JP2008280349A - Method for producing acrylic acid, apparatus for producing acrylic acid, and composition for producing acrylic acid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクリル酸の製造方法、アクリル酸製造用装置、およびアクリル酸製造用組成物に関するものである。 The present invention relates to a method for producing acrylic acid, an apparatus for producing acrylic acid, and a composition for producing acrylic acid.
アクロレインは、1,3−プロパンジオール、メチオニン、アクリル酸、3−メチルチオプロピオンアルデヒド等のアクロレイン誘導体の原料として使用されている。そして、アクロレインは、グリセリンを脱水して製造できることが知られている。 Acrolein is used as a raw material for acrolein derivatives such as 1,3-propanediol, methionine, acrylic acid, and 3-methylthiopropionaldehyde. It is known that acrolein can be produced by dehydrating glycerin.
例えば、特許文献1には、グリセリンを脱水するとアリルアルコール、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、1−ヒドロキシアセトンを副生成物として含むアクロレイン含有組成物を製造できることが開示されており、更に、これを蒸留精製してアクロレイン濃度を高めた当該組成物を原料とし、この原料中のアクロレインを還元して1,3−プロパンジオールを製造する方法が開示されている。また、特許文献2には、グリセリンの気相脱水反応により製造した組成物中のアクロレインを気相酸化させてアクリル酸を製造する方法が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses that when glycerin is dehydrated, an acrolein-containing composition containing allyl alcohol, acetaldehyde, propionaldehyde, and 1-hydroxyacetone as byproducts can be produced. A method for producing 1,3-propanediol by using the composition having an increased acrolein concentration as a raw material and reducing acrolein in the raw material is disclosed.
上述の通り、アクロレインから様々な化合物がアクロレイン誘導体として製造されるが、何れの誘導体を製造する場合であっても、これを収率良く製造することが望まれる。アクリル酸を製造する場合においても、収率の良い製造方法が望まれるのは、例外ではない。
上記事情に鑑み、本発明は、アクロレイン含有組成物からアクリル酸を収率良く製造できる技術の提供を目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique capable of producing acrylic acid with high yield from an acrolein-containing composition.
本発明者は、アクロレイン含有組成物中の化合物がアクリル酸の収率に影響を与えるかについて検討を重ねた。その結果、フェノールおよび1−ヒドロキシアセトンがアクリル酸の収率低下の要因になることを見出し、本発明を完成するに至った。 This inventor repeated examination about whether the compound in an acrolein containing composition affects the yield of acrylic acid. As a result, it was found that phenol and 1-hydroxyacetone cause a decrease in the yield of acrylic acid, and the present invention has been completed.
すなわち本発明は、アクロレイン含有組成物からフェノール及び/又は1−ヒドロキシアセトンを除去する精製工程と、該精製工程後の前記アクロレイン含有組成物におけるアクロレインを酸化してアクリル酸を製造する酸化工程とを有するアクリル酸の製造方法である。ここで、本製造方法発明における「アクロレイン含有組成物」は、アクロレイン、およびフェノールを有する組成物;アクロレイン、および1−ヒドロキシアセトンを有する組成物;または、アクロレイン、フェノール、および1−ヒドロキシアセトンを有する組成物;であって、液状またはガス状の組成物である。 That is, the present invention comprises a purification step for removing phenol and / or 1-hydroxyacetone from an acrolein-containing composition, and an oxidation step for producing acrylic acid by oxidizing acrolein in the acrolein-containing composition after the purification step. It is a manufacturing method of acrylic acid which has. Here, the “acrolein-containing composition” in the present manufacturing method invention includes a composition containing acrolein and phenol; a composition containing acrolein and 1-hydroxyacetone; or acrolein, phenol and 1-hydroxyacetone. A composition; a liquid or gaseous composition.
前記アクリル酸の製造方法は、グリセリンを脱水してアクロレインを製造する脱水工程を前記精製工程の前に有していても良い。この脱水工程は、例えば、気相中でグリセリンを脱水する工程である。 The method for producing acrylic acid may have a dehydration step of dehydrating glycerin to produce acrolein before the purification step. This dehydration step is, for example, a step of dehydrating glycerin in the gas phase.
また、本発明は、アクロレイン含有組成物からフェノール及び/又は1−ヒドロキシアセトンを除去する精製器と、該精製器で精製された前記アクロレイン含有組成物におけるアクロレインを酸化してアクリル酸を製造する酸化反応器とを有するアクリル酸製造用装置である。 The present invention also provides a purifier for removing phenol and / or 1-hydroxyacetone from an acrolein-containing composition, and an oxidation for producing acrylic acid by oxidizing acrolein in the acrolein-containing composition purified by the purifier. An apparatus for producing acrylic acid having a reactor.
また本発明は、前記アクリル酸の製造方法を使用してアクリル酸を製造する工程を有するアクリル酸誘導体の製造方法である。ここで「アクリル酸誘導体」とは、アクリル酸を原料とする化合物であり、例えば、アクリル酸エステル、並びに、ポリアクリル酸およびその塩がある。 Moreover, this invention is a manufacturing method of an acrylic acid derivative which has the process of manufacturing acrylic acid using the said manufacturing method of acrylic acid. Here, the “acrylic acid derivative” is a compound using acrylic acid as a raw material, and examples thereof include acrylic acid esters, polyacrylic acid and salts thereof.
また本発明は、アクロレインを含有するアクリル酸製造用組成物であって、アクロレインの質量(A)とフェノールの質量(P)との比(P/A)が0.020以下、アクロレインの質量(A)と1−ヒドロキシアセトンの質量(H)との比(H/A)が0.020以下であるアクリル酸製造用組成物である。 The present invention also relates to a composition for producing acrylic acid containing acrolein, wherein the ratio (P / A) of the mass (A) of acrolein to the mass (P) of phenol is 0.020 or less, and the mass of acrolein ( It is a composition for acrylic acid manufacture whose ratio (H / A) of A) and the mass (H) of 1-hydroxyacetone is 0.020 or less.
本発明に係る製造方法および装置によれば、フェノール及び/又は1−ヒドロキシアセトンをアクロレイン含有組成物から除去するので、高収率でアクリル酸を製造することができる。 According to the production method and apparatus of the present invention, phenol and / or 1-hydroxyacetone is removed from the acrolein-containing composition, so that acrylic acid can be produced in a high yield.
また、本発明に係る組成物によれば、アクロレインに対するフェノール及び/又は1−ヒドロキシアセトンの量が所定量以下であるので、収率良くアクリル酸を製造することができる。 Furthermore, according to the composition of the present invention, since the amount of phenol and / or 1-hydroxyacetone relative to acrolein is not more than a predetermined amount, acrylic acid can be produced with good yield.
本発明を実施形態に基づき以下に説明する。本実施形態のアクリル酸の製造方法は、アクロレイン含有組成物からフェノール及び/又は1−ヒドロキシアセトンを除去する精製工程と、精製工程後のアクリル酸を酸化する酸化工程を有する方法である。以下、本実施形態の方法を工程毎に説明する。 The present invention will be described below based on embodiments. The method for producing acrylic acid according to this embodiment is a method having a purification step of removing phenol and / or 1-hydroxyacetone from an acrolein-containing composition and an oxidation step of oxidizing acrylic acid after the purification step. Hereinafter, the method of this embodiment is demonstrated for every process.
先ず、精製工程について説明する。
精製工程で使用されるアクロレイン含有組成物は、フェノール及び/又は1−ヒドロキシアセトンを含有する。そして、当該アクロレイン含有組成物は、グリセリンガスを使用するグリセリンの気相脱水反応または液状グリセリンを使用するグリセリンの液相脱水反応により製造される。これらの脱水反応では、触媒が使用される。
First, the purification process will be described.
The acrolein-containing composition used in the purification process contains phenol and / or 1-hydroxyacetone. The acrolein-containing composition is produced by a glycerin gas phase dehydration reaction using glycerin gas or a glycerin liquid phase dehydration reaction using liquid glycerin. In these dehydration reactions, a catalyst is used.
脱水反応において使用できる触媒としては、H−ZSM5を代表例とするゼオライト、カオリナイト、ベントナイト、モンモリロナイトなどの天然または合成粘土化合物;硫酸、リン酸またはリン酸塩(リン酸のアルカリ金属塩、リン酸マンガン、リン酸ジルコニウム等)をアルミナ等に担持させた触媒;Al2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、V2O5
、SiO2−Al2O3、SiO2−TiO2、TiO2−WO3などの無機酸化物または無機
複合酸化物;MgSO4、Al2(SO4)3、K2SO4、AlPO4、Zr3(SO4)2等の金属の硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩などの固体酸性物質;が例示される。その他、リン酸、硫酸、または酸化タングステンを担持している酸化ジルコニウムや、国際公開WO2006/087083号公報およびWO2006/087084号公報に開示されている固体酸をグリセリンの脱水反応用触媒に使用することができる。これら脱水反応に使用する触媒の形状は、限定されるものではなく、球形、柱状、リング状、または、鞍状であると良い。
As a catalyst that can be used in the dehydration reaction, natural or synthetic clay compounds such as zeolite, kaolinite, bentonite, montmorillonite such as H-ZSM5 as representative examples; sulfuric acid, phosphoric acid or phosphate (alkali metal salt of phosphoric acid, phosphorus Catalysts in which manganese acid, zirconium phosphate, etc.) are supported on alumina; Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , V 2 O 5
, SiO 2 —Al 2 O 3 , SiO 2 —TiO 2 , TiO 2 —WO 3 and other inorganic oxides or inorganic composite oxides; MgSO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 , K 2 SO 4 , AlPO 4 , Solid acidic substances such as sulfates, carbonates, nitrates, and phosphates of metals such as Zr 3 (SO 4 ) 2 are exemplified. In addition, zirconium oxide supporting phosphoric acid, sulfuric acid, or tungsten oxide, or a solid acid disclosed in International Publications WO2006 / 087083 and WO2006 / 087084 is used as a catalyst for the dehydration reaction of glycerin. Can do. The shape of the catalyst used for these dehydration reactions is not limited, and may be spherical, columnar, ring-shaped, or bowl-shaped.
グリセリンの気相脱水反応を例に挙げて、アクロレイン含有組成物の製造条件を更に詳
述する。気相脱水反応では、固定床反応器、移動床反応器等から任意に選択した反応器内でグリセリンを含んだ反応ガスと触媒を接触させて行われる。
Taking the vapor phase dehydration reaction of glycerin as an example, the production conditions of the acrolein-containing composition will be described in more detail. The gas phase dehydration reaction is performed by bringing a reaction gas containing glycerin into contact with a catalyst in a reactor arbitrarily selected from a fixed bed reactor, a moving bed reactor, and the like.
反応ガスは、グリセリンのみで構成されているガスであっても良く、反応ガス中のグリセリン濃度を調整するためのガスを含んでいるものであっても良い。この濃度調整のためのガスとしては、水蒸気、窒素、空気を例示することができる。また、反応ガスにおけるグリセリン濃度は、0.1〜100モル%であると良く、好ましくは1モル%以上であり、経済的かつ高効率にアクロレインを生成させるためには10モル%以上である。 The reaction gas may be a gas composed only of glycerin or may contain a gas for adjusting the glycerin concentration in the reaction gas. Examples of the gas for adjusting the concentration include water vapor, nitrogen, and air. The glycerin concentration in the reaction gas may be 0.1 to 100 mol%, preferably 1 mol% or more, and 10 mol% or more in order to produce acrolein economically and highly efficiently.
気相脱水反応は、反応ガスを反応器内に流通させることが生産効率の観点から好ましく、このときの反応ガスの流量は、単位触媒容積あたりの反応ガス流量(GHSV)で表すと100〜10000hr-1であると良い。好ましくは、5000hr-1以下であり、経済的かつ高効率にアクロレインを生成させるためには、3000hr-1以下である。また、気相脱水反応温度は、特に限定されるものではないが、200〜500℃であると良く、好ましくは、250〜450℃、更に好ましくは、300〜400℃であり、反応ガスの圧力は、グリセリンガスが凝縮しない範囲の圧力であれば良く、通常、0.001〜1MPaであると良く、好ましくは、0.01〜0.5MPaである。 In the gas phase dehydration reaction, the reaction gas is preferably circulated in the reactor from the viewpoint of production efficiency. The flow rate of the reaction gas at this time is 100 to 10,000 hr in terms of the reaction gas flow rate (GHSV) per unit catalyst volume. -1 is good. Preferably, it is 5000 hr −1 or less, and 3000 hr −1 or less in order to produce acrolein economically and with high efficiency. The gas phase dehydration reaction temperature is not particularly limited, but is preferably 200 to 500 ° C, preferably 250 to 450 ° C, more preferably 300 to 400 ° C, and the pressure of the reaction gas. The pressure may be in a range where glycerin gas does not condense, and is usually 0.001-1 MPa, preferably 0.01-0.5 MPa.
グリセリンの気相脱水反応によれば、ガス状のアクロレイン含有組成物が生成する。このガス状組成物を捕集するためには、ガス状のアクロレイン含有組成物を冷却して液化させる方法や、アクロレイン溶解能を有する水等の溶剤に吸収させる方法を用いれば良い。 According to the vapor phase dehydration reaction of glycerin, a gaseous acrolein-containing composition is produced. In order to collect the gaseous composition, a method in which the gaseous acrolein-containing composition is cooled and liquefied, or a method in which the gaseous composition is absorbed in a solvent such as water having an acrolein dissolving ability may be used.
ところで、上述の通り、フェノールまたは1−ヒドロキシアセトンを除去したアクロレイン含有組成物がアクリル酸製造用組成物として好適であることを、本発明者の探求の結果に見出したのである。この経緯について述べれば、次の通りである。 As described above, the present inventors have found that the acrolein-containing composition from which phenol or 1-hydroxyacetone has been removed is suitable as a composition for producing acrylic acid. The background is as follows.
本発明者は、アクロレインの製造において副生するフェノール、1−ヒドロキシアセトン、またはアリルアルコールをアクロレインに添加した組成物を調製し、この組成物を原料に使用したアクリル酸生成実験を行った。 The present inventor prepared a composition in which phenol, 1-hydroxyacetone, or allyl alcohol, which is a by-product in the production of acrolein, was added to acrolein, and conducted an acrylic acid production experiment using this composition as a raw material.
なお、上記実験は、次の通り行ったものである。20ccのアクリル酸製造用触媒(後記実施例1におけるアクリル酸製造用触媒)を充填したステンレス製反応管に反応ガスを流通(GHSV:2000hr-1)させ、反応温度230℃でアクリル酸を生成させた。そして、流通開始から60〜80分の間に反応管から流出したガスを捕集し、この成分をガスクロマトグラフィーで分析した。この実験での反応ガスとしては、水蒸気33.36容量部(実験No.1);水蒸気33.18容量部、およびフェノール0.18容量部(実験No.2);水蒸気33.00容量部、および1−ヒドロキシアセトン0.36容量部(実験No.3);または、水蒸気33.00容量部、およびアリルアルコール0.36容量部(実験No.4);と、窒素54.4容量部、酸素10.44およびアクロレイン1.8容量部とを成分に有するガスを使用した。 The above experiment was performed as follows. A reaction gas was circulated (GHSV: 2000 hr −1 ) through a stainless steel reaction tube filled with 20 cc of an acrylic acid production catalyst (acrylic acid production catalyst in Example 1 described later) to produce acrylic acid at a reaction temperature of 230 ° C. It was. And the gas which flowed out from the reaction tube between the start of distribution for 60 to 80 minutes was collected, and this component was analyzed by gas chromatography. The reaction gas in this experiment includes 33.36 parts by volume of water vapor (Experiment No. 1); 33.18 parts by volume of water vapor and 0.18 parts by volume of phenol (Experiment No. 2); And 0.36 part by volume of 1-hydroxyacetone (Experiment No. 3); or 33.00 part by volume of water vapor and 0.36 part by volume of allyl alcohol (Experiment No. 4); and 54.4 parts by volume of nitrogen, A gas having 10.44 parts of oxygen and 1.8 parts by volume of acrolein as components was used.
この実験結果は、次表1の通りである。
表1に示す通り、フェノール(実験No.2)または1−ヒドロキシアセトン(実験No.3)を含むアクロレイン含有組成物を原料に使用した場合、これらの化合物が添加されていないアクロレイン組成物を使用するよりも、アクロレインの転化率、およびアクリル酸の収率の点で悪い。このことから、アクロレイン含有組成物からフェノールまたは1−ヒドロキシアセトンを除去することとした。 As shown in Table 1, when an acrolein-containing composition containing phenol (Experiment No. 2) or 1-hydroxyacetone (Experiment No. 3) is used as a raw material, an acrolein composition to which these compounds are not added is used. It is worse than the conversion rate of acrolein and the yield of acrylic acid. From this, it was decided to remove phenol or 1-hydroxyacetone from the acrolein-containing composition.
なお、上記実験結果から、1−ヒドロキシアセトンを除去した場合、酢酸の副生を抑制できることが分かっている。 In addition, from the said experimental result, when 1-hydroxyacetone is removed, it turns out that the byproduct of an acetic acid can be suppressed.
上記の通り、アクロレイン含有組成物にフェノールまたは1−ヒドロキシアセトンが含まれている場合、アクリル酸の収率が悪化するが、これは次の理由であると推定される。フェノールとアクロレインは、酸又は塩基が存在していると、重合して高分子化することと同様に、アクリル酸製造用触媒の酸または塩基点でも高分子化した化合物が生成すると推定される。そして、アクリル酸製造用触媒の酸点などでも前記化合物が生じた結果、この触媒の活性点が被覆され、アクリル酸の収率が悪化すると推定される。また、1−ヒドロキシアセトンが含まれている場合には、酢酸が多量に生成するので、アクリル酸製造用
触媒の酸化作用を受けた1−ヒドロキシアセトンが酢酸に転化していると推測される。このような転化は、アクロレインをアクリル酸に転化するための触媒活性点を減少させることになって、アクリル酸の収率を悪化させると推定される。
As described above, when phenol or 1-hydroxyacetone is contained in the acrolein-containing composition, the yield of acrylic acid is deteriorated. This is presumed to be the following reason. Phenol and acrolein are presumed to form a polymerized compound at the acid or base point of the acrylic acid production catalyst, as well as polymerize and polymerize in the presence of acid or base. And as a result of the said compound having arisen also at the acid point etc. of the catalyst for acrylic acid manufacture, the active site of this catalyst is coat | covered, and it is estimated that the yield of acrylic acid deteriorates. Further, when 1-hydroxyacetone is contained, a large amount of acetic acid is produced, and therefore it is presumed that 1-hydroxyacetone subjected to the oxidizing action of the acrylic acid production catalyst is converted to acetic acid. Such conversion is presumed to deteriorate the yield of acrylic acid by reducing the catalytic activity point for converting acrolein to acrylic acid.
フェノールおよび1−ヒドロキシアセトンはアクリル酸の収率を低下させる化合物であるので、両化合物の除去量は、多いほど好ましい。そして、除去後のアクロレイン含有組成物中のフェノールの量は、アクロレインの質量(A)とフェノールの質量(P)との比(P/A)で表せば、P/Aが0.020以下であることが好ましく、より好ましくは0.010以下、さらに好ましくは0.005以下である。また、除去後のアクロレイン含有組成物中の1−ヒドロキシアセトンの量は、アクロレインの質量(A)と1−ヒドロキシアセトンの質量(H)との比(H/A)で表せば、H/Aが0.020以下であることが好ましく、より好ましくは0.010以下、さらに好ましくは0.005以下である。 Since phenol and 1-hydroxyacetone are compounds that reduce the yield of acrylic acid, the removal amount of both compounds is preferably as large as possible. The amount of phenol in the acrolein-containing composition after removal is expressed by the ratio (P / A) of the mass (A) of acrolein to the mass (P) of phenol, and P / A is 0.020 or less. Preferably, it is 0.010 or less, more preferably 0.005 or less. Further, the amount of 1-hydroxyacetone in the acrolein-containing composition after removal can be expressed as H / A by the ratio (H / A) of the mass (A) of acrolein and the mass (H) of 1-hydroxyacetone. Is preferably 0.020 or less, more preferably 0.010 or less, and still more preferably 0.005 or less.
上記の通り、フェノールおよび1−ヒドロキシアセトンの除去量が多いほど好ましいが、この除去量を多くすることに伴って、アクロレインの損失量が増大する問題および精製工程煩雑化の問題が生じやすくなる。これらの問題は、フェノールの除去を蒸留操作などの加熱を伴う精製方法により行う場合に生じやすい。このことを考慮すれば、P/Aが1×10-9以上であると良く、好ましくは1×10-7以上、更に好ましくは1×10-5以上である。また、1−ヒドロキシアセトンの除去においても上記の問題が生じる場合には、H/Aが1×10-9以上であると良く、好ましくは1×10-7以上、更に好ましくは1×10-5以上である。 As described above, the larger the removal amount of phenol and 1-hydroxyacetone, the better. However, as this removal amount is increased, the problem of increasing the loss of acrolein and the problem of complication of the purification process are likely to occur. These problems are likely to occur when phenol is removed by a purification method involving heating such as a distillation operation. In consideration of this, P / A is preferably 1 × 10 −9 or more, preferably 1 × 10 −7 or more, more preferably 1 × 10 −5 or more. Further, when also the above problems in the removal of 1-hydroxyacetone may the H / A is 1 × 10 -9 or higher, preferably 1 × 10 -7 or more, more preferably 1 × 10 - 5 or more.
そして、アクロレイン含有組成物のH/AおよびP/Aを上記範囲とするために精製工程を行うことになる。この精製工程では、公知の精製器から適宜に選択した精製器が使用される。なお、精製工程では、精製器を使用したアクロレイン含有組成物の精製前に、溶剤抽出によるアクロレイン含有組成物中の水分等の分離が必要に応じて行われる。 And a refinement | purification process will be performed in order to make H / A and P / A of an acrolein containing composition into the said range. In this purification step, a purifier appropriately selected from known purifiers is used. In the purification step, before the purification of the acrolein-containing composition using a purifier, separation of water and the like in the acrolein-containing composition by solvent extraction is performed as necessary.
本実施形態の精製工程で使用することができる精製器としては、例えば、液状のアクロレイン含有組成物における低沸点のアクロレインを分留する蒸留塔、ガス状のアクロレイン含有組成物における高凝縮温度のフェノールおよび/または1−ヒドロキシアセトンを
凝縮分離する凝縮塔、貯留されている液状アクロレイン含有組成物にガスを吹き込んで低沸点のアクロレインを気化させる蒸散塔を備える精製器を例示することができる。上記例示した精製器は、アクロレイン(沸点:53℃)、フェノール(沸点:182℃)、及び1−ヒドロキシアセトン(沸点146℃)に沸点差があることを利用するものであり、フェノール及び/又は1−ヒドロキシアセトンを容易に除去することができる。
Examples of the purifier that can be used in the purification step of the present embodiment include a distillation column for fractionating low-boiling acrolein in a liquid acrolein-containing composition, and a high condensation temperature phenol in a gaseous acrolein-containing composition. Examples thereof include a condensing tower for condensing and separating 1-hydroxyacetone, and a purifier equipped with a transpiration tower for injecting gas into a stored liquid acrolein-containing composition to vaporize low-boiling acrolein. The purifier exemplified above utilizes the fact that there is a difference in boiling point between acrolein (boiling point: 53 ° C.), phenol (boiling point: 182 ° C.), and 1-hydroxyacetone (boiling point: 146 ° C.), and phenol and / or 1-hydroxyacetone can be easily removed.
図1は、本発明の実施形態における精製器の一例を説明するための概略構成図であり、図1を参照しつつ、先に例示した放散塔を備える精製器について更に説明する。図示の精製器は、冷却によりガス状アクロレイン含有組成物を凝縮液化するための捕集塔1と、液状アクロレイン含有組成物におけるアクロレインを気化させるための放散塔2とにより構成されている。これらのうち捕集塔1においては、その塔底部からガス状アクロレイン含有組成物(図1における「組成物ガス」)が供給され、また、塔上部から捕集塔1の冷却により凝縮液化しなかった排出ガスを放出する。一方、放散塔2においては、その塔底部から液状アクロレイン含有組成物を気化させるための放散用ガスが供給され、また、塔上部からガス状アクロレイン含有組成物ガスを放出する。そして、捕集塔1と放散塔2とは、次の通り、配管で接続されている。捕集塔1の塔底部と放散塔2の塔上部とは送出管3で接続され、放散塔2の塔底部と捕集塔1の塔上部とは返送管4で接続されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining an example of a purifier according to an embodiment of the present invention. The purifier including the stripping tower exemplified above will be further described with reference to FIG. The illustrated purifier includes a collection tower 1 for condensing a gaseous acrolein-containing composition by cooling and a stripping
上記図1の構成の精製器におけるアクロレイン含有組成物の精製過程について説明する。捕集塔1において冷却されて液化した液状アクロレイン含有組成物は、送出管3を通じ
て放散塔2に供給される。放散塔2内には所定量の液状アクロレイン含有組成物が貯留され、供給過多により所定量を超えた液状アクロレイン含有組成物は返送管4を通じて捕集塔1に戻される。その一方で、放散塔2内に貯留されている液状アクロレイン含有組成物には放散用ガスが供給されることになるので、フェノールおよび1−ヒドロキシアセトンよりも沸点が低いアクロレインが優先して気化し、この気化したアクロレインを含むガスが組成物ガスとして放散塔2の塔上部から放出される。なお、この放出された組成物ガスを、後記の酸化反応器に直接導入しても良い。
The purification process of the acrolein-containing composition in the purifier having the configuration shown in FIG. 1 will be described. The liquid acrolein-containing composition cooled and liquefied in the collection tower 1 is supplied to the stripping
上記の通り、放散塔2には放散用ガスが供給されることになる。この放散用ガスは、アクロレインを気化させることができる程度の温度であれば良い。そして、放散用ガスには、空気、窒素、水蒸気を使用することができる他、経済的に好ましい後記アクリル酸吸収塔から排出されたガスを使用することができる。また、経済的に好ましい放散用ガスとして、捕集塔1からの排出ガスを使用することもできる。図2は、捕集塔1からの排出ガスを放散用ガスとして使用する精製器の概略構成図であり、この精製器は、図1の精製器における捕集塔1の塔上部と放散塔2の塔底部をガス導入管5で接続したものである。図2に示す構成の精製器を使用すれば捕集塔1からの排出ガスを放散用ガスとして使用することが可能であり、その上、捕集塔1で捕集することができなかった排出ガス中における全てのアクロレインを放散塔2に供給することができる。
As described above, the stripping gas is supplied to the stripping
次に、酸化工程について説明する。
本実施形態における酸化工程では、固定床反応器、移動床反応器等から任意に選択した酸化反応器内に触媒と精製工程後のアクロレイン含有組成物のガスとを共存させ、200〜400℃でアクロレインを気相酸化して、アクリル酸が製造される。
Next, the oxidation process will be described.
In the oxidation step in this embodiment, the catalyst and the gas of the acrolein-containing composition after the purification step coexist in an oxidation reactor arbitrarily selected from a fixed bed reactor, a moving bed reactor, etc., at 200 to 400 ° C. Acrolein is vapor-phase oxidized to produce acrylic acid.
上記酸化反応で使用する触媒は、アクロレインまたはアクロレイン含有ガス、および分子状酸素又は分子状酸素を含有するガスを用いた接触気相酸化法によってアクリル酸を製造する場合に用いられる触媒であれば、特に限定されない。例えば、酸化鉄、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化錫、および酸化銅等の金属酸化物の混合物;金属酸化物の複合物;を例示することができる。これら例示した触媒のうち、モリブデンおよびバナジウムが構成金属の主体となっているモリブデン−バナジウム系触媒が好適である。また、触媒は、担体(例えば、ジルコニア、シリカ、アルミナ、およびこれらの複合物、並びに、炭化珪素)に前述の混合物および/または複合物を担持させたものであっても良い。 If the catalyst used in the oxidation reaction is a catalyst used in the case of producing acrylic acid by a contact gas phase oxidation method using acrolein or an acrolein-containing gas and molecular oxygen or a gas containing molecular oxygen, There is no particular limitation. For example, a mixture of metal oxides such as iron oxide, molybdenum oxide, titanium oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, antimony oxide, tin oxide, and copper oxide; a composite of metal oxides can be exemplified. Of these exemplified catalysts, a molybdenum-vanadium catalyst in which molybdenum and vanadium are main constituent metals is preferable. The catalyst may be one in which the above mixture and / or composite is supported on a support (for example, zirconia, silica, alumina, and a composite thereof, and silicon carbide).
酸化工程で使用するアクロレイン含有組成物のガスは、酸素が添加されていることが酸化反応促進の観点から好ましいが、酸素添加量が過ぎた場合には燃焼が生じて爆発の危険を伴う恐れが生じるので、その上限値を適宜設定することになる。 The acrolein-containing composition gas used in the oxidation step is preferably added with oxygen from the viewpoint of promoting the oxidation reaction. However, if the oxygen addition amount is exceeded, combustion may occur and there is a risk of explosion. Therefore, the upper limit value is set as appropriate.
上記酸化工程でアクリル酸が製造されるが、気相酸化工程で生成したアクリル酸は、気体のアクリル酸となる。このアクリル酸を回収するためには、アクリル酸を冷却または水等の溶剤に吸収させることができる吸収塔が用いられる。 Acrylic acid is produced in the oxidation step, but the acrylic acid generated in the gas phase oxidation step becomes gaseous acrylic acid. In order to recover the acrylic acid, an absorption tower that can cool or absorb the acrylic acid in a solvent such as water is used.
製造されたアクリル酸は、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸等のアクリル酸誘導体の原料として使用可能であることは公知となっていることから、上記アクリル酸の製造方法を、アクリル酸誘導体の製造方法におけるアクリル酸製造工程にすることが可能である。 Since it is known that the produced acrylic acid can be used as a raw material for acrylic acid derivatives such as acrylic acid esters and polyacrylic acid, the production method for acrylic acid is referred to as the production method for acrylic acid derivatives. In the acrylic acid production process.
そして、得られたアクリル酸を使用してポリアクリル酸を製造する場合、水溶液重合法や逆相懸濁重合法を使用して、吸水性樹脂として使用することができるポリアクリル酸を製造することができる。ここで、水溶液重合法は、分散溶媒を使用せずにアクリル酸水溶
液中のアクリル酸を重合する方法であり、米国特許公報第4625001号、4873299号、4286082号、4973632号、4985518号、5124416号、5250640号、5264495号、5145906号、および5380808号、並びに、欧州特許公報第0811636号、0955086号、および0922717号等に開示されている。また、逆相懸濁重合法は、単量体であるアクリル酸の水溶液を疎水性有機溶媒に懸濁させる重合法であり、米国特許公報第4093776号、4367323号、4446261号、4683274号、および5244735号に開示されている。
And when manufacturing polyacrylic acid using the obtained acrylic acid, manufacturing polyacrylic acid which can be used as a water-absorbing resin using aqueous solution polymerization method or reverse phase suspension polymerization method Can do. Here, the aqueous solution polymerization method is a method of polymerizing acrylic acid in an aqueous acrylic acid solution without using a dispersion solvent. US Pat. Nos. 462501, 4873299, 426082, 4973632, 4985518, 5124416 No. 5,250,640, No. 5,264,495, No. 5,145,906 and No. 5,380,808, and European Patent Publication Nos. 081636, 09555086, 0922717, and the like. The reverse phase suspension polymerization method is a polymerization method in which an aqueous solution of acrylic acid as a monomer is suspended in a hydrophobic organic solvent, such as U.S. Pat. Nos. 4,093,764, 4,367,323, 4,446,261, 4,683,274, and No. 5244735.
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be appropriately modified and implemented within a range that can meet the purpose described above and below. All of which are within the scope of the present invention.
アクロレイン製造用触媒を使用してアクロレイン含有組成物を調製し、この調製した組成物から精製した。そして、当該精製後の組成物を原料として、アクリル酸を製造した。この製造過程の詳細は、以下の通りである。 An acrolein-containing composition was prepared using an acrolein production catalyst and purified from the prepared composition. Then, acrylic acid was produced using the purified composition as a raw material. The details of this manufacturing process are as follows.
(アクロレイン製造用触媒)
0.4387gのCs2CO3、および3.0629gのリン酸二水素アンモニウムを350gの水に溶解し、これに40gのSiO2粉末を常温含浸した後、蒸発乾固させて触
媒前駆体を得た。次に、大気中で、600℃、5時間の条件で触媒前駆体を焼成した後、粉砕および分級し、粒径が0.7〜2.0mmであるアクロレイン製造用触媒を調製した。
(Catalyst for acrolein production)
0.4387 g Cs 2 CO 3 and 3.0629 g ammonium dihydrogen phosphate were dissolved in 350 g water, impregnated with 40 g SiO 2 powder at room temperature, and evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor. It was. Next, the catalyst precursor was calcined in the atmosphere at 600 ° C. for 5 hours, and then pulverized and classified to prepare a catalyst for producing acrolein having a particle size of 0.7 to 2.0 mm.
(アクロレイン含有組成物の調製)
上記アクロレイン製造用触媒15mlを充填したステンレス製反応管(内径10mm、長さ500mm)を固定床反応器として準備し、この反応器を360℃の塩浴に浸漬した。その後、反応器内に窒素を61.5ml/minの流量で30分間流通させた後、反応ガス(反応ガス組成:グリセリン27mol%、水34mol%、窒素39mol%)を流量632hr-1で流通させた。反応器から流出したガスを冷却液化回収して、アクロレイン含有組成物を調製した。なお、液化回収量は、使用したグリセリン水溶液の94質量%であった。
(Preparation of acrolein-containing composition)
A stainless steel reaction tube (inner diameter: 10 mm, length: 500 mm) filled with 15 ml of the acrolein production catalyst was prepared as a fixed bed reactor, and this reactor was immersed in a salt bath at 360 ° C. Thereafter, nitrogen was allowed to flow through the reactor at a flow rate of 61.5 ml / min for 30 minutes, and then a reaction gas (reaction gas composition: glycerin 27 mol%, water 34 mol%, nitrogen 39 mol%) was allowed to flow at a flow rate of 632 hr −1. It was. The gas flowing out from the reactor was cooled and liquefied and recovered to prepare an acrolein-containing composition. The liquefaction recovery amount was 94% by mass of the glycerin aqueous solution used.
調製した上記アクロレイン含有組成物をガスクロマトグラフィー(株式会社島津製作所製GC−14B(検出器:FID)、信和化工株式会社製パックドカラムZT−7)で定
量分析した結果、アクロレイン31.0質量%、フェノール1.3質量%、1−ヒドロキシアセトン7.5質量%、グリセリン0.1質量%、アリルアルコール0.1質量%との分析値が得られた。また、カールフィッシャー法により分析した結果、水54質量%との分析値が得られた。
As a result of quantitative analysis of the prepared acrolein-containing composition by gas chromatography (GC-14B (detector: FID) manufactured by Shimadzu Corporation, packed column ZT-7 manufactured by Shinwa Chemical Co., Ltd.), 31.0% by mass of acrolein was obtained. Analytical values of 1.3% by mass of phenol, 7.5% by mass of 1-hydroxyacetone, 0.1% by mass of glycerin, and 0.1% by mass of allyl alcohol were obtained. As a result of analysis by the Karl Fischer method, an analytical value of 54% by mass of water was obtained.
(アクロレイン含有組成物の精製)
理論段数が5段相当であるディクソンパッキンを充填した充填塔を用い、塔頂温度46℃、塔底温度100℃、還流比3.3、常圧の条件で、上記アクロレイン含有組成物を蒸留精製した。
(Purification of acrolein-containing composition)
The above acrolein-containing composition was purified by distillation using a packed column packed with Dixon packing with a theoretical plate number equivalent to 5 at the top temperature of 46 ° C, the bottom temperature of 100 ° C, the reflux ratio of 3.3, and the normal pressure. did.
精製したアクロレイン含有組成物をガスクロマトグラフィーで定量分析した結果、アクロレイン96.7質量%、フェノール0.05質量%との分析結果が得られ、1−ヒドロキシアセトン、グリセリンおよびアリルアルコールは、検出されなかった。 As a result of quantitative analysis of the purified acrolein-containing composition by gas chromatography, an analysis result of 96.7% by mass of acrolein and 0.05% by mass of phenol was obtained, and 1-hydroxyacetone, glycerin and allyl alcohol were detected. There wasn't.
(アクリル酸の製造)
20mlのアクリル酸製造用触媒を充填したステンレス製反応管(内径25mm、長さ500mm)を固定床酸化反応器として準備し、この反応器を230℃のナイターバス中に設置した。その後、アクロレイン含有ガスを反応器内に流通させた。ここでアクロレイン含有ガスとして、精製したアクロレイン含有組成物1質量部と水5.75質量部との混合物(流量0.209g/min)、空気(流量331.4ml/min)、および窒素(流量31.2ml/min)の混合ガスを使用した。アクロレインガスの流通開始から24時間後に、反応器から流出するガスを冷却液化回収して、アクリル酸含有組成物を得た。
(Manufacture of acrylic acid)
A stainless steel reaction tube (inner diameter 25 mm, length 500 mm) filled with 20 ml of acrylic acid production catalyst was prepared as a fixed bed oxidation reactor, and this reactor was installed in a 230 ° C. night bath. Thereafter, an acrolein-containing gas was circulated in the reactor. Here, as the acrolein-containing gas, a mixture of 1 part by mass of the purified acrolein-containing composition and 5.75 parts by mass of water (flow rate 0.209 g / min), air (flow rate 331.4 ml / min), and nitrogen (flow rate 31). .2 ml / min) was used. After 24 hours from the start of the flow of acrolein gas, the gas flowing out from the reactor was cooled and liquefied and recovered to obtain an acrylic acid-containing composition.
なお、上記アクリル酸製造用触媒を次の通り調製した。加熱攪拌している水2500mlにパラモリブデン酸アンモニウム350g、メタバナジン酸アンモニウム116gおよびパラタングステン酸アンモニウム44.6gを溶解した後、三酸化バナジウム1.5gを添加した。これとは別に、加熱攪拌している水750mlに硝酸銅87.8gを溶解した後、酸化第一銅1.2gおよび三酸化アンチモン29gを添加した。これら2つの液を混合した後、担体である直径3〜5mmの球状α−アルミナ1000mlを加え、攪拌しながら蒸発乾固させて触媒前駆体を得た。この触媒前駆体を400℃で6時間焼成してアクリル酸製造用触媒を調製した。なお、当該アクリル酸製造用触媒の担持金属組成は、Mo12V6.1W1Cu2.3Sb1.2である。 The above acrylic acid production catalyst was prepared as follows. After dissolving 350 g of ammonium paramolybdate, 116 g of ammonium metavanadate, and 44.6 g of ammonium paratungstate in 2500 ml of water with stirring, 1.5 g of vanadium trioxide was added. Separately from this, 87.8 g of copper nitrate was dissolved in 750 ml of heated and stirred water, and then 1.2 g of cuprous oxide and 29 g of antimony trioxide were added. After mixing these two liquids, 1000 ml of spherical α-alumina having a diameter of 3 to 5 mm as a carrier was added and evaporated to dryness with stirring to obtain a catalyst precursor. This catalyst precursor was calcined at 400 ° C. for 6 hours to prepare a catalyst for producing acrylic acid. The supported metal composition of the acrylic acid production catalyst is Mo 12 V 6.1 W 1 Cu 2.3 Sb 1.2 .
また、上記実施例の比較としてのアクリル酸の製造を行った(比較例)。この比較例では、(1)蒸留を行わなかった未精製のアクロレイン含有組成物を使用したこと、および(2)アクリル酸の製造における反応器内に流通させるアクロレイン含有ガスとして、未精製のアクロレイン含有組成物1質量部と水1.3質量部との混合物(流量0.209g/min)、空気(流量331.4ml/min)、および窒素(流量31.2ml/min)との混合ガスを使用したこと以外は、実施例と同様にした。 Moreover, the acrylic acid as a comparison with the said Example was manufactured (comparative example). In this comparative example, (1) using an unpurified acrolein-containing composition that was not distilled, and (2) containing an unpurified acrolein as an acrolein-containing gas to be circulated in the reactor in the production of acrylic acid. A mixture of 1 part by mass of the composition and 1.3 parts by mass of water (flow rate 0.209 g / min), air (flow rate 331.4 ml / min), and nitrogen (flow rate 31.2 ml / min) is used. Except for this, the procedure was the same as in the example.
以上の実施例および比較例で製造したアクリル酸含有組成物のアクロレインおよびアクリル酸を、ガスクロマトグラフィーで定量し、アクロレインの転化率、アクリル酸の収率、およびアクリル酸の選択率を算出した。これらの算出結果を表2に示す。ここで表2において、収率、選択率共に、反応ガス中におけるアクロレインを基準に算出した値である。 Acrolein and acrylic acid in the acrylic acid-containing compositions produced in the above Examples and Comparative Examples were quantified by gas chromatography, and the conversion rate of acrolein, the yield of acrylic acid, and the selectivity of acrylic acid were calculated. Table 2 shows the calculation results. Here, in Table 2, both yield and selectivity are values calculated based on acrolein in the reaction gas.
表2に示す通り、フェノールおよび1−ヒドロキシアセトンが除去されたアクロレイン組成物を使用した実施例は、アクロレイン転化率、アクリル酸収率、およびアクリル酸選択率の全ての点で、比較例よりも優れる。また、1−ヒドロキシアセトンの除去を行った実施例では、副生成物である酢酸の収率および選択率が低く抑えられていることを確認することができる。 As shown in Table 2, the example using the acrolein composition from which phenol and 1-hydroxyacetone were removed was more than the comparative example in all points of acrolein conversion, acrylic acid yield, and acrylic acid selectivity. Excellent. Moreover, in the Example which removed 1-hydroxyacetone, it can confirm that the yield and selectivity of the acetic acid which is a by-product are suppressed low.
上記実施例に準じた方法により製造したアクリル酸を原料にして吸水性樹脂を製造した
。この吸水性樹脂の製造方法および物性は以下の通りである。
A water-absorbent resin was produced using acrylic acid produced by the method according to the above-mentioned example as a raw material. The production method and physical properties of this water-absorbent resin are as follows.
(吸水性樹脂の製造)
実施例と同様にして調製したアクロレイン含有ガスを、実施例と同様にして固定床酸化反応器(固定床:アクリル酸製造用触媒)内に流通させた。当該流通開始から24時間後以降に反応器から流出するガスを水に吸収させて、アクリル酸水溶液を得た。このアクリル酸水溶液を溶剤分離塔に供給し、共沸蒸留によりアクリル酸水溶液から水や酢酸等の低沸点不純物を除去した。その後、アクリル酸水溶液を50段の無堰多孔板を有する高沸点不純物分離塔の塔底に供給し、還流比を2に設定して蒸留した。この高沸点不純物分離塔での蒸留では、分離塔の塔頂からp−メトキシフェノールを投入すると共に、分離塔の下から25段目の無堰多孔板上にヒドラジンヒドラートを投入することにより、アクリル酸と質量基準で20ppmのp−メトキシフェノールを含有するアクリル酸含有組成物を塔頂から得た。
(Manufacture of water absorbent resin)
The acrolein-containing gas prepared in the same manner as in the example was circulated in the fixed bed oxidation reactor (fixed bed: catalyst for producing acrylic acid) in the same manner as in the example. A gas flowing out from the reactor after 24 hours from the start of the flow was absorbed into water to obtain an aqueous acrylic acid solution. This aqueous acrylic acid solution was supplied to a solvent separation tower, and low-boiling impurities such as water and acetic acid were removed from the aqueous acrylic acid solution by azeotropic distillation. Thereafter, the aqueous acrylic acid solution was supplied to the bottom of a high boiling point impurity separation tower having 50 stages of no-weather perforated plates, and distilled at a reflux ratio of 2. In distillation in this high boiling point impurity separation tower, p-methoxyphenol is introduced from the top of the separation tower, and hydrazine hydrate is introduced onto a 25-stage undamped perforated plate from the bottom of the separation tower, An acrylic acid-containing composition containing acrylic acid and 20 ppm by weight of p-methoxyphenol was obtained from the top of the column.
72.07gの上記アクリル酸含有組成物、293.06gのイオン交換水、および全単量体に対して0.05モル%のポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数:8.2)を混合し、アクリル酸濃度が20質量%、p−メトキシフェノールが質量基準で4ppm、中和率が0モル%の単量体水溶液を調製した。 72.07 g of the acrylic acid-containing composition, 293.06 g of ion-exchanged water, and 0.05 mol% of polyethylene glycol diacrylate (average added mole number of ethylene oxide: 8.2) based on the total monomers By mixing, an aqueous monomer solution having an acrylic acid concentration of 20 mass%, p-methoxyphenol of 4 ppm by mass, and a neutralization rate of 0 mol% was prepared.
温度が20℃である上記調製した単量体水溶液の全量を重合用容器(容積が1Lのポリプロピレン製円筒状容器)に投入した後に窒素ガスを吹き込み、単量体水溶液の溶存酸素を1ppm以下にした。その後、重合用容器を断熱状態にし、重合開始剤として過硫酸ナトリウムを0.12g含有する水溶液、L−アスコルビン酸を0.0018g含有する水溶液を添加した。その後、単量体水溶液の温度がピーク温度となってから30分間経過するまでアクリル酸の重合を進行させて、含水ゲル状重合体を得た。含水ゲル状重合体を約1mmに細分化し、これに62.5gの48質量%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、含水ゲル状重合体の酸基の75モル%を中和した。この中和後に算出した含水ゲル状重合体の重合率は、98.4%であった。次に、含水ゲル状重合体を、目開き850μmの金網上に広げ、60℃の気体(露点160℃)の熱風中で60分間乾燥し、振動ミルで粉砕し、更に、目開きが850μmのJIS標準篩で分級した。この分級により篩を通過した粉末を、吸水性樹脂として得た。 The whole amount of the monomer aqueous solution prepared above having a temperature of 20 ° C. was put into a polymerization vessel (a polypropylene cylindrical vessel having a volume of 1 L), and then nitrogen gas was blown to reduce the dissolved oxygen in the monomer aqueous solution to 1 ppm or less. did. Thereafter, the polymerization container was brought into an adiabatic state, and an aqueous solution containing 0.12 g of sodium persulfate as a polymerization initiator and an aqueous solution containing 0.0018 g of L-ascorbic acid were added. Thereafter, the polymerization of acrylic acid was allowed to proceed until 30 minutes had elapsed after the temperature of the aqueous monomer solution reached the peak temperature, to obtain a hydrogel polymer. The hydrogel polymer was subdivided into about 1 mm, and 62.5 g of a 48 mass% aqueous sodium hydroxide solution was added thereto to neutralize 75 mol% of the acid groups of the hydrogel polymer. The degree of polymerization of the hydrogel polymer calculated after this neutralization was 98.4%. Next, the hydrogel polymer is spread on a wire mesh having an opening of 850 μm, dried in hot air of a gas at 60 ° C. (dew point of 160 ° C.) for 60 minutes, pulverized by a vibration mill, and further having an opening of 850 μm. Classification was performed with a JIS standard sieve. The powder which passed the sieve by this classification was obtained as a water absorbent resin.
(吸水性樹脂の物性)
吸水性樹脂の物性は、生理食塩水に対する吸収倍率が50倍、人工尿に対する吸収倍率が48倍、水可溶成分が9質量%であった。なお、吸水性樹脂の各物性の測定方法は、以下の通りとした。
(Physical properties of water absorbent resin)
As for the physical properties of the water-absorbent resin, the absorption rate with respect to physiological saline was 50 times, the absorption rate with respect to artificial urine was 48 times, and the water-soluble component was 9% by mass. In addition, the measuring method of each physical property of a water absorbing resin was as follows.
(生理食塩水に対する吸収倍率)
米国特許第5164459号公報に開示されている無加重下での吸収倍率算出方法に則して、次の通り吸収倍率を算出した。
ティーバックタイプの不織布製袋(40mm×150mm)に吸水性樹脂0.2gを投入し、次いで不織布製袋の開口部を閉口シールした。この不織布製袋を、温度が25±3℃である100gの生理食塩水(0.9質量%塩化ナトリウム水溶液)に30分間浸漬した。この浸漬後、水切りした。この一連の作業において測定した生理食塩水に浸漬する前の吸水性樹脂と不織布製袋との質量(W2)および浸漬後に水切りを行った吸水性樹脂と不織布製袋との質量(W1)から、吸水性樹脂の生理食塩水に対する吸収倍率((W1−W2)g/0.2g)を算出した。
(Absorption capacity for physiological saline)
The absorption ratio was calculated as follows in accordance with the method for calculating the absorption ratio under no load disclosed in US Pat. No. 5,164,459.
A tea bag type non-woven bag (40 mm × 150 mm) was charged with 0.2 g of a water absorbent resin, and then the opening of the non-woven bag was closed and sealed. This non-woven fabric bag was immersed in 100 g of physiological saline (0.9 mass% sodium chloride aqueous solution) having a temperature of 25 ± 3 ° C. for 30 minutes. After this immersion, drained. From the mass (W2) of the water absorbent resin and the nonwoven fabric bag before dipping in the physiological saline measured in this series of operations and the mass (W1) of the water absorbent resin and the nonwoven fabric bag after draining, The absorption capacity ((W1-W2) g / 0.2 g) of the water-absorbent resin with respect to physiological saline was calculated.
(人工尿に対する吸収倍率)
米国特許第5164459号公報に開示されている無加重下での吸収倍率算出方法に則
して、次の通り吸収倍率を算出した。
ティーバックタイプの不織布製袋(60mm×60mm)に吸水性樹脂0.2gを投入し、次いで不織布製袋の開口部を閉口シールした。この不織布製袋を、温度が25±3℃である100gの人口尿に60分間浸漬した。この浸漬後、遠心分離機を使用して250Gで3分間水切りした。この一連の作業において測定した人口尿に浸漬する前の吸水性樹脂と不織布製袋との質量(W4)および浸漬後に水切りを行った吸水性樹脂と不織布製袋との質量(W3)から、吸水性樹脂の人口尿に対する吸収倍率((W3−W4)g/0.2g)を算出した。
なお、人口尿には、Jayco社から販売されている人口尿(塩化カリウム2.0g、硫酸ナトリウム2.0g、リン酸2水素アンモニウム0.85g、リン酸1水素アンモニウム0.15g、塩化カルシウム0.19g、および塩化マグネシウム0.23gを蒸留水1Lに溶解した溶液)を使用した。
(Absorption capacity for artificial urine)
The absorption ratio was calculated as follows in accordance with the method for calculating the absorption ratio under no load disclosed in US Pat. No. 5,164,459.
Water-absorbing resin 0.2 g was put into a tea bag type non-woven bag (60 mm × 60 mm), and then the opening of the non-woven bag was closed and sealed. This nonwoven bag was immersed in 100 g of artificial urine having a temperature of 25 ± 3 ° C. for 60 minutes. After this immersion, the sample was drained at 250 G for 3 minutes using a centrifuge. From the mass (W4) of the water-absorbent resin and the non-woven fabric bag before dipping in artificial urine measured in this series of operations and the mass (W3) of the water-absorbent resin and the non-woven fabric bag after draining, the water absorption The absorption capacity ((W3-W4) g / 0.2g) of the synthetic resin with respect to artificial urine was calculated.
For artificial urine, artificial urine sold by Jayco (potassium chloride 2.0 g, sodium sulfate 2.0 g, ammonium dihydrogen phosphate 0.85 g, ammonium monohydrogen phosphate 0.15 g, calcium chloride 0 .19 g and a solution of 0.23 g of magnesium chloride dissolved in 1 L of distilled water).
(水可溶成分)
室温の脱イオン水1000mlに吸水性樹脂500mgを分散し、マグネティックスターラーで16時間攪拌した後、膨潤したゲル状の吸水性樹脂を濾紙(東洋濾紙社製No.6)を使用して濾過した。次に、濾液中の吸水性樹脂をコロイド滴定することにより、吸水性樹脂における水可溶成分を求めた。
(Water-soluble component)
500 mg of a water-absorbing resin was dispersed in 1000 ml of deionized water at room temperature and stirred for 16 hours with a magnetic stirrer, and then the swollen gel-like water-absorbing resin was filtered using filter paper (No. 6 manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.). Next, the water-soluble component in the water-absorbent resin was determined by colloidal titration of the water-absorbent resin in the filtrate.
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