JP6237563B2 - 易重合性化合物の貯蔵タンク設備及び貯蔵方法 - Google Patents

Description

本発明は、（メタ）アクリル酸類等の易重合性化合物の貯蔵タンク設備及び該貯蔵タンク設備を用いた易重合性化合物の貯蔵方法に関する。
尚、本明細書において、（メタ）アクリル酸類とは、（メタ）アクリル酸及びこれらの酸とアルコールとから得られる（メタ）アクリル酸エステルを総称するものであり、そのうち少なくとも一種を指す。

易重合性化合物、例えば（メタ）アクリル酸類を貯蔵タンク等で貯蔵する際には、その重合を防止するために、重合禁止剤の添加や、酸素含有ガスの吹き込みが行われている。また、貯蔵中の（メタ）アクリル酸類を貯蔵タンクから抜き出して再び戻す循環ラインを設け、この循環ラインで（メタ）アクリル酸類を冷却して温度を均一化させたり、添加した重合禁止剤の濃度を均一化させたりすることも行われている。

例えば、非特許文献１には、アクリル酸やそのエステル化合物にフェノチアジン、ヒドロキノン等の重合防止剤を添加することにより安定化させ、酸素含有ガスの存在下に保存することが記載されている。

特許文献１では、貯蔵タンク内の熱重合性モノマーの熱重合を防止するため、貯蔵タンク内に冷却パイプを設け、貯蔵タンク外部より冷却用熱媒体を循環させて、熱重合性モノマーを冷却している。

また、特許文献２、特許文献３には、循環ラインを具備した（メタ）アクリル酸等を貯蔵する貯蔵タンクが開示されており、循環ラインの中途で熱交換器により循環液を冷却している。

特許文献４には、アクリル酸等を含む高粘度液を貯蔵する貯蔵タンクの内液を循環ラインにより循環させるとともに、貯蔵タンク内液をプロペラ式撹拌機により撹拌することが記載されている。

特開昭６０−４８９３８号公報 特開２００３−１８３２１８号公報 特開２００１−２３３８２０号広報 特開２００１−２３３３９６号公報

Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、５版Ａ１巻、Ｐ１６９

しかしながら、以下の通り、これら従前の技術は、いずれも、十分に満足し得るものとは言えない。

非特許文献１の方法では、保存時間が長くなると、重合防止剤の継時的な消費等により重合反応が起こり易くなる。この非特許文献１には、重合反応発生の主要因である液温上昇を抑制することについては記載されていない。
特許文献１には、熱重合性モノマーを冷却することの記載はあるが、タンク内の熱重合性モノマー全体をいかに均一に冷却するかについては記載も示唆もない。特許文献１における冷却パイプからの伝熱で冷却された周囲のタンク内保存液は、冷却に伴う液比重の増加によりタンク底部に沈降する。貯蔵タンクへの入熱は太陽光照射が最たるものであり、これによりタンク内液面付近の液が最も温められる。温められて比重の小さくなった液は液面付近に留まり、更に温められる。つまり保存液の温度差は拡大することとなる。冷却パイプをタンク内の高い位置にも設置することで、液面付近の冷却も可能だが、保存液量が少なくなると該冷却パイプ及びそれを固定する部材の一部がタンク内気相部に露出し、該露出部に付着した液がその長い滞留時間により重合物を生じることになる。特に揮発した重合性モノマーが該露出部で冷却された場合、凝縮液は重合防止剤を含んでおらず、より短時間で重合物を生じることになる。

特許文献２も特許文献１と同様に、易重合性化合物を冷却することの記載はあるが、貯蔵タンクの内液を均一に冷却することの開示がない。単に循環ラインでタンク内の液を冷却して循環させても、タンク内の液温を均一化することは難しい。

特許文献３では、貯蔵タンクに対する循環ラインの液導入管と液抜出管の位置を離すことで、タンク内における循環液のショートパスを防ぎ、液混合性を高めることが記載されているが、貯蔵タンク内に循環ラインからの戻り液の上昇流を形成してタンク内液を均一に冷却することの開示はない。

特許文献４では、撹拌により貯蔵タンク内液の均一化を図っている。タンク容量が小さい場合には、貯蔵タンク内の液を撹拌することで均一化が可能である。しかし、貯蔵タンク容量が大きい場合には、撹拌のみでは、均一化を図ることは難しい。タンクの容量に応じた撹拌動力とすることにより、撹拌翼近傍では撹拌効果を得ることは可能であるが、撹拌翼外周部に滞留部が生じることは避けられない。また、貯蔵タンク容量が増大すると、撹拌のみでは貯蔵タンク内液の上層部と下層部とを効率的に混合することは困難となる。更に、容量５００ｍ^３以上の大容量の貯蔵タンクでは、翼長が６ｍを超える撹拌翼の設計となり、費用及び維持管理の点から現実的ではない。

本発明は上記従来の問題点を解決し、（メタ）アクリル酸類等の易重合性化合物を貯蔵タンク内に貯蔵するに際し、タンク液面高さやタンク容量によらず、タンク内液及びその液温の均一化を促進し、局所的な滞留部分の発生を抑制することにより重合反応を防止し、長期間安定的に易重合性化合物を保存することができる易重合性化合物の貯蔵タンク設備と、この貯蔵タンク設備を用いた易重合性化合物の貯蔵方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、（メタ）アクリル酸類等の易重合性化合物の液を貯蔵する、循環ラインを具備した貯蔵タンク設備において、循環ライン出口（即ち、循環ラインにより循環した液をタンク本体内に流出させる流出口）の設置位置と開口の指向方向を特定の構成とすることにより、貯蔵容量の大きい貯蔵タンク設備であっても、タンク本体内液の局所的な滞留を防止して容易に液温を均一化することが可能となり、易重合性化合物を長期間安定的に貯蔵できることを見出した。

本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。

［１］ 易重合性化合物の液を貯蔵するための貯蔵タンク設備であって、円筒状のタンク本体と、該タンク本体内の液を流入口から吸引し、少なくとも１つの流出口から該タンク本体内に流出させる循環ラインと、該循環ライン内に設けられたポンプ及び冷却器とを有する貯蔵タンク設備において、前記流出口として、前記タンク本体の底部において上方を指向して開口する第１の流出口と、前記タンク本体の内周面近傍に配置された第２の流出口とを備えており、該第２の流出口は、前記液をタンク本体の内周面に沿う方向に流出させる方向を指向して開口していることを特徴とする易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［２］ 前記第１の流出口はタンク本体の底部の中心部に設置されている［１］に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［３］ 前記第１の流出口はジェットノズルを具備する［１］又は［２］に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［４］ 前記タンク本体に、設置高さが異なる複数の温度センサが設置されている［１］乃至［３］のいずれかに記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［５］ 前記タンク本体の容量が５００ｍ^３以上である［１］乃至［４］のいずれかに記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［６］ 前記易重合性化合物が（メタ）アクリル酸である［１］乃至［５］のいずれかに記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［７］ 前記第２の流出口の指向方向は水平方向であり、かつ該第２の流出口の先端と前記タンク本体の中心とを結ぶ線の延長線が該タンク本体内周面に交わる点における該タンク本体内周面の接線と、該第２の流出口からの液の流出方向との交差角度が−３０°〜３０°である［１］乃至［６］のいずれかに記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［８］ 前記第２の流出口はジェットノズルを具備する［１］乃至［７］のいずれかに記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［９］ 前記流入口と前記第２の流出口とは前記タンク本体の周方向において互いに逆方向に開口しており、該流入口の先端と前記タンク本体の中心とを結ぶ線と、該第２の流出口の先端と該タンク本体の中心とを結ぶ線との交差角度が９０°以下である［１］乃至［８］のいずれかに記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［１０］ 前記流入口の指向方向は水平方向であり、かつ該流入口の先端と前記タンク本体の中心とを結ぶ線の延長線が該タンク本体内周面に交わる点における該タンク本体内周面の接線と、該流入口への液の流入方向との交差角度が−３０°〜３０°である［９］に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［１１］ 前記流入口は、先端側ほど拡開した構造である［９］又は［１０］に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。

［１２］ ［１］乃至［１１］のいずれかに記載の貯蔵タンク設備によって、前記タンク本体内の易重合性化合物の液を前記循環ラインで循環させながら貯蔵する易重合性化合物の貯蔵方法であって、該タンク本体内の易重合性化合物の液面が前記第２の流出口よりも上にある易重合性化合物の貯蔵方法。

［１３］ 前記タンク本体内の易重合性化合物の液高に応じて、前記第１の流出口における流出量を調整する［１２］に記載の易重合性化合物の貯蔵方法。

［１４］ 前記第１の流出口はジェットノズルを具備するものであり、該ジェットノズル出口における圧力損失が３０〜５００ｋＰａである［１２］又は［１３］に記載の易重合性化合物の貯蔵方法。

［１５］ 前記易重合性化合物が（メタ）アクリル酸である［１２］乃至［１４］のいずれかに記載の易重合性化合物の貯蔵方法。

本発明によれば、（メタ）アクリル酸類等の易重合性化合物をタンク内に貯蔵するに際し、貯蔵容量の大きい貯蔵タンク設備であっても、またタンク内の液高によらず、局所的な滞留部分の発生を抑制することが可能となり、タンク本体内の液及びその液温の均一化を促進することができるため、易重合性化合物の重合反応を抑制して、長期間安定的に貯蔵することができる。

本発明の貯蔵タンク設備の実施の形態の一例を示す模式的な系統図である。 図１の貯蔵タンク設備の第１の流出口と第２の流出口の設置位置を示すタンク本体下部の断面斜視図である。 図１の貯蔵タンク設備の第２の流出口と流入口の設置位置を示すタンク本体の水平断面の模式図である。 本発明の貯蔵タンク設備の実施の形態の別の例を示す循環ライン部分の模式的な系統図である。

以下、本発明の易重合性化合物の貯蔵タンク設備及び貯蔵方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明するが、本発明は、何ら以下の説明の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変更して実施することができる。
また、以下において、易重合性化合物としてアクリル酸を貯蔵する態様について説明するが、本発明は、アクリル酸に限らず、（メタ）アクリル酸類等の易重合性化合物の貯蔵に適用することができる。

図１は、本発明の貯蔵タンク設備の実施の形態の一例を示す模式的な系統図であり、図２は、図１の貯蔵タンク設備の第１の流出口と第２の流出口の設置位置を示すタンク本体下部の断面斜視図である。図３は、図１の貯蔵タンク設備の第２の流出口と流入口の設置位置を示すタンク本体の水平断面の模式図である。

図１において、１はタンク本体であり、該タンク本体１には循環ライン２が接続されている。この循環ライン（第１の循環ライン）２には循環ポンプ３と冷却器（熱交換器）４が組み込まれており、配管２Ａ，２Ｂ，２Ｃで構成される。
６は貯蔵液の受け入れライン、７は貯蔵液の送り出しラインであり、それぞれバルブ６Ａ，７Ａが設けられている。バルブ６Ａの吐出側とバルブ７Ａの吸入側直近で各々ライン６，７から分岐する第２の循環ライン５が設けられている。図１中、Ｌは貯蔵液の液面である。
以下、循環ライン２の循環配管２Ａを経てタンク本体１から抜き出される液を「循環流出液」と称し、循環ライン２を経てタンク本体１に戻される液を「循環戻り液」と称す場合がある。

タンク本体１の形状は円筒状である。円筒状であることにより、大量のアクリル酸を貯蔵しても、タンク本体に局所的な負荷を与えることなく、長期間耐用が可能となる。

アクリル酸製造工程等で得られた易重合性化合物であるアクリル酸は、受け入れライン６のバルブ６Ａを通過してタンク本体１に供給される。タンク本体１に供給されたアクリル酸は、貯蔵中の重合、品質の劣化を防止するために、循環ポンプ３により、循環ライン２を介して循環される。貯蔵後のアクリル酸は、送り出しライン７のバルブ７Ａを通過して次工程に移送される。また、受け入れライン６や送り出しライン７で液が滞留するのを防ぐ為、第２の循環ライン５によりタンク本体１内の液が循環される。受け入れライン６や送り出しライン７が複数ある場合も同様である。図１では、第２の循環ライン５の循環は、第１の循環ライン２の循環ポンプ３により行われ、第１の循環ライン２と第２の循環ライン５とで、１台の循環ポンプ３を供用する構成とされているが、各々、別の循環ポンプを用いる場合もある。

タンク本体１内のアクリル酸の循環流出液は、循環配管２Ａ、循環ポンプ３、循環配管２Ｂ、冷却器４、循環配管２Ｃを経由した後、循環戻り液は、タンク本体１の底部に設置された循環ライン出口である第１の流出口よりタンク本体１内に戻される。好ましくは、循環戻り液は、配管２Ｃから分岐する配管２Ｃａと２Ｃｂを経てタンク本体１の底部に設置された第１の流出口１１と、タンク本体１の内周面（壁面）近傍に設けられた第２の流出口１２との２つの流出口からそれぞれタンク本体１内に戻される。この際、循環ライン２に設けられた冷却器４による冷却温度は、易重合性化合物に応じて適宜決定されるが、（メタ）アクリル酸類であれば、タンク本体１内の液温が１５〜２５℃に保たれるように、冷却器４で循環液が冷却される。

第１の流出口１１は、図２に示すように、タンク本体１の底部において、上方を指向し、好ましくは鉛直上向きに開口するものである。この第１の流出口１１は、好ましくはタンク本体１の底部の中心部に設けられる。また、第１の流出口１１は、ジェットノズルを具備することが好ましい。
ここでいうジェットノズルとは、吐出液の流速を速める為の装置であり、該装置内におけるプロセス流体の圧力損失を運動エネルギー、つまり吐出速度に変換するものを指す。

第１の流出口１１は、貯蔵液量が少ない場合でも液面上に露出することがないよう、また支持部材による滞留部を最小化するために、可能な限りタンク本体１の底面近傍に設けることが好ましく、例えば、その吐出開口部がタンク本体１の底面から１０〜６０ｃｍ程度の高さ位置となるように設けられることが好ましい。また、第１の流出口１１は、タンク本体１の底部の中心部、即ち、タンク本体１の底部の中心から、底面の半径の１／５以下の半径の円で囲まれた範囲内に設けられていることが好ましい。

このように、タンク本体１の底部において上方を指向して開口する第１の流出口１１より循環戻り液をタンク本体１内に流出させることにより、タンク本体１内に貯蔵液の良好な上昇流を形成することができ、温度差による液比重の違いから循環戻り液が底部に留まることを防止し、上下方向の液温差を低減することが可能となる。

この第１の流出口１１からの上昇流によって、液温が低く液比重の大きい循環戻り液を上方へ押し上げる効果をより良好なものとするために、第１の流出口１１にジェットノズルを設け、ジェットノズルにおける圧力損失を３０〜５００ｋＰａ、特に３０〜３００ｋＰａ程度に制御することが好ましい。この圧力損失が低すぎると吐出液の運動エネルギーが不十分となり、タンク本体１内の液深による圧力に打ち勝って循環戻り液を上方に押し上げることが出来ず、上下方向の温度差を充分に低減することが出来ない。反対に圧力損失が高すぎると液面を激しく波立たせ、生じた液滴がタンク本体１内の気相部に面したタンク本体内壁面に付着し、やがて重合物を生じることとなる。

第１の流出口１１からの循環戻り液の流出量は、タンク本体内の貯蔵液の液量、即ち、液高（タンク本体底面からの高さ）に応じて調整することが好ましい。図１の貯蔵タンク設備では、例えば、タンク本体１内に設置したレベル計等により、タンク本体１内の貯蔵液の液高を常時監視し、該液高に応じて、ライン２Ｃａと２Ｃｂの分岐点に設けられたバルブ（図示無し）を調節することにより、第１の流出口１１からの循環戻り液の流出量を調整することができる。このように、タンク本体１内の液高に応じて、第１の流出口１１からの循環戻り液の流出量を調整することにより、例えば液高が高い場合には、第１の流出口１１からの循環戻り液の流出量を増加させて、第１の流出口１１からの流出液による上昇流を高い液高の全体にわたって形成することができるようになり、貯蔵液量が多い場合でも、液及び液温の均一化を容易に図ることが可能となる。

第２の流出口１２は、図２に示されるように、タンク本体１の内周面（壁面）近傍に設けられる。この第２の流出口１２は、循環戻り液をタンク本体１の内周面に沿う方向に流出させる方向を指向して開口している。好ましくは、第２の流出口の指向方向は水平方向乃至は水平方向に対して上下角３０°未満であり、かつ、図３に示されるように第２の流出口１２の先端１２Ａとタンク本体１の中心１Ａとを結ぶ線Ｌ_１２の延長線がタンク本体１の内周面に交わる点ｌ_ｘにおけるタンク本体１の内周面の接線Ｌ_ｘ（その平行線Ｌ_ｘ’）と、第２の流出口１２からの循環戻り液の流出方向（矢印Ｒ_１２）との交差角度θ_１が±３０°以内であることが好ましい。この交差角度θ_１はより好ましくは±２５゜以内、更に好ましくは±２０゜以内である。第２の流出口１２における該交差角度θ_１が上記範囲であることにより、第２の流出口１２から吐出した循環液の循環戻り液が、タンク本体１内でタンク本体１の内周面に沿う良好な旋回流を効率よく形成することができる。このような旋回流は、流体の内壁面への衝突や流体同士の衝突が少なく、吐出液による運動エネルギーが効率良く蓄積される為、安定した大きな流れが形成され、局所的な滞留部分の発生を防止することが可能となる。

また、第２の流出口１２の開口は、タンク本体１の内周面から、タンク本体１の半径の１／４以下の領域に設けられること（即ち、図３において、線分Ｌ_ｘとＬ_ｘ’との距離がタンク本体１の半径の１／４以下）が、タンク本体１内に大きな旋回流を形成できる点において好ましい。
また、第２の流出口１２は、タンク本体１の底面から５〜６０ｃｍ程度の高さ位置に設けることが好ましい。即ち、第２の流出口１２は、この流出口１２からの循環戻り液の流出で、タンク本体１内の貯蔵液中に撹拌効果に優れた旋回流を形成するために、タンク本体１内の貯蔵液の液面より下に位置する（即ち、液面が流出口１２より上）ことが好ましい。貯蔵液量が少ない場合でも液面下に位置する為、第２の流出口１２はより低位置の設置が望ましいが、底面に近づくことで床面と流出液との抵抗が増加し、効率が下がる為、ある程度の高さ位置に設けるか、あるいは流出口を、水平方向に対して３０°未満の範囲で上方へ向けることが好ましい。旋回流形成時の上向きの運動ベクトルは、下向きのベクトルと干渉して局所的な混合に費やされてしまい、全体的な混合である旋回流形成の効率は下がる為である。

この第２の流出口１２もまたジェットノズルを具備することが好ましく、第２の流出口１２のジェットノズルにおける圧力損失は２０〜４００ｋＰａとすることが好ましい。旋回流の形成は水平方向の運動であり、タンク内液量に応じた運動エネルギーが供給されれば、流速や流量に理論的制約はないが、機器仕様や運転時の負荷等、経済性において上記範囲が好ましい。ジェットノズルには、エジェクタと同様の原理によって、周囲の流体を吸引し、プロセス流体と合わせて吐出するタイプがある。圧力損失の一部が吸引に費やされる為、吐出の流速が低下する点で不利だが、流量が増加する点で有利であり、状況に応じて選択される。吸引によりジェットノズル近傍に形成される渦を軽減する為、吸引口は吐出口の反対側に位置し、吸引口の線速度は吐出口の線速度の１／５以下とすることが好ましい。

図１の貯蔵タンク設備のように、第１の流出口１１と第２の流出口１２を設けることにより、第１の流出口１１からの上昇流によるタンク本体１内の上下方向の撹拌効果と、第２の流出口１２からの旋回流によるタンク本体１内の水平方向の撹拌効果で、タンク本体１内の液及び液温の均一化をより一層促進することができる。

このように、第１の流出口１１と第２の流出口１２とを設ける場合、各々の流出口からの循環戻り液の流出流量の比については、上記の上昇流による撹拌効果と旋回流による撹拌効果とをバランスよく得るために、第１の流出口１１からの流出量と第２の流出口１２からの流出量との流量比は、１：０．５〜２０とすることが好ましい。
液滞留部を最小化する為、第１及び第２の流出口ともに単数が最良であるが、配管の太さやジェットノズルの大きさを下げる等の理由により分岐配管２Ｃａや２Ｃｂを２〜８の範囲で更に分岐してもよい。このとき、タンク本体内液に触れる分岐配管の合計長は、できるだけ短くすることが好ましい。

本発明において、タンク本体１内の貯蔵液を吸引して循環ライン２に送出する流入口１３（図１における配管２Ａの基端側）は、タンク本体１内の液を抜き出す際、残存する液を最小とする為、極力低い位置にあることが望ましい。タンク設置地域における法規上の問題がなければ、流入口１３の最も単純な構成としては、タンク底面近傍の壁面か、床面に設けられた開孔である。
該流入口１３の設置位置や形状を変えることで、旋回流の形成を更に高めることが可能であるが、循環ポンプ３の吸引側であるため許容圧力損失が小さく、吐出に比べて吸引で形成される流体のベクトルは拡散し易いため、流出口１２に比べて得られる効果は限定的であり、採用の是非は経済性に照らし合わせて決められる。

旋回流形成を意図した流入口１３の設置位置は、図３に示すように、タンク本体１の周方向において、第２の流出口１２の開口と逆方向に開口していることが好ましく、互いの先端開口の距離が、前述の線分Ｌ_１２と後述の線分Ｌ_１３との交差角度θ_３が９０゜以下、特に６０゜以下となるように設けられていることが好ましい。このように、流入口１３を互いに開口が逆方向となるように設けることにより、第２の流出口１２からの循環戻り液の流出液に、流入口１３を介して循環ポンプ３の吸引力が作用し、撹拌効果に優れた旋回流を形成することができるようになる。また、その際、θ_３が９０゜以下となるように第２の流出口１２と流入口１３とを近接して設けることにより、流入口１３の近傍に形成される小さな渦を抑制し、タンク本体１内全体の大きな渦である旋回流の発生を高めることができ、全体的な撹拌効果を得ることができる。なお、交差角度θ_３の下限は通常３°である。

また、流入口１３は、図３に示されるように、タンク本体１の内円周（壁面）近傍に、その指向方向が水平方向となるように設けられていることが好ましく、流入口１３の先端１３Ａとタンク本体１の中心１Ａとを結ぶ線Ｌ_１３の延長線がタンク本体１の内周面に交わる点ｌ_ｙにおけるタンク本体１の内周面の接線Ｌ_ｙ（その平行線Ｌ_ｙ’）と、流入口１３への循環ライン流入液の流入方向（矢印Ｒ_１３）との交差角度θ_２が±３０゜以下であることが好ましい。この交差角度θ_２はより好ましくは±２５゜以下、更に好ましくは±２０゜以下である。流入口１３における該交差角度θ_２が上記範囲であることにより、流入口１３の近傍に形成される小さな渦が減り、タンク全体の大きな渦である旋回流の形成が高まり、滞留部分を形成することのない良好な旋回流の流路を形成することができ、優れた撹拌効果でタンク本体内の貯蔵液及びその液温の均一化効果をより一層高めることができる。

また、流入口１３の開口は、タンク本体１の内周面から、タンク本体１の半径の１／２０以下の領域に設けられること（即ち、図３において、線分Ｌ_ｙとＬ_ｙ’との距離がタンク本体１の半径の１／２０以下）が、タンク本体１内に大きな旋回流を形成できる点において好ましく、更には、該開口部の一端がタンク内周面に接した構造とすることも出来る。

また、流入口１３は、先端側ほど拡開した構造であることが好ましく、開口部の形状は横に長い楕円形や長方形、長辺を下側に有する三角形、扇型等が好ましい。このような流入口１３であれば、流入口１３に吸入される液流速が下がり、近傍での小さな渦の形成が抑制され、旋回流の形成が促進される。また、より低い位置の液まで吸引することが可能となる。

図４は、本発明の別形態を示し、冷却器４の上流側で循環配管２Ｂを配管２Ｂａ、２Ｂａに分岐させ、冷却器４を分岐配管２Ｂａに設け、冷却器４で冷却された液を配管２Ｃａより第１の流出口１１に循環し、第２の流出口１２には、冷却器４を通過しない液を配管２Ｂｂ、２Ｃｂを経て循環させている。

なお、タンク本体１には、タンク本体１の底面からの設置高さが異なる複数の温度センサを設け、液高毎に液温をモニタリングすることが好ましい。液温のモニタリングで、液温に差異があり、タンク本体１内の貯蔵液の液温が十分に均一化されていないと判断された場合には、第１の流出口１１からの流出量や流出速度を高め、第１の流出口１１からの循環戻り液の上昇流による撹拌効果を高め、均一化を促進することが好ましい。

本発明において、タンク本体１の容量は特に制限はないが、本発明によれば、貯蔵液量が多い場合であっても、滞留部分の形成を防止して、容易に貯蔵液の均一化、液温の均一化を図ることができることから、容量の大きい貯蔵タンク設備に有効であり、タンク本体１の容量は、例えば、５００ｍ^３以上、好ましくは８００ｍ^３以上である。このような容量のタンク本体では、通常、貯蔵液の最大液高は１０ｍ以上となる。
タンク本体１の容量を大きくすることにより、貯蔵量に幅広く対応することが可能となる。また、その際に、貯蔵液量が変化して、タンク本体１内の液高が変化しても、本発明の貯蔵タンク設備であれば、それに応じて第１の流出口１１からの吐出流量や流速を制御することにより、液高に応じた上昇流を形成することができる。
このようなことから、本発明によれば、液高によらず、タンク内液及びその液温の均一化を促進し、局所的な滞留部分の発生を抑制することにより重合反応を防止し、貯蔵液を長期間安定的に保存することが可能となる。

本発明の貯蔵タンク設備で貯蔵する易重合性化合物とは、反応または蒸留などの取扱の際に容易に重合して重合体を形成する化合物を意味し、その代表例としては、（メタ）アクリル酸およびそのエステル、例えばメチル、エチル、ブチル、イソブチル、ターシャリーブチル、２−エチルヘキシル、２−ヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、メトキシエチルエステル等を挙げることができる。

本発明の貯蔵タンク設備は、出荷用の製品を貯蔵する製品タンク、製品タンクへ送液する前に製品のスペックを確認するための検査タンク、誘導体を製造するための原料を貯蔵する原料タンク、蒸留塔間を結ぶバッファータンク等に適用することができる。

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明は何ら以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
プロピレンを原料として、接触気相酸化反応を行う反応工程、反応工程で得られるアクリル酸含有ガスを水で吸収しアクリル酸水溶液を得る捕集工程、得られたアクリル酸水溶液から水、酢酸、無水マレイン酸、アクリル酸ダイマーなどの不純物を分離し、製品アクリル酸を得る精製工程からなるアクリル酸の製造工程により、純度９９．８重量％のアクリル酸を得た。このアクリル酸を図１〜３に示すアクリル酸エステル製造用原料貯蔵タンク設備で貯蔵した。

タンク本体１にアクリル酸を供給する際、及び抜き出す際のみ各々、バルブ６Ａ、７Ａを開けて送液を行った。
循環ポンプ３は常時作動させてタンク本体１内のアクリル酸を冷却器４で冷却しながら循環ライン２及び５を経て循環させた。タンク本体１内の液量は平均５５０ｍ^３であり、タンク本体１内のアクリル酸の液高は７．１〜９．３ｍの範囲であった。
この貯蔵タンク設備の各部の仕様は次の通りである。

＜第１の流出口１１＞
タンク本体１の底部中心部に鉛直上方を指向して開口する、先端にジェットノズルを具備する流出口。
吐出開口部：タンク本体１の底面から１５ｃｍの高さ位置
ジェットノズルの圧力損失：１８０ｋＰａ
流出口１１からの吐出流量：１２ｍ^３／ｈ
＜第２の流出口１２＞
水平方向に対して１５°上方を指向して、タンク本体１の内周面から、タンク本体１の半径の１／１２の位置に開口するように、タンク本体１の底面から１０ｃｍの高さ位置に設けられた、先端にジェットノズルを具備する流出口。
ジェットノズルの圧力損失：１２０ｋＰａ
流出口１２からの吐出流量：３０ｍ^３／ｈ
交差角度θ_１：５゜
流入口との角度θ_３：１０゜
＜流入口１３＞
開口部の上端が床面から１０ｃｍに設けられた、先端側ほど拡開する扇型の流入口。
交差角度θ_２：０゜

このような貯蔵タンク設備にアクリル酸を循環させながら７日間貯蔵し、その間、タンク本体１内に、タンク本体１の底面から１０ｃｍの位置から垂直方向に０．５ｍ毎に温度センサを有する多点式温度計を挿入し、各液高における液温を測定したところ、一時間毎の平均データとして、液温の差異は最大値で１．２℃、平均値で０．５℃であり、タンク本体１内のアクリル酸は均一な液温に維持されたことが確認された。尚、該期間中の日中最高気温は３３℃であった。

［比較例１］
実施例１と同様にして、但し第１の流出口を閉止し、第２の流出口のみから循環戻り液を吐出流量４２ｍ^３／ｈ（実施例１の双方の流出量に相当する分）で流出させたところ、最も上位の温度センサと最も下位の温度センサとで、液温の差は一時間毎の平均データとして最大で２．４℃、平均で１．４℃であり、タンク本体１内のアクリル酸の液温は実施例１に比べ不均一であることが確認された。尚、該期間中の日中最高気温は３１℃であった。

［実施例２］
実施例１と同様にして、但し３日間、第２の流出量を１／５の６ｍ^３／ｈとし、第１の流出量を２倍の２４ｍ^３／ｈとしたところ、全循環液量が実施例１の約７０％と少なかったため、各温度センサによる液温の差異は一時間毎の平均データとして最大で１．８℃、平均で０．９℃であり、実施例１よりも劣るものとなったが、比較例１よりも改善されていた。尚、該期間中の日中最高気温は３１℃であった。

１ タンク本体
２ 循環ライン（第１の循環ライン）
３ 循環ポンプ
４ 冷却器（熱交換器）
５ 第２の循環ライン
１１ 第１の流出口
１２ 第２の流出口
１３ 流入口

Claims (15)

1. 易重合性化合物の液を貯蔵するための貯蔵タンク設備であって、
   円筒状のタンク本体と、
   該タンク本体内の液を流入口から吸引し、少なくとも１つの流出口から該タンク本体内に流出させる循環ラインと、
   該循環ライン内に設けられたポンプ及び冷却器と
   を有する貯蔵タンク設備において、
   前記流出口として、前記タンク本体の底部において上方を指向して開口する第１の流出口と、前記タンク本体の内周面近傍に配置された第２の流出口とを備えており、
   該第２の流出口は、前記液をタンク本体の内周面に沿う方向に流出させる方向を指向して開口していることを特徴とする易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
2. 前記第１の流出口はタンク本体の底部の中心部に設置されている請求項１に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
3. 前記第１の流出口はジェットノズルを具備する請求項１又は２に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
4. 前記タンク本体に、設置高さが異なる複数の温度センサが設置されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
5. 前記タンク本体の容量が５００ｍ^３以上である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
6. 前記易重合性化合物が（メタ）アクリル酸である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
7. 前記第２の流出口の指向方向は水平方向であり、かつ該第２の流出口の先端と前記タンク本体の中心とを結ぶ線の延長線が該タンク本体内周面に交わる点における該タンク本体内周面の接線と、該第２の流出口からの液の流出方向との交差角度が−３０°〜３０°である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
8. 前記第２の流出口はジェットノズルを具備する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
9. 前記流入口と前記第２の流出口とは前記タンク本体の周方向において互いに逆方向に開口しており、該流入口の先端と前記タンク本体の中心とを結ぶ線と、該第２の流出口の先端と該タンク本体の中心とを結ぶ線との交差角度が９０°以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
10. 前記流入口の指向方向は水平方向であり、かつ該流入口の先端と前記タンク本体の中心とを結ぶ線の延長線が該タンク本体内周面に交わる点における該タンク本体内周面の接線と、該流入口への液の流入方向との交差角度が−３０°〜３０°である請求項９に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
11. 前記流入口は、先端側ほど拡開した構造である請求項９又は１０に記載の易重合性化合物の貯蔵タンク設備。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の貯蔵タンク設備によって、前記タンク本体内の易重合性化合物の液を前記循環ラインで循環させながら貯蔵する易重合性化合物の貯蔵方法であって、該タンク本体内の易重合性化合物の液面が前記第２の流出口よりも上にある易重合性化合物の貯蔵方法。
13. 前記タンク本体内の易重合性化合物の液高に応じて、前記第１の流出口における流出量を調整する請求項１２に記載の易重合性化合物の貯蔵方法。
14. 前記第１の流出口はジェットノズルを具備するものであり、該ジェットノズル出口における圧力損失が３０〜５００ｋＰａである請求項１２又は１３に記載の易重合性化合物の貯蔵方法。
15. 前記易重合性化合物が（メタ）アクリル酸である請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の易重合性化合物の貯蔵方法。

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