KR101306357B1 - Process for producing carboxylic acid - Google Patents
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Abstract
냉각면을 구비한 정석조(12, 13) 내에서 카복실산 함유 액체로부터 카복실산을 정석하는 정석 공정 전에, 카복실산 함유 액체의 적어도 일부를 냉각면(15, 16)과 그 냉각면을 긁어내는 긁어내기 수단(18, 19)을 구비한 냉각기(11)에 공급하고, 결정화 개시 온도를 넘는 온도로부터 결정화 개시 온도 이하까지 냉각하는 예비 공정을 실시한다. 카복실산이 특히 아크릴산 및/또는 메타크릴산인 경우에 적합하다. Scraping means for scraping at least a portion of the carboxylic acid-containing liquid from the cooling surfaces 15 and 16 and the cooling surface before the crystallization step of crystallizing the carboxylic acid from the carboxylic acid-containing liquid in the crystallization tank 12 and 13 having the cooling surface. It supplies to the cooler 11 provided with (18, 19), and performs the preliminary process of cooling from the temperature over crystallization start temperature to below crystallization start temperature. Suitable when the carboxylic acid is especially acrylic acid and / or methacrylic acid.
Description
본 발명은, 카복실산을 정석(晶析)하는 정석 공정을 구비한 카복실산의 제조 방법에 관한 것이다.This invention relates to the manufacturing method of the carboxylic acid provided with the crystallization process of crystallizing carboxylic acid.
본원은, 2006년 2월 3일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제 2006-026766 호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2006-026766 for which it applied to Japan Patent Office on February 3, 2006, and uses the content here.
(메트)아크릴산 등의 카복실산을 공업적으로 제조하는 경우에는, 제조 과정에서 생성되는 불순물이나 용매 등을 제거하는 정제 공정이 불가결하다. 이러한 정제 공정으로서는, 추출, 증류, 정석 등이 일반적이지만, 제거 대상의 물질이 고비점, 고융점의 물질인 경우나, 중합성이 높은 물질인 경우에는, 저온역에서 높은 순도까지 정제 가능한 정석법을 채용하는 경우가 많다. 가장 범용적인 정석법은, 정제 대상인 혼합물을 냉각면을 거쳐 냉각 매체에 의해 냉각하는 방법이다.When industrially manufacturing carboxylic acid, such as (meth) acrylic acid, the refinement | purification process which removes the impurity, a solvent, etc. which are produced | generated in a manufacturing process are essential. As such a purification process, extraction, distillation, crystallization, etc. are common, but when the substance to be removed is a substance having a high boiling point or a high melting point, or a substance having high polymerizability, the crystallization method which can be purified from a low temperature range to high purity It is often adopted. The most common crystallization method is a method of cooling a mixture to be purified by a cooling medium via a cooling surface.
그런데, 카복실산 중, 예컨대, (메트)아크릴산을 이러한 방법으로 정석하면, (메트)아크릴산은 냉각면에 부착되기 쉬우므로, 점차 냉각면에 스케일을 발생하게 하여, 장치의 안정 운전에 지장을 초래하여, 생산성이 저하하는 경우가 있었다. 따라서, 스케일의 생성을 억제할 수 있는 정석법이 요구되고 있다.However, when (meth) acrylic acid is crystallized in this way among carboxylic acids, for example, (meth) acrylic acid tends to adhere to the cooling surface, which causes scale to gradually develop on the cooling surface, causing trouble in stable operation of the apparatus. Productivity may fall. Therefore, there is a demand for a crystallization method capable of suppressing generation of scale.
또한, 얻어지는 카복실산의 결정이 미세한 입자이면, 후공정에서의 탈액성이 악화하고, 그 결과, 얻어지는 카복실산의 순도가 저하할 뿐만 아니라, 정제 부하의 증대나, 생산성의 저하 등을 초래한다. 따라서, 정석법에는, 어느 정도의 입자 직경 이상의 결정 입자를 얻을 수 있는 방법도 요구된다.Moreover, when the crystal | crystallization of the carboxylic acid obtained is a fine particle, the deliquessing property in a post process will worsen, As a result, the purity of the carboxylic acid obtained will fall, as well as an increase in refinement load, a fall of productivity, etc. are brought about. Therefore, the crystallization method also requires a method of obtaining crystal grains having a certain particle diameter or more.
또한 공업적인 관점에서, 가능한 한 저렴한 장치로 실시할 수 있고, 대량 생산에 적합한 정석법도 요구된다.In addition, from an industrial point of view, a crystallization method suitable for mass production is required, which can be carried out with a device as inexpensive as possible.
예컨대, 특허 문헌 1~4 등에는, 정치면상에 결정을 석출시킨 후, 일부를 융해시키는 발한 작용에 의해 정제하는 방법이 개시되어 있지만, 이러한 방법에서는, 냉각면을 결정의 석출과 정제에서 공유하므로 생산성이 낮고, 더구나 고액의 장치가 필요하여, 경제적으로 불리하다.For example, Patent Documents 1-4 and the like disclose a method of purifying crystals on a stationary surface and then purifying them by the sweating action to melt a portion thereof. In such a method, however, the cooling surface is shared by precipitation and purification of crystals. The productivity is low, and furthermore, a large amount of equipment is required, which is economically disadvantageous.
보다 저렴한 장치를 사용한 방법으로서, 냉각면과 이 냉각면을 긁어내는 긁어내기 수단을 구비한 정석조를 사용하는 방법이 있다. 그런데, 이러한 방법에 있어서 높은 생산성을 달성하고자 하면 냉각을 강화하지 않을 수 없어, 냉각면에 박리 곤란한 강고한 스케일이 발생하여, 안정 운전이 곤란해지기 쉽다. 그래서, 예컨대, 특허 문헌 5에는, 용매를 소량 첨가함으로써, 냉각면으로의 스케일의 생성을 저감하고자 하는 방법이 개시되어 있다.As a method using a less expensive apparatus, there is a method using a crystallization tank having a cooling surface and a scraping means for scraping off the cooling surface. By the way, in order to achieve high productivity in such a method, cooling is inevitably forced, and a firm scale difficult to peel off occurs on the cooling surface, and stable operation tends to be difficult. Thus, for example, Patent Document 5 discloses a method for reducing generation of scale on a cooling surface by adding a small amount of a solvent.
그러나 특허 문헌 5에 개시된 방법으로는 스케일을 충분히 억제할 수는 없다. 또한, 강고한 스케일을 저감하기 위해서는, 긁어내기 수단에 의한 긁어내기를 강화하는 방법도 있지만, 긁어내기를 강화하면 조(槽) 내의 결정을 분쇄하여버려, 결정 성장을 저해하여, 조대(粗大)한 결정 입자를 얻을 수 없게 된다.However, the method disclosed in Patent Document 5 cannot sufficiently suppress scale. In addition, in order to reduce the rigid scale, there is also a method of strengthening scraping by scraping means, but when scraping is enhanced, crystals in the bath are crushed, inhibiting crystal growth, and coarsening. One crystal grain cannot be obtained.
또한, 이러한 정석조를 이용하여 공업적으로 대량으로 생산하고자 하는 경우에는, 정석조의 내용적을 크게 하게 되지만, 조의 내벽을 냉각면으로 하는 보통의 정석조에서는, 내용적이 커짐에 따라 냉각면의 면적이 상대적으로 작아지므로, 냉각면의 면적당 제열 부하가 증대하여 효과적인 운전을 할 수 없고, 내용적이 큰 정석조 내에서는 긁어내기 수단을 고속으로 작동시키는 것도 어려워, 단지 정석조의 내용적을 크게 하는 것으로 공업적인 생산에 대응하는 것은 사실상 곤란하다.In addition, in the case of industrial production in large quantities using such crystallization tank, the content of crystallization tank is increased, but in the normal crystallization tank whose inner wall is the cooling surface, the area of cooling surface increases as the content increases. As it is relatively small, the defrosting load per area of the cooling surface increases, so that it cannot operate effectively, and it is difficult to operate the scraping means at a high speed in the crystallization tank having a high content, and only by increasing the content of the crystallization tank is industrial production. It is virtually difficult to respond to.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제 2001-199931 호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-199931
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 평 11-199524 호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-199524
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 평 9-227445 호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 9-227445
특허 문헌 4: 일본 특허 공개 평 7-48311 호 공보Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-48311
특허 문헌 5: 국제 공개 제 99/06348 호 팜플렛Patent Document 5: International Publication No. 99/06348 Pamphlet
발명의 개시DISCLOSURE OF INVENTION
발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be solved by the invention
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 정석조에서 카복실산 함유 액체를 정석할 때에, 정석조의 내벽면, 특히 냉각면의 역할을 맡고 있는 내벽면으로의 강고한 스케일의 생성을 억제할 수 있고, 후공정에서의 탈액성(예컨대, 여과성, 세정성)이 우수한 조대한 결정 입자를 높은 생산성으로 안정하고 경제적으로 공업 생산 가능한 방법의 제공을 과제로 한다.This invention is made | formed in view of the said situation, and when crystallizing a carboxylic acid containing liquid in a crystallization tank, generation | occurrence | production of the firm scale to the inner wall surface which plays the role of the crystallization tank, especially the cooling surface can be suppressed, An object of the present invention is to provide a method capable of stably and economically producing industrially coarse crystal grains having excellent deliquescent property (for example, filterability and detergency) in a later step with high productivity.
과제를 해결하기 위한 수단Means for solving the problem
본 발명자들이 예의 검토를 행한 결과, 정석조 내에서 카복실산 함유 액체로부터 카복실산을 정석하는 정석 공정의 전에, 카복실산 함유 액체의 적어도 일부를 특정 조건하에서 냉각하는 예비 공정을 실시함으로써 상술한 과제를 해결할 수 있음을 발견했다.As a result of earnestly examining by the present inventors, the above-mentioned subject can be solved by performing the preliminary process of cooling at least one part of a carboxylic acid containing liquid under specific conditions before the crystallization process of crystallizing a carboxylic acid from a carboxylic acid containing liquid in a crystallization tank. Found.
즉, 예비 공정을 실시하면, 예비 공정에서 생성한 미결정은 정석 공정에서 종자 결정으로서 작용한다. 또한, 정석조에서 카복실산 함유 액체를 강하게 냉각하지 않더라도 되므로, 조건에 따라서는 액 중의 과포화도가 작아져 미결정이 용해하여, 보다 큰 결정의 표면에 재석출한다. 그 때문에, 결정의 조대화가 촉진되고, 또한, 강하게 냉각함에 기인하는 스케일이나 미세한 결정 입자의 생성을 억제할 수 있다. 이와 같이, 예비 공정을 실시하면, 후공정에서의 탈액성이 우수한 카복실산의 조대한 결정 입자를 높은 생산성으로 안정하게 제조할 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.That is, when the preliminary step is carried out, the microcrystals produced in the preliminary step act as seed crystals in the crystallization step. In addition, since the carboxylic acid-containing liquid may not be strongly cooled in the crystallization tank, depending on the conditions, the degree of supersaturation in the liquid decreases, so that the microcrystals dissolve and reprecipitate on the surface of the larger crystal. Therefore, coarsening of a crystal | crystallization is accelerated | stimulated, and generation | occurrence | production of the scale and fine crystal grain resulting from strong cooling can be suppressed. Thus, when the preliminary process is performed, it discovered that coarse crystal grains of the carboxylic acid which are excellent in the liquid removal property in a later process can be manufactured stably with high productivity, and came to complete this invention.
본 발명의 카복실산의 제조 방법은, 카복실산 함유 액체의 적어도 일부를, 냉각면과 그 냉각면을 긁어내는 긁어내기 수단을 갖는, 정석조의 전단에 배치된 냉각기에 공급하여, 카복실산 함유 액체의 결정화 개시 온도를 초과하는 온도로부터 그 결정화 개시 온도 이하까지 상기 카복실산 함유 액체를 냉각하여 냉각 카복실산 함유 액체를 제작하는 예비 공정과, 정석조 내에서 상기 냉각 카복실산 함유 액체를 포함하는 카복실산 함유 액체로부터 카복실산을 정석하는 정석 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the carboxylic acid of this invention supplies at least a part of carboxylic acid containing liquid to the cooler arrange | positioned at the front end of a crystallization tank which has a cooling surface and the scraping means which scrapes off the cooling surface, and crystallization start temperature of a carboxylic acid containing liquid A preliminary step of preparing the cooled carboxylic acid-containing liquid by cooling the carboxylic acid-containing liquid to a crystallization start temperature or less from a temperature exceeding the above; and crystallization of carboxylic acid from the carboxylic acid-containing liquid containing the cooled carboxylic acid-containing liquid in a crystallization tank. It is characterized by having a process.
발명의 효과Effects of the Invention
본 발명에 의하면, 정석조에서 카복실산 함유 액체를 정석할 때에, 정석조의 내벽면(이하, 내벽면이라고 함)으로의 강고한 스케일의 생성을 억제할 수 있고, 후공정에서의 탈액성(예컨대, 여과성, 세정성)이 우수한 조대한 결정 입자를 높은 생산성으로 안정하고 경제적으로 공업 생산할 수 있다.According to the present invention, when the carboxylic acid-containing liquid is crystallized in the crystallization tank, generation of a firm scale to the inner wall surface (hereinafter referred to as the inner wall surface) of the crystallization tank can be suppressed, and the liquid liquefaction (for example, Coarse crystal grains excellent in filterability and washability) can be industrially produced stably and economically with high productivity.
도 1은 본 발명의 카복실산의 제조 방법에 사용되는 카복실산 제조 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram which shows an example of the carboxylic acid manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the carboxylic acid of this invention,
도 2는 도 1의 장치의 냉각기에 있어서의 긁어내기 수단을 나타내는 개략도,2 is a schematic view showing a scraping means in a cooler of the apparatus of FIG. 1;
도 3은 실시예에서 사용된 카복실산 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.3 is a schematic block diagram showing a carboxylic acid producing apparatus used in the examples.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
10 : 카복실산 제조 장치 11 : 냉각기10: carboxylic acid producing device 11: cooler
12 : 제 1 정석조 13 : 제 2 정석조12: 1st crystallization tank 13: 2nd crystallization tank
30 : 카복실산 제조 장치 31 : 냉각기30: carboxylic acid production device 31: cooler
32 : 정석조32: Jeongseokjo
발명을 실시하기Carrying out the invention 위한 최선의 형태 Best form for
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 카복실산의 제조 방법은, 정석조 내에서 카복실산 함유 액체로부터 카복실산을 정석하는 정석 공정의 전에, 카복실산 함유 액체의 적어도 일부를, 결정화 개시 온도를 초과한 온도로부터 결정화 개시 온도 이하까지 냉각하는 예비 공정을 갖는 것이다.The method for producing a carboxylic acid of the present invention is a preliminary step of cooling at least a portion of the carboxylic acid-containing liquid from a temperature above the crystallization start temperature to a crystallization start temperature or less before the crystallization step of crystallizing the carboxylic acid from the carboxylic acid-containing liquid in the crystallization tank. It is to have a process.
카복실산 함유 액체로서는, 카복실산을 적어도 함유하고, 온도 저하에 따라 카복실산의 결정을 석출하는 액상의 것이면 제한은 없고, 액상의 카복실산 그 자체이더라도 좋고, 카복실산이 용매 중에 용해하고 있는 액체이더라도 좋다. 구체적으로는, 정제 대상인 카복실산을 용매에 용해시킨 액체, 카복실산의 제조 공정에서 얻어진 카복실산을 함유하는 액체(모액), 카복실산의 결정이 일부 분리된 후의 모액, 카복실산 결정의 융해액 등을 들 수 있고, 어떠한 처리가 이루어진 것이라도 좋다.The carboxylic acid-containing liquid is not limited as long as it contains at least a carboxylic acid and is a liquid that precipitates crystals of the carboxylic acid as the temperature decreases. The liquid may be a liquid carboxylic acid itself, or a liquid in which the carboxylic acid is dissolved in a solvent. Specifically, the liquid which melt | dissolved the carboxylic acid to be refine | purified in a solvent, the liquid containing the carboxylic acid obtained at the manufacturing process of a carboxylic acid, the mother liquid after some crystalline crystals of a carboxylic acid, the melt liquid of a carboxylic acid crystal, etc. are mentioned, Any processing may be performed.
카복실산의 종류로서도 특별히 제한은 없지만, 본 발명에 의하면, 내벽면으로의 부착성이 강한 카복실산이더라도, 그와 같은 부착을 억제할 수 있으므로, 특히 부착성이 높은 아크릴산, 메타크릴산인 경우가 효과적이다.Although there is no restriction | limiting in particular also as a kind of carboxylic acid, According to this invention, even if it is a carboxylic acid with strong adhesiveness to an inner wall surface, since such adhesion can be suppressed, especially in the case of acrylic acid and methacrylic acid with high adhesiveness, it is effective.
도 1은 본 발명의 카복실산의 제조 방법에 사용되는 카복실산 제조 장치(10)의 일례를 나타내는 개략 구성도로서, 정석 공정을 행하기 위해 직렬로 설치된 제 1 정석조(12) 및 제 2 정석조(13)와, 이들 정석조(12, 13)의 전단측에 설치되고, 예비 공정을 행하기 위한 냉각기(11)를 구비하여 구성되어 있다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a carboxylic
이 예에서 사용되고 있는 냉각기(11)는, 2중 원통형 긁어내기식 열 교환기로서, 원통 형상의 외통(外筒)의 내표면(15)과 원통 형상의 내통(內筒)의 외표면(16)이 각각 냉각면이 되어 있다. 또한, 외통의 내표면(이하, 외통측 냉각면이라고 함)(15)과 내통의 외표면(이하, 내통측 냉각면이라고 함)(16)은 각각 독립적으로 제어할 수 있도록 되어 있어, 각각의 냉각면에 작용시키는 냉각 매체의 온도, 유량 등을 개별적으로 조정할 수 있다. 구체적으로는, 외통측 냉각면(15) 및 내통측 냉각면(16)에, 각각 독립적으로 냉각 매체의 유통 경로나 자동 또는 수동의 유량 조정 밸브가 설치되는 등 하여, 이러한 독립 제어를 가능하게 할 수 있다.The
또한, 이 예의 냉각기(11)에는, 냉각면을 긁어내기 위한 긁어내기 수단으로서, 도 2의 개략도에도 나타낸 바와 같이, 외통측 냉각면(15)을 긁어내기 위한 외통측 긁어내기 수단(18)과, 내통측 냉각면(16)을 긁어내기 위한 내통측 긁어내기 수단(19)이 마련되어 있다.In the cooler 11 of this example, as the scraping means for scraping off the cooling surface, as shown in the schematic diagram of FIG. 2, the outer cylinder side scraping means 18 for scraping off the outer cylinder
외통측 긁어내기 수단(18)은, 냉각기(11)의 축선(외통 및 내통의 긴 방향의 중심선)을 중심으로 하여 회전하는 회전식 긁어내기부(20)를 냉각기(11)의 긴 방향을 따라 2열 갖고, 각 긁어내기부(20)에는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)제의 두께 10㎜의 판 형상의 스크레이퍼(긁어내기 부재)(21)가 장착되어 있다. 따라서, 각 긁어내기부(20)를 도면 중 화살표로 나타내는 방향으로 회전시킴으로써, 각 스크레이퍼(21)의 측단부가 외통측 냉각면(15)에 접촉하면서, 외통측 냉각면(15)상의 부착물을 긁어내도록 되어 있다.The outer cylinder side scraping means 18 carries out the
또한, 이 예에서는, 2열의 긁어내기부(20)는, 냉각기(11)의 축선에 대하여, 서로 대칭으로 위치하고 있다.In this example, the two rows of scraping
또한, 내통측 긁어내기 수단(19)도, 같은 스크레이퍼(21)를 구비한 긁어내기부(22)를 냉각기(11)의 긴 방향을 따라 2열 가져 구성되고, 각 긁어내기부(22)를 도면 중 화살표로 나타내는 방향으로 회전시킴으로써, 각 스크레이퍼(21)의 측단부가 내통측 냉각면(16)에 접촉하면서, 내통측 냉각면(16)상의 부착물을 긁어내도록 되어 있다. 또, 이 예의 냉각기(11)에서는, 긁어내기부(20)와 긁어내기부(22)는, 일체적으로 회전하도록 되어 있다.In addition, the inner cylinder side scraping means 19 is also comprised of the
제 1 정석조(12)와 제 2 정석조(13)는, 바깥쪽에는 도시를 생략한 냉각용 또는 보냉용 재킷이 설치되어, 각 정석조(12, 13)의 내벽면이 냉각면 또는 보냉면이 되어 있다. 또한, 각 정석조(12, 13)에는, 내벽면에 부착한 부착물을 긁어내기 위한 도시를 생략한 회전식 긁어내기 수단(긁어내기 날개)이 각각 마련되어 있다.The
또한, 카복실산 함유 액체의 공급 배관(23)은, 도중에서 분기하고 있어, 한쪽은 냉각기(11)에 접속되고, 다른 쪽은 제 1 정석조(12)에 접속되어 있다. 또한, 냉각기(11)로 분기된 공급 배관(23)의 도중에는, 개폐 자재의 공급 밸브(24)가 마련되어 있다.In addition, the
또한, 카복실산 함유 액체의 냉각기 출구 온도를 측정하기 위해 온도 지시계(25)가 마련되어 있다.In addition, a
다음으로, 이러한 장치(10)를 사용하여 카복실산 함유 액체로부터 카복실산을 정석하는 구체적 방법의 일례에 대하여 설명한다.Next, an example of the specific method of crystallizing carboxylic acid from a carboxylic acid containing liquid using this
우선, 카복실산 함유 액체를 냉각기(11)에 공급하는 라인의 도중에 마련된 공급 밸브(24)를 닫아 두고, 냉각기(11)를 경유시키지 않고서, 공급 배관(23)으로부터 직접 카복실산 함유 액체를 제 1 정석조(12)에 공급하고, 계속하여 발액구(도시하지 않음)를 닫은 제 2 정석조(13)에 공급한다. 제 2 정석조(13)의 카복실산 함유액이 소정의 양에 도달한 시점에서, 제 1 정석조(12)의 발액구(도시하지 않음)를 닫고, 제 1 정석조(12)의 카복실산 함유액이 소정의 양에 도달하면 바로 공급을 정지한다. 이어서, 제 1 정석조(12) 및 제 2 정석조(13)의 긁어내기 날개를 작동시킴과 아울러, 각각의 냉각용 재킷에 냉각 매체를 유통시켜, 제 1 정석조(12)의 조 내 온도 및 제 2 정석조(13)의 조 내 온도가 최종적으로 결정화 개시 온도 이하가 되도록 각각 서서히 냉각한다. 조 내 온도는, 취급하는 카복실산의 종류나 농도, 용매 등에 따라 다르지만, 일반적으로는 용해도로부터 산출되는 정석조 슬러리 농도가 40% 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 통상, 후단측의 정석조만큼 조 내 온도가 낮아지도록 설정하므로, 이 경우도, 제 1 정석조(12)의 조 내 온도보다 제 2 정석조(13)의 조 내 온도를 낮게 설정하는 것이 바람직하다.First, the carboxylic acid-containing liquid is directly supplied from the
이어서, 제 1 정석조(12) 및 제 2 정석조(13)의 조 내 온도가 소정 온도로 안정화한 후에, 공급 밸브(24)는 닫은 채로, 카복실산 함유 액체의 공급을 재개함과 아울러, 제 1 정석조 및 제 2 정석조(13)의 발액구를 열어 카복실산 결정을 포함하는 카복실산 함유액도 빼내기 시작한다. 이때, 카복실산 함유 액체의 공급 속도는, 제 1 정석조(12) 및 제 2 정석조(13)에 있어서 제거해야할 결정화 열량이 스케일링을 일으키지 않는 양 이하이고, 또한 제 2 정석조(13)로부터 얻어지는 결정이 목적으로 하는 입자 직경 이상이 되는 양 이하이면, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 공급 온도는, 결정화 개시 온도를 초과한 온도이면 특별히 한정되지 않지만, 제 1 정석조(12) 및 제 2 정석조(13)의 제열 능력 범위 내가 바람직하다.Subsequently, after the temperature in the tank of the
이어서, 공급 밸브(24)를 열어, 카복실산 함유 액체의 일부를 냉각기(11)에 분기 도입한다.Next, the
카복실산 함유 액체의 냉각기(11)를 경유하는 유량, 경유하지 않는 유량, 및 이들의 합계인 제 1 정석조로의 총 유량은 목적으로 하는 생산량에 맞추어 조절할 수 있다. 또한, 카복실산 함유 액체의 정석조에 있어서의 적정한 체재 시간은, 사용하는 카복실산 함유 액체로부터의 결정 성장 속도, 핵 발생 속도, 목적으로 하는 생산 속도, 목적으로 하는 결정 입자 직경, 각 정석조에서의 제열량 등에 의존하므로, 일률적으로 결정할 수 없지만, 화학 공학적 수법에 의해 적정한 체재 시간을 때마다 결정할 수 있다. 그리고, 외통측 긁어내기 수단(18)과 내통측 긁어내기 수단(19)을 각각 150회/분 이상의 긁어내기 빈도로 작동시킴과 아울러, 냉각기(11)의 외통측 냉각면(15)과 내통측 냉각면(16)에 냉각 매체를 작용시켜, 카복실산 함유 액체를 냉각하는 예비 공정을 행한다. 긁어내기 빈도는 180회/분 이상이 바람직하고, 200회/분 이상이 보다 바람직하다. 또한 긁어내기 빈도는, 1000회/분 이하가 바람직하고, 400회/분 이하가 보다 바람직하다.The flow rate through the cooler 11 of the carboxylic acid-containing liquid, the flow rate without passing through, and the total flow rate into the first crystallization tank which is a sum thereof can be adjusted according to the desired production amount. In addition, the appropriate residence time in the crystallization tank of the carboxylic acid-containing liquid is the crystal growth rate, nucleation rate, target production rate, target crystal grain diameter, and amount of heat removal in each crystallization tank from the carboxylic acid-containing liquid to be used. Since it cannot be determined uniformly, etc., it is possible to determine the appropriate stay time every time by chemical engineering techniques. Then, the outer cylinder side scraping means 18 and the inner cylinder side scraping means 19 are operated at a scraping frequency of 150 times / min or more, respectively, and the outer cylinder
이러한 예비 공정에 의해, 카복실산 함유 액체는, 냉각기 출구 온도가 카복실산 함유 액체의 결정화 개시 온도(이하, 간단히 결정화 개시 온도라고 함) 이하가 되도록 냉각되어, 카복실산 함유 액체에 포함되는 카복실산의 일부가 결정 미세 입자로서 석출된다. 또, 결정화 개시 온도란, 카복실산 함유 액체를 냉각하여 갔을 때에, 카복실산의 결정이 석출되기 시작하는 온도이다.By such a preliminary step, the carboxylic acid-containing liquid is cooled such that the cooler outlet temperature is equal to or lower than the crystallization start temperature (hereinafter, simply referred to as crystallization start temperature) of the carboxylic acid-containing liquid, so that a part of the carboxylic acid contained in the carboxylic acid-containing liquid is crystal fine. Precipitates as particles. The crystallization start temperature is a temperature at which crystals of the carboxylic acid begin to precipitate when the carboxylic acid-containing liquid is cooled.
또, 여기서 긁어내기 빈도란, 「냉각면에 직접 작용하는 긁어내기 부재의 1분간에 있어서의 작용 횟수」이다. 따라서, 이 예와 같이 긁어내기 부재가 회전식 스크레이퍼(21)로 이루어지고, 스크레이퍼(21)를 구비한 긁어내기부(20, 22)가 2열 마련되어 있는 경우에는, 「150회/분 이상의 긁어내기 빈도」란, 긁어내기부(20, 22)를 1분간에 75회전 이상 회전시킴으로써 달성할 수 있다. 즉, 긁어내기부(20, 22)의 열 수를 N으로 한 경우, 1분간에 (150/N)회전 이상 회전시킴으로써 달성할 수 있다.In addition, a scraping frequency here is "the frequency | count of an operation in 1 minute of the scraping member which acts directly on a cooling surface." Therefore, when the scraping member consists of the
이러한 예비 공정에 의해 결정화 개시 온도 이하의 온도에까지 냉각되어, 일부의 카복실산이 석출된 슬러리 형상의 카복실산 함유 액체(냉각 카복실산 함유 액체)를, 제 1 정석조(12), 제 2 정석조(13)로 순차적으로 도입하여, 정석하는 정석 공정을 행한다.The
이러한 정석 공정에 의해 결정 성장이 촉진되어, 제 2 정석조로부터는, 냉각기(11)에서 정석조(12)에 도입된 슬러리보다 단위 슬러리 체적당 결정 핵 수가 적고, 조대한 결정을 함유하는 슬러리 형상의 카복실산 함유 액체가 배출된다.The crystal growth is promoted by this crystallization step, and from the second crystallization tank, the crystal shape is smaller than the slurry introduced into the
이러한 정석 공정의 후에는, 배출된 카복실산 함유 액체로부터, 여과 공정, 세정 공정, 건조 공정 등의 후공정이 필요에 따라 실시되어, 카복실산의 결정 입자가 회수된다.After such a crystallization step, post-processes, such as a filtration process, a washing | cleaning process, and a drying process, are performed from a discharged carboxylic acid containing liquid as needed, and crystal grains of a carboxylic acid are collect | recovered.
이와 같이 카복실산 함유 액체의 적어도 일부를 예비 공정에서 냉각하고 나서, 정석 공정에 공급함으로써, 정석조(12, 13)에서 카복실산 함유 액체를 강하게 냉각하지 않더라도 완료되므로, 강하게 냉각함에 기인하는 정석조(12, 13)의 냉각면으로의 스케일이나, 미세한 결정 입자의 생성을 억제할 수 있어, 후공정에서의 탈액성이 우수하고, 충분히 결정 성장한 카복실산의 조대한 결정 입자를 얻을 수 있다. 또한, 스케일이 발생하지 않으므로, 장치의 운전을 안정하게 행할 수 있고, 더구나, 스케일의 냉각면으로의 부착에 의한 냉각 효율의 저하도 억제되므로, 생산성도 높게 유지할 수 있다. 또한, 스케일을 파쇄하고자 하여 정석조(12, 13)의 긁어내기 날개를 과도히 작동시킬 필요도 없으므로, 긁어내기 날개에 파쇄됨에 의한 미세 입자의 생성도 억제할 수 있다. 또한, 예비 공정에서 석출한 결정 입자는, 정석조(12, 13)의 과포화도가 작으므로, 조건에 따라서는, 미결정은 용해하여, 보다 큰 결정의 표면에 재석출한다. 이들 이유에 의해, 정석 공정에서는 보다 큰 입자 직경의 결정 입자가 생성되기 쉬워진다.Thus, at least a part of the carboxylic acid-containing liquid is cooled in the preliminary step and then supplied to the crystallization step, thereby completing the
또한, 예비 공정에서, 냉각기(11)의 각 긁어내기 수단(18, 19)을 긁어내기 빈도가 150회/분 이상이 되도록 각각 작동시키는 것이 바람직하고, 냉각면(15, 16)으로의 스케일의 축적이 억제되는 것 등에 의해 냉각기(11)의 냉각 효율이 향상하므로, 용이하고 또한 안정하게, 카복실산 함유 액체를 결정화 개시 온도를 초과한 온도로부터 결정화 개시 온도 이하까지 냉각할 수 있다. 또한, 이 긁어내기 빈도는 낮을수록 긁어내기 수단에 구비되어 있는 스크레이퍼와 냉각면의 마찰에 의해 발생하는 열량이 적어지므로 냉각기(11)의 냉각 효율이 향상한다.Further, in the preliminary step, it is preferable to operate each scraping means 18 and 19 of the cooler 11 so that the scraping frequency is 150 times / minute or more, and the scale of the scales to the cooling surfaces 15 and 16 is preferable. Since the cooling efficiency of the cooler 11 is improved by suppressing accumulation, etc., the carboxylic acid-containing liquid can be cooled from the temperature exceeding the crystallization start temperature to below the crystallization start temperature easily and stably. Further, the lower the scraping frequency, the lower the amount of heat generated by friction between the scraper and the cooling surface provided in the scraping means, so that the cooling efficiency of the cooler 11 is improved.
또한, 예비 공정에서는, 카복실산 함유 액체는 결정화 개시 온도 이하의 온도까지 냉각되면 좋지만, 냉각기(11) 출구의 슬러리 농도가 이후의 이송에 문제를 일으키지 않는 농도 이하가 되는 온도 범위로 하는 것이 바람직하다. 그 슬러리 농도는 40용량% 이하가 바람직하고, 20용량% 이하가 보다 바람직하다.In addition, in the preliminary step, the carboxylic acid-containing liquid may be cooled to a temperature below the crystallization start temperature, but it is preferable to set it to a temperature range where the slurry concentration at the outlet of the cooler 11 is below a concentration which does not cause a problem in subsequent transfer. 40 volume% or less is preferable and, as for the slurry concentration, 20 volume% or less is more preferable.
또한, 예비 공정에서는, 정석 공정에서의 제 1 정석조(12) 및 제 2 정석조(13)의 제열 부하가 각각 스케일링을 일으키는 제열 부하 이하인 것, 보다 구체적으로는 8.4MJ/hr/㎡ 이하, 또한 7.5MJ/hr/㎡ 이하가 되도록 냉각하는 것이 바람직하다. 예비 공정에서 이러한 정도까지 미리 냉각하여 둠으로써, 정석 공정에서 카복실산 함유 액체를 강하게 냉각할 필요가 없어져, 정석조 내에서 강하게 냉각함에 기인하는 정석조(12, 13)의 냉각면에서의 스케일 발생이나, 정석조 내에서의 미세 입자의 생성을 저감할 수 있는 외에, 예비 공정에서 생성한 미결정이 용해하여 결정화 성분이 보다 조대한 결정의 표면에 석출되어, 탈액성, 세정성이 우수한 조대한 결정을 얻기 쉬워진다.Further, in the preliminary step, the heat removal loads of the
또, 정석조(12, 13)의 제열 부하란, 「정석조의 냉각면 1㎡당 열 이동량」으로서, 정석조(12, 13)가 이 예와 같이 냉각용 재킷에 의해 냉각면을 냉각하는 형태인 경우에는, 그 냉각용 재킷에 유입되는 냉각 매체와 냉각용 재킷으로부터 유출되는 냉각 매체의 열량의 차로부터 산출할 수도 있고, 정석조(12, 13) 내의 카복실산 함유 액체의 열량 변화로부터 산출할 수도 있다. 여기서는 이하의 식으로 정의한다.Moreover, the heat removal load of the
(제열 부하)={(정석조 유입 엔탈피)-(정석조 유출 엔탈피)}/(냉각면의 면적)Heat removal load
단,only,
(엔탈피)=(상청 유량)×(액비열)×(온도)+(결정 유량)×(결정 비열)×(온도)-(결정 유량)×(결정화열(절대치))(Enthalpy) = (supernatant flow rate) × (liquid specific heat) × (temperature) + (crystal flow rate) × (crystal specific heat) × (temperature)-(crystal flow rate) × (heat of crystallization (absolute value))
또한, 예비 공정에서는, 카복실산 함유 액체를 냉각기(11)로 결정화 개시 온도 이하의 온도에까지 냉각하지만, 바람직하게는, 다음과 같이 단계적으로 예비 공정을 스타트 업하는 것이 바람직하다.In the preliminary step, the carboxylic acid-containing liquid is cooled to the temperature below the crystallization start temperature by the cooler 11, but preferably, the preliminary step is preferably started up stepwise as follows.
우선, 외통측 냉각면(15) 또는 내통측 냉각면(16)의 어느 한쪽의 냉각면에만 냉각 매체를 작용시키는 등 하여, 냉각기(11)로부터 배출되는 카복실산 함유 액체의 온도가 결정화 개시 온도 이하가 되지 않도록, 즉, 결정화 개시 온도를 초과한 어느 온도(t)까지 냉각한다(제 1 단계). 그리고, 냉각기(11)로부터 배출되는 카복실산 함유 액체의 온도가, 결정화 개시 온도를 초과한 이 온도(t)로 안정하고 나서, 다른 쪽의 냉각면에도 냉각 매체를 작용시키는 등 하여, 카복실산 함유 액체를 결정화 개시 온도 이하의 온도에까지 냉각한다(제 2 단계).First, the temperature of the carboxylic acid-containing liquid discharged from the cooler 11 is equal to or lower than the crystallization start temperature, such that the cooling medium is applied to only one of the cooling surfaces of the outer cylinder
여기서 온도(t)는, 결정화 개시 온도를 초과한 온도이지만, 카복실산 함유 액체의 공급 온도보다 낮은 온도이며, 또한, 결정화 개시 온도보다 2℃ 높은 온도 이하인 것이 적합하다.Although temperature t is temperature beyond the crystallization start temperature here, it is suitable that it is temperature lower than the supply temperature of a carboxylic acid containing liquid, and is 2 degrees C or less higher than the crystallization start temperature.
이렇게 하여 예비 공정을 단계적으로 스타트 업시킴으로써, 예비 공정에서 카복실산 함유 액체를 용이하고 안정하게 결정화 개시 온도 이하까지 냉각할 수 있으므로 바람직하다. 여기서 「온도가 안정하다」란, 적어도 5분간 동안의 최저 온도와 최고 온도의 차가 1℃ 이내인 것을 말한다.By starting up the preliminary step in this manner, the carboxylic acid-containing liquid can be easily and stably cooled to the crystallization start temperature or lower in the preliminary step. Here, "the temperature is stable" means that the difference between the minimum temperature and the maximum temperature for at least 5 minutes is within 1 ° C.
이와 같이 제 1 단계에서는 카복실산 함유 액체의 온도가 결정화 개시 온도 이하가 되지 않도록 운전하지만, 그와 같은 온도 조건으로 하기 위해서는, 상술한 바와 같이, 외통측 냉각면(15) 또는 내통측 냉각면(16)의 어느 한쪽의 냉각면에만 냉각 매체를 작용시키는 방법이 용이하고 효과적인 방법이다. 이밖에도, 카복실산 함유 액체가 한편의 냉각면과 접촉하지 않도록 하는 방법이나, 통액하는 냉각 매체의 온도나 유량을 조정하는 방법을 채용하더라도 좋고, 경우에 따라서는, 냉각면을 별도로 준비한 가열 수단으로 가열하는 방법을 조합하는 등 하더라도 좋다.In this manner, the first stage is operated so that the temperature of the carboxylic acid-containing liquid does not become below the crystallization start temperature. However, in order to achieve such temperature conditions, the outer cylinder
이상 설명한 바와 같이, 상술한 예비 공정과 정석 공정을 갖는 방법에 의하면, 고가의 장치를 사용하는 일 없이, 간단한 구성의 장치를 사용하는 것 만으로, 정석조(12, 13)의 냉각면으로의 강고한 스케일의 생성을 억제할 수 있어, 후공정에서의 탈액성(예컨대, 여과성, 세정성)이 우수하고, 충분히 결정 성장한 조대한 카복실산 결정 입자를 높은 생산성으로 안정하고 경제적으로 제조할 수 있다. 또한, 정석 공정에서의 제열 부하를 저감할 수 있으므로, 공업적인 대량 생산에 있어서 정석조의 내용적을 크게 하여, 냉각면의 면적이 상대적으로 작아졌다고 하더라도 문제는 생기기 어렵다.As described above, according to the method having the preliminary step and the crystallization step described above, it is possible to secure the cooling surfaces of the
또, 이상의 설명에서는, 예비 공정에서 사용하는 냉각기로서, 독립 제어 가능한 복수의 냉각면을 갖는 2중 원통형 긁어내기식 열 교환기를 예시했지만, 냉각기의 형태에는 특별히 제한은 없다. 그러나 예비 공정을 상술한 바와 같이 단계적으로 스타트 업하는 것이 바람직하므로, 이러한 스타트 업이 가능한 형태의 냉각기, 즉, 복수의 독립 제어 가능한 냉각면을 구비하고, 그 일부를 먼저 작동시킨 후에 나머지를 작동시킬 수 있는 냉각기가 바람직하다.In the above description, as the cooler used in the preliminary step, a double cylindrical scraping-type heat exchanger having a plurality of independent controllable cooling surfaces is exemplified, but the shape of the cooler is not particularly limited. However, it is preferable to start up the preliminary process step by step as described above, so that this start-up type of cooler is provided, that is, with a plurality of independent controllable cooling surfaces, the part of which is operated first, and then the rest is operated. A cooler that can
또한, 냉각기가 구비하는 긁어내기 수단의 형태, 긁어내기 수법으로서도, 냉각면을 긁어내는 것으로서, 긁어내기 빈도 150회/분 이상을 확보할 수 있는 것이면, 회전식에 한정되지 않고, 벨트식, 스크류식, 냉각면 회전식 등이더라도 좋다. 또한, 도시예와 같이, 냉각기(11)의 축선을 중심으로 하여 회전하는 회전식 긁어내기부(20, 22)를 냉각기의 긴 방향으로 1열 이상 갖고 있고, 각각 긁어내기 부재로서 스크레이퍼(21)가 장착되어 있는 것의 경우에는, 각 스크레이퍼(21)는, 두께가 10㎜ 이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5㎜ 이하이다. 또한, 냉각면을 복수 구비하는 냉각기의 경우에는, 각각 긁어내기 수단이 마련되고, 각각이 긁어내기 빈도 150회/분 이상으로 작동하는 것이 필요하지만, 긁어내기 수단의 형태 등은, 각 냉각면마다 다르더라도 동일하더라도 좋다.Moreover, as a form of the scraping means with which a cooler is equipped, and a scraping method, it is not limited to rotation as long as it can scrape a cooling surface, and it can ensure 150 or more times of scraping-offs, and it is a belt type and a screw type Or cooling surface rotary may be used. In addition, as shown in the example, the
정석조는, 도시예와 같이 복수가 직렬로 마련되어 있더라도, 복수가 병렬로 마련되어 있더라도 좋고, 1기뿐이더라도 좋다. 또한, 각 정석조는, 카복실산이 충분히 결정 성장할 만큼의 체재 시간을 확보할 수 있는 것이면, 그 용적, 형태에 제한은 없고, 일반적인 교반조, 탱크 등을 사용할 수 있다. 또한, 정석조에는, 긁어내기 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하지만, 반드시 마련되어 있지 않더라도 좋다. 냉각기에 있어서의 카복실산 함유 액체의 체재 시간은, 정석조에서의 카복실산 함유 액체의 체재 시간의 10% 이하인 것이 미세한 결정을 얻을 수 있으므로 바람직하고, 1% 이하가 보다 바람직하다.As shown in the example, the crystallization tank may be provided in plural in series, plural in parallel, or only one. In addition, as long as the crystallization tank can ensure the residence time enough for carboxylic acid to sufficiently crystallize, there is no restriction in the volume and form, and a general stirring tank, a tank or the like can be used. Moreover, although it is preferable that a scraping means is provided in a crystallization tank, it is not necessarily provided. The stay time of the carboxylic acid-containing liquid in the cooler is preferably 10% or less of the stay time of the carboxylic acid-containing liquid in the crystallization tank, so that fine crystals can be obtained, and more preferably 1% or less.
정석조의 용적과 냉각기의 용적의 비율에도 특별히 제한은 없지만, 공간 절약, 저비용으로 장치를 구성하기 위해서는, 정석 공정에서의 과잉 열량을 필요 충분으로 제거할 수 있는 능력의 냉각기를 선정하는 것으로 달성할 수 있다.Although there is no restriction | limiting in particular in the ratio of the volume of a crystallization tank and the volume of a cooler, In order to comprise a space-saving and low cost, it can achieve by selecting the cooler of the ability which can remove the excess heat amount in a crystallization process sufficiently necessary. have.
또한, 도시예에서는, 카복실산 함유 액체의 일부만을 예비 공정에 사용되게 하고, 나머지를 직접 정석 공정에 사용되게 하고 있지만, 카복실산 함유 액체의 전량을 예비 공정에 사용되게 하더라도 좋다. 또한, 냉각기에서 효율적으로 미세한 결정을 발생시키기 위해서는 카복실산 함유 액체를 냉각기에 원패스(onepass)로 공급하는 것이 바람직하다.In addition, although only a part of carboxylic acid containing liquid is used for a preliminary process, and the remainder is used directly for a crystallization process in the example of illustration, you may make the whole quantity of a carboxylic acid containing liquid be used for a preliminary process. In addition, in order to efficiently generate fine crystals in the cooler, it is preferable to supply the carboxylic acid-containing liquid to the cooler in one pass.
이하, 본 발명의 방법을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것이 아니다.Hereinafter, although the method of this invention is demonstrated concretely by an Example, this invention is not limited by these Examples.
[실시예 1]Example 1
도 1에 나타내는 장치를 사용하여, 예비 공정과 정석 공정을 행했다.The preliminary process and the crystallization process were performed using the apparatus shown in FIG.
냉각기(11)에는, 2중 원통형 긁어내기식 열 교환기로서, 「타로섬(상품명, N.V.Machinefabriek Terlet사 제품)」을 사용했다. 이 열 교환기는, 외통측 긁어내기 수단(18) 및 내통측 긁어내기 수단(19)으로서, 스크레이퍼(두께 10㎜, PTFE제)(21)가 부착된 긁어내기부(20, 22)를 각각 2열 갖는 것이다.In the cooler 11, "Tarosum (brand name, the product made by N.V. Machinefabriek Terlet)" was used as a double cylindrical scraping-type heat exchanger. This heat exchanger is an outer cylinder side scraping means 18 and an inner cylinder side scraping means 19, and each of the
냉각기(11)의 후단측에는, 긁어내기 날개를 각각 갖는 제 1 정석조(12)와 제 2 정석조(13)를 직렬로 설치했다. 냉각기(11)의 용적은, 제 1 정석조(12)와 제 2 정석조(13)의 총 용적의 0.16%였다.On the rear end side of the cooler 11, the
우선, 정석조(12 및 13)에 카복실산 함유 액체(메타크릴산에 메탄올을 4질량% 혼합하여, 응고점(결정화 개시 온도)이 8.5℃가 되도록 조정하여, 12℃까지 냉각한 것. 이하, 원료액 (A)라고 함)를 투입하고, 각 정석조(12 및 13)의 긁어내기 날개를, 냉각면의 긁어내기 빈도가 40회/분이 되도록 회전시켰다. 최종적으로 제 1 정석조(12)의 조 내 온도가 6.3℃, 제 2 정석조(13)의 조 내 온도가 5.4℃가 되도록, 각 정석조(12 및 13)의 냉각용 재킷의 냉각 매체 유량을 조정하여 냉각을 행했다.First, 4 mass% of carboxylic acid-containing liquid (methacrylic acid is mixed with methanol in the
다음으로 공급 배관(23)에, 원료액 (A)를, 정석조(12, 13)에서의 총 체재 시간이 6시간이 되는 공급 속도(유량)로 연속적으로 공급했다. 이때, 제 1 정석조(12)의 조 내 온도가 6.3℃, 제 2 정석조(13)의 조 내 온도가 5.4℃가 되도록, 각 정석조(12, 13)의 냉각용 재킷의 냉각 매체 유량을 조정했다. 또한, 각 정석조(12, 13)의 긁어내기 날개를, 냉각면의 긁어내기 빈도가 40회/분이 되도록 회전시켰다.Next, the raw material liquid A was continuously supplied to the
다음으로 공급 밸브(24)를 열어, 냉각기(11)에 총 유량의 27%의 원료액 (A)를 분기 도입함과 아울러, 냉각기(11)의 내통측 긁어내기 수단(19)과 외통측 긁어내기 수단(18)을 모두 긁어내기 빈도 180회/분이 되도록, 각각 90회전/분의 회전수로 회전시키고, 또한, 외통측 냉각면(15)에만 -10℃의 냉각 매체를 연속적으로 통액하여 작용시켜, 냉각기(11)로부터 배출되는 카복실산 함유 액체를 1.3시간에 걸쳐 그 냉각기 출구 온도가 9.5℃(=t)가 될 때까지 냉각했다.Next, the
냉각기(11)로부터 배출되는 카복실산 함유 액체의 온도가 9.5℃에서 안정한 것을 확인한 후, 냉각기(11)의 내통측 냉각면(16)에 -10℃의 냉각 매체를 연속적으로 통액 개시했다.After confirming that the temperature of the carboxylic acid-containing liquid discharged from the cooler 11 was stable at 9.5 ° C, the liquid medium of -10 ° C was continuously passed through to the inner cylinder-
그 결과, 냉각기(11)로부터는, 냉각기 출구 온도가 8.3℃로서, 입자 직경 약 80㎛의 메타크릴산의 결정 입자 3.3질량%를 포함하는 슬러리 형상의 카복실산 함유 액체가 연속적으로 배출되었다. 이러한 운전을 계속한 바, 100시간 경과 후도 운전 상황은 안정되어, 제 2 정석조(13)의 출구로부터는, 입자 직경 약 225㎛의 메타크릴산의 결정 입자를 37질량% 포함하는 슬러리 형상의 카복실산 함유 액체가 얻어졌다. 냉각기에서의 카복실산 함유 액체의 체재 시간은 1.8분이었다.As a result, from the cooler 11, the cooler exit temperature was 8.3 degreeC, and the slurry carboxylic acid containing liquid containing 3.3 mass% of crystal grains of methacrylic acid of about 80 micrometers of particle diameters was discharged continuously. When such operation was continued, the operation condition was stabilized even after 100 hours had elapsed, and from the outlet of the
또한, 이때, 제 1 정석조(12)의 제열 부하는 6.2MJ/hr/㎡, 제 2 정석조(13)의 제열 부하는 7.4MJ/hr/㎡이었다.In addition, the heat removal load of the
[실시예 2][Example 2]
내통측 긁어내기 수단(19) 및 외통측 긁어내기 수단(18)이 구비하는 스크레이퍼(21)를, 두께 3.5㎜의 베이클라이트제의 스크레이퍼로 변경한 것 외에는 실시예 1과 같이 장치를 운전했다.The apparatus was operated like Example 1 except having changed the
그 결과, 냉각기(11)로부터는, 냉각기 출구 온도가 8.0℃로서, 입자 직경 약 80㎛의 메타크릴산의 결정 입자 8.9질량%를 포함하는 슬러리 형상의 카복실산 함유 액체가 연속적으로 배출되었다. 이러한 운전을 계속한 바, 100시간 경과 후도 운전 상황은 안정되어, 제 2 정석조(13)의 출구로부터는, 입자 직경 약 225㎛의 메타크릴산의 결정 입자를 37질량% 포함하는 슬러리 형상의 카복실산 함유 액체가 얻어졌다.As a result, from the cooler 11, the coolant outlet temperature was 8.0 degreeC, and the slurry carboxylic acid containing liquid containing 8.9 mass% of crystal grains of methacrylic acid of about 80 micrometers of particle diameters was discharged continuously. When such operation was continued, the operation condition was stabilized even after 100 hours had elapsed, and from the outlet of the
또한, 이때, 제 1 정석조(12)의 제열 부하는 6.0MJ/hr/㎡, 제 2 정석조(13)의 제열 부하는 7.2MJ/hr/㎡이었다.In addition, the heat removal load of the
[비교예 1]Comparative Example 1
냉각기(11)가 설치되어 있지 않은 것 외에는 도 1과 같은 구성의 장치를 이용하여, 실시예 1과 같이 장치를 운전했다.The apparatus was operated like Example 1 using the apparatus of the structure similar to FIG. 1 except that the cooler 11 was not provided.
그 결과, 스케일링에 의해 제 1 정석조(12)의 긁어내기 날개의 토크가 현저히 상승하여, 100시간 후에는 5% 상승하고, 약 2000시간 후에는 토크치가 상한에 달하여 운전을 정지하지 않을 수 없었다.As a result, the torque of the scraping blade of the
이때, 제 1 정석조(12)의 제열 부하는 10.0MJ/hr/㎡이었다.At this time, the heat removal load of the
[실시예 3][Example 3]
도 3에 나타내는 카복실산 제조 장치(30)를 사용하여, 예비 공정과 정석 공정을 행했다.The preliminary process and the crystallization process were performed using the carboxylic
도 3의 장치(30)는, 정석 공정을 행하기 위한 정석조(32)와, 이 정석조(32)의 전단측에 마련되어, 예비 공정을 행하기 위한 냉각기(31)를 구비하고 있다.The
냉각기(31)에는, 원통형의 긁어내기식 열 교환기로서, 「온레이터(상품명, 사쿠라제작소사 제품)」를 사용했다. 이 열 교환기는, 원통의 내표면(33)이 냉각면으로 되어 있음과 아울러, 이 냉각면을 긁어내기 위한 긁어내기 수단(34)으로서, 실시예 1에서 사용한 냉각기(11)에 있어서의 회전식 외통측 긁어내기 수단(18)과 같은 것을 갖고 있다.As the cooler 31, "on-aerator (brand name, product of Sakura Corporation)" was used as a cylindrical scraping-type heat exchanger. The heat exchanger is a rotary outer cylinder in the cooler 11 used in Example 1 as the scraping means 34 for scraping off the cooling surface while the
정석조(32)의 외측에는 도시를 생략한 냉각용 재킷이 설치되어, 정석조(32)의 내표면이 냉각면으로 되어 있다. 또한, 정석조(32)에는, 냉각면에 부착한 부착물을 긁어내기 위한 도시를 생략한 회전식 긁어내기 수단(긁어내기 날개)이 마련되어 있다.A cooling jacket (not shown) is provided outside the
또, 냉각기(31)의 용적은, 정석조(32)의 용적의 0.5%였다.In addition, the volume of the cooler 31 was 0.5% of the volume of the
이 장치(30)의 공급 배관(35)에, 카복실산 함유 액체(메타크릴산에 메탄올을 2.6질량% 혼합하여, 응고점(결정화 개시 온도)이 10.0℃가 되도록 조정하여, 20.4℃까지 냉각한 것)를, 정석조(32)에서의 체재 시간이 5.7시간이 되는 공급 속도(유량)로 연속적으로 공급했다. 냉각기에서의 카복실산 함유 액체의 체재 시간은 1.7이었다. 정석조(32)의 긁어내기 날개를, 냉각면의 긁어내기 빈도가 40회/분이 되도록 회전시켰다.Carboxylic acid-containing liquid (2.6 mass% of methanol was mixed in methacrylic acid, adjusted to a solidification point (crystallization start temperature) to 10.0 ° C, and cooled to 20.4 ° C) in the
다음으로, 냉각기(31)의 긁어내기 수단(34)을 긁어내기 빈도 200회/분이 되도록, 100회전/분의 회전수로 회전시키고, 또한, -7℃의 냉각 매체를 냉각기(31)에 연속적으로 통액했다. 이 사이, 정석조(32)의 재킷에는 냉각 매체는 공급하지 않고 단열 보온 상태로 했다(즉, 정석조(32)의 제열 부하는 0MJ/hr/㎡).Next, the scraping means 34 of the cooler 31 is rotated at a rotation speed of 100 revolutions / minute so that the scraping frequency is 200 times / minute, and a cooling medium of -7 ° C is continuously connected to the cooler 31. Passed through. In the meantime, the cooling medium was not supplied to the jacket of the
그 결과, 냉각기(31)로부터는, 온도 지시계(36)로 표시되는 냉각기 출구 온도가 8.8℃이고, 입자 직경 약 50㎛의 메타크릴산의 결정 입자 40질량%를 포함하는 슬러리 형상의 카복실산 함유 액체가 연속적으로 배출되었다. 이러한 운전을 계속한 바, 6시간 경과 후도 운전 상황은 안정되어 있어, 정석조(32)의 출구로부터는, 입자 직경 약 200㎛의 메타크릴산의 결정 입자를 40질량% 포함하는 슬러리 형상의 카복실산 함유 액체가 얻어졌다.As a result, from the cooler 31, the coolant outlet temperature represented by the
[비교예 2]Comparative Example 2
긁어내기 빈도가 140회/분이 되도록, 긁어내기 수단(34)을 70회전/분으로 회전시킨 것 외에는 실시예 3과 같이 장치를 운전했다.The apparatus was operated in the same manner as in Example 3 except that the scraping means 34 was rotated at 70 rotations / minute so that the scraping frequency was 140 times / minute.
그 결과, 냉각기 출구 온도는 10.2℃가 되어, 냉각기(31)로부터 배출되는 카복실산 함유 액체 중에 메타크릴산의 결정은 보이지 않았다. 그 때문에, 본 예에서는 메타크릴산의 결정을 얻을 수는 없었다.As a result, the cooler outlet temperature became 10.2 degreeC, and crystal | crystallization of methacrylic acid was not seen in the carboxylic acid containing liquid discharged | emitted from the cooler 31. FIG. Therefore, in this example, crystals of methacrylic acid could not be obtained.
본 발명에 의하면, 정석조에서 카복실산 함유 액체를 정석할 때에, 정석조의 내벽면으로의 강고한 스케일의 생성을 억제할 수 있어, 후공정에서의 탈액성(예컨대, 여과성, 세정성)이 우수한 조대한 결정 입자를 높은 생산성으로 안정하고 경제적으로 공업 생산할 수 있다.According to the present invention, when the carboxylic acid-containing liquid is crystallized in the crystallization tank, formation of a firm scale on the inner wall surface of the crystallization tank can be suppressed, and the bath having excellent deliquescent property (for example, filterability and detergency) in the post-process. The crystal grains can be industrially produced stably and economically with high productivity.
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