JPH04187657A - アクリル酸の精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクリル酸の精製方法に関し、詳しくは、アク
リル酸の製造工程で生ずる副反応生成物である酢酸や、
製造工程で用いられる水などを簡単な蒸留操作だけで分
離してアクリル酸を効率よく精製する方法に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕アクリ
ル酸は、プロピレンやアクロレインを、酸化触媒および
水蒸気の存在下、分子状酸素で酸化することにより得ら
れるか、このとき副反応生成物として、酢酸、ギ酸、プ
ロピオン酸、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、二
酸化炭素、−酸化炭素なとか同時に生成される。このよ
うな反応生成物および未反応のプロピレンやアクロレイ
ンを含む混合ガスを冷却して水に吸収させると、アクリ
ル酸、酢酸、ギ酸、プロピオン酸およびアルデヒド類な
どを含む水溶液（粗アクリル酸）か得られる。

したかって、アクリル酸の製造にあたっては、最終的に
上記粗アクリル酸水溶液からアクリル酸を分離して精製
する工程か必要である。ところか水−酢酸−アクリル酸
の系では、各々の沸点が、１００−１１８−１４１°Ｃ
てあり、また各成分の２成分系気液平衡の関係から、蒸
留操作により水−酢酸の留分をアクリル酸から分離でき
ることが予想されながらも、実際には容易に分離するこ
とかできず、従来は抽出法や共沸蒸留法によりアクリル
酸の精製を行っているのか実情である。

しかし上記抽出法は、大規模な設備を必要とするたけて
なく、消費エネルギーも多大であるという欠点を有して
いる。

一方の共沸蒸留法は、特公昭６３−１０６９１号公報に
記載されるように、たとえばトルエンなとの共沸剤を添
加して蒸留操作を行い、アクリル酸と酢酸との分離を容
易にするものであるか、酢酸とアクリル酸とを分離する
という点ては効果的であるものの、共沸剤の回収設備か
必要であることと、精製後のアクリル酸に微量の共沸剤
が残留するという欠点かある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明者らは、前述の水−酢酸−アクリル酸の３
成分系の挙動に注目し、基礎的な２，３成分系の気液平
衡データの測定により、水の分率かある特定のところで
酢酸の濃縮に分岐点かあることを見出した。本発明は、
この知見に基ついて成されたものである。

すなわち本発明は、酢酸および水を含有するアクリル酸
を蒸留により精製するにあたり、第１段の蒸留塔の塔底
から酢酸および１０重量％の以下の水を含有するアクリ
ル酸を缶出させ、この缶出物を第２の蒸留塔に供給し、
該第２の蒸留塔の塔頂から水および酢酸を留出させると
ともに、塔底からアクリル酸を缶出させることを特徴と
する方法を提供するものである。

まず、本発明ては、通常のアクリル酸製造工程を経て得
られる粗アクリル酸水溶液を原料として用いればよい。

すなわち、前述のように、プロピレンやアクロレインを
酸化触媒および水蒸気の存在下、分子状酸素で酸化し、
得られた反応生成物および未反応のプロピレンやアクロ
レインを含む混合ガスを水に吸収させて粗アクリル酸を
得る。

本発明では、このようにして得た粗アクリル酸を水や酢
酸を分離して精製し、高純度のアクリル酸を得るもので
あるか、この粗アクリル酸を得るまでの工程は従来と同
様にして行うことかできる。

また、このようにして得られたアクリル酸、酢酸。

水などを含む粗アクリル酸は、必要に応じてストリッピ
ング処理を行い、アルデヒド類を除去した後に本発明の
精製工程に供される。

本発明では、水、酢酸、アクリル酸を含む粗アクリル酸
を蒸留してアクリル酸を分離精製するものであるか、こ
のときの水の含有量は、通常全体の３０〜６０重量％で
ある。

第１の蒸留塔における操作条件は、粗アクリル酸の組成
、蒸留後の所望の水含有量により異なるか、通常は塔頂
温度を４０〜６０°Ｃ１塔底温度を８０〜１００″Ｃ２
圧力を５０〜１５０ｍｍＨｇ、還流比を０．１〜１０の
範囲に設定すればよい。このような条件下で蒸留を行う
ことにより、塔頂部から水、酢酸、プロピオン酸か留出
し、塔底部から酢酸および水を１０重量％以下、好まし
くは酢酸および水を０．１〜７重量％含有するアクリル
酸からなる缶出液を得ることかできる。水の含有量か１
０重量％を越えると、第２の蒸留塔でのエネルギー負荷
か増加し、水の含有量か極端に多くなると、酢酸の分離
かできな（なるので好ましくない。

次にこのように水の含有量を調節した粗アクリル酸を第
２の蒸留塔に供給し、該第２の蒸留塔における蒸留操作
により、塔頂から水および酢酸を留出させるとともに、
塔底から精製アクリル酸を缶出させる。この第２の蒸留
塔における操作条件は、製造工程あるいは第１の蒸留塔
から供給される粗アクリル酸の組成により異なるか、通
常は塔頂温度を４０〜６０°Ｃ２塔底温度を８０〜１０
０°Ｃ１圧力を５０〜１５０ｍｍＨｇ、還流比を１０〜
１５０の範囲に設定すればよい。このような条件下で蒸
留を行うことにより、塔頂部から水および酢酸を留出さ
せ、塔底部からは缶出液としてアクリル酸を得ることか
できる。

このように、本発明においては、共沸剤を用いることな
く水含有量を調整した状態て最終的な蒸留を行うたけて
アクリル酸を分離精製することかできるため、精製後の
アクリル酸に共沸剤、たとえばトルエン等が混入するこ
とか全くない。

なお、粗アクリル酸における水含有量か上記のように３
０〜６０重量％の範囲内であれば２回の蒸留操作でアク
リル酸の精製を行うことかでき、水やアクリル酸の含有
量によっては３段階以上の蒸留操作を行ってもよい。

〔実施例〕

次に、本発明の詳細な説明する。

本実施例に使用した精製装置の構成を第１図に示す。こ
の精製装置は、第１の蒸留塔である脱水塔１０と、第２
の蒸留塔である脱酢酸基２０とを備えたもので、それぞ
れのトレイ段数は１８段とした。脱水塔１０の操作条件
は、塔頂部の圧力か８０ｍｍＨｇ、温度が４７°Ｃ１塔
底部の圧力か１５０ｍｍＨｇ、温度か９２°Ｃであり、
還流比は１．３２である。また、脱酢酸基２０は塔頂部
の圧力か５０ｍｍＨｇ、温度か５ピＣ１塔底部の圧力か
１１０　ｍｍＨｇ。

温度が８８°Ｃてあり、還流比は１２１である。

まず、アクリル酸、酢酸、水及びプロピオン酸を含む粗
アクリル酸を、粗アクリル酸供給管１１から脱水塔ｌＯ
の１５５段目トレイ部分に導入した。この粗アクリル酸
における上記成分の導入量は、アクリル酸３９．９９　
ｇ／ｈ、酢酸２．００　ｇ／ｈ。

水３３．６９　ｇ／ｈ、　　プロピオン酸０．０１　ｇ
／ｈとした。また、重合防止剤としてハイドロキノンを
用い、粗アクリル酸に０．０４　ｇ／ｈの量で混合した
。

脱水塔１０の塔頂部の留出流体および還流液に合計０．
０６　ｇ／ｈの量でハイドロキノンを１．６３ｇ／ｈの
水とともに導入した。

この脱水塔１０の塔頂部には、主として水が濃縮されて
管１２から導出され、冷却器１３て４゜°Ｃに冷却され
た後、気液分離器１４に導入される。

該気液分離器１４て分離した気相部に含まれる水０．２
１ｇ／ｈは管１５から排出され、気液分離器１４の液相
部は、ポンプ１６により抜き出されて、その一部か脱水
塔１０の塔頂部に還流し、残部が管１７から排出される
。この管１７から排出される廃液は、水３５．０１　ｇ
／ｈとプロピオン酸０．０１ｇ／ｈ、すなわち脱水塔１
０に導入されたほとんどの水とプロピオン酸とを含み、
ゎずかにアクリル酸０．２ｇ／ｈを含むものであった。

一方、塔底部から導出した缶出液の一部は、ポンプ１８
．加熱器１９を介して加熱された後に、再び１８８段目
トレイ部分に導入され、残部の缶出液か、ポンプ２１．
管２２を経て脱酢酸基２０の９段目のトレイ部分に導入
される。この管２２−により脱酢酸基２０に導入された
液は、アクリル酸３９．７９　ｇ／ｈ、酢酸２．００　
ｇ／ｈ、水０．１８／ｈを含むもので、プロピオン酸は
ほとんど含まれていない状態となっている。このときの
水分含有量は、全液量に対して、約０．２重量％である
。

脱酢酸基２０による蒸留操作ては、塔頂部に主として酢
酸か濃縮され、留出分として管２３から導出される。重
合防止剤としてはフェノチアジンを用い、脱酢酸基２０
の塔頂留出流体と還流液に合計０．０４　ｇ／ｈの量て
３．１６　ｇ／ｈのアクリル酸とともに導入した。この
留出分は、冷却器２４て４０°Ｃに冷却された後、気液
分離器２５に導入される。

気液分離器２５で分離した気相部に含まれる酢酸０．９
１　ｇ／ｈと水０．０６　ｇ／ｈおよびアクリル酸０．
１９　ｇ／ｈは、管２６から排出される。また気液分離
器２５て分離した液相部は、ポンプ２７により抜き出さ
れて、その一部か脱酢酸基２０の塔頂部に還流し、残部
か管２８から排出される。この管２８から排出される廃
液は、酢酸１．０８　ｇ／ｈと水０．０４　ｇ／ｈおよ
びアクリル酸０．４０　ｇ／ｈを含むものであった。す
なわち、脱酢酸基２ｏに導入された酢酸と水のほとんど
は、上記管２６および管２８から排出されることになる
。

一方、脱酢酸基２０の塔底には、この脱酢酸基２０にお
ける蒸留操作によりアクリル酸か濃縮され、缶出液とし
て管２９から導出される。管２９がら導出された缶出液
は、その一部かポンプ３０゜加熱器３１を介して加熱さ
れた後に１８８段目トレイ部分に再び導入され、残部の
缶出液が、ポンプ３２．管３３を経て回収される。

以上のような２段の蒸留操作によって精製アクリル酸４
２．３５ｇ／ｈを管３３がら回収することができた。こ
の時のアクリル酸の回収率は、約９８％であり、得られ
たアクリル酸中の酢酸とプロピオン酸はいずれも数ｐｐ
ｍであり、水はほとんと混入していなかった。また、当
然のことながら、従来のアクリル酸の精製に用いられて
いるトルエンなどの共沸剤成分は、全く含まれていない
。

なお、上記実施例において、脱水塔１０の加熱器】９お
よび脱酢酸基２０の加熱器３１に要した熱負荷は、７１
．３１　ｋｃａｌ／ｈてあった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、蒸留という単純
なプロセスでアクリル酸の精製を行うことかできる。し
かもプロピオン酸の混入量か少なく、共沸剤を用いない
ので、共沸剤成分の混入か全くない高純度のアクリル酸
を得ることかてきる。

また、簡単な装置構成で実施することが可能であり、消
費エネルギーも僅かで済むため、低コストでアクリル酸
の精製を行うことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で用いた精製装置の構成を示す系統図で
ある。 １０・脱水塔 １１：粗アクリル酸供給管 １２．１５．１？、２２，２３，２６，２８゜２９．３
３：管 １３．２４：冷却器 １４．２５：気液分離器 １６、　１８．　２１．　２７．　３０．　３２．ポン
プ１９．３１：加熱器 ２０：脱酢酸基 特許出願人　出光石油化学株式会社 代理人　　弁理士　大　谷　　　保

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酢酸および水を含有するアクリル酸を蒸留により
   精製するにあたり、第１段の蒸留塔の塔底から酢酸およ
   び１０重量％の以下の水を含有するアクリル酸を缶出さ
   せ、この缶出物を第２の蒸留塔に供給し、該第２の蒸留
   塔の塔頂から水および酢酸を留出させるとともに、塔底
   からアクリル酸を缶出させることを特徴とするアクリル
   酸の精製方法。