JP2000256258A - (メタ)アクリル酸および/またはそのエステルの精製方法 - Google Patents

(メタ)アクリル酸および/またはそのエステルの精製方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸留塔、多管式リボイラおよびこれらを接続
するパイプを備えてなる蒸留装置を用いて(メタ)アク
リル酸および/またはそのエステルを精製するに当り、
リボイラ内での重合物の生成を効果的に防止して長期に
わたって安定して(メタ)アクリル酸および/またはそ
のエステルを精製する方法を提供する。 【解決手段】 蒸留塔底部と多管式リボイラ入口とを接
続するパイプおよび多管式リボイラ入口からその入口管
板に至るまでの1または2以上の箇所から酸素または酸
素含有ガスを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は(メタ)アクリル酸
またはそのエステルの精製方法、詳しくは(メタ)アク
リル酸またはそのエステルを蒸留塔、多管式リボイラお
よびこれらを接続するパイプを備えてなる蒸留装置を用
いて精製するに当り、リボイラ内での重合物の生成を防
止して、(メタ)アクリル酸および/またはそのエステ
ルを長期にわたり安定して精製する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】蒸留塔、リボイラおよびこれらを接続す
るパイプを備えてなる蒸留装置を用いて、(メタ)アク
リル酸および/またはそのエステルを含む系(液体混合
物)を蒸留し、この系に含まれる高沸点および低沸点成
分などの不純物を分離して、(メタ)アクリル酸および
/またはそのエステルを精製することは工業的に一般に
行われている。
【0003】そして、(メタ)アクリル酸およびそのエ
ステルは重合し易いことから、これらの蒸留塔内での重
合を防止するために蒸留塔の塔底から酸素をガス状で導
入することが特公昭52−34606号、特公昭57−
61015号各公報に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記各公報に
開示された方法によれば、蒸留塔内での重合物の発生を
防止することはできるものの、多管式リボイラの管内お
よび接続パイプ内に重合物が発生し、やがては閉塞が起
こって蒸留の継続が不可能となる。
【0005】かくして、本発明は、蒸留塔、多管式リボ
イラおよびこれらを接続するパイプを備えてなる蒸留装
置を用いて(メタ)アクリル酸および/またはそのエス
テルを精製するに当り、リボイラ内での重合物の生成を
効果的に防止して長期にわたって安定して(メタ)アク
リル酸および/またはそのエステルを精製する方法を提
供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、蒸留塔底部と多管式リボイラ入口とを接続するパイ
プから多管式リボイラの入口管板に至るまでの任意の箇
所に酸素または酸素含有ガスを供給し、あるいはさらに
多管式リボイラおよび多管式リボイラと蒸留塔とを接続
するパイプの内表面の少なくとも一部を12.5S以下
の平滑度にするとリボイラ管内および接続パイプ内の重
合物の発生を効果的に防止できることがわかった。本発
明は、このような知見に基づいて完成されたものであ
る。
【0007】すなわち、本発明は、蒸留塔、多管式リボ
イラおよびこれらを接続するパイプを備えてなる蒸留装
置を用いて(メタ)アクリル酸および/またはそのエス
テルを精製するに当り、蒸留塔底部と管内側にプロセス
流体を通過させる多管式リボイラ入口とを接続するパイ
プおよび多管式リボイラ入口からその入口管板に至るま
での1または2以上の箇所から酸素または酸素含有ガス
を供給することを特徴とする(メタ)アクリル酸および
/またはそのエステルの精製方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明で精製する(メタ)アクリ
ル酸(アクリル酸およびメタクリル酸)のエステルとし
ては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸
エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル
酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキ
シルなどのアルキルエステル;(メタ)アクリル酸ヒド
ロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル
などのヒドロキシアルキルエステル;(メタ)アクリル
酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチル
アミノエチルなどのジアルキルアミノアルキルエステ
ル;および(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メ
タ)アクリル酸エトキシエチルなどのアルコキシアルキ
ルエステルを挙げることができる。
【0009】本発明で使用する多管式リボイラとして
は、管内にプロセス流体を通過させる自然循環式または
強制循環式の竪型多管リボイラおよび横型多管リボイラ
のいずれも用いることができる。
【0010】以下、本発明を図1に基づいて説明する。
【0011】図1は、本発明で用いる蒸留装置の一実施
態様を示す系統図であり、1は蒸留塔、2は竪型多管式
リボイラ、3は蒸留塔1の底部とリボイラ2の入口とを
接続するパイプを示す。
【0012】精製すべき(メタ)アクリル酸および/ま
たはそのエステルを含有する液体混合物を原料液入口7
から蒸留塔1に導入して蒸留し、蒸留塔1の底部からの
缶出液をパイプ3により循環ポンプ4を用いてリボイラ
2に導入し、ここで熱媒体で加熱した後蒸留塔1に戻
す。本発明においては、パイプ3の末端(蒸留塔1側)
からリボイラ2の入口管板5に至るまでの1または2以
上の箇所から酸素または酸素含有ガスを供給する。これ
により、リボイラ2の管内部での重合物の生成を効果的
に防止することができる。酸素含有ガスとしては、通
常、空気が用いられる。
【0013】なお、循環ポンプ4を使用する場合、酸素
または酸素含有ガスは循環ポンプ4以降でリボイラ2の
下管板5に至るまでの間に供給するのが好ましい。
【0014】酸素または酸素含有ガスの供給量(酸素含
有ガスの場合は酸素として)は、リボイラ2において発
生する蒸気の量(標準状態換算)の0.01〜5容量
%、好ましくは0.02〜3容量%である。0.01容
量%より少ない場合、重合防止の効果が十分でなく、ま
た5容量%より多い場合には、酸素または酸素含有ガス
とともに同伴される有効成分量の増加、および蒸留を減
圧状態で実施する場合には減圧にする装置の能力の面で
問題となる。
【0015】本発明において、一般に用いられている重
合禁止剤、例えばハイドロキノン、ハイドロキノンモノ
メチルエーテル、フェノチアジン、ジフェニルアミン、
ジアルキルジチオカルバミン酸銅塩、N−オキシル化合
物などを使用してもよいことはいうまでもない。
【0016】本発明においては、上記のように酸素また
は酸素含有ガスを供給するとともに、リボイラ2および
蒸留塔とリボイラとを接続するパイプの内表面の一部ま
たは全部、好ましくは全部について、その表面粗さを1
2.5S以下、好ましくは3.2S以下の平滑度にする
ことにより、リボイラ2の管内部での重合物の生成を更
に効果的に防止することができる。
【0017】なお、本発明にいう、表面粗さおよびSと
は、JISB0601−1982−3,4の規定による
ものである。上記平滑度にするための研磨手段には特に
制限はなく、機械研磨法、電解研磨法などを用いること
ができる。例えば、#200以上、好ましくは#300
以上、より好ましくは#400以上のバフ研磨を行えば
よい。
【0018】
【発明の効果】本発明の方法によれば、多管式リボイラ
の管内での重合物の生成を効果的に防止できるので、
(メタ)アクリル酸および/またはそのエステルの蒸留
精製を長期にわたり安定して行うことができる。
【0019】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。
【0020】実施例1 強制循環型で管内側にプロセス流体を通過させる横型多
管式リボイラ(管の内径30mm、管の長さ4000m
m、管の数70本)を備えた塔径1.2mの蒸留塔(無
堰多孔板を20段装着)において、高沸不純物としてブ
トキシプロピオン酸ブチルなどを含む粗製アクリル酸ブ
チル(アクリル酸ブチル97.5%、ブトキシプロピオ
ン酸ブチル1.8%、その他0.7%)を塔底に毎時4
700kgで供給し、塔頂より留出するアクリル酸ブチ
ルを還流比0.3で塔頂から供給した(操作圧70hp
a)。塔頂より高沸不純物を含まない精製アクリル酸ブ
チルを毎時4500kg、塔底より高沸不純物の濃縮さ
れたアクリル酸ブチルを毎時200kg抜き出した。こ
の際、重合防止剤として、供給した粗製アクリル酸ブチ
ルに対しハイドロキノンモノメチルエーテル150pp
mを還流液から供給したのに加え、蒸留塔と多管式リボ
イラとを接続しているパイプの液の流れ方向に対し多管
式リボイラの入口管板の手前から空気を連続的に供給し
た。供給した空気の量としては、リボイラにおいて発生
する標準状態に換算した蒸気量に対し、酸素として0.
2容量%とした。この状態を60日継続した後、蒸留塔
およびリボイラの内部を点検したが重合物は全く認めら
れなかった。
【0021】比較例1 実施例1において、空気の供給箇所をリボイラの出口管
板より下流部に変更した以外は実施例1と同じ条件で6
0日間運転を継続した後、蒸留塔およびリボイラの内部
を点検した。蒸留塔においては重合物の発生は全く認め
られなかったものの、リボイラにおいては管の全数70
本のうち10本が重合物によって閉塞していた。
【0022】実施例2 自然循環型で管内側にプロセス流体を通過させる竪型多
管式リボイラ(管の内径30mm、管の長さ4000m
m、管の数310本)を備えた塔径1.8mの蒸留塔
(無堰多孔板を40段装着)において、プロピレンの接
触気相酸化により生成したアクリル酸を含有する反応ガ
スから水によってアクリル酸を吸収したアクリル酸水溶
液(アクリル酸65%、酢酸2%、水31%、その他2
%)を20段に毎時6300kgで供給し、共沸溶剤と
してメチルイソブチルケトンを塔頂より毎時8500k
gで供給しながら塔頂より水を分離し、塔底より粗製ア
クリル酸を毎時4300kgで回収した(操作圧150
hpa)。この際、重合防止剤として、供給したアクリ
ル酸水溶液に対しハイドロキノン200ppm、フェノ
チアジン100ppmを還流液から供給したのに加え、
蒸留塔の塔底から多管式リボイラに液を供給するパイプ
およびリボイラの入口管板の手前の2ヶ所から酸素を供
給した。供給した酸素の量(2ヶ所からの合計)として
は、リボイラにおいて発生する標準状態に換算した蒸気
量に対し、酸素として1容量%とした。なお、蒸留塔と
リボイラとを接続するパイプ、およびリボイラの管板、
内面およびリボイラの管の内面はバフ研磨(#400)
を実施して表面粗さを3.2S以下とした。この状態を
90日継続した後、蒸留塔、リボイラおよび蒸留塔と多
管式リボイラとを接続する配管の内部を点検したが、重
合物は全く認められなかった。
【0023】比較例2 実施例2において、酸素の供給場所を蒸留塔の塔底に変
更した以外は実施例2と同じ条件で90日間運転を継続
した後、蒸留塔、リボイラおよび蒸留塔と多管式リボイ
ラとを接続するパイプの内部を点検した。蒸留塔におい
ては重合物の発生は全く認められなかったものの、リボ
イラにおいては管の全数310本のうち42本が重合物
によって閉塞しており、また蒸留塔と多管式リボイラを
接続するパイプの内部にも重合物が付着していた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明で用いる蒸留装置の一実施態様を示す
系統図である。
【符号の説明】
1 蒸留塔 2 竪型多管式リボイラ 3 パイプ 4 循環ポンプ 5 多管式リボイラの入口管板 6 コンデンサ 7 原料液入口 8 還流液入口 9 留出液出口 10 熱媒体入口 11 熱媒体出口 12 塔底液出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D076 AA16 AA22 AA24 BB03 BB08 BB13 CA06 CB11 CD22 DA03 DA21 EA02Y EA04X EA04Y EA05Y EA09Y EA11Y EA16Y FA31 GA01 GA03 4H006 AA02 AD11 AD30 BC50 BD80 BE30 BS10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸留塔、多管式リボイラおよびこれらを
    接続するパイプを備えてなる蒸留装置を用いて(メタ)
    アクリル酸および/またはそのエステルを精製するに当
    り、蒸留塔底部と管内側にプロセス流体を通過させる多
    管式リボイラ入口とを接続するパイプおよび多管式リボ
    イラ入口からその入口管板に至るまでの1または2以上
    の箇所から酸素または酸素含有ガスを供給することを特
    徴とする(メタ)アクリル酸および/またはそのエステ
    ルの精製方法。
  2. 【請求項2】 酸素または酸素含有ガスの供給量(酸素
    含有ガスの場合は酸素として)は多管式リボイラにおい
    て発生する蒸気の量(標準状態換算)の0.01〜5容
    量%である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 多管式リボイラおよび多管式リボイラと
    蒸留塔とを接続するパイプの内表面の少なくとも一部に
    ついて、その表面粗さを12.5S以下の平滑度にする
    請求項1または2記載の方法。
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