Способ получения (мет)акриловой кислоты

Способ получения (мет)акриловой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения (мет)акриловой кислоты, включающему стадию кристаллизации и стадию плавления.

Уровень техники

Общеизвестен способ промышленного производства (мет)акриловой кислоты газофазным каталитическим окислением сырья для получения (мет)акриловой кислоты. Содержащий (мет)акриловую кислоту газ, полученный при газофазном каталитическом окислении сырья для получения (мет)акриловой кислоты, собирают, например, в жидкой среде, которую извлекают в виде неочищенного раствора (мет)акриловой кислоты, и затем неочищенный раствор (мет)акриловой кислоты очищают такими методами, как перегонка, диффузионная экстракция, кристаллизация или т.п.

В патентном документе 1 раскрыт способ очистки неочищенного раствора (мет)акриловой кислоты кристаллизацией. В случае, когда неочищенный раствор (мет)акриловой кислоты очищают кристаллизацией, необходимо охлаждение для кристаллизации (мет)акриловой кислоты из неочищенного раствора (мет)акриловой кислоты, и нагревание необходимо для получения очищенной (мет)акриловой кислоты плавлением кристаллизованной (мет)акриловой кислоты. Однако в патентном документе 1 конкретно не указан способ охлаждения и плавления при кристаллизации.

В патентном документе 2 раскрыто использование охлаждающей воды, образованной в абсорбционном холодильнике на стадии кристаллизации, когда неочищенный раствор (мет)акриловой кислоты очищают кристаллизацией. Однако в патентном документе 2 не описаны методы, обеспечивающие стабильную работу холодильника при кристаллизации.

Перечень цитированных ссылок

Патентная литература

Патентный документ 1

Публикация нерассмотренной выложенной патентной заявки Японии №2008-74759.

Патентный документ 2

Публикация нерассмотренной выложенной патентной заявки Японии №2007-277182.

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая задача

Когда неочищенный раствор (мет)акриловой кислоты охлаждают охлаждающей средой с получением кристаллической (мет)акриловой кислоты, температура охлаждающей среды, поступающей из кристаллизатора, оказывается высокой вначале и падает по мере кристаллизации. Аналогичным образом, когда кристаллическая (мет)акриловая кислота нагревается под действием теплоносителя для плавления с образованием в результате очищенной (мет)акриловой кислоты, температура теплоносителя, поступающего из кристаллизатора, оказывается низкой вначале и повышается по мере плавления. Поэтому в случае, когда температура охлаждающей среды или теплоносителя, выходящего из кристаллизатора, отрегулирована холодильником так, что охлаждающая среда или теплоноситель поступает в кристаллизатор снова, охлаждающая или нагревательная нагрузка холодильника изменяется вследствие изменения температуры охлаждающей среды или теплоносителя, возвращаемого в холодильник. Как результат, вероятна дестабилизация работы холодильника.

Представленное выше объяснение касается изменения нагрузки холодильника на одной стадии кристаллизации или одной стадии плавления, однако, когда стадию кристаллизации и стадию плавления осуществляют повторно, изменение нагрузки холодильника, вероятно, происходит между многочисленными стадиями кристаллизации или многочисленными стадиями плавления. Например, в случае, когда неочищенный раствор (мет)акриловой кислоты кристаллизуют и плавят с получением очищенной (мет)акриловой кислоты, охлаждающая или нагревательная нагрузка холодильника меняется в зависимости от производительности производства очищенной (мет)акриловой кислоты (т.е. получаемого количества очищенной (мет)акриловой кислоты в единицу времени). Также в данном случае охлаждающая или нагревательная нагрузка холодильника, возвращаемая в холодильник, меняется, и, как результат, вероятна дестабилизация работы холодильника.

Настоящее изобретение создано в свете рассмотренных выше обстоятельств, и целью настоящего изобретения является разработка способа получения (мет)акриловой кислоты, который обеспечивает стабильную работу холодильника независимо от изменения нагрузки на стадии кристаллизации и/или стадии плавления и производительности производства очищенной (мет)акриловой кислоты.

Решение задачи

В случае, когда нагрузка на стадии кристаллизации или стадии плавления изменяется или изменяется количество образующейся очищенной (мет)акриловой кислоты в единицу времени, в соответствии с этим предусмотрен способ изменения рабочих условий в холодильнике. Однако трудно изменить рабочие условия холодильника своевременно в соответствии с изменением нагрузки в кристаллизаторе на одной стадии кристаллизации или одной стадии плавления, поскольку это усложняет работу холодильника. И поэтому в настоящем изобретении было обнаружено, что установка буферной емкости и уменьшение изменения температуры охлаждающей среды или теплоносителя, возвращаемого в холодильник из буферной емкости, является эффективной с точки зрения изменения нагрузки в кристаллизаторе на одной стадии кристаллизации или одной стадии плавления.

Что касается изменения нагрузки в кристаллизаторе между многочисленными стадиями кристаллизации или многочисленными стадиями плавления или изменения образующегося количества очищенной (мет)акриловой кислоты в единицу времени, авторы изобретения обнаружили, что регулирование температуры охлаждающей среды или теплоносителя, возвращаемого в холодильник, обеспечивает стабильную работу холодильника в течение длительного периода.

Таким образом, способ получения (мет)акриловой кислоты по настоящему изобретению, который решает рассмотренные выше задачи, включает стадию кристаллизации с подачей охлаждающей среды из холодильника в кристаллизатор и возвратом охлаждающей среды из кристаллизатора в холодильник, в результате чего получают кристаллическую (мет)акриловую кислоту из содержащего (мет)акриловую кислоту раствора; стадию плавления с подачей теплоносителя из холодильника в кристаллизатор с возвратом теплоносителя из кристаллизатора в холодильник, в результате чего происходит плавление кристаллической (мет)акриловой кислоты; причем стадию кристаллизации и стадию плавления соответственно проводят по меньшей мере однократно, в результате чего получают очищенную (мет)акриловую кислоту из раствора неочищенной (мет)акриловой кислоты; температуру охлаждающей среды, выходящей из холодильника, поддерживают постоянной при температуре Т1; температуру охлаждающей среды, возвращаемой в холодильник, поддерживают постоянной при температуре Т2 на стадии кристаллизации операцией первой регулировки и/или операции второй регулировки; температуру Т2 регулируют в зависимости от полученного количества очищенной (мет)акриловой кислоты в единицу времени; операцию первой регулировки осуществляют подачей по меньшей мере части охлаждающей среды, подлежащей возврату, в холодильник из кристаллизатора в верхнюю часть первой буферной емкости и отводом охлаждающей среды из нижней части первой буферной емкости с возвратом в холодильник; и операцию второй регулировки осуществляют подачей по меньшей мере части охлаждающей среды, подлежащей подаче в кристаллизатор, из холодильника и/или охлаждающей среды, подлежащей возврату в холодильник, из кристаллизатора в нижнюю часть первой буферной емкости и отводом охлаждающей среды из верхней части первой буферной емкости с возвратом в холодильник.

Согласно рассмотренному выше способу получения, можно обеспечить стабильную работу холодильника операцией первой регулировки и/или операцией второй регулировки, независимо от изменения нагрузки на стадии кристаллизации и производительности получения очищенной (мет)акриловой кислоты.

Другой способ получения (мет)акриловой кислоты по настоящему изобретению включает стадию кристаллизации с подачей охлаждающей среды из холодильника в кристаллизатор и возвратом охлаждающей среды из кристаллизатора в холодильник, в результате чего получают кристаллическую (мет)акриловую кислоту из содержащего (мет)акриловую кислоту раствора, и стадию плавления с подачей теплоносителя из холодильника в кристаллизатор и возвратом теплоносителя из кристаллизатора в холодильник, в результате чего происходит плавление кристаллической (мет)акриловой кислоты; причем стадию кристаллизации и стадию плавления проводят соответственно по меньшей мере однократно, в результате чего получают очищенную (мет)акриловую кислоту из раствора неочищенной (мет)акриловой кислоты; температуру теплоносителя, выходящего из холодильника, поддерживают постоянной при температуре Т3; температуру теплоносителя, возвращаемого в холодильник, поддерживают постоянной при температуре Т4 на стадии плавления операцией третьей регулировки и/или операцией четвертой регулировки; температуру Т4 регулируют в зависимости от полученного количества очищенной (мет)акриловой кислоты в единицу времени; операцию третьей регулировки осуществляют подачей по меньшей мере части теплоносителя, подлежащего возврату в холодильник, из кристаллизатора в нижнюю часть второй буферной емкости и отводом теплоносителя из верхней части второй буферной емкости с возвратом в холодильник; и операцию четвертой регулировки осуществляют подачей по меньшей мере части теплоносителя, подлежащего подаче в кристаллизатор, из холодильника и/или теплоносителя, подлежащего возврату в холодильник, из кристаллизатора в верхнюю часть второй буферной емкости и отводом теплоносителя из нижней части второй буферной емкости с возвратом в холодильник.

Согласно рассмотренному выше способу получения, можно обеспечить стабильную работу холодильника операцией третьей регулировки и/или операцией четвертой регулировки, независимо от изменения нагрузки на стадии плавления и производительности получения очищенной (мет)акриловой кислоты.

Также еще один способ получения (мет)акриловой кислоты по настоящему изобретению включает стадию кристаллизации с подачей охлаждающей среды из холодильника в кристаллизатор и возвратом охлаждающей среды из кристаллизатора в холодильник, в результате чего получают кристаллическую (мет)акриловую кислоту из содержащего (мет)акриловую кислоту раствора; и стадию плавления с подачей теплоносителя из холодильника в кристаллизатор и возвратом теплоносителя из кристаллизатора в холодильник, в результате чего происходит плавление кристаллической (мет)акриловой кислоты; причем стадию кристаллизации и стадию плавления соответственно проводят по меньшей мере однократно, в результате чего получают очищенную (мет)акриловую кислоту из раствора неочищенной (мет)акриловой кислоты; температуру охлаждающей среды, отводимой из холодильника, поддерживают постоянной при температуре Т1; температуру охлаждающей среды, подлежащей возврату в холодильник, поддерживают постоянной при температуре Т2 на стадии кристаллизации за счет указанной операции первой регулировки и/или указанной операции второй регулировки; температуру теплоносителя, отводимого из холодильника, поддерживают постоянной при температуре Т3; температуру теплоносителя, подлежащего возврату в холодильник, поддерживают постоянной при температуре Т4 на стадии плавления путем указанной операции третьей регулировки и/или указанной операции четвертой регулировки, и температуры Т2 и Т4 регулируют в зависимости от полученного количества очищенной (мет)акриловой кислоты в единицу времени. Согласно рассмотренному выше способу получения, можно обеспечить стабильную работу холодильника независимо от изменения нагрузки на стадии кристаллизации и стадии плавления и производительности получения очищенной (мет)акриловой кислоты.

Температуры Т1 и Т3 предпочтительно устанавливают независимо от образующегося количества очищенной (мет)акриловой кислоты в единицу времени. Таким образом, количество и выход полученной очищенной (мет)акриловой кислоты легко стабилизировать.

В способе получения (мет)акриловой кислоты предпочтительно, чтобы образующееся количество очищенной (мет)акриловой кислоты, полученной осуществлением стадии кристаллизации и стадии плавления по меньшей мере однократно, было постоянным, и температуры Т2 и Т4 регулировались независимо от периода получения очищенной (мет)акриловой кислоты. Поэтому количество полученной очищенной (мет)акриловой кислоты легко стабилизировать.

Способ получения настоящего изобретения может дополнительно включать стадии дегидратации глицерина или 2-метилглицерина с преобразованием в (мет)акролеин; и окисление (мет)акролеина с преобразованием в (мет)акриловую кислоту, с получением в результате раствора неочищенной (мет)акриловой кислоты. Или способ получения настоящего изобретения может дополнительно включать стадию дегидратации гидроксипропионовой кислоты или 2-метил-3-гидроксипропионовой кислоты с преобразованием в (мет)акриловую кислоту, получая в результате раствор неочищенной (мет)акриловой кислоты. Раствор неочищенной (мет)акриловой кислоты, использованный в способе получения согласно настоящему изобретению, может быть получен данными способами.

Настоящее изобретение также относится к способу получения гидрофильной смолы или абсорбирующей смолы, включающий стадии полимеризации мономерного компонента(ов), включая (мет)акриловую кислоту, полученную способом настоящего изобретения. Когда (мет)акриловую кислоту, полученную способом настоящего изобретения, используют в качестве мономера для получения гидрофильной смолы, такой как абсорбирующая смола, и водорастворимой смолы, реакцию полимеризации легко контролировать, и количество гидрофильной смолы является стабильным, в результате чего улучшаются различные свойства, такие как поглощающая способность и диспергируемость неорганических веществ.

Преимущественные эффекты от изобретения

Согласно способу получения (мет)акриловой кислоты по настоящему изобретению холодильник может стабильно работать, независимо от изменения нагрузки на стадии кристаллизации и/или стадии плавления и производительности получения очищенной (мет)акриловой кислоты.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан холодильник, кристаллизатор, первая буферная емкость, вторя буферная емкость и соединяющие их пути движения материального потока.

На фиг.2 представлена схема способа с использованием первой буферной емкости в случае, когда охлаждающая среда, подлежащая возврату в холодильник, имеет высокую температуру.

На фиг.3 представлена схема способа с использованием первой буферной емкости в случае, когда охлаждающая среда, подлежащая возврату в холодильник, имеет низкую температуру.

На фиг.4 представлена схема способа с использованием второй буферной емкости в случае, когда теплоноситель, подлежащий возврату в холодильник, имеет высокую температуру.

На фиг.6 показаны один холодильник, два кристаллизатора, две буферные емкости и соединяющие их пути движения материального потока.

На фиг.7 показан метод управления работой соответствующих кристаллизаторов в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.6.

На фиг.8 показан один холодильник, три кристаллизатора, три буферные емкости и соединяющие их пути движения материального потока.

На фиг.9 представлен метод управления работой соответствующих кристаллизаторов в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.8.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Способ получения (мет)акриловой кислоты по настоящему изобретению представляет собой процесс, на котором стадию кристаллизации и стадию плавления осуществляют по меньшей мере однократно, в результате чего получают очищенную (мет)акриловую кислоту из раствора неочищенной (мет)акриловой кислоты.

Какого-либо конкретного ограничения не накладывается на раствор неочищенной (мет)акриловой кислоты, и раствором неочищенной (мет)акриловой кислоты может быть любой раствор, содержащий (мет)акриловую кислоту и примеси к ней. Примеры примесей включают не прореагировавшие исходные вещества для получения (мет)акриловой кислоты, воду, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, малеиновую кислоту, ацетон, акролеин, фурфураль, формальдегид, жидкую среду конденсации и т.п. Раствор неочищенной (мет)акриловой кислоты предпочтительно имеет концентрацию (мет)акриловой кислоты 80% мас. или более.

На стадии кристаллизации охлаждающую среду подают в кристаллизатор из холодильника и возвращают в холодильник из кристаллизатора, в результате чего получают кристаллическую (мет)акриловую кислоту из раствора, содержащего (мет)акриловую кислоту.

На стадии плавления теплоноситель направляют в кристаллизатор из холодильника и возвращают в кристаллизатор из холодильника, при этом происходит плавление кристаллической (мет)акриловой кислоты. На стадии плавления плавятся кристаллы (мет)акриловой кислоты, полученные на стадии кристаллизации, при этом образуется расплав (мет)акриловой кислоты. Полученный расплав (мет)акриловой кислоты может быть подвергнут вновь стадии кристаллизации или может быть обработан как очищенная (мет)акриловая кислота. На стадии плавления кристаллическую (мет)акриловую кислоту нагревают теплоносителем с получением в результате расплава (мет)акриловой кислоты.

В некоторых случаях в целях увеличения чистоты расплава (мет)акриловой кислоты, когда кристаллическая (мет)акриловая кислота плавится при нагревании, может быть осуществлена операция выпотевания, на которой кристаллы (мет)акриловой кислоты плавятся частично, и происходит вымывание примесей, находящихся между кристаллами или на поверхности кристаллов; и в настоящем изобретении операция выпотевания включена в стадию плавления.

В настоящем изобретении только необходимо, чтобы стадия кристаллизации и стадия плавления соответствующим образом осуществлялись по меньшей мере однократно, и предпочтительно стадия кристаллизации и стадия плавления осуществлялись дважды или несколько раз для увеличения чистоты получаемой очищенной (мет)акриловой кислоты.

Холодильник, используемый в способе получения согласно настоящему изобретению, особенно не ограничивается, поскольку он способен как охлаждать охлаждающую среду, так и нагревать теплоноситель; и может быть использован абсорбционный холодильник (например, аммиачный абсорбционный холодильник, водно-литийбромидный холодильник и т.п.), компрессионный холодильник, адсорбционный холодильник и т.п.

Охлаждающая среда и теплоноситель конкретно не ограничены, поскольку они поддерживаются в жидком состоянии в холодильнике и кристаллизаторе в ходе получения (мет)акриловой кислоты. Охлаждающей средой может быть та же среда, что и теплоноситель, или отличная от него. В случае, когда охлаждающая среда и теплоноситель являются одинаковыми, в качестве охлаждающей среды и теплоносителя используют водный раствор этиленгликоля, водный раствор глицерина, водный раствор метанола или т.п.

На стадии кристаллизации охлаждающую среду подают в кристаллизатор из холодильника, в результате чего происходит кристаллизация (мет)акриловой кислоты из раствора, содержащего (мет)акриловую кислоту, и выводят из кристаллизатора с последующим возвратом в холодильник. Охлаждающую среду, которая возвращена в холодильник, предпочтительно охлаждают в холодильнике и снова направляют в кристаллизатор.

Температура охлаждающей среды, выводимой из холодильника, особенно не ограничивается, поскольку она ниже температуры плавления раствора, содержащего (мет)акриловую кислоту. Температура охлаждающей среды, выводимой из холодильника, предпочтительно составляет 0°С или ниже, и более предпочтительно -5°С или ниже. Как рассмотрено выше, нижний предел температуры охлаждающей среды, выводимой из холодильника, должен быть ниже температуры плавления раствора, содержащего (мет)акриловую кислоту; однако температура охлаждающей среды, выводимой из холодильника, составляет предпочтительно 0°С или ниже, так что количество охлаждающей среды, возвращаемое для кристаллизации, не слишком увеличивается, и размер кристаллизатора, труб для охлаждающей среды или т.п. не слишком возрастает. При этом нижний предел температуры охлаждающей среды, выводимой из холодильника, особенно не ограничивается.

Представленное выше описание касается случая, когда используют одну охлаждающую среду, выводимую из холодильника; однако в качестве охлаждающих сред, выводимых из холодильника, могут быть использованы две или более охлаждающих сред, которые имеют отличающиеся друг от друга температуры. Например, в случае, когда охлаждающая среда, подаваемая из холодильника, включает первую охлаждающую среду и вторую охлаждающую среду, имеющую более низкую температуру, чем первая охлаждающая среда, первая охлаждающая среда предпочтительно имеет температуру 0°С или ниже, и вторая охлаждающая среда предпочтительно имеет температуру -10°С или ниже. В этом случае стадию кристаллизации предпочтительно проводят таким образом, чтобы первая охлаждающая среда поступала в кристаллизатор, а затем вторая охлаждающая среда, имеющая более низкую температуру, чем первая охлаждающая среда, поступала в кристаллизатор. Когда первую охлаждающую среду и вторую охлаждающую среду используют таким образом, чистоту кристаллической (мет)акриловой кислоты легко увеличить, и можно дополнительно снизить энергопотребление холодильника.

На стадии плавления теплоноситель подают в кристаллизатор из холодильника, обеспечивая таким образом плавление кристаллической (мет)акриловой кислоты, и выводят из кристаллизатора с последующим возвратом в холодильник. Теплоноситель, возвращенный в холодильник, предпочтительно нагревается в холодильнике и вновь подается в кристаллизатор.

Температура теплоносителя, выходящего из холодильника, особенно не ограничивается, поскольку она превышает температуру плавления кристаллической (мет)акриловой кислоты. Температура теплоносителя, выводимого из холодильника, предпочтительно составляет 20°С или выше, более предпочтительно 25°С или выше, и предпочтительно 45°С или ниже, более предпочтительно 40°С или ниже. Как рассмотрено выше, нижний предел температуры теплоносителя, выводимого из холодильника, должен быть выше, чем температура плавления кристаллической (мет)акриловой кислоты; однако температура теплоносителя, выводимого из холодильника, составляет предпочтительно 20°С или выше, так что количество теплоносителя, требуемого для плавления, повышается не слишком намного, и размер кристаллизатора, труб для теплоносителя или т.п. возрастает не слишком сильно. При этом, в случае, когда температура теплоносителя, выводимого из холодильника, превышает 45°С, непрерывная работа кристаллизатора может оказаться затрудненной, или чистота или выход получаемой (мет)акриловой кислоты может снизиться вследствие протекания полимеризации (мет)акриловой кислоты в кристаллизаторе. Помимо этого, вероятно, что потребуется холодильник с техническими характеристиками высокой мощности или повысится энергопотребление холодильника вследствие тепловой нагрузки холодильника. Поэтому температура теплоносителя, выходящего из холодильника, составляет предпочтительно 45°С или ниже. Кроме того, в качестве теплоносителя, выводимого из холодильника, могут быть использованы два или более теплоносителей, которые имеют отличающиеся друг от друга температуры.

В способе получения настоящего изобретения температуру охлаждающей среды, выходящей из холодильника, поддерживают постоянной при температуре Т1, и температуру теплоносителя, выводимого из холодильника, поддерживают постоянной при температуре Т3. Когда температуру охлаждающей среды или теплоносителя, выходящего из холодильника, поддерживают постоянной, операцию кристаллизации или плавления легко проводить в стабильном режиме в кристаллизаторе. Кроме того, в сочетании с температурой охлаждающей среды или теплоносителя, возвращаемого в холодильник, поддерживаемой постоянной, как рассмотрено ниже, охлаждающую или тепловую нагрузку холодильника легко поддерживать постоянной, и, как результат, холодильник может работать стабильно, и его энергопотребление может быть снижено.

Расход охлаждающей среды или теплоносителя, выводимого из холодильника, устанавливают в зависимости от температуры охлаждающей среды или теплоносителя, выводимого из холодильника, и количества и температуры содержащего (мет)акриловую кислоту раствора или кристаллической (мет)акриловой кислоты. Расход охлаждающей среды или теплоносителя, выходящего из холодильника, предпочтительно поддерживают постоянным. Когда расход охлаждающей среды или теплоносителя, выводимого из холодильника, поддерживают постоянным, операции кристаллизации или плавления легко проводить в стабильном режиме в кристаллизаторе в сочетании с его температурой, поддерживаемой постоянной.

В способе получения настоящего изобретения холодильник, используемый на стадии кристаллизации, может быть таким же или может отличаться от холодильника, используемого на стадии плавления; однако с точки зрения эффективности производства (мет)акриловой кислоты холодильник, используемый на стадии кристаллизации, является предпочтительно таким же, что и холодильник, используемый на стадии плавления.

В процессе получения настоящего изобретения может быть использован любой кристаллизатор, поскольку кристаллизатор способен кристаллизовать (мет)акриловую кислоту. На стадии кристаллизации охлаждающую среду подают в кристаллизатор из холодильника и, как результат этого, (мет)акриловая кислота кристаллизуется из раствора, содержащего (мет)акриловую кислоту. На стадии плавления теплоноситель поступает в кристаллизатор из холодильника и, как результат, кристаллическая (мет)акриловая кислота плавится.

Предпочтительно кристаллизатор, используемый в способе получения настоящего изобретения, снабжен поверхностью теплопередачи, и (мет)акриловая кислоты кристаллизуется в результате теплообмена через поверхность теплопередачи. В данном случае предпочтительно, чтобы внутренний объем кристаллизатора был разделен поверхностью теплопередачи на часть, куда поступает охлаждающая среда или теплоноситель (т.е. часть, содержащую среду), и часть, в которой находится раствор, содержащий (мет)акриловую кислоту и/или кристаллическую (мет)акриловую кислоту (т.е. часть, содержащую кристаллы).

В случае, когда кристаллизатор снабжен поверхностью теплопередачи, (мет)акриловая кислота кристаллизуется в результате теплообмена с раствором, содержащим (мет)акриловую кислоту, на поверхности теплопередачи на стадии кристаллизации, и кристаллизованная (мет)акриловая кислота плавится на стадии плавления. Подробно, на стадии кристаллизации содержащий (мет)акриловую кислоту раствор подают в кристаллизатор, пока охлаждающую среду подают в кристаллизатор, при этом содержащий (мет)акриловую кислоту раствор охлаждается охлаждающей средой на поверхности теплопередачи, и (мет)акриловая кислота кристаллизуется. На стадии плавления теплоноситель подают в кристаллизатор, причем сама кристаллизованная (мет)акриловая кислота нагревается теплоносителем на поверхности теплопередачи с плавлением. Или кристаллическая (мет)акриловая кислота может плавиться под действием раствора (мет)акриловой кислоты, нагретым теплоносителем.

В качестве кристаллизатора, имеющего поверхность теплопередачи, может быть использован такой аппарат, как теплообменник, и предпочтительно используемым является аппарат, используемый в качестве теплообменника, в котором теплообмен происходит между жидкостями. Например, может быть использован теплообменник пластинчатого типа, включающий одну пластину или многочисленные пластины, установленные через промежутки, в котором часть(и), содержащая среду, и часть(и), содержащая кристаллы, будучи разделенными пластиной(ами), чередуются; трубчатый (трубка-с-рубашкой) теплообменник, включающий многочисленные трубки в емкости, причем теплообмен протекает между внутренними и наружными стенками трубок; теплообменник со сдвоенной трубой, включающий наружную трубу и внутреннюю трубу, расположенную в наружной трубе, при этом теплообмен происходит между внутренней поверхностью наружной трубы и наружной поверхностью внутренней трубы; змеевиковый теплообменник, включающий одну трубку змеевидной формы, расположенную в емкости, при этом теплообмен происходит между внутренней и наружной поверхностями трубы; спиральный пластинчатый теплообменник, включающий центральную трубу, чье поперечное сечение разделено на две части, и две теплообменные пластины витком обвивают центральную часть трубы, при этом образуются два спиральных протока, или т.п. Форма поперечного сечения трубок, используемых в трубчатом теплообменнике, теплообменнике со сдвоенной трубой, змеевиковом теплообменнике и теплообменнике со спиральной пластиной, специально не ограничивается.

На стадии кристаллизации охлаждающая среда, которая поступает в кристаллизатор, получает тепло в результате теплообмена с раствором, содержащим (мет)акриловую кислоту, причем охлаждающая среда нагревается. Обычно, в начале стадии кристаллизации охлаждающая среда получает большое количество тепла, а в конце стадии кристаллизации охлаждающая среда получает небольшое количество тепла. Например, при условии, что температура и расход охлаждающей среды, поступающей в кристаллизатор, являются постоянными, температура охлаждающей среды, выходящей из кристаллизатора, является высокой в начале стадии кристаллизации и падает по мере протекания кристаллизации. Температура охлаждающей среды, отводимой из кристаллизатора, меняется, например, более чем приблизительно на 10°С, в промежутке между началом и концом стадии кристаллизации, хотя она и зависит от условий. Поэтому, когда охлаждающую среду, отводимую из кристаллизатора, напрямую подают в холодильник, температура охлаждающей среды, поступающей в холодильник, значительно меняется, и меняется охлаждающая нагрузка холодильника. Как результат, работа холодильника дестабилизируется и возрастает потребление энергии холодильником.

На стадии плавления теплоноситель, который поступил в кристаллизатор, выделяет тепло при теплообмене с кристаллами (мет)акриловой кислоты, при этом теплоноситель охлаждается. Обычно в начале стадии нагрева теплоноситель выделяет большое количество тепла, и в конце стадии плавления теплоноситель выделяет небольшое количество тепла. Например, при условии, что температура и расход теплоносителя, подаваемого в кристаллизатор, являются постоянными на стадии плавления, температура теплоносителя, выходящего из кристаллизатора, является низкой в начале стадии плавления и повышается по мере плавления. Температура теплоносителя, выходящего из кристаллизатора, вероятно, меняется, например, приблизительно более чем на 10°С в промежутке между началом и концом стадии плавления, хотя она зависит от условий. Поэтому, когда теплоноситель отводят из кристаллизатора, он напрямую поступает в холодильник, температура теплоносителя, подаваемого в холодильник, существенно меняется, и меняется тепловая нагрузка холодильника. В результате, работа холодильника дестабилизируется и повышается потребление энергии холодильником.

Поэтому в способе получения (мет)акриловой кислоты по настоящему изобретению операция первой и второй регулировки и/или третьей и/или четвертой регулировки, которые рассмотрены ниже, применяют с целью снижения температурного интервала изменения охлаждающей среды или/и теплоносителя, возвращаемого в холодильник, независимо от изменения температуры охлаждающей среды или теплоносителя, выводимого из кристаллизатора.

На стадии кристаллизации температуру охлаждающей среды, возвращаемой в холодильник, поддерживают постоянной при температуре T2 за счет операции первой регулировки и/или операции второй регулировки с использованием первой буферной емкости. На стадии плавления температуру теплоносителя, возвращаемого в холодильник, поддерживают постоянной при температуре Т4 за счет операции третьей регулировки и/или операции четвертой регулировки с использованием второй буферной емкости.

В настоящем изобретении буферную емкость, в которой хранится охлаждающая среда, называют первой буферной емкостью, и буферную емкость, в которой хранится теплоноситель, называют второй буферной емкостью. Первая буферная емкость и вторая буферная емкость называются вместе буферной емкостью.

Буферная емкость снабжена двумя отверстиями, а именно верхним отверстием и нижним отверстием. На буферную емкость не накладывают каких-либо ограничений, поскольку охлаждающую среду или теплоноситель можно хранить в буферной емкости, и какие-либо конкретные конструкции не могут быть установлены в буферной емкости.

Буферная емкость содержит определенное количество охлаждающей среды или теплоносителя, имеющего температурный градиент в вертикальном направлении, так что верхняя часть является высокотемпературной, а нижняя часть является низкотемпературной. Количество охлаждающей среды или теплоносителя, содержащегося в буферной емкости, соответствующим образом определяется температурой и количеством охлаждающей среды или теплоносителя, выводимого из холодильника, работой холодильника, температурой и количеством содержащего (мет)акриловую кислоту раствора, подаваемого в кристаллизатор, температурой охлаждающей среды или теплоносителя, содержащегося в буферной емкости, и т.п.

Для того чтобы охлаждающая среда или теплоноситель находились в буферной емкости, образуя температурный градиент в вертикальном направлении, чтобы верхняя часть была высокотемпературной, а нижняя часть была низкотемпературной, необходимо только подавать охлаждающую среду или теплоноситель, имеющий высокую температуру, в буферную емкость через верхнее отверстие, и подавать охлаждающую среду или теплоноситель, имеющий низкую температуру, в буферную емкость через нижнее отверстие, в результате чего температурный градиент в вертикальном направлении возникает естественным образом в охлаждающей среде или теплоносителе, находящемся в буферной емкости.

Форма буферной емкости специально не ограничивается, и предпочтительной является практичная цилиндрическая форма, такая как круговая цилиндрическая и многоугольная цилиндрическая. Расстояние между верхним отверстием и нижним отверстием буферной емкости предпочтительно равно или превышает максимальную длину поперечного сечения буферной емкости, более предпочтительно, более чем вдвое превышает максимальную длину поперечного сечения. А также более предпочтительно, более чем в четыре раза превышает максимальную длину поперечного сечения. Таким образом, расстояние между верхним отверстием и нижним отверстием буферной емкости по меньшей мере равно ширине буферной емкости, и когда буферная емкость имеет такую форму, температурный градиент в вертикальном направлении легко возникает в охлаждающей среде или теплоносителе, находящемся в буферной емкости.

Что касается максимальной длины поперечного сечения буферной емкости, например, в случае, когда форма буферной емкости является круговой цилиндрической, то максимальная длина поперечного сечения буферной емкости соответствует диаметру круглого днища, и в случае, когда буферная емкость имеет треугольную цилиндрическую форму, максимальная длина поперечного сечения буферной емкости соответствует длине между противоположными углами треугольного дна. В случае, когда форма буферной емкости является цилиндрической, за исключением нижней части, и форма нижней части является пирамидальной или конической, сужающейся книзу, максимальная длина поперечного сечения буферной емкости соответствует максимальной длине поперечного сечения части, имеющей цилиндрическую форму. В случае, когда буферная емкость имеет такую форму, что промежуточная часть в ее вертикальном направлении расширяется,