CN117412795A - 用于纯化装置的槽 - Google Patents

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CN117412795A CN202280039800.7A CN202280039800A CN117412795A CN 117412795 A CN117412795 A CN 117412795A CN 202280039800 A CN202280039800 A CN 202280039800A CN 117412795 A CN117412795 A CN 117412795A
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福本隼也
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迎真志
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Abstract

本发明提供一种稳定地得到产品方法。本发明是一种用于纯化装置的槽，其特征在于，该槽是生成含有化合物的晶体的浆料的析晶槽和/或能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体的熟化槽，该槽具备：喷嘴，其用于将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料以与该槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给；以及加热机构，其用于加热该内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分。

Description

用于纯化装置的槽
技术领域
本发明涉及一种用于纯化装置的槽。更详细而言，涉及用于纯化装置的槽、纯化装置、化合物的制造方法以及化合物的纯化方法。
背景技术
纯化装置例如为了对作为树脂的原料等使用的化合物进行纯化而在工业上被广泛利用。在化学工业的大部分领域中，谋求得到杂质进一步降低了的高质量的化合物，为此，对更优异的纯化装置进行了各种研究。
在工业方面，化合物纯化前的粗制化合物大部分经由连续式的纯化工序而被纯化。例如，公开了如下的丙烯酸的制造方法：收集使原料气体进行接触气相氧化反应而得到的含有丙烯酸的气体，并进行析晶纯化，将剩余母液中含有的丙烯酸的迈克尔加成物分解并送回至收集工序(例如，参照专利文献1)。
在上述纯化工序中，为了以较高的产率得到更高纯度的化合物，而使用生成含有化合物的晶体的浆料的槽(析晶槽)、使化合物的晶体生长的槽(熟化槽)。在专利文献2～4中公开了以往的使用了析晶槽、熟化槽的纯化方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-182437号公报
专利文献2：日本特开2005-28214号公报
专利文献3：日本特开2012-140471号公报
专利文献4：日本特开2002-204937号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，谋求用于制造化合物的更优异的纯化装置，期望稳定地得到产品(化合物)的方法。本发明是鉴于上述现状而做成的，其目的在于提供一种稳定地得到产品的方法。
用于解决问题的方案
本发明人们对稳定地得到产品的方法进行了研究，着眼于用于纯化装置的槽。于是，发现存在以下这样的课题：在向生成含有化合物的晶体的浆料的析晶槽、能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体的熟化槽供给溶液或浆料时，若为了防止液体溅起而一边沿着(顺着)槽的内壁面一边供给溶液或浆料，则由溶液或浆料中的母液生成的微细的晶体会在内壁面上附着，成为核并生长，而产生粗大晶体。于是，本发明人们进行了深入研究，结果得出了以下见解而完成了本发明：通过使槽具备用于将溶液或浆料以与槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给的喷嘴，并且具备用于加热该内壁面的、供溶液或浆料碰撞的部分的加热机构，从而在向槽内供给溶液或浆料时，能够充分地防止液体溅起，并且防止微细的晶体在槽的内壁面附着而成为核并生长，从而稳定地得到产品。
即，本发明是一种用于纯化装置的槽，其特征在于，该槽是生成含有化合物的晶体的浆料的析晶槽和/或能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体的熟化槽，该槽具备：喷嘴，其用于将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料以与该槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给；以及加热机构，其用于加热该内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分。
发明的效果
通过使用本发明的纯化装置，能够稳定地得到产品。
附图说明
图1是从侧面侧观察本发明的槽的一个例子的剖视示意图。
图2是表示图1所示的槽内的喷嘴和加热机构的立体图。
图3是从侧面侧观察本发明的槽的一个例子的剖视示意图。
图4的(a)～(c)是表示本发明的槽中使用的喷嘴的例子的示意图。
具体实施方式
以下，详细地说明本发明。
此外，将以下记载的本发明的各个优选特征的两个以上组合而成的方式也是本发明的优选方式。
以下，首先，说明本发明的槽(用于纯化装置的析晶槽和/或熟化槽)。接着，依次说明本发明的纯化装置、本发明的化合物的制造方法、本发明的化合物的纯化方法。
(用于纯化装置的槽)
上述槽是生成含有化合物的晶体的浆料的析晶槽和/或能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体的熟化槽。
上述槽具备：喷嘴，其用于将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料(在本说明书中，也简称为溶液或浆料)以与该槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给；以及加热机构，其用于加热该内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分。
上述喷嘴用于将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料以与上述槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给，通常，上述喷嘴自该槽的外部向内部延伸，上述喷嘴的位于槽的内部侧的前端(向上述槽内供给溶液或浆料的供给口)朝向上述槽的内壁面并与该内壁面接近地配置。
上述喷嘴例如能够贯穿上述槽的顶板。在此，上述喷嘴可以在垂直方向上贯穿上述槽的顶板，在槽内具有弯曲部，前端部朝向内壁面地配置，也可以倾斜地贯穿上述槽的顶板，但尤其优选的是，在垂直方向上贯穿上述槽的顶板，在槽内具有弯曲部，前端部朝向内壁面地配置。
例如，对于上述喷嘴，上述前端部优选以朝下的方式设置，尤其是，从稳定地得到产品的观点来看，更优选以相对于水平方向朝下5°以上的方式设置，进一步优选以朝下10°以上的方式设置，进一步优选以朝下15°以上的方式设置。另外，从使溶液或浆料更好地与内壁面碰撞并沿着内壁面的观点来看，上述喷嘴的前端部相对于水平方向朝下的角度更优选为70°以下，进一步优选为60°以下，特别优选为50°以下。此外，上述喷嘴的前端部的、相对于水平方向朝下的角度是在图4的(a)中表示为由虚线所示的水平方向与喷嘴的前端部所成的角α的角度。
上述喷嘴的前端部与上述内壁面之间的距离(最短距离)优选为喷嘴的内径的0.1倍～5倍的距离，更优选为0.2倍～2倍的距离，进一步优选为0.3倍～1倍的距离，特别优选为0.4倍～0.9倍的距离，最优选为0.6倍～0.7倍的距离。
上述喷嘴的内径优选为2mm～300mm，更优选为10mm～200mm。
对于上述喷嘴，其材质没有特别限定，优选由金属或合金构成。
上述喷嘴的前端的形状没有特别限定，可以是平坦的，也可以是尖锐的，但喷嘴的前端面(由喷嘴的孔及其周缘部构成的面)与上述内壁面所成的角优选为15°以下，更优选为10°以下，进一步优选为5°以下，特别优选为与上述内壁面平行。此外，上述喷嘴的前端面与内壁面所成的角是在图4的(b)中表示为β的角度或在图4的(c)中表示为γ的角度。
此外，在后述的图1中，示出了将溶液或浆料11向槽1输送的喷嘴仅设有一个、且上述溶液或浆料的供给口在槽1仅设有一个的情况，但如图3所示，也可以在槽设有多个喷嘴。在该情况下，任一个喷嘴满足上述的本发明的结构即可，但优选全部喷嘴满足本发明的结构。另外，可以相对于多个喷嘴设置一个以上的加热机构，也可以分别相对于多个喷嘴设置一个以上的加热机构。
上述加热机构用于加热上述内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分。
作为上述加热机构，没有特别限定，例如可列举热介质、蒸汽伴热、电伴热、调整槽的环境温度的公知的加热器等。此外，上述加热机构也可以是上述内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分自身。
尤其是，在本发明的槽中，优选的是，上述加热机构为夹套式的加热机构。
在上述加热的机构为夹套式的情况下，其材质没有特别限定，可以是金属(例如，SUS、碳钢〔Carbon steel〕)制的，也可以是树脂制的。
优选的是，上述夹套式的加热机构在槽的壁面上的纵向上的长度和横向上的长度分别相对于上述喷嘴的内径为1倍以上。
上述纵向上的长度相对于上述喷嘴的内径更优选为2倍以上，进一步优选为3倍以上，特别优选为5倍以上。
上述纵向上的长度相对于上述喷嘴的内径的上限值没有特别限定，例如为20倍。
上述横向上的长度相对于上述喷嘴的内径更优选为2倍以上，进一步优选为3倍以上，更进一步优选为4倍以上，特别优选为5倍以上。
上述横向上的长度相对于上述喷嘴的内径的上限值没有特别限定，例如为100倍。
上述夹套式的加热机构可以是矩形状，也可以是其他形状(例如，圆形状、多边形状等)，但优选为矩形状。
对于上述喷嘴的前端部，其孔的中心部的延长线优选位于上述加热机构的、加热机构的纵向上的长度的从下方起1/6以上的部分，更优选位于从下方起1/5以上的部分，进一步优选位于从下方起2/5以上的部分。
对于上述喷嘴的前端部，上述中心部的延长线优选位于上述加热机构的、加热机构的纵向上的长度的从下方起9/10以下的部分，更优选位于从下方起4/5以下的部分。
另外，对于上述喷嘴的前端部，上述中心部的延长线优选位于上述加热机构的、加热机构的横向上的长度的分别从左右起1/10以上的部分(靠近中央的部分)，更优选位于分别从左右起1/5以上的部分。
上述夹套可以被分割，也能够以使各自成为不同的温度(不同的热介质)的方式运转。
也能够在上述夹套的外侧还设置保温材料、伴热器等。
对于上述夹套内部，没有特别限定，可以设置隔板等促进热传递的构造。
上述夹套的平均厚度(供热介质流动的部分的空间的宽度)例如优选为5mm～200mm。
上述夹套的经由上述槽的壁面的热通量优选为100W/m2以上，更优选为200W/m2以上，进一步优选为500W/m2以上。
对于上述夹套的经由上述槽的壁面的热通量，其上限值没有特别限定，但通常为4000W/m2以下。
此外，作为上述热介质，没有特别限定，可列举出水、防冻液、甲醇水(甲醇水溶液)、气体、蒸汽等。上述热介质考虑进行纯化的化合物的凝固点等适当选择即可。
上述析晶槽能够具备冷却机构，只要能够冷却化合物的溶液而使晶体析出，生成含有晶体和母液的浆料即可，没有特别限定。大致区分为以下方式：在槽自身附带有冷却夹套，直接冷却槽内(除上述的供溶液或浆料碰撞的部分以外)而生成晶体；冷却机构与槽分离，利用配管连接，一边循环一边冷却，而生成晶体。
在槽自身附带有冷却夹套的方式中，具有设备个数较少这样的优点，但为了增加传热面积，需要使槽自身变大。在要求较高的生产能力的情况下，槽的尺寸过大，在初期投资、占地面积的方面成为缺点。
因此，对于槽自身的尺寸存在限制的情况、要求较高的生产能力的化合物的纯化，优选在槽外冷却槽的内容物的形式。如此，若是利用配管连接槽和冷却机构，将槽内的化合物的溶液(或含有晶体的浆料)的一部分向冷却机构输送并在冷却机构内生成晶体，将含有所生成的晶体的浆料送回槽，则通过增加冷却机构而能够容易增加传热面积，能够容易进行析晶槽的规模增大。
该情况下的冷却机构只要能够冷却化合物的溶液而使晶体析出即可，没有特别限定，优选使用能够确保传热面积较大的壳管式换热器、螺旋式换热器等、一边刮取冷却面一边进行晶体化的冷却圆板型析晶器、刮取式冷却析晶器等。
冷却圆板型析晶器只要冷却化合物的溶液而使晶体析出，并刮取析出的晶体即可，能够使用如下构造的冷却圆板型析晶器等：由管和对管中进行划分的多个冷却板构成，在冷却板的壁面生成晶体，使具有刮板的搅拌翼在管的内部旋转而刮取晶体。
刮取式冷却析晶器只要冷却化合物的溶液而使晶体析出，并刮取析出的晶体即可，能够使用如下构造的刮取式冷却析晶器等：由双层构造的管构成，使制冷剂在外侧的管流动，使槽内的化合物的溶液(或含有晶体的浆料)在内侧的管流动，在内侧的管的壁面生成晶体，使具有刮取用的刮刀的轴在内侧的管的内部旋转而刮取晶体。
上述析晶槽中的析晶温度与被纯化的化合物的种类相对应地适当调整即可，大致相对于纯物质的熔点为-1℃～-15℃的范围，优选为-1.5℃～-13.5℃的范围，更优选为-3.5℃～-12.5℃的范围，进一步优选为-5℃～-11.5℃的范围。另外，在被纯化的化合物为(甲基)丙烯酸的情况下，优选为0℃～12℃。更优选为1℃～10℃，进一步优选为2℃～8.5℃。若析晶槽的温度较高，则生成纯度较高的晶体，但例如在析晶槽使用了刮取式冷却析晶器的情况下，可能发生析晶槽中的晶体刮取需要较多的动力等不良情况。另外，若使制冷剂与析晶槽内的温度差过高，则例如在析晶槽使用了刮取式冷却析晶器的情况下，可能发生引起刮取用刮板的粘连等不良情况，可能难以持续运转。因此，在析晶槽的温度较高的条件下，需要降低制冷剂与析晶槽内的温度差，使每传热面积的晶体生成量下降。虽然在析晶槽的温度较低时生成的晶体的纯度降低，但在析晶槽使用了刮取式冷却析晶器的情况下，析晶槽中的晶体刮取所需要的动力可以较小，即使提高制冷剂与析晶槽内的温度差，也不易引起刮板的粘连。结果上，能够提高制冷剂与析晶槽内的温度差，增加每传热面积的晶体生成量。但是，若析晶温度过低，则生成的晶体粒径细小，存在晶体难以沉淀的倾向。
上述熟化槽只要能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体即可，没有特别限定。通过保持一定时间晶体，从而利用奥斯特瓦尔德熟化，细小的晶体熔解，较大的晶体进一步生长，晶体直径分布变窄，而能够进一步提高清洗柱中的纯化效率。另外，对于析晶槽，通过保持一定时间晶体，也能够期待与熟化槽同等的效果。
上述熟化槽通常在底面附近具备用于自熟化槽提取含有化合物的晶体的浆料的提取口。
上述熟化槽可以在槽内具备挡板(隔板)。
作为上述挡板的材料，例如可列举不锈钢等金属、树脂等。
上述挡板可以在上述熟化槽内设有多个。
上述熟化槽可以在顶板附近还具备用于自熟化槽提取上清部的母液的提取口。提取出的母液能够再循环，由此，能够提高化合物的产率。例如，提取出的母液能够送回前一工序(前段)的槽。对于构成该提取口的喷嘴或管，其材质没有特别限定，例如能够由金属或合金构成。
上述母液的提取口在熟化槽可以仅设有一个，也可以设有多个。
上述熟化槽可以具备用于防止化合物的晶体向母液的提取口混入的机构(分隔板、堤部等)。由此，能够更进一步防止晶体向上述母液的提取口混入。
对于上述析晶槽或熟化槽，其大小没有特别限定，例如，其内径优选为100mm～50000mm。另外，其高度优选为1000mm～100000mm。
上述熟化槽中的化合物的滞留时间与被纯化的化合物的种类相对应地适当调整即可，但从整理向清洗柱输送的浆料的粒度分布、降低清洗柱中的回流比(清洗液流量/纯化化合物流量)的观点来看，滞留时间优选为0.5小时～6小时。在化合物为(甲基)丙烯酸的情况下，更优选为1小时～5小时，进一步优选为1.2小时～4.5小时。
此外，上述滞留时间作为将熟化槽的悬浮部的容量除以自熟化槽向下一工序(后段)的清洗柱供给浆料的流量而得到的值来计算。
关于析晶槽，根据所需的传热面积等来确定槽尺寸。析晶槽中的化合物的滞留时间根据运行条件而变化。
也可以在上述析晶槽或熟化槽的主体或周边设置温度计、压力计、液面计(雷达式等)、液位开关(浮子式等)等仪表设备类，在该情况下，能够利用罩覆盖这些部件。另外，还可以在上述熟化槽的侧板等设置侧玻璃(窥视窗)，也可以在熟化槽的顶板、侧板等设置人孔、手孔(维护时用于使手进入于内部的孔)等，还可以在熟化槽的顶板等设置裂缝(日文：ラプチャー)等。这些部件的设置数量没有限定。
此外，本发明的槽并不限定于其使用状态，只要具有上述的结构，并在本发明的槽的使用时，能够使溶液或浆料与容器内壁面上的被加热部碰撞并沿着容器内壁面即可。
图1是从侧面侧观察本发明的槽的一个例子的剖视示意图。
经由喷嘴12将溶液或浆料11向槽1(在图1中，示出了具备搅拌机3的熟化槽的情况。)内供给。在此，喷嘴12在垂直方向上贯穿槽1的顶板，该喷嘴12的前端弯曲，供给口朝向容器内壁面上的被加热部(被加热机构13加热的部分)并靠近该被加热部地配置。如此，通过使溶液或浆料11沿着容器内壁面，从而能够防止在使溶液或浆料11直接向液面滴下的情况下发生的液体溅起，并且，通过使溶液或浆料11与容器内壁面上的被加热部碰撞，从而能够充分地防止在内壁面上生成结晶核而结垢并生长成粗大的晶体。
图2是表示图1所示的槽内的喷嘴和加热机构的立体图。
在图2中，加热机构为夹套式的，能够加热比喷嘴12的内径大的纵向、横向上的范围。由此，能够充分地防止在内壁面上生成结晶核。
图3是从侧面侧观察本发明的槽的一个例子的剖视示意图。
在图3所示的槽中，与图1所示的喷嘴12一起设有喷嘴12a。经由喷嘴12a将溶液或浆料11a向槽1内供给。在此，喷嘴12a也与喷嘴12同样，在垂直方向上贯穿槽1的顶板，该喷嘴12a的前端弯曲，供给口朝向容器内壁面上的被加热部并靠近该被加热部地配置。如此，通过使溶液或浆料11a沿着容器内壁面，从而能够防止在使溶液或浆料11a直接向液面滴下的情况下发生的液体溅起，并且，通过使溶液或浆料11a与容器内壁面上的被加热部碰撞，从而能够充分地防止在内壁面上生成结晶核而结垢并生长成粗大的晶体。
此外，在设置用于向槽供给浆料的喷嘴和用于向槽供给溶液的喷嘴的情况下，这些喷嘴的前端的高度可以相同，也可以以用于供给浆料的喷嘴的前端的高度比用于供给溶液的喷嘴的前端的高度靠下的方式配置各喷嘴。
在以用于供给浆料的喷嘴的前端的高度比用于供给溶液的喷嘴的前端的高度靠下的方式配置各喷嘴的情况下，用于供给浆料的喷嘴的前端的高度与用于供给溶液的喷嘴的前端的高度相比，优选低10mm～500mm，更优选低50mm～400mm，进一步优选低80mm～300mm。由此，不仅能够防止浆料的飞散、晶体向内壁面的附着、以此为核而使晶体生长的情况，即使浆料飞散而在内壁面附着有结垢，也能够将因浆料飞散而附着于内壁面的结垢在较短的时间内冲走。
此外，喷嘴的前端的高度是指喷嘴的前端面上的孔的中心部的高度。高度之差是垂直方向上的高度之差。
例如，优选图3所示的经由喷嘴12向槽1内供给浆料并经由喷嘴12a向槽1内供给溶液的方式。
另外，溶液自用于供给溶液的喷嘴排出的排出方向优选为与浆料自用于供给浆料的喷嘴排出的排出方向相同的方向。溶液或浆料自喷嘴排出的排出方向是指喷嘴的前端部的孔的中心部的延长线的方向。
根据同样的观点，用于供给浆料的喷嘴的前端部的孔的中心部的延长线与上述加热机构相交的位置的高度和用于供给溶液的喷嘴的前端部的孔的中心部的延长线与上述加热机构相交的位置的高度可以相同，用于供给浆料的喷嘴的前端部的孔的中心部的延长线与上述加热机构相交的位置的高度也可以低于用于供给溶液的喷嘴的前端部的孔的中心部的延长线与上述加热机构相交的位置的高度。
在用于供给浆料的喷嘴的前端部的孔的中心部的延长线与上述加热机构相交的位置的高度低于用于供给溶液的喷嘴的前端部的孔的中心部的延长线与上述加热机构相交的位置的高度的情况下，该高度之差优选为10mm～500mm，更优选为50mm～400mm，进一步优选为80mm～300mm。由此，能够在纯化装置的运行过程中始终利用溶液冲洗形成于内壁面上的结垢。
另外，可以相对于喷嘴12、喷嘴12a这样的多个喷嘴设置一个以上的加热机构，或者也可以分别相对于多个喷嘴设置一个以上的加热机构。
另外，用于供给浆料的喷嘴和用于供给溶液的喷嘴优选在以从上侧观察到的水平距离进行观察时位于较近的位置。该水平距离优选为5mm～2500mm，更优选为10mm～1500mm，进一步优选为15mm～900mm。此外，该水平距离是指以各个喷嘴的中心为基准从上侧观察到的距离(水平分量的距离)。由此，不仅能够防止浆料的飞散、晶体向内壁面的附着、以此为核而使晶体生长的情况，即使浆料飞散而在内壁面附着有结垢，也能够将因浆料飞散而附着于内壁面的结垢在较短的时间内冲走。
(本发明的纯化装置)
本发明还是一种构成为包含本发明的槽的纯化装置。
在本发明的纯化装置包含上述析晶槽的情况下，本发明的纯化装置能够具有一个或多个析晶槽。在本发明的纯化装置具有多个析晶槽(第1～N个析晶槽)的情况下，优选该多个析晶槽串联地连接。在该情况下，本发明的纯化装置通常具有用于根据期望而经由或不经由固液分离装置地自析晶槽向析晶槽输送含有化合物的晶体的浆料的管线。另外，在该情况下，本发明的纯化装置具有用于向至少一个析晶槽供给含有化合物的被纯化液的管线。另外，在本发明的纯化装置还包含熟化槽的情况下，优选的是，本发明的纯化装置至少在第N个析晶槽具有用于向上述熟化槽供给含有化合物的晶体的浆料的管线。
在本发明的纯化装置如上述那样具有多个槽的情况下，任一槽为本发明的槽即可，但优选全部槽为本发明的槽。
本发明的纯化装置优选能够进行连续式的纯化工序，例如，能够还包含作为本发明的槽的后段的清洗柱(优选的是，强制性地输送晶体的清洗柱)。
在本发明的纯化装置还包含上述清洗柱的情况下，优选的是，本发明的纯化装置具有用于将含有化合物的晶体的浆料自本发明的纯化装置包含的槽(例如，在本发明的纯化装置包含串联地连接的多个槽的情况下，为最后的槽)向上述清洗柱供给的管线。
优选的是，本发明的纯化装置还具有用于自上述清洗柱将产品送出的管线。
可以是，本发明的纯化装置还具有用于将母液自后段侧的槽或装置送回前段侧的槽或装置的管线。
另外，可以是，本发明的纯化装置还包含控制上述浆料的送液量、上述母液的返送量的机构。作为该控制机构，例如可列举安装于各种管线的阀等。
可以是，本发明的纯化装置适当地包含其他纯化装置中通常使用的装置。
(本发明的化合物的制造方法)
本发明还是一种化合物的制造方法，其特征在于，该制造方法包含以下工序：将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料以与槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给；以及加热该内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分，该槽是生成含有化合物的晶体的浆料的析晶槽和/或能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体的熟化槽。
在本发明的化合物的制造方法中，基本上对纯化对象依次进行上述向槽内供给的工序和上述加热的工序。以下，依次说明上述向槽内供给的工序、上述加热的工序，接着，说明其他工序。此外，在连续式的纯化工序中，通常，在作为纯化装置整体观察时，各工序同时进行。
在本说明书中，“化合物”是指利用本发明的制造方法得到的化合物，并不是指本发明的制造方法中的原料、副产物、溶剂。“化合物”能够换称为“目标化合物”或“目标物”。在本说明书中，“杂质”是指“化合物”以外的成分，例如指原料、副产物、溶剂。
＜将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料以与槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给的工序＞
在上述向槽内供给的工序中，将溶液或浆料以与槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给。此外，如后所述，供浆料碰撞的部分在加热的工序中被加热。该浆料为化合物的晶体与母液的悬浮液，换言之，向槽供给的含有化合物的晶体的浆料的液体部分为母液。此外，该含有晶体的浆料能够通过在含有化合物的溶液(例如，粗(甲基)丙烯酸水溶液或粗(甲基)丙烯酸溶液)中生成晶体而得到，该含有化合物的溶液可以自行制备，也可以从他处采购。此外，在此所说的含有化合物的溶液中也包含粗制化合物。
在上述向槽内供给的工序中，优选将溶液或含有化合物的晶体的浆料自熟化槽的顶板附近向熟化槽供给。例如，优选将溶液或浆料经由设于熟化槽的顶板的喷嘴向槽内供给。
在上述向槽内供给的工序中，例如能够使用上述的喷嘴将溶液或浆料以与槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给。
在上述向槽内供给的工序中，溶液或浆料的供给速度没有特别限定，在工业规模的熟化槽中，针对每一个喷嘴，例如为0.2×103kg/h～4.0×105kg/h。
在上述向槽内供给的工序中，溶液或浆料的供给温度能够根据上述化合物的熔点等适当设定，例如能够在0℃～80℃的范围内适当调整。
例如在上述化合物为(甲基)丙烯酸的情况下，溶液或浆料的供给温度优选为5℃～13℃，更优选为6℃～12℃。
上述溶液或浆料的供给温度为即将向上述槽内供给之前的含有晶体的溶液或浆料(例如，向熟化槽供给溶液或浆料的喷嘴内的溶液或浆料)中的母液的温度。
上述向槽内供给的溶液包含上述化合物。作为上述溶液，可列举上述化合物、上述化合物的水溶液等。此外，上述溶液通常包含除上述化合物、水以外的杂质。
在本发明的化合物的制造方法中，对于上述向槽内供给的溶液，优选上述化合物的纯度(质量比例)为99质量％以下。
上述溶液中的化合物的质量比例优选为80质量％以上。
从更稳定地得到产品的观点来看，上述向槽内供给的含有晶体的浆料中的晶体的质量比例优选为25质量％以上，更优选为30质量％以上，进一步优选为35质量％以上。
从使浆料的流动性优异、使配管堵塞的风险更进一步减小的观点来看，上述晶体的质量比例优选为55质量％以下，更优选为50质量％以下，进一步优选为45质量％以下。
上述向熟化槽供给的含有晶体的浆料例如能够使用在固液分离装置中浓缩了的浆料。
此外，在本说明书中，在仅提及“向槽内供给的含有晶体的浆料”的情况下，向该熟化槽供给的含有晶体的浆料是指即将向熟化槽供给之前的含有晶体的浆料，例如是指用于向熟化槽供给含有晶体的浆料的管或喷嘴内的含有晶体的浆料。
上述向槽内供给的含有晶体的浆料优选在其母液中含有上述化合物。作为上述母液，可列举上述化合物、上述化合物的水溶液等。此外，上述母液通常含有除上述化合物、水以外的杂质。
在本发明的化合物的制造方法中，上述向槽内供给的含有晶体的浆料优选为其母液中的上述化合物的纯度(质量比例)为99质量％以下。
上述母液中的化合物的质量比例优选为80质量％以上。
在本发明的制造方法中，上述化合物优选为具有反应性的双键的易聚合性化合物。
尤其是，在本发明的制造方法中，上述化合物更优选为不饱和羧酸，进一步优选为(甲基)丙烯酸，特别优选为丙烯酸。在本说明书中，(甲基)丙烯酸为丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
此外，上述槽内可以在加压下运转，也可以在常压下运转，还可以在减压下运转。
上述向槽内供给的工序可以是间歇的，但在上述槽的使用过程中，优选基本上持续地进行。
＜加热内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分的工序＞
在上述加热的工序中，加热内壁面的、供溶液或浆料碰撞的部分。
上述加热的工序例如能够使用上述的加热机构(优选的是，夹套式的加热机构)较好地进行。
上述加热的温度能够根据防止晶体在内壁面附着的观点而适当设定，能够大致相对于含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料的温度在+3℃～+100℃的范围内适当调整，优选能够在+7℃～+80℃的范围内调整，更优选能够在+12℃～+60℃的范围内调整。
例如在上述化合物为(甲基)丙烯酸的情况下，加热的温度优选为17℃～100℃，更优选为20℃～80℃，进一步优选为25℃～60℃。
对于上述加热的温度，可以利用温度计测量供浆料碰撞的部分的外壁面，在加热机构为夹套式的情况下，也可以测量热介质的温度。
上述加热的工序可以是间歇的，但在上述槽的使用过程中，优选基本上持续地进行。
上述加热机构通常配置于比槽内的液面靠上侧的位置。
＜向清洗柱供给的工序＞
可以是，本发明的制造方法还包含以下工序：自槽(例如，在本发明的纯化装置包含串联地连接的多个槽的情况下，为最后的槽)提取含有化合物的晶体的浆料，将该含有化合物的晶体的浆料向清洗柱供给。
在上述向清洗柱供给的工序中，首先，自槽提取含有化合物的晶体的浆料。优选自槽的底面附近提取含有化合物的晶体的浆料。
接着，将提取出的含有化合物的晶体的浆料向清洗柱供给。
在上述向清洗柱供给的工序中，优选将含有化合物的晶体的浆料自清洗柱的顶板或顶板附近向清洗柱供给。例如，优选将含有化合物的晶体的浆料经由设于清洗柱的顶板的喷嘴向清洗柱供给。
上述向清洗柱供给的工序能够使用离心泵、隔膜泵、旋转泵等泵较好地进行。
上述向清洗柱供给的含有晶体的浆料中的晶体的质量比例优选为1质量％以上，更优选为3质量％以上，进一步优选为5质量％以上，特别优选为10质量％以上。
上述晶体的质量比例优选为50质量％以下，更优选为40质量％以下，进一步优选为30质量％以下，特别优选为20质量％以下。
此外，在本说明书中，在仅提及“向清洗柱供给的含有晶体的浆料”的情况下，该向清洗柱供给的含有晶体的浆料是指即将向清洗柱供给之前的含有晶体的浆料，例如是指用于向清洗柱供给含有晶体的浆料的管或喷嘴内的含有晶体的浆料。
上述向清洗柱供给的含有晶体的浆料与上述向熟化槽供给的含有晶体的浆料同样，优选在其母液中含有上述化合物。作为上述母液，可列举上述化合物、上述化合物的水溶液等。此外，上述母液通常含有除上述化合物、水以外的杂质。
上述母液中的化合物的纯度、水的质量比例、除化合物、水以外的杂质的质量比例的优选的范围与后述的流动的工序的母液中的化合物的纯度、水的质量比例、除化合物、水以外的杂质的质量比例的优选的范围相同。
在上述向清洗柱供给的工序中，含有晶体的浆料的供给速度没有特别限定，在工业规模的清洗柱中，例如为0.2×103kg/h～4.0×105kg/h。
在上述向清洗柱供给的工序中，含有晶体的浆料的供给温度能够根据上述化合物的熔点等适当设定，例如能够在0℃～80℃的范围内适当调整。
例如，在上述化合物为(甲基)丙烯酸的情况下，含有晶体的浆料的供给温度优选为5℃～13℃，更优选为6℃～12℃。
上述含有晶体的浆料的供给温度为即将向上述清洗柱供给之前的含有晶体的浆料(例如，将含有晶体的浆料向清洗柱供给的管或喷嘴内的含有晶体的浆料)中的母液的温度。
＜在熟化槽内搅拌的工序＞
本发明的制造方法可以包含在熟化槽内搅拌含有化合物的晶体的浆料的工序。
在上述搅拌的工序中，通常，使用熟化槽具备的搅拌机搅拌含有晶体的浆料。
在上述搅拌的工序中，搅拌机的转速优选为5rpm～500rpm的范围内，更优选为10rpm～300rpm的范围内。
搅拌可以是间歇的搅拌，但在上述熟化槽的使用过程中，优选基本上持续地进行。
＜自熟化槽提取母液的工序＞
本发明的制造方法可以包含提取熟化槽的上清部的母液的工序。
提取出的母液能够再循环并进行再利用。通过将提取出的母液例如向前段的析晶槽供给并进行再利用，从而能够进一步提高上述化合物的品质。
上述提取母液的工序也可以使用泵等来进行。
＜得到含有晶体的浆料的工序＞
本发明的制造方法优选还包括自含有化合物的溶液得到含有化合物的晶体的浆料的工序。
含有化合物的溶液优选为粗(甲基)丙烯酸水溶液或粗(甲基)丙烯酸溶液。粗(甲基)丙烯酸水溶液是指(甲基)丙烯酸溶解于水中而得到的溶液，且含有(甲基)丙烯酸制造时的副产物等杂质。粗(甲基)丙烯酸溶液是指由(甲基)丙烯酸构成的溶液，且含有(甲基)丙烯酸制造时的副产物等杂质。这些溶液例如能够通过将作为利用丙烯、异丁烯的气相氧化反应得到的反应产物的化合物的气体在吸收塔中进行收集、以及根据需要进行蒸馏而得到，但并不限定于自行合成而得到，也可以从他处采购。针对粗(甲基)丙烯酸水溶液或粗(甲基)丙烯酸溶液，例如使用上述析晶槽进行冷却，而能够得到含有(甲基)丙烯酸的晶体的浆料。
此外，作为上述杂质，例如可列举丙酸、乙酸、马来酸、苯甲酸、丙烯酸二聚体等酸类、丙烯醛、糠醛、甲醛、乙二醛等醛类、丙酮、原白头翁素等。除此以外，有时含有甲苯、甲基异丁基酮等溶剂。
根据本发明的制造方法，能够充分地去除含有化合物的溶液中所含的杂质。
＜得到含化合物溶液的工序＞
在本发明的制造方法中，上述制造方法优选还包括自原料得到含有化合物的溶液的工序。
在上述得到含有化合物的溶液的工序中，只要能够得到含有化合物的溶液即可，并没有特别限定，在上述化合物为(甲基)丙烯酸的情况下，例如，能够利用日本特开2007-182437号公报(专利文献1)所述的丙烯酸的合成工序、丙烯酸的收集工序等较好地进行。
在本发明的化合物的制造方法中，优选的是，上述(甲基)丙烯酸以从包括丙烷、丙烯、丙烯醛、异丁烯、甲基丙烯醛、乙酸、乳酸、异丙醇、1，3-丙二醇、甘油以及3-羟基丙酸的组中选择的至少一种为原料。另外，上述(甲基)丙烯酸和/或原料也可以由可再生的原料衍生，而生成生物基的(甲基)丙烯酸。
此外，在上述得到含有化合物的溶液的工序中，基本上产生副产物等杂质。例如，在上述化合物为(甲基)丙烯酸的情况下，作为杂质而产生水、丙酸、乙酸、马来酸、苯甲酸、丙烯酸二聚体等酸类、丙烯醛、糠醛、甲醛、乙二醛等醛类、丙酮、甲基异丁基酮、甲苯、原白头翁素等，但通过本发明的制造方法的利用熟化槽进行的纯化等，能够使杂质的分离效率优异，高效地得到产品。
(化合物的纯化方法)
本发明还是一种化合物的纯化方法，其特征在于，该纯化方法包含以下工序：将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料以与槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给；以及加热该内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分，该槽是生成含有化合物的晶体的浆料的析晶槽和/或能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体的熟化槽。
利用本发明的纯化方法，能够稳定地使化合物纯化。
本发明的纯化方法的优选的方式与上述的本发明的制造方法的优选的方式相同。
实施例
以下，列举实施例更具体地说明本发明，但本发明当然不受下述的实施例限制，也能够在能够符合上下文的主旨的范围内适当地施加变更来实施，这些都包含在本发明的技术范围内。
此外，以下，在没有事先说明的情况下，“％”表示“质量％”，“份”表示“质量份”。
＜实施例1＞
(丙烯酸水溶液的获得方法)
根据国际公布第2010/032665号所记载的方法，对丙烯进行接触气相氧化而得到含有丙烯酸的气体，将所得到的含有丙烯酸的气体在吸收塔中进行处理，从而得到丙烯酸水溶液。
(供给浆料的获得方法)
向析晶槽供给丙烯酸水溶液。向配设于析晶槽的周壁的夹套供给制冷剂，间接地进行冷却，从而利用配设于析晶槽的内部的刮板刮取附着于析晶槽的内表面的晶体，而制备含有晶体的浆料(供给浆料)。
(纯化装置、纯化条件)
作为纯化装置，使用了包含作为前段的上述析晶槽和熟化槽的纯化装置。熟化槽具备以下的设备。
用于将溶液或含有晶体的浆料以与槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给的喷嘴(溶液供给喷嘴和浆料供给喷嘴)(各一个：均在垂直方向上贯穿熟化槽的顶板，在熟化槽内具有弯曲部，前端部朝向容器内壁面地配置。前端部相对于水平方向朝下45°。内径：80mm，与内壁面之间的距离：50mm。喷嘴前端的形状为前端面(由喷嘴的孔及其周缘部构成的面)相对于容器内壁面平行的形状。浆料的供给温度：8℃，溶液的供给温度：10℃)
用于加热内壁面的、供溶液或含有晶体的浆料碰撞的部分的加热机构(加热温度：32℃，加热流体：水，纵向上的长度：500mm，横向上的长度：2600mm，形状：矩形状，上述浆料供给喷嘴前端部和上述溶液供给喷嘴前端部各自的孔的中心部的延长线上位于加热机构的从下方起200mm的位置，均位于加热机构的从左右起1300mm的位置。从上方观察时的、浆料自浆料供给喷嘴前端部排出的排出方向与溶液自溶液供给喷嘴前端部排出的排出方向不同。夹套宽度〔供热介质流动的部分的空间的宽度〕：25mm)
运行上述熟化槽，在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体，使晶体生长。加热内壁面的供含有晶体的浆料碰撞的部分，使含有晶体的浆料沿着内壁面，从而能够充分地抑制浆料的分散、以及晶体附着于内壁面成为核并生长而生长成粗大晶体，能够稳定地得到产品。
＜实施例2＞
在上述熟化槽中，将溶液自溶液供给喷嘴前端部排出的排出方向与浆料自浆料供给喷嘴前端部排出的排出方向设为相同，溶液供给喷嘴前端部的孔的中心部的延长线上位于加热机构的从下方起300mm的位置，除此以外与实施例1同样地运行熟化槽，在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体，使晶体生长。在实施例1的效果的基础上，能够在纯化装置的运行过程中始终利用溶液自上方冲洗形成于内壁面上的结垢，因此，能够抑制结垢的产生，能够稳定地得到产品。
＜比较例1＞
除了未使用加热机构以外，与实施例1同样地运行熟化槽。其结果，在容器内壁面生成结晶核，产生结垢。
附图标记说明
1、槽；3、搅拌机；11、11a、溶液或浆料；12、12a、喷嘴；13、加热机构。

Claims (8)

1.一种用于纯化装置的槽，其特征在于，
该槽是生成含有化合物的晶体的浆料的析晶槽和/或能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体的熟化槽，该槽具备：喷嘴，其用于将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料以与该槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给；以及加热机构，其用于加热该内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分。
2.根据权利要求1所述的用于纯化装置的槽，其特征在于，
所述加热机构为夹套式的加热机构。
3.根据权利要求2所述的用于纯化装置的槽，其特征在于，
所述夹套式的加热机构在槽的壁面上的纵向上的长度和横向上的长度分别相对于所述喷嘴的内径为1倍以上。
4.一种纯化装置，其特征在于，
该纯化装置构成为包含权利要求1～3中任一项所述的用于纯化装置的槽。
5.一种化合物的制造方法，其特征在于，
该制造方法包含以下工序：
将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料以与槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给；以及
加热该内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分，
该槽是生成含有化合物的晶体的浆料的析晶槽和/或能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体的熟化槽。
6.根据权利要求5所述的化合物的制造方法，其特征在于，
所述化合物为(甲基)丙烯酸。
7.根据权利要求6所述的化合物的制造方法，其特征在于，
所述(甲基)丙烯酸以从包括丙烷、丙烯、丙烯醛、异丁烯、甲基丙烯醛、乙酸、乳酸、异丙醇、1，3-丙二醇、甘油以及3-羟基丙酸的组中选择的至少一种为原料。
8.一种化合物的纯化方法，其特征在于，
该纯化方法包含以下工序：
将含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料以与槽的内壁面碰撞的方式向槽内供给；以及
加热该内壁面的、供含有化合物的溶液或含有化合物的晶体的浆料碰撞的部分，
该槽是生成含有化合物的晶体的浆料的析晶槽和/或能够在槽内以悬浮状态保持化合物的晶体的熟化槽。
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