CN1532179A - 丙烯酸类的精制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及丙烯酸类的精制装置和方法。目的是精制丙烯酸类时，使精制装置内部的聚合物难以产生附着，提高丙烯酸类精制工序的生产性。本发明的蒸馏精制含丙烯酸和其酯的丙烯酸类的装置设有蒸馏塔10、冷凝器20、再沸器30，其中蒸馏塔10供给含丙烯酸类的液体，从塔顶取出蒸汽，从塔底取出液体；冷凝器20与蒸馏塔10的塔顶侧连接，供给由蒸馏塔取出的蒸汽，使蒸汽冷凝，使一部分冷凝液回流至蒸馏塔10，取出剩余的冷凝液；再沸器30与蒸馏塔10的塔底侧连接，供给蒸馏塔10内的液体，使供给的液体加热沸腾，返回蒸馏塔10。再沸器30为多个，相对蒸馏塔10并列地设置着。

Description

丙烯酸类的精制装置和方法
技术领域
本发明涉及丙烯酸类的精制装置和方法，更详细地说，本发明的研究对象是成为各种化学制品的制造原料的丙烯酸或丙烯酸酯的制造过程中，用于得到除去杂质的高纯度的精制品的精制装置；以及使用该精制装置精制丙烯酸类的方法。
背景技术
丙烯酸或丙烯酸酯(下面通称为丙烯酸类)被广泛用作各种化学制品的制造原料。
在工业化制造丙烯酸类的过程中，为了满足丙烯酸类的使用目的或质量要求，对制造的丙烯酸类需要进行精制。在丙烯酸类的制造中，作为杂质可能含有由原料生成的马来酸等副产物或制造过程中生成的二聚物酸等，因而需要除去所述杂质的精制工序。
在丙烯酸类的精制过程中，适合采用蒸馏技术。通过蒸馏进行精制，例如使含有丙烯酸类的液体蒸发，取出包含大量丙烯酸类，少量杂质的蒸汽，使之冷凝，由此精制丙烯酸类。有时也在蒸汽一方得到杂质，液体一方得到目的产物。
为了提高精制效率，制造高质量的丙烯酸类，提高生产性，现有各种技术提案。
特别是由于丙烯酸类是一种容易聚合的物质，存在在精制装置内生成聚合物附着在装置内壁上，或者使配管堵塞的问题。为了解决上述问题，提出了多项提案。
例如有一种技术，通过对蒸馏塔串联地设置多个冷凝器，用于防止在冷凝器下游一侧的装置内生成聚合物而附着(参照专利文献1)。
还有一种技术是，对于连结在蒸馏塔上，使蒸馏塔内的液体加热再沸腾循环的再沸器，通过在连结于蒸馏塔上的连结所设置蒸汽分散装置，抑制蒸馏塔内的蒸汽的偏流，防止蒸馏塔内的聚合物的生成附着。(参照专利文献2)
专利文献1
特开2001-131116号公报
专利文献2
特开2000-254403号公报
发明内容
为了提高丙烯酸类的生产性，在精制装置大型化时，装置内部聚合物的生成附着很多，情况严重时，还发生聚合物堵塞内部配管的现象。为了除去附着聚合物的作业，需要频繁地停止装置的运行，降低了生产效率。
特别是利用具有配置多个细配管结构的再沸器中，由于细管内面上附着聚合物，细管容易发生堵塞，即使不堵塞，热交换效率也大幅度地降低，蒸馏装置整体性能大大地降低。
在如前所述的专利文献1、2中记载的现有技术中，不能充分防止聚合物的生成和附着。特别是利用大型精制装置时，即使运行较短时间，聚合物也出现附着，导致性能低下；需要停止运行，除去聚合物的作业。
本发明的目的在于解决丙烯酸类精制中的所述问题，使精制装置内部的聚合物难以发生附着，进一步提高聚丙烯酸类精制工序的生产性。
本发明涉及的丙烯酸类精制装置是用于蒸馏精制包含丙烯酸和其酯的丙烯酸类的装置，设有蒸馏塔、冷凝器、再沸器，其中蒸馏塔是供给包含所述丙烯酸类的液体，从塔顶取出蒸汽，从塔底取出液体；冷凝器是与所述蒸馏塔的塔顶侧连接，供给由蒸馏塔取出的蒸汽，使蒸汽冷凝，使一部分冷凝液回流至蒸馏塔，取出剩余的冷凝液；再沸器是与所述蒸馏塔的塔底侧连接，供给蒸馏塔内的液体，使供给的液体加热沸腾，再返回蒸馏塔。所述再沸器为多个，相对所述蒸馏塔并列地设置着。
本发明涉及的丙烯酸类精制方法是使用上述本发明涉及的精制装置，蒸馏精制丙烯酸类的方法，该方法包括将所述蒸馏塔内的液体供给至所述多个再沸器中，使由再沸器进行加热沸腾的蒸汽返回至蒸馏塔的工序。
利用本发明所述的丙烯酸类的精制装置和方法，通过利用相对蒸馏塔并联地配置的多个再沸器，使收容在蒸馏塔内的液体再沸腾，与仅利用1个再沸器进行再沸腾处理相比较，不损失再沸腾的处理能力和精制操作的质量性能，可以防止装置内部聚合物发生附着或者由此伴随而产生的闭塞。使蒸馏塔内的液体或蒸汽不发生偏流，使内部温度保持稳定，可以使蒸馏精制处理稳定化，提高效率。
结果，可以延长或省略装置内部检查或洗净操作等的间隔，可以长时间地连续进行高质量地精制操作，对提高丙烯酸类的生产效率或者降低生产成本也有很大贡献。
附图的简单说明
图1是显示本发明实施方式的精制装置的整体结构图。
图2是显示图1精制装置的各机器的配置结构的平面图。
图3是显示另外实施形态的精制装置整体结构图。
图4是显示图3精制装置各机器配置结构的平面图。
符号说明
10蒸馏塔
12导入管
14冷凝液取出管
16送出管
20冷凝器
22蒸汽取出管
24液体返回管
26热介质管
30再沸器
32液体取出管
34蒸汽返回管
36热介质管
θ夹角
具体实施方式
下面对本发明涉及的丙烯酸类的精制装置和精制方法进行详细地说明，本发明的范围不限于所述说明，在以下示例之外，不违背本发明要求范围内，可以进行适当地变更。
[丙烯酸类的精制]
本发明中所述的丙烯酸类包括丙烯酸、丙烯酸酯。具体地，丙烯酸酯例如有甲基酯、乙基酯、异丙基酯、n-丁基酯、2-乙基己基酯、2-羟基乙基酯、羟基丙基酯、二烷基氨基乙基酯。
所述丙烯酸类的基本制造技术可以使用通常的丙烯酸类的制造技术。根据丙烯酸类的使用目的或质量要求，可以采用通常的丙烯酸类制造技术设定原料或反应条件等。
反应生成的丙烯酸类包含未反应的原料或、反应时添加的添加剂、反应中伴随的副产物等杂质。为了满足使用目的和质量要求，除去不需要的杂质，得到高纯度的丙烯酸类，可以凭借发散塔、共沸脱水塔、轻沸物分离塔、高沸物分离塔等，实现精制工序。
精制工序中除去的物质包括反应气体的捕集溶剂水、高沸点惰性疏水性有机液体(二苯基醚、二苯基等)，杂质马来酸、二聚酸、醋酸、甲醛、丙烯醛、丙酸、丙酮、糠醛、苯甲醛、原白头翁素等。通常杂质的含量优选0.01～10重量％。精制工序得到的丙烯酸类的纯度优选99.0～99.99重量％。
丙烯酸类的精制装置可以利用设有蒸馏塔、冷凝器和再沸器的装置。
[蒸馏塔]
蒸馏塔具有供给含丙烯酸类的液体，取得含有目的物丙烯酸类的蒸汽或液体的功能。
可以使用基本上与通常蒸馏装置中利用的蒸馏塔相同的装置。
一般的蒸馏塔有塔板塔和填充塔。为了防止蒸馏塔内的聚合物的生成，优选塔板塔。塔板塔中优选使用无堰渗出盘(シ一プトレイ)。
精制丙烯酸类的蒸馏塔的塔内温度优选设定在120℃以下，特别优选100℃以下。塔内温度过高，生成聚合物，压损上升，导致配管闭塞。塔内温度可以利用根据再沸器的加热条件或蒸馏塔中设有的加热装置进行调整。塔内温度优选稳定、尽可能少地变动。具体优选将蒸馏塔内相同位置上测定的温度变动幅设定在0～10℃。特别是在共沸脱水塔的情况下，由于塔内组成变化剧烈，具有相同位置的温度变动幅度变大的倾向。
蒸馏塔的形状或大小根据内部结构或处理方法、应该处理的丙烯酸类的量等而变化，通常蒸馏塔的外形优选设定为圆筒状。蒸馏塔的外形设定圆筒状时，蒸馏塔的外径优选0.5～6m，特别优选设定为2～6m。蒸馏塔的高度优选2～40m。蒸馏塔的容量优选设定在0.5～1000m3。
蒸馏塔内设有蒸馏原料丙烯酸类的导入管，或使液体循环在再沸器或冷凝器之间的管路。蒸馏塔和再沸腾之间由从蒸馏塔取出液体，将液体供给至再沸器的液体取出管；和由再沸器使蒸汽返回到蒸馏塔的蒸汽返回管连接着。液体取出管与将液体送至外部的送出管连接。蒸馏塔和冷凝器之间用从蒸馏塔取出蒸汽，供给至冷凝器的蒸汽取出管，和将用冷凝器冷凝的冷凝液返回蒸馏塔的液体返回管连接。液体返回管上连接有取出精制物的精制物取出管。
各配管通常在与蒸馏塔的外周面直交的方向连接。也可以在相对蒸馏塔的外周面倾斜的方向连接。例如，除相对蒸馏塔的外周侧面朝向蒸馏塔的中心轴连接之外，也可以朝向稍微偏离中心轴的方向连接。除水平方向或垂直方向之外，也可以朝向上下的斜方向连接。
通过调节相对蒸馏塔的配管连接位置和方向，可以改变出入配管和蒸馏塔之间的液体或蒸汽的流动，使蒸馏塔内的流动均等化，防止发生偏流。
各配管中根据需要可以配置泵、压力调节阀、流量调节阀、防逆流阀、安全阀、排水管阀等阀类，流量计，温度计等。
蒸馏塔中也可以设置检测蒸馏塔内的温度或压力的测定器或传感器等。也可以组装有调节蒸馏塔内压力的加压装置或减压装置。
供给至蒸馏塔的未精制的丙烯酸类的流量优选设定在0.5～100m3/h。
为了防止丙烯酸类的聚合，可以向蒸馏塔中供给阻聚剂。阻聚剂可以使用对苯二酚单甲基醚(甲氧酚)、醋酸锰、二丁基二硫代氨基甲酸铜、N-氧基化合物、对苯二酚、酚噻嗪等其他的公知阻聚剂。所述阻聚剂配合在丙烯酸类、共沸剂、水等中，可以从蒸馏塔的塔顶或塔中供给。从塔底或再沸器下部吹入空气、氧气等含分子状氧气的气体也有助于防止聚合。
[再沸器]
该再沸器具有连接蒸馏塔的塔底侧，供给收容在蒸馏塔中的液体，使供给的液体加热沸腾，返回至蒸馏塔的功能。
可以使用基本上与通常的蒸馏装置中利用的再沸器相同的装置。
再沸器已知有多管式、螺旋式、板式等形式。可以使用任何一种形式。为了防止再沸器内部的聚合物的生成附着，优选多管式。在多管式中也优选竖型管内蒸发结构。
再沸器中具备使供给液流通的细管、收容细管热介质流通的胴体，通过细管的管壁在供给液和热介质之间发挥热交换作用。
再沸器的尺寸和容量按照适合丙烯酸类的精制处理要求的能力进行设定。本发明中，由于使用多个再沸器，只要设定多个再沸器的综合能力，使其满足精制装置整体要求的处理性能就可以。
再沸器的细管内径优选设定为10～50mm。特别优选15～35mm。细管长优选1～7m，更优选2～6m。安装在再沸器中的细管根数优选10～3000根。整体直径优选设定为0.2～4m。更优选2m以下。在由再沸处理能力设计的胴体直径大时，将再沸器分割成多个，使各个再沸器的胴体直径不要过大，可以良好地防止再沸器内的聚合。
导入再沸器的热介质利用水蒸汽、有机溶剂苯基醚系热介质等。热介质的温度优选80～250℃。水蒸汽的压力优选0.6MPaG以下，更优选0.4MPaG以下。
再沸器中设有供给处理液的供给口和送出再沸处理的蒸汽的返回口，供给口与蒸馏塔的液体取出管连接，返回口连接到与蒸馏塔相连的蒸汽返回管上。
处理液的流量优选设定为1～3000m3/h。再沸器和蒸馏塔之间的处理液或蒸汽的循环，有利用泵等强制循环和利用处理液的自重或蒸汽的上升力等进行自然循环两种。通常优选利用运转能量可以降低的自然循环。
相对1个蒸馏塔，多个再沸器并联地设置着。所述并联是指将相同的处理液分开，送至多个再沸器中，利用各个再沸器进行再沸处理。是与将相同的处理液利用1个再沸器处理之后，将该处理后的液体送至另外的再沸器，再处理，与多个再沸器串联配置相对立的技术概念。
多个再沸器的方式或尺寸形状、处理能力可以不同，通常组合相同规格的再沸器可以有效地进行处理，再沸器的制造和保守管理方面也容易，适合实际应用。相同规格是指基本形状尺寸相同的仪器。基本规格相同，对称结构的仪器，实际上也包含在相同规格内。
再沸器为了处理蒸馏塔内滞留在塔底侧的液体，配置在蒸馏塔的塔底侧。将多个再沸器均等地分布在蒸馏塔的周围，或者对称配置，可以有效地发挥多个再沸器的能力，也容易再沸器的保守管理。具体地由于蒸馏塔在垂直方向延长，故在与蒸馏塔的中心轴直交的水平方向，相对蒸馏塔的中心呈点对称的位置可以配置多个再沸器。如果是2个再沸器，可以在蒸馏塔的直径延长线上等距离的位置上分别配置再沸器。
连接多个再沸器和蒸馏塔的液体取出管和蒸汽返回管的配置也优选以蒸馏塔为中心的均等或者对称设置。
具体地，蒸汽返回管分别设置在每个再沸器1上，与各蒸汽返回管的蒸馏塔的连接位置高低差优选0～1m，可以设定成在水平方向上相对蒸馏塔的中心夹角优选20～180℃。特别优选60℃以上，更优选100℃以上。所述夹角是指邻接的2根蒸汽返回管从各个连接位置延长到蒸馏塔中心的假想线相夹的角度。夹角越宽可以从多个方向均等地向蒸馏塔的内部送入再沸蒸汽，可防止蒸馏塔内部的处理液或蒸汽发生偏流。再沸器的设置数为2的场合，可取的最大夹角优选180℃。再沸器设置数越增多，最大夹角越小。连接位置高度差小的一方对防止蒸馏塔内部的处理液或蒸汽的偏流有效。
由蒸馏塔供给至再沸器处理液的液体取出管的、在蒸馏塔的安装位置，只要是可以均等地从蒸馏塔取出处理液，就可以防止蒸馏塔内的处理液发生滞留或温度偏差等。具体地，和蒸汽返回管相同，减小高度位置差，扩大夹角，设置在蒸馏塔的外周均等或对称位置是有效的。
可以将液体取出管设置成一端与蒸馏塔的塔底中央连接，另一端分支成多个方向，与各个再沸器连接形成分支的结构。也可以使多个再沸器利用各个液体取出管和蒸馏塔的塔底连接。任何场合都优选将各配管的长度、弯曲、连接高度位置等设置成相同的条件，使其由塔底到再沸器的液体通过压损不出现偏差。只要是上述结构就可以避免由蒸馏塔取出的处理液偏向特定的再沸器。
对于蒸汽返回管，也和液体取出管相同，优选设置配管的设置条件以实现从各再沸器至蒸馏塔的气体通过压损相等。考虑防止配管内的聚合，优选配管极短。优选从再沸器到蒸馏塔以最短距离进行直接连接。蒸汽返回管分别设定在各个再沸器中，可以良好地使蒸馏塔中的气体分散。
[冷凝器]
具有与蒸馏塔的塔顶侧连接，供给由蒸馏塔取出的蒸汽，使供给蒸汽冷凝，将冷凝的一部分液体回流至蒸馏塔中，取出剩余的液体的功能。
可以使用基本上与通常的蒸馏装置中利用的冷凝器相同的装置。由于再沸器或冷凝器都具有热交换功能，冷凝器的形式、结构、尺寸形状等可以采用和所述的再沸器情况相同的条件。
冷凝器也优选使用多管式特别是竖型管内冷凝结构。
对于1个蒸馏塔也可以只设置冷凝器，和所述再沸器相同，也可以设置多个。这时优选相对蒸馏塔并联配置，可以采用和所述的再沸器相同的配置条件。
冷凝器的热介质是冷却由蒸馏塔而来的蒸汽的低温热介质或冷却介质。热介质可以使用和通常的冷凝器相同的材料。具体例如优选水、乙二醇水溶液。热介质优选熔点低、粘度低的热介质材料。乙二醇水溶液优选乙二醇浓度10～50重量％的物质。热介质的温度优选设定在0～50℃。
冷凝器的尺寸或容量按照适合丙烯酸类的精制处理要求的能力进行设定。使用多个冷凝器时，只要设定多个冷凝器的综合能力使其满足精制装置整体要求的处理性能就可以。
使用多根冷凝器时，细管或胴体等规格可以设定在和再沸器相同程度的范围。使用1个冷凝器时，选择使用更大容量。特别优选设定为胴体直径为3m以下。胴体直径过大时，优选使用多个冷凝器。
冷凝器连接有从蒸馏塔输送蒸汽的蒸汽取出管和将冷凝处理的液体送回蒸馏塔的液体返回管。使用多个冷凝器的场合，可以利用各个蒸汽取出管或液体返回管连接在各个冷凝器和蒸馏塔之间，也可以使连接有多个冷凝器的多个蒸汽取出管或液体返回管在途中合流，和蒸馏塔连接。
蒸汽取出管和液体返回管与蒸馏塔的连接位置分为多个时，和再沸器的场合相同，优选减小高度位置差，设定宽夹角。
由蒸馏塔供给到冷凝器到蒸汽流量可以优选设定在1～100ton/h。冷凝器和蒸馏塔之间的蒸汽或冷凝液的循环可以采用强制循环或自然循环任何一种。
由冷凝器送出的冷凝液一部分回流到蒸馏塔，剩余可以作为丙烯酸类的精制品取出。也可以送至后段的丙烯酸类的处理装置中。
[精制方法]
除使用本发明的精制装置之外，可以使用基本上和蒸馏精制丙烯酸类的通常方法相同的技术。
因为再沸器为多个，在由蒸馏塔供给再沸处理的液体到再沸器时，分割成多个再沸器进行供给。这时优选等份地供给到多个再沸器。由此防止蒸馏器和各再沸器中的聚合物生成粘付，有效地进行再沸处理。特别是可以防止由再沸器的返回管返回蒸馏塔的蒸汽在蒸馏塔内产生偏流，使蒸馏塔中良好地进行蒸馏处理。使多个器的再沸器的处理能力均等地发挥，提高综合处理能力，有效地进行再沸处理。
只要多个再沸器为相同规格，相对蒸馏塔均等或对称地并联配置，处理液就容易等分地进行供给。
[精制装置的结构]
图1、2所示的精制装置以对于1个蒸馏塔，再沸器和冷凝器分别2个并联地设置着。
如图1所示，蒸馏塔10设有上下具有长筒状的罐的塔结构。蒸馏塔10的高度方向上连接有处理液的导入管12。在蒸馏塔10的上部连接有取出蒸馏塔10生成的蒸汽取出管22。蒸馏塔10的塔底中心连接有取出处理液的塔底液取出管32。
塔底液取出管32分支成3个方向。一个方向是输送液体到外部的送出管16。剩余的2个方向相对蒸馏塔10呈对称形地延长，分别与另外的再沸器30连接着。
<再沸器>
再沸器30具有使从蒸馏塔10取出的液体加热沸腾，作为热交换器的功能。再沸器30整体形成大致为圆筒状的多管式竖型管内蒸发结构。由再沸器30的下端侧供给液体，送出由上端侧沸腾的液体或蒸汽。
在再沸器30的下端，连接有蒸馏塔10的塔底液取出管32的一端。塔底液取出管32的另外一端与蒸馏塔10的中心轴C贯通塔底的位置连接着，由蒸馏塔10的连接位置延伸到下方，左右分支，之后与左右的再沸器30连接着。塔底液取出管32的分支位置连接有送出管16。
再沸器30的上端连接有蒸汽返回管34，蒸汽返回管34的另外一端与蒸馏塔10的外周侧面连接着。再沸器30中设有使加热介质循环的热介质管36，36。
左右再沸器30对称配置着完全相同规格的再沸器30、30。也就是在相同高的位置上离开蒸馏塔10相同距离，平行地配置着。图2中所示的平面形状中，左右一对再沸器30相对蒸馏塔10的中心轴C在直径方向对称位置配置着。与再沸器30的上端连接着的蒸汽返回管34使蒸馏塔10的半径方向朝向中心轴C延伸，与蒸馏塔10的外周面的对称位置连接着。一对再沸器30，或者蒸汽返回管34的蒸馏塔10安装位置相对中心轴C形成的夹角θ＝180℃。
<冷凝器>
在蒸馏塔10的塔顶侧的侧方向上并联配置有2个冷凝器20、20。
冷凝器20也使用与再沸器30相同，整体形成大致圆筒形的多管式竖型管内冷凝结构。由冷凝器20的上端侧供给蒸汽，由下端侧送出冷凝液。在分别的冷凝器20的上端上连接有与蒸馏塔10相连的蒸汽除去管22。蒸汽取出管22在和冷凝器20的连接侧分支成2根，途中合流，与蒸馏塔10的外周侧面连接着。冷凝器20的下端连接有冷凝液的返回管24，液体返回管24合流，与蒸馏塔10的外周侧面连接着。液体返回管24在比合流位置的下游一侧，和通向蒸馏塔10的连接路径分开，与取出精制液的冷凝液取出管14连接。在冷凝器20中设有使冷却介质循环的热介质管26，26。
如图2所示，冷凝器20的平面配置是在蒸馏塔10的侧方向，相对经过蒸馏塔10的中心轴C的直径线呈线对称的位置，分别配置冷凝器20。蒸汽取出管22同样也呈线对称地配置着。左右蒸汽取出管22合流后沿对称轴与蒸馏塔10连接着。省略图示，冷凝液的液体返回管24也可以采用和蒸汽流出管22相同的配置结构。
[精制工序]
由导入管12向蒸馏塔10供给另外工序或另外装置中制造的丙烯酸类未精制液体。
使滞留在蒸馏塔10内部的未精制液体在塔底液取出管32、一对再沸器30和蒸汽返回管34之间回流。利用再沸器30通过向热介质管36供给加热介质，使回流的液体加热沸腾，送回蒸馏塔10。
在蒸馏塔10内，使未精制液的蒸汽上升。根据包含在未精制液中的成分的不同特性，包含在未精制液中的丙烯酸类上升到蒸馏塔10的上部，而杂质只能上升到途中落下。上升至蒸馏塔10上部的蒸汽中丙烯酸类的纯度高，杂质含量少。
在蒸馏塔10的上部，送至蒸汽取出管22的蒸汽在冷凝器20中冷凝，送至液体返回管24。送至液体返回管24后的冷凝液为高纯度精制的丙烯酸类，一部分冷凝液由冷凝液取出管14取出，形成制品。
剩余的冷凝液返回至蒸馏塔10，向蒸馏塔10的塔底侧移动，返回到滞留在塔底侧的处理液中。
通过连续地进行再沸器30中的蒸馏塔10内的处理液的再沸处理和冷凝器20中的精制丙烯酸类的回收，可以连续地将导入管12供给的未精制的丙烯酸类精制处理，回收。
在进行上述精制处理中，在蒸馏塔10、再沸器30、冷凝器20及其连接的配管22、24、32、34等内部，丙烯酸类有时发生聚合。聚丙烯类的聚合容易在含有丙烯酸类的液体或蒸汽冷凝的液体滞留的位置发生。当产生偏向液体或蒸汽流动的流动时，流动滞留部分聚合物容易附着在装置内壁上。例如在配置多个细管的再沸器30或冷凝器20中，当一部分细管中流动滞留时，也引起聚合物附着在细管内壁，难以流动，细管堵塞。蒸馏塔10的内部产生在液体或蒸汽的流动中产生偏移，在流动容易滞留位置，聚合物对蒸馏塔10的内壁或内部的设置部件产生附着，对蒸馏作用产生障碍。
但是，前述实施方式中，将蒸馏塔10内的液体等份地供给相对蒸馏塔10以对称结构并列配置的2个再沸器30，使其进行再沸处理。与使用再沸能力相同的1个大容量、大型再沸器30相比，再沸器30内部的聚合物难以产生附着。再沸器30越是大容量、大型化，多根细管之间越容易在液体流速或流量方面产生差异。例如难以避免在再沸器30的中心部分和外周部分产生流动差异。利用加热介质产生的加热作用也有可能在中心侧和外周侧产生差异。利用2个较小型的再沸器30起到和1个大型再沸器30具有相同处理能力的效果，则各个再沸器30内部的液体流动的偏移或偏差小，聚合物的生成附着可能性降低。
冷凝器20也相同，与1个大型冷凝器20相比，2个比较小型的冷凝器20发挥相同的处理能力，由此使冷凝器20内部中的蒸汽或冷凝液的流动适当，聚合物的生成附着可能性降低。
由于从2个再沸器30向蒸馏塔10的蒸汽返回管34的连接位置相对蒸馏塔10对称地配置着，返回蒸馏塔10的蒸汽的流动在蒸馏塔10的平面方向上均等，难以产生局部的流动偏移。由此也可以防止蒸馏塔10内部的聚合物的生成附着。蒸馏塔10内的蒸馏作用也整体均等，可以起到有效地蒸馏作用。
[装置结构的另外实例]
图3、4所示的实施方式中，基本的装置结构和所述实施形态相同，而冷凝器20和蒸馏塔10的配管连接结构不同。
如图3所示，2个冷凝器20、20以相互独立的配管路径和蒸馏塔10连接着。在每个冷凝器20上设有从蒸馏塔10向冷凝器20供给蒸汽的蒸汽取出管22、从冷凝器20向蒸馏塔10返回冷凝液的液体返回管24。在各个液体返回管24的路径上连接有液体送出管14。图中有省略，也可以使2根液体送出管14合流，与下一个工序接续。
如图4所示，平面结构中，2个冷凝器20、20以蒸馏塔10的直径为对称轴，呈左右对称位置配设。各冷凝器20的蒸汽取出管22和液体返回管24从蒸馏塔10的半径方向延伸到中心C，与蒸馏塔10连接，形成相互夹角θ。图中为了和再沸器30一起显示，设定夹角θ为60℃程度的窄夹角，也可以取更宽夹角θ。例如也可以设定和再沸器30相同的夹角θ＝180℃。
实施例
下面利用实施例和比较例更加详细具体地说明本发明，本发明不限于此。
具体地构成本发明的精制装置，显示丙烯酸类精制处理结果。
[实施例1]
使用基本上具有图3、4所示的结构的精制装置。
<蒸馏塔>
塔径4m、装有无堰渗出盘50段，材质SUS316。
<冷凝器>
使用竖型多管式冷凝器。将2个冷凝器以图4中的夹角θ＝180℃，既在蒸馏塔10的直径延长线上进行配置。
细管：外径38.1mm、壁管厚2.11mm、长度3048mm。根数1160根、材质SUS316。
胴体：外径1800mm。
<再沸器>
使用竖型多管式再沸器。以图4所示的配置设置2个再沸器。
细管：外径38.1mm、壁管厚2.11mm、长度4000mm。根数894根、材质SUS316。
胴体：外径1600mm。
2个再沸器的夹角：θ＝180℃
<精制操作>
将含有未精制的丙烯酸液(含有丙烯酸96.5重量％、丙烯酸二聚物1.9重量份、马来酸0.4重量份、酚噻嗪200重量份ppm)，以18.7m3/h从导入管12向蒸馏塔10供给。
在蒸馏塔10的塔顶压力3.3kPa、回流比1.5的处理条件下，进行蒸馏，在塔顶的蒸汽取出管22中得到含有丙烯酸99.9重量％和马来酸40重量ppm的气体。与未精制液相比，丙烯酸的纯度提高，大部分的丙烯酸二聚物等杂质被除去。
得到的蒸汽分别由口径1800mm的蒸汽取出管22供给到一对冷凝器20、20中，使其从56℃冷凝到40℃。向冷凝器20的热介质管26中通入30℃的冷却水。送至液体返回管的冷凝液一部分返回至蒸馏塔10，剩余取出到冷凝液取出管14中。
在蒸馏塔10的塔底侧，利用自然循环使塔底液从口径1100mm的塔底取出管32向一对再沸器30、30输送。一部分塔底液由送出管16提出。利用再沸器30使液体蒸发，从口径1250mm的蒸汽返回管34返回至蒸馏塔10。再沸器30的热介质管36中供给0.6MPaG的饱和水蒸汽。从再沸器30的下部供给分子状氧气20Nm3/h。分子状氧气发挥防止聚合的功能。
在上述运转条件下，使精制装置运转1个月。运转结束后检查装置内部。对于蒸馏塔10、冷凝器20和再沸器30任何一个内部都没有发现有聚合物。
[比较例1]
利用实施例1的精制装置，如下所述改变冷凝器20和再沸器30。
<冷凝器>
只设置1个竖型多管式冷凝器。
细管：外径38.1mm、壁管厚2.11mm、长度3048mm。根数2320根、材质SUS316。
胴体：外径2500mm。
和实施例1的冷凝器相比，每1个细管根数多，胴体的直径也大。冷凝处理能力和实施例1中的2个冷凝器的总和相等。
<再沸器>
只设置1个竖型多管式再沸器。
细管：外径38.1mm、壁管厚2.11mm、长度4000mm。根数1788根、材质SUS316。
胴体：外径2250mm。
和实施例1的再沸器相比，每1个细管根数多，胴体直径大。再沸处理能力和实施例1中的2个再沸器的总和相等。
<精制操作>
使其在和实施例1相同的条件下运转。从蒸馏塔10的塔顶可以得到含有丙烯酸99.9重量％、马来酸180重量ppm的蒸汽。精制物和实施例1几乎没有大的差异。
而在运转21天之后，由于蒸馏塔10内的压力损失上升，停止运转。检查蒸馏塔10、冷凝器20和再沸器30的内部，在蒸馏塔10的内部设置的盘上积存聚合物55kg。在冷凝器20的内部上管板上积存2kg。再沸器30中57根细管被聚合物堵塞。
[实施例2]
使用如图1、2所示结构的精制装置。基本上采用和实施例1相同的规格，但是冷凝器的结构不同。仅说明不同规格的项目。
<冷凝器>
基本和实施例1相同。不同的规格项目如下所示。
细管：长度6096mm、根数2948根。
胴体：外径2800mm。
2个冷凝器和蒸馏塔10的连接结构如图2所示，使用分支结构的蒸汽取出管22和液体返回管24。
<精制操作>
使含有未精制丙烯酸的水溶液(含有丙烯酸67.5重量％、醋酸2.2重量％、水28.6重量％；其余马来酸、乙醛、丙烯醛等；和对苯二酚200重量份ppm)，以23.0m3/h从导入管12供给到蒸馏塔10的第23段。
在蒸馏塔10的塔顶压力18.7kPa下进行共沸蒸馏。从塔顶的蒸汽取出管22取出，利用冷凝器20进行冷凝处理的塔顶液分离成2相，共沸剂的甲苯相全部回流到蒸馏塔10。水相作为废水流出。回流量为60m3/h。在回流液中添加阻聚剂酚噻嗪150重量ppm。
结果得到塔底液为丙烯酸96.2重量％、醋酸300重量ppm组成的精制物。
从蒸馏塔10向冷凝器20导入蒸汽的蒸汽取出管22，在蒸馏塔10侧口径1800mm、与2个冷凝器20、20连接的分支部分的口径1300mm。使其在冷凝器20内从46℃冷却到37℃，冷凝。向冷凝器20的热介质管26内通入30℃的冷却水。
从蒸馏塔10到再沸器30的塔底液取出管32为口径1300mm。在沸器中由液体沸腾得到的蒸汽从口径1250mm的蒸汽返回管34返回到蒸馏塔10。再沸器30和蒸馏塔10之间的液体或蒸汽的循环通过自然循环进行。向再沸器30的热介质管36中供给0.6MPaG的饱和水蒸汽。从各个再沸器30的下部供给分子状氧气100Nm3/h。
在上述条件下，连续运转1个月。蒸馏塔10的内部温度稳定。例如29段温度为93～97℃的范围。运转结束后，检查各装置内部，在蒸馏塔10、冷凝器20、再沸器30和各配管任何一个内部没有发现聚合物的附着。
[比较例2]
以实施例2为基础，改变下述装置规格和操作条件。
蒸馏塔10和冷凝器20及其配置结构和实施例2相同，再沸器30只使用1个下面规格的装置。
<再沸器>
基本上和实施例2相同。不同规格项目如下所示。
细管：长度4000mm、根数1788根。
胴体：外径2250mm。
再沸器的处理能力和实施例2中2个再沸器的总和相等。
<精制操作>
在和实施例2相同的操作条件下进行蒸馏。塔底液得到丙烯酸96.0重量％、醋酸600重量ppm组成的精制物。蒸馏塔10内的温度变化相当大。例如29段的温度在83～96℃的范围内变动。运转到12小时处，由于塔内的压力损失增大，使运转停止。检查蒸馏塔10、冷凝器20和再沸器30的内部，在蒸馏塔10的盘上发现有130kg的聚合物。在再沸器30中，92根细管由于聚合物的附着而全部堵塞。
[实施例3]
以图3、4所示结构的精制装置作为基础，只设置1个冷凝器20。基本上采用和实施例1相同的规格，下面只显示不同规格项目。
<蒸馏塔>
利用和实施例1相同的结构，将塔径改变为2m。
<冷凝器>
基本和实施例1相同。不同的规格项目如下所示。
细管：长度4000mm，根数492根，材质SUS304。
胴体：外径1900mm。
<再沸器>
基本和实施例1相同。不同的规格项目如下所示。
细管：长度4000mm、根数170根，材质SUS304。
胴体：外径700mm。
2个再沸器的夹角：θ＝180℃
<精制操作>
以8.0m3/h的流量将未精制的丙烯酸酯液(含有丙烯酸丁酯78.0重量％、叔丁醇18.6重量％、水2.9重量％、酚噻嗪80重量ppm)供给至蒸馏塔10的16段。在塔顶压力33kPa、回流比3的条件下进行共沸蒸馏。塔底液得到丙烯酸丁酯99.9重量％、叔丁醇50重量ppm组成的精制物。
由蒸馏塔10向冷凝器20的蒸汽取出管22口径为550mm。利用冷凝器20，使蒸汽从83℃冷却到40℃，冷凝。向冷凝器20的热介质管26中通入30℃的冷却水。
由蒸馏塔10向再沸器30的塔底液取出管32口径为450mm。蒸汽返回管34口径为550mm。利用自然循环使蒸馏塔10和再沸器30之间的液体或者蒸汽进行循环。一部分循环液抽出至送出管16。向各个再沸器30的热介质管36中供给0.6MPaG的饱和水蒸汽，从再沸器30的下部供给空气4Nm3/h。
在上述条件下使其连续运转1个月。蒸馏塔10的内部温度稳定。例如35段温度为102～104℃的范围。运转结束后，检查各装置内部，在蒸馏塔10、冷凝器20、再沸器30的任何一个内部几乎没有发现聚合物的存在。
[比较例3]
以实施例3为基础，改变下述装置规格和操作条件。
蒸馏塔10和冷凝器20及其配置结构和实施例3相同，再沸器30只使用1个下面规格的装置。
<再沸器>
基本上和实施例3相同。不同规格项目如下所示。
细管：根数340根
胴体：外径950mm。
再沸器的处理能力和实施例3中2个再沸器的总和相等。
<精制操作>
在和实施例3相同的操作条件下进行蒸馏。塔底液得到丙烯酸丁酯99.9重量％、叔丁醇200重量ppm组成的精制物。
蒸馏塔10内的温度变化相当大。例如35段温度在99～104℃的范围内变动。运转1个月后检查装置内部，在蒸馏塔10的盘上发现有6kg的聚合物。在再沸器30中，5根细管由于聚合物的附着而全部堵塞。
[评价]
(1)在各实施例中任何一个都没有发现聚合物的附着或内部配管的堵塞等问题，蒸馏塔内的温度稳定。可以良好地进行丙烯酸类的精制操作。
(2)在利用1个再沸器具有和实施例相同处理能力的各比较例中，可以精制丙烯酸类本身。运转开始后早期，装置内部附着聚合物，内部配管闭塞。
蒸馏塔的内部温度变动大，可以推测蒸馏塔内的液体或蒸汽的流动产生偏移，形成不稳定的流动。结果丙烯酸类的精制操作也不稳定。
(3)丙烯酸精制后的实施例1、2和丙烯酸酯精制的实施例3的任何一种都可以得到良好的结果。判断本发明对于丙烯酸类中含有的任何物质都有效。
实施例1、2中不仅设定再沸器为多个，而且也使用多个冷凝器。实施例3中设定冷凝器为1个。任何场合也能发挥良好的性能。因而可知需要使用多个再沸器，但对于冷凝器，有时使用1个冷凝器也可以实施本发明。在与实施例1、2相比较处理量小，使用小型装置的实施例3的场合下，可以推定即使冷凝器为1个，也可以充分地满足目的要求。

Claims (4)

1、一种丙烯酸类的精制装置，该装置是蒸馏精制包含丙烯酸和其酯的丙烯酸类的装置，其中设有蒸馏塔、冷凝器、再沸器，蒸馏塔供给含所述丙烯酸类的液体，从塔顶取出蒸汽，从塔底取出液体；冷凝器与所述蒸馏塔的塔顶侧连接，供给由蒸馏塔取出的蒸汽，使蒸汽冷凝，使一部分冷凝液回流至蒸馏塔，取出剩余的冷凝液；再沸器与所述蒸馏塔的塔底侧连接，供给蒸馏塔内的液体，使供给的液体加热沸腾，返回蒸馏塔，
所述再沸器为多个，相对于所述蒸馏塔并列地设置着。
2、如权利要求1所述的丙烯酸类的精制装置，其中所述冷凝器为多个，相对于所述蒸馏塔并列地设置着。
3、如权利要求1或2所述的丙烯酸类的精制装置，其中所述蒸馏塔形成外径2～6m的圆筒状；所述多个再沸器在水平方向相对于蒸馏塔的中心对称配置；所述蒸馏塔和所述再沸器用由蒸馏塔取出液体向各个再沸器供给液体的液体取出管、和由各个再沸器向蒸馏塔返回蒸汽的蒸汽返回管连接着。
4.一种丙烯酸类的精制方法，是使用权利要求1～3任何一项中所述的精制装置，蒸馏精制丙烯酸类的方法，其中包含向所述多个再沸器供给所述蒸馏塔内的液体，使由再沸器加热沸腾的蒸汽返回蒸馏塔的工序。
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