JP2004300139A - Device for purifying acrylic acid and method for the same - Google Patents

Device for purifying acrylic acid and method for the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the productivity in a purification process of an acrylic acid by preventing a polymer from attaching at the inside of a purification device in the purification of the acrylic acids. <P>SOLUTION: This device for distilling and purifying acrylic acids including acrylic acid and its esters is equipped with a distillation column 10 supplied with liquid containing the acrylic acids, taking out steam from the top of the column and taking out liquid from the bottom of the column, a condenser 20 connected with the top side of the distillation column 10, supplied with the steam taken out from the distillation column, condensing the steam, refluxing a part of the condensed liquid to the distillation column 10 and taking out the rest of the condensed liquid, and a reboiler 30 connected with the bottom side of the distillation column 10, supplied with the liquid in the distillation column 10, heating/boiling the supplied liquid and returning it to the distillation column 10. In a plurality of reboilers are installed in parallel to the distillation column 10. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アクリル酸類の精製装置および精製方法に関し、詳しくは、各種化学製品の製造原料となるアクリル酸やアクリル酸エステルの製造過程で、不純物が取り除かれた高純度の精製物を得るための精製装置と、このような精製装置を用いてアクリル酸類を精製する方法とを対象にしている。   The present invention relates to an apparatus and a method for purifying acrylic acids, and in particular, in order to obtain a high-purity purified product from which impurities have been removed in the process of producing acrylic acid or acrylate ester as a raw material for producing various chemical products. The present invention is directed to a purification apparatus and a method for purifying acrylic acids using such a purification apparatus.

アクリル酸やアクリル酸エステル(以下、まとめてアクリル酸類と呼ぶ)は、各種化学製品の製造原料として、広く使用されている。
アクリル酸類の工業的製造においては、アクリル酸類の使用目的や要求品質に対応させるために、製造されたアクリル酸類を精製することが行われる。アクリル酸類の製造においては、原料であるプロピレンから生成するマレイン酸等の副生物や製造過程で生成するダイマー酸などが不純物として含まれている可能性があり、これらの不純物を除去する精製工程が必要となる。
アクリル酸類の精製には、蒸留技術が適用される。蒸留による精製は、例えば、アクリル酸類を含む液を蒸発させて、アクリル酸類が多く含まれ不純物の少ない蒸気を取り出して凝縮させることによって、アクリル酸類の精製を行う。蒸気側に不純物、液側に目的物を得る場合もある。
Acrylic acid and acrylic acid esters (hereinafter collectively referred to as acrylic acids) are widely used as raw materials for producing various chemical products.
In the industrial production of acrylic acids, the produced acrylic acids are purified in order to meet the intended use and required quality of the acrylic acids. In the production of acrylic acids, by-products such as maleic acid generated from propylene as a raw material and dimer acid generated in the production process may be contained as impurities, and a purification step for removing these impurities is required. Required.
A distillation technique is applied to the purification of acrylic acids. In the purification by distillation, for example, the acrylic acid is purified by evaporating a liquid containing the acrylic acid, and extracting and condensing a vapor containing a large amount of the acrylic acid and containing few impurities. In some cases, impurities may be obtained on the vapor side and the target substance may be obtained on the liquid side.

精製効率を高めて高品質のアクリル酸類を製造したり、生産性を向上させたりするために種々の技術が提案されている。
特に、アクリル酸類は、易重合性物質であるため、精製装置内で重合物が生成されて、装置内壁に付着したり配管を閉塞させたりする問題がある。この問題を解決する技術が、数多く提案されている。
例えば、蒸留塔に対して直列に複数基の凝縮器を設置することで、凝縮器よりも下流側の装置内で重合物が生成して付着することを防止する技術がある(特許文献1参照)。
蒸留塔に連結され、蒸留塔内の液を加熱再沸騰させて循環させる再沸器に対して、蒸留塔への連結個所に蒸気分散装置を設置することで、蒸留塔内における蒸気の偏流を抑制し、蒸留塔内における重合物の生成付着を防止する技術がある(特許文献2参照)。
特開2001−131116号公報 特開2000−254403号公報
Various techniques have been proposed to increase the purification efficiency to produce high-quality acrylic acids and to improve the productivity.
In particular, since acrylic acid is an easily polymerizable substance, there is a problem that a polymer is generated in a purification device and adheres to an inner wall of the device or blocks a pipe. Many techniques for solving this problem have been proposed.
For example, there is a technique in which a plurality of condensers are installed in series with a distillation column to prevent a polymer from being generated and adhered in a device downstream of the condenser (see Patent Document 1). ).
For a reboiler that is connected to the distillation column and heats and re-boils and circulates the liquid in the distillation column, by installing a vapor dispersion device at the connection point to the distillation column, the drift of the vapor in the distillation column is reduced. There is a technique for suppressing the formation and adhesion of a polymer in a distillation column (see Patent Document 2).
JP 2001-131116 A JP-A-2000-254403

アクリル酸類の生産性を向上させるために精製装置を大型化すると、装置内部における重合物の生成付着が甚だしくなり、酷い場合には重合物で装置の内部配管が閉塞することも起こる。付着重合物の除去作業のために、装置の稼動を頻繁に止める必要があり、生産効率が低下してしまう。
特に、細い配管が多数配置された構造を有する再沸器では、細管内面に重合物が付着することで、細管の閉塞が起こり易く、閉塞は起こさなくても熱交換効率が大幅に低下してしまい、蒸留装置全体の性能が大きく低下してしまう。
前記した特許文献1、2に記載された従来の技術では、重合物の生成および付着を十分に防止することができなかった。特に大型の精製装置では、比較的に短期間の稼動でも、重合物の付着による性能低下が起こり、稼動を停止して重合物の除去作業を行う必要があった。
When a refiner is increased in size in order to improve the productivity of acrylic acids, the formation and adhesion of a polymer inside the apparatus become severe, and in severe cases, the polymer may block the internal piping of the apparatus. In order to remove the adhered polymer, it is necessary to frequently stop the operation of the apparatus, and the production efficiency is reduced.
In particular, in a reboiler having a structure in which a large number of thin pipes are arranged, the polymer adheres to the inner surface of the thin tube, so that the thin tube is likely to be clogged, and the heat exchange efficiency is greatly reduced even if no clogging occurs. As a result, the performance of the entire distillation apparatus is greatly reduced.
In the conventional techniques described in Patent Documents 1 and 2, the formation and adhesion of a polymer cannot be sufficiently prevented. In particular, in a large-scale refining apparatus, even when the apparatus is operated for a relatively short period of time, the performance is reduced due to the adhesion of the polymer, and it is necessary to stop the operation and perform the operation of removing the polymer.

本発明の課題は、アクリル酸類の精製における前記問題を解消し、精製装置の内部における重合物の付着を起こり難くして、アクリル酸類の精製工程における生産性を向上させることである。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the purification of acrylic acids, to prevent the adhesion of a polymer inside the purification device, and to improve the productivity in the purification step of acrylic acids.

本発明にかかるアクリル酸類の精製装置は、アクリル酸とそのエステルを包含するアクリル酸類を蒸留精製する装置であって、前記アクリル酸類を含む液が供給され、塔頂からは蒸気が取り出され、塔底からは液が取り出される蒸留塔と、前記蒸留塔の塔頂側に連結され、蒸留塔から取り出された蒸気が供給され、蒸気を凝縮させ、凝縮液の一部を蒸留塔に還流させ、残りの凝縮液を取り出す凝縮器と、前記蒸留塔の塔底側に連結され、蒸留塔内の液が供給され、供給された液を加熱し沸騰させて蒸留塔に戻す再沸器とを備え、前記再沸器が複数基、前記蒸留塔に対して並列に設置されている。
本発明にかかるアクリル酸類の精製方法は、上記本発明にかかる精製装置を用いて、アクリル酸類を蒸留精製する方法であって、前記蒸留塔内の液を、前記複数基の再沸器に供給し、再沸器で加熱沸騰された蒸気を蒸留塔に戻す工程を含む。
The apparatus for purifying acrylic acid according to the present invention is an apparatus for distilling and purifying acrylic acid including acrylic acid and its ester, wherein a liquid containing the acrylic acid is supplied, vapor is taken out from the top of the tower, A distillation column from which a liquid is taken out from the bottom, connected to the top of the distillation column, the vapor taken out from the distillation column is supplied, the vapor is condensed, a part of the condensate is refluxed to the distillation column, A condenser for taking out the remaining condensate, and a reboiler connected to the bottom of the distillation column to supply the liquid in the distillation column, heating the supplied liquid to boil and returning it to the distillation column A plurality of the reboilers are installed in parallel with the distillation column.
The method for purifying acrylic acids according to the present invention is a method for distilling and purifying acrylic acids using the purifying apparatus according to the present invention, wherein the liquid in the distillation column is supplied to the plurality of reboilers. And returning the steam heated and boiled in the reboiler to the distillation column.

本発明にかかるアクリル酸類の精製装置および方法では、蒸留塔に対して並列に配置された複数基の再沸器で、蒸留塔に収容された液を再沸騰させることにより、1基の再沸器だけで再沸騰処理を行う場合に比べて、再沸騰の処理能力を損なったり精製作業の品質性能を損なったりすることなく、装置内部における重合物の付着やそれに伴う閉塞を防止することができる。蒸留塔内における液体あるいは蒸気の偏流をなくして、内部温度の安定を図り、蒸留精製処理の安定化および効率向上を達成できる。
その結果、装置内部の点検や洗浄作業などの間隔を延ばしたり省略したりすることができ、長期間にわたって高品質の精製作業を持続的に実行することができ、アクリル酸類の生産効率の向上あるいは生産コストの低減にも大きく貢献できる。
In the apparatus and method for purifying acrylic acid according to the present invention, the liquid contained in the distillation column is reboiled by a plurality of reboilers arranged in parallel with the distillation column to thereby form one reboiler. Compared to the case of performing the reboil treatment only with the vessel, it is possible to prevent the adhesion of the polymer inside the apparatus and the accompanying blockage without impairing the reboil processing capacity or the quality performance of the refining work. . By eliminating the drift of liquid or vapor in the distillation column, the internal temperature can be stabilized, and the distillation purification process can be stabilized and the efficiency can be improved.
As a result, it is possible to extend or omit the interval for inspection and cleaning work inside the apparatus, to continuously perform high-quality refining work over a long period of time, and to improve the production efficiency of acrylic acids or It can also contribute significantly to reducing production costs.

以下、本発明にかかるアクリル酸類の精製装置および精製方法について詳しく説明するが、本発明の範囲は、これらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。
〔アクリル酸類の精製〕
本発明において、アクリル酸類とは、アクリル酸、アクリル酸エステルを包含する概念である。具体的には、アクリル酸エステルとして、メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル、n−ブチルエステル、2−エチルヘキシルエステル、2−ヒドロキシエチルエステル、ヒドロキシプロピルエステル、ジアルキルアミノエチルエステルが挙げられる。
Hereinafter, an apparatus and a method for purifying acrylic acids according to the present invention will be described in detail, but the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and the scope of the present invention is impaired except for the following examples. Changes can be made as appropriate within a range that does not exist.
(Purification of acrylic acids)
In the present invention, acrylic acid is a concept including acrylic acid and acrylic acid ester. Specifically, examples of the acrylate include methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, n-butyl ester, 2-ethylhexyl ester, 2-hydroxyethyl ester, hydroxypropyl ester, and dialkylaminoethyl ester.

これらのアクリル酸類の基本的な製造技術は、通常のアクリル酸類の製造技術を適用できる。原料や反応条件などは、アクリル酸類の使用目的や要求品質に合わせて、通常のアクリル酸類の製造技術を組み合わせて設定すればよい。
反応生成されたアクリル酸類には、未反応の原料や、反応時に添加された添加物、反応に伴う副生物などの不純物が含まれている。使用目的および要求品質に合わせて、好ましくない不純物を除去し、高純度のアクリル酸類を得るために、放散塔、共沸脱水塔、軽沸物分離塔、高沸物分離塔などによる精製工程が行われる。
精製工程で除去すべきものとしては、反応ガスの捕集溶剤である水、高沸点不活性疎水性有機液体(ジフェニルエーテル、ジフェニルなど)、不純物であるマレイン酸、ダイマー酸、酢酸、ホルムアルデヒド、アクロレイン、プロピオン酸、アセトン、フルフラール、ベンズアルデヒド、プロトアネモニンなどが含まれる。通常、不純物の含有量は、好ましくは0.01〜10重量%である。精製工程によって得られるアクリル酸類の純度は、好ましくは99.0〜99.99重量%である。
As a basic production technique for these acrylic acids, ordinary production techniques for acrylic acids can be applied. Raw materials, reaction conditions, and the like may be set by combining ordinary acrylic acid production techniques in accordance with the purpose of use and required quality of acrylic acids.
The acrylic acid produced by the reaction contains unreacted raw materials, additives added during the reaction, and impurities such as by-products accompanying the reaction. According to the purpose of use and required quality, in order to remove undesired impurities and obtain high-purity acrylic acid, a purification step using a stripping tower, an azeotropic dehydration tower, a light-boiling substance separation tower, a high-boiling substance separation tower, etc. Done.
What should be removed in the purification process include water, a solvent for collecting the reaction gas, high boiling inert hydrophobic organic liquids (such as diphenyl ether and diphenyl), and maleic acid, dimer acid, acetic acid, formaldehyde, acrolein, and propione, which are impurities. Includes acids, acetone, furfural, benzaldehyde, protoanemonin and the like. Usually, the content of impurities is preferably 0.01 to 10% by weight. The purity of the acrylic acid obtained by the purification step is preferably 99.0 to 99.99% by weight.

アクリル酸類の精製装置として、蒸留塔、凝縮器および再沸器を備えた装置を用いる。
〔蒸留塔〕
アクリル酸類を含む液が供給され、目的とするアクリル酸類を含む蒸気あるいは液を取り出す機能を果たす。
基本的には、通常の蒸留装置に利用されている蒸留塔と同様の装置が使用できる。
一般的な蒸留塔には、棚段塔や充填塔が知られている。蒸留塔内における重合物の生成防止の点では棚段塔が好ましい。棚段塔のうち、無堰シープトレイを使用するものが好ましい。
A device equipped with a distillation column, a condenser and a reboiler is used as a device for purifying acrylic acids.
(Distillation tower)
A liquid containing acrylic acid is supplied, and functions to take out a vapor or liquid containing the target acrylic acid.
Basically, a device similar to a distillation column used in a normal distillation device can be used.
As a general distillation column, a tray column and a packed column are known. A tray column is preferred from the viewpoint of preventing the formation of a polymer in the distillation column. Of the tray towers, those using a non-weir sheep tray are preferred.

アクリル酸類の精製を行う蒸留塔の塔内温度は、好ましくは120℃以下、より好ましくは100℃以下に設定する。塔内温度が高過ぎると、重合物を生成し、圧損上昇、配管閉塞の原因となる。塔内温度は、再沸器による加熱条件や蒸留塔に備えた加熱装置によって調整できる。塔内温度は出来るだけ変動が少なく安定していることが望ましい。具体的には、蒸留塔内の同じ位置で測定された温度の変動幅を、0〜10℃に収めることが好ましい。特に、共沸脱水塔の場合は、塔内における組成変化が激しいため、同じ位置での温度変動幅が大きくなる傾向がある。
蒸留塔の形状や大きさは、内部構造や処理方法、処理すべきアクリル酸類の量などによって変わるが、通常、蒸留塔の外形は、円筒状をなしていることが好ましい。蒸留塔の外形が円筒状をなしている場合、蒸留塔の外径は、好ましくは0.5〜6m、より好ましくは2〜6mに設定できる。蒸留塔の高さは、好ましくは2〜40mである。蒸留塔の容量は、好ましくは0.5〜1000mに設定できる。
The temperature in the distillation column for purifying acrylic acids is preferably set to 120 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. If the temperature in the tower is too high, a polymer is generated, which causes an increase in pressure loss and blockage of piping. The temperature in the column can be adjusted by heating conditions using a reboiler or a heating device provided in the distillation column. It is desirable that the temperature in the column is as small as possible and stable. Specifically, it is preferable that the fluctuation range of the temperature measured at the same position in the distillation column be within 0 to 10 ° C. In particular, in the case of an azeotropic dehydration tower, the composition change in the tower is drastic, and the temperature fluctuation width at the same position tends to be large.
Although the shape and size of the distillation column vary depending on the internal structure, the treatment method, the amount of acrylic acid to be treated, and the like, the outer shape of the distillation column is generally preferably cylindrical. When the outer shape of the distillation column is cylindrical, the outer diameter of the distillation column can be set to preferably 0.5 to 6 m, more preferably 2 to 6 m. The height of the distillation column is preferably 2 to 40 m. Capacity of the distillation column is preferably set to 0.5~1000m 3.

蒸留塔には、蒸留原料であるアクリル酸類の導入管や、再沸器あるいは凝縮器との間で液を循環させる管路が設けられる。蒸留塔と再沸器との間は、蒸留塔から液を取り出して、再沸器に液を供給する液取出管と、再沸器から蒸留塔に蒸気を戻す蒸気返戻管とで連結される。液取出管には、外部に液を送り出す送出管が連結される。蒸留塔と凝縮器との間は、蒸留塔から蒸気を取り出して凝縮器に供給する蒸気取出管と、凝縮器で凝縮された凝縮液を蒸留塔に戻す液返戻管とで連結される。液返戻管には、精製物を取り出す精製物取出管が連結される。
各配管は、蒸留塔の外周面に直交する方向で連結されるのが普通であるが、蒸留塔の外周面に対して傾斜した方向で連結することもできる。例えば、蒸留塔の外周側面に対して、蒸留塔の中心軸に向けて連結するほか、中心軸から少しずれた方向に向けて連結することもできる。水平方向あるいは垂直方向のほか、上下の斜め方向に向けて連結することもできる。
The distillation column is provided with a pipe for introducing acrylic acid, which is a distillation raw material, and a pipe for circulating a liquid with a reboiler or a condenser. A portion between the distillation tower and the reboiler is connected by a liquid take-out pipe for taking out the liquid from the distillation tower and supplying the liquid to the reboiler, and a vapor return pipe returning the vapor from the reboiler to the distillation tower. . A delivery pipe for delivering the liquid to the outside is connected to the liquid extraction pipe. The distillation column and the condenser are connected by a vapor extraction pipe for extracting vapor from the distillation tower and supplying it to the condenser, and a liquid return pipe for returning the condensed liquid condensed in the condenser to the distillation tower. A purified product take-out tube for taking out a purified product is connected to the liquid return tube.
Each pipe is generally connected in a direction perpendicular to the outer peripheral surface of the distillation column, but may be connected in a direction inclined to the outer peripheral surface of the distillation column. For example, in addition to connecting to the outer peripheral side surface of the distillation column toward the center axis of the distillation column, the connection may be performed in a direction slightly deviated from the central axis. In addition to the horizontal direction or the vertical direction, the connection can also be performed in an oblique vertical direction.

蒸留塔に対する配管の連結位置および方向を調節することによって、配管と蒸留塔の間を出入りする液や蒸気の流れが変わり、蒸留塔内の流れを均等化させたり偏流を防止したりすることができる。
各配管には、必要に応じて、ポンプや、圧力調整弁、流量調整弁、逆止弁、安全弁、ドレイン弁などの弁類、流量計、温度計などを設置することができる。
蒸留塔には、蒸留塔内の温度や圧力を検知する測定器やセンサなども設置される。蒸留塔内の圧力を調整する加圧装置や減圧装置を組み込むこともできる。
蒸留塔に供給される未精製のアクリル酸類の流量は、好ましくは0.5〜100m/hに設定できる。
By adjusting the connection position and direction of the pipe to the distillation column, the flow of liquid and vapor flowing into and out of the pipe and the distillation column can be changed, and the flow in the distillation column can be equalized and drift can be prevented. it can.
A pump, valves such as a pressure regulating valve, a flow regulating valve, a check valve, a safety valve, a drain valve, a flow meter, a thermometer, and the like can be installed in each pipe as necessary.
A measuring instrument and a sensor for detecting the temperature and pressure in the distillation column are also installed in the distillation column. A pressurizing device or a depressurizing device for adjusting the pressure in the distillation column can be incorporated.
The flow rate of unpurified acrylic acid supplied to the distillation column can be preferably set to 0.5 to 100 m 3 / h.

蒸留塔には、アクリル酸類の重合防止を目的として、重合禁止剤を供給することができる。重合禁止剤として、ハイドロキノンモノメチルエーテル(メトキノン)、酢酸マンガン、ジブチルジチオカルバミン酸銅、N−オキシル化合物、ハイドロキノン、フェノチアジンその他の公知の重合禁止剤が使用できる。これらの重合禁止剤は、アクリル酸類、共沸溶剤、水などに配合しておいて、蒸留塔の塔頂あるいは塔中から供給することができる。空気、酸素などの分子状酸素含有ガスを、塔底や再沸器下部から吹き込むことも、重合防止に有効である。
〔再沸器〕
蒸留塔の塔底側に連結され、蒸留塔に収容された液が供給され、供給された液を加熱し沸騰させて蒸留塔に戻す機能を果たす。
A polymerization inhibitor can be supplied to the distillation column for the purpose of preventing polymerization of acrylic acids. As the polymerization inhibitor, hydroquinone monomethyl ether (methquinone), manganese acetate, copper dibutyldithiocarbamate, an N-oxyl compound, hydroquinone, phenothiazine and other known polymerization inhibitors can be used. These polymerization inhibitors may be mixed with acrylic acid, an azeotropic solvent, water, or the like, and supplied from the top of the distillation column or from inside the column. Blowing a molecular oxygen-containing gas such as air or oxygen from the bottom of the tower or the lower part of the reboiler is also effective for preventing polymerization.
(Reboiler)
The liquid connected to the bottom of the distillation column and supplied to the distillation column is supplied, and the supplied liquid is heated, boiled and returned to the distillation column.

基本的には、通常の蒸留装置に利用されている再沸器と同様の装置が使用できる。
再沸器として、多管式、スパイラル式、プレート式などの形式が知られている。何れの形式も使用できる。再沸器内部での重合物の生成付着を防止するには、多管式が好ましい。多管式の中でも、竪型管内蒸発構造のものが好ましい。
再沸器には、供給液を流通させる細管と、細管を収容し熱媒体が流通する胴部とを備え、細管の管壁を介して、供給液と熱媒体との間で熱交換を果たす。
再沸器の寸法や容量は、アクリル酸類の精製処理に要求される能力に合わせて設定される。本発明では、複数基の再沸器を用いるので、複数基の再沸器の綜合的な能力が、精製装置全体に要求される処理性能を満足するように設定すればよい。
Basically, a device similar to a reboiler used in a normal distillation device can be used.
Known types of reboilers include a multi-tube type, a spiral type, and a plate type. Either form can be used. In order to prevent the formation and adhesion of the polymer inside the reboiler, a multi-tube type is preferable. Among the multi-tube type, those having a vertical type in-tube evaporation structure are preferable.
The reboiler includes a thin tube through which the supply liquid flows, and a body portion that houses the thin tube and through which the heat medium flows, and performs heat exchange between the supply liquid and the heat medium through the thin tube wall. .
The size and capacity of the reboiler are set in accordance with the capacity required for the acrylic acid purification treatment. In the present invention, since a plurality of reboilers are used, the overall capacity of the plurality of reboilers may be set so as to satisfy the processing performance required for the entire purification apparatus.

再沸器の細管内径は、好ましくは10〜50mmに設定できる。より好ましくは15〜35mmである。細管長は、好ましくは1〜7m、より好ましくは2〜6mである。再沸器に組み込む細管の本数は、好ましくは10〜3000本である。胴部の径は、好ましくは0.2〜4mに設定できる。より好ましくは2m以下である。再沸処理能力から設計された胴部の径が太くなる場合は、再沸器を複数基に分割して、個々の再沸器の胴部径が太くなり過ぎないようにすることで、再沸器内での重合防止が良好に達成できる。
再沸器に導入される熱媒体は、水蒸気、有機溶媒であるフェニルエーテル系熱媒などが利用される。熱媒体の温度は、好ましくは80〜250℃である。水蒸気の圧力は、好ましくは0.6MPaG以下、より好ましくは0.4MPaG以下に設定できる。
The inner diameter of the narrow tube of the reboiler can be preferably set to 10 to 50 mm. More preferably, it is 15 to 35 mm. The capillary length is preferably 1 to 7 m, more preferably 2 to 6 m. The number of thin tubes incorporated in the reboiler is preferably 10 to 3000. The diameter of the body can be preferably set to 0.2 to 4 m. It is more preferably 2 m or less. If the diameter of the body designed based on the reboil processing capacity becomes large, the reboiler is divided into multiple units to prevent the body diameter of each reboiler from becoming too large. Prevention of polymerization in the boiler can be favorably achieved.
As the heat medium introduced into the reboiler, water vapor, a phenyl ether-based heat medium as an organic solvent, or the like is used. The temperature of the heating medium is preferably from 80 to 250 ° C. The pressure of the steam can be set to preferably 0.6 MPaG or less, more preferably 0.4 MPaG or less.

再沸器には、処理液が供給される供給口と、再沸処理された蒸気を送り出す返戻口が設けられ、供給口は蒸留塔の液取出管に連結され、返戻口は蒸留塔につづく蒸気返戻管に連結される。
処理液の流量は、好ましくは1〜3000m/hに設定される。再沸器と蒸留塔との間における処理液あるいは蒸気の循環は、ポンプなどによる強制循環と処理液の自重や蒸気の上昇力などによる自然循環との両方が可能である。通常は、稼動エネルギーが低減できる自然循環を利用するのが好ましい。
1基の蒸留塔に対して、複数基の再沸器が並列に設置される。並列とは、同じ処理液を分割して複数基の再沸器に送り、それぞれの再沸器で再沸処理させることを意味する。同じ処理液を、一つの再沸器で処理した後、その処理後の液を別の再沸器に送ってさらに処理するという複数基の再沸器の直列配置と対峙する技術概念である。
The reboiler is provided with a supply port to which the processing liquid is supplied and a return port for sending out the reboiled vapor, the supply port is connected to a liquid extraction pipe of the distillation column, and the return port is connected to the distillation column. Connected to steam return pipe.
The flow rate of the processing liquid is preferably set to 1 to 3000 m 3 / h. Circulation of the processing liquid or steam between the reboiler and the distillation column can be performed both by forced circulation by a pump or the like and by natural circulation by the weight of the processing liquid or the rising power of the steam. Usually, it is preferable to use natural circulation that can reduce the operating energy.
A plurality of reboilers are installed in parallel for one distillation column. Parallel means that the same treatment liquid is divided and sent to a plurality of reboilers, and reboiled in each of the reboilers. This is a technical concept that is opposed to the serial arrangement of a plurality of reboilers in which the same processing liquid is processed in one reboiler, and the processed liquid is sent to another reboiler for further processing.

複数基の再沸器は、方式や寸法形状、処理能力などが違っていても良いが、通常は、同一仕様の再沸器を組み合わせるのが、効率的な処理が可能であり、再沸器の製造および保守管理も容易であり、実用的である。同一仕様とは、基本的な形状寸法が同一の機器を意味する。基本的仕様は同一で対称構造の機器も、実質的に同一仕様に含まれる。
再沸器は、蒸留塔内で塔底側に溜まる液を処理するために、蒸留塔の塔底側に配置される。複数基の再沸器を蒸留塔の周囲に均等に、あるいは、対称的に配置するのが、複数基の再沸器の能力を効率的に発揮させることができ、再沸器の保守管理も容易である。具体的には、蒸留塔は垂直方向に延びているので、蒸留塔の中心軸と直交する水平方向で、蒸留塔の中心に対して、点対称になる位置に複数基の再沸器を配置できる。2基の再沸器であれば、蒸留塔の直径延長上で等距離の位置にそれぞれの再沸器を配置することができる。
Although multiple reboilers may have different methods, dimensions, shapes, processing capacities, etc., it is usually effective to combine reboilers with the same specifications, because efficient processing is possible. Manufacturing and maintenance are easy and practical. The same specification means devices having the same basic shape and dimensions. Devices having the same basic specification and symmetrical structure are also included in the substantially same specification.
The reboiler is disposed on the bottom side of the distillation column in order to treat the liquid collected on the bottom side in the distillation column. Equally or symmetrically arranging multiple reboilers around the distillation column enables the efficient use of multiple reboilers and maintenance of the reboilers. Easy. Specifically, since the distillation column extends in the vertical direction, a plurality of reboilers are arranged at positions that are point-symmetric with respect to the center of the distillation column in a horizontal direction orthogonal to the center axis of the distillation column. it can. In the case of two reboilers, each reboiler can be arranged at an equidistant position on the extension of the diameter of the distillation column.

複数基の再沸器と蒸留塔とを連結する液取出管および蒸気返戻管の配置も、蒸留塔を中心にして均等あるいは対称にするのが好ましい。
具体的には、蒸気返戻管は、複数基の再沸器毎に別々に設け、各蒸気返戻管の蒸留塔への連結位置が、高低差で好ましくは0〜1mであり、水平方向で蒸留塔の中心に対して挟角が好ましくは20〜180°になるように設定できる。より好ましくは60°以上、さらに好ましくは100°以上である。挟角とは、隣接する2本の蒸気返戻管について、それぞれの連結位置から蒸留塔の中心に延ばした仮想線で挟まれた角度を意味する。挟角が広いほど、複数方向から均等に蒸留塔の内部へと再沸蒸気を送り込むことができ、蒸留塔内部における処理液あるいは蒸気の偏流を防止できる。再沸器の設置数が2基の場合に取り得る最大の挟角は、好ましくは180°である。再沸器の設置数が増えれば、最大挟角は小さくなる。連結位置の高さの差も少ないほうが、蒸留塔内部における処理液あるいは蒸気の偏流防止に有効である。
It is also preferable that the arrangement of the liquid extraction pipe and the vapor return pipe connecting the plurality of reboilers and the distillation column be equal or symmetric about the distillation column.
Specifically, the steam return pipes are separately provided for each of the plurality of reboilers, and the connection position of each steam return pipe to the distillation column is preferably at a height difference of 0 to 1 m, and the distillation is performed in the horizontal direction. The included angle can be set preferably at 20 to 180 ° with respect to the center of the tower. It is more preferably at least 60 °, further preferably at least 100 °. The included angle means an angle between two adjacent vapor return pipes that is sandwiched by a virtual line extending from the connection position to the center of the distillation column. The wider the included angle, the more evenly the reboiled steam can be fed into the distillation column from a plurality of directions, and the more uneven flow of the processing liquid or vapor can be prevented in the distillation column. When the number of reboilers is two, the maximum possible included angle is preferably 180 °. As the number of reboilers installed increases, the maximum included angle decreases. The smaller the difference in the height of the connection position is, the more effective it is to prevent the treatment liquid or vapor from drifting inside the distillation column.

蒸留塔から再沸器に処理液を供給する液取出管の、蒸留塔への取付位置も、蒸留塔から均等に処理液を取り出すことができるようにすれば、蒸留塔内における処理液の滞留や温度の偏りなどが防止できる。具体的には、蒸気返戻管と同様に、高さ位置の差を少なくしたり、挟角を広くしたり、蒸留塔の外周で均等あるいは対称位置に設置することが有効である。
液取出管を、一端が蒸留塔の塔底中央に連結され、他端は複数方向に分岐して、それぞれの再沸器に連結されてなる分岐構造に設定できる。また、複数基の再沸器を、別々の液取出管で蒸留塔の塔底と連結することもできる。何れの場合も、各配管の長さ、曲がり、連結高さ位置などを同じ条件にして、塔底から各再沸器までの液通過圧損に差が生じないようにすることが望ましい。このような構造であれば、蒸留塔からの処理液の取り出しが特定の再沸器に偏ることが避けられる。
If the liquid take-out pipe for supplying the processing liquid from the distillation column to the reboiler is attached to the distillation column, if the processing liquid can be taken out from the distillation tower uniformly, the processing liquid stays in the distillation tower. And uneven temperature can be prevented. Specifically, as in the case of the steam return pipe, it is effective to reduce the difference in height position, widen the included angle, and install the pipe at a uniform or symmetrical position on the outer periphery of the distillation column.
The liquid discharge pipe can be set to have a branched structure in which one end is connected to the center of the bottom of the distillation column, and the other end is branched in a plurality of directions and connected to each reboiler. In addition, a plurality of reboilers can be connected to the bottom of the distillation column by separate liquid extraction tubes. In any case, it is desirable that the length, bend, connection height position, and the like of each pipe be the same, so that there is no difference in liquid passage pressure loss from the tower bottom to each reboiler. With such a structure, the removal of the processing liquid from the distillation column can be prevented from being biased to a specific reboiler.

蒸気返戻管についても、液取出管と同様に、各再沸器から蒸留塔までのガス通過圧損が同等になるように、配管の設置条件を設定することが望ましい。配管内での重合防止の観点から、配管は極力短くするのが望ましい。再沸器から蒸留塔まで最短距離で直接に連結するのが好ましい。蒸気返戻管は、それぞれの再沸器毎に別々に設けておくことで、蒸留塔におけるガス分散を良好にできる。
〔凝縮器〕
蒸留塔の塔頂側に連結され、蒸留塔から取り出された蒸気が供給され、供給蒸気を凝縮させ、凝縮された液の一部を蒸留塔に還流させ、残りの液を取り出す機能を果たす。
As for the vapor return pipe, similarly to the liquid extraction pipe, it is desirable to set the pipe installation conditions so that the gas passage pressure loss from each reboiler to the distillation column is equal. From the viewpoint of preventing polymerization in the piping, it is desirable to make the piping as short as possible. It is preferred to connect directly from the reboiler to the distillation column with the shortest distance. By providing the steam return pipe separately for each reboiler, gas dispersion in the distillation column can be improved.
〔Condenser〕
It is connected to the top of the distillation column, is supplied with vapor taken out of the distillation column, condenses the supplied vapor, returns a part of the condensed liquid to the distillation column, and has a function of taking out the remaining liquid.

基本的には、通常の蒸留装置に利用されている凝縮器と同様の装置が使用できる。再沸器も凝縮器も、熱交換機能を果たす点では共通しているので、凝縮器の形式、構造、寸法形状などは、前記した再沸器の場合と共通する条件が採用できる。
凝縮器にも、多管式、特に竪型管内凝縮構造のものが好ましく使用される。
1基の蒸留塔に対して、凝縮器は1基だけを設置してもよいし、前記した再沸器と同様に、複数基を設置することもできる。この場合も、蒸留塔に対して並列に配置することが望ましく、前記した再沸器と同様の配置条件が採用できる。
凝縮器の熱媒体は、蒸留塔から送られた蒸気を冷却する低温の熱媒体あるいは冷却媒体である。熱媒体としては、通常の凝縮器と同様の材料が使用できる。具体的には、水、エチレングリコール水溶液が好ましく挙げられる。熱媒体としては、融点が低く、粘度の低い熱媒体材料が好ましい。エチレングリコール水溶液はエチレングリコール濃度10〜50重量%のものが好ましい。熱媒体の温度は、好ましくは0〜50℃に設定される。
Basically, a device similar to a condenser used in an ordinary distillation device can be used. Since both the reboiler and the condenser have a common point of performing a heat exchange function, the same conditions as those of the reboiler can be adopted for the type, structure, dimensions, and the like of the condenser.
As the condenser, a multi-tube type, in particular, a vertical type condensing structure in a pipe is preferably used.
For one distillation column, only one condenser may be provided, or a plurality of condensers may be provided as in the reboiler described above. Also in this case, it is desirable to arrange the distillation column in parallel, and the same arrangement conditions as those of the above-described reboiler can be adopted.
The heat medium of the condenser is a low-temperature heat medium or a cooling medium for cooling the steam sent from the distillation column. As the heat medium, the same material as that of a normal condenser can be used. Specifically, water and an aqueous solution of ethylene glycol are preferably exemplified. As the heat medium, a heat medium material having a low melting point and a low viscosity is preferable. The ethylene glycol aqueous solution preferably has an ethylene glycol concentration of 10 to 50% by weight. The temperature of the heating medium is preferably set to 0 to 50C.

凝縮器の寸法や容量は、アクリル酸類の精製処理に要求される能力に合わせて設定される。凝縮器を複数基用いる場合は、複数基の凝縮器の綜合的な能力が、精製装置全体に要求される処理性能を満足するように設定すればよい。
複数基の凝縮器を用いる場合、細管や胴部などの仕様は、再沸器と同程度の範囲に設定できる。凝縮器が1基の場合には、それよりも大容量のものになる。特に、胴部の径は、3m以下になるように設定しておくことが好ましい。胴部の径が太くなり過ぎる場合は、凝縮器も複数基を用いたほうが良い。
凝縮器には、蒸留塔から蒸気が送られる蒸気取出管と、凝縮処理された液を蒸留塔に送り返す液返戻管が連結される。複数基の凝縮器を用いる場合、それぞれの凝縮器と蒸留塔との間を、別々の蒸気取出管あるいは液返戻管でつないでもよいし、複数基の凝縮器に連結された複数の蒸気取出管あるいは液返戻管を途中で合流させて蒸留塔と連結することもできる。
The size and capacity of the condenser are set in accordance with the capacity required for the purification treatment of acrylic acids. When a plurality of condensers are used, the total capacity of the plurality of condensers may be set so as to satisfy the processing performance required for the entire purification apparatus.
When a plurality of condensers are used, the specifications of the thin tube, the body and the like can be set in the same range as the reboiler. In the case of one condenser, the capacity becomes larger. In particular, it is preferable that the diameter of the trunk is set to be 3 m or less. If the diameter of the body is too large, it is better to use a plurality of condensers.
The condenser is connected to a vapor extraction pipe through which steam is sent from the distillation tower, and a liquid return pipe that sends back the condensed liquid to the distillation tower. When using a plurality of condensers, each condenser and the distillation column may be connected by a separate vapor extraction pipe or a liquid return pipe, or a plurality of vapor extraction pipes connected to the plurality of condensers. Alternatively, the liquid return pipes may be merged on the way and connected to the distillation column.

蒸気取出管および液返戻管の蒸留塔への連結位置が複数に分かれる場合、再沸器の場合と同様に、高さ位置の差を少なくしたり、広い挟角に設定したりするのが好ましい。
蒸留塔から凝縮器に供給される蒸気の流量は、好ましくは1〜100ton/hに設定できる。凝縮器と蒸留塔との間における蒸気あるいは凝縮液の循環は、強制循環あるいは自然循環の何れもが採用できる。
凝縮器から送り出された凝縮液は、一部は蒸留塔に還流させ、残りはアクリル酸類の精製品として取り出すことができる。後段のアクリル酸類の処理装置に送り込むこともできる。
When the connection position of the vapor extraction tube and the liquid return tube to the distillation column is divided into a plurality, it is preferable to reduce the difference in height position or set a wide included angle as in the case of the reboiler. .
The flow rate of steam supplied from the distillation column to the condenser can be preferably set to 1 to 100 ton / h. As the circulation of the vapor or the condensed liquid between the condenser and the distillation column, either forced circulation or natural circulation can be adopted.
A part of the condensate sent out from the condenser is refluxed to the distillation column, and the rest can be taken out as purified acrylic acid. It can also be sent to a subsequent acrylic acid processing unit.

〔精製方法〕
本発明の精製装置を使用する以外は、基本的には、通常のアクリル酸類を蒸留精製する方法と共通する技術が適用できる。
再沸器が複数基であるので、蒸留塔から再沸器に再沸処理する液を供給する際に、複数基の再沸器に分割して供給する。このとき、複数基の再沸器に等分に供給するのが好ましい。これによって、蒸留塔および各再沸器における重合物の生成付着を防止し、効率的な再沸処理が行える。特に、再沸器の返戻管から蒸留塔に戻される蒸気が、蒸留塔内で偏流を生じることが防止でき、蒸留塔における蒸留処理が良好に行われる。複数器の再沸器の処理能力を均等に発揮させて、綜合的な処理能力を高め、効率的な再沸処理が行える。
(Purification method)
Except for using the refining apparatus of the present invention, basically, a technique common to a method for distilling and refining ordinary acrylic acids can be applied.
Since a plurality of reboilers are provided, when the liquid to be reboiled is supplied from the distillation column to the reboiler, the reboiler is divided and supplied to the plurality of reboilers. At this time, it is preferable to equally supply to a plurality of reboilers. As a result, the formation and adhesion of the polymer in the distillation column and each reboiler can be prevented, and efficient reboil treatment can be performed. In particular, it is possible to prevent the steam returned from the return pipe of the reboiler to the distillation column from causing drift in the distillation column, and the distillation treatment in the distillation column is performed favorably. The processing capacity of multiple reboilers is evenly exhibited, the overall processing capacity is increased, and efficient reboil processing can be performed.

複数基の再沸器が同一仕様で、蒸留塔に対して均等あるいは対称に並列配置されていれば、処理液の等分供給は容易である。
〔精製装置の構造〕
図1、2に示す精製装置は、1基の蒸留塔に対して、再沸器と凝縮器とをそれぞれ2基づつ並列で備えている。
図1に示すように、蒸留塔10は、上下に長い筒状のタンクを有する塔構造を備えている。蒸留塔10の高さ方向の途中には、処理液の導入管12が連結されている。蒸留塔10の上部には、蒸留塔10で生成された蒸気を取り出す蒸気取出管22が連結されている。蒸留塔10の塔底中心には、処理液を取り出す塔底液取出管32が連結されている。
If a plurality of reboilers have the same specifications and are arranged evenly or symmetrically in parallel with respect to the distillation column, it is easy to evenly supply the processing liquid.
[Structure of purification device]
The purifying apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is provided with two reboilers and two condensers in parallel for one distillation column.
As shown in FIG. 1, the distillation column 10 has a column structure having a vertically long cylindrical tank. In the middle of the distillation column 10 in the height direction, a treatment liquid introduction pipe 12 is connected. The upper part of the distillation column 10 is connected to a vapor extraction pipe 22 for taking out the vapor generated in the distillation column 10. At the center of the bottom of the distillation column 10, a bottom liquid take-out pipe 32 for taking out the processing liquid is connected.

塔底液取出管32は、3方向に分岐している。その一方は外部に液を送り出す送出管16である。残りの2方向は、蒸留塔10に対して対称形に延びて、それぞれが別の再沸器30に連結されている。
<再沸器>
再沸器30は、蒸留塔10から取り出された液を加熱し沸騰させる熱交換器としての機能を有する。再沸器30として、全体が概略円筒状をなす多管式竪型管内蒸発構造のものが用いられる。再沸器30の下端側から液が供給され、上端側から沸騰した液すなわち蒸気を送り出す。
The bottom liquid outlet pipe 32 is branched in three directions. One of them is a delivery pipe 16 for sending the liquid to the outside. The remaining two directions extend symmetrically with respect to the distillation column 10 and are each connected to another reboiler 30.
<Reboiler>
The reboiler 30 has a function as a heat exchanger for heating and boiling the liquid taken out of the distillation column 10. As the reboiler 30, a multi-tube vertical in-tube evaporation structure having a substantially cylindrical shape as a whole is used. The liquid is supplied from the lower end side of the reboiler 30, and the boiling liquid, that is, steam is sent out from the upper end side.

再沸器30の下端には、蒸留塔10の塔底液取出管32の一端が連結されている。塔底液取出管32の別の一端は、蒸留塔10の中心軸Cが塔底を貫通する個所に連結されており、蒸留塔10の連結個所から下方に延びて、左右に分岐したあと、左右の再沸器30に連結されている。塔底液取出管32の分岐位置には、送出管16が連結されている。
再沸器30の上端には蒸気返戻管34が連結され、蒸気返戻管34の他端は蒸留塔10の外周側面に連結されている。再沸器30には、加熱媒体を循環させる熱媒体管36,36を備えている。
左右の再沸器30は、全く同じ仕様の再沸器30、30が対称的に配置されている。すなわち、同じ高さ位置で蒸留塔10から同じ距離だけ離れて平行に配置されている。図2に示す平面形状では、左右一対の再沸器30が、蒸留塔10の中心軸Cに対して、直径方向で対称位置に配置されている。再沸器30の上端に連結された蒸気返戻管34が、蒸留塔10の半径方向を中心軸Cに向かって延び、蒸留塔10の外周面の対称位置に連結されている。一対の再沸器30、あるいは、蒸気返戻管34の蒸留塔10への取付位置が、中心軸Cに対してなす挟角θ=180°である。
One end of a bottom liquid outlet pipe 32 of the distillation column 10 is connected to a lower end of the reboiler 30. Another end of the bottom liquid outlet pipe 32 is connected to a position where the central axis C of the distillation column 10 penetrates the bottom, extends downward from the connection position of the distillation column 10, and branches right and left. The left and right reboilers 30 are connected. The delivery pipe 16 is connected to a branch position of the tower bottom liquid discharge pipe 32.
A steam return pipe 34 is connected to the upper end of the reboiler 30, and the other end of the steam return pipe 34 is connected to the outer peripheral side surface of the distillation column 10. The reboiler 30 is provided with heating medium tubes 36, 36 for circulating a heating medium.
In the left and right reboilers 30, reboilers 30, 30 having exactly the same specifications are arranged symmetrically. That is, they are arranged in parallel at the same height, separated from the distillation column 10 by the same distance. In the planar shape shown in FIG. 2, a pair of left and right reboilers 30 are arranged symmetrically in the diameter direction with respect to the center axis C of the distillation column 10. A vapor return pipe 34 connected to the upper end of the reboiler 30 extends in the radial direction of the distillation column 10 toward the central axis C, and is connected to a symmetrical position on the outer peripheral surface of the distillation column 10. The position at which the pair of reboilers 30 or the vapor return pipes 34 are attached to the distillation tower 10 is at an included angle θ = 180 ° with respect to the central axis C.

<凝縮器>
蒸留塔10の塔頂側で側方には、2基の凝縮器20、20が並列に配置されている。
凝縮器20も、再沸器30と同様に、全体が概略円筒状をなす多管式竪型管内凝縮構造のものが用いられる。凝縮器20の上端側から蒸気が供給され、下端側から凝縮液を送り出す。それぞれの凝縮器20の上端には、蒸留塔10につづく蒸気取出管22が連結されている。蒸気取出管22は、凝縮器20との連結側では2本に分岐しているが、途中で合流して蒸留塔10の外周側面に連結されている。凝縮器20の下端には凝縮液の返戻管24が連結され、液返戻管24は合流して、蒸留塔10の外周側面に連結されている。液返戻管24は、合流位置よりも下流側で、蒸留塔10への連結経路と分かれて、精製液を取り出す凝縮液取出管14に連結されている。凝縮器20には、冷却媒体が循環する熱媒体管26,26も備えている。
<Condenser>
Two condensers 20, 20 are arranged in parallel on the side of the top of the distillation column 10.
Similarly to the reboiler 30, the condenser 20 has a multi-tube vertical condensing structure in a substantially cylindrical shape as a whole. Steam is supplied from the upper end side of the condenser 20, and the condensate is sent out from the lower end side. The upper end of each condenser 20 is connected to a vapor extraction pipe 22 connected to the distillation column 10. The vapor extraction pipe 22 is branched into two at the connection side with the condenser 20, but is joined on the way and connected to the outer peripheral side surface of the distillation column 10. A condensate return pipe 24 is connected to the lower end of the condenser 20, and the liquid return pipe 24 joins and is connected to the outer peripheral side surface of the distillation column 10. The liquid return pipe 24 is separated from the connection path to the distillation column 10 downstream of the junction position, and is connected to the condensed liquid extraction pipe 14 for taking out the purified liquid. The condenser 20 is also provided with heating medium tubes 26, 26 through which a cooling medium circulates.

図2に示すように、凝縮器20の平面配置は、蒸留塔10の側方で、蒸留塔10の中心軸Cを通る直径線に対して線対称になる位置にそれぞれ凝縮器20が配置されている。蒸気取出管22も、同様に線対称に配置されている。左右の蒸気取出管22が合流したあとは対称軸に沿って蒸留塔10に連結されている。図示を省略しているが、凝縮液の液返戻管24も蒸気取出管22と同様の配置構造が採用できる。
〔精製工程〕
導入管12から蒸留塔10に、別工程あるいは別装置で製造されたアクリル酸類の未精製液が供給される。
As shown in FIG. 2, the planar arrangement of the condensers 20 is such that the condensers 20 are arranged at positions laterally symmetrical with respect to a diameter line passing through the central axis C of the distillation column 10 on the side of the distillation column 10. ing. The steam extraction pipes 22 are similarly arranged line-symmetrically. After the left and right steam extraction pipes 22 have joined, they are connected to the distillation column 10 along the axis of symmetry. Although not shown, the liquid return pipe 24 of the condensed liquid may have the same arrangement structure as the vapor extraction pipe 22.
(Purification step)
An unpurified liquid of acrylic acid produced in another step or another apparatus is supplied to the distillation column 10 from the introduction pipe 12.

蒸留塔10の内部に溜まった未精製液は、塔底液取出管32、一対の再沸器30および蒸気返戻管34との間を還流する。再沸器30では、熱媒体管36に加熱媒体を供給することで、還流する液体を加熱沸騰させて、蒸留塔10に送り返す。
蒸留塔10内で、未精製液の蒸気は上昇する。未精製液に含まれる成分の特性の違いによって、未精製液に含まれるアクリル酸類は蒸留塔10の上部まで上昇するが、不純物は途中までしか上昇できずに落下する。蒸留塔10の上部まで上昇した蒸気には、アクリル酸類の純度が高く、不純物の含有量が少ない。
蒸留塔10の上部で、蒸気取出管22に送り出された蒸気は、凝縮器20で凝縮されて、液返戻管24に送り出される。液返戻管24に送り出された凝縮液は、高純度に精製されたアクリル酸類であり、凝縮液の一部は凝縮液取出管14から取り出して製品となる。
The unpurified liquid accumulated in the distillation column 10 is refluxed between the bottom liquid outlet pipe 32, the pair of reboilers 30, and the vapor return pipe 34. In the reboiler 30, the heating medium is supplied to the heating medium pipe 36, whereby the refluxing liquid is heated and boiled and sent back to the distillation column 10.
In the distillation column 10, the vapor of the unpurified liquid rises. The acrylic acid contained in the unpurified liquid rises to the upper part of the distillation column 10 due to the difference in the properties of the components contained in the unpurified liquid, but the impurities can only rise halfway and fall. The vapor that has risen to the upper portion of the distillation column 10 has a high purity of acrylic acid and a low content of impurities.
In the upper part of the distillation column 10, the steam sent out to the steam extraction pipe 22 is condensed in the condenser 20 and sent out to the liquid return pipe 24. The condensate sent to the liquid return pipe 24 is acrylic acid purified to high purity, and a part of the condensate is taken out from the condensate discharge pipe 14 to be a product.

残りの凝縮液は、蒸留塔10に戻され、蒸留塔10の塔底側に移行して、塔底側に溜まった処理液に戻る。
再沸器30における蒸留塔10内の処理液の再沸処理、および、凝縮器20における精製アクリル酸類の回収を連続的に実行することで、導入管12から供給された未精製のアクリル酸類を、連続的に精製処理して回収することができる。
このような精製処理においては、蒸留塔10、再沸器30、凝縮器20や、それらをつなぐ配管22、24、32、34などの内部において、アクリル酸類が重合を起こすことがある。アクリル酸類の重合は、アクリル酸類を含む液や蒸気が凝縮した液が滞留する個所で生じ易い。液や蒸気の流れに偏った流れが生じると、流れが滞る部分で重合物が装置内壁に付着し易い。例えば、多数の細管が配置された再沸器30あるいは凝縮器20では、一部の細管で流れが滞ると細管内壁に重合物が付着して流れ難くなったり、細管が閉塞してしまったりすることも起こる。蒸留塔10の内部で、液体あるいは蒸気の流れに偏りが生じると、流れが滞り易い個所で、蒸留塔10の内壁あるいは内部の設置部材に重合物の付着が生じ、蒸留作用に支障が生じる。
The remaining condensate is returned to the distillation column 10, moves to the bottom of the distillation column 10, and returns to the processing liquid collected at the bottom.
By continuously performing the reboil treatment of the treatment liquid in the distillation column 10 in the reboiler 30 and the recovery of the purified acrylic acid in the condenser 20, the unpurified acrylic acid supplied from the introduction pipe 12 is removed. And can be continuously purified and recovered.
In such a purification treatment, acrylic acid may be polymerized in the distillation column 10, the reboiler 30, the condenser 20, and the pipes 22, 24, 32, and 34 connecting them. The polymerization of acrylic acids is likely to occur at a location where a liquid containing acrylic acids or a liquid in which vapor is condensed stays. If a flow that is deviated from the flow of the liquid or vapor is generated, the polymer easily adheres to the inner wall of the apparatus in a portion where the flow is stagnated. For example, in the reboiler 30 or the condenser 20 in which a large number of small tubes are arranged, if the flow is blocked in some of the small tubes, the polymer adheres to the inner wall of the small tubes and becomes difficult to flow, or the small tubes are blocked. Things also happen. If the flow of the liquid or vapor is deviated inside the distillation column 10, the polymer adheres to the inner wall of the distillation column 10 or an installation member inside the column at a place where the flow is likely to be stagnated, and the distillation operation is hindered.

しかし、前記実施形態では、蒸留塔10に対して対称構造で並列に配置された2基の再沸器30に、蒸留塔10内の液体を等分に供給して再沸処理を行わせている。再沸能力が同じ1基の大容量、大型の再沸器30を使用するのに比べて、再沸器30の内部における重合物の生成付着が起こり難くなる。これは、再沸器30が大容量、大型になるほど、多数の細管の間で液体の流速や流量に差が生じ易い。例えば、再沸器30の中心部分と外周部分とでは、流れに違いが生じることは避け難い。加熱媒体による加熱作用も、中心側と外周側とでは違ってくる可能性がある。2基の比較的小型の再沸器30で、1基の大型再沸器30と同じ処理能力を果たすようにすると、それぞれの再沸器30の内部における液体の流れのバラツキや偏りは少なくなり、重合物の生成付着の可能性が低減される。   However, in the above embodiment, the liquid in the distillation column 10 is equally supplied to the two reboilers 30 arranged in parallel in a symmetrical structure with respect to the distillation column 10 to perform the reboil treatment. I have. Compared to using one large-capacity, large-sized reboiler 30 having the same reboiling ability, formation and adhesion of a polymer inside the reboiler 30 are less likely to occur. This is because the larger the capacity and the size of the reboiler 30, the more likely the difference is in the flow rate and the flow rate of the liquid among the many thin tubes. For example, it is inevitable that a difference in flow occurs between the central portion and the outer peripheral portion of the reboiler 30. The heating effect of the heating medium may be different between the center side and the outer peripheral side. If two relatively small reboilers 30 are made to perform the same processing capacity as one large reboiler 30, the dispersion and deviation of the liquid flow inside each reboiler 30 are reduced. In addition, the possibility of formation and adhesion of a polymer is reduced.

凝縮器20についても、同じように、1基の大型凝縮基20に比べて、同じ処理能力を2基の比較的に小型の凝縮器20で果たすことにより、凝縮器20の内部における蒸気あるいは凝縮液の流れが適切になり、重合物の生成付着の可能性が低減される。
2基の再沸器30から蒸留塔10への蒸気返戻管34の連結位置が、蒸留塔10に対して対称的に配置されているので、蒸留塔10に戻された蒸気の流れが蒸留塔10の平面方向で均等になり、局部的な流れの偏りが生じ難くなる。これによって、蒸留塔10の内部における重合物の生成付着も防止できる。蒸留塔10内における蒸留作用も全体で均等になり効率的な蒸留作用が達成できる。
Similarly, by performing the same processing capacity with two relatively small condensers 20 as compared with one large condenser 20, the condenser 20 has a vapor or condensate inside the condenser 20. Proper liquid flow reduces the likelihood of polymer deposits.
Since the connection position of the steam return pipe 34 from the two reboilers 30 to the distillation column 10 is symmetrically arranged with respect to the distillation column 10, the flow of the steam returned to the distillation column 10 is 10 are uniform in the plane direction, and local flow bias is less likely to occur. Thereby, the formation and adhesion of the polymer inside the distillation column 10 can be prevented. The distillation action in the distillation column 10 is also uniform as a whole, and an efficient distillation action can be achieved.

〔装置構造の別例〕
図3、4に示す実施形態は、基本的な装置構成は前記実施形態と共通しているが、凝縮器20と蒸留塔10との配管連結構造が相違する。
図3に示すように、2基の凝縮器20、20は、互いに独立した配管経路で蒸留塔10と連結されている。蒸留塔10から凝縮器20へと蒸気を供給する蒸気取出管22、凝縮器20から蒸留塔10に凝縮液を戻す液返戻管24が、それぞれの凝縮器20毎に設けられている。それぞれの液返戻管24の途中には液送出管14が連結されている。なお、図では省略しているが、2本の液送出管14は合流させて、次の工程へつづいていてもよい。
[Another example of device structure]
The embodiment shown in FIGS. 3 and 4 has the same basic apparatus configuration as the above embodiment, but differs in the pipe connection structure between the condenser 20 and the distillation column 10.
As shown in FIG. 3, the two condensers 20, 20 are connected to the distillation column 10 by independent piping paths. A vapor extraction pipe 22 for supplying vapor from the distillation column 10 to the condenser 20 and a liquid return pipe 24 for returning a condensed liquid from the condenser 20 to the distillation column 10 are provided for each condenser 20. The liquid delivery pipe 14 is connected to the middle of each liquid return pipe 24. Although not shown in the drawing, the two liquid delivery pipes 14 may be joined to continue to the next step.

図4に示すように、平面構造では、2基の凝縮器20、20が、蒸留塔10の直径を対称軸にして左右対称位置に配置されている。各凝縮器20の蒸気取出管22および液返戻管24は、蒸留塔10の半径方向から中心Cに延びて、蒸留塔10に連結され、互いの挟角θをなしている。図では、再沸器30とともに表示するために、挟角θが60°程度の狭い角度に設定されているが、より広い挟角θを取ることもできる。例えば、再沸器30と同じ挟角θ=180°に設定することもできる。   As shown in FIG. 4, in the planar structure, two condensers 20, 20 are arranged at symmetric positions with the diameter of the distillation column 10 as a symmetric axis. The vapor extraction pipe 22 and the liquid return pipe 24 of each condenser 20 extend from the radial direction of the distillation column 10 to the center C, are connected to the distillation column 10, and form an included angle θ with each other. In the figure, the included angle θ is set to a narrow angle of about 60 ° for display together with the reboiler 30, but a wider included angle θ can be taken. For example, the same included angle θ as that of the reboiler 30 can be set to 180 °.

以下に、実施例と比較例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらにより何ら限定されるものではない。
本発明の精製装置を具体的に構築し、アクリル酸類の精製処理を行った結果を示す。
〔実施例1〕
基本的に図3、4に示す構造の精製装置を用いた。
<蒸留塔>
塔径4m、無堰シープトレイ50段装備、材質SUS316。
<凝縮器>
竪型多管式凝縮器を用いた。2基の凝縮器を、図4において挟角θ=180°すなわち蒸留塔10の直径延長線上に配置した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
The result of specifically constructing the purifying apparatus of the present invention and purifying acrylic acid is shown.
[Example 1]
Basically, a purifying apparatus having the structure shown in FIGS.
<Distillation tower>
Tower diameter 4m, non-sheep sheep tray 50-stage equipment, material SUS316.
<Condenser>
A vertical multi-tube condenser was used. The two condensers were arranged at an included angle θ = 180 ° in FIG.

細管:外径38.1mm、管壁厚2.11mm、長さ3048mm。
本数1160本、材質SUS316。
胴部:外径1800mm。
<再沸器>
竪型多管式再沸器を用いた。2基の再沸器を図4に示す配置で設置した。
細管:外径38.1mm、管壁厚み2.11mm、長さ4000mm。
本数894本、材質SUS316。
胴部:外径1600mm。
Thin tube: outer diameter 38.1 mm, tube wall thickness 2.11 mm, length 3048 mm.
The number is 1160 and the material is SUS316.
Body: outer diameter 1800 mm.
<Reboiler>
A vertical multi-tube reboiler was used. Two reboilers were installed in the arrangement shown in FIG.
Thin tube: outer diameter 38.1 mm, tube wall thickness 2.11 mm, length 4000 mm.
The number is 894 and the material is SUS316.
Body: 1600 mm outside diameter.

2基の再沸器の挟角:θ=180°。
<精製作業>
未精製のアクリル酸含有液(アクリル酸96.5重量%、アクリル酸ダイマー1.9重量%、マレイン酸0.4重量%、フェノチアジン200重量ppmを含む)を、導入管12から蒸留塔10に、18.7m/hで供給した。
蒸留塔10の塔頂圧力3.3kPa、還流比1.5の処理条件で蒸留を行い、塔頂の蒸気取出管22に、アクリル酸99.9重量%とマレイン酸40重量ppmとを含む蒸気を得た。未精製液に比べて、アクリル酸の純度が高まり、アクリル酸ダイマーなどの不純物の大部分が除去されている。
Angle between two reboilers: θ = 180 °.
<Purification work>
Unpurified acrylic acid-containing liquid (containing 96.5% by weight of acrylic acid, 1.9% by weight of acrylic acid dimer, 0.4% by weight of maleic acid, and 200% by weight of phenothiazine) was introduced into distillation column 10 through inlet tube 12. , 18.7 m 3 / h.
Distillation was carried out under the processing conditions of a top pressure of the distillation column 10 of 3.3 kPa and a reflux ratio of 1.5, and a vapor containing 99.9% by weight of acrylic acid and 40% by weight of maleic acid was passed through a vapor extraction pipe 22 at the top of the column. Got. The purity of acrylic acid is higher than that of the unpurified liquid, and most of impurities such as acrylic acid dimer are removed.

得られた蒸気は、一対の凝縮器20、20にそれぞれ口径1800mmの蒸気取出管22から供給され、56℃から40℃まで凝縮させた。凝縮器20の熱媒体管26には、30℃の冷却水を通水した。液返戻管24に送り出された凝縮液は、一部が蒸留塔10に戻され、残りは凝縮液取出管14に取り出した。
蒸留塔10の塔底側では、塔底液が口径1100mmの塔底液取出管32から一対の再沸器30、30へと自然循環によって送られた。塔底液の一部は送出管16から抜き出された。再沸器30では、液体が蒸発させられ、口径1250mmの蒸気返戻管34から蒸留塔10に戻された。再沸器30の熱媒体管36には、0.6MPaGの飽和水蒸気を供給した。再沸器30の下部から分子状酸素ガス20Nm/hを供給した。分子状酸素ガスは、重合防止機能を果たす。
The obtained steam was supplied to a pair of condensers 20 and 20 from steam extraction pipes 22 having a diameter of 1800 mm, respectively, and was condensed from 56 ° C to 40 ° C. Cooling water of 30 ° C. was passed through the heat medium pipe 26 of the condenser 20. Part of the condensate sent to the liquid return pipe 24 was returned to the distillation column 10, and the rest was taken out to the condensate discharge pipe 14.
On the bottom side of the distillation column 10, the bottom liquid was sent from the bottom liquid outlet pipe 32 having a diameter of 1100 mm to the pair of reboilers 30, 30 by natural circulation. Part of the bottom liquid was withdrawn from the delivery pipe 16. In the reboiler 30, the liquid was evaporated and returned to the distillation column 10 from a vapor return pipe 34 having a diameter of 1250 mm. 0.6 MPaG saturated steam was supplied to the heating medium tube 36 of the reboiler 30. 20 Nm 3 / h of molecular oxygen gas was supplied from the lower part of the reboiler 30. The molecular oxygen gas performs a polymerization preventing function.

上記の稼動条件で、精製装置を1ヶ月稼動させた。稼動終了後、装置内部を点検した。蒸留塔10、凝縮器20および再沸器30のいずれについても、内部に重合物はほとんど認められなかった。
〔比較例1〕
実施例1の精製装置で、凝縮器20および再沸器30を下記のとおりに変更した。
<凝縮器>
竪型多管式凝縮器を1基だけ設置した。
細管:外径38.1mm、管壁厚2.11mm、長さ3048mm。
Under the above operating conditions, the purifier was operated for one month. After the operation was completed, the inside of the device was inspected. In any of the distillation column 10, the condenser 20, and the reboiler 30, almost no polymer was found inside.
[Comparative Example 1]
In the purification device of Example 1, the condenser 20 and the reboiler 30 were changed as follows.
<Condenser>
Only one vertical multi-tube condenser was installed.
Thin tube: outer diameter 38.1 mm, tube wall thickness 2.11 mm, length 3048 mm.

本数2320本、材質SUS316。
胴部:外径2500mm。
実施例1の凝縮器に比べて、1基当たりの細管本数が多く、胴部の径も大きい。凝縮処理能力としては、実施例1における2基の凝縮器の合計と同等である。
<再沸器>
竪型多管式再沸器を1基だけ設置した。
細管:外径38.1mm、管壁厚み2.11mm、長さ4000mm。
本数1788本、材質SUS316。
The number is 2,320 and the material is SUS316.
Body: 2500 mm outside diameter.
Compared to the condenser of the first embodiment, the number of thin tubes per unit is larger and the diameter of the body is larger. The condensing capacity is equivalent to the sum of the two condensers in the first embodiment.
<Reboiler>
Only one vertical multi-tube reboiler was installed.
Thin tube: outer diameter 38.1 mm, tube wall thickness 2.11 mm, length 4000 mm.
The number is 1788 and the material is SUS316.

胴部:外径2250mm。
実施例1の再沸器に比べて、1基当たりの細管本数が多く、胴部の径も大きい。再沸処理能力としては、実施例1における2基の再沸器の合計と同等である。
<精製作業>
実施例1と同じ条件で稼動させた。蒸留塔10の塔頂からは、アクリル酸99.9重量%、マレイン酸180重量ppmを含む蒸気が得られた。精製物そのものは実施例1とそれほど大きな違いはない。
ところが、稼動21日後に、蒸留塔10内の圧力損失が上昇したために、稼動を停止した。蒸留塔10、凝縮器20および再沸器30の内部を点検したところ、蒸留塔10の内部に設置されたトレイ上に55kgの重合物が蓄積していた。凝縮器20の内部の上管板には2kgが蓄積していた。再沸器30は、57本の細管が重合物で閉塞してしまっていた。
Body: outer diameter 2250 mm.
Compared to the reboiler of Example 1, the number of thin tubes per unit is larger, and the diameter of the body is larger. The reboil processing capacity is equivalent to the sum of the two reboilers in Example 1.
<Purification work>
The operation was performed under the same conditions as in Example 1. From the top of the distillation column 10, steam containing 99.9% by weight of acrylic acid and 180% by weight of maleic acid was obtained. The purified product itself is not so different from Example 1.
However, 21 days after the operation, the operation was stopped because the pressure loss in the distillation column 10 increased. When the insides of the distillation column 10, the condenser 20 and the reboiler 30 were inspected, 55 kg of polymer was accumulated on a tray installed inside the distillation column 10. 2 kg was accumulated in the upper tube sheet inside the condenser 20. In the reboiler 30, 57 thin tubes were blocked by the polymer.

〔実施例2〕
図1、2に示す構造の精製装置を用いた。基本的には実施例1と共通する仕様を採用したが、凝縮器の構造が異なる。異なる仕様項目のみを説明する。
<凝縮器>
基本的には実施例1と共通する。異なる仕様項目は以下のとおりである。
細管:長さ6096mm、本数2948本。
胴部:外径2800mm。
2基の凝縮器と蒸留塔10との連結構造として、図2に示すように、分岐構造の蒸気取出管22および液返戻管24を用いた。
[Example 2]
A purifying apparatus having the structure shown in FIGS. 1 and 2 was used. Basically, the specifications common to the first embodiment are adopted, but the structure of the condenser is different. Only different specification items will be described.
<Condenser>
Basically, it is common to the first embodiment. The different specification items are as follows.
Capillary tube: length 6096 mm, number 2948
Body: outer diameter 2800 mm.
As a connection structure between the two condensers and the distillation column 10, as shown in FIG. 2, a vapor extraction pipe 22 and a liquid return pipe 24 having a branched structure were used.

<精製作業>
未精製のアクリル酸含有水溶液(アクリル酸67.5重量%、酢酸2.2重量%、水28.6重量%、残りはマレイン酸、アセトアルデヒド、アクロレインなどと、ハイドロキノン200重量ppmを含む)を、導入管12から蒸留塔10の第23段に、23.0m/hで供給した。
蒸留塔10の塔頂圧力18.7kPaで共沸蒸留を行った。塔頂の蒸気取出管22から取り出され凝縮器20で凝縮処理された塔頂液は、2相に分離しており、共沸剤のトルエン相は全て蒸留塔10に還流させた。水相は廃水として留出させた。還流量は60m/hであった。還流液には重合禁止剤であるフェノチアジン150重量ppmを添加した。
<Purification work>
An unpurified aqueous solution of acrylic acid (67.5% by weight of acrylic acid, 2.2% by weight of acetic acid, 28.6% by weight of water, and the remainder including maleic acid, acetaldehyde, acrolein, and 200 ppm by weight of hydroquinone) The liquid was supplied from the inlet pipe 12 to the 23rd stage of the distillation column 10 at 23.0 m 3 / h.
The azeotropic distillation was performed at a top pressure of the distillation column 10 of 18.7 kPa. The top liquid taken out from the vapor discharge pipe 22 at the top and condensed by the condenser 20 was separated into two phases, and the toluene phase as the azeotropic agent was all refluxed to the distillation column 10. The aqueous phase was distilled off as wastewater. The reflux amount was 60 m 3 / h. To the reflux liquid, 150 ppm by weight of phenothiazine as a polymerization inhibitor was added.

その結果、塔底液として、アクリル酸96.2重量%、酢酸300重量ppmからなる精製物が得られた。
蒸留塔10から凝縮器20へ蒸気を導入した蒸気取出管22は、蒸留塔10側では口径1800mm、2基の凝縮器20、20に連結される分岐部分の口径1300mmであった。凝縮器20内で46℃から37℃まで冷却して凝縮させた。凝縮器20の熱媒体管26には30℃の冷却水を通水した。
蒸留塔10から再沸器30に至る塔底液取出管32は口径1300mmであった。再沸器30で液体から沸騰された蒸気は、口径1250mmの蒸気返戻管34から蒸留塔10に戻った。再沸器30と蒸留塔10との間における液あるいは蒸気の循環は自然循環で行った。再沸器30の熱媒体管36には、0.6MPaGの飽和水蒸気を供給した。それぞれの再沸器30の下部から分子状酸素ガス100Nm/hを供給した。
As a result, a purified product comprising 96.2% by weight of acrylic acid and 300% by weight of acetic acid was obtained as a bottom liquid.
The steam extraction pipe 22 into which steam was introduced from the distillation column 10 to the condenser 20 had a diameter of 1800 mm on the distillation column 10 side and a diameter of 1300 mm at a branch portion connected to the two condensers 20, 20. It was cooled from 46 ° C. to 37 ° C. in the condenser 20 to condense. Cooling water at 30 ° C. was passed through the heat medium pipe 26 of the condenser 20.
The bottom liquid outlet pipe 32 from the distillation tower 10 to the reboiler 30 had a diameter of 1300 mm. The steam boiled from the liquid in the reboiler 30 returned to the distillation column 10 from a steam return pipe 34 having a diameter of 1250 mm. The circulation of the liquid or vapor between the reboiler 30 and the distillation column 10 was performed by natural circulation. 0.6 MPaG saturated steam was supplied to the heating medium tube 36 of the reboiler 30. 100 Nm 3 / h of molecular oxygen gas was supplied from the lower part of each reboiler 30.

上記の条件で1ヶ月稼動を続けた。蒸留塔10の内部温度は安定していた。例えば、29段温度は93〜97℃の範囲であった。稼動終了後、各装置内部を点検したところ、蒸留塔10、凝縮器20、再沸器30および各配管の何れにも、内部に重合物の付着は認められなかった。
〔比較例2〕
実施例2を基本にして、以下の装置仕様および作業条件を変更した。
蒸留塔10および凝縮器20とその配置構造は、実施例2と共通するが、再沸器30は以下の仕様のものを1基だけで使用した。
The operation was continued for one month under the above conditions. The internal temperature of the distillation column 10 was stable. For example, the 29 stage temperature was in the range of 93-97 ° C. After the operation was completed, the inside of each apparatus was inspected. As a result, no adhesion of the polymer was observed inside any of the distillation column 10, the condenser 20, the reboiler 30, and each pipe.
[Comparative Example 2]
The following device specifications and working conditions were changed based on Example 2.
Although the distillation column 10 and the condenser 20 and the arrangement structure thereof are common to those in Example 2, only one reboiler having the following specifications was used.

<再沸器>
基本的に実施例2と共通する。異なる仕様項目は以下のとおりである。
細管:長さ4000mm、本数1788本。
胴部:外径2250mm。
再沸器の処理能力は、実施例2における2基の再沸器の合計と同等である。
<精製作業>
実施例2と同様の作業条件で蒸留を行った。塔底液として、アクリル酸96.0重量%、酢酸600重量ppmからなる精製物を得た。蒸留塔10内の温度はかなり変動した。例えば、29段温度は83〜96℃の範囲で変動した。12時間稼動時点で、塔内の圧力損失が増大したため、稼動を停止させた。蒸留塔10、凝縮器20および再沸器30の内部を点検したところ、蒸留塔10のトレイ上には130kgの重合物が認められた。再沸器30では、92本の細管が重合物の付着によって閉塞してしまっていた。
<Reboiler>
Basically, it is common to the second embodiment. The different specification items are as follows.
Capillary tube: 4000 mm long, 1788 pieces.
Body: outer diameter 2250 mm.
The processing capacity of the reboiler is equivalent to the sum of the two reboilers in Example 2.
<Purification work>
Distillation was performed under the same working conditions as in Example 2. A purified product consisting of 96.0% by weight of acrylic acid and 600% by weight of acetic acid was obtained as a bottom liquid. The temperature in the distillation column 10 fluctuated considerably. For example, the 29th stage temperature fluctuated in the range of 83-96 ° C. At the time of operation for 12 hours, the operation was stopped because the pressure loss in the tower increased. When the insides of the distillation column 10, the condenser 20 and the reboiler 30 were inspected, 130 kg of a polymer was found on the tray of the distillation column 10. In the reboiler 30, 92 thin tubes were blocked by the adhesion of the polymer.

〔実施例3〕
図3、4に示す構造の精製装置を基本にしたが、凝縮器20については1基だけを設置した。基本的には実施例1と共通する仕様を採用し、異なる仕様項目のみを以下に示す。
<蒸留塔>
実施例1と共通する構造で、塔径を2mに変更した。
<凝縮器>
基本的に実施例1と共通する。異なる仕様項目は以下のとおりである。
細管:長さ4000mm、本数492本、材質SUS304。
[Example 3]
3 and 4, but only one condenser 20 was installed. Basically, specifications common to the first embodiment are adopted, and only different specification items are shown below.
<Distillation tower>
The structure was the same as that of Example 1, and the tower diameter was changed to 2 m.
<Condenser>
Basically, it is common to the first embodiment. The different specification items are as follows.
Thin tube: length 4000 mm, number 492, material SUS304.

胴部:外径1900mm。
<再沸器>
基本的に実施例1と共通する。異なる仕様項目は以下のとおりである。
細管:長さ4000mm、本数170本、材質SUS304。
胴部:外径700mm。
2基の再沸器の挟角:θ=180°。
<精製作業>
未精製のアクリル酸エステル液(アクリル酸ブチル78.0重量%、ブチルアルコール18.6重量%、水2.9重量%、フェノチアジン80重量ppmを含む)を、8.0m/hの流量で蒸留塔10の16段に供給した。塔頂圧力33kPa、還流比3で共沸蒸留を行った。塔底液として、アクリル酸ブチル99.9重量%、ブチルアルコール50重量ppmからなる精製物を得た。
Body: 1900 mm outside diameter.
<Reboiler>
Basically, it is common to the first embodiment. The different specification items are as follows.
Thin tube: length 4000 mm, number 170, material SUS304.
Body: 700 mm outside diameter.
Angle between two reboilers: θ = 180 °.
<Purification work>
An unpurified acrylate solution (containing 78.0% by weight of butyl acrylate, 18.6% by weight of butyl alcohol, 2.9% by weight of water and 80 ppm by weight of phenothiazine) was added at a flow rate of 8.0 m 3 / h. The mixture was supplied to 16 columns of the distillation column 10. An azeotropic distillation was performed at a top pressure of 33 kPa and a reflux ratio of 3. As the bottom liquid, a purified product consisting of 99.9% by weight of butyl acrylate and 50% by weight of butyl alcohol was obtained.

蒸留塔10から凝縮器20への蒸気取出管22は口径550mmであった。凝縮器20では、蒸気を83℃から40℃まで冷却して凝縮させた。凝縮器20の熱媒体管26には、30℃の冷却水を通水した。
蒸留塔10から再沸器30への塔底液取出管32は口径450mmであった。蒸気返戻管34は口径550mmであった。蒸留塔10と再沸器30の間の液あるいは蒸気の循環は自然循環で行った。循環液の一部を送出管16に抜き出した。それぞれの再沸器30の熱媒体管36には、0.6MPaGの飽和水蒸気を供給し、再沸器30の下部からは空気4Nm/hを供給した。
The vapor outlet pipe 22 from the distillation column 10 to the condenser 20 had a diameter of 550 mm. In the condenser 20, the steam was cooled from 83 ° C. to 40 ° C. and condensed. Cooling water of 30 ° C. was passed through the heat medium pipe 26 of the condenser 20.
The bottom liquid outlet pipe 32 from the distillation tower 10 to the reboiler 30 had a diameter of 450 mm. The steam return pipe 34 had a diameter of 550 mm. Circulation of the liquid or vapor between the distillation column 10 and the reboiler 30 was performed by natural circulation. A part of the circulating liquid was drawn out to the delivery pipe 16. 0.6 MPaG saturated steam was supplied to the heat medium pipe 36 of each reboiler 30, and air 4 Nm 3 / h was supplied from the lower part of the reboiler 30.

上記の条件で1ヶ月稼動させた。蒸留塔10の内部温度は安定していた。例えば35段温度は102〜104℃の範囲であった。稼動終了後に装置内部を点検したところ、蒸留塔10、凝縮器20および再沸器30の何れについても、内部に重合物の存在はほとんど認められなかった。
〔比較例3〕
実施例3を基本にして、以下の装置仕様および作業条件を変更した。
蒸留塔10および凝縮器20とその配置構造は、実施例3と共通するが、再沸器30は以下の仕様のものを1基だけで使用した。
It was operated for one month under the above conditions. The internal temperature of the distillation column 10 was stable. For example, the 35 stage temperature was in the range of 102-104 ° C. When the inside of the apparatus was inspected after the end of the operation, almost no polymer was found inside any of the distillation column 10, the condenser 20, and the reboiler 30.
[Comparative Example 3]
The following device specifications and working conditions were changed based on Example 3.
The arrangement of the distillation column 10 and the condenser 20 and their arrangement are the same as those of the third embodiment, but only one reboiler having the following specifications was used.

<再沸器>
基本的に実施例3と共通する。異なる仕様項目は以下のとおりである。
細管:本数340本。
胴部:外径950mm。
再沸器の処理能力は、実施例3における2基の再沸器の合計と同等である。
<精製作業>
実施例3と同様の作業条件で蒸留を行った。塔底液として、アクリル酸ブチル99.9重量%、ブチルアルコール200重量ppmからなる精製物を得た。
<Reboiler>
Basically, it is common to the third embodiment. The different specification items are as follows.
Thin tubes: 340 tubes.
Body: 950 mm outside diameter.
The processing capacity of the reboiler is equivalent to the sum of the two reboilers in Example 3.
<Purification work>
Distillation was performed under the same working conditions as in Example 3. As the bottom liquid, a purified product consisting of 99.9% by weight of butyl acrylate and 200% by weight of butyl alcohol was obtained.

蒸留塔10内の温度はかなり変動した。例えば、35段温度は99〜104℃の範囲で変動した。1ヶ月稼動後に装置内部を点検したところ、蒸留塔10のトレイ上には6kgの重合物が認められた。再沸器30では、5本の細管が重合物の付着によって閉塞してしまっていた。
〔評価〕
(1)各実施例では何れも、重合物の付着や内部配管の閉塞などの問題は起こらず、蒸留塔内の温度が安定していた。アクリル酸類の精製作業を良好に達成することができた。
(2)1基の再沸器で実施例と同じ処理能力を果たす各比較例では、アクリル酸類の精製自体はできるが、稼動開始後の早い時期で、装置内部に重合物が付着したり内部配管が閉塞してしまったりしている。
The temperature in the distillation column 10 fluctuated considerably. For example, the 35 stage temperature varied in the range of 99-104 ° C. When the inside of the apparatus was inspected after one month of operation, 6 kg of a polymer was found on the tray of the distillation column 10. In the reboiler 30, five thin tubes were blocked by the adhesion of the polymer.
[Evaluation]
(1) In each of the examples, there were no problems such as adhesion of the polymer and clogging of the internal piping, and the temperature in the distillation column was stable. The purification work of acrylic acids was successfully achieved.
(2) In each comparative example in which one reboiler achieves the same processing capacity as that of the example, the acrylic acid can be purified itself, but the polymer adheres to the inside of the apparatus early after the start of operation, The piping is clogged.

蒸留塔の内部温度の変動が大きくなっており、蒸留塔内における液体あるいは蒸気の流れに偏りが生じていたり、不安定な流れになっていたりするものと推測できる。その結果、アクリル酸類の精製作業も不安定になっていた。
(3)アクリル酸の精製を行った実施例1、2およびアクリル酸エステルの精製を行った実施例3の何れについても良好な結果が得られている。本発明は、アクリル酸類に含まれる何れの物質に対しても有効であることが判る。
実施例1、2では、再沸器を複数基にするだけでなく、凝縮器についても複数基を用いている。実施例3では、凝縮器を1基にしている。何れの場合も良好な性能が発揮されている。したがって、再沸器は複数基を用いることが必要であるが、凝縮器については1基でも本発明を実施できる場合があることが判る。実施例1、2に比べて処理量が少なく小型の装置を用いた実施例3の場合、凝縮器が1基であっても、十分に目的が達成できたものと推定できる。
It can be inferred that the fluctuation in the internal temperature of the distillation column is large, and the flow of the liquid or vapor in the distillation column is biased or unstable. As a result, the work of purifying acrylic acids was also unstable.
(3) Good results were obtained in Examples 1 and 2 in which acrylic acid was purified and Example 3 in which acrylic acid ester was purified. It can be seen that the present invention is effective for any substance contained in acrylic acids.
In the first and second embodiments, not only a plurality of reboilers but also a plurality of condensers are used. In the third embodiment, one condenser is provided. In each case, good performance is exhibited. Therefore, it is necessary to use a plurality of reboilers, but it can be seen that the present invention can be practiced with only one condenser. In the case of the third embodiment using a small apparatus with a smaller processing amount than the first and second embodiments, it can be estimated that the purpose can be sufficiently achieved even with one condenser.

本発明の実施形態を表す精製装置の全体構造図FIG. 1 is an overall structural diagram of a purification apparatus showing an embodiment of the present invention. 図1の精製装置の各機器の配置構造を示す平面図FIG. 2 is a plan view showing an arrangement structure of each device of the purification apparatus of FIG. 別の実施形態を表す精製装置の全体構造図Overall structure diagram of a purification device showing another embodiment 図3の精製装置の各機器の配置構造を示す平面図FIG. 3 is a plan view showing an arrangement structure of each device of the purification device in FIG. 3.

符号の説明Explanation of reference numerals

10 蒸留塔
12 導入管
14 凝縮液取出管
16 送出管
20 凝縮器
22 蒸気取出管
24 液返戻管
26 熱媒体管
30 再沸器
32 液取出管
34 蒸気返戻管
36 熱媒体管
θ 挟角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Distillation tower 12 Injection pipe 14 Condensate removal pipe 16 Delivery pipe 20 Condenser 22 Vapor removal pipe 24 Liquid return pipe 26 Heat medium pipe 30 Reboiler 32 Liquid removal pipe 34 Steam return pipe 36 Heat medium pipe θ

Claims (4)

アクリル酸とそのエステルを包含するアクリル酸類を蒸留精製する装置であって、
前記アクリル酸類を含む液が供給され、塔頂からは蒸気が取り出され、塔底からは液が取り出される蒸留塔と、
前記蒸留塔の塔頂側に連結され、蒸留塔から取り出された蒸気が供給され、蒸気を凝縮させ、凝縮液の一部を蒸留塔に還流させ、残りの凝縮液を取り出す凝縮器と、
前記蒸留塔の塔底側に連結され、蒸留塔内の液が供給され、供給された液を加熱し沸騰させて蒸留塔に戻す再沸器とを備え、
前記再沸器が複数基、前記蒸留塔に対して並列に設置されている
アクリル酸類の精製装置。
An apparatus for purifying acrylic acid including acrylic acid and its ester by distillation,
A liquid containing the acrylic acid is supplied, a vapor is taken out from the top of the column, and a distillation column from which a liquid is taken out from the bottom,
A condenser connected to the top of the distillation column, supplied with steam taken out of the distillation column, condensing the steam, refluxing part of the condensate to the distillation column, and taking out the remaining condensate,
A reboiler is connected to the bottom of the distillation column, the liquid in the distillation column is supplied, and the supplied liquid is heated and boiled and returned to the distillation column.
An apparatus for purifying acrylic acids, wherein a plurality of the reboilers are provided in parallel with the distillation column.
前記凝縮器が複数基、前記蒸留塔に対して並列に配置されている
請求項1に記載のアクリル酸類の精製装置。
The acrylic acid purifier according to claim 1, wherein a plurality of the condensers are arranged in parallel with the distillation column.
前記蒸留塔が、外径2〜6mの円筒状をなし、
前記複数基の再沸器は、水平方向で蒸留塔の中心に対して対称に配置され、
前記蒸留塔と前記再沸器とは、蒸留塔から液を取り出して、それぞれの再沸器に液を供給する液取出管と、それぞれの再沸器から蒸留塔に蒸気を戻す蒸気返戻管とで連結されている
請求項1または2に記載のアクリル酸類の精製装置。
The distillation column has a cylindrical shape with an outer diameter of 2 to 6 m,
The plurality of reboilers are arranged symmetrically with respect to the center of the distillation column in the horizontal direction,
The distillation column and the reboiler take out a liquid from the distillation column and supply a liquid to each reboiler, and a vapor return pipe that returns vapor from each reboiler to the distillation column. The acrylic acid purifying apparatus according to claim 1 or 2, wherein the acrylic acid is purified.
請求項1〜3の何れかに記載の精製装置を用いて、アクリル酸類を蒸留精製する方法であって、
前記蒸留塔内の液を、前記複数基の再沸器に供給し、再沸器で加熱沸騰された蒸気を蒸留塔に戻す工程を含む
アクリル酸類の精製方法。
A method for purifying acrylic acids by distillation using the purifying apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A method for purifying acrylic acid, comprising a step of supplying a liquid in the distillation column to the plurality of reboilers and returning the steam heated and boiled by the reboiler to the distillation column.
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