特許 7523846 アクリル酸の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-19

(45)【発行日】2024-07-29

(54)【発明の名称】アクリル酸の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C07C 51/43 20060101AFI20240722BHJP

   C07C 57/04 20060101ALI20240722BHJP

【ＦＩ】

C07C51/43

C07C57/04

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022566255

(86)(22)【出願日】2021-10-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-13

(86)【国際出願番号】 KR2021015172

(87)【国際公開番号】W WO2022119126

(87)【国際公開日】2022-06-09

【審査請求日】2022-10-28

(31)【優先権主張番号】10-2020-0167641

(32)【優先日】2020-12-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100122161

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 崇

(72)【発明者】

【氏名】ヒェビン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ミ・キュン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ウンキョ・キム

(72)【発明者】

【氏名】ジュン・ホ・シン

【審査官】岩田 行剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１８９５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２２６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０４２３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１１９１８５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０７Ｃ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バイオ原料の反応生成物に第１吸収剤を添加および冷却し、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質とアクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質を分離する第１ステップ；
前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質を吸収塔に投入した後第２吸収剤を添加および冷却し、不活性ガスを含む第１非圧縮性物質とアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を吸収塔を介して分離する第２ステップ；
前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を熱交換器を介して加熱する第３ステップ；
前記加熱されたアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質をアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）と第２吸収剤に分離する第４ステップ；および
前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質を精製してアクリル酸を生産する第５ステップ；
を含む、アクリル酸の製造方法であって、
前記第１吸収剤は、前記アクリル酸（ＡＡ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）に対して沸点差が２０℃以上、およびアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）に対して沸点差が５０℃以上であり、前記アクリル酸よりも沸点が低く前記アセトアルデヒドよりも沸点が高い物質を含み、
前記第２吸収剤は、前記アセトアルデヒドの標準沸点よりも高沸点物質であり、沸点差が２０℃以上の物質を含み、
前記第３ステップの前記加熱の熱源は、前記第４ステップの前記第２吸収剤の冷却熱量を熱源として用いる、
アクリル酸の製造方法。

【請求項2】

前記第１ステップは冷却塔を介して分離するステップを含み、
前記冷却塔の冷却温度は１０℃以上１５０℃以下であり、前記冷却塔の内部圧力は０．５ｂａｒ以上５．０ｂａｒ以下である、請求項１に記載のアクリル酸の製造方法。

【請求項3】

前記吸収塔の温度は０℃以上１００℃以下であり、前記吸収塔の内部圧力は０．１ｂａｒ以上１０．０ｂａｒ以下である、請求項１または２に記載のアクリル酸の製造方法。

【請求項4】

前記第４ステップは分離塔を介して分離するステップを含み、
前記分離塔の温度は１０℃以上２００℃以下であり、前記分離塔の内部圧力は０．３ｂａｒ以上１０．０ｂａｒ以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載のアクリル酸の製造方法。

【請求項5】

前記第２ステップに含まれる際の前記第２吸収剤の温度は－５℃以上２０℃以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクリル酸の製造方法。

【請求項6】

前記加熱されたアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む前記熱交換器を経た第２低沸点物質の温度は６０℃以上１８０℃以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載のアクリル酸の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２０年１２月０３日付にて韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０－２０２０－０１６７６４１号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。

【0002】

本出願は、アクリル酸の製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

一般に、アクリル酸は、プロピレンの酸化脱水素反応により製造され、アクリル酸は、高吸水性樹脂、塗料、接着剤などの原料になるものであり、その需要が増加している。特に高吸水性樹脂は、オムツなどの衛生用品として用いられている。

【0004】

これまで化学品の多くは、石炭や石油などの化石原料から誘導される原料を用いて製造されてきた。しかし、近年、地球温暖化の防止および環境保護の観点から、炭素源としてリサイクル可能な生物由来の資源を従来の化石原料の代替として用いることが注目されている。例えば、トウモロコシや小麦などのデンプン系バイオマス、サトウキビなどの糖質系バイオマス、および菜種の絞りかすや稲わらなどのセルロース系バイオマスなどといったバイオマス資源を原料として用いる方法の開発が試みられている。

【0005】

すなわち、近年、伝統的な石油化学ベースの製造方法から脱して環境に優しい原料をベースにした化学品を製造することで、持続可能性を得るとともに環境保護の観点から優れた特徴を有する研究が進まれている傾向である。

【0006】

乳酸から他の化学品を製造する反応の形式の一つとして、乳酸を含む原料を蒸発させ、気体状態で触媒と接触させて生成物を得る気相反応が挙げられる。例えば、乳酸を用いてアクリル酸を製造する技術として固体触媒を用いる気相脱水方法が知られており、乳酸の脱水反応は主に気相反応として研究が進行中にある。

【0007】

乳酸は、水がない状況で触媒がなくても液相にてエステル化反応が起こって重合をする物質であり、乳酸が濃縮されて高濃度になるほど、乳酸オリゴマーとして反応する。乳酸がオリゴマー化すると脱水が起こり、水が無い状態で乳酸が濃縮されると、乳酸のオリゴマー化反応が起こる。乳酸オリゴマーがアクリル酸の製造のための反応器に投入される場合、反応器内でファウリングが発生し、反応収率が低くなるため、アクリル酸の製造のために乳酸オリゴマーの含量を低減する方法が研究中にある。

【0008】

上記のような問題に加え、プロピレンの酸化反応のように伝統的な石油化学と比べ、バイオ原料の反応は、低いアクリル酸の選択度を示すため、工程を開発するにおいて経済性の向上が必要である。

【0009】

特に、バイオ原料ベースのアクリル酸の製造時、アクリル酸の製造とともに、低沸点を有する副産物である、一酸化炭素、二酸化炭素、アセトアルデヒドなどの副産物が共に生成され、アクリル酸の選択度が低くなるところ、バイオ原料をベースにしたアクリル酸の製造時、低沸点副産物などの副産物とアクリル酸を円滑に分離し、また、低沸点副産物自体の純度を高めて製品化できる工程に関する研究が進行中にある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】国際公開第２００５／０９５３２０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本出願は、アクリル酸の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本出願の一実施態様は、バイオ原料の反応生成物に第１吸収剤を添加および冷却し、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質とアクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質を分離する第１ステップ；前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質に第２吸収剤を添加および冷却し、第１非圧縮性物質とアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を分離する第２ステップ；前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する第３ステップ；前記加熱されたアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質をアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）と第２吸収剤に分離する第４ステップ；および前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質を精製してアクリル酸を生産する第５ステップを含む、アクリル酸の製造方法を提供しようとする。

【発明の効果】

【0013】

本出願の一実施態様によるアクリル酸の製造方法の場合、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する第３ステップを含むものであって、第２ステップにより排出される第２低沸点物質の温度を高めて前記第４ステップに投入するものであり、前記第４ステップにおいて分離時に分離塔のエネルギー効率を向上できるという特徴を有することになる。

【0014】

さらに、本出願に係るアクリル酸の製造方法の場合、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する熱源の熱量としては、本出願に係る第２吸収剤を冷却する冷却熱量を用い、別の加熱熱量なしに第２低沸点物質の温度を高めることができるという特徴を有することになる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本出願の一実施態様によるアクリル酸の製造方法を示す概略図である。

【図2】本出願の一実施態様によるアクリル酸の製造方法中の第２ステップ～第４ステップを示す概略図である。

【図3】本出願の比較例によるアクリル酸の製造方法を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本明細書についてより詳細に説明する。

【0017】

本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする際、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。

【0018】

本明細書において、「ｐ～ｑ」は、「ｐ以上ｑ以下」の範囲を意味する。

【0019】

以下、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。ただし、本発明は、種々の異なる形態で実現されてもよく、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。

【0020】

本出願の一実施態様は、バイオ原料の反応生成物に第１吸収剤を添加および冷却し、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質とアクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質を分離する第１ステップ；前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質に第２吸収剤を添加および冷却し、第１非圧縮性物質とアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を分離する第２ステップ；前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する第３ステップ；前記加熱されたアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質をアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）と第２吸収剤に分離する第４ステップ；および前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質を精製してアクリル酸を生産する第５ステップを含む、アクリル酸の製造方法を提供しようとする。

【0021】

本出願の一実施態様によるアクリル酸の製造方法の場合、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する第３ステップを含むものであって、第２ステップにより排出される第２低沸点物質の温度を高めて前記第４ステップに投入するものであり、前記第４ステップにおいて分離時に分離塔のエネルギー効率を向上できるという特徴を有することになる。

【0022】

さらに、本出願に係るアクリル酸の製造方法の場合、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する熱源の熱量としては、本出願に係る第２吸収剤を冷却する冷却熱量を用い、別の加熱熱量なしに第２低沸点物質の温度を高めることができるという特徴を有することになる。

【0023】

本出願の一実施態様において、バイオ原料の反応生成物に第１吸収剤を添加および冷却し、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質とアクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質を分離する第１ステップを提供する。

【0024】

前記第１ステップに含まれるバイオ原料の反応は乳酸の脱水反応を含んでもよく、アクリル酸を生産するためのバイオ原料の反応であれば制限なく含まれてもよい。

【0025】

本出願の一実施態様において、前記バイオ原料は、気相の乳酸であってもよい。

【0026】

本出願の一実施態様において、前記気相とは、気化した状態、すなわち、液体を気化して気体となった状態を意味し得る。

【0027】

本出願において、前記乳酸は、Ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄであって、カルボキシ基、ヒドロキシ基、メチル基、水素の４原子団が結合した不斉炭素原子を有する有機化合物であり、Ｄ－乳酸およびＬ－乳酸をいずれも含み、単独の乳酸単量体を意味し得る。

【0028】

本出願において、前記乳酸オリゴマーは、乳酸が互いに反応して二量体、三量体などを形成した物質を意味し、前記乳酸オリゴマーは、乳酸の二量体～１００量体を意味し得る。

【0029】

乳酸は、水がない状況でも、触媒なしに液相にてエステル化反応により重合をする物質であり、乳酸の重合反応により形成された物質をひっくるめて乳酸オリゴマーと表現することができる。すなわち、単独の乳酸単量体を除き、乳酸の重合反応により形成された全ての物質を乳酸オリゴマーと定義することができる。

【0030】

本出願の一実施態様において、前記気相の乳酸は、水；および乳酸原料を含み、前記乳酸原料は、乳酸；および乳酸オリゴマーを含み、前記気相の乳酸１００重量部に対して、前記乳酸原料を１０重量部以上１００重量部以下で含む、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0031】

他の一実施態様において、前記気相の乳酸１００重量部に対して、前記乳酸原料は、１０重量部以上１００重量部以下、好ましくは３０重量部以上１００重量部以下、より好ましくは６０重量部以上１００重量部以下であってもよい。

【0032】

前記気相の乳酸は、アクリル酸を生産する前の最終的な気化した状態の乳酸水溶液であり、前記気相の乳酸中の乳酸原料の含量が前記範囲を満たすことで、乳酸原料自体の投入物量が好適であり、水の含量を適正範囲に調節することで、本出願に係るアクリル酸の製造方法の経済性に優れるという特徴を有することになる。

【0033】

本出願の一実施態様において、前記気相の乳酸中の乳酸：乳酸オリゴマーの割合が１００：０～８０：２０である、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0034】

他の一実施態様において、前記気相の乳酸中の乳酸：乳酸オリゴマーの割合が１００：０～８０：２０、好ましくは１００：０～９０：１０、より好ましくは１００：０～９５：５の範囲を満たしてもよい。

【0035】

すなわち、本発明に係るアクリル酸の製造方法は、伝統的な石油化学ベースの製造方法から脱して環境に優しいバイオ原料である乳酸をベースにしたアクリル酸を製造することで、持続可能性を得るとともに環境保護の観点から優れた特徴を有することができる。前記気相の乳酸は本出願に係る第１ステップのバイオ原料に該当するものであり、最終的なアクリル酸の製造方法のための反応器内のファウリングの発生を減らすことができ、反応収率を向上できるという特徴を有することになる。

【0036】

本出願の一実施態様において、前記バイオ原料の反応生成物は、アクリル酸、アセトアルデヒド、一酸化炭素、二酸化炭素、水、水素、乳酸単量体、酢酸、２，３－ペンタジオン（２，３－ＰＤ）、およびプロピオン酸（ＰＡ）を含んでもよい。

【0037】

特に、石油化学ベースのプロピレン酸化反応の場合、反応温度２５０℃～２７０℃で起こるものであって、アセトアルデヒドが生成されないが、本出願に係るバイオ原料の反応中の気相乳酸の脱水反応の場合、高温（３３０℃～４００℃）で起こるため、アクリル酸の製造方法中にアセトアルデヒドが副産物として生成され、この際、副産物として生成されるアセトアルデヒドも製品化することが本発明の主な目的である。

【0038】

本出願の一実施態様において、前記第１ステップは冷却塔を介して分離するステップを含み、前記冷却塔の冷却温度は１０℃以上１５０℃以下であり、前記冷却塔の内部圧力は０．５ｂａｒ以上５．０ｂａｒ以下である、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0039】

他の一実施態様において、前記冷却塔の内部圧力は０．５ｂａｒ以上５．０ｂａｒ以下、好ましくは１．０ｂａｒ以上４．０ｂａｒ以下、より好ましくは２．０ｂａｒ以上３．５ｂａｒ以下であってもよく、具体的には３．０ｂａｒを満たしてもよい。

【0040】

他の一実施態様において、前記冷却塔の内部温度は１０℃以上、好ましくは２０℃以上、より好ましくは４０℃以上であってもよく、２００℃以下、好ましくは１５０℃以下であってもよい。

【0041】

上記のように第１ステップ上における冷却塔の内部温度および圧力が前記範囲を満たすことで、冷却塔の上部に排出される第１低沸点物質に含まれるアクリル酸の含量を最小化することができ、すなわち、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質に該当するバイオ原料の反応生成物中のアクリル酸が全て前記冷却塔の下部に排出され、アクリル酸の収率および純度を向上できるという特徴を有することになる。

【0042】

すなわち、前記第１ステップは、アクリル酸を生産する工程において、冷却により、アクリル酸を含む第１高沸点物質とその他の低沸点副産物を分離するステップであってもよい。

【0043】

本出願の一実施態様において、前記第１ステップの前記第１低沸点物質に含まれるアクリル酸（ＡＡ）が、前記バイオ原料の反応生成物中のアクリル酸１００重量部に対して１重量部以下で含まれるように、第１吸収剤を含む、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0044】

本発明に係る前記第１ステップは、前述したように冷却塔の温度および圧力範囲の調節とともに、前記第１吸収剤の含量を調節することで、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質に該当するバイオ原料の反応生成物中のアクリル酸が全て前記冷却塔の下部に排出できるようにすることができる。

【0045】

具体的に、本出願の一実施態様において、前記第１ステップの前記第１低沸点物質に含まれるアクリル酸（ＡＡ）は、前記バイオ原料の反応生成物中のアクリル酸１００重量部に対して１重量部以下、好ましくは０．５重量部以下、より好ましくは０．０１重量部以下であってもよく、０重量部以上、好ましくは０．００５重量部以上であってもよい。

【0046】

すなわち、前記第１ステップの前記第１低沸点物質に含まれるアクリル酸（ＡＡ）の場合、得られずに捨てられる量であって、上記のように第１吸収剤の量を調節して第１低沸点物質に含まれるアクリル酸（ＡＡ）の重量を上記のように調節することで、経済的に優れたアクリル酸の製造方法を提供することができる。

【0047】

本出願の一実施態様において、前記冷却塔の冷却温度が１０℃以上５０℃以下である場合、前記第１ステップのバイオ原料の反応生成物１００重量部に対して、前記第１吸収剤を１重量部以上２０重量部以下で含む、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0048】

他の一実施態様において、前記第１ステップのバイオ原料の反応生成物１００重量部に対して、前記第１吸収剤は、１重量部以上２０重量部以下、好ましくは２重量部以上１５重量部以下、より好ましくは３重量部以上１０重量部以下であってもよい。

【0049】

本出願の一実施態様において、前記冷却塔の冷却温度が５０℃以上８０℃以下である場合、前記第１ステップのバイオ原料の反応生成物１００重量部に対して、前記第１吸収剤を３５重量部以上５０重量部以下で含む、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0050】

他の一実施態様において、前記第１ステップのバイオ原料の反応生成物１００重量部に対して、前記第１吸収剤は、３５重量部以上５０重量部以下、好ましくは３７重量部以上４５重量部以下、より好ましくは４０重量部以上４５重量部以下であってもよい。

【0051】

本出願のアクリル酸の製造方法において、上記のように第１ステップの進行時、冷却塔の熱量を調節し、第１吸収剤を前記含量範囲で含むものであり、特に前記範囲で含むことで、アクリル酸および水などを含む第１高沸点物質を全て前記吸収塔の下部に排出されるように調節し、最終的に生産されるアクリル酸の収率および純度を高めるとともに、副産物として生産されるアセトアルデヒドも高純度で生産できるという特徴を有することになる。

【0052】

図１は、本出願に係るアクリル酸の製造方法の概略図であり、具体的に、バイオ原料の反応生成物１が冷却塔Ａに投入され、第１吸収剤２を含んで沸点に応じた分離工程が起こることを確認することができる。この際、下部にアクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質３と、上部にアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質４に分離することを確認することができる。

【0053】

本出願の一実施態様において、前記第１吸収剤は、前記アクリル酸（ＡＡ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）に対して沸点差が２０℃以上、およびアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）に対して沸点差が５０℃以上の物質を含む、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0054】

本出願において、前記標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）は、沸騰点の同意語として、外部圧力が１気圧（７６０ｍｍＨｇ）である際の液体の沸点を意味し得る。通常、物質の沸点といえば標準沸点を意味し、例えば、水の標準沸点は１００℃で表すことができる。液体表面から蒸発が起こるだけでなく、液体内部から気化が起こって気泡が発生し始める温度を意味し、液体から気体に物質の状態変化が起こる温度を意味し得る。

【0055】

他の一実施態様において、前記第１吸収剤は、前記アクリル酸（ＡＡ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）に対して沸点差が２０℃以上４０℃以下、およびアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）に対して沸点差が５０℃以上８０℃以下の物質であってもよい。

【0056】

本出願の一実施態様において、前記アクリル酸の標準沸点は１４１℃であり、前記アセトアルデヒドの標準沸点は２０℃である。

【0057】

本出願の一実施態様において、前記第１吸収剤は、前記アクリル酸（ＡＡ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）に対して沸点差が２０℃以上４０℃以下、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）に対して沸点差が５０℃以上８０℃以下、および前記アセトアルデヒドよりも沸点が高い物質であってもよい。

【0058】

本出願の一実施態様において、前記第１吸収剤は、前記条件を満たすのであれば制限なく用いられてもよく、具体的に、本出願の一実施態様において、前記第１吸収剤は、水を含んでもよい。

【0059】

本出願の一実施態様において、前記第１吸収剤は、１０℃以上１００℃以下の温度範囲を満たしてもよい。

【0060】

他の一実施態様において、前記第１吸収剤は、１０℃以上１００℃以下、好ましくは２０℃以上１００℃以下、最も好ましくは３０℃以上５０℃以下の温度範囲を満たしてもよい。

【0061】

上記のように第１吸収剤の温度範囲が前記範囲を満たすものであり、前記範囲を満たすことで、第１ステップの冷却塔に含まれる際に、冷却塔の内部温度範囲と類似範囲に調節され、冷却塔の内部容量を減らして経済性を向上できるという特徴を有することになる。

【0062】

本出願の一実施態様において、前記バイオ原料の反応生成物に含まれたアクリル酸１００重量部に対して、前記第１高沸点物質に含まれるアクリル酸を９５重量部以上で含んでもよい。

【0063】

他の一実施態様において、前記バイオ原料の反応生成物に含まれたアクリル酸１００重量部に対して、前記第１高沸点物質に含まれるアクリル酸は、９５重量部以上、好ましくは９７重量部以上、より好ましくは９９重量部以上であってもよく、１００重量部以下であってもよい。

【0064】

本出願の一実施態様において、前記バイオ原料の反応生成物に含まれたアセトアルデヒド１００重量部に対して、前記第１低沸点物質に含まれるアセトアルデヒドを９０重量部以上で含んでもよい。

【0065】

他の一実施態様において、前記バイオ原料の反応生成物に含まれたアセトアルデヒド１００重量部に対して、前記第１低沸点物質に含まれるアセトアルデヒドは、９０重量部以上、好ましくは９３重量部以上、より好ましくは９５重量部以上であってもよく、１００重量部以下であってもよい。

【0066】

本出願の一実施態様において、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質を蒸留し、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２－１低沸点物質とアクリル酸（ＡＡ）を含む第２－１高沸点物質を分離する第２－１ステップを提供する。

【0067】

本出願の一実施態様において、前記第２－１ステップは、前記第１ステップにおいて冷却塔の下部に排出されるアクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質を再度蒸留するステップであり、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２－１低沸点物質とアクリル酸（ＡＡ）を含む第２－１高沸点物質を分離する工程に該当する。

【0068】

すなわち、上記のような第２－１ステップの工程により、第１ステップにおいて冷却塔の下部に排出され得るアセトアルデヒドを追加的に分離して高収率および高純度のアクリル酸を得ることができるとともに、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２－１低沸点物質を得、後述するステップの分離工程を経て高収率および高純度のアセトアルデヒドも得ることができるという特徴を有することになる。

【0069】

本出願の一実施態様において、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質は、水；アクリル酸；およびアセトアルデヒドを含んでもよい。

【0070】

本出願の一実施態様において、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質に含まれたアクリル酸１００重量部に対して、前記第２－１高沸点物質に含まれるアクリル酸は、９５重量部以上であってもよい。

【0071】

他の一実施態様において、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質に含まれたアクリル酸１００重量部に対して、前記第２－１高沸点物質に含まれるアクリル酸は、９５重量部以上、好ましくは９７重量部以上、より好ましくは９９重量部以上であってもよく、１００重量部以下、好ましくは９９．９９重量部以下であってもよい。

【0072】

上記のように本発明に係るアクリル酸の製造方法の場合、第１ステップにおいて吸収剤を添加および冷却する工程、および第２－１ステップにおいてアルデヒドを再度分離するステップを経て、最終的に生成される第２－１高沸点物質に含まれるアクリル酸の収率を高くすることができることを特徴とする。

【0073】

本出願の一実施態様において、前記第２－１高沸点物質は精製され、最終的なアクリル酸を得ることができる。

【0074】

本出願の一実施態様において、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質に含まれたアセトアルデヒド１００重量部に対して、前記第２－１低沸点物質に含まれるアセトアルデヒドは、９５重量部以上であってもよい。

【0075】

他の一実施態様において、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質に含まれたアセトアルデヒド１００重量部に対して、前記第２－１低沸点物質に含まれるアセトアルデヒドは、９５重量部以上、好ましくは９６重量部以上、より好ましくは９７重量部以上であってもよく、１００重量部以下、好ましくは９９．９９重量部以下であってもよい。

【0076】

上記のように、高収率のアクリル酸を得ることができるとともに、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質に含まれたアセトアルデヒドを再び分離し、後述する工程を経て、アセトアルデヒドも製品化できるという特徴を有することになる。

【0077】

この際、後述する第５ステップにおいて、前記アクリル酸（ＡＡ）を含む第１高沸点物質またはアクリル酸（ＡＡ）を含む第２－１高沸点物質を精製し、最終的なアクリル酸を得ることができる。

【0078】

本出願の一実施態様において、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質に第２吸収剤を添加および冷却し、第１非圧縮性物質とアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を分離する第２ステップを提供する。

【0079】

本出願のアクリル酸の製造方法において、前記第２ステップは、前記第１ステップにおいて冷却塔の上部に排出される第１低沸点物質に第２吸収剤を添加および冷却する工程であり、このような工程により、アクリル酸の製造方法上、副産物として生成されるアセトアルデヒドも製品化できるという特徴を有することになる。すなわち、本発明の特徴と見ることができる高純度のアクリル酸を得るとともに高純度のアセトアルデヒドも製品化するステップであって、本発明の主な特徴となることができる。

【0080】

本出願の一実施態様において、前記第２ステップは吸収塔を介して分離するステップを含み、前記吸収塔の温度は０℃以上１００℃以下であり、前記吸収塔の内部圧力は０．１ｂａｒ以上１０．０ｂａｒ以下である、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0081】

他の一実施態様において、前記第２ステップの吸収塔の内部圧力は０．１ｂａｒ以上１０．０ｂａｒ以下、好ましくは１．０ｂａｒ以上８．０ｂａｒ以下、より好ましくは１．５ｂａｒ以上５．０ｂａｒ以下であってもよく、具体的には２．５ｂａｒを満たしてもよい。

【0082】

他の一実施態様において、前記第２ステップの吸収塔の内部温度は０℃以上、好ましくは５℃以上、より好ましくは１０℃以上であってもよく、１００℃以下、好ましくは８０℃以下であってもよい。

【0083】

上記のように第２ステップ上の吸収塔の内部温度および圧力が前記範囲を満たすことで、吸収塔の上部に排出される第１低沸点物質に含まれるアセトアルデヒドを高収率および高純度で製品化することができ、特に前記第１低沸点物質に含まれる第１非圧縮性物質との分離工程が円滑に行われることができるため、アクリル酸を得るとともにアセトアルデヒドを高収率および高純度で得ることができるという特徴を有することになる。

【0084】

本出願の一実施態様において、前記第２ステップの前記第１非圧縮性物質に含まれるアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）が、前記バイオ原料の反応生成物中のアセトアルデヒド１００重量部に対して１重量部以下で含まれるように、第２吸収剤を含む、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0085】

本発明に係る前記第２ステップは、前記第２吸収剤の含量を調節することで、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第１低沸点物質に該当するバイオ原料の反応生成物中のアセトアルデヒドを全て前記吸収塔の下部に排出できるようにすることを特徴とする。

【0086】

具体的に、本出願の一実施態様において、前記第２ステップの前記第１非圧縮性物質に含まれるアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）は、前記バイオ原料の反応生成物中のアセトアルデヒド１００重量部に対して１重量部以下、好ましくは０．７重量部以下、より好ましくは０．５重量部以下であってもよく、０重量部以上、好ましくは０．００５重量部以上であってもよい。

【0087】

すなわち、本出願に係るアクリル酸の製造方法の場合、他の一つの特徴として、副産物として生成されるアセトアルデヒドを製品化するものであり、上記のように第２吸収剤の量を調節することで、アセトアルデヒドの損失分を最小化できるという特徴を有することになる。

【0088】

本出願のアクリル酸の製造方法において、上記のように第２ステップの進行時、第２吸収剤を前記含量範囲で含むものであり、特に前記範囲で含むことで、アセトアルデヒドおよび非圧縮性物質などを含む第１低沸点物質において、前記第２ステップの吸収塔の下部にアセトアルデヒドを含む第２低沸点物質のみを排出するように調節し、最終的に生産されるアセトアルデヒドの収率および純度を向上できるという特徴を有することになる。

【0089】

本出願の一実施態様において、前記第２吸収剤は、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）よりも高沸点物質であり、沸点差が２０℃以上の物質を含む、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0090】

他の一実施態様において、前記第２吸収剤は、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）よりも高沸点物質であり、沸点差が２０℃以上１００℃以下の物質を含む、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0091】

また他の一実施態様において、前記第２吸収剤は、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）の標準沸点（ＮＢＰ、Ｎｏｒｍａｌ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）よりも高沸点物質であり、沸点差が２０℃以上１００℃以下、好ましくは沸点差が３０℃以上９０℃以下、より好ましくは沸点差が５０℃以上８０℃以下の物質を含む、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0092】

さらに他の一実施態様において、前記第２吸収剤は、前記アセトアルデヒドの沸点よりも高沸点物質であってもよい。

【0093】

本出願の一実施態様において、前記第２吸収剤は、水およびアクリル酸からなる群より選択される１以上を含んでもよい。

【0094】

本出願の一実施態様において、前記第２吸収剤は、－５℃以上２０℃以下の温度範囲を満たしてもよい。

【0095】

他の一実施態様において、前記第２吸収剤は、－５℃以上２０℃以下、好ましくは５℃以上１５℃以下、最も好ましくは５℃以上１０℃以下の温度範囲を満たしてもよい。

【0096】

上記のように第２吸収剤の温度範囲が前記範囲を満たすものであり、前記範囲を満たすことで、第３ステップの吸収塔に含まれる際に、吸収塔の内部温度範囲と類似範囲に調節され、吸収塔の内部容量を減らして経済性を向上できるという特徴を有することになる。

【0097】

すなわち、前記第２吸収剤の温度とは、第４ステップにおいて分離した後、循環工程により前記第２ステップに含まれる際の温度を意味し得る。

【0098】

本出願の一実施態様において、前記第１低沸点物質に含まれたアセトアルデヒド１００重量部に対して、前記第２低沸点物質に含まれるアセトアルデヒドを９５重量部以上で含んでもよい。

【0099】

他の一実施態様において、前記第１低沸点物質に含まれたアセトアルデヒド１００重量部に対して、前記第２低沸点物質に含まれるアセトアルデヒドは、９５重量部以上、好ましくは９６重量部以上、より好ましくは９７重量部以上であってもよく、１００重量部以下、好ましくは９９．９重量部以下であってもよい。

【0100】

本出願の一実施態様において、前記第１非圧縮性物質は、一酸化炭素、二酸化炭素、および不活性ガスを含んでもよい。

【0101】

図１から本出願の第２ステップを確認することができ、具体的に、第１低沸点物質４を吸収塔Ｂに供給した後、第２吸収剤（５および／または６）を供給し、不活性ガスを含む第１非圧縮性物質７と第２低沸点物質８を分離する工程を確認することができる。

【0102】

本出願の一実施態様において、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する第３ステップを含んでもよい。

【0103】

本出願の一実施態様において、前記第３ステップは、熱交換器を介して加熱するステップを含み、前記加熱熱源は、前記第４ステップの前記第２吸収剤の冷却熱量を熱源として用いる、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0104】

前記第２ステップを経たアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質の場合は、冷却して分離した状態であって、前記第２低沸点物質の場合、約３０℃～８０℃の温度を有することになる。この際、前記第２低沸点物質を後述する第４ステップに含ませる場合、第４ステップで用いられる分離塔の温度に比べて前記第２低沸点物質の温度が低く形成され、分離塔のリボイラー（Ｒｅｂｏｉｌｅｒ）に負荷が大きくかかるという問題が発生する。

【0105】

そこで、本出願に係るアクリル酸の製造方法の場合、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱して第４ステップの分離塔に投入することで、分離塔の負荷を減らせることを主な特徴とする。

【0106】

特に、この際、前記第２低沸点物質を加熱する熱源は、第４ステップの第２吸収剤の冷却熱量自体を熱源として用いるものであり、追加の熱源を供給することなく前記第２低沸点物質を加熱できることを本発明の特徴とする。

【0107】

具体的に、前記第３ステップを図２から確認することができる。図２は、本出願の一実施態様によるアクリル酸の製造方法中の第２ステップ～第４ステップを示す概略図であり、第２ステップにおいて吸収塔Ｂを介して分離した第２低沸点物質８を熱交換器Ｄに投入して加熱した後、加熱された第２低沸点物質８－１を分離塔Ｃに供給することを確認することができる。

【0108】

この際、分離塔Ｃの下部に第２吸収剤６が分離し、液相の循環流れにより再び第２ステップの吸収塔Ｂに循環し、分離塔にて加熱された第２吸収剤６を冷却させる熱量により前記第２低沸点物質８を加熱することを確認することができる。すなわち、加熱された第２吸収剤６は、冷却されて再び第２ステップの吸収塔Ｂに含まれなければならないものであり、加熱された第２吸収剤自体を冷却できるとともに前記第２低沸点物質８を加熱することを本発明の主な特徴とする。

【0109】

すなわち、図２において、熱交換器Ｄに投入される第２低沸点物質８の温度は低い状態であり、分離塔Ｃを経て出た温度の高い第２吸収剤６により、前記第２低沸点物質は加熱された状態８－１となることができ、第２吸収剤６も熱交換器Ｄを経た後、温度が低くなった状態で再び液相の循環流れに含まれることができることを確認することができる。

【0110】

本出願の一実施態様において、前記熱交換器Ｄを経た第２吸収剤は、－５℃以上２０℃以下の温度範囲を満たしてもよく、液相の循環流れにより第２ステップに含まれることができる。

【0111】

本出願の一実施態様において、前記加熱されたアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質の温度は６０℃以上１８０℃以下である、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0112】

前記第２ステップを経たアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質の場合、温度が低く形成され、この際、後述する第４ステップの吸収剤を分離する工程において、分離塔の負荷が大きくかかる問題が発生することになる。

【0113】

本出願の一実施態様によるアクリル酸の製造方法において、上記のような問題を解決するために、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する第３ステップを含むものであって、第２低沸点物質を加熱して第４ステップに含ませることで、分離塔の負荷がかかる問題を解決することができ、また、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する熱源の熱量としては、本出願に係る第２吸収剤を冷却する冷却熱量を用い、別の加熱熱量なしに第２低沸点物質の温度を高めることを本発明の主な特徴とする。

【0114】

本出願の一実施態様において、前記加熱されたアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質の温度は６０℃以上１８０℃以下、好ましくは６５℃以上１６０℃以下、より好ましくは９０℃以上１５０℃以下であってもよい。

【0115】

上記のようにアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質の温度が前記範囲を満たして第４ステップに含ませることで、分離塔の負荷がかかる問題を解決できるという特徴を有することになる。

【0116】

本出願の一実施態様において、前記加熱されたアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質をアセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）と第２吸収剤に分離する第４ステップを提供する。

【0117】

本出願の一実施態様において、上記のように第４ステップを含むことで、最終製品として用いられるアセトアルデヒドと前記第２吸収剤を分離できるという特徴を有することになる。

【0118】

本出願の一実施態様において、前記第４ステップは分離塔を介して分離するステップを含み、前記分離塔の温度は１０℃以上２００℃以下であり、前記分離塔の内部圧力は０．３ｂａｒ以上１０．０ｂａｒ以下である、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0119】

他の一実施態様において、前記ステップの分離塔の内部圧力は０．３ｂａｒ以上１０．０ｂａｒ以下、好ましくは１．０ｂａｒ以上８．０ｂａｒ以下、より好ましくは２．０ｂａｒ以上５．０ｂａｒ以下であってもよく、具体的には３．０ｂａｒを満たしてもよい。

【0120】

他の一実施態様において、前記ステップの分離塔の内部温度は１０℃以上、好ましくは２０℃以上、より好ましくは４０℃以上であってもよく、２００℃以下、好ましくは１５０℃以下であってもよい。

【0121】

上記のように分離塔の内部温度および圧力が前記範囲を満たすことで、第２ステップの吸収塔の下部に排出され、前記第３ステップにより加熱された第２低沸点物質に含まれるアセトアルデヒドを高収率および高純度で製品化することができ、特に前記第２低沸点物質が加熱されて投入されることで、第２吸収剤と分離する分離塔の熱量を最小化することができ、このため、第２吸収剤との分離工程が円滑に行われることができるため、アクリル酸を得るとともにアセトアルデヒドを高収率および高純度で得ることができるという特徴を有することになる。

【0122】

追加的に、上記のようにアセトアルデヒドと前記第２吸収剤を分離した後、前記第２吸収剤は再び液相の流れにより前記第２ステップに共に含まれることができるため、第２吸収剤の使用量も最小化できるという特徴を有することになる。

【0123】

この際、本出願の一実施態様によるアクリル酸の製造方法の場合、前述したように前記第２吸収剤を冷却するための冷却熱量を前記第３ステップの加熱する熱源として用いることで、追加の熱を供給することなく効率的かつ経済的な工程を提供することを特徴とする。

【0124】

上記のように第２吸収剤の温度が前記範囲を満たすことで、アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質中のアセトアルデヒドを９９ｗｔ％以上吸収するように調整できるという特徴を有することになる。

【0125】

本出願の一実施態様において、前記分離塔を経て生成される最終的なアセトアルデヒドの純度は９５％以上である、アクリル酸の製造方法を提供する。

【0126】

他の一実施態様において、前記アセトアルデヒドの純度は１００％以下、９９．９９％以下であってもよい。

【0127】

本発明の製造方法は、特にアクリル酸の合成に有用であり、具体的に、本発明により得られた乳酸を含む蒸気組成物を脱水触媒と接触させてアクリル酸を製造することができる。生成された反応ガスは、冷却や捕集液との接触により捕集・液化し、抽出、蒸留、結晶化などの精製工程を経て高純度のアクリル酸を得ることができる。生成されたアクリル酸は、吸水性樹脂、塗料や粘着剤などの原料として広く用いられる。

【実施例】

【0128】

以下、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように、本発明の実施例について詳しく説明する。ただし、本発明は、種々の異なる形態で実現されてもよく、ここで説明する実施例に限定されるものではない。

【0129】

＜製造例＞
下記の実施例および比較例は、アスペンテック社のアスペンプラスでシミュレーションされた。

【0130】

共通した工程として、バイオ原料の反応生成物（アセトアルデヒド、酢酸、水、不活性気体、高沸点物質（２，３－ＰＤ、プロピオン酸など））を第１ステップの冷却塔に投入した。投入時、第１吸収剤として水（標準沸点１００℃）を共に投入した。この際、第１ステップの冷却塔の内部温度は約４０℃～２００℃であり、冷却塔の内部圧力は１．０ｂａｒ～１０．０ｂａｒにして運転し、冷却塔の上部にアセトアルデヒドを含む第１低沸点物質と、冷却塔の下部に酢酸を含む第１高沸点物質を分離した。

【0131】

その後、前記アセトアルデヒドを含む第１低沸点物質を第２ステップの吸収塔に投入し、第２吸収剤として水（標準沸点１００℃）を共に投入した。また、液相の循環流れに応じた第２吸収剤も含ませた。前記第２ステップの吸収塔の温度は約５℃～１００℃であり、吸収塔の内部圧力は１．０ｂａｒ～１０．０ｂａｒにして運転した。吸収塔の上部に第１非圧縮性物質が排出され、吸収塔の下部にアセトアルデヒドを含む第２低沸点物質を分離した。

【0132】

その後、下記の実施例および比較例の工程に従って進めた。

【0133】

＜実施例１＞
図２のように、吸収塔Ｂにて第１非圧縮性物質７と第２低沸点物質８を分離し、この際、第２低沸点物質自体の温度は４５℃であった。その後、第２低沸点物質を熱交換器Ｄに投入して加熱し、加熱後の加熱された第２低沸点物質８－１の温度は１１５．４℃であった。

【0134】

前記加熱された第２低沸点物質を分離塔Ｃのフィード（ｆｅｅｄ）として用い、フィード全体の流量は２０ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド９．１ｗｔ％、第２吸収剤（水）９０．８ｗｔ％、ＣＯ_２ ０．１ｗｔ％以下で含まれた。この際、分離塔の圧力は４．０ｂａｒであり、熱量（Ｑ）は１．１８Ｇｃａｌ／ｈｒにして運転した。

【0135】

分離塔Ｃにて第２吸収剤（水）とアセトアルデヒド９を分離し、最終的なアセトアルデヒドの流量は１．８６ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド ９７．７ｗｔ％、第２吸収剤（水） ２．２ｗｔ％、ＣＯ_２ ０．１ｗｔ％以下で含まれ、上記のようにアセトアルデヒドを製品化することができた。

【0136】

分離塔Ｃにて加熱された第２吸収剤６は、液相の流れにより再び吸収塔Ｂに供給され、この際、加熱された第２吸収剤６を冷却させる熱量が熱交換器Ｄの熱源として用いられた。具体的に、分離塔Ｃから排出された直後の第２吸収剤は１４３．７℃であって、熱交換器Ｄを加熱する熱源として用いられることで５０．０℃に冷却され、その後、冷却水（Ｃｏｌｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ）およびチルドウォーター（Ｃｈｉｌｌｅｄ Ｗａｔｅｒ）により追加冷却された。

【0137】

＜比較例１＞
図３のように、吸収塔Ｂにて第１非圧縮性物質７と第２低沸点物質８を分離し、この際、第２低沸点物質自体の温度は４５℃であった。その後、第２低沸点物質８を直ちに分離塔Ｃのフィードとして用い、フィード全体の流量は２０ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド ９．１ｗｔ％、第２吸収剤（水） ９０．８ｗｔ％、ＣＯ_２ ０．１１ｗｔ％以下で含まれた。この際、分離塔の圧力は４．０ｂａｒであり、熱量（Ｑ）は２．３８Ｇｃａｌ／ｈｒにして運転した。

【0138】

分離塔Ｃにて第２吸収剤（水）とアセトアルデヒド９を分離し、最終的なアセトアルデヒドの流量は１．８６ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド ９７．７ｗｔ％、第２吸収剤（水） ２．２ｗｔ％、ＣＯ_２ ０．１ｗｔ％以下で含まれ、その後、分離した第２吸収剤を追加の熱源を供給した熱交換器Ｄを経て再び第２ステップの吸収塔Ｂに供給した。

【0139】

＜実施例２＞
図２のように、吸収塔Ｂにて第１非圧縮性物質７と第２低沸点物質８を分離し、この際、第２低沸点物質自体の温度は６１．２℃であった。その後、第２低沸点物質を熱交換器Ｄに投入して加熱し、加熱後の加熱された第２低沸点物質８－１の温度は１２７．８℃であった。

【0140】

前記加熱された第２低沸点物質を分離塔Ｃのフィードとして用い、フィード全体の流量は８．８ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド １１．２ｗｔ％、第２吸収剤（水） ８７．４ｗｔ％、酢酸 １．３ｗｔ％、およびＣＯ_２ ０．１ｗｔ％以下で含まれた。この際、分離塔の圧力は５．０ｂａｒであり、熱量（Ｑ）は０．５７Ｇｃａｌ／ｈｒにして運転した。

【0141】

分離塔Ｃにて第２吸収剤（水）とアセトアルデヒド９を分離し、最終的なアセトアルデヒドの流量は１．０２ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド ９６．７ｗｔ％、第２吸収剤（水） ３．２ｗｔ％、ＣＯ_２ ０．１ｗｔ％以下で含まれ、上記のようにアセトアルデヒドを製品化することができた。

【0142】

分離塔Ｃにて加熱された第２吸収剤６は、液相の流れにより再び吸収塔Ｂに供給され、この際、加熱された第２吸収剤６を冷却させる熱量が熱交換器Ｄの熱源として用いられた。具体的に、分離塔Ｃから排出された直後の第２吸収剤は１５１．９℃であって、熱交換器Ｄを加熱する熱源として用いられることで６６．２℃に冷却され、その後、冷却水（Ｃｏｌｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ）およびチルドウォーター（Ｃｈｉｌｌｅｄ Ｗａｔｅｒ）により追加冷却された。

【0143】

＜比較例２＞
図３のように、吸収塔Ｂにて第１非圧縮性物質７と第２低沸点物質８を分離し、この際、第２低沸点物質自体の温度は６１．２℃であった。その後、第２低沸点物質８を直ちに分離塔Ｃのフィードとして用い、フィード全体の流量は８．８ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド １１．２ｗｔ％、第２吸収剤（水） ８７．４ｗｔ％、酢酸 １．３ｗｔ％、およびＣＯ_２ ０．１ｗｔ％以下で含まれた。この際、分離塔の圧力は５．０ｂａｒであり、熱量（Ｑ）は１．０１Ｇｃａｌ／ｈｒにして運転した。

【0144】

分離塔Ｃにて第２吸収剤（水）とアセトアルデヒド９を分離し、最終的なアセトアルデヒドの流量は１．０２ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド ９６．７ｗｔ％、第２吸収剤（水） ３．２ｗｔ％、ＣＯ_２ ０．１ｗｔ％以下で含まれ、その後、分離した第２吸収剤を追加の熱源を供給した熱交換器Ｄを経て再び第２ステップの吸収塔Ｂに供給した。

【0145】

＜実施例３＞
図２のように、吸収塔Ｂにて第１非圧縮性物質７と第２低沸点物質８を分離し、この際、第２低沸点物質自体の温度は５８℃であった。その後、第２低沸点物質を熱交換器Ｄに投入して加熱し、加熱後の加熱された第２低沸点物質８－１の温度は１３３．６℃であった。

【0146】

前記加熱された第２低沸点物質を分離塔Ｃのフィードとして用い、フィード全体の流量は１２．４ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド６．８ｗｔ％、第２吸収剤（水）９２．０ｗｔ％、アクリル酸１．１ｗｔ％、およびＣＯ_２、ＣＯ、Ｎ_２などの不活性気体０．１ｗｔ％以下で含まれた。この際、分離塔の圧力は３．０ｂａｒであり、熱量（Ｑ）は０．７０Ｇｃａｌ／ｈｒにして運転した。

【0147】

分離塔Ｃにて第２吸収剤（水）とアセトアルデヒド９を分離し、最終的なアセトアルデヒドの流量は０．８８６ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド ９５．０４ｗｔ％、第２吸収剤（水） ４．８８ｗｔ％、ＣＯ_２ ０．１ｗｔ％以下で含まれ、上記のようにアセトアルデヒドを製品化することができた。

【0148】

分離塔Ｃにて加熱された第２吸収剤６は、液相の流れにより再び吸収塔Ｂに供給され、この際、加熱された第２吸収剤６を冷却させる熱量が熱交換器Ｄの熱源として用いられた。具体的に、分離塔Ｃから排出された直後の第２吸収剤は１３３．６℃であって、熱交換器Ｄを加熱する熱源として用いられることで６３．０℃に冷却され、その後、冷却水（Ｃｏｌｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ）およびチルドウォーター（Ｃｈｉｌｌｅｄ Ｗａｔｅｒ）により追加冷却された。

【0149】

＜比較例３＞
図３のように、吸収塔Ｂにて第１非圧縮性物質７と第２低沸点物質８を分離し、この際、第２低沸点物質自体の温度は５８℃であった。その後、第２低沸点物質８を直ちに分離塔Ｃのフィードとして用い、フィード全体の流量は１２．４ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド６．８ｗｔ％、第２吸収剤（水）９２．０ｗｔ％、酢酸１．１ｗｔ％、およびＣＯ_２、ＣＯ、Ｎ_２などの不活性気体０．１ｗｔ％以下で含まれた。この際、分離塔の圧力は３．０ｂａｒであり、熱量（Ｑ）は１．２０Ｇｃａｌ／ｈｒにして運転した。

【0150】

分離塔Ｃにて第２吸収剤（水）とアセトアルデヒド９を分離し、最終的なアセトアルデヒドの流量は０．８８６ｔｏｎ／ｈｒであって、アセトアルデヒド ９５．０４ｗｔ％、第２吸収剤（水） ４．８８ｗｔ％、ＣＯ_２ ０．１ｗｔ％以下で含まれ、その後、分離した第２吸収剤を追加の熱源を供給した熱交換器Ｄを経て再び第２ステップの吸収塔Ｂに供給した。

【0151】

前記実施例１～３および比較例１～３から確認できるように、本出願の一実施態様によるアクリル酸の製造方法の場合、前記アセトアルデヒド（ＡＣＨＯ）を含む第２低沸点物質を加熱する第３ステップを含むものであって、第２ステップにより排出される第２低沸点物質の温度を高めて前記第４ステップに投入するものであり、前記第４ステップにおいて分離時に分離塔のエネルギー効率を向上できるという特徴を有することを確認することができた。

【0152】

具体的に、分離塔の熱量は、前記実施例１の場合は１．１８Ｇｃａｌ／ｈｒ、実施例２の場合は０．５７Ｇｃａｌ／ｈｒ、および実施例３の場合は０．７０Ｇｃａｌ／ｈｒであって、前記比較例１～３に比べて、熱量が低く含まれ、負荷がかかるのを防止可能であることを確認することができた。この原因は、前記実施例１～３において、第２低沸点物質が先に加熱されて分離塔に投入されることによる。また、実施例１～３の場合、第２低沸点物質は、熱交換器を介して加熱されるものであり、熱交換器は、追加の熱源が必要なく、加熱された第２吸収剤自体の冷却熱量を用いることを確認することができ、これにより、第２吸収剤を冷却させるとともに第２低沸点物質を加熱できるという特徴を有することを確認することができた。

【0153】

これに対し、前記比較例１～３の場合、それぞれ加熱していない状態の第２低沸点物質をそのまま投入したものであり、分離塔自体の負荷がかかることを確認（比較例１の場合は２．３８Ｇｃａｌ／ｈｒ、比較例２の場合は１．０１Ｇｃａｌ／ｈｒ、比較例３の場合は１．２０Ｇｃａｌ／ｈｒ）することができ、追加的に分離した第２吸収剤を再び液相の循環流れにより第２ステップの吸収塔Ｂに供給する際に追加の冷却熱量が必要であることを確認することができた。

【符号の説明】

【0154】

１ ・・・バイオ原料の反応生成物
２ ・・・第１吸収剤
３ ・・・第１高沸点物質
４ ・・・第１低沸点物質
５ ・・・第２吸収剤
６ ・・・第２吸収剤（循環流れ）
７ ・・・第１非圧縮性物質
８ ・・・第２低沸点物質
８－１ ・・・加熱された第２低沸点物質
９ ・・・アセトアルデヒド
Ａ ・・・冷却塔
Ｂ ・・・吸収塔
Ｃ ・・・分離塔
Ｄ ・・・熱交換器

【図1】

【図2】

【図3】