通过如下地操作而进行再生，但并非特别限定于以下所示的顺序。

1)去除残留于壳体内的丙烯酸，进行回收。

2)将壳体内进行水洗，冲洗掉残留的丙烯酸[工序(X)]。

3)在壳体内装满碱水溶液，去除附着于过滤器的聚合物[工序(A)]。

4)将碱水溶液从壳体内排出之后，将壳体内进行水洗，冲洗掉碱[工序(B)]。

5)用再生用丙烯酸装满壳体内，使过滤器与前述丙烯酸接触[工序(C)]。

上述工序1)可以是一般的去除和/或回收，例如流出等。可将所回收的丙烯酸循环至前述丙烯酸的捕集工序。

在上述工序2)中，优选反复进行冲洗直至冲洗掉残留的丙烯酸之后的水的pH为4.0以上，更优选为5.5以上，进一步更优选为6.5以上。

作为上述工序3)中使用的“碱水溶液”，可使用氢氧化锂水溶液、氢氧化钠水溶液、氢氧化镁水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化钙水溶液、氢氧化钡水溶液等，从获取容易度、聚合物的去除能力考虑，优选氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液。碱水溶液的浓度没有特别限定，优选为0.1～30质量％，更优选为1.0～20质量％，进一步优选为2.0～15质量％。通常，使该碱水溶液在壳体内循环从而促进附着于过滤器的聚合物的去除。

在上述工序4)中，优选反复进行冲洗直至冲洗掉残留的碱后的水的pH为8.0以下，更优选为7.5以下。

在上述工序5)中，只要使过滤器与再生用丙烯酸接触即可，接触方法没有特别限定。例如，使再生用丙烯酸从过滤器的上部垂流，或使过滤器浸渍于再生用丙烯酸之中等。在使过滤器浸渍于再生用丙烯酸之中的情况下，可仅仅浸渍于静止的再生用丙烯酸中，也可根据情况而浸渍于循环的再生用丙烯酸中。进一步还可以在与再生用丙烯酸接触的任意时间点加入擦掉等力学方法。前述再生用丙烯酸优选为可有效地洗涤过滤器的纯度，该再生用丙烯酸的APHA优选为10以下，更优选为5以下，进一步更优选为2以下。进一步，再生用丙烯酸的金属含量优选为3质量ppm以下，更优选为1质量ppm以下，进一步更优选为0.1质量ppm以下。另外，考虑到丙烯酸的熔点、过滤器的耐热温度等，优选再生用丙烯酸的温度为14～80℃的范围，进一步考虑丙烯酸的聚合性而更优选为15～40℃。

在上述条件下使过滤器与再生用丙烯酸接触的时间优选为至少1小时以上，更优选为2小时以上。只要是使过滤器浸渍于再生用丙烯酸1小时以上的情况，则可充分去除过滤器上的金属氧化物，使上述那样的不良品的量变少。

将进行了上述工序1～5后的过滤器用于前述过滤工序，从而可效率良好地防止精制丙烯酸的色调恶化。

上述过滤器的再生也可取下过滤器而在壳体外进行。另外，再生后的过滤器可以不进行更进一步的操作而直接用于过滤工序中，可效率良好地继续制造丙烯酸。

实施例

以下，使用实施例和比较例来进一步具体说明本实施方式。但是本实施方式的技术范围并非仅限于以下的实施例。

色调及金属含量(由于主要为铁，因此对铁含量进行记载)通过下述方法来测定。

色调：在送液管路中设置吸光色度计(SIGRIST公司制色度计“COLORPLUS”)，在线测定了色度(APHA)(测定光波长：365nm、比较光波长：650nm)。

铁含量：用超纯水将丙烯酸稀释至5倍之后，利用ICP(高频电感耦合等离子体)发光分析装置进行分析。

此处使用的精制丙烯酸通过如下地操作而制备。

<丙烯酸的捕集工序>

通过与日本特开2005-15478号公报的实施例1同样的方法而进行丙烯气相催化氧化反应，使由该反应而获得的反应气体与捕集用水溶液接触，从捕集塔的塔底获得了丙烯酸溶液，所述丙烯酸溶液具有如下组成：丙烯酸90.0质量％、水3.2质量％、乙酸1.9质量％、马来酸0.6质量％、丙烯酸二聚物1.5质量％、醛类0.4质量％、对苯二酚0.1质量％、其它的杂质2.3质量％。另外，此时的捕集塔的塔底温度、即从捕集塔取出的丙烯酸溶液的温度为91℃。

<丙烯酸的析晶工序>

将上述丙烯酸溶液冷却之后，供给于析晶装置，进行4次动态结晶化，进行精制。动态结晶化利用以日本特公昭53-41637号公报中记载的析晶装置为基准的析晶装置来进行。即，按照如下方式而形成的装置：在下部具备贮藏器，在长度6m、内径70mm的金属管内，通过循环泵而将贮藏器中的液体移送到管上部，使液体在管内壁表面以降膜(falling film)状流动。管的表面由双重夹套构成，该夹套通过恒温器(thermostat)控制至一定温度。1次动态结晶化按照以下的顺序来进行。

1)结晶化：向贮藏器供给丙烯酸，通过循环泵沿管壁表面以降膜状地流动，使夹套的温度降低到凝固点以下，使约60～90质量％在壁面上结晶化。

2)发汗：停止循环泵，使夹套的温度上升至凝固点附近，发汗掉约2～20％。发汗之后，用泵将残留熔解液汲出。

3)熔解：将夹套的温度提高到凝固点以上，熔解晶体，用泵汲出。

在以上的操作中，温度及凝固点依赖于所实施的各工序。

通过以上，获得了纯度99.93质量％的精制丙烯酸。该精制丙烯酸中的其它成分的组成为：水100质量ppm、乙酸475质量ppm、马来酸2质量ppm、丙烯酸二聚物30质量ppm、醛类0.4质量ppm。另外，在该精制丙烯酸中，作为稳定剂，添加200质量ppm的甲氧基氢醌(methoquinone)。

上述精制丙烯酸的APHA为2、铁含量为0.1质量ppm。

使上述精制丙烯酸通过收纳有筒式过滤器(ADVANTEC公司制TCP-1、PP制折叠筒式过滤器、孔径1μm)的筒式壳体后供给至贮藏罐。此时的过滤器部的精制丙烯酸的线速度为0.01m/s。

在过滤器部的压差变为0.1MPa的时间点停止精制丙烯酸的供给，按照以下的顺序而进行了过滤器的再生。

<实施例1>

1)排出残留于壳体内的丙烯酸。回收该丙烯酸，循环于前述丙烯酸的捕集工序。

2)向壳体内供给水，进行过滤器的水洗。即，重复进行用水装满壳体内之后、立即排出水这样的连续操作直至洗涤后的水的pH为6.5。早期的洗涤后的水的一部分在回收之后循环到前述丙烯酸的捕集工序，剩余的洗涤后的水被去除到体系外。

3)向壳体内供给10质量％的氢氧化钠水溶液，进行过滤器的碱洗涤。碱洗涤如下进行。即，用氢氧化钠水溶液装满壳体内，通过泵使该氢氧化钠水溶液在壳体内循环片刻，然后从壳体内排出。重复进行3次该操作。洗涤后的碱水溶液被去除到体系外。

4)向壳体内供给水，进行过滤器的水洗。即，重复进行用水装满壳体内之后、立即排出水这样的连续操作直至洗涤后的溶液的pH为7.5。

5)将作为再生用丙烯酸的精制丙烯酸供给至壳体内，用该丙烯酸装满壳体内。在使前述再生用丙烯酸的温度为40℃的状态下，浸渍过滤器1小时，然后排出了该丙烯酸。回收所排出的丙烯酸，循环至前述丙烯酸的析晶工序。

在通过上述步骤而进行过滤器的再生之后，再次开始向该过滤器供给精制丙烯酸。在再次开始过滤之后不久，从过滤器流出的丙烯酸的色调为5(APHA)、铁含量为1.3质量ppm。在2.0小时之后色调变为2(APHA)、铁含量变为0.1质量ppm，恢复为最初的精制丙烯酸的数值。从此时开始，进行所过滤的丙烯酸向贮藏罐的供给。将从过滤的再次开始起到色调以及铁含量恢复至最初精制丙烯酸的水准的丙烯酸作为不良品而回收，循环至前述析晶工序。

<实施例2>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的温度设为25℃，除此以外，通过与实施例1同样的方法来进行。

<实施例3>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的温度设为15℃，除此以外，通过与实施例1同样的方法来进行。

<实施例4>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的浸渍时间设为2小时，除此以外，通过与实施例2同样的方法来进行。

<实施例5>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的浸渍时间设为3小时，除此以外，通过与实施例2同样的方法来进行。

<实施例6>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的浸渍时间设为6小时，除此以外，通过与实施例2同样的方法来进行。

<实施例7>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的浸渍时间设为9小时，除此以外，通过与实施例2同样的方法来进行。

<实施例8>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的浸渍时间设为12小时，除此以外，通过与实施例2同样的方法来进行。

<比较例1>

在前述工序5)中，不装满再生用丙烯酸，除此以外，通过与实施例2同样的方法来进行。

<比较例2>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的浸渍时间设为0.5小时，除此以外，通过与实施例2同样的方法来进行。

<比较例3>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的浸渍时间设为0.5小时，除此以外，通过与实施例1同样的方法来进行。

<比较例4>

在前述工序5)中，将再生用丙烯酸的浸渍时间设为0.5小时，除此以外，通过与实施例3同样的方法来进行。

将以上的结果示于表1。另外，表1中的所需时间是指：从在过滤器的再生后再次开始过滤起，至所过滤的丙烯酸的色调及金属含量达到最初的精制丙烯酸的色调(APHA为2)及金属含量(主要为铁含量)(0.1质量ppm)的数值、并可移送至贮藏罐为止的时间。

[表1]

从表1可知：用于浸渍的再生用丙烯酸的温度越高、和/或浸渍于该丙烯酸的时间越长，再次开始之后不久的性状为优选的状态，并且所需时间被缩短。

Claims

1.一种过滤器的再生方法，其为丙烯酸制造工艺的过滤工序中使用过的过滤器的再生方法，所述再生方法包含如下工序：

用碱水溶液洗涤所述过滤器的工序(A)；

在所述工序(A)之后，水洗所述过滤器的工序(B)；

在所述工序(B)之后，使所述过滤器与再生用丙烯酸接触至少6小时的工序(C)，

所述过滤工序是在将由丙烯酸制造工艺的析晶工序获得的精制丙烯酸移送到贮藏罐的管路中进行的工序。

2.根据权利要求1所述的再生方法，其中，所述再生用丙烯酸的温度为14～80℃。

3.根据权利要求1所述的再生方法，其中，所述工序(C)的接触为浸渍。

4.根据权利要求2所述的再生方法，其中，所述工序(C)的接触为浸渍。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的再生方法，其中，所述过滤器为筒式过滤器。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的再生方法，其中，在所述工序(A)之前，进一步包含水洗所述过滤器的工序(X)。

7.根据权利要求5所述的再生方法，其中，在所述工序(A)之前，进一步包含水洗所述过滤器的工序(X)。

8.根据权利要求1所示的再生方法，其中，所述再生用丙烯酸的温度为15～40℃。

9.根据权利要求1所示的再生方法，其中，所述再生用丙烯酸的APHA色度为10以下，金属含量为3质量ppm以下。

10.根据权利要求1所示的再生方法，其中，所述工序(B)中，反复进行冲洗直至冲洗掉残留的碱后的水的pH为8.0以下。