JPH0764776B2 - メタクロレインの吸収方法 - Google Patents

メタクロレインの吸収方法

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JPH0764776B2
JPH0764776B2 JP6721088A JP6721088A JPH0764776B2 JP H0764776 B2 JPH0764776 B2 JP H0764776B2 JP 6721088 A JP6721088 A JP 6721088A JP 6721088 A JP6721088 A JP 6721088A JP H0764776 B2 JPH0764776 B2 JP H0764776B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、メタクロレインの吸収方法に関し、詳しく
は、メタクロレインの吸収溶剤として、冷却することに
より晶析するテレフタル酸等の高沸点物質が除去され、
かつメタクロレインを含まない系内メタクリル酸水溶液
を用いる方法に関する。
〔従来の技術〕
イソブチレン、第3級ブタノール、イソブチルアルデヒ
ドまたはメタクロレインを、水蒸気の存在下に分子状酸
素で一段または二段の反応で接触酸化することにより、
目的物であるメタクリル酸の他に、メタクロレイン、酢
酸、一酸化炭素、二酸化炭素、水、酸素、窒素等を含有
する反応生成ガスが得られる。反応生成ガスは、通常、
急冷されてメタクリル酸、水等を凝縮し、大部分のメタ
クロレインと窒素、酸素等の非凝縮性ガスが塔頂より分
離される。窒素、酸素等の非凝縮性ガスとメタクリル酸
製造の原料としても用いられるメタクロレインとを効率
良く分離回収する方法としては、溶剤を用いてメタクロ
レインを吸収し、吸収液を蒸留分離してメタクロレイン
を回収する方法がある。このような吸収溶剤として、水
(特開昭53−144515)、酢酸(特開昭54−48706)、メ
タクロレインの除去されたメタクリル酸水溶液(特開昭
54−52027)などを用いる方法が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
反応生成ガスの急冷工程で凝縮しないメタクロレインを
吸収する溶剤としてメタクロレインの除去されたメタク
リル酸水溶液を用いる方法は、あらたに系外から吸収溶
剤を導入することなく、吸収工程で得られる吸収液から
のメタクロレインの回収および急冷工程で凝縮したメタ
クロレインの回収のような二系統のメタクロレインの回
収を必要とせず、一つの蒸留塔で行なえることから有利
な方法と言える。しかしながら、メタクロレインの吸収
は、一般に低温ほど効率が良いため、通常は低温で運転
される。したがって副生したテレフタル酸等の高沸点物
質がメタクリル酸水溶液を冷却することにより析出し、
更には、これら析出物の堆積により系内閉塞等の問題が
あった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討した結
果、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、
本発明のメタクロレインの吸収方法は、イソブチレン、
第3級ブタノール、イソブチルアルデヒドまたはメタク
ロレインを酸化触媒の存在下に分子状酸素を含有するガ
スと気相反応させて得られる反応生成ガスからメタクロ
レインを回収する方法において、該反応生成ガスを予め
凝縮させた凝縮液の一部と10〜75℃の温度で向流接触せ
しめる急冷塔に供給して該反応生成ガス中のメタクリル
酸と水とを凝縮分離し、一方、大部分のメタクロレイン
を含む非凝縮性ガスを5〜30℃で操作されるメタクロレ
イン吸収塔塔底部に供給し、吸収塔塔頂部よりメタクリ
ル酸水溶液を供給してメタクロレインを吸収分離し、メ
タクロレイン以外の非凝縮性ガスを吸収塔塔頂より放出
し、吸収塔塔底より缶出するメタクロレインを含むメタ
クリル酸水溶液を、急冷塔より缶出した凝縮液の一部を
メタクロレイン吸収塔の塔頂ガス温度よりも低い温度ま
で冷却して生成する固形物を固形物分離器で除去した急
冷塔凝縮液と別々にまたは合流して、塔底温度が100℃
以下で操作されるメタクロレイン回収塔中段に供給し、
回収塔塔頂よりメタクロレインを分離回収し、回収塔塔
底よりメタクロレインの分離されたメタクリル酸水溶液
の一部をメタクロレインの吸収剤としてメタクロレイン
吸収塔塔頂部へ循環することを特徴とするものである。
本発明の急冷塔では、反応生成ガスと予め凝縮させたメ
タクリル酸水溶液の一部とが向流接触し、大部分のメタ
クロレインを含む非凝縮性ガスとメタクリル酸、水とに
分離出来る10〜75℃の温度に設定され、大部分のメタク
ロレインを含む非凝縮性ガスは急冷塔塔頂部より次のメ
タクロレイン吸収塔塔底部に供給される。急冷塔におけ
る向流接触温度が10℃に満たない場合は、凝縮させたメ
タクリル酸を過度に冷却しなければならず、工業的に好
ましくなく、一方、75℃を越える場合は、メタクリル酸
および水等の凝縮率が低下し好ましくない。
操作する塔数としては、1塔または2塔以上必要に応じ
決定すれば良いが、操作温度を急冷工程の最終塔の塔頂
ガス温度が10℃以上にならないように操作することが好
ましい。向流接触方式としては、充填塔、スプレー塔、
多孔板塔など通常行われている形式であれば何れでも良
い。
メタクロレイン吸収塔塔底部に送られた急冷塔で凝縮し
ない大部分のメタクロレインを含む非凝縮性ガスは、後
の工程であるメタクロレイン回収塔においてメタクロレ
インの除去されたメタクリル酸水溶液と向流接触し、メ
タクロレインが吸収され、吸収塔塔頂よりメタクロレイ
ン以外の非凝縮性ガス、例えば、窒素、酸素、一酸化炭
素及び二酸化炭素等が放出される。吸収塔の形式は、充
填塔、多孔板塔、泡錘塔、など通常用いられている形式
のものであれば制約はない。操作温度は該塔頂ガス温度
が5〜30℃の範囲になるように操作される。30℃を越え
るとメタクリル酸水溶液によるメタクロレインの吸収効
率が低下し、5℃に満たない場合は、メタクリル酸水溶
液を過度に冷却しなければならず、工業的に好ましくな
い。
メタクロレイン吸収塔塔頂部へ供給するメタクリル酸水
溶液のメタクリル酸濃度は、酸化反応における反応条件
により異なるが、5重量%以上、好ましくは10重量%以
上である。また、供給するメタクリル酸水溶液量は、通
常、該吸収塔供給ガスのモル流量に対して、メタクリル
酸水溶液のモル流量を0.3〜10倍、好ましくは、1〜5
倍の範とする。
この様にしてメタクロレイン吸収塔塔底部より得られた
メタクロレインを吸収したメタクリル酸水溶液は、場合
により急冷塔で凝縮したメタクロレインを含むメタクリ
ル酸水溶液の一部と共に、該吸収塔塔頂ガス温度まで冷
却することにより晶析したメタクリル酸水溶液中の高沸
点物質、例えば、テレフタル酸等を固形物分離器で除去
したメタクロレインを含むメタクリル酸水溶液と合流
し、或は別々に、塔底温度が100℃以下で好ましくは50
〜95℃で操作されるメタクロレイン回収塔中段に供給さ
れ、塔頂部からメタクロレインを分離回収し、メタクリ
ル酸製造用原料として反応器に循環使用してもよい。塔
底温度が100℃以上になるとメタクロレインおよびメタ
クリル酸の重合が起こり採用できない。回収塔塔底部よ
り得られるメタクロレインの除去されたメタクリル酸水
溶液の一部をメタクロレイン吸収塔塔頂部にメタクロレ
イン吸収溶剤として供給し、残りはメタクリル酸水溶液
としてメタクリル酸精製工程に送られる。メタクリル酸
水溶液中の高沸点物質の除去は、急冷塔缶出液およびメ
タクロレイン回収塔缶出液の何れにおいても除去可能で
あるが、晶析物の堆積による系内の詰まり、更には、閉
塞による予防を行う意味からも処理工程の初期段階で除
去することが好ましく、急冷塔缶出液から高沸点物質を
除去する方が更に好ましい。晶析温度を変えて二段また
は三段とプロセスの要所に設置することも出来る。以上
のように各段階で充分除去出来ればメタクロレイン回収
塔缶出液の一部を、そのままメタクロレインの吸収に用
いるのが良い。
本発明の固形物分離器としては、例えば、充填式フィル
ター、沈降槽など効率的に固形物が除去できるものであ
れば特に制限はない。
〔図面の説明〕
更に、図面を用いて詳細に説明する。
第1図は、本発明のメタクロレイン吸収方法の一実施例
によるフロー図である。
イソブチレン、第3級ブタノール、イソブチルアルデヒ
ドまたはメタクロレインを酸化触媒の存在下に分子状酸
素を含有するガスと気相反応させて得られた反応生成ガ
スをライン1より急冷塔Aに供給し、予め凝縮した凝縮
液の一部と熱交換器Eを介し、ライン4を通じ循環して
向流接触せしめた。メタクリル酸、水等が凝縮されメタ
クロレインを含むメタクリル酸水溶液は、ライン2を経
て熱交換器Fに送られ、メタクロレイン吸収塔B塔頂部
ガス温度以下に冷却されることにより析出したメタクリ
ル酸中の高沸点物質は固形物分離器Dにおいて除去され
ライン5を経てメタクロレイン回収塔Cに供給される。
一方、分離された大部分のメタクロレインを含む非凝縮
性ガスは、急冷塔Aの塔頂部からライン3を通じメタク
ロレイン吸収塔Bの塔底部へ供給され、メタクロレイン
回収塔Cの塔底部より得られるメタクロレインの除去さ
れたメタクリル酸水溶液の一部とメタクロレイン吸収剤
としてライン12を通じ、メタクロレイン吸収塔Bの塔頂
部に送られて向流接触される。メタクロレイン吸収塔B
の塔頂ライン7からメタクロレインの除去された非凝縮
性ガスが放出され、メタクロレイン吸収塔Bの塔底部か
らはメタクロレイン含有メタクリル酸水溶液がライン6
を経てライン5より送られてきた前述の高沸点物質等の
除去されたメタクロレインを含むメタクリル酸水溶液と
合流し、ライン8を経てメタクロレイン回収塔Cの中段
部へ供給され、メタクロレイン回収塔Cの塔頂部からラ
イン9を通じメタクロレインを回収し、または、そのま
まメタクリル酸製造用原料として反応器へ循環される。
また、メタクロレイン回収塔Cの塔底部より得られたメ
タクロレインの除去されたメタクリル酸水溶液は、前述
の様に一部はライン12を通じメタクロレイン吸収塔B
に、残りはライン11を通じて次のメタクリル酸精製工程
に送られる。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 第1図のフローに従い、第3級ブタノールを原料とし
て、水蒸気、酸素、窒素と気相接触酸化反応を行い、得
られた組成がメタクロレイン0.72モル%、スチーム17.7
2モル%、窒素、酸素等の非凝縮性ガス78.72モル%、メ
タクリル酸1.92モル%の260℃反応生成ガスを、135Nm3/
Hの割合で急冷塔に供給した。
急冷塔において、熱交換器で20℃に制御されている予め
凝縮された凝縮液の一部と向流接触した前記反応生成ガ
スは、該塔頂よりメタクリル酸0.05モル%を含むメタク
ロレイン1.01モル%、スチーム1.25モル%の非凝縮性ガ
スを124Nm3/Hの割合でメタクロレイン吸収塔へ供給し
た。一方、凝縮したメタクロレイン0.32wt%を含むメタ
クリル酸25.66wt%、水64.57wt%、高沸点物質等9.51wt
%の組成を有するメタクリル酸水溶液は、34.29kg/Hの
割合で5℃で操作される熱交換器を介し、充填式フィル
ターを用いた固形物分離器において、析出したメタクリ
ル酸水溶液中の高沸点物質等を−5℃で濾別した後、メ
タクロレイン吸収塔缶出液と合流して次のメタクロレイ
ン回収塔に送った。この時充填式フィルターで除去され
た固形物は32g/Hであった。
10℃で操作されるメタクロレイン吸収塔において、供給
した非凝縮性ガスは、メタクロレイン回収塔でメタクロ
レインの除去されたメタクリル酸水溶液の一部と向流接
触せしめ、メタクロレインが吸収され、吸収塔塔頂より
メタクロレインの除去された10℃の非凝縮性ガスとして
放出され、吸収塔塔底部よりは、メタクロレイン1.66wt
%を含むメタクリル酸24.12wt%、水65.90wt%、その他
8.34wt%のメタクリル酸水溶液178.3kg/Hを缶出し、前
述の急冷塔缶出液と合流して212.6kg/Hをメタクロレイ
ン回収塔中段に供給した。
メタクロレイン回収塔において塔底温度88℃、圧力500m
mHgで蒸留して回収塔塔頂よりメタクロレインを回収し
た。該塔底よりは、メタクロレインを含まないメタクリ
ル酸24.88wt%、水66.68wt%、その他8.44wt%のメタク
リル酸水溶液を得た。そのうち168.09kg/Hをメタクロレ
インの吸収剤としてメタクロレイン吸収塔に循環し、残
り40.12kg/Hは、次工程のメタクリル酸精製工程へ送っ
た。
この様にして90日間連続運転したが、各塔および全ライ
ン共に圧力の変化は見られず安定に運転が可能なことを
認めた。また、塔を解体し充填物および内壁への固形物
の付着を調べたが、殆ど付着は見られず、更に連続運転
が可能であることを認めた。
比較例1 急冷塔塔底より缶出したメタクリル酸水溶液の冷却およ
び固形物分離を行わない以外は実施例1と同様に運転し
たところ、5日目位からメタクロレイン吸収塔の圧力に
変動が生じ始め、10日目でフラッディングしたため運転
を中止し、塔を解体点検したところ充填物にかなりの固
形物が付着しており塔内が閉塞気味であった。
実施例2 熱交換器および固形物分離器の設置場所を急冷塔缶出ラ
インから、メタクロレイン回収塔缶出ラインに変更した
以外は、実施例1と同様に運転したところ、充填式フィ
ルターには30g/Hの固形物が得られ、90日間連続運転に
おいても、各塔および全ライン共に圧力の変化は見られ
ず安定に運転を行うことができた。また、塔を解体し充
填物および内壁への固形物の付着を調べたが、殆ど付着
は見られず、更に連続運転が可能であることを認めた。
〔発明の効果〕
本発明により極めて効率良くメタクロレインの回収がで
き、長期の運転を可能にしたプロセスを提供することが
でき産業上利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例によるフロー図である。 A……急冷塔、B……メタクロレイン吸収塔、 C……メタクロレイン回収塔、 D固形物分離器、E.F.G……熱交換器、 1〜12……ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬川 博三 新潟県北蒲原郡中条町協和町2―1 (72)発明者 與口 勝治 大阪府高石市加茂4―7―411

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イソブチレン、第3級ブタノール、イソブ
    チルアルデヒドまたはメタクロレインを酸化触媒の存在
    下に分子状酸素を含有するガスと気相反応させて得られ
    る反応生成ガスからメタクロレインを回収する方法にお
    いて、該反応生成ガスを予め凝縮させた凝縮液の一部と
    10〜75℃の温度で向流接触せしめる急冷塔に供給して該
    反応生成ガス中のメタクリル酸と水とを凝縮分離し、一
    方、大部分のメタクロレインを含む非凝縮性ガスを5〜
    30℃で操作されるメタクロレイン吸収塔塔底部に供給
    し、吸収塔塔頂部よりメタクリル酸水溶液を供給してメ
    タクロレインを吸収分離し、メタクロレイン以外の非凝
    縮性ガスを吸収塔塔頂より放出し、吸収塔塔底より缶出
    するメタクロレインを含むメタクリル酸水溶液を、急冷
    塔より缶出した凝縮液の一部をメタクロレイン吸収塔の
    塔頂ガス温度よりも低い温度まで冷却して生成する固形
    物を固形物分離器で除去した急冷塔凝縮液と別々にまた
    は合流して、塔底温度が100℃以下で操作されるメタク
    ロレイン回収塔中段に供給し、回収塔塔頂よりメタクロ
    レインを分離回収し、回収塔塔底よりメタクロレインの
    分離されたメタクリル酸水溶液の一部をメタクロレイン
    の吸収剤としてメタクロレイン吸収塔塔頂部へ循環する
    ことを特徴とするメタクロレインの吸収方法。
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MY120051A (en) 1997-07-30 2005-08-30 Mitsubishi Rayon Co Process for purification of (meth)acrylic acid
EP2085376B1 (en) 2008-01-30 2012-09-05 Evonik Röhm GmbH Process for preparation of high purity methacrylic acid
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WO2013163806A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 Evonik Industries Ag Process for preparation of highly pure, non-yellowing methacrylic acid
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