WO2022255373A1 - 精製装置に用いられる槽 - Google Patents

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WO2022255373A1
WO2022255373A1 PCT/JP2022/022166 JP2022022166W WO2022255373A1 WO 2022255373 A1 WO2022255373 A1 WO 2022255373A1 JP 2022022166 W JP2022022166 W JP 2022022166W WO 2022255373 A1 WO2022255373 A1 WO 2022255373A1
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WO
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tank
compound
crystals
slurry
solution
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PCT/JP2022/022166
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English (en)
French (fr)
Inventor
隼也 福本
安孝 竹本
真志 迎
Original Assignee
株式会社日本触媒
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Publication date
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Priority to CN202280039800.7A priority patent/CN117412795A/zh
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/02—Crystallisation from solutions

Definitions

  • the present invention relates to tanks used in refiners. More specifically, the present invention relates to a tank used in a purifier, a purifier, a method for producing a compound, and a method for purifying a compound.
  • Purifiers are widely used industrially, for example, to purify compounds that are used as raw materials for resins. BACKGROUND ART In many fields of the chemical industry, it is required to obtain high-quality compounds with reduced impurities, and various studies have been made on better refiners for this purpose.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a method for stably obtaining a product.
  • the inventors studied a method for stably obtaining the product, and focused on the tank used in the refiner. Then, when the solution or slurry is supplied to a crystallization tank that produces a slurry containing crystals of the compound or a maturation tank that can hold the crystals of the compound in a suspended state in the tank, the solution or slurry is supplied to prevent liquid splashing. Alternatively, when the slurry is fed along (while running) the inner wall surface of the tank, fine crystals generated from the mother liquor in the solution or slurry adhere to the inner wall surface and grow as nuclei to form coarse crystals. I found out that there is a problem.
  • the tank has a nozzle for applying the solution or slurry to the inner wall surface of the tank and supplying it into the tank, and the part of the inner wall surface to which the solution or slurry is applied.
  • a heating mechanism for heating fine crystals adhere to the inner wall surface of the tank and grow as nuclei while sufficiently preventing liquid splashing when supplying the solution or slurry into the tank.
  • the present inventors have arrived at the present invention by discovering that it is possible to stably obtain a product by preventing this phenomenon.
  • the present invention relates to a tank used in a purification apparatus, which tank is a crystallization tank that produces a slurry containing crystals of a compound and/or an aging tank that can hold crystals of a compound in a suspended state within the tank.
  • the tank is characterized by comprising a heating mechanism for heating the portion to be applied.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of the tank of the present invention viewed from the side.
  • 2 is a perspective view showing nozzles and a heating mechanism in the bath shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of the tank of the present invention viewed from the side.
  • 4(a) to (c) are schematic diagrams showing examples of nozzles used in the tank of the present invention.
  • the tank of the present invention (the crystallization tank and/or the aging tank used in the refiner) will be described.
  • the purifying apparatus of the present invention the method for producing the compound of the present invention, and the method for purifying the compound of the present invention will be described in order.
  • the tank is a crystallization tank that produces a slurry containing crystals of the compound and/or an aging tank that can hold the crystals of the compound in suspension.
  • the tank comprises a compound-containing solution or a slurry containing crystals of a compound (herein, also simply referred to as solution or slurry), a nozzle for applying it to the inner wall surface of the tank and supplying it into the tank, and the A heating mechanism is provided for heating a portion of the inner wall surface to which the compound-containing solution or slurry containing crystals of the compound is applied.
  • the nozzle is for applying the compound-containing solution or the slurry containing crystals of the compound to the inner wall surface of the tank and supplying it into the tank.
  • a solution or slurry feed port into the tank is positioned toward and in close proximity to the inner wall surface of the tank.
  • the nozzle may pass through the top plate of the tank.
  • the nozzle may pass through the top plate of the tank in the vertical direction, have a curved portion in the tank, and have a tip end facing the inner wall surface of the tank. It may penetrate the plate obliquely, but above all, it penetrates the top plate of the tank in the vertical direction, has a curved portion in the tank, and the tip is arranged toward the inner wall surface.
  • the tip is arranged toward the inner wall surface.
  • the tip of the nozzle is preferably provided downward, and above all, from the viewpoint of stably obtaining a product, it is provided so as to be downward at 5° or more with respect to the horizontal direction. is more preferable, it is more preferable that it is oriented downward by 10° or more, and it is further preferable that it is oriented downward by 15° or more.
  • the tip of the nozzle preferably has a downward angle of 70° or less, more preferably 60° or less, with respect to the horizontal direction, from the viewpoint of more preferably applying the solution or slurry along the inner wall surface. is more preferable, and 50° or less is particularly preferable.
  • the downward angle of the tip of the nozzle with respect to the horizontal direction is the angle ⁇ between the tip of the nozzle and the horizontal direction indicated by the dashed line in FIG. 4(a).
  • the distance (shortest distance) from the tip of the nozzle to the inner wall surface is preferably 0.1 to 5 times the inner diameter of the nozzle, more preferably 0.2 to 2 times. preferably 0.3 to 1 times the distance, particularly preferably 0.4 to 0.9 times the distance, and most preferably 0.6 to 0.7 times the distance. .
  • the inner diameter of the nozzle is preferably 2 to 300 mm, more preferably 10 to 200 mm.
  • the material of the nozzle is not particularly limited, and is preferably made of metal or alloy.
  • the shape of the tip of the nozzle is not particularly limited, and may be flat or pointed. is preferably 15° or less, more preferably 10° or less, even more preferably 5° or less, and particularly preferably parallel to the inner wall surface.
  • the angle between the tip surface of the nozzle and the inner wall surface is the angle ⁇ in FIG. 4(b) or the angle ⁇ in FIG. 4(c).
  • FIG. 1 which will be described later, there is only one nozzle for feeding the solution or slurry 11 to the tank 1, and the tank 1 is provided with only one supply port for the solution or slurry.
  • the bath may be provided with a plurality of nozzles. In this case, it suffices that any one nozzle satisfies the configuration of the present invention described above, but it is preferable that all nozzles satisfy the configuration of the present invention.
  • one or more heating mechanisms may be installed for a plurality of nozzles, or one or more heating mechanisms may be installed for each of a plurality of nozzles.
  • the heating mechanism is for heating a portion of the inner wall surface to which the compound-containing solution or the slurry containing crystals of the compound is applied.
  • the heating mechanism is not particularly limited, and includes, for example, a heating medium, steam tracing, electric tracing, and a known heater for adjusting the environmental temperature of the tank.
  • the heating mechanism may be the portion itself of the inner wall surface to which the compound-containing solution or the slurry containing crystals of the compound is applied.
  • the heating mechanism is preferably a jacket-type heating mechanism.
  • the material thereof is not particularly limited, and may be made of metal (for example, SUS, carbon steel) or resin.
  • the jacket-type heating mechanism has a vertical length and a horizontal length on the wall surface of the bath that are each one or more times the inner diameter of the nozzle.
  • the vertical length is more preferably two times or more, more preferably three times or more, and particularly preferably five times or more the inner diameter of the nozzle.
  • the upper limit of the vertical length with respect to the inner diameter of the nozzle is not particularly limited, but is, for example, 20 times.
  • the horizontal length is more preferably two times or more the inner diameter of the nozzle, still more preferably three times or more, even more preferably four times or more, and five times or more. is particularly preferred.
  • the upper limit of the horizontal length to the inner diameter of the nozzle is not particularly limited, it is, for example, 100 times.
  • the jacket-type heating mechanism may have a rectangular shape or another shape (for example, a circular shape, a polygonal shape, etc.), but preferably has a rectangular shape.
  • the extension of the center of the hole of the tip of the nozzle is located at a portion of the heating mechanism that is 1/6 or more from the bottom of the vertical length of the heating mechanism, and 1/5 from the bottom. It is more preferable to be located in the above part, and more preferably to be located in the part of 2/5 or more from the bottom. It is preferable that the extension of the central portion of the tip of the nozzle is located at a portion of the heating mechanism that is 9/10 or less from the bottom of the vertical length of the heating mechanism, and is 4/5 or less from the bottom. It is more preferred to be located in the part.
  • the extension of the central portion of the tip of the nozzle be located at a portion (a portion closer to the center) of the heating mechanism that is 1/10 or more from each of the left and right sides of the horizontal length of the heating mechanism. , and more preferably 1/5 or more from each of the left and right sides.
  • the jacket may be divided, and each section can be operated at different temperatures (different heat mediums). It is also possible to install heat insulating materials, traces, etc. on the outside of the jacket. A structure that promotes heat transfer, such as a baffle, may be provided inside the jacket, although it is not particularly limited.
  • the average thickness of the jacket (the width of the space where the heat medium flows) is preferably 5 to 200 mm, for example.
  • the heat flux through the wall surface of the tank of the jacket is preferably 100 W/m 2 or more, more preferably 200 W/m 2 or more, and even more preferably 500 W/m 2 or more.
  • the upper limit of the heat flux through the wall surface of the tank of the jacket is not particularly limited, but is usually 4000 W/m 2 or less.
  • the heat medium is not particularly limited, and includes water, antifreeze, methanol water (aqueous methanol solution), gas, steam, and the like.
  • the above heat medium may be appropriately selected in consideration of the freezing point of the compound to be purified.
  • the crystallization tank may be equipped with a cooling mechanism, and is not particularly limited as long as it can cool the solution of the compound to precipitate crystals and produce a slurry containing the crystals and the mother liquor. .
  • the tank itself has a cooling jacket, and the inside of the tank (excluding the part where the solution or slurry is applied as described above) is directly cooled to generate crystals. It is broadly classified into a method in which crystals are formed by cooling while circulating by connecting by The method in which a cooling jacket is attached to the tank itself has the advantage of reducing the number of equipment, but the tank itself must be enlarged in order to increase the heat transfer area. If a high production capacity is required, the size of the tank becomes excessively large, which is a disadvantage in terms of initial investment and site area.
  • the tank and the cooling mechanism are connected by a pipe, and part of the compound solution (or slurry containing crystals) in the tank is sent to the cooling mechanism to form crystals in the cooling mechanism.
  • the heat transfer area can be easily increased by increasing the number of cooling mechanisms, and the crystallization tank can be easily scaled up.
  • the cooling mechanism in this case is not particularly limited as long as it can cool the solution of the compound to precipitate crystals, but shell and tube heat exchangers that can ensure a large heat transfer area, spiral It is preferable to use a heat exchanger or the like, a cooling disk type crystallizer in which crystallization is performed while scraping the cooling surface, a scraped cooling crystallizer or the like.
  • the cooling disk type crystallizer can cool a solution of a compound to precipitate crystals and scrape off the precipitated crystals.
  • a device having a structure in which crystals are formed on the wall surface of the cooling plate and a stirring blade having a wiper is rotated inside the tube to scrape the crystals can be used.
  • the scraping-type cooling crystallizer may be any device as long as it cools a solution of a compound to precipitate crystals and scrapes the precipitated crystals.
  • a solution (or slurry containing crystals) of the compound in the tank is passed through the inner tube to form crystals on the wall surface of the inner tube, and a shaft having a scraping blade is rotated inside the inner tube to remove the crystals. can be used.
  • the crystallization temperature in the crystallization tank may be appropriately adjusted according to the type of compound to be purified. 13.5°C, more preferably -3.5°C to -12.5°C, more preferably -5°C to -11.5°C. Further, when the compound to be purified is (meth)acrylic acid, the temperature is preferably 0 to 12°C. It is more preferably 1 to 10°C, still more preferably 2 to 8.5°C. If the temperature of the crystallization tank is high, high-purity crystals are produced. Problems such as the need for power may occur.
  • the temperature difference between the refrigerant and the crystallization tank is too high, problems such as blocking of the scraper scraper may occur when the crystallization tank uses a scraping-type cooling crystallizer. Continuation may be difficult. Therefore, when the temperature of the crystallization tank is high, it is necessary to reduce the temperature difference between the refrigerant and the crystallization tank, thereby reducing the amount of crystals produced per heat transfer area. When the temperature of the crystallization tank is low, the purity of the crystals produced decreases, but when the crystallization tank uses a scraping-type cooling crystallizer, the power required for scraping the crystals in the crystallization tank can be reduced.
  • the scraper is less likely to block.
  • the temperature difference between the coolant and the crystallization tank can be increased, and the amount of crystals produced per heat transfer area can be increased.
  • the crystallization temperature is too low, the grain size of the produced crystals tends to be fine, making it difficult for the crystals to settle.
  • the aging tank is not particularly limited as long as it can hold the compound crystals in a suspended state in the tank. By holding the crystals for a certain period of time, fine crystals are melted by Ostwald ripening, large crystals grow further, the crystal size distribution becomes narrower, and the purification efficiency in the washing column can be further improved. Even in a crystallization tank, the same effect as in an aging tank can be expected by holding crystals for a certain period of time.
  • the maturing tank usually has an extraction port near the bottom surface for extracting the slurry containing crystals of the compound from the maturing tank.
  • the maturation tank may be provided with a baffle in the tank. Examples of materials for the baffle plate include metals such as stainless steel and resins.
  • a plurality of baffle plates may be provided in the maturing tank.
  • the maturing tank may further include an extraction port near the top plate for extracting the mother liquor of the supernatant from the maturing tank.
  • the withdrawn mother liquor can be recycled, which can improve the yield of the compound.
  • the extracted mother liquor can be returned to the tank related to the previous step (previous stage).
  • the material of the nozzle or pipe that constitutes the extraction port is not particularly limited, and can be made of, for example, a metal or an alloy. Only one outlet for the mother liquor may be provided in the maturation tank, or a plurality of outlets may be provided.
  • the maturing tank may be provided with a mechanism (partition plate, weir, etc.) for preventing the crystals of the compound from entering the outlet of the mother liquor. This makes it possible to further prevent crystals from entering the outlet for the mother liquor.
  • a mechanism partition plate, weir, etc.
  • the size of the crystallization tank or the maturing tank is not particularly limited, it is preferable that the inner diameter is, for example, 100 to 50000 mm. Moreover, it is preferable that the height is 1000 to 100000 mm.
  • the retention time of the compound in the aging tank may be appropriately adjusted according to the type of compound to be purified. From the viewpoint of reducing the purified compound flow rate), the residence time is preferably 0.5 to 6 hours. When the compound is (meth)acrylic acid, it is more preferably 1 to 5 hours, still more preferably 1.2 to 4.5 hours.
  • the residence time is calculated as a value obtained by dividing the capacity of the suspended portion of the maturing tank by the flow rate for supplying the slurry from the maturing tank to the washing column of the next step (latter stage).
  • the size of the tank is determined based on the necessary heat transfer area and the like.
  • the residence time of the compound in the crystallizer is a function of operating conditions.
  • Instrumentation equipment such as thermometers, pressure gauges, liquid level gauges (radar type, etc.), level switches (float type, etc.), etc. may be installed in or around the crystallization tank or maturation tank. can cover these.
  • Sight glasses viewing windows
  • manholes and hand holes holes for inserting hands during maintenance
  • a rupture or the like may be provided on the top plate or the like of the aging tank.
  • the tank of the present invention is not limited to its usage state, and has the above-described configuration. Anything that can be followed is acceptable.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of the tank of the present invention viewed from the side.
  • a solution or slurry 11 is fed through a nozzle 12 into the vessel 1 (FIG. 1 shows the case of a maturation vessel with an agitator 3).
  • the nozzle 12 penetrates the top plate of the tank 1 in the vertical direction, the tip is bent, and the supply port is directed toward the heated portion (the portion heated by the heating mechanism 13) on the inner wall surface of the tank. It is arranged close to the heated part.
  • FIG. 2 is a perspective view showing nozzles and a heating mechanism in the bath shown in FIG. 1.
  • the heating mechanism is a jacket type, and can heat a vertical and horizontal range larger than the inner diameter of the nozzle 12 . This can sufficiently prevent the formation of crystal nuclei on the inner wall surface.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of the tank of the present invention viewed from the side.
  • a nozzle 12a is provided together with the nozzle 12 shown in FIG.
  • a solution or slurry 11a is fed into the vessel 1 via a nozzle 12a.
  • the nozzle 12a similarly to the nozzle 12, the nozzle 12a also penetrates the top plate of the tank 1 in the vertical direction, the tip is bent, and the supply port is directed to the heated part on the inner wall surface of the tank. placed in close proximity.
  • each nozzle may be arranged so as to be lower than the height of the tip of the nozzle for supplying the solution.
  • the height of the tip of the nozzle for supplying slurry is preferably 10 to 500 mm lower, more preferably 50 to 400 mm lower, even more preferably 80 to 300 mm lower than the height of the tip of the nozzle for supplying the solution.
  • the height of the tip of the nozzle refers to the height of the central portion of the hole on the tip surface of the nozzle.
  • the height difference is the height difference in the vertical direction.
  • the direction in which the solution is discharged from the nozzle for supplying the solution is the same as the direction in which the slurry is discharged from the nozzle for supplying the slurry.
  • the discharge direction of the solution or slurry from the nozzle refers to the direction of the extension of the central portion of the hole at the tip of the nozzle. From the same point of view, the height of the position where the extension line of the center of the hole at the tip of the nozzle for supplying slurry intersects the heating mechanism, and the height of the center of the hole at the tip of the nozzle for supplying solution.
  • the height of the position where the extension line intersects the heating mechanism may be the same, or the height of the position where the extension line of the central part of the hole at the tip of the nozzle for supplying the slurry intersects the heating mechanism may be the same as the height of the solution.
  • the extension line of the central portion of the hole at the tip of the nozzle for supplying may be lower than the height of the position where it intersects the heating mechanism.
  • the height of the position where the extension line of the center of the hole at the tip of the nozzle for supplying the slurry intersects the heating mechanism, and the extension line of the center of the hole at the tip of the nozzle for supplying the solution are the above.
  • the height difference is preferably 10 to 500 mm, more preferably 50 to 400 mm, and even more preferably 80 to 300 mm. This allows the scaling formed on the inner wall surface to be washed off with the solution at all times during operation of the refiner.
  • one or more heating mechanisms may be installed for a plurality of nozzles such as the nozzles 12 and 12a, or one or more heating mechanisms may be installed for each of the plurality of nozzles.
  • the nozzle for supplying the slurry and the nozzle for supplying the solution are located close to each other when viewed from above in terms of horizontal distance.
  • the horizontal distance is preferably 5 to 2500 mm, more preferably 10 to 1500 mm, even more preferably 15 to 900 mm.
  • the horizontal distance refers to the distance (horizontal component distance) viewed from above with the center of each nozzle as a reference.
  • the present invention is also a refinery comprising the vessel of the present invention.
  • the purifier of the present invention may have one or more crystallization tanks.
  • the purification apparatus of the present invention has a plurality of crystallization tanks (1 to N crystallization tanks), the plurality of crystallization tanks are preferably connected in series.
  • the purification apparatus of the present invention usually has a line for feeding the slurry containing crystals of the compound from one crystallizer to another through a solid-liquid separator, if desired.
  • the purification apparatus of the present invention also has a line for supplying the liquid to be purified containing the compound to at least one crystallizer.
  • the refiner of the present invention further includes a maturing tank
  • the refiner of the present invention has at least the N-th crystallization tank with a line for supplying slurry containing crystals of the compound to the maturing tank. is preferred.
  • the purification apparatus of the present invention has a plurality of tanks as described above, any one tank may be the tank of the present invention, but all the tanks are preferably the tanks of the present invention.
  • the purification apparatus of the present invention is preferably capable of performing a continuous purification process. may further include
  • the purifier of the present invention can transfer the slurry containing crystals of the compound to a tank containing the purifier of the present invention (for example, the purifier of the present invention is connected in series). It is preferred to have a line to feed the wash column from the last tank, if it contains multiple tanks.
  • the purification apparatus of the present invention further has a line for unloading the product from the washing column.
  • the purification apparatus of the present invention may further have a line for returning the mother liquor from the downstream tank or apparatus to the upstream tank or apparatus.
  • the purification apparatus of the present invention may further include a mechanism for controlling the amount of the slurry sent and the amount of the mother liquor returned.
  • Examples of the control mechanism include valves attached to various lines.
  • the purifier of the present invention may appropriately include equipment commonly used in other purifiers.
  • the present invention is a method for producing a compound, the production method comprising a step of applying a compound-containing solution or a slurry containing crystals of a compound to the inner wall surface of a tank and supplying it into the tank, and heating the portion to which the compound-containing solution or slurry containing crystals of the compound is applied, the tank suspending the crystals of the compound in a crystallization tank and/or tank to produce a slurry containing crystals of the compound; It is also a method for producing a compound characterized by a holding aging tank.
  • the step of supplying into the tank and the step of heating are basically performed in this order on the object to be purified.
  • the step of supplying into the tank and the step of heating will be described in order, and then other steps will be described.
  • each process is normally performed simultaneously when viewed as a whole refining apparatus.
  • the term "compound” refers to a compound obtained by the production method of the present invention, and does not refer to raw materials, by-products, or solvents in the production method of the present invention.
  • a “compound” can be rephrased as a "target compound” or a "object.”
  • impurities refer to components other than “compounds", such as raw materials, by-products, and solvents.
  • Step of applying compound-containing solution or slurry containing crystals of compound to inner wall surface of tank and supplying it into tank In the step of supplying into the tank, the solution or slurry is applied to the inner wall surface of the tank and supplied into the tank. Note that the portion to which the slurry is applied is heated in the heating step, as will be described later.
  • the slurry is a suspension of crystals of the compound and the mother liquor, in other words, the liquid portion of the slurry containing the crystals of the compound supplied to the tank is the mother liquor.
  • the slurry containing the crystals can be obtained by generating crystals in a compound-containing solution (for example, a crude (meth)acrylic acid aqueous solution or a crude (meth)acrylic acid solution), but the compound-containing solution itself It may be prepared or procured from another source.
  • a compound-containing solution for example, a crude (meth)acrylic acid aqueous solution or a crude (meth)acrylic acid solution
  • the compound-containing solution referred to here also includes a crude compound.
  • the solution or the slurry containing crystals of the compound it is preferable to supply the solution or the slurry containing crystals of the compound to the maturing tank from near the top plate of the maturing tank.
  • the nozzle described above can be used to apply the solution or slurry to the inner wall surface of the tank and supply it into the tank.
  • the supply rate of the solution or slurry is not particularly limited . kg/h.
  • the supply temperature of the solution or slurry can be appropriately set according to the melting point of the compound, and can be adjusted appropriately within the range of 0 to 80°C, for example.
  • the supply temperature of the solution or slurry is preferably 5 to 13°C, more preferably 6 to 12°C.
  • the supply temperature of the solution or slurry is the temperature of the mother liquor in the solution or slurry containing the crystals immediately before being supplied into the tank (for example, the solution or slurry in the nozzle that supplies the solution or slurry to the aging tank). be.
  • the solution supplied into the bath contains the compound.
  • the solution include the above compound, an aqueous solution of the above compound, and the like.
  • the solution usually contains impurities other than the compounds and water.
  • the purity (mass ratio) of the compound in the solution supplied into the tank is 99% by mass or less.
  • the mass ratio of the compound in the solution is preferably 80% by mass or more.
  • the mass ratio of the crystals is preferably 25% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, from the viewpoint of obtaining a more stable product. , more preferably 35% by mass or more.
  • the mass ratio of the crystals is preferably 55% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, from the viewpoint of making the slurry excellent in fluidity and further reducing the risk of pipe clogging. More preferably, it is 45% by mass or less.
  • the slurry containing the crystals supplied to the maturing tank may be, for example, concentrated by a solid-liquid separator.
  • the slurry containing crystals supplied to the maturing tank means the slurry containing crystals immediately before being supplied to the maturing tank. refers to, for example, slurry containing crystals in pipes or nozzles for supplying slurry containing crystals to the aging tank.
  • the slurry containing the crystals supplied to the tank preferably contains the above compound in its mother liquor.
  • the mother liquor include the above compounds, aqueous solutions of the above compounds, and the like.
  • the mother liquor usually contains impurities other than the above compounds and water.
  • the purity (mass ratio) of the compound in the mother liquor of the slurry containing the crystals supplied into the tank is 99% by mass or less.
  • the mass ratio of the compound in the mother liquor is preferably 80% by mass or more.
  • the compound is preferably an easily polymerizable compound having a reactive double bond.
  • the compound is more preferably an unsaturated carboxylic acid, still more preferably (meth)acrylic acid, and particularly preferably acrylic acid.
  • (meth)acrylic acid is acrylic acid and/or methacrylic acid.
  • the inside of the tank may be operated under pressurization, may be operated under normal pressure, or may be operated under reduced pressure.
  • the step of supplying into the tank may be performed intermittently, but it is preferably continuously performed basically while the tank is in use.
  • Step of heating a portion of the inner wall surface to which the compound-containing solution or the slurry containing crystals of the compound is applied the portion of the inner wall surface to which the solution or slurry is applied is heated.
  • the heating step can be suitably performed using, for example, the above-described heating mechanism (preferably, a jacket-type heating mechanism).
  • the heating temperature can be appropriately set from the viewpoint of preventing crystals from adhering to the inner wall surface, and is generally within the range of +3 to +100 ° C. relative to the temperature of the compound-containing solution or slurry containing crystals of the compound. preferably within the range of +7 to +80°C, more preferably within the range of +12 to +60°C.
  • the heating temperature is preferably 17 to 100°C, more preferably 20 to 80°C, and even more preferably 25 to 60°C. .
  • the temperature to be heated may be measured by a thermometer on the outer wall surface of the portion to which the slurry is applied, or may be measured by measuring the temperature of the heat medium when the heating mechanism is a jacket type.
  • the heating step may be intermittent, but it is preferably continuously performed while the vessel is in use.
  • the heating mechanism is usually arranged above the liquid surface in the tank.
  • a slurry containing crystals of a compound is extracted from a tank (for example, when the purification apparatus of the present invention includes a plurality of tanks connected in series, the last tank thereof), and crystals of the compound are extracted. may further comprise feeding a slurry comprising to a wash column.
  • the slurry containing crystals of the compound is withdrawn from the bath.
  • the slurry containing crystals of the compound is preferably withdrawn from near the bottom of the tank.
  • a slurry containing crystals of the withdrawn compound is then fed to a wash column.
  • the step of supplying to the washing column can be suitably performed using a pump such as a centrifugal pump, diaphragm pump, or rotary pump.
  • the mass ratio of the crystals in the slurry containing the crystals supplied to the washing column is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and even more preferably 5% by mass or more. , 10% by mass or more.
  • the mass ratio of the crystals is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less.
  • the slurry containing crystals to be supplied to the washing column means the slurry containing crystals immediately before being supplied to the washing column. For example, it refers to slurry containing crystals in pipes or nozzles that feed the slurry containing crystals to a washing column.
  • the slurry containing the crystals supplied to the washing column preferably contains the above compound in its mother liquor, similarly to the slurry containing the crystals supplied to the aging tank.
  • the mother liquor include the above compounds, aqueous solutions of the above compounds, and the like.
  • the mother liquor usually contains impurities other than the above compounds and water.
  • the preferred ranges of the purity of the compound, the mass ratio of water, the mass ratio of the compound and impurities other than water in the mother liquor are the purity of the compound, the mass ratio of water, the compound and the mass ratio of impurities other than water in the mother liquor in the step of flowing described later. It is the same as the preferred range of the mass ratio of impurities.
  • the supply rate of the crystal-containing slurry is not particularly limited, but in an industrial-scale washing column, it is, for example, 0.2 ⁇ 10 3 to 4.0 ⁇ 10 5 kg/h. be.
  • the supply temperature of the slurry containing the crystals can be appropriately set according to the melting point of the compound, and can be adjusted appropriately within the range of 0 to 80°C, for example.
  • the supply temperature of the slurry containing crystals is preferably 5 to 13°C, more preferably 6 to 12°C.
  • the supply temperature of the crystal-containing slurry is the mother liquor in the crystal-containing slurry immediately before being supplied to the washing column (for example, the crystal-containing slurry in the pipe or nozzle that supplies the crystal-containing slurry to the washing column). is the temperature of
  • the production method of the present invention may include a step of stirring the slurry containing crystals of the compound in an aging tank.
  • the stirring step the slurry containing the crystals is usually stirred using a stirrer provided in the aging tank.
  • the rotation speed of the stirrer is preferably in the range of 5 to 500 rpm, more preferably in the range of 10 to 300 rpm.
  • Stirring may be intermittent, but it is preferable that the stirring is basically continuously performed during the use of the aging tank.
  • the production method of the present invention may include a step of extracting the mother liquor from the supernatant of the maturation tank.
  • the extracted mother liquor can be recycled and reused.
  • the quality of the compound can be further improved by supplying the extracted mother liquor to, for example, the preceding crystallization tank and reusing it.
  • the step of extracting the mother liquor may be performed using a pump or the like.
  • the production method of the present invention preferably further includes the step of obtaining a slurry containing compound crystals from the compound-containing solution.
  • the compound-containing solution is preferably a crude (meth)acrylic acid aqueous solution or a crude (meth)acrylic acid solution.
  • the crude (meth)acrylic acid aqueous solution is a solution in which (meth)acrylic acid is dissolved in water and includes impurities such as by-products during the production of (meth)acrylic acid.
  • the crude (meth)acrylic acid solution is a solution composed of (meth)acrylic acid and includes impurities such as by-products during the production of (meth)acrylic acid.
  • a slurry containing crystals of (meth)acrylic acid can be obtained by cooling the crude (meth)acrylic acid aqueous solution or the crude (meth)acrylic acid solution using, for example, the above-described crystallization tank.
  • impurities examples include acids such as propionic acid, acetic acid, maleic acid, benzoic acid and acrylic acid dimer, aldehydes such as acrolein, furfural, formaldehyde and glyoxal, acetone and protoanemonin.
  • acids such as propionic acid, acetic acid, maleic acid, benzoic acid and acrylic acid dimer
  • aldehydes such as acrolein, furfural, formaldehyde and glyoxal
  • acetone and protoanemonin examples of the impurities contained in the compound-containing solution can be sufficiently removed by the production method of the present invention.
  • the production method preferably further includes a step of obtaining a compound-containing solution from raw materials.
  • the step of obtaining the compound-containing solution is not particularly limited as long as the compound-containing solution is obtained, but when the compound is (meth)acrylic acid, for example, JP-A-2007-182437 (Patent Document 1). It can be suitably carried out by the synthesis step of acrylic acid, the collection step of acrylic acid, and the like.
  • the (meth)acrylic acid consists of propane, propylene, acrolein, isobutene, methacrolein, acetic acid, lactic acid, isopropanol, 1,3-propanediol, glycerol and 3-hydroxypropionic acid. It is preferable to use at least one selected from the group as a raw material.
  • the (meth)acrylic acid and/or raw materials may also be derived from renewable raw materials to produce bio-based (meth)acrylic acid.
  • impurities such as by-products are basically generated.
  • the above compound is (meth)acrylic acid, water, propionic acid, acetic acid, maleic acid, benzoic acid, acids such as acrylic acid dimer, acrolein, furfural, formaldehyde, aldehydes such as glyoxal, acetone, methyl isobutyl
  • ketones, toluene, protoanemonin, and the like are produced as impurities
  • the purification in the aging tank according to the production method of the present invention, etc. makes it possible to efficiently obtain the product with excellent impurity separation efficiency.
  • the present invention also provides a method for purifying a compound, wherein the purification method includes a step of applying a compound-containing solution or a slurry containing crystals of the compound to the inner wall surface of a tank and supplying it into the tank, and , heating the portion to which the compound-containing solution or slurry containing crystals of the compound is applied, the tank suspending the crystals of the compound in a crystallization tank and/or tank to produce a slurry containing crystals of the compound. It is also a method for purifying a compound characterized in that it is a maturation tank capable of holding at .
  • a compound can be stably purified by the purification method of the present invention.
  • Preferred forms of the purification method of the present invention are the same as the preferred forms of the production method of the present invention described above.
  • Example 1 (How to obtain acrylic acid aqueous solution) According to the method described in International Publication No. WO 2010/032665, propylene was catalytically oxidized in gas phase to obtain an acrylic acid-containing gas, and the obtained acrylic acid-containing gas was treated in an absorption tower to obtain an acrylic acid aqueous solution. .
  • a refining apparatus As a refining apparatus, one including the above crystallization tank and an aging tank as a first stage was used.
  • the aging tank is equipped with the following equipment.
  • Nozzles solution supply nozzle and slurry supply nozzle
  • Nozzles for applying the solution or slurry containing crystals to the inner wall surface of the tank and supplying it into the tank (one each: each penetrates the top plate of the aging tank in the vertical direction, A curved portion is provided in the maturation tank, and the tip portion is arranged toward the inner wall surface of the tank. The tip portion is oriented downward at 45° to the horizontal direction.Inner diameter: 80 mm, distance from the inner wall surface: 50 mm.
  • the shape of the nozzle tip is such that the tip surface (surface composed of the nozzle hole and its periphery) is parallel to the inner wall surface of the tank.
  • Slurry supply temperature 8 ° C.
  • Solution supply temperature 10 °C
  • a heating mechanism for heating the portion of the inner wall surface to which the solution or slurry containing crystals is applied (heating temperature: 32°C, heating fluid: water, vertical length: 500 mm, horizontal length: 2600 mm, shape: rectangular , the extension lines of the centers of the holes of the tip of the slurry supply nozzle and the tip of the solution supply nozzle are located 200 mm from the bottom of the heating mechanism, and both are located 1300 mm from the left and right of the heating mechanism.
  • the direction of slurry discharge from the tip of the slurry supply nozzle and the direction of solution discharge from the tip of the solution supply nozzle are different when the jacket width [the width of the space where the heat medium flows]: 25 mm)
  • the aging tank was operated, and the crystals of the compound were held in suspension in the tank to grow the crystals.
  • the slurry containing crystals By heating the portion of the inner wall surface to which the slurry containing crystals is applied and causing the slurry containing crystals to flow along the inner wall surface, the slurry scattering and the crystals adhere to the inner wall surface and grow as nuclei to grow into coarse crystals. We were able to sufficiently suppress this, and were able to stably obtain the product.
  • Example 2 In the aging tank, the direction of discharge of the solution from the tip of the solution supply nozzle is the same as the direction of discharge of the slurry from the tip of the slurry supply nozzle, and the extension of the central part of the hole at the tip of the solution supply nozzle is the heating mechanism.
  • the aging tank was operated in the same manner as in Example 1 except that it was positioned 300 mm from the bottom, and the crystals of the compound were held in suspension in the tank to grow the crystals.
  • the scaling formed on the inner wall surface can be constantly washed off with the solution during operation of the refiner, so that the occurrence of scaling can be suppressed and the product can be stably obtained. was made.
  • Example 1 The aging tank was operated in the same manner as in Example 1, except that the heating mechanism was not used. As a result, crystal nuclei were generated on the inner wall surface of the tank, causing scaling.

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Abstract

本発明は、安定して製品を得る方法を提供する。 本発明は、精製装置に用いられる槽であって、該槽は、化合物の結晶を含むスラリーを生成する晶析槽及び／又は槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できる熟成槽であり、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、該槽の内壁面に当てて槽内に供給するためのノズル、及び、該内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱するための加熱機構を備えることを特徴とする槽である。

Description

精製装置に用いられる槽
　本発明は、精製装置に用いられる槽に関する。より詳しくは、精製装置に用いられる槽、精製装置、化合物の製造方法、及び、化合物の精製方法に関する。
　精製装置は、例えば樹脂の原料等として用いられる化合物を精製するために、工業的に広く利用されている。化学工業の多くの分野において、不純物がより低減された高品質の化合物を得ることが求められており、そのためのより優れた精製装置が種々検討されている。
　工業上、化合物の精製前の粗製化合物の多くは、連続式の精製工程を経ることで精製されている。例えば、原料ガスを接触気相酸化反応させて得られたアクリル酸含有ガスを、捕集、晶析精製し、残留母液に含まれるアクリル酸のマイケル付加物を分解して捕集工程に戻すアクリル酸の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
　上記精製工程では、より高純度の化合物を高い収率で得るために、化合物の結晶を含むスラリーを生成する槽（晶析槽）や化合物の結晶を成長させる槽（熟成槽）が用いられる。従来の、晶析槽や熟成槽を用いた精製方法が、特許文献２～４に開示されている。
特開２００７－１８２４３７号公報 特開２００５－２８２１４号公報 特開２０１２－１４０４７１号公報 特開２００２－２０４９３７号公報
　上記のように、化合物を製造するための、より優れた精製装置が求められており、安定して製品（化合物）を得る方法が望まれていた。本発明は上記現状に鑑みてなされたものであり、安定して製品を得る方法を提供することを目的とするものである。
　本発明者らは、安定して製品を得る方法について検討し、精製装置に用いられる槽に着目した。そして、化合物の結晶を含むスラリーを生成する晶析槽や槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できる熟成槽に、溶液又はスラリーを供給する際に、液はねを防止するために溶液又はスラリーを槽の内壁面に沿わせながら（伝わせながら）供給すると、溶液又はスラリー中の母液から生成した微細な結晶が内壁面上に付着し、核となって成長して粗大結晶が生じるという課題があることを見出した。そして、本発明者らは、鋭意検討した結果、槽が、溶液又はスラリーを、槽の内壁面に当てて槽内に供給するためのノズルとともに、該内壁面における、溶液又はスラリーを当てる部分を加熱するための加熱機構を備えることで、槽内に溶液又はスラリーを供給する際に、液はねを充分に防止しながら、槽の内壁面に微細な結晶が付着し、核となって成長することを防止して、安定して製品を得ることができることを見出し、本発明に到達したものである。
　すなわち、本発明は、精製装置に用いられる槽であって、該槽は、化合物の結晶を含むスラリーを生成する晶析槽及び／又は槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できる熟成槽であり、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、該槽の内壁面に当てて槽内に供給するためのノズル、及び、該内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱するための加熱機構を備えることを特徴とする槽である。
　本発明の精製装置を用いることで、安定して製品を得ることができる。
図１は、本発明の槽の一例を側面側から見た断面模式図である。 図２は、図１に示した槽内のノズル及び加熱機構を示す斜視図である。 図３は、本発明の槽の一例を側面側から見た断面模式図である。 図４（ａ）～（ｃ）は、本発明の槽で使用されるノズルの例を示す模式図である。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい特徴を２つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
　以下においては、先ず、本発明の槽（精製装置に用いられる晶析槽及び／又は熟成槽）について説明する。次いで、本発明の精製装置、本発明の化合物の製造方法、本発明の化合物の精製方法について順に説明する。
（精製装置に用いられる槽）
　上記槽は、化合物の結晶を含むスラリーを生成する晶析槽及び／又は槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できる熟成槽である。
　上記槽は、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリー（本明細書中、単に溶液又はスラリーともいう。）を、該槽の内壁面に当てて槽内に供給するためのノズル、及び、該内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱するための加熱機構を備える。
　上記ノズルは、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、上記槽の内壁面に当てて槽内に供給するためのものであり、通常、該槽の外部から内部に延び、槽の内部側の先端（上記槽内への溶液又はスラリーの供給口）が、上記槽の内壁面に向かって、該内壁面に近接して配置される。
　上記ノズルは、例えば、上記槽の天板を貫通するものとすることができる。ここで、上記ノズルは、上記槽の天板を垂直方向に貫通し、槽内に曲部を有し、先端部が内壁面に向かって配置されるものであってもよく、上記槽の天板を斜めに貫通するものであってもよいが、中でも、上記槽の天板を垂直方向に貫通し、槽内に曲部を有し、先端部が内壁面に向かって配置されるものであることが好ましい。
　例えば、上記ノズルは、上記先端部が下向きに設けられていることが好ましく、中でも、安定して製品を得る観点からは、水平方向に対して５°以上下向きとなるように設けられていることがより好ましく、１０°以上下向きとなるように設けられていることが更に好ましく、１５°以上下向きとなるように設けられていることが更に好ましい。また、上記ノズルの先端部は、溶液又はスラリーをより好適に内壁面に当てて沿わせる観点からは、水平方向に対して下向きとなる角度が７０°以下であることがより好ましく、６０°以下であることが更に好ましく、５０°以下であることが特に好ましい。なお、上記ノズルの先端部における、水平方向に対して下向きとなる角度は、図４（ａ）で、破線で示される水平方向とノズルの先端部がなす角αとして表される角度である。
　上記ノズルの先端部は、上記内壁面との距離（最短距離）が、ノズルの内径の０．１～５倍の距離であることが好ましく、０．２～２倍の距離であることがより好ましく、０．３～１倍の距離であることが更に好ましく、０．４～０．９倍の距離であることが特に好ましく、０．６～０．７倍の距離であることが最も好ましい。
　上記ノズルの内径は、２～３００ｍｍであることが好ましく、１０～２００ｍｍであることがより好ましい。
　上記ノズルは、その材質に特に限定はなく、金属又は合金から構成されていることが好ましい。
　上記ノズルの先端の形状は、特に限定されず、平坦であってもよく、尖っていてもよいが、ノズルの先端面（ノズルの孔及びその周縁部で構成される面）が、上記内壁面とのなす角が１５°以下であることが好ましく、１０°以下であることがより好ましく、５°以下であることが更に好ましく、上記内壁面と平行であることが特に好ましい。なお、上記ノズルの先端面が、内壁面とのなす角は、図４（ｂ）でβとして表される角度又は図４（ｃ）でγとして表される角度である。
　なお、後述する図１では、溶液又はスラリー１１を槽１へ送液するノズルは１つだけであり、上記溶液又はスラリーの供給口が、槽１に１つだけ設けられている場合を示しているが、図３に示すように、槽に複数のノズルが設けられていてもよい。この場合、いずれか１つのノズルが上述した本発明の構成を満たすものであればよいが、すべてのノズルが本発明の構成を満たすものであることが好ましい。また、複数のノズルに対して１以上の加熱機構を設置してもよいし、複数のノズルそれぞれに対して１以上の加熱機構を設置してもよい。
　上記加熱機構は、上記内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱するためのものである。
　上記加熱機構としては、特に限定されず、例えば熱媒、蒸気トレース、電気トレース、槽の環境温度を調整する公知の加熱器等が挙げられる。なお、上記加熱機構は、上記内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分自体であっても構わない。
　中でも、本発明の槽において、上記加熱機構は、ジャケット式の加熱機構であることが好ましい。
　上記加熱する機構がジャケット式である場合、その材質は、特に限定されず、金属（例えば、ＳＵＳ、炭素鋼〔Ｃａｒｂｏｎ　ｓｔｅｅｌ〕）製であってもよく、樹脂製であってもよい。
　上記ジャケット式の加熱機構は、槽の壁面上における縦の長さ及び横の長さが、それぞれ、上記ノズルの内径に対して１倍以上であることが好ましい。
　上記縦の長さは、上記ノズルの内径に対して２倍以上であることがより好ましく、３倍以上であることが更に好ましく、５倍以上であることが特に好ましい。
　上記ノズルの内径に対する上記縦の長さの上限値は、特に限定されないが、例えば２０倍である。
　上記横の長さは、上記ノズルの内径に対して２倍以上であることがより好ましく、３倍以上であることが更に好ましく、４倍以上であることが一層好ましく、５倍以上であることが特に好ましい。
　上記ノズルの内径に対する上記横の長さの上限値は、特に限定されないが、例えば１００倍である。
　上記ジャケット式の加熱機構は、矩形状であってもよいし、その他の形状（例えば、円形状、多角形状等）であってもよいが、矩形状であることが好ましい。
　上記ノズルの先端部は、その孔の中心部の延長線が、上記加熱機構における、加熱機構の縦の長さの下から１／６以上の部分に位置することが好ましく、下から１／５以上の部分に位置することがより好ましく、下から２／５以上の部分に位置することが更に好ましい。
　上記ノズルの先端部は、上記中心部の延長線が、上記加熱機構における、加熱機構の縦の長さの下から９／１０以下の部分に位置することが好ましく、下から４／５以下の部分に位置することがより好ましい。
　また上記ノズルの先端部は、上記中心部の延長線が、上記加熱機構における、加熱機構の横の長さの左右それぞれから１／１０以上の部分（中央よりの部分）に位置することが好ましく、左右それぞれから１／５以上の部分に位置することがより好ましい。
　上記ジャケットは、分割されていてもよく、それぞれを異なる温度（異なる熱媒）となるようにして運転することもできる。
　上記ジャケットの外側には、更に、保温材やトレースなどを設置することも可能である。
　上記ジャケット内部には、特に限定されないが、バッフル等、熱伝達を促進する構造が設けられていてもよい。
　上記ジャケットの平均厚み（熱媒が流れる部分の空間の幅）は、例えば５～２００ｍｍであることが好ましい。
　上記ジャケットの上記槽の壁面を介した熱流束は、１００Ｗ／ｍ２以上が好ましく、２００Ｗ／ｍ２以上がより好ましく、５００Ｗ／ｍ２以上が更に好ましい。
　上記ジャケットの上記槽の壁面を介した熱流束は、その上限値は特に限定されないが、通常は４０００Ｗ／ｍ２以下である。
　なお、上記熱媒としては、特に限定されず、水、不凍液、メタノール水（メタノール水溶液）、ガス、蒸気等が挙げられる。上記熱媒は、精製する化合物の凝固点等を考慮して適宜選択すればよい。
　上記晶析槽は、冷却機構を備えたものとすることができ、化合物の溶液を冷却して結晶を析出させ、結晶と母液とを含むスラリーを生成させることができるものである限り特に制限されない。大きくは槽自体に冷却ジャケットが付属しており、槽内（上述した、溶液又はスラリーを当てる部分を除く）を直接冷却して結晶を生成する方式、冷却機構が槽と分離されており、配管により接続して循環しながら冷却し、結晶を生成する方式に大別される。
　槽自体に冷却ジャケットが付属している方式では、機器点数が少ないというメリットがあるものの、伝熱面積を増やすためには、槽自体を大きくする必要がある。高い生産能力が求められる場合は槽のサイズが過剰に大きくなり、初期投資、敷地面積の点でデメリットとなる。
　そのため、槽自体のサイズに制限がある場合や高い生産能力が求められる化合物の精製には槽の内容物を槽外で冷却する形式のものが好ましい。このように、槽と冷却機構とが配管で接続され、槽内の化合物の溶液（又は結晶を含むスラリー）の一部を冷却機構に送液して冷却機構内で結晶を生成させ、生成した結晶を含むスラリーを槽に戻すものであると、冷却機構を増やすことで伝熱面積を増やすことが容易にでき、晶析槽のスケールアップを容易に行うことができる。
　この場合の冷却機構は、化合物の溶液を冷却して結晶を析出させることができるものである限り特に制限されるものではないが、伝熱面積を大きく確保できるシェル＆チューブ式熱交換器、スパイラル式熱交換器等や、冷却面を掻取りながら結晶化を行う冷却円板型晶析器、掻取式冷却晶析器等を用いることが好ましい。
　冷却円板型晶析器は、化合物の溶液を冷却して結晶を析出させ、析出した結晶を掻取るものであればよいが、管とその中を区切る複数の冷却板で構成されており、冷却板の壁面に結晶を生成させ、ワイパーを有する撹拌翼を管の内部で回転させて結晶を掻取る構造のもの等を用いることができる。
　掻取式冷却晶析器は、化合物の溶液を冷却して結晶を析出させ、析出した結晶を掻取るものであればよいが、二重構造の管で構成され、外側の管に冷媒を、内側の管に槽内の化合物の溶液（又は結晶を含むスラリー）を流して内側の管の壁面に結晶を生成させ、掻取用のブレードを有するシャフトを内側の管の内部で回転させて結晶を掻取る構造のもの等を用いることができる。
　上記晶析槽での晶析温度は、精製される化合物の種類に合わせて適宜調整すればよいが、概ね純物質の融点に対して－１～－１５℃、好ましくは－１．５～－１３．５℃、より好ましくは－３．５～－１２．５℃、更に好ましくは－５～－１１．５℃の範囲である。また、精製される化合物が（メタ）アクリル酸の場合、０～１２℃であることが好ましい。より好ましくは、１～１０℃、更に好ましくは２～８．５℃である。晶析槽の温度が高いと純度の高い結晶が生成するが、例えば晶析槽が掻取式冷却晶析器を用いたものである場合には、晶析槽での結晶掻取りに多くの動力が必要となる等の不具合が生じるおそれがある。また冷媒と晶析槽内の温度差を上げすぎると、例えば晶析槽が掻取式冷却晶析器を用いた場合に掻取り用スクレーパーのブロッキングが起こる等の不具合が生じるおそれがあり、運転継続が困難となる可能性がある。そのため晶析槽の温度が高い条件では、冷媒と晶析槽内の温度差を下げ、伝熱面積当たりの結晶生成量を低下させる必要がある。晶析槽の温度が低いと生成する結晶の純度は低下するが、晶析槽が掻取式冷却晶析器を用いた場合に晶析槽での結晶掻取りに要する動力が小さくて済み、冷媒と晶析槽内の温度差を上げてもスクレーパーのブロッキングが起こりにくい。結果的に冷媒と晶析槽内の温度差を上げ、伝熱面積当たりの結晶生成量を増加させることができる。しかし、晶析温度が低すぎると、生成する結晶粒径が細かくなり、結晶が沈降しにくくなる傾向がある。
　上記熟成槽は、槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できるものであれば特に制限されない。一定時間結晶を保持することで、オストワルド熟成により細かな結晶が融解し、大きな結晶が更に成長し、結晶径分布が狭くなって洗浄カラムでの精製効率をより向上させることができる。また、晶析槽であっても、一定時間結晶を保持することで熟成槽と同等の効果が期待できる。
　上記熟成槽は、通常、底面付近に、化合物の結晶を含むスラリーを熟成槽から抜き出すための抜き出し口を備える。
　上記熟成槽は、槽内に、邪魔板（バッフル）を備えていてもよい。
　上記邪魔板の材料としては、例えばステンレス等の金属、樹脂等が挙げられる。
　上記邪魔板は、上記熟成槽内に複数設けられていてもよい。
　上記熟成槽は、天板付近に、上澄部の母液を熟成槽から抜き出すための抜き出し口を更に備えていてもよい。抜き出した母液は、リサイクルすることができ、これにより化合物の収率を向上できる。例えば、抜き出した母液は、前工程（前段）に係る槽に返送することができる。該抜き出し口を構成するノズル又はパイプは、その材質に特に限定はなく、例えば金属又は合金から構成されるものとすることができる。
　上記母液の抜き出し口は、熟成槽に１つだけ設けられていてもよく、複数設けられていてもよい。
　上記熟成槽は、母液の抜き出し口に化合物の結晶が混入しないようにするための機構（仕切り板、堰部等）を備えていてもよい。これにより、上記母液の抜き出し口に結晶が混入することをより一層防止できる。
　上記晶析槽又は熟成槽は、その大きさは特に限定されないが、例えば、その内径が１００～５００００ｍｍであることが好ましい。またその高さが１０００～１０００００ｍｍであることが好ましい。
　上記熟成槽での化合物の滞留時間は、精製される化合物の種類に合わせて適宜調整すればよいが、洗浄カラムに送液するスラリーの粒度分布を整え、洗浄カラムでの還流比（洗浄液流量／精製化合物流量）を低減する観点からは、滞留時間は０．５～６時間であることが好ましい。化合物が（メタ）アクリル酸である場合、より好ましくは１～５時間であり、更に好ましくは１．２～４．５時間である。
　なお上記滞留時間は、熟成槽の懸濁部の容量を、熟成槽から次工程（後段）に係る洗浄カラムにスラリーを供給する流量で除した値として計算される。
　晶析槽については、必要な伝熱面積等から槽サイズが決定される。晶析槽での化合物の滞留時間は運転条件により成り行きとなる。
　上記晶析槽又は熟成槽の本体又は周辺には、温度計、圧力計、液面計（レーダー式等）、レベルスイッチ（フロート式等）等の計装機器類を設けてもよく、その場合はこれらをカバーで覆うことができる。また、上記熟成槽の側板等にサイトグラス（のぞき窓）を設けてもよく、熟成槽の天板、側板等にマンホール、ハンドホール（メンテナンス時に内部に手を入れるための穴）等を設けてもよく、熟成槽の天板等にラプチャー等を設けてもよい。これらの設置数に限定はない。
　なお、本発明の槽は、その使用状態に限定されるものではなく、上述した構成を有し、本発明の槽の使用時に、溶液又はスラリーを、タンク内壁面上の被加熱部に当てて沿わせることができるものであればよい。
　図１は、本発明の槽の一例を側面側から見た断面模式図である。
　溶液又はスラリー１１が、ノズル１２を介して、槽１（図１では、撹拌機３を備える熟成槽の場合を示している。）内に供給される。ここで、ノズル１２は、槽１の天板を垂直方向に貫通し、先端が曲がって、供給口がタンク内壁面上の被加熱部（加熱機構１３により加熱される部分）に向かって、該被加熱部に近接して配置される。このように、溶液又はスラリー１１をタンク内壁面に沿わせることで、溶液又はスラリー１１を直接液面に滴下した場合に生じる液はねを防止できるとともに、溶液又はスラリー１１をタンク内壁面上の被加熱部に当てることで、内壁面上に結晶核が生成し、スケーリングして粗大な結晶に成長することを充分に防止できる。
　図２は、図１に示した槽内のノズル及び加熱機構を示す斜視図である。
　図２では、加熱機構は、ジャケット式であり、ノズル１２の内径よりも大きな縦・横の範囲を加熱できる。これにより、内壁面上に結晶核が生成することを充分に防止できる。
　図３は、本発明の槽の一例を側面側から見た断面模式図である。
　図３に示した槽では、図１に示したノズル１２とともに、ノズル１２ａが設けられている。溶液又はスラリー１１ａが、ノズル１２ａを介して、槽１内に供給される。ここで、ノズル１２ａも、ノズル１２と同様に、槽１の天板を垂直方向に貫通し、先端が曲がって、供給口がタンク内壁面上の被加熱部に向かって、該被加熱部に近接して配置される。このように、溶液又はスラリー１１ａをタンク内壁面に沿わせることで、溶液又はスラリー１１ａを直接液面に滴下した場合に生じる液はねを防止できるとともに、溶液又はスラリー１１ａをタンク内壁面上の被加熱部に当てることで、内壁面上に結晶核が生成し、スケーリングして粗大な結晶に成長することを充分に防止できる。
　なお、槽にスラリーを供給するためのノズル及び溶液を供給するためのノズルを設ける場合、これらのノズルの先端の高さは同じとしてもよいし、スラリーを供給するためのノズルの先端の高さが、溶液を供給するためのノズルの先端の高さよりも下となるように各ノズルを配置してもよい。
　スラリーを供給するためのノズルの先端の高さが、溶液を供給するためのノズルの先端の高さよりも下となるように各ノズルを配置する場合は、スラリーを供給するためのノズルの先端の高さは、溶液を供給するためのノズルの先端の高さよりも、１０～５００ｍｍ低いことが好ましく、５０～４００ｍｍ低いことがより好ましく、８０～３００ｍｍ低いことが更に好ましい。これにより、スラリーの飛散、内壁面への結晶の付着、これを核として結晶が成長することを防止することができるだけでなく、スラリーが飛散して内壁面にスケールが付着したとしても、スラリーが飛散して内壁面に付着したスケールを軽微なうちに洗い流すことができる。
　なお、ノズルの先端の高さとは、ノズルの先端面上の孔の中心部の高さをいう。高さの差は、垂直方向での高さの差である。
　例えば、図３に示すノズル１２を介してスラリーを槽１内に供給し、ノズル１２ａを介して溶液を槽１内に供給する形態が好ましい。
　また溶液を供給するためのノズルからの溶液の排出方向は、スラリーを供給するためのノズルからのスラリーの排出方向と同じ方向であることが好ましい。ノズルからの溶液又はスラリーの排出方向は、ノズルの先端部の孔の中心部の延長線の方向をいう。
　同様の観点から、スラリーを供給するためのノズルの先端部の孔の中心部の延長線が上記加熱機構と交わる位置の高さと、溶液を供給するためのノズルの先端部の孔の中心部の延長線が上記加熱機構と交わる位置の高さが同じでもよいし、スラリーを供給するためのノズルの先端部の孔の中心部の延長線が上記加熱機構と交わる位置の高さが、溶液を供給するためのノズルの先端部の孔の中心部の延長線が上記加熱機構と交わる位置の高さよりも低くなってもよい。
　スラリーを供給するためのノズルの先端部の孔の中心部の延長線が上記加熱機構と交わる位置の高さが、溶液を供給するためのノズルの先端部の孔の中心部の延長線が上記加熱機構と交わる位置の高さよりも低くなる場合、該高さの差は、１０～５００ｍｍであることが好ましく、５０～４００ｍｍであることがより好ましく、８０～３００ｍｍであることが更に好ましい。これにより、内壁面上に形成されたスケーリングを精製装置の稼働中常に溶液で洗い流すことができる。
　また、ノズル１２、ノズル１２ａのような複数のノズルに対して１以上の加熱機構を設置してもよいし、あるいは複数のノズルそれぞれに対して１以上の加熱機構を設置してもよい。
　また、スラリーを供給するためのノズル及び溶液を供給するためのノズルは、上側から見た水平距離でみたときに近くに位置していることが好ましい。当該水平距離は、好ましくは５～２５００ｍｍ、より好ましくは１０～１５００ｍｍ、更に好ましくは１５～９００ｍｍである。なお、当該水平距離は、それぞれのノズルの中心を基準として、上側から見た距離（水平成分の距離）をいう。これにより、スラリーの飛散、内壁面への結晶の付着、これを核として結晶が成長することを防止することができるだけでなく、スラリーが飛散して内壁面にスケールが付着したとしても、スラリーが飛散して内壁面に付着したスケールを軽微なうちに洗い流すことができる。
（本発明の精製装置）
　本発明は、本発明の槽を含んで構成される精製装置でもある。
　本発明の精製装置が、上記晶析槽を含む場合、本発明の精製装置は、１つ又は複数の晶析槽を有することができる。本発明の精製装置が複数の晶析槽（１～Ｎ番の晶析槽）を有する場合、これら複数の晶析槽は、直列に接続されていることが好ましい。この場合、本発明の精製装置は、通常、所望により固液分離装置を介して、晶析槽から晶析槽へと化合物の結晶を含むスラリーを送液するためのラインを有する。また、この場合、本発明の精製装置は、少なくとも１つの晶析槽に、化合物を含む被精製液を供給するためのラインを有する。また、本発明の精製装置が、更に熟成槽を含む場合、本発明の精製装置は、少なくともＮ番目の晶析槽に、化合物の結晶を含むスラリーを上記熟成槽に供給するためのラインを有することが好ましい。
　本発明の精製装置が上述したように複数の槽を有する場合、いずれか１つの槽が本発明の槽であればよいが、すべての槽が本発明の槽であることが好ましい。
　本発明の精製装置は、連続式の精製工程を行うことができるものであることが好ましく、例えば、本発明の槽の後段としての洗浄カラム（好ましくは、結晶を強制的に搬送する洗浄カラム）を更に含むものとすることができる。
　本発明の精製装置が、上記洗浄カラムを更に含む場合、本発明の精製装置は、化合物の結晶を含むスラリーを、本発明の精製装置が含む槽（例えば、本発明の精製装置が直列に接続された複数の槽を含む場合は、その最後の槽）から上記洗浄カラムに供給するためのラインを有することが好ましい。
　本発明の精製装置は、更に、上記洗浄カラムから製品を搬出するためのラインを有することが好ましい。
　本発明の精製装置は、更に、母液を、後段側の槽又は装置から、前段側の槽又は装置に返送するためのラインを有していても構わない。
　また本発明の精製装置は、上記スラリーの送液量や、上記母液の返送量を制御する機構を更に含んでいてもよい。該制御機構としては、例えば、各種ラインに取り付けたバルブ等が挙げられる。
　本発明の精製装置は、その他の精製装置に一般的に用いられる装置を適宜含んでいてもよい。
（本発明の化合物の製造方法）
　本発明は、化合物の製造方法であって、該製造方法は、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、槽の内壁面に当てて槽内に供給する工程、及び、該内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱する工程を含み、該槽は、化合物の結晶を含むスラリーを生成する晶析槽及び／又は槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できる熟成槽であることを特徴とする化合物の製造方法でもある。
　本発明の化合物の製造方法において、上記槽内に供給する工程、及び、上記加熱する工程は、基本的には精製対象に対してこの順で行われるものである。以下では、上記槽内に供給する工程、上記加熱する工程について順に説明し、次いで、その他の工程について説明する。なお、連続式の精製工程では、通常、精製装置全体として見たときに各工程が同時に行われることになる。
　本明細書中、「化合物」は、本発明の製造方法で得られる化合物をいい、本発明の製造方法における原料や副生成物、溶媒を言うものではない。「化合物」は、「目的化合物」又は「目的物」と言い換えることができる。本明細書中、「不純物」は、「化合物」以外の成分、例えば、原料や副生成物、溶媒を言う。
＜化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、槽の内壁面に当てて槽内に供給する工程＞
　上記槽内に供給する工程において、溶液又はスラリーを、槽の内壁面に当てて槽内に供給する。なお、スラリーを当てる部分は、後述するように、加熱する工程で加熱されている。該スラリーは、化合物の結晶と母液の懸濁液であり、言い換えると、槽に供給する化合物の結晶を含むスラリーの液部分が母液である。なお、該結晶を含むスラリーは、化合物含有溶液（例えば、粗（メタ）アクリル酸水溶液又は粗（メタ）アクリル酸溶液）において結晶を生成させて得ることができるが、当該化合物含有溶液は、自ら調製したものであってもよく、他所から調達したものであってもよい。なお、ここで言う化合物含有溶液には、粗製化合物も含まれる。
　上記槽内に供給する工程では、溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、熟成槽の天板付近から熟成槽に供給することが好ましい。例えば、溶液又はスラリーを、熟成槽の天板に設けられたノズルを介して槽内に供給することが好ましい。
　上記槽内に供給する工程では、例えば上述したノズルを用いて、溶液又はスラリーを、槽の内壁面に当てて槽内に供給することができる。
　上記槽内に供給する工程において、溶液又はスラリーの供給速度は、特に限定されないが、工業的規模の熟成槽においては、ノズル１本当たり、例えば０．２×１０３～４．０×１０５ｋｇ／ｈである。
　上記槽内に供給する工程において、溶液又はスラリーの供給温度は、上記化合物の融点等に応じて適宜設定することができるが、例えば０～８０℃の範囲内で適宜調整することができる。
　例えば上記化合物が（メタ）アクリル酸である場合は、溶液又はスラリーの供給温度は、５～１３℃であることが好ましく、６～１２℃であることがより好ましい。
　上記溶液又はスラリーの供給温度は、上記槽内に供給される直前の結晶を含む溶液又はスラリー（例えば、溶液又はスラリーを熟成槽に供給するノズル内の、溶液又はスラリー）中の母液の温度である。
　上記槽内に供給される溶液は、上記化合物を含む。上記溶液としては、上記化合物、上記化合物の水溶液等が挙げられる。なお、上記溶液は、通常、上記化合物、水以外の不純物を含むものである。
　本発明の化合物の製造方法において、上記槽内に供給される溶液は、上記化合物の純度（質量割合）が９９質量％以下であることが好ましい。
　上記溶液中の化合物の質量割合は、８０質量％以上であることが好ましい。
　上記槽内に供給される結晶を含むスラリー中、結晶の質量割合は、より安定して製品を得る観点からは、２５質量％以上であることが好ましく、３０質量％以上であることがより好ましく、３５質量％以上であることが更に好ましい。
　上記結晶の質量割合は、スラリーの流動性を優れたものとし、配管閉塞のリスクをより一層小さいものとする観点からは、５５質量％以下であることが好ましく、５０質量％以下であることがより好ましく、４５質量％以下であることが更に好ましい。
　上記熟成槽に供給される結晶を含むスラリーは、例えば、固液分離装置にて濃縮したものを用いることができる。
　なお、本明細書中、単に「槽内に供給される結晶を含むスラリー」と言う場合、当該熟成槽に供給される結晶を含むスラリーとは、熟成槽に供給される直前の結晶を含むスラリーをいい、例えば、結晶を含むスラリーを熟成槽に供給するためのパイプ又はノズル内の結晶を含むスラリーを言う。
　上記槽内に供給される結晶を含むスラリーは、その母液中に上記化合物を含むことが好ましい。上記母液としては、上記化合物、上記化合物の水溶液等が挙げられる。なお、上記母液は、通常、上記化合物、水以外の不純物を含むものである。
　本発明の化合物の製造方法において、上記槽内に供給される結晶を含むスラリーは、その母液中の上記化合物の純度（質量割合）が９９質量％以下であることが好ましい。
　上記母液中の化合物の質量割合は、８０質量％以上であることが好ましい。
　本発明の製造方法において、上記化合物は、反応性の二重結合を有する易重合性化合物であることが好ましい。
　中でも、本発明の製造方法において、上記化合物は、不飽和カルボン酸であることがより好ましく、（メタ）アクリル酸であることが更に好ましく、アクリル酸であることが特に好ましい。本明細書中、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸及び／又はメタクリル酸である。
　なお、上記槽内は、加圧下で運転されてもよく、常圧下で運転されてもよく、減圧下で運転されてもよい。
　上記槽内に供給する工程は、断続的なものであってもよいが、上記槽の使用中、基本的に継続して行われるものであることが好ましい。
＜内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱する工程＞
　上記加熱する工程において、内壁面における、溶液又はスラリーを当てる部分を加熱する。
　上記加熱する工程は、例えば上述した加熱機構（好ましくは、ジャケット式の加熱機構）を用いて好適におこなうことができる。
　上記加熱する温度は、内壁面に結晶が付着するのを防ぐ観点から適宜設定することができ、概ね化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーの温度に対して＋３～＋１００℃の範囲内で適宜調整することができ、好ましくは＋７～＋８０℃の範囲内、更に好ましくは＋１２～＋６０℃の範囲内で調整できる。
　例えば上記化合物が（メタ）アクリル酸である場合は、加熱する温度は、１７～１００℃であることが好ましく、２０～８０℃であることがより好ましく、２５～６０℃であることが更に好ましい。
　上記加熱する温度は、スラリーを当てる部分の外壁面を温度計により測定してもよいし、加熱機構がジャケット式の場合は熱媒の温度を測定してもよい。
　上記加熱する工程は、断続的なものであってもよいが、上記槽の使用中、基本的に継続して行われるものであることが好ましい。
　上記加熱機構は、通常、槽内の液面よりも上側に配置される。
＜洗浄カラムに供給する工程＞
　本発明の製造方法は、化合物の結晶を含むスラリーを、槽（例えば、本発明の精製装置が直列に接続された複数の槽を含む場合は、その最後の槽）から抜き出し、該化合物の結晶を含むスラリーを、洗浄カラムに供給する工程を更に含んでいてもよい。
　上記洗浄カラムに供給する工程では、先ず、化合物の結晶を含むスラリーを、槽から抜き出す。化合物の結晶を含むスラリーは、槽の底面付近から抜き出すことが好ましい。
　次いで、抜き出した化合物の結晶を含むスラリーが、洗浄カラムに供給される。
　上記洗浄カラムに供給する工程において、化合物の結晶を含むスラリーを、洗浄カラムの天板又は天板付近から洗浄カラムに供給することが好ましい。例えば、化合物の結晶を含むスラリーを、洗浄カラムの天板に設けられたノズルを介して洗浄カラムに供給することが好ましい。
　上記洗浄カラムに供給する工程は、遠心ポンプ、ダイヤフラムポンプ、ロータリーポンプ等のポンプを用いて好適に行うことができる。
　上記洗浄カラムに供給される結晶を含むスラリー中、結晶の質量割合は、１質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましく、５質量％以上であることが更に好ましく、１０質量％以上であることが特に好ましい。
　上記結晶の質量割合は、５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましく、３０質量％以下であることが更に好ましく、２０質量％以下であることが特に好ましい。
　なお、本明細書中、単に「洗浄カラムに供給される結晶を含むスラリー」という場合、当該洗浄カラムに供給される結晶を含むスラリーとは、洗浄カラムに供給される直前の結晶を含むスラリーをいい、例えば、結晶を含むスラリーを洗浄カラムに供給するパイプ又はノズル内の結晶を含むスラリーをいう。
　上記洗浄カラムに供給される結晶を含むスラリーは、上記熟成槽に供給される結晶を含むスラリーと同様に、その母液中に上記化合物を含むことが好ましい。上記母液としては、上記化合物、上記化合物の水溶液等が挙げられる。なお、上記母液は、通常、上記化合物、水以外の不純物を含むものである。
　上記母液中の、化合物の純度、水の質量割合、化合物、水以外の不純物の質量割合の好ましい範囲は、後述する流す工程における母液中の化合物の純度、水の質量割合、化合物、水以外の不純物の質量割合の好ましい範囲と同様である。
　上記洗浄カラムに供給する工程において、結晶を含むスラリーの供給速度は、特に限定されないが、工業的規模の洗浄カラムにおいては、例えば０．２×１０３～４．０×１０５ｋｇ／ｈである。
　上記洗浄カラムに供給する工程において、結晶を含むスラリーの供給温度は、上記化合物の融点等に応じて適宜設定することができるが、例えば０～８０℃の範囲内で適宜調整することができる。
　例えば上記化合物が（メタ）アクリル酸である場合は、結晶を含むスラリーの供給温度は、５～１３℃であることが好ましく、６～１２℃であることがより好ましい。
　上記結晶を含むスラリーの供給温度は、上記洗浄カラムに供給される直前の結晶を含むスラリー（例えば、結晶を含むスラリーを洗浄カラムに供給するパイプ又はノズル内の、結晶を含むスラリー）中の母液の温度である。
＜熟成槽内で撹拌する工程＞
　本発明の製造方法は、化合物の結晶を含むスラリーを、熟成槽内で撹拌する工程を含んでいても良い。
　上記撹拌する工程では、通常、熟成槽が備える撹拌機を用いて結晶を含むスラリーを撹拌する。
　上記撹拌する工程において、撹拌機の回転数は、５～５００ｒｐｍの範囲内であることが好ましく、１０～３００ｒｐｍの範囲内であることがより好ましい。
　撹拌は、断続的なものであってもよいが、上記熟成槽の使用中、基本的に継続して行われるものであることが好ましい。
＜熟成槽から母液を抜き出す工程＞
　本発明の製造方法は、熟成槽の上澄部の母液を抜き出す工程を含んでいてもよい。
　抜き出した母液は、リサイクルして再利用することができる。抜き出した母液を、例えば前段の晶析槽に供給して再利用することで、上記化合物の品質を更に向上することができる。
　上記母液を抜き出す工程は、ポンプ等を用いて行っても構わない。
＜結晶を含むスラリーを得る工程＞
　本発明の製造方法は、化合物含有溶液から化合物の結晶を含むスラリーを得る工程を更に含むことが好ましい。
　化合物含有溶液は、粗（メタ）アクリル酸水溶液又は粗（メタ）アクリル酸溶液であることが好ましい。粗（メタ）アクリル酸水溶液は、（メタ）アクリル酸が水に溶解した溶液であって、（メタ）アクリル酸製造時の副生成物等の不純物を含むものをいう。粗（メタ）アクリル酸溶液は、（メタ）アクリル酸からなる溶液であって、（メタ）アクリル酸製造時の副生成物等の不純物を含むものをいう。これらは例えば、プロピレン、イソブチレンの気相酸化反応により得られた反応生成物である化合物のガスを、吸収塔で捕集および必要に応じて蒸留して得ることができるが、自ら合成して得たものに限定されず、他所から調達されたものであってもよい。粗（メタ）アクリル酸水溶液又は粗（メタ）アクリル酸溶液に対して、例えば上述した晶析槽を用いて冷却を行い、（メタ）アクリル酸の結晶を含むスラリーを得ることができる。
　なお、上記不純物としては、例えば、プロピオン酸、酢酸、マレイン酸、安息香酸、アクリル酸ダイマー等の酸類、アクロレイン、フルフラール、ホルムアルデヒド、グリオキサール等のアルデヒド類、アセトン、プロトアネモニン等が挙げられる。その他、トルエン、メチルイソブチルケトン等の溶媒が含まれていることがある。
　本発明の製造方法により、化合物含有溶液に含まれる不純物を充分に除去することができる。
＜化合物含有溶液を得る工程＞
　本発明の製造方法において、上記製造方法は、原料から化合物含有溶液を得る工程を更に含むことが好ましい。
　上記化合物含有溶液を得る工程については、化合物含有溶液が得られる限り特に限定されないが、上記化合物が（メタ）アクリル酸である場合、例えば、特開２００７－１８２４３７号公報（特許文献１）に記載のアクリル酸の合成工程、アクリル酸の捕集工程等により好適に行うことができる。
　本発明の化合物の製造方法において、上記（メタ）アクリル酸は、プロパン、プロピレン、アクロレイン、イソブテン、メタクロレイン、酢酸、乳酸、イソプロパノール、１，３－プロパンジオール、グリセロール及び３－ヒドロキシプロピオン酸からなる群より選択される少なくとも１種を原料とすることが好ましい。また上記（メタ）アクリル酸及び／又は原料は、再生可能な原料から誘導され、バイオベースの（メタ）アクリル酸を生成してもよい。
　なお、上記化合物含有溶液を得る工程では、基本的に、副生成物等の不純物が生じる。例えば、上記化合物が（メタ）アクリル酸である場合、水やプロピオン酸、酢酸、マレイン酸、安息香酸、アクリル酸ダイマー等の酸類、アクロレイン、フルフラール、ホルムアルデヒド、グリオキサール等のアルデヒド類、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、プロトアネモニン等が不純物として生じるが、本発明の製造方法に係る熟成槽による精製等により、不純物の分離効率を優れたものとして、製品を効率よく得ることができる。
（化合物の精製方法）
　本発明はまた、化合物の精製方法であって、該精製方法は、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、槽の内壁面に当てて槽内に供給する工程、及び、該内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱する工程を含み、該槽は、化合物の結晶を含むスラリーを生成する晶析槽及び／又は槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できる熟成槽であることを特徴とする化合物の精製方法でもある。
　本発明の精製方法により、安定して化合物を精製することができる。
　本発明の精製方法における好ましい形態は、上述した本発明の製造方法における好ましい形態と同様である。
　以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記の実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
　なお、以下ことわりのない場合、「％」は「質量％」を、「部」は「質量部」をそれぞれ示すものとする。
＜実施例１＞
（アクリル酸水溶液の入手方法）
　国際公開第２０１０／０３２６６５号に記載の方法に従って、プロピレンを接触気相酸化してアクリル酸含有ガスを得、得られたアクリル酸含有ガスを吸収塔で処理することにより、アクリル酸水溶液を得た。
（供給スラリーの入手方法）
　晶析槽に、アクリル酸水溶液を供給した。晶析槽の周壁に備えられたジャケットに冷媒を供給し、間接的に冷却することによって、晶析槽の内面に付着した結晶を、晶析槽の内部に備えられたスクレーパーで掻き取り、結晶を含むスラリー（供給スラリー）を調製した。
（精製装置・精製条件）
　精製装置として、前段としての上記晶析槽、及び、熟成槽を含むものを用いた。熟成槽は、以下の設備を備える。
　溶液又は結晶を含むスラリーを槽の内壁面に当てて槽内に供給するためのノズル（溶液供給ノズル及びスラリー供給ノズル）（各１つ：いずれも熟成槽の天板を垂直方向に貫通し、熟成槽内に曲部を有し、先端部がタンク内壁面に向かって配置される。先端部は、水平方向に対して４５°下向きである。内径：８０ｍｍ、内壁面との距離：５０ｍｍ。ノズル先端の形状は、先端面（ノズルの孔及びその周縁部で構成される面）がタンク内壁面に対して平行となる形状である。スラリーの供給温度：８℃、溶液の供給温度：１０℃）
　内壁面における、溶液又は結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱するための加熱機構（加熱温度：３２℃、加熱流体：水、縦の長さ：５００ｍｍ、横の長さ：２６００ｍｍ、形状：矩形状、上記スラリー供給ノズル先端部及び上記溶液供給ノズル先端部それぞれの孔の中心部の延長線上が、加熱機構の下から２００ｍｍに位置し、いずれも加熱機構の左右から１３００ｍｍに位置する。上から見たときの、スラリー供給ノズル先端部からのスラリーの排出方向と、溶液供給ノズル先端部からの溶液の排出方向が異なる。ジャケット幅〔熱媒が流れる部分の空間の幅〕：２５ｍｍ）
　上記熟成槽を稼働し、槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持し、結晶を成長させた。内壁面における結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱し、結晶を含むスラリーを内壁面に沿わせることで、スラリーの飛散と結晶が内壁面に付着し核となって成長して粗大結晶に成長することを充分に抑えることができ、安定して製品を得ることができた。
＜実施例２＞
　上記熟成槽において、溶液供給ノズル先端部からの溶液の排出方向をスラリー供給ノズル先端部からのスラリーの排出方向と同じとし、溶液供給ノズル先端部の孔の中心部の延長線上が、加熱機構の下から３００ｍｍに位置するようにした以外は、実施例１と同様にして、熟成槽を稼働し、槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持し、結晶を成長させた。実施例１における効果に加え、内壁面上に形成されたスケーリングを精製装置の稼働中、常に溶液で上から洗い流すことができるため、スケーリングの発生を抑えることができ、安定して製品を得ることができた。
＜比較例１＞
　加熱機構を用いなかった以外は、実施例１と同様に熟成槽を稼働した。その結果、タンク内壁面に結晶核が生成し、スケーリングが発生した。
　１：槽
　３：撹拌機
　１１、１１ａ：溶液又はスラリー
　１２、１２ａ：ノズル
　１３：加熱機構

 

Claims (8)

  1. 　精製装置に用いられる槽であって、
    　該槽は、化合物の結晶を含むスラリーを生成する晶析槽及び／又は槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できる熟成槽であり、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、該槽の内壁面に当てて槽内に供給するためのノズル、及び、該内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱するための加熱機構を備えることを特徴とする槽。
  2. 　前記加熱機構は、ジャケット式の加熱機構であることを特徴とする請求項１に記載の槽。
  3. 　前記ジャケット式の加熱機構は、槽の壁面上における縦の長さ及び横の長さが、それぞれ、前記ノズルの内径に対して１倍以上であることを特徴とする請求項２に記載の槽。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の槽を含んで構成されることを特徴とする精製装置。
  5. 　化合物の製造方法であって、
    　該製造方法は、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、槽の内壁面に当てて槽内に供給する工程、及び、
    　該内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱する工程を含み、
    　該槽は、化合物の結晶を含むスラリーを生成する晶析槽及び／又は槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できる熟成槽であることを特徴とする化合物の製造方法。
  6. 　前記化合物は、（メタ）アクリル酸であることを特徴とする請求項５に記載の化合物の製造方法。
  7. 　前記（メタ）アクリル酸は、プロパン、プロピレン、アクロレイン、イソブテン、メタクロレイン、酢酸、乳酸、イソプロパノール、１，３－プロパンジオール、グリセロール及び３－ヒドロキシプロピオン酸からなる群より選択される少なくとも１種を原料とすることを特徴とする請求項６に記載の化合物の製造方法。
  8. 　化合物の精製方法であって、
    　該精製方法は、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを、槽の内壁面に当てて槽内に供給する工程、及び、
    　該内壁面における、化合物含有溶液又は化合物の結晶を含むスラリーを当てる部分を加熱する工程を含み、
    　該槽は、化合物の結晶を含むスラリーを生成する晶析槽及び／又は槽内で化合物の結晶を懸濁状態で保持できる熟成槽であることを特徴とする化合物の精製方法。
     
     

     
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