JP5606692B2 - Method for producing (meth) acrylic acid - Google Patents

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Description

本発明は、晶析操作を有する(メタ)アクリル酸の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing (meth) acrylic acid having a crystallization operation.

従来、(メタ)アクリル酸を工業的に合成する方法として、(メタ)アクリル酸製造原料を接触気相酸化する方法が知られている。(メタ)アクリル酸製造原料が接触気相酸化して生成した(メタ)アクリル酸含有ガスは、例えば、液媒体で捕集され、粗(メタ)アクリル酸溶液として回収され、さらに、蒸留、放散、抽出や晶析等の方法により精製される。   Conventionally, as a method for industrially synthesizing (meth) acrylic acid, a method of catalytic vapor phase oxidation of a (meth) acrylic acid production raw material is known. The (meth) acrylic acid-containing gas produced by catalytic vapor phase oxidation of the (meth) acrylic acid production raw material is collected, for example, in a liquid medium, recovered as a crude (meth) acrylic acid solution, and further distilled and diffused. The product is purified by a method such as extraction or crystallization.

粗メタクリル酸溶液を晶析により精製する方法として、例えば特許文献1には、粗メタクリル酸溶液を結晶化および融解して、精製する方法が開示されている。特許文献1では、融解が2回に分けて行われ、1回目の融解で得られた融解液は系外に排出され、2回目の融解で得られた融解液を精製メタクリル酸として回収している。
開示されている。
As a method for purifying a crude methacrylic acid solution by crystallization, for example, Patent Document 1 discloses a method for purifying a crude methacrylic acid solution by crystallization and melting. In Patent Document 1, melting is performed in two steps, the melt obtained in the first melting is discharged out of the system, and the melt obtained in the second melting is recovered as purified methacrylic acid. Yes.
It is disclosed.

特開平7−278045号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-278045

特許文献1に開示された方法では、結晶化工程、発汗工程、および融解工程とにより粗メタクリル酸溶液から精製メタクリル酸を製造している。しかし、当該方法により得られる精製メタクリル酸は、精製されているもののわずかな不純物が含まれている。従って、さらに高い純度の精製メタクリル酸が得られれば、より好ましい。   In the method disclosed in Patent Document 1, purified methacrylic acid is produced from a crude methacrylic acid solution by a crystallization step, a sweating step, and a melting step. However, although the purified methacrylic acid obtained by the method is purified, it contains slight impurities. Therefore, it is more preferable if purified methacrylic acid with higher purity can be obtained.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より高純度の精製(メタ)アクリル酸が得られる(メタ)アクリル酸の製造方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the manufacturing method of (meth) acrylic acid from which purified (meth) acrylic acid of higher purity is obtained.

本発明では、結晶化工程、発汗工程、および融解工程とを含む(メタ)アクリル酸の製造方法において、発汗工程の前段に、晶析器から排出された冷熱媒を、冷却せずに前記晶析器に返送する調整工程を設けることで、より高純度の精製(メタ)アクリル酸が得られることが明らかになった。すなわち、前記課題を解決することができた本発明の(メタ)アクリル酸の製造方法とは、熱源機で冷却された冷熱媒を晶析器に供給し、粗(メタ)アクリル酸溶液から(メタ)アクリル酸結晶化物を得る結晶化工程と;前記晶析器から排出された冷熱媒を、冷却せずに前記晶析器に返送する調整工程と;前記晶析器に温熱媒を供給し、前記(メタ)アクリル酸結晶化物の一部を融解することにより得られた融解液を系外に排出する発汗工程と;前記晶析器に温熱媒を供給し、前記(メタ)アクリル酸結晶化物を融解し、精製(メタ)アクリル酸を得る融解工程とを、この順番で行うところに特徴を有する。   In the present invention, in the method for producing (meth) acrylic acid including a crystallization step, a sweating step, and a melting step, the cooling medium discharged from the crystallizer is cooled before the sweating step without cooling the crystal. It has been clarified that purified (meth) acrylic acid with higher purity can be obtained by providing an adjustment step for returning to the analyzer. That is, the method for producing (meth) acrylic acid according to the present invention that has solved the above-mentioned problem is to supply a cooling medium cooled by a heat source machine to a crystallizer, and from a crude (meth) acrylic acid solution ( A crystallization step for obtaining a (meth) acrylic acid crystallized product; an adjustment step for returning the cooling medium discharged from the crystallizer to the crystallizer without cooling; and a heating medium supplied to the crystallizer. A sweating step of discharging a melt obtained by melting a part of the crystallized (meth) acrylic acid out of the system; supplying a heating medium to the crystallizer; and the (meth) acrylic acid crystal It is characterized in that the melting step of melting the compound to obtain purified (meth) acrylic acid is performed in this order.

調整工程を設けることにより、晶析器の出口と入口とでの冷熱媒の温度が均一化され、晶析器内の冷熱媒の温度が均一化される。その結果、晶析器内の(メタ)アクリル酸結晶化物の温度が均一化される。従って、本発明では、引き続く発汗工程において、(メタ)アクリル酸結晶化物が均等に一部融解して結晶間や結晶表面に存在する不純物が効果的に除去され、融解工程により、より高純度の精製(メタ)アクリル酸が得られるようになる。   By providing the adjustment step, the temperature of the cooling medium at the outlet and the inlet of the crystallizer is made uniform, and the temperature of the cooling medium within the crystallizer is made uniform. As a result, the temperature of the (meth) acrylic acid crystallization product in the crystallizer is made uniform. Therefore, in the present invention, in the subsequent sweating process, the (meth) acrylic acid crystallization product is partially partially melted to effectively remove impurities existing between the crystals and on the crystal surface. Purified (meth) acrylic acid is obtained.

調整工程では、晶析器から排出された冷熱媒を、熱源機を介さずに前記晶析器に返送することが好ましい。前記構成により、晶析器から排出され、当該晶析器に返送するまでの冷熱媒の温度差を小さくできる。   In the adjustment step, it is preferable that the cooling medium discharged from the crystallizer is returned to the crystallizer without using a heat source device. By the said structure, the temperature difference of the cooling medium until it discharges | emits from a crystallizer and returns to the said crystallizer can be made small.

調整工程は、1分以上10分以下行うことが好ましい。調整工程を1分以上行うことで、晶析器内の冷熱媒の温度が十分均一化され、調整工程を10分以下とすることで、製造効率を大きく低下させずに(メタ)アクリル酸を製造できる。   The adjustment step is preferably performed for 1 minute to 10 minutes. By performing the adjustment step for 1 minute or longer, the temperature of the cooling medium in the crystallizer is sufficiently uniformed, and by adjusting the adjustment step to 10 minutes or less, (meth) acrylic acid can be used without greatly reducing production efficiency. Can be manufactured.

調整工程では、晶析器から排出され前記晶析器に返送するまでの冷熱媒の温度差が、1.0℃以内であることが好ましい。前記温度差が1.0℃以内であれば、晶析器内の冷熱媒の温度が十分均一化され、最終的により高純度の精製(メタ)アクリル酸を得やすくなる。   In the adjustment step, the temperature difference of the cooling medium until it is discharged from the crystallizer and returned to the crystallizer is preferably within 1.0 ° C. When the temperature difference is within 1.0 ° C., the temperature of the cooling medium in the crystallizer is sufficiently uniform, and it becomes easier to finally obtain purified (meth) acrylic acid with higher purity.

本発明の(メタ)アクリル酸の製造方法によれば、より高純度の精製(メタ)アクリル酸を得ることができる。   According to the method for producing (meth) acrylic acid of the present invention, purified (meth) acrylic acid with higher purity can be obtained.

本発明の製造方法に用いられる晶析装置の例を表す。The example of the crystallizer used for the manufacturing method of this invention is represented.

本発明の(メタ)アクリル酸の製造方法は、熱源機で冷却された冷熱媒を晶析器に供給し、粗(メタ)アクリル酸溶液から(メタ)アクリル酸結晶化物を得る結晶化工程と;前記晶析器から排出された冷熱媒を、冷却せずに前記晶析器に返送する調整工程と;前記晶析器に温熱媒を供給し、前記(メタ)アクリル酸結晶化物の一部を融解することにより得られた融解液を系外に排出する発汗工程と;前記晶析器に温熱媒を供給し、前記(メタ)アクリル酸結晶化物を融解し、精製(メタ)アクリル酸を得る融解工程とを有する。本発明では、結晶化工程、調整工程、発汗工程、および融解工程をこの順番で行い(以下、前記結晶化工程から融解工程に至る操作を「晶析操作」と称する場合がある)、粗(メタ)アクリル酸溶液から精製(メタ)アクリル酸を得る。   The method for producing (meth) acrylic acid according to the present invention includes a crystallization step of supplying a refrigeration medium cooled by a heat source machine to a crystallizer, and obtaining a (meth) acrylic acid crystallized product from a crude (meth) acrylic acid solution. An adjustment step in which the cooling medium discharged from the crystallizer is returned to the crystallizer without cooling; a heating medium is supplied to the crystallizer, and a part of the (meth) acrylic acid crystallized product A sweating step of discharging the melt obtained by melting the solution out of the system; supplying a heating medium to the crystallizer, melting the crystallized (meth) acrylic acid, and purifying the purified (meth) acrylic acid Obtaining a melting step. In the present invention, the crystallization step, the adjustment step, the sweating step, and the melting step are performed in this order (hereinafter, the operation from the crystallization step to the melting step may be referred to as “crystallization operation”), and rough ( Purified (meth) acrylic acid is obtained from a (meth) acrylic acid solution.

結晶化工程では、熱源機で冷却された冷熱媒を晶析器に供給する。結晶化工程で使用される熱源機は、冷熱媒を冷却するものであれば、特に限定されない。熱源機としては、熱源として蒸気や液化ガスが用いられる多管式熱交換器が挙げられる。また熱源機として、冷熱媒と温熱媒の両方を供給できる冷凍機を用いてもよい。冷凍機としては、吸収式冷凍機(アンモニア吸収式、水−臭化リチウム式等)、圧縮式冷凍機、吸着式冷凍機等を使用できる。   In the crystallization process, the cooling medium cooled by the heat source machine is supplied to the crystallizer. The heat source machine used in the crystallization step is not particularly limited as long as it cools the cooling medium. Examples of the heat source device include a multi-tube heat exchanger in which steam or liquefied gas is used as a heat source. Moreover, you may use the refrigerator which can supply both a cold-heating medium and a heating medium as a heat source machine. As the refrigerator, an absorption refrigerator (ammonia absorption type, water-lithium bromide type, etc.), a compression refrigerator, an adsorption refrigerator, or the like can be used.

冷熱媒は、熱源機と晶析器で液体状態を維持するものであれば特に限定されない。冷熱媒とは、熱源機で冷却された熱媒を意味する。冷熱媒は、発汗工程や融解工程で使用される温熱媒と、同一であっても異なっていてもよい。冷熱媒としては、エチレングリコール水溶液、グリセリン水溶液、メタノール水溶液等を用いることができる。   The cooling medium is not particularly limited as long as it maintains a liquid state with a heat source machine and a crystallizer. The cooling medium means a heating medium cooled by a heat source machine. The cooling medium may be the same as or different from the heating medium used in the sweating process or the melting process. As the cooling medium, an ethylene glycol aqueous solution, a glycerin aqueous solution, a methanol aqueous solution or the like can be used.

熱源機から排出される冷熱媒の温度は、粗(メタ)アクリル酸溶液の凝固点未満であれば特に限定されない。粗(メタ)アクリル酸溶液の凝固点は、(メタ)アクリル酸濃度および不純物組成に応じて変化する。例えば、アクリル酸濃度80質量%〜95質量%でその他の不純物の大半が水である粗アクリル酸溶液であれば、凝固点は概ね−5℃超、13.5℃以下となる。   The temperature of the cooling medium discharged from the heat source machine is not particularly limited as long as it is lower than the freezing point of the crude (meth) acrylic acid solution. The freezing point of the crude (meth) acrylic acid solution varies depending on the (meth) acrylic acid concentration and the impurity composition. For example, in the case of a crude acrylic acid solution having an acrylic acid concentration of 80% by mass to 95% by mass and most other impurities are water, the freezing point is generally more than −5 ° C. and 13.5 ° C. or less.

熱源機から排出される冷熱媒の温度は、晶析器に供する(メタ)アクリル酸溶液の凝固点により適宜調整することが好ましく、例えばアクリル酸濃度80質量%〜95質量%の溶液の場合は、−5℃以下が好ましく、−10℃以下がより好ましく、また−40℃以上が好ましく、−30℃以上がより好ましい。前記のように、熱源機から排出される冷熱媒の温度の上限は粗(メタ)アクリル酸溶液の凝固点未満であればよいが、結晶化を効率的に行う点から、熱源機から排出される冷熱媒の温度は−5℃以下であることが好ましい。一方、熱源機から排出される冷熱媒の温度が−40℃未満の場合は、熱源機での冷却負荷が増え、高仕様の熱源機が必要となったり、熱源機の消費エネルギーが増大するおそれがあるため、熱源機から排出される冷熱媒の温度は−40℃以上であることが好ましい。   The temperature of the cooling medium discharged from the heat source device is preferably adjusted as appropriate according to the freezing point of the (meth) acrylic acid solution to be used in the crystallizer. For example, in the case of a solution having an acrylic acid concentration of 80% by mass to 95% by mass, −5 ° C. or lower is preferable, −10 ° C. or lower is more preferable, −40 ° C. or higher is preferable, and −30 ° C. or higher is more preferable. As described above, the upper limit of the temperature of the cooling medium discharged from the heat source device may be lower than the freezing point of the crude (meth) acrylic acid solution, but it is discharged from the heat source device from the viewpoint of efficient crystallization. The temperature of the cooling medium is preferably −5 ° C. or lower. On the other hand, when the temperature of the cooling medium discharged from the heat source device is lower than −40 ° C., the cooling load in the heat source device increases, and a high-spec heat source device may be required, or the energy consumption of the heat source device may increase. Therefore, the temperature of the cooling medium discharged from the heat source machine is preferably −40 ° C. or higher.

結晶化工程では、結晶化の進行状況に応じて、晶析器に供給する冷熱媒の温度を適宜調整してもよい。冷熱媒は、互いに異なる温度を有する2種類以上を用いてもよい。例えば、−10℃〜−5℃の範囲の冷熱媒と−30℃〜−15℃の範囲の冷熱媒とを2種類用いてもよい。ただし、小スケールの晶析装置を用いる場合には、熱源機から所望の温度の冷熱媒を抜き出し、その温度のまま晶析器に供給してもよい。   In the crystallization step, the temperature of the cooling medium supplied to the crystallizer may be appropriately adjusted according to the progress of crystallization. Two or more types of cooling medium having different temperatures may be used. For example, two types of refrigeration medium in the range of -10 ° C to -5 ° C and refrigeration medium in the range of -30 ° C to -15 ° C may be used. However, when a small-scale crystallizer is used, a cooling medium having a desired temperature may be extracted from the heat source unit and supplied to the crystallizer at that temperature.

晶析器は、粗(メタ)アクリル酸溶液を晶析できるものであれば特に限定されない。晶析器としては、伝熱面を有するものが好ましい。この場合、晶析器は、内部が伝熱面により、冷熱媒または温熱媒が供給される部分(熱媒存在部)と、粗(メタ)アクリル酸溶液および/または(メタ)アクリル酸結晶化物が存在する部分(結晶化物存在部)とに区分されていることが好ましい。   The crystallizer is not particularly limited as long as it can crystallize a crude (meth) acrylic acid solution. As a crystallizer, what has a heat-transfer surface is preferable. In this case, the crystallizer has a portion (heat medium existing portion) to which a cooling medium or a heating medium is supplied by a heat transfer surface inside, a crude (meth) acrylic acid solution and / or (meth) acrylic acid crystallized product. It is preferable to be divided into a portion (crystallized product existing portion) in which is present.

伝熱面を有する晶析器としては、一般に熱交換器として用いられる装置を採用することができ、特に液体同士で熱交換を行う熱交換器として用いられる装置を採用することが好ましい。例えば、一枚のプレートが配置され、または複数枚のプレートが間隔を隔てて積層され、熱媒存在部と結晶化物存在部とがプレートを介して交互に配置されたプレート式熱交換器;複数本の管が容器内に配列され、管の内外で熱交換を行う多管式(シェル・アンド・チューブ式)熱交換器;外管の中に内管が配置され、内管の内外で熱交換を行う二重管式熱交換器等を採用することができる。なお、多管式熱交換器、二重管式熱交換器で用いられる管の断面形状は特に限定されない。   As a crystallizer having a heat transfer surface, a device generally used as a heat exchanger can be adopted, and it is particularly preferable to adopt a device used as a heat exchanger that performs heat exchange between liquids. For example, a plate-type heat exchanger in which one plate is arranged, or a plurality of plates are laminated at intervals, and a heat medium existence part and a crystallized substance existence part are alternately arranged via the plates; A multi-tube type (shell and tube type) heat exchanger in which the tubes are arranged in a container and exchange heat inside and outside the tube; the inner tube is placed inside the outer tube, and heat is exchanged inside and outside the inner tube. A double pipe heat exchanger or the like that performs the exchange can be employed. In addition, the cross-sectional shape of the tube used in the multi-tube heat exchanger or the double-tube heat exchanger is not particularly limited.

本発明の製造方法で使用される晶析器は、粗(メタ)アクリル酸溶液を被膜状に流下させながら(Falling Film形式)結晶化する、いわゆる動的結晶化できるものが好ましい。そのような晶析器としては、例えば、SulzerChemtech社スイスの層結晶化装置等を使用することができる。   The crystallizer used in the production method of the present invention is preferably a crystallizer capable of so-called dynamic crystallization, in which a crude (meth) acrylic acid solution is crystallized while flowing into a film (Falling Film format). As such a crystallizer, for example, Sulzer Chemtech's Swiss layer crystallizer can be used.

結晶化工程では、冷熱媒を晶析器に供給するとともに、粗(メタ)アクリル酸溶液を晶析器に供給する。その結果、粗(メタ)アクリル酸溶液が冷熱媒により冷却され、(メタ)アクリル酸結晶化物が生成する。結晶化工程では、粗(メタ)アクリル酸を、晶析器の結晶化物存在部と、結晶化物存在部の入口と出口とをつなぐ循環流路との間を循環させて、結晶化させることが好ましく、その結果、効率的に結晶化を行うことができるようになる。   In the crystallization step, a cooling medium is supplied to the crystallizer, and a crude (meth) acrylic acid solution is supplied to the crystallizer. As a result, the crude (meth) acrylic acid solution is cooled by the cooling medium, and a (meth) acrylic acid crystallized product is generated. In the crystallization step, the crude (meth) acrylic acid can be crystallized by circulating between the crystallized substance existing part of the crystallizer and a circulation channel connecting the inlet and the outlet of the crystallized substance existing part. Preferably, as a result, crystallization can be performed efficiently.

粗(メタ)アクリル酸溶液は、(メタ)アクリル酸とそれ以外の不純物を含む液体であれば特に限定されない。前記不純物としては、未反応の(メタ)アクリル酸製造原料、捕集液媒体(水など)、酢酸、プロピオン酸、マレイン酸、アセトン、アクロレイン、フルフラール、ホルムアルデヒド等が含まれる。本発明の製造方法で使用される粗(メタ)アクリル酸溶液は、(メタ)アクリル酸濃度が80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましい。前記(メタ)アクリル酸濃度が80質量%以上であれば、粗(メタ)アクリル酸溶液を結晶化することが容易となる。なお、前記(メタ)アクリル酸濃度の上限は特に限定されない。   The crude (meth) acrylic acid solution is not particularly limited as long as it is a liquid containing (meth) acrylic acid and other impurities. Examples of the impurities include unreacted (meth) acrylic acid production raw material, collection liquid medium (such as water), acetic acid, propionic acid, maleic acid, acetone, acrolein, furfural, formaldehyde and the like. The crude (meth) acrylic acid solution used in the production method of the present invention preferably has a (meth) acrylic acid concentration of 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 95% by mass or more. When the (meth) acrylic acid concentration is 80% by mass or more, it is easy to crystallize the crude (meth) acrylic acid solution. The upper limit of the (meth) acrylic acid concentration is not particularly limited.

結晶化工程では、熱源機で冷却された冷熱媒が晶析器に供給され、粗(メタ)アクリル酸溶液と熱交換されて加熱され、晶析器から排出される。そのため、冷熱媒の温度は、晶析器の入口よりも出口の方が高温となる。結晶化工程では、粗(メタ)アクリル酸溶液から(メタ)アクリル酸を結晶化させて、不純物は極力結晶化させずに液体状態を保つことで(メタ)アクリル酸を精製しているため、結晶化工程では粗(メタ)アクリル酸溶液の全てが結晶化することはない。従って、冷熱媒の温度は、結晶化工程全般において、晶析器の入口よりも出口の方が高温となる。このことは、結晶化工程において、晶析器内で生成した(メタ)アクリル酸結晶化物が、不均一な温度分布を有することを意味する。   In the crystallization process, the cooling medium cooled by the heat source machine is supplied to the crystallizer, heat-exchanged with the crude (meth) acrylic acid solution, heated, and discharged from the crystallizer. Therefore, the temperature of the cooling medium is higher at the outlet than at the inlet of the crystallizer. In the crystallization process, (meth) acrylic acid is purified by crystallizing (meth) acrylic acid from the crude (meth) acrylic acid solution and keeping the liquid state without causing impurities to crystallize as much as possible. In the crystallization step, not all of the crude (meth) acrylic acid solution is crystallized. Therefore, the temperature of the cooling medium is higher at the outlet than at the inlet of the crystallizer in the entire crystallization process. This means that the (meth) acrylic acid crystallized product generated in the crystallizer in the crystallization step has a non-uniform temperature distribution.

結晶化工程においては、例えば、結晶化の進行に伴い晶析器に供給する冷熱媒の温度を徐々に下げ、所定量の結晶化物が得られた時点で、結晶化工程を終了するか、晶析器に供給する冷熱媒の温度を低温に一定に保つように操作する。結晶化工程では一般に、最終的な晶析器の入口と出口の冷熱媒の温度差は、2℃〜5℃程度となる。   In the crystallization process, for example, as the crystallization progresses, the temperature of the cooling medium supplied to the crystallizer is gradually lowered, and when a predetermined amount of crystallized product is obtained, the crystallization process is completed, or The cooling medium supplied to the analyzer is operated so as to keep the temperature of the cooling medium constant. In the crystallization process, the temperature difference between the cooling medium at the inlet and outlet of the final crystallizer is generally about 2 ° C to 5 ° C.

結晶化工程では、晶析器から排出された冷熱媒は、熱源機に返送されて冷却され、再び晶析器に供給される。結晶化工程では、晶析器で受熱し温度が高くなった冷熱媒を、熱源機で再び冷却することにより、冷熱媒を循環利用することが好ましい。   In the crystallization process, the cooling medium discharged from the crystallizer is returned to the heat source machine, cooled, and supplied to the crystallizer again. In the crystallization process, it is preferable to circulate and use the cooling medium by cooling the cooling medium that has received heat by the crystallizer and the temperature is increased again by the heat source unit.

結晶化工程で結晶化せずに残った粗(メタ)アクリル酸溶液(以下、「残留母液」と称する場合がある)は、結晶化工程の最後、調整工程、または発汗工程で、系外に排出する。残留母液を発汗工程で系外に排出する場合は、発汗工程で生じた融解液とともに系外に排出することが効率的である。   The crude (meth) acrylic acid solution that remains without being crystallized in the crystallization process (hereinafter sometimes referred to as “residual mother liquor”) is removed from the system at the end of the crystallization process, in the adjustment process, or in the sweating process. Discharge. When the residual mother liquor is discharged out of the system in the sweating process, it is efficient to discharge it out of the system together with the melt generated in the sweating process.

晶析法により粗(メタ)アクリル酸溶液から精製(メタ)アクリル酸を得る場合、結晶化工程の後、すぐに発汗工程に移行するのが一般的である。なお、発汗工程とは、(メタ)アクリル酸結晶化物の一部を融解することにより、得られた融解液を系外に排出する工程を意味する。発汗工程により、結晶間や結晶表面に存在する不純物が洗い流され、引き続き行われる融解工程において、より高純度の精製(メタ)アクリル酸が得られるようになる。しかし、前記説明したように、結晶化工程では、晶析器内で生成した(メタ)アクリル酸結晶化物が、不均一な温度分布を有している。具体的には、晶析器の冷熱媒入口側で(メタ)アクリル酸結晶化物の温度が低くなり、晶析器の冷熱媒出口側で(メタ)アクリル酸結晶化物の温度が高くなる。このように、(メタ)アクリル酸結晶化物が晶析器内で不均一な温度分布を有している場合、結晶化工程の後すぐに発汗工程に移ると、(メタ)アクリル酸結晶化物の融解が均一に行われず、高温の(メタ)アクリル酸結晶化物が優先的に融解されるようになる。その結果、(メタ)アクリル酸結晶化物の高温部分では純度の高い(メタ)アクリル酸結晶化物まで融解したり、逆に(メタ)アクリル酸結晶化物の低温部分では結晶間や結晶表面に存在する不純物が十分除去されなくなる。   In the case of obtaining purified (meth) acrylic acid from a crude (meth) acrylic acid solution by a crystallization method, it is common to proceed to a sweating step immediately after the crystallization step. The sweating process means a process of discharging the obtained melt from the system by melting a part of the (meth) acrylic acid crystallized product. Impurities existing between the crystals and on the crystal surface are washed away by the sweating process, and purified (meth) acrylic acid with higher purity can be obtained in the subsequent melting process. However, as described above, in the crystallization step, the (meth) acrylic acid crystallized product generated in the crystallizer has a non-uniform temperature distribution. Specifically, the temperature of the (meth) acrylic acid crystallized product is lowered on the cooling medium inlet side of the crystallizer, and the temperature of the (meth) acrylic acid crystallized product is increased on the cooling medium outlet side of the crystallizer. As described above, when the (meth) acrylic acid crystallized product has a non-uniform temperature distribution in the crystallizer, if the (meth) acrylic acid crystallized product moves to the sweating step immediately after the crystallization step, Melting is not performed uniformly, and the high-temperature (meth) acrylic acid crystallized product is preferentially melted. As a result, high-temperature (meth) acrylic acid crystallized material melts to high-purity (meth) acrylic acid crystallized material, and conversely (meth) acrylic acid crystallized material exists between crystals or on the crystal surface. Impurities are not sufficiently removed.

そこで、本発明の製造方法では、結晶化工程と発汗工程との間に、晶析器から排出された冷熱媒を冷却せずに晶析器に返送する調整工程を設ける。晶析器から排出された冷熱媒を冷却せずに晶析器に返送することで、晶析器の入口と出口とでの冷熱媒の温度が理想的には均一化され、晶析器内の冷熱媒の温度が均一化されることとなる。その結果、晶析器内の(メタ)アクリル酸結晶化物の温度が均一化されると考えられる。従って、調整工程に引き続き発汗工程を行うことで、(メタ)アクリル酸結晶化物が、晶析器内での結晶化位置によらず均等に一部融解し、結晶間や結晶表面に存在する不純物が効果的に除去できるようになる。またその結果、融解工程により、より高純度の精製(メタ)アクリル酸が得られるようになる。   Therefore, in the production method of the present invention, an adjustment step is provided between the crystallization step and the perspiration step, in which the cooling medium discharged from the crystallizer is returned to the crystallizer without being cooled. By returning the cooling medium discharged from the crystallizer to the crystallizer without cooling, the temperature of the cooling medium at the inlet and outlet of the crystallizer is ideally uniform, The temperature of the cooling / heating medium will be made uniform. As a result, the temperature of the (meth) acrylic acid crystallization product in the crystallizer is considered to be uniform. Therefore, by performing the sweating process following the adjustment process, the (meth) acrylic acid crystallized material is partially melted uniformly regardless of the crystallization position in the crystallizer, and impurities present between the crystals or on the crystal surface. Can be effectively removed. As a result, purified (meth) acrylic acid with higher purity can be obtained by the melting step.

調整工程において、晶析器から排出された冷熱媒を冷却せずに晶析器に返送する方法としては、例えば、晶析器の出口と入口とをつなぐ短絡流路を設け、当該短絡流路を通じて晶析器から排出された冷熱媒を晶析器に返送すればよい。また、晶析器から排出された冷熱媒を、稼働していない熱源機を通して、晶析器に返送してもよい。   In the adjustment step, as a method of returning the cooling medium discharged from the crystallizer to the crystallizer without cooling, for example, a short-circuit channel connecting the outlet and the inlet of the crystallizer is provided, and the short-circuit channel The cooling medium discharged from the crystallizer can be returned to the crystallizer. Moreover, you may return the cooling medium discharged | emitted from the crystallizer to the crystallizer through the heat source machine which is not operating.

調整工程では、管路やポンプ等から不可避的に熱の授受が行われる場合を除き、積極的に加熱または冷却しない。また、不可避的に熱の授受が行われる場合でも、その授受量はできるだけ少ない方が好ましい。例えば、晶析器から排出された冷熱媒を、稼働していない熱源機を通して晶析器に返送する場合は、熱源機に残存した冷熱により冷熱媒が冷却される場合があり、従って、晶析器から排出された冷熱媒は熱源機を介さずに晶析器に返送することが好ましい。   In the adjustment process, it is not actively heated or cooled unless heat is inevitably transferred from a pipe or a pump. Even when heat is inevitably transferred, it is preferable that the amount transferred is as small as possible. For example, when the cooling medium discharged from the crystallizer is returned to the crystallizer through a heat source machine that is not in operation, the cooling medium may be cooled by the cold heat remaining in the heat source machine. It is preferable that the cooling medium discharged from the vessel is returned to the crystallizer without passing through the heat source unit.

調整工程では、晶析器の出口と入口とでの冷熱媒の温度差が小さい方が好ましい。すなわち、晶析器から排出され、当該晶析器に返送するまでの冷熱媒の温度差が小さい方が好ましい。具体的には、前記温度差は1.0℃以内が好ましく、0.5℃以内がより好ましい。前記温度差が1.0℃以内であれば、晶析器内の冷熱媒の温度が十分均一化され、最終的により高純度の精製(メタ)アクリル酸を得やすくなる。   In the adjustment step, it is preferable that the temperature difference of the cooling medium at the outlet and inlet of the crystallizer is small. That is, it is preferable that the temperature difference of the cooling medium until it is discharged from the crystallizer and returned to the crystallizer is small. Specifically, the temperature difference is preferably within 1.0 ° C., and more preferably within 0.5 ° C. When the temperature difference is within 1.0 ° C., the temperature of the cooling medium in the crystallizer is sufficiently uniform, and it becomes easier to finally obtain purified (meth) acrylic acid with higher purity.

晶析器の出口と入口とでの冷熱媒の温度差を小さくするためには、晶析器から排出された冷熱媒ができるだけ短い経路で晶析器に返送されることが好ましい。具体的には、晶析器の出口と入口とをつなぐ短絡流路を設け、当該短絡流路を通じて晶析器から排出された冷熱媒を晶析器に返送することが好ましい。短絡流路には、必要に応じて、冷熱媒を晶析器に返送するためのポンプを設けてもよい。   In order to reduce the temperature difference of the cooling medium between the outlet and the inlet of the crystallizer, it is preferable that the cooling medium discharged from the crystallizer is returned to the crystallizer through the shortest path possible. Specifically, it is preferable to provide a short-circuit channel connecting the outlet and the inlet of the crystallizer, and return the cooling medium discharged from the crystallizer through the short-circuit channel to the crystallizer. You may provide the short circuit flow path with the pump for returning a cooling medium to a crystallizer as needed.

調整工程は、少なくとも1分以上行うことが好ましく、2分以上行うことがより好ましい。調整工程を1分以上行うことにより、晶析器内の冷熱媒の温度が十分均一化され、さらに晶析器内で冷熱媒と(メタ)アクリル酸結晶化物とが熱交換されて、晶析器内の(メタ)アクリル酸結晶化物の温度が均一化されやすくなる。一方、調整工程は、10分以下行うことが好ましく、5分以下行うことがより好ましい。調整工程を10分超行っても、晶析器内の冷熱媒や(メタ)アクリル酸結晶化物の温度はそれ以上均一化されにくく、調整工程の時間が長くなることで製造効率が低下する。   The adjustment step is preferably performed for at least 1 minute, and more preferably for 2 minutes or more. By performing the adjustment process for 1 minute or more, the temperature of the cooling medium in the crystallizer is sufficiently uniformed, and the cooling medium and the (meth) acrylic acid crystallized product are heat-exchanged in the crystallizer, thereby crystallizing. The temperature of the (meth) acrylic acid crystallized product in the vessel is easily made uniform. On the other hand, the adjusting step is preferably performed for 10 minutes or less, more preferably 5 minutes or less. Even if the adjustment step is performed for more than 10 minutes, the temperature of the refrigeration medium and the (meth) acrylic acid crystallized product in the crystallizer is not more uniform, and the production efficiency is lowered due to the longer adjustment step time.

調整工程では、工程の初期段階においては、晶析器から排出され晶析器に返送される冷熱媒の温度が、結晶化工程の終期段階において晶析器から排出される冷熱媒の温度とほぼ等しくなるが、調整工程が進むに従い、一般に、冷熱媒が管路やポンプ等から受熱して、冷熱媒の温度が上昇する傾向を示す。この場合、冷熱媒の温度が(メタ)アクリル酸結晶化物の融点未満の範囲に収まるように、調整工程の時間を適宜調整する。好ましくは、晶析器から排出され晶析器に返送される冷熱媒の温度は、(メタ)アクリル酸結晶化物の融点の5℃以上低い温度範囲に維持する。   In the adjustment process, in the initial stage of the process, the temperature of the cooling medium discharged from the crystallizer and returned to the crystallizer is approximately equal to the temperature of the cooling medium discharged from the crystallizer in the final stage of the crystallization process. However, as the adjustment process proceeds, the cooling medium generally receives heat from a pipe, a pump, or the like, and the temperature of the cooling medium increases. In this case, the time of the adjustment step is appropriately adjusted so that the temperature of the cooling medium falls within the range below the melting point of the (meth) acrylic acid crystallized product. Preferably, the temperature of the cooling medium discharged from the crystallizer and returned to the crystallizer is maintained in a temperature range lower by 5 ° C. than the melting point of the (meth) acrylic acid crystallized product.

調整工程に引き続いて発汗工程を行う。発汗工程では、晶析器に温熱媒を供給し、(メタ)アクリル酸結晶化物の一部を融解することにより得られた融解液を系外に排出する。   Following the adjustment step, a sweating step is performed. In the sweating step, a heating medium is supplied to the crystallizer, and a melt obtained by melting a part of the (meth) acrylic acid crystallized product is discharged out of the system.

温熱媒とは、熱源機で加熱された熱媒を意味する。温熱媒は、熱源機と晶析器で液体状態を維持するものであれば特に限定されない。熱源機としては、前記例示した熱源機を使用することができ、冷凍機を使用してもよい。温熱媒としては、冷熱媒として例示した物質を用いることができる。   The heating medium means a heating medium heated by a heat source machine. The heating medium is not particularly limited as long as it maintains a liquid state with a heat source machine and a crystallizer. As the heat source machine, the heat source machine exemplified above can be used, and a refrigerator may be used. As the heating medium, the substances exemplified as the cooling medium can be used.

熱源機から排出される温熱媒の温度は、(メタ)アクリル酸結晶化物の融点超であれば特に限定されない。熱源機から排出される温熱媒の温度は、好ましくは15℃以上であり、より好ましくは25℃以上であり、また45℃以下が好ましく、40℃以下がより好ましい。前記のように、熱源機から排出される温熱媒の温度の下限は結晶化した(メタ)アクリル酸の融点超であればよいが、融解を効率的に行う点から、熱源機から排出される温熱媒の温度は15℃以上であることが好ましい。一方、熱源機から排出される温熱媒の温度が45℃を超える場合は、晶析器において(メタ)アクリル酸の重合反応が起こり、操作の継続が困難になったり、得られる(メタ)アクリル酸の純度や収率が落ちるおそれがある。また、熱源機での加熱負荷が増え、高仕様の熱源機が必要となったり、熱源機の消費エネルギーが増大するおそれがある。そのため、熱源機から排出される温熱媒の温度は45℃以下であることが好ましい。   The temperature of the heating medium discharged from the heat source machine is not particularly limited as long as it exceeds the melting point of the (meth) acrylic acid crystallized product. The temperature of the heating medium discharged from the heat source machine is preferably 15 ° C or higher, more preferably 25 ° C or higher, preferably 45 ° C or lower, more preferably 40 ° C or lower. As described above, the lower limit of the temperature of the heating medium discharged from the heat source machine may be above the melting point of the crystallized (meth) acrylic acid, but it is discharged from the heat source machine from the viewpoint of efficient melting. The temperature of the heating medium is preferably 15 ° C. or higher. On the other hand, when the temperature of the heating medium discharged from the heat source machine exceeds 45 ° C., a polymerization reaction of (meth) acrylic acid occurs in the crystallizer, and it becomes difficult to continue the operation or (meth) acrylic obtained. The purity and yield of the acid may be reduced. Moreover, the heating load in the heat source device may increase, and a high-spec heat source device may be required, or the energy consumption of the heat source device may increase. Therefore, it is preferable that the temperature of the heating medium discharged from the heat source machine is 45 ° C. or less.

発汗工程および後述する融解工程では、融解の進行状況に応じて、晶析器に供給する温熱媒の温度を適宜調整してもよい。発汗工程と後述する融解工程とを比較すると、晶析器に供給する温熱媒の温度は、発汗工程より融解工程の方が高い方が好ましい。   In the sweating step and the melting step described later, the temperature of the heating medium supplied to the crystallizer may be appropriately adjusted according to the progress of melting. Comparing the sweating process with the melting process described later, the temperature of the heating medium supplied to the crystallizer is preferably higher in the melting process than in the sweating process.

発汗工程では、晶析器に温熱媒を供給し、(メタ)アクリル酸結晶化物を加熱して、(メタ)アクリル酸結晶化物の一部を融解する。その結果、(メタ)アクリル酸結晶化物の結晶間や結晶表面に存在する不純物が除去され、引き続き行われる融解工程において、より純度の高い精製(メタ)アクリル酸が得られるようになる。   In the sweating step, a heating medium is supplied to the crystallizer, the (meth) acrylic acid crystallized product is heated, and a part of the (meth) acrylic acid crystallized product is melted. As a result, impurities existing between the crystals of the (meth) acrylic acid crystallized product or on the crystal surface are removed, and purified (meth) acrylic acid with higher purity can be obtained in the subsequent melting step.

発汗工程では、(メタ)アクリル酸結晶化物の1質量%〜10質量%を融解することが好ましい。(メタ)アクリル酸結晶化物を前記割合で一部融解することで、融解工程で得られる精製(メタ)アクリル酸の純度と収量とを効果的に高めることができる。   In the sweating step, it is preferable to melt 1% by mass to 10% by mass of the (meth) acrylic acid crystallized product. By partially melting the (meth) acrylic acid crystallized substance at the above ratio, the purity and yield of purified (meth) acrylic acid obtained in the melting step can be effectively increased.

(メタ)アクリル酸結晶化物の一部を融解することにより得られた融解液は、系外に排出する。なお、系外に排出するとは、一旦晶析器から排出することを意味する。系外に排出した融解液は、別の結晶化工程に供する粗(メタ)アクリル酸溶液として使用してもよく、また晶析より前段の任意の工程に戻してもよい。なお、結晶化工程で発生し、系外に排出した残留母液も、系外に排出した融解液と同様に扱えばよい。   The melt obtained by melting a part of the (meth) acrylic acid crystallized product is discharged out of the system. Note that discharging out of the system means discharging from the crystallizer once. The melt discharged out of the system may be used as a crude (meth) acrylic acid solution to be subjected to another crystallization step, or may be returned to an arbitrary step prior to crystallization. The residual mother liquor generated in the crystallization process and discharged out of the system may be handled in the same manner as the melt discharged out of the system.

発汗工程の後、融解工程を行う。融解工程では、晶析器に温熱媒を供給し、(メタ)アクリル酸結晶化物を融解し、精製(メタ)アクリル酸を得る。融解工程で使用される温熱媒は、発汗工程で使用される温熱媒について説明した通りであり、発汗工程で使用される温熱媒と同一の物質を用いることが効率的である。融解工程により、粗(メタ)アクリル酸溶液より純度が高められた精製(メタ)アクリル酸が得られる。本発明の製造方法によれば、調整工程を設けることにより、より高純度の精製(メタ)アクリル酸を得ることができる。   After the sweating process, a melting process is performed. In the melting step, a heating medium is supplied to the crystallizer, the (meth) acrylic acid crystallized product is melted, and purified (meth) acrylic acid is obtained. The heating medium used in the melting process is as described for the heating medium used in the sweating process, and it is efficient to use the same material as the heating medium used in the sweating process. By the melting step, purified (meth) acrylic acid having a higher purity than the crude (meth) acrylic acid solution is obtained. According to the production method of the present invention, purified (meth) acrylic acid with higher purity can be obtained by providing an adjustment step.

融解工程では、温熱媒の供給に伴い先に溶ける融解液を、晶析器の結晶化物存在部と、結晶化物存在部の入口と出口とをつなぐ循環流路との間を循環させて、残存する(メタ)アクリル酸結晶化物の融解を促進させることが好ましい。また、(メタ)アクリル酸の重合防止の点から、重合防止剤を晶析器の結晶化物存在部に供給することが好ましい。   In the melting process, the melt that has melted first with the supply of the heating medium is circulated between the crystallized product existing part of the crystallizer and the circulation channel that connects the inlet and the outlet of the crystallized product present part, and remains. It is preferable to promote melting of the (meth) acrylic acid crystallized product. Moreover, it is preferable to supply a polymerization inhibitor to the crystallized substance presence part of a crystallizer from the point of polymerization prevention of (meth) acrylic acid.

本発明の製造方法では、結晶化工程、調整工程、発汗工程、および融解工程を、この順番で複数回行ってもよい。この場合、融解工程で得られた精製(メタ)アクリル酸を、再び結晶化工程に粗(メタ)アクリル酸溶液として供する。このように結晶化工程から融解工程に至る晶析操作を複数回繰り返すことで、より純度の高い精製(メタ)アクリル酸を得ることができる。好ましくは、晶析操作を3〜5回繰り返す。   In the production method of the present invention, the crystallization step, the adjustment step, the sweating step, and the melting step may be performed a plurality of times in this order. In this case, the purified (meth) acrylic acid obtained in the melting step is again supplied to the crystallization step as a crude (meth) acrylic acid solution. Thus, purified (meth) acrylic acid with higher purity can be obtained by repeating the crystallization operation from the crystallization step to the melting step a plurality of times. Preferably, the crystallization operation is repeated 3 to 5 times.

本発明の製造方法は、複数の晶析器を使用し、晶析操作を並行して行ってもよい。例えば2つの晶析器を使用する場合を想定すると、一方の晶析器で結晶化工程と調整工程とを行っている間に、他方の晶析器で発汗工程と融解工程とを行うようにすることが好ましい。この場合、一方の晶析器には冷熱媒が供給され、他方の晶析器には温熱媒が供給されることとなるため、冷熱媒と温熱媒とを供給する熱源機として冷凍機を用いれば、冷凍機から発生する温熱と冷熱の両方が晶析操作のいずれかの工程で使用されることとなり、効率的である。   In the production method of the present invention, a plurality of crystallizers may be used and the crystallization operations may be performed in parallel. For example, assuming that two crystallizers are used, the sweating process and the melting process are performed in the other crystallizer while the crystallizing process and the adjusting process are performed in one crystallizer. It is preferable to do. In this case, since a cooling medium is supplied to one crystallizer and a heating medium is supplied to the other crystallizer, a refrigerator is used as a heat source for supplying the cooling medium and the heating medium. For example, both hot and cold generated from the refrigerator are used in any step of the crystallization operation, which is efficient.

本発明の(メタ)アクリル酸の製造方法は、さらに、粗(メタ)アクリル酸溶液を得る工程を有することが好ましい。粗(メタ)アクリル酸溶液を得る工程は、(メタ)アクリル酸製造原料から接触気相酸化反応により(メタ)アクリル酸含有ガスを得る接触気相酸化反応工程と、前記(メタ)アクリル酸含有ガスを液媒体で捕集する捕集工程とを有していることが好ましい。また、前記捕集工程の代わりに、前記(メタ)アクリル酸含有ガスを凝縮する凝縮工程を有していてもよい。さらに、前記捕集工程や凝縮工程で得られた(メタ)アクリル酸溶液の(メタ)アクリル酸含有率を上げることを目的に、前記捕集工程または凝縮工程の後段に精製工程を設けてもよい。   The method for producing (meth) acrylic acid of the present invention preferably further includes a step of obtaining a crude (meth) acrylic acid solution. The step of obtaining a crude (meth) acrylic acid solution includes a contact gas phase oxidation reaction step of obtaining a (meth) acrylic acid-containing gas from a (meth) acrylic acid production raw material by a contact gas phase oxidation reaction, and the (meth) acrylic acid-containing step. It is preferable to have a collection step of collecting gas with a liquid medium. Moreover, you may have the condensation process which condenses the said (meth) acrylic acid containing gas instead of the said collection process. Furthermore, for the purpose of increasing the (meth) acrylic acid content of the (meth) acrylic acid solution obtained in the collecting step or the condensing step, a purification step may be provided after the collecting step or the condensing step. Good.

接触気相酸化反応工程では、(メタ)アクリル酸製造原料としてプロパン、プロピレン、(メタ)アクロレイン、またはイソブチレン等を用い、これを分子状酸素により接触気相酸化させ、(メタ)アクリル酸含有ガスを得る。接触気相酸化反応は、従来公知の酸化触媒を用いて行うことが好ましい。   In the catalytic gas phase oxidation reaction step, propane, propylene, (meth) acrolein, isobutylene, or the like is used as a raw material for producing (meth) acrylic acid, and this is subjected to catalytic gas phase oxidation with molecular oxygen to produce a (meth) acrylic acid-containing gas. Get. The catalytic gas phase oxidation reaction is preferably performed using a conventionally known oxidation catalyst.

捕集工程では、前記接触気相酸化反応工程で得られた(メタ)アクリル酸含有ガスを、捕集塔において液媒体で捕集し、(メタ)アクリル酸溶液を得る。前記液媒体としては、水、(メタ)アクリル酸含有水、または高沸点溶剤(ジフェニルエーテルやジフェニル等)等を用いることができる。本発明では、捕集工程で得られた(メタ)アクリル酸溶液を、粗(メタ)アクリル酸溶液として結晶化工程に供してもよい。また、前記(メタ)アクリル酸含有ガスを凝縮して得られた(メタ)アクリル酸溶液を、粗(メタ)アクリル酸溶液として結晶化工程に供してもよい。   In the collection step, the (meth) acrylic acid-containing gas obtained in the catalytic gas phase oxidation reaction step is collected with a liquid medium in a collection tower to obtain a (meth) acrylic acid solution. As the liquid medium, water, (meth) acrylic acid-containing water, a high boiling point solvent (such as diphenyl ether or diphenyl), or the like can be used. In the present invention, the (meth) acrylic acid solution obtained in the collecting step may be subjected to a crystallization step as a crude (meth) acrylic acid solution. Further, the (meth) acrylic acid solution obtained by condensing the (meth) acrylic acid-containing gas may be subjected to a crystallization step as a crude (meth) acrylic acid solution.

次に、図面を参照して、本発明の製造方法の実施態様の一例を説明する。なお、本発明は図面に示された実施態様に限定されるものではない。   Next, an example of an embodiment of the production method of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment shown in the drawings.

図1には、本発明の製造方法で使用される晶析装置が示されている。晶析器1は、伝熱面として機能する晶析管2を備える。晶析器1は、晶析管2の内外面で、冷熱媒または温熱媒が供給される熱媒存在部3と、粗(メタ)アクリル酸溶液および/または(メタ)アクリル酸結晶化物が存在する結晶化物存在部4とに区分されている。   FIG. 1 shows a crystallizer used in the production method of the present invention. The crystallizer 1 includes a crystallizer tube 2 that functions as a heat transfer surface. The crystallizer 1 has a heat medium existence part 3 to which a cooling medium or a heat medium is supplied, a crude (meth) acrylic acid solution and / or a (meth) acrylic acid crystallized substance on the inner and outer surfaces of the crystallization tube 2. The crystallized substance existing part 4 is divided.

結晶化工程では、熱源機で冷却された冷熱媒を、入口3aを通って晶析器1の熱媒存在部3に供給し、晶析器1に供給された冷熱媒は、出口3bを通って晶析器1から排出される。結晶化工程では、熱媒ライン上のバルブ11,12は開いており、晶析器1の入口3aと出口3bとをつなぐ短絡流路5に設けられたバルブ6の開閉により入口3aに入る熱媒の温度を所望の値に調整する。ただし、小スケールの晶析装置を用いて、熱源機から所望の温度の冷熱媒を抜き出し、その温度のまま晶析器に供給する場合は、結晶化工程においてバルブ6は閉じていてもよい。粗(メタ)アクリル酸溶液は、入口4aを通って晶析器1の結晶化物存在部4に所定量供給され、晶析管2内で冷却され、(メタ)アクリル酸結晶化物が生成する。晶析管2内で結晶化せずに晶析器1の下部に流下した粗(メタ)アクリル酸溶液は、出口4bと入口4aとをつなぐ循環流路8を通って、再び晶析器1に供給される。結晶化工程で結晶化せずに残った粗(メタ)アクリル酸溶液は、残留母液として、晶析器1の下部に貯めておく。なお、結晶化工程および調整工程では、流路10のバルブ9は閉じている。   In the crystallization process, the cooling medium cooled by the heat source machine is supplied to the heating medium existence part 3 of the crystallizer 1 through the inlet 3a, and the cooling medium supplied to the crystallizer 1 passes through the outlet 3b. And discharged from the crystallizer 1. In the crystallization process, the valves 11 and 12 on the heat medium line are open, and the heat entering the inlet 3a by opening and closing the valve 6 provided in the short-circuit channel 5 connecting the inlet 3a and the outlet 3b of the crystallizer 1. The temperature of the medium is adjusted to a desired value. However, when a small-scale crystallization apparatus is used to extract a cooling medium at a desired temperature from the heat source unit and supply it to the crystallizer at that temperature, the valve 6 may be closed in the crystallization step. A predetermined amount of the crude (meth) acrylic acid solution is supplied to the crystallized substance existing part 4 of the crystallizer 1 through the inlet 4a and cooled in the crystallizing tube 2, so that a (meth) acrylic acid crystallized substance is generated. The crude (meth) acrylic acid solution which has flowed down to the lower part of the crystallizer 1 without being crystallized in the crystallizer 2 passes through the circulation channel 8 connecting the outlet 4b and the inlet 4a, and is again crystallized. To be supplied. The crude (meth) acrylic acid solution remaining without being crystallized in the crystallization step is stored in the lower part of the crystallizer 1 as a residual mother liquor. In the crystallization process and the adjustment process, the valve 9 of the flow path 10 is closed.

調整工程では、熱媒ライン上のバルブ11,12を閉め、短絡流路5のバルブ6を開け、出口3bを通って晶析器1から排出された冷熱媒を、短絡流路5を経由してポンプ7により、晶析器1に返送する。晶析器1の出口3bから晶析器1の入口3aに至る流路には、熱源機等の冷却手段が設けられていないため、冷熱媒は冷却せずに晶析器1に返送されることとなる。調整工程により、晶析器1の入口3aと出口3bにおける冷熱媒の温度が均一化され、その結果、晶析管2の内表面に生成した(メタ)アクリル酸結晶化物の温度が均一化される。   In the adjustment process, the valves 11 and 12 on the heating medium line are closed, the valve 6 of the short circuit channel 5 is opened, and the cooling medium discharged from the crystallizer 1 through the outlet 3 b is passed through the short circuit channel 5. And returned to the crystallizer 1 by the pump 7. Since a cooling means such as a heat source machine is not provided in the flow path from the outlet 3b of the crystallizer 1 to the inlet 3a of the crystallizer 1, the cooling medium is returned to the crystallizer 1 without being cooled. It will be. By the adjusting step, the temperature of the cooling medium at the inlet 3a and outlet 3b of the crystallizer 1 is made uniform, and as a result, the temperature of the (meth) acrylic acid crystallized product formed on the inner surface of the crystallizer 2 is made uniform. The

発汗工程では、熱媒ライン上のバルブ11,12を開け、温熱媒を晶析器1の熱媒存在部3に供給し、晶析管2の内表面に生成した(メタ)アクリル酸結晶化物の一部を融解する。発汗工程および融解工程では、短絡流路5に設けられたバルブ6は閉じている。発汗工程では、流路10のバルブ9を開け、発汗工程で生成した(メタ)アクリル酸融解液を、前記残留母液とともに、流路10を通じて系外に排出する。   In the sweating process, the valves 11 and 12 on the heating medium line are opened, the heating medium is supplied to the heating medium existing portion 3 of the crystallizer 1, and the (meth) acrylic acid crystallized product generated on the inner surface of the crystallization tube 2. Melt a part of. In the sweating process and the melting process, the valve 6 provided in the short-circuit channel 5 is closed. In the perspiration process, the valve 9 of the flow path 10 is opened, and the (meth) acrylic acid melt generated in the perspiration process is discharged out of the system through the flow path 10 together with the residual mother liquor.

融解工程では、温熱媒を晶析器1の熱媒存在部3に供給し、晶析管2の内表面に生成した(メタ)アクリル酸結晶化物を融解し、精製(メタ)アクリル酸を得る。精製(メタ)アクリル酸は、循環流路8を通って、再び晶析器1に返送することで、(メタ)アクリル酸結晶化物を効率よく融解することができる。得られた精製(メタ)アクリル酸は、流路10のバルブ9を開け、流路10を通じて系外に排出し、回収する。   In the melting step, a heating medium is supplied to the heating medium existing part 3 of the crystallizer 1 to melt the (meth) acrylic acid crystallized product generated on the inner surface of the crystallization tube 2 to obtain purified (meth) acrylic acid. . The purified (meth) acrylic acid can be efficiently melted by returning the purified (meth) acrylic acid to the crystallizer 1 again through the circulation channel 8. The purified (meth) acrylic acid obtained is recovered by being discharged out of the system through the channel 10 by opening the valve 9 of the channel 10.

以下に、実施例を示すことにより本発明を更に詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

実施例1
プロピレンの接触気相酸化反応によって得られた反応ガスを捕集塔に導入し、捕集用水溶液と接触させた。捕集塔の塔底より、アクリル酸90.0質量%、水3.2質量%、酢酸1.9質量%、マレイン酸0.6質量%、アクリル酸二量体1.5質量%、フルフラール0.07質量%、ベンズアルデヒド0.27質量%、ホルムアルデヒド0.06質量%、ハイドロキノン0.1質量%、その他の不純物2.3質量%の組成を有する粗アクリル酸溶液を回収した。捕集塔から回収した粗アクリル酸溶液の温度は91℃であった。
Example 1
A reaction gas obtained by the catalytic gas phase oxidation reaction of propylene was introduced into a collection tower and brought into contact with an aqueous solution for collection. From the bottom of the collection tower, acrylic acid 90.0% by mass, water 3.2% by mass, acetic acid 1.9% by mass, maleic acid 0.6% by mass, acrylic acid dimer 1.5% by mass, furfural A crude acrylic acid solution having a composition of 0.07 mass%, benzaldehyde 0.27 mass%, formaldehyde 0.06 mass%, hydroquinone 0.1 mass%, and other impurities 2.3 mass% was recovered. The temperature of the crude acrylic acid solution recovered from the collection tower was 91 ° C.

得られた粗アクリル酸溶液を、冷却後、晶析操作に供した。晶析器は、上部に、長さ6m、内径70mmの金属製の晶析管が3本備えられ、晶析管外面から冷却および加熱可能な二重ジャケット構造を有していた。   The obtained crude acrylic acid solution was subjected to a crystallization operation after cooling. The crystallizer was provided with three metal crystallizing tubes having a length of 6 m and an inner diameter of 70 mm in the upper part, and had a double jacket structure capable of cooling and heating from the outer surface of the crystallizing tube.

結晶化工程では、熱源機により冷却された冷熱媒を晶析管の外側に供給するとともに、粗アクリル酸溶液を、晶析管の内側に上部から供給した。粗アクリル酸溶液は、晶析管の内表面を被膜状に流下させ、その結果、晶析管の内表面にアクリル酸結晶化物が生成した。冷熱媒は、熱源機と晶析器との間を循環させた。結晶化の進行に伴い、冷熱媒の温度を下げ、所定量のアクリル酸結晶化物が得られた時点で、結晶化工程を終了した。結晶化工程では、冷熱媒の温度を最終的に−15℃まで下げ、また、晶析器の入口と出口の冷熱媒の最終的な温度差は約5℃であった。   In the crystallization step, the cooling medium cooled by the heat source machine was supplied to the outside of the crystallization tube, and the crude acrylic acid solution was supplied to the inside of the crystallization tube from above. The crude acrylic acid solution caused the inner surface of the crystallization tube to flow down into a film, and as a result, an acrylic acid crystallized product was formed on the inner surface of the crystallization tube. The cooling medium was circulated between the heat source machine and the crystallizer. As the crystallization progressed, the temperature of the cooling medium was lowered, and the crystallization process was completed when a predetermined amount of crystallized acrylic acid was obtained. In the crystallization step, the temperature of the cooling medium was finally lowered to −15 ° C., and the final temperature difference between the inlet and outlet of the crystallizer was about 5 ° C.

引き続き、調整工程として、熱源機での冷熱媒の冷却を止めて、冷熱媒を晶析器に供給し続けた。その結果、晶析器入口と出口とにおける冷熱媒の温度差は0.2℃以内となった。調整工程は、5分間行った。   Subsequently, as an adjustment step, the cooling of the cooling medium in the heat source machine was stopped and the cooling medium was continuously supplied to the crystallizer. As a result, the temperature difference of the cooling medium at the crystallizer inlet and outlet was within 0.2 ° C. The adjustment process was performed for 5 minutes.

引き続き、発汗工程として、温熱媒を晶析器に供給した。温熱媒は、晶析器出口における温度がアクリル酸結晶化物の融点付近になるように、晶析器への供給温度を調整した。発汗工程では、アクリル酸結晶化物の約2〜5質量%が融解し、得られた融解液を、結晶化工程の残留母液とともに、晶析器から排出した。   Subsequently, a heating medium was supplied to the crystallizer as a sweating process. The temperature of the heating medium was adjusted to the crystallizer so that the temperature at the crystallizer outlet was close to the melting point of the crystallized acrylic acid. In the sweating process, about 2 to 5% by mass of the acrylic acid crystallized product was melted, and the obtained melt was discharged from the crystallizer together with the residual mother liquor in the crystallization process.

引き続き、融解工程として、37℃の温熱媒を晶析器に供給し、アクリル酸結晶化物を完全に融解し、精製アクリル酸を得た。この際、精製アクリル酸は、晶析器の下部から引き抜き、それを晶析管の上部に返送して循環させた。   Subsequently, as a melting step, a heating medium at 37 ° C. was supplied to the crystallizer, and the acrylic acid crystallized product was completely melted to obtain purified acrylic acid. At this time, the purified acrylic acid was extracted from the lower part of the crystallizer, and returned to the upper part of the crystallizer tube for circulation.

融解工程で得られた精製アクリル酸を、粗アクリル酸溶液として再び結晶化工程に供し、さらに、調整工程、発汗工程、および融解工程に至る2回目の晶析操作を行った。同様に、3回目および4回目の晶析操作を行った。なお、3回目および4回目の融解工程では、重合防止剤としてp−メトキシフェノールの5質量%アクリル酸溶液を加えた。   The purified acrylic acid obtained in the melting step was again subjected to a crystallization step as a crude acrylic acid solution, and further a second crystallization operation from the adjustment step, the sweating step, and the melting step was performed. Similarly, the third and fourth crystallization operations were performed. In the third and fourth melting steps, a 5% by mass acrylic acid solution of p-methoxyphenol was added as a polymerization inhibitor.

4回の晶析操作を経て得られた精製アクリル酸は、アクリル酸を99.94質量%含み、他に水85質量ppm、酢酸420質量ppm、マレイン酸2質量ppm、フルフラール0.2質量ppm、ベンズアルデヒド0.1質量ppm、ホルムアルデヒド0.0質量ppm、アクリル酸二量体47質量ppmを含んでいた。   Purified acrylic acid obtained through four crystallization operations contains 99.94% by mass of acrylic acid, in addition to water 85 mass ppm, acetic acid 420 mass ppm, maleic acid 2 mass ppm, furfural 0.2 mass ppm. Benzaldehyde 0.1 mass ppm, formaldehyde 0.0 mass ppm, acrylic acid dimer 47 mass ppm.

比較例1
調整工程を行わなかった以外は、実施例1と同様の操作を行って、精製アクリル酸を得た。4回の晶析操作を経て得られた精製アクリル酸は、アクリル酸を99.92質量%を含み、他に水123質量ppm、酢酸530質量ppm、マレイン酸3質量ppm、フルフラール0.2質量ppm、ベンズアルデヒド0.2質量ppm、ホルムアルデヒド0.0質量ppm、アクリル酸二量体85質量ppmを含んでいた。比較例1で得られた精製アクリル酸の不純物含有量は、実施例1のものより多い結果となった。
Comparative Example 1
Except not having performed the adjustment process, the same operation as Example 1 was performed and purified acrylic acid was obtained. Purified acrylic acid obtained through four crystallization operations contains 99.92% by mass of acrylic acid, and in addition, water 123 mass ppm, acetic acid 530 mass ppm, maleic acid 3 mass ppm, furfural 0.2 mass. ppm, benzaldehyde 0.2 mass ppm, formaldehyde 0.0 mass ppm, and acrylic acid dimer 85 mass ppm. The impurity content of the purified acrylic acid obtained in Comparative Example 1 was higher than that in Example 1.

1: 晶析器
2: 晶析管
3: 熱媒存在部
4: 結晶化物存在部
5: 短絡流路
8: 循環流路
1: Crystallizer 2: Crystallization tube 3: Heat medium existing part 4: Crystallized substance existing part 5: Short-circuit flow path 8: Circulation flow path

Claims (4)

熱源機で冷却された冷熱媒を晶析器に供給し、粗(メタ)アクリル酸溶液から(メタ)アクリル酸結晶化物を得る結晶化工程と;
前記晶析器から排出された冷熱媒を、冷却せずに前記晶析器に返送することを1分以上行う調整工程と;
前記晶析器に温熱媒を供給し、前記(メタ)アクリル酸結晶化物の一部を融解することにより得られた融解液を系外に排出する発汗工程と;
前記晶析器に温熱媒を供給し、前記(メタ)アクリル酸結晶化物を融解し、精製(メタ)アクリル酸を得る融解工程とを、この順番で行うことを特徴とする(メタ)アクリル酸の製造方法。
A crystallization process for supplying a crystallized product of (meth) acrylic acid from a crude (meth) acrylic acid solution by supplying a cooling medium cooled by a heat source machine to the crystallizer;
An adjustment step in which the cooling medium discharged from the crystallizer is returned to the crystallizer for 1 minute or longer without being cooled;
A sweating step of supplying a heating medium to the crystallizer and discharging a melt obtained by melting a part of the crystallized (meth) acrylic acid out of the system;
(Meth) acrylic acid characterized in that a heating medium is supplied to the crystallizer, and the (meth) acrylic acid crystallized product is melted to obtain purified (meth) acrylic acid in this order. Manufacturing method.
前記調整工程において、晶析器から排出された冷熱媒を、熱源機を介さずに前記晶析器に返送する請求項1に記載の(メタ)アクリル酸の製造方法。   The method for producing (meth) acrylic acid according to claim 1, wherein in the adjusting step, the cooling medium discharged from the crystallizer is returned to the crystallizer without using a heat source device. 前記調整工程を1分以上10分以下行う請求項1または2に記載の(メタ)アクリル酸の製造方法。   The manufacturing method of the (meth) acrylic acid of Claim 1 or 2 which performs the said adjustment process 1 minute or more and 10 minutes or less. 前記調整工程において、晶析器から排出され前記晶析器に返送するまでの冷熱媒の温度差が、1.0℃以内である請求項1〜3のいずれか一項に記載の(メタ)アクリル酸の製造方法。   The (meta) according to any one of claims 1 to 3, wherein in the adjustment step, a temperature difference of the cooling medium until it is discharged from the crystallizer and returned to the crystallizer is within 1.0 ° C. A method for producing acrylic acid.
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