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JP2011219376A - Purification method of (meth)acrylic acid - Google Patents

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JP2011219376A JP2010086906A JP2010086906A JP2011219376A JP 2011219376 A JP2011219376 A JP 2011219376A JP 2010086906 A JP2010086906 A JP 2010086906A JP 2010086906 A JP2010086906 A JP 2010086906A JP 2011219376 A JP2011219376 A JP 2011219376A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a purification method of (meth)acrylic acid capable of reducing a heat removal load of the first crystallization tank, suppressing scaling on a heat transfer surface of the first crystallization tank, and elongating a lifetime of the first crystallization tank.SOLUTION: In this purification method of (meth)acrylic acid for crystallizing (meth)acrylic acid by using a crystallizing device comprising a plurality of crystallization tanks having respectively a cooling mechanism performing heat exchange through the heat transfer surface, the plurality of crystallization tanks are connected in series, and the temperature of each crystallization tank is set to be lower in the order of connection, and slurry of 20-100 vol.% per hour is circulated into the first crystallization tank, with respect to the amount of slurry existing in at least one or more crystallization tanks among second and subsequent crystallization tanks from the first crystallization tank into which a raw material is introduced.

Description

本発明は、（メタ）アクリル酸の精製方法に関する。詳しくは粗（メタ）アクリル酸混合液を複数の晶析槽を用いて冷却し、晶析することによる（メタ）アクリル酸の精製方法に関する。   The present invention relates to a method for purifying (meth) acrylic acid. Specifically, the present invention relates to a method for purifying (meth) acrylic acid by cooling and crystallizing a crude (meth) acrylic acid mixed solution using a plurality of crystallization tanks.

直接酸化法などにより得られる（メタ）アクリル酸（アクリル酸又はメタクリル酸を示す、以下同様）中には、（メタ）アクリル酸以外のカルボン酸類やアルデヒド類が不純物として含まれる。   In (meth) acrylic acid (which indicates acrylic acid or methacrylic acid, hereinafter the same) obtained by a direct oxidation method or the like, carboxylic acids other than (meth) acrylic acid and aldehydes are contained as impurities.

これら不純物を含む（メタ）アクリル酸を精製する方法として、蒸留法と晶析法とが知られている。蒸留法では、用いる蒸留塔の構造が簡易であり容易に精製を行うことが出来る。しかし、（メタ）アクリル酸が蒸留塔内で重合反応を起こし、蒸留塔を閉塞させる可能性がある。そこで、一般的には重合防止剤を添加して蒸留操作が行われているが、重合防止剤を最終製品から完全に除去しきれず、製品に重合防止剤が残存する場合がある。一方、晶析法では、蒸留法よりも低い温度で（メタ）アクリル酸の結晶を晶析することができるため、重合防止剤を用いることなく（メタ）アクリル酸の重合反応を回避することができるため、より純度の高い（メタ）アクリル酸を得ることができる。   As a method for purifying (meth) acrylic acid containing these impurities, a distillation method and a crystallization method are known. In the distillation method, the structure of the distillation column used is simple and can be purified easily. However, (meth) acrylic acid may cause a polymerization reaction in the distillation column and block the distillation column. Therefore, in general, a distillation operation is performed by adding a polymerization inhibitor, but the polymerization inhibitor may not be completely removed from the final product, and the polymerization inhibitor may remain in the product. On the other hand, in the crystallization method, crystals of (meth) acrylic acid can be crystallized at a temperature lower than that of the distillation method, so that the polymerization reaction of (meth) acrylic acid can be avoided without using a polymerization inhibitor. Therefore, (meth) acrylic acid with higher purity can be obtained.

晶析法により（メタ）アクリル酸を精製する方法として、特許文献１には、２槽以上の晶析槽を用いて段階的に（メタ）アクリル酸結晶を晶析する方法が開示されている。該方法では、（メタ）アクリル酸の結晶を均一に生成し、かつ、高濃度のスラリーを得ることができる。また、特許文献２には、晶析槽から抜き出した生成スラリーの一部を該晶析槽に還流しながら晶析する方法が開示されている。該方法では、晶析槽一基内での滞留時間を長くすることでスラリー濃度を増加させ、また、晶析槽内壁面への結晶の付着を防止することができる。また、特許文献３に記載の方法では、結晶成長を促進する設備と熱交換器を別々に設置し、また複数存在する結晶成長を促進する設備を連結することで、当該設備内のスラリー濃度を容易に制御することができる。   As a method for purifying (meth) acrylic acid by a crystallization method, Patent Document 1 discloses a method for crystallizing (meth) acrylic acid crystals stepwise using two or more crystallization tanks. . In this method, crystals of (meth) acrylic acid can be uniformly formed and a high concentration slurry can be obtained. Further, Patent Document 2 discloses a method for crystallizing a part of the generated slurry extracted from the crystallization tank while refluxing the crystallization tank. In this method, by increasing the residence time in one crystallization tank, the slurry concentration can be increased, and adhesion of crystals to the inner wall surface of the crystallization tank can be prevented. In addition, in the method described in Patent Document 3, by separately installing equipment for promoting crystal growth and a heat exchanger, and connecting equipment that promotes crystal growth that exists in plural, the slurry concentration in the equipment can be reduced. It can be controlled easily.

国際公開第２００７／０８８９８１号パンフレットInternational Publication No. 2007/088981 Pamphlet 特開２００２−１０２６０３号公報JP 2002-102603 A 特開２００２−３７０００２号公報JP 2002-370002 A

しかしながら、特許文献１のように、複数の晶析槽を用いて（メタ）アクリル酸の晶析を行う場合、原料の粗（メタ）アクリル酸を導入する第一晶析槽の内壁面（伝熱面）において、冷却により（メタ）アクリル酸結晶核が発生するため、（メタ）アクリル酸結晶が内壁面上に付着し、いわゆるスケーリングが生じる。スケーリングが生じると第一晶析槽内部への伝熱効率が低下するため、第一晶析槽における除熱負荷が向上し、生産効率が低下する。また、第二晶析槽以降と比較して、第一晶析槽は除熱負荷が大きいため、第一晶析槽はよりスケーリングが生じやすい。スケーリングが進行すると最終的に晶析槽が使用不可能となるため、第一晶析槽の寿命が他の晶析槽よりも短くなり、工程全体としての工程寿命が短くなる。また、特許文献２の方法ではスラリー濃度を増加させることはできるが、スラリー濃度を増加させることによるスケーリングの抑制効果は低く、更なる改良が望まれる。また、特許文献３の方法では、循環量を規定していないため除熱量の負荷を制御できず、第一又は第二冷却器のスケーリングが優先的に進行する。   However, as in Patent Document 1, when crystallization of (meth) acrylic acid is performed using a plurality of crystallization tanks, the inner wall surface (transmission of the first crystallization tank into which raw raw (meth) acrylic acid is introduced. On the hot surface, (meth) acrylic acid crystal nuclei are generated by cooling, so that the (meth) acrylic acid crystal adheres to the inner wall surface and so-called scaling occurs. When scaling occurs, the heat transfer efficiency into the first crystallization tank decreases, so the heat removal load in the first crystallization tank improves and the production efficiency decreases. Moreover, since the first crystallization tank has a larger heat removal load than the second and subsequent crystallization tanks, the first crystallization tank is more likely to be scaled. As scaling progresses, the crystallization tank becomes unusable finally, so the life of the first crystallization tank becomes shorter than the other crystallization tanks, and the process life of the entire process is shortened. Moreover, although the slurry concentration can be increased by the method of Patent Document 2, the effect of suppressing the scaling by increasing the slurry concentration is low, and further improvement is desired. Moreover, in the method of patent document 3, since the circulation amount is not prescribed | regulated, the load of heat removal amount cannot be controlled, and scaling of a 1st or 2nd cooler advances preferentially.

上記課題に鑑み、本発明においては、複数の晶析槽を用いて（メタ）アクリル酸を精製する方法において、第一晶析槽の除熱負荷を低減し、第一晶析槽の伝熱面におけるスケーリングを抑制し、また、第一晶析槽の寿命を延ばすことが可能な方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, in the present invention, in the method of purifying (meth) acrylic acid using a plurality of crystallization tanks, the heat removal load of the first crystallization tank is reduced and the heat transfer of the first crystallization tank is performed. An object of the present invention is to provide a method capable of suppressing the scaling in the plane and extending the life of the first crystallization tank.

本発明に係る（メタ）アクリル酸の精製方法は、伝熱面を介して熱交換を行う冷却機構を有した複数個の晶析槽からなる晶析装置を用いて、（メタ）アクリル酸を晶析する（メタ）アクリル酸の精製方法において、前記複数個の晶析槽は直列に接続され、前記晶析槽内の温度は、接続された順序で低くなるように設定されており、原料を導入する第一晶析槽から数えて２番目以降の晶析槽のうち、少なくとも１つ以上の晶析槽内に存在するスラリーのスラリー量に対し、１時間当たり２０〜１００体積％の該スラリーを該第一晶析槽に循環する（メタ）アクリル酸の精製方法である。   The purification method of (meth) acrylic acid according to the present invention uses a crystallization apparatus comprising a plurality of crystallization tanks having a cooling mechanism for exchanging heat through a heat transfer surface, In the method for purifying (meth) acrylic acid to be crystallized, the plurality of crystallization tanks are connected in series, and the temperature in the crystallization tank is set to be lower in the order of connection, Of the second and subsequent crystallization tanks, counting from the first crystallization tank into which 20 is introduced, the amount of the slurry existing in at least one crystallization tank is 20 to 100% by volume per hour. This is a method for purifying (meth) acrylic acid by circulating a slurry into the first crystallization tank.

本発明によれば、第一晶析槽の除熱負荷を低減することができ、第一晶析槽の伝熱面におけるスケーリングを抑制することができる。また、第一晶析槽の寿命を延長することができる。   According to the present invention, the heat removal load of the first crystallization tank can be reduced, and scaling on the heat transfer surface of the first crystallization tank can be suppressed. Moreover, the lifetime of a 1st crystallization tank can be extended.

本発明の方法に用いる晶析装置の概略図である。It is the schematic of the crystallizer used for the method of this invention.

本発明に係る（メタ）アクリル酸の精製方法は、伝熱面を介して熱交換を行う冷却機構を有した複数個の晶析槽からなる晶析装置を用いて、（メタ）アクリル酸を晶析する（メタ）アクリル酸の精製方法において、前記複数個の晶析槽は直列に接続され、前記晶析槽内の温度は、接続された順序で低くなるように設定されており、原料を導入する第一晶析槽から数えて２番目以降の晶析槽のうち、少なくとも１つ以上の晶析槽内に存在するスラリーのスラリー量に対し、１時間当たり２０〜１００体積％の該スラリーを該第一晶析槽に循環する（メタ）アクリル酸の精製方法である。以下に、本発明に係る方法の実施形態について詳細を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   The purification method of (meth) acrylic acid according to the present invention uses a crystallization apparatus comprising a plurality of crystallization tanks having a cooling mechanism for exchanging heat through a heat transfer surface, In the method for purifying (meth) acrylic acid to be crystallized, the plurality of crystallization tanks are connected in series, and the temperature in the crystallization tank is set to be lower in the order of connection, Of the second and subsequent crystallization tanks, counting from the first crystallization tank into which 20 is introduced, the amount of the slurry existing in at least one crystallization tank is 20 to 100% by volume per hour. This is a method for purifying (meth) acrylic acid by circulating a slurry into the first crystallization tank. Details of the method embodiments according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

（粗（メタ）アクリル酸混合液）
本発明で精製対象である原料として、粗（メタ）アクリル酸と溶媒の混合液である粗（メタ）アクリル酸混合液を用いる。ここで、粗（メタ）アクリル酸とは、粗メタクリル酸又は粗アクリル酸をいう。 (Coarse (meth) acrylic acid mixture)
As a raw material to be purified in the present invention, a crude (meth) acrylic acid mixed liquid that is a mixed liquid of crude (meth) acrylic acid and a solvent is used. Here, crude (meth) acrylic acid refers to crude methacrylic acid or crude acrylic acid.

粗メタクリル酸は、例えば直接酸化法やＡＣＨ法等の種々の方法により製造することができる。このような粗メタクリル酸の製造方法としては、例えば、イソブチレン、第３級ブチルアルコール、メタクロレイン及びイソブチルアルデヒドからなる群から選ばれるいずれかの化合物を分子状酸素で１段又は２段の反応で接触気相酸化に付する直接酸化法で得られる反応ガスを、凝縮して得た凝縮液、又は反応ガスの凝縮液に水を加えるか、反応ガスを水に吸収させて得たメタクリル酸水溶液から有機溶剤を用いてメタクリル酸を抽出し、蒸留により有機溶剤及び不揮発分を除去して粗メタクリル酸を得る方法、ＡＣＨ法で副生するメタクリル酸を抽出や蒸留により分離して粗製メタクリル酸を得る方法等が挙げられる。   Crude methacrylic acid can be produced by various methods such as a direct oxidation method and an ACH method. As a method for producing such crude methacrylic acid, for example, any one compound selected from the group consisting of isobutylene, tertiary butyl alcohol, methacrolein, and isobutyraldehyde is reacted in one or two steps with molecular oxygen. A methacrylic acid aqueous solution obtained by adding water to a condensed liquid obtained by condensing a reactive gas obtained by a direct oxidation method subjected to catalytic gas phase oxidation, or by condensing a reactive gas into water. Extraction of methacrylic acid using an organic solvent and removal of the organic solvent and non-volatile components by distillation to obtain crude methacrylic acid, separation of methacrylic acid by-produced by the ACH method by extraction and distillation The method of obtaining etc. are mentioned.

また、粗アクリル酸は、例えばプロピレン及び／又はアクロレインを分子状酸素で１段又は２段の反応で接触気相酸化して粗メタクリル酸の場合と同様にして得られる。   Crude acrylic acid can be obtained in the same manner as in the case of crude methacrylic acid, for example, by subjecting propylene and / or acrolein to catalytic gas phase oxidation with molecular oxygen in a one-stage or two-stage reaction.

前記方法により得られた粗（メタ）アクリル酸に対し、溶媒を混合することで、精製対象である粗（メタ）アクリル酸混合液を得る。前記溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケントン、メチルイソブチルケトン、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸メチルおよびアクリル酸エチル等を用いることができる。これらは１種又は２種以上を併用してもよいが、粗結晶との分離性の観点からメタノールを用いることが好ましい。本実施形態では、溶媒としてメタノールを用いる例を示す。該粗（メタ）アクリル酸混合液中に含まれるメタノールの濃度としては３．８質量％から４．２質量％であることが好ましい。   A crude (meth) acrylic acid mixture to be purified is obtained by mixing a solvent with the crude (meth) acrylic acid obtained by the above method. Examples of the solvent include methanol, ethanol, propanol, butanol, diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, acetone, methyl ethyl kenton, methyl isobutyl ketone, methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Methyl acrylate and ethyl acrylate can be used. These may be used alone or in combination of two or more, but methanol is preferably used from the viewpoint of separability from the crude crystals. In this embodiment, an example in which methanol is used as a solvent is shown. The concentration of methanol contained in the crude (meth) acrylic acid mixed solution is preferably 3.8% by mass to 4.2% by mass.

（粗（メタ）アクリル酸混合液の予備冷却）
前記粗（メタ）アクリル酸混合液を、図１に示すように、予めクーラー３により結晶化温度付近にまで冷却する。このときの冷却温度としては、９〜２０℃であることが、第一晶析槽１の除熱負荷低減の観点から好ましい。なお、この段階ではまだ（メタ）アクリル酸の結晶は生成させない。結晶開始温度まで温度を低下させるとクーラー３が閉塞するためである。 (Preliminary cooling of crude (meth) acrylic acid mixture)
As shown in FIG. 1, the crude (meth) acrylic acid mixed solution is cooled in advance by a cooler 3 to near the crystallization temperature. The cooling temperature at this time is preferably 9 to 20 ° C. from the viewpoint of reducing the heat removal load of the first crystallization tank 1. At this stage, (meth) acrylic acid crystals are not yet formed. This is because the cooler 3 is blocked when the temperature is lowered to the crystal start temperature.

（第一晶析槽における（メタ）アクリル酸の晶析）
次に、前記冷却した粗（メタ）アクリル酸混合液を第一晶析槽１に導入し、所定の温度に冷却することで（メタ）アクリル酸の晶析を行う。 (Crystallization of (meth) acrylic acid in the first crystallization tank)
Next, the cooled crude (meth) acrylic acid mixed solution is introduced into the first crystallization tank 1 and cooled to a predetermined temperature to crystallize (meth) acrylic acid.

本発明に係る方法おいて用いる第一晶析槽１には、第一晶析槽１内のスラリーを冷却するための冷却機構としてジャケット６を備える。ジャケット６は、第一晶析槽１を覆うように配置されており、第一晶析槽１の壁面を伝熱面として、伝熱面を介して第一晶析槽１内に存在するスラリーと熱交換を行い、該スラリーを所望の温度に冷却することができる。なお、本発明に係る方法に用いる第一晶析槽１に備えられる冷却機構としては、ジャケットに限らず、晶析槽の壁面を伝熱面として（メタ）アクリル酸の結晶を生成させることが可能な機構であれば特に限定されない。   The first crystallization tank 1 used in the method according to the present invention includes a jacket 6 as a cooling mechanism for cooling the slurry in the first crystallization tank 1. The jacket 6 is disposed so as to cover the first crystallization tank 1, and the slurry existing in the first crystallization tank 1 through the heat transfer surface with the wall surface of the first crystallization tank 1 as a heat transfer surface. And the slurry can be cooled to the desired temperature. In addition, as a cooling mechanism with which the 1st crystallization tank 1 used for the method which concerns on this invention is equipped, it is not limited to a jacket, The crystal | crystallization of (meth) acrylic acid can be produced | generated using the wall surface of a crystallization tank as a heat-transfer surface. There is no particular limitation as long as it is a possible mechanism.

第一晶析槽１内のスラリーの温度としては、６．０〜７．５℃であることが第一晶析槽１の除熱負荷が大きなりすぎない観点から好ましい。より好ましくは、６．４〜６．８℃である。   The temperature of the slurry in the first crystallization tank 1 is preferably 6.0 to 7.5 ° C. from the viewpoint that the heat removal load of the first crystallization tank 1 is not too large. More preferably, it is 6.4 to 6.8 ° C.

同様に第一晶析槽１内のスラリー濃度としては、２０〜３５質量％であることが第一晶析槽１の除熱負荷が大きくなりすぎない観点から好ましい。より好ましくは、２５〜３０質量％である。なお、スラリー濃度は、メタノールとメタクリル酸の固液平衡値を実測により求め、スラリー温度を測定し、前記固液平衡データより計算で求めた値である。   Similarly, the slurry concentration in the first crystallization tank 1 is preferably 20 to 35% by mass from the viewpoint that the heat removal load of the first crystallization tank 1 does not become too large. More preferably, it is 25-30 mass%. The slurry concentration is a value obtained by measuring the solid-liquid equilibrium value of methanol and methacrylic acid by actual measurement, measuring the slurry temperature, and calculating from the solid-liquid equilibrium data.

また、第一晶析槽１はスラリーを撹拌可能な撹拌機構７を備える撹拌型晶析槽であることが好ましい。撹拌機構７により第一晶析槽１内のスラリーを撹拌することで、スラリー温度を均一にすることができ、微小な（メタ）アクリル酸の種晶を第一晶析槽１内で均一に生成させることができる。   Moreover, it is preferable that the 1st crystallization tank 1 is a stirring type crystallization tank provided with the stirring mechanism 7 which can stir slurry. By stirring the slurry in the first crystallization tank 1 by the stirring mechanism 7, the slurry temperature can be made uniform, and the seed crystals of fine (meth) acrylic acid can be made uniform in the first crystallization tank 1. Can be generated.

また、撹拌機構７は、図１に示すように撹拌翼の先端が第一晶析槽１の内壁面に接触していることが好ましい。該撹拌翼が第一晶析槽１の内壁面に接触しながら回転することにより、内壁面近傍で生成し付着した（メタ）アクリル酸結晶を内壁面表面から掻き取ることができる。   Moreover, as for the stirring mechanism 7, it is preferable that the front-end | tip of a stirring blade is contacting the inner wall face of the 1st crystallization tank 1, as shown in FIG. By rotating the stirring blade while being in contact with the inner wall surface of the first crystallization tank 1, the (meth) acrylic acid crystals generated and adhered in the vicinity of the inner wall surface can be scraped off from the inner wall surface.

前記撹拌機構７によるスラリーの撹拌速度としては、１５〜３０ｒｐｍであることが伝熱面上の結晶を掻き取る頻度と生成した結晶を破砕しない観点から好ましい。   The stirring speed of the slurry by the stirring mechanism 7 is preferably 15 to 30 rpm from the viewpoint of scraping the crystals on the heat transfer surface and not breaking the generated crystals.

前記冷却した粗（メタ）アクリル酸混合液の第一晶析槽１への導入は、第一晶析槽１上部に設けられた導入口４より行われる。第一晶析槽１に導入する粗（メタ）アクリル酸混合液の導入速度としては、例えば第一晶析槽１の容量が１０ｍ3の場合、１．０〜５．０ｍ3/ｈであることが好ましい。 The cooled crude (meth) acrylic acid mixed liquid is introduced into the first crystallization tank 1 through an inlet 4 provided in the upper part of the first crystallization tank 1. The introduction rate of the crude (meth) acrylic acid mixed liquid introduced into the first crystallization tank 1 is, for example, 1.0 to 5.0 m 3 / h when the capacity of the first crystallization tank 1 is 10 m 3. It is preferable.

また、本発明においては、後述するように第一晶析槽１にはさらに第二晶析槽２からの循環スラリーが所定量の速度で導入される。該循環スラリーの導入は、第一晶析槽１上部に別途設けられた循環スラリー導入口５より行われる。   In the present invention, as described later, the circulating slurry from the second crystallization tank 2 is further introduced into the first crystallization tank 1 at a predetermined rate. The circulating slurry is introduced from a circulating slurry inlet 5 provided separately at the top of the first crystallization tank 1.

第一晶析槽１内のスラリーの一部は、第一晶析槽１下部に設けられた排出口８より抜き出され、第二晶析槽２に導入される。第一晶析槽１からスラリーを抜き出す際の抜き出し速度（割合）としては、例えば第一晶析槽１の容量が１０ｍ3の場合、１．０〜５．０ｍ3/ｈであることが好ましい。 A part of the slurry in the first crystallization tank 1 is extracted from a discharge port 8 provided in the lower part of the first crystallization tank 1 and introduced into the second crystallization tank 2. The extraction rate (ratio) when the slurry is extracted from the first crystallization tank 1 is preferably 1.0 to 5.0 m 3 / h, for example, when the capacity of the first crystallization tank 1 is 10 m 3. .

（第二晶析槽における（メタ）アクリル酸の晶析）
次に、第一晶析槽１から抜き出したスラリーを第二晶析槽２に導入し、さらに該スラリーを冷却する。これにより、第一晶析槽１で生成した（メタ）アクリル酸の結晶を種晶としてさらに結晶を成長させ、晶析を促進させることができる。 (Crystallization of (meth) acrylic acid in the second crystallization tank)
Next, the slurry extracted from the first crystallization tank 1 is introduced into the second crystallization tank 2, and the slurry is further cooled. Thereby, the crystal of (meth) acrylic acid produced | generated in the 1st crystallization tank 1 can be further grown as a seed crystal, and crystallization can be accelerated | stimulated.

第二晶析槽２としては、前記第一晶析槽１と同様の構成の晶析槽を用いることができる。また、前記第一晶析槽１における晶析と同様に、スラリーを撹拌しながら冷却することが好ましい。第二晶析槽内２のスラリーの温度としては、第一晶析槽１内のスラリー温度より低く、４．５〜６．０℃であることが後段の精製プロセスでの収率が向上する観点から好ましく、５．０〜５．４℃がより好ましい。第二晶析槽２内のスラリー濃度としては、４２〜４８質量％であることが後段の精製プロセスでの収率が向上する観点から好ましく、４４〜４６質量％がより好ましい。   As the second crystallization tank 2, a crystallization tank having the same configuration as that of the first crystallization tank 1 can be used. Further, like the crystallization in the first crystallization tank 1, it is preferable to cool the slurry while stirring. The temperature of the slurry in the second crystallization tank 2 is lower than the slurry temperature in the first crystallization tank 1, and 4.5 to 6.0 ° C. improves the yield in the subsequent purification process. From the viewpoint, 5.0 to 5.4 ° C. is more preferable. The slurry concentration in the second crystallization tank 2 is preferably 42 to 48% by mass from the viewpoint of improving the yield in the subsequent purification process, and more preferably 44 to 46% by mass.

（スラリーの循環）
本発明に係る方法においては、第二晶析槽２内のスラリーの一部を第二晶析槽２内下部に設けられた排出口１０から抜き出し、循環装置１１を用いて第一晶析槽１内に循環する。この際、第二晶析槽２内に存在するスラリーのスラリー量に対し、１時間当たり２０〜１００体積％の該スラリーを第一晶析槽１に循環する。 (Slurry circulation)
In the method according to the present invention, a part of the slurry in the second crystallization tank 2 is extracted from the discharge port 10 provided in the lower part of the second crystallization tank 2, and the first crystallization tank is used using the circulation device 11. Circulate within 1. At this time, 20 to 100% by volume of the slurry per 1 hour is circulated in the first crystallization tank 1 with respect to the amount of slurry in the second crystallization tank 2.

第二晶析槽２内のスラリーは、第一晶析槽１内のスラリーより温度が低く、（メタ）アクリル酸結晶がより成長している。この第二晶析槽２内のスラリーを循環スラリーとして第一晶析槽１内に導入すると、第一晶析槽１内のスラリーの方が温度が高いため、循環スラリーに含まれる（メタ）アクリル酸結晶の一部は第一晶析槽１内のスラリーに溶解する。該（メタ）アクリル酸結晶の一部が溶解する際、融解熱を第一晶析槽１内のスラリーから吸収するため、第一晶析槽１内のスラリー温度は低下する。第一晶析槽１内の冷却は、ジャケット６により第一晶析槽１内壁面を伝熱面としてスラリーを冷却するため、第一晶析槽１の内壁面で結晶核が生成し、内壁面への結晶核の付着、いわゆるスケーリングが生じやすい。しかし、本発明によれば、前記循環速度でスラリーを循環させることで、循環スラリー中の結晶の溶解により、第一晶析槽１内壁面ではなく、スラリー内部において冷却を行うことができるため、スケーリングを抑制することができる。好ましくは、１時間当たり４０〜６０体積％のスラリーを第一晶析槽１に循環する。   The temperature of the slurry in the second crystallization tank 2 is lower than that of the slurry in the first crystallization tank 1, and (meth) acrylic acid crystals grow more. When the slurry in the second crystallization tank 2 is introduced into the first crystallization tank 1 as a circulating slurry, the slurry in the first crystallization tank 1 has a higher temperature and is therefore included in the circulating slurry (meta). A part of the acrylic acid crystal is dissolved in the slurry in the first crystallization tank 1. When a part of the (meth) acrylic acid crystal is dissolved, the heat of fusion is absorbed from the slurry in the first crystallization tank 1, so that the slurry temperature in the first crystallization tank 1 is lowered. The cooling in the first crystallization tank 1 cools the slurry with the inner wall surface of the first crystallization tank 1 as the heat transfer surface by the jacket 6, so that crystal nuclei are generated on the inner wall surface of the first crystallization tank 1, Crystal nuclei adhere to the wall surface, so-called scaling is likely to occur. However, according to the present invention, by circulating the slurry at the circulation speed, it is possible to cool the inside of the slurry rather than the inner wall surface of the first crystallization tank 1 by dissolving the crystals in the circulating slurry. Scaling can be suppressed. Preferably, a slurry of 40-60 volume% per hour is circulated in the first crystallization tank 1.

循環スラリーの循環による第一晶析槽１内のスラリー温度の低下、また、スケーリングの抑制により、第一晶析槽１の除熱負荷を低減させることができる。また、スケーリングが進行すると第一晶析槽１の除熱効率が低下するため、最終的には第一晶析槽１が使用不可能となるが、本発明の方法ではスケーリングを抑制することができるため、第一晶析槽１の寿命を延長することができる。第一晶析槽１の方が第二晶析槽２よりも除熱負荷が大きいためスケーリングが発生しやすく、従来法では第一晶析槽１の寿命が第二晶析槽２と比較して短かったのに対し本発明の方法では第一晶析槽１と第二晶析槽２の冷却効率の均等化が図られ、第一晶析槽１のスケーリングが抑制される。これにより、各晶析槽の寿命が均一となり、全体として工程寿命を最大とすることができる。   The heat removal load of the first crystallization tank 1 can be reduced by lowering the slurry temperature in the first crystallization tank 1 due to circulation of the circulating slurry and suppressing the scaling. Moreover, since the heat removal efficiency of the first crystallization tank 1 is lowered as the scaling progresses, the first crystallization tank 1 is ultimately unusable, but the method of the present invention can suppress scaling. Therefore, the lifetime of the first crystallization tank 1 can be extended. Since the first crystallization tank 1 has a larger heat removal load than the second crystallization tank 2, scaling tends to occur. In the conventional method, the life of the first crystallization tank 1 is compared with that of the second crystallization tank 2. However, in the method of the present invention, the cooling efficiency of the first crystallization tank 1 and the second crystallization tank 2 is equalized, and the scaling of the first crystallization tank 1 is suppressed. Thereby, the life of each crystallization tank becomes uniform, and the process life can be maximized as a whole.

また、晶析槽一基当たりにおけるスラリーの滞在時間は、１〜５時間となるようにすることが、第一晶析槽１と第二晶析槽２の除熱負荷の均一化及び結晶成長に寄与する滞在時間の観点から好ましい。   Further, the residence time of the slurry per crystallization tank should be 1 to 5 hours, so that the heat removal load in the first crystallization tank 1 and the second crystallization tank 2 can be made uniform and the crystal can grow. From the viewpoint of staying time that contributes to

前記循環スラリーのスラリー濃度としては、第二晶析槽２内のスラリー濃度と同様であり、４２〜４８質量％であることが好ましい。より好ましくは、４４〜４６質量％である。   The slurry concentration of the circulating slurry is the same as the slurry concentration in the second crystallization tank 2, and is preferably 42 to 48% by mass. More preferably, it is 44-46 mass%.

前記循環スラリーを第一晶析槽１に循環するための循環装置１１としては、循環スラリー中に含まれる（メタ）アクリル酸結晶を破壊しない循環装置を用いることが好ましい。具体的には、構造上シア（せん断）がかからず、循環スラリー中の（メタ）アクリル酸結晶に物理的なダメージがほとんど与えられないポンプを用いることが好ましく、市販品としては、例えば「サインポンプ」（商品名、プライミクス（株））等を用いることができる。しかし、循環装置はこれらに限定されるものではない。   As the circulation device 11 for circulating the circulation slurry to the first crystallization tank 1, it is preferable to use a circulation device that does not destroy the (meth) acrylic acid crystals contained in the circulation slurry. Specifically, it is preferable to use a pump which is structurally free of shear (shear) and hardly gives physical damage to the (meth) acrylic acid crystals in the circulating slurry. A “sign pump” (trade name, Primix Co., Ltd.) or the like can be used. However, the circulation device is not limited to these.

前記循環スラリーは、循環装置１１を通過した後、第一晶析槽１上部に粗（メタ）アクリル酸混合液の導入口とは別途設けられた循環スラリー導入口５より、第一晶析槽１内に導入される。循環スラリー導入口５は第一晶析槽１の液面よりも高い位置に設けられている。このとき、循環スラリーが第一晶析槽１内壁面を伝って第一晶析槽１内に導入されないようにすることが、内壁面における結晶核の発生、成長を抑制する観点から好ましい。また、循環スラリー導入口５は一箇所に限らず、複数箇所存在してもよい。   After passing through the circulation device 11, the circulating slurry passes through the circulating slurry inlet 5 provided separately from the inlet of the crude (meth) acrylic acid mixed solution at the upper part of the first crystallization tank 1, and the first crystallization tank. 1 is introduced. The circulating slurry inlet 5 is provided at a position higher than the liquid level of the first crystallization tank 1. At this time, it is preferable to prevent the circulating slurry from being introduced into the first crystallization tank 1 along the inner wall surface of the first crystallization tank 1 from the viewpoint of suppressing generation and growth of crystal nuclei on the inner wall surface. Further, the circulating slurry inlet 5 is not limited to one place, and may be present in a plurality of places.

なお、本実施形態では第一晶析槽１及び第二晶析槽２の二槽の晶析槽を用いる例を示しているが、三槽以上の晶析槽を直列に接続した晶析装置を用いて、第二晶析槽以降の晶析槽内に存在するスラリーの一部を第一晶析槽内に循環させてもよい。この場合には、各晶析槽内のスラリー温度は接続された順序で低くなるように設定する。   In this embodiment, an example using two crystallization tanks of the first crystallization tank 1 and the second crystallization tank 2 is shown, but a crystallization apparatus in which three or more crystallization tanks are connected in series. May be used to circulate a part of the slurry existing in the crystallization tanks after the second crystallization tank in the first crystallization tank. In this case, the slurry temperature in each crystallization tank is set to be lower in the connected order.

（フィルターによるろ過）
（メタ）アクリル酸結晶の成長した第二晶析槽２内のスラリーの一部を排出口１０より抜き出し、ベルトフィルター等で溶液をろ過しながら精製塔に移送する。前記ベルトフィルターによりろ過された（メタ）アクリル酸結晶をスクリューフィーダーにより精製塔下部に供給する。 (Filtering with a filter)
A part of the slurry in the second crystallization tank 2 where the (meth) acrylic acid crystals have grown is extracted from the discharge port 10 and transferred to the purification tower while filtering the solution with a belt filter or the like. The (meth) acrylic acid crystals filtered by the belt filter are supplied to the lower part of the purification tower by a screw feeder.

（精製塔における精製）
精製塔下部に供給された（メタ）アクリル酸結晶は、精製塔塔頂へ供給された還流液と精製塔内で接触しながら精製塔内を上昇し還流液による洗浄効果及び発汗作用により精製される。また、還流液の一部は再結晶により回収される。 (Purification in the purification tower)
The (meth) acrylic acid crystal supplied to the lower part of the purification tower is purified by the washing effect and sweating action of the reflux liquid ascending in the purification tower while contacting with the reflux liquid supplied to the top of the purification tower. The A part of the reflux liquid is recovered by recrystallization.

精製塔塔頂からオーバーフローした（メタ）アクリル酸結晶を精製された（メタ）アクリル酸溶液に融解することで高純度の（メタ）アクリル酸を得ることができる。   High purity (meth) acrylic acid can be obtained by melting (meth) acrylic acid crystals overflowing from the top of the purification tower into a purified (meth) acrylic acid solution.

以下、本発明に係る実施例について説明するが、本発明はこれに限定されない。   Hereinafter, examples according to the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

（実施例１）
図１に示す晶析装置において、原料中のメタノール濃度を３．８質量％とし、粗製メタクリル酸を３．６５ｍ3／ｈの速度で第一晶析槽に供給し、長期連続運転を行った。運転は、サインポンプの循環量が５ｍ3／ｈとなるようにした。また第二晶析槽のスラリー濃度は４５質量％となるようにジャケット温度を制御した。結果として、第一晶析槽の除熱割合が５２％、第二晶析槽の除熱割合は４８％とほぼ同等となり、連続運転可能日数は８０日であった。 (Example 1)
In the crystallization apparatus shown in FIG. 1, the methanol concentration in the raw material was 3.8% by mass, and crude methacrylic acid was supplied to the first crystallization tank at a rate of 3.65 m 3 / h, and a long-term continuous operation was performed. . In operation, the circulation rate of the sine pump was set to 5 m 3 / h. The jacket temperature was controlled so that the slurry concentration in the second crystallization tank was 45% by mass. As a result, the heat removal rate of the first crystallization tank was 52%, the heat removal rate of the second crystallization tank was almost equal to 48%, and the continuous operation was possible for 80 days.

（比較例１）
サインポンプの循環量を０ｍ3／ｈで管理し、第一晶析槽のスラリー濃度管理は３０質量％とした。ここで、第一晶析槽のスラリー濃度をサインポンプで循環していた場合と同等に保持しようとすると、ジャケット側の温度をかなり下げなくてはならず、この条件では長期間の安定運転が実施できない。そこで運転上許容できる範囲で、スラリー濃度を設定した。その他の条件は実施例１と同様とした。結果、第一晶析槽の総括伝熱係数の低下が早く、連続運転可能日数は３５日であった。 (Comparative Example 1)
The circulation rate of the sine pump was controlled at 0 m 3 / h, and the slurry concentration in the first crystallization tank was controlled to 30% by mass. Here, if the slurry concentration in the first crystallization tank is to be maintained at the same level as when circulated by a sine pump, the temperature on the jacket side must be lowered considerably, and under these conditions, long-term stable operation is possible. Cannot be implemented. Therefore, the slurry concentration was set within a range acceptable for operation. Other conditions were the same as in Example 1. As a result, the overall heat transfer coefficient of the first crystallization tank rapidly decreased, and the continuous operation was possible for 35 days.

実施例１、比較例１の結果を表１に示す。   The results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Table 1.

Figure 2011219376
Figure 2011219376

１ 第一晶析槽
２ 第二晶析槽
３ クーラー
４ 導入口（第一晶析槽）
５ 循環スラリー導入口
６ ジャケット
７ 撹拌機構
８ 排出口（第一晶析槽）
９ 導入口（第二晶析槽）
１０ 排出口（第二晶析槽）
１１ 循環装置 1 First crystallization tank 2 Second crystallization tank 3 Cooler 4 Inlet (first crystallization tank)
5 Circulating slurry introduction port 6 Jacket 7 Stirring mechanism 8 Discharge port (first crystallization tank)
9 Inlet (second crystallization tank)
10 Discharge port (second crystallization tank)
11 Circulator

Claims (4)

伝熱面を介して熱交換を行う冷却機構を有した複数個の晶析槽からなる晶析装置を用いて、（メタ）アクリル酸を晶析する（メタ）アクリル酸の精製方法において、
前記複数個の晶析槽は直列に接続され、
前記晶析槽内の温度は、接続された順序で低くなるように設定されており、
原料を導入する第一晶析槽から数えて２番目以降の晶析槽のうち、少なくとも１つ以上の晶析槽内に存在するスラリーのスラリー量に対し、１時間当たり２０〜１００体積％の該スラリーを該第一晶析槽に循環する（メタ）アクリル酸の精製方法。 In the purification method of (meth) acrylic acid, which crystallizes (meth) acrylic acid, using a crystallization apparatus comprising a plurality of crystallization tanks having a cooling mechanism for performing heat exchange through the heat transfer surface,
The plurality of crystallization tanks are connected in series,
The temperature in the crystallization tank is set to be lower in the connected order,
Of the second and subsequent crystallization tanks counted from the first crystallization tank into which the raw material is introduced, the volume of the slurry existing in at least one crystallization tank is 20 to 100% by volume per hour. A method for purifying (meth) acrylic acid by circulating the slurry to the first crystallization tank. 前記第一晶析槽に循環するスラリーのスラリー濃度が、４２〜４８質量％である請求項１に記載の（メタ）アクリル酸の精製方法。   The method for purifying (meth) acrylic acid according to claim 1, wherein a slurry concentration of the slurry circulating in the first crystallization tank is 42 to 48 mass%. 前記スラリーの循環を、該スラリー中に存在する（メタ）アクリル酸結晶を破壊しない循環装置を用いて行う請求項１又は２に記載の（メタ）アクリル酸の精製方法。   The method for purifying (meth) acrylic acid according to claim 1 or 2, wherein the slurry is circulated by using a circulation device that does not destroy (meth) acrylic acid crystals present in the slurry. 前記晶析槽が、該晶析槽内のスラリーを撹拌可能な撹拌機構を有する撹拌型晶析槽である請求項１から３のいずれか１項に記載の（メタ）アクリル酸の精製方法。   The method for purifying (meth) acrylic acid according to any one of claims 1 to 3, wherein the crystallization tank is a stirring crystallization tank having a stirring mechanism capable of stirring the slurry in the crystallization tank.
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