KR20200056316A - Device for producing methacrylic acid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 메타크릴산의 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing methacrylic acid.
특허문헌 1에는, 메타크릴산을 제조하기 위한 방법이 기재되어 있다.Patent Document 1 describes a method for producing methacrylic acid.
메타크릴산의 제조에 이용되는 제조장치는, 장기에 걸쳐 연속으로 운전할 수 있는 것이 요구된다. 그래서, 본 발명은, 연속 운전성이 우수한 메타크릴산의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The manufacturing apparatus used for the production of methacrylic acid is required to be able to continuously operate over a long period of time. Therefore, it is an object of the present invention to provide an apparatus for producing methacrylic acid having excellent continuous operability.
본 발명의 메타크릴산의 제조장치는, 입구 및 출구를 가지며, 이소부틸렌 및/또는 tert-부틸알코올(이하, 「TBA」라고 기재한다)과 산소로부터 메타크롤레인을 얻는 제 1 반응기와, 입구 및 출구를 가지며, 메타크롤레인 및 산소를 반응시켜서 메타크릴산을 얻는 제 2 반응기와, 액입구, 액출구 및 가스 출구를 가지는 메타크롤레인 회수 수단과, 제 1 반응기의 출구 및 제 2 반응기의 입구를 접속하는 라인(LA)과, 라인(LA) 및 산소 공급원을 접속하는 라인(LB)과, 제 2 반응기의 출구 및 메타크롤레인 회수 수단의 액입구를 접속하는 라인(LC)과, 메타크롤레인 회수 수단의 가스 출구와 라인(LA)을 접속하는 라인(LD)을 구비하고, 라인(LD)은 가열 수단을 가지며, 가열 수단은, 상기 가스 출구로부터 라인(LA)과의 접속부(Xo)까지의 라인의 길이를 100으로 하였을 때에, 상기 가스 출구로부터 30까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있다.The methacrylic acid production apparatus of the present invention has an inlet and an outlet, a first reactor for obtaining methacrolein from isobutylene and / or tert-butyl alcohol (hereinafter referred to as "TBA") and oxygen, A second reactor having an inlet and an outlet and obtaining methacrylic acid by reacting methacrolein and oxygen, a methacrolein recovery means having a liquid inlet, a liquid outlet and a gas outlet, and an outlet and a second reactor of the first reactor A line (LA) connecting the inlet of the line, a line (LB) connecting the line LA and the oxygen source, a line (LC) connecting the outlet of the second reactor and a liquid inlet of the methacrolein recovery means, A line LD connecting the gas outlet and the line LA of the methacrolein recovery means is provided, the line LD has heating means, and the heating means is connected to the line LA from the gas outlet ( When the length of the line up to Xo) is 100, it is arranged at least in part at a position from the gas outlet to 30.
이러한 메타크릴산의 제조장치는, 연속 운전성이 우수하다.The methacrylic acid production apparatus is excellent in continuous operability.
상기 가열 수단은, 상기 가스 출구로부터 20까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있어도 되고, 상기 가스 출구로부터 10까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있어도 된다. 이에 의해, 연속 운전성이 더욱 향상된다.The said heating means may be arrange | positioned at least a part of the position from the said gas outlet to 20, or may be arrange | positioned at least a part of the position from the said gas outlet to 10. Thereby, continuous operability is further improved.
상기 가스 출구로부터 상기 가열 수단의 입구까지의 라인의 길이는, 3m 이하여도 된다. 이에 의해, 연속 운전성이 더욱 향상된다.The length of the line from the gas outlet to the inlet of the heating means may be 3 m or less. Thereby, continuous operability is further improved.
본 발명에 의하면, 연속 운전성이 우수한 메타크릴산의 제조장치를 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing apparatus of methacrylic acid excellent in continuous operability can be provided.
도 1은 본 실시형태의 메타크릴산의 제조장치의 일례를 나타내는 도이다.1 is a view showing an example of an apparatus for producing methacrylic acid of the present embodiment.
본 명세서에 있어서, 이소부틸렌이란 2-메틸프로펜을 가리킨다.In this specification, isobutylene refers to 2-methylpropene.
우선, 도 1을 참조하여, 본 실시형태와 관련되는 메타크릴산의 제조장치(100)에 대해서 설명한다. 도 1은, 본 실시형태의 메타크릴산의 제조장치의 일례를 나타내는 도이다.First, with reference to FIG. 1, the methacrylic
이 제조장치(100)는, 제 1 반응기(10), 제 2 반응기(20), 액화 수단(60), 메타크롤레인 회수 수단(70), 및 라인(LA, LB, LC, 및 LD)을 주로 하여 구비한다. 라인(LA)은 가스 믹서(50b)를 구비한다. 라인(LB)은 컴프레서(55)를 구비한다. 라인(LD)은 가열 수단(23a)을 구비한다.The
제 1 반응기(10)의 입구(10i)에는, 이소부틸렌 및/또는 TBA와 산소를 포함하는 가스의 공급원(S0)이 라인(L10)을 개재하여 접속되어 있다.A source S0 of a gas containing isobutylene and / or TBA and oxygen is connected to the
제 1 반응기(10)는, 이소부틸렌 및/또는 TBA와 산소로부터 메타크롤레인을 얻는 반응기이다. 제 1 반응기(10)는, 용기 내에 촉매가 충전된 반응기인 것이 바람직하다. 제 1 반응기(10)는, 용기 내에 촉매를 충전한 고정상(固定床) 반응 장치일 수 있다. 흐름(流)의 방향에 제한은 없으며, 업 플로우여도 다운 플로우여도 된다. 이소부틸렌 및/또는 TBA와 산소로부터 메타크롤레인을 합성하는 반응에 이용되는 촉매의 예는, 몰리브덴 및 비스무트를 포함하는 금속 산화물이다.The
이소부틸렌과 산소로부터 메타크롤레인을 얻는 경우, 이소부틸렌과 산소가 반응하고, 이에 의해 메타크롤레인이 생성된다. 이소부틸렌 대신에 TBA를 이용하는 것도 가능하다. TBA와 산소로부터 메타크롤레인을 얻는 경우, TBA의 탈수 반응에 의해 이소부틸렌이 생성되고, 생성된 이소부틸렌과 산소가 반응하여 메타크롤레인이 생성되는 것이라고 생각된다. 이소부틸렌 대신에 TBA를 이용할 수 있는 이유는, 제 1 반응기(10) 내에서는, 이소부틸렌의 산화 반응이 율속(律速)이 되는 것에 있다고 생각된다. 이소부틸렌과 TBA는, 병용할 수도 있다.When methacrolein is obtained from isobutylene and oxygen, isobutylene and oxygen react, thereby producing methacrolein. It is also possible to use TBA instead of isobutylene. When methacrolein is obtained from TBA and oxygen, it is thought that isobutylene is produced by dehydration reaction of TBA, and metachlorolane is produced by reaction of the produced isobutylene and oxygen. It is thought that the reason why TBA can be used instead of isobutylene is that in the
제 1 반응기(10)의 출구(10j)와 제 2 반응기(20)의 입구(20i)가 라인(LA)에 의해 접속되어 있다.The
라인(LA)의 가스 믹서(50b)의 입구(50bm)에는, 라인(LB)이 접속되어 있다. 라인(LB)은, 라인(LA)과 산소 공급원(S1)을 접속하는 라인이다.The line LB is connected to the
제 2 반응기(20)는, 메타크롤레인 및 산소를 반응시켜서 메타크릴산을 얻는 반응기이다. 제 2 반응기(20)는, 용기 내에 촉매가 충전된 반응기인 것이 바람직하다. 제 2 반응기(20)는, 용기 내에 촉매를 충전한 고정상 반응 장치일 수 있다. 흐름의 방향에 한정은 없으며, 업 플로우여도 다운 플로우여도 된다. 메타크롤레인 및 산소로부터 메타크릴산을 합성하는 반응에 이용되는 촉매의 예는, 인 및 몰리브덴을 포함하는 헤테로폴리산 화합물이다.The
제 2 반응기(20)의 출구(20j)와 메타크롤레인 회수 수단(70)의 액입구(70i)는, 액화 수단(60)을 개재하여, 라인(LC)에 의해 접속되어 있다. 액화 수단(60)은 1개의 입구와, 3개의 출구를 가진다. 액화 수단(60)의 입구 및 1개의 출구에는 라인(LC)이 접속되고, 다른 2개의 출구에는, 라인(L35) 및 라인(L31)이 각각 접속되어 있다.The
액화 수단(60)은, 제 2 반응기(20)의 출구 가스의 흐름(F30) 중의 메타크릴산 및 미반응의 메타크롤레인을 액화하는 수단이다. 액화 수단(60)은, 메타크롤레인을 분리하는 기능을 가지고 있어도 된다. 액화 수단(60)으로서는, 예를 들면, 증류탑, 추출탑, 흡수탑 및 이들의 조합을 들 수 있다. 액화 수단(60)의 입구 및 출구의 수는, 액화 수단(60)의 형태에 따라 변경할 수 있다. 예를 들면, 라인(L35) 및 라인(L31)은, 있어도 없어도 된다. 또한, 액화 수단(60)에는, 도면에 나타나 있지 않은 그 외의 라인이 접속되어 있어도 된다.The liquefaction means 60 is a means for liquefying methacrylic acid and unreacted methacrolein in the flow F30 of the outlet gas of the
메타크롤레인 회수 수단(70)은, 메타크롤레인을 회수하는 수단이다. 메타크롤레인 회수 수단(70)은, 액입구(70i), 액출구(70j) 및 가스 출구(70gj)를 가진다. 메타크롤레인 회수 수단(70)으로서는, 예를 들면, 방산(放散)탑, 증류탑 및 이들의 조합을 들 수 있다. 방산탑에서는, 메타크롤레인을 포함하는 액을 방산 가스와 접촉시켜, 방산 가스에 메타크롤레인을 동반시킴으로써 메타크롤레인을 분리한다.The methacrolein recovery means 70 is a means for recovering methacrolein. The methacrolein recovery means 70 has a
메타크롤레인 회수 수단(70)이 방산탑인 경우, 메타크롤레인 회수 수단(70)은, 액입구(70i), 액출구(70j) 및 가스 출구(70gj)에 추가하여, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가스 입구(70gi)를 가진다. 메타크롤레인 회수 수단(70)이 증류탑인 경우, 가스 입구(70gi)는 반드시 필요한 것은 아니다.When the methacrolein recovery means 70 is a defense tower, the methacrolein recovery means 70 is added to the
가스 출구(70gj)는, 가스 출구(70gj)로부터 후술의 가열 수단의 입구(23i)까지의 라인의 길이를 짧게 하기 쉬운 관점에서, 메타크롤레인 회수 수단(70)의 탑 정상에 마련되는 것이 바람직하다. 액출구(70j)는, 예를 들면, 메타크롤레인 회수 수단(70)의 탑 바닥에 마련된다.The gas outlet 70gj is preferably provided on the top of the tower of the methacrolein recovery means 70 from the viewpoint of easy to shorten the length of the line from the gas outlet 70gj to the
메타크롤레인 회수 수단(70)의 액출구(70j)에는, 라인(L40)이 접속되어 있다. 라인(L40)은 라인(L31)에 합류한다.A line L40 is connected to the
메타크롤레인 회수 수단(70)의 가스 출구(70gj)와 라인(LA)이, 라인(LD)에 의해 접속되어 있다.The gas outlet 70gj of the methacrolein recovery means 70 and the line LA are connected by a line LD.
가열 수단(23a)은, 가스 출구(70gj)로부터 Xm까지의 라인의 일부에 마련되어 있다. 여기에서, 가스 출구(70gj)로부터 라인(LA)과의 접속부(Xo)까지의 라인의 길이를 100으로 하였을 때에, 가스 출구(70gj)로부터 Xm까지의 라인의 길이는, 30 이하이다. 즉, 가열 수단(23a)은, 가스 출구(70gj)로부터 라인(LA)과의 접속부(Xo)까지의 라인의 길이를 100으로 하였을 때에, 가스 출구(70gj)로부터 30까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있다. 여기에서, 라인의 길이는, 라인의 중심축의 길이를 뜻한다. 또한, 가열 수단(23a)은 라인의 일부이다.The heating means 23a is provided in a part of the line from the gas outlet 70gj to Xm. Here, when the length of the line from the gas outlet 70gj to the connection portion Xo with the line LA is 100, the length of the line from the gas outlet 70gj to Xm is 30 or less. That is, when the length of the line from the gas outlet 70gj to the connection part Xo with the line LA is 100, the heating means 23a is at least part of the position from the gas outlet 70gj to 30. Are deployed. Here, the length of the line means the length of the central axis of the line. Further, the heating means 23a is part of the line.
가열 수단(23a)은, 연속 안정성이 더욱 향상하는 관점에서, 가스 출구(70gj)로부터 라인(LA)과의 접속부(Xo)까지의 라인의 길이를 100으로 하였을 때에, 가스 출구(70gj)로부터 20까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있는 것이 바람직하고, 가스 출구(70gj)로부터 10까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다.The heating means 23a is 20 from the gas outlet 70gj when the length of the line from the gas outlet 70gj to the connection portion Xo with the line LA is 100 from the viewpoint of further improving the continuous stability. It is preferable that it is arranged at least in part of the position up to, and it is more preferably arranged in at least part of the position from the gas outlet 70gj to 10.
가열 수단(23a)으로서는, 열교환기, 자켓 배관, 시트형 히터를 감은 배관 등을 들 수 있다.Examples of the heating means 23a include a heat exchanger, a jacketed pipe, and a pipe wound around a sheet heater.
가스 출구(70gj)로부터 가열 수단(23a)의 입구(23i)까지의 라인의 길이는, 연속 운전성이 더욱 향상하는 관점에서, 3m 이하인 것이 바람직하다. 가열 수단(23a)은, 가스 출구(70gj)에 직접 마련되어 있어도 된다. 연속 안정성 및 장치의 간편화의 관점에서, 가스 출구(70gj)가 메타크롤레인 회수 수단(70)의 탑 정상에 마련되고, 또한, 가열 수단(23a)이 가스 출구(70gj)에 직접 마련되어 있어도 된다.The length of the line from the gas outlet 70gj to the
계속해서, 본 실시형태와 관련되는 메타크릴산의 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, the method for producing methacrylic acid according to the present embodiment will be described.
(공급원)(Source)
이소부틸렌 및/또는 TBA와 산소를 포함하는 가스의 공급원(S0)으로서의 이소부틸렌 및/또는 TBA와 산소를 포함하는 흐름(F10)을 준비한다.A stream (F10) comprising isobutylene and / or TBA and oxygen as a source (S0) of gas containing isobutylene and / or TBA and oxygen is prepared.
흐름(F10)은, 이소부틸렌, TBA 및 산소 이외의 성분을 포함하고 있어도 된다. 이소부틸렌, TBA 및 산소 이외의 성분으로서는, 예를 들면, 이소프렌 등의 C5 올레핀류, 이소부탄, 1-부텐, 2-부텐(시스, 트랜스), 프로판, 프로필렌, n-부탄, 메틸-tert-부틸에테르, 메탄올, 디메틸에테르, 부타디엔, 프로파디엔, 디이소부틸렌, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 물 및 아르곤을 들 수 있다.Flow (F10) may contain components other than isobutylene, TBA, and oxygen. As components other than isobutylene, TBA and oxygen, for example, C5 olefins such as isoprene, isobutane, 1-butene, 2-butene (cis, trans), propane, propylene, n-butane, methyl-tert -Butyl ether, methanol, dimethyl ether, butadiene, propadiene, diisobutylene, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water and argon.
흐름(F10) 중의 이소부틸렌 및/또는 TBA의 농도는, 이소부틸렌 및 TBA의 농도의 합계로, 예를 들면, 1질량% 이상, 2질량% 이상, 또는 4질량% 이상이다. 흐름(F10) 중의 이소부틸렌 및 TBA의 농도의 합계는, 예를 들면, 21질량% 이하, 19질량% 이하, 또는 17질량% 이하이다. 흐름(F10) 중의 이소부틸렌 및 TBA의 농도의 합계는, 바람직하게는 1~21질량%이며, 보다 바람직하게는 2~19질량%이며, 더 바람직하게는 4~17질량%이다.The concentration of isobutylene and / or TBA in the flow (F10) is the sum of the concentrations of isobutylene and TBA, for example, 1% by mass or more, 2% by mass or more, or 4% by mass or more. The total concentration of isobutylene and TBA in the flow (F10) is, for example, 21% by mass or less, 19% by mass or less, or 17% by mass or less. The sum of the concentrations of isobutylene and TBA in the flow (F10) is preferably 1 to 21% by mass, more preferably 2 to 19% by mass, and still more preferably 4 to 17% by mass.
흐름(F10) 중의 산소 농도는, 예를 들면, 7질량% 이상, 8질량% 이상, 또는 10질량% 이상이다. 흐름(F10) 중의 산소 농도는, 예를 들면, 24질량% 이하, 23질량% 이하, 또는 21질량% 이하이다. 흐름(F10) 중의 산소 농도는, 바람직하게는 7~24질량%이며, 보다 바람직하게는 8~23질량%이며, 더 바람직하게는 10~21질량%이다.The oxygen concentration in the flow F10 is, for example, 7% by mass or more, 8% by mass or more, or 10% by mass or more. The oxygen concentration in the flow F10 is, for example, 24 mass% or less, 23 mass% or less, or 21 mass% or less. The oxygen concentration in the flow (F10) is preferably 7 to 24 mass%, more preferably 8 to 23 mass%, and even more preferably 10 to 21 mass%.
또한, 산소 공급원(S1)으로서의 산소를 포함하는 흐름(F22)을 준비한다.In addition, a flow F22 containing oxygen as the oxygen source S1 is prepared.
흐름(F22) 중의 산소의 농도는, 예를 들면, 15질량% 이상이다. 흐름(F22) 중의 산소의 농도는, 바람직하게는 16질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 17질량% 이상이며, 더 바람직하게는 20질량% 이상이다. 흐름(F22) 중의 산소의 농도의 상한은, 예를 들면, 35질량%로 할 수 있다. 흐름(F22) 중의 산소의 농도는, 예를 들면, 30질량% 이하여도 되고, 25질량% 이하여도 된다. 흐름(F22) 중의 산소 농도는, 바람직하게는 16~35질량%이며, 보다 바람직하게는 17~30질량%이며, 더 바람직하게는 18~25질량%이다.The concentration of oxygen in the flow F22 is, for example, 15% by mass or more. The concentration of oxygen in the flow F22 is preferably 16% by mass or more, more preferably 17% by mass or more, and still more preferably 20% by mass or more. The upper limit of the concentration of oxygen in the flow F22 can be, for example, 35% by mass. The concentration of oxygen in the flow F22 may be, for example, 30% by mass or less, or 25% by mass or less. The oxygen concentration in the flow F22 is preferably 16 to 35% by mass, more preferably 17 to 30% by mass, and even more preferably 18 to 25% by mass.
(반응 공정)(Reaction process)
흐름(F10)을 제 1 반응기(10)에 공급하고, 제 1 반응기(10)에 있어서 흐름(F10) 중의 이소부틸렌 및 산소를 반응시킨다. 이소부틸렌 및 산소의 반응에 의해 얻은 메타크롤레인을 포함하는 흐름(F11)은, 라인(LA)으로부터 배출시킨다.Flow (F10) is supplied to the first reactor (10), and isobutylene and oxygen in the flow (F10) are reacted in the first reactor (10). The flow (F11) containing methacrolein obtained by the reaction of isobutylene and oxygen is discharged from the line (LA).
제 1 반응기(10)의 반응 온도는, 300~400℃로 할 수 있다. 제 1 반응기(10)의 반응 압력은, 0.004~0.6MPaG(게이지압)로 할 수 있다.The reaction temperature of the
제 1 반응기(10)로부터 배출된 흐름(F11)에는, 라인(LD)을 개재하여 메타크롤레인 및 방산 가스를 포함하는 후술의 리사이클 흐름(F23)을 혼합하고, 라인(LB)을 개재하여, 산소를 포함하는 흐름(F22)을 혼합한다. 이에 의해, 얻어진 흐름(F21)을, 라인(LA)을 개재하여 제 2 반응기(20)에 공급한다.In the flow F11 discharged from the
제 2 반응기(20)에서는, 메타크롤레인 및 산소를 반응시켜서 메타크릴산을 얻는 것과 함께, 라인(LC)을 개재하여 메타크릴산을 포함하는 흐름(F30)을 배출시킨다.In the
흐름(F30)은, 미반응의 메타크롤레인을 포함한다. 흐름(F30)은, 메타크릴산 및 메타크롤레인 이외의 성분을 포함할 수 있다. 이러한 성분으로서는, 아크릴산, 아크롤레인, 질소, 아르곤, 물, 일산화탄소, 이산화탄소, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 테레프탈산, 말레산, 푸마르산, 디아세틸, 이소프탈산, 이소부티르산, 메틸푸르푸랄, 아세트산, 프로피온산 등을 들 수 있다.The flow F30 contains unreacted methacrolein. The flow (F30) may contain components other than methacrylic acid and methacrolein. Examples of these components include acrylic acid, acrolein, nitrogen, argon, water, carbon monoxide, carbon dioxide, acetaldehyde, propionaldehyde, terephthalic acid, maleic acid, fumaric acid, diacetyl, isophthalic acid, isobutyric acid, methylfurfural, acetic acid, and propionic acid. Can be.
제 2 반응기(20)의 반응 온도는, 200~350℃로 할 수 있다. 제 2 반응기(20)에 있어서의 반응 압력은, 예를 들면 0.01~0.3MPaG이다.The reaction temperature of the
(액화 공정)(Liquefaction process)
제 2 반응기(20)를 나온 흐름(F30)은, 라인(LC)을 개재하여 액화 수단(60)에 제공된다. 액화 수단(60)에 있어서는, 흐름(F30) 중의 메타크릴산 및 메타크롤레인을 액화하고, 예를 들면, 라인(L31)으로부터 메타크릴산 및 중질 성분을 포함하는 흐름(F31)을, 라인(L35)으로부터 일산화탄소, 이산화탄소, 질소, 아르곤, 그 외의 경질 성분 및 산소를 포함하는 흐름(F35)을, 라인(LC)으로부터 메타크롤레인을 포함하는 흐름(F34)을, 각각 발출(拔出)한다.The flow F30 exiting the
(메타크롤레인 회수 공정)(Metacrolein recovery process)
메타크롤레인을 포함하는 흐름(F34)은, 라인(LC)을 개재하여 메타크롤레인 회수 수단(70)에 제공된다.The flow F34 containing methacrolein is provided to the methacrolein recovery means 70 via a line LC.
메타크롤레인 회수 수단(70)이 방산탑인 경우, 가스 입구(70gi)에는 방산 가스를 포함하는 흐름을 공급하고, 액출구(70j)로부터 메타크릴산 및 중질 성분을 포함하는 흐름(F40)을, 가스 출구(70gj)로부터 메타크롤레인 및 방산 가스를 포함하는 흐름(F23)을, 각각 배출한다. 방산 가스는, 메타크롤레인을 포함하는 액과 접촉했을 때에, 메타크롤레인을 방산시킬 수 있는 가스이면 된다. 방산 가스는, 질소, 아르곤, 산소 및 이산화탄소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일종의 가스 성분을 포함하고 있어도 된다.When the methacrolein recovery means 70 is a dissipation tower, the gas inlet 70gi supplies a flow containing a dissipation gas, and a flow F40 containing methacrylic acid and a heavy component from the
메타크롤레인 회수 수단(70)이 증류탑인 경우, 증류 조작에 의해, 예를 들면, 액출구(70j)로부터 메타크릴산 및 중질 성분을 포함하는 흐름(F40)을, 가스 출구(70gj)로부터 메타크롤레인을 포함하는 흐름(F23)을, 각각 배출하면 된다.When the methacrolein recovery means 70 is a distillation column, by a distillation operation, for example, a flow F40 containing methacrylic acid and heavy components from the
메타크롤레인 회수 수단(70)의 가스 출구(70gj)에서의 흐름(F23)의 온도는, 예를 들면, 50~90℃여도 되고, 55~85℃여도 되고, 60~80℃여도 된다.The temperature of the flow F23 at the gas outlet 70gj of the methacrolein recovery means 70 may be, for example, 50 to 90 ° C, 55 to 85 ° C, or 60 to 80 ° C.
흐름(F23) 중의 메타크롤레인의 농도는, 바람직하게는 0.1질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 3질량% 이상이며, 더 바람직하게는 7질량% 이상이다. 흐름(F23) 중의 메타크롤레인의 농도는, 바람직하게는 32질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 23질량% 이하이며, 더 바람직하게는 16질량% 이하이다. 흐름(F23) 중의 메타크롤레인의 농도는, 0.1~32질량%여도 되고, 3~23질량%여도 되고, 7~16질량%여도 된다. 흐름(F23)은, 메타크롤레인 이외의 성분으로서, 예를 들면, 질소, 아르곤, 산소, 물 및 이산화탄소를 포함할 수 있다.The concentration of methacrolein in the flow (F23) is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and still more preferably 7% by mass or more. The concentration of methacrolein in the flow (F23) is preferably 32% by mass or less, more preferably 23% by mass or less, and even more preferably 16% by mass or less. The concentration of methacrolein in the flow (F23) may be 0.1 to 32% by mass, 3 to 23% by mass, or 7 to 16% by mass. The stream F23 is a component other than methacrolein, and may include, for example, nitrogen, argon, oxygen, water, and carbon dioxide.
흐름(F40)은, 흐름(F31)에 합류한다.The flow F40 joins the flow F31.
흐름(F23)은, 가열 수단(23a)에 의해 가열된다. 가열 후의 흐름(F23)의 온도는, 예를 들면, 150℃ 이상, 170℃ 이상, 또는 190℃ 이상이어도 된다. 가열 후의 흐름(F23)의 온도는, 예를 들면, 285℃ 이하, 250℃ 이하, 또는 220℃ 이하여도 된다. 가열 후의 흐름(F23)의 온도는, 예를 들면, 150~285℃여도 되고, 170~250℃여도 되고, 190~220℃여도 된다.The flow F23 is heated by the heating means 23a. The temperature of the flow F23 after heating may be 150 ° C or higher, 170 ° C or higher, or 190 ° C or higher, for example. The temperature of the flow F23 after heating may be 285 ° C or lower, 250 ° C or lower, or 220 ° C or lower, for example. The temperature of the flow F23 after heating may be, for example, 150 to 285 ° C, 170 to 250 ° C, or 190 to 220 ° C.
가열 수단(23a)에 의해 가열된 흐름(F23)은, 리사이클 흐름으로서 흐름(F11)에 합류시킨다.The flow F23 heated by the heating means 23a joins the flow F11 as a recycle flow.
메타크릴산의 제조장치(100)는, 입구(10i) 및 출구(10j)를 가지며, 이소부틸렌 및/또는 TBA와 산소로부터 메타크롤레인을 얻는 제 1 반응기(10)와, 입구(20i) 및 출구(20j)를 가지며, 메타크롤레인 및 산소를 반응시켜서 메타크릴산을 얻는 제 2 반응기(20)와, 액입구(70i), 액출구(70j) 및 가스 출구(70gj)를 가지는 메타크롤레인 회수 수단(70)과, 제 1 반응기(10)의 출구(10j) 및 제 2 반응기(20)의 입구(20i)를 접속하는 라인(LA)과, 라인(LA) 및 산소 공급원(S1)을 접속하는 라인(LB)과, 제 2 반응기(20)의 출구(20j) 및 메타크롤레인 회수 수단(70)의 액입구(70i)를 접속하는 라인(LC)과, 메타크롤레인 회수 수단(70)의 가스 출구(70gj)와 라인(LA)을 접속하는 라인(LD)을 구비하고, 라인(LD)은 가열 수단을 가지며, 가열 수단은, 가스 출구(70gj)로부터 접속부(Xo)까지의 라인의 길이를 100으로 하였을 때에, 가스 출구(70gj)로부터 30까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있다. 이에 의해, 연속 운전성이 우수하다. 이러한 장치에 있어서, 연속 운전성이 우수한 이유를 발명자들은 이하와 같이 추측하고 있다.The methacrylic
메타크롤레인 회수 수단(70)의 가스 출구로부터 회수한 메타크롤레인을 제 2 반응기에 리사이클 하는 경우, 그대로의 온도로 리사이클 하면, 메타크롤레인이 액화되어 중합되거나, 중질 성분이 석출되거나 하는 것이 생각된다. 그리고, 이대로 연속 운전을 계속하면, 메타크롤레인 회수 수단(70)으로부터 제 2 반응기에 리사이클되는 메타크롤레인의 양이 감소되어, 결과적으로 메타크릴산의 생산성이 저하될 가능성이 있다. 또한, 메타크롤레인의 리사이클량은, 제 2 반응기 입구에서의 성분 조성에 영향을 주는 것으로부터, 제 2 반응기에서의 반응에도 영향이 미치는 것이 생각된다. 이에 수반하여, 연속 운전이 곤란하게 될 가능성도 있다. 이에 비하여, 메타크릴산의 제조장치(100)는, 라인(LD)의 상기 위치에 가열 수단(23a)을 구비하는 것에 의해, 메타크롤레인이 액화 및 중질 성분의 석출을 저감하기 쉬우며, 제 2 반응기를 정상 상태로 유지하기 쉽다고 생각된다. 따라서, 장기에 걸쳐 운전했을 경우여도, 안정적으로 운전하기 쉬우며, 연속 운전성이 우수하다.In the case of recycling the methacrolein recovered from the gas outlet of the methacrolein recovery means 70 to the second reactor, it is thought that if it is recycled at the same temperature, the methacrolein is liquefied and polymerized, or heavy components precipitate. do. And, if the continuous operation is continued as described above, the amount of methacrolein recycled from the methacrolein recovery means 70 to the second reactor is reduced, and as a result, there is a possibility that the productivity of methacrylic acid decreases. In addition, it is thought that the recycle amount of methacrolein affects the composition of the components at the inlet of the second reactor, and also affects the reaction in the second reactor. Accordingly, there is a possibility that continuous operation becomes difficult. On the other hand, the methacrylic
또한, 본 실시형태의 장치는 연속 운전성이 우수한 것으로부터, 장기 운전 시의 원료 및 에너지의 삭감이 가능하다고 생각된다.In addition, the device of the present embodiment is considered to be capable of reducing raw materials and energy during long-term operation because of its excellent continuous operability.
본 발명은, 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 다양한 변형 양태가 가능하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
예를 들면, 제 1 반응기(10) 및 제 2 반응기(20)는, 각각, 복수의 단위 반응기를 직렬 또는 병렬로 접속한 것일 수 있다. 또한, 각 라인에, 추가로, 증류탑, 추출탑 등의 분리 정제 수단을 추가하여도 된다.For example, each of the
라인(L40)은, 반드시 라인(L31)에 합류하지 않아도 된다. 즉, 흐름(F40)과 흐름(F31)은, 각각 별개로 다음 공정으로 보내져도 된다.The line L40 does not necessarily have to join the line L31. That is, the flow F40 and the flow F31 may be sent separately to the next process.
가스 믹서(50b)는, 생략할 수도 있다. 이 경우, 라인(LB)은, 라인(LA)의 배관에 직접 접속될 수 있다.The
메타크릴산의 제조장치(100)에서는, 가열 수단(23a)은, 가스 출구(70gj)로부터 라인(LA)과의 접속부(Xo)까지의 라인의 길이를 100으로 하였을 때에, 가스 출구(70gj)로부터 30까지의 위치의 일부에 배치되어 있지만, 가열 수단은, 가스 출구(70gj)로부터 30까지의 위치의 전부에 배치되어 있어도 된다.In the methacrylic
라인(LD)은, 가스 출구(70gj)로부터 30까지의 위치 이외의 장소에 다른 가열 수단을 추가로 구비하고 있어도 된다.The line LD may be further provided with other heating means at a place other than the position from the gas outlet 70gj to 30.
10…제 1 반응기
20…제 2 반응기
50b…가스 믹서
60…액화 수단
70…메타크롤레인 회수 수단
23a…가열 수단
100…메타크릴산의 제조장치10… First reactor
20… Second reactor
50b… Gas mixer
60… Liquefaction means
70… Methacrolein recovery means
23a… Heating means
100… Methacrylic acid production equipment
Claims (4)
입구 및 출구를 가지며, 메타크롤레인 및 산소를 반응시켜서 메타크릴산을 얻는 제 2 반응기와,
액입구, 액출구 및 가스 출구를 가지는 메타크롤레인 회수 수단과,
상기 제 1 반응기의 출구 및 상기 제 2 반응기의 입구를 접속하는 라인(LA)과,
상기 라인(LA) 및 산소 공급원을 접속하는 라인(LB)과,
상기 제 2 반응기의 출구 및 상기 메타크롤레인 회수 수단의 액입구를 접속하는 라인(LC)과,
상기 메타크롤레인 회수 수단의 가스 출구와 상기 라인(LA)을 접속하는 라인(LD)을 구비하고,
상기 라인(LD)은 가열 수단을 가지며,
상기 가열 수단은, 상기 가스 출구로부터 상기 라인(LA)과의 접속부(Xo)까지의 라인의 길이를 100으로 하였을 때에, 상기 가스 출구로부터 30까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있는, 메타크릴산의 제조장치.A first reactor having an inlet and an outlet and obtaining methacrolein from isobutylene and / or tert-butyl alcohol and oxygen,
A second reactor having an inlet and an outlet, and reacting methacrolein and oxygen to obtain methacrylic acid,
Methacrolein recovery means having a liquid inlet, a liquid outlet and a gas outlet,
A line (LA) connecting the outlet of the first reactor and the inlet of the second reactor,
A line LB connecting the line LA and an oxygen source,
A line (LC) connecting the outlet of the second reactor and the liquid inlet of the metacrolein recovery means,
And a line LD connecting the gas outlet of the metacrolein recovery means to the line LA,
The line LD has a heating means,
When the length of the line from the gas outlet to the connection part (Xo) with the line (LA) is 100, the heating means is disposed in at least a part of the position from the gas outlet to 30. Manufacturing equipment.
상기 가열 수단이, 상기 가스 출구로부터 20까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있는, 메타크릴산의 제조장치.According to claim 1,
The said heating means is arrange | positioned at least a part of the position from the said gas outlet to 20, The manufacturing apparatus of methacrylic acid.
상기 가열 수단이, 상기 가스 출구로부터 10까지의 위치의 적어도 일부에 배치되어 있는, 메타크릴산의 제조장치.The method of claim 1 or 2,
The said heating means is arrange | positioned at least a part of the position from the said gas outlet to 10, The manufacturing apparatus of methacrylic acid.
상기 가스 출구로부터 상기 가열 수단의 입구까지의 라인의 길이가, 3m 이하인, 메타크릴산의 제조장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
A device for producing methacrylic acid, wherein the length of the line from the gas outlet to the inlet of the heating means is 3 m or less.
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