KR20220071678A - Process for manufacturing acrylic acid - Google Patents

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KR20220071678A
KR20220071678A KR1020200159082A KR20200159082A KR20220071678A KR 20220071678 A KR20220071678 A KR 20220071678A KR 1020200159082 A KR1020200159082 A KR 1020200159082A KR 20200159082 A KR20200159082 A KR 20200159082A KR 20220071678 A KR20220071678 A KR 20220071678A
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lactic acid
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KR1020200159082A
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김미경
김은교
신준호
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주식회사 엘지화학
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C57/00Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C57/02Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms with only carbon-to-carbon double bonds as unsaturation
    • C07C57/03Monocarboxylic acids
    • C07C57/04Acrylic acid; Methacrylic acid

Abstract

This application relates to a method for manufacturing acrylic acid. The present invention is a method for manufacturing acrylic acid comprising: a first step of preparing a first aqueous solution of lactic acid by diluting a raw material of lactic acid or a raw material of lactic acid with water; a second step of heat-exchanging the aqueous solution of the first step to form a vaporized second lactic acid vapor and a non-vaporized third aqueous lactic acid solution; a third step of including the non-vaporized third lactic acid aqueous solution in the first lactic acid aqueous solution of the first step to form a mixed lactic acid aqueous solution; and a fourth step of supplying a dilution solution to the vaporized second lactic acid vapor to form a diluted fourth lactic acid vapor and an undiluted fifth lactic acid aqueous solution. The present invention has a feature that can stably supply a gaseous reactor feed.

Description

아크릴산의 제조 공정{PROCESS FOR MANUFACTURING ACRYLIC ACID}The manufacturing process of acrylic acid {PROCESS FOR MANUFACTURING ACRYLIC ACID}

본 출원은 아크릴산의 제조 공정에 관한 것이다.The present application relates to a process for the production of acrylic acid.

일반적으로 아크릴산은 프로필렌의 산화 탈수소 반응을 통하여 제조되었으며, 아크릴산은 고흡수성수지, 도료, 접착제 등의 원료가 되는 것으로 그 수요가 증가하고 있다. 특히 고흡수성 수지는 기저귀 등의 위생용품으로 사용되고 있다.In general, acrylic acid is produced through the oxidative dehydrogenation reaction of propylene, and acrylic acid is used as a raw material for super absorbent polymers, paints, adhesives, and the like, and its demand is increasing. In particular, superabsorbent polymers are used in hygiene products such as diapers.

지금까지 화학품의 상당수는, 석탄이나 석유 등의 화석 원료에서 유도되는 원료를 이용하여 제조되어 왔다. 그러나 최근, 지구 온난화 방지 및 환경보호의 관점에서 탄소원으로서 재활용 가능한 생물 유래 자원을 종래의 화석 원료의 대체로서 이용하는 것이 주목되어 있다. 예를 들면 옥수수나 밀 등의 전분계 바이오매스, 사탕수수 등의 당질계 바이오매스 및 유채의 짜고남은 찌꺼기나 볏짚 등의 셀룰로오스계 바이오매스 등의 바이오매스 자원을 원료로서 이용하는 방법의 개발이 시도되고 있다.Until now, many of the chemical products have been manufactured using the raw material derived from fossil raw materials, such as coal and petroleum. However, in recent years, from the viewpoint of preventing global warming and protecting the environment, attention has been paid to using recyclable biological resources as a carbon source as a substitute for conventional fossil raw materials. For example, the development of methods using biomass resources such as starch-based biomass such as corn and wheat, carbohydrate-based biomass such as sugar cane, and cellulosic biomass such as rapeseed or rice straw as raw materials has been attempted. have.

즉 최근 전통적인 석유 화학 기반의 제조 공정을 탈피하여, 친환경 원료를 기반으로 한 화학품을 제조함으로써 지속 가능성을 얻음과 동시에 환경 보호 관점에서 우수한 특징을 갖는 연구가 진행되고 있는 추세이다.In other words, research with excellent characteristics from the point of view of environmental protection while obtaining sustainability by manufacturing chemical products based on eco-friendly raw materials by breaking away from the traditional petrochemical-based manufacturing process is in progress.

젖산에서 다른 화학품을 제조하는 반응의 형식의 하나로서 젖산을 포함한 원료를 증발시키고 기체 상태에서 촉매와 접촉시키고 생성물을 얻는 기상 반응을 들 수 있다. 예를 들면 젖산을 이용하여 아크릴산을 제조하는 기술로서 고체 촉매를 이용하는 기상 탈수 방법이 알려져 있으며, 젖산의 탈수 반응은 주로 기상 반응으로 연구가 진행중에 있다.As one of the types of reaction for producing other chemical products from lactic acid, there is a gas phase reaction in which a raw material containing lactic acid is evaporated, contacted with a catalyst in a gaseous state, and a product is obtained. For example, a gas-phase dehydration method using a solid catalyst is known as a technology for producing acrylic acid using lactic acid, and research on the dehydration reaction of lactic acid is mainly in progress as a gas-phase reaction.

젖산은 물이 없는 상황에서 촉매 없이도 액상에서 에스테르화 반응이 일어나면서 중합을 하는 물질로, 젖산이 농축되어 고농도가 될수록 젖산 올리고머로 반응된다. 젖산이 올리고머화 되면서 탈수가 되므로 물 없이 젖산이 농축될수록 젖산의 올리고머화 반응이 일어난다. Lactic acid is a substance that polymerizes while esterification occurs in the liquid phase without a catalyst in the absence of water. As lactic acid is oligomerized and dehydrated, the oligomerization reaction of lactic acid occurs as lactic acid is concentrated without water.

젖산 올리고머가 아크릴산 제조를 위한 반응기로 투입되는 경우 반응기 내 파울링 발생, 반응 수율이 낮아지게 되므로, 아크릴산의 제조를 위해 젖산 올리고머의 함량을 줄일 수 있는 방법이 연구중에 있다.When the lactic acid oligomer is introduced into the reactor for the production of acrylic acid, fouling occurs in the reactor and the reaction yield is lowered. Therefore, a method for reducing the content of the lactic acid oligomer for the production of acrylic acid is being studied.

그 중, 젖산 올리고머의 함량을 낮추기 위해 젖산 수용액 상태로 기화 장치에 공급되나 기화 장치에서 비점이 낮은 물이 먼저 기화되고 젖산이 기화되어, 기화 중 액상에 젖산이 농축되면서 여전히 젖산 올리고머가 생성되는 문제가 발생하고 있다.Among them, in order to lower the content of lactic acid oligomer, it is supplied to the vaporizer in the form of an aqueous lactic acid solution, but water with a low boiling point is vaporized first in the vaporizer and lactic acid is vaporized. is occurring

또한, 기화한 젖산 수용액에 올리고머가 포함되지 않도록 비점 차이를 이용해 분리하는 증류탑을 사용할 수 있으나, 이 경우에도 마찬가지로 젖산의 올리고머화 반응이 일어남에 따라 젖산 올리고머가 농축되어 증류탑 하부의 온도가 높아지는 문제가 발생하고 있다.In addition, it is possible to use a distillation column that separates using the boiling point difference so that the vaporized lactic acid aqueous solution does not contain oligomers. is occurring

따라서 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 젖산 올리고머의 함량을 낮추고 생산되는 아크릴산의 수율을 높이는 연구가 진행되고 있다.Therefore, in order to solve this problem, research is being conducted to lower the content of lactic acid oligomer and increase the yield of acrylic acid produced.

국제공개 제2005-095320호International Publication No. 2005-095320

본 출원은 아크릴산의 제조 공정을 제공하고자 한다.The present application seeks to provide a process for preparing acrylic acid.

본 출원의 일 실시상태는 젖산 원료 또는 젖산 원료를 물로 희석하여 제1 젖산 수용액을 준비하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 수용액을 열 교환하여, 기화된 제2 젖산 증기 및 기화되지 않은 제3 젖산 수용액을 형성하는 제2 단계; 상기 기화되지 않은 제3 젖산 수용액을 상기 제1 단계의 제1 젖산 수용액에 포함하여 혼합 젖산 수용액을 형성하는 제3 단계; 및 상기 기화된 제2 젖산 증기에 희석액을 공급하여 희석된 제4 젖산 증기 및 미희석된 제5 젖산 수용액을 형성하는 제4 단계;를 포함하는 아크릴산의 제조 공정으로,An exemplary embodiment of the present application is a first step of preparing a first aqueous lactic acid solution by diluting the lactic acid raw material or the lactic acid raw material with water; a second step of heat exchanging the aqueous solution of the first step to form a second vaporized lactic acid vapor and a third non-vaporized aqueous lactic acid solution; a third step of forming a mixed lactic acid aqueous solution by including the non-vaporized third aqueous lactic acid solution in the first aqueous lactic acid solution of the first step; and a fourth step of supplying a diluent to the vaporized second lactic acid vapor to form a fourth diluted lactic acid vapor and an undiluted fifth lactic acid aqueous solution;

상기 희석액은 물; 및 기화된 스팀(steam)을 포함하며, 상기 희석액은 적어도 기화된 스팀(steam)을 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공하고자 한다.The diluent is water; and vaporized steam, wherein the diluent includes at least vaporized steam.

본 출원의 일 실시상태에 따른 아크릴산의 제조 공정의 경우, 열 교환기를 통하여 기화된 제2 젖산 증기에 저압의 스팀을 포함하는 희석액을 공급하는 공정을 포함하는 것으로, 젖산 원료의 희석 단계(제1 단계)에서의 물의 투입량을 감소 시키고, 감소 시킨 만큼의 물량을 제2 젖산 증기에 저압의 스팀으로 공급하여, 열 교환기 자체에서의 기화해 주어야하는 유량을 감소시킴으로써 열 교환기 자체의 용량을 감소할 수 있는 특징을 갖게 된다.In the case of the manufacturing process of acrylic acid according to an exemplary embodiment of the present application, the process of supplying a diluent containing low-pressure steam to the vaporized second lactic acid vapor through a heat exchanger includes the step of diluting the lactic acid raw material (first The capacity of the heat exchanger itself can be reduced by reducing the amount of water input in step) and supplying the reduced amount as low-pressure steam to the second lactic acid steam, thereby reducing the flow rate to be vaporized in the heat exchanger itself. have characteristics.

특히, 제조 비용이 낮은 저압의 스팀을 포함하는 희석액을 공급함으로써 공정의 에너지 비용을 낮출 수 있으며, 낮은 스팀 온도로 인해 희석 시 함께 응축되는 액상의 젖산 수용액(제5 젖산 수용액)은 기액 분리기를 거쳐 다시 열 교환기로 순환됨에 따라 안정적으로 기상의 반응기 feed를 공급할 수 있는 특징을 갖게 된다.In particular, the energy cost of the process can be lowered by supplying a diluent containing low-pressure steam, which has a low manufacturing cost. Due to the low steam temperature, the liquid lactic acid aqueous solution (5th lactic acid aqueous solution) condensed together during dilution passes through a gas-liquid separator. As it is circulated back to the heat exchanger, it has the characteristic of stably supplying gaseous reactor feed.

도 1은 본 출원의 일 실시상태에 따른 아크릴산 제조 공정의 개략도이다.
도 2는 본 출원의 또 다른 일 실시상태에 따른 아크릴산 제조 공정의 개략도이다.
도 3은 본 출원의 또 다른 일 실시상태에 따른 아크릴산 제조 공정의 개략도이다.
도 4는 본 출원 비교예 1에 따른 아크릴산 제조 공정의 개략도이다.
1 is a schematic diagram of an acrylic acid manufacturing process according to an exemplary embodiment of the present application.
Figure 2 is a schematic diagram of an acrylic acid manufacturing process according to another exemplary embodiment of the present application.
3 is a schematic diagram of an acrylic acid manufacturing process according to another exemplary embodiment of the present application.
4 is a schematic diagram of an acrylic acid manufacturing process according to Comparative Example 1 of the present application.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에 있어서, 'p 내지 q'는 'p 이상 q 이하'의 범위를 의미한다.In the present specification, 'p to q' means a range of 'p or more and q or less'.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 출원의 일 실시상태는 젖산 원료 또는 젖산 원료를 물로 희석하여 제1 젖산 수용액을 준비하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 수용액을 열 교환하여, 기화된 제2 젖산 증기 및 기화되지 않은 제3 젖산 수용액을 형성하는 제2 단계; 상기 기화되지 않은 제3 젖산 수용액을 상기 제1 단계의 제1 젖산 수용액에 포함하여 혼합 젖산 수용액을 형성하는 제3 단계; 및 상기 기화된 제2 젖산 증기에 희석액을 공급하여 희석된 제4 젖산 증기 및 미희석된 제5 젖산 수용액을 형성하는 제4 단계;를 포함하는 아크릴산의 제조 공정으로,An exemplary embodiment of the present application is a first step of preparing a first aqueous lactic acid solution by diluting the lactic acid raw material or the lactic acid raw material with water; a second step of heat exchanging the aqueous solution of the first step to form a second vaporized lactic acid vapor and a third non-vaporized aqueous lactic acid solution; a third step of forming a mixed lactic acid aqueous solution by including the non-vaporized third aqueous lactic acid solution in the first aqueous lactic acid solution of the first step; and a fourth step of supplying a diluent to the vaporized second lactic acid vapor to form a fourth diluted lactic acid vapor and an undiluted fifth lactic acid aqueous solution;

상기 희석액은 물; 및 기화된 스팀(steam)을 포함하며, 상기 희석액은 적어도 기화된 스팀(steam)을 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공하고자 한다.The diluent is water; and vaporized steam, wherein the diluent includes at least vaporized steam.

본 출원의 일 실시상태에 따른 아크릴산의 제조 공정의 경우, 열 교환기를 통하여 기화된 제2 젖산 증기에 저압의 스팀을 포함하는 희석액을 공급하는 공정을 포함하는 것으로, 젖산 원료의 희석 단계(제1 단계)에서의 물의 투입량을 감소 시키고, 감소 시킨 만큼의 물량을 제2 젖산 증기에 저압의 스팀으로 공급하여, 열 교환기 자체에서의 기화해 주어야하는 유량을 감소시킴으로써 열 교환기 자체의 용량을 감소할 수 있는 특징을 갖게 된다. 특히, 제조 비용이 낮은 저압의 스팀을 포함하는 희석액을 공급함으로써 공정의 에너지 비용을 낮출 수 있으며, 낮은 스팀 온도로 인해 희석 시 함께 응축되는 액상의 젖산 수용액(제5 젖산 수용액)은 기액 분리기를 거쳐 다시 열 교환기로 순환됨에 따라 안정적으로 기상의 반응기 feed를 공급할 수 있는 특징을 갖게 된다In the case of the manufacturing process of acrylic acid according to an exemplary embodiment of the present application, the process of supplying a diluent containing low-pressure steam to the vaporized second lactic acid vapor through a heat exchanger includes the step of diluting the lactic acid raw material (first The capacity of the heat exchanger itself can be reduced by reducing the amount of water input in step) and supplying the reduced amount as low-pressure steam to the second lactic acid steam, thereby reducing the flow rate to be vaporized in the heat exchanger itself. have characteristics. In particular, the energy cost of the process can be lowered by supplying a diluent containing low-pressure steam, which has a low manufacturing cost. Due to the low steam temperature, the liquid lactic acid aqueous solution (5th lactic acid aqueous solution) condensed together during dilution passes through a gas-liquid separator. As it is circulated back to the heat exchanger, it has the characteristic of stably supplying gaseous reactor feed.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 젖산 원료 또는 젖산 원료를 물로 희석하여 제1 젖산 수용액을 준비하는 제1 단계를 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, a first step of preparing a first aqueous lactic acid solution is provided by diluting the lactic acid raw material or the lactic acid raw material with water.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 단계는 희석 베셀을 통하여 희석하는 공정을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the first step may include a step of diluting through a dilution vessel.

구체적으로 본 출원에 따른 제1 단계는 도 1 내지 도 3에서 확인할 수 있으며, 젖산 원료(1) 및 물(2)이 희석 베셀(100)에 투입되어 희석되는 것으로, 제1 젖산 수용액(3)을 형성하는 것을 확인할 수 있다. 이 때, 제1 젖산 수용액(3)은 물(2)을 공급하지 않은 젖산 원료(1) 단독일 수 있고, 또는 젖산 원료(1)를 물(2)로 희석한 수용액일 수 있다.Specifically, the first step according to the present application can be confirmed in FIGS. 1 to 3, in which the lactic acid raw material (1) and water (2) are added to the dilution vessel 100 to be diluted, and the first aqueous lactic acid solution (3) It can be seen that the formation of At this time, the first lactic acid aqueous solution 3 may be a single lactic acid raw material 1 to which water 2 is not supplied, or an aqueous solution obtained by diluting the lactic acid raw acid 1 with water 2 .

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 젖산 원료는 물; 젖산; 및 젖산 올리고머를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the lactic acid raw material is water; lactic acid; and lactic acid oligomers.

본 출원에 있어서, 상기 젖산은 Lactic acid로 카복시기, 하이드록시기, 메틸기, 수소의 네 원자단이 결합한 비대칭 탄소원자를 가지는 유기화합물로, D-젖산 및 L-젖산을 모두 포함하며, 단독의 젖산 단량체를 의미할 수 있다.In the present application, the lactic acid is lactic acid, which is an organic compound having an asymmetric carbon atom bonded to four atomic groups of a carboxy group, a hydroxyl group, a methyl group, and hydrogen, and includes both D-lactic acid and L-lactic acid, and is a single lactic acid monomer. can mean

본 출원에 있어서, 상기 젖산 올리고머는 젖산이 서로 반응하여 2량체, 3량체 등을 형성한 물질을 의미하며, 상기 젖산 올리고머는 젖산의 2량체 내지 100량체를 의미할 수 있다.In the present application, the lactic acid oligomer refers to a material in which lactic acid reacts with each other to form a dimer, a trimer, etc., and the lactic acid oligomer may refer to a dimer to 100mer of lactic acid.

젖산은 물이 없는 상황에서도 촉매 없이 액상에서 에스테르화 반응을 통하여 중합을 하는 물질로, 젖산의 중합 반응을 통해 형성된 물질을 통틀어 젖산 올리고머로 표현할 수 있다. 즉, 단독의 젖산 단량체를 제외하고는 젖산의 중합 반응을 통해 형성된 모든 물질을 젖산 올리고머로 정의할 수 있다.Lactic acid is a substance that polymerizes through an esterification reaction in a liquid phase without a catalyst even in the absence of water. That is, except for a single lactic acid monomer, all substances formed through a polymerization reaction of lactic acid may be defined as lactic acid oligomers.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 단계는 젖산 원료 상태에서 물로 희석하는 단계로, 젖산 올리고머 형성의 평형 반응 중 생산되는 물의 함량을 높여 올리고머를 최소화 하기 위한 단계를 의미할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the first step is a step of diluting with water in the raw lactic acid state, and may refer to a step for minimizing oligomers by increasing the content of water produced during the equilibrium reaction of lactic acid oligomer formation.

본 출원의 일 실시상태에 따른 아크릴산의 제조 공정의 경우, 젖산 원료의 희석 단계(제1 단계)에서의 물의 투입량을 감소 시키고, 감소 시킨 만큼의 물량을 제2 젖산 증기에 저압의 스팀으로 공급하여, 열 교환기 자체에서의 기화해 주어야하는 유량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 바, 상기 제1 단계에서의 젖산 원료를 물로 희석하는 단계는 생략될 수 있다.In the case of the manufacturing process of acrylic acid according to an exemplary embodiment of the present application, the amount of water input in the dilution step (first step) of the lactic acid raw material is reduced, and the reduced amount is supplied to the second lactic acid steam as low pressure steam. , It is characterized in that the flow rate to be vaporized in the heat exchanger itself is reduced, and the step of diluting the lactic acid raw material with water in the first step can be omitted.

즉, 상기 제1 젖산 수용액은 물로 희석되지 않은 젖산 원료 단독 또는 젖산 원료를 소량의 물을 포함하여 희석하는 단계로, 상기 제1 젖산 수용액이 젖산 원료를 단독으로 포함한다는 것은 물로 희석시키지 않은 상태를 의미하며, 상기와 같이 본 발명은 제1 단계에서의 물의 양을 최소화하여 상기 제2 단계에서의 열 교환기의 열량을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.That is, the first aqueous lactic acid solution is a step of diluting the lactic acid raw material alone or the lactic acid raw material that is not diluted with water with a small amount of water. Meaning, as described above, the present invention is characterized in that it is possible to reduce the amount of heat in the heat exchanger in the second step by minimizing the amount of water in the first step.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 젖산 수용액은 물; 및 젖산 원료를 포함하며, 상기 젖산 원료는 젖산; 및 젖산 올리고머를 포함하고, 상기 제1 젖산 수용액 100 중량부 기준 상기 젖산 원료 50 중량부 이상 99중량부 이하로 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, the first aqueous lactic acid solution is water; and a lactic acid raw material, wherein the lactic acid raw material is lactic acid; and a lactic acid oligomer, and provides a process for producing acrylic acid comprising 50 parts by weight or more and 99 parts by weight or less of the lactic acid raw material based on 100 parts by weight of the first aqueous lactic acid solution.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 젖산 수용액 100 중량부 기준 상기 젖산 원료 50 중량부 이상 99중량부 이하, 바람직하게는 60 중량부 이상 99 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 80 중량부 이상 99 중량부 이하를 포함할 수 있다.In another exemplary embodiment, based on 100 parts by weight of the first aqueous lactic acid solution, 50 parts by weight or more and 99 parts by weight or less, preferably 60 parts by weight or more and 99 parts by weight or less, more preferably 80 parts by weight or more and 99 parts by weight or more It may include parts by weight or less.

상기 제1 단계에 있어 젖산 원료의 희석시, 물의 투입량을 감소시키고 그만큼의 물량을 기화된 상태의 젖산 수용액(제2 젖산 증기)에 저압의 스팀으로 공급하여, 열 교환기 자체에서의 기화해 주어야하는 유량을 감소시킴으로써, 열 교환기 자체의 용량을 감소할 수 있는 것은 본 출원의 특징으로 한다. 즉, 상기 제1 젖산 수용액 내의 젖산 원료의 함량을 증가시키고, 물의 함량을 감소시켜 열 교환기의 열량을 감소시키고, 이 후 기화된 제2 젖산 증기 상태에서 저압의 스팀을 공급하는 방식으로 진행된다.In the first step, when the lactic acid raw material is diluted, the amount of water is reduced and the amount is supplied as low pressure steam to the vaporized lactic acid aqueous solution (second lactic acid steam), which should be vaporized in the heat exchanger itself. It is a feature of the present application that by reducing the flow rate, the capacity of the heat exchanger itself can be reduced. That is, the content of the lactic acid raw material in the first aqueous lactic acid solution is increased, the amount of water is decreased to decrease the heat amount of the heat exchanger, and then, the low pressure steam is supplied in the vaporized second lactic acid vapor state.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 단계의 수용액을 열 교환하여, 기화된 제2 젖산 증기 및 기화되지 않은 제3 젖산 수용액을 형성하는 제2 단계를 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, there is provided a second step of heat exchanging the aqueous solution of the first step to form a second vaporized lactic acid vapor and a third non-vaporized lactic acid aqueous solution.

이 때, 상기 제2 단계는 열 교환기를 통하여 열 교환하는 공정을 포함할 수 있다.In this case, the second step may include a process of exchanging heat through a heat exchanger.

구체적으로, 본 출원에 따른 상기 제2 단계는 도 1 내지 도 3에서 확인할 수 있으며, 상기 제1 젖산 수용액(3)을 열 교환기(200)를 통하여 열 교환하여, 기화된 제2 젖산 증기(5) 및 기화되지 않은 제3 젖산 수용액(6)을 형성하는 것을 확인할 수 있다. 특히, 본 발명은 기화되지 않은 제3 젖산 수용액(6)을 순환하여 상기 제1 단계의 수용액에 포함하여 열 교환하는 것으로, 최초의 공정 상, 제1 젖산 수용액(3)은 후술하는 혼합 젖산 수용액(4)과 동일하며, 이 후, 도 1 및 도 2에서 확인할 수 있듯, 기화되지 않은 제3 젖산 수용액(6)을 포함한 혼합 젖산 수용액(4)인 제1 단계의 수용액을 열 교환하는 단계에 해당한다.Specifically, the second step according to the present application can be confirmed in FIGS. 1 to 3, heat exchange with the first aqueous lactic acid solution 3 through the heat exchanger 200, and vaporized second lactic acid vapor 5 ) and it can be confirmed that the third aqueous lactic acid solution 6 that is not vaporized is formed. In particular, in the present invention, the non-vaporized third aqueous lactic acid solution 6 is circulated and included in the aqueous solution of the first step for heat exchange. Same as (4), and then, as can be seen in FIGS. 1 and 2, in the step of heat exchanging the aqueous solution of the first step, which is the mixed lactic acid aqueous solution (4) including the third aqueous lactic acid solution (6) that is not vaporized corresponds to

즉, 도 1 및 도 2에서 최초의 공정상 상기 제1 젖산 수용액(3)은 혼합 젖산 수용액(4)과 동일하며, 일회 순환 공정 후부터 혼합 젖산 수용액(4)은 제1 젖산 수용액(1) 및 기화되지 않은 제3 젖산 수용액(6)의 합산 수용액(제1 단계의 수용액)을 열 교환하는 단계에 해당한다.That is, in the first process in FIGS. 1 and 2 , the first aqueous lactic acid aqueous solution 3 is the same as the mixed lactic acid aqueous solution 4, and the mixed lactic acid aqueous solution 4 is the first aqueous lactic acid solution 1 and It corresponds to the step of heat exchanging the combined aqueous solution (aqueous solution of the first step) of the third aqueous lactic acid solution 6 that has not been vaporized.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기화되지 않은 제3 젖산 수용액은 열 교환기에서 액상 순환 흐름을 통하여 다시 제1 단계의 수용액에 포함되며, 이에 따라 젖산 원료의 손실 없이, 아크릴산을 제조할 수 있는 특징을 갖게 된다.In the exemplary embodiment of the present application, the third aqueous lactic acid solution that has not been vaporized is included in the aqueous solution of the first step again through the liquid-phase circulation flow in the heat exchanger, so that acrylic acid can be produced without loss of lactic acid raw material will have characteristics.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 열 교환기는 강하막 증발기(falling film evaporator), 박막 증발기(wiped film evaporator), 서모사이펀(thermosyphon) 및 강제 순환 증발기(forced circulation evaporator)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있으며, 제1 젖산 수용액을 기화할 수 있으면 이에 한정되지 않는다.In an exemplary embodiment of the present application, the heat exchanger is selected from the group consisting of a falling film evaporator, a thin film evaporator, a thermosyphon and a forced circulation evaporator. It may be 1 or more, and if the first aqueous lactic acid solution can be vaporized, it is not limited thereto.

즉, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 단계는 제1 단계의 수용액을 기화하는 단계로, 젖산에서 아크릴산을 제조하는 반응은 주로 기상의 반응으로 진행되고 있으며, 이에 따라 액상의 제1 단계의 수용액을 기상으로 기화하는 공정에 관한 단계일 수 있다.That is, in the exemplary embodiment of the present application, the second step is a step of vaporizing the aqueous solution of the first step, and the reaction for producing acrylic acid from lactic acid is mainly conducted as a gas phase reaction, and thus the liquid first step It may be a step related to a process of vaporizing the aqueous solution of the step into a gas phase.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 젖산 수용액을 기화함에 따라, 상기 기화된 제2 젖산 증기 및 기화되지 않은 제3 젖산 수용액이 형성되며, 기화된 제2 젖산 증기는 기화되지 않은 제3 젖산 수용액에 비하여 젖산 올리고머의 함량이 낮게 유지된다.In the exemplary embodiment of the present application, as the first aqueous lactic acid solution is vaporized, the vaporized second lactic acid vapor and non-vaporized third lactic acid aqueous solution are formed, and the vaporized second lactic acid vapor is a third non-vaporized lactic acid vapor The content of lactic acid oligomer is maintained lower than that of the lactic acid aqueous solution.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 단계에서 제1 젖산 수용액의 물의 함량을 낮추고, 그 물량만큼 후술하는 제4 단계에서 기화된 스팀을 포함하는 희석액으로 포함시킴에 따라, 상기 열 교환기의 열량을 감소할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, as the water content of the first aqueous lactic acid solution is lowered in the first step, and the amount is included as a diluent containing steam vaporized in the fourth step to be described later, the heat exchanger can reduce calories.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 열 교환기의 내부 압력은 1.0 bar 이상 5.0 bar 이하이며, 상기 열 교환기의 내부 온도는 150℃ 이상 350℃ 이하인 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, the internal pressure of the heat exchanger is 1.0 bar or more and 5.0 bar or less, and the internal temperature of the heat exchanger is 150°C or more and 350°C or less.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 열 교환기의 내부 압력은 1.0 bar 이상 5.0 bar 이하, 바람직하게는 1.1 bar 이상 5.0 bar 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 bar 이상 4.5 bar 이하일 수 있다.In another exemplary embodiment, the internal pressure of the heat exchanger may be 1.0 bar or more and 5.0 bar or less, preferably 1.1 bar or more and 5.0 bar or less, and more preferably 1.5 bar or more and 4.5 bar or less.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 열 교환기의 내부 온도는 210℃ 이상, 바람직하게는 215℃ 이상, 더욱 바람직하게는 220℃ 이상일 수 있으며, 350℃ 이하일 수 있다.In another exemplary embodiment, the internal temperature of the heat exchanger may be 210 °C or higher, preferably 215 °C or higher, more preferably 220 °C or higher, and 350 °C or lower.

상기 열 교환기의 압력을 상기 범위로 조정함에 따라 열 교환기의 온도를 상기의 범위로 적합하게 유지할 수 있고, 또한 추후 반응기와의 압력 차이를 줄일 수 있어 추후 공정을 위한 압축기의 용량을 적합하게 형성할 수 있는 특징을 갖게 된다. 또한 상기 열 교환기의 온도를 상기 범위로 조절함에 따라 열 교환기 내부에 포함되는 제1 단계의 수용액의 기화가 일어날 수 있으며, 젖산 원료의 분해가 일어나지 않아 아크릴산의 수율을 높일 수 있는 특징을 갖게 된다.By adjusting the pressure of the heat exchanger to the above range, the temperature of the heat exchanger can be properly maintained within the above range, and the pressure difference with the reactor can be reduced later to suitably form the capacity of the compressor for the subsequent process. have possible characteristics. In addition, as the temperature of the heat exchanger is adjusted within the above range, vaporization of the aqueous solution included in the heat exchanger in the first step may occur, and decomposition of the lactic acid raw material does not occur, thereby increasing the yield of acrylic acid.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 열 교환기의 열량은 5.0Gcal/hr 이하인 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, the heat amount of the heat exchanger provides a process for producing acrylic acid that is 5.0 Gcal/hr or less.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 열 교환기의 열량은 5.0Gcal/hr 이하, 바람직하게는 4.0Gcal/hr 이하, 더욱 바람직하게는 3.8Gcal/hr 이하일 수 있으며, 1.0Gcal/hr 이상일 수 있다.In another exemplary embodiment, the heat quantity of the heat exchanger may be 5.0 Gcal/hr or less, preferably 4.0 Gcal/hr or less, more preferably 3.8 Gcal/hr or less, and 1.0 Gcal/hr or more.

상기와 같이 열 교환기의 열량은 상기의 범위를 갖는 것으로 특히, 상기 제1 단계에 있어 젖산 원료의 희석시 또는 열 교환기에 추가의 물 투입시, 물의 투입량을 감소시키고 그만큼의 물량을 후술하는 기화된 상태의 젖산 증기(제2 젖산 증기)에 저압의 스팀으로 공급하여, 열 교환기 자체에서의 기화해 주어야하는 유량을 감소시킴으로써, 열 교환기 자체의 용량을 감소할 수 있는 특징을 갖게 된다.As described above, the amount of heat in the heat exchanger is within the above range. In particular, when the lactic acid raw material is diluted in the first step or when additional water is added to the heat exchanger, the amount of water is reduced and the amount of vaporized vaporized water is described later. By supplying low-pressure steam to the lactic acid vapor in the state (second lactic acid vapor) to reduce the flow rate to be vaporized in the heat exchanger itself, the capacity of the heat exchanger itself can be reduced.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 젖산 증기는 물; 및 젖산 원료를 포함하며, 상기 젖산 원료는 젖산; 및 젖산 올리고머를 포함하고, 상기 제2 젖산 증기 100 중량부 기준 상기 젖산 원료 50 중량부 이상 99중량부 이하로 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, the second lactic acid vapor is water; and a lactic acid raw material, wherein the lactic acid raw material is lactic acid; and a lactic acid oligomer, and provides a process for producing acrylic acid comprising 50 parts by weight or more and 99 parts by weight or less of the lactic acid raw material based on 100 parts by weight of the second lactic acid vapor.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 젖산 증기 100 중량부 기준 상기 젖산 원료 50 중량부 이상 99중량부 이하, 바람직하게는 50 중량부 이상 98 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 53 중량부 이상 98 중량부 이하일 수 있다.In another exemplary embodiment, based on 100 parts by weight of the second lactic acid vapor, 50 parts by weight or more and 99 parts by weight or less, preferably 50 parts by weight or more and 98 parts by weight or less, more preferably 53 parts by weight or more and 98 parts by weight or more It may be less than or equal to parts by weight.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기화되지 않은 제3 젖산 수용액은 액상 흐름을 통하여 다시 제1 단계의 수용액에 포함될 수 있으며, 상기 제1 젖산 수용액은 상기 기화되지 않은 제3 젖산 수용액을 포함하여 혼합 젖산 수용액을 형성할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the third aqueous lactic acid solution that is not vaporized may be included in the aqueous solution of the first step again through a liquid flow, and the first aqueous lactic acid solution includes the third aqueous lactic acid solution that is not vaporized A mixed aqueous lactic acid solution can be formed.

상기 제3 젖산 수용액의 경우 농축된 젖산의 올리고머화 반응을 통해 젖산 올리고머를 형성하여 기화되지 않고 재 순환되는 것으로, 상기 제3 젖산 수용액 100 중량부 기준 젖산 올리고머는 90 중량부 이상 99 중량부 이하로 포함될 수 있다.In the case of the third aqueous lactic acid solution, a lactic acid oligomer is formed through an oligomerization reaction of concentrated lactic acid and is recycled without being vaporized. may be included.

이 후 상기 제3 젖산 수용액이 포함되는 제1 젖산 수용액에 물을 투입하여 희석하는 공정이 진행되므로, 평형 반응을 통하여 열 교환기 내로 투입되는 젖산 수용액 내의 젖산 올리고머의 함량을 최대한 낮출 수 있다.After that, since the process of diluting by adding water to the first aqueous lactic acid solution containing the third aqueous lactic acid solution proceeds, the content of lactic acid oligomers in the lactic acid aqueous solution introduced into the heat exchanger through the equilibrium reaction can be reduced as much as possible.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 혼합 젖산 수용액은 젖산, 젖산 올리고머 및 물을 포함하고, 상기 혼합 젖산 수용액 100 중량부 기준 상기 물 1.5 중량부 이하로 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, the mixed lactic acid aqueous solution includes lactic acid, lactic acid oligomers and water, and 1.5 parts by weight or less of the water based on 100 parts by weight of the mixed lactic acid aqueous solution It provides a manufacturing process of acrylic acid .

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 혼합 젖산 수용액은 젖산, 젖산 올리고머 및 물을 포함하고, 상기 혼합 젖산 수용액 100 중량부 기준 상기 물 1.5 중량부 이하, 바람직하게는 1.4 중량부 이하일 수 있으며, 0.01 중량부 이상, 바람직하게는 0.02 중량부 이상을 만족할 수 있다.In another exemplary embodiment, the mixed lactic acid aqueous solution includes lactic acid, lactic acid oligomers, and water, and may be 1.5 parts by weight or less, preferably 1.4 parts by weight or less, of the water based on 100 parts by weight of the mixed lactic acid aqueous solution, and 0.01 parts by weight Partial or more, preferably 0.02 parts by weight or more.

상기 혼합 젖산 수용액이란, 열 교환기에 투입되기 직전의 젖산 수용액을 의미하는 것으로, 상기 혼합 젖산 수용액 상태에서의 물의 함량 상기 범위를 만족하여, 열 교환기에서 기화하여야 하는 물의 양이 줄어 열 교환기 자체의 열량을 감소시킬 수 있고, 이 후 후술하는 제4 단계에서 줄은 양 만큼의 물을 기화된 스팀으로 공급함에 따라 젖산 올리고머의 분해 또한 가능한 것이 본 발명의 특징이다.The mixed lactic acid aqueous solution refers to the lactic acid aqueous solution immediately before being put into the heat exchanger. The content of water in the mixed lactic acid aqueous solution satisfies the above range, and the amount of water to be vaporized in the heat exchanger is reduced, so the heat amount of the heat exchanger itself It is a feature of the present invention that the decomposition of the lactic acid oligomer is also possible by supplying the amount of water reduced in the fourth step to be described later as vaporized steam.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기화된 제2 젖산 증기에 희석액을 공급하여 희석된 제4 젖산 증기 및 미희석된 제5 젖산 수용액을 형성하는 제4 단계를 포함할 수 있다.In the exemplary embodiment of the present application, a fourth step of supplying a diluent to the vaporized second lactic acid vapor to form a fourth diluted lactic acid vapor and an undiluted fifth lactic acid aqueous solution may include.

즉, 상기 제2 단계를 거쳐 기화된 제2 젖산 증기 상태에서도 젖산 올리고머의 함량이 높아 문제가 될 수 있으며, 본 출원에서는 상기 제2 젖산 증기에서의 젖산 올리고머 함량을 낮추기 위하여, 희석액을 공급하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.That is, even in the state of the second lactic acid vapor vaporized through the second step, the content of lactic acid oligomer is high, which may be a problem. It is characterized in that it includes 4 steps.

구체적으로, 본 출원의 일 실시상태에 따른 상기 제4 단계는 도 1에서와 같이, 제2 젖산 증기(5)에 희석액(7)을 공급하여, 희석된 제4 젖산 증기(8)를 형성하는 것을 확인할 수 있다.Specifically, in the fourth step according to an exemplary embodiment of the present application, as in FIG. 1 , the diluent 7 is supplied to the second lactic acid vapor 5 to form a diluted fourth lactic acid vapor 8 . can check that

또 다른 일 실시상태에 따른 상기 제4 단계에서는 도 2에서와 같이 기액 분리기(300)를 통하여 제2 젖산 증기(5)에 희석액(7)을 공급하여, 희석된 제4 젖산 증기(8) 및 미희석된 제5 젖산 수용액을 형성할 수 있다.In the fourth step according to another exemplary embodiment, the diluent 7 is supplied to the second lactic acid vapor 5 through the gas-liquid separator 300 as shown in FIG. 2, and the diluted fourth lactic acid vapor 8 and An undiluted fifth aqueous lactic acid solution may be formed.

특히, 저압 포화의 스팀을 희석액으로 사용하여 기화된 제2 젖산 증기를 희석할 때, 제2 젖산 증기의 일부가 응축될 수 있으므로, 기액 분리기에서 액상을 분리하여 다시 열 교환기로 재순환하는 것으로 기상의 반응기 feed를 안정적으로 공급할 수 있다.In particular, when the vaporized second lactic acid vapor is diluted using low-pressure saturated steam as a diluent, a portion of the second lactic acid vapor may be condensed, so separating the liquid phase in the gas-liquid separator and recycling it back to the heat exchanger The reactor feed can be supplied stably.

본 출원에 따른 아크릴산을 제조하는 공정은 기화된 제2 젖산 증기에 있어, 희석액으로 적어도 기화된 스팀(steam)을 포함하여, 젖산 올리고머를 짧은 시간 내에 효율적으로 분해하여 젖산 단량체를 형성하는 것을 특징으로 한다.The process for producing acrylic acid according to the present application comprises at least vaporized steam as a diluent in the vaporized second lactic acid vapor to efficiently decompose lactic acid oligomers in a short time to form lactic acid monomers. do.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제4 단계는 기액 분리기를 통하여 희석하는 공정을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the fourth step may include a process of diluting through a gas-liquid separator.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제4 단계는 기액 분리기에 상기 희석액을 공급하여 희석하는 공정을 포함하며, 상기 기액 분리기 내부 압력은 1.0 bar 이상 5.0 bar 이하이며, 상기 기액 분리기 내부 온도는 150℃ 이상 350℃ 이하인 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, the fourth step includes a step of diluting by supplying the diluent to the gas-liquid separator, the internal pressure of the gas-liquid separator is 1.0 bar or more and 5.0 bar or less, and the gas-liquid separator internal temperature is 150 It provides a process for producing acrylic acid that is ℃ or more and 350 ℃ or less.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 기액 분리기 내부 압력은 1.0 bar 이상 5.0 bar 이하, 바람직하게는 1.3 bar 이상 5.0 bar 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 bar 이상 4.5 bar 이하일 수 있다.In another exemplary embodiment, the internal pressure of the gas-liquid separator may be 1.0 bar or more and 5.0 bar or less, preferably 1.3 bar or more and 5.0 bar or less, and more preferably 1.5 bar or more and 4.5 bar or less.

상기와 같이 기액 분리기 내부 압력이 상기 범위를 가짐에 따라, 희석을 위해 투입된 젖산 원료의 액상을 유지할 수 있는 특징을 갖게 된다.As described above, as the internal pressure of the gas-liquid separator has the above range, the liquid phase of the lactic acid raw material input for dilution can be maintained.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 기액 분리기 내부 온도는 150℃ 이상 350℃ 이하, 바람직하게는 150℃ 이상 330℃ 이하, 더욱 바람직하게는 170℃ 이상 300℃ 이하일 수 있다.In another exemplary embodiment, the internal temperature of the gas-liquid separator may be 150°C or more and 350°C or less, preferably 150°C or more and 330°C or less, and more preferably 170°C or more and 300°C or less.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 열 교환기에서 생성된 제2 젖산 증기 흐름이 압축기를 거치지 않고 기액 분리기에 공급되기 위하여, 상기 기액 분리기의 내부 압력은 열 교환기보다 낮게 유지되어야 하며, 구체적으로 상기 기액 분리기 내부 압력은 열 교환기와의 압력 차이가 0.01 bar 이상 1.5 bar 이하, 바람직하게는 0.02bar 이상 1 bar 이하, 더욱 바람직하게는 0.05 bar 이상 0.5 bar 이하일 수 있다.In the exemplary embodiment of the present application, in order for the second lactic acid vapor stream generated in the heat exchanger to be supplied to the gas-liquid separator without going through a compressor, the internal pressure of the gas-liquid separator should be maintained lower than that of the heat exchanger, specifically, the The gas-liquid separator internal pressure may have a pressure difference of 0.01 bar or more and 1.5 bar or less, preferably 0.02 bar or more and 1 bar or less, and more preferably 0.05 bar or more and 0.5 bar or less.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기액 분리기로 투입되는 상기 희석액의 압력은 상기 기액 분리기 내부 압력 보다 1.0 bar 이상 2.0bar 이하로 높은 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, the pressure of the diluent injected into the gas-liquid separator is higher than the internal pressure of the gas-liquid separator by 1.0 bar or more and 2.0 bar or less.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 희석액의 온도는 250℃ 이하일 수 있으며, 바람직하게는 230℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃이하일 수 있고, 110℃ 이상일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the temperature of the diluent may be 250° C. or less, preferably 230° C. or less, more preferably 200° C. or less, and 110° C. or higher.

즉 희석액으로 사용되는 저압의 스팀의 최소 압력은 기액 분리기 압력과 동일하거나 약간 높은 경우를 포함할 수 있다. 즉, 열 교환기의 온도가 높다고 온도 및 압력이 높은 고압의 포화 스팀을 사용할 필요가 없으며, 열 교환기보다 소폭 압력이 높은 저온 및 저압의 스팀을 사용할 수 있는 것이 본 발명의 또 하나의 특징으로 볼 수 있다.That is, the minimum pressure of the low-pressure steam used as the diluent may be equal to or slightly higher than the gas-liquid separator pressure. That is, it is not necessary to use high-pressure saturated steam with high temperature and pressure because the temperature of the heat exchanger is high, and it is possible to use low-temperature and low-pressure steam with a slightly higher pressure than the heat exchanger as another feature of the present invention. have.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기액 분리기 내의 상기 제2 젖산 증기의 체류 시간은 3분 이상 15분 이하인 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, the residence time of the second lactic acid vapor in the gas-liquid separator is 3 minutes or more and 15 minutes or less to provide a process for producing acrylic acid.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 기액 분리기 내의 상기 제2 젖산 증기의 체류 시간은 3분 이상 15분 이하, 바람직하게는 3분 이상 13분 이하, 더욱 바람직하게는 3분 이상 10 분 이하일 수 있다.In another exemplary embodiment, the residence time of the second lactic acid vapor in the gas-liquid separator may be 3 minutes or more and 15 minutes or less, preferably 3 minutes or more and 13 minutes or less, and more preferably 3 minutes or more and 10 minutes or less. .

기액 분리기 내의 제2 젖산 증기의 체류시간은 낮을수록 유리하며, 최소한의 상기 범위를 만족함에 따라, 공정 전체의 반응 시간을 낮춰 경제적으로 유리하다.The lower the residence time of the second lactic acid vapor in the gas-liquid separator is, the more advantageous, and as the minimum above range is satisfied, it is economically advantageous by lowering the reaction time of the entire process.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 희석 공정을 통하여 제4 젖산 증기를 형성할 수 있으며, 상기 제4 젖산 증기는 물; 및 젖산 원료를 포함하며,In an exemplary embodiment of the present application, a fourth lactic acid vapor may be formed through the dilution process, and the fourth lactic acid vapor may include water; and lactic acid raw materials,

상기 젖산 원료는 젖산; 및 젖산 올리고머를 포함하고, 상기 제4 젖산 증기 100 중량부 기준 상기 젖산 원료 10 중량부 이상 80중량부 이하로 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.The lactic acid raw material is lactic acid; and a lactic acid oligomer, and provides a process for producing acrylic acid comprising 10 parts by weight or more and 80 parts by weight or less of the lactic acid raw material based on 100 parts by weight of the fourth lactic acid vapor.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제4 젖산 증기 100 중량부 기준 상기 젖산 원료 10 중량부 이상 80중량부 이하, 바람직하게는 30 중량부 이상 80중량부 이하, 더욱 바람직하게는 35 중량부 이상 65중량부 이하일 수 있다.In another exemplary embodiment, based on 100 parts by weight of the fourth lactic acid vapor, 10 parts by weight or more and 80 parts by weight or less, preferably 30 parts by weight or more and 80 parts by weight or less, more preferably 35 parts by weight or more and 65 parts by weight or more It may be less than or equal to parts by weight.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제3 단계의 혼합 젖산 수용액에 상기 희석액을 공급하여 희석된 혼합 젖산 수용액을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, there is provided a process for producing acrylic acid that further comprises the step of supplying the diluent to the mixed lactic acid aqueous solution of the third step to form a diluted mixed lactic acid aqueous solution.

즉, 상기 제4 단계에 포함되는 희석액은 도 3에서 확인할 수 있듯, 희석액(7) 자체가 나뉘어져 기액 분리기(300)로 공급되는 희석액(7-1)과 혼합 젖산 수용액(4)으로 공급되는 희석액(7-2)으로 나뉘어 질 수 있다.That is, the diluent included in the fourth step is, as can be seen in FIG. 3 , the diluent 7 itself is divided and the diluent 7-1 supplied to the gas-liquid separator 300 and the diluent supplied to the mixed lactic acid aqueous solution 4 It can be divided into (7-2).

또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 미희석된 제5 젖산 수용액을 상기 제1 단계의 수용액에 포함하는 단계를 더 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In addition, in an exemplary embodiment of the present application, there is provided a process for producing acrylic acid that further comprises the step of including the undiluted fifth aqueous lactic acid solution in the aqueous solution of the first step.

즉 상기 제4 단계의 기액 분리기에서 응축된 제5 젖산 수용액을 다시 제1 단게로 포함하는 것으로, 도 2 및 도 3에서 확인할 수 있듯 제5 젖산 수용액(9)을 희석 베셀(100)로 공급하여 액상의 순환 흐름을 보여주는 것을 확인할 수 있다.That is, the fifth aqueous lactic acid solution condensed in the gas-liquid separator of the fourth step is included in the first step again, and as can be seen in FIGS. 2 and 3 , the fifth aqueous lactic acid solution 9 is supplied to the dilute vessel 100. It can be seen that the circulation flow of the liquid phase is shown.

본 발명에 따른 아크릴산의 제조 공정은 전통적인 석유 화학 기반의 제조 공정을 탈피하여, 친환경 원료인 젖산을 기반으로 한 아크릴산을 제조함으로써 지속 가능성을 얻음과 동시에 환경 보호 관점에서 우수한 특징을 가질 수 있다. 상기 제4 젖산 증기는 최종 반응기에 투입되는 상태의 젖산 수용액으로, 상기와 같은 희석액으로의 희석 공정을 통하여, 본 출원에 따른 아크릴산의 제조 공정은 한번 더 젖산 올리고머의 함량을 낮추는 공정을 추가하여, 최종 아크릴산의 제조 공정을 위한 반응기 내의 파울링 발생을 줄일 수 있고, 반응 수율을 높일 수 있는 특징을 갖게 된다.The manufacturing process of acrylic acid according to the present invention can have excellent characteristics in terms of environmental protection while obtaining sustainability by producing acrylic acid based on lactic acid, which is an eco-friendly raw material, by breaking away from the traditional petrochemical-based manufacturing process. The fourth lactic acid vapor is an aqueous lactic acid solution in a state of being input to the final reactor, and through the dilution process with the diluent as described above, the acrylic acid production process according to the present application includes a step of lowering the content of lactic acid oligomer once more, It is possible to reduce the occurrence of fouling in the reactor for the final acrylic acid production process, and has a feature that can increase the reaction yield.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기화된 제2 젖산 증기에 희석액을 공급하여 제4 젖산 증기를 형성하고, 상기 희석액을 상기 제1 단계의 수용액에 포함하는 단계를 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정을 제공한다.In an exemplary embodiment of the present application, the production of acrylic acid comprising the step of supplying a diluent to the vaporized second lactic acid vapor to form a fourth lactic acid vapor, and including the diluent in the aqueous solution of the first step process is provided.

즉, 전술한 바와 같이 제1 단계의 제1 젖산 수용액은 상기의 희석액을 포함할 수 있다.That is, as described above, the first aqueous lactic acid solution in the first step may include the diluent.

본 발명 제조 공정은 특히 아크릴산의 합성에 유용하고 구체적으로 본 발명에서 얻어진 젖산을 포함한 증기 조성물을 탈수 촉매와 접촉시켜 아크릴산을 제조할 수 있다. 생성된 반응 가스는 냉각이나 포집액과의 접촉에 의해 포집 액화되고 추출 증류 결정화 등의 정제 공정을 거쳐 고순도의 아크릴산을 얻을 수 있다. 생성된 아크릴산은 흡수성 수지, 도료나 점착제 등의 원료로서 넓게 이용된다.The production process of the present invention is particularly useful for the synthesis of acrylic acid, and specifically, acrylic acid can be produced by contacting the vapor composition containing lactic acid obtained in the present invention with a dehydration catalyst. The generated reaction gas is collected and liquefied by cooling or contact with a collection liquid, and high-purity acrylic acid can be obtained through a purification process such as extractive distillation and crystallization. The produced acrylic acid is widely used as a raw material for water-absorbing resins, paints, adhesives, and the like.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 실시예 및 비교예는 아스펜테크사의 아스펜플러스로 모사될 수 있다.Examples and comparative examples of the present invention can be simulated by Aspentech's Aspen Plus.

<< 제조예production example >>

<< 비교예comparative example 1> 1>

도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 정제된 젖산 원료(1)를 물(2)에 희석한 후, 열 교환기(200)에 투입하였다. 열 교환기(200)에서 3%가 기화되고 기화되지 않은 액상(제3 젖산 수용액)은 열 교환기로 재순환(6)하고, 기화된 기상 젖산 흐름(제2 젖산 증기, 5)은 반응기 feed로 사용하였다. 희석에 사용된 물은 6ton/hr이며, 열 교환기의 열량은 5.7 Gcal/hr이다. 도 4의 흐름에 따른 유량 및 온도는 하기 표 1과 같았다.As can be seen in FIG. 4 , the purified lactic acid raw material (1) was diluted in water (2) and then put into the heat exchanger (200). In the heat exchanger 200, 3% of the vaporized and non-vaporized liquid phase (third aqueous lactic acid solution) was recirculated to the heat exchanger (6), and the vaporized gaseous lactic acid stream (second lactic acid vapor, 5) was used as reactor feed. . The water used for dilution is 6 ton/hr, and the heat exchanger's calorific value is 5.7 Gcal/hr. The flow rate and temperature according to the flow in FIG. 4 were shown in Table 1 below.

1One 22 33 44 55 66 온도(℃)Temperature (℃) 4040 4040 4040 192192 218218 218218 유량
(kg/hr)
flux
(kg/hr)
TotalTotal 5.05.0 6.06.0 11.011.0 341.0341.0 11.011.0 330.0330.0
water 0.70.7 6.06.0 6.66.6 8.68.6 6.76.7 2.02.0 젖산lactic acid 3.13.1 0.00.0 4.24.2 39.139.1 3.83.8 34.934.9 젖산 올리고머lactic acid oligomer 1.21.2 0.00.0 0.20.2 293.4293.4 0.50.5 293.2293.2

<< 실시예Example 1> 1>

도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 정제된 젖산 원료(1)를 열 교환기에 투입하였다. 열 교환기(200)에서 2%가 기화되고, 기화되지 않은 액상은 재순환(제3 젖산 수용액, 6)하고, 기화된 기상 젖산 흐름(제2 젖산 증기, 5)은 기화된 스팀을 포함하는 희석액(7)을 혼합하여 얻은 제4 젖산 증기(8)를 반응기 feed로 사용하였다.As can be seen in Figure 1, the purified lactic acid raw material (1) was put into a heat exchanger. In the heat exchanger 200, 2% is vaporized, the non-vaporized liquid phase is recirculated (third aqueous lactic acid solution, 6), and the vaporized gaseous lactic acid stream (second lactic acid vapor, 5) is a diluent containing vaporized steam ( The fourth lactic acid vapor (8) obtained by mixing 7) was used as a reactor feed.

공급되는 포화 스팀 유량은 6ton/hr, 온도는 200℃, 압력은 11.5bar이며, 열 교환기의 열량은 2.1Gcal/hr이었다. 도 1에서의 흐름에 따른 유량 및 온도는 하기 표 2와 같았다.The supplied saturated steam flow rate was 6ton/hr, the temperature was 200℃, the pressure was 11.5bar, and the heat quantity of the heat exchanger was 2.1Gcal/hr. The flow rate and temperature according to the flow in FIG. 1 were shown in Table 2 below.

1One 22 33 44 55 66 77 88 온도(℃)Temperature (℃) 4040 4040 4040 292292 312312 311311 200200 248248 유량
(kg/hr)
flux
(kg/hr)
TotalTotal 5.05.0 0.00.0 5.05.0 335.0335.0 5.05.0 330.1330.1 6.06.0 11.011.0
water 0.70.7 0.00.0 0.70.7 0.80.8 0.70.7 0.10.1 6.06.0 6.76.7 젖산lactic acid 3.13.1 0.00.0 3.13.1 5.55.5 3.33.3 2.52.5 0.00.0 3.33.3 젖산 올리고머lactic acid oligomer 1.21.2 0.00.0 1.21.2 328.7328.7 1.01.0 327.5327.5 0.00.0 1.01.0

<< 실시예Example 2> 2>

상기 실시예 1에 있어서, 하기 표 3의 유량 및 온도를 변경한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 구체적 내용은 하기 표 3과 같았다.In Example 1, it was carried out in the same manner as in Example 1, except that the flow rate and temperature of Table 3 were changed, and the specific contents were the same as in Table 3 below.

1One 22 33 44 55 66 77 88 온도(℃)Temperature (℃) 4040 4040 4040 215215 236236 236236 200200 226226 유량
(kg/hr)
flux
(kg/hr)
TotalTotal 5.05.0 3.03.0 8.08.0 338.0338.0 8.08.0 330.0330.0 3.03.0 11.011.0
water 0.70.7 3.03.0 3.63.6 4.74.7 3.73.7 1.11.1 3.03.0 6.76.7 젖산lactic acid 3.13.1 0.00.0 4.04.0 25.725.7 3.83.8 21.721.7 0.00.0 3.83.8 젖산 올리고머lactic acid oligomer 1.21.2 0.00.0 0.30.3 307.5307.5 0.60.6 307.2307.2 0.00.0 0.60.6

<< 실시예Example 3> 3>

도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 정제된 젖산 원료(1)를 열 교환기에 투입하였다. 열 교환기(200)에서 2%가 기화되고, 기화되지 않은 액상은 재순환(제3 젖산 수용액, 6)하고, 기화된 기상 젖산 흐름(제2 젖산 증기, 5)은 기화된 스팀을 포함하는 희석액(7)과 기액 분리기(300)에서 혼합된다. 기액 분리기에서 응축된 액상(제5 젖산 수용액, 9)은 재순환(9)되며 희석된 기상 흐름(제4 젖산 증기, 8)은 반응기 feed로 사용되었다.As can be seen in Figure 2, the purified lactic acid raw material (1) was put into the heat exchanger. In the heat exchanger 200, 2% is vaporized, the non-vaporized liquid phase is recirculated (third aqueous lactic acid solution, 6), and the vaporized gaseous lactic acid stream (second lactic acid vapor, 5) is a diluent containing vaporized steam ( 7) and the gas-liquid separator 300 are mixed. The liquid phase condensed in the gas-liquid separator (5 lactic acid aqueous solution, 9) was recycled (9) and the diluted gaseous stream (fourth lactic acid vapor, 8) was used as reactor feed.

공급되는 포화 스팀 유량은 6ton/hr, 온도는 111℃, 압력은 1.5bar이며, 열 교환기의 열량은 2.1Gcal/hr이었다. 도 2에서의 흐름에 따른 유량 및 온도는 하기 표 4와 같았다.The supplied saturated steam flow rate was 6ton/hr, the temperature was 111℃, the pressure was 1.5bar, and the heat quantity of the heat exchanger was 2.1Gcal/hr. The flow rate and temperature according to the flow in FIG. 2 were shown in Table 4 below.

1One 22 33 44 55 66 77 88 99 온도(℃)Temperature (℃) 4040 4040 4040 298298 318318 319319 111111 207207 207207 유량
(kg/hr)
flux
(kg/hr)
TotalTotal 5.05.0 0.00.0 5.05.0 335.2335.2 5.25.2 330.0330.0 6.06.0 11.011.0 0.20.2
water 0.70.7 0.00.0 0.70.7 0.80.8 0.70.7 6.06.0 6.06.0 6.76.7 0.00.0 젖산lactic acid 3.13.1 0.00.0 3.13.1 5.25.2 3.43.4 2.12.1 0.00.0 3.33.3 0.10.1 젖산 올리고머lactic acid oligomer 1.21.2 0.00.0 1.21.2 329.2329.2 1.11.1 327.9327.9 0.00.0 1.01.0 0.10.1

<< 실시예Example 4> 4>

도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 정제된 젖산 원료(1)를 열 교환기에 투입하였다. 열 교환기(200)에서 2%가 기화되고, 기화되지 않은 액상은 재순환(제3 젖산 수용액, 6)하였다. 이후 기화된 스팀을 포함하는 희석액(7)은 각각 기액 분리기(300) 및 혼합 젖산 수용액(4)에 각각 혼합하였으며, 구체적으로 기화된 기상 젖산 흐름(제2 젖산 증기, 5)은 기화된 스팀을 포함하는 희석액(7-1)과 기액 분리기(300)에서 혼합된다. 기액 분리기에서 응축된 액상(제5 젖산 수용액, 9)은 재순환(9)되며 희석된 기상 흐름(제4 젖산 증기, 8)은 반응기 feed로 사용되었다.As can be seen in Figure 3, the purified lactic acid raw material (1) was put into the heat exchanger. In the heat exchanger 200, 2% was vaporized, and the non-vaporized liquid was recycled (the third aqueous lactic acid solution, 6). Afterwards, the diluent 7 containing vaporized steam was mixed in the gas-liquid separator 300 and the mixed lactic acid aqueous solution 4, respectively, and specifically, the vaporized gaseous lactic acid stream (the second lactic acid vapor, 5) is the vaporized steam The containing diluent (7-1) is mixed with the gas-liquid separator (300). The liquid phase condensed in the gas-liquid separator (5 lactic acid aqueous solution, 9) was recycled (9) and the diluted gaseous stream (fourth lactic acid vapor, 8) was used as reactor feed.

공급되는 포화 스팀 유량은 6ton/hr, 온도는 111℃, 압력은 1.5bar이며, 열 교환기의 열량은 2.1Gcal/hr이었다. 도 3에서의 흐름에 따른 유량 및 온도는 하기 표 5와 같았다.The supplied saturated steam flow rate was 6ton/hr, the temperature was 111℃, the pressure was 1.5bar, and the heat quantity of the heat exchanger was 2.1Gcal/hr. The flow rate and temperature according to the flow in FIG. 3 were shown in Table 5 below.

1One 22 33 44 55 66 7-17-1 7-27-2 88 99 온도(℃)Temperature (℃) 4040 4040 4040 254254 270270 270270 111111 111111 206206 206206 유량
(kg/hr)
flux
(kg/hr)
TotalTotal 5.05.0 0.00.0 5.05.0 336.2336.2 6.36.3 330.0330.0 1.01.0 5.05.0 11.011.0 0.30.3
water 0.70.7 0.00.0 0.70.7 2.12.1 1.01.0 0.30.3 1.01.0 5.05.0 6.76.7 0.00.0 젖산lactic acid 3.13.1 0.00.0 3.13.1 10.610.6 3.73.7 7.47.4 0.00.0 0.00.0 3.63.6 0.10.1 젖산 올리고머lactic acid oligomer 1.21.2 0.00.0 1.21.2 323.6323.6 1.61.6 322.3322.3 0.00.0 0.00.0 0.80.8 0.10.1

상기 실시예 1 내지 4에 따른 제4 단계 희석액의 물 및 스팀의 투입량, 열 교환기의 열량, 비교예 1 대비 열 교환기의 용량 저감 비율 및 열 교환기의 온도와 비교예 1의 제1 단계에서의 물 및 스팀의 투입량, 열 교환기의 열량 및 열 교환기의 온도 하기 표 6과 같았다.The input amount of water and steam of the diluent in the fourth step according to Examples 1 to 4, the amount of heat in the heat exchanger, the capacity reduction ratio of the heat exchanger compared to Comparative Example 1, and the temperature of the heat exchanger and the water in the first step of Comparative Example 1 and the amount of steam input, the heat amount of the heat exchanger, and the temperature of the heat exchanger were shown in Table 6 below.

비교예 1Comparative Example 1 실시예 1 Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 물 투입량(T/h)Water input (T/h) 66 00 33 00 00 스팀 투입량(T/h)Steam input (T/h) 00 66 33 66 66 열 교환기 열량(Gcla/hr)Heat exchanger calorific value (Gcla/hr) 5.75.7 2.12.1 3.83.8 2.12.1 2.12.1 비교예 1 대비 열 교환기 용량 저감 비율Ratio of heat exchanger capacity reduction compared to Comparative Example 1 -- 65%65% 33%33% 65%65% 65%65% 열 교환기 온도(℃)Heat exchanger temperature (℃) 218218 312312 237237 318318 270270

상기 표 6의 실시예 1 내지 4에서 확인할 수 있듯, 본 출원의 따른 아크릴산의 제조 공정의 경우, 열 교환기를 통하여 기화된 제2 젖산 증기에 저압의 스팀을 포함하는 희석액을 공급하는 공정을 포함하는 것으로, 젖산 원료의 희석 단계(제1 단계)에서의 물의 투입량을 감소 시키고, 감소 시킨 만큼의 물량을 제2 젖산 증기에 저압의 스팀으로 공급하여, 열 교환기 자체에서의 기화해 주어야하는 유량을 감소시킴으로써 열 교환기 자체의 용량을 감소할 수 있는 특징을 갖게 됨을 확인할 수 있었으며, 구체적으로 상기 실시예 1의 경우 비교예 1 대비 65%, 실시예 2의 경우 33%, 실시예 3의 경우 65% 및 실시예 4의 경우 65%로 열 교환기 용량이 저감됨을 확인할 수 있었다.As can be seen in Examples 1 to 4 of Table 6, in the case of the manufacturing process of acrylic acid according to the present application, the process of supplying a diluent containing low pressure steam to the vaporized second lactic acid vapor through a heat exchanger. As a result, the amount of water input in the dilution step (first step) of the lactic acid raw material is reduced, and the reduced amount is supplied to the second lactic acid steam as low pressure steam, thereby reducing the flow rate to be vaporized in the heat exchanger itself. It was confirmed that the capacity of the heat exchanger itself can be reduced by doing In the case of Example 4, it was confirmed that the heat exchanger capacity was reduced to 65%.

특히, 상기 실시예 3 및 4의 경우, 제조 비용이 낮은 저압의 스팀을 포함하는 희석액을 공급함으로써 공정의 에너지 비용을 낮출 수 있으며, 낮은 스팀 온도로 인해 희석 시 함께 응축되는 액상의 젖산 수용액(제5 젖산 수용액)은 기액 분리기를 거쳐 다시 열 교환기로 순환됨에 따라 안정적으로 기상의 반응기 feed를 공급할 수 있는 특징을 갖게 된다.In particular, in the case of Examples 3 and 4, the energy cost of the process can be lowered by supplying a diluent containing low-pressure steam, which has a low manufacturing cost, and a liquid lactic acid aqueous solution condensed together during dilution due to the low steam temperature (the first 5 lactic acid aqueous solution) is circulated back to the heat exchanger through the gas-liquid separator, and thus has the characteristic of stably supplying the reactor feed in the gas phase.

상기 표 6의 비교예 1의 경우, 본 출원에 따른 제4 단계의 희석액을 공급하는 단계가 포함되지 않으며, 제1 단계에서 물의 양을 증가시킨 경우로, 열 교환기의 열량 자체가 상기 실시예 1 내지 4 보다 높아져 공정 상 열 에너지 공급을 위해 열 교환기의 용량을 키워야하며, 이에 따라 경제적으로도 좋지 않은 결과를 보임을 확인할 수 있었다. In the case of Comparative Example 1 of Table 6, the step of supplying the diluent in the fourth step according to the present application is not included, and when the amount of water is increased in the first step, the heat amount of the heat exchanger itself is the same as in Example 1 It was confirmed that the capacity of the heat exchanger has to be increased to supply heat energy in the process because it is higher than 4, and thus economically poor results are obtained.

100: 희석 베셀
200: 열 교환기
300: 기액 분리기
1: 젖산 원료
2: 물
3: 제1 젖산 수용액
4: 혼합 젖산 수용액
5: 제2 젖산 증기
6: 제3 젖산 수용액(액상 흐름)
7, 7-1, 7-2: 희석액
8: 제4 젖산 증기
9: 제5 젖산 수용액
100: dilution vessel
200: heat exchanger
300: gas-liquid separator
1: lactic acid raw material
2: water
3: First aqueous lactic acid solution
4: Mixed lactic acid aqueous solution
5: Second lactic acid vapor
6: Third aqueous lactic acid solution (liquid flow)
7, 7-1, 7-2: diluent
8: quaternary lactic acid vapor
9: Fifth lactic acid aqueous solution

Claims (10)

젖산 원료 또는 젖산 원료를 물로 희석하여 제1 젖산 수용액을 준비하는 제1 단계;
상기 제1 단계의 수용액을 열 교환하여, 기화된 제2 젖산 증기 및 기화되지 않은 제3 젖산 수용액을 형성하는 제2 단계;
상기 기화되지 않은 제3 젖산 수용액을 상기 제1 단계의 제1 젖산 수용액에 포함하여 혼합 젖산 수용액을 형성하는 제3 단계; 및
상기 기화된 제2 젖산 증기에 희석액을 공급하여 희석된 제4 젖산 증기 및 미희석된 제5 젖산 수용액을 형성하는 제4 단계;
를 포함하는 아크릴산의 제조 공정으로,
상기 희석액은 물; 및 기화된 스팀(steam)을 포함하며, 상기 희석액은 적어도 기화된 스팀(steam)을 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정.
A first step of preparing a first aqueous lactic acid solution by diluting the lactic acid raw material or the lactic acid raw material with water;
a second step of heat exchanging the aqueous solution of the first step to form a second vaporized lactic acid vapor and a third non-vaporized lactic acid aqueous solution;
a third step of forming a mixed lactic acid aqueous solution by including the non-vaporized third aqueous lactic acid solution in the first aqueous lactic acid solution of the first step; and
a fourth step of supplying a diluent to the vaporized second lactic acid vapor to form a fourth diluted lactic acid vapor and an undiluted fifth lactic acid aqueous solution;
As a manufacturing process of acrylic acid comprising a,
The diluent is water; and vaporized steam, wherein the diluent contains at least vaporized steam.
청구항 1에 있어서, 상기 제4 단계는 기액 분리기에 상기 희석액을 공급하여 희석하는 공정을 포함하며,
상기 기액 분리기 내부 압력은 1.0 bar 이상 5.0 bar 이하이며, 상기 기액 분리기 내부 온도는 150℃ 이상 350℃ 이하인 것인 아크릴산의 제조 공정.
The method according to claim 1, wherein the fourth step comprises a step of diluting by supplying the diluent to a gas-liquid separator,
The gas-liquid separator internal pressure is 1.0 bar or more and 5.0 bar or less, and the gas-liquid separator internal temperature is 150°C or more and 350°C or less.
청구항 2에 있어서, 상기 기액 분리기 내의 상기 제2 젖산 증기의 체류 시간은 3분 이상 15분 이하인 것인 아크릴산의 제조 공정.The process for producing acrylic acid according to claim 2, wherein the residence time of the second lactic acid vapor in the gas-liquid separator is 3 minutes or more and 15 minutes or less. 청구항 1에 있어서, 상기 제3 단계의 혼합 젖산 수용액에 상기 희석액을 공급하여 희석된 혼합 젖산 수용액을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정.The process for producing acrylic acid according to claim 1, further comprising the step of supplying the diluent to the mixed lactic acid aqueous solution of the third step to form a diluted mixed lactic acid aqueous solution. 청구항 1에 있어서, 상기 혼합 젖산 수용액은 젖산, 젖산 올리고머 및 물을 포함하고,
상기 혼합 젖산 수용액 100 중량부 기준 상기 물 1.5 중량부 이하로 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정.
The method according to claim 1, wherein the mixed lactic acid aqueous solution comprises lactic acid, lactic acid oligomer and water,
The manufacturing process of acrylic acid comprising 1.5 parts by weight or less of the water based on 100 parts by weight of the mixed lactic acid aqueous solution.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 단계는 열 교환기를 통하여 열 교환하는 공정을 포함하며,
상기 열 교환기의 내부 압력은 1.0 bar 이상 5.0 bar 이하이며, 상기 열 교환기의 내부 온도는 150℃ 이상 350℃ 이하인 것인 아크릴산의 제조 공정.
The method according to claim 1, wherein the second step comprises a process of exchanging heat through a heat exchanger,
The internal pressure of the heat exchanger is 1.0 bar or more and 5.0 bar or less, and the internal temperature of the heat exchanger is 150° C. or more and 350° C. or less.
청구항 1에 있어서, 상기 제4 젖산 증기는 물; 및 젖산 원료를 포함하며,
상기 젖산 원료는 젖산; 및 젖산 올리고머를 포함하고,
상기 제4 젖산 증기 100 중량부 기준 상기 젖산 원료 10 중량부 이상 80중량부 이하로 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정.
The method according to claim 1, wherein the fourth lactic acid vapor is water; and lactic acid raw materials,
The lactic acid raw material is lactic acid; and lactic acid oligomers,
The process for producing acrylic acid comprising 10 parts by weight or more and 80 parts by weight or less of the lactic acid raw material based on 100 parts by weight of the fourth lactic acid vapor.
청구항 2에 있어서, 상기 희석액의 압력은 상기 기액 분리기 내부 압력 보다 1.0 bar 이상 2.0bar 이하로 높은 것인 아크릴산의 제조 공정.The process according to claim 2, wherein the pressure of the diluent is higher than the internal pressure of the gas-liquid separator by 1.0 bar or more and 2.0 bar or less. 청구항 1에 있어서, 상기 미희석된 제5 젖산 수용액을 상기 제1 단계의 수용액에 포함하는 단계를 더 포함하는 것인 아크릴산의 제조 공정.The process for producing acrylic acid according to claim 1, further comprising the step of including the undiluted fifth aqueous lactic acid solution in the aqueous solution of the first step. 청구항 6에 있어서, 상기 열 교환기는 강하막 증발기(falling film evaporator), 박막 증발기(wiped film evaporator), 서모사이펀(thermosyphon) 및 강제 순환 증발기(forced circulation evaporator)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인 것인 아크릴산의 제조 공정.The method according to claim 6, wherein the heat exchanger is a falling film evaporator (falling film evaporator), thin film evaporator (wiped film evaporator), thermosyphon (thermosyphon) and forced circulation evaporator (forced circulation evaporator) at least one selected from the group consisting of The manufacturing process of acrylic acid.
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WO2005095320A1 (en) 2004-04-02 2005-10-13 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Preparation of acrylic acid derivatives from alpha or beta-hydroxy carboxylic acids

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