JP5368673B2 - Method for producing (meth) acrylic acid - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for obtaining a solution containing (meth)acrylic acid in high concentration in high yield by suppressing the formation of a Michael addition product. <P>SOLUTION: The method for producing the (meth)acrylic acid involves a collecting step for collecting a (meth)acrylic acid-containing gas obtained by a catalytic vapor-phase oxidation method by an absorption column by bringing the gas into contact with a collecting solvent. The crude (meth)acrylic acid solution is extracted from an extraction port positioned between a feed position of the (meth)acrylic acid-containing gas and a feed position of the collecting solvent in the collecting step, and is fed to the following step. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、(メタ)アクリル酸の製造方法に関する。なお、本発明において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸またはメタクリル酸を意味する。   The present invention relates to a method for producing (meth) acrylic acid. In the present invention, “(meth) acrylic acid” means acrylic acid or methacrylic acid.

アクリル酸やメタクリル酸は、化学製品の原料として幅広く用いられる有用な原料であり、様々な製法が提案されている。例えば、アクリル酸は、工業的には、プロピレンおよび/またはアクロレインの接触気相酸化により製造されており、特許文献1〜4には、接触気相酸化法により得られたアクリル酸ガスを捕集溶剤に吸収させてアクリル酸含有溶液とした後、蒸留、晶析工程を経て、精製アクリル酸を得る方法が開示され、特許文献5〜7には、分別凝縮により、アクリル酸含有ガスから、直接、粗製アクリル酸を得る方法が開示されている。   Acrylic acid and methacrylic acid are useful raw materials widely used as raw materials for chemical products, and various production methods have been proposed. For example, acrylic acid is industrially produced by catalytic vapor phase oxidation of propylene and / or acrolein. Patent Documents 1 to 4 collect acrylic acid gas obtained by the catalytic vapor phase oxidation method. A method of obtaining purified acrylic acid through a distillation and crystallization process after absorption in a solvent to obtain an acrylic acid-containing solution is disclosed, and Patent Documents 5 to 7 disclose, directly from an acrylic acid-containing gas by fractional condensation. A method for obtaining crude acrylic acid is disclosed.

これらの製法では、アクリル酸を効率よく製造するため、様々な改良が施されている。特に、溶剤捕集を採用する技術においては、より純粋なアクリル酸を得るため、分離・精製工程で使用する重合防止剤の添加方法(特許文献1を参照)や、アクリル酸の捕集率を高める方法(特許文献2を参照)、高濃度のアクリル酸含有溶液を使用して簡便にアクリル酸の精製を行なう方法(特許文献3を参照)が提案されており、また、特許文献4では、接触気相酸化反応において効率よくアクリル酸を生成させる方法が提案されている。
特表2001−520213号公報 特開2004−359614号公報 特開2004−359615号公報 特表2005−511776号公報 特表2001−516737号公報 特表2002−539104号公報 特表2002−509903号公報
In these production methods, various improvements are made to efficiently produce acrylic acid. In particular, in the technology employing solvent collection, in order to obtain purer acrylic acid, a method for adding a polymerization inhibitor used in the separation / purification process (see Patent Document 1) and the collection rate of acrylic acid are set. A method of enhancing the acrylic acid (see Patent Document 2), a method of simply purifying acrylic acid using a high-concentration acrylic acid-containing solution (see Patent Document 3) has been proposed. A method for efficiently producing acrylic acid in a catalytic gas phase oxidation reaction has been proposed.
Special table 2001-520213 gazette JP 2004-359614 A JP 2004-359615 A JP-T-2005-511776 JP 2001-516737 A Special Table 2002-539104 Special table 2002-509903 gazette

上記方法は、アクリル酸の製造効率向上にそれなりの効果を発揮しているが、溶剤捕集を採用する場合には、さらなる改善の余地がある。特に、アクリル酸は重合しやすい物質であり、また、アクリル酸同士の反応により、容易に、二量体、三量体、オリゴマーなどのミカエル付加物を生成する。かかる副生物は、アクリル酸の収率を低下させるのみならず、アクリル酸含有溶液の粘度を上昇させ、製造装置内の配管を閉塞させる原因となり、製造操業性をも低下させる。   The above method exhibits a certain effect for improving the production efficiency of acrylic acid, but there is room for further improvement when solvent collection is employed. In particular, acrylic acid is a substance that is easily polymerized, and Michael adducts such as dimers, trimers, and oligomers are easily generated by the reaction between acrylic acids. Such a by-product not only lowers the yield of acrylic acid, but also increases the viscosity of the acrylic acid-containing solution, clogs the piping in the production apparatus, and also reduces production operability.

なお、アクリル酸からミカエル付加物が生成する反応は可逆反応であるので、アクリル酸製造工程の一環にミカエル付加物の分解工程を設けて、アクリル酸として回収する方法も提案されている。しかしながら、新たな工程の設置は、さらなる設備投資を要し、アクリル酸の製造コストを上昇させる結果となる。また、分解工程を設けても、ミカエル付加物を完全に分解することは困難であり、アクリル酸のロスは防ぎ難いものであった。   In addition, since the reaction which a Michael adduct produces | generates from acrylic acid is a reversible reaction, the decomposition | disassembly process of a Michael adduct is provided as a part of an acrylic acid manufacturing process, and the method of collect | recovering as acrylic acid is also proposed. However, the installation of a new process requires further capital investment and results in an increase in the production cost of acrylic acid. Moreover, even if the decomposition step is provided, it is difficult to completely decompose the Michael adduct, and it is difficult to prevent the loss of acrylic acid.

さらに、(メタ)アクリル酸合成時に同時に生成する副生物には、(メタ)アクリル酸と同等か、それより高い沸点を有するものが存在しており、かかる高沸点成分は、分離精製工程を複雑にする上、完全に除去することは困難であった。   In addition, by-products that are simultaneously generated during the synthesis of (meth) acrylic acid include those having boiling points that are equal to or higher than (meth) acrylic acid. Such high-boiling components complicate the separation and purification process. In addition, it has been difficult to remove completely.

本発明は、上述のような状況に着目してなされたものであり、その目的は、上述のような副生物の含有量が少なく、(メタ)アクリル酸濃度の高い(メタ)アクリル酸含有溶液を得る方法を提供することにある。   The present invention has been made by paying attention to the situation as described above, and the object thereof is a (meth) acrylic acid-containing solution having a low (by-product) content and a high (meth) acrylic acid concentration as described above. It is to provide a method of obtaining.

上記問題に鑑み、本発明者らは、さらに効率のよい(メタ)アクリル酸の製造方法の提供を目的として、(メタ)アクリル酸の製造時に副生するミカエル付加物の量をいかにして低下させるかと言う観点から検討を重ね、その結果、以下に示す発明法に至ったのである。   In view of the above problems, the present inventors have reduced the amount of Michael adduct by-produced during the production of (meth) acrylic acid for the purpose of providing a more efficient method for producing (meth) acrylic acid. As a result, the inventors have reached the invention method shown below.

すなわち、上記課題を解決し得た本発明の(メタ)アクリル酸の製造方法とは、接触気相酸化法により得られた(メタ)アクリル酸含有ガスを吸収塔で捕集溶剤と接触させて粗(メタ)アクリル酸溶液として捕集する捕集工程を含み、前記捕集工程において、(メタ)アクリル酸含有ガスの供給位置よりも上方で、かつ、捕集溶剤の供給位置よりも下方から、粗(メタ)アクリル酸溶液を抜き出して、次工程に供給するところに特徴を有するものである。   That is, the method for producing (meth) acrylic acid of the present invention that has solved the above-mentioned problem is that a (meth) acrylic acid-containing gas obtained by a contact gas phase oxidation method is brought into contact with a collection solvent in an absorption tower. Including a collection step of collecting as a crude (meth) acrylic acid solution, and in the collection step, from above the supply position of the (meth) acrylic acid-containing gas and from below the supply position of the collection solvent. The crude (meth) acrylic acid solution is extracted and supplied to the next step.

通常、溶剤捕集を行なう場合、吸収塔で捕集溶剤に吸収された(メタ)アクリル酸は、(メタ)アクリル酸溶液として吸収塔の塔底部に集積され、塔底液として抜き出され、次工程に送液されている。したがって、吸収塔の塔底には、目的生成物である(メタ)アクリル酸と共に、上述のような高沸点成分や副生物などが含まれており、かかる成分が、吸収塔塔底から抜き出される塔底液の(メタ)アクリル酸濃度を低減させる原因の一つとなっていた。   Usually, when performing solvent collection, (meth) acrylic acid absorbed in the collection solvent in the absorption tower is accumulated at the bottom of the absorption tower as a (meth) acrylic acid solution, and is extracted as the bottom liquid. The liquid is sent to the next process. Therefore, the bottom of the absorption tower contains the above-mentioned high-boiling components and by-products together with the target product (meth) acrylic acid, and these components are extracted from the bottom of the absorption tower. This was one of the causes for reducing the (meth) acrylic acid concentration in the bottom liquid.

そこで、本発明者らは検討を重ね、吸収塔で生成させた粗(メタ)アクリル酸溶液を、(メタ)アクリル酸ガス供給位置より上方で捕集溶剤供給位置よりも下方から吸収塔の側流として抜き出し、次工程に供給すれば、顕著にミカエル付加物などの副生物の発生量を低下させられることを見出し、本発明法を完成した。   Therefore, the present inventors have repeatedly studied, and the crude (meth) acrylic acid solution generated in the absorption tower is placed above the (meth) acrylic acid gas supply position and below the collection solvent supply position from the side of the absorption tower. It was found that the amount of by-products such as Michael adducts can be remarkably reduced if it is extracted as a stream and supplied to the next step, thereby completing the method of the present invention.

すなわち、(メタ)アクリル酸含有ガスに含まれる(メタ)アクリル酸よりも沸点の高い成分は、吸収塔の比較的低い位置で、凝縮、あるいは捕集溶剤に吸収されて、吸収塔の塔底に流下する。一方、ガス状の(メタ)アクリル酸は、吸収塔内を上昇し、吸収塔内において、高沸点成分が捕集溶剤に吸収される位置よりも高い位置で捕集溶剤に吸収される。したがって、吸収塔から側流として(メタ)アクリル酸溶液を抜き出すことで、ミカエル付加物や高沸点成分の含有量が少なく、高い(メタ)アクリル酸濃度を有する(メタ)アクリル酸溶液が得られるのである。   That is, a component having a higher boiling point than (meth) acrylic acid contained in the (meth) acrylic acid-containing gas is condensed or absorbed by the collection solvent at a relatively low position of the absorption tower, and the bottom of the absorption tower To flow down. On the other hand, gaseous (meth) acrylic acid rises in the absorption tower and is absorbed by the collection solvent at a position higher than the position where the high boiling point component is absorbed by the collection solvent in the absorption tower. Therefore, by extracting the (meth) acrylic acid solution as a side stream from the absorption tower, a (meth) acrylic acid solution having a high (meth) acrylic acid concentration with a low content of Michael adducts and high-boiling components can be obtained. It is.

上記製造方法においては、吸収塔から抜き出される前記(メタ)アクリル酸溶液中の(メタ)アクリル酸濃度が80質量%以上であるのが好ましい。また、上記粗(メタ)アクリル酸溶液を供給する次工程が、捕集工程で得られた粗(メタ)アクリル酸溶液から(メタ)アクリル酸を分離精製する工程であるのは、本発明の好ましい実施態様である。さらに、上記分離精製工程は晶析工程および/または蒸留工程を含むものであるのが好ましい。また、上記捕集溶剤としては水を用いることが推奨される。   In the said manufacturing method, it is preferable that the (meth) acrylic acid density | concentration in the said (meth) acrylic acid solution extracted from an absorption tower is 80 mass% or more. The next step of supplying the crude (meth) acrylic acid solution is a step of separating and purifying (meth) acrylic acid from the crude (meth) acrylic acid solution obtained in the collecting step. This is a preferred embodiment. Further, the separation and purification step preferably includes a crystallization step and / or a distillation step. It is recommended to use water as the collecting solvent.

本発明の製造方法によれば、高沸点成分や固形分の含有量が低レベルに抑えられた(メタ)アクリル酸溶液が得られるため、捕集工程に続く工程を効率よく行なうことができる。また、ミカエル付加物の生成量も減じられるので、反応工程で生成した(メタ)アクリル酸をより高い収率で回収することができる。したがって、本発明の製法を採用すれば、例えば精製工程において、高沸点成分やミカエル付加物といった副生成物を処理する工程を簡略化できる。   According to the production method of the present invention, since a (meth) acrylic acid solution in which the content of high-boiling components and solids is suppressed to a low level is obtained, the process following the collection process can be performed efficiently. Moreover, since the production amount of the Michael adduct is also reduced, (meth) acrylic acid produced in the reaction step can be recovered with a higher yield. Therefore, if the manufacturing method of this invention is employ | adopted, the process of processing by-products, such as a high boiling point component and a Michael adduct, can be simplified, for example in a refinement | purification process.

本発明の(メタ)アクリル酸の製造方法とは、接触気相酸化法により得られた(メタ)アクリル酸含有ガスを吸収塔で捕集溶剤と接触させて粗(メタ)アクリル酸溶液として捕集する捕集工程を含み、前記捕集工程において、(メタ)アクリル酸含有ガスの供給位置と捕集溶剤の供給位置との間に位置する抜き出し口から、粗(メタ)アクリル酸溶液を抜き出し、次工程に供給するところに特徴を有するものである。   The method for producing (meth) acrylic acid according to the present invention is a method in which a (meth) acrylic acid-containing gas obtained by a contact gas phase oxidation method is brought into contact with a collection solvent in an absorption tower to obtain a crude (meth) acrylic acid solution. And collecting the crude (meth) acrylic acid solution from the extraction port located between the supply position of the (meth) acrylic acid-containing gas and the supply position of the collection solvent. It is characterized in that it is supplied to the next process.

本発明法により高濃度の(メタ)アクリル酸溶液が得られる理由は、上述した通りであるが、本発明者らは、さらに、本発明法が、(メタ)アクリル酸の製造時に不可避的に生成するミカエル付加物の生成に起因する(メタ)アクリル酸のロス低減にも効果的であることを見出した。   The reason why a high-concentration (meth) acrylic acid solution can be obtained by the method of the present invention is as described above, but the present inventors further inevitably performed the method of the present invention at the time of producing (meth) acrylic acid. It has been found that it is also effective in reducing the loss of (meth) acrylic acid resulting from the production of the Michael adduct that is produced.

すなわち、従来の(メタ)アクリル酸含有溶液を吸収塔塔底から抜き出す方法では、上記ミカエル付加物は、主に、吸収塔塔底で滞留している間に生成、増加するものと考えられている。したがって、吸収塔の側流として(メタ)アクリル酸溶液を抜き出せば、吸収塔塔底から抜き出される(メタ)アクリル酸量が減少するので、ミカエル付加物量を減少させることができる。   That is, in the conventional method of extracting the (meth) acrylic acid-containing solution from the bottom of the absorption tower, the Michael adduct is considered to be generated and increased mainly while staying at the bottom of the absorption tower. Yes. Therefore, if the (meth) acrylic acid solution is extracted as a side stream of the absorption tower, the amount of (meth) acrylic acid extracted from the bottom of the absorption tower is reduced, so that the amount of Michael adduct can be reduced.

また、本発明法のように吸収塔の側流として粗(メタ)アクリル酸溶液を抜き出せば、単位時間あたりの塔底液の抜き出し量は減少し、塔底液の吸収塔内における滞留時間は長くなる。しかしながら、ミカエル付加物の生成は平衡反応であるので、塔底液の滞留初期段階ではミカエル付加物の生成速度は速いが、ミカエル付加物の増加にしたがって生成速度は減少する。したがって、塔底液の滞留時間が長くなっても、単位時間あたりのミカエル付加物の生成量と言う点で見れば、その量は減少する。本発明の採用により(メタ)アクリル酸のロスを低減できるのは、上記理由によるものと考えられる。   Moreover, if the crude (meth) acrylic acid solution is withdrawn as a side stream of the absorption tower as in the present invention method, the amount of the bottom liquid withdrawn per unit time is reduced, and the residence time of the bottom liquid in the absorption tower is become longer. However, since the production of the Michael adduct is an equilibrium reaction, the production rate of the Michael adduct is high in the initial stage of the residence of the bottom liquid, but the production rate decreases as the Michael adduct increases. Therefore, even if the residence time of the column bottom liquid becomes long, the amount decreases in terms of the amount of Michael adduct produced per unit time. The reason why the loss of (meth) acrylic acid can be reduced by adopting the present invention is considered to be due to the above reason.

以下に、本発明の(メタ)アクリル酸の製造方法について説明する。
[(メタ)アクリル酸の合成]
まず、本発明に係る(メタ)アクリル酸の合成法について説明する。
Below, the manufacturing method of the (meth) acrylic acid of this invention is demonstrated.
[Synthesis of (meth) acrylic acid]
First, a method for synthesizing (meth) acrylic acid according to the present invention will be described.

上述のように、本発明の製造方法は、反応工程で生成した(メタ)アクリル酸含有ガスを、吸収塔で捕集溶剤に吸収させた後、(メタ)アクリル酸含有ガスの供給位置と捕集溶剤の供給位置との間に位置する抜き出し口から、吸収塔の側流として粗(メタ)アクリル酸溶液を抜き出し、次工程に供給する点に特徴を有するものであるので、その他の工程は限定されず、従来公知の方法を採用できる。すなわち、(メタ)アクリル酸の合成も、従来公知の接触気相酸化法により合成すればよい。例えば、アクリル酸を合成する場合には、プロピレンおよび/またはアクロレインなどのアクリル酸原料と、空気などの分子状酸素含有ガス、および希釈ガスを混合し、原料ガスを調製する。次いで、原料ガスを、接触気相酸化触媒を充填した反応器に供給し、接触気相酸化反応を行なえば、アクリル酸含有ガスを得ることができる。また、メタクリル酸を合成する場合であれば、イソブチレンおよび/またはt−ブチルアルコールなどを原料とし、アクリル酸合成の場合と同様にして原料ガスを調製し、接触気相酸化反応を行なえばよい。   As described above, in the production method of the present invention, the (meth) acrylic acid-containing gas generated in the reaction step is absorbed by the collection solvent by the absorption tower, and then the supply position and the capture position of the (meth) acrylic acid-containing gas are collected. Since the crude (meth) acrylic acid solution is extracted as a side stream of the absorption tower from the extraction port located between the supply position of the solvent collection and supplied to the next step, the other steps are The method is not limited and a conventionally known method can be adopted. That is, (meth) acrylic acid may be synthesized by a conventionally known catalytic gas phase oxidation method. For example, when synthesizing acrylic acid, a raw material gas is prepared by mixing an acrylic acid raw material such as propylene and / or acrolein, a molecular oxygen-containing gas such as air, and a dilution gas. Next, when the raw material gas is supplied to a reactor filled with a catalytic gas phase oxidation catalyst and a catalytic gas phase oxidation reaction is performed, an acrylic acid-containing gas can be obtained. In the case of synthesizing methacrylic acid, isobutylene and / or t-butyl alcohol or the like is used as a raw material, a raw material gas is prepared in the same manner as in the case of acrylic acid synthesis, and a catalytic gas phase oxidation reaction is performed.

接触気相酸化反応時の条件は特に限定されず、従来公知の条件を採用すればよい。なお、上記原料ガスには、後述する(メタ)アクリル酸吸収塔で生成するリサイクルガスを使用してもよい。接触気相酸化反応を行う反応器も特に限定されないが、反応効率に優れる点で、多管式反応器を用いるのが好ましい。また、接触気相酸化反応は、二段階の反応をシングルリアクターで行う態様であっても、異なる2つの反応器を直列に接続して行う態様であってもよい。   The conditions for the catalytic gas phase oxidation reaction are not particularly limited, and conventionally known conditions may be employed. In addition, you may use the recycle gas produced | generated in the (meth) acrylic acid absorption tower mentioned later for the said raw material gas. The reactor for performing the catalytic gas phase oxidation reaction is not particularly limited, but a multitubular reactor is preferably used in terms of excellent reaction efficiency. Further, the catalytic gas phase oxidation reaction may be an embodiment in which a two-stage reaction is performed in a single reactor or an embodiment in which two different reactors are connected in series.

[捕集工程]
次に、本発明に係る捕集工程について説明する。上述のように、捕集工程は、接触気相酸化法により得られた(メタ)アクリル酸含有ガスを吸収塔内で捕集溶剤と接触させて、粗(メタ)アクリル酸溶液として捕集する工程である。
[Collection process]
Next, the collection process according to the present invention will be described. As described above, in the collection step, the (meth) acrylic acid-containing gas obtained by the contact gas phase oxidation method is brought into contact with the collection solvent in the absorption tower and collected as a crude (meth) acrylic acid solution. It is a process.

本発明において、(メタ)アクリル含有ガスは吸収塔の塔底部から、他方、(メタ)アクリル酸ガスを吸収させる捕集溶剤は吸収塔の塔頂部から、それぞれ導入する。吸収塔内に導入された(メタ)アクリル酸含有ガスは、塔内を上昇する間に捕集溶剤に吸収され、粗(メタ)アクリル酸溶液が生成する。本発明では、この粗(メタ)アクリル酸溶液が吸収塔の底部に下降する過程において、上記(メタ)アクリル酸含有ガス供給位置と捕集溶剤の供給位置との間に位置する抜き出し口から粗(メタ)アクリル酸溶液を吸収塔の側流として抜き出す。   In the present invention, the (meth) acryl-containing gas is introduced from the bottom of the absorption tower, and the collection solvent for absorbing the (meth) acrylic acid gas is introduced from the top of the absorption tower. The (meth) acrylic acid-containing gas introduced into the absorption tower is absorbed by the collection solvent while rising in the tower, and a crude (meth) acrylic acid solution is generated. In the present invention, in the process in which the crude (meth) acrylic acid solution descends to the bottom of the absorption tower, the crude (meth) acrylic acid solution is roughly removed from the extraction port located between the (meth) acrylic acid-containing gas supply position and the collection solvent supply position. The (meth) acrylic acid solution is withdrawn as a side stream of the absorption tower.

従来、(メタ)アクリル酸の収率を減少させ、(メタ)アクリル酸製造の操業性を悪化させていたミカエル付加物や、装置内の配管の閉塞や汚れの原因となっていた(メタ)アクリル酸重合物などの固形分は、主に、吸収塔の塔底部で、(メタ)アクリル酸溶液が滞留している間に生成すると考えられている。したがって、吸収塔の側流として粗(メタ)アクリル酸溶液を抜き出す本発明の製造方法を採用することで、上記のような副生物の生成量を低減でき、(メタ)アクリル酸を効率よく回収することが可能となるのである。   Previously, Michael adducts that reduced the yield of (meth) acrylic acid and deteriorated the operability of (meth) acrylic acid production, and were the cause of blockage and contamination of piping in the equipment (meth) It is considered that solid contents such as an acrylic acid polymer are generated mainly at the bottom of the absorption tower while the (meth) acrylic acid solution is retained. Therefore, by adopting the production method of the present invention for extracting a crude (meth) acrylic acid solution as a side stream of the absorption tower, the amount of by-products as described above can be reduced, and (meth) acrylic acid is efficiently recovered. It becomes possible to do.

また、(メタ)アクリル酸含有ガス中に含まれる高沸点成分は、吸収塔内に導入された後、(メタ)アクリル酸ガスよりも先に、凝縮、あるいは、捕集溶剤に吸収されるため、粗(メタ)アクリル酸溶液の抜き出し位置を、(メタ)アクリル酸含有ガス供給位置よりも上方に設けることで、粗(メタ)アクリル酸溶液への高沸点成分の混入も抑制することができる。   In addition, since the high boiling point component contained in the (meth) acrylic acid-containing gas is introduced into the absorption tower, it is condensed or absorbed by the collection solvent prior to the (meth) acrylic acid gas. By providing the extraction position of the crude (meth) acrylic acid solution above the supply position of the (meth) acrylic acid-containing gas, mixing of high-boiling components into the crude (meth) acrylic acid solution can also be suppressed. .

なお、本発明において、「高沸点成分」とは、標準状態において(メタ)アクリル酸よりも沸点が高い成分を意味し、「低沸点成分」とは、標準状態において(メタ)アクリル酸よりも沸点の低い成分を意味する。   In the present invention, “high boiling point component” means a component having a higher boiling point than (meth) acrylic acid in the standard state, and “low boiling point component” means higher than (meth) acrylic acid in the standard state. It means a component with a low boiling point.

本発明で使用可能な吸収塔は、(メタ)アクリル酸含有ガスと(メタ)アクリル酸を捕集する捕集溶剤とを、充分に接触させることができるものであれば、特に限定されないが、例えば、棚段塔、充填塔、濡れ壁塔、スプレー塔などの従来公知の吸収塔を使用できる。   The absorption tower that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it can sufficiently contact the (meth) acrylic acid-containing gas and the collection solvent for collecting (meth) acrylic acid, For example, conventionally known absorption towers such as a plate tower, a packed tower, a wet wall tower, and a spray tower can be used.

吸収塔内における(メタ)アクリル酸含有ガスと捕集溶剤との接触方法は限定されず、例えば、泡鐘トレイ、ユニフラットトレイ、多孔板トレイ、ジェットトレイ、バブルトレイ、ベンチュリートレイを用いる十字流接触;ターボグリッドトレイ、デュアルフロートレイ、リップルトレイ、キッテルトレイ、ガーゼ型、シート型、グリット型の規則充填物、および、不規則充填物を用いる向流接触など、従来公知の接触方法は、いずれも使用できる。   The method of contacting the (meth) acrylic acid-containing gas and the collection solvent in the absorption tower is not limited. For example, a cross flow using a bubble bell tray, a uniflat tray, a perforated plate tray, a jet tray, a bubble tray, or a venturi tray Contact: Any of the conventionally known contact methods such as turbo grid tray, dual flow tray, ripple tray, kittel tray, gauze type, sheet type, grit type regular packing, and countercurrent contact using irregular packing Can also be used.

捕集溶剤の供給位置は、(メタ)アクリル酸含有ガスとの接触を効率よく行なうためには、吸収塔の塔頂に設けるのが好ましいが、(メタ)アクリル酸含有ガスを吸収するのに支障がなければ、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の1〜30%の範囲に設けるのが好ましい。より好ましくは1〜20%、さらに好ましくは1〜10%の範囲の位置である。   In order to efficiently make contact with the (meth) acrylic acid-containing gas, the supply position of the collection solvent is preferably provided at the top of the absorption tower, but for absorbing the (meth) acrylic acid-containing gas. If there is no hindrance, it is preferable to provide in the range of 1 to 30% of the total number of theoretical plates starting from the tower top to the tower bottom from the tower top. The position is more preferably 1 to 20%, and still more preferably 1 to 10%.

一方、(メタ)アクリル酸含有ガスの供給位置は、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の50%〜100%(すなわち、吸収塔の高さ方向の中間部から塔底側;例えば、塔頂を1段、塔底を100段とする場合であれば、50〜100段の位置)、より好ましくは70%〜100%、さらに好ましくは90%〜100%の範囲内に設けるのが好ましい。   On the other hand, the supply position of the (meth) acrylic acid-containing gas is 50% to 100% of the total number of theoretical plates starting from the tower top side to the tower bottom part of the absorption tower (that is, intermediate in the height direction of the absorption tower). Part to the tower bottom side; for example, if the tower top is one stage and the tower bottom is 100 stages, the position is 50 to 100 stages), more preferably 70% to 100%, still more preferably 90% to 100 % Is preferable.

なお、粗(メタ)アクリル酸溶液の抜き出し口は、(メタ)アクリル酸含有ガスの供給位置と捕集溶剤投入口との間であればよい。なお、精製工程を効率よく行なう観点からは、本発明の製造方法の代表例を示す図1にも記載しているように、粗(メタ)アクリル酸溶液35の抜き出し口は、(メタ)アクリル酸含有ガス25の供給位置よりも塔頂側に設けるのが好ましい。他方、抜き出し口の位置が高すぎると、粗(メタ)アクリル酸溶液の(メタ)アクリル酸濃度が低下し、吸収塔の塔頂から排出される(メタ)アクリル酸ガスの量が増加する場合がある(すなわち、(メタ)アクリル酸のロス率の増加)。なお、吸収塔の塔頂から排出されるガスは、通常、(メタ)アクリル酸の合成時にリサイクルガスとして使用されたり、あるいは、冷却された後、当該ガス中に含まれる凝縮性物質は、捕集溶剤の一部として吸収塔で使用されたりする。しかしながら、(メタ)アクリル酸のロス率が高い場合には、吸収塔や反応器、冷却工程での負荷が大きくなり、設備投資やユーティリティー面でも不利である。したがって、粗(メタ)アクリル酸溶液の抜き出し口は、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数で20〜99%の範囲に設けるのが好ましく、より好ましくは50〜99%の範囲、さらに好ましくは70〜99%、最も好ましくは80〜99%である。粗(メタ)アクリル酸溶液の抜き出し口を、吸収塔の上記範囲に設けることで、ミカエル付加物や(メタ)アクリル酸の重合物の含有量が少なく、かつ、当該溶液中に含まれる(メタ)アクリル酸濃度の高い粗(メタ)アクリル酸溶液が得られる。さらに、接触気相酸化反応時に副生する高沸点成分(マレイン酸、ベンズアルデヒド、フルフラール、プロトアネモニンなど)の含有量を低レベルに抑えることもできる。また、(メタ)アクリル酸のロス率を低減するためにも、粗(メタ)アクリル酸溶液の抜き出し口は上記範囲に設けるのが好ましい。   In addition, the extraction port of the crude (meth) acrylic acid solution may be between the supply position of the (meth) acrylic acid-containing gas and the collection solvent input port. From the viewpoint of efficiently carrying out the purification step, as shown in FIG. 1 showing a representative example of the production method of the present invention, the outlet of the crude (meth) acrylic acid solution 35 is (meth) acrylic. It is preferably provided on the column top side from the supply position of the acid-containing gas 25. On the other hand, if the position of the extraction port is too high, the (meth) acrylic acid concentration of the crude (meth) acrylic acid solution decreases and the amount of (meth) acrylic acid gas discharged from the top of the absorption tower increases. (Ie, increased loss rate of (meth) acrylic acid). The gas discharged from the top of the absorption tower is usually used as a recycle gas during the synthesis of (meth) acrylic acid, or after cooling, the condensable substances contained in the gas are trapped. It is used in absorption towers as part of the solvent collection. However, when the loss rate of (meth) acrylic acid is high, the load in the absorption tower, the reactor, and the cooling process increases, which is disadvantageous in terms of capital investment and utility. Accordingly, the outlet of the crude (meth) acrylic acid solution is preferably provided in a range of 20 to 99% in terms of the total number of theoretical plates starting from the tower top side to the tower bottom part of the absorption tower, more preferably 50 It is in the range of -99%, more preferably 70-99%, and most preferably 80-99%. By providing the outlet of the crude (meth) acrylic acid solution in the above range of the absorption tower, the content of the Michael adduct and the polymer of (meth) acrylic acid is small and contained in the solution (meta ) A crude (meth) acrylic acid solution having a high acrylic acid concentration is obtained. Furthermore, the content of high-boiling components (maleic acid, benzaldehyde, furfural, protoanemonin, etc.) produced as a by-product during the catalytic gas phase oxidation reaction can be suppressed to a low level. In order to reduce the loss rate of (meth) acrylic acid, it is preferable to provide the outlet for the crude (meth) acrylic acid solution in the above range.

また、粗(メタ)アクリル酸溶液を効率よく抜き出すために、粗(メタ)アクリル酸溶液抜き出し口には、集液器を設けるのが好ましい。   In order to efficiently extract the crude (meth) acrylic acid solution, it is preferable to provide a liquid collector at the crude (meth) acrylic acid solution outlet.

吸収塔の側流として抜き出す粗(メタ)アクリル酸溶液の量は、吸収塔から抜き出される溶液の量(すなわち、側流および塔底液の合計量)に対して、20質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは75質量%以上であり、また、96.0質量%以下とするのが好ましい。ミカエル付加物の生成量を減少させるには、抜き出し量は多いほど好ましいが、抜き出し量が多すぎる場合には、高沸点成分や捕集溶剤に溶解し難い固形分が塔底に蓄積されて、塔底液の粘度が高くなったり、装置内の配管などが閉塞して、吸収塔の運転を継続することが困難になったりする場合がある。   The amount of the crude (meth) acrylic acid solution withdrawn as a side stream of the absorption tower is 20% by mass or more based on the amount of the solution withdrawn from the absorption tower (that is, the total amount of the side stream and the bottom liquid). Preferably it is 50 mass% or more, More preferably, it is 75 mass% or more, and it is preferable to set it as 96.0 mass% or less. In order to reduce the amount of Michael adduct produced, it is preferable that the extraction amount is large, but if the extraction amount is too large, solid components that are difficult to dissolve in the high boiling point component and the collection solvent are accumulated at the bottom of the column. In some cases, the viscosity of the tower bottom liquid becomes high, or piping in the apparatus is blocked, making it difficult to continue the operation of the absorption tower.

なお、吸収塔から抜き出す粗(メタ)アクリル酸溶液の(メタ)アクリル酸濃度は、80質量%以上であるのが好ましく、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。   In addition, it is preferable that the (meth) acrylic acid density | concentration of the crude (meth) acrylic acid solution extracted from an absorption tower is 80 mass% or more, More preferably, it is 85 mass% or more, More preferably, it is 90 mass% or more.

捕集溶剤としては、(メタ)アクリル酸を吸収、溶解できるものであれば、特に限定されないが、例えば、ジフェニルエーテル、ジフェニル、ジフェニルエーテルとジフェニルとの混合物、水、(メタ)アクリル酸の精製工程から発生する有機酸を含んだ水(例えば、吸収塔の塔頂から排出されるガス(すなわち、リサイクルガス)を冷却して、当該ガス中に含まれる凝縮性物質を凝縮させた凝縮液など)など、従来公知のものを広く使用することができる。なかでも、水、および/または、(メタ)アクリル酸の精製工程から発生する有機酸を含んだ水を用いるのが好ましい。   The collection solvent is not particularly limited as long as it can absorb and dissolve (meth) acrylic acid. For example, diphenyl ether, diphenyl, a mixture of diphenyl ether and diphenyl, water, from the purification step of (meth) acrylic acid Water containing organic acid that is generated (for example, a condensate obtained by cooling a gas discharged from the top of an absorption tower (that is, a recycle gas) and condensing a condensable substance contained in the gas) A conventionally well-known thing can be used widely. Among these, it is preferable to use water and / or water containing an organic acid generated from the purification step of (meth) acrylic acid.

なお、本明細書では、吸収塔の塔頂から排出されるガスのうち、反応器((メタ)アクリル酸合成)に循環させる排出ガスを「リサイクルガス」、吸収塔の塔頂から系外に排出されるガスを「廃ガス」とする。   In this specification, among the gases discharged from the top of the absorption tower, the exhaust gas to be circulated to the reactor ((meth) acrylic acid synthesis) is “recycle gas”, and the system is discharged from the top of the absorption tower to the outside of the system. The discharged gas is called “waste gas”.

リサイクルガスの冷却方法に制限はなく、リサイクルガスに含まれる凝縮性物質を凝縮できる装置を用いればよい。例えば、多管式熱交換器、フィンチューブ式熱交換器、空冷式熱交換器、二重管式熱交換器、コイル式熱交換器、直接接触式熱交換器、プレート式熱交換器などを使用できる。なお、リサイクルガスの冷却により生成する凝縮液は、(メタ)アクリル酸などの重合性物質を含んでいる場合が多いので、例えば、冷却塔と冷却器とを組み合わせた冷却方法を採用すれば重合防止剤を容易に供給できるので好ましい。   The method for cooling the recycle gas is not limited, and an apparatus that can condense condensable substances contained in the recycle gas may be used. For example, multi-tube heat exchangers, finned tube heat exchangers, air-cooled heat exchangers, double-tube heat exchangers, coil heat exchangers, direct contact heat exchangers, plate heat exchangers, etc. Can be used. The condensate produced by cooling the recycle gas often contains a polymerizable substance such as (meth) acrylic acid. For example, if a cooling method combining a cooling tower and a cooler is employed, polymerization is performed. It is preferable because the inhibitor can be easily supplied.

リサイクルガスの冷却温度に制限はないが、反応器に供給する原料ガス全量中の水分濃度は0〜10体積%とするのが好ましく、より好ましくは0〜7体積%、特に0〜6体積%となるようにするのが好ましく、さらに、好ましくは全酸濃度を0〜0.2体積%、より好ましくは0〜0.1体積%になるようにすることが推奨されるので、リサイクルガスと原料ガスに含まれる水分量が上記範囲となるように冷却し、凝縮性物質を凝縮させることが好ましい。なお、分子状酸素含有ガスとして空気を使用する場合、該空気には、水分が含まれている。このような場合には、原料ガスの好ましい水分濃度と、原料ガスと空気の配合量から、リサイクルガスを冷却した後の水分量を求め、好適な水分濃度になるように冷却すればよい。冷却温度の目安としては、廃ガスの温度よりもリサイクルガスの温度を1〜50℃、より好ましくは2〜40℃、特に好ましくは3〜30℃低い温度に冷却するのが好ましい。   Although there is no restriction | limiting in the cooling temperature of recycle gas, It is preferable that the water concentration in the raw material gas whole quantity supplied to a reactor shall be 0-10 volume%, More preferably, it is 0-7 volume%, Especially 0-6 volume% It is recommended that the total acid concentration be 0 to 0.2% by volume, more preferably 0 to 0.1% by volume. It is preferable that the condensable substance is condensed by cooling so that the amount of water contained in the source gas falls within the above range. When air is used as the molecular oxygen-containing gas, the air contains moisture. In such a case, the water content after cooling the recycle gas is obtained from the preferable water concentration of the raw material gas and the blending amount of the raw material gas and air, and cooled to a suitable water concentration. As a guideline for the cooling temperature, it is preferable to cool the temperature of the recycle gas to 1-50 ° C., more preferably 2-40 ° C., particularly preferably 3-30 ° C. lower than the temperature of the waste gas.

なお、本発明において「凝縮性物質」とは、20℃、標準大気圧において、液体である物質を意味する。   In the present invention, the “condensable substance” means a substance that is liquid at 20 ° C. and standard atmospheric pressure.

吸収塔に供給する捕集溶剤の質量は、目的とする粗(メタ)アクリル酸溶液の濃度によって適宜決定すればよいが、(メタ)アクリル酸の精製を効率よく行うためには、(メタ)アクリル酸濃度はできるだけ高いほうがよい。かかる観点からは、吸収塔に導入する捕集溶剤の質量流量は、(メタ)アクリル酸含有ガスに含まれる(メタ)アクリル酸の質量流量の0.1倍以上であるのが好ましく、より好ましくは0.15倍以上であり、1.5倍以下とするのが好ましく、より好ましくは1.0倍以下(さらに好ましくは0.8倍以下)とすることが推奨される。捕集溶剤の質量流量比が小さすぎる場合には、(メタ)アクリル酸吸収塔の極端な効率低下を引き起こす場合があり、他方、捕集溶剤の質量流量が大きすぎる場合には、高濃度の(メタ)アクリル酸溶液を得ることが困難となる場合がある。   The mass of the collection solvent supplied to the absorption tower may be appropriately determined depending on the concentration of the target crude (meth) acrylic acid solution. In order to efficiently purify (meth) acrylic acid, (meth) The acrylic acid concentration should be as high as possible. From this viewpoint, the mass flow rate of the collection solvent introduced into the absorption tower is preferably 0.1 times or more of the mass flow rate of (meth) acrylic acid contained in the (meth) acrylic acid-containing gas, and more preferably. Is 0.15 times or more, preferably 1.5 times or less, more preferably 1.0 times or less (more preferably 0.8 times or less). If the mass flow ratio of the collection solvent is too small, it may cause an extreme reduction in efficiency of the (meth) acrylic acid absorption tower. On the other hand, if the mass flow rate of the collection solvent is too large, It may be difficult to obtain a (meth) acrylic acid solution.

なお、吸収塔内に導入する捕集溶剤の温度は、通常、0〜60℃とするのが好ましい。より好ましくは10〜50℃である。また、捕集溶剤を好適な温度とするために、必要に応じて、多管式熱交換器、二重管式熱交換器、スパイラル式熱交換器、プレート式熱交換器などを使用してもよい。   The temperature of the collecting solvent introduced into the absorption tower is usually preferably 0 to 60 ° C. More preferably, it is 10-50 degreeC. In addition, in order to set the collection solvent at a suitable temperature, a multi-tube heat exchanger, a double-tube heat exchanger, a spiral heat exchanger, a plate heat exchanger, etc. are used as necessary. Also good.

吸収塔内における重合性物質の重合防止を目的として、上記捕集溶剤には重合防止剤を添加してもよい。重合防止剤としては、特開2001−348360号公報、2001−348358号公報、2001−348359号公報などに記載されるN−オキシル化合物、フェノール化合物、酢酸マンガンなどのマンガン塩、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、アミン化合物およびフェノチアジンよりなる群から選ばれる1種以上の化合物が挙げられる。   For the purpose of preventing polymerization of the polymerizable substance in the absorption tower, a polymerization inhibitor may be added to the collection solvent. Examples of the polymerization inhibitor include N-oxyl compounds, phenol compounds, manganese salts such as manganese acetate described in JP-A Nos. 2001-348360, 2001-348358, and 2001-348359, and copper dibutylthiocarbamate. And one or more compounds selected from the group consisting of dialkyldithiocarbamate copper salts, nitroso compounds, amine compounds and phenothiazines.

(メタ)アクリル酸の吸収塔は、塔頂圧力(ゲージ圧)0〜0.4MPaで運転するのが好ましく、より好ましくは0.1MPa以下、さらに好ましくは0.03MPa以下で運転することが推奨される。塔頂圧力が低すぎる場合には、減圧装置が必要となり設備費、用役費がかかる。他方、塔頂圧力が高すぎると、吸収塔の塔頂から低沸点物質を排出させるために、吸収塔の温度を上げる必要が生じ、(メタ)アクリル酸の捕集効率が低下する場合がある。なお、吸収塔の塔頂温度は、好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、好ましくは85℃以下、より好ましくは80℃以下とすることが推奨される。   The (meth) acrylic acid absorption tower is preferably operated at a tower top pressure (gauge pressure) of 0 to 0.4 MPa, more preferably 0.1 MPa or less, and further preferably 0.03 MPa or less. Is done. When the pressure at the top of the column is too low, a pressure reducing device is required, which increases equipment costs and utility costs. On the other hand, if the tower top pressure is too high, it is necessary to raise the temperature of the absorption tower in order to discharge low-boiling substances from the top of the absorption tower, and the collection efficiency of (meth) acrylic acid may be reduced. . The top temperature of the absorption tower is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, preferably 85 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower.

捕集工程で吸収塔の底部に滞留する塔底液は、高沸点成分に富むものであるため、廃棄してもよいが、(メタ)アクリル酸やミカエル付加物を含む場合があるので、(メタ)アクリル酸収率の向上を目的として、塔底液の一部を、蒸留やミカエル付加物の分解などを行なう工程に供給してもよい。また、塔底液の一部を冷却または加熱して、吸収塔に戻してもよい。   Since the bottom liquid staying at the bottom of the absorption tower in the collection step is rich in high-boiling components, it may be discarded, but may contain (meth) acrylic acid or Michael adduct, so (meth) For the purpose of improving the acrylic acid yield, a part of the column bottom liquid may be supplied to a step of performing distillation or decomposition of Michael adduct. Moreover, you may cool or heat a part of tower bottom liquid, and you may return to an absorption tower.

他方、捕集工程で、吸収塔の側流として抜き出された粗(メタ)アクリル酸溶液は、次工程に供給する。例えば、粗(メタ)アクリル酸溶液は、そのまま(メタ)アクリル酸エステルの原料としてエステル化反応工程に供給してもよく、あるいは、さらに高純度の(メタ)アクリル酸とするべく分離精製工程に供給してもよい。   On the other hand, the crude (meth) acrylic acid solution extracted as a side stream of the absorption tower in the collection step is supplied to the next step. For example, the crude (meth) acrylic acid solution may be supplied as it is to the esterification reaction step as a raw material for (meth) acrylic acid ester, or in the separation and purification step to obtain higher purity (meth) acrylic acid. You may supply.

なお、本発明の製造方法は、(メタ)アクリル酸の捕集工程に特徴を有するものであって、捕集工程以外の工程は特に限定されず、従来公知の方法によって、あるいは、従来公知の方法に適宜変更を加えて実施することができる。   The production method of the present invention is characterized by the (meth) acrylic acid collection step, and the steps other than the collection step are not particularly limited. The method can be implemented with appropriate modifications.

[次工程例1−エステル化工程]
まず、次工程として、エステル化を行なう場合について説明する。エステル化の方法についても特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。例えば、捕集工程で得られた粗(メタ)アクリル酸溶液とアルコールとを、酸性触媒の存在下でエステル化反応させる方法、粗(メタ)アクリル酸溶液とアルキレンオキシドとを、触媒の存在下でエステル化反応させる方法などが挙げられる。
[Next Step Example 1-Esterification Step]
First, the case where esterification is performed as a next step will be described. The method of esterification is not particularly limited, and a conventionally known method can be employed. For example, a method of esterifying the crude (meth) acrylic acid solution and alcohol obtained in the collection step in the presence of an acidic catalyst, and a crude (meth) acrylic acid solution and an alkylene oxide in the presence of a catalyst. And the like.

アルコールとしては、例えば、炭素数1〜12の飽和または不飽和の脂肪族アルコール、炭素数3〜10の脂環式アルコール、炭素数6〜10の芳香族アルコールなどが挙げられる。なかでも、炭素数1〜12の脂肪族アルコールおよび炭素数3〜10の脂環式アルコールが好ましく、その代表例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、シクロペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキサノール、イソノニルアルコール、ラウリルアルコールなどが挙げられる。これらのアルコールは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Examples of the alcohol include saturated or unsaturated aliphatic alcohols having 1 to 12 carbon atoms, alicyclic alcohols having 3 to 10 carbon atoms, and aromatic alcohols having 6 to 10 carbon atoms. Among these, aliphatic alcohols having 1 to 12 carbon atoms and alicyclic alcohols having 3 to 10 carbon atoms are preferable, and typical examples thereof include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, and sec-butanol. , T-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, cyclopentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol 1-octanol, isooctanol, 2-ethylhexanol, isononyl alcohol, lauryl alcohol and the like. These alcohols may be used alone or in combination of two or more.

アルキレンオキシドとしては、例えば、炭素数2〜6のアルキレンオキシドが挙げられる。代表例としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなどが挙げられる。   As an alkylene oxide, a C2-C6 alkylene oxide is mentioned, for example. Representative examples include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and the like.

酸性触媒としては、例えば、陽イオン交換樹脂を例示できる。陽イオン交換樹脂であれば、樹脂の構造や架橋度などの樹脂物性によって限定されず、例えば、多孔質あるいはゲルタイプの強酸性陽イオン交換樹脂を用いるのが好ましい。多孔質タイプの強酸性陽イオン交換樹脂の代表例としては、MSC−1(ダウ社製)、PK−208、PK−212、PK−216、PK−220、PK−228(以上、三菱化学社製)、アンバーリスト−16(「アンバーリスト」は、ローム・アンド・ハース社の登録商標である)、IR−116、IR−118、IR−122、C−26、C−26TR、C−264、C−265(以上、ローム・アンド・ハース社製)、SPC−108、SPC−112(以上、バイエル社製)、KC−470(住友化学社製)などが挙げられる。また、ゲルタイプの強酸性陽イオン交換樹脂の代表例としては、HCR−S、HCR−W2、HGR−W2(以上、ダウ社製)、SK−1B、SK−106、SK−110(以上、三菱化学社製)、デュオライトC20H、C255LFH(以上、ローム・アンド・ハース社製、「デュオライト」は、ローム・アンド・ハース社の登録商標である)、K1221、K1431(以上、バイエル社製)などが挙げられる。もちろん、これらに限定されるものではなく、弱酸性陽イオン交換樹脂や、硫酸などの無機酸を用いてもよい。これらの陽イオン交換樹脂や無機酸は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。また、(メタ)アクリル酸溶液とアルキレンオキシドとをエステル化反応させる際には、クロムや鉄などを含む金属触媒が用いられる。なお、エステル化工程の具体的な方法および反応温度などの諸条件については、適宜設定すればよく、特に制限されるものではない。   As an acidic catalyst, a cation exchange resin can be illustrated, for example. As long as it is a cation exchange resin, it is not limited by the resin physical properties such as the resin structure and the degree of crosslinking, and for example, a porous or gel type strongly acidic cation exchange resin is preferably used. As typical examples of porous type strongly acidic cation exchange resins, MSC-1 (manufactured by Dow), PK-208, PK-212, PK-216, PK-220, PK-228 (above, Mitsubishi Chemical Corporation) ), Amberlist-16 ("Amberlist" is a registered trademark of Rohm and Haas), IR-116, IR-118, IR-122, C-26, C-26TR, C-264 C-265 (manufactured by Rohm and Haas), SPC-108, SPC-112 (manufactured by Bayer), KC-470 (manufactured by Sumitomo Chemical), and the like. Moreover, as a representative example of the gel type strongly acidic cation exchange resin, HCR-S, HCR-W2, HGR-W2 (above, manufactured by Dow), SK-1B, SK-106, SK-110 (above, (Mitsubishi Chemical Corporation), Duolite C20H, C255LFH (above, manufactured by Rohm and Haas, “Duolite” is a registered trademark of Rohm and Haas), K1221, K1431 (above, Bayer) ) And the like. Of course, it is not limited to these, You may use weak acid cation exchange resins and inorganic acids, such as a sulfuric acid. These cation exchange resins and inorganic acids may be used alone or in combination of two or more. Further, when the (meth) acrylic acid solution and the alkylene oxide are subjected to an esterification reaction, a metal catalyst containing chromium or iron is used. In addition, what is necessary is just to set suitably about conditions, such as a specific method of esterification process, and reaction temperature, and it does not restrict | limit in particular.

上記エステル化工程についで、蒸留、放散、晶析、抽出、分縮、濾過あるいはこれらを適宜組み合わせた分離・精製工程を経た後、製品である(メタ)アクリル酸アルキルエステル、または、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルが得られる。   Following the esterification step, the product is a product of (meth) acrylic acid alkyl ester or (meth) after passing through distillation, stripping, crystallization, extraction, partial condensation, filtration or separation / purification process appropriately combining these. A hydroxyalkyl ester of acrylic acid is obtained.

[次工程例2−精製工程]
次に、捕集工程に続く次工程において精製を行なう場合について説明する。(メタ)アクリル酸の精製法としては、蒸留、放散、晶析、抽出、分縮およびこれらを適宜組み合わせた方法を採用できる。また、捕集工程で捕集溶剤として水を使用する場合、精製工程は、蒸留工程の一部に共沸脱水工程を含んでいてもよい。なお、精製工程に供給する粗(メタ)アクリル酸溶液が、(メタ)アクリル酸濃度70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上といった、高濃度の(メタ)アクリル酸溶液である場合には、晶析法を採用して(メタ)アクリル酸の精製を行なうのが好ましい。
[Next Step Example 2-Purification Step]
Next, the case where purification is performed in the next step following the collection step will be described. As a purification method of (meth) acrylic acid, distillation, diffusion, crystallization, extraction, partial condensation, and a method of appropriately combining these can be employed. Moreover, when using water as a collection solvent at a collection process, the refinement | purification process may include the azeotropic dehydration process in a part of distillation process. Note that the crude (meth) acrylic acid solution supplied to the purification step has a high concentration of (meth) acrylic such that the (meth) acrylic acid concentration is 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more. In the case of an acid solution, it is preferable to purify (meth) acrylic acid by employing a crystallization method.

例えば、晶析による精製を行なう場合、使用可能な結晶化法に制限はなく、連続式、または、回分式のいずれも採用でき、また、結晶化の操作を、1段または2段以上実施してもよい。   For example, when performing purification by crystallization, there are no restrictions on the crystallization methods that can be used, and either continuous or batch processes can be employed, and the crystallization operation is performed in one or more stages. May be.

連続式の晶析装置としては、結晶化部、固液分離部および結晶精製部が一体となった塔型のBMC型晶析器(Backmixing Column Crystallizer、新日鐵化学株式会社製)や、結晶化部(例えば、CDC晶析装置(Cooling Disk Crystallizer、GMF GOUDA社製))、固液分離部(例えば、ベルトフィルター、遠心分離機など)、および、結晶精製部(例えば、KCP精製装置(Kureha Crystal Purifier、呉羽テクノエンジ株式会社)など)を組み合わせた晶析装置を使用することができる。   The continuous crystallizer includes a tower-type BMC crystallizer (Backmixing Column Crystallizer, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), a crystal unit, a solid-liquid separation unit, and a crystal purification unit. Conversion unit (for example, CDC crystallizer (Cooling Disk Crystallizer, manufactured by GMF GOUDA)), solid-liquid separation unit (for example, belt filter, centrifuge, etc.), and crystal purification unit (for example, KCP purification unit (Kureha) Crystal Purifier, Kureha Techno Engineering Co., Ltd.) etc.) can be used.

回分式晶析装置としては、例えば、Sulzer Chemtech社製の層結晶化装置(動的結晶化装置)、BEFS PROKEM社製の静的結晶化装置などを使用することができる。   As the batch crystallization apparatus, for example, a layer crystallization apparatus (dynamic crystallization apparatus) manufactured by Sulzer Chemtech, a static crystallization apparatus manufactured by BEFS PROKEM, or the like can be used.

上記晶析装置の運転条件および結晶化の回数は、晶析装置に供給する粗(メタ)アクリル酸の濃度や、目的とする精製(メタ)アクリル酸の純度などに応じて適宜決定すればよい。   The operating conditions and the number of crystallizations of the crystallizer may be appropriately determined according to the concentration of crude (meth) acrylic acid supplied to the crystallizer, the purity of the target purified (meth) acrylic acid, and the like. .

蒸留による精製を行なう場合には、例えば、1つの蒸留塔で、粗(メタ)アクリル酸溶液中に含まれる低沸点成分を塔頂部から、高沸点成分を塔底部から除去し、蒸留塔中段から製品である(メタ)アクリル酸を得る態様、あるいは、低沸点成分および高沸点成分などの除去を目的とした蒸留塔をそれぞれ個別に設けて精製(メタ)アクリル酸を得る態様など、様々な態様を採用できる。かかる精製法で使用可能な蒸留塔としては、塔内に複数のトレイを備えた棚段塔や、充填物を充填した充填塔などが挙げられる。なお、このとき棚段塔に設けるトレイ、および、充填塔に充填する充填物は、捕集工程で使用する吸収塔と同様のものが使用可能である。なお、蒸留塔で精製した(メタ)アクリル酸は、そのまま製品としてもよいし、さらに晶析法により精製してもよい。   When purifying by distillation, for example, in one distillation column, the low-boiling components contained in the crude (meth) acrylic acid solution are removed from the top of the column, and the high-boiling components are removed from the bottom of the column. Various modes such as a mode for obtaining product (meth) acrylic acid or a mode for obtaining purified (meth) acrylic acid by separately providing distillation towers for the purpose of removing low boiling point components and high boiling point components. Can be adopted. Examples of the distillation tower that can be used in such a purification method include a plate tower provided with a plurality of trays in the tower, a packed tower filled with a packing, and the like. In addition, the tray provided in a plate tower at this time, and the packing packed into a packed tower can use the same thing as the absorption tower used at a collection process. In addition, (meth) acrylic acid refine | purified with the distillation tower may be used as a product as it is, and may refine | purify further by the crystallization method.

なお、蒸留塔には、塔内温度を調整するためのリボイラーや、塔頂から流出する蒸気を冷却あるいは還流させるコンデンサー、真空装置などを必要に応じて設けてもよい。   Note that the distillation column may be provided with a reboiler for adjusting the temperature in the column, a condenser for cooling or refluxing the vapor flowing out from the top of the column, a vacuum device, and the like as necessary.

蒸留塔の運転条件も限定されず、供給される粗(メタ)アクリル酸溶液の濃度や、目的とする精製(メタ)アクリル酸の純度に応じて、適宜決定すればよい。例えば、蒸留塔の塔頂圧力(絶対圧)は、好ましくは20〜400hPa、より好ましくは30〜300hPa、さらに好ましくは30〜200hPa;塔頂温度は、好ましくは30〜70℃、より好ましくは40〜60℃;塔底温度は、好ましくは70〜120℃、より好ましくは80〜110℃;とすることが推奨される。   The operation conditions of the distillation column are not limited, and may be determined as appropriate according to the concentration of the crude (meth) acrylic acid solution supplied and the purity of the target purified (meth) acrylic acid. For example, the top pressure (absolute pressure) of the distillation column is preferably 20 to 400 hPa, more preferably 30 to 300 hPa, still more preferably 30 to 200 hPa; the top temperature is preferably 30 to 70 ° C., more preferably 40 It is recommended that the column bottom temperature is preferably 70 to 120 ° C, more preferably 80 to 110 ° C.

精製工程において、残渣として排出される残留母液(晶析法)や蒸留塔の塔底液(蒸留法)は、廃液として系外へ排出してもよいが、残渣中に含まれる有用成分を回収する工程に供給してもよい。回収工程は、特に限定されず、残渣中に残留する(メタ)アクリル酸を回収する蒸留工程、ミカエル付加物を分解して(メタ)アクリル酸として回収する工程などが挙げられる。   Residual mother liquor (crystallization method) and distillation column bottom liquid (distillation method) discharged as a residue in the purification process may be discharged out of the system as a waste solution, but useful components contained in the residue are recovered. You may supply to the process to do. The recovery step is not particularly limited, and examples thereof include a distillation step for recovering (meth) acrylic acid remaining in the residue, a step for decomposing the Michael adduct and recovering it as (meth) acrylic acid, and the like.

なお、上述のように、本発明の製造方法はミカエル付加物などが生じ難い製法であるため、分解工程は従来法に比べて、小規模で簡易なものとすることができる。   As described above, since the production method of the present invention is a production method in which Michael adducts are not easily generated, the decomposition process can be made smaller and simpler than the conventional method.

分解工程は、ミカエル付加物を分解して、(メタ)アクリル酸として回収できるものであれば、特に限定されず、従来公知の方法および装置はいずれも採用できる。例えば、分解工程に採用可能な装置としては、薄膜蒸発器に熱分解槽を備えたものや、ミカエル付加物の分解と同時に分解生成物を蒸留させられる蒸留装置などが挙げられる。なお、分解工程や蒸留工程で得られた(メタ)アクリル酸は、吸収塔(すなわち、捕集工程)あるいは精製工程に供給すればよい。   A decomposition process will not be specifically limited if a Michael adduct can be decomposed | disassembled and it can collect | recover as (meth) acrylic acid, Any conventionally well-known method and apparatus can be employ | adopted. For example, apparatuses that can be employed in the decomposition process include a thin film evaporator equipped with a thermal decomposition tank, and a distillation apparatus that distills decomposition products simultaneously with decomposition of the Michael adduct. In addition, what is necessary is just to supply the (meth) acrylic acid obtained by the decomposition | disassembly process or the distillation process to an absorption tower (namely, collection process) or a refinement | purification process.

ここで、図1を参照しながら、本発明に係る(メタ)アクリル酸の製造方法の代表的な製造プロセスを説明する。なお、本発明の製造方法は、この代表例に限定されず、本発明の効果を阻害しない範囲で、適宜変更を加えて実施できる。   Here, with reference to FIG. 1, a typical manufacturing process of the method for manufacturing (meth) acrylic acid according to the present invention will be described. In addition, the manufacturing method of this invention is not limited to this representative example, In the range which does not inhibit the effect of this invention, it can add and change suitably.

プロピレンおよび/またはアクロレインなどの(メタ)アクリル酸原料1、空気などの分子状酸素含有ガス3、および希釈ガス5を混合した原料ガスを、接触気相酸化触媒10を充填した反応器20に供給し、接触気相酸化反応によって(メタ)アクリル酸含有ガス25を得る。得られた(メタ)アクリル酸ガス25を吸収塔30の塔底から供給し、このガス25を、吸収塔30の塔頂から供給する捕集溶剤33に接触させて粗(メタ)アクリル酸溶液を得る。なお、図1では、吸収塔30に、後記する蒸留塔70(これは高沸点分離塔と呼ばれる)からの留出液71を供給しているが、もちろん、かかる態様には限定されず、留出液71の一部を系外へ排出してもよい。また、吸収塔30塔頂からの排出ガスは、リサイクルガスとして反応器20へ循環させてもよく、また、その際に、冷却して、排出ガスに含まれる凝縮性成分を分離した後、凝縮性成分(凝縮液の形態)と捕集溶剤33とを混合して吸収塔30に供給してもよい(図示せず)。   A raw material gas obtained by mixing a (meth) acrylic acid raw material 1 such as propylene and / or acrolein, a molecular oxygen-containing gas 3 such as air, and a dilution gas 5 is supplied to a reactor 20 filled with a catalytic gas phase oxidation catalyst 10. Then, the (meth) acrylic acid-containing gas 25 is obtained by a catalytic gas phase oxidation reaction. The obtained (meth) acrylic acid gas 25 is supplied from the bottom of the absorption tower 30, and this gas 25 is brought into contact with the collection solvent 33 supplied from the top of the absorption tower 30 to obtain a crude (meth) acrylic acid solution. Get. In FIG. 1, a distillate 71 from a distillation column 70 (which will be referred to as a high boiling point separation column) to be described later is supplied to the absorption column 30. A part of the discharged liquid 71 may be discharged out of the system. Further, the exhaust gas from the top of the absorption tower 30 may be circulated to the reactor 20 as a recycle gas. At that time, after cooling, the condensable components contained in the exhaust gas are separated and then condensed. The component (in the form of condensate) and the collection solvent 33 may be mixed and supplied to the absorption tower 30 (not shown).

次いで、吸収塔30の(メタ)アクリル酸含有ガス25の供給位置よりも上方で、且つ、捕集溶剤33の供給位置よりも下方から、粗(メタ)アクリル酸溶液35を抜き出す。得られた粗(メタ)アクリル酸溶液35を晶析器50に供給し、精製すれば製品(メタ)アクリル酸60が得られる。   Next, the crude (meth) acrylic acid solution 35 is extracted from above the supply position of the (meth) acrylic acid-containing gas 25 in the absorption tower 30 and from below the supply position of the collection solvent 33. If the obtained crude (meth) acrylic acid solution 35 is supplied to the crystallizer 50 and purified, the product (meth) acrylic acid 60 is obtained.

他方、晶析器50からの残留母液は全量系外に排出してもよいが(図示せず)、その一部または全量を51として吸収塔30から排出された塔底液37と共に蒸留塔70に供給してもよい。もちろん、塔底液37は、すべてを蒸留塔70(この場合、高沸点分離塔と呼ばれる)に供給してもよいが、一部または全量を系外に排出してもよく(図示せず)、また、図1に示しているように、その一部を熱交換器39で冷却して吸収塔30に循環させてもよい。また、晶析器50からの晶析残留母液51は、蒸留塔70の留出液71と混合して、吸収塔30に供給してもよい。好ましくは、晶析残留母液51を、吸収塔30の塔底液37に混合して、高沸点成分を分離する蒸留塔70に供給することが推奨される。   On the other hand, the total amount of the residual mother liquor from the crystallizer 50 may be discharged out of the system (not shown), but a distillation column 70 together with the column bottom liquid 37 discharged from the absorption tower 30 with a part or all of it as 51. May be supplied. Of course, all the column bottom liquid 37 may be supplied to the distillation column 70 (referred to as a high boiling point separation column in this case), but a part or all of it may be discharged out of the system (not shown). Further, as shown in FIG. 1, a part thereof may be cooled by the heat exchanger 39 and circulated through the absorption tower 30. Further, the crystallization residual mother liquor 51 from the crystallizer 50 may be mixed with the distillate 71 of the distillation tower 70 and supplied to the absorption tower 30. Preferably, it is recommended that the crystallization residual mother liquor 51 is mixed with the bottom liquid 37 of the absorption tower 30 and supplied to the distillation tower 70 for separating the high-boiling components.

蒸留塔70では、吸収塔30の塔底液37および晶析残留母液51に含まれる低沸点成分および(メタ)アクリル酸を塔頂から留出させ、留出液71は吸収塔30に循環させる。他方、蒸留塔70の塔底液に含まれる高沸点成分には、ミカエル付加物が含まれるため、これを薄膜蒸発器73を経て熱分解槽75に滞留させて(メタ)アクリル酸に熱分解する(すなわち、ミカエル付加物分解工程)。生成した(メタ)アクリル酸を薄膜蒸発器73に戻すと蒸留塔70の塔頂から留出して留出液71となり、さらに、これを吸収塔30に循環させれば最終的に製品(メタ)アクリル酸60として回収することができる。   In the distillation tower 70, the low-boiling components and (meth) acrylic acid contained in the bottom liquid 37 of the absorption tower 30 and the crystallization residual mother liquor 51 are distilled off from the top of the tower, and the distillate 71 is circulated to the absorption tower 30. . On the other hand, the high-boiling component contained in the bottom liquid of the distillation column 70 contains Michael adduct, and this is retained in the thermal decomposition tank 75 via the thin film evaporator 73 and thermally decomposed into (meth) acrylic acid. (Ie, Michael adduct decomposition step). When the produced (meth) acrylic acid is returned to the thin film evaporator 73, it is distilled from the top of the distillation column 70 to become a distillate 71, and if this is circulated to the absorption tower 30, the final product (meta) is obtained. It can be recovered as acrylic acid 60.

ミカエル付加物の分解工程では、ミカエル付加物の分解反応が促進され、(メタ)アクリル酸生成量が増加する向きに平衡が移動するように、ミカエル付加物の分解と生成した(メタ)アクリル酸の留出とが同時に起こるような、反応蒸留形式を採用してもよい。例えば、図2に示すように、蒸留塔70の塔底液を反応蒸留装置80に供給し、ミカエル付加物の分解を行うと共に、生成した(メタ)アクリル酸の蒸留を行う。(メタ)アクリル酸を含有する塔頂液は蒸留塔70に循環させ、高沸点成分を含む塔底液は廃油として系外に排出する。   In the Michael adduct decomposition process, the decomposition reaction of the Michael adduct and the (meth) acrylic acid produced are promoted so that the equilibrium shifts in the direction of increasing the amount of (meth) acrylic acid production. A reactive distillation method may be employed in which the distillation of the water occurs at the same time. For example, as shown in FIG. 2, the bottom liquid of the distillation tower 70 is supplied to the reactive distillation apparatus 80 to decompose the Michael adduct and to distill the produced (meth) acrylic acid. The column top liquid containing (meth) acrylic acid is circulated to the distillation column 70, and the column bottom liquid containing a high boiling point component is discharged out of the system as waste oil.

なお、図1および2では、精製工程として晶析法を採用する例を示したが、晶析法以外の精製工程を採用してもよく、また、精製工程の前工程としてエステル化工程を設けるものであってもよい。   1 and 2 show an example in which a crystallization method is employed as a purification step, a purification step other than the crystallization method may be employed, and an esterification step is provided as a pre-step of the purification step. It may be a thing.

本発明は、上記のように、吸収塔の側流として、粗(メタ)アクリル酸溶液を抜き出すところに特徴を有するものであるので、この吸収塔の塔底部には、ミカエル付加物を含む高沸点成分(すなわち、(メタ)アクリル酸よりも沸点の高い成分)が集まり易くなる。なお、ミカエル付加物は、分解させることにより(メタ)アクリル酸として回収できるので、本発明の製造方法に、吸収塔の塔底液の分解を行なう工程(すなわち、分解工程)を設けてもよい。分解工程は、上記のような方法に限られるものではなく、他の方法を使用して(メタ)アクリル酸を製造する場合であっても採用することができる。例えば、(メタ)アクリル酸の製造条件や、吸収塔の運転条件によって、吸収塔の塔底部に高沸点成分が濃縮される場合には、吸収塔の塔底液を抜き出し、ミカエル付加物の分解工程で分解処理する態様は、好ましい実施態様となる。   Since the present invention is characterized in that the crude (meth) acrylic acid solution is withdrawn as a side stream of the absorption tower as described above, the tower bottom of this absorption tower has a high content containing Michael adducts. Boiling components (that is, components having a boiling point higher than (meth) acrylic acid) are easily collected. In addition, since the Michael adduct can be recovered as (meth) acrylic acid by decomposition, the production method of the present invention may be provided with a step of decomposing the bottom liquid of the absorption tower (that is, a decomposition step). . A decomposition process is not restricted to the above methods, Even if it is a case where (meth) acrylic acid is manufactured using another method, it is employable. For example, when high-boiling components are concentrated at the bottom of the absorption tower depending on the production conditions of (meth) acrylic acid and the operating conditions of the absorption tower, the bottom liquid of the absorption tower is withdrawn and the Michael adduct is decomposed. The aspect which decomposes | disassembles at a process becomes a preferable embodiment.

なお、通常、ミカエル付加物を分解したり、高沸点成分を処理する工程は、精製工程の最終工程近くに設置され、高沸点分離塔を経由した廃油を分解するものであったり(例えば、特開平11−12222号など)、あるいは、共沸脱水塔から排出される塔底液から(メタ)アクリル酸と高沸点成分を分離した後の高沸点成分を分解するものである(例えば、特開2004−51489号など)。これに対して、上記の工程は、吸収塔の塔底液に含まれるミカエル付加物を、精製工程などを経ずに分解する工程であり、特に、吸収塔の塔底部に高沸点成分が集まり易い場合には、かかる工程を採用することで、(メタ)アクリル酸をより効率よく製造できる。   Normally, the process of decomposing Michael adducts or treating high-boiling components is installed near the final step of the refining process and decomposes waste oil that has passed through the high-boiling separation tower (for example, (Kaihei 11-12222, etc.) or the high-boiling components after the (meth) acrylic acid and high-boiling components are separated from the bottom liquid discharged from the azeotropic dehydration tower (for example, JP 2004-51489). On the other hand, the above process is a process of decomposing the Michael adduct contained in the bottom liquid of the absorption tower without going through a purification process, and in particular, high-boiling components are collected at the bottom of the absorption tower. When it is easy, (meth) acrylic acid can be more efficiently produced by adopting such a process.

吸収塔の塔底液、すなわち、粗(メタ)アクリル酸溶液を吸収塔の側流として抜き出す場合に、吸収塔の塔底部に溜まった塔底液は、蒸留工程(すなわち、高沸点成分を分離する工程)を経た後、分解工程に供給してもよい。分解工程を経た吸収塔の塔底液は、直接、あるいは、高沸点分離塔を経由させて、吸収塔に循環させればよい。これにより、吸収塔の塔底液の分解により精製した(メタ)アクリル酸は、反応工程に由来する(メタ)アクリル酸と共に、捕集溶剤に吸収され、粗(メタ)アクリル酸溶液として吸収塔から抜き出されることとなる。   When the bottom liquid of the absorption tower, that is, the crude (meth) acrylic acid solution is withdrawn as a side stream of the absorption tower, the bottom liquid collected at the bottom of the absorption tower is separated from the distillation step (that is, the high-boiling components are separated). After the step), it may be supplied to the decomposition step. The bottom liquid of the absorption tower that has undergone the decomposition step may be circulated to the absorption tower directly or via a high boiling point separation tower. Thus, (meth) acrylic acid purified by decomposition of the tower bottom liquid of the absorption tower is absorbed by the collection solvent together with (meth) acrylic acid derived from the reaction step, and the absorption tower is obtained as a crude (meth) acrylic acid solution. It will be extracted from.

吸収塔の塔底液を分解する工程(すなわち、ミカエル付加物の分解処理)は、特開平11−12222号に示されるような、薄膜蒸発器と熱分解槽に加えて、高沸点分離塔が設置された工程(例えば、図1を参照)で行なってもよいし、特開2003−171342号に示されるような、ミカエル付加物の分解と分解後の(メタ)アクリル酸の留出とが同時に行なわれる、反応蒸留形式を採用する工程(例えば、図2を参照)で行なってもよい。これらの工程のうち、吸収塔の塔底液からアクリル酸を効率よく回収できることから、薄膜蒸発器と熱分解槽に加えて、高沸点分離塔が設置された工程より、反応蒸溜形式を採用する工程の方がより好ましい。また、いずれの場合も、必要に応じて、重合禁止剤を配合してもよい。   The step of decomposing the bottom liquid of the absorption tower (that is, the decomposition treatment of Michael adduct) is carried out by a high boiling point separation tower as shown in JP-A No. 11-12222, in addition to a thin film evaporator and a thermal decomposition tank. It may be performed in an installed process (see, for example, FIG. 1), or decomposition of Michael adduct and distillation of (meth) acrylic acid after decomposition as disclosed in JP-A-2003-171342. You may carry out by the process (for example, refer FIG. 2) which employ | adopts the reactive distillation format performed simultaneously. Among these processes, acrylic acid can be efficiently recovered from the bottom liquid of the absorption tower. Therefore, in addition to the thin film evaporator and the thermal decomposition tank, the reaction distillation system is adopted rather than the process in which the high boiling point separation tower is installed. The process is more preferable. In either case, a polymerization inhibitor may be blended as necessary.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは全て本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and all modifications made without departing from the spirit of the preceding and following descriptions are included in the technical scope of the present invention.

[実験例1および2:アクリル酸の捕集]
下記方法に従って、アクリル酸の捕集を行なった。なお、実験例1は、粗アクリル酸溶液の抜き出し位置を特定の位置に固定し(すなわち、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の89%の位置)、粗アクリル酸溶液の抜き出し量を変更した例であり、実験例2は、粗アクリル酸溶液の抜き出し位置を変更し、粗アクリル酸溶液の抜き出し量を所定量に固定した例である(すなわち、抜き出し量6kg)。
[Experimental Examples 1 and 2: Collection of acrylic acid]
Acrylic acid was collected according to the following method. In Experimental Example 1, the extraction position of the crude acrylic acid solution is fixed at a specific position (that is, the position of 89% of the total number of theoretical plates starting from the tower top to the tower bottom from the tower top). In this example, the extraction amount of the crude acrylic acid solution was changed. In Experimental Example 2, the extraction position of the crude acrylic acid solution was changed, and the extraction amount of the crude acrylic acid solution was fixed to a predetermined amount (that is, extraction). Amount 6 kg).

実験例1
吸収塔として、吸収塔の塔頂にガス排出口、塔底に塔底液の排出口を有し、計算上の理論段数が18段となるように充填物を充填したものを用いた。吸収塔において、アクリル酸含有ガスの供給口は、充填物の最下段より下部に設け、捕集溶剤の投入口および捕集溶剤を吸収塔内に分散させる液分散器は、充填物の最上段より上方に設けた。また、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の89%の位置(すなわち、充填物の最上段から数えて、理論段数16段)に集液器を設置し、ここから粗アクリル酸溶液の抜き出しを行なった。
Experimental example 1
As the absorption tower, a gas outlet at the top of the absorption tower and an outlet for the liquid at the bottom of the tower were used, and the packing was packed so that the calculated theoretical plate number was 18. In the absorption tower, the supply port for the acrylic acid-containing gas is provided below the lowermost stage of the packing, and the inlet for the collection solvent and the liquid disperser for dispersing the collection solvent in the absorption tower are the uppermost stage of the packing. It was provided above. In addition, a collector is installed at 89% of the total number of theoretical plates from the top of the absorption tower to the bottom of the tower, starting from the top of the tower (that is, 16 theoretical plates counted from the top of the packing). The crude acrylic acid solution was extracted from here.

吸収塔の塔頂温度を69.6℃、塔頂圧力0.015MPaに制御して、アクリル酸の捕集を行なった。なお、吸収塔の温度制御は、塔底液の一部を冷却し、これを循環させることにより行なった。   Acrylic acid was collected by controlling the tower top temperature of the absorption tower to 69.6 ° C. and the tower top pressure of 0.015 MPa. The temperature control of the absorption tower was performed by cooling a part of the tower bottom liquid and circulating it.

接触気相酸化法によって得られたアクリル酸含有ガス(組成:アクリル酸7.1体積%、水13.9体積%、窒素74.2体積%、酸素1.5体積%、その他(プロピレン、プロパン、COx、酢酸、アルデヒドなど)3.3体積%)を、270℃、34.9Nm/時で、アクリル酸ガス供給口(吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の100%の位置、すなわち理論段数18段)から吸収塔に導入すると共に、捕集溶剤投入口より捕集溶剤(水:アクリル酸:酢酸:その他=95:2:2:1、アクリル酸含有ガス中のアクリル酸に対して200質量ppm相当のTEMPO(4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシル)を含む)を4.5kg/時で導入し、吸収塔内で、気液接触させて、捕集溶剤にアクリル酸含有ガスを吸収させ、粗アクリル酸溶液を、吸収塔中段より塔底部側(すなわち、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の89%の位置)に設けた集液器を介して吸収塔から抜き出した。 Acrylic acid-containing gas obtained by catalytic gas phase oxidation (composition: acrylic acid 7.1 vol%, water 13.9 vol%, nitrogen 74.2 vol%, oxygen 1.5 vol%, others (propylene, propane , COx, acetic acid, aldehyde, etc.) 3.3% by volume) at 270 ° C., 34.9 Nm 3 / hour, and an acrylic acid gas supply port (total from the top of the absorption tower to the bottom of the tower. It is introduced into the absorption tower from the position of 100% of the theoretical plate number, that is, 18 theoretical plates, and the collection solvent (water: acrylic acid: acetic acid: others = 95: 2: 2: 1, acrylic from the collection solvent inlet. Absorbed by introducing 4.5 kg / hour of TEMPO (containing 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxyl) equivalent to 200 mass ppm with respect to acrylic acid in the acid-containing gas. Gas-liquid contact in the tower The collection solvent absorbs the acrylic acid-containing gas, and the crude acrylic acid solution is added to the tower bottom side from the middle stage of the absorption tower (that is, from the tower top to the tower bottom, the total theoretical plate number starting from the tower top side) (The position of 89%) was extracted from the absorption tower via a liquid collector.

得られた粗アクリル酸溶液の組成および抜き出し量を、吸収塔の塔底液の組成などと共に表1に記載する。なお、表1において、「側流」とは、吸収塔の中段より塔底部側(すなわち、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の89%の位置、すなわち理論段数16段)から抜き出した粗アクリル酸溶液を意味し、「塔底液」は、吸収塔の底部から抜き出した抜き出し液を意味し、「二量体」はアクリル酸2分子が反応して生成したミカエル付加物(アクリル酸二量体)を意味する。「側流抜き出し量の割合」とは、側流の質量と塔底液の質量の合計量に対する側流(すなわち、粗アクリル酸溶液)の質量の割合を示すものである。また、「塔頂ロス率」とは、吸収塔に導入したアクリル含有酸ガス量に対して、捕集溶剤に吸収されずに吸収塔から排出されたアクリル酸含有ガス量の割合を示すものである。   The composition of the obtained crude acrylic acid solution and the amount of extraction are shown in Table 1 together with the composition of the bottom liquid of the absorption tower. In Table 1, “side flow” means the position of 89% of the total number of theoretical plates from the center of the absorption tower to the tower bottom (that is, from the top to the bottom of the absorption tower, based on the tower top, ie, It means the crude acrylic acid solution extracted from the theoretical plate number of 16), “column bottom liquid” means the extracted liquid extracted from the bottom of the absorption tower, and “dimer” means that two molecules of acrylic acid react. It means the resulting Michael adduct (acrylic acid dimer). The “ratio of the side stream withdrawal amount” indicates the ratio of the mass of the side stream (that is, the crude acrylic acid solution) to the total amount of the mass of the side stream and the bottom liquid. The “column top loss rate” is the ratio of the amount of acrylic acid-containing gas discharged from the absorption tower without being absorbed by the collection solvent to the amount of acrylic acid gas introduced into the absorption tower. is there.

実験例1−1〜実験例1−6は、吸収塔の塔側部から粗アクリル酸溶液を抜き出した例であり、実験例1−7は、粗アクリル酸溶液を吸収塔の塔底液として抜き出した例である。なお、実験例1−1〜実験例1−6は、粗アクリル酸溶液の抜き出し量以外は、同一の条件下でアクリル酸の捕集を行なった。   Experimental Example 1-1 to Experimental Example 1-6 are examples in which the crude acrylic acid solution was extracted from the tower side of the absorption tower, and Experimental Example 1-7 was performed using the crude acrylic acid solution as the tower bottom liquid of the absorption tower. This is an extracted example. In Examples 1-1 to 1-6, acrylic acid was collected under the same conditions except for the amount of the crude acrylic acid solution extracted.

Figure 0005368673
Figure 0005368673

表1中※で示した実験例1−7のアクリル酸濃度および二量体濃度は、それぞれ塔底液のアクリル酸濃度および二量体濃度を示す。   The acrylic acid concentration and dimer concentration in Experimental Example 1-7 indicated by * in Table 1 indicate the acrylic acid concentration and dimer concentration in the bottom liquid, respectively.

表1の結果より、吸収塔の側流として粗アクリル酸溶液を取り出しても、塔底液として取り出す場合と同程度、あるいはそれ以上の高い濃度を有する粗アクリル酸溶液が得られることがわかる。また、吸収塔の側流中には、固形分やアクリル酸二量体が含まれていないため、粗アクリル酸溶液を吸収塔の側流として取り出す方法を採用することで、固形分を除去するフィルターやアクリル酸二量体の分解工程などを省略あるいは簡略化できる。   From the results in Table 1, it can be seen that even when the crude acrylic acid solution is taken out as a side stream of the absorption tower, a crude acrylic acid solution having a high concentration equal to or higher than that taken out as the bottom liquid is obtained. Moreover, since the solids and acrylic acid dimer are not contained in the side flow of the absorption tower, the solid content is removed by adopting a method of taking out the crude acrylic acid solution as a side flow of the absorption tower. The process of decomposing the filter and acrylic acid dimer can be omitted or simplified.

さらに、表1の結果より、吸収塔の側流として粗アクリル酸溶液を抜き出した実験例1−1〜1−6では、粗アクリル酸溶液を塔底液として抜き出した実験例1−7の場合と比較して、塔底部のアクリル酸二量体生成量を87質量%以下に低減でき、また、かかるアクリル酸二量体生成量は、側流の抜き出し量の増加と共に減少することがわかる(すなわち、実験例1−1:0.117kg/時(実験例1−7の86.7%)、実験例1−2:0.099kg/時(73.2%)、実験例1−3:0.075kg/時(55.6%)、実験例1−4:0.067kg/時(49.8%)、実験例1−5:0.058kg/時(42.9%)、実験例1−6:0.047kg/時(34.5%))。なお、側流の単位時間当たりの抜き出し量が8.0kg/時を越える場合は(吸収塔から抜き出される側流および塔底液の合計に対して96.9質量%)、吸収塔の塔底における配管が閉塞し、吸収塔の運転継続が不能となった。   Further, from the results of Table 1, in Experimental Examples 1-1 to 1-6 in which the crude acrylic acid solution was extracted as a side stream of the absorption tower, in the case of Experimental Example 1-7 in which the crude acrylic acid solution was extracted as the tower bottom liquid It can be seen that the amount of acrylic acid dimer produced at the bottom of the column can be reduced to 87% by mass or less, and the amount of acrylic acid dimer produced decreases with an increase in the amount of side stream extracted ( That is, Experimental Example 1-1: 0.117 kg / hour (86.7% of Experimental Example 1-7), Experimental Example 1-2: 0.099 kg / hour (73.2%), Experimental Example 1-3: 0.075 kg / hr (55.6%), Experimental Example 1-4: 0.067 kg / hr (49.8%), Experimental Example 1-5: 0.058 kg / hr (42.9%), Experimental Example 1-6: 0.047 kg / hr (34.5%)). In addition, when the extraction amount per unit time of the side stream exceeds 8.0 kg / hour (96.9% by mass with respect to the total of the side stream and the bottom liquid extracted from the absorption tower), the tower of the absorption tower The piping at the bottom was blocked, making it impossible to continue the operation of the absorption tower.

すなわち、粗アクリル酸溶液を吸収塔の側流として取り出すことで、塔底液として抜き出す場合に比べて、アクリル酸二量体の生成量が低減できるので、アクリル酸のロス率が少なく、高収率でアクリル酸を回収することができる。   That is, by removing the crude acrylic acid solution as a side stream of the absorption tower, the amount of acrylic acid dimer produced can be reduced compared with the case where it is withdrawn as the bottom liquid. Acrylic acid can be recovered at a high rate.

実験例2
実験例2では、側流として抜き出す粗アクリル酸溶液量を6kgとし、粗アクリル酸溶液の抜き出し位置を、表2に示すように、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の28〜89%の位置に変更したこと以外は、実験例1と同様にして、粗アクリル酸溶液を抜き出した(実験例2−1〜2−5)。
Experimental example 2
In Experimental Example 2, the amount of the crude acrylic acid solution withdrawn as a side stream is 6 kg, and the extraction position of the crude acrylic acid solution is based on the tower top side from the tower top to the tower bottom as shown in Table 2. Except having changed to the position of 28 to 89% of the total theoretical plate number, it carried out similarly to Experimental example 1, and extracted the crude acrylic acid solution (Experimental examples 2-1 to 2-5).

得られた粗アクリル酸溶液の組成および吸収塔の塔底液の組成を、抜き出し口の位置などと共に、表2に示す。また、表2には、粗アクリル酸溶液を吸収塔の塔底液として抜き出した実験例1−7の結果も併せて示した。   The composition of the obtained crude acrylic acid solution and the composition of the bottom liquid of the absorption tower are shown in Table 2 together with the position of the extraction port. Table 2 also shows the results of Experimental Example 1-7 in which the crude acrylic acid solution was extracted as the bottom liquid of the absorption tower.

Figure 0005368673
Figure 0005368673

表2中、抜き出し段の欄に記載の数値は、粗アクリル酸溶液の抜き出し口を理論段数で示したものであり、括弧内の数値は、抜き出し口を、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の割合で示したものである。また、表2中※で示した実験例1−7のアクリル酸濃度および二量体濃度は、それぞれ塔底液のアクリル酸濃度および二量体濃度を示す。   In Table 2, the numerical value described in the column of the extraction stage indicates the extraction opening of the crude acrylic acid solution in the number of theoretical plates, and the numerical value in parentheses indicates the extraction opening from the top of the absorption tower to the bottom of the tower. It is shown as a percentage of the total number of theoretical plates starting from the tower top side. In addition, the acrylic acid concentration and dimer concentration in Experimental Example 1-7 indicated by * in Table 2 indicate the acrylic acid concentration and dimer concentration in the column bottom liquid, respectively.

表2の結果から、粗アクリル酸溶液の抜き出し口が上段(すなわち、吸収塔の塔頂部側)であるほど、アクリル酸二量体の生成量は減少するが、粗アクリル酸溶液のアクリル酸濃度も低下し、吸収塔の塔頂からのアクリル酸含有ガスのロス率が増加する傾向があることが分かる。また、粗アクリル酸溶液の抜き出し口をアクリル酸含有ガスの供給位置と捕集溶剤の供給位置との間に設けることで、塔底液として粗アクリル酸溶液を抜き出す場合に比べて、アクリル酸二量体の生成量を低減できることが分かる。   From the results in Table 2, the higher the outlet of the crude acrylic acid solution is at the upper stage (that is, the tower top side of the absorption tower), the smaller the amount of acrylic acid dimer produced, but the acrylic acid concentration of the crude acrylic acid solution It can also be seen that the loss rate of acrylic acid-containing gas from the top of the absorption tower tends to increase. In addition, by providing an extraction port for the crude acrylic acid solution between the supply position of the acrylic acid-containing gas and the supply position of the collection solvent, it is possible to remove acrylic acid solution as compared with the case where the crude acrylic acid solution is extracted as the bottom liquid. It turns out that the production amount of a monomer can be reduced.

[実験例3:粗アクリル酸溶液の精製]
実験例1−3と同様の条件で製造した粗アクリル酸溶液6kgを、晶析精製法あるいは蒸留精製法によって精製した。
[Experimental Example 3: Purification of crude acrylic acid solution]
6 kg of a crude acrylic acid solution produced under the same conditions as in Experimental Example 1-3 was purified by a crystallization purification method or a distillation purification method.

実験例3−1:晶析精製法
特公昭53−41637号公報に記載される晶析装置に準じた晶析精製装置を使用して、動的結晶化を行った。晶析精製装置は、下部に貯蔵器を備えた、長さ6m、内径70mmの金属管からなり、循環ポンプにより貯蔵器中の液体を管上部へ移送し、液体を管内壁面に落下皮膜(falling film)状に流すことができるようになっている。管の外表面は二重のジャケットから構成され、このジャケットは、サーモスタットで一定の温度になるように制御されている。この貯蔵器に、粗アクリル酸溶液(組成:アクリル酸92.75質量%、水4.99質量%、酢酸2.50質量%、その他の不純物0.16質量%)を6kg/時で供給し、下記手順に従って動的結晶化を行なった。なお、以下の手順は、1回の動的結晶化操作を示すものである。
Experimental Example 3-1 Crystallization Purification Method Dynamic crystallization was performed using a crystallization purification apparatus according to the crystallization apparatus described in JP-B-53-41637. The crystallizing and purifying apparatus is composed of a metal pipe having a length of 6 m and an inner diameter of 70 mm, equipped with a reservoir in the lower part. The liquid in the reservoir is transferred to the upper part of the pipe by a circulation pump, and the liquid falls on the inner wall of the pipe film). The outer surface of the tube is composed of a double jacket, which is controlled by a thermostat so as to have a constant temperature. A crude acrylic acid solution (composition: acrylic acid 92.75% by mass, water 4.99% by mass, acetic acid 2.50% by mass, other impurities 0.16% by mass) is supplied to this reservoir at 6 kg / hour. According to the following procedure, dynamic crystallization was performed. The following procedure shows one dynamic crystallization operation.

1.結晶化:貯蔵器に供給した粗アクリル酸溶液を、循環ポンプにより管内壁面に落下被膜状に流し、ジャケットの温度をアクリル酸の凝固点以下にまで下降させて、貯蔵器に供給した粗アクリル酸溶液に含まれるアクリル酸の約60〜80質量%を管内壁面に結晶化させた。   1. Crystallization: The crude acrylic acid solution supplied to the reservoir is poured into the inner wall surface of the pipe by a circulation pump in the form of a falling film, the jacket temperature is lowered below the freezing point of acrylic acid, and the crude acrylic acid solution supplied to the reservoir is supplied. About 60 to 80% by mass of acrylic acid contained in was crystallized on the inner wall surface of the tube.

2.発汗:循環ポンプを停止し、ジャケットの温度をアクリル酸の凝固点付近まで上昇させ、結晶化させたアクリル酸の約2〜5質量%を発汗させた。発汗後、貯蔵器内に残留する粗アクリル酸溶液および発汗液をポンプで汲み出した。   2. Sweating: The circulation pump was stopped, the jacket temperature was raised to the vicinity of the freezing point of acrylic acid, and about 2 to 5% by mass of the crystallized acrylic acid was sweated. After sweating, the crude acrylic acid solution and sweat solution remaining in the reservoir were pumped out.

3.融解:ジャケットの温度をアクリル酸の凝固点以上に上昇させ、結晶を融解し、これをポンプで汲み出した。   3. Melting: The temperature of the jacket was raised above the freezing point of acrylic acid to melt the crystals and pumped them out.

以上の操作を4回繰り返して、精製アクリル酸を得た。以上の操作において、温度、および凝固点は実施されるそれぞれの工程に依存させた。   The above operation was repeated 4 times to obtain purified acrylic acid. In the above operation, the temperature and the freezing point depended on each process to be performed.

上記のような動的結晶操作により、99.91質量%の純度を有するアクリル酸を2.92kg/時で得た。このとき、アクリル酸結晶中に含まれる水は248質量ppmであり、酢酸は602質量ppmであった。   By the dynamic crystallization operation as described above, acrylic acid having a purity of 99.91% by mass was obtained at 2.92 kg / hour. At this time, the water contained in the acrylic acid crystal was 248 ppm by mass, and acetic acid was 602 ppm by mass.

実験例3−2:蒸留精製法
理論段数18段相当の無堰多孔板トレイを有し、塔頂部に、蒸留塔から排出されるガス中の凝縮性成分を凝縮させ再び吸収塔内に導入する還流ラインを備えた蒸留塔に、粗アクリル酸溶液を6kg/時で供給し、アクリル酸の精製を行なった。この精製工程で使用した蒸留塔は、塔頂部にコンデンサーを備え、塔頂部より理論段9段目に粗アクリル酸溶液の供給口を有し、塔頂部より理論段17段目に塔側流抜き出し口およびコンデンサーを備え、塔底部にはリボイラーを備えたものであった。
Experimental Example 3-2: Distillation Purification Method A non-weired perforated plate tray corresponding to 18 theoretical plates is provided, and condensable components in the gas discharged from the distillation tower are condensed at the top of the tower and introduced again into the absorption tower. A crude acrylic acid solution was supplied to a distillation column equipped with a reflux line at 6 kg / hour to purify acrylic acid. The distillation column used in this purification step is equipped with a condenser at the top of the column, has a crude acrylic acid solution supply port at the 9th stage of the theoretical plate from the top of the column, and is drained from the column at the 17th level of the theoretical plate from the top of the column. It was equipped with a mouth and a condenser, and was equipped with a reboiler at the bottom of the tower.

蒸留塔の粗アクリル酸溶液供給口より、粗アクリル酸溶液(組成:アクリル酸93.10質量%、酢酸1.88質量%、水4.87質量%、アクロレイン0.04質量%、その他0.11質量%)を6kg/時で供給し、塔頂部の還流ラインから、重合防止剤(ジブチルジチオカルバミン酸銅40質量ppm、フェノチアジン100質量ppm[対アクリル酸蒸発蒸気量])を投入した。このとき、塔頂操作圧が100hPa(絶対圧)となるように、スチームエジェクターにより蒸留塔内を減圧すると共に、塔側流の抜き出し口と、該抜き出し口の下流側に設けた真空装置と間の調節弁を調節し、塔側部と塔頂部との差圧を95hPaに制御し、塔側流の抜き出し口から抜き出される蒸気量と塔頂部の流出液の流量比が4対1となるようにし、さらに、塔底液を0.8kg/時で抜き出して、塔側流の抜き出し口から精製アクリル酸の蒸気を4.3kg/時で得た。なお、このとき、蒸留塔の底部に備えたリボイラーによりアクリル酸の蒸気を供給して塔底液面を制御し、蒸留塔内における還流比を3.4とした。   From the crude acrylic acid solution supply port of the distillation tower, the crude acrylic acid solution (composition: 93.10% by mass of acrylic acid, 1.88% by mass of acetic acid, 4.87% by mass of water, 0.04% by mass of acrolein, other 0.8% by mass). 11 mass%) was fed at 6 kg / hr, and a polymerization inhibitor (40 mass ppm of copper dibutyldithiocarbamate, 100 mass ppm of phenothiazine [vapour amount of evaporated acrylic acid]) was introduced from the reflux line at the top of the column. At this time, the inside of the distillation column is depressurized by a steam ejector so that the column top operating pressure becomes 100 hPa (absolute pressure), and between the column side stream outlet and the vacuum device provided downstream of the outlet. And the differential pressure between the tower side and the tower top is controlled to 95 hPa, and the flow rate ratio of the amount of steam withdrawn from the tower side stream outlet and the effluent from the tower top is 4: 1. In addition, the bottom liquid was withdrawn at 0.8 kg / hour, and purified acrylic acid vapor was obtained at 4.3 kg / hour from the outlet of the tower side stream. At this time, acrylic acid vapor was supplied by a reboiler provided at the bottom of the distillation column to control the liquid level of the column bottom, and the reflux ratio in the distillation column was set to 3.4.

このとき得られた精製アクリル酸は、純度99.82%であり、不純物として、水100質量ppm、酢酸1300質量ppm、アクロレイン1質量ppm(検出限界)以下、その他400質量ppmを含むものであった。   The purified acrylic acid obtained at this time has a purity of 99.82%, and contains impurities of 100 mass ppm of water, 1300 mass ppm of acetic acid, 1 mass ppm of acrolein (detection limit) or less, and 400 mass ppm of others. It was.

実験例3の結果より、捕集工程において、アクリル酸含有ガスの供給位置と捕集溶剤の供給位置との間に位置する抜き出し口から粗アクリル酸溶液を抜き出す本発明の製造方法を採用することで、精製法の種類にかかわらず、高純度のアクリル酸を効率よく得られることがわかる。   From the result of Experimental Example 3, in the collection step, the production method of the present invention in which the crude acrylic acid solution is extracted from the extraction port located between the supply position of the acrylic acid-containing gas and the supply position of the collection solvent is adopted. Thus, it can be seen that high-purity acrylic acid can be obtained efficiently regardless of the type of purification method.

[実験例4:分解工程]
実験例1−3と同様の条件で得られた高沸点成分を含有する塔底液の蒸留およびミカエル付加物の分解を行ってアクリル酸を回収した。
[Experimental example 4: decomposition process]
Acrylic acid was recovered by distillation of the bottom liquid containing the high boiling point component obtained under the same conditions as in Experimental Example 1-3 and decomposition of the Michael adduct.

実験例4−1:薄膜蒸発器と熱分解槽に加えて、高沸点分離塔が設置された工程
吸収塔の塔底液(組成:アクリル酸87.7質量%、水2.0質量%、酢酸1.1%、マレイン酸1.5質量%、アクリル酸二量体6.2質量%、その他の不純物1.5質量%)を、理論段数20段相当の多孔板トレイとリボイラーとを備えた蒸留塔(すなわち、高沸点分離塔)の中段に、2.25kg/h(アクリル酸二量体0.075kg/h)で供給した。このとき、蒸留塔は、操作圧93hPa、還流比0.3の条件で制御した。熱分解槽では、熱分解槽温度170℃、滞留時間30時間の条件で、ミカエル付加物の熱分解を行い、薄膜蒸発器は、塔底温度が95℃になるように制御し、塔頂圧力33hPa、還流比1.5の条件でアクリル酸を回収した。このとき、ミカエル付加物の転化率は65%、アクリル酸選択率は75%であり、アクリル酸二量体から48.8%(0.037kg/h)のアクリル酸を回収することができた。
Experimental Example 4-1 A process in which a high boiling point separation tower is installed in addition to the thin film evaporator and the thermal decomposition tank. Absorption tower bottom liquid (composition: 87.7 mass% acrylic acid, 2.0 mass% water, Acetic acid 1.1%, maleic acid 1.5% by mass, acrylic acid dimer 6.2% by mass, other impurities 1.5% by mass) and a perforated plate tray corresponding to 20 theoretical plates and a reboiler. Then, 2.25 kg / h (acrylic acid dimer 0.075 kg / h) was fed to the middle stage of the distillation column (that is, the high boiling point separation column). At this time, the distillation column was controlled under the conditions of an operating pressure of 93 hPa and a reflux ratio of 0.3. In the pyrolysis tank, the Michael adduct is pyrolyzed under the conditions of a pyrolysis tank temperature of 170 ° C. and a residence time of 30 hours, and the thin film evaporator is controlled so that the tower bottom temperature is 95 ° C. Acrylic acid was recovered under conditions of 33 hPa and a reflux ratio of 1.5. At this time, the conversion rate of the Michael adduct was 65%, the acrylic acid selectivity was 75%, and 48.8% (0.037 kg / h) acrylic acid could be recovered from the acrylic acid dimer. .

実験例4−2:反応蒸留形式を採用する工程
ミカエル付加物の分解工程において、図2に示すように強制循環型の外部熱交換器を備えた段塔つき反応蒸留装置を用いたこと以外は、実験例4−1と同様の操作を行った。反応蒸留装置は、熱分解温度170℃、滞留時間4時間、圧力266hPaの条件でミカエル付加物の熱分解を行った。このとき、ミカエル付加物の転化率は82%、アクリル酸選択率は98%であり、アクリル酸二量体から80.4%(0.060kg/h)のアクリル酸を回収することができた。
Experimental Example 4-2: Step of Adopting Reactive Distillation Format In the Michael adduct decomposition step, a reactive distillation apparatus with a column tower equipped with an external heat exchanger of forced circulation type as shown in FIG. 2 was used. The same operation as in Experimental Example 4-1 was performed. The reactive distillation apparatus thermally decomposed the Michael adduct under the conditions of a thermal decomposition temperature of 170 ° C., a residence time of 4 hours, and a pressure of 266 hPa. At this time, the conversion rate of the Michael adduct was 82% and the acrylic acid selectivity was 98%, and 80.4% (0.060 kg / h) of acrylic acid could be recovered from the acrylic acid dimer. .

実験例4の結果より、吸収塔の塔底液からアクリル酸を効率よく回収するには、薄膜蒸発器と熱分解槽に加えて、高沸点分離塔が設置された工程より、反応蒸留形式を採用する工程の方がより好ましいことがわかる。   From the results of Experimental Example 4, in order to efficiently recover acrylic acid from the bottom liquid of the absorption tower, in addition to the thin film evaporator and the pyrolysis tank, the reactive distillation format was changed from the process in which the high boiling point separation tower was installed. It can be seen that the process adopted is more preferable.

本発明の好ましい態様の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the preferable aspect of this invention. 本発明の好ましい態様の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the preferable aspect of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 プロピレンおよび/またはアクロレイン
3 空気
5 希釈ガス
10 接触気相酸化触媒
20 反応器
25 (メタ)アクリル酸含有ガス
30 (メタ)アクリル酸吸収塔
33 捕集溶剤
35 粗(メタ)アクリル酸溶液
37 吸収塔の塔底液
39 熱交換器
50 晶析器
51 晶析残留母液
60 製品(メタ)アクリル酸
70 蒸留塔
71 蒸留塔の留出液
73 薄膜蒸発器
75 熱分解槽
80 反応蒸留装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Propylene and / or acrolein 3 Air 5 Diluted gas 10 Catalytic gas phase oxidation catalyst 20 Reactor 25 (Meth) acrylic acid-containing gas 30 (Meth) acrylic acid absorption tower 33 Collection solvent 35 Crude (meth) acrylic acid solution 37 Absorption Column bottom liquid 39 Heat exchanger 50 Crystallizer 51 Crystallization residual mother liquor 60 Product (meth) acrylic acid 70 Distillation column 71 Distillation column distillate 73 Thin film evaporator 75 Pyrolysis tank 80 Reactive distillation apparatus

Claims (6)

(メタ)アクリル酸の製造方法であって、
接触気相酸化法により得られた(メタ)アクリル酸含有ガスを吸収塔で捕集溶剤と接触させて粗(メタ)アクリル酸溶液として捕集する捕集工程を含み、
該捕集工程において、(メタ)アクリル酸含有ガスの供給位置と捕集溶剤の供給位置との間に位置し、吸収塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数で50〜99%の範囲にある吸収塔の抜き出し口から、粗(メタ)アクリル酸溶液を抜き出し、次工程に供給し、
前記吸収塔の抜き出し口から抜き出される前記粗(メタ)アクリル酸溶液中の(メタ)アクリル酸濃度が80質量%以上であることを特徴とする(メタ)アクリル酸の製造方法。
A method for producing (meth) acrylic acid,
A collection step of collecting the (meth) acrylic acid-containing gas obtained by the contact gas phase oxidation method with a collection solvent in an absorption tower and collecting it as a crude (meth) acrylic acid solution;
In the collection step, it is located between the supply position of the (meth) acrylic acid-containing gas and the supply position of the collection solvent, and from the tower top to the tower bottom of the absorption tower, the total number of theoretical plates starting from the tower top The crude (meth) acrylic acid solution is withdrawn from the outlet of the absorption tower in the range of 50 to 99% and supplied to the next step .
The crude (meth) (meth) acrylic acid concentration in the acrylic acid solution is characterized in der Rukoto least 80 wt% (meth) acrylic acid withdrawn from the withdrawal outlet of the absorption tower.
前記次工程が、粗(メタ)アクリル酸溶液から(メタ)アクリル酸を分離精製する工程である請求項1記載の(メタ)アクリル酸の製造方法。 The next step is the crude (meth) acrylic acid solution from the (meth) according to claim 1 Symbol placement of a process of separating and purifying the acrylic acid (meth) acrylic acid. 前記分離精製工程が、晶析工程および/または蒸留工程を含むものである請求項記載の(メタ)アクリル酸の製造方法。 The method for producing (meth) acrylic acid according to claim 2 , wherein the separation and purification step includes a crystallization step and / or a distillation step. 前記捕集溶剤が水、および/または、(メタ)アクリル酸の精製工程から発生する有機酸を含んだ水である請求項1〜のいずれか1項記載の(メタ)アクリル酸の製造方法。 The method for producing (meth) acrylic acid according to any one of claims 1 to 3 , wherein the collection solvent is water and / or water containing an organic acid generated from a purification step of (meth) acrylic acid. . (メタ)アクリル酸含有ガスの供給位置が、前記総理論段数で50〜100%の範囲にあり、
捕集溶剤の供給位置が、前記総理論段数で1〜30%の範囲にある請求項1〜のいずれか1項記載の(メタ)アクリル酸の製造方法。
The supply position of the (meth) acrylic acid-containing gas is in the range of 50 to 100% in terms of the total theoretical plate number,
The method for producing (meth) acrylic acid according to any one of claims 1 to 4 , wherein a supply position of the collection solvent is in a range of 1 to 30% in terms of the total number of theoretical plates.
前記抜き出し口から吸収塔の側流として抜き出す粗(メタ)アクリル酸溶液の量が、吸収塔から抜き出される溶液の量に対して20質量%以上である請求項1〜のいずれか1項記載の(メタ)アクリル酸の製造方法。 The amount of crude (meth) acrylic acid solution withdrawn as a side stream of the absorption tower from the withdrawal outlet is any one of claim 1 to 5, 20 mass% or more relative to the amount of the solution withdrawn from the absorption tower The manufacturing method of the (meth) acrylic acid of description.
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