JP2014189513A - Production method of acrylic acid and/or acrylic acid ester - Google Patents

Production method of acrylic acid and/or acrylic acid ester Download PDF

Info

Publication number
JP2014189513A
JP2014189513A JP2013065275A JP2013065275A JP2014189513A JP 2014189513 A JP2014189513 A JP 2014189513A JP 2013065275 A JP2013065275 A JP 2013065275A JP 2013065275 A JP2013065275 A JP 2013065275A JP 2014189513 A JP2014189513 A JP 2014189513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acrylic acid
ester
pentanedione
acrylic
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013065275A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Nonoguchi
真則 野々口
Hiroko Izumi
博子 和泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2013065275A priority Critical patent/JP2014189513A/en
Publication of JP2014189513A publication Critical patent/JP2014189513A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for improving quality of acrylic acid and/or an acrylic acid ester which are synthesized by using lactic acid or a lactic acid ester as a raw material by removing 2,3-pentanedione therefrom.SOLUTION: A production method of acrylic acid and/or an acrylic acid ester includes a step to separate acrylic acid and/or the acrylic acid ester from 2,3-pentanedione, in the production method of acrylic acid and/or the acrylic acid ester from lactic acid or a lactic acid ester.

Description

本発明は、アクリル酸および/またはアクリル酸エステルの製造方法に関する。より詳細には、乳酸などのバイオマスを原料とした高純度なアクリル酸および/またはアクリル酸エステルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing acrylic acid and / or acrylic ester. More specifically, the present invention relates to a method for producing high-purity acrylic acid and / or acrylic ester using biomass such as lactic acid as a raw material.

アクリル酸および/またはその塩を単量体として用いたポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂はその吸水性能の高さから紙オムツ、生理用ナプキン等の吸収物品、農園芸用保水剤、工業用止水材等、工業的に多く用いられている。   Polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin using acrylic acid and / or its salt as a monomer is used for absorbent articles such as paper diapers and sanitary napkins, agricultural and horticultural water retention agents, It is widely used industrially for water-stopping materials.

現行のアクリル酸の製造法はプロピレンを空気酸化する方法が一般的であるが、この方法はプロピレンを接触気相酸化によりアクロレインへ変換し、これを接触気相酸化においてアクリル酸に変換し、さらにガス状の反応混合物を水に吸収させ、このように得られたアクリル酸水溶液を蒸留して得られた粗アクリル酸を更に蒸留又は結晶化によって精製するといった製造方法である。   The current method for producing acrylic acid is generally a method in which propylene is oxidized in air, but this method converts propylene to acrolein by catalytic gas phase oxidation, which is converted to acrylic acid in catalytic gas phase oxidation, In this production method, the gaseous reaction mixture is absorbed in water, and the crude acrylic acid obtained by distilling the aqueous acrylic acid solution thus obtained is further purified by distillation or crystallization.

しかし、当該製造方法は化石資源である原油を精製して得られるプロピレンを原料としており、近年の原油価格の高騰や地球温暖化などの問題に鑑みると原料コストや環境負荷を低減可能な製造方法への代替が望まれる。   However, the production method uses propylene obtained by refining crude oil, which is a fossil resource, as a raw material, and a production method that can reduce raw material costs and environmental burden in view of problems such as recent rise in crude oil prices and global warming. An alternative to is desired.

このような現行の製造方法に取って代わりうる製造方法としてカーボンニュートラルなバイオマス原料からの合成法が盛んに研究されており、その一つとして乳酸(LA)または乳酸エステル(LE)から分子内脱水反応によりアクリル酸(AA)またはアクリル酸エステル(AE)を得る方法がある。この方法は一般に300℃以上の高温条件の下、ゼオライトなどの固体触媒上で乳酸または乳酸エステルの分子内脱水反応によりアクリル酸(AA)またはアクリル酸エステル(AE)を得る方法である(非特許文献1参照)。   As a production method that can replace such a current production method, a synthesis method from a carbon-neutral biomass material has been actively studied, and one of them is intramolecular dehydration from lactic acid (LA) or lactic acid ester (LE). There is a method of obtaining acrylic acid (AA) or acrylic ester (AE) by reaction. This method is generally a method of obtaining acrylic acid (AA) or acrylic acid ester (AE) by intramolecular dehydration reaction of lactic acid or lactic acid ester on a solid catalyst such as zeolite under a high temperature condition of 300 ° C. or higher (non-patent document). Reference 1).

しかし、この乳酸または乳酸エステルの脱水反応では、非特許文献2のFigure1に示されているように脱水反応の他に脱炭酸反応、水素還元反応、縮合反応、二量化反応、脱水素反応などが起こるため生成物としてアクリル酸以外にアセトアルデヒド、プロピオン酸、ラクチド、2,3−ペンタンジオンが副生しうる(非特許文献2)。また、これまでに固体触媒を用いた気相脱水法によるα,β−不飽和カルボン酸の製造方法は開示されている(特許文献1参照)が、工業スケールでのアクリル酸の製造事例はなく、製造工程で生成する不純物の分離精製の技術は未確立である。   However, in this dehydration reaction of lactic acid or lactic acid ester, as shown in FIG. 1 of Non-Patent Document 2, in addition to the dehydration reaction, decarboxylation reaction, hydrogen reduction reaction, condensation reaction, dimerization reaction, dehydrogenation reaction, etc. As a result, acetaldehyde, propionic acid, lactide, and 2,3-pentanedione can be by-produced as products in addition to acrylic acid (Non-patent Document 2). In addition, a production method of α, β-unsaturated carboxylic acid by a gas phase dehydration method using a solid catalyst has been disclosed so far (see Patent Document 1), but there is no production example of acrylic acid on an industrial scale. The technology for separating and purifying impurities produced in the manufacturing process has not been established.

特開平3−167157号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-167157

高知大学、恩田歩武著「ゼオライト触媒によるバイオマス由来化合物の変換」シーエムシー出版、2013年2月、p.26-29Kochi University, Ayumu Onda, "Conversion of biomass-derived compounds by zeolite catalyst", CM Publishing, February 2013, p. 26-29 Catalyst Reviews.,51(2009)293−324.Catalyst Reviews. , 51 (2009) 293-324.

このようなアクリル酸の製造方法における副生物のうち2,3−ペンタンジオンは従来のプロピレン法では生成しないものであるが、この物質は黄色で特有の臭気を持ち、微量でも含まれると製品であるアクリル酸またはアクリル酸エステルの品質を損なうという問題がある。特に、アクリル酸は紙おむつや生理用品等に使用される高吸水性樹脂(SAP)の原料として利用されるため、それらの製品の着色や異臭の原因となりかねない。   Of the by-products in such a method for producing acrylic acid, 2,3-pentanedione is not produced by the conventional propylene method, but this substance is yellow and has a peculiar odor. There is a problem of deteriorating the quality of certain acrylic acids or acrylic esters. In particular, acrylic acid is used as a raw material for a super absorbent resin (SAP) used in disposable diapers, sanitary products, and the like, which may cause coloring and off-flavors of those products.

そこで本発明の目的は、乳酸または乳酸エステルを原料として合成されるアクリル酸および/または乳酸エステルから2,3−ペンタンジオンを除去してそれらの品質を高める方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for removing 2,3-pentanedione from acrylic acid and / or lactic acid ester synthesized using lactic acid or lactic acid ester as a raw material to enhance their quality.

本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意研究を行った。その結果、アクリル酸およびそのエステルと2,3−ペンタンジオンとを分離する工程を乳酸および/または乳酸エステルからアクリル酸および/またはアクリル酸エステルを製造する工程に組み込むことにより2,3−ペンタンジオンをアクリル酸および/またはアクリル酸エステルとほぼ完全に分離可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。   In view of the above problems, the present inventors conducted extensive research. As a result, by incorporating the step of separating acrylic acid and its ester and 2,3-pentanedione into the step of producing acrylic acid and / or acrylic ester from lactic acid and / or lactic acid ester, 2,3-pentanedione Has been found to be almost completely separable from acrylic acid and / or acrylate esters, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、乳酸および/または乳酸エステルからアクリル酸および/またはアクリル酸エステルを製造する方法において、アクリル酸および/またはアクリル酸エステルと2,3−ペンタンジオンとを分離する工程を含む、アクリル酸および/またはアクリル酸エステルの製造方法である。   That is, the present invention includes a step of separating acrylic acid and / or acrylic ester and 2,3-pentanedione in a method for producing acrylic acid and / or acrylic ester from lactic acid and / or lactic ester. A method for producing acrylic acid and / or acrylic ester.

本発明によれば、乳酸またはそのエステルを原料として合成されるアクリル酸およびそのエステルから2,3−ペンタンジオンを除去してそれらの品質を高めることができる。   According to the present invention, 2,3-pentanedione can be removed from acrylic acid synthesized using lactic acid or its ester as a raw material and its ester to improve their quality.

乳酸エステルを原料としてアクリル酸を製造する方法においては、加水分解工程で未反応の粗アクリル酸エステルをリサイクル使用することによる2,3−ペンタンジオンの工程内への蓄積を防ぎ、製造されるアクリル酸の品質を高めることができる。   In the method for producing acrylic acid using lactic acid ester as a raw material, acrylic acid produced by preventing accumulation of 2,3-pentanedione in the process by recycling unreacted crude acrylic acid ester in the hydrolysis process is used. The quality of the acid can be increased.

本発明の一実施形態に係る、乳酸を原料としてアクリル酸を製造する方法に係る製造フローチャートである。It is a manufacturing flowchart concerning the method of manufacturing acrylic acid using lactic acid as a raw material according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に係る、乳酸エステルを原料としてアクリル酸エステルおよびアクリル酸を同時に製造する方法に係る製造フローチャートである。It is a manufacturing flowchart concerning the method of manufacturing acrylic acid ester and acrylic acid simultaneously from lactic acid ester as a raw material according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に係る、乳酸エステルを原料としてアクリル酸のみを製造する方法に係る製造フローチャートである。It is a manufacturing flowchart concerning the method of manufacturing only acrylic acid using lactic acid ester as a raw material according to another embodiment of the present invention.

本発明は、乳酸および/または乳酸エステルからアクリル酸および/またはアクリル酸エステルを製造する方法において、アクリル酸および/またはアクリル酸エステルと2,3−ペンダンジオンとを分離する工程を含む、アクリル酸および/またはアクリル酸エステルの製造方法である。このような工程を含む製造方法とすることにより、乳酸またはそのエステルを原料として合成されるアクリル酸およびそのエステルから2,3−ペンタンジオンを除去してそれらの品質を高めることができる。   The present invention relates to an acrylic acid comprising a step of separating acrylic acid and / or an acrylic ester and 2,3-pendandione in a method for producing acrylic acid and / or an acrylic ester from lactic acid and / or a lactic ester. And / or a method for producing an acrylate ester. By setting it as the manufacturing method including such a process, 2, 3- pentanedione can be removed from acrylic acid and its ester synthesize | combined by using lactic acid or its ester as a raw material, and those quality can be improved.

以下では、初めに図1〜3を参照しながら、乳酸を原料としてアクリル酸を製造する方法と乳酸エステルを原料としてアクリル酸および/またはアクリル酸エステルを製造する方法の好ましい実施形態について、概略を説明する。しかしながら、本発明はこの実施形態に限定はされない。   In the following, referring to FIGS. 1 to 3, an outline of a preferred embodiment of a method for producing acrylic acid using lactic acid as a raw material and a method for producing acrylic acid and / or acrylic ester using a lactic acid ester as a raw material will be outlined. explain. However, the present invention is not limited to this embodiment.

<乳酸を原料としてアクリル酸を製造する方法>
本発明の一態様である乳酸を原料としてアクリル酸を製造する方法について、乳酸を脱水反応に供し、アクリル酸、水、および2,3−ペンタンジオンを含む脱水反応生成物を得る工程(A−1)、脱水反応生成物に含まれる2,3−ペンタンジオンを除去する工程(B−1)、に区分して説明する。
<Method for producing acrylic acid using lactic acid as a raw material>
About the method for producing acrylic acid using lactic acid as a raw material which is one embodiment of the present invention, a step of subjecting lactic acid to a dehydration reaction to obtain a dehydration reaction product containing acrylic acid, water, and 2,3-pentanedione (A- 1) and the process (B-1) of removing 2,3-pentanedione contained in the dehydration reaction product will be described.

図1は、本発明の一態様である乳酸を原料として気相脱水反応によりアクリル酸を製造する方法に係る製造フローチャートである。図1中、脱水工程(A−1)において乳酸水溶液を加熱して気化させ、固体触媒を充填した固定床反応器を通して気相脱水反応してアクリル酸を生じさせた後、反応ガスを冷却して液化する。2,3−ペンタンジオン除去工程(B−1)において、反応生成物溶液を蒸留操作に掛け、水および2,3−ペンタンジオンを塔頂から留出させて廃棄し、塔底から粗アクリル酸を回収する。粗アクリル酸は蒸留や晶析などの一般的な方法で精製して精製アクリル酸を得る。   FIG. 1 is a production flowchart according to a method for producing acrylic acid by vapor phase dehydration reaction using lactic acid as a raw material according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, the lactic acid aqueous solution is heated and vaporized in the dehydration step (A-1), and after vapor phase dehydration reaction is generated through a fixed bed reactor filled with a solid catalyst to produce acrylic acid, the reaction gas is cooled. Liquefy. In the 2,3-pentanedione removal step (B-1), the reaction product solution is subjected to a distillation operation, and water and 2,3-pentanedione are distilled off from the top of the tower and discarded, and crude acrylic acid is removed from the bottom of the tower. Recover. Crude acrylic acid is purified by a general method such as distillation or crystallization to obtain purified acrylic acid.

[脱水工程(A−1)]
脱水工程(A−1)は、乳酸を原料としてアクリル酸を製造する方法において乳酸を脱水反応に供し、アクリル酸、水、および2,3−ペンタンジオンを含む脱水反応生成物を得る工程である。
[Dehydration step (A-1)]
The dehydration step (A-1) is a step of subjecting lactic acid to a dehydration reaction in a method for producing acrylic acid using lactic acid as a raw material to obtain a dehydration reaction product containing acrylic acid, water, and 2,3-pentanedione. .

(乳酸)
反応に使用する乳酸は、一般的な製造法である発酵法で製造されたものでも化学法で製造されたものでもどちらでも使用できる。乳酸は通常水溶液の形態で流通しており、そのまま使用してもよいし、水でさらに希釈してもよく、また蒸発等の操作を利用して水分を除去して適宜濃縮して用いてもよい。前記希釈に用いる水としてはとしては乳酸をイオン交換水、純水、通常の水道水などに希釈したものを使用してよいし、製造工程で発生する廃水をリサイクル使用してもよい。乳酸の濃度はプロセス効率の観点から10質量%以上、さらに言えば30質量%以上であることが好ましい。また、高い反応収率を得るために、乳酸の濃度は90質量%以下、さらに言えば80質量%以下であることが好ましい。また、反応に使用する乳酸は乳酸単量体のほかに、乳酸のオリゴマーやラクチドなどの乳酸同士の縮合物を含んでいても良く、ここで乳酸の濃度とは、乳酸単量体と乳酸のオリゴマー、ラクチドを含む濃度で、JIS K8726に記載の方法により定量される濃度のことを指す。
(Lactic acid)
The lactic acid used for the reaction can be either a general production method produced by fermentation or a chemical method. Lactic acid is usually distributed in the form of an aqueous solution, and may be used as it is, may be further diluted with water, or may be used by appropriately concentrating after removing moisture using an operation such as evaporation. Good. As water used for the dilution, lactic acid diluted with ion exchange water, pure water, normal tap water or the like may be used, or waste water generated in the production process may be recycled. The concentration of lactic acid is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more from the viewpoint of process efficiency. In order to obtain a high reaction yield, the concentration of lactic acid is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. In addition to the lactic acid monomer, the lactic acid used in the reaction may contain a condensate of lactic acid such as an oligomer of lactic acid or lactide. Here, the concentration of lactic acid refers to the concentration of lactic acid monomer and lactic acid. This is a concentration containing an oligomer or lactide, which is a concentration determined by the method described in JIS K8726.

(反応装置)
本発明における乳酸の脱水反応に使用する反応装置としては、特に限定されないが撹拌式反応器、固定床型、流動床型、噴流床型などが挙げられ、好ましくは固定床型である。
(Reactor)
The reaction apparatus used for the dehydration reaction of lactic acid in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a stirring reactor, a fixed bed type, a fluidized bed type, and a spouted bed type, and preferably a fixed bed type.

本発明における固定床反応器は、固体触媒が充填された反応管を備えており、該反応管に、原料である乳酸水溶液の揮発成分を通過させながら、気相接触反応により乳酸を脱水させ、アクリル酸を得るものである。   The fixed bed reactor in the present invention includes a reaction tube filled with a solid catalyst, and dehydrates lactic acid by a gas phase contact reaction while allowing a volatile component of a lactic acid aqueous solution as a raw material to pass through the reaction tube. Acrylic acid is obtained.

また、固定床反応器は、反応器入口部に設けられた原料ガス入口と、反応器出口部に設けられた生成物出口と、反応管を加熱または除熱するための熱媒体を反応器内に導入する熱媒体入口と、熱媒体を反応器内から排出する熱媒体出口とを有して概略構成される。また、熱媒体の代わりに電気ヒーター等で反応管を加熱する形式でもよい。   The fixed bed reactor also includes a raw material gas inlet provided at the reactor inlet, a product outlet provided at the reactor outlet, and a heat medium for heating or removing heat from the reaction tube. And a heat medium outlet for discharging the heat medium from the reactor. Further, the reaction tube may be heated with an electric heater or the like instead of the heat medium.

本発明の固定床反応器に備わる反応管は、単数であってもよく、複数配置されていてもよい。反応管が複数配置される場合、通常、反応管は実質的に同一形状の金属管である。   The reaction tube provided in the fixed bed reactor of the present invention may be a single reaction tube or a plurality of reaction tubes. When a plurality of reaction tubes are arranged, the reaction tubes are usually metal tubes having substantially the same shape.

また、反応管は、コイル状等であってもよいが、通常は直線状の直管が使用される。直管は水平配置、垂直配置のいずれでもよいが、通常は垂直方向に配置され、原料ガスを垂直方向に通過させる縦型である。   The reaction tube may be coiled or the like, but usually a straight straight tube is used. The straight pipe may be either a horizontal arrangement or a vertical arrangement, but is usually a vertical type that is arranged in the vertical direction and allows the source gas to pass in the vertical direction.

上記反応装置は、原料として乳酸を使用する場合のみならず、乳酸エステルを使用する場合にも用いることができる。   The reactor can be used not only when lactic acid is used as a raw material but also when lactic acid ester is used.

(固体触媒)
反応に使用する触媒としては、特に制限されないが、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、アルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライト、ヒドロキシアパタイトなどが挙げられる。
(Solid catalyst)
The catalyst used for the reaction is not particularly limited, and examples thereof include sulfate, phosphate, nitrate, alumina, silica, titania, zeolite, and hydroxyapatite.

硫酸塩としては、例えば、NaSO、KSO、CaSO、Al(SOなどが挙げられる。リン酸塩としてはNaPO、NaHPO、NaHPO、KPO、KHPO、KHPO、CaHPO、Ca(PO、AlPO、CaH、Caなどが挙げられる。硝酸塩としては、例えば、NaNO、KNO、Ca(NOなどが挙げられる。 Examples of the sulfate include Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , CaSO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 and the like. Examples of phosphates include Na 3 PO 4 , Na 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4 , K 3 PO 4 , K 2 HPO 4 , KH 2 PO 4 , CaHPO 4 , Ca 3 (PO 4 ) 2 , AlPO 4 , CaH. such as 2 P 2 O 7, Ca 2 P 2 O 7 and the like. Examples of nitrates include NaNO 3 , KNO 3 , and Ca (NO 3 ) 2 .

ゼオライトとしては、例えば、ZSM、ZSM−12、ZSM−11、Xゼオライト、Ti−MWW、Ti−MCM−41、SAPO−34、SAPO−11、NaXゼオライト、NaAゼオライト、MFI、MCM−68、MCM−22、LTAゼオライト、ETS−10、BEAゼオライト、Al−MCM−41、有機ゼオライト、ゼオライトL、ゼオライトA、モルデナイト、ホージャサイト、クリノブチロライト、βゼオライト、シリカライト、Yゼオライト、ZSM−5が挙げられる。シリカライトとしては、例えば、シリカライト−1が挙げられる。Yゼオライトとしては、例えば、HYゼオライト、NaYゼオライト、USYゼオライトが挙げられる。ZSM−5としては、例えば、HZSM−5、Cu−ZSM−5、Fe/ZSM−5、NaZSM−5が挙げられる。   Examples of the zeolite include ZSM, ZSM-12, ZSM-11, X zeolite, Ti-MWW, Ti-MCM-41, SAPO-34, SAPO-11, NaX zeolite, NaA zeolite, MFI, MCM-68, and MCM. -22, LTA zeolite, ETS-10, BEA zeolite, Al-MCM-41, organic zeolite, zeolite L, zeolite A, mordenite, faujasite, clinobutyrolite, beta zeolite, silicalite, Y zeolite, ZSM-5 Is mentioned. An example of silicalite is silicalite-1. Examples of Y zeolite include HY zeolite, NaY zeolite, and USY zeolite. Examples of ZSM-5 include HZSM-5, Cu-ZSM-5, Fe / ZSM-5, and NaZSM-5.

これらの触媒のうち好ましくはリン酸塩であり、特に好ましくはCa(PO、またはCaおよびそれらの混合物である。 Among these catalysts, phosphate is preferable, and Ca 3 (PO 4 ) 2 or Ca 2 P 2 O 7 and a mixture thereof are particularly preferable.

これらの触媒は、担体に担持して使用してもよい。担体としては、シリカ、珪藻土、アルミナ、シリカアルミナ、シリカマグネシア、ジルコニア、チタニア、マグネシア、ニオビア、セリア、ゼオライト、炭化ケイ素、炭化物などが挙げられ、チタニア、シリカ、ジルコニア、またはアルミナが好ましい。この中から1種の担体に担持してもよく、2種以上の複合体や混合物からなる担体に担持してもよい。また、これらの触媒は、添加剤としてCs、Ba、Y、La、Ceなどの金属を含んでもよい。   These catalysts may be used by being supported on a carrier. Examples of the carrier include silica, diatomaceous earth, alumina, silica alumina, silica magnesia, zirconia, titania, magnesia, niobia, ceria, zeolite, silicon carbide, carbide, and the like, and titania, silica, zirconia, or alumina is preferable. Among these, it may be carried on one type of carrier, or may be carried on a carrier composed of two or more composites or mixtures. Moreover, these catalysts may contain metals, such as Cs, Ba, Y, La, and Ce, as an additive.

また、これらの触媒は粉体、破砕体、または成形体のいずれかであっても良い。その成形体形状としては、限定されるものではなく、球状、シリンダー型、リング型、ハニカム型等が挙げられる。   These catalysts may be powders, crushed bodies, or molded bodies. The shape of the molded body is not limited, and examples thereof include a spherical shape, a cylinder type, a ring type, and a honeycomb type.

上記固体触媒は、原料として乳酸を使用する場合のみならず、乳酸エステルを使用する場合にも用いることができる。   The solid catalyst can be used not only when lactic acid is used as a raw material but also when a lactic acid ester is used.

(反応条件)
反応温度は、用いる触媒と反応の転化率及び選択率に応じて適宜決定すればよいが、充分な反応速度を得るためには、通常、250℃以上、より好ましくは300℃以上、さらに好ましくは350℃以上である。また、副反応を抑えて目的化合物の選択率を十分に得るためには、反応温度は500℃以下、より好ましくは450℃以下、さらに好ましくは400℃以下である。
(Reaction conditions)
The reaction temperature may be appropriately determined according to the catalyst used and the conversion and selectivity of the reaction, but in order to obtain a sufficient reaction rate, it is usually 250 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher, more preferably 350 ° C. or higher. Further, in order to suppress the side reaction and sufficiently obtain the target compound selectivity, the reaction temperature is 500 ° C. or lower, more preferably 450 ° C. or lower, and further preferably 400 ° C. or lower.

反応器内の圧力は特に限定されないが、減圧や反応ガスの冷却に要する設備の観点から30kPa以上、より好ましくは60kPa以上である。また、高圧に要する設備や反応器などの材質の観点から、200kPa以下、さらに言えば、150kPa以下が好ましい。   Although the pressure in the reactor is not particularly limited, it is 30 kPa or more, more preferably 60 kPa or more from the viewpoint of equipment required for decompression and cooling of the reaction gas. Further, from the viewpoint of materials required for high pressure equipment and reactors, 200 kPa or less, more preferably 150 kPa or less is preferable.

キャリアガスを用いる場合は、不活性ガスを使用することができ、好ましくは窒素、アルゴン、ヘリウムであり、経済的な観点からより好ましくは窒素である。また、キャリアガスとして水蒸気を用いることもでき、この場合、原料の乳酸水溶液中の水分が気化した水蒸気をそのまま用いることもできるし、新たに水蒸気を追加して用いてもよい。   In the case of using a carrier gas, an inert gas can be used, preferably nitrogen, argon or helium, and more preferably nitrogen from an economical viewpoint. Also, water vapor can be used as the carrier gas. In this case, water vapor obtained by vaporizing water in the raw lactic acid aqueous solution can be used as it is, or water vapor can be newly added.

反応ガスの流量は、原料濃度やキャリアガス量、触媒の性能、生産性などを考慮して適宜調整すればよいが、触媒単位体積あたりのガス空間速度(GHSV)で表すと、通常50〜20000h−1、好ましくは100〜10000h−1であり、より好ましくは150〜6000h−1である。 The flow rate of the reaction gas may be appropriately adjusted in consideration of the raw material concentration, the amount of carrier gas, the performance of the catalyst, the productivity, and the like. -1, preferably 100~10000H -1, more preferably 150~6000H -1.

上記反応条件は、原料として乳酸を使用する場合のみならず、乳酸エステルを使用する場合にも用いることができる。   The above reaction conditions can be used not only when lactic acid is used as a raw material but also when a lactic acid ester is used.

[2,3−ペンタンジオン除去工程(B−1)]
2,3−ペンタンジオン除去工程(B−1)は、前記脱水工程(A−1)で得られた、アクリル酸、水、および2,3−ペンタンジオンを含む脱水反応生成物を水および2,3−ペンタンジオンを含む相と粗アクリル酸を含む相とに分離する工程である。分離操作としては、特に限定されないが蒸留、膜分離、抽出、晶析などが挙げられ、好ましくは蒸留である。
[2,3-pentanedione removal step (B-1)]
In the 2,3-pentanedione removal step (B-1), the dehydration reaction product containing acrylic acid, water, and 2,3-pentanedione obtained in the dehydration step (A-1) is treated with water and 2 , 3-pentanedione and a phase containing crude acrylic acid. The separation operation is not particularly limited, and examples thereof include distillation, membrane separation, extraction, and crystallization, and distillation is preferred.

(蒸留)
本実施態様における蒸留工程は、アクリル酸、水、および2,3−ペンタンジオンを含むガス状の脱水反応生成物を捕集して反応生成物溶液を得る工程、該反応生成物溶液から水および2,3−ペンタンジオンを除去して粗アクリル酸を得る工程である。
(distillation)
The distillation step in the present embodiment includes a step of collecting a gaseous dehydration reaction product containing acrylic acid, water, and 2,3-pentanedione to obtain a reaction product solution, water from the reaction product solution, and In this step, 2,3-pentanedione is removed to obtain crude acrylic acid.

蒸留操作に使用する蒸留塔としては、捕集塔、吸収塔、脱水塔、共沸脱水塔、低沸点物質分離塔、高沸点物質分離塔、精製塔、薄膜蒸発器など、沸点の差によって含まれる成分を分離するために使用される装置が広く含まれる。   Distillation towers used for distillation operations include collection towers, absorption towers, dehydration towers, azeotropic dehydration towers, low boiling point substance separation towers, high boiling point substance separation towers, purification towers, thin film evaporators, etc. Widely included are devices used to separate the components to be separated.

操作としては、まず上記アクリル酸含有ガスの凝縮液を得る。この操作はアクリル酸捕集塔にアクリル酸含有ガスを供給することにより行ってもよい。この工程は反応工程で得たガス中に含まれるアクリル酸を水性捕集溶剤で捕集する工程を伴ってもよい。反応ガスのガス成分組成、水性捕集溶剤の組成、捕集温度等の捕集条件は、従来公知のアクリル酸の捕集工程の何れの条件をも適用することができる。アクリル酸含有ガスに未反応の乳酸が含まれる場合には、蒸留や放散等により乳酸を除去した後にアクリル酸含有ガスをアクリル酸捕集塔に供給してもよい。また、該ガスを冷却した後に捕集塔に供給してもよい。ガス温度は低い方が捕集効率向上の点で好ましい。   As an operation, first, a condensate of the acrylic acid-containing gas is obtained. This operation may be performed by supplying an acrylic acid-containing gas to the acrylic acid collection tower. This step may involve a step of collecting acrylic acid contained in the gas obtained in the reaction step with an aqueous collection solvent. Any of the conventionally known acrylic acid collection steps can be applied to the collection conditions such as the gas component composition of the reaction gas, the composition of the aqueous collection solvent, and the collection temperature. When unreacted lactic acid is contained in the acrylic acid-containing gas, the acrylic acid-containing gas may be supplied to the acrylic acid collection tower after the lactic acid is removed by distillation or diffusion. Further, the gas may be cooled and then supplied to the collection tower. A lower gas temperature is preferable in terms of improving the collection efficiency.

捕集塔は、棚段塔、充填塔、濡れ壁塔、スプレー塔などの公知の捕集塔を用いることができる。かかる捕集塔は、通常、棚段塔または充填塔が好ましい。充填塔の場合には、その内部には表面積が大きく、通気性のある充填物が規則的にまたは不規則的に詰め込まれていて、充填物が詰め込まれた充填層の表面では気液の接触が行われる。   As the collection tower, a known collection tower such as a plate tower, a packed tower, a wet wall tower, or a spray tower can be used. Such a collection tower is usually preferably a plate tower or a packed tower. In the case of packed towers, the interior has a large surface area and is filled regularly or irregularly with an air-permeable packing, and gas-liquid contact is made on the surface of the packed bed packed with packing. Is done.

該捕集塔では、アクリル酸含有ガスを捕集塔に導入する一方、捕集塔の上部からアクリル酸を吸収する捕集溶剤を塔内に導入して前記ガスと向流接触させてアクリル酸を吸収させる。   In the collection tower, an acrylic acid-containing gas is introduced into the collection tower, while a collection solvent that absorbs acrylic acid is introduced into the tower from the upper portion of the collection tower and is brought into countercurrent contact with the gas to obtain acrylic acid. To absorb.

供給する捕集溶剤としては水性捕集溶剤を使用する。安価であり、アクリル酸製造工程から排出される排水を再利用でき有利である。このような水性捕集溶剤としては、少なくとも水を80〜100質量%含有すればよく、例えばアクリル酸0.1〜5.0質量%、酢酸0.1〜10質量%、水80〜99.8質量%のものがある。捕集溶剤は、予め上記の組成のものを調整して使用してもよく、例えば、共沸脱水塔に付属させた油水分離器内水相をアクリル酸の捕集溶剤としてアクリル酸捕集塔に循環して使用することもできる。   An aqueous collection solvent is used as the collection solvent to be supplied. It is inexpensive and can advantageously reuse wastewater discharged from the acrylic acid production process. Such an aqueous collection solvent may contain at least 80 to 100% by mass of water, for example, 0.1 to 5.0% by mass of acrylic acid, 0.1 to 10% by mass of acetic acid, and 80 to 99.99% of water. There is 8% by mass. The collection solvent may be used after adjusting the composition described above, for example, an acrylic acid collection tower using, as an acrylic acid collection solvent, an aqueous phase in an oil-water separator attached to an azeotropic dehydration tower. It can also be used in circulation.

捕集溶剤は、溶剤温度が低い方が捕集率が高く、溶剤温度は0〜35℃、特には5〜30℃の範囲で一定温度で供給することが好ましい。また、溶剤量は、供給ガス量(m)に対する溶剤量(L)比で示される液ガス比が2〜15L/m、好ましくは3〜12L/m、更に好ましくは5〜10L/mとなるように設定される。アクリル酸と水との質量割合が50:50程度の場合最もアクリル酸の重合が発生しやすく、上記範囲で重合を防止しつつアクリル酸を効率的に捕集することができる。 The trapping solvent has a higher trapping rate when the solvent temperature is lower, and the solvent temperature is preferably supplied at a constant temperature in the range of 0 to 35 ° C, particularly 5 to 30 ° C. Further, the solvent amount is the amount of feed gas (m 3) solvent amount relative to (L) liquid-to-gas ratio represented by ratio 2~15L / m 3, preferably 3~12L / m 3, more preferably 5 to 10 L / It is set to be m 3. When the mass ratio of acrylic acid and water is about 50:50, the polymerization of acrylic acid is most likely to occur, and acrylic acid can be efficiently collected while preventing polymerization in the above range.

捕集溶剤には、アクリル酸などの重合性物質の重合を防止するために、N−オキシル化合物、フェノール化合物、酢酸マンガン等のマンガン塩、ジブチルチオカルバミン酸銅などのジアルキルジチオカルバミン酸銅塩、ニトロソ化合物およびアミン化合物、フェノチアジンからなる群から選ばれる1種以上の化合物を含有してもよい。   The collection solvent includes N-oxyl compounds, phenolic compounds, manganese salts such as manganese acetate, dialkyldithiocarbamic acid copper salts such as copper dibutylthiocarbamate, nitroso to prevent polymerization of polymerizable substances such as acrylic acid. You may contain 1 or more types of compounds chosen from the group which consists of a compound, an amine compound, and phenothiazine.

使用される重合防止剤の量は操作条件に応じて適宜調整され、特に限定はされない。しかし、用いられる重合防止剤の総量を捕集される反応ガス中のアクリル酸の質量に対して3〜3500ppm(質量基準)とするのが好ましい。   The amount of the polymerization inhibitor used is appropriately adjusted according to the operating conditions, and is not particularly limited. However, the total amount of the polymerization inhibitor used is preferably 3 to 3500 ppm (mass basis) based on the mass of acrylic acid in the reaction gas to be collected.

重合防止剤は溶液、すなわち重合防止剤含有溶液として投与してもよい。重合防止剤含有溶液の供給場所や投与方法は特に限定されず、蒸留塔の原料供給段以外、還流液供給段以外であれば、捕集塔のいずれから投入してもよい。   The polymerization inhibitor may be administered as a solution, that is, a polymerization inhibitor-containing solution. The supply location and administration method of the polymerization inhibitor-containing solution are not particularly limited, and the polymerization inhibitor-containing solution may be supplied from any of the collection towers as long as it is other than the raw material supply stage of the distillation tower and other than the reflux liquid supply stage.

捕集塔の条件は、ここに供給するアクリル酸含有ガスの温度や単位時間あたりの供給量、捕集塔体積などによって相違するが、一般には捕集塔の塔頂温度は、40〜90℃の範囲である。40℃より低いと冷却のための設備費や冷却エネルギーが必要となり不利である。また、アクリル酸より低い沸点を持つ物質の凝縮が多くなるため、捕集塔塔底液のアクリル酸純度を低下させる原因となる。一方、90℃を超えると捕集塔塔頂からのアクリル酸のロスが増加し、製品収率が低下する場合がある。   The conditions of the collection tower differ depending on the temperature of the acrylic acid-containing gas supplied here, the supply amount per unit time, the volume of the collection tower, etc., but generally the top temperature of the collection tower is 40 to 90 ° C. Range. If it is lower than 40 ° C., it is disadvantageous because it requires equipment costs and cooling energy for cooling. Moreover, since the condensation of substances having a boiling point lower than that of acrylic acid increases, it causes a decrease in the acrylic acid purity of the collection tower bottom liquid. On the other hand, when it exceeds 90 ° C., the loss of acrylic acid from the top of the collection tower increases, and the product yield may be reduced.

塔頂からの排出ガスは、反応器に循環させても良く、希釈ガスや未反応原料成分などを有効利用できる。   The exhaust gas from the top of the column may be circulated to the reactor, and dilution gas and unreacted raw material components can be used effectively.

捕集塔の塔底液は、塔底部に附属させた冷却器によって塔底液を冷却した後に捕集塔に循環させ塔底液のアクリル酸濃度を増加させてもよい。一般には、捕集塔の塔底液、すなわち反応生成物溶液には、アクリル酸以外に、未反応状態で残存する乳酸その他副生物、重合防止剤などの添加物が存在する。   The tower bottom liquid of the collection tower may be circulated to the collection tower after the tower bottom liquid is cooled by a cooler attached to the tower bottom to increase the acrylic acid concentration in the tower bottom liquid. In general, in the bottom liquid of the collection tower, that is, the reaction product solution, in addition to acrylic acid, additives such as lactic acid and other by-products remaining in an unreacted state and a polymerization inhibitor are present.

本発明では、次いで該反応生成物溶液を蒸留塔に導き、蒸留してもよい。このときの反応生成物溶液の供給速度や、塔頂からの留出液の留出速度、還流比等の蒸留操作の条件は、使用する蒸留塔の分離能や処理能力によって適宜調節すればよい。この蒸留操作は共沸溶剤を添加して共沸蒸留により行ってもよい。本願では、上記反応生成物溶液を得る工程に次いで、タンクおよび/または冷却器を設置して次工程移行物を冷却した後に次工程を行なうことが好ましい。例えば、必要に応じ反応生成物溶液を蒸留塔に供給して2,3−ペンタンジオンを含む低沸点物質を除去してから塔底液をポンプによって冷却器に移送し、ここで冷却した反応生成物溶液をタンクに貯蔵する。アクリル酸よりも沸点が低い物質タンクへ移送する前に冷却することで確実に液が冷却でき、高温部の滞留時間を減少することができ、オリゴマーの生成量を抑制することができるからである。なお、本願における低沸点物質とはアクリル酸よりも低沸点の物質を意味する。捕集塔塔底液は蒸留塔を経ずにタンクへ移送後、ポンプによって冷却器に移送し、次いでタンクに循環するとともに次工程へ液を移送してもよい。冷却器としては、従来公知の多管式熱交換器やプレート式熱交換器、スパイラル式熱交換器などがある。蒸留塔で除去できる2,3−ペンタンジオンを含む低沸点物質は、蒸留塔とは別に脱水塔を設けてそこで除去することができ、また他に低沸点物質分離塔などを設けてそこで低沸点物質の分離を行ってもよい。この点で、本願における反応生成物溶液とは、脱水塔または低沸点物質分離塔に移行する前の水を含むアクリル酸を広く含み、捕集塔塔底液とその後に蒸留した後の塔底液等が該当する。なお、タンク内の反応生成物溶液の冷却温度は20〜50℃とすることが好ましい。次いで、タンク内の反応生成物溶液を蒸留塔に供給する。   In the present invention, the reaction product solution may then be led to a distillation column and distilled. The conditions for the distillation operation such as the supply rate of the reaction product solution, the distillation rate of the distillate from the top of the column, and the reflux ratio may be appropriately adjusted depending on the separation ability and processing capability of the distillation column used. . This distillation operation may be performed by azeotropic distillation with the addition of an azeotropic solvent. In the present application, after the step of obtaining the reaction product solution, it is preferable to perform the next step after the tank and / or the cooler is installed to cool the transition product of the next step. For example, if necessary, the reaction product solution is supplied to a distillation column to remove low-boiling substances including 2,3-pentanedione, and then the bottom liquid is transferred to a cooler by a pump, and the reaction product cooled here The physical solution is stored in a tank. This is because the liquid can be reliably cooled by cooling before transferring to a substance tank having a lower boiling point than acrylic acid, the residence time in the high temperature part can be reduced, and the amount of oligomers generated can be suppressed. . In addition, the low boiling point substance in this application means a substance having a lower boiling point than acrylic acid. The bottom liquid of the collection tower may be transferred to the tank without passing through the distillation tower, then transferred to the cooler by a pump, and then circulated to the tank and the liquid may be transferred to the next step. Examples of the cooler include conventionally known multi-tube heat exchangers, plate heat exchangers, and spiral heat exchangers. Low-boiling substances containing 2,3-pentanedione that can be removed by a distillation tower can be removed there by providing a dehydration tower separately from the distillation tower. Material separation may be performed. In this respect, the reaction product solution in the present application widely includes acrylic acid containing water before moving to a dehydration tower or a low-boiling-point material separation tower, and collects the tower bottom liquid and the tower bottom after distillation. Applicable to liquids. In addition, it is preferable that the cooling temperature of the reaction product solution in a tank shall be 20-50 degreeC. Next, the reaction product solution in the tank is supplied to the distillation column.

蒸留塔には、棚段塔、充填塔、濡れ壁塔、スプレー塔などの公知の塔を用いることができる。かかる脱水塔は、上記捕集塔と同様に、通常、棚段塔または充填塔が好ましい。なお、蒸留塔の好ましい理論段数は、分離能と設備費の双方の観点から5段以上100段以下、より好ましくは10段以上50段以下である。   As the distillation tower, known towers such as a plate tower, a packed tower, a wet wall tower, and a spray tower can be used. Such a dehydration tower is usually preferably a plate tower or a packed tower, like the above collection tower. In addition, the preferable theoretical plate number of the distillation column is 5 or more and 100 or less, more preferably 10 or more and 50 or less, from the viewpoint of both separation ability and equipment cost.

蒸留操作を共沸蒸留により行う場合に使用する共沸溶剤としては、ヘプタン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、キシレンおよびそれらの混合物より選ばれた少なくとも1種を含む溶剤;
ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−t−ブチルケトン、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ビニル、アクリル酸n−プロピル、酢酸アリル、酢酸イソプロペニル、プロピオン酸ビニル、プロピオン酸プロピル、クロトン酸メチル、吉草酸メチル、酪酸エチル、ジブチルエーテルおよびそれらの混合物よりなる群からから選ばれた少なくとも1種を含む溶剤;および
ヘプタン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、キシレンおよびそれらの混合物より選ばれた少なくとも1種を含む溶剤と、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−t−ブチルケトン、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ビニル、アクリル酸n−プロピル、酢酸アリル、酢酸イソプロペニル、プロピオン酸ビニル、プロピオン酸プロピル、クロトン酸メチル、吉草酸メチル、酪酸エチル、ジブチルエーテルおよびそれらの混合物よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む溶剤との混合溶剤を例示できる。
As the azeotropic solvent used when the distillation operation is performed by azeotropic distillation, a solvent containing at least one selected from heptane, dimethylcyclohexane, ethylcyclohexane, toluene, ethylbenzene, chlorobenzene, xylene and a mixture thereof;
Diethyl ketone, diisopropyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl t-butyl ketone, n-propyl acetate, n-butyl acetate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, vinyl acrylate, acrylic acid n- A solvent comprising at least one selected from the group consisting of propyl, allyl acetate, isopropenyl acetate, vinyl propionate, propyl propionate, methyl crotonate, methyl valerate, ethyl butyrate, dibutyl ether, and mixtures thereof; and A solvent containing at least one selected from heptane, dimethylcyclohexane, ethylcyclohexane, toluene, ethylbenzene, chlorobenzene, xylene and mixtures thereof; diethyl ketone, diisopropyl ketone, methyl Propyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl-t-butyl ketone, n-propyl acetate, n-butyl acetate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, vinyl acrylate, n-propyl acrylate, allyl acetate, isopropenyl acetate And a mixed solvent with a solvent containing at least one selected from the group consisting of vinyl propionate, propyl propionate, methyl crotonic acid, methyl valerate, ethyl butyrate, dibutyl ether, and mixtures thereof.

更に好ましくは、ヘプタン、トルエンおよびそれらの混合物より選ばれた少なくとも1種を含む溶剤;メタクリル酸エチル、メチルイソブチルケトン、アクリル酸n−プロピル、酢酸n−ブチルおよびそれらの混合物より選ばれた少なくとも1種を含む溶剤;およびヘプタン、トルエンおよびそれらの混合物より選ばれた少なくとも1種を含む溶剤と、メタアクリル酸エチル、メチルイソブチルケトン、アクリル酸n−プロピル、酢酸n−ブチルおよびそれらの混合物より選ばれた少なくとも1種を含む溶剤が挙げられる。   More preferably, a solvent containing at least one selected from heptane, toluene and mixtures thereof; at least one selected from ethyl methacrylate, methyl isobutyl ketone, n-propyl acrylate, n-butyl acetate and mixtures thereof. A solvent containing seeds; and a solvent containing at least one selected from heptane, toluene and mixtures thereof, and selected from ethyl methacrylate, methyl isobutyl ketone, n-propyl acrylate, n-butyl acetate and mixtures thereof And a solvent containing at least one selected from the above.

また、該共沸溶剤の使用量は、該共沸脱水塔に供給する反応生成物溶液に含まれる水分含量や、用いる共沸溶剤の種類によって定まるため、一義的には定義することができないが、共沸用途に用いる従来公知の割合で使用することができる。特に、アクリル酸の重合を防止する観点からは共沸溶剤量が多い方が好ましいが、多ければ蒸留エネルギーが多量に必要となるため不利となる。   Further, since the amount of the azeotropic solvent used is determined by the water content contained in the reaction product solution supplied to the azeotropic dehydration tower and the type of the azeotropic solvent used, it cannot be uniquely defined. , And can be used at a conventionally known ratio used for azeotropic use. In particular, from the viewpoint of preventing the polymerization of acrylic acid, a larger amount of azeotropic solvent is preferable, but a larger amount is disadvantageous because a large amount of distillation energy is required.

蒸留塔の塔頂温度は、供給される反応生成物溶液の水分量や混在する副生物量、単位時間あたりの供給液量、供給液温度、目的とする脱水の程度、分離すべき他の成分の種類や含有量、アクリル酸の精製工程に導入される蒸留塔の種類等によって好ましい条件を選択することができる。また、共沸脱水塔には、油水分離器を配設して塔頂部からの留出物をこれに導入し、油相(共沸溶媒相)と水相とに分離し、油相は共沸脱水塔に還流比0.5〜10で還流し、水相は捕集塔に循環させて捕集溶剤として使用すると、効率的である。   The temperature at the top of the distillation column is the amount of water in the reaction product solution supplied, the amount of mixed by-products, the amount of supply liquid per unit time, the supply liquid temperature, the desired degree of dehydration, and other components to be separated. The preferred conditions can be selected depending on the type and content of these, the type of distillation column introduced into the purification step of acrylic acid, and the like. Also, an azeotropic dehydration tower is provided with an oil / water separator, and a distillate from the top of the tower is introduced into the azeotropic dehydration tower to separate it into an oil phase (azeotropic solvent phase) and an aqueous phase. It is efficient to reflux to the boiling dehydration tower at a reflux ratio of 0.5 to 10 and circulate the water phase to the collection tower and use it as a collection solvent.

蒸留塔では、アクリル酸の好ましくない重合を防止する目的で、重合防止剤を適宜加えてもよい。重合防止剤としては、捕集塔の項で記載した何れかのものを単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   In the distillation column, a polymerization inhibitor may be appropriately added for the purpose of preventing undesired polymerization of acrylic acid. As the polymerization inhibitor, any one described in the section of the collection tower can be used alone or in combination of two or more.

本発明では、重合防止剤をアクリル酸と共に供給してもよい。特に、蒸留塔の供給段より上部では水や溶剤は蒸発するがアクリル酸は蒸発せずに塔底側に移行するため、アクリル酸が存在するとこの中に重合防止剤も同伴され重合防止剤の析出を防止でき効果的と考えられる。なお、アクリル酸として後記するアクリル酸オリゴマーの熱分解物を使用するとアクリル酸の有効利用となり、製造効率を向上させることができる。特に、蒸留塔に供給すると、製品の品質を向上させ、重合防止剤析出を防止できる点で好適である。   In the present invention, the polymerization inhibitor may be supplied together with acrylic acid. In particular, water and solvent evaporate above the supply stage of the distillation column, but acrylic acid does not evaporate and moves to the bottom of the column. Therefore, if acrylic acid is present, the polymerization inhibitor is also accompanied by the polymerization inhibitor. Precipitation can be prevented and effective. In addition, when the thermal decomposition thing of an acrylic acid oligomer mentioned later as acrylic acid is used, it will become an effective use of acrylic acid and can improve manufacturing efficiency. In particular, when it is supplied to a distillation column, it is preferable in terms of improving the quality of the product and preventing precipitation of the polymerization inhibitor.

蒸留処理によって反応生成物溶液に含まれる水と2,3−ペンタンジオンを含む低沸点物質が除去されるが、水分離工程と低沸点物質分離工程を別々に行なってもよい。一般には、脱水処理の後に、高沸点物質分離工程、その他従来公知の精製方法を単独または組み合わせて精製することができる。従って蒸留方法に限らず、アクリル酸を晶析して2,3−ペンタンジオンを除去してもよい。2,3−ペンタンジオン除去工程の選択の幅が広いため、本発明では、反応生成物溶液から水および2,3−ペンタンジオンを含む低沸点物質を除去したものを粗アクリル酸と称し、これを高沸点物質分離工程に移行させる。   Although the low boiling point material containing water and 2,3-pentanedione contained in the reaction product solution is removed by the distillation treatment, the water separation step and the low boiling point material separation step may be performed separately. In general, after the dehydration treatment, a high boiling point substance separation step and other conventionally known purification methods can be used alone or in combination. Therefore, not limited to the distillation method, 2,3-pentanedione may be removed by crystallization of acrylic acid. Since the selection range of the 2,3-pentanedione removal step is wide, in the present invention, a product obtained by removing low-boiling substances containing water and 2,3-pentanedione from the reaction product solution is referred to as crude acrylic acid. Is transferred to a high boiling point material separation step.

脱水工程および/または2,3−ペンタンジオンを含む低沸点物質分離工程と高沸点物質分離工程との間に、冷却器またはタンクに配置して粗アクリル酸を冷却してもよい。高温部の滞留時間を減少することができ、オリゴマーの生成量を抑制することができるからである。なお、タンク内の粗アクリル酸の冷却温度は20〜50℃とすることが好ましい。また、冷却器としては、従来公知の多管式熱交換器やプレート式熱交換器、スパイラル式熱交換器などを使用することができる。次いで、タンク内の粗アクリル酸を高沸点物質分離塔に供給する。高沸点物質分離塔は処理液を加熱してアクリル酸を蒸留塔の塔頂部から留出させる工程であり、熱効率的には供給液の温度が高い方が好ましい。しかしながら、粗アクリル酸は高温になるほどオリゴマー生成速度が大きくなり、重合の危険性も増大し、または高沸点物質分離塔内で重合物を発生しやすくなり最終的なアクリル酸の収率が低下し、重合物の発生によって連続運転に支障が生ずる場合がある。一方、20℃を下回ると、凝固点に近づき凍結の危険性、高沸点物質除去工程での加熱量が増加して不利となる。そこで本発明では、重合物の発生量と熱効率とから最終的な製造率を比較考量し、次工程間で処理液を冷却することにした。特に、脱水処理と高沸点物質処理との間で処理液を冷却すると収率を向上させる点で好ましい。   The crude acrylic acid may be cooled by placing it in a cooler or tank between the dehydration step and / or the low boiling point material separation step containing 2,3-pentanedione and the high boiling point material separation step. This is because the residence time in the high temperature part can be reduced and the amount of oligomers produced can be suppressed. In addition, it is preferable that the cooling temperature of the crude acrylic acid in a tank shall be 20-50 degreeC. As the cooler, a conventionally known multi-tube heat exchanger, plate heat exchanger, spiral heat exchanger, or the like can be used. Next, the crude acrylic acid in the tank is supplied to the high boiling point material separation tower. The high boiling point material separation tower is a process in which the treatment liquid is heated to distill acrylic acid from the top of the distillation tower, and it is preferable that the temperature of the feed liquid is high in terms of thermal efficiency. However, the higher the temperature of crude acrylic acid, the higher the oligomer formation rate and the higher the risk of polymerization, or the easier it is to generate polymer in the high-boiling point separation tower, and the final acrylic acid yield decreases. In some cases, continuous operation may be hindered by the generation of polymer. On the other hand, when the temperature is lower than 20 ° C., it approaches the freezing point, and the risk of freezing and the heating amount in the high boiling point substance removing step increase, which is disadvantageous. Therefore, in the present invention, the final production rate is comparatively weighed based on the generation amount of the polymer and the thermal efficiency, and the processing liquid is cooled between the next steps. In particular, it is preferable to cool the treatment liquid between the dehydration treatment and the high boiling point material treatment in terms of improving the yield.

高沸点物質分離塔としては、棚段塔、充填塔、濡れ壁塔、スプレー塔などの公知の塔を用いることができる。かかる高沸点物質分離塔は、上記共沸脱水塔と同様に、通常、棚段塔または充填塔が好ましく塔内装物として充填物・棚段がありいずれでもよい。また、理論段数は3〜50段であることが好ましく,より好ましくは5〜30段である。   As the high boiling point substance separation tower, known towers such as a plate tower, a packed tower, a wet wall tower, and a spray tower can be used. Such a high boiling point substance separation tower is usually a plate tower or a packed tower, like the azeotropic dehydration tower. Further, the number of theoretical plates is preferably 3 to 50, more preferably 5 to 30.

高沸点物質分離塔の蒸留条件は、従来公知の蒸留条件で蒸留することができる。   The distillation conditions of the high boiling point material separation tower can be distilled under conventionally known distillation conditions.

また、高沸点物質分離塔でも上記共沸脱水塔と同様に、アクリル酸の好ましくない重合を防止する目的で、重合防止剤を適宜加えることが好ましい。   Moreover, it is preferable to add a polymerization inhibitor as appropriate in the high-boiling-point material separation tower for the purpose of preventing undesired polymerization of acrylic acid as in the azeotropic dehydration tower.

本発明では、重合防止剤の供給場所は、いずれの蒸留塔においても原料供給段以外、還流液供給段以外の場所から投入することが好ましい。より好ましくは原料供給段を越え、還流液供給段までの何れか(ただし、還流液供給段は除く)から塔内組成に応じ重合防止剤を投与する。その方法としてアクリル酸を含む反応生成物溶液と共に、予め蒸留塔に配設した1以上の噴霧用ノズルで、噴霧化手段で供給することができる。噴霧によって蒸留塔内部に広範囲に重合防止剤含有溶液を散布することができ、効果的に重合を防止することができるからである。原料供給段、還流液供給段から投入する場合も、重合防止剤を原料、還流液とは別の専用の噴霧用ノズルで投入してすることもできるが、予め原料、還流液と重合防止剤を混合し、混合液を噴霧用ノズルで投入してすることもできる。なお、高沸点物質分離塔内ではアクリル酸濃度の変化が少ないため、原料供給段および還流液供給段以外から供給することもでき、原料供給段および/または還流液供給段から投入してもよい。この際、アクリル酸としては塔頂留出液の一部を使用することが好ましい。高沸点物質分離塔はアクリル酸を得る装置であり、実質的に製品(エステル・高純度アクリル酸としての原料)と同品質である留出液を使用することで、製品品質が安定するためである。   In the present invention, it is preferable that the polymerization inhibitor is supplied from any place other than the raw material supply stage and from the reflux liquid supply stage in any distillation column. More preferably, the polymerization inhibitor is administered depending on the composition in the tower from any of the raw material supply stage to the reflux liquid supply stage (excluding the reflux liquid supply stage). As the method, together with the reaction product solution containing acrylic acid, it can be supplied by the atomization means with one or more spray nozzles previously disposed in the distillation column. This is because the polymerization inhibitor-containing solution can be sprayed over a wide range inside the distillation tower by spraying, and polymerization can be effectively prevented. Even when charged from the raw material supply stage and the reflux liquid supply stage, the polymerization inhibitor can be charged by a dedicated spray nozzle different from the raw material and the reflux liquid. It is also possible to mix and mix the mixed solution with a spray nozzle. In addition, since there is little change in the acrylic acid concentration in the high boiling point substance separation tower, it can be supplied from other than the raw material supply stage and the reflux liquid supply stage, and may be supplied from the raw material supply stage and / or the reflux liquid supply stage. . At this time, it is preferable to use a part of the column top distillate as acrylic acid. The high-boiling-point separation column is a device for obtaining acrylic acid, because the product quality is stabilized by using a distillate that is substantially the same quality as the product (raw material as ester and high-purity acrylic acid). is there.

本発明では、高沸点物質分離塔の塔頂部からアクリル酸を含有する留出ガスを得てこれを凝縮し、得られるアクリル酸含有凝縮液の少なくとも一部を共沸脱水塔に供給してもよい。なお、一般には、該凝縮液は、エステル・高純度アクリル酸原料として使用される製品アクリル酸であり、塔底液には重合防止剤、アクリル酸オリゴマー、その他の高沸点物質が含まれる。本発明では、該塔底液を高沸点物質含有液と称し、これに含まれるアクリル酸オリゴマーを熱分解してアクリル酸を回収する工程を行なう。   In the present invention, a distillate gas containing acrylic acid is obtained from the top of the high-boiling-point material separation tower and condensed, and at least a part of the resulting acrylic acid-containing condensate is supplied to the azeotropic dehydration tower. Good. In general, the condensate is a product acrylic acid used as an ester / high-purity acrylic acid raw material, and the column bottom liquid contains a polymerization inhibitor, an acrylic acid oligomer, and other high-boiling substances. In the present invention, the liquid at the bottom of the column is referred to as a high-boiling substance-containing liquid, and a step of recovering acrylic acid by thermally decomposing an acrylic acid oligomer contained therein is performed.

アクリル酸オリゴマーの熱分解は、熱分解槽で行う。熱分解槽の形式については特に制限はない。しかしながら、粘度が高く、場合によっては固形物の析出が見られ液性状が悪いため、液抜出口に向かって傾斜をもち、タンク内での組成が均一化できるよう液循環および/または攪拌機を設置したものが好ましい。   The thermal decomposition of the acrylic acid oligomer is performed in a thermal decomposition tank. There is no particular limitation on the type of pyrolysis tank. However, since the viscosity is high and in some cases solids are deposited and the liquid properties are poor, the liquid circulation and / or stirrer is installed so that the composition in the tank can be made uniform with an inclination toward the liquid outlet. Is preferred.

また、熱分解槽における熱分解温度は通常120〜220℃であり、特に120℃〜160℃範囲が好適である。滞留時間(熱分解槽保有液量/廃油量)は熱分解温度により異なるので一概に特定はできないが、通常20〜50時間程度が必要である。このため、熱分解槽には加熱手段が必要となるが、槽に外套および/または内部(または外部)熱交換器を設置し、蒸気、オイル等の熱媒を用いて分解温度を維持すればよい。   Moreover, the thermal decomposition temperature in a thermal decomposition tank is 120-220 degreeC normally, and the range of 120 degreeC-160 degreeC is especially suitable. Although the residence time (the amount of liquid in the thermal decomposition tank / the amount of waste oil) varies depending on the thermal decomposition temperature, it cannot be specified unconditionally, but usually it requires about 20 to 50 hours. For this reason, a heating means is required for the thermal decomposition tank, but if a jacket and / or an internal (or external) heat exchanger is installed in the tank and the decomposition temperature is maintained using a heat medium such as steam or oil. Good.

また、本発明では、薄膜蒸発器や熱分解槽における熱分解に際して、該高沸点物質含有液に重合防止剤を添加してもよい。効率的に重合が防止できかつ熱分解が促進される場合がある。このような熱分解促進作用のある重合防止剤としては、上記したもののうち、4,4’,4”−トリス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシル)フォスファイトならびに2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシル類:   In the present invention, a polymerization inhibitor may be added to the high-boiling point substance-containing liquid during thermal decomposition in a thin film evaporator or a thermal decomposition tank. In some cases, polymerization can be efficiently prevented and thermal decomposition is promoted. Among the above-described polymerization inhibitors having an action of promoting thermal decomposition, among these, 4,4 ′, 4 ″ -tris- (2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxyl) phosphite and 2 , 2,6,6-Tetramethylpiperidinooxyls:

Figure 2014189513
Figure 2014189513

(ただし、式(1)中、RはCH、CHOH、CHCHOH、CHCHCHOH、CHOCHOH、CHOCHCHOH、CHCOOH、またはC=Oを示し、Rは水素原子またはCHOHを示す)で示す化合物の1種または2種以上、N−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン化合物、例えば、1,4−ジヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン化合物、例えば、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等の1種以上を併用することができる。 (In the formula (1), R 1 represents CH 2 , CHOH, CHCH 2 OH, CHCH 2 CH 2 OH, CHOCH 2 OH, CHOCH 2 CH 2 OH, CHCOOH, or C═O, and R 2 represents hydrogen. One or more of the compounds represented by Atom or CH 2 OH), N-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine compounds such as 1,4-dihydroxy-2,2,6, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine compounds such as 6-tetramethylpiperidine, 1-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, One or more kinds such as 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine can be used in combination.

該オリゴマーを熱分解して回収したアクリル酸は分離工程に供給することが好ましい。上記したように、次工程以降で含まれる水などの不純物を精製することができ、かつ重合防止剤の有効利用となるからである。すなわち、製品中の水分を低下させ製品品質の向上および重合防止剤の析出防止の両面で好適である。   The acrylic acid recovered by thermal decomposition of the oligomer is preferably supplied to the separation step. As described above, it is possible to purify impurities such as water contained in the subsequent steps and to effectively use the polymerization inhibitor. That is, it is suitable in terms of both improvement of product quality by preventing moisture in the product and prevention of precipitation of the polymerization inhibitor.

なお、高沸点物質分離塔の塔頂から留出するアクリル酸は、これをアクリル酸エステル製造プロセスに供給することでアクリル酸エステルを製造することができる。   The acrylic acid distilled from the top of the high boiling point substance separation tower can be produced by supplying it to the acrylic ester production process.

上記蒸留操作は、原料として乳酸を使用する場合のみならず、乳酸エステルを使用する場合にも用いることができる。   The distillation operation can be used not only when lactic acid is used as a raw material but also when a lactic acid ester is used.

当該2,3−ペンタンジオン除去工程(B−1)で分離された粗アクリル酸を含む相中に含まれる2,3−ペンタンジオンの量は、アクリル酸に対する2,3−ペンタンジオンの質量比で0.01以下が好ましく、より好ましくは0.005以下であり、さらに好ましくは0.001以下である。   The amount of 2,3-pentanedione contained in the phase containing the crude acrylic acid separated in the 2,3-pentanedione removal step (B-1) is the mass ratio of 2,3-pentanedione to acrylic acid. Is preferably 0.01 or less, more preferably 0.005 or less, and still more preferably 0.001 or less.

<乳酸エステルを原料としてアクリル酸および/またはアクリル酸エステルを製造する方法>
本発明の他の一態様である乳酸エステルを原料としてアクリル酸および/またはアクリル酸エステルを製造する方法について、乳酸エステルを脱水反応に供し、アクリル酸エステル、水、2,3−ペンタンジオンを含む脱水反応生成物を得る工程(A−2)、脱水反応生成物に含まれるアクリル酸エステルを加水分解反応に供し、アクリル酸を得る工程(C−2)、アクリル酸エステルと、アクリル酸および2,3−ペンタンジオンを含む相とを分離する工程(B−2)、アクリル酸エステルを含む相を精製して高純度のアクリル酸を得る工程(D−2)に区分して説明する。
<Method of producing acrylic acid and / or acrylic ester using lactic acid ester as a raw material>
Regarding a method for producing acrylic acid and / or acrylic acid ester using lactic acid ester as a raw material according to another embodiment of the present invention, lactic acid ester is subjected to a dehydration reaction, and includes acrylic acid ester, water, and 2,3-pentanedione. Step (A-2) for obtaining a dehydration reaction product, Step (C-2) for obtaining acrylic acid by subjecting the acrylic ester contained in the dehydration reaction product to a hydrolysis reaction, Acrylic ester, acrylic acid and 2 , 3-pentanedione is separated from the phase (B-2), and the phase containing an acrylic ester is purified to obtain a high-purity acrylic acid (D-2).

図2は乳酸エステルからアクリル酸およびアクリル酸エステルを併産する方法に係る製造フローチャートである。図2中、脱水工程A−2において乳酸エステルを加熱して気化させ、固体触媒を充填した固定床反応器を通して気相脱水反応してアクリル酸エステルを生じさせた後、反応ガスを冷却して液化する。この際アクリル酸エステルの一部が逐次的に加水分解されアクリル酸が同時生成する。加水分解工程C−2において、引き続き水を加えてアクリル酸エステルを加水分解することにより、アクリル酸エステルの一部がアクリル酸とアルコールに加水分解され、これらと水、2,3−ペンタンジオンを含む相が得られる。   FIG. 2 is a production flow chart according to a method for co-producing acrylic acid and acrylic acid ester from lactic acid ester. In FIG. 2, the lactic acid ester is heated and vaporized in the dehydration step A-2, and after the gas phase dehydration reaction is generated through a fixed bed reactor filled with a solid catalyst to produce an acrylate ester, the reaction gas is cooled. Liquefaction. At this time, a part of the acrylic ester is sequentially hydrolyzed to simultaneously produce acrylic acid. In the hydrolysis step C-2, water is subsequently added to hydrolyze the acrylic ester, whereby a part of the acrylic ester is hydrolyzed to acrylic acid and alcohol, and these are converted into water and 2,3-pentanedione. A containing phase is obtained.

分離工程(B−2)において、蒸留によってアクリル酸エステルおよびアルコールを塔頂から留出させ、塔底からアクリル酸、水、2,3−ペンタンジオンを回収する。精製工程D−2において、塔頂から得られたアクリル酸エステルおよびアルコールを含む相は抽出操作などによって粗アクリル酸エステルとアルコールおよび水を含む相とに分離され、粗アクリル酸エステルは蒸留などの方法によってさらに精製され、精製アクリル酸エステルとなる。アルコールおよび水を含む相からは蒸留などよりアルコールを回収し、乳酸エステルの合成に再利用することができる。塔底から回収されたアクリル酸、水、および2,3−ペンタンジオンは、乳酸からアクリル酸エステルを製造する方法における分離工程B−1を適用することによって粗アクリル酸と2,3−ペンタンジオンを含む相に分離され、粗アクリル酸は蒸留や晶析といった方法によって精製され精製アクリル酸となる。   In the separation step (B-2), acrylic acid ester and alcohol are distilled from the top of the column by distillation, and acrylic acid, water, and 2,3-pentanedione are recovered from the bottom of the column. In the purification step D-2, the phase containing an acrylate ester and alcohol obtained from the top of the column is separated into a crude acrylate ester and a phase containing alcohol and water by an extraction operation or the like. Further purification by the method results in a purified acrylic acid ester. From the phase containing alcohol and water, the alcohol can be recovered by distillation or the like and reused in the synthesis of the lactic acid ester. Acrylic acid, water, and 2,3-pentanedione recovered from the bottom of the column are obtained by applying the separation step B-1 in the method for producing an acrylate ester from lactic acid to obtain crude acrylic acid and 2,3-pentanedione. The crude acrylic acid is purified by a method such as distillation or crystallization to become purified acrylic acid.

図3は、乳酸エステルからアクリル酸のみを製造する方法に係る製造フローチャートである。図3は、精製工程(D−2)までは図2に示した乳酸酸エステルからアクリル酸およびアクリル酸エステルを併産する方法と同様であるが、得られた粗アクリル酸エステルを加水分解工程(C−2)に戻してリサイクル使用する点において異なっている。アクリル酸のみを生産するケースではアクリル酸エステルは加水分解工程にリサイクル使用するので、蒸留等の分離工程の条件は、2,3−ペンタンジオンがアクリル酸エステル側に含まれないようにアクリル酸、水側に分離されるように調節する必要がある。こうすることにより、精製工程(D)〜リサイクル工程(E)〜加水分解工程(C−2)〜分離工程(B−2)の工程中に2,3−ペンタンジオンが蓄積していくことを防ぎ、粗アクリル酸の精製工程において2,3−ペンタンジオンを排水と一緒に系外に除去することができる。   FIG. 3 is a production flowchart according to a method for producing only acrylic acid from a lactic acid ester. FIG. 3 is the same as the method of co-producing acrylic acid and acrylic ester from the lactic acid ester shown in FIG. 2 until the purification step (D-2), but the resulting crude acrylic ester is hydrolyzed. It is different in that it is recycled to (C-2). In the case of producing only acrylic acid, the acrylic ester is recycled for use in the hydrolysis step, so the conditions of the separation step such as distillation are acrylic acid, so that 2,3-pentanedione is not included on the acrylic ester side. It is necessary to adjust so that it is separated to the water side. By doing so, 2,3-pentanedione accumulates during the steps of the purification step (D), the recycling step (E), the hydrolysis step (C-2), and the separation step (B-2). Thus, 2,3-pentanedione can be removed from the system together with the waste water in the purification step of the crude acrylic acid.

[脱水工程(A−2)]
脱水工程(A−2)は、乳酸エステルを原料としてアクリル酸および/またはアクリル酸エステルを製造する方法において乳酸エステルを脱水反応に供し、アクリル酸、水、および2,3−ペンタンジオンを含む脱水反応生成物を得る工程である。
[Dehydration step (A-2)]
The dehydration step (A-2) is a method for producing acrylic acid and / or an acrylic ester using a lactic acid ester as a raw material, subjecting the lactic acid ester to a dehydration reaction, and dehydration containing acrylic acid, water, and 2,3-pentanedione. This is a step of obtaining a reaction product.

(乳酸エステル)
反応に使用する乳酸エステルとしては特に限定されないが、エステル基部分の炭素数が2以上20以下の乳酸エステルであり、好ましくは2以上10以下、より好ましくは2以上5以下である。
(Lactic acid ester)
Although it does not specifically limit as a lactic acid ester used for reaction, Carbon number of the ester group part is 2-20, Preferably it is 2-10, More preferably, it is 2-5.

脱水反応に使用する乳酸エステルは、原液でも水溶液でもよく、水溶液を使用する場合、乳酸エステル水溶液の濃度は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50%重量以上、さらに好ましくは70質量%以上である。   The lactic acid ester used for the dehydration reaction may be a stock solution or an aqueous solution. When an aqueous solution is used, the concentration of the lactic acid ester aqueous solution is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by weight or more, and further preferably 70% by mass or more. It is.

脱水工程で使用する反応装置、固体触媒、反応条件などは、乳酸を原料とする場合と同様である。   The reaction apparatus, solid catalyst, reaction conditions, etc. used in the dehydration step are the same as in the case of using lactic acid as a raw material.

[加水分解工程(C−2)]
加水分解工程(C−2)は、脱水工程A−2で生成するアクリル酸エステルをアクリル酸とアルコールとに加水分解する工程である。具体的には、上記脱水工程(A−2)で生成した反応生成物を冷却器を通して凝集させ、水を添加した後、触媒の共存下に必要に応じて加熱しながら加水分解反応を行う。
[Hydrolysis step (C-2)]
The hydrolysis step (C-2) is a step of hydrolyzing the acrylic ester produced in the dehydration step A-2 into acrylic acid and alcohol. Specifically, the reaction product generated in the dehydration step (A-2) is aggregated through a cooler, water is added, and then a hydrolysis reaction is performed with heating as necessary in the presence of a catalyst.

加水分解反応の形式は特に限定されないが撹拌式反応器、固定床型、流動床型、噴流床型などが挙げられ、好ましくは固定床型である。   The type of the hydrolysis reaction is not particularly limited, and examples thereof include a stirring reactor, a fixed bed type, a fluidized bed type, and a spouted bed type, and a fixed bed type is preferable.

加水分解反応で添加する水の量としては、脱水工程(A−2)後のアクリル酸エステルの量によるため一概には定まらないが、使用する乳酸エステルに対してモル比で2倍以上の場合、さらに言えば5倍以上の場合、平衡がアクリル酸側に十分に偏るため好ましい。50倍以下の場合、さらに言えば10倍以下の場合、蒸留の際に投入するエネルギーを抑える点で好ましい。   The amount of water added in the hydrolysis reaction is not generally determined because it depends on the amount of acrylic ester after the dehydration step (A-2), but it is more than twice the molar ratio of the lactic acid ester used. Furthermore, if it is more than 5 times, the equilibrium is sufficiently biased toward the acrylic acid side, which is preferable. In the case of 50 times or less, more specifically in the case of 10 times or less, it is preferable from the viewpoint of suppressing energy input during distillation.

加水分解反応においては、無触媒であると反応時間が長くなり、重合や副反応が進行する場合があるため、触媒を用いることが好ましい。触媒としては金属化合物、酸触媒、塩基触媒、不均一触媒などが使用され、好ましくは酸触媒である。   In the hydrolysis reaction, if no catalyst is used, the reaction time becomes long, and polymerization and side reactions may proceed. Therefore, it is preferable to use a catalyst. As the catalyst, a metal compound, an acid catalyst, a base catalyst, a heterogeneous catalyst or the like is used, and an acid catalyst is preferable.

酸触媒としては、強酸性イオン交換樹脂、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、γ−アルミナ、ジルコニア、チタニア等の金属酸化物;HY型ゼオライト、モルデナイト等の各種ゼオライト類等が挙げられる。中でも、γ−アルミナ、ジルコニア、チタニア、ナフィオンなどをはじめとした各種強酸性イオン交換樹脂、各種ゼオライトがより好ましい。脱水触媒は、1種でもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the acid catalyst include strongly acidic ion exchange resins, metal oxides such as silica, alumina, silica alumina, γ-alumina, zirconia, and titania; various zeolites such as HY zeolite and mordenite. Of these, various strongly acidic ion exchange resins such as γ-alumina, zirconia, titania, and Nafion, and various zeolites are more preferable. One type of dehydration catalyst may be used, or two or more types may be used in combination.

反応温度は、好ましくは40℃以上100℃以下、より好ましくは50℃以上80℃以下である。   The reaction temperature is preferably 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher and 80 ° C. or lower.

[アクリル酸・アクリル酸エステル分離工程(B−2)]
分離工程(B−2)は、前記脱水工程(A−2)で得られた、アクリル酸、アクリル酸エステル、水、および2,3−ペンタンジオンを含む脱水反応生成物を、アクリル酸エステルを含む相と、アクリル酸を含む相とに分離する工程である。分離操作としては、特に限定されないが蒸留、膜分離、抽出などが挙げられ、好ましくは蒸留である。
[Acrylic acid / acrylic acid ester separation step (B-2)]
In the separation step (B-2), the dehydration reaction product containing acrylic acid, acrylic ester, water, and 2,3-pentanedione obtained in the dehydration step (A-2) is converted into the acrylic ester. It is the process of isolate | separating into the phase containing and the phase containing acrylic acid. The separation operation is not particularly limited, and examples thereof include distillation, membrane separation, and extraction, and distillation is preferable.

(蒸留)
本実施態様における蒸留工程は、アクリル酸、アクリル酸エステル、水、および2,3−ペンタンジオンを含むガス状の脱水反応生成物を捕集して脱水反応生成物溶液を得る工程、該反応生成物溶液をアクリル酸を含む相とアクリル酸エステルを含む相に分離する工程である。2,3−ペンタンジオンは分離条件によってアクリル酸を含む相またはアクリル酸エステルを含む相のいずれかに含まれる。粗アクリル酸および粗アクリル酸エステルを併産する場合には、2,3−ペンタンジオンは塔頂からアクリル酸エステルやアルコールと共に留出させてもよいし、塔底からアクリル酸と共に回収してもよい。
(distillation)
The distillation step in this embodiment is a step of collecting a gaseous dehydration reaction product containing acrylic acid, acrylic ester, water, and 2,3-pentanedione to obtain a dehydration reaction product solution, In this step, the physical solution is separated into a phase containing acrylic acid and a phase containing acrylic ester. 2,3-pentanedione is contained in either the phase containing acrylic acid or the phase containing acrylate ester depending on the separation conditions. When co-producing crude acrylic acid and crude acrylic ester, 2,3-pentanedione may be distilled off together with acrylic ester and alcohol from the top of the column, or recovered together with acrylic acid from the bottom of the column. Good.

ただし、アクリル酸のみを製造する場合には、2,3−ペンタンジオンはアクリル酸と共に塔低から回収されるようにしなければならない。これは図3のようにアクリル酸エステルを含む留出液は加水分解工程(C−2)に戻されるため2,3−ペンタンジオンがアクリル酸エステルと一緒に留出されてしまうと系外に2,3−ペンタンジオンが排出されず蓄積されてしまうためである。このことは分離工程が蒸留以外の方法で行われる場合も同様である。   However, when only acrylic acid is produced, 2,3-pentanedione must be recovered from the tower bottom together with acrylic acid. This is because, as shown in FIG. 3, the distillate containing the acrylate ester is returned to the hydrolysis step (C-2), so that 2,3-pentanedione is distilled out together with the acrylate ester. This is because 2,3-pentanedione is accumulated without being discharged. This is the same when the separation step is performed by a method other than distillation.

アクリル酸のみを製造する場合には、当該アクリル酸・アクリル酸エステル分離工程(B−2)で分離されたアクリル酸エステルを含む相中に含まれる2,3−ペンタンジオンの量は、アクリル酸エステルに対する2,3−ペンタンジオンの質量比で0.01以下が好ましく、より好ましくは0.005以下であり、さらに好ましくは0.001以下である。   When only acrylic acid is produced, the amount of 2,3-pentanedione contained in the phase containing the acrylic ester separated in the acrylic acid / acrylic ester separation step (B-2) is acrylic acid. The mass ratio of 2,3-pentanedione to ester is preferably 0.01 or less, more preferably 0.005 or less, and still more preferably 0.001 or less.

上記のように塔頂から留出した2,3−ペンタンジオンを含むアクリル酸エステル溶液、または塔底から回収された2,3−ペンタンジオンを含むアクリル酸溶液から2,3−ペンタンジオンを除去する操作は、分離工程(B−2)の後に2,3−ペンタンジオン除去工程を組み合わせることにより実施できる。工程(B−2)において2,3−ペンタンジオンがアクリル酸エステルと一緒に塔頂から留出する場合は、精製工程Dの前にアクリル酸エステルと2,3−ペンタンジオンが分離するように分離操作を制御すればよく、その分離操作が蒸留操作の場合には、アクリル酸エステルと2,3−ペンタンジオンが分離するよう段数や還流比、留出速度等の蒸留条件を適宜決定すればよい。なお、この分離操作は精製工程Dにおける粗アクリル酸エステルから製品アクリル酸エステルへの精製工程とかねて同時に行うことも可能である。例えば2,3−ペンタンジオンの分離とアクリル酸エステルの精製が共に蒸留操作である場合は、同じ蒸留操作で2,3−ペンタンジオンの分離とアクリル酸エステルの精製を同時に行うこともできる。分離工程(B−2)において2,3−ペンタンジオンをアクリル酸と一緒に塔底から回収する場合は、2,3−ペンタンジオン除去工程(B−1)によって、アクリル酸エステルのみを塔底から回収するように制御すればよい。   As described above, 2,3-pentanedione is removed from the acrylic acid ester solution containing 2,3-pentanedione distilled from the top of the column or the acrylic acid solution containing 2,3-pentanedione recovered from the bottom of the column. This operation can be carried out by combining the 2,3-pentanedione removal step after the separation step (B-2). When 2,3-pentanedione is distilled from the top of the column together with the acrylate ester in the step (B-2), the acrylate ester and 2,3-pentanedione are separated before the purification step D. The separation operation may be controlled. If the separation operation is a distillation operation, the distillation conditions such as the number of plates, the reflux ratio, and the distillation rate may be appropriately determined so that the acrylate ester and 2,3-pentanedione are separated. Good. This separation operation can be performed simultaneously with the purification step from the crude acrylate ester to the product acrylate ester in the purification step D. For example, when the separation of 2,3-pentanedione and the purification of acrylic ester are both distillation operations, the separation of 2,3-pentanedione and the purification of acrylic ester can be performed simultaneously by the same distillation operation. When 2,3-pentanedione is recovered from the column bottom together with acrylic acid in the separation step (B-2), only the acrylic ester is removed by the 2,3-pentanedione removal step (B-1). Control may be made so as to recover from the waste.

使用する蒸留塔、および蒸留操作は乳酸を原料とする場合の上記2,3−ペンタンジオン除去工程(B−1)に倣って選択、実施することができる。   The distillation column and distillation operation to be used can be selected and implemented following the 2,3-pentanedione removal step (B-1) when lactic acid is used as a raw material.

[精製工程(D)]
精製工程(D)は、前記分離工程(B−2)で得られた、2,3−ペンタンジオンを含まないアクリル酸またはアクリル酸エステル含有相に含まれる水やアルコールなどを除去する工程、および粗アクリル酸または粗アクリル酸エステルを高純度化する工程である。精製操作は、蒸留、晶析、溶媒抽出、クロマトグラフィー等公知の精製法を採用すればよく、中でも、製品純度と生産効率の双方の観点から、粗アクリル酸エステルの精製には蒸留が、アクリル酸の精製には晶析が好ましい。
[Purification step (D)]
The purification step (D) is a step of removing water or alcohol contained in the acrylic acid or acrylate ester-containing phase that does not contain 2,3-pentanedione obtained in the separation step (B-2), and This is a step of purifying crude acrylic acid or crude acrylic ester. For the purification operation, a known purification method such as distillation, crystallization, solvent extraction, chromatography or the like may be employed. Among them, from the viewpoint of both product purity and production efficiency, distillation is an acrylic resin for purification of crude acrylate. Crystallization is preferred for acid purification.

本願の一実施形態である図2のアクリル酸エステルを原料としたアクリル酸およびアクリル酸エステルの併産においては、分離工程(B−2)で得られるアクリル酸エステル、アルコール、および水を含む留出分をまずアルコール除去のために水洗する。続いて、得られた粗アクリル酸エステルに含まれる水を除去するために蒸留を行う。   In the co-production of acrylic acid and acrylic ester using the acrylic ester of FIG. 2 as one embodiment of the present application, a fraction containing acrylic ester, alcohol, and water obtained in the separation step (B-2). The portion is first washed with water to remove alcohol. Subsequently, distillation is performed to remove water contained in the obtained crude acrylic acid ester.

また、本願の他の実施形態である図3のアクリル酸エステルを原料としたアクリル酸の製造においては、分離工程(B−2)で得られるアクリル酸エステル、アルコール、および水を含む留出分をアルコール除去のために水洗した後、加水分解工程(C−2)に戻している。   In addition, in the production of acrylic acid using the acrylic ester of FIG. 3 which is another embodiment of the present application, a distillate containing acrylic ester, alcohol and water obtained in the separation step (B-2). Is washed with water to remove alcohol and then returned to the hydrolysis step (C-2).

精製工程(D)におけるアクリル酸エステルの蒸留は上述の2,3−ペンタンジオン除去工程(B−1)で説明した方法に倣って行うことができる。   The distillation of the acrylic acid ester in the purification step (D) can be performed following the method described in the above-mentioned 2,3-pentanedione removal step (B-1).

精製工程(D)におけるアクリル酸の晶析は、WO/2011/001887に記載されたような公知の方法に倣って行うことができる。   Crystallization of acrylic acid in the purification step (D) can be carried out following a known method as described in WO / 2011/001887.

精製工程(D)におけるアルコール除去のための水洗処理は、常法に従って行えば良い。具体的には、前記エステル化反応で得られた反応液又は前記中和処理液に対して水または無機水溶液を添加し、攪拌、混合する方法等が挙げられる。水洗工程においては、通常水を使用する。一方、有機層との分離を改善したり、高純度の製品が要求される場合には、無機水溶液を使用することが好ましく、具体的には、硫酸アンモニウム水溶液及び塩化アンモニウム水溶液等のアンモニウム塩水溶液、塩化ナトリウム等のナトリウム塩水溶液、並びに塩酸水溶液等の酸性水が挙げられる。   What is necessary is just to perform the water washing process for alcohol removal in a refinement | purification process (D) according to a conventional method. Specifically, a method of adding water or an inorganic aqueous solution to the reaction solution obtained by the esterification reaction or the neutralization treatment solution, stirring and mixing, and the like can be mentioned. In the washing step, water is usually used. On the other hand, when the separation from the organic layer is improved or a high-purity product is required, an inorganic aqueous solution is preferably used. Specifically, an aqueous ammonium salt solution such as an aqueous ammonium sulfate solution and an aqueous ammonium chloride solution, Examples include aqueous sodium salt solutions such as sodium chloride, and acidic water such as aqueous hydrochloric acid.

また必要に応じて加熱することができる。加熱温度としては、30〜80℃が挙げられ、加熱時間として、5分〜5時間が挙げられる。加熱する場合においては、重合を防止する目的で、2,3−ペンタンジオン除去工程(B−1)で述べた重合防止剤を使用することが好ましい。   Moreover, it can heat as needed. An example of the heating temperature is 30 to 80 ° C., and an example of the heating time is 5 minutes to 5 hours. In the case of heating, it is preferable to use the polymerization inhibitor described in the 2,3-pentanedione removal step (B-1) for the purpose of preventing polymerization.

[リサイクル工程(E)]
リサイクル工程(E)は、本発明の一実施態様である図3に示した乳酸エステルからアクリル酸のみを製造する場合において、精製工程(D)で得られた粗アクリル酸エステルを加水分解工程(C−2)に戻す工程である。加水分解工程(C−1)におけるアクリル酸エステルの加水分解は平衡反応であるため、分離工程において一定量のアクリル酸エステルが生成することになる。アクリル酸エステル繰り返し加水分解工程に戻すことにより原料を有効に使用することができる。
[Recycling process (E)]
In the recycling step (E), when only acrylic acid is produced from the lactic acid ester shown in FIG. 3 which is one embodiment of the present invention, the crude acrylic acid ester obtained in the purification step (D) is hydrolyzed ( This is the step of returning to C-2). Since hydrolysis of the acrylic ester in the hydrolysis step (C-1) is an equilibrium reaction, a certain amount of acrylic ester is produced in the separation step. The raw material can be used effectively by returning to the acrylate ester hydrolysis step repeatedly.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例により何ら制限されるものではない。なお、以下において「部」あるいは「%」の表示を用いる場合があるが、特に断りがない限り「質量部」または「質量%」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not restrict | limited at all by the following Example. In the following description, “part” or “%” may be used, but “part by mass” or “% by mass” is indicated unless otherwise specified.

(触媒調製例)
Applied Catalysis A:General 396(2011) 194-200を参考にリン酸カルシウム−ピロリン酸カルシウム触媒を調製した。触媒は粉体のリン酸カルシウム−ピロリン酸カルシウム触媒を油圧プレスで圧縮成型してから破砕し、ふるいで粒子径を約1mm前後にそろえて使用した。
(Catalyst preparation example)
A calcium phosphate-calcium pyrophosphate catalyst was prepared with reference to Applied Catalysis A: General 396 (2011) 194-200. The catalyst was a powdered calcium phosphate-calcium pyrophosphate catalyst that was compressed and molded with a hydraulic press and then crushed, and sieved to a particle size of about 1 mm.

(反応例1)
原料として、50質量%乳酸水溶液1kg/hをキャリアガスである窒素2.3L/hとともに、ナイターバスで360℃に保温した固定床反応器(反応管内径2cm、触媒層長1.5m、上記で製造した触媒を350ml充填)に、101kPaの圧力で供給して気相脱水反応を行った。反応器から出るガスは冷却器を通して凝縮させて液体として回収した。得られた凝縮液の組成は、アクリル酸30.4質量%、水62.5質量%、アセトアルデヒド5.9質量%、プロピオン酸0.6質量%、ヒドロキシアセトン0.2質量%、2,3−ペンタンジオン0.2質量%であった。
(Reaction example 1)
As a raw material, a fixed bed reactor in which 1 kg / h of a 50 mass% lactic acid aqueous solution was kept at 360 ° C. in a night bath with nitrogen of 2.3 L / h as a carrier gas (reaction tube inner diameter 2 cm, catalyst layer length 1.5 m, Gas phase dehydration reaction was performed by supplying 350 ml of the catalyst produced in step 1) at a pressure of 101 kPa. The gas exiting the reactor was condensed through a condenser and recovered as a liquid. The composition of the obtained condensate is 30.4% by mass of acrylic acid, 62.5% by mass of water, 5.9% by mass of acetaldehyde, 0.6% by mass of propionic acid, 0.2% by mass of hydroxyacetone, 2, 3 -It was 0.2 mass% of pentanedione.

(実施例1)(乳酸原料:2,3−ペンタンジオンが十分除去できている例1)
理論段数40段の蒸留塔に反応例1で得られた凝縮液を0.956kg/hで連続的に供給し、還流比5、塔頂から0.65kg/hで留出液が得られるように運転した結果、塔底から粗アクリル酸が0.30kg/hで得られた。この粗アクリル酸の組成は、アクリル酸89.7質量%、水9.0質量%、プロピオン酸0.6質量%、ヒドロキシアセトン0.7質量%で、2,3−ペンタンジオンは含まれていなかった。この粗アクリル酸を母液として晶析による精製を行ったところ、99.9質量%のアクリル酸が得られた。
(Example 1) (Lactic acid raw material: Example 1 in which 2,3-pentanedione is sufficiently removed)
The condensate obtained in Reaction Example 1 is continuously fed at 0.956 kg / h to a distillation column having 40 theoretical plates, and a distillate can be obtained at a reflux ratio of 5 and 0.65 kg / h from the top of the column. As a result, crude acrylic acid was obtained at 0.30 kg / h from the bottom of the column. The composition of this crude acrylic acid is 89.7% by mass of acrylic acid, 9.0% by mass of water, 0.6% by mass of propionic acid, 0.7% by mass of hydroxyacetone, and 2,3-pentanedione is contained. There wasn't. When this crude acrylic acid was used as a mother liquor for purification by crystallization, 99.9% by mass of acrylic acid was obtained.

(実施例2)(乳酸原料:2,3−ペンタンジオンが十分除去できている例2)
理論段数30段の蒸留塔に反応例1で得られた凝縮液を0.956kg/hとトルエンを2.69kg/hで連続的に供給し、還流比1、塔頂から3.05kg/hで留出液が得られるように運転した結果、塔頂からは水とトルエンを主成分とする液体が留出した。塔底から抜き出された液体は、引き続き理論段数30段の蒸留塔に連続的に供給し、還流比1.5、塔頂から0.31kg/hで留出液が得られるように運転した結果、塔底から粗アクリル酸が0.29kg/hで得られた。この粗アクリル酸の組成は、アクリル酸97.1質量%、プロピオン酸1.7質量%、ヒドロキシアセトン0.5質量%で、2,3−ペンタンジオンは含まれていなかった。この粗アクリル酸を母液として晶析による精製を行ったところ、99.9質量%のアクリル酸が得られた。
(Example 2) (Lactic acid raw material: Example 2 in which 2,3-pentanedione is sufficiently removed)
The condensate obtained in Reaction Example 1 was continuously supplied at 0.956 kg / h and toluene at 2.69 kg / h to a distillation column having 30 theoretical plates, the reflux ratio was 1, and 3.05 kg / h from the top of the column. As a result of the operation so as to obtain a distillate, a liquid containing water and toluene as main components was distilled from the top of the column. The liquid extracted from the bottom of the column was continuously supplied to a distillation column having 30 theoretical plates, and the distillate was operated at a reflux ratio of 1.5 and 0.31 kg / h from the top of the column. As a result, crude acrylic acid was obtained from the tower bottom at 0.29 kg / h. The composition of this crude acrylic acid was 97.1% by mass of acrylic acid, 1.7% by mass of propionic acid, 0.5% by mass of hydroxyacetone, and no 2,3-pentanedione was contained. When this crude acrylic acid was used as a mother liquor for purification by crystallization, 99.9% by mass of acrylic acid was obtained.

(反応例2)
原料として、乳酸メチル0.5kg/hをキャリアガスである窒素2L/hとともに、ナイターバスで360℃に保温した固定床反応器(反応管内径2cm、触媒層長1.5m、上記で製造した触媒を350ml充填)に、101kPaの圧力で供給して気相脱水反応を行った。反応器から出るガスは冷却器を通して凝縮させ、水を0.5kg/hで添加した後、強酸性イオン交換樹脂(ナフィオン)を充填して70℃に保温したカラムに供給して加水分解反応を行った。得られた反応液の組成は、アクリル酸16.6質量%、アクリル酸メチル19.2質量%、水51.2質量%、メタノール7.4質量%、アセトアルデヒド4.3質量%、プロピオン酸1.1質量%、2,3−ペンタンジオン0.2質量%であった。
(Reaction example 2)
As a raw material, fixed bed reactor (reactor tube inner diameter: 2 cm, catalyst layer length: 1.5 m, manufactured above) with methyl lactate (0.5 kg / h) kept at 360 ° C. with nitrogen gas (2 L / h) as a carrier gas. Gas phase dehydration reaction was performed by supplying the catalyst at a pressure of 101 kPa. The gas coming out of the reactor is condensed through a cooler, water is added at 0.5 kg / h, and then supplied to a column packed with a strongly acidic ion exchange resin (Nafion) and kept at 70 ° C. for hydrolysis reaction. went. The composition of the obtained reaction solution was acrylic acid 16.6% by mass, methyl acrylate 19.2% by mass, water 51.2% by mass, methanol 7.4% by mass, acetaldehyde 4.3% by mass, propionic acid 1 0.1% by mass and 0.2% by mass of 2,3-pentanedione.

(実施例3)(乳酸エステル原料からアクリル酸とアクリル酸エステルを併産する例:2,3−ペンタンジオンが十分除去できている例)
理論段数20段の蒸留塔に反応例2で得られた反応液を1.69kg/hで連続的に供給し、還流比2、塔頂から0.55kg/hで留出液が得られるように運転した結果、塔頂からはメタノールとアクリル酸メチルを主成分とする留出液(1)が留出し、塔底からは水とアクリル酸を主成分とする缶出液(2)が抜き出された。缶出液(2)は引き続き理論段数40段の蒸留塔に連続的に供給し、還流比10、塔頂から0.84kg/hで留出液が得られるように運転した結果、塔底から粗アクリル酸が0.30kg/hで得られた。この粗アクリル酸の組成は、アクリル酸85.5質量%、水13.0質量%、プロピオン酸1.5質量%で、2,3−ペンタンジオンは含まれていなかった。この粗アクリル酸を母液として晶析による精製を行ったところ、99.9質量%の高純度アクリル酸が得られ、2,3−ペンタンジオンは含まれていなかった。一方、留出液(1)は水洗によりメタノールを抽出除去することで粗アクリル酸メチルが得られ、得られた粗アクリル酸メチルの組成はアクリル酸メチル93.7質量%、水0.3質量%、メタノール0.3質量%、アセトアルデヒド5.8質量%であった。この粗アクリル酸を理論段数20段の蒸留塔に0.35kg/hで連続的に供給し、還流比1.5、塔頂から0.03kg/hで留出液が得られるように運転した結果、塔底から純度99.7質量%のアクリル酸メチルが0.32kg/hで得られ、2,3−ペンタンジオンは含まれていなかった。
(Example 3) (Example of co-production of acrylic acid and acrylic ester from lactic acid ester raw material: an example in which 2,3-pentanedione is sufficiently removed)
The reaction solution obtained in Reaction Example 2 was continuously fed at 1.69 kg / h to a distillation column having a theoretical plate number of 20 so that a distillate could be obtained at a reflux ratio of 2 and 0.55 kg / h from the top of the column. As a result, the distillate (1) mainly composed of methanol and methyl acrylate was distilled from the top of the tower, and the bottom liquid (2) mainly composed of water and acrylic acid was removed from the bottom of the tower. It was issued. The bottoms (2) was continuously supplied to a distillation column having a theoretical plate number of 40, and was operated so as to obtain a distillate at a reflux ratio of 10 and 0.84 kg / h from the top of the column. Crude acrylic acid was obtained at 0.30 kg / h. The composition of this crude acrylic acid was 85.5% by mass of acrylic acid, 13.0% by mass of water and 1.5% by mass of propionic acid, and no 2,3-pentanedione was contained. When purification by crystallization was performed using this crude acrylic acid as a mother liquor, 99.9% by mass of high-purity acrylic acid was obtained, and 2,3-pentanedione was not contained. On the other hand, distillate (1) was obtained by extracting and removing methanol by washing with water to obtain crude methyl acrylate. The composition of the obtained crude methyl acrylate was 93.7% by mass of methyl acrylate and 0.3% by mass of water. %, Methanol 0.3% by mass, and acetaldehyde 5.8% by mass. The crude acrylic acid was continuously supplied to a distillation column having a theoretical plate number of 20 at 0.35 kg / h, and the distillate was obtained at a reflux ratio of 1.5 and 0.03 kg / h from the top of the column. As a result, methyl acrylate having a purity of 99.7% by mass was obtained from the bottom of the column at 0.32 kg / h, and 2,3-pentanedione was not contained.

(実施例4)(乳酸エステル原料からアクリル酸のみを製造する例:2,3−ペンタンジオンが十分除去できている例)
理論段数20段の蒸留塔に反応例2で得られた凝縮液を1.69kg/hで連続的に供給し、還流比2、塔頂から0.55kg/hで留出液が得られるように運転した結果、塔頂からはメタノールとアクリル酸メチルを主成分とする留出液(1)が留出し、塔底からは水とアクリル酸を主成分とする缶出液(2)が抜き出された。缶出液(2)は引き続き理論段数40段の蒸留塔に連続的に供給し、還流比10、塔頂から0.84kg/hで留出液が得られるように運転した結果、塔底から粗アクリル酸が0.30kg/hで得られた。この粗アクリル酸の組成は、アクリル酸85.5質量%、水13.0質量%、プロピオン酸1.5質量%で、2,3−ペンタンジオンは含まれていなかった。この粗アクリル酸を母液として晶析による精製を行ったところ、99.9質量%の高純度アクリル酸が得られ、2,3−ペンタンジオンは含まれていなかった。一方、留出液(1)は水洗によりメタノールを抽出除去することで粗アクリル酸メチルが得られ、得られた粗アクリル酸メチルの組成はアクリル酸メチル93.7質量%、水0.3質量%、メタノール0.3質量%、アセトアルデヒド5.8質量%であった。この粗アクリル酸には2,3−ペンタンジオンは含まれておらず、加水分解反応の原料としてリサイクル使用することが可能である。
(Example 4) (Example in which only acrylic acid is produced from a lactic acid ester raw material: 2,3-pentanedione is sufficiently removed)
The condensate obtained in Reaction Example 2 was continuously fed at 1.69 kg / h to a distillation column having 20 theoretical plates, and a distillate was obtained at a reflux ratio of 2 and 0.55 kg / h from the top of the column. As a result, the distillate (1) mainly composed of methanol and methyl acrylate was distilled from the top of the tower, and the bottom liquid (2) mainly composed of water and acrylic acid was removed from the bottom of the tower. It was issued. The bottoms (2) was continuously supplied to a distillation column having a theoretical plate number of 40, and was operated so as to obtain a distillate at a reflux ratio of 10 and 0.84 kg / h from the top of the column. Crude acrylic acid was obtained at 0.30 kg / h. The composition of this crude acrylic acid was 85.5% by mass of acrylic acid, 13.0% by mass of water and 1.5% by mass of propionic acid, and no 2,3-pentanedione was contained. When purification by crystallization was performed using this crude acrylic acid as a mother liquor, 99.9% by mass of high-purity acrylic acid was obtained, and 2,3-pentanedione was not contained. On the other hand, distillate (1) was obtained by extracting and removing methanol by washing with water to obtain crude methyl acrylate. The composition of the obtained crude methyl acrylate was 93.7% by mass of methyl acrylate and 0.3% by mass of water. %, Methanol 0.3% by mass, and acetaldehyde 5.8% by mass. This crude acrylic acid does not contain 2,3-pentanedione and can be recycled as a raw material for the hydrolysis reaction.

(比較例1)(乳酸原料:2,3−ペンタンジオンの残存量が多い例)
理論段数30段の蒸留塔に反応例1で得られた凝縮液を0.93kg/hで連続的に供給し、還流比5、塔頂から0.36kg/hで留出液が得られるように運転した結果、塔底から粗アクリル酸が0.57kg/hで得られた。この粗アクリル酸の組成は、アクリル酸78.1質量%、水11.2質量%、プロピオン酸1.3質量%、ヒドロキシアセトン0.6質量%、2,3−ペンタンジオン0.2質量%であった。
(Comparative Example 1) (Lactic acid raw material: an example with a large residual amount of 2,3-pentanedione)
The condensate obtained in Reaction Example 1 is continuously supplied at 0.93 kg / h to a distillation column having 30 theoretical plates, and a distillate can be obtained at a reflux ratio of 5 and 0.36 kg / h from the top of the column. As a result, crude acrylic acid was obtained from the tower bottom at 0.57 kg / h. The composition of this crude acrylic acid was 78.1% by mass of acrylic acid, 11.2% by mass of water, 1.3% by mass of propionic acid, 0.6% by mass of hydroxyacetone, 0.2% by mass of 2,3-pentanedione. Met.

Claims (7)

乳酸および/または乳酸エステルからアクリル酸および/またはアクリル酸エステルを製造する方法において、アクリル酸および/またはアクリル酸エステルを含む溶液から2,3−ペンタンジオンを除去する工程を含む、アクリル酸および/またはアクリル酸エステルの製造方法。   In a method for producing acrylic acid and / or acrylic ester from lactic acid and / or lactic ester, acrylic acid and / or comprising removing 2,3-pentanedione from a solution containing acrylic acid and / or acrylic ester Or the manufacturing method of acrylic ester. 乳酸からアクリル酸を製造する方法であって、アクリル酸を含む溶液から2,3−ペンタンジオンを除去する工程を含む、請求項1に記載のアクリル酸の製造方法。   The method for producing acrylic acid according to claim 1, wherein the method comprises producing acrylic acid from lactic acid, the method comprising removing 2,3-pentanedione from a solution containing acrylic acid. 乳酸を脱水反応に供し、アクリル酸、水、および2,3−ペンタンジオンを含む脱水反応生成物を得る工程(A−1)と、
前記脱水反応生成物から2,3−ペンタンジオンを除去する工程(B−1)と、
を含む請求項2に記載のアクリル酸の製造方法。
Subjecting lactic acid to a dehydration reaction to obtain a dehydration reaction product containing acrylic acid, water, and 2,3-pentanedione (A-1);
Removing 2,3-pentanedione from the dehydration reaction product (B-1);
The manufacturing method of acrylic acid of Claim 2 containing this.
乳酸エステルからアクリル酸および/またはアクリル酸エステルを製造する方法であって、アクリル酸および/またはアクリル酸エステルを含む溶液から2,3−ペンダンジオンを除去する工程を含む、請求項1に記載のアクリル酸および/またはアクリル酸エステルの製造方法。   The method for producing acrylic acid and / or acrylic ester from lactic acid ester, comprising removing 2,3-pendandione from a solution containing acrylic acid and / or acrylic ester. A method for producing acrylic acid and / or acrylic ester. 乳酸エステルを脱水反応に供し、アクリル酸エステル、水、2,3−ペンタンジオンを含む脱水反応生成物を得る工程(A−2)と、
前記脱水反応生成物に含まれるアクリル酸エステルを加水分解反応に供し、アクリル酸を得る工程(C−2)と、
アクリル酸エステルを含む相と、アクリル酸を含む相とを分離する工程(B−2)と、
アクリル酸またはアクリル酸エステルを含む溶液から2,3−ペンタンジオンを除去する工程(B−1)と、
を含む請求項4に記載のアクリル酸および/またはアクリル酸エステルの製造方法。
A step (A-2) of subjecting a lactic acid ester to a dehydration reaction to obtain a dehydration reaction product containing an acrylic ester, water, and 2,3-pentanedione;
A step of subjecting the acrylic ester contained in the dehydration reaction product to a hydrolysis reaction to obtain acrylic acid (C-2);
A step (B-2) for separating a phase containing an acrylic ester and a phase containing acrylic acid;
Removing 2,3-pentanedione from the solution containing acrylic acid or acrylic ester (B-1);
The manufacturing method of acrylic acid and / or acrylic ester of Claim 4 containing these.
前記工程(B−2)で得られた、2,3−ペンタンジオンを含まない粗アクリル酸または粗アクリル酸エステルを含む相を精製して粗アクリル酸または粗アクリル酸エステルを得る工程(D)を有する請求項5に記載のアクリル酸およびアクリル酸エステルの製造方法。   Step (D) for purifying the phase containing crude acrylic acid or crude acrylic ester not containing 2,3-pentanedione obtained in the step (B-2) to obtain crude acrylic acid or crude acrylic ester The manufacturing method of acrylic acid and acrylic ester of Claim 5 which has these. 前記工程(D)で得られた粗アクリル酸エステルを加水分解工程(C−2)に戻す工程(E)を有する請求項6に記載のアクリル酸の製造方法。   The manufacturing method of acrylic acid of Claim 6 which has the process (E) which returns the crude acrylic acid ester obtained at the said process (D) to a hydrolysis process (C-2).
JP2013065275A 2013-03-26 2013-03-26 Production method of acrylic acid and/or acrylic acid ester Pending JP2014189513A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013065275A JP2014189513A (en) 2013-03-26 2013-03-26 Production method of acrylic acid and/or acrylic acid ester

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013065275A JP2014189513A (en) 2013-03-26 2013-03-26 Production method of acrylic acid and/or acrylic acid ester

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014189513A true JP2014189513A (en) 2014-10-06

Family

ID=51836141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013065275A Pending JP2014189513A (en) 2013-03-26 2013-03-26 Production method of acrylic acid and/or acrylic acid ester

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014189513A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114479776A (en) * 2022-01-20 2022-05-13 安徽三宝棉纺针织投资有限公司 Anti-freezing solution with anti-scaling capability
WO2022119127A1 (en) 2020-12-03 2022-06-09 주식회사 엘지화학 Method for producing acrylic acid

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101260035A (en) * 2008-04-09 2008-09-10 南京工业大学 Technique for producing acrylic acid and ester thereof by biomass lactic acid ester dehydration
JP2010501526A (en) * 2006-08-22 2010-01-21 エボニック・シュトックハウゼン・ゲーエムベーハー Method for preparing acrylic acid purified by crystallization from hydroxypropionic acid and apparatus used therefor
WO2010131589A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 株式会社日本触媒 Method for producing (meth)acrylic acid

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010501526A (en) * 2006-08-22 2010-01-21 エボニック・シュトックハウゼン・ゲーエムベーハー Method for preparing acrylic acid purified by crystallization from hydroxypropionic acid and apparatus used therefor
CN101260035A (en) * 2008-04-09 2008-09-10 南京工业大学 Technique for producing acrylic acid and ester thereof by biomass lactic acid ester dehydration
WO2010131589A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 株式会社日本触媒 Method for producing (meth)acrylic acid

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022119127A1 (en) 2020-12-03 2022-06-09 주식회사 엘지화학 Method for producing acrylic acid
KR20220078233A (en) 2020-12-03 2022-06-10 주식회사 엘지화학 Method for preparing acrylic acid
EP4122913A4 (en) * 2020-12-03 2023-10-25 Lg Chem, Ltd. Method for producing acrylic acid
CN114479776A (en) * 2022-01-20 2022-05-13 安徽三宝棉纺针织投资有限公司 Anti-freezing solution with anti-scaling capability
CN114479776B (en) * 2022-01-20 2024-03-26 安徽三宝棉纺针织投资有限公司 Anti-freezing solution with anti-scaling capability

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014189510A (en) Method of producing acrylic acid
JP3999160B2 (en) Method for producing easily polymerizable substance
KR101477491B1 (en) Process for producing acrylic acid
US7368602B2 (en) Process for producing (meth) acrylic acid
JP4440518B2 (en) Acrylic acid production method
TWI343374B (en) Method for production of (meth) acrylic acid
US7951978B2 (en) Process for producing acrolein and glycerin-containing composition
CN1572769A (en) Method for production of acrylic acid
WO2015016217A1 (en) Method for producing acrylic acid
JP6772376B2 (en) (Meta) Acrylic acid manufacturing method
CN107235836A (en) Improved preparation (methyl) acrylic acid
JP5705234B2 (en) Process for producing acrolein and / or acrylic acid from glycerol
TW201329036A (en) Processes for producing acrylic acids and acrylates
US9487466B2 (en) Process for producing acrylic acids and acrylates
JP2014189513A (en) Production method of acrylic acid and/or acrylic acid ester
US20040267045A1 (en) Processes for producing (meth)acrylic acid compound
JP4300224B2 (en) Acrylic acid production method
US10029975B2 (en) Method for the production of bio-sourced acrylic acid
JP3918528B2 (en) (Meth) acrylic acid purification method
JP3963150B2 (en) Decomposition method of by-products during the production of (meth) acrylic acids
US20130085302A1 (en) Processes for Producing Acrylic Acids and Acrylates
JP2003226668A (en) Method for decomposing by-product of process for producing (meth)acrylic acid ester
US20140378702A1 (en) Processes for Separating Crude Acrylic Acids and Acrylates Comprising A Michael Addition Product
US20130085295A1 (en) Processes for producing acrylic acids and acrylates
US20190084912A1 (en) Process for producing acrylic acids and acrylates

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160323

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161018

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20161214

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170425

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20170619

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170823

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180130