KR20180001547A - Process for recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process - Google Patents
Process for recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180001547A KR20180001547A KR1020170180267A KR20170180267A KR20180001547A KR 20180001547 A KR20180001547 A KR 20180001547A KR 1020170180267 A KR1020170180267 A KR 1020170180267A KR 20170180267 A KR20170180267 A KR 20170180267A KR 20180001547 A KR20180001547 A KR 20180001547A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- acrylic acid
- meth
- distillation column
- distillation
- crude
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C51/43—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
- C07C51/44—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation
- C07C51/445—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation by steam distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B63/00—Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C51/43—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
- C07C51/44—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation
- C07C51/46—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation by azeotropic distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/54—Preparation of carboxylic acid anhydrides
- C07C51/56—Preparation of carboxylic acid anhydrides from organic acids, their salts, their esters or their halides, e.g. by carboxylation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 효율적으로 (메트)아크릴산을 회수하는 방법 및 이의 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and an apparatus for efficiently recovering (meth) acrylic acid.
(메트)아크릴산은 일반적으로 프로판, 프로필렌, (메트)아크롤레인 등의 화합물을 촉매 존재 하에서 기상 산화 반응시키는 방법으로 제조된다. 예를 들어, 반응기 내에 적절한 촉매의 존재 하에 프로판, 프로필렌 등은 기상 산화 반응에 의해 (메트)아크롤레인을 거쳐 (메트)아크릴산으로 전환되고, 반응기 후단에서 (메트)아크릴산, 미반응 프로판 또는 프로필렌, (메트)아크롤레인, 불활성 가스, 이산화탄소, 수증기 및 상기 반응에 의한 각종 유기 부산물 (초산, 저비점 부산물, 고비점 부산물 등)을 포함하는 반응 생성물 혼합 가스가 얻어진다.(Meth) acrylic acid is generally produced by a method of subjecting a compound such as propane, propylene, or (meth) acrolein to a gas phase oxidation reaction in the presence of a catalyst. For example, in the presence of an appropriate catalyst in the reactor, propane, propylene, etc. are converted to (meth) acrylic acid via (meth) acrolein by a gas phase oxidation reaction and (meth) acrylic acid, unreacted propane or propylene Methane A reaction product mixture gas containing acrolein, inert gas, carbon dioxide, water vapor and various organic by-products (acetic acid, low boiling point byproduct, high boiling point byproduct, etc.) by the reaction is obtained.
상기 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스는 (메트)아크릴산 흡수탑에서 물을 포함하는 흡수 용제와 접촉되어 (메트)아크릴산 수용액으로 회수된다. 그리고, (메트)아크릴산이 탈기된 비용해성 가스는 (메트)아크릴산의 합성반응으로 재순환되고, 일부는 소각되어 무해한 가스로 전환되어 배출된다. 그리고, 상기 (메트)아크릴산 수용액은 추출, 증류 및 정제되어 (메트)아크릴산으로 수득된다.The (meth) acrylic acid-containing mixed gas is recovered as an (meth) acrylic acid aqueous solution by contacting with an absorption solvent containing water in a (meth) acrylic acid absorption tower. Then, the decomposable gas in which the (meth) acrylic acid is deaerated is recycled to the synthesis reaction of (meth) acrylic acid, and some of it is incinerated and converted into harmless gas and discharged. The (meth) acrylic acid aqueous solution is extracted, distilled and purified to obtain (meth) acrylic acid.
한편, 공정 조건 또는 공정 순서 등을 조절하여 (메트)아크릴산의 회수 효율을 향상시키는 다양한 방법들이 제안되고 있다. 대표적으로, (메트)아크릴산 흡수탑에서 얻어진 (메트)아크릴산 수용액으로부터 물과 초산을 분리하기 위한 방법으로, 증류 컬럼에서 소수성 용매를 사용하여 공비 증류하는 방법이 알려져 있다. On the other hand, various methods for improving the recovery efficiency of (meth) acrylic acid by adjusting process conditions or process order have been proposed. Typically, a method for separating water and acetic acid from a (meth) acrylic acid aqueous solution obtained from a (meth) acrylic acid absorption tower is known as a method of azeotropic distillation using a hydrophobic solvent in a distillation column.
구체적으로, 공비 증류 방법은 증류 컬럼의 상부로 물과 초산을 회수하고, 증류 컬럼의 하부로 (메트)아크릴산을 회수한다. 그러나, 상기 증류 컬럼의 하부에서 회수된 (메트)아크릴산은 고비점 부산물 등과 혼합된 상태로 회수되므로, 상기 증류 컬럼의 하부 배출액은 고비점 부산물을 제거하기 위하여 다시 증류되어야 한다. 상기 하부 배출액에서 고비점 부산물을 제거하기 위한 고비점 부산물 분리 공정은 많은 양의 에너지를 요구할 뿐만 아니라 상기 공정에서 (메트)아크릴산이 고온에 노출되어 중합되는 문제를 초래한다. Specifically, the azeotropic distillation method recovers water and acetic acid to the top of the distillation column, and recovers (meth) acrylic acid to the bottom of the distillation column. However, since the (meth) acrylic acid recovered from the lower portion of the distillation column is recovered in a mixed state with the high boiling point by-product, etc., the lower effluent of the distillation column must be distilled again to remove the high boiling point byproduct. The high boiling point byproduct separation process for removing the high boiling point byproduct from the bottom discharge liquid requires not only a large amount of energy but also causes the problem that (meth) acrylic acid is polymerized by exposure to high temperature in the above process.
본 발명은 적은 에너지를 이용하여 높은 수율로 (메트)아크릴산을 회수할 수 있는 방법 및 이의 장치를 제공한다. The present invention provides a method and apparatus for recovering (meth) acrylic acid in high yield using less energy.
본 발명은 10 내지 90 중량%의 (메트)아크릴산, 10 내지 90 중량%의 용매 및 나머지 함량의 불순물을 포함하는 피드를 증류하여 증류탑의 측부에서 80 중량% 이상의 (메트)아크릴산, 5 중량% 이하의 용매 및 3 중량% 이하의 (메트)아크릴산의 이량체를 포함하는 조(메트)아크릴산을 수득하는 증류 공정을 포함하는 (메트)아크릴산의 회수 방법을 제공한다. The present invention relates to a process for the production of a distillation column comprising distilling a feed comprising 10 to 90% by weight of (meth) acrylic acid, 10 to 90% by weight of solvent and the balance of impurities, (Meth) acrylic acid comprising a solvent of the (meth) acrylic acid and a distillation step of obtaining crude (meth) acrylic acid containing not more than 3% by weight of a dimer of (meth) acrylic acid.
일 예로, 상기 회수 방법은 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스를 흡수 용제와 접촉시켜 (메트)아크릴산 용액을 수득하는 흡수 공정을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 회수 방법은 (메트)아크릴산 용액을 추출 용매와 접촉시켜 (메트)아크릴산 추출액과 추잔액을 얻는 추출 공정을 추가로 포함할 수 있다. As an example, the recovery method may further include an absorption step of obtaining a (meth) acrylic acid solution by bringing the (meth) acrylic acid-containing mixed gas into contact with an absorption solvent. The recovery method may further include an extraction step of contacting the (meth) acrylic acid solution with an extraction solvent to obtain an (meth) acrylic acid extract and an additional residue.
상기 조(메트)아크릴산은 증류탑의 전체 단 중 상위 50% 내지 100%에 위치한 단에서 배출될 수 있다.The crude (meth) acrylic acid can be discharged from the upper 50% to 100% of the entire stages of the distillation column.
상기 증류탑의 측부에서는 액상 또는 기상의 조(메트)아크릴산을 수득할 수 있다. 또한, 상기 증류탑의 측부에서는 피드에 포함된 전체 (메트)아크릴산 중 30 내지 90 중량%에 해당하는 (메트)아크릴산을 회수할 수 있다. At the side of the distillation column, crude (meth) acrylic acid in liquid or gaseous phase can be obtained. Further, at the side of the distillation column, (meth) acrylic acid corresponding to 30 to 90% by weight of the total (meth) acrylic acid contained in the feed can be recovered.
상기 회수 방법은 상기 증류탑의 하부에서 수득한 하부 배출액을 증류하여 고비점 부산물 분리탑의 상부에서 조(메트)아크릴산을 수득하는 고비점 부산물 분리 공정을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 회수 방법은 상기에서 얻은 조(메트)아크릴산을 재결정하는 결정화 공정을 추가로 포함할 수 있다. The recovery process may further include a high boiling point byproduct separation process to distill the bottom effluent obtained at the bottom of the distillation column to obtain crude (meth) acrylic acid at the top of the high boiling point byproduct separation column. Further, the recovery method may further include a crystallization step of recrystallizing the crude (meth) acrylic acid obtained in the above.
한편, 본 발명은 증류탑 및 결정화기를 포함하는 (메트)아크릴산 회수 장치를 제공한다. 구체적으로, 상기 회수 장치는 피드 유입구와 상부, 측부 및 하부 배출구가 구비된 증류탑; 그리고 상기 증류탑의 측부 배출구와 조(메트)아크릴산 이송 라인을 통해 연결된 조(메트)아크릴산 유입구, 및 유입된 조(메트)아크릴산을 재결정하여 얻은 (메트)아크릴산이 배출되는 (메트)아크릴산 배출구가 구비된 결정화기를 포함할 수 있다. On the other hand, the present invention provides a (meth) acrylic acid recovery apparatus comprising a distillation column and a crystallizer. Specifically, the recovery device includes a distillation tower having a feed inlet and an upper, side and lower outlet; (Meth) acrylic acid inlet connected to the side outlet of the distillation tower through a crude (meth) acrylic acid transfer line and a (meth) acrylic acid outlet for discharging (meth) acrylic acid obtained by recrystallizing the introduced crude (meth) acrylic acid Lt; RTI ID = 0.0 > crystallizer. ≪ / RTI >
상기 회수 장치는 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스가 공급되는 혼합 가스 유입구와, 상기 혼합 가스와 흡수 용제의 접촉에 의해 수득되는 (메트)아크릴산 용액이 배출되는 수용액 배출구가 구비된 (메트)아크릴산 흡수탑을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 회수 장치는 흡수탑의 수용액 배출구와 수용액 이송 라인을 통해 연결된 수용액 유입구, 유입된 (메트)아크릴산 용액과 추출 용매의 접촉에 의해 수득되는 (메트)아크릴산 추출액이 배출되는 추출액 배출구 및 그 추잔액이 정치된 후 배출되는 추잔액 배출구가 구비된 (메트)아크릴산 추출탑을 추가로 포함할 수 있다. (Meth) acrylic acid absorption tower having a mixed gas inlet through which a (meth) acrylic acid-containing mixed gas is supplied and an aqueous solution outlet through which the (meth) acrylic acid solution obtained by contacting the mixed gas with an absorbing solvent is discharged, May be further included. In addition, the recovery device is provided with an aqueous solution inlet connected through an aqueous solution outlet of the absorption tower and an aqueous solution transfer line, an extract outlet for discharging the (meth) acrylic acid extract obtained by contact between the introduced (meth) acrylic acid solution and the extraction solvent, And a (meth) acrylic acid extraction tower equipped with an outlet for an additional residual liquid discharged after the balance is settled.
일 구현예에 따른 (메트)아크릴산 회수 방법은 고비점 부산물의 분리 공정을 생략할 수 있어 (메트)아크릴산 회수 공정에 투여되는 에너지를 절약할 수 있고, (메트)아크릴산 회수 공정에서 (메트)아크릴산이 중합될 가능성을 최소화할 수 있다. 따라서, 상기 회수 방법은 적은 에너지를 이용하여 높은 수율로 (메트)아크릴산을 회수할 수 있다. The (meth) acrylic acid recovery method according to one embodiment can omit the step of separating the high boiling point byproduct and save the energy to be applied to the (meth) acrylic acid recovery process. In the (meth) acrylic acid recovery process, It is possible to minimize the possibility of polymerization. Therefore, the above-mentioned recovery method can recover (meth) acrylic acid in a high yield using a small amount of energy.
도 1은 기존의 (메트)아크릴산 회수 장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 (메트)아크릴산 회수 장치를 모식적으로 나타낸 도면이다. 1 is a view schematically showing a conventional (meth) acrylic acid recovery device.
2 is a view schematically showing a (meth) acrylic acid recovery apparatus according to an embodiment.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 (메트)아크릴산의 회수 방법 및 회수 장치 등에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for recovering (meth) acrylic acid and a recovery device according to a specific embodiment of the present invention will be described.
발명의 일 구현예에 따르면 10 내지 90 중량%의 (메트)아크릴산, 10 내지 90 중량%의 용매 및 나머지 함량의 불순물을 포함하는 피드를 증류하여 증류탑의 측부에서 80 중량% 이상의 (메트)아크릴산, 5 중량% 이하의 용매 및 3 중량% 이하의 (메트)아크릴산의 이량체를 포함하는 조(메트)아크릴산을 수득하는 증류 공정을 포함하는 (메트)아크릴산의 회수 방법이 제공된다. According to one embodiment of the invention, a feed comprising 10 to 90% by weight of (meth) acrylic acid, 10 to 90% by weight of solvent and the balance of impurities is distilled off, (Meth) acrylic acid comprising a distillation step of obtaining crude (meth) acrylic acid containing not more than 5% by weight of a solvent and not more than 3% by weight of a dimer of (meth) acrylic acid.
기존의 (메트)아크릴산 회수 방법은 도 1과 같이 (메트)아크릴산 용액을 증류탑(300)에 공급하고, 증류탑(300)으로 공급되는 (메트)아크릴산 용액을 증류하여 증류탑(300)의 상부에서 물과 초산을 회수하고, 증류탑(300)의 하부에서 (메트)아크릴산을 포함하는 배출액(도 1의 1번 stream)을 회수하였다. 이 후, 증류탑(300)의 하부 배출액(도 1의 1번 stream)을 고비점 부산물 분리탑(400)에 공급하고, 상기 하부 배출액에 포함된 고비점 부산물을 분리하여 고비점 부산물 분리탑(400)의 상부에서 조(crude)(메트)아크릴산을 회수할 수 있었다. 또한, 고비점 부산물 분리탑(400)의 상부에서 수득한 조(메트)아크릴산(도 1의 2번 stream)을 결정화기(Crystallizer, 500)에서 재결정하여 순수한 (메트)아크릴산(도 1의 3번 stream)을 얻을 수 있었다. 하지만 이러한 기존의 회수 방법은 (메트)아크릴산 혼합물로부터 고비점 부산물을 분리하는 공정을 반드시 포함하여야 하므로, 많은 에너지를 필요로 하며, 고비점 부산물을 분리하는 공정 동안 (메트)아크릴산 간의 반응에 의하여 이량체, 삼량체 및 올리고머 등 마이클 부가물의 발생량이 증가하여 (메트)아크릴산의 수득률이 낮아지는 문제점이 있었다.1, a (meth) acrylic acid solution is supplied to a
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 구현예에서는 흡수 용매 또는 추출 용매 등의 용매에 용해된 (메트)아크릴산 혼합물로부터 용매를 제거하기 위한 증류 공정으로, 도 2와 같이 증류탑(300)의 측부에서 조(메트)아크릴산을 수득하는 증류 공정을 채용하였다. 이러한 공정을 채용함에 따라, 증류 공정 후 통상적으로 요구되었던 고비점 부산물 분리 공정을 생략할 수 있어 (메트)아크릴산의 수득률을 증가시키고, 많은 에너지를 절약할 수 있다. 또한, 필요에 따라 고비점 부산물 분리 공정을 채용하더라도 고비점 부산물 분리 공정에 투입되는 시료의 함량과 고비점 부산물 분리탑의 크기를 줄일 수 있어 고비점 부산물 분리 공정의 로드(load)를 크게 줄일 수 있다. In order to solve such a problem, in one embodiment of the present invention, a distillation step for removing a solvent from a (meth) acrylic acid mixture dissolved in a solvent such as an absorption solvent or an extraction solvent is carried out at the side of the distillation tower 300 A distillation step to obtain crude (meth) acrylic acid was employed. By employing such a process, it is possible to omit the high-boiling point by-product separation process that was conventionally required after the distillation process, thereby increasing the yield of (meth) acrylic acid and saving a great deal of energy. In addition, even if a high boiling point byproduct separation process is used, the amount of the sample to be fed into the high boiling point byproduct separation process and the size of the high boiling point byproduct separation tower can be reduced, have.
상기 회수 방법은 (메트)아크릴산 및 용매를 포함하는 피드를 증류하여 증류탑의 측부에서 조(메트)아크릴산을 수득하는 증류 공정을 포함한다. 본 명세서에서는 (메트)아크릴산은 아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(methacrylic acid) 또는 이들의 혼합물을 의미하는 용어로 사용한다.The recovery process includes a distillation process for distilling the feed comprising (meth) acrylic acid and a solvent to obtain crude (meth) acrylic acid on the side of the distillation column. In the present specification, the term (meth) acrylic acid is used to mean acrylic acid, methacrylic acid, or a mixture thereof.
상기 피드로는 본 발명이 속하는 기술분야에 알려진 다양한 방식에 의하여 얻어진 (메트)아크릴산 용액을 사용할 수 있다. As the feed, a (meth) acrylic acid solution obtained by various methods known in the technical field of the present invention can be used.
일 예로, 피드로는 (메트)아크릴산의 합성 반응에 의해 생성되는 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스를 흡수 용제와 접촉시켜 얻은 (메트)아크릴산 용액을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 회수 방법은 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스를 흡수 용제와 접촉시켜 피드를 수득하는 흡수 공정을 추가로 포함할 수 있다. For example, as the feed, a (meth) acrylic acid solution obtained by bringing a (meth) acrylic acid-containing mixed gas produced by the synthesis reaction of (meth) acrylic acid into contact with an absorption solvent may be used. Therefore, the recovery method may further include an absorption step of contacting the (meth) acrylic acid-containing mixed gas with an absorption solvent to obtain a feed.
상기 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스는, 예를 들면, 프로판, 프로필렌, 부탄, 아이소부틸렌 및 (메트)아크롤레인으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물(원료 화합물)을 촉매 존재 하에서 기상 산화 반응시켜 얻을 수 있다. 이러한 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스에는 (메트)아크릴산, 미반응 원료 화합물, (메트)아크롤레인, 불활성 가스, 일산화탄소, 이산화탄소, 수증기 및 각종 유기 부산물(초산, 저비점 부산물, 고비점 부산물 등) 등이 포함될 수 있다. 여기서, '저비점 부산물'(light ends) 또는 '고비점 부산물'(heavies)이라 함은 목적하는 (메트)아크릴산의 제조 및 회수 공정에서 생성될 수 있는 부산물의 일종으로서, 분자량이 (메트)아크릴산 보다 작거나 큰 화합물들을 통칭한다. The above-mentioned (meth) acrylic acid-containing mixed gas can be obtained by subjecting at least one compound (raw material compound) selected from the group consisting of propane, propylene, butane, isobutylene and (meth) acrolein to a gas phase oxidation reaction in the presence of a catalyst Can be obtained. These (meth) acrylic acid-containing mixed gases include (meth) acrylic acid, unreacted raw material compounds, (meth) acrolein, inert gas, carbon monoxide, carbon dioxide, water vapor and various organic byproducts (acetic acid, low boiling point byproduct, . Here, the term "light ends" or "high boiling point byproducts" refers to a kind of by-product that can be produced in the production and recovery of a desired (meth) acrylic acid, Small or large compounds are collectively referred to.
상기 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스는 흡수 용제와 만나 (메트)아크릴산 용액을 제공할 수 있다. 비제한적인 예로, (메트)아크릴산 함유 혼합 가스를 (메트)아크릴산 흡수탑에 공급하여 흡수 용제와 접촉시키는 방법으로 상기 (메트)아크릴산 용액을 얻을 수 있다. The (meth) acrylic acid-containing mixed gas may be combined with an absorption solvent to provide a (meth) acrylic acid solution. As a non-limiting example, the (meth) acrylic acid solution may be obtained by supplying a (meth) acrylic acid-containing mixed gas to a (meth) acrylic acid absorption tower and bringing it into contact with an absorption solvent.
상기 (메트)아크릴산 흡수탑으로는 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스와 흡수 용제의 접촉 효율 향상을 위하여 충진탑(packed tower) 또는 다단식 트레이 탑(multistage tray tower) 등을 사용할 수 있다. 여기서, 상기 충진탑으로 내부에 래싱 링(rashing ring), 폴 링(pall ring), 새들(saddle), 거즈(gauze) 또는 스트럭쳐 패킹(structured packing) 등의 충진제가 적용된 것을 사용할 수 있다.As the (meth) acrylic acid absorption tower, a packed tower or a multistage tray tower can be used for improving the contact efficiency between the (meth) acrylic acid-containing mixed gas and the absorption solvent. The filling column may be filled with a filler such as a rashing ring, a pall ring, a saddle, a gauze, or a structured packing.
상기 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스는 흡수탑의 하부로 공급되고, 흡수 용제는 흡수탑의 상부로 공급되어 혼합 가스의 흡수 효율을 증가시킬 수 있다. 상기 흡수 용제는 수돗물, 증류수 또는 탈이온수 등의 물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 흡수 용제는 다른 공정으로부터 도입되는 순환 공정수 (예를 들어, 증류탑의 상부로부터 재순환되는 수상)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 흡수 용제에는 다른 공정으로부터 도입되는 미량의 유기 부산물, 예를 들면, 초산 등이 포함되어 있을 수 있다. 다만, (메트)아크릴산의 흡수 효율을 고려하여 상기 흡수탑에 공급되는 흡수 용제의 유기 부산물 함량은 15 중량% 이하로 조절될 수 있다.The (meth) acrylic acid-containing mixed gas is supplied to the lower portion of the absorption tower, and the absorption solvent is supplied to the upper portion of the absorption tower to increase the absorption efficiency of the mixed gas. The absorbing solvent may include water such as tap water, distilled water or deionized water. In addition, the absorption solvent may include a circulating process water introduced from another process (for example, an aquarium recirculated from the top of the distillation column). Accordingly, the absorption solvent may contain a small amount of organic by-products introduced from other processes, such as acetic acid. However, considering the absorption efficiency of (meth) acrylic acid, the organic by-product content of the absorption solvent supplied to the absorption tower may be adjusted to 15 wt% or less.
상기 (메트)아크릴산 흡수탑은 (메트)아크릴산의 응축 조건 및 포화 수증기압에 따른 수분 함유량 등을 고려하여, 1 내지 1.5 bar 또는 1 내지 1.3 bar의 내부 압력과, 50 내지 100℃ 또는 50 내지 80℃의 내부 온도 하에서 운전될 수 있다. 그 결과, 상기 (메트)아크릴산 흡수탑의 하부로 (메트)아크릴산 용액이 배출되고, 상기 흡수탑의 상부로 (메트)아크릴산이 탈기된 비응축성 가스가 배출될 수 있다.The (meth) acrylic acid absorption tower has an internal pressure of 1 to 1.5 bar or 1 to 1.3 bar and an internal pressure of 50 to 100 ° C or 50 to 80 ° C, in consideration of condensation conditions of (meth) acrylic acid and water content in accordance with saturated water vapor pressure, Lt; / RTI > As a result, the (meth) acrylic acid solution is discharged to the lower part of the (meth) acrylic acid absorption tower, and the non-condensable gas in which the (meth) acrylic acid is deaerated is discharged to the upper part of the absorption tower.
상기 흡수 공정은 상기와 같이 (메트)아크릴산 흡수탑을 사용하는 방법 외에도 흡수 용제가 담긴 용기에 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스를 주입하는 방법 등 다양한 방법으로 수행될 수 있다.The absorption process may be carried out by various methods such as a method of using a (meth) acrylic acid absorption tower as described above, and a method of injecting a (meth) acrylic acid-containing mixed gas into a container containing an absorption solvent.
상기 회수 방법이 흡수 공정을 채용한다면, 흡수 공정에서 얻어진 (메트)아크릴산 용액은 피드로서 도 2와 같이 증류탑(300)에 공급될 수 있다. 일 예로, 상기 (메트)아크릴산 흡수탑의 하부에서 얻어진 (메트)아크릴산 용액은 (메트)아크릴산 흡수탑 및 증류탑을 연결하는 이송 라인을 통하여 증류탑으로 공급될 수 있다.If the recovery method employs an absorption process, the (meth) acrylic acid solution obtained in the absorption process may be fed to the
한편, 상기 흡수 공정에서는 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스로부터 (메트)아크릴산을 흡수하기 위한 흡수 용제로 물을 주로 사용한다. 따라서, 후속 공정인 증류 공정의 효율을 향상시키기 위하여 상기 회수 방법은 (메트)아크릴산 용액을 추출 용매와 접촉시켜 (메트)아크릴산 추출액(extract solution)과 추잔액(raffinate solution)을 얻는 추출 공정을 추가로 포함할 수 있다. On the other hand, in the absorption step, water is mainly used as an absorbing solvent for absorbing (meth) acrylic acid from the (meth) acrylic acid-containing mixed gas. Therefore, in order to improve the efficiency of the distillation process, which is a subsequent process, the above-mentioned recovery method includes an extraction process in which a (meth) acrylic acid solution is contacted with an extraction solvent to obtain an (meth) acrylic acid extract solution and a raffinate solution As shown in FIG.
상기 추출 공정은 (메트)아크릴산 용액을 추출탑에 공급하여 (메트)아크릴산 용액에 포함된 대부분의 물을 제거할 수 있다. In the extraction step, most of the water contained in the (meth) acrylic acid solution may be removed by supplying the (meth) acrylic acid solution to the extraction tower.
구체적으로, 추출탑에 공급된 (메트)아크릴산 용액은 추출탑의 추출 용매와 접촉하여 상당량의 (메트)아크릴산이 용해된 추출액과 (메트)아크릴산의 상당량을 잃은 추잔액으로 각각 배출된다. 이때, 상대적으로 가벼운 상인 상기 추출액은 추출탑의 상부 배출구를 통해 수득되고, 상대적으로 무거운 상인 상기 추잔액은 추출탑의 하부 배출구를 통해 수득될 수 있다. Specifically, the (meth) acrylic acid solution fed to the extraction column comes into contact with the extraction solvent of the extraction column and is discharged as an excess liquid in which a considerable amount of (meth) acrylic acid has been dissolved and an additional liquid which has lost a substantial amount of (meth) acrylic acid. At this time, the extract liquid, which is a relatively light phase, is obtained through the upper outlet of the extraction tower, and the additional balance, which is a relatively heavy phase, can be obtained through the lower outlet of the extraction tower.
상기에서 추출 용매로는 (메트)아크릴산에 대한 가용성과 소수성을 갖는 것을 사용할 수 있다. 그리고, 후속 공정인 증류 공정에서 사용되는 용매의 종류와 그 물성을 감안하여, 상기 추출 용매는 (메트)아크릴산 보다 낮은 끓는 점을 갖는 것을 사용할 수 있다. 일 예로, 상기 추출 용매는 120℃ 이하, 또는 10℃ 내지 120℃ 또는 50℃ 내지 120℃의 비점을 갖는 소수성 용매를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 추출 용매로 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), n-헵탄(n-heptane), 사이클로헵탄(cycloheptane), 사이클로헵텐(cycloheptene), 1-헵텐(1-heptene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 메틸사이클로헥산(methylcyclohexane), n-부틸 아세테이트(n-butyl acetate), 이소부틸 아세테이트(isobutyl acetate), 이소부틸 아크릴레이트(isobutyl acrylate), n-프로필 아세테이트(n-propyl acetate), 이소프로필 아세테이트(isopropyl acetate), 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 2-메틸-1-헵텐(2-methyl-1-heptene), 6-메틸-1-헵텐(6-methyl-1-heptene), 4-메틸-1-헵텐(4-methyl-1-heptene), 2-에틸-1-헥센(2-ethyl-1-hexene), 에틸사이클로펜탄(ethylcyclopentane), 2-메틸-1-헥센(2-methyl-1-hexene), 2,3-디메틸펜탄(2,3-dimethylpentane), 5-메틸-1-헥센(5-methyl-1-hexene) 및 이소프로필-부틸-에테르(isopropyl-butyl-ether)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 사용할 수 있다. As the extraction solvent, those having solubility and hydrophobicity with respect to (meth) acrylic acid can be used. In view of the kind of the solvent used in the subsequent distillation step and physical properties thereof, the solvent having a boiling point lower than that of the (meth) acrylic acid may be used. For example, the extraction solvent may be a hydrophobic solvent having a boiling point of 120 ° C or lower, or 10 ° C to 120 ° C or 50 ° C to 120 ° C. Specifically, the extraction solvent is selected from the group consisting of benzene, toluene, xylene, n-heptane, cycloheptane, cycloheptene, 1- heptene), ethylbenzene, methylcyclohexane, n-butyl acetate, isobutyl acetate, isobutyl acrylate, n-propyl acetate propyl acetate, isopropyl acetate, methyl isobutyl ketone, 2-methyl-1-heptene, 6-methyl- methyl-1-heptene, 2-ethyl-1-hexene, ethylcyclopentane, 2- Methyl-1-hexene, 2,3-dimethylpentane, 5-methyl-1-hexene and isopropyl-butyl And isopropyl-butyl-ether. A solvent may be used.
이와 같이 추출탑에서 (메트)아크릴산 용액을 추출 용매와 접촉시키는 방법을 통해, 상기 (메트)아크릴산 용액에 포함된 대부분의 물을 제거할 수 있다. 이러한 추출 공정을 통하여 물의 함량이 적은 (메트)아크릴산 추출액을 피드로서 증류탑(300)에 공급하는 경우, 증류 공정의 처리 부담을 낮출 수 있어 전체 공정의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 증류 공정의 처리 부담을 낮춰 증류시 발생할 수 있는 (메트)아크릴산의 중합 반응을 최소화함으로써 보다 향상된 (메트)아크릴산의 회수 효율을 확보할 수 있다. Thus, most of the water contained in the (meth) acrylic acid solution can be removed through a method of contacting the (meth) acrylic acid solution with the extraction solvent in the extraction tower. When the (meth) acrylic acid extract solution having a small water content is fed to the
또한, 상기 피드는 흡수 공정에서 얻은 (메트)아크릴산 용액과 추출 공정에서 얻은 (메트)아크릴산 추출액을 모두 포함할 수 있다. 일 예로, 상술한 흡수 공정에서 얻은 (메트)아크릴산 용액 중 적어도 일부는 추출 공정을 거쳐 증류 공정에 공급되고, 나머지 일부는 증류 공정에 바로 공급될 수 있다. In addition, the feed may include both the (meth) acrylic acid solution obtained in the absorption step and the (meth) acrylic acid extract obtained in the extraction step. In one example, at least a part of the (meth) acrylic acid solution obtained in the above absorption process may be supplied to the distillation process via an extraction process, and the remaining part may be directly supplied to the distillation process.
상기 증류 공정은 (메트)아크릴산 합성 반응에 의해 생성되는 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스를 흡수 용제와 접촉시켜 얻은 용액, 또는 증류 공정의 효율을 위하여 상기 용액의 흡수 용제를 증류가 용이한 추출 용매로 치환한 용액을 증류하여 흡수 용제 및 추출 용매 등의 용매를 증류하기 위한 공정이다. 따라서, 상기 증류 공정은 다량의 용매가 포함된 피드를 증류하여 대부분의 용매가 제거된 조(메트)아크릴산을 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 피드는 흡수 공정 또는 추출 공정 등을 통하여 공급된 것으로 전체 성분 중 용매를 10 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량% 또는 20 내지 70 중량%로 포함할 수 있다. In the distillation step, a solution obtained by bringing the (meth) acrylic acid-containing mixed gas produced by the (meth) acrylic acid synthesis reaction into contact with an absorption solvent, or a solution obtained by dissolving the absorption solvent of the solution in an extraction solvent And the distilled solution is distilled to distill the solvent such as the absorption solvent and the extraction solvent. Accordingly, the distillation process can distill the feed containing a large amount of solvent to provide the crude (meth) acrylic acid from which most of the solvent has been removed. Specifically, the feed may be supplied through an absorption process or an extraction process, and may include 10 to 90% by weight, 20 to 80% by weight or 20 to 70% by weight of the solvent in the total components.
또한, 피드의 효율적인 증류를 위하여 상기 피드는 전체 성분 중 (메트)아크릴산을 10 중량% 이상으로 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 피드는 전체 성분 대비 10 내지 90 중량%, 50 내지 90 중량% 또는 50 내지 80 중량%의 (메트)아크릴산을 포함할 수 있다. 상기 피드에는 (메트)아크릴산 및 용매 외에 미반응 원료 화합물, (메트)아크롤레인, (메트)아크릴산의 합성 반응에 생성된 저비점 부산물 및 고비점 부산물 등의 각종 유기 부산물과 회수 공정에서 발생된 각종 불순물이 포함되어 있다. Also, for efficient distillation of the feed, the feed may comprise at least 10% by weight of (meth) acrylic acid in the total components. Specifically, the feed may comprise from 10 to 90% by weight, from 50 to 90% by weight or from 50 to 80% by weight of (meth) acrylic acid based on the total components. In addition to the (meth) acrylic acid and the solvent, the feed contains various organic by-products such as unreacted starting compounds, (meth) acrolein, low-boiling by-products produced in the synthesis reaction of (meth) acrylic acid, and high boiling point by-products and various impurities generated in the recovery process .
상기 증류 공정은 이러한 피드로부터 물 등의 용매 및 부산물 등을 제거하여 80 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상 또는 99 중량% 이상의 (메트)아크릴산 및 5 중량% 이하, 3 중량% 이하 또는 3 중량% 이하의 용매를 포함하는 조(crude)(메트)아크릴산을 배출할 수 있다. 특히, 일 구현예에 따른 (메트)아크릴산의 회수 방법은 증류탑(300)의 하부가 아닌 측부로 조(메트)아크릴산을 배출하여 3 중량% 이하, 1 중량% 이하 또는 0.5 중량% 이하의 (메트)아크릴산 이량체를 포함하는 조(메트)아크릴산을 배출할 수 있다. 이에 따라, 고비점 부산물 분리 공정을 생략하더라도 고순도의 (메트)아크릴산을 제공할 수 있다. 상기에서 조(메트)아크릴산은 용매 및 (메트)아크릴산 이량체 등의 불순물이 완전히 제거되어 (메트)아크릴산으로 이뤄지는 것이 바람직하므로, (메트)아크릴산의 상한은 100 중량%일 수 있고, 용매 및 (메트)아크릴산 이량체의 하한은 0 중량%일 수 있다. 또한, 증류탑(300)의 측부는 탑정 및 탑저를 제외한 부분을 의미할 수 있다.In the distillation step, the solvent such as water and the by-products are removed from the feed, and the distillation step is performed by removing 80 wt% or more, 90 wt% or more, 95 wt% or more, or 99 wt% or more of (meth) acrylic acid and 5 wt% Or crude (meth) acrylic acid containing up to 3% by weight of solvent. In particular, the (meth) acrylic acid recovery method according to an embodiment of the present invention is a method of recovering (meth) acrylic acid by discharging crude (meth) acrylic acid to the side of the
상기 증류탑으로는 내부에 충전제가 포함된 팩 컬럼 또는 다단 컬럼 등을 사용할 수 있고, 구체적으로 시브 트레이 컬럼(sieve tray column) 또는 듀얼 플로우 트레이 컬럼(dual flow tray column) 등을 사용할 수 있다.As the distillation column, a pack column or a multi-stage column including a filler may be used. Specifically, a sieve tray column or a dual flow tray column may be used.
상기 피드는 증류탑의 중앙부에 공급되어 효율적인 증류가 이루어지도록 할 수 있다. 일 예로, 상기 피드는 증류탑의 전체 단의 40 내지 60%에 해당하는 어느 한 지점에 위치한 단에 공급될 수 있다. The feed may be fed to the center of the distillation column to effect efficient distillation. As an example, the feed may be fed to a stage located at a point corresponding to 40 to 60% of the total stage of the distillation column.
이때, 상기 피드에 포함된 (메트)아크릴산을 물, 초산 또는 추출 용매 등의 성분들로부터 효율적으로 분리하기 위하여, 상기 증류는 공비 증류 방식으로 수행될 수 있다. 상기 공비 증류 방식에 적용되는 공비 용매는 물 및 초산과 공비를 이룰 수 있고, (메트)아크릴산과는 공비를 이루지 않는 소수성 공비 용매를 사용할 수 있다. 이러한 소수성 공비 용매로는 (메트)아크릴산 보다 낮은 끓는점을 갖는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 소수성 공비 용매로 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), n-헵탄(n-heptane), 사이클로헵탄(cycloheptane), 사이클로헵텐(cycloheptene), 1-헵텐(1-heptene), 에틸-벤젠(ethyl-benzene), 메틸-사이클로헥산(methyl-cyclohexane), n-부틸 아세테이트(n-butyl acetate), 이소부틸 아세테이트(isobutyl acetate), 이소부틸 아크릴레이트(isobutyl acrylate), n-프로필 아세테이트(n-propyl acetate), 이소프로필 아세테이트(isopropyl acetate), 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 2-메틸-1-헵텐(2-methyl-1-heptene), 6-메틸-1-헵텐(6-methyl-1-heptene), 4-메틸-1-헵텐(4-methyl-1-heptene), 2-에틸-1-헥센(2-ethyl-1-hexene), 에틸사이클로펜탄(ethylcyclopentane), 2-메틸-1-헥센(2-methyl-1-hexene), 2,3-디메틸펜탄(2,3-dimethylpentane), 5-메틸-1-헥센(5-methyl-1-hexene) 및 이소프로필-부틸-에테르(isopropyl-butyl-ether)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 용매를 사용할 수 있다. At this time, in order to efficiently separate (meth) acrylic acid contained in the feed from components such as water, acetic acid, or extraction solvent, the distillation may be performed in an azeotropic distillation method. The azeotropic solvent applied to the azeotropic distillation system may be azeotropic with water and acetic acid, and a hydrophobic azeotropic solvent which does not coexist with (meth) acrylic acid may be used. As such a hydrophobic azeotropic solvent, those having a boiling point lower than that of (meth) acrylic acid can be used. Specifically, as the hydrophobic azeotropic solvent, benzene, toluene, xylene, n-heptane, cycloheptane, cycloheptene, 1-heptene (1 ethyl-benzene, methyl-cyclohexane, n-butyl acetate, isobutyl acetate, isobutyl acrylate, isobutyl acrylate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, methyl isobutyl ketone, 2-methyl-1-heptene, 6-methyl Methyl-1-heptene, 2-ethyl-1-hexene, ethylcyclohexyl, But are not limited to, ethylcyclopentane, 2-methyl-1-hexene, 2,3-dimethylpentane, 5-methyl- hexene and isopropyl-butyl-ether. The one or more solvents may be used.
상기 공비 용매는 증류탑의 상부에 공급될 수 있다. 따라서, 증류탑(300)으로 공급된 피드는 증류탑의 상부로 도입된 공비 용매와 접촉하게 되고, 적정 온도로 가열되면서 증발과 응축에 의한 증류가 이루어진다. 구체적으로, 증류탑 하단의 리보일러(reboiler)를 통해 증류탑에 열을 공급할 수 있다. 보다 구체적으로, 피드의 효율적인 증류를 위하여 상기 리보일러를 통해 탑정의 온도는 약 45℃ 이하로 조절될 수 있다.The azeotropic solvent may be fed to the top of the distillation column. Therefore, the feed supplied to the
또한, 피드의 효율적인 증류를 위하여 탑정의 압력을 약 70torr 내지 150torr 정도로 조절할 수 있다. In addition, the pressure of the column top can be adjusted to about 70 torr to 150 torr for efficient distillation of the feed.
이와 같은 증류 공정을 통해, 상기 피드 중 비점이 낮은 성분들은 공비 용매와 함께 증류탑(300)의 상부로 배출될 수 있다. 이때, 증류탑(300)의 상부 배출액은 상 분리조(350)에 공급되어 소정의 처리 후 재사용될 수 있다. 여기서, 상 분리조(350)는 서로 섞이지 않는 액상을 중력 또는 원심력 등에 의해 분리하는 장치로서, 상대적으로 가벼운 액체 (예를 들어, 유기상)는 상 분리조(350)의 상부로, 상대적으로 무거운 액체 (예를 들어, 수상)는 상 분리조(350)의 하부로 회수될 수 있다. Through such a distillation process, components with low boiling point in the feed can be discharged to the top of the
일 예로, 증류탑(300)의 상부 배출액은 상 분리조(350)에서 공비 용매를 포함하는 유기상과 물을 포함하는 수상으로 분리될 수 있다. 여기서, 분리된 유기상은 증류탑(300)의 상단부로 공급되어 공비 용매로서 사용될 수 있다.In one example, the upper effluent of the
한편, 피드는 (메트)아크릴산 흡수탑, 추출탑 또는 증류탑(300) 등을 거치면서, 상기 피드에 포함된 (메트)아크릴산의 적어도 일부가 이량체 또는 올리고머를 형성할 수 있다. 이와 같은 (메트)아크릴산의 중합을 최소화하기 위하여, 증류탑(300)에는 통상적인 중합 방지제가 첨가될 수 있다.On the other hand, at least part of the (meth) acrylic acid contained in the feed may form a dimer or an oligomer while passing through the (meth) acrylic acid absorption tower, the extraction tower, or the
기존의 회수 방법에서는 증류탑의 하부로 (메트)아크릴산을 배출하여 (메트)아크릴산 이외에 (메트)아크릴산의 중합체와 같은 고비점 부산물 및 중합 방지제 등이 포함된 증류탑의 하부 배출액이 얻어졌다. In the conventional recovery method, (meth) acrylic acid was discharged to the bottom of the distillation column to obtain a lower discharge liquid of a distillation column containing a high boiling point byproduct such as a polymer of (meth) acrylic acid and a polymerization inhibitor in addition to (meth) acrylic acid.
그러나, 본 발명의 일 구현예에 따른 회수 방법에서는 증류탑의 측부에서 조(메트)아크릴산을 회수하여 고비점 부산물 및 중합 방지제 등의 함량이 매우 적은 조(메트)아크릴산을 얻을 수 있다. 또한, 증류탑의 측부에서 얻어지는 조(메트)아크릴산은 순도가 높아 무색에 가까우며, 결정화 공정을 통하여 고순도의 제품을 제공할 수 있다. However, in the recovery method according to one embodiment of the present invention, crude (meth) acrylic acid is recovered from the side of the distillation column to obtain crude (meth) acrylic acid having a very low content of high boiling point byproducts and polymerization inhibitors. Further, crude (meth) acrylic acid obtained at the side of the distillation column has a high purity and is close to colorless, and a product of high purity can be provided through a crystallization process.
구체적으로, 상기 조(메트)아크릴산은 증류탑의 피드가 공급된 단 보다 하단에 위치하는 단에서 배출될 수 있다. 증류탑에서 단은 트레이 위에 위치한 배출관을 의미하므로, 증류탑의 최상단과 탑정은 위치가 상이하며, 증류탑의 최하단과 탑저도 위치상 구별될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 조(메트)아크릴산은 증류탑의 전체 단 중 상위 50% 내지 100%에 위치한 단에서 배출될 수 있다. 만일 총 30 단의 증류탑을 사용할 경우 상기 조(메트)아크릴산은 증류탑의 제 15 단 내지 제 30 단 중 어느 하나의 단에서 배출될 수 있다.Specifically, the crude (meth) acrylic acid can be discharged at a stage located at a lower stage than the stage where the feed of the distillation column is fed. Since the stage in the distillation column means a discharge tube located on the tray, the top and top of the distillation column are different in position and can be distinguished on the bottom and top of the distillation column. More specifically, the crude (meth) acrylic acid can be discharged from the uppermost 50% to 100% of the entire stages of the distillation column. If a total of 30 distillation columns are used, the crude (meth) acrylic acid may be discharged at any one of the stages 15 to 30 of the distillation column.
상기 증류탑의 측부에서는 액상(liquid phase) 또는 기상(gas phase)의 조(메트)아크릴산을 회수할 수 있다. 상기 증류탑의 측부에서 얻어지는 조(메트)아크릴산의 상(phase)은 측부 배출관의 삽입 위치에 따라 변할 수 있다. 구체적으로, 조(메트)아크릴산을 배출할 단의 트레이 위 액체를 포집할 수 있는 위치에 측부 배출관을 삽입하여 액상의 조(메트)아크릴산을 탑 측부로 강제 배출시킬 수 있다. 반면, 조(메트)아크릴산을 배출할 단의 트레이 위 액상이 아닌 기상에 측부 배출관을 위치하게 삽입하여 기상의 조(메트)아크릴산을 콘덴서를 통한 응축 과정을 거쳐 탑 측부로 배출시킬 수 있다. 이때, 기상의 조(메트)아크릴산을 탑 측부에서 원활하게 회수하기 위해서 증류탑의 운전 압력보다 낮은 압력으로 콘덴서를 유지할 수 있다. At the side of the distillation tower, crude (meth) acrylic acid in liquid phase or gas phase can be recovered. The phase of crude (meth) acrylic acid obtained at the side of the distillation column may vary depending on the insertion position of the side discharge pipe. Specifically, a side discharge pipe may be inserted at a position capable of collecting the liquid on the tray for discharging crude (meth) acrylic acid, so that liquid crude (meth) acrylic acid can be forcibly discharged to the side of the tower. On the other hand, the side discharge pipe is positioned in the vapor phase rather than the liquid phase on the tray where the crude (meth) acrylic acid is discharged, so that the gaseous (meth) acrylic acid can be discharged to the top side via the condenser through the condenser. At this time, the condenser can be maintained at a pressure lower than the operation pressure of the distillation column in order to smoothly recover gaseous (meth) acrylic acid from the column side portion.
후술하는 실험예 1을 참조하면, 증류탑의 측부에서 배출된 조(메트)아크릴산의 상이 기상인 경우 액상인 경우 대비 (메트)아크릴산 이량체와 같은 고비점 부산물 등이 더 적게 포함됨이 확인된다. 또한, 후술하는 실험예 2를 참조하면, 기상의 조(메트)아크릴산은 고비점 부산물 증류 공정을 생략하더라도 고비점 부산물 증류 공정을 거쳐 회수된 (메트)아크릴산과 동등한 수준의 고순도 (메트)아크릴산을 제공함이 확인된다. 따라서, 고순도의 (메트)아크릴산을 제공할 수 있다는 점에서 증류탑의 측부에서 기상의 조(메트)아크릴산을 회수하는 것이 유리하다.In Experimental Example 1 to be described later, it is confirmed that when the crude (meth) acrylic acid phase discharged from the side of the distillation column is in a gaseous state, the liquid phase contains fewer high-boiling by-products such as contrasting (meth) acrylic acid dimer. (Meth) acrylic acid in the gaseous phase, high-purity (meth) acrylic acid having a level equivalent to that of (meth) acrylic acid recovered through a high boiling point by-product distillation process Provided. Therefore, it is advantageous to recover gaseous (meth) acrylic acid in the vapor phase from the side of the distillation column in that it can provide high purity (meth) acrylic acid.
상기 증류탑의 측부에서는 피드에 포함된 전체 (메트)아크릴산 중 30 내지 90 중량%에 해당하는 함량이 회수될 수 있다. 만일 증류탑의 측부에서 피드에 포함된 전체 (메트)아크릴산 중 30 중량% 미만의 (메트)아크릴산을 회수한다면, 나머지 함량의 (메트)아크릴산이 증류탑의 하부에서 회수될 수 있다. 증류탑의 하부 배출액은 고비점 부산물 및 중합 방지제 등을 포함하므로, 고비점 부산물 분리 공정을 거쳐야만 결정화 공정에 공급할 정도의 순도를 가지는 조(메트)아크릴산을 제공할 수 있다. 따라서, 증류탑의 측부에서 회수되는 메트(아크릴산)의 함량이 30 중량% 미만이라면 많은 양의 하부 배출액을 고비점 부산물 증류 공정에 공급하게 되어 에너지 손실을 초래할 수 있다. 반면 증류탑의 측부에서 피드에 포함된 전체 (메트)아크릴산 중 90 중량%를 초과하는 (메트)아크릴산을 회수한다면, 고비점 성분이 탑저에 축적되어 탑저액의 점도가 매우 높아지거나 장치 내에 배관 등이 폐색되어 증류탑을 계속 운전하는 것이 곤란할 수 있다. 따라서, 증류탑의 측부에서는 상술한 범위의 (메트)아크릴산을 회수하여 결정화 공정에 공급함으로써 고순도의 (메트)아크릴산을 얻고, 하부 배출액의 함량을 줄여 많은 에너지를 절약할 수 있다.At the side of the distillation column, the content corresponding to 30 to 90% by weight of the total (meth) acrylic acid contained in the feed can be recovered. If less than 30% by weight of (meth) acrylic acid is recovered from the total (meth) acrylic acid contained in the feed at the side of the distillation column, the remaining amount of (meth) acrylic acid may be recovered from the bottom of the distillation column. Since the lower effluent of the distillation column contains high-boiling point by-products and polymerization inhibitor, it is only necessary to perform a high boiling point by-product separation process to provide crude (meth) acrylic acid having a purity enough to be supplied to the crystallization process. Therefore, if the content of matt (acrylic acid) recovered from the side of the distillation column is less than 30 wt%, a large amount of lower waste liquid may be supplied to the high-boiling by-product distillation process, resulting in energy loss. On the other hand, if (meth) acrylic acid exceeding 90 wt% of the total (meth) acrylic acid contained in the feed is recovered at the side of the distillation column, the high boiling point component accumulates in the bottom so that the viscosity of the bottom liquid becomes extremely high, So that it may be difficult to continuously operate the distillation column. Accordingly, at the side of the distillation column, the (meth) acrylic acid within the above-mentioned range is recovered and supplied to the crystallization process to obtain high purity (meth) acrylic acid, and the amount of the lower discharge liquid can be reduced to save a great deal of energy.
상기 증류탑의 측부에서 얻어지는 (메트)아크릴산의 함량은 배출 펌프의 유량을 조절하거나 또는 측부 배출관과 함께 위치하는 콘덴서의 압력을 조절하여 조절할 수 있다. The content of (meth) acrylic acid obtained at the side of the distillation column can be adjusted by regulating the flow rate of the discharge pump or by adjusting the pressure of the condenser located together with the side discharge pipe.
상기 증류탑(300)의 하부로는 (메트)아크릴산과 (메트)아크릴산의 중합체와 같은 고비점 부산물 및 중합 방지제 등이 배출될 수 있다. 따라서, 상기 회수 방법은 상기 하부 배출액에서 (메트)아크릴산을 추가로 회수하기 위하여 증류탑의 하부에서 수득한 하부 배출액을 증류하여 고비점 부산물 분리탑의 상부에서 조(메트)아크릴산을 수득하는 고비점 부산물 분리 공정을 추가로 포함할 수 있다.At the lower part of the
구체적으로, 도 2와 같이 증류탑의 하부에서 수득한 하부 배출액을 고비점 부산물 분리탑(400)에 공급하여 상기 하부 배출액에 포함된 고비점 부산물 등을 분리할 수 있다. 그리고, 고비점 부산물 분리탑(400)의 상부로 추가의 조(메트)아크릴산을 수득할 수 있다. 이때, 상기 고비점 부산물 분리 공정은 통상적인 조건 하에서 수행될 수 있으므로, 공정 조건 등은 구체적으로 한정하지 않는다.Specifically, as shown in FIG. 2, the lower effluent obtained from the bottom of the distillation column may be supplied to the high boiling point
상기 공정을 통해 회수한 조(메트)아크릴산은 추가적인 결정화 공정을 거쳐 보다 높은 순도의 (메트)아크릴산으로 수득될 수 있다.The crude (meth) acrylic acid recovered through the above process can be obtained as (meth) acrylic acid of higher purity through an additional crystallization process.
구체적으로, 도 2와 같이, 증류탑(300)의 측부에서 수득된 조(메트)아크릴산(도 2의 2번 stream)은 고비점 부산물 분리탑(400)을 거치지 않고 바로 결정화기(500)에 공급될 수 있다. 그러나, 증류탑(300)의 하부 배출액(도 2의 1번 stream)은 고비점 부산물을 다량 함유하고 있으므로, 고비점 부산물 분리탑(400)을 거쳐 결정화기(500)에 공급될 수 있다. 만일 증류탑(300)의 하부 배출액 내 (메트)아크릴산 함량이 적은 경우에는 고비점 부산물 분리탑(400)을 거치지 않고 아크릴산 이량체의 분해 공정으로 직접 도입될 수 있다. 따라서, 도 2와 같이 증류탑(300) 측부에서 조(메트)아크릴산을 수득하는 경우에는 고비점 부산물 분리 공정을 거치지 않고 (메트)아크릴산 이량체의 분해 공정에 직접 도입하여 탑저액으로부터 (메트)아크릴산을 회수할 수 있다.2, the crude (meth) acrylic acid (
결정화기에 공급된 조(메트)아크릴산은 재결정되어 고순도의 (메트)아크릴산을 제공할 수 있다. 조(메트)아크릴산의 결정화 공정은 통상적인 조건 하에서 수행될 수 있다. 비제한적인 예로, 조(메트)아크릴산은 동적 결정화되어 고순도의 (메트)아크릴산을 제공할 수 있다. 구체적으로, 조(메트)아크릴산을 동적 결정화하기 위하여, 우선 액상의 조(메트)아크릴산을 관 내벽에 낙하피막(falling film) 형태로 흐르게 할 수 있다. 그리고, 관의 온도를 (메트)아크릴산의 응고점 이하로 조절하여 관 내벽에 결정을 형성시킬 수 있다. 이어서, 관의 온도를 (메트)아크릴산의 응고점 부근까지 상승시켜 약 5 중량%의 (메트)아크릴산을 발한(sweating)시킬 수 있다. 그리고, 관으로부터 발한된 잔류 용해액을 제거하고, 관 내벽에 형성된 결정을 회수함으로써 고순도의 (메트)아크릴산을 얻을 수 있다. The crude (meth) acrylic acid fed to the crystallizer can be recrystallized to provide high purity (meth) acrylic acid. The crystallization process of crude (meth) acrylic acid can be carried out under ordinary conditions. By way of non-limiting example, crude (meth) acrylic acid may be dynamically crystallized to provide high purity (meth) acrylic acid. Specifically, in order to dynamically crystallize crude (meth) acrylic acid, liquid crude (meth) acrylic acid can be first flowed into the inner wall of the tube in the form of a falling film. The temperature of the tube can be controlled to be lower than the freezing point of (meth) acrylic acid to form crystals on the inner wall of the tube. The temperature of the tube can then be increased to near the freezing point of (meth) acrylic acid to sweate about 5 wt% of (meth) acrylic acid. Then, the high-purity (meth) acrylic acid can be obtained by removing the residual dissolving solution sweating from the tube and recovering crystals formed on the inner wall of the tube.
상기 (메트)아크릴산의 회수 방법에서, 전술한 각 공정들은 유기적이고 연속적으로 수행될 수 있다. 그리고, 전술한 공정들 이외에 각 공정 이전, 이후 또는 동시에 통상적으로 수행될 수 있는 공정들이 더욱 포함되어 운용될 수 있다. In the above (meth) acrylic acid recovery method, each of the above-described processes can be carried out organically and continuously. In addition to the above-described processes, processes that can be conventionally performed before, after, or simultaneously with each process can be further included and operated.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 피드 유입구와 상부, 측부 및 하부 배출구가 구비된 증류탑; 그리고 상기 증류탑의 측부 배출구와 조(메트)아크릴산 이송 라인을 통해 연결된 조(메트)아크릴산 유입구, 및 유입된 조(메트)아크릴산을 재결정하여 얻은 (메트)아크릴산이 배출되는 (메트)아크릴산 배출구가 구비된 결정화기를 포함하는 (메트)아크릴산의 회수 장치가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a distillation column comprising a feed inlet and an upper, side and lower outlet; (Meth) acrylic acid inlet connected to the side outlet of the distillation tower through a crude (meth) acrylic acid transfer line and a (meth) acrylic acid outlet for discharging (meth) acrylic acid obtained by recrystallizing the introduced crude (meth) acrylic acid (Meth) acrylic acid recovery apparatus comprising a crystallizer which is obtained by reacting a (meth) acrylic acid.
상기 증류탑(300)은 내부에 충전제가 포함된 팩 컬럼 또는 다단 컬럼 등일 수 있으며, 구체적으로 시브 트레이 컬럼(sieve tray column) 또는 듀얼 플로우 트레이 컬럼(dual flow tray column) 등일 수 있다. The
또한, 상기 결정화기(500)는 관 및 순환펌프를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 관은 하부에 재결정하고자 하는 성분을 저장할 수 있는 저장기를 구비할 수 있다. 또한, 상기 관은 표면이 이중 자켓으로 구성되어 관 내부의 온도를 일정하게 제어할 수 있다. 이러한 관은 대략 0.5 내지 2m의 길이는 가지는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 순환 펌프는 상기 저장기에 담긴 성분을 관 상부로 이송하고, 상기 성분을 관 내부 벽면에 낙하피막(falling film) 형태로 흐르도록 하여 관 내벽에 결정이 형성될 수 있도록 할 수 있다. 그러나, 상기 결정화기로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용하는 모든 결정화기를 사용할 수 있다.In addition, the
상기 회수 장치는 또한, (메트)아크릴산 함유 혼합 가스가 공급되는 혼합 가스 유입구와, 상기 혼합 가스와 흡수 용제의 접촉에 의해 수득되는 (메트)아크릴산 용액이 배출되는 수용액 배출구가 구비된 (메트)아크릴산 흡수탑을 추가로 포함할 수 있다. 상기 흡수탑의 수용액 배출구는 증류탑의 피드 유입구와 수용액 이송 라인을 통해 연결될 수 있다. (Meth) acrylic acid-containing mixed gas, and a (meth) acrylic acid-containing (meth) acrylic acid-containing solution having an aqueous solution outlet through which the (meth) acrylic acid solution obtained by contacting the mixed gas with an absorbing solvent is discharged. An absorber may additionally be included. The aqueous solution outlet of the absorption tower can be connected via the aqueous feed line to the feed inlet of the distillation column.
상기 (메트)아크릴산 흡수탑으로는 (메트)아크릴산 함유 혼합 가스와 흡수 용제의 접촉 효율 향상을 위하여 충진탑(packed tower) 또는 다단식 트레이 탑(multistage tray tower) 등을 사용할 수 있다. 여기서, 상기 충진탑으로 내부에 래싱 링(rashing ring), 폴 링(pall ring), 새들(saddle), 거즈(gauze), 스트럭쳐 패킹(structured packing) 등의 충진제가 적용된 것을 사용할 수 있다.As the (meth) acrylic acid absorption tower, a packed tower or a multistage tray tower can be used for improving the contact efficiency between the (meth) acrylic acid-containing mixed gas and the absorption solvent. The filling column may be filled with a filler such as a rashing ring, a pall ring, a saddle, a gauze, or a structured packing.
상기 회수 장치는 증류탑의 처리 부담을 저하시키기 위하여 흡수탑의 수용액 배출구와 수용액 이송 라인을 통해 연결된 수용액 유입구, 유입된 (메트)아크릴산 용액과 추출 용매의 접촉에 의해 수득되는 (메트)아크릴산 추출액이 배출되는 추출액 배출구 및 그 추잔액이 정치된 후 배출되는 추잔액 배출구가 구비된 (메트)아크릴산 추출탑을 추가로 포함할 수 있다. In order to lower the processing load of the distillation column, the recovery apparatus is provided with an aqueous solution inlet connected to the aqueous solution outlet of the absorption tower through an aqueous solution transfer line, a (meth) acrylic acid extract obtained by contacting the introduced (meth) acrylic acid solution with the extraction solvent, And a (meth) acrylic acid extraction tower having an outlet for the extracted liquid to be discharged and an outlet for the additional residual liquid discharged after the residual balance is settled.
일 예로, 상기 추출탑의 추출액 배출구는 증류탑의 피드 유입구와 추출액 이송 라인을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 흡수탑에서 배출된 (메트)아크릴산 용액은 전부 추출탑을 거쳐 증류탑으로 공급될 수 있다. 또한, 다른 예로 흡수탑의 수용액 배출구 및 추출탑의 추출액 배출구는 동일 또는 상이한 이송 라인을 통하여 증류탑의 피드 유입구와 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 흡수탑으로부터 배출되는 (메트)아크릴산 용액의 일부는 추출탑으로 공급되고, 상기 (메트)아크릴산 용액의 나머지는 상기 증류탑으로 공급되어 운전될 수 있다.For example, the extraction outlet of the extraction column may be connected to the feed inlet of the distillation column via an extractive feed line. Accordingly, all the (meth) acrylic acid solution discharged from the absorption tower can be supplied to the distillation column through the extraction tower. In another example, the aqueous solution outlet of the absorption tower and the extraction outlet of the extraction column may be connected to the feed inlet of the distillation column through the same or different transfer lines. Accordingly, a part of the (meth) acrylic acid solution discharged from the absorption tower is supplied to the extraction tower, and the remainder of the (meth) acrylic acid solution can be supplied to the distillation tower and operated.
상기 (메트)아크릴산 추출탑으로는 액-액 접촉 방식에 따른 통상의 추출탑이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 추출탑은 Karr type의 왕복 플레이트 컬럼(Karr type reciprocating plate column), 회전-원판형 컬럼(rotary-disk contactor), Scheibel 컬럼, Kuhni 컬럼, 분무 추출 컬럼(spray extraction column), 충진 추출 컬럼(packed extraction tower), 펄스 충진 컬럼(pulsed packed column) 등일 수 있다.As the (meth) acrylic acid extraction column, a conventional extraction column according to a liquid-liquid contact method can be used without any particular limitation. By way of non-limiting example, the extraction column may be a Karr type reciprocating plate column, a rotary-disk contactor, a Scheibel column, a Kuhni column, a spray extraction column, A packed extraction column, a pulsed packed column, and the like.
이 밖에, (메트)아크릴산 수용액 이송 라인, 추출액 이송 라인, 상 분리조(350), 고비점 부산물 분리탑(400) 등으로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 상기 회수 장치는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 채용하는 구성을 추가로 포함할 수 있다. In addition, the (meth) acrylic acid aqueous solution transfer line, the extract liquid transfer line, the
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the functions and effects of the present invention will be described in more detail through specific embodiments of the present invention. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments.
실험예Experimental Example 1: 증류탑의 1: distillation tower 측부Side 및 하부에서 얻어진 And the 조아크릴산Crude acrylic acid 비교 compare
(( 비교예Comparative Example 1) One)
도 1과 같은 회수 장치의 증류탑(300)으로 내경이 70mm인 총 30단의 듀얼 플로우 트레이 컬럼(dual flow tray column) 증류탑을 사용하고, 탑정 압력을 110torr로 조절하였다.A total of 30 stages of dual flow tray column distillation columns having an inner diameter of 70 mm were used as the
상기 증류탑(300)의 상부로부터 14번째에 위치하는 제 14 단에 아크릴산 65.4 중량%, 초산 2.0 중량%, 물 31.8 중량% 및 기타 성분 0.8 중량%를 포함하는 아크릴산 용액을 약 35g/min의 유량으로 공급하였다. 그리고, 상 분리조(350)에서 분리된 톨루엔 환류 흐름의 일부를 공비용매로서 증류탑의 최상단인 제 1 단에 공급하였다. 공급되는 톨루엔 환류 흐름의 양은 환류비(유출액에 대한 환류액의 유량의 비)가 약 5.5가 되도록 조절되었다. 또한, 증류탑(300) 하단의 리보일러(reboiler)를 통해 열을 공급하여 제 16 단의 온도가 약 80℃ 이상이 되고, 제 12 단의 온도가 약 65℃를 넘지 않도록 조절하였다. 10 시간 동안 안정적인 운전이 수행된 후, 정상 상태(steady state)에서 증류탑(300)의 상부로 약 85g/min의 유량으로 증류물을 얻고, 증류탑(300)의 하부 바닥으로 약 22g/min의 유량으로 대부분의 물이 제거된 아크릴산 흐름(도 1의 1번 stream)을 얻었다. An acrylic acid solution containing 65.4% by weight of acrylic acid, 2.0% by weight of acetic acid, 31.8% by weight of water and 0.8% by weight of other components at a fourteenth stage located at the 14th position from the top of the
(( 실시예Example 1) One)
도 2와 같은 회수 장치의 증류탑(300)으로 내경이 70mm인 총 30단의 듀얼 플로우 트레이 컬럼(dual flow tray column)을 사용하고, 탑정 압력을 110torr로 조절하였다.A total of 30 dual flow tray columns having an inner diameter of 70 mm was used as the
상기 증류탑(300)의 상부로부터 14번째에 위치하는 제 14 단에 아크릴산 65.4 중량%, 초산 2.0 중량%, 물 31.8 중량% 및 기타 성분 0.8 중량%를 포함하는 아크릴산 용액을 약 35g/min의 유량으로 공급하였다. 그리고, 상 분리조(350)에서 분리된 톨루엔 환류 흐름의 일부를 공비용매로서 증류탑의 최상단인 제 1 단에 공급하였다. 공급되는 톨루엔 환류 흐름의 양은 환류비(유출액에 대한 환류액의 유량의 비)가 약 5.7이 되도록 조절되었다. 또한, 증류탑(300) 하단의 리보일러(reboiler)를 통해 열을 공급하여 제 16 단의 온도가 약 85℃ 이상이 되고, 제 12 단의 온도가 약 65℃를 넘지 않도록 조절하였다. 10 시간 동안 안정적인 운전이 수행된 후, 정상 상태(steady state)에서 증류탑(300)의 상부로 약 85g/min의 유량으로 증류물을 얻고, 증류탑(300)의 하부로 약 11.5g/min의 고비점 부산물을 포함하는 흐름(도 2의 1번 stream)을 얻었다. 그리고, 증류탑(300)의 상부로부터 30번째에 위치하는 제 30 단에서 약 11g/min의 액상의 조아크릴산 흐름(도 2의 2번 stream)을 얻었으며, 상기 제 30 단에서 얻어진 조아크릴산에 포함된 아크릴산의 함량은 전체 아크릴산의 약 49 중량%에 해당하였다. An acrylic acid solution containing 65.4% by weight of acrylic acid, 2.0% by weight of acetic acid, 31.8% by weight of water and 0.8% by weight of other components at a fourteenth stage located at the 14th position from the top of the
(( 실시예Example 2) 2)
제 30 단에서 얻어진 아크릴산의 함량이 전체 아크릴산의 약 84 중량%에 해당하도록 측류 배출 펌프의 유량을 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 증류탑(300)의 상부로 약 85g/min의 유량으로 증류물을 얻고, 증류탑(300)의 하부로 약 4g/min의 유량으로 고비점 부산물을 포함하는 흐름(도 2의 1번 stream)을 얻었으며, 증류탑(300)의 제 30 단에서 약 18.5g/min의 유량으로 액상의 조아크릴산 흐름(도 2의 2번 stream)을 얻었다.Min. In the same manner as in Example 1 except that the flow rate of the sidestream drain pump was adjusted such that the content of acrylic acid obtained in Step 30 corresponds to about 84% by weight of the total acrylic acid, The distillate was obtained at a flow rate and a stream containing the high boiling point byproduct at a flow rate of about 4 g / min was obtained at the bottom of the distillation column 300 (
(( 실시예Example 3) 3)
도 2와 같은 회수 장치의 증류탑(300)으로 내경이 70mm인 총 30단의 듀얼 플로우 트레이 컬럼(dual flow tray column)을 사용하고, 증류탑(300) 상부로부터 30번째에 위치하는 제 30 단에서 기상의 조아크릴산을 얻기 위해서 측부 배출관을 트레이 위의 액체상과 구분되는 기상에 위치시켰다. 상기 측부 배출관으로는 기상의 조아크릴산을 응축하여 배출하기 위하여 콘덴서가 구비된 측부 배출관을 사용하였다. 상기와 같이 측부 배출관을 삽입하고, 증류탑의 탑정 압력을 110torr로 조절하였다.A dual flow tray column having a total of 30 stages with an inner diameter of 70 mm was used as the
상기 증류탑(300)의 상부로부터 14번째에 위치하는 제 14 단에 아크릴산 65.4 중량%, 초산 2.0 중량%, 물 31.8 중량% 및 기타 성분 0.8 중량%를 포함하는 아크릴산 용액을 약 35g/min의 유량으로 공급하였다. 그리고, 상 분리조(350)에서 분리된 톨루엔 환류 흐름의 일부를 공비용매로서 증류탑의 최상단인 제 1 단에 공급하였다. 공급되는 톨루엔 환류 흐름의 양은 환류비(유출액에 대한 환류액의 유량의 비)가 약 5.7이 되도록 조절되었다. 또한, 증류탑(300) 하단의 리보일러(reboiler)를 통해 열을 공급하여 제 16 단의 온도가 약 80℃ 이상이 되고, 제 12 단의 온도가 약 70℃를 넘지 않도록 조절하였다. 10 시간 동안 안정적인 운전이 수행된 후, 정상 상태(steady state)에서 증류탑(300)의 상부로 약 85g/min의 유량으로 증류물을 얻고, 증류탑(300)의 하부로 약 10g/min의 고비점 부산물을 포함하는 흐름(도 2의 1번 stream)을 얻었다. 그리고, 증류탑(300)의 상부로부터 30번째에 위치하는 제 30 단에서 약 12g/min의 유량으로 기상의 조아크릴산 흐름(도 2의 2번 stream)을 얻었으며, 상기 제 30 단에서 얻어진 아크릴산의 함량은 전체 아크릴산의 약 55 중량%에 해당하였다. An acrylic acid solution containing 65.4% by weight of acrylic acid, 2.0% by weight of acetic acid, 31.8% by weight of water and 0.8% by weight of other components at a fourteenth stage located at the 14th position from the top of the
(( 실시예Example 4) 4)
제 30 단에서 얻어진 아크릴산의 함량이 전체 아크릴산의 약 79 중량%에 해당하도록 측부 배출기에 부착된 콘덴서의 배출 압력을 더 낮게 조절한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방법으로 증류탑(300)의 상부로 약 85g/min의 유량으로 증류물을 얻고, 증류탑(300)의 하부로 약 5g/min의 고비점 부산물을 포함하는 흐름(도 2의 1번 stream)을 얻었으며, 증류탑(300)의 제 30 단에서 약 18g/min의 유량으로 기상의 조아크릴산 흐름(도 2의 2번 stream)을 얻었다. In the same manner as in Example 3, except that the discharge pressure of the condenser attached to the side discharger was adjusted so that the content of acrylic acid obtained in Step 30 corresponds to about 79% by weight of the total acrylic acid, (
상기 비교예 1에서 얻어진 대부분의 물이 제거된 아크릴산 혼합물과 실시예 1 내지 4에서 얻어진 조아크릴산을 비교하기 위하여 조성, 회수율 및 컬러 등을 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the composition, recovery and color of the acrylic acid mixture in which most of the water obtained in Comparative Example 1 is removed and the acrylic acid obtained in Examples 1 to 4.
성분Tower bottom
ingredient
(조아크릴산의 성분 단위: 중량%)(Component units of crude acrylic acid:% by weight)
(1) 측부배출비율: 증류탑에 공급된 아크릴산 용액에 포함된 총 아크릴산 대비 증류탑의 측부에서 배출된 아크릴산의 중량 비율이다.(1) Side emission ratio: the weight ratio of acrylic acid discharged from the side of the distillation column to the total acrylic acid contained in the acrylic acid solution supplied to the distillation column.
(2) 측부배출상: 증류탑의 측부에서 얻은 조아크릴산의 상(phase)이다. (2) Side outlet phase: The phase of crude acrylic acid obtained from the side of the distillation column.
(3) DAA: 아크릴산(acrylic acid)의 이량체(dimer)이다. (3) DAA: It is a dimer of acrylic acid.
(4) APHA: APHA, ASTM D1209에 의하여 측정된 컬러로 수치가 작을수록 무색에 가깝고 수치가 클수록 노란색을 띈다. (4) APHA: The color measured by APHA and ASTM D1209 is colorless as the value is smaller, and yellow as the value is larger.
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 4의 측부에서 얻은 조아크릴산은 비교예 1에 비하여 고비점의 아크릴산 이량체를 적게 포함하며, APHA에 따른 컬러가 무색에 가까움이 확인된다. 또한, 실시예 3 및 4에서는 실시예 1 및 2에 비하여 고비점의 아크릴산 이량체를 더 적게 포함하는 조아크릴산을 얻을 수 있고, 물 증류탑을 통하여 APHA에 따른 컬러가 약 3 정도인 조아크릴산을 얻을 수 있음이 확인된다.Referring to Table 1, it was confirmed that the crude acrylic acid obtained in the side portions of Examples 1 to 4 contains less acrylic acid dimer having a high boiling point as compared with Comparative Example 1, and the color according to APHA is nearly colorless. Further, in Examples 3 and 4, crude acrylic acid having less high boiling point acrylic acid dimer was obtained as compared with Examples 1 and 2, and crude acrylic acid having a color of about 3 according to APHA was obtained through a water distillation column .
실험예 2: 증류탑의 측부 및 하부에서 얻어진 조아크릴산의 재결정 결과 비교 Experimental Example 2: Recrystallization of crude acrylic acid obtained from the side and bottom of the distillation tower
(( 비교예Comparative Example 2) 2)
비교예 1의 증류탑(300) 하부에서 얻은 대부분의 물이 제거된 아크릴산 흐름(도 1의 1번 stream)을 재결정하기 위하여 유리관 및 순환펌프를 구비하는 결정화기(500)를 준비하였다. 상기 유리관은 하부에 저장기를 구비하고, 길이가 1m이며, ID가 1 inch인 표면이 이중 자켓으로 구성되어 관 내부의 온도를 일정하게 제어할 수 있는 것으로 준비하였다. 그리고, 상기 순환 펌프로는 상기 저장기 중의 액체를 유리관 상부로 이송하고, 액체를 유리관 내부 벽면에 낙하피막(falling film) 형태로 흐르도록 할 수 있는 것을 준비하였다. A
비교예 1의 증류탑(300) 하부에서 얻은 아크릴산 혼합물(도 1의 1번 stream)을 상기 준비된 결정화기(500)의 저장기에 바로 공급하였다. 그리고, 저장기에 공급된 아크릴산 혼합물을 순환 펌프로 유리관 벽면에 낙하피막 형태로 흐르게 하고, 유리관 이중 자켓의 온도를 아크릴산의 응고점 이하로 하강시켰다. 그 결과 유리관 내벽에 약 70 내지 85 중량%의 아크릴산이 결정화되었다. 이후, 순환 펌프를 정지시키고, 자켓의 온도를 아크릴산의 응고점 부근까지 상승시켜 약 5 중량%의 아크릴산을 발한(sweating)시키고, 발한 후 잔류 용해액을 펌프로 배출하였다. 이어서 유리관 이중 자켓의 온도를 아크릴산의 응고점 이상으로 상승시켜 유리관 내벽에 형성된 결정을 융해하고 이를 펌프로 배출하였다. 이렇게 융해된 아크릴산을 다음 결정화 단계의 피드로 사용하여 상기와 같은 동적 결정화 과정을 2회 더 반복하였다. 이에 따라, 총 3회 동적 결정화 과정을 거쳐 재결정된 아크릴산을 얻었다.The acrylic acid mixture (
(( 비교예Comparative Example 3) 3)
도 1과 같은 회수 장치의 고비점 부산물 분리탑(400)에 비교예 1의 증류탑(300) 하부로 얻은 아크릴산 흐름(도 1의 1번 stream)을 약 22g/min의 유량으로 공급하였다. 그리고, 고비점 부산물 분리탑(400) 하단의 리보일러(reboiler)를 통해 탑정의 온도가 약 60℃ 이상이 되도록 조절하였다. 10 시간 동안 안정적인 운전이 수행된 후, 정상 상태(steady state)에서 고비점 부산물 분리탑(400)의 상부로 약 20g/min의 유량으로 조아크릴산 흐름(도 1의 2번 stream)을 얻었다. 상기 조아크릴산 흐름(도 1의 2번 stream)은 초산 0.16 중량%, 푸르푸랄 0.02 중량%, 벤즈알데히드 0.003 중량%, 아크릴산 이량체 0.0097 중량%, 피로피온산 0.029 중량%, 물 0.08 중량% 및 아크릴산 99.6 중량%를 포함하였다. The acrylic acid stream (
상기 조아크릴산 흐름(도 1의 2번 stream)을 결정화기(500)에 공급하고, 비교예 2와 동일한 조건으로 재결정하여 재결정된 아크릴산(도 1의 3번 stream)을 얻었다. The crude acrylic acid stream (
(( 실시예Example 5) 5)
실시예 2의 증류탑(300) 측부에서 얻은 액상의 조아크릴산 흐름(도 2의 2번 stream)을 결정화기(500)에 바로 공급하였다. 이후 비교예 2와 동일한 조건으로 재결정하여 재결정된 아크릴산(도 2의 3번 stream)을 얻었다.A liquid crude acrylic acid stream (
(( 실시예Example 6) 6)
실시예 4의 증류탑(300) 측부에서 얻은 기상의 조아크릴산 흐름(도 2의 2번 stream)을 결정화기(500)에 바로 공급하였다. 이후 비교예 2와 동일한 조건으로 재결정하여 재결정된 아크릴산(도 2의 3번 stream)을 얻었다.The gaseous acrylic acid stream (
상기 비교예 2 내지 3 및 실시예 5 내지 6에서 얻어진 재결정된 아크릴산에 포함된 불순물의 조성과 상기 재결정된 아크릴산의 APHA에 따른 컬러를 표 2에 나타내었다.The compositions of the impurities contained in the recrystallized acrylic acid obtained in Comparative Examples 2 to 3 and Examples 5 to 6 and the colors according to APHA of the recrystallized acrylic acid are shown in Table 2.
(불순물의 함량 단위: ppm)(Content of impurities: ppm)
표 2를 참조하면, 비교예 2와 같이 물 증류탑(300)의 하부에서 얻은 아크릴산의 흐름은 결정화 공정을 거친다 하더라도 APHA에 따른 컬러가 135로 고순도 제품으로 사용할 수 없음이 확인된다. 이에 반해, 실시예 5 및 6과 같이 물 증류탑(300)의 측부에서 얻은 조아크릴산 흐름은 결정화 공정 후에 APHA에 따른 컬러가 각각 7 및 3으로 나타나 고순도 제품으로 사용하기에 적합함을 확인할 수 있었다. 특히, 실시예 5 및 6을 비교예 3과 비교하면, 실시예들에서는 고비점 부산물 분리탑을 거치지 않고, 고비점 부산물 분리탑을 거친 비교예 3 정도의 높은 순도를 가지는 아크릴산을 제공함이 확인된다. 따라서, 실시예에 따른 아크릴산 회수 방법은 효율적으로 고순도의 아크릴산을 회수할 수 있음을 확인할 수 있었다. Referring to Table 2, it is confirmed that the acrylic acid flow obtained from the lower part of the
300: 증류탑
350: 상 분리조
400: 고비점 부산물 분리탑
500: 결정화기300: distillation tower
350: phase separation tank
400: High boiling point byproduct separation tower
500: crystallizer
Claims (7)
상기 증류탑으로 30단의 듀얼 플로우 트레이 컬럼을 사용하며,
제 16 단의 온도가 80℃ 이상이 되고, 제 12 단의 온도가 70℃를 넘지 않도록 상기 증류탑에 열을 공급하며,
상기 증류탑의 측부에서 피드에 포함된 전체 (메트)아크릴산 중 55 내지 84 중량%에 해당하는 (메트)아크릴산을 회수하는 (메트)아크릴산의 회수 방법.
(Meth) acrylic acid, 10 to 33.8 wt.% Of solvent and the balance of impurities to distill off the bottom of the distillation column to produce 99.8 wt.% Or more of (meth) acrylic acid, 0.079 wt. ) A distillation step of obtaining a crude (meth) acrylic acid containing a dimer of acrylic acid and a residual solvent,
A 30-stage dual flow tray column is used as the distillation column,
Heat is supplied to the distillation column so that the temperature of the 16th stage becomes 80 ° C or higher and the temperature of the 12th stage does not exceed 70 ° C,
(Meth) acrylic acid corresponding to 55 to 84% by weight of the total (meth) acrylic acid contained in the feed at the side of the distillation column.
The method of claim 1, wherein the recovery method further comprises an absorption step of contacting the (meth) acrylic acid-containing mixed gas with an absorption solvent to obtain a (meth) acrylic acid solution before the distillation step.
The method according to claim 2, wherein the recovery method further comprises: (meth) acrylic acid solution additionally comprising an extraction step of contacting the (meth) acrylic acid solution with an extraction solvent between the absorption step and the distillation step to obtain a (meth) A method for recovering acrylic acid.
The method according to claim 1, wherein the crude (meth) acrylic acid is discharged from the uppermost 50% to 100% (lowest stage) of the entire stages of the distillation column.
The method according to claim 1, wherein the side of the distillation column is a liquid or gaseous (meth) acrylic acid.
The method of claim 1, wherein the recovery method further comprises distilling the bottom effluent obtained at the bottom of the distillation column to obtain a high boiling point byproduct separation process to obtain crude (meth) acrylic acid at the top of the high boiling point byproduct separation column Meth) acrylic acid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170180267A KR101828000B1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Process for recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170180267A KR101828000B1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Process for recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140123876A Division KR20160032994A (en) | 2014-09-17 | 2014-09-17 | Process for recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180001547A true KR20180001547A (en) | 2018-01-04 |
KR101828000B1 KR101828000B1 (en) | 2018-02-13 |
Family
ID=60997774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170180267A KR101828000B1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Process for recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101828000B1 (en) |
-
2017
- 2017-12-26 KR KR1020170180267A patent/KR101828000B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101828000B1 (en) | 2018-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9517997B2 (en) | Process for continuous recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process | |
US11033834B2 (en) | Method of continuous recovery of (meth)acrylic acid and apparatus for the method | |
US11034642B2 (en) | Method and apparatus for continuously recovering (meth)acrylic acid | |
KR101757372B1 (en) | Method for preparation of high purity acrylic acid | |
KR102080287B1 (en) | Process for continuous recovering (meth)acrylic acid | |
KR20160032994A (en) | Process for recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process | |
KR101616553B1 (en) | Process for continuous recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process | |
KR101828000B1 (en) | Process for recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process | |
KR101628287B1 (en) | Process for continuous recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process | |
KR102251790B1 (en) | Process for continuous recovering (meth)acrylic acid | |
KR20240031055A (en) | Method for preparation of high purity acrylic acid | |
KR20240031056A (en) | Method for preparation of high purity acrylic acid | |
KR20240031054A (en) | Method for preparation of high purity acrylic acid | |
KR20240031052A (en) | Method for preparation of high purity acrylic acid | |
KR20240031053A (en) | Method for preparation of high purity acrylic acid | |
CN118201903A (en) | Method for producing high-purity (meth) acrylic acid | |
CN118201901A (en) | Method for producing high-purity (meth) acrylic acid | |
CN118234701A (en) | Method for producing high-purity (meth) acrylic acid | |
WO2018105993A1 (en) | Recovery method for (meth)acrylic acid | |
KR20150011210A (en) | Process for continuous recovering (meth)acrylic acid and apparatus for the process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |