JP7020128B2 - アクリル酸の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、アクリル酸の製造方法に関する。詳しくは共沸脱水蒸留を行う工程を含むア
クリル酸の製造方法であって、該共沸脱水蒸留を行う工程において留出ガスより回収した
水層中に存在する溶媒を効率良く分離、回収できるアクリル酸の製造方法に関する。
クリル酸の製造方法であって、該共沸脱水蒸留を行う工程において留出ガスより回収した
水層中に存在する溶媒を効率良く分離、回収できるアクリル酸の製造方法に関する。
プロピレン及び／またはアクロレインの気相酸化反応により得られた酸化反応ガス中の
アクリル酸は、捕集塔の溶媒吸収によりアクリル酸溶液として分離、回収される。吸収に
用いられる溶媒は、水と高沸点溶媒に大別される。水による酸化反応ガスの吸収で生じた
アクリル酸水溶液は、溶媒抽出と溶媒分離蒸留、共沸溶媒を用いた脱水蒸留、又は溶媒を
用いない直接蒸留の何れかの方法により粗アクリル酸として精製される。高沸点溶媒によ
る酸化反応ガスの吸収で生じたアクリル酸溶液は、加熱ガスによる放散で軽沸点物を除去
された後、蒸留によりアクリル酸が分離され、該アクリル酸は晶析等により更に精製され
る。
アクリル酸は、捕集塔の溶媒吸収によりアクリル酸溶液として分離、回収される。吸収に
用いられる溶媒は、水と高沸点溶媒に大別される。水による酸化反応ガスの吸収で生じた
アクリル酸水溶液は、溶媒抽出と溶媒分離蒸留、共沸溶媒を用いた脱水蒸留、又は溶媒を
用いない直接蒸留の何れかの方法により粗アクリル酸として精製される。高沸点溶媒によ
る酸化反応ガスの吸収で生じたアクリル酸溶液は、加熱ガスによる放散で軽沸点物を除去
された後、蒸留によりアクリル酸が分離され、該アクリル酸は晶析等により更に精製され
る。
上記の中でも水による吸収で生じたアクリル酸水溶液を共沸溶媒を用いた脱水蒸留で精
製する方法は、溶媒抽出と溶媒分離蒸留を用いる精製方法に比べて使用する機器数が少な
く、精製工程におけるアクリル酸の損失が少ないという利点を有し、また、溶媒を使用せ
ず直接蒸留する方法に比べて吸収工程におけるアクリル酸の損失が少なく、精製工程にお
ける蒸留塔内の重合閉塞が容易に回避出来るという利点を有する。
製する方法は、溶媒抽出と溶媒分離蒸留を用いる精製方法に比べて使用する機器数が少な
く、精製工程におけるアクリル酸の損失が少ないという利点を有し、また、溶媒を使用せ
ず直接蒸留する方法に比べて吸収工程におけるアクリル酸の損失が少なく、精製工程にお
ける蒸留塔内の重合閉塞が容易に回避出来るという利点を有する。
アクリル酸水溶液の共沸溶媒を用いた脱水蒸留は、共沸溶媒を用いることで、アクリル
酸の重合加速要因となる水を、共沸溶剤と共に速やかに効率良く脱水蒸留塔から留出させ
る方法である。更に、脱水蒸留塔内のアクリル酸による重合閉塞を回避する為、液やガス
の滞留部が生じ難い付帯機器の選択、適切な重合防止剤や酸素含有ガスの供給、減圧によ
る運転温度の低下対策、などの措置も講じられることが好ましい。
酸の重合加速要因となる水を、共沸溶剤と共に速やかに効率良く脱水蒸留塔から留出させ
る方法である。更に、脱水蒸留塔内のアクリル酸による重合閉塞を回避する為、液やガス
の滞留部が生じ難い付帯機器の選択、適切な重合防止剤や酸素含有ガスの供給、減圧によ
る運転温度の低下対策、などの措置も講じられることが好ましい。
特許文献１では、アクリル酸水溶液の共沸脱水蒸留において、沸点１３０℃以下の共沸
剤を用い、塔頂圧１３ｋＰａ～４０ｋＰａの減圧下、脱水蒸留塔の缶出液中共沸剤濃度を
５重量％～３０重量％、水濃度を０．５重量％以下に保つことで、脱水蒸留塔内の重合閉
塞を防ぎ、長期安定運転を可能とする方法が示されている。また、特許文献２では、アク
リル酸の蒸留において、リボイラで発生する蒸気に対して０．０２容量％～３容量％の酸
素含有ガスを供給することで、蒸留塔及びリボイラ配管内の重合物による閉塞を回避する
方法が示されている。
剤を用い、塔頂圧１３ｋＰａ～４０ｋＰａの減圧下、脱水蒸留塔の缶出液中共沸剤濃度を
５重量％～３０重量％、水濃度を０．５重量％以下に保つことで、脱水蒸留塔内の重合閉
塞を防ぎ、長期安定運転を可能とする方法が示されている。また、特許文献２では、アク
リル酸の蒸留において、リボイラで発生する蒸気に対して０．０２容量％～３容量％の酸
素含有ガスを供給することで、蒸留塔及びリボイラ配管内の重合物による閉塞を回避する
方法が示されている。
特許文献３には、アクリル酸水溶液の共沸脱水蒸留において、蒸留塔の減圧装置として
水封式真空ポンプを用いることで、真空装置の閉塞を解決する方法が示されている。また
、水封式真空ポンプの排気ガス組成が爆発範囲外となるよう、該排気に不活性ガスを供給
することも示されている。更に特許文献４には、アクリル酸－２－エチルヘキシルの製造
において、真空装置である液体環状ポンプの封液として水の替わりに２－エチルヘキサノ
ールを用いることで、該装置内の重合閉塞を防ぐとともに、該装置に流入するアクリル酸
の回収を可能とする方法が示されている。
水封式真空ポンプを用いることで、真空装置の閉塞を解決する方法が示されている。また
、水封式真空ポンプの排気ガス組成が爆発範囲外となるよう、該排気に不活性ガスを供給
することも示されている。更に特許文献４には、アクリル酸－２－エチルヘキシルの製造
において、真空装置である液体環状ポンプの封液として水の替わりに２－エチルヘキサノ
ールを用いることで、該装置内の重合閉塞を防ぐとともに、該装置に流入するアクリル酸
の回収を可能とする方法が示されている。
しかしながら、従来の脱水蒸留塔による共沸脱水蒸留の方法においては、幾つかの問題
を有している。アクリル酸水溶液の共沸脱水蒸留で使用される共沸溶媒は、主にトルエン
を始めとする芳香族炭化水素又は脂肪族炭化水素である。これら共沸溶媒の水に対する溶
解度は低く、脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより回収した水層中の共沸溶媒濃度も低いため、
該水層から共沸溶媒の回収は行われていない。水層は酸化反応ガスを吸収するための水等
に用いられるが、この場合も、その後の脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより回収した水層中か
ら共沸溶媒の回収はされていない。
を有している。アクリル酸水溶液の共沸脱水蒸留で使用される共沸溶媒は、主にトルエン
を始めとする芳香族炭化水素又は脂肪族炭化水素である。これら共沸溶媒の水に対する溶
解度は低く、脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより回収した水層中の共沸溶媒濃度も低いため、
該水層から共沸溶媒の回収は行われていない。水層は酸化反応ガスを吸収するための水等
に用いられるが、この場合も、その後の脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより回収した水層中か
ら共沸溶媒の回収はされていない。
本発明は上記課題を解決する為になされたものであり、本発明の目的は気相酸化法によ
るアクリル酸の製造方法であって、共沸脱水蒸留において、簡易な操作により水層中の共
沸溶媒を分離及び回収することができるアクリル酸の製造方法を提供することにある。
るアクリル酸の製造方法であって、共沸脱水蒸留において、簡易な操作により水層中の共
沸溶媒を分離及び回収することができるアクリル酸の製造方法を提供することにある。
本発明者は上記課題を解決すべく検討した結果、脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより回収し
た水層中の共沸溶媒を分離する方法として、該水層を放散塔において酸素の体積割合が１
０％以下であるガスにより放散を行えば、該水層を加熱することなく該水層中に含まれる
共沸溶媒を分離できることを見出した。更に、該放散塔塔頂より排出した留出ガス中に含
まれる共沸溶媒の回収には、該留出ガスを、脱水蒸留塔の塔頂より、脱水蒸留塔の減圧装
置である液封式真空ポンプ装置に具備された冷却器までの経路のいずれかに、返送するこ
とで、プロセス負荷を上げることなく、共沸溶剤の効率よい回収が可能となることを見出
した。
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
た水層中の共沸溶媒を分離する方法として、該水層を放散塔において酸素の体積割合が１
０％以下であるガスにより放散を行えば、該水層を加熱することなく該水層中に含まれる
共沸溶媒を分離できることを見出した。更に、該放散塔塔頂より排出した留出ガス中に含
まれる共沸溶媒の回収には、該留出ガスを、脱水蒸留塔の塔頂より、脱水蒸留塔の減圧装
置である液封式真空ポンプ装置に具備された冷却器までの経路のいずれかに、返送するこ
とで、プロセス負荷を上げることなく、共沸溶剤の効率よい回収が可能となることを見出
した。
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
［１］ プロピレン及び／またはアクロレインを気相酸化する工程と、得られた酸化反応
ガスを水で吸収してアクリル酸水溶液を得る工程と、減圧下、酸素含有ガスを供給しなが
ら共沸溶媒と共に脱水蒸留塔を用いて共沸脱水蒸留を行う工程とを含むアクリル酸の製造
方法であって、
該共沸溶媒が芳香族炭化水素又は脂肪族炭化水素であり、
該脱水蒸留塔の減圧装置が、液封式真空ポンプ及びその下流側に気液分離槽次いでガス
冷却器を具備した液封式真空ポンプ装置であり、
該脱水蒸留塔の塔頂より留出した共沸溶媒と水を含む塔頂留出ガスは、コンデンサ、ベ
ントコンデンサにより冷却され、液化した水層及び共沸溶媒の凝縮液は還流槽に回収され
、
該脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより還流槽に回収した水層を放散塔塔頂部に供給し、該放
散塔塔底部より酸素の体積割合が１０％以下のガスを供給し、該放散塔塔頂より排出した
留出ガスを脱水蒸留塔の塔頂から該ガス冷却器までの経路のいずれかに返送するアクリル
酸の製造方法。
ガスを水で吸収してアクリル酸水溶液を得る工程と、減圧下、酸素含有ガスを供給しなが
ら共沸溶媒と共に脱水蒸留塔を用いて共沸脱水蒸留を行う工程とを含むアクリル酸の製造
方法であって、
該共沸溶媒が芳香族炭化水素又は脂肪族炭化水素であり、
該脱水蒸留塔の減圧装置が、液封式真空ポンプ及びその下流側に気液分離槽次いでガス
冷却器を具備した液封式真空ポンプ装置であり、
該脱水蒸留塔の塔頂より留出した共沸溶媒と水を含む塔頂留出ガスは、コンデンサ、ベ
ントコンデンサにより冷却され、液化した水層及び共沸溶媒の凝縮液は還流槽に回収され
、
該脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより還流槽に回収した水層を放散塔塔頂部に供給し、該放
散塔塔底部より酸素の体積割合が１０％以下のガスを供給し、該放散塔塔頂より排出した
留出ガスを脱水蒸留塔の塔頂から該ガス冷却器までの経路のいずれかに返送するアクリル
酸の製造方法。
［２］ 前記放散塔塔底に供給する酸素の体積割合が１０％以下のガスが、前記放散塔に
供給する水層１ｔあたり、２Ｎｍ３～８Ｎｍ３である、［１］に記載のアクリル酸の製造
方法。
［３］ プロピレン及び／またはアクロレインを気相酸化する工程と、得られた酸化反応
ガスを水で吸収してアクリル酸水溶液を得る工程と、減圧下、酸素含有ガスを供給しなが
ら共沸溶媒と共に脱水蒸留塔を用いて共沸脱水蒸留を行う工程とを含むアクリル酸の製造
方法であって、
該共沸溶媒が芳香族炭化水素又は脂肪族炭化水素であり、
該脱水蒸留塔の減圧装置が、液封式真空ポンプ及びその下流側に気液分離槽次いでガス
冷却器を具備した液封式真空ポンプ装置であり、
該脱水蒸留塔の塔頂より留出した共沸溶媒と水を含む塔頂留出ガスは、コンデンサ、ベ
ントコンデンサにより冷却され、液化した水層及び共沸溶媒の凝縮液は還流槽に回収され
、
該脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより還流槽に回収した水層を放散塔塔頂部に供給し、該放
散塔塔底部より酸素の体積割合が１０％以下のガスを供給し、該酸素の体積割合が１０％
以下のガスが該ガス冷却器出口から排出されたガスを含み、該放散塔塔頂より排出した留
出ガスを脱水蒸留塔の塔頂より該ガス冷却器までの経路のいずれかに返送するアクリル酸
の製造方法。
供給する水層１ｔあたり、２Ｎｍ３～８Ｎｍ３である、［１］に記載のアクリル酸の製造
方法。
［３］ プロピレン及び／またはアクロレインを気相酸化する工程と、得られた酸化反応
ガスを水で吸収してアクリル酸水溶液を得る工程と、減圧下、酸素含有ガスを供給しなが
ら共沸溶媒と共に脱水蒸留塔を用いて共沸脱水蒸留を行う工程とを含むアクリル酸の製造
方法であって、
該共沸溶媒が芳香族炭化水素又は脂肪族炭化水素であり、
該脱水蒸留塔の減圧装置が、液封式真空ポンプ及びその下流側に気液分離槽次いでガス
冷却器を具備した液封式真空ポンプ装置であり、
該脱水蒸留塔の塔頂より留出した共沸溶媒と水を含む塔頂留出ガスは、コンデンサ、ベ
ントコンデンサにより冷却され、液化した水層及び共沸溶媒の凝縮液は還流槽に回収され
、
該脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより還流槽に回収した水層を放散塔塔頂部に供給し、該放
散塔塔底部より酸素の体積割合が１０％以下のガスを供給し、該酸素の体積割合が１０％
以下のガスが該ガス冷却器出口から排出されたガスを含み、該放散塔塔頂より排出した留
出ガスを脱水蒸留塔の塔頂より該ガス冷却器までの経路のいずれかに返送するアクリル酸
の製造方法。
［４］ 前記放散塔塔底に供給する酸素の体積割合が１０％以下のガスが、前記放散塔に
供給する水層１ｔあたり、２Ｎｍ３以上である、［３］に記載のアクリル酸の製造方法。
［５］ 前記放散塔塔底に供給する酸素の体積割合が１０％以下のガスが、アクリル酸製
造に伴い発生する燃焼排ガスを含む［１］乃至［４］のいずれかに記載のアクリル酸の製
造方法。
［６］ 前記放散塔塔頂より排出した留出ガスを前記気液分離槽に返送する［１］乃至［
５］のいずれかに記載のアクリル酸の製造方法。
［７］ 前記放散塔が棚段式であり、理論段数が２～１０である、［１］乃至［６］のい
ずれかに記載のアクリル酸の製造方法。
［８］ 前記放散塔内温度が２０℃～７０℃である、［１］乃至［７］のいずれかに記載
のアクリル酸の製造方法。
［９］ 前記共沸溶媒がトルエンである、［１］乃至［８］のいずれかに記載のアクリル
酸の製造方法。
供給する水層１ｔあたり、２Ｎｍ３以上である、［３］に記載のアクリル酸の製造方法。
［５］ 前記放散塔塔底に供給する酸素の体積割合が１０％以下のガスが、アクリル酸製
造に伴い発生する燃焼排ガスを含む［１］乃至［４］のいずれかに記載のアクリル酸の製
造方法。
［６］ 前記放散塔塔頂より排出した留出ガスを前記気液分離槽に返送する［１］乃至［
５］のいずれかに記載のアクリル酸の製造方法。
［７］ 前記放散塔が棚段式であり、理論段数が２～１０である、［１］乃至［６］のい
ずれかに記載のアクリル酸の製造方法。
［８］ 前記放散塔内温度が２０℃～７０℃である、［１］乃至［７］のいずれかに記載
のアクリル酸の製造方法。
［９］ 前記共沸溶媒がトルエンである、［１］乃至［８］のいずれかに記載のアクリル
酸の製造方法。
本発明によれば、気相酸化法によるアクリル酸の製造方法の共沸脱水蒸留工程において
、プロセス負荷を上げることなく、水層中の共沸溶媒を分離し、該共沸溶媒の回収率を向
上することができるため、本発明の工業的価値は高い。
、プロセス負荷を上げることなく、水層中の共沸溶媒を分離し、該共沸溶媒の回収率を向
上することができるため、本発明の工業的価値は高い。
以下、本発明のアクリル酸の製造方法における共沸脱水蒸留を行う工程について、図面
を参照に詳細に説明するが、本発明は何ら以下の説明内容に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々変更して実施することができる。 図２ａは本発明のアクリル
酸水溶液の共沸脱水蒸留を行う装置の模式図である。
を参照に詳細に説明するが、本発明は何ら以下の説明内容に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々変更して実施することができる。 図２ａは本発明のアクリル
酸水溶液の共沸脱水蒸留を行う装置の模式図である。
脱水蒸留塔（Ａ）（以下「蒸留塔」と称する場合がある）の上部に充填物、下部にデュ
アルフロートレイを有し、蒸留塔中段のアクリル酸水溶液送液ライン（１）よりアクリル
酸水溶液が供給される。蒸留塔の内挿物は限定されないが、蒸留塔内液中のアクリル酸濃
度が低く重合閉塞が生じる可能性が低い濃縮部では、蒸留塔塔底の温度を下げる観点から
差圧の小さい充填物が内挿されていることが好ましく、蒸留塔内液中のアクリル酸濃度の
高い回収部では、重合閉塞防止の観点から液の滞留部が最少となるデュアルフロートレイ
が内挿されていることが好ましい。蒸留塔の塔底の温度は重合防止の観点より１００℃未
満であることが好ましく、蒸留塔の塔頂圧力は１０ｋＰａ～３０ｋＰａであることが好ま
しい。蒸留塔の塔底温度を下げる観点から蒸留塔の塔頂圧力は低いほど好ましいが、該塔
頂圧力が低いほど蒸留塔の塔頂留出ガスの凝縮温度が下がり、該塔頂留出ガスの凝縮が困
難となる為、１０ｋＰａ以上が好ましい。
アルフロートレイを有し、蒸留塔中段のアクリル酸水溶液送液ライン（１）よりアクリル
酸水溶液が供給される。蒸留塔の内挿物は限定されないが、蒸留塔内液中のアクリル酸濃
度が低く重合閉塞が生じる可能性が低い濃縮部では、蒸留塔塔底の温度を下げる観点から
差圧の小さい充填物が内挿されていることが好ましく、蒸留塔内液中のアクリル酸濃度の
高い回収部では、重合閉塞防止の観点から液の滞留部が最少となるデュアルフロートレイ
が内挿されていることが好ましい。蒸留塔の塔底の温度は重合防止の観点より１００℃未
満であることが好ましく、蒸留塔の塔頂圧力は１０ｋＰａ～３０ｋＰａであることが好ま
しい。蒸留塔の塔底温度を下げる観点から蒸留塔の塔頂圧力は低いほど好ましいが、該塔
頂圧力が低いほど蒸留塔の塔頂留出ガスの凝縮温度が下がり、該塔頂留出ガスの凝縮が困
難となる為、１０ｋＰａ以上が好ましい。
蒸留塔の棚段数は条件により異なるが通常、濃縮部、還流部ともに理論段で３～８の範
囲が好ましい。過小な理論段数は蒸留分離を不完全となる場合があり、過大な理論段数は
蒸留塔の塔底圧力の増加を招く可能性がある。蒸留塔の塔底液の一部はリボイラ（Ｂ）を
経由して蒸留塔に循環され、残りは粗アクリル酸抜き出しポンプ（Ｉ）により、粗アクリ
ル酸送液ライン（４）を介して粗アクリル酸として次工程に送られる。共沸溶媒は還流ラ
イン（２）より蒸留塔の塔頂に供給される。該共沸溶媒は芳香族炭化水素又は脂肪族炭化
水素であり、具体的にはトルエン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等
である。特にラジカルの安定化に寄与するトルエンが重合防止の観点から好ましい。還流
ライン（２）には重合防止剤（６）が供給される。尚、重合防止剤の供給箇所は還流ライ
ン（２）に限定されず、蒸留塔の塔頂から塔底までの任意の箇所を選ぶことが出来る。使
用される重合防止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の
フェノール系化合物、フェノチアジン、ビス－（α－メチルベンジル）フェノチアジン等
のフェノチアジン化合物、４－ヒドロキシ－テトラメチルピペリジン－オキシル等のＮ－
オキシル化合物、ジブチルジチオカルバミン酸銅、酢酸マンガン等の金属錯体が挙げられ
る。尚、蒸留塔による共沸脱水蒸留においては通常、重合防止を目的として前記重合防止
剤と共に蒸留塔に空気等の酸素含有ガスが供給される。酸素含有ガスの蒸留塔への供給箇
所は特定されないが、例えば、リボイラ（Ｂ）の上流側のラインより酸素含有ガス（７）
を供給することが挙げられる。一方、蒸留塔の塔頂留出ガスには該酸素含有ガスが含まれ
ており、留出ガスに含まれる水や共沸溶媒が凝縮される過程で相対的にガス中の酸素濃度
が増加し、爆鳴気を形成する可能性がある。これを回避するために、蒸留塔の塔頂よりガ
ス冷却器（Ｌ）までの経路のいずれかにガス中の酸素の体積割合が１０％以下となるよう
、酸素濃度の低い、又は酸素を含まないガスを希釈ガスとして供給される。蒸留塔の塔頂
よりガス冷却器（Ｌ）までの経路のいずれかとは、蒸留塔の塔頂、コンデンサ（Ｃ）、ベ
ントコンデンサ（Ｄ）、還流槽（Ｅ）、液封式真空ポンプ（Ｆ）、気液分離槽（Ｊ）、及
びこれらを繋ぐラインの何れかである。希釈ガスの供給箇所は上記の中でも、液封式真空
ポンプ装置（Ｆ）の吸引ガス量を増やさないことより、気液分離槽（Ｊ）であることが好
ましい。希釈ガスとしては、窒素ガス、二酸化炭素ガス、アルゴンガス等を含むガスが挙
げられるが、一般的に入手が容易で実質的に酸素を含まない点で窒素ガスが用いられるが
、経済的な点からは、アクリル酸製造に伴って発生する燃焼排ガスが好ましい。尚、燃焼
排ガスとは、廃液や排ガスを焼却処理した後に発生するガスや、アクリル酸製造設備の加
熱に用いる蒸気を発生させる為のボイラー等から発生するガスのことである。該燃焼排ガ
スは飽和濃度の水分を含有する場合があり、水分が多いとアクリル酸の重合性が懸念され
るため、該燃焼排ガスの供給先をアクリル酸濃度が充分に低い箇所に限定するか、又は該
燃焼排ガスを冷却や加圧等により水分濃度を下げてから用いることが好ましい。燃焼排ガ
ス中の酸素濃度は焼却炉等の運転状況に応じて変動する為、該ガス中の酸素濃度は連続的
に測定して監視すること、更には必要に応じて希釈ガスの一部ないし全量を窒素に切り替
える手段を有していることが好ましい。尚、これとは異なり、蒸留塔へ供給される酸素含
有ガス（７）中の酸素の体積割合を予め１０％以下に調整する方法もある。
囲が好ましい。過小な理論段数は蒸留分離を不完全となる場合があり、過大な理論段数は
蒸留塔の塔底圧力の増加を招く可能性がある。蒸留塔の塔底液の一部はリボイラ（Ｂ）を
経由して蒸留塔に循環され、残りは粗アクリル酸抜き出しポンプ（Ｉ）により、粗アクリ
ル酸送液ライン（４）を介して粗アクリル酸として次工程に送られる。共沸溶媒は還流ラ
イン（２）より蒸留塔の塔頂に供給される。該共沸溶媒は芳香族炭化水素又は脂肪族炭化
水素であり、具体的にはトルエン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等
である。特にラジカルの安定化に寄与するトルエンが重合防止の観点から好ましい。還流
ライン（２）には重合防止剤（６）が供給される。尚、重合防止剤の供給箇所は還流ライ
ン（２）に限定されず、蒸留塔の塔頂から塔底までの任意の箇所を選ぶことが出来る。使
用される重合防止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の
フェノール系化合物、フェノチアジン、ビス－（α－メチルベンジル）フェノチアジン等
のフェノチアジン化合物、４－ヒドロキシ－テトラメチルピペリジン－オキシル等のＮ－
オキシル化合物、ジブチルジチオカルバミン酸銅、酢酸マンガン等の金属錯体が挙げられ
る。尚、蒸留塔による共沸脱水蒸留においては通常、重合防止を目的として前記重合防止
剤と共に蒸留塔に空気等の酸素含有ガスが供給される。酸素含有ガスの蒸留塔への供給箇
所は特定されないが、例えば、リボイラ（Ｂ）の上流側のラインより酸素含有ガス（７）
を供給することが挙げられる。一方、蒸留塔の塔頂留出ガスには該酸素含有ガスが含まれ
ており、留出ガスに含まれる水や共沸溶媒が凝縮される過程で相対的にガス中の酸素濃度
が増加し、爆鳴気を形成する可能性がある。これを回避するために、蒸留塔の塔頂よりガ
ス冷却器（Ｌ）までの経路のいずれかにガス中の酸素の体積割合が１０％以下となるよう
、酸素濃度の低い、又は酸素を含まないガスを希釈ガスとして供給される。蒸留塔の塔頂
よりガス冷却器（Ｌ）までの経路のいずれかとは、蒸留塔の塔頂、コンデンサ（Ｃ）、ベ
ントコンデンサ（Ｄ）、還流槽（Ｅ）、液封式真空ポンプ（Ｆ）、気液分離槽（Ｊ）、及
びこれらを繋ぐラインの何れかである。希釈ガスの供給箇所は上記の中でも、液封式真空
ポンプ装置（Ｆ）の吸引ガス量を増やさないことより、気液分離槽（Ｊ）であることが好
ましい。希釈ガスとしては、窒素ガス、二酸化炭素ガス、アルゴンガス等を含むガスが挙
げられるが、一般的に入手が容易で実質的に酸素を含まない点で窒素ガスが用いられるが
、経済的な点からは、アクリル酸製造に伴って発生する燃焼排ガスが好ましい。尚、燃焼
排ガスとは、廃液や排ガスを焼却処理した後に発生するガスや、アクリル酸製造設備の加
熱に用いる蒸気を発生させる為のボイラー等から発生するガスのことである。該燃焼排ガ
スは飽和濃度の水分を含有する場合があり、水分が多いとアクリル酸の重合性が懸念され
るため、該燃焼排ガスの供給先をアクリル酸濃度が充分に低い箇所に限定するか、又は該
燃焼排ガスを冷却や加圧等により水分濃度を下げてから用いることが好ましい。燃焼排ガ
ス中の酸素濃度は焼却炉等の運転状況に応じて変動する為、該ガス中の酸素濃度は連続的
に測定して監視すること、更には必要に応じて希釈ガスの一部ないし全量を窒素に切り替
える手段を有していることが好ましい。尚、これとは異なり、蒸留塔へ供給される酸素含
有ガス（７）中の酸素の体積割合を予め１０％以下に調整する方法もある。
該蒸留塔の塔頂より留出した共沸溶媒と水を含む塔頂留出ガスは、コンデンサ（Ｃ）、
ベントコンデンサ（Ｄ）により冷却され、液化した凝縮液は還流槽（Ｅ）に貯められる。
ベントコンデンサ（Ｄ）出口で未凝縮の気体は、液封式真空ポンプ装置（Ｆ）に吸引され
、気液分離槽（Ｊ）で気液に分離される。分離された液相の一部は冷却器（Ｋ）で冷却さ
れた後、封液として液封式真空ポンプ（Ｆ）に循環され、残りは還流槽（Ｅ）に貯められ
る。分離された気相は、ガス冷却器（Ｌ）で冷却された後、排ガスライン（５）を経て排
ガス処理工程（図示せず）に送られる。還流槽（Ｅ）は上部が開口した仕切板で二室に区
切られており、一室に回収された水層及び共沸溶媒の凝縮液は、上層の共沸溶媒のみが隣
室にオーバーフローし、これは還流ポンプ（Ｇ）により還流液として還流ライン（２）を
介して蒸留塔に循環される。一方、下層にある水層は０．１重量％程度の共沸溶媒を含有
している。水層中における共沸溶媒の存在形態は、共沸溶媒が水層中に溶解している状態
と、水層中に共沸溶媒が微小液滴として分散している状態の双方を含んでいる。
ベントコンデンサ（Ｄ）により冷却され、液化した凝縮液は還流槽（Ｅ）に貯められる。
ベントコンデンサ（Ｄ）出口で未凝縮の気体は、液封式真空ポンプ装置（Ｆ）に吸引され
、気液分離槽（Ｊ）で気液に分離される。分離された液相の一部は冷却器（Ｋ）で冷却さ
れた後、封液として液封式真空ポンプ（Ｆ）に循環され、残りは還流槽（Ｅ）に貯められ
る。分離された気相は、ガス冷却器（Ｌ）で冷却された後、排ガスライン（５）を経て排
ガス処理工程（図示せず）に送られる。還流槽（Ｅ）は上部が開口した仕切板で二室に区
切られており、一室に回収された水層及び共沸溶媒の凝縮液は、上層の共沸溶媒のみが隣
室にオーバーフローし、これは還流ポンプ（Ｇ）により還流液として還流ライン（２）を
介して蒸留塔に循環される。一方、下層にある水層は０．１重量％程度の共沸溶媒を含有
している。水層中における共沸溶媒の存在形態は、共沸溶媒が水層中に溶解している状態
と、水層中に共沸溶媒が微小液滴として分散している状態の双方を含んでいる。
該水層は水層抜き出しポンプ（Ｈ）により抜き出し水層ライン（３）、水層供給ライン
（１１）を介して放散塔（Ｍ）塔頂部に送液される。放散塔塔底部への供給ガスライン（
１２）を介して、放散塔（Ｍ）に酸素を含まない、あるいは酸素濃度の低いガスを放散ガ
スとして供給する。放散ガス中の酸素濃度を低くすることで、放散塔より下流のライン又
は機器内にあるガスの組成を爆発範囲外に保つことができる。該放散ガスにおける酸素の
体積割合は好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下である。放散塔に供給する放
散ガスは、前記した蒸留塔の塔頂よりガス冷却器（Ｌ）までの経路のいずれかに供給する
希釈ガスの全量ないし一部を割り当てることができる。或いは別途、燃焼排ガスを供給し
てもよい。放散塔内の液相主成分は水であるから、あえて燃焼排ガスに含まれる水分を除
去する必要は無い。但し供給配管内で凝縮した水分が該配管内に溜まらないよう、配管の
傾斜や凝縮液を分離する為の分岐を設けることが好ましい。放散塔（Ｍ）に供給される水
層１ｔに対し必要な放散ガス量は２Ｎｍ３～８Ｎｍ３であることが好ましく、３Ｎｍ３～
６Ｎｍ３であることがより好ましい。水層の量に対する放散ガス量が多すぎると液封式真
空ポンプ（Ｆ）の負荷が増大する可能性があり、又、排ガスライン（５）の下流にある排
ガス処理工程（図示せず）の負荷が増大する可能性がある。水層の量に対する放散ガス量
が少なすぎると、水層より効率よく共沸溶媒を分離することができない場合がある。又、
放散塔（Ｍ）内の温度は２０℃～７０℃であることが好ましく、２０℃～５５℃であるこ
とがより好ましい。温度が高いほど共沸溶媒の分離は容易となるが、水層の昇温に要する
熱量が増える為、経済性を悪化させる。温度が低すぎると充分な共沸溶媒の分離が行えな
い場合がある。ガス温度の高い燃焼排ガスが熱量の点で有利である。
（１１）を介して放散塔（Ｍ）塔頂部に送液される。放散塔塔底部への供給ガスライン（
１２）を介して、放散塔（Ｍ）に酸素を含まない、あるいは酸素濃度の低いガスを放散ガ
スとして供給する。放散ガス中の酸素濃度を低くすることで、放散塔より下流のライン又
は機器内にあるガスの組成を爆発範囲外に保つことができる。該放散ガスにおける酸素の
体積割合は好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下である。放散塔に供給する放
散ガスは、前記した蒸留塔の塔頂よりガス冷却器（Ｌ）までの経路のいずれかに供給する
希釈ガスの全量ないし一部を割り当てることができる。或いは別途、燃焼排ガスを供給し
てもよい。放散塔内の液相主成分は水であるから、あえて燃焼排ガスに含まれる水分を除
去する必要は無い。但し供給配管内で凝縮した水分が該配管内に溜まらないよう、配管の
傾斜や凝縮液を分離する為の分岐を設けることが好ましい。放散塔（Ｍ）に供給される水
層１ｔに対し必要な放散ガス量は２Ｎｍ３～８Ｎｍ３であることが好ましく、３Ｎｍ３～
６Ｎｍ３であることがより好ましい。水層の量に対する放散ガス量が多すぎると液封式真
空ポンプ（Ｆ）の負荷が増大する可能性があり、又、排ガスライン（５）の下流にある排
ガス処理工程（図示せず）の負荷が増大する可能性がある。水層の量に対する放散ガス量
が少なすぎると、水層より効率よく共沸溶媒を分離することができない場合がある。又、
放散塔（Ｍ）内の温度は２０℃～７０℃であることが好ましく、２０℃～５５℃であるこ
とがより好ましい。温度が高いほど共沸溶媒の分離は容易となるが、水層の昇温に要する
熱量が増える為、経済性を悪化させる。温度が低すぎると充分な共沸溶媒の分離が行えな
い場合がある。ガス温度の高い燃焼排ガスが熱量の点で有利である。
水層中に飽和溶解した共沸溶媒の分圧は共沸溶媒のみの蒸気圧にほぼ等しく、故に水層
中の共沸溶媒は速やかに放散ガス中に揮発する。但し、水層中の共沸溶媒濃度の低下に伴
ってその分圧も低下する為、回収率向上及び放散ガス量削減の観点から、放散塔（Ｍ）の
種類は特に制限されず、棚段塔、充填塔の何れも使用可能だが、水層量に対して少ない放
散ガス量でも確実に気液接触が行える点で、シーブトレイ等のダウンカマーと堰を有する
棚段塔が特に好ましい。該放散塔（Ｍ）は棚段式の場合、その理論段数は２～１０が好ま
しく、３～１０がより好ましい。放散塔塔頂より排出した留出ガスは放散塔塔頂留出ガス
ライン（１３）を介して蒸留塔の塔頂よりガス冷却器（Ｌ）までの経路のいずれかに返送
すればよいが、気液分離槽（Ｊ）に返送することが該返送に伴う共沸脱水蒸留の運転条件
への影響が最少となることより好ましい。放散ガスとして前記希釈ガスを用いる場合は同
様の理由により、放散塔塔頂より排出した留出ガスは該希釈ガスの供給箇所に返送するこ
とが好ましい。放散塔（Ｍ）の運転圧力は、留出ガスの返送先が気液分離槽（Ｊ）の場合
は常圧、それ以外の場合は蒸留塔の塔頂圧力と概略等しくなる。
中の共沸溶媒は速やかに放散ガス中に揮発する。但し、水層中の共沸溶媒濃度の低下に伴
ってその分圧も低下する為、回収率向上及び放散ガス量削減の観点から、放散塔（Ｍ）の
種類は特に制限されず、棚段塔、充填塔の何れも使用可能だが、水層量に対して少ない放
散ガス量でも確実に気液接触が行える点で、シーブトレイ等のダウンカマーと堰を有する
棚段塔が特に好ましい。該放散塔（Ｍ）は棚段式の場合、その理論段数は２～１０が好ま
しく、３～１０がより好ましい。放散塔塔頂より排出した留出ガスは放散塔塔頂留出ガス
ライン（１３）を介して蒸留塔の塔頂よりガス冷却器（Ｌ）までの経路のいずれかに返送
すればよいが、気液分離槽（Ｊ）に返送することが該返送に伴う共沸脱水蒸留の運転条件
への影響が最少となることより好ましい。放散ガスとして前記希釈ガスを用いる場合は同
様の理由により、放散塔塔頂より排出した留出ガスは該希釈ガスの供給箇所に返送するこ
とが好ましい。放散塔（Ｍ）の運転圧力は、留出ガスの返送先が気液分離槽（Ｊ）の場合
は常圧、それ以外の場合は蒸留塔の塔頂圧力と概略等しくなる。
尚、本発明のアクリル酸の製造方法における、プロピレン及び／またはアクロレインを
気相酸化する工程、得られた酸化反応ガスを水で吸収してアクリル酸水溶液を得る工程、
減圧下、酸素含有ガスを供給しながら共沸溶媒と共に脱水蒸留塔を用いて共沸脱水蒸留を
行う工程のそれぞれはいずれも連続的な工程であることが好ましく、水層より共沸溶媒を
分離、回収する操作も連続的であることが好ましい。
気相酸化する工程、得られた酸化反応ガスを水で吸収してアクリル酸水溶液を得る工程、
減圧下、酸素含有ガスを供給しながら共沸溶媒と共に脱水蒸留塔を用いて共沸脱水蒸留を
行う工程のそれぞれはいずれも連続的な工程であることが好ましく、水層より共沸溶媒を
分離、回収する操作も連続的であることが好ましい。
図２ｂは本発明のアクリル酸水溶液の共沸脱水蒸留を行う装置の別の模式図である。
前記放散塔塔底部には放散ガスを供給するが、該放散ガスは、ガス冷却器（Ｌ）出口か
ら排出されたガスを含むことが、ガス冷却器（Ｌ）により回収できなかった共沸溶媒を再
度回収することが可能となること、更に排ガス量の低減の観点から好ましい。
具体的には、図２ａにおいては、放散塔塔頂より排出した留出ガスは蒸留塔の塔頂から
ガス冷却器（Ｌ）までの経路にいずれかに返送され、ガス冷却器（Ｌ）により液化されな
かったガスは排ガスライン（５）を経て排ガス処理工程（図示せず）に送られる。図２ｂ
においては、該液化されなかったガスの一部は排ガスライン（５）、戻りガスライン（９
）を介して供給ガス送風装置（Ｏ）により放散塔（Ｍ）の塔底部に供給される。尚、該液
化されなかったガスの残りは排ガスライン（５）を経て排ガス処理工程（図示せず）に送
られる。
前記放散塔塔底部には放散ガスを供給するが、該放散ガスは、ガス冷却器（Ｌ）出口か
ら排出されたガスを含むことが、ガス冷却器（Ｌ）により回収できなかった共沸溶媒を再
度回収することが可能となること、更に排ガス量の低減の観点から好ましい。
具体的には、図２ａにおいては、放散塔塔頂より排出した留出ガスは蒸留塔の塔頂から
ガス冷却器（Ｌ）までの経路にいずれかに返送され、ガス冷却器（Ｌ）により液化されな
かったガスは排ガスライン（５）を経て排ガス処理工程（図示せず）に送られる。図２ｂ
においては、該液化されなかったガスの一部は排ガスライン（５）、戻りガスライン（９
）を介して供給ガス送風装置（Ｏ）により放散塔（Ｍ）の塔底部に供給される。尚、該液
化されなかったガスの残りは排ガスライン（５）を経て排ガス処理工程（図示せず）に送
られる。
放散塔（Ｍ）に供給される水層１ｔに対し必要な放散ガス量は２Ｎｍ３以上であること
が好ましく、３Ｎｍ３以上であることがより好ましい。水層の量に対する放散ガス量が少
なすぎると、水層より効率よく共沸溶媒を分離、回収することができない場合がある。放
散塔（Ｍ）の塔底部へ供給されるガスは、前記燃焼排ガスを含んでいてもよい。
尚、先述したように、本発明のアクリル酸の製造方法における、各工程のそれぞれは連
続的であることが好ましく、水層より共沸溶媒を分離、回収する操作も連続的であること
が好ましい。
図１は従来のアクリル酸水溶液の共沸脱水蒸留を行う装置の模式図であり、水層はそれ
を処理する装置を有さず、水層に含有する共沸溶媒の分離、回収は行われていない。
が好ましく、３Ｎｍ３以上であることがより好ましい。水層の量に対する放散ガス量が少
なすぎると、水層より効率よく共沸溶媒を分離、回収することができない場合がある。放
散塔（Ｍ）の塔底部へ供給されるガスは、前記燃焼排ガスを含んでいてもよい。
尚、先述したように、本発明のアクリル酸の製造方法における、各工程のそれぞれは連
続的であることが好ましく、水層より共沸溶媒を分離、回収する操作も連続的であること
が好ましい。
図１は従来のアクリル酸水溶液の共沸脱水蒸留を行う装置の模式図であり、水層はそれ
を処理する装置を有さず、水層に含有する共沸溶媒の分離、回収は行われていない。
アクリル酸を製造する商業設備において、プロピレンの気相酸化で得られたアクリル酸
含有酸化反応ガスを水で吸収して得られた５２重量％アクリル酸水溶液を図２ａに記載の
脱水蒸留塔及びその付帯設備により以下の条件で共沸脱水蒸留を行った。トルエンを共沸
溶媒として用いて、蒸留塔頂圧１６ｋＰａ、留出する水量に対して７重量倍のトルエンを
還流液として循環し、蒸留塔塔底温度９０℃となるよう蒸留塔塔底液中のトルエン濃度を
調整しつつ、脱水蒸留塔による共沸脱水運転を継続した。該条件下で還流槽より排出され
た水層は平均で、酢酸５重量％、アクリル酸０．２重量％、トルエン０．１重量％を含有
していた。また、蒸留塔塔底リボイラ循環路の入口側に乾燥空気を塔頂から留出する水１
ｔ当たり６Ｎｍ３供給し、液封式真空ポンプ装置出口側に、爆発組成回避用に希釈ガスと
して等量の窒素ガスを供給した。
含有酸化反応ガスを水で吸収して得られた５２重量％アクリル酸水溶液を図２ａに記載の
脱水蒸留塔及びその付帯設備により以下の条件で共沸脱水蒸留を行った。トルエンを共沸
溶媒として用いて、蒸留塔頂圧１６ｋＰａ、留出する水量に対して７重量倍のトルエンを
還流液として循環し、蒸留塔塔底温度９０℃となるよう蒸留塔塔底液中のトルエン濃度を
調整しつつ、脱水蒸留塔による共沸脱水運転を継続した。該条件下で還流槽より排出され
た水層は平均で、酢酸５重量％、アクリル酸０．２重量％、トルエン０．１重量％を含有
していた。また、蒸留塔塔底リボイラ循環路の入口側に乾燥空気を塔頂から留出する水１
ｔ当たり６Ｎｍ３供給し、液封式真空ポンプ装置出口側に、爆発組成回避用に希釈ガスと
して等量の窒素ガスを供給した。
［蒸留計算］
上記組成の水層を、常圧、内温４０℃である棚段式放散塔塔頂部に供給し、窒素ガスを
該放散塔の塔底部より供給した場合の放散による蒸留計算を行った。
図３は、任意の理論段数を有する棚段式放散塔において、放散ガスとして窒素ガスを選
択し、水層１ｔあたり、放散ガス流量を変化させた水層中の共沸溶媒の分離効率の計算結
果をグラフ化している。
上記組成の水層を、常圧、内温４０℃である棚段式放散塔塔頂部に供給し、窒素ガスを
該放散塔の塔底部より供給した場合の放散による蒸留計算を行った。
図３は、任意の理論段数を有する棚段式放散塔において、放散ガスとして窒素ガスを選
択し、水層１ｔあたり、放散ガス流量を変化させた水層中の共沸溶媒の分離効率の計算結
果をグラフ化している。
図４は図２ａの模式図に従い、放散塔塔底部より放散ガスとして窒素ガスを供給し、放
散塔塔頂より排出した留出ガスをガス冷却器（Ｌ）に返送し、気液分離槽（Ｊ）で共沸溶
媒を回収した場合、任意の理論段数を有する棚段式放散塔において、水層１ｔあたり、放
散ガス流量を変化させた水層中の共沸溶媒の回収率の計算結果をグラフ化している。
図５は図２ｂの模式図に従い、放散塔塔底部よりガス冷却器（Ｌ）出口ガスを放散ガス
として供給し、放散塔塔頂より排出した留出ガスをガス冷却器（Ｌ）に返送し、気液分離
槽（Ｊ）で共沸溶媒を回収した場合、任意の理論段数を有する棚段式放散塔において、水
層１ｔあたり、放散ガス流量を変化させた水層中の共沸溶媒の回収率の計算結果をグラフ
化している。
散塔塔頂より排出した留出ガスをガス冷却器（Ｌ）に返送し、気液分離槽（Ｊ）で共沸溶
媒を回収した場合、任意の理論段数を有する棚段式放散塔において、水層１ｔあたり、放
散ガス流量を変化させた水層中の共沸溶媒の回収率の計算結果をグラフ化している。
図５は図２ｂの模式図に従い、放散塔塔底部よりガス冷却器（Ｌ）出口ガスを放散ガス
として供給し、放散塔塔頂より排出した留出ガスをガス冷却器（Ｌ）に返送し、気液分離
槽（Ｊ）で共沸溶媒を回収した場合、任意の理論段数を有する棚段式放散塔において、水
層１ｔあたり、放散ガス流量を変化させた水層中の共沸溶媒の回収率の計算結果をグラフ
化している。
図３のグラフより、放散塔に供給される水量１ｔに対し放散塔塔底部に供給されるガス
流量が増加するほど水層中共沸溶媒の分離効率は向上する。また放散塔の理論段数が増え
るほど分離効率は向上するが、理論段数が増えるに従い、向上度合いは鈍る。図４のグラ
フは気液分離槽（Ｊ）における共沸溶媒の回収率を示している。該回収率は二つの因子に
支配されている。一つの因子は図３で示したガス流量の増加と共に向上する分離効率であ
り、放散塔塔頂より排出した留出ガス中に含まれる共沸溶媒が多くなることを示す。もう
一つの因子は、ガス冷却器（Ｌ）における共沸溶媒の液化の度合いであり、ガス流量の増
加と共に該液化の度合いは低下する。図４のグラフの回収率から明らかなように、放散塔
に供給する水層１ｔ当たりガス流量は２Ｎｍ３～８Ｎｍ３であることが好ましく、３Ｎｍ
３～６Ｎｍ３であることがより好ましいことを示している。図５のグラフは図４のグラフ
と同様に気液分離槽（Ｊ）における共沸溶媒の回収率を示している。但し、図５のグラフ
においては放散塔塔底部に供給する放散ガスはガス冷却器（Ｌ）出口ガスを用いるので、
ガス冷却器（Ｌ）における共沸溶媒の液化の度合いを考慮する必要はなく、図３における
分離効率が反映したグラフとなる。すなわち、図５のグラフの回収率から明らかなように
、放散塔に供給する水層１ｔ当たりガス流量は２Ｎｍ３以上であることが好ましく、３Ｎ
ｍ３以上であることがより好ましいことを示している。尚、図３のグラフが示すように、
放散ガスが共沸溶媒を全く含まない場合、理論段数とそれに見合った放散ガス量があれば
、実質的に全ての共沸溶媒を分離させることが可能だが、図５のグラフが示すように、放
散ガスが共沸溶媒を含有している場合、放散塔缶出液は、該放散ガス中の共沸溶媒濃度に
対して気液平衡状態となる以上の共沸溶媒濃度を有する、つまり放散塔缶出液は一定濃度
以上の共沸溶媒を含有して排出される為、理論段や放散ガス量に関わらず、水層中の共沸
溶媒全量を回収することは出来ず、共沸溶媒の回収率は１００％未満の上限値を有するこ
ととなる。
流量が増加するほど水層中共沸溶媒の分離効率は向上する。また放散塔の理論段数が増え
るほど分離効率は向上するが、理論段数が増えるに従い、向上度合いは鈍る。図４のグラ
フは気液分離槽（Ｊ）における共沸溶媒の回収率を示している。該回収率は二つの因子に
支配されている。一つの因子は図３で示したガス流量の増加と共に向上する分離効率であ
り、放散塔塔頂より排出した留出ガス中に含まれる共沸溶媒が多くなることを示す。もう
一つの因子は、ガス冷却器（Ｌ）における共沸溶媒の液化の度合いであり、ガス流量の増
加と共に該液化の度合いは低下する。図４のグラフの回収率から明らかなように、放散塔
に供給する水層１ｔ当たりガス流量は２Ｎｍ３～８Ｎｍ３であることが好ましく、３Ｎｍ
３～６Ｎｍ３であることがより好ましいことを示している。図５のグラフは図４のグラフ
と同様に気液分離槽（Ｊ）における共沸溶媒の回収率を示している。但し、図５のグラフ
においては放散塔塔底部に供給する放散ガスはガス冷却器（Ｌ）出口ガスを用いるので、
ガス冷却器（Ｌ）における共沸溶媒の液化の度合いを考慮する必要はなく、図３における
分離効率が反映したグラフとなる。すなわち、図５のグラフの回収率から明らかなように
、放散塔に供給する水層１ｔ当たりガス流量は２Ｎｍ３以上であることが好ましく、３Ｎ
ｍ３以上であることがより好ましいことを示している。尚、図３のグラフが示すように、
放散ガスが共沸溶媒を全く含まない場合、理論段数とそれに見合った放散ガス量があれば
、実質的に全ての共沸溶媒を分離させることが可能だが、図５のグラフが示すように、放
散ガスが共沸溶媒を含有している場合、放散塔缶出液は、該放散ガス中の共沸溶媒濃度に
対して気液平衡状態となる以上の共沸溶媒濃度を有する、つまり放散塔缶出液は一定濃度
以上の共沸溶媒を含有して排出される為、理論段や放散ガス量に関わらず、水層中の共沸
溶媒全量を回収することは出来ず、共沸溶媒の回収率は１００％未満の上限値を有するこ
ととなる。
１ アクリル酸水溶液送液ライン
２ 還流ライン
３ 抜き出し水層ライン
４ 粗アクリル酸送液ライン
５ 排ガスライン
６ 重合防止剤
７ 酸素含有ガス
８ 気液分離塔へのガスライン
９ 戻りガスライン
１１ 水層供給ライン
１２ 放散塔塔底への供給ガスライン
１３，２３ 放散塔塔頂留出ガスライン
１４，２４ 放散塔缶出液ライン
Ａ 脱水蒸留塔
Ｂ リボイラ
Ｃ コンデンサ
Ｄ ベントコンデンサ
Ｅ 還流槽
Ｆ 液封式真空ポンプ
Ｇ 還流ポンプ
Ｈ 水層抜き出しポンプ
Ｉ 粗アクリル酸抜き出しポンプ
Ｊ 気液分離槽
Ｋ 冷却器
Ｌ ガス冷却器
Ｍ 放散塔
Ｎ 放散塔抜き出しポンプ
Ｏ 供給ガス送風装置
２ 還流ライン
３ 抜き出し水層ライン
４ 粗アクリル酸送液ライン
５ 排ガスライン
６ 重合防止剤
７ 酸素含有ガス
８ 気液分離塔へのガスライン
９ 戻りガスライン
１１ 水層供給ライン
１２ 放散塔塔底への供給ガスライン
１３，２３ 放散塔塔頂留出ガスライン
１４，２４ 放散塔缶出液ライン
Ａ 脱水蒸留塔
Ｂ リボイラ
Ｃ コンデンサ
Ｄ ベントコンデンサ
Ｅ 還流槽
Ｆ 液封式真空ポンプ
Ｇ 還流ポンプ
Ｈ 水層抜き出しポンプ
Ｉ 粗アクリル酸抜き出しポンプ
Ｊ 気液分離槽
Ｋ 冷却器
Ｌ ガス冷却器
Ｍ 放散塔
Ｎ 放散塔抜き出しポンプ
Ｏ 供給ガス送風装置
Claims (9)
- プロピレン及び／またはアクロレインを気相酸化する工程と、得られた酸化反応ガスを
水で吸収してアクリル酸水溶液を得る工程と、減圧下、酸素含有ガスを供給しながら共沸
溶媒と共に脱水蒸留塔を用いて共沸脱水蒸留を行う工程とを含むアクリル酸の製造方法で
あって、
該共沸溶媒が芳香族炭化水素又は脂肪族炭化水素であり、
該脱水蒸留塔の減圧装置が、液封式真空ポンプ及びその下流側に気液分離槽次いでガス
冷却器を具備した液封式真空ポンプ装置であり、
該脱水蒸留塔の塔頂より留出した共沸溶媒と水を含む塔頂留出ガスは、コンデンサ、ベ
ントコンデンサにより冷却され、液化した水層及び共沸溶媒の凝縮液は還流槽に回収され
、
該脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより還流槽に回収した水層を放散塔塔頂部に供給し、該放
散塔塔底部より酸素の体積割合が１０％以下のガスを供給し、該放散塔塔頂より排出した
留出ガスを脱水蒸留塔の塔頂から該ガス冷却器までの経路のいずれかに返送するアクリル
酸の製造方法。 - 前記放散塔塔底に供給する酸素の体積割合が１０％以下のガスが、前記放散塔に供給す
る水層１ｔあたり、２Ｎｍ３～８Ｎｍ３である、請求項１に記載のアクリル酸の製造方法
。 - プロピレン及び／またはアクロレインを気相酸化する工程と、得られた酸化反応ガスを
水で吸収してアクリル酸水溶液を得る工程と、減圧下、酸素含有ガスを供給しながら共沸
溶媒と共に脱水蒸留塔を用いて共沸脱水蒸留を行う工程とを含むアクリル酸の製造方法で
あって、
該共沸溶媒が芳香族炭化水素又は脂肪族炭化水素であり、
該脱水蒸留塔の減圧装置が、液封式真空ポンプ及びその下流側に気液分離槽次いでガス
冷却器を具備した液封式真空ポンプ装置であり、
該脱水蒸留塔の塔頂より留出した共沸溶媒と水を含む塔頂留出ガスは、コンデンサ、ベ
ントコンデンサにより冷却され、液化した水層及び共沸溶媒の凝縮液は還流槽に回収され
、
該脱水蒸留塔の塔頂留出ガスより還流槽に回収した水層を放散塔塔頂部に供給し、該放
散塔塔底部より酸素の体積割合が１０％以下のガスを供給し、該酸素の体積割合が１０％
以下のガスが該ガス冷却器出口から排出されたガスを含み、該放散塔塔頂より排出した留
出ガスを脱水蒸留塔の塔頂より該ガス冷却器までの経路のいずれかに返送するアクリル酸
の製造方法。 - 前記放散塔塔底に供給する酸素の体積割合が１０％以下のガスが、前記放散塔に供給す
る水層１ｔあたり、２Ｎｍ３以上である、請求項３に記載のアクリル酸の製造方法。 - 前記放散塔塔底に供給する酸素の体積割合が１０％以下のガスが、アクリル酸製造に伴
い発生する燃焼排ガスを含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアクリル酸の製造方
法。 - 前記放散塔塔頂より排出した留出ガスを前記気液分離槽に返送する請求項１乃至５のい
ずれか１項に記載のアクリル酸の製造方法。 - 前記放散塔が棚段式であり、理論段数が２～１０である、請求項１乃至６のいずれか１
項に記載のアクリル酸の製造方法。 - 前記放散塔内温度が２０℃～７０℃である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のア
クリル酸の製造方法。 - 前記共沸溶媒がトルエンである、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアクリル酸の
製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017006833 | 2017-01-18 | ||
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