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JP7591359B2 - Method for producing easily polymerizable compound - Google Patents

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JP7591359B2 JP2020098798A JP2020098798A JP7591359B2 JP 7591359 B2 JP7591359 B2 JP 7591359B2 JP 2020098798 A JP2020098798 A JP 2020098798A JP 2020098798 A JP2020098798 A JP 2020098798A JP 7591359 B2 JP7591359 B2 JP 7591359B2
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Description

本発明は(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸エステルなどの易重合性化合物を蒸留により精製を行う工程を含む易重合性化合物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing an easily polymerizable compound, including a step of purifying an easily polymerizable compound such as (meth)acrylic acid or a (meth)acrylic acid ester by distillation.

従来、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸エステルなどの易重合性化合物を蒸留塔などの気化分離塔を用いて精製する方法が知られている。気化分離塔には、塔底液の少なくとも一部を抜き出してリボイラーにて加熱して気化分離塔に戻す循環路が設けられる場合がある。易重合性物質は重合しやすく、その製造工程において重合が発生して装置の停止を余儀なくされることがあり、その重合防止対策が様々検討されている。 Conventionally, a method for purifying easily polymerizable compounds such as (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid esters using a vaporization separation tower such as a distillation tower is known. The vaporization separation tower may be provided with a circulation path for extracting at least a portion of the bottom liquid, heating it in a reboiler, and returning it to the vaporization separation tower. Easily polymerizable substances are prone to polymerization, and polymerization may occur during the production process, forcing the equipment to be shut down. Various measures to prevent polymerization are being investigated.

例えば特許文献1には、リボイラーを備えてなる蒸留塔を用いて易重合性化合物または易重合性化合物含有液を蒸留するに当り、所定の寸法を有するリボイラーを用い、蒸留塔内の液面を所定の範囲内に維持する易重合性化合物または易重合性化合物含有液の蒸留方法が開示されている。特許文献2には、(メタ)アクリル酸エステルを含むプロセス液流を蒸留塔へ導入して蒸留を行う工程を含む(メタ)アクリル酸エステルを製造する方法であって、蒸留塔が、塔底抜き出しポンプ及び塔底循環ラインを備える反応蒸留塔であり、塔底抜き出しポンプ吐出液を分岐してプロセス液を抜き出し、該抜出液と酸素含有ガスを、スタティックミキサー内で混合して気液混相流とし、該気液混相流を反応蒸留塔の塔底循環ライン又は塔底部液中に供給する(メタ)アクリル酸エステルの製造方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method for distilling an easily polymerizable compound or a liquid containing an easily polymerizable compound, in which a reboiler having a predetermined size is used to distill an easily polymerizable compound or a liquid containing an easily polymerizable compound using a distillation tower equipped with a reboiler, and the liquid level in the distillation tower is maintained within a predetermined range. Patent Document 2 discloses a method for producing a (meth)acrylic ester, which includes a step of introducing a process liquid stream containing a (meth)acrylic ester into a distillation tower and distilling the stream, in which the distillation tower is a reactive distillation tower equipped with a tower bottom withdrawal pump and a tower bottom circulation line, the tower bottom withdrawal pump discharge liquid is branched to withdraw the process liquid, the withdrawn liquid and an oxygen-containing gas are mixed in a static mixer to form a gas-liquid mixed phase flow, and the gas-liquid mixed phase flow is supplied to the tower bottom circulation line or the tower bottom liquid of the reactive distillation tower.

特開2000-239229号公報JP 2000-239229 A 特開2014-162783号公報JP 2014-162783 A

易重合性化合物含有液を気化分離塔を用いて精製する場合、気化分離塔内だけでなく循環路内での易重合性化合物の重合を抑制することも求められる。循環路に設置される加熱部では、気化分離塔の塔底液の少なくとも一部が抜き出された抜出液が加熱されて易重合性化合物の重合反応が進行しやすくなることから、特に重合防止対策が重要となる。 When refining a liquid containing easily polymerizable compounds using a vaporization separation tower, it is necessary to suppress the polymerization of the easily polymerizable compounds not only in the vaporization separation tower but also in the circulation path. In the heating section installed in the circulation path, the extracted liquid, which is at least a portion of the bottom liquid of the vaporization separation tower, is heated, making it easier for the polymerization reaction of the easily polymerizable compounds to proceed, so measures to prevent polymerization are particularly important.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱部を備えた循環路が設けられた気化分離塔を用いて易重合性化合物を精製する工程を含む易重合性化合物の製造方法であって、加熱部での易重合性化合物の重合を抑えることができる易重合性化合物の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a method for producing an easily polymerizable compound, which includes a step of purifying an easily polymerizable compound using a vaporization separation tower provided with a circulation path equipped with a heating section, and which is capable of suppressing polymerization of the easily polymerizable compound in the heating section.

本発明は、以下の発明を含むものである。
[1]易重合性化合物含有液を、蒸留塔および放散塔から選ばれる気化分離塔に導入して減圧下で精製する工程を含む易重合性化合物の製造方法であって、
前記気化分離塔には、塔底液の少なくとも一部を抜き出した抜出液を前記気化分離塔に戻す循環路が設けられ、
前記循環路には、酸素含有ガスを供給する供給口と加熱部を備えたリボイラーとが上流側から順に設けられ、
前記供給口は前記加熱部の入口を基準として高低差が0.5m以上の下方に配置されており、
前記供給口から、前記抜出液に酸素含有ガスを供給することを特徴とする易重合性化合物の製造方法。
[2]前記供給口近傍の抜出液の圧力は、前記塔底液上面の気体圧力よりも30kPa以上高い[1]に記載の易重合性化合物の製造方法。
[3]前記循環路の前記供給口から前記加熱部までの前記抜出液の平均滞留時間が2秒以上である[1]または[2]に記載の易重合性化合物の製造方法。
[4]前記循環路には、前記供給口から前記加熱部までの間に屈曲部が設けられている[1]~[3」のいずれかに記載の易重合性化合物の製造方法。
[5]前記供給口は、前記循環路が略水平方向に延びる水平部に設けられている[1]~[4]のいずれかに記載の易重合性化合物の製造方法。
[6]前記循環路を流れる塔底液の前記水平部における平均滞留時間が0.5秒以上である[5]に記載の易重合性化合物の製造方法。
[7]前記加熱部の上流側の前記循環路と前記加熱部との接続部分に拡幅部が設けられている[1]~[6]のいずれかに記載の易重合性化合物の製造方法。
[8]前記加熱部を備えたリボイラーは、プレート式熱交換器、多管式熱交換器、二重管式熱交換器、コイル式熱交換器、またはスパイラル式熱交換器から構成される[1]~[7]のいずれかに記載の易重合性化合物の製造方法。
[9]前記酸素含有ガスをマイクロバブルとして供給する[1]~[8]のいずれかに記載の易重合性化合物の製造方法。
[10]前記易重合性化合物が、(メタ)アクリル酸または(メタ)アクリル酸エステルである[1]~[9]のいずれかに記載の易重合性化合物の製造方法。
The present invention includes the following inventions.
[1] A method for producing an easily polymerizable compound, comprising a step of introducing an easily polymerizable compound-containing liquid into a vaporization separation column selected from a distillation column and a stripping column and purifying the liquid under reduced pressure,
The vaporization separation tower is provided with a circulation path for returning at least a portion of the bottom liquid extracted from the tower to the vaporization separation tower,
The circulation path is provided with a supply port for supplying an oxygen-containing gas and a reboiler equipped with a heating unit in this order from the upstream side,
The supply port is disposed below the inlet of the heating unit by a height difference of 0.5 m or more,
A method for producing an easily polymerizable compound, comprising: supplying an oxygen-containing gas to the extracted liquid through the supply port.
[2] The method for producing an easily polymerizable compound according to [1], wherein the pressure of the withdrawn liquid in the vicinity of the supply port is 30 kPa or more higher than the gas pressure at the top surface of the column bottom liquid.
[3] The method for producing an easily polymerizable compound according to [1] or [2], wherein an average residence time of the extracted liquid from the supply port of the circulation path to the heating part is 2 seconds or more.
[4] The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of [1] to [3], wherein the circulation path has a bent portion between the supply port and the heating part.
[5] The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of [1] to [4], wherein the supply port is provided in a horizontal portion of the circulation path extending in a substantially horizontal direction.
[6] The method for producing an easily polymerizable compound according to [5], wherein the average residence time in the horizontal portion of the column bottom liquid flowing through the circulation path is 0.5 seconds or more.
[7] The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of [1] to [6], wherein a widening section is provided at a connection section between the circulation path and the heating section on the upstream side of the heating section.
[8] The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of [1] to [7], wherein the reboiler equipped with the heating unit is composed of a plate heat exchanger, a shell-and-tube heat exchanger, a double-tube heat exchanger, a coil heat exchanger, or a spiral heat exchanger.
[9] The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of [1] to [8], wherein the oxygen-containing gas is supplied in the form of microbubbles.
[10] The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of [1] to [9], wherein the easily polymerizable compound is (meth)acrylic acid or a (meth)acrylic acid ester.

本発明の易重合性化合物の製造方法は、気化分離塔を用いて易重合性化合物含有液を減圧下で精製する工程を含み、気化分離塔の抜出液循環路のリボイラーよりも上流側であってリボイラーの加熱部の入口を基準として高低差が0.5m以上の下方の位置に、酸素含有ガスの供給口が設けられているものである。これにより酸素含有ガスをより高圧状態の抜出液に供給することができ、供給した酸素を速やかに抜出液に溶け込ませたり、あるいはより多くの酸素を抜出液に溶け込ませることが可能となる。その結果、循環路内での重合防止効果が高まり、特に重合反応が起こりやすいリボイラーの加熱部における易重合性化合物の重合を抑えることができる。 The method for producing an easily polymerizable compound of the present invention includes a step of purifying an easily polymerizable compound-containing liquid under reduced pressure using a vaporization separation tower, and an oxygen-containing gas supply port is provided upstream of the reboiler in the effluent circulation path of the vaporization separation tower and at a position 0.5 m or more below the inlet of the heating section of the reboiler. This allows the oxygen-containing gas to be supplied to the effluent in a higher pressure state, making it possible to dissolve the supplied oxygen quickly in the effluent or to dissolve more oxygen in the effluent. As a result, the polymerization prevention effect in the circulation path is enhanced, and the polymerization of the easily polymerizable compound can be suppressed, particularly in the heating section of the reboiler where polymerization reactions are likely to occur.

本発明の易重合性化合物の製造方法に用いられる気化分離塔周りのシステムの一例を表す。1 illustrates an example of a system surrounding a vaporization separation tower used in the method for producing an easily polymerizable compound of the present invention. 本発明の易重合性化合物の製造方法に用いられる気化分離塔周りのシステムの他の一例を表す。2 illustrates another example of a system surrounding a vaporization separation tower used in the method for producing an easily polymerizable compound of the present invention.

本発明の易重合性化合物の製造方法は、易重合性化合物含有液を蒸留塔および放散塔から選ばれる気化分離塔に導入して減圧下で精製する工程を含むものである。易重合性化合物含有液を気化分離塔に導入して精製することにより、易重合性化合物含有液から易重合性化合物よりも低沸点および/または高沸点の成分の少なくとも一部が除去され、精製された易重合性化合物を得ることができる。以下、易重合性化合物含有液を気化分離塔に導入して精製する工程を「気化分離工程」と称する。 The method for producing an easily polymerizable compound of the present invention includes a step of introducing an easily polymerizable compound-containing liquid into a vaporization separation tower selected from a distillation tower and a stripping tower and purifying the liquid under reduced pressure. By introducing an easily polymerizable compound-containing liquid into a vaporization separation tower and purifying the liquid, at least a portion of components having a lower boiling point and/or a higher boiling point than the easily polymerizable compound are removed from the easily polymerizable compound-containing liquid, and a purified easily polymerizable compound can be obtained. Hereinafter, the step of introducing an easily polymerizable compound-containing liquid into a vaporization separation tower and purifying the liquid is referred to as the "vaporization separation step."

易重合性化合物としては、気化分離塔で加熱した際に重合しやすい化合物であれば特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸とそのエステル、無水マレイン酸とそのエステル、アクリロニトリル、スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、ジエチレングリコールモノビニルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、代表的な易重合性化合物として、(メタ)アクリル酸とそのエステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。易重合性化合物として、好ましくは、(メタ)アクリル酸、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、ベンジル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートが挙げられる。 The easily polymerizable compound is not particularly limited as long as it is a compound that easily polymerizes when heated in a vaporization separation tower, and examples thereof include (meth)acrylic acid and its esters, maleic anhydride and its esters, acrylonitrile, styrene, divinylbenzene, vinyltoluene, diethylene glycol monovinyl ether, etc. Among these, a representative easily polymerizable compound is (meth)acrylic acid and its esters. Examples of (meth)acrylic acid esters include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, and glycidyl (meth)acrylate. Preferred examples of the easily polymerizable compound include (meth)acrylic acid, butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, and glycidyl (meth)acrylate.

蒸留塔または放散塔の気化分離塔に導入される易重合性化合物含有液は、易重合性化合物の製造プロセスで得られ、易重合性化合物を含有する液であれば特に限定されない。例えば易重合性化合物が(メタ)アクリル酸である場合は、易重合性化合物含有液としては、気化分離工程よりも前段の捕集工程や凝縮工程で得られた(メタ)アクリル酸含有液(具体的には(メタ)アクリル酸含有ガスを液体として回収した(メタ)アクリル酸含有液)、気化分離工程よりも前段の任意の精製工程で得られる(メタ)アクリル酸含有液、気化分離工程よりも後段の任意の精製工程で得られる精製残渣等が挙げられる。これらの任意の精製工程で用いられ得る精製手段としては、晶析、蒸留(分留)、放散、抽出等が挙げられ、これらは複数を組み合わせてもよい。 The easily polymerizable compound-containing liquid introduced into the vaporization separation column of the distillation column or the stripping column is not particularly limited as long as it is obtained in the manufacturing process of the easily polymerizable compound and contains the easily polymerizable compound. For example, when the easily polymerizable compound is (meth)acrylic acid, the easily polymerizable compound-containing liquid may be a (meth)acrylic acid-containing liquid obtained in a collection process or a condensation process prior to the vaporization separation process (specifically, a (meth)acrylic acid-containing liquid obtained by recovering a (meth)acrylic acid-containing gas as a liquid), a (meth)acrylic acid-containing liquid obtained in an arbitrary purification process prior to the vaporization separation process, or a purification residue obtained in an arbitrary purification process subsequent to the vaporization separation process. Examples of purification means that can be used in these arbitrary purification processes include crystallization, distillation (fractional distillation), stripping, extraction, etc., and a combination of a plurality of these may be used.

気化分離工程で気化分離塔に導入される易重合性化合物含有液中の易重合性化合物濃度は特に限定されないが、本発明の効果をより顕著に発揮させることができる点から、易重合性化合物含有液中の易重合性化合物濃度は、例えば50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましく、80質量%以上がさらにより好ましく、90質量%以上が特に好ましい。易重合性化合物含有液中の易重合性化合物濃度の上限は特に限定されないが、例えば97質量%以下である。 The concentration of the easily polymerizable compound in the easily polymerizable compound-containing liquid introduced into the vaporization separation tower in the vaporization separation step is not particularly limited, but in order to more significantly exert the effects of the present invention, the concentration of the easily polymerizable compound in the easily polymerizable compound-containing liquid is, for example, preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. The upper limit of the easily polymerizable compound concentration in the easily polymerizable compound-containing liquid is not particularly limited, but is, for example, 97% by mass or less.

気化分離塔として用いられる蒸留塔や放散塔としては、塔内に棚板(シーブトレイ)が設けられた棚段塔(例えば多孔板塔や泡鐘塔)や塔内に充填物が充填された充填塔などの塔型設備が好適に用いられる。気化分離塔は塔頂部と塔中部と塔底部を有し、気化分離塔を高さ方向に区分したときに、棚段または充填物が設けられた高さ方向の範囲を塔中部と称し、それよりも塔頂側を塔頂部、それよりも塔底側を塔底部と称する。 As a distillation tower or stripping tower used as a vaporization separation tower, a plate tower (for example, a perforated plate tower or a bubble cap tower) with shelves (sieve trays) inside the tower or a packed tower with packing inside the tower is preferably used. A vaporization separation tower has a top, a middle, and a bottom. When a vaporization separation tower is divided in the height direction, the range in the height direction where the shelves or packing are provided is called the middle, the area closer to the top of the tower than that is called the top, and the area closer to the bottom of the tower than that is called the bottom.

気化分離塔への易重合性化合物含有液の導入位置や、気化分離塔から抜き出される精製された易重合性化合物の抜き出し位置は、易重合性化合物含有液の組成や、気化分離塔の種類に応じて、すなわち気化分離塔が蒸留塔である場合と放散塔である場合とで、それぞれ適宜設定すればよい。 The position at which the easily polymerizable compound-containing liquid is introduced into the vaporization separation tower and the position at which the purified easily polymerizable compound is extracted from the vaporization separation tower can be appropriately set depending on the composition of the easily polymerizable compound-containing liquid and the type of vaporization separation tower, i.e., whether the vaporization separation tower is a distillation tower or a stripping tower.

気化分離塔が蒸留塔である場合は、易重合性化合物含有液は、蒸留塔の塔中部から蒸留塔内に導入することが好ましい。蒸留塔から抜き出される精製された易重合性化合物の抜き出し位置は、蒸留塔に導入する易重合性化合物含有液の組成に応じて適宜設定すればよい。例えば、(メタ)アクリル酸含有液を蒸留塔に導入して精製する場合は、次のように精製(メタ)アクリル酸を蒸留塔から抜き出すことが好ましい。蒸留塔が、前段の捕集工程や凝縮工程で得られた(メタ)アクリル酸含有液を蒸留するものである場合は、(メタ)アクリル酸含有液に(メタ)アクリル酸よりも低沸点の成分が多く含まれるため、精製(メタ)アクリル酸は蒸留塔の塔中部および/または塔底部から抜き出すことが好ましい。この場合の精製(メタ)アクリル酸の抜き出し位置は、(メタ)アクリル酸含有液の導入位置よりも塔底側にあることが好ましい。一方、(メタ)アクリル酸含有液がミカエル付加物やマレイン酸などの(メタ)アクリル酸よりも高沸点の成分を多く含む場合は、精製(メタ)アクリル酸は、(メタ)アクリル酸含有液の導入位置よりも塔頂側から抜き出すことが好ましく、塔頂部から抜き出すことがより好ましい。この場合、精製(メタ)アクリル酸は蒸気として抜き出すことが好ましい。 When the vaporization separation tower is a distillation tower, it is preferable to introduce the easily polymerizable compound-containing liquid into the distillation tower from the center of the tower. The extraction position of the purified easily polymerizable compound extracted from the distillation tower may be appropriately set according to the composition of the easily polymerizable compound-containing liquid introduced into the distillation tower. For example, when the (meth)acrylic acid-containing liquid is introduced into the distillation tower for purification, it is preferable to extract the purified (meth)acrylic acid from the distillation tower as follows. When the distillation tower is one that distills the (meth)acrylic acid-containing liquid obtained in the previous collection step or condensation step, since the (meth)acrylic acid-containing liquid contains many components with a lower boiling point than (meth)acrylic acid, it is preferable to extract the purified (meth)acrylic acid from the center and/or bottom of the distillation tower. In this case, the extraction position of the purified (meth)acrylic acid is preferably on the bottom side of the tower from the introduction position of the (meth)acrylic acid-containing liquid. On the other hand, when the (meth)acrylic acid-containing liquid contains a large amount of components with a higher boiling point than (meth)acrylic acid, such as Michael adducts and maleic acid, the purified (meth)acrylic acid is preferably withdrawn from the top of the column relative to the introduction position of the (meth)acrylic acid-containing liquid, and more preferably withdrawn from the top of the column. In this case, the purified (meth)acrylic acid is preferably withdrawn as vapor.

精製(メタ)アクリル酸を塔中部から抜き出す場合は、精製(メタ)アクリル酸を液として抜き出してもよく、蒸気として抜き出してもよい。精製(メタ)アクリル酸を液として塔中部から抜き出すには、例えば棚段塔において、棚段の位置に抜き出し口を設けたり、棚段にチムニーなどを設ければよい。液として抜き出すことで、凝縮などの追加操作を行うことなく次工程に精製(メタ)アクリル酸を供給することができる。精製(メタ)アクリル酸を蒸気として抜き出す場合は、不純物の含有量が比較的少ない精製(メタ)アクリル酸を得やすくなる。蒸留塔内では塔頂から塔底に向かって還流液が流れ落ち、棚段上には還流液の一部が溜まった状態で存在するが、棚段から十分上方の位置に抜き出し口を設けることで、還流液の抜き出しを抑えて、精製(メタ)アクリル酸を蒸気の形態で優先的に抜き出すことが容易になる。 When the purified (meth)acrylic acid is extracted from the middle of the tower, it may be extracted as a liquid or as vapor. In order to extract the purified (meth)acrylic acid as a liquid from the middle of the tower, for example, in a plate tower, an extraction port may be provided at the position of the plate, or a chimney may be provided at the plate. By extracting it as a liquid, the purified (meth)acrylic acid can be supplied to the next process without additional operations such as condensation. When the purified (meth)acrylic acid is extracted as vapor, it becomes easier to obtain purified (meth)acrylic acid with a relatively low impurity content. In the distillation tower, the reflux liquid flows down from the top to the bottom of the tower, and a portion of the reflux liquid remains accumulated on the plate. However, by providing an extraction port at a position sufficiently above the plate, it becomes easier to suppress the extraction of the reflux liquid and preferentially extract the purified (meth)acrylic acid in the form of vapor.

精製(メタ)アクリル酸を塔底部から抜き出す場合は、精製(メタ)アクリル酸は後述する抜出液循環路に精製(メタ)アクリル酸を抜き出すための管路を接続し、当該管路から精製(メタ)アクリル酸を抜き出してもよく、抜出液循環路とは別に精製(メタ)アクリル酸を抜き出すための管路を蒸留塔の塔底部に直接接続してもよい。この場合、精製(メタ)アクリル酸は液として抜き出すことが好ましい。 When the purified (meth)acrylic acid is extracted from the bottom of the column, a line for extracting the purified (meth)acrylic acid may be connected to the effluent circulation line described below, and the purified (meth)acrylic acid may be extracted from the line, or a line for extracting the purified (meth)acrylic acid may be connected directly to the bottom of the distillation column, separate from the effluent circulation line. In this case, it is preferable to extract the purified (meth)acrylic acid as a liquid.

気化分離塔が放散塔である場合は、易重合性化合物含有液を放散塔の塔中部または塔頂部から放散塔内に導入し、塔底部から精製した易重合性化合物を抜き出すことが好ましい。放散塔では、基本的に塔底部から放散用ガスが供給され、易重合性化合物含有液に含まれる低沸点成分が気化分離される。精製した易重合性化合物は放散塔から液として抜き出すことが好ましく、この場合、後述する抜出液循環路に精製した易重合性化合物含有液を抜き出すための管路を設けてもよく、抜出液循環路とは別に精製した易重合性化合物含有液を抜き出すための管路を蒸留塔の塔底部に直接接続してもよい。 When the vaporization separation tower is a stripper tower, it is preferable to introduce the easily polymerizable compound-containing liquid into the stripper tower from the center or top of the stripper tower and extract the purified easily polymerizable compound from the bottom of the tower. In the stripper tower, the stripping gas is basically supplied from the bottom of the tower, and the low boiling point components contained in the easily polymerizable compound-containing liquid are vaporized and separated. It is preferable to extract the purified easily polymerizable compound as a liquid from the stripper tower. In this case, a pipe for extracting the purified easily polymerizable compound-containing liquid may be provided in the extract liquid circulation path described later, or a pipe for extracting the purified easily polymerizable compound-containing liquid may be directly connected to the bottom of the distillation tower, separate from the extract liquid circulation path.

気化分離塔には、塔底部に溜まった塔底液の少なくとも一部を抜き出した抜出液を気化分離塔に戻す抜出液循環路が設けられている。抜出液循環路には、加熱部を備えたリボイラーが設けられている。抜出液循環路は、塔底部から抜き出した抜出液をリボイラーで加熱して気化分離塔に戻すことにより、気化分離塔内の温度を高めるとともにその温度調節を容易にして、気化分離塔内での分離効率を高めるための手段である。従って、これらを達成できる範囲において、気化分離塔と抜出液循環路との接続形式や抜出液循環路の構造は特に限定されない。ただし、上記を達成できない液面計等は本発明では抜出液循環路とは称さない。 The vaporization separation tower is provided with an extract circulation path that returns at least a portion of the bottom liquid accumulated at the bottom of the tower to the vaporization separation tower. The extract circulation path is provided with a reboiler equipped with a heating unit. The extract circulation path is a means for increasing the temperature in the vaporization separation tower and facilitating temperature control by heating the extract liquid extracted from the bottom of the tower in the reboiler and returning it to the vaporization separation tower, thereby increasing the separation efficiency in the vaporization separation tower. Therefore, to the extent that these can be achieved, there are no particular limitations on the connection type between the vaporization separation tower and the extract circulation path and the structure of the extract circulation path. However, in this invention, a liquid level gauge or the like that cannot achieve the above is not referred to as an extract circulation path.

抜出液循環路は、1つの気化分離塔に対して1つの抜出液循環路が設けられてもよく、1つの気化分離塔に対して複数の抜出液循環路が設けられてもよく、複数の気化分離塔に対して1つの抜出液循環路が設けられてもよい。複数の気化分離塔に対して1つの抜出液循環路が設けられる場合、複数の気化分離塔の抜出液を集合させて加熱した後にそれぞれの気化分離塔へ戻すことができる。気化分離塔での分離効率を高めてより精密な制御ができる観点からは、1つの気化分離塔に対して複数の抜出液循環路が設けられることが好ましい。しかしながら、必要される精度が得られるのであれば、1つの気化分離塔に対して1つの抜出液循環路が設けられることが簡便であり好ましい。 The effluent circulation path may be one for one vaporization separation tower, or multiple for one vaporization separation tower, or one for multiple vaporization separation towers. When one effluent circulation path is provided for multiple vaporization separation towers, the effluents from the multiple vaporization separation towers can be collected and heated and then returned to each vaporization separation tower. From the viewpoint of increasing the separation efficiency in the vaporization separation tower and enabling more precise control, it is preferable to provide multiple effluent circulation paths for one vaporization separation tower. However, if the required accuracy can be obtained, it is simple and preferable to provide one effluent circulation path for one vaporization separation tower.

循環路は、塔底部から抜き出した塔底液を塔底部に戻すように設けられることが好ましい。これにより気化分離塔内の温度調節が容易になる。塔底液循環路の塔底部への返送位置は、塔底部からの塔底液の抜き出し位置よりも高い位置にあってもよく、低い位置にあってもよく、同じ高さの位置にあってもよい。なお、以下において、循環路内を流れる抜出液を「循環液」と称する場合がある。 The circulation path is preferably set up so that the bottom liquid extracted from the bottom of the tower is returned to the bottom of the tower. This makes it easier to adjust the temperature inside the vaporization separation tower. The position of the bottom liquid circulation path for returning the liquid to the bottom of the tower may be higher than, lower than, or at the same height as the position at which the bottom liquid is extracted from the bottom of the tower. In the following, the extracted liquid flowing through the circulation path may be referred to as the "circulating liquid".

リボイラーとしては伝熱面を備えた熱交換器を用いることが好ましく、これにより循環液の温度制御が容易になる。この場合、伝熱面がリボイラーの加熱部となる。熱交換器としては公知の熱交換器を用いればよく、例えば、一枚のプレートが配置され、または複数枚のプレートが間隔を隔てて積層され、熱媒存在部と循環液存在部とがプレートを介して交互に配置されたプレート式熱交換器;複数本の管が容器内に配列され、管の内外で熱交換を行う多管式(シェル・アンド・チューブ式)熱交換器;外管の中に内管が配置され、内管の内外で熱交換を行う二重管式熱交換器;一本の管がコイル状に容器内に配置され、管の内外で熱交換を行うコイル式熱交換器;断面が二分された中心管に2枚の伝熱板を渦巻き状に巻き、2つの渦巻き状の流路が形成されたスパイラル式熱交換器等を用いることができる。なお、多管式熱交換器、二重管式熱交換器、コイル式熱交換器、スパイラル式熱交換器で用いられる管の断面形状は特に限定されない。伝熱効率およびメンテンナンスの容易性から、プレート式熱交換器やチューブ内に循環液を流す多管式熱交換器が好ましく、特に後者が好ましい。 As the reboiler, it is preferable to use a heat exchanger with a heat transfer surface, which makes it easier to control the temperature of the circulating liquid. In this case, the heat transfer surface becomes the heating part of the reboiler. As the heat exchanger, any known heat exchanger can be used, and examples of such heat exchangers include a plate type heat exchanger in which one plate is arranged, or multiple plates are stacked at intervals, and the heat medium presence part and the circulating liquid presence part are arranged alternately through the plates; a multi-tube (shell-and-tube) heat exchanger in which multiple tubes are arranged in a container and heat exchange is performed inside and outside the tube; a double-tube heat exchanger in which an inner tube is arranged inside an outer tube and heat exchange is performed inside and outside the inner tube; a coil type heat exchanger in which one tube is arranged in a coil shape in a container and heat exchange is performed inside and outside the tube; and a spiral type heat exchanger in which two heat transfer plates are spirally wound around a central tube whose cross section is divided into two, forming two spiral flow paths. The cross-sectional shape of the tubes used in the multi-tube heat exchanger, double-tube heat exchanger, coil heat exchanger, and spiral heat exchanger is not particularly limited. In terms of heat transfer efficiency and ease of maintenance, plate heat exchangers and multi-tube heat exchangers in which a circulating liquid flows inside the tubes are preferred, with the latter being particularly preferred.

リボイラーの加熱部は、循環液が鉛直方向の下方から上方に向かって流れるように設置されていることが好ましい。後述するように、本発明では、リボイラーの加熱部の入口よりも低い位置に酸素含有ガスの供給口を設けることから、循環液に供給した酸素含有ガスが加熱部に留まったり、加熱部において酸素含有ガスが偏在して流れることを防止するために、加熱部は循環液が鉛直方向の下方から上方に向かって流れるように設置されていることが好ましい。同様の観点から、リボイラーとして熱交換器を用いる場合は、プレート式熱交換器または多管式熱交換器を用いることが好ましい。なお、加熱部の入口とは、リボイラーとして熱交換器を用いる場合は、熱交換器の伝熱面において最も上流に位置する部分を指す。例えば、チューブ内に循環液を流す多管式熱交換器の場合は、上流側の管板面が加熱部の入口に相当する。 The heating section of the reboiler is preferably installed so that the circulating liquid flows vertically from below to above. As described later, in the present invention, since the oxygen-containing gas supply port is provided at a position lower than the inlet of the heating section of the reboiler, in order to prevent the oxygen-containing gas supplied to the circulating liquid from remaining in the heating section or from flowing unevenly in the heating section, the heating section is preferably installed so that the circulating liquid flows vertically from below to above. From the same viewpoint, when a heat exchanger is used as a reboiler, it is preferable to use a plate heat exchanger or a multi-tube heat exchanger. Note that, when a heat exchanger is used as a reboiler, the inlet of the heating section refers to the part located most upstream on the heat transfer surface of the heat exchanger. For example, in the case of a multi-tube heat exchanger in which the circulating liquid flows in the tubes, the upstream tube plate surface corresponds to the inlet of the heating section.

気化分離工程では、易重合性物質の重合を抑制することが望ましい。従って、気化分離塔に導入される易重合性化合物含有液には重合防止剤が含まれている、あるいは気化分離塔において重合防止剤を添加することが好ましい。特に気化分離塔の塔底部では温度が高く重合反応が進行しやすいことから、塔底液に重合防止剤が含まれることが好ましい。 In the vaporization separation step, it is desirable to suppress the polymerization of easily polymerizable substances. Therefore, it is preferable that the liquid containing easily polymerizable compounds introduced into the vaporization separation tower contains a polymerization inhibitor, or that a polymerization inhibitor is added to the vaporization separation tower. In particular, since the temperature is high at the bottom of the vaporization separation tower and polymerization reactions tend to proceed easily there, it is preferable that the bottom liquid contains a polymerization inhibitor.

重合防止剤としては、従来公知の重合防止剤を用いることができ、例えば、ハイドロキノン、メトキノン(p-メトキシフェノール)等のキノン類;フェノチアジン、ビス-(α-メチルベンジル)フェノチアジン、3,7-ジオクチルフェノチアジン、ビス-(α-ジメチルベンジル)フェノチアジン等のフェノチアジン類;2,2,6,6-テトラメチルピペリジノオキシル、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジノオキシル、4,4’,4”-トリス-(2,2,6,6-テトラメチルピペリジノオキシル)フォスファイト等のN-オキシル化合物;ジアルキルジチオカルバミン酸銅、酢酸銅、ナフテン酸銅、アクリル酸銅、硫酸銅、硝酸銅、塩化銅等の銅塩化合物;ジアルキルジチオカルバミン酸マンガン、ジフェニルジチオカルバミン酸マンガン、ギ酸マンガン、酢酸マンガン、オクタン酸マンガン、ナフテン酸マンガン等のマンガン塩化合物;N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンやその塩、p-ニトロソフェノール、N-ニトロソジフェニルアミンやその塩等のニトロソ化合物等が挙げられる。これらの重合防止剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、重合防止剤として、少なくともキノン類を用いることが好ましい。 As the polymerization inhibitor, a conventionally known polymerization inhibitor can be used, for example, quinones such as hydroquinone and methoquinone (p-methoxyphenol); phenothiazines such as phenothiazine, bis-(α-methylbenzyl)phenothiazine, 3,7-dioctylphenothiazine, and bis-(α-dimethylbenzyl)phenothiazine; N-oxyl compounds such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxyl, and 4,4',4"-tris-(2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxyl)phosphite; dialkyldithiocarbamate; Examples of the polymerization inhibitor include copper salt compounds such as copper carbamate, copper acetate, copper naphthenate, copper acrylate, copper sulfate, copper nitrate, and copper chloride; manganese salt compounds such as manganese dialkyldithiocarbamate, manganese diphenyldithiocarbamate, manganese formate, manganese acetate, manganese octanoate, and manganese naphthenate; and nitroso compounds such as N-nitrosophenylhydroxylamine and its salts, p-nitrosophenol, and N-nitrosodiphenylamine and its salts. These polymerization inhibitors may be used alone or in combination of two or more. Of these, it is preferable to use at least quinones as the polymerization inhibitor.

塔底液中の重合防止剤濃度は適宜設定すればよいが、気化分離塔での重合防止効果が適切に発揮されるようにする点から、例えば1質量ppm以上が好ましく、10質量ppm以上がより好ましく、100質量ppm以上がさらに好ましく、1000質量ppm以上が特に好ましい。塔底液中の重合防止剤濃度の上限は特に限定されないが、重合防止剤の添加量を低減する点から、50000質量ppm以下が好ましく、10000質量ppm以下がより好ましく、5000質量ppm以下がさらに好ましく、2000質量ppm以下が特に好ましい。 The concentration of the polymerization inhibitor in the bottom liquid may be set as appropriate, but in order to ensure that the polymerization inhibitor effect in the vaporization separation tower is properly exerted, it is preferably, for example, 1 ppm by mass or more, more preferably 10 ppm by mass or more, even more preferably 100 ppm by mass or more, and particularly preferably 1000 ppm by mass or more. There is no particular upper limit to the concentration of the polymerization inhibitor in the bottom liquid, but in order to reduce the amount of polymerization inhibitor added, it is preferably 50,000 ppm by mass or less, more preferably 10,000 ppm by mass or less, even more preferably 5,000 ppm by mass or less, and particularly preferably 2,000 ppm by mass or less.

気化分離塔では、易重合性化合物の重合を抑制する点から、気化分離をできるだけ低い温度で行うことが好ましい。従って、本発明では、気化分離塔内の圧力を大気圧よりも低く設定している。気化分離塔において分離精製が好適に行われるようにするために、塔底部圧力>塔中部圧力>塔頂部圧力となるように気化分離塔内の圧力を制御することが好ましい。 In the vaporization separation tower, it is preferable to carry out vaporization separation at the lowest possible temperature in order to suppress the polymerization of easily polymerizable compounds. Therefore, in the present invention, the pressure inside the vaporization separation tower is set lower than atmospheric pressure. In order to ensure that separation and purification are carried out appropriately in the vaporization separation tower, it is preferable to control the pressure inside the vaporization separation tower so that the pressure at the bottom of the tower > the pressure in the middle of the tower > the pressure at the top of the tower.

ところで、気化分離塔では塔底側ほど温度が高くなる傾向を示し、特に抜出液循環路のリボイラーでは、抜出液が加熱されて易重合性化合物の重合反応が進行しやすくなることから、抜出液循環路のリボイラーでは易重合性化合物の重合防止対策が重要となる。リボイラーの加熱部で易重合性化合物の重合反応が進行すると、加熱部に重合物が付着・堆積し、加熱部での流路の閉塞が起こりうる。 In a vaporization separation tower, the temperature tends to be higher toward the bottom of the tower, and in the reboiler of the effluent circulation path in particular, the effluent is heated, which makes it easier for the polymerization reaction of easily polymerizable compounds to proceed, so measures to prevent the polymerization of easily polymerizable compounds are important in the reboiler of the effluent circulation path. If the polymerization reaction of easily polymerizable compounds proceeds in the heating section of the reboiler, the polymers will adhere and accumulate on the heating section, which can cause blockage of the flow path in the heating section.

そこで、当該循環路のリボイラーよりも上流側に酸素含有ガスを供給する供給口を設け、当該供給口から循環路内を流れる抜出液(循環液)に酸素含有ガスを供給する。これにより、循環路内での重合防止効果が高まり、特に重合反応が起こりやすいリボイラーの加熱部における易重合性化合物の重合を抑えることができる。酸素含有ガスとしては、純酸素ガス、空気、窒素と酸素と空気を混合し任意の酸素濃度としたガス、プロセス廃ガス等を用いることができる。 Therefore, a supply port for supplying oxygen-containing gas is provided upstream of the reboiler in the circulation path, and the oxygen-containing gas is supplied from the supply port to the extracted liquid (circulating liquid) flowing in the circulation path. This enhances the polymerization prevention effect in the circulation path, and makes it possible to suppress polymerization of easily polymerizable compounds in the heating section of the reboiler, where polymerization reactions are particularly likely to occur. As the oxygen-containing gas, pure oxygen gas, air, a gas with an arbitrary oxygen concentration obtained by mixing nitrogen, oxygen, and air, process waste gas, etc. can be used.

上記のように循環液に酸素含有ガスを供給してリボイラー加熱部での重合を抑制する場合、酸素含有ガスが循環液に供給されてリボイラーの加熱部に至るまでに、供給された酸素が循環液にできるだけ多く溶け込むことが望ましい。そのためには、酸素含有ガスをできるだけ高い圧力下で循環液に供給することが望ましい。一方、気化分離塔内で易重合性化合物の重合を抑制する観点からは、気化分離に要する温度を低く設定できるようにすることが望ましく、そのために気化分離塔では減圧下で易重合性化合物の精製が行われる。しかしこの場合、気化分離塔の塔底液は重合防止効果のある酸素の含有量が非常に少なくなり、リボイラー加熱部での重合が起こりやすくなる。すなわち、気化分離塔の塔底液上面の気体圧力が常圧未満となるため、塔底液に溶解する気体の飽和濃度が低くなる。 When supplying oxygen-containing gas to the circulating liquid as described above to suppress polymerization in the reboiler heating section, it is desirable that as much of the oxygen as possible dissolves in the circulating liquid before the oxygen-containing gas is supplied to the circulating liquid and reaches the reboiler heating section. To achieve this, it is desirable to supply the oxygen-containing gas to the circulating liquid under as high a pressure as possible. On the other hand, from the viewpoint of suppressing polymerization of easily polymerizable compounds in the vaporization separation tower, it is desirable to be able to set the temperature required for vaporization separation low, and for this reason, the vaporization separation tower refines easily polymerizable compounds under reduced pressure. However, in this case, the bottom liquid of the vaporization separation tower contains very little oxygen, which has a polymerization-inhibiting effect, and polymerization is more likely to occur in the reboiler heating section. In other words, the gas pressure on the top surface of the bottom liquid of the vaporization separation tower is less than normal pressure, so the saturated concentration of gas dissolved in the bottom liquid is low.

そこで本発明では、リボイラーの上流側の循環液中の酸素飽和濃度が高くなる液圧力の高い箇所において、酸素含有ガスを供給するようにしている。具体的には、酸素含有ガスの供給口をリボイラーの加熱部の入口を基準として高低差が0.5m以上下方に位置する循環路に設けており、これによってより多くの酸素を循環液に溶解させるようにしている。これについて、図面を参照して説明する。 In this invention, therefore, oxygen-containing gas is supplied at a location of high liquid pressure upstream of the reboiler where the oxygen saturation concentration in the circulating liquid is high. Specifically, the supply port for the oxygen-containing gas is provided in a circulation path located at a height difference of 0.5 m or more below the inlet of the heating section of the reboiler, thereby dissolving more oxygen into the circulating liquid. This will be explained with reference to the drawings.

図1および図2には、気化分離塔周りのシステム概略図を示した。気化分離塔1には、塔底液3の少なくとも一部を抜き出して気化分離塔1に戻す循環路2が設けられ、循環路2には、加熱部5を備えたリボイラー4が設けられているとともに、加熱部5よりも上流側かつ下方に酸素含有ガスを供給する供給口7が設けられている。気化分離塔1では、塔底液上面の気体圧力を常圧未満としており、これにより、易重合性化合物含有液の気化温度を下げることができ、気化分離塔1内での易重合性化合物の重合を抑えることができる。一方、酸素含有ガスの供給口7をリボイラー4の加熱部5の入口を基準として高低差が0.5m以上の下方の位置に設けることにより、酸素含有ガスをより高圧下で循環液に供給することができる。図面では、リボイラー4の加熱部5の入口と酸素含有ガスの供給口7の高さの差を矢印hで示している。このような位置に酸素含有ガスの供給口7を設けることにより、供給した酸素を速やかに循環液に溶け込ませたり、あるいはより多くの酸素を循環液に溶け込ませることが可能となる。この場合、酸素含有ガスの供給口7には、リボイラー4の加熱部5の入口における液頭圧に加えて、酸素含有ガスの供給口7とリボイラー4の加熱部5の入口との液頭圧差が5kPa以上かかることとなるため、より高圧下で酸素含有ガスを供給することができる。また、酸素含有ガスを供給口7から循環液に供給してリボイラー4の加熱部5に至るまでの間に、供給した酸素が循環液に溶け込むための時間を十分確保することができる。このように酸素含有ガスを循環液に供給することにより、加熱部5において易重合性化合物の重合反応を抑えることができ、また供給した酸素が循環液に溶け込むことによって、加熱部5における重合防止効果の偏在も抑えることができる。 1 and 2 show schematic diagrams of the system around the vaporization separation tower. The vaporization separation tower 1 is provided with a circulation path 2 for extracting at least a portion of the tower bottom liquid 3 and returning it to the vaporization separation tower 1. The circulation path 2 is provided with a reboiler 4 equipped with a heating section 5, and a supply port 7 for supplying oxygen-containing gas upstream and below the heating section 5. In the vaporization separation tower 1, the gas pressure on the top surface of the tower bottom liquid is set to less than normal pressure, which makes it possible to lower the vaporization temperature of the liquid containing the easily polymerizable compound and suppress polymerization of the easily polymerizable compound in the vaporization separation tower 1. On the other hand, by providing the oxygen-containing gas supply port 7 at a position 0.5 m or more below the inlet of the heating section 5 of the reboiler 4, the oxygen-containing gas can be supplied to the circulation liquid under higher pressure. In the drawings, the difference in height between the inlet of the heating section 5 of the reboiler 4 and the oxygen-containing gas supply port 7 is indicated by an arrow h. By providing the oxygen-containing gas supply port 7 at such a position, it is possible to dissolve the supplied oxygen into the circulating liquid quickly or to dissolve a larger amount of oxygen into the circulating liquid. In this case, the oxygen-containing gas supply port 7 is subjected to a liquid head pressure difference of 5 kPa or more between the oxygen-containing gas supply port 7 and the inlet of the heating section 5 of the reboiler 4 in addition to the liquid head pressure at the inlet of the heating section 5 of the reboiler 4, so that the oxygen-containing gas can be supplied under higher pressure. In addition, sufficient time can be secured for the supplied oxygen to dissolve into the circulating liquid between the supply port 7 and the heating section 5 of the reboiler 4. By supplying the oxygen-containing gas to the circulating liquid in this way, the polymerization reaction of the easily polymerizable compound can be suppressed in the heating section 5, and the supplied oxygen dissolving in the circulating liquid can also be suppressed from being unevenly distributed in the heating section 5.

気化分離塔1の塔底部圧力、すなわち塔底液上面の気体圧力(絶対圧)は、気化分離塔内における易重合性化合物またはそれを含む組成物の重合反応の温度依存性や温度-蒸気圧相関性から適宜設定すればよく、通常は、例えば50kPa以下が好ましく、40kPa以下がより好ましく、30kPa以下がさらに好ましい。塔底液上面の気体圧力を50kPa以下とすることで易重合性化合物の気化に要する温度を下げることができる。塔底液上面の気体圧力の下限値は、減圧するための費用や気化分離塔の耐久性などを考慮して適宜設定すればよく、通常は、例えば5kPa以上が好ましく、8kPa以上がより好ましく、10kPa以上がさらに好ましい。 The pressure at the bottom of the vaporization separation tower 1, i.e., the gas pressure (absolute pressure) at the top of the bottom liquid, may be set appropriately based on the temperature dependency of the polymerization reaction of the easily polymerizable compound or a composition containing it in the vaporization separation tower and the temperature-vapor pressure correlation, and is usually, for example, preferably 50 kPa or less, more preferably 40 kPa or less, and even more preferably 30 kPa or less. By setting the gas pressure at the top of the bottom liquid to 50 kPa or less, the temperature required for vaporization of the easily polymerizable compound can be lowered. The lower limit of the gas pressure at the top of the bottom liquid may be set appropriately based on the cost of reducing the pressure and the durability of the vaporization separation tower, and is usually, for example, preferably 5 kPa or more, more preferably 8 kPa or more, and even more preferably 10 kPa or more.

供給口7を設ける位置は、より高圧下で酸素含有ガスを循環液に供給する観点から、リボイラー4の加熱部5の入口を基準として高低差が1.0m以上下方であることが好ましく、1.5m以上下方がより好ましい。当該値の上限は特に限定されないが、気化分離塔1やリボイラー4の現実的な設置態様を勘案すると、当該高低差は8.0m以内であることが好ましく、6.0m以内がより好ましく、4.0m以内がさらに好ましい。 From the viewpoint of supplying oxygen-containing gas to the circulating liquid under higher pressure, the position of the supply port 7 is preferably at least 1.0 m below the inlet of the heating section 5 of the reboiler 4, and more preferably at least 1.5 m below. There is no particular upper limit to this value, but taking into account the practical installation mode of the vaporization separation tower 1 and the reboiler 4, the height difference is preferably within 8.0 m, more preferably within 6.0 m, and even more preferably within 4.0 m.

供給口7における循環液(抜出液)の圧力は、気化分離塔1の塔底液上面の気体圧力よりも30kPa以上高いことが好ましく、40kPa以上高いことがより好ましく、50kPa以上高いことがさらに好ましい。これにより、より効果的に、気化分離塔1とリボイラー4の両方での易重合性化合物の重合を抑制することができる。供給口7における循環液の圧力と気化分離塔1の塔底液上面の気体圧力との差圧の上限は特に限定されないが、気化分離塔1やリボイラー4の現実的な設置態様を勘案すると、当該差圧は100kPa以下であることが好ましく、90kPa以下がより好ましく、80kPa以下がさらに好ましい。供給口7における循環液の圧力は、供給口7から供給される酸素含有ガスによる影響を受けない状態での圧力を意味し、例えば、供給口7から酸素含有ガスを供給しない状態で供給口7における循環液の圧力を測定することにより求めることができる。あるいは、供給口7から離れた位置で循環液の圧力を測定し、得られた圧力値を、循環路2の配管形状や循環液の流速等に基づき算出した供給口7から測定位置までの圧力損失で補正することにより、供給口7における循環液の圧力を求めてもよい。 The pressure of the circulating liquid (extracted liquid) at the supply port 7 is preferably 30 kPa or more higher than the gas pressure at the top surface of the bottom liquid of the vaporization separation tower 1, more preferably 40 kPa or more higher, and even more preferably 50 kPa or more higher. This makes it possible to more effectively suppress polymerization of the easily polymerizable compound in both the vaporization separation tower 1 and the reboiler 4. There is no particular limit to the upper limit of the pressure difference between the pressure of the circulating liquid at the supply port 7 and the gas pressure at the top surface of the bottom liquid of the vaporization separation tower 1, but taking into account the practical installation mode of the vaporization separation tower 1 and the reboiler 4, the pressure difference is preferably 100 kPa or less, more preferably 90 kPa or less, and even more preferably 80 kPa or less. The pressure of the circulating liquid at the supply port 7 means the pressure in a state that is not affected by the oxygen-containing gas supplied from the supply port 7, and can be determined, for example, by measuring the pressure of the circulating liquid at the supply port 7 in a state where no oxygen-containing gas is supplied from the supply port 7. Alternatively, the pressure of the circulating fluid at the supply port 7 can be obtained by measuring the pressure of the circulating fluid at a position away from the supply port 7 and correcting the obtained pressure value with the pressure loss from the supply port 7 to the measurement position calculated based on the piping shape of the circulation path 2, the flow rate of the circulating fluid, etc.

供給口7は、循環路2に1つのみ設けてもよく、複数設けてもよい。供給口7が複数設けられる場合は、少なくとも1つの供給口における循環液の圧力と塔底液上面の気体圧力との差圧が上記範囲にあることが好ましい。また、上記差圧となる位置に配置される供給口から供給される酸素含有ガス量が、全ての供給口から供給される酸素含有ガスの総量の50%以上となることが好ましく、70%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましい。特に好ましくは、全ての供給口における循環液の圧力と塔底液上面の気体圧力との差圧が上記範囲となる。 Only one supply port 7 may be provided in the circulation path 2, or multiple supply ports 7 may be provided. When multiple supply ports 7 are provided, it is preferable that the pressure difference between the pressure of the circulating liquid at at least one supply port and the gas pressure at the top surface of the liquid at the bottom of the tower is in the above range. In addition, it is preferable that the amount of oxygen-containing gas supplied from a supply port located at a position where the above pressure difference is achieved is 50% or more of the total amount of oxygen-containing gas supplied from all supply ports, more preferably 70% or more, and even more preferably 80% or more. It is particularly preferable that the pressure difference between the pressure of the circulating liquid at all supply ports and the gas pressure at the top surface of the liquid at the bottom of the tower is in the above range.

循環路2における循環液流量は任意に設定してもよいが、循環路2でのレイノルズ数が高ければ循環液が乱流状態となり、酸素含有ガスの溶解速度が速くなるため、レイノルズ数が2300以上となることが好ましい。循環液のレイノルズ数は、より好ましくは5000以上であり、さらに好ましくは10000以上、さらにより好ましくは50000以上、特に好ましくは100000以上である。 The flow rate of the circulating liquid in the circulation path 2 may be set arbitrarily, but a high Reynolds number in the circulation path 2 causes the circulating liquid to be in a turbulent state, which increases the dissolution rate of the oxygen-containing gas, so it is preferable for the Reynolds number to be 2300 or more. The Reynolds number of the circulating liquid is more preferably 5000 or more, even more preferably 10000 or more, even more preferably 50000 or more, and particularly preferably 100000 or more.

循環路内において所定の方向に抜出液を流す方式としては、サーモサイホンの原理を用いた自己循環方式や、送液ポンプ等による強制循環方式が挙げられる。後者の方式において、送液ポンプの下流側(吐出側)に供給口7を設ける場合は、送液ポンプの吐出圧によって、酸素含有ガスをより高圧下で循環液に供給することが可能となる。一方、送液ポンプの上流側(吸込側)に供給口7を設ける場合は、ポンプ内の撹拌によって酸素の溶解を促進することができる。なお、送液ポンプの吸込側で酸素含有ガスを過剰に供給すると、キャビテーションを起こして送液量が不安定にある場合があるため、この場合は、酸素含有ガスの供給量を適切に設定することが好ましい。供給口7は、送液ポンプの上流側と下流側の両方に設けてもよい。なお、送液ポンプの吸込側は気化分離塔1の塔底部に接続され、この送液ポンプによって塔底液が抜き出され、リボイラー4で加熱後、再び塔底部に戻されることとなる。 Methods for flowing the extracted liquid in a predetermined direction in the circulation path include a self-circulation method using the thermosiphon principle and a forced circulation method using a liquid feed pump. In the latter method, if the supply port 7 is provided downstream (discharge side) of the liquid feed pump, the oxygen-containing gas can be supplied to the circulating liquid at a higher pressure by the discharge pressure of the liquid feed pump. On the other hand, if the supply port 7 is provided upstream (suction side) of the liquid feed pump, the dissolution of oxygen can be promoted by stirring in the pump. Note that if an excessive amount of oxygen-containing gas is supplied to the suction side of the liquid feed pump, cavitation may occur and the amount of liquid fed may become unstable, so in this case, it is preferable to set the supply amount of oxygen-containing gas appropriately. The supply port 7 may be provided both upstream and downstream of the liquid feed pump. Note that the suction side of the liquid feed pump is connected to the bottom of the vaporization separation tower 1, and the liquid at the bottom of the tower is extracted by this liquid feed pump, heated in the reboiler 4, and then returned to the bottom of the tower.

循環路2の供給口7からリボイラー4の加熱部5の入口までの循環液(抜出液)の平均滞留時間は、2秒以上が好ましく、3秒以上がより好ましく、4秒以上がさらに好ましい。これにより、酸素含有ガスを循環液に供給してからリボイラー4の加熱部5に至るまでの間に、供給した酸素が循環液に十分に溶け込みやすくなる。当該平均滞留時間の上限は特に限定されないが、循環路2を過度に長く設置する必要は特にないことから、例えば60秒以下であればよく、30秒以下、あるいは15秒以下であってもよい。循環路の酸素含有ガスの供給口からリボイラーの加熱部の入口までの循環液の平均滞留時間は、循環路の酸素含有ガスの供給口からリボイラーの加熱部入口までの容積(m3)を、循環路を流れる循環液の流量(m3/秒)で除することに求めることができる。平均滞留時間は、供給口の位置を調整したり、循環路の径を変更することにより、適宜調整することができる。 The average residence time of the circulating liquid (extracted liquid) from the supply port 7 of the circulation path 2 to the inlet of the heating section 5 of the reboiler 4 is preferably 2 seconds or more, more preferably 3 seconds or more, and even more preferably 4 seconds or more. This makes it easier for the supplied oxygen to be sufficiently dissolved in the circulating liquid from the time when the oxygen-containing gas is supplied to the circulating liquid until the time when the oxygen-containing gas reaches the heating section 5 of the reboiler 4. The upper limit of the average residence time is not particularly limited, but since there is no particular need to install the circulation path 2 excessively long, it may be, for example, 60 seconds or less, 30 seconds or less, or 15 seconds or less. The average residence time of the circulating liquid from the supply port of the oxygen-containing gas in the circulation path to the inlet of the heating section of the reboiler can be obtained by dividing the volume (m 3 ) of the circulation path from the supply port of the oxygen-containing gas in the circulation path to the inlet of the heating section of the reboiler by the flow rate (m 3 /sec) of the circulating liquid flowing through the circulation path. The average residence time can be appropriately adjusted by adjusting the position of the supply port or changing the diameter of the circulation path.

供給口7は、図1に示すように、循環路2が上方(例えば、鉛直上方や斜め上方)に延びる部分に設けられてもよく、図2に示すように、循環路2が水平方向に延びる水平部に設けられてもよい。あるいは、循環路2の屈曲部に供給口7が設けられてもよい。供給口7が複数設けられる場合は、循環路2の供給口7からリボイラー4の加熱部5の入口までの平均滞留時間は、総供給酸素量の50%以上となる供給口を基準にして設定される。 The supply port 7 may be provided at a portion where the circulation path 2 extends upward (e.g., vertically upward or diagonally upward) as shown in FIG. 1, or at a horizontal portion where the circulation path 2 extends horizontally as shown in FIG. 2. Alternatively, the supply port 7 may be provided at a bent portion of the circulation path 2. When multiple supply ports 7 are provided, the average residence time from the supply ports 7 of the circulation path 2 to the inlet of the heating section 5 of the reboiler 4 is set based on the supply port that provides 50% or more of the total amount of oxygen supplied.

循環路2には、供給口7からリボイラー4の加熱部5までの間に屈曲部が設けられていることが好ましい。循環路2に屈曲部が設けられることにより、循環液が屈曲部を通過した際に酸素含有ガスが循環液とよく混合され、循環液に酸素が溶け込みやすくなる。屈曲部は、例えば、水平方向の流れを鉛直方向の流れに変えるものであってもよく、水平方向の一方向への流れを水平方向の他方向の流れに変えるものであってもよい。図2では、供給口7からリボイラー4の加熱部5までの間に、水平方向の流れを鉛直方向の流れに変える屈曲部8が設けられている。 The circulation path 2 is preferably provided with a bend between the supply port 7 and the heating section 5 of the reboiler 4. By providing a bend in the circulation path 2, the oxygen-containing gas is well mixed with the circulation liquid when the circulation liquid passes through the bend, and oxygen is easily dissolved in the circulation liquid. The bend may be, for example, a portion that changes a horizontal flow to a vertical flow, or a portion that changes a horizontal flow in one direction to a horizontal flow in the other direction. In FIG. 2, a bend 8 that changes a horizontal flow to a vertical flow is provided between the supply port 7 and the heating section 5 of the reboiler 4.

屈曲部としては、いわゆるエルボ管やベンド管を用いることができる。屈曲部の曲げ角度としては、40°以上が好ましく、55°以上がより好ましく、70°以上がさらに好ましく、また125°以下が好ましく、110°以下がより好ましく、95°以下がさらに好ましい。屈曲部の曲げ角度は、屈曲部の上流側の管軸延在方向と下流側の管軸延在方向の角度差を意味し、直管部では曲げ角度は0°となる。 As the bent section, so-called elbow pipes or bend pipes can be used. The bending angle of the bent section is preferably 40° or more, more preferably 55° or more, even more preferably 70° or more, and preferably 125° or less, more preferably 110° or less, and even more preferably 95° or less. The bending angle of the bent section refers to the angle difference between the tube axis extending direction on the upstream side of the bent section and the tube axis extending direction on the downstream side, and the bending angle is 0° in a straight pipe section.

酸素含有ガスと循環液との混合効率を高める観点から、リボイラー4の加熱部5の上流側の循環路2と加熱部5との接続部分に拡幅部6が設けられていることが好ましい。拡幅部6では循環液が流れる流路の断面積が上流側から下流側に向かって広がるように形成されているため、循環液が拡幅部6を通ることによって乱流が形成され、酸素含有ガスが循環液とよく混合され、循環液に酸素が溶け込みやすくなる。また、拡幅部6で循環液の線速度が遅くなることによって、供給口7から加熱部5の入口までの滞留時間を稼いで、循環液への酸素溶解量を高めることができるという効果も得られる。さらに、循環液に供給した酸素含有ガスの一部がガス状のまま拡幅部6を通過した場合でも、酸素含有ガスが拡幅部6で循環液と混合されることによって、加熱部5における酸素含有ガスの偏在を抑えることができる。なお、拡幅部は独立して設けられてもよく、拡幅部を有する熱交換器をリボイラーとして用いてもよい。 From the viewpoint of increasing the mixing efficiency of the oxygen-containing gas and the circulating liquid, it is preferable that the widening section 6 is provided at the connection between the circulation path 2 upstream of the heating section 5 of the reboiler 4 and the heating section 5. In the widening section 6, the cross-sectional area of the flow path through which the circulating liquid flows is formed so as to widen from the upstream side to the downstream side, so that the circulating liquid passes through the widening section 6 to form a turbulent flow, the oxygen-containing gas is well mixed with the circulating liquid, and oxygen is easily dissolved in the circulating liquid. In addition, by slowing down the linear velocity of the circulating liquid in the widening section 6, it is possible to obtain an effect that the residence time from the supply port 7 to the inlet of the heating section 5 can be increased, and the amount of oxygen dissolved in the circulating liquid can be increased. Furthermore, even if a part of the oxygen-containing gas supplied to the circulating liquid passes through the widening section 6 in a gaseous state, the oxygen-containing gas is mixed with the circulating liquid in the widening section 6, so that the uneven distribution of the oxygen-containing gas in the heating section 5 can be suppressed. The widening section may be provided independently, and a heat exchanger having a widening section may be used as a reboiler.

拡幅部6では、循環液が流れる流路の断面積が1.2倍以上広がることが好ましく、1.5倍以上がより好ましく、2倍以上がさらに好ましく、また50倍以下が好ましく、30倍以下がより好ましく、20倍以下がさらに好ましい。 In the widening section 6, the cross-sectional area of the flow path through which the circulating liquid flows is preferably expanded by 1.2 times or more, more preferably 1.5 times or more, even more preferably 2 times or more, and preferably 50 times or less, more preferably 30 times or less, and even more preferably 20 times or less.

酸素含有ガスの供給口7は、図2に示すように、循環路2が略水平方向に延びる水平部に設けられていることが好ましい。例えば、供給口7を循環路2が鉛直方向に延びる部分に設けた場合には、酸素含有ガスが、その地点での循環液の流れ方向とは関係なく上昇する場合があり、その結果、循環液の流れが悪くなったり、酸素含有液ガスと循環液との接触時間が短くなるおそれがある。しかし、供給口7を循環路2の水平部に設けることにより、酸素含有ガスと循環液とが共存した状態で高圧下により長い時間おくことができ、循環液に酸素をより効率的に溶け込ませることが可能となる。この場合、水平部における循環液の平均滞留時間は0.5秒以上であることが好ましく、1秒以上がより好ましい。 As shown in FIG. 2, the oxygen-containing gas supply port 7 is preferably provided in a horizontal portion of the circulation path 2 that extends in a substantially horizontal direction. For example, if the supply port 7 is provided in a portion of the circulation path 2 that extends in a vertical direction, the oxygen-containing gas may rise regardless of the flow direction of the circulating liquid at that point, which may result in poor flow of the circulating liquid or a short contact time between the oxygen-containing liquid gas and the circulating liquid. However, by providing the supply port 7 in a horizontal portion of the circulation path 2, the oxygen-containing gas and the circulating liquid can be kept coexisting under high pressure for a longer period of time, making it possible to more efficiently dissolve oxygen in the circulating liquid. In this case, the average residence time of the circulating liquid in the horizontal portion is preferably 0.5 seconds or more, and more preferably 1 second or more.

循環路2の水平部は、供給口7から加熱部5の入口までの間の供給口7を含まない部分に設けられてもよく、この場合も上記の水平部による効果が得られる。水平部は、供給口7から加熱部5の入口までの間に複数設けられてもよい。従って、供給口7から加熱部5の入口までの間の全ての水平部における循環液の平均滞留時間の合計が0.5秒以上であることが好ましく、1秒以上がより好ましい。 The horizontal section of the circulation path 2 may be provided in a portion between the supply port 7 and the inlet of the heating section 5 that does not include the supply port 7, and in this case, the above-mentioned effect of the horizontal section can also be obtained. A plurality of horizontal sections may be provided between the supply port 7 and the inlet of the heating section 5. Therefore, it is preferable that the total average residence time of the circulating liquid in all horizontal sections between the supply port 7 and the inlet of the heating section 5 is 0.5 seconds or more, and more preferably 1 second or more.

循環路2は、供給口7からリボイラー4の加熱部5に至るまでの間で、上流側から下流側に向かって下方(斜め下方を含む)に延びる部分が存在しないことが好ましい。これにより、酸素含有ガスが循環液の流れに乗ってリボイラー4側に好適に移動しやすくなるとともに、循環路2の一部に酸素含有ガスが留まって循環液の流れを妨げることも起こりにくくなる。循環路2に水平部が設けられる場合は、水平部の下流側に屈曲部8を設け、当該屈曲部の下流側で循環路2が上方(例えば、鉛直上方や斜め上方)に延びるように構成されていることが好ましい。 It is preferable that the circulation path 2 does not have any portion extending downward (including diagonally downward) from the upstream side to the downstream side between the supply port 7 and the heating section 5 of the reboiler 4. This allows the oxygen-containing gas to move favorably toward the reboiler 4 side along with the flow of the circulating liquid, and also makes it difficult for the oxygen-containing gas to remain in a part of the circulation path 2 and obstruct the flow of the circulating liquid. When a horizontal section is provided in the circulation path 2, it is preferable that a bent section 8 is provided downstream of the horizontal section, and the circulation path 2 is configured to extend upward (for example, vertically upward or diagonally upward) downstream of the bent section.

酸素含有ガスの循環液への供給量は、リボイラー4の加熱部5の入口での循環液の溶存酸素濃度に応じて適宜設定すればよい。リボイラー4の加熱部5の入口での循環液の溶存酸素濃度は、例えば5質量ppm以上であることが好ましい。 The amount of oxygen-containing gas supplied to the circulating liquid may be set appropriately according to the dissolved oxygen concentration of the circulating liquid at the inlet of the heating section 5 of the reboiler 4. It is preferable that the dissolved oxygen concentration of the circulating liquid at the inlet of the heating section 5 of the reboiler 4 is, for example, 5 ppm by mass or more.

酸素含有ガスを供給する供給口7としては、例えばノズルを用いることができる。ノズルとしては、例えば、口径0.1mm~10mmの穴が1つもしくは複数設けられたリング状、筒状、またはその他任意の形状をしたノズルを用いることができる。また、循環液に供給する酸素含有ガスの気泡表面積を増加させるために、焼結フィルターを用いてもよい。 For example, a nozzle can be used as the supply port 7 for supplying the oxygen-containing gas. For example, the nozzle can be a ring-shaped, cylindrical, or any other shaped nozzle with one or more holes with a diameter of 0.1 mm to 10 mm. A sintered filter can also be used to increase the bubble surface area of the oxygen-containing gas supplied to the circulating liquid.

より速やかに酸素を循環液に溶け込ませるようにするために、酸素含有ガスをマイクロバブルとして循環液に供給してもよい。マイクロバブルは通常の気泡と比べて気泡径が小さいため、酸素含有ガスの供給量が同じ場合、マイクロバブルでは気泡の総表面積が大きくなり、より速やかに循環液に溶け込みやすくなる。 To dissolve oxygen in the circulating liquid more quickly, the oxygen-containing gas may be supplied to the circulating liquid as microbubbles. Since microbubbles have a smaller bubble diameter than normal bubbles, when the same amount of oxygen-containing gas is supplied, the total surface area of the microbubbles is larger, making it easier for the oxygen to dissolve in the circulating liquid more quickly.

マイクロバブルはいわゆるナノバブルを含むものであってもよく、発生時の気泡直径が0.1μm~100μmであるものが好ましく用いられる。マイクロバブル発生装置は公知の装置を用いればよい。マイクロバブルを発生させる方法としては、水流や機械撹拌により渦流やせん断流を発生させ気泡を細分化する気液二相流旋回方式(例えば、旋回流方式、スタティックミキサー方式、機械せん断(回転)方式)、加圧状態でガスを被処理液に溶解させた後に減圧することにより、被処理液に溶解したガスをマイクロバブルとして再気化させる加圧溶解方式、スロート部を有する管に気液流体を流し、スロート部を通過する際に圧縮・減圧されることによって気泡を細分化するベンチュリ-方式、液静圧を局所的に低くして液体の一部を気化させて蒸気泡を発生させ、その短時間で圧力を回復させて蒸気泡を細分化するキャビテーションノズル方式、ナノ多孔質部を有するフィルターに液中でガスを通過させて細分化するフィルター方式などが挙げられ、いずれの方式を採用してもよい。 The microbubbles may include so-called nanobubbles, and those with a bubble diameter of 0.1 μm to 100 μm at the time of generation are preferably used. A known device may be used as the microbubble generator. Examples of methods for generating microbubbles include a gas-liquid two-phase flow swirling method (e.g., swirling flow method, static mixer method, mechanical shear (rotation) method) in which a vortex or shear flow is generated by a water flow or mechanical stirring to break down the bubbles, a pressurized dissolution method in which a gas is dissolved in the liquid to be treated under pressure and then reduced in pressure to re-vaporize the gas dissolved in the liquid to be treated as microbubbles, a Venturi method in which a gas-liquid fluid is passed through a tube having a throat section and compressed and reduced in pressure when passing through the throat section to break down the bubbles, a cavitation nozzle method in which the liquid static pressure is locally lowered to vaporize part of the liquid to generate vapor bubbles, and the pressure is restored in a short time to break down the vapor bubbles, and a filter method in which a gas is passed through a filter having a nanoporous section in the liquid to break down the bubbles, and any of these methods may be used.

本発明では、気化分離工程に導入する易重合性化合物含有液として、それより前段の工程で得られた易重合性化合物含有液を用いることができる。例えば、易重合性化合物が(メタ)アクリル酸である場合は、捕集工程や凝縮工程等で得られた(メタ)アクリル酸含有液を用いることができる。以下、(メタ)アクリル酸製造プロセスを例にとって、気化分離塔に導入する(メタ)アクリル酸含有液を得る方法について説明する。 In the present invention, the easily polymerizable compound-containing liquid introduced into the vaporization separation step can be the easily polymerizable compound-containing liquid obtained in the previous step. For example, when the easily polymerizable compound is (meth)acrylic acid, the (meth)acrylic acid-containing liquid obtained in the collection step, condensation step, or the like can be used. Below, a method for obtaining the (meth)acrylic acid-containing liquid to be introduced into the vaporization separation tower will be described using the (meth)acrylic acid production process as an example.

易重合性化合物が(メタ)アクリル酸である場合、本発明の易重合性化合物の製造方法(この場合、(メタ)アクリル酸の製造方法となる)は、(メタ)アクリル酸製造原料を接触気相酸化反応して(メタ)アクリル酸含有ガスを得る工程と、前記(メタ)アクリル酸含有ガスを、捕集溶剤と接触させることにより、および/または、冷却して凝縮させることにより、(メタ)アクリル酸含有液を得る工程とを有することが好ましい。 When the easily polymerizable compound is (meth)acrylic acid, the method for producing an easily polymerizable compound of the present invention (in this case, the method for producing (meth)acrylic acid) preferably includes a step of subjecting a raw material for producing (meth)acrylic acid to a catalytic gas-phase oxidation reaction to obtain a (meth)acrylic acid-containing gas, and a step of contacting the (meth)acrylic acid-containing gas with an absorbent and/or cooling and condensing the gas to obtain a (meth)acrylic acid-containing liquid.

接触気相酸化反応に供する(メタ)アクリル酸製造原料としては、反応により(メタ)アクリル酸が生成するものであれば特に限定なく用いることができ、例えば、プロパン、プロピレン、(メタ)アクロレイン、イソブチレン等が挙げられる。アクリル酸は、例えば、プロパン、プロピレンまたはアクロレインを1段で酸化させたり、プロパンやプロピレンをアクロレインを経由して2段で酸化させることにより得ることができる。アクロレインは、プロパンやプロピレンを原料として、これを酸化させることにより得られるものに限定されず、例えば、グリセリンを原料として、これを脱水させることにより得られるものであってもよい。メタクリル酸は、例えば、イソブチレンやメタクロレインを1段で酸化させたり、イソブチレンをメタクロレインを経由して2段で酸化させることにより得ることができる。 The raw material for producing (meth)acrylic acid to be subjected to the catalytic gas phase oxidation reaction can be any raw material that produces (meth)acrylic acid through a reaction, and examples of such raw materials include propane, propylene, (meth)acrolein, and isobutylene. Acrylic acid can be obtained, for example, by oxidizing propane, propylene, or acrolein in one stage, or by oxidizing propane or propylene via acrolein in two stages. Acrolein is not limited to a raw material obtained by oxidizing propane or propylene, and may be a raw material obtained by dehydrating glycerin. Methacrylic acid can be obtained, for example, by oxidizing isobutylene or methacrolein in one stage, or by oxidizing isobutylene via methacrolein in two stages.

接触気相酸化に用いられる触媒としては従来公知の触媒を用いることができる。例えば、プロピレンをアクリル酸製造原料として用いる場合、触媒としては、モリブデンとビスマスを含む複合酸化物触媒(モリブデン-ビスマス系触媒)を用いることが好ましい。プロパンやアクロレインをアクリル酸製造原料として用いる場合、触媒としては、モリブデンとバナジウムを含む複合酸化物触媒(モリブデン-バナジウム系触媒)を用いることが好ましい。 Conventionally known catalysts can be used as the catalyst for catalytic gas phase oxidation. For example, when propylene is used as the raw material for acrylic acid production, it is preferable to use a composite oxide catalyst containing molybdenum and bismuth (molybdenum-bismuth catalyst) as the catalyst. When propane or acrolein is used as the raw material for acrylic acid production, it is preferable to use a composite oxide catalyst containing molybdenum and vanadium (molybdenum-vanadium catalyst) as the catalyst.

接触気相酸化反応を行う反応器としては、固定床反応器、流動床反応器、移動床反応器等を使用することができる。なかでも、反応効率に優れる点で多管式固定床反応器を用いることが好ましい。(メタ)アクリル酸製造原料を2段で酸化反応させて(メタ)アクリル酸を生成する場合は、1段目の酸化反応を行う反応器と2段目の酸化反応を行う反応器を組み合わせたり、1つの反応器内を1段目の酸化反応を行う領域と2段目の酸化反応を行う領域とに分けることにより、(メタ)アクリル酸製造原料から(メタ)アクリル酸を生成してもよい。後者の場合、例えば固定床反応器では、固定床反応器の反応管の入口側((メタ)アクリル酸製造原料の導入側)に1段目の酸化反応を行うための触媒を充填し、出口側に2段目の酸化反応を行う触媒を充填すればよい。 As the reactor for carrying out the catalytic gas phase oxidation reaction, a fixed bed reactor, a fluidized bed reactor, a moving bed reactor, etc. can be used. Among them, it is preferable to use a multi-tube fixed bed reactor because of its excellent reaction efficiency. When producing (meth)acrylic acid by subjecting the (meth)acrylic acid production raw material to a two-stage oxidation reaction, a reactor for carrying out the first stage oxidation reaction and a reactor for carrying out the second stage oxidation reaction can be combined, or a single reactor can be divided into an area for carrying out the first stage oxidation reaction and an area for carrying out the second stage oxidation reaction, thereby producing (meth)acrylic acid from the (meth)acrylic acid production raw material. In the latter case, for example, in a fixed bed reactor, the inlet side (the introduction side of the (meth)acrylic acid production raw material) of the reaction tube of the fixed bed reactor can be filled with a catalyst for carrying out the first stage oxidation reaction, and the outlet side can be filled with a catalyst for carrying out the second stage oxidation reaction.

(メタ)アクリル酸製造原料から(メタ)アクリル酸含有ガスを生成する反応は、公知の反応条件で行えばよい。例えば、プロピレンを2段で酸化反応させてアクリル酸を生成する場合、プロピレン含有ガスを分子状酸素とともに反応器に導入して、例えば、反応温度250℃~450℃、反応圧力0MPaG~0.5MPaG、空間速度300h-1~5000h-1の条件で1段目の酸化反応を行い、次いで、反応温度250℃~380℃、反応圧力0MPaG~0.5MPaG、空間速度300h-1~5000h-1の条件で2段目の酸化反応を行えばよい。 The reaction for producing a (meth)acrylic acid-containing gas from a (meth)acrylic acid production raw material may be carried out under known reaction conditions. For example, when propylene is oxidized in two stages to produce acrylic acid, a propylene-containing gas may be introduced into a reactor together with molecular oxygen, and the first stage oxidation reaction may be carried out under conditions of, for example, a reaction temperature of 250°C to 450°C, a reaction pressure of 0 MPaG to 0.5 MPaG, and a space velocity of 300 h -1 to 5000 h -1 , and then the second stage oxidation reaction may be carried out under conditions of a reaction temperature of 250°C to 380°C, a reaction pressure of 0 MPaG to 0.5 MPaG, and a space velocity of 300 h -1 to 5000 h -1 .

(メタ)アクリル酸製造原料を接触気相酸化反応させることにより得られた(メタ)アクリル酸含有ガスは、捕集溶剤と接触させることにより、および/または、冷却して凝縮させることにより、(メタ)アクリル酸含有液が得られる。前者の場合、(メタ)アクリル酸含有ガスを捕集塔に導入して捕集溶剤と接触させることにより、捕集溶剤に(メタ)アクリル酸が吸収されて(メタ)アクリル酸含有液が得られる(捕集工程)。後者の場合は、(メタ)アクリル酸含有ガスを凝縮塔に導入し、冷却することにより、(メタ)アクリル酸が凝縮して(メタ)アクリル酸含有液が得られる(凝縮工程)。 The (meth)acrylic acid-containing gas obtained by subjecting the raw material for producing (meth)acrylic acid to a catalytic gas phase oxidation reaction is brought into contact with an absorbent and/or cooled and condensed to obtain a (meth)acrylic acid-containing liquid. In the former case, the (meth)acrylic acid-containing gas is introduced into an absorption tower and brought into contact with the absorbent, whereby the (meth)acrylic acid is absorbed into the absorbent to obtain a (meth)acrylic acid-containing liquid (absorption step). In the latter case, the (meth)acrylic acid-containing gas is introduced into a condensation tower and cooled to condense the (meth)acrylic acid to obtain a (meth)acrylic acid-containing liquid (condensation step).

捕集塔としては、捕集塔内で(メタ)アクリル酸含有ガスと捕集溶剤とを接触させることができるものであれば特に限定されない。例えば、(メタ)アクリル酸含有ガスを捕集塔の下部から捕集塔内に導入するとともに、捕集溶剤を捕集塔の上部から捕集塔内に導入することにより、(メタ)アクリル酸含有ガスが捕集塔内を上昇する間に捕集溶剤と向流接触して、(メタ)アクリル酸が捕集溶剤に吸収され、(メタ)アクリル酸含有液として回収される。捕集塔としては、例えば、塔内に棚板(シーブトレイ)が設けられた棚段塔、塔内に充填物が充填された充填塔、塔内壁表面に捕集溶剤が供給される濡れ壁塔、塔内空間に捕集溶剤がスプレーされるスプレー塔等を採用することができる。 The absorption tower is not particularly limited as long as it can bring the (meth)acrylic acid-containing gas and the absorbent into contact with each other in the absorption tower. For example, the (meth)acrylic acid-containing gas is introduced into the absorption tower from the lower part of the absorption tower, and the absorbent is introduced into the absorption tower from the upper part of the absorption tower. As the (meth)acrylic acid-containing gas rises in the absorption tower, it comes into countercurrent contact with the absorbent, and the (meth)acrylic acid is absorbed into the absorbent and recovered as a (meth)acrylic acid-containing liquid. As the absorption tower, for example, a plate tower with shelves (sieve trays) provided in the tower, a packed tower with a filling material packed in the tower, a wet-wall tower in which the absorbent is supplied to the tower inner wall surface, a spray tower in which the absorbent is sprayed into the tower space, etc. can be used.

捕集溶剤としては、(メタ)アクリル酸を吸収し、溶解できるものであれば、特に限定されないが、例えば、ジフェニルエーテル、ジフェニル、ジフェニルエーテルとジフェニルとの混合物、水、(メタ)アクリル酸含有水(例えば、(メタ)アクリル酸製造プロセス内で生成する(メタ)アクリル酸を含む水溶液)等を使用することができる。なかでも、捕集溶剤としては、水または(メタ)アクリル酸含有水を用いることが好ましく、水を50質量%以上(より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは80質量%以上)含有する(メタ)アクリル酸含有水または水を用いることがより好ましい。 The absorbent is not particularly limited as long as it can absorb and dissolve (meth)acrylic acid, but examples of the absorbent that can be used include diphenyl ether, diphenyl, a mixture of diphenyl ether and diphenyl, water, and (meth)acrylic acid-containing water (for example, an aqueous solution containing (meth)acrylic acid produced in the (meth)acrylic acid production process). Of these, it is preferable to use water or (meth)acrylic acid-containing water as the absorbent, and it is more preferable to use (meth)acrylic acid-containing water or water that contains 50% by mass or more of water (more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more).

捕集溶剤の温度や供給量は、(メタ)アクリル酸含有ガス中に含まれる(メタ)アクリル酸が捕集溶剤に十分吸収されるように、適宜設定すればよい。捕集溶剤の温度は、(メタ)アクリル酸の捕集効率を高める点から、0℃以上が好ましく、5℃以上がより好ましく、また35℃以下が好ましく、30℃以下がより好ましい。捕集溶剤の供給量は、(メタ)アクリル酸含有ガスの捕集塔への供給量(G)に対する捕集溶剤の捕集塔への供給量(L)の比で示される液ガス比(L/G)が、2L/m3以上であることが好ましく、3L/m3以上がより好ましく、5L/m3以上がさらに好ましく、また15L/m3以下が好ましく、12L/m3以下がより好ましく、10L/m3以下がさらに好ましい。 The temperature and supply amount of the absorbent may be appropriately set so that the (meth)acrylic acid contained in the (meth)acrylic acid-containing gas is sufficiently absorbed by the absorbent. The temperature of the absorbent is preferably 0°C or higher, more preferably 5°C or higher, and more preferably 35°C or lower, more preferably 30°C or lower, from the viewpoint of increasing the efficiency of collection of (meth)acrylic acid. The supply amount of the absorbent is preferably 2L/m3 or more, more preferably 3L/m3 or more , more preferably 5L/m3 or more, and more preferably 15L/m3 or less , more preferably 12L/m3 or less, and even more preferably 10L/m3 or less , in terms of the liquid-gas ratio (L/G) represented by the ratio of the supply amount (L) of the absorbent to the absorption tower to the supply amount ( G) of the (meth)acrylic acid- containing gas to the absorption tower.

捕集溶剤に吸収された(メタ)アクリル酸は、(メタ)アクリル酸含有液として捕集塔から抜き出される。(メタ)アクリル酸含有液は、例えば、捕集塔の(メタ)アクリル酸含有ガスの供給位置より下方の位置(例えば、捕集塔の底部)から抜き出せばよい。 The (meth)acrylic acid absorbed in the absorbent is extracted from the absorption tower as a (meth)acrylic acid-containing liquid. The (meth)acrylic acid-containing liquid may be extracted, for example, from a position in the absorption tower below the supply position of the (meth)acrylic acid-containing gas (for example, the bottom of the absorption tower).

捕集塔は、捕集塔から排出された(メタ)アクリル酸含有液の一部を、捕集塔の(メタ)アクリル酸含有ガスの供給位置および(メタ)アクリル酸含有液の排出位置より上方かつ捕集溶剤の供給位置より下方の位置に返送する循環路を有していることが好ましい。循環路を通して、捕集塔から抜き出された(メタ)アクリル酸含有液の一部を捕集塔に戻して循環させることにより、(メタ)アクリル酸含有液の(メタ)アクリル酸濃度を高めることができる。循環路には、循環路を通る(メタ)アクリル酸含有液を冷却するための熱交換器が設けられることが好ましい。 The absorption tower preferably has a circulation path that returns a portion of the (meth)acrylic acid-containing liquid discharged from the absorption tower to a position above the (meth)acrylic acid-containing gas supply position and the (meth)acrylic acid-containing liquid discharge position of the absorption tower and below the absorbent supply position. By circulating a portion of the (meth)acrylic acid-containing liquid extracted from the absorption tower back to the absorption tower through the circulation path, the (meth)acrylic acid concentration of the (meth)acrylic acid-containing liquid can be increased. The circulation path is preferably provided with a heat exchanger for cooling the (meth)acrylic acid-containing liquid passing through the circulation path.

一方、(メタ)アクリル酸含有ガスを凝縮させることにより(メタ)アクリル酸含有液を得る場合は凝縮塔を用いることが好ましく、凝縮塔としては、例えば、伝熱面を備えた熱交換器を用いることができる。伝熱面を介して(メタ)アクリル酸含有ガスを冷却することにより、(メタ)アクリル酸含有ガスから(メタ)アクリル酸を凝縮させることができ、その結果、(メタ)アクリル酸含有液が得られる。熱交換器としては従来公知の熱交換器を用いればよく、例えば、プレート式熱交換器、多管式(シェル・アンド・チューブ式)熱交換器、二重管式熱交換器、コイル式熱交換器、スパイラル式熱交換器等を採用することができる。熱交換器は、複数を直列に繋げることにより、多段で(メタ)アクリル酸含有ガスを冷却して、分別凝縮することにより(メタ)アクリル酸含有液を回収してもよい。 On the other hand, when the (meth)acrylic acid-containing liquid is obtained by condensing the (meth)acrylic acid-containing gas, it is preferable to use a condensation tower, and for example, a heat exchanger equipped with a heat transfer surface can be used as the condensation tower. By cooling the (meth)acrylic acid-containing gas through the heat transfer surface, (meth)acrylic acid can be condensed from the (meth)acrylic acid-containing gas, and as a result, a (meth)acrylic acid-containing liquid is obtained. As the heat exchanger, a conventionally known heat exchanger may be used, and for example, a plate-type heat exchanger, a multi-tube type (shell-and-tube type) heat exchanger, a double-tube type heat exchanger, a coil type heat exchanger, a spiral type heat exchanger, etc. can be adopted. By connecting a plurality of heat exchangers in series, the (meth)acrylic acid-containing gas can be cooled in multiple stages, and the (meth)acrylic acid-containing liquid can be recovered by fractional condensation.

凝縮塔としては、(メタ)アクリル酸含有ガスを凝縮液と接触させて、(メタ)アクリル酸含有ガスから(メタ)アクリル酸含有液を得るものでもよい。この場合、凝縮塔内に棚板(シーブトレイ)を設けたり、凝縮塔内に充填物を充填して、(メタ)アクリル酸含有ガスと凝縮液との接触効率を高めるようにすることが好ましい。このような凝縮塔を用いることで、(メタ)アクリル酸含有ガスは、例えば、凝縮塔の下部から凝縮塔内に導入されて凝縮塔内を下部から上部に移動する間に分別凝縮される。このとき、例えば(メタ)アクリル酸含有液は凝縮塔の中段から抜き出され、(メタ)アクリル酸より高沸点の物質は凝縮塔の下段から抜き出され、(メタ)アクリル酸より低沸点の物質は凝縮塔の上段から抜き出される。凝縮塔からは、各段において凝縮液の一部を抜き出して熱交換器等で冷却した後、凝縮塔の同じ段に戻してもよい。なお、凝縮塔に返送される凝縮液には、一般に、凝縮塔で発生した凝縮液以外の液媒体は加えられない。 The condensation tower may be one in which the (meth)acrylic acid-containing gas is brought into contact with the condensed liquid to obtain the (meth)acrylic acid-containing liquid from the (meth)acrylic acid-containing gas. In this case, it is preferable to provide shelves (sieve trays) in the condensation tower or fill the condensation tower with a packing material to increase the contact efficiency between the (meth)acrylic acid-containing gas and the condensed liquid. By using such a condensation tower, the (meth)acrylic acid-containing gas is, for example, introduced into the condensation tower from the lower part and is fractionally condensed while moving from the lower part to the upper part of the condensation tower. At this time, for example, the (meth)acrylic acid-containing liquid is extracted from the middle part of the condensation tower, a substance having a higher boiling point than (meth)acrylic acid is extracted from the lower part of the condensation tower, and a substance having a lower boiling point than (meth)acrylic acid is extracted from the upper part of the condensation tower. A part of the condensed liquid may be extracted from each stage of the condensation tower and cooled by a heat exchanger or the like, and then returned to the same stage of the condensation tower. In addition, the condensed liquid returned to the condensation tower generally does not contain any liquid medium other than the condensed liquid generated in the condensation tower.

(メタ)アクリル酸含有ガスから(メタ)アクリル酸含有液を得る際、捕集塔や凝縮塔では、(メタ)アクリル酸の重合を抑制するために重合防止剤を添加してもよい。重合防止剤としては、上記に説明した重合防止剤を用いることができる。 When obtaining a (meth)acrylic acid-containing liquid from a (meth)acrylic acid-containing gas, a polymerization inhibitor may be added to the collection tower or condensation tower to suppress polymerization of (meth)acrylic acid. As the polymerization inhibitor, the polymerization inhibitors described above can be used.

本発明では、このようにして得られた(メタ)アクリル酸含有液を上記に説明した気化分離工程に供することができる。この場合、より高純度の精製(メタ)アクリル酸を得ることが容易になる点から、気化分離塔として蒸留塔を採用することができ、この場合、当該蒸留塔は軽沸分離塔として機能するものが好ましい。軽沸分離塔は、塔底部に抜出液循環路を備えたものとなる。 In the present invention, the (meth)acrylic acid-containing liquid thus obtained can be subjected to the vaporization separation step described above. In this case, a distillation tower can be used as the vaporization separation tower, since it is easier to obtain purified (meth)acrylic acid with a higher purity. In this case, it is preferable that the distillation tower functions as a light boiling separation tower. The light boiling separation tower is equipped with a liquid circulating path at the bottom of the tower.

軽沸分離塔では、(メタ)アクリル酸含有液から低沸点留分の少なくとも一部を除去することにより、精製(メタ)アクリル酸が得られる。低沸点留分は精製(メタ)アクリル酸よりも低沸点側の留分、すなわち軽沸分離塔において精製(メタ)アクリル酸よりも塔頂側から抜き出される留分を意味する。低沸点留分には、水や酢酸などの(メタ)アクリル酸よりも沸点の低い化合物が含まれる。 In the light boiling separation tower, purified (meth)acrylic acid is obtained by removing at least a portion of the low boiling fraction from the (meth)acrylic acid-containing liquid. The low boiling fraction refers to a fraction with a lower boiling point than the purified (meth)acrylic acid, that is, a fraction withdrawn from the top side of the light boiling separation tower from the purified (meth)acrylic acid. The low boiling fraction includes compounds with a boiling point lower than that of (meth)acrylic acid, such as water and acetic acid.

軽沸分離塔では、(メタ)アクリル酸含有液は、軽沸分離塔の塔中部より軽沸分離塔内に導入することが好ましい。(メタ)アクリル酸含有液は、例えば、軽沸分離塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の5%以上75%以下の範囲の位置から導入することが好ましく、当該範囲は10%以上がより好ましく、15%以上がさらに好ましく、また70%以下がより好ましく、65%以下がさらに好ましい。 In the light boiling separation tower, the (meth)acrylic acid-containing liquid is preferably introduced into the light boiling separation tower from the middle of the tower. For example, the (meth)acrylic acid-containing liquid is preferably introduced from a position in the range of 5% to 75% of the total theoretical number of stages from the top to the bottom of the light boiling separation tower, with the range being more preferably 10% or more, even more preferably 15% or more, and even more preferably 70% or less, and even more preferably 65% or less.

軽沸分離塔では、低沸点留分を(メタ)アクリル酸含有液の供給位置よりも塔頂側(好ましくは塔頂部)から抜き出す。低沸点留分は、軽沸分離塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の0%以上5%未満の範囲の位置から抜き出すことが好ましい。軽沸分離塔から留出した低沸点留分は、前段の捕集塔や凝縮塔に返送することが好ましい。捕集塔に返送する際には、特に限定されるものではないが、例えば、捕集塔の塔底を基点(0%)とし塔頂を終点(100%)としたときの捕集塔の全長において、20%以上90%以下の範囲に返送することが好ましく、30%以上80%以下の範囲に返送することがさらに好ましい。 In the light boiling separation tower, the low boiling fraction is extracted from the top side (preferably the top of the tower) of the (meth)acrylic acid-containing liquid. The low boiling fraction is preferably extracted from a position in the range of 0% to less than 5% of the total theoretical number of stages from the top of the light boiling separation tower to the bottom of the tower, starting from the top side of the tower. The low boiling fraction distilled from the light boiling separation tower is preferably returned to the previous collection tower or condensation tower. There are no particular limitations on the amount of return to the collection tower, but for example, it is preferable to return to a range of 20% to 90% of the total length of the collection tower when the bottom of the collection tower is the starting point (0%) and the top of the tower is the end point (100%), and it is even more preferable to return to a range of 30% to 80%.

一方、精製(メタ)アクリル酸は、軽沸分離塔の塔中部および/または塔底部の抜き出し口から抜き出す。精製(メタ)アクリル酸の抜き出し口は、(メタ)アクリル酸含有液の供給位置よりも塔底側にあることが好ましく、例えば、軽沸分離塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の20%以上100%以下の範囲に設けられることが好ましく、当該範囲は25%以上がより好ましく、35%以上がさらに好ましい。なお、精製(メタ)アクリル酸の抜き出し口は塔中部に設けることが好ましく、この場合、塔底部から高沸点成分が多く含まれた塔底液が抜き出されるため、塔中部から抜き出した精製(メタ)アクリル酸中の(メタ)アクリル酸濃度を高めやすくなる。この場合、精製(メタ)アクリル酸の抜き出し口は、軽沸分離塔の塔頂部から塔底部において塔頂側を基点とする総理論段数の90%以下の範囲に設けることが好ましく、80%以下がより好ましく、70%以下がさらに好ましい。 On the other hand, the purified (meth)acrylic acid is withdrawn from the outlet at the center and/or bottom of the light boiling separation tower. The outlet for purified (meth)acrylic acid is preferably located on the bottom side of the tower from the supply position of the (meth)acrylic acid-containing liquid, and is preferably provided, for example, in a range of 20% to 100% of the total theoretical number of stages from the top of the light boiling separation tower to the bottom of the tower, more preferably 25% or more, and even more preferably 35% or more. The outlet for purified (meth)acrylic acid is preferably provided in the center of the tower, and in this case, the bottom liquid containing a large amount of high boiling point components is withdrawn from the bottom of the tower, making it easier to increase the (meth)acrylic acid concentration in the purified (meth)acrylic acid withdrawn from the center of the tower. In this case, the outlet for the purified (meth)acrylic acid is preferably provided in a range of 90% or less of the total theoretical number of stages from the top to the bottom of the light boiling separation tower, starting from the top side, more preferably 80% or less, and even more preferably 70% or less.

軽沸分離塔では、捕集溶剤や酢酸等を含む低沸点留分と(メタ)アクリル酸とを分離することができる条件で蒸留すればよく、そのような蒸留が可能となるように軽沸分離塔内の温度や圧力を適宜調整することが好ましい。例えば、塔頂圧力(絶対圧)は2kPa以上が好ましく、3kPa以上がより好ましく、また50kPa以下が好ましく、40kPa以下がより好ましく、30kPa以下がさらに好ましい。塔頂温度は、30℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましく、また70℃以下が好ましく、60℃以下がより好ましい。塔底温度は、70℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましく、また120℃以下が好ましく、110℃以下がより好ましい。このような条件で蒸留を行うことにより、捕集溶剤や酢酸濃度が低減された精製(メタ)アクリル酸(例えば、水濃度と酢酸濃度がともに1質量%以下)を得ることが容易になる。 In the light-boiling separation tower, distillation may be performed under conditions that allow separation of the low-boiling fraction containing the absorbent and acetic acid from the (meth)acrylic acid, and it is preferable to appropriately adjust the temperature and pressure in the light-boiling separation tower so that such distillation is possible. For example, the tower top pressure (absolute pressure) is preferably 2 kPa or more, more preferably 3 kPa or more, and also preferably 50 kPa or less, more preferably 40 kPa or less, and even more preferably 30 kPa or less. The tower top temperature is preferably 30°C or more, more preferably 40°C or more, and also preferably 70°C or less, and more preferably 60°C or less. The tower bottom temperature is preferably 70°C or more, more preferably 80°C or more, and also preferably 120°C or less, and more preferably 110°C or less. By performing distillation under such conditions, it becomes easy to obtain purified (meth)acrylic acid with reduced absorbent and acetic acid concentrations (for example, water concentration and acetic acid concentration are both 1 mass% or less).

(メタ)アクリル酸含有液の蒸留では、共沸溶媒を使用しても使用しなくてもよい。なお、(メタ)アクリル酸含有液の(メタ)アクリル酸濃度が80質量%以上となるような場合は、共沸溶媒を使用しなくても低沸点留分を分離することが容易になるため、共沸溶媒を使用しないことが好ましい。 In the distillation of the (meth)acrylic acid-containing liquid, an azeotropic solvent may or may not be used. When the (meth)acrylic acid concentration of the (meth)acrylic acid-containing liquid is 80% by mass or more, it is preferable not to use an azeotropic solvent, since it is easy to separate the low boiling fraction without using an azeotropic solvent.

軽沸分離塔から得られる精製(メタ)アクリル酸の(メタ)アクリル酸濃度は、(メタ)アクリル酸含有液よりも高ければ特に限定されないが、例えば80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、92質量%以上が特に好ましい。精製(メタ)アクリル酸の(メタ)アクリル酸濃度の上限は特に限定されないが、通常99.5質量%未満である。 The (meth)acrylic acid concentration of the purified (meth)acrylic acid obtained from the light boiling separation tower is not particularly limited as long as it is higher than that of the (meth)acrylic acid-containing liquid, but is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 92% by mass or more. The upper limit of the (meth)acrylic acid concentration of the purified (meth)acrylic acid is not particularly limited, but is usually less than 99.5% by mass.

本発明の製造方法では、軽沸分離塔から得られた塔底液を上記に説明した気化分離工程に供してもよい。この場合、気化分離塔としては、高沸分離塔として機能する蒸留塔を採用することが好ましい。軽沸分離塔の塔底液には(メタ)アクリル酸が相当濃度含まれるとともに、ミカエル付加物やマレイン酸などの(メタ)アクリル酸よりも高沸点の成分が多く含まれることから、軽沸分離塔の塔底液を高沸分離塔に導入して蒸留することにより、高沸点成分の低減された(メタ)アクリル酸含有留出液を得ることができる。この場合、軽沸分離塔の塔底液が(メタ)アクリル酸含有液となり、(メタ)アクリル酸含有留出液が精製(メタ)アクリル酸となる。(メタ)アクリル酸含有留出液は軽沸分離塔に返送することが好ましく、これによりプロセス全体としての(メタ)アクリル酸収率を高めることができる。 In the production method of the present invention, the bottom liquid obtained from the light boiling separation tower may be subjected to the vaporization separation step described above. In this case, it is preferable to use a distillation tower that functions as a high boiling separation tower as the vaporization separation tower. The bottom liquid of the light boiling separation tower contains a considerable concentration of (meth)acrylic acid and also contains a large amount of components with a higher boiling point than (meth)acrylic acid, such as Michael adducts and maleic acid. Therefore, by introducing the bottom liquid of the light boiling separation tower into the high boiling separation tower and distilling it, a (meth)acrylic acid-containing distillate with reduced high boiling point components can be obtained. In this case, the bottom liquid of the light boiling separation tower becomes a (meth)acrylic acid-containing liquid, and the (meth)acrylic acid-containing distillate becomes purified (meth)acrylic acid. It is preferable to return the (meth)acrylic acid-containing distillate to the light boiling separation tower, which can increase the (meth)acrylic acid yield of the entire process.

高沸分離塔の塔底部には、ミカエル付加物等の高沸点成分が濃縮された塔底液が生成する。この塔底液は、高沸分離塔の塔底部から抜き出して、(メタ)アクリル酸二量体分解装置に導入することが好ましい。高沸分離塔の塔底液に含まれるミカエル付加物は、熱分解することにより(メタ)アクリル酸に戻すことができることから、当該塔底液を(メタ)アクリル酸二量体分解装置に導入して熱分解し、得られた分解液を再び高沸分離塔に戻すことが好ましい。 At the bottom of the high boiling separation tower, a bottom liquid is generated in which high boiling components such as Michael adducts are concentrated. This bottom liquid is preferably withdrawn from the bottom of the high boiling separation tower and introduced into a (meth)acrylic acid dimer decomposition unit. Since the Michael adducts contained in the bottom liquid of the high boiling separation tower can be converted back into (meth)acrylic acid by thermal decomposition, it is preferable to introduce the bottom liquid into a (meth)acrylic acid dimer decomposition unit for thermal decomposition, and return the resulting decomposition liquid to the high boiling separation tower.

(メタ)アクリル酸二量体分解装置は熱分解槽から構成され、高沸分離塔の塔底液を熱分解槽で120℃以上220℃以下(好ましくは140℃以上200℃以下)の温度で加熱することにより、塔底液に含まれるミカエル付加物を分解することができる。ミカエル付加物の分解を促進するために、熱分解槽には、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、特開2003-89672号公報に記載のN-オキシル化合物などの分解触媒を添加することが好ましい。特に軽沸分離塔やそれより前段の捕集塔や凝縮塔で重合防止剤としてN-オキシル化合物を用いる場合には、ミカエル付加物の分解触媒としても作用することができるので好ましい。 The (meth)acrylic acid dimer decomposition device is composed of a thermal decomposition tank, and the bottom liquid of the high boiling separation tower is heated in the thermal decomposition tank at a temperature of 120°C to 220°C (preferably 140°C to 200°C) to decompose the Michael adducts contained in the bottom liquid. In order to promote the decomposition of the Michael adducts, it is preferable to add a decomposition catalyst such as an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, or an N-oxyl compound described in JP 2003-89672 A to the thermal decomposition tank. In particular, when an N-oxyl compound is used as a polymerization inhibitor in the light boiling separation tower or the collection tower or condensation tower upstream of the light boiling separation tower, it is preferable because it can also act as a decomposition catalyst for the Michael adducts.

高沸分離塔では、高沸点成分が濃縮された塔底液の少なくとも一部を抜き出して、抜出液循環路に設けられたリボイラーで加熱して高沸分離塔に返送することができる。塔底液に含まれるミカエル付加物を(メタ)アクリル酸二量体分解装置で分解する場合は、その分解液をリボイラーを介して高沸分離塔に返送してもよく、リボイラーで加熱した塔底液の抜出液を(メタ)アクリル酸二量体分解装置(熱分解槽)に導入してもよい。 In the high boiling separation tower, at least a portion of the bottom liquid in which high boiling components are concentrated can be extracted and heated in a reboiler provided in the extraction liquid circulation path, and returned to the high boiling separation tower. When the Michael adducts contained in the bottom liquid are decomposed in a (meth)acrylic acid dimer decomposition device, the decomposition liquid may be returned to the high boiling separation tower via a reboiler, or the extracted bottom liquid heated in the reboiler may be introduced into the (meth)acrylic acid dimer decomposition device (thermal decomposition tank).

気化分離工程で得られた精製された易重合性化合物は、さらに別の精製工程に供してもよく、あるいはさらに精製することなく製品として取り扱ったり、他の化合物の製造原料として用いてもよい。前者の場合、易重合性化合物の重合を抑えながらより高純度の易重合性化合物を得ることが容易な点から、精製工程に晶析を採用することが好ましい。 The purified easily polymerizable compound obtained in the vaporization separation process may be subjected to another purification process, or may be handled as a product without further purification, or may be used as a raw material for the production of other compounds. In the former case, it is preferable to employ crystallization in the purification process, since it is easy to obtain a highly pure easily polymerizable compound while suppressing the polymerization of the easily polymerizable compound.

晶析は回分式で行ってもよく、連続式で行ってもよい。晶析操作で用いる晶析器としては、例えば、伝熱面を有し、伝熱面での熱交換によって易重合性化合物を結晶化および/または融解できる晶析器を用いることができる。伝熱面の一方側に冷熱媒を供給し他方側に気化分離工程で得られた精製易重合性化合物を供給することにより、伝熱面を介した熱交換によって精製易重合性化合物を含む液が冷却されて、易重合性化合物が結晶化する。回分式晶析操作では、結晶化した易重合性化合物は、伝熱面の一方側に温熱媒を供給し、伝熱面を介した熱交換によって加温されて、易重合性化合物を含む融解液が得られる。易重合性化合物の融解は、結晶化で用いたのと同一の伝熱面を加温することにより行ってもよいし、結晶化した易重合性化合物を回収して、結晶化で使用したのとは別の伝熱面を介して、回収した易重合性化合物の結晶を加温してもよい。 The crystallization may be performed in a batch or continuous manner. As a crystallizer used in the crystallization operation, for example, a crystallizer having a heat transfer surface and capable of crystallizing and/or melting the easily polymerizable compound by heat exchange on the heat transfer surface can be used. By supplying a cold heat transfer medium to one side of the heat transfer surface and supplying the purified easily polymerizable compound obtained in the vaporization separation process to the other side, the liquid containing the purified easily polymerizable compound is cooled by heat exchange via the heat transfer surface, and the easily polymerizable compound is crystallized. In the batch crystallization operation, the crystallized easily polymerizable compound is heated by heat exchange via the heat transfer surface by supplying a hot heat transfer medium to one side of the heat transfer surface, to obtain a molten liquid containing the easily polymerizable compound. The easily polymerizable compound may be melted by heating the same heat transfer surface used in the crystallization, or the crystallized easily polymerizable compound may be recovered and the recovered crystals of the easily polymerizable compound may be heated via a heat transfer surface other than that used in the crystallization.

回分式晶析操作では、気化分離工程で得られた精製易重合性化合物を冷却することにより易重合性化合物を結晶化させ、結晶化した易重合性化合物を融解することにより易重合性化合物を含む融解液が得られる。この際、得られる易重合性化合物の融解液の純度を上げることを目的に、易重合性化合物の結晶をまず部分的に融解(発汗)し、結晶間や結晶表面に存在する不純物を洗い流し、その後残りの易重合性化合物の結晶を融解して、易重合性化合物の融解液を得ることが好ましい。易重合性化合物を結晶化させた際の未結晶残渣と、易重合性化合物の結晶を部分的に融解して得られた発汗液は、晶析残渣として晶析器から排出することが好ましい。回分式晶析操作で用いる晶析装置としては、例えば、Sulzer Chemtech社製の層結晶化装置(動的結晶化装置)、BEFS PROKEM社製の静的結晶化装置等を使用することができる。 In the batch crystallization operation, the purified easily polymerizable compound obtained in the vaporization separation step is cooled to crystallize the easily polymerizable compound, and the crystallized easily polymerizable compound is melted to obtain a molten liquid containing the easily polymerizable compound. In this case, in order to increase the purity of the obtained molten liquid of the easily polymerizable compound, it is preferable to first partially melt (sweat) the crystals of the easily polymerizable compound, wash out the impurities present between the crystals and on the crystal surface, and then melt the remaining crystals of the easily polymerizable compound to obtain a molten liquid of the easily polymerizable compound. It is preferable that the uncrystallized residue when the easily polymerizable compound is crystallized and the sweated liquid obtained by partially melting the crystals of the easily polymerizable compound are discharged from the crystallizer as crystallization residue. As a crystallization apparatus used in the batch crystallization operation, for example, a layer crystallization apparatus (dynamic crystallization apparatus) manufactured by Sulzer Chemtech, a static crystallization apparatus manufactured by BEFS PROKEM, etc. can be used.

連続式晶析操作は、例えば、気化分離工程で得られた精製易重合性化合物を晶析器へ連続的に供給し冷却して易重合性化合物を結晶化し、易重合性化合物の結晶と母液からなるスラリーを晶析器から連続的に排出し、さらに、洗浄カラムに当該スラリーを供給し、易重合性化合物の結晶を洗浄しつつ母液から連続的に分離することなどにより行うことができる。連続式晶析操作で用いる晶析装置としては、例えば、結晶化部、固液分離部および結晶精製部が一体になった晶析装置(例えば、BMC(Backmixing Column Crystallizer)型晶析器)や、結晶化部(例えば、GOUDA社製のCDC(Cooling Disk Crystallizer)晶析装置やGEA社製のDC(Drum Crystallizer)晶析装置)、固液分離部(例えば、ベルトフィルター、遠心分離器)および結晶精製部(例えば、クレハエンジニアリング社製のKCP(Kureha Crystal Purifier)精製装置やGEA社製のWC(Wash Column)精製装置)を組み合わせた晶析装置等を使用することができる。 Continuous crystallization operations can be carried out, for example, by continuously supplying the purified easily polymerizable compound obtained in the vaporization separation process to a crystallizer, cooling it to crystallize the easily polymerizable compound, continuously discharging a slurry consisting of the crystals of the easily polymerizable compound and the mother liquor from the crystallizer, and further supplying the slurry to a washing column to continuously separate the crystals of the easily polymerizable compound from the mother liquor while washing them. Examples of crystallization apparatuses used in continuous crystallization operations include crystallization apparatuses in which a crystallization section, a solid-liquid separation section, and a crystal purification section are integrated (e.g., a BMC (Backmixing Column Crystallizer) type crystallizer), crystallization apparatuses (e.g., a CDC (Cooling Disk Crystallizer) crystallizer manufactured by GOUDA Co., Ltd. or a DC (Drum Crystallizer) crystallizer manufactured by GEA Co., Ltd.), solid-liquid separation section (e.g., a belt filter, a centrifuge) and a crystal purification section (e.g., a KCP (Kureha Crystal Purifier) purification apparatus manufactured by Kureha Engineering Co., Ltd. or a WC (Wash Column) purification apparatus manufactured by GEA Co., Ltd.) are combined.

晶析工程で発生した晶析残渣は、前段の気化分離工程、特に軽沸分離塔に返送することが好ましい。一方、晶析工程で得られた高純度の易重合性化合物は、さらに任意の精製手段により精製してもよいが、さらなる精製は行わずに、製品として取り扱ったり、他の化合物の製造原料として用いることが好ましい。 It is preferable to return the crystallization residue generated in the crystallization process to the preceding vaporization separation process, particularly to the light boiling separation tower. On the other hand, the high-purity easily polymerizable compound obtained in the crystallization process may be further purified by any purification means, but it is preferable to handle it as a product without further purification or use it as a raw material for manufacturing other compounds.

以下、実施例を示すことにより本発明を更に詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below by showing examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
蒸留塔に、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテルを含むアクリル酸含有液(粗製アクリル酸)を供給し、蒸留精製を行った。蒸留塔には塔底液の循環路が設けられ、当該循環路には、竪型多管式熱交換器を有するリボイラーが設けられていた。蒸留塔の塔底液の一部を抜き出してリボイラーで加熱して、蒸留塔に戻すことにより、塔底液を加熱した。蒸留塔は、塔底部圧力が23kPa、リボイラー加熱部入口圧力が62kPa、塔底部温度が95℃~105℃の条件で運転され、塔底液は、アクリル酸90%以上、ハイドロキノン1300ppm、ハイドロキノンモノメチルエーテル250ppmの組成を有していた。循環路にはリボイラーの上流側に酸素ノズルが設置され、9Nm3/h(ガス体積/循環液容積=13%)で循環路内を流れる循環液に酸素ガスを投入した。酸素ノズルの供給口は、熱交換器(加熱部)入口より1850mm下方に設置され、循環路の当該供給口での循環液の圧力は80kPa、循環路の供給口からリボイラー加熱部の入口までの循環液の平均滞留時間は5.1秒であった。約6ヶ月の稼働の後、運転を停止し、蒸留塔および熱交換器の内部点検を行ったが重合物などは見られなかった。
Example 1
An acrylic acid-containing liquid (crude acrylic acid) containing hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether was supplied to the distillation tower, and distillation purification was performed. The distillation tower was provided with a circulation path for the bottom liquid, and the circulation path was provided with a reboiler having a vertical multitubular heat exchanger. The bottom liquid was heated by extracting a part of the bottom liquid from the distillation tower, heating it in the reboiler, and returning it to the distillation tower. The distillation tower was operated under the conditions of a bottom pressure of 23 kPa, a reboiler heating section inlet pressure of 62 kPa, and a bottom temperature of 95°C to 105°C, and the bottom liquid had a composition of 90% or more acrylic acid, 1300 ppm hydroquinone, and 250 ppm hydroquinone monomethyl ether. An oxygen nozzle was installed upstream of the reboiler in the circulation path, and oxygen gas was introduced into the circulation liquid flowing through the circulation path at 9 Nm 3 /h (gas volume / circulation liquid volume = 13%). The supply port of the oxygen nozzle was installed 1,850 mm below the inlet of the heat exchanger (heating section), the pressure of the circulating liquid at the supply port of the circulation path was 80 kPa, and the average residence time of the circulating liquid from the supply port of the circulation path to the inlet of the reboiler heating section was 5.1 seconds. After operating for about six months, the operation was stopped and the inside of the distillation column and the heat exchanger were inspected, but no polymers or the like were found.

(比較例1)
実施例1において、酸素ノズルの供給口の設置位置を、熱交換器入口より250mm下方に設置し、当該供給口での循環液の圧力が64kPaとなる条件で運転を実施した。約6ヶ月の稼働の後、運転を停止し、蒸留塔および熱交換器の内部点検を行ったが、熱交換器の熱交換器チューブの総本数の70%以上が重合物によって閉塞していた。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the supply port of the oxygen nozzle was installed 250 mm below the inlet of the heat exchanger, and operation was performed under conditions where the pressure of the circulating liquid at the supply port was 64 kPa. After operating for about six months, the operation was stopped and the insides of the distillation column and the heat exchanger were inspected, and it was found that 70% or more of the total number of heat exchanger tubes in the heat exchanger were clogged with polymers.

(実施例2)
蒸留塔に、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテルを含むアクリル酸含有液(粗製アクリル酸)を供給し、蒸留精製を行った。蒸留精製を行った。蒸留塔には塔底液の循環路が設けられ、当該循環路には、竪型多管式熱交換器を有するリボイラーが設けられていた。蒸留塔の塔底液の一部を抜き出してリボイラーで加熱して、蒸留塔に戻すことにより、塔底液を加熱した。蒸留塔は、塔底部圧力が15kPa、リボイラー加熱部入口圧力が54kPa、塔底部温度が80℃~90℃の条件で運転され、塔底液は、アクリル酸90%以上、ハイドロキノン1600ppm、ハイドロキノンモノメチルエーテル250ppmの組成を有していた。循環路にはリボイラーの上流側に酸素ノズルが設置され、3Nm3/h(ガス体積/循環液容積=5%)で循環路内を流れる循環液に酸素ガスを投入した。酸素ノズルの供給口は、熱交換器(加熱部)入口より1750mm下方に設置され、循環路の当該供給口での循環液の圧力は71kPa、循環路の供給口からリボイラー加熱部の入口までの循環液の平均滞留時間は5.2秒であった。約6ヶ月の稼働の後、運転を停止し、蒸留塔および熱交換器の内部点検を行ったが重合物などは見られなかった。
Example 2
An acrylic acid-containing liquid (crude acrylic acid) containing hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether was supplied to the distillation tower, and distillation purification was performed. Distillation purification was performed. The distillation tower was provided with a circulation path for the bottom liquid, and the circulation path was provided with a reboiler having a vertical multitubular heat exchanger. The bottom liquid was heated by extracting a part of the bottom liquid of the distillation tower, heating it in the reboiler, and returning it to the distillation tower. The distillation tower was operated under the conditions of a bottom pressure of 15 kPa, a reboiler heating section inlet pressure of 54 kPa, and a bottom temperature of 80°C to 90°C, and the bottom liquid had a composition of 90% or more acrylic acid, 1600 ppm hydroquinone, and 250 ppm hydroquinone monomethyl ether. An oxygen nozzle was installed upstream of the reboiler in the circulation path, and oxygen gas was introduced into the circulation liquid flowing through the circulation path at 3 Nm 3 /h (gas volume / circulation liquid volume = 5%). The supply port of the oxygen nozzle was installed 1,750 mm below the inlet of the heat exchanger (heating section), the pressure of the circulating liquid at the supply port of the circulation path was 71 kPa, and the average residence time of the circulating liquid from the supply port of the circulation path to the inlet of the reboiler heating section was 5.2 seconds. After operating for about six months, the operation was stopped and the inside of the distillation column and the heat exchanger were inspected, but no polymerized products were found.

(比較例2)
実施例2において、酸素ノズルの供給口の設置位置を、熱交換器入口より250mm下方に設置し、当該供給口での循環液の圧力が57kPaとなる条件で運転を実施した。約6ヶ月の稼働の後、運転を停止し、蒸留塔および熱交換器の内部点検を行ったが、熱交換器の熱交換器チューブの総本数の50%以上が重合物によって閉塞していた。
(Comparative Example 2)
In Example 2, the supply port of the oxygen nozzle was installed 250 mm below the inlet of the heat exchanger, and operation was performed under conditions where the pressure of the circulating liquid at the supply port was 57 kPa. After operating for about 6 months, the operation was stopped and the insides of the distillation column and the heat exchanger were inspected, and it was found that 50% or more of the total number of heat exchanger tubes in the heat exchanger were clogged with polymers.

(実施例3)
蒸留塔に、ハイドロキノンを含むアクリル酸含有液(粗製アクリル酸)を供給し、蒸留精製を行った。蒸留精製を行った。蒸留塔には塔底液の循環路が設けられ、当該循環路には、竪型多管式熱交換器を有するリボイラーが設けられていた。蒸留塔の塔底液の一部を抜き出してリボイラーで加熱して、蒸留塔に戻すことにより、塔底液を加熱した。蒸留塔は、塔底部圧力が14kPa、リボイラー加熱部入口圧力が53kPa、塔底部温度が80℃~90℃の条件で運転され、塔底液は、アクリル酸90%以上、ハイドロキノン1300ppmの組成を有していた。循環路にはリボイラーの上流側に酸素ノズルが設置され、3Nm3/h(ガス体積/循環液容積=10%)で循環路内を流れる循環液に酸素ガスを投入した。酸素ノズルの供給口は、熱交換器(加熱部)入口より1800mm下方に設置され、循環路の当該供給口での循環液の圧力は71kPa、循環路の供給口からリボイラー加熱部の入口までの循環液の平均滞留時間は5.3秒であった。約6ヶ月の稼働の後、運転を停止し、蒸留塔および熱交換器の内部点検を行ったが重合物などは見られなかった。
Example 3
The acrylic acid-containing liquid (crude acrylic acid) containing hydroquinone was supplied to the distillation tower, and distillation purification was performed. Distillation purification was performed. The distillation tower was provided with a circulation path for the bottom liquid, and the circulation path was provided with a reboiler having a vertical multitubular heat exchanger. The bottom liquid was heated by extracting a part of the bottom liquid of the distillation tower, heating it in the reboiler, and returning it to the distillation tower. The distillation tower was operated under the conditions of a bottom pressure of 14 kPa, a reboiler heating section inlet pressure of 53 kPa, and a bottom temperature of 80°C to 90°C, and the bottom liquid had a composition of 90% or more acrylic acid and 1300 ppm hydroquinone. An oxygen nozzle was installed upstream of the reboiler in the circulation path, and oxygen gas was introduced into the circulation liquid flowing through the circulation path at 3 Nm 3 /h (gas volume / circulation liquid volume = 10%). The supply port of the oxygen nozzle was installed 1,800 mm below the inlet of the heat exchanger (heating section), the pressure of the circulating liquid at the supply port of the circulation path was 71 kPa, and the average residence time of the circulating liquid from the supply port of the circulation path to the inlet of the reboiler heating section was 5.3 seconds. After operating for about six months, the operation was stopped and the inside of the distillation column and the heat exchanger were inspected, but no polymers or the like were found.

(比較例3)
実施例3において、酸素ノズルの供給口の設置位置を、熱交換器入口より400mm下方に設置し、当該供給口での循環液の圧力が58kPaとなる条件で運転を実施した。約6ヶ月の稼働の後、運転を停止し、蒸留塔および熱交換器の内部点検を行ったが、熱交換器の熱交換器チューブの総本数の40%以上が重合物によって閉塞していた。
(Comparative Example 3)
In Example 3, the supply port of the oxygen nozzle was installed 400 mm below the inlet of the heat exchanger, and operation was performed under conditions where the pressure of the circulating liquid at the supply port was 58 kPa. After operating for about six months, the operation was stopped and the insides of the distillation column and the heat exchanger were inspected, and it was found that 40% or more of the total number of heat exchanger tubes in the heat exchanger were clogged with polymers.

1: 気化分離塔
2: 循環路
3: 塔底液
4: リボイラー
5: 加熱部
6: 拡幅部
7: (酸素含有ガスの)供給口
8: 屈曲部
1: vaporization separation tower 2: circulation path 3: tower bottom liquid 4: reboiler 5: heating section 6: widening section 7: (oxygen-containing gas) supply port 8: bent section

Claims (9)

易重合性化合物含有液を、蒸留塔および放散塔から選ばれる気化分離塔に導入して減圧下で精製する工程を含む易重合性化合物の製造方法であって、
前記易重合性化合物は(メタ)アクリル酸または(メタ)アクリル酸エステルであり、
前記気化分離塔に導入される前記易重合性化合物含有液中の易重合性化合物濃度は50質量%以上であり、
前記気化分離塔には、塔底液の少なくとも一部を抜き出した抜出液を前記気化分離塔に戻す循環路が設けられ、
前記循環路には、酸素含有ガスを供給する供給口と加熱部を備えたリボイラーとが上流側から順に設けられ、
前記リボイラーの加熱部は、前記循環路を流れる前記抜出液が鉛直方向の下方から上方に向かって流れるように設置され、
前記供給口は、前記加熱部の入口を基準として高低差が0.5m以上の下方に配置され、前記循環路が略水平方向に延びる水平部に設けられており、
前記供給口から、前記抜出液に酸素含有ガスを供給することを特徴とする易重合性化合物の製造方法。
A method for producing an easily polymerizable compound, comprising a step of introducing an easily polymerizable compound-containing liquid into a vaporization separation column selected from a distillation column and a stripping column and purifying the liquid under reduced pressure,
the easily polymerizable compound is (meth)acrylic acid or a (meth)acrylic acid ester,
The easily polymerizable compound concentration in the easily polymerizable compound- containing liquid introduced into the vaporization separation tower is 50% by mass or more,
The vaporization separation tower is provided with a circulation path for returning at least a portion of the bottom liquid extracted from the tower to the vaporization separation tower,
The circulation path is provided with a supply port for supplying an oxygen-containing gas and a reboiler equipped with a heating unit in this order from the upstream side,
The heating section of the reboiler is installed so that the extracted liquid flowing through the circulation path flows vertically from below to above,
The supply port is disposed below the inlet of the heating unit by a height difference of 0.5 m or more, and the circulation path is provided on a horizontal portion extending in a substantially horizontal direction,
A method for producing an easily polymerizable compound, comprising: supplying an oxygen-containing gas to the extracted liquid through the supply port.
前記供給口における抜出液の圧力は、前記塔底液上面の気体圧力よりも30kPa以上高い請求項1に記載の易重合性化合物の製造方法。 The method for producing an easily polymerizable compound according to claim 1, wherein the pressure of the liquid discharged at the supply port is 30 kPa or more higher than the gas pressure at the top surface of the liquid at the bottom of the column. 前記循環路の前記供給口から前記加熱部の入口までの前記抜出液の平均滞留時間が2秒以上である請求項1または2に記載の易重合性化合物の製造方法。 The method for producing an easily polymerizable compound according to claim 1 or 2, wherein the average residence time of the extracted liquid from the supply port of the circulation path to the inlet of the heating section is 2 seconds or more. 前記循環路には、前記供給口から前記加熱部までの間に屈曲部が設けられている請求項1~3のいずれか一項に記載の易重合性化合物の製造方法。 The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the circulation path has a bent portion between the supply port and the heating section. 前記水平部における前記抜出液の平均滞留時間が0.5秒以上である請求項1~4のいずれか一項に記載の易重合性化合物の製造方法。 The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of claims 1 to 4 , wherein an average residence time of the extracted liquid in the horizontal portion is 0.5 seconds or more. 前記加熱部の上流側の前記循環路と前記加熱部との接続部分に拡幅部が設けられている請求項1~のいずれか一項に記載の易重合性化合物の製造方法。 The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of claims 1 to 5 , wherein a widening section is provided at a connection portion between the circulation path and the heating section on an upstream side of the heating section. 前記加熱部を備えたリボイラーは、プレート式熱交換器、多管式熱交換器、二重管式熱交換器、コイル式熱交換器、またはスパイラル式熱交換器から構成される請求項1~のいずれか一項に記載の易重合性化合物の製造方法。 The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of claims 1 to 6 , wherein the reboiler equipped with the heating section is composed of a plate heat exchanger, a shell-and-tube heat exchanger, a double-tube heat exchanger, a coil heat exchanger, or a spiral heat exchanger. 前記酸素含有ガスをマイクロバブルとして供給する請求項1~のいずれか一項に記載の易重合性化合物の製造方法。 The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of claims 1 to 7 , wherein the oxygen-containing gas is supplied in the form of microbubbles. 前記蒸留塔は共沸溶媒を使用しないものである請求項1~8のいずれか一項に記載の易重合性化合物の製造方法。The method for producing an easily polymerizable compound according to any one of claims 1 to 8, wherein the distillation column does not use an azeotropic solvent.
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