(57)【要約】【課題】工業的使用に適し、特に十分な転化率及び選択率を有するグリセリンからアクロレインを製造する方法を提供すること。【解決手段】（ａ）水性グリセリン相をアクロレイン反応領域内で接触させて水性アクロレイン反応相を得る工程と、（ｂ）アクロレイン反応相からアクロレインを除去して、アクロレイン相と濃度低減後アクロレイン反応相を得る工程と、（ｃ）濃度低減後アクロレイン反応相の少なくとも一部をアクロレイン反応領域に再供給する工程と、を少なくとも含むアクロレインの製造方法、アクリル酸及び吸水性ポリマー構造体の製造方法、吸水性ポリマー構造体を含む複合体、特に衛生用品、複合体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）水性グリセリン相をアクロレイン反応領域に供給して水性アクロレイン反応相を得る工程と、
（ｂ）前記アクロレイン反応相からアクロレインを除去して、アクロレイン相と濃度低減後アクロレイン反応相を得る工程と、
（ｃ）前記濃度低減後アクロレイン反応相の少なくとも一部を前記アクロレイン反応領域に再供給する工程と、
を少なくとも含むアクロレインの製造方法。
【請求項２】
（Ａ）水性グリセリン相をアクロレイン反応領域に供給して水性アクロレイン反応相を得る工程と、
（Ｂ）前記アクロレイン反応相からアクロレインを除去して、アクロレイン相と濃度低減後アクロレイン反応相を得る工程と、
（Ｃ）前記濃度低減後アクロレイン反応相の少なくとも一部をアクロレイン反応領域に再供給する工程と、
（Ｄ）前記アクロレイン相から得られたアクロレインを気相内で気相触媒によって酸化してアクリル酸を得る工程と、
を少なくとも含むアクリル酸の製造方法。
【請求項３】
前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレイン反応相が少なくとも５０バールの圧力下にある、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレイン反応相が少なくとも１００℃の温度を有する、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記アクロレイン反応領域が水以外に脱水触媒を含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記脱水触媒が酸又は塩基である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記酸が無機酸である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記酸が有機酸である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記アクロレイン反応相が水以外の流体を含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記水以外の流体が中性又は極性である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アクロレイン反応領域が金属又は金属化合物あるいは金属と金属化合物の両方を含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレイン反応相の滞留時間が１〜１００００秒である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記アクロレイン反応相が一酸化炭素を含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記グリセリン相が１０重量％未満のグリセリンを含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記アクロレイン反応領域内の転化率が少なくとも２５％である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記アクロレイン反応領域の終了時における前記アクロレイン反応相が前記アクロレイン反応相に対して５０重量％未満のグリセリンを含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記アクロレイン反応領域の終了時における前記アクロレイン反応相が前記アクロレイン反応相に対して０．１〜５０重量％未満のアクロレインを含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記アクロレイン反応相の少なくとも一部が気体である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレイン反応相が少なくとも２つの凝集状態である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記濃度低減前の前記アクロレイン反応相に前記除去時よりも高い圧力が加えられる、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレインの少なくとも一部が超臨界状態にある、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記濃度低減前の前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレインの濃度が前記濃度低減後よりも少なくとも５％高い、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
担体ガスを使用する、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記アクロレイン反応領域を通過させた後に、前記担体ガスの少なくとも一部を前記アクロレイン反応領域に再供給する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記工程（Ｄ）における前記アクロレイン相が前記アクロレイン相に対して５〜３０重量％のアクロレインを含む、請求項２〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記酸化時にアクリル酸を含む気体状のアクリル酸相が生成し、前記アクリル酸を前記アクリル酸相から除去して、前記濃度低減後アクリル酸相の少なくとも一部を前記工程（Ａ）又は（Ｄ）あるいは前記工程（Ａ）及び（Ｄ）の両工程に供給する、請求項２〜２５に記載の方法。
【請求項２７】
流体輸送式で接続された脱水装置（２）と、
前記脱水装置の下流に気相酸化装置（３）と、
を含む脱水及び酸化用装置（１）であって、
前記脱水装置（２）が、
反応物質供給部（４）と、
前記反応物質供給部の下流にアクロレイン反応領域（５）と、
前記アクロレイン反応領域の下流に圧力調整器（６）と、
前記圧力調整器の下流に除去装置（７）と、を含み、
前記除去装置（７）が流体輸送式で前記気相酸化装置（２）に接続されており、
前記気相酸化装置（２）が前記除去装置（７）の下流に、
複合酸化物触媒（９）を含む反応器（８）と、
処理装置（１０）と、
を含む装置。
【請求項２８】
前記除去装置（７）が熱交換器（１１）を含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記アクロレイン反応領域（５）を発熱体（１２）によって加熱することができる、請求項２７又は２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記アクロレイン反応領域（５）が脱水触媒（１３）を含む、請求項２７〜２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記脱水触媒（１３）が前記アクロレイン反応領域（５）内に固定されている、請求項２７〜３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
前記複合酸化物触媒（９）が、粉末（１４）、層（１５）、ペレット（１６）又はこれらの少なくとも２つの組合せとして存在する、請求項２７〜３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
前記処理装置（１０）が冷却塔（１７）を含む、請求項２７〜３２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３４】
前記処理装置（１０）が水分離装置（１８）を含む、請求項２７〜３３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３５】
請求項２７〜３４のいずれか１項に記載の装置内で実施される、請求項２〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
吸水性ポリマー構造体の製造方法であって、
ｉ）上記方法に従って得られた必要に応じて部分的に中和されたアクリル酸と、架橋剤を含むモノマー相とを用意する工程と、
ｉｉ）前記モノマー相をラジカル重合させてヒドロゲルを得る工程と、
ｉｉｉ）必要に応じて前記ヒドロゲルを粉砕する工程と、
ｉｖ）前記ヒドロゲルを乾燥させて粒子状吸水性ポリマー構造体を得る工程と、
ｖ）必要に応じて前記粒子状吸水性ポリマー構造体を粉砕する工程と、
ｖｉ）前記粒子状吸水性ポリマー構造体を表面後架橋する工程と、
ｖｉｉ）前記表面後架橋前、前記表面後架橋時又は前記表面後架橋後、特に好ましくは前記表面後架橋後に、前記吸水性ポリマー構造体を被覆剤と接触させる工程と、
を含む方法。
【請求項３７】
前記モノマーに対して少なくとも２０モル％のアクリル酸が塩として含まれている、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
請求項３６又は３７のいずれか１項に記載の方法によって得られる吸水性ポリマー構造体。
【請求項３９】
少なくとも２５重量％のアクリル酸からなる吸水性ポリマー構造体であって、前記吸水性ポリマー構造体の製造に使用する少なくとも８０重量％のアクリル酸モノマーが請求項２〜２６又は３５のいずれか１項に記載の方法によって得られ、前記吸水性ポリマー構造体を前記吸水性ポリマー構造体の重量に対して０．０１〜１０重量％の被覆剤によって被覆する吸水性ポリマー構造体。
【請求項４０】
前記吸水性ポリマー構造体が前記吸水性ポリマー構造体の総重量に対して少なくとも２５重量％の天然の生分解性ポリマーからなる、請求項３９に記載の吸水性ポリマー構造体。
【請求項４１】
請求項３８〜４０のいずれか１項に記載の吸水性ポリマー構造体及び基材を含む複合体。
【請求項４２】
前記吸収性ポリマーと構造体と前記基材とを接触させる、請求項４１に記載の複合体の製造方法。
【請求項４３】
請求項４２に記載の方法により得られる複合体。
【請求項４４】
表面シートと、底面シートと、前記表面及び底面シート間に配置された中間シートと、を含み、前記中間シートが請求項３８〜４０のいずれか１項に記載の吸水性ポリマー構造体を含む衛生用品。
【請求項４５】
請求項２〜２６又は３５のいずれか１項に記載の方法によって得られるアクリル酸あるいはそれらの誘導体又は塩からなる、繊維、シート、成形体、織物及び皮革用添加剤、凝集剤、被覆剤又はワニス。
【請求項４６】
請求項２〜２６又は３５のいずれか１項に記載の方法によって得られるアクリル酸あるいはそれらの誘導体又は塩の、繊維、シート、成形体、織物及び皮革用添加剤、凝集剤、被覆剤又はワニスにおける使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクロレイン、アクリル酸及び吸水性ポリマー構造体の製造方法、吸水性ポリマー構造体を含む複合体、特に衛生用品、複合体の製造方法、本発明に係る方法によって得られるアクリル酸を含む化学製品、本発明に係る方法によって得られるアクリル酸の化学製品における使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
英国特許第１４１  ０５７号は、硫酸水素カリウムと硫酸カリウムの混合物を用いて約２００℃でグリセリンを脱水してアクロレインを生成する方法を開示している。しかし、この方法では十分な選択率が達成できず、長時間の反応により選択率が著しく低下してしまう。そのため、この方法は工業的使用にはほとんど適していない。選択率とは、生成物のモル量を基準成分（ここではグリセリン）のモル量で割った商である。連続プロセスの場合には、モル流量の商である。
【０００３】
また、フランス特許第６９５  ９３１号は、固体触媒を使用してグリセリンを脱水してアクロレインを生成する別の方法を開示している。ドイツ特許第４２  ３８  ４９３号ではこの方法を繰り返し行っており、この方法の収率は工業的使用に不十分であることを証明している。
【０００４】
ドイツ特許第４２  ３８  ４９３号は、グリセリンをアクロレインに転化するための固体触媒を用いた気相及び液相反応を開示している。選択率を高めると非常に低い転化率しか得られず、転化率が上昇するにつれて選択率が低下してしまう。選択率が高いことからこの方法の工業的使用が注目されるが、達成される転化率と選択率の低下の改善が求められる。
【０００５】
国際公開第ＷＯ０３／０５１８０９号は、プロピレンからアクロレインを経由してアクリル酸を製造する方法を開示しており、この方法はアクリル酸の工業生産に非常に適している。しかし、ナフサ分解等の石油化学プロセスから通常得られるプロピレン以外に、石油化学製品ではなく天然の（再生可能な）原料から例えば油脂鹸化や油脂分解やバイオディーゼルの製造工程で生成するグリセリンを介してアクリル酸を製造する製造方法もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、全体として最新技術から生じる欠点を解消又は克服することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、工業的使用に適し、特に十分な転化率及び選択率を有するグリセリンからアクロレインを製造する方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、酸化によってアクロレインをアクリル酸に転化する工程に供給することができるアクロレイン相を生成するアクロレインの製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、工業的に使用することができるアクリル酸の製造方法を提供することにある。また、ポリアクリレート、特に吸水性ポリアクリレート（超吸収体とも称される）は多くの用途に使用されるため、ポリアクリレートの少なくとも一部を再生可能な材料で製造し、少なくとも一部が再生可能な原料からなるポリアクリレートを提供することが一般に求められている。このことは、特に吸水性ポリマーにおいて関心が高い。これは、これまで再生可能な原料（例えばセルロース）から製造されている吸水性ポリマーは、ポリアクリレートからなる吸水性ポリマーよりも著しく劣る吸収性及び保水性を有しているからである。しかし、ポリアクリレートからなる吸水性ポリマーは、吸水性ポリマーを含む複合体、特に衛生用品に対して不利な影響を与える。衛生用品は一般的に体積が大きいため廃棄物の量が増加すると共に着用者の快適性も悪化し、さらに保水性が低く、水分の漏出が生じる。
【００１０】
そこで、本発明の別の目的は、前段落に記載した欠点の解消又は克服に寄与することにある。
【００１１】
また、本発明の目的は、特に資源に優しい吸水性ポリマーであって、従来のポリアクリレート、特に吸水性ポリマーよりも優れた物理的特性を有するポリアクリレートを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、環境的観点から満足できる、従来の複合体、特に衛生用品よりも優れた特性を有する複合体、特に衛生用品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的の少なくとも１つは、カテゴリーを形成する独立請求項の主題によって達成され、本発明の従属請求項は好適な実施形態を示し、従属請求項の主題によっても少なくとも１つの目的が同様に達成される。
【００１４】
一実施形態によれば、本発明は、
（ａ）水性グリセリン相をアクロレイン反応領域に供給して水性アクロレイン反応相を得る工程と、
（ｂ）アクロレイン反応相からアクロレインを除去して、アクロレイン相と濃度低減後アクロレイン反応相を得る工程と、
（ｃ）濃度低減後アクロレイン反応相の少なくとも一部をアクロレイン反応領域に再供給する工程と、
を少なくとも含むアクロレインの製造方法に関する。
【００１５】
別の実施形態によれば、本発明は、
（Ａ）水性グリセリン相をアクロレイン反応領域に供給して水性アクロレイン反応相を得る工程と、
（Ｂ）アクロレイン反応相からアクロレインを除去して、アクロレイン相と濃度低減後アクロレイン反応相を得る工程と、
（Ｃ）濃度低減後アクロレイン反応相の少なくとも一部をアクロレイン反応領域に再供給する工程と、
（Ｄ）アクロレイン相から得られたアクロレインを気相内で気相触媒によって酸化してアクリル酸を得る工程と、
を少なくとも含むアクリル酸の製造方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
通常、再供給時には、転化率を可能な限り高めることによりアクロレインの収率を向上させるように再供給する流量を調整する。グリセリン相と再供給する濃度低減後アクロレイン反応相との割合は、０．０１：１０〜９：１０、好ましくは、０．１：１０〜５：１０、特に好ましくは０．５：１０〜３：１０であることが好ましい。再供給することにより、特に環境を保護することができる。再供給しない場合には、濃度低減後アクロレイン反応相は、精製又は燃焼プラントにおいて別の方法（例えば廃棄処理）によって除去しなければならない。従って、本発明に係る方法は再供給することなく実施することも可能であるが、再供給を行わないことは環境上の理由により不都合である。
【００１７】
本発明によれば、アクロレイン反応領域内のアクロレイン反応相には、少なくとも５０バール、好ましくは少なくとも８０バール、特に好ましくは少なくとも１２０バール、より好ましくは少なくとも１４０バールの圧力が加えられることが好ましい。そのため、アクロレイン反応領域は圧力領域として設計されており、アクロレイン反応領域の圧力は、開始時にはポンプ等の圧力発生器によって、終了時には圧力弁、より好ましくは圧力調整弁等の圧力調整器によって調整されている。脱水反応はアクロレイン反応領域の少なくとも一部において行う。通常アクロレイン反応領域は、少なくとも一部が管等で形成され、本発明に係る方法を実施するために十分な最大圧力５００バール及び最大温度６００℃に対応して設計されている。
【００１８】
また、本発明によれば、アクロレイン反応領域内のアクロレイン反応相は、少なくとも８０℃、好ましくは少なくとも１８０℃、特に好ましくは少なくとも２３０℃、より好ましくは少なくとも２８０℃、さらに好ましくは少なくとも３２０℃の温度を有することが好ましい。その温度は、アクロレイン反応領域内の圧力比及びアクロレイン反応相の対応する熱によって達成することができる。通常、アクロレイン反応相及び特にそこに含有される水が少なくとも超臨界領域近くにあるか、少なくとも一部が超臨界領域内にあるように、アクロレイン反応領域内のアクロレイン反応相における圧力及び／又は温度条件を選択する。
【００１９】
本発明に係る方法の好ましい実施形態によれば、グリセリン相は、グリセリン相の総重量に対して１０重量％未満、特に好ましくは８重量％未満、最も好ましくは６重量％未満のグリセリンを含み、グリセリン相内のグリセリンの最小量が、好ましくは０．０１重量％、特に好ましくは０．１重量％、最も好ましくは１重量％である。
【００２０】
また、本発明に係る方法によれば、アクロレイン反応領域が水以外に脱水触媒を含むことが好ましい。脱水触媒の量とアクロレイン反応相内に使用されるグリセリンの量との割合は、０．００１：１０００〜１０：１０００、好ましくは０．０１：１０００〜５：１０００、特に好ましくは０．０４：１０００〜１：１０００であることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る方法の好ましい実施形態では、脱水触媒は、酸又は塩基あるいはそれらの組み合わせであってもよい。脱水触媒が酸である場合には、酸は酸性を有する超臨界領域近く又は領域内では強酸としても作用する水以外の化合物である。脱水触媒が酸である場合には、無機及び有機酸を使用することができる。無機酸としては、特にＨ３ＰＯ４等のリン酸、Ｈ２ＳＯ４等の硫酸、Ｂ（ＯＨ）３等のホウ素酸又はそれらの混合物が挙げられる。脱水触媒の別の実施形態では、脱水触媒はｐＫＳ値が−１未満であると定義される超酸である。脱水触媒が有機酸である場合には、アルキルスルホン酸が好ましく、トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸又はそれらの混合物が特に好ましい。脱水触媒が塩基である場合には、特にアルミニウム、ランタン、アルカリ土類酸化物、水酸化物、リン酸塩、ピロリン酸塩、リン酸水素、炭酸塩又はそれらの少なくとも２種の混合物が挙げられ、それらは担体上に担持されていてもよい。
【００２２】
また、脱水触媒は、室温で固体及び液体として存在することができる。また、固体担体上に固定された流体の脱水触媒は、固体の脱水触媒に分類される。好ましい固体の脱水触媒は、特にゼオライト等の酸化ケイ素含有化合物である。また、Ｔｉ、Ｚｒ又はＣｅ酸化物、硫酸化物及びリン酸化物又はそれらの少なくとも２種の混合物も挙げられる。
【００２３】
ドイツ特許第４２  ３８  ４９３号には多くの脱水触媒についてより詳しく記載されているため、脱水触媒に関する開示内容はこの参照によって本明細書の開示の一部をなすものとする。
【００２４】
また、本発明に係る方法によれば、アクロレイン反応相が水以外の流体を含むことが好ましい。また、流体の脱水触媒を使用する場合には、水以外の流体は脱水触媒の流体以外の流体でなければならない。これらの流体は溶解性向上剤として機能する。通常は、２０℃で水に混合可能な有機化合物はそのような流体とみなされ、少なくとも１つのヘテロ原子、好ましくは２つのヘテロ原子を含み、アクロレイン反応相のその他の成分に対して不活性である。そのような流体としては、例えば、ヒドロキシピペリジン、あるいはスルホラン、ジグライム、テトラグリム、ジオキサン、トリオキサン又はγ−ブチロラクトン等の中性又は極性流体が挙げられる。また、キレート性を有する流体も挙げられる。キレート性を有する流体としては、例えば、バーセン（Ｖｅｒｓｅｎｅ）（登録商標）、バーセネックス（Ｖｅｒｓｅｎｅｘ）（登録商標）、Ｅｎｔａｒｅｘ（登録商標）又はＤｅｔａｒｅｘ（登録商標）の商品名で入手可能なＥＤＴＡ  ＮＴＡ又はＤＰＴＡあるいはクラウンエーテルが挙げられる。
【００２５】
また、本発明に係る方法では、アクロレイン反応領域が金属又は金属化合物あるいは金属と金属化合物の両方を含むことが好ましい。金属又は金属化合物は、好ましくは一価金属、二価金属、多価金属又は金属化合物である。また、金属又は金属化合物が、アクロレイン反応領域の形成に使用される金属とは異なることが好ましい。また、本発明に係る実施形態によれば、金属又は金属化合物は、アクロレイン反応領域を形成するために使用した材料に直接又は間接的に接着剤によって固定されている。しかし、金属又は金属化合物はアクロレイン反応領域内で粒子状であってもよい。通常は、これらの金属又は金属化合物は、流体又は気体の流れによってアクロレイン反応領域から排出不可能なものであることが好ましい。金属又は金属化合物が粒子状である場合には、これらの固定化すること以外に、アクロレイン反応領域内に設けられた適当な篩又はフィルタを使用することによって金属又は金属化合物の排出を妨げることができる。また、本発明に係る実施形態によれば、金属又は金属化合物を、上記流体がこれらの金属又は金属化合物に配位するか又はこれらと複合することができるものから選択する。また、本発明に係る方法では、金属が金属化合物であることが好ましく、金属塩又は配位子によって配位された金属が特に好ましい。配位子としては、特にカルボニル等の一酸化炭素、トリフェニルホスフィン、Ｃｐ、Ｃｐ＊又はＡｃＡｃが挙げられる。金属塩は硫酸塩又はリン酸塩の形態で特に使用される。金属としては、スズ（例えば特に硫酸スズ）、亜鉛（例えば特に硫酸亜鉛）、マグネシウム（例えば特に硫酸マグネシウム）、銅（例えば特に硫酸銅）、パラジウム（例えば、特に主に酢酸塩として使用されるパラジウムカルボニル錯体）、ロジウム（例えば、特に主に酢酸塩とて使用されるロジウムカルボニル錯体）、ルテニウム（例えば、特に主に酢酸塩とて使用されるルテニウムカルボニル錯体）、ニッケル（例えば、特に主に酢酸塩とて使用されるニッケルカルボニル錯体）、鉄（例えば特に鉄カルボニル錯体）、コバルト（例えば特にコバルトカルボニル錯体）、セシウム（例えば特に酢酸セシウム）、タンタニド（特にランタン）又はそれらの少なくとも２種の混合物が挙げられる。好ましくは、金属は、錯化剤を有する塩として、多くの場合一酸化炭素の存在下でも使用される。また、ヘテロポリ酸も金属化合物として挙げられる。ヘテロポリ酸の中では、例えばクロム、タングステン、モリブデン、非金属（好ましくはリン）等の異なる種類の金属の酸性化合物が水と接触する際に生じるヘテロポリ酸が好ましい。ヘテロポリ酸は、例えば、リンタングステン酸、シリカ−タングステン酸又はシリカ−モリブデン酸及び対応するバナジウム化合物である。
【００２６】
また、本発明に係る方法では、アクロレイン反応領域内のアクロレイン反応相の滞留時間が、１〜１０，０００秒、好ましくは５〜１，０００秒、特に好ましくは１０〜５００秒であることが好ましい。
【００２７】
また、本発明に係る方法では、アクロレイン反応相が、アクロレイン反応相に対して０．０００１〜１０重量％、好ましくは０．００１〜７重量％、より好ましくは０．００５〜５重量％の一酸化炭素を含むことが有用であることが証明されている。この手段は、副生成物を減少させるためには好都合である場合がある。
【００２８】
また、本発明に係る方法では、アクロレイン反応領域の終了時におけるアクロレイン反応相が、５０重量％未満、好ましくは２５重量％未満、より好ましくは１５重量％未満の量のグリセリン及びアクロレイン反応相に対して０．１〜５０重量％、好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは５〜３０重量％のアクロレインを含むことが好ましい。本方法を実施することによって、アクロレインのアクリル酸への転化を著しく悪化させることなく、長時間にわたって工程（Ｄ）に供給することができるアクロレイン相が得られる。また、本発明に係る方法では、通常はアクロレイン反応領域の開始時におけるグリセリン濃度は、アクロレイン反応領域の終了時における濃度よりも高く、好ましくは終了時に向かって連続的に減少していく。
【００２９】
本発明に係る方法の一実施形態によれば、アクロレイン反応領域における転化率は、好ましくは少なくとも２５％、特に好ましくは少なくとも２６％、より好ましくは少なくとも３０％、最も好ましくは少なくとも５０％である。少なくとも２５％の転化率とは、アクロレイン反応領域に供給するグリセリン分子の少なくとも２５％がアクロレインに転化されることを意味する。
【００３０】
また、本発明に係る方法では、アクロレイン反応相の少なくとも一部が気体であることが好ましい。また、アクロレイン反応領域内のアクロレイン反応相が少なくとも２つの凝集状態であることが好ましい。２つの凝集状態は、好ましくは液体と気体である。アクロレイン反応相の少なくとも一部が気体である場合には、アクロレイン反応気相内のアクロレインの濃度が、アクロレイン反応気相とは異なる凝集状態を有するアクロレイン反応相の一部よりも高いことが好ましい。高濃度のアクロレインを含有するアクロレイン反応領域から得られたアクロレイン反応相を対応する圧力調整によって排出し、圧力を解放することによって高濃度のアクロレインを得ることができるため、アクロレイン反応気相内のアクロレイン濃度を上昇させることによって、非常に容易にアクロレインの除去又は分離を行うことができる。
【００３１】
このようにして得られたアクロレインの純度が高くなれば、例えば圧力調整弁として形成された圧力調整器によって生じた圧力の解放に加えて行われる熱交換器による冷却及びさらなる分離（通常は蒸留により行われる）が不要となり、分離装置も不要となる。また、アクロレイン反応領域から排出されるアクロレイン反応相は、そのようにして形成されたアクロレイン相を分離装置に供給する前に、過電流弁及び熱交換器を含む複数の接続された装置を介して供給することも可能である。アクロレイン反応領域内の圧力調整器の前後における圧力差は、好ましくは少なくとも３０バール、好ましくは少なくとも６０バール、より好ましくは少なくとも１００バールであることが好ましい。また、本発明に係る方法では、アクロレイン反応領域内のアクロレインの少なくとも一部が超臨界状態にあり、それにより収率が向上することが好ましい。
【００３２】
また、本発明に係る方法では、濃度低減前のアクロレイン反応相のアクロレイン濃度が、濃度低減後のアクロレイン濃度よりも少なくとも５％、好ましくは少なくとも１０％、特に好ましくは少なくとも５０％高いと有利である。また、本発明に係る方法では、担体ガスを使用することが好ましい。担体ガスは、好ましくはアクロレイン反応領域の前に供給し、アクロレイン反応相を排出する機能を有する。また、この場合、アクロレイン反応相の気体部分に可能な限り多量のアクロレインが存在すると有利である。原則として、当業者に公知であって、上記方法に関わる化合物に対して不活性な全てのガスを担体ガスとして使用することができる。このような不活性ガスは、例えば、窒素、空気、ＣＯ２、水又はアルゴンである。そこで、本発明に係る方法では、アクロレイン反応領域を通過させた後に、担体ガスの少なくとも一部をアクロレイン反応領域に再供給することが好ましい。担体ガスは、アクロレイン反応領域の直前又はアクロレイン反応領域前の任意のその他の位置に再供給することができ、例えば、反応物質の予備圧力を生成するために使用することができ、反応物質は、アクロレイン反応領域に必要な圧力条件まで反応領域の圧力調整用ポンプによってさらに圧縮される。
【００３３】
本発明に係るアクリル酸の製造方法では、工程（Ｄ）におけるアクロレイン相が、アクロレイン相に対して５〜３０重量％、好ましくは７〜２０重量％、より好ましくは１０〜２０重量％のアクロレインを含むことが好ましい。工程（Ｄ）における酸化反応器の寿命をできる限り延ばすために、アクロレイン相が、通常は高沸点成分とみなされ、アクロレインよりも高い沸点を有する成分を１０重量％未満、好ましくは５重量％未満、特に好ましくは２重量％未満含むことが好ましい。また、アクロレイン相が、アクロレイン相に対して１０重量％未満、好ましくは５重量％未満、特に２重量％未満の低沸点成分（すなわち、アクロレインより低い沸点を有する物質）を含むことが好ましい。また、アクロレイン相が、アクロレイン及び必要に応じて低沸点又は高沸点成分に加えて、実質的に不活性な成分（特に気体成分）であって、工程（Ｄ）に係る酸化反応に対する悪影響の少ない成分を含むことが好ましい。
【００３４】
また、本発明に係るアクリル酸の製造方法では、工程（Ｄ）における酸化時にアクリル酸を含む気体状のアクリル酸相が生成し、アクリル酸をアクリル酸相から除去して、濃度低減後アクリル酸相の少なくとも一部を工程（Ａ）又は（Ｄ）に供給することが好ましい。国際公開第ＷＯ０３／０５１８０９号に記載されているように、供給前に濃度低減後アクリル酸相の一部を燃焼、好ましくは気相燃焼、特に好ましくは触媒気相（ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｇａｓ  ｐｈａｓｅ）燃焼させることが好ましい。濃度低減後アクリル酸相は、濃度低減後アクリル酸相に対して５重量％未満、好ましくは１重量％未満、より好ましくは０．１重量％未満のアクリル酸を含むことが好ましい。濃度低減後アクリル酸相のその他の成分は、水、窒素、ＣＯ２である。有利なことには、本発明に係るアクリル酸の製造方法では、特に燃焼後の濃度低減後アクリル酸相の一部を担体ガスとして使用することができる。また、アクロレインの酸化に必要な酸素流又は空気流は、工程（Ａ）において担体ガスと同時に使用するか、工程（Ｄ）において直接アクリル酸を酸化するために導入することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、特に一酸化炭素をアクロレイン反応相に供給する場合又は脱水時に多量の一酸化炭素が形成された場合には、特に気相触媒として金属酸化物を使用する場合に、触媒が還元して少なくとも部分的に不活性化することを防ぐために、一酸化炭素を気相触媒と接触させる前に選択的に酸化又は除去することが有利である場合もある。例えば、一酸化炭素は選択的に二酸化炭素に酸化することができる。
【００３６】
また、本発明は、流体輸送式で接続された
脱水装置と、
脱水装置の下流に気相酸化装置と、
を含む酸化装置であって、
脱水装置が、
反応物質供給部と、
反応物質供給部の下流にアクロレイン反応領域と、
アクロレイン反応領域の下流に圧力調整器と、
圧力調整器の下流において気相酸化装置に流体輸送式で接続された除去装置と、
を含み、
気相酸化装置が除去装置の下流に、
複合酸化物触媒を含む反応器と、
処理装置と、
を含む、酸化装置に関する。
【００３７】
反応物質の供給は、好ましくはグリセリン又は水溶液状のグリセリンを収容することができるタンクから反応物質を取り込むことによって行う。アクロレイン反応領域に関しては上記の詳細を参照するものとする。また、管状に形成された領域におけるアクロレイン反応領域の直径が管の断面よりも長いことが好ましい。
【００３８】
アクロレイン反応領域の下流に設けられた圧力調整器は、反応物質の供給の観点及び反応物質及び反応生成物の流れの点から、好ましくは少なくとも１つ、必要に応じて２つ以上の好ましくは圧力調整弁として（例えば過電流弁として）形成された圧力調整器である。圧力調整器の下流には除去装置が設けられている。本発明に係る装置の好ましい実施形態では、圧力調整器の直後に除去装置を設けることができる。アクロレイン反応相の圧力を解放することによって圧力調整器前に存在するアクロレインをアクロレイン反応相から除去することが特に好ましい。これらの手段により、アクロレイン相の反応の進行を低減又は完全に防ぎ、望ましくない副生成物の形成も防ぐ。
【００３９】
本発明に係る装置の別の実施形態によれば、除去装置は熱交換器を含むことができる。熱交換器は、除去装置の開始位置に好ましくは設ける。本発明に係る装置の別の実施形態では、熱交換器の後に分離装置を設け、分離装置は膜又は結晶化装置（特に蒸留塔）として形成する。また、本発明に係る装置では、アクロレイン反応領域内又はアクロレイン反応領域前あるいはアクロレイン反応領域内とアクロレイン反応領域前の両方に発熱体を設けることが有利である。発熱体は、除去装置内に設けられた熱交換器に熱的に接続することが好ましい。
【００４０】
本発明に係る別の実施形態によれば、アクロレイン反応領域が脱水触媒を含む。脱水触媒は、好ましくはアクロレイン反応領域内に固定して配置する。脱水触媒の固定は、脱水触媒をアクロレイン反応領域の壁に固定するか、脱水触媒が粒子状であったり、粒子上に固定されている場合にはアクロレイン反応領域内の適当な篩及びフィルタによってこれらの粒子が流出することを防ぐことによって達成することができる。
【００４１】
また、一実施形態では、本発明に係る酸化装置は、粉末、層、ペレット又はこれらの少なくとも２つの組合せとして複合酸化物触媒を含む。粉末、層又はペレットは、金属板又は金属管の金属壁に配置することができる。本発明に係る装置では、プレート反応器、例えば熱板又は複数の管を有する反応器（管束反応器とも呼ばれる）が好ましく、管束反応器が特に好ましい。複合酸化物触媒の組成に関しては、国際公開第ＷＯ０３／０５１８０９号の詳細を参照し、国際公開第ＷＯ０３／０５１８０９号の開示内容はこの参照により本明細書の開示の一部をなすものである。なお、モリブデン、バナジウム、タングステンを原料とする触媒が特に好ましい。
【００４２】
また、本発明に係る装置に関しては、処理装置が冷却装置を含むことが好ましい。また、本発明に係る装置が水分離装置を含み、水分離装置が冷却装置に好ましくは接続され、濃度低減後アクリル酸相を有利に生成することが好ましく、これに関しては国際公開第ＷＯ０３／０５１８０９号を参照する。
【００４３】
また、本発明に係るアクリル酸の製造方法の別の実施形態では、上記装置内においてアクリル酸を製造する。
【００４４】
また、本発明は、
ｉ）必要に応じて部分的に中和された上記方法によって得られたアクリル酸と、架橋剤を含むモノマー相とを用意する工程と、
ｉｉ）モノマー相をラジカル重合させてヒドロゲルを得る工程と、
ｉｉｉ）必要に応じてヒドロゲルを粉砕する工程と、
ｉｖ）ヒドロゲルを乾燥させて粒子状吸水性ポリマー構造体を得る工程と、
ｖ）必要に応じて粒子状吸水性ポリマー構造体を粉砕する工程と、
ｖｉ）粒子状吸水性ポリマー構造体を表面後架橋する工程と、
ｖｉｉ）表面後架橋前、表面後架橋時又は表面後架橋後、特に好ましくは表面後架橋後に、吸水性ポリマー構造体を被覆剤と接触させる工程と、
を少なくとも含むアクリル酸のラジカル重合によるポリマーの製造方法に関する。
【００４５】
ラジカル重合は、架橋剤の存在下で少なくとも部分的に中和されたアクリル酸を使用して行うことが好ましく、それにより架橋された吸水性ポリマー構造体が得られる。アクリル酸からなる吸水性ポリマー構造体の製造に関する詳細については、「現代の超吸収ポリマー技術（Ｍｏｄｅｒｎ  Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」、Ｆ．Ｌ．Ｂｕｃｈｈｏｌｚ及びＡ．Ｔ．Ｇｒａｈａｍ著、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ−Ｖｅｒｌａｇを参照するものとする。架橋されたポリアクリレートからなる超吸収体の製造に関する詳細についての上記教材の開示内容はこの参照によって本発明の開示の一部をなすものとする。また、本発明によれば、工程ｉ）において、モノマーに対して少なくとも２０モル％、特に少なくとも５０モル％のアクリル酸が塩として含まれることが好ましい。
【００４６】
好ましい架橋剤及び表面後架橋剤、これらの成分の使用量及び使用条件、モノマー溶液中に存在する別の成分並びに重合条件、乾燥条件、粉砕及び表面後架橋に関しては、ドイツ特許出願公開第１０３  ３４  ２７１  Ａ１号を参照し、ドイツ特許出願公開第１０３  ３４  ２７１  Ａ１号の開示内容はこの参照によって本発明の開示の一部をなすものとする。
【００４７】
工程ｖｉｉ）における被覆剤としては、有機及び無機材料を使用することができる。有機材料としては、当業者に公知であって、吸水性ポリマーの特性を変性させるために通常使用される任意の粒子状有機材料を使用することができる。ドイツ特許出願公開第１０３  ３４  ２８６  Ａ１号に微粒子状有機材料として挙げられた有機材料は好ましい有機材料である。また、これらの粒子状有機材料以外に、国際公開第ＷＯ０２／３４３８４  Ａ１号に窒素含有非イオン性活性剤として挙げられた化合物又は欧州特許出願公開第０  ９７７  ８０３  Ａ１号に記載されたシリコンを使用することができる。
【００４８】
無機材料としては、当業者に公知であって、吸水性ポリマーの特性を変性させるために通常使用される任意の好ましい粒子状無機材料を被覆剤として使用することができる。ドイツ特許出願公開第１０３  ３４  ２８６  Ａ１号に微粒子状無機材料として挙げられた無機材料は好ましい無機材料であり、ゼオライト、二酸化ケイ素、カオリンが特に好ましい。また、好ましい無機材料、好ましくは粒子状無機材料は、国際公開第ＷＯ０２／０６０９８３  Ａ２号に記載されたリン酸塩及び例えば国際公開第ＷＯ２００４／１１３４５２  Ａ１号、国際公開第ＷＯ２００４／０６９２９３  Ａ１号、国際公開第ＷＯ２００４／０６９９１５  Ａ１号、国際公開第ＷＯ２００５／０２７９８６  Ａ１号に記載されたアルミニウム含有粒子である。
【００４９】
工程ｖｉｉ）において、吸水性ポリマー構造体の重量に対して０．０１〜１０重量％、特に好ましくは０．１〜５重量％の被覆剤を吸水性ポリマー構造体と接触させることが好ましい。
【００５０】
また、上述した目的は、上記方法によって得られる吸水性ポリマー構造体によっても達成される。
【００５１】
また、上述した目的は、少なくとも２５重量％、好ましくは少なくとも５０重量％、より好ましくは少なくとも７５重量％、最も好ましくは少なくとも９５重量％のアクリル酸からなる吸水性ポリマー構造体によっても達成され、吸水性ポリマー構造体の製造に使用する少なくとも８０重量％、好ましくは少なくとも９０重量％、最も好ましくは少なくとも９５重量％のアクリル酸モノマーが上記方法によってグリセリンから中間生成物としてのアクロレインを介して得られ、吸水性ポリマー構造体を吸水性ポリマー構造体の重量に対して０．０１〜１０重量％の被覆剤で被覆する。なお、被覆剤としては、本発明に係る吸水性ポリマー構造体の製造方法に関して上述した被覆剤が好ましい。
【００５２】
被覆剤は表面後架橋剤ではないことが好ましい。
【００５３】
本発明に係る吸水性ポリマー構造体の一実施形態では、吸水性ポリマー構造体は、少なくとも２５重量％、好ましくは少なくとも３５重量％、最も好ましくは少なくとも４５重量％の天然又は生分解性ポリマー、好ましくは例えばセルロース又は澱粉等の炭水化物を含む。
【００５４】
また、本発明によれば、吸水性ポリマー構造体は以下の特性の少なくとも１つを有することが好ましい。
（β１）ＥＲＴ４４１．２−０２（ＥＲＴ＝Ｅｄａｎａ推奨試験方法（Ｅｄａｎａ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ））に準拠して測定したＣＲＣ値（ＣＲＣ＝遠心分離保持容量）が少なくとも２０ｇ／ｇ、好ましくは少なくとも２５ｇ／ｇ、最も好ましくは少なくとも３０ｇ／ｇであって、６０ｇ／ｇ未満、好ましくは５０ｇ／ｇ未満
（β２）ＥＲＴ４４２．２−０２に準拠して測定した２０ｇ／ｃｍ２の圧力下における吸収率が、少なくとも１６ｇ／ｇ、好ましくは少なくとも１８ｇ／ｇ、最も好ましくは少なくとも２０ｇ／ｇであって、５０ｇ／ｇ未満、好ましくは４０ｇ／ｇ未満
（β３）ガイドライン６７／５４８／ＥＷＧのＡｐｐｅｎｄｉｘＶに沿った易分解性試験（ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｓｔｕｒｍ  ｔｅｓｔ）に準拠して測定したポリマー構造体の２８日後の生分解性が、少なくとも２５％、好ましくは少なくとも３５％、最も好ましくは少なくとも４５％であって、その上限が一般的には７５〜９５％以下
【００５５】
また、上述した目的は、本発明に係る吸水性ポリマー構造体又は架橋剤の存在下で上記方法によって得られたアクリル酸をラジカル重合させることによって得られる吸水性ポリマー構造体を含む複合体によっても達成される。そこで、本発明に係るポリマー構造体と基材とは強固に結合されていることが好ましい。基材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどのポリマーからなるシート、金属、不織布、綿毛、薄織物、織布、天然又は合成繊維、その他の発泡体が好ましい。また、本発明によれば、複合体が、ポリマー構造体及び基材の総重量に対して少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％のポリマー構造体を含むことが好ましい。
【００５６】
本発明に係る複合体の特に好ましい実施形態では、複合体は吸収性材料として国際公開第ＷＯ０２／０５６８１２号に記載されているようなシート状複合体である。国際公開第ＷＯ０２／０５６８１２号の特に複合体の正確な構造、複合体の構成要素の単位面積当たりの質量及び厚みに関する開示内容はこの参照によって本発明の開示の一部をなすものとする。
【００５７】
また、上述した目的は、複合体の製造方法であって、本発明に係る吸水性ポリマー構造体又は架橋剤の存在下で上記方法によって得られたアクリル酸をラジカル重合させることによって得られる吸水性ポリマー構造体と、基材と、必要に応じて添加剤とを接触させる方法によって達成される。基材としては、本発明に係る複合体に関連して挙げた物質を好ましくは使用する。
【００５８】
また、上述した目的は、上記方法によって得られる複合体によっても達成される。
【００５９】
また、上述した目的は、本発明に係る吸水性ポリマー構造体又は本発明に係る複合体を含む化学製品又は本発明に係る方法によって得られるアクリル酸を含む化学製品によっても達成される。好ましい化学製品は、特に、繊維、シート、成形体、織物及び皮革用添加剤、凝集剤、被覆剤、ワニス、発泡体、フィルム、ケーブル、シール材、液体吸収性衛生用品（特におむつ及び生理用ナプキン）、植物・菌類生育調節剤又は植物保護活性物質の担体、建設材料の添加剤、包装材料、土壌添加剤である。
【００６０】
本発明に係る好ましい衛生用品は、表面シートと、底面シートと、表面及び底面シート間に配置された中間シートと、を含み、中間シートは本発明に係る吸水性ポリマー構造体を含む。
【００６１】
また、上述した目的は、本発明に係る吸水性ポリマー構造体又は本発明に係る複合体の、化学製品、好ましくは上述した化学製品、特におむつ又は生理用ナプキン等の衛生用品における使用及び吸水性ポリマー構造体の植物・菌類生育調節剤又は植物保護活性物質の担体としての使用によっても達成される。植物・菌類生育調節剤又は植物保護活性物質の担体としての使用では、植物・菌類生育調節剤又は植物保護活性物質は、担体によって制御される時間に応じて放出できることが好ましい。
【００６２】
本発明を図及び実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００６３】
図１は、本発明に係る脱水・酸化用装置１を概略的に示す。装置１は脱水装置２を含み、脱水装置２は、気相酸化装置３に流体輸送式で接続されている（すなわち、液体及び気体を輸送することができるように流体技術によって接続されている）。脱水装置２には、図示しないタンク内に予め保存することができるグリセリン又はグリセリン水溶液が反応物質供給部４を介して供給される。アクロレイン反応領域５（例えばステンレス鋼管）内の水性グリセリンは、高圧ポンプとして設計された圧力発生器２３（例えばドイツのＬｅｗａ社製マルチピストンポンプ）によって圧力調整器６（例えば過電流弁として形成されている）に抗して圧縮し、必要に応じて発熱体１２によってさらに加熱する。アクロレイン反応領域５は、内部に固定された脱水触媒１３を含むか、液体触媒を供給することができ、グリセリンを反応させてアクロレインを形成させる。圧力調整器６によって、そのように形成されたアクロレインを、圧力の解放により高圧力下のアクロレイン反応領域５から排出し、除去装置７内に供給する。除去装置７は熱交換器１１を含むことができ、発熱体１２に熱的に結合されている。除去装置７内には、冷却用に使用することができる熱交換器１１の下流に蒸留装置２４を設けることができる。アクロレイン含有量の低いアクロレイン反応相を反応物質供給部４を介してアクロレイン反応領域５に供給し、アクロレイン含有量の低いアクロレイン反応相内になお存在するグリセリンを再度脱水装置に供給するために、アクロレイン含有量の低いアクロレイン反応相を逆流管２１を介して除去領域７（特に蒸留装置２４）から排出する。また、アクロレイン含有量の高いアクロレイン相は、除去装置７から排出し、除去装置７に後続する気相酸化装置３に供給する。気相酸化装置３は反応器９を含み、反応器９は、管断面として概略的に示す管壁内に触媒粉末１４、触媒層１５又は触媒ペレット１６を含む。反応器９の下流に処理装置１０が設けられている。処理装置は、冷却塔として形成された冷却装置１７と水分離装置１８とを含む。処理装置１０から各逆流路２０又は２０’を介して、アクリル酸含有量の低いアクリル酸相を反応物質供給部４又は反応器９に供給することができる。アクリル酸含有量の高いアクリル酸相は、処理装置１０から、例えばドイツ特許出願公開第１０２  １１  ６８６号に記載の結晶化装置として設計された精製装置１９に供給する。また、そこから得られる高純度のアクリル酸は、ポリアクリレート、特に超吸収体として特徴付けられる吸水性ポリマーにさらに加工することができる。
【実施例１】
【００６４】
グリセリン溶液（５重量％水溶液、グリセリンに対して１：２０００の割合でリン酸により酸化）を９５ｍｌの内容量を有する反応器（アクロレイン反応領域５）に３６０ｍｌ／時間で供給した。反応器内の圧力を１５０バールに維持した。二次加熱によって反応器を最大３４５℃に加熱した。第１の流量の転化率は８９．６％、アクロレインの選択率は８０．２％であり、第１の流量のアクロレイン収率は７１．８％であった。アクロレインを除去した相を連続回路のシミュレーションのために反応器に再供給した。
【実施例２】
【００６５】
グリセリン溶液（５重量％水溶液、グリセリンに対して１：２０００の割合でリン酸により酸化）を９５ｍｌの内容量を有する反応器に４８０ｍｌ／時間で供給した。反応器内の圧力を１５０バールに維持した。二次加熱によって反応器を最大３４５℃に加熱した。転化率は２９．５％、アクロレインの選択率は７３．７％であった。
【実施例３】
【００６６】
脱水反応器から得られた１５重量％のアクロレイン、８２重量％の水蒸気及びその他の低沸騰成分からなる蒸気状の１８０〜２２０℃の高温生成気流を、国際公報第０３／０５１８０９  Ａ１号と同様に、市販のＶ−Ｍｏ複合酸化物触媒１．８ｌによって満たされた酸化反応器に１．５ｋｇ／時間の予熱空気と共に供給した。
【００６７】
脱水反応器から得られたアクロレイン／水蒸気／空気混合物を、２５０℃の温度において大気圧より僅かに上昇させた圧力下で、２８０Ｎｌアクロレイン／（ｌｃａｔ・時間）の空間速度（ＧＨＳＶ）において、反応混合物内で転化させた。アクロレインの転化率は９９．５％、アクリル酸の収率は９３ｍｏｌ％であった。
【実施例４】
【００６８】
水酸化ナトリウムによって中和された上記で得られた７０ｍｏｌ％アクリル酸２８０ｇ、水４６６．８ｇ、ポリエチレングリコール−３００−ジアクリレート１．４ｇ、アリルオキシポリエチレングリコールアクリル酸エステル１．６８ｇを含有するモノマー溶液を、窒素を通過させて溶存酸素を除去し、４℃の開始温度に冷却した。開始温度に達した後、開始剤溶液（Ｈ２Ｏ  １０ｇに溶解した２，２’−アゾビス−２−アミノプロパン二塩酸塩０．１ｇ、Ｈ２Ｏ  １０ｇに溶解したペルオキシ二硫酸ナトリウム０．３ｇ、Ｈ２Ｏ  １ｇに溶解した３０％過酸化水素水０．０７ｇ、Ｈ２Ｏ  ２ｇに溶解したアスコルビン酸０．０１５ｇ）を添加した。終点温度約１００℃に達した後に、得られたゲルを粉砕し、１５０℃で９０分間乾燥した。乾燥したポリマーを粗く刻み、粉砕し、１５０〜８５０μｍの粒径を有する粉末を篩分けした。
【００６９】
架橋のために、上記で得られた粉末１００ｇを、１，３−ジオキソラン−２−オン１ｇ、水３ｇ、硫酸アルミニウム１８水化物０．５ｇからなる溶液と激しく撹拌し、次いで１８０℃に調整されたオーブン内で４０分間加熱した。
【００７０】
冷却した後、５０％の水性スラリー状カオリン（Ｋａｏｌｉｎ）（ネオゲン（ＮｅｏＧｅｎ），ＤＧＨ（登録商標））を、吸水性ポリマー構造体が３重量％のカオリンによって被覆される量で吸水性ポリマー粒子に噴霧した。
【実施例５】
【００７１】
生分解性ポリマーの調製
実施例４で得られたカオリンで表面処理された後架橋ポリマーを、乾燥条件下において、水可溶性小麦澱粉（製品名：ＦｏｒａｌｙｓＲ（登録商標）、Ｒｏｑｕｅｔｔｅ社製、Ｌｅｓｔｒｅｍ、フランス）と混合し（ポリマー：澱粉の重量比は４：１）、ロールミキサーＢＴＲ１０（Ｆｒoｂｅｌ社製、ドイツ）内で４５分間にわたってさらに均一化した。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る脱水・酸化用装置を概略的に示す。
【符号の説明】
【００７３】
１  酸化装置
２  脱水装置
３  気相酸化装置
４  反応物質供給部
５  アクロレイン反応領域
６  圧力調整器
７  除去装置
８  反応器
９  複合酸化物触媒
１０  処理装置
１１  熱交換器
１２  発熱体
１３  脱水触媒
１４  粉末
１５  層
１６  ペレット
１７  冷却装置
１８  水分離装置
１９  精製装置
２０，２０’  アクリル酸含有量の低いアクリル酸相の再供給路
２１  アクロレイン含有量の低いアクロレイン反応相の再供給路
２２  一酸化炭素供給部
２３  圧力発生器
２４  蒸留装置
【図１】
2008546660.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月14日(2007.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）水性グリセリン相をアクロレイン反応領域に供給して少なくとも一部が超臨界領域にある水性アクロレイン反応相を得る工程と、
（ｂ）前記アクロレイン反応相からアクロレインを除去して、アクロレイン相と濃度低減後アクロレイン反応相を得る工程と、
（ｃ）前記濃度低減後アクロレイン反応相の少なくとも一部を前記アクロレイン反応領域に再供給する工程と、
を少なくとも含むアクロレインの製造方法。
【請求項２】
（ａ）水性グリセリン相をアクロレイン反応領域に供給して水性アクロレイン反応相を得る工程であって、前記アクロレイン反応領域における前記アクロレイン反応相が少なくとも８０バールの圧力下にあり、少なくとも３２０℃の温度を有する工程と、
（ｂ）前記アクロレイン反応相からアクロレインを除去して、アクロレイン相と濃度低減後アクロレイン反応相を得る工程と、
（ｃ）前記濃度低減後アクロレイン反応相の少なくとも一部を前記アクロレイン反応領域に再供給する工程と、
を少なくとも含むアクロレインの製造方法。
【請求項３】
（Ａ）水性グリセリン相をアクロレイン反応領域に供給して水性アクロレイン反応相を得る工程と、
（Ｂ）前記アクロレイン反応相からアクロレインを除去して、アクロレイン相と濃度低減後アクロレイン反応相を得る工程と、
（Ｃ）前記濃度低減後アクロレイン反応相の少なくとも一部を前記アクロレイン反応領域に再供給する工程と、
（Ｄ）前記アクロレイン相から得られた前記アクロレインを気相内で気相触媒によって酸化してアクリル酸を得る工程と、
を少なくとも含むアクリル酸の製造方法。
【請求項４】
前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレイン反応相が少なくとも５０バールの圧力下にある、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレイン反応相が少なくとも１００℃の温度を有する、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記アクロレイン反応領域が水以外に脱水触媒を含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記脱水触媒が酸又は塩基である、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記酸が無機酸である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記酸が有機酸である、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記アクロレイン反応相が水以外の液体を含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記水以外の液体が中性又は極性である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記アクロレイン反応領域が金属又は金属化合物あるいは金属と金属化合物の両方を含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記アクロレイン反応相の滞留時間が１〜１００００秒である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記アクロレイン相が一酸化炭素を含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記グリセリン相が１０重量％未満のグリセリンを含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記アクロレイン反応相の転化率が少なくとも２５％である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記アクロレイン反応領域の終了時における前記アクロレイン反応相が前記アクロレイン反応相に対して５０重量％未満のグリセリンを含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記アクロレイン反応領域の終了時における前記アクロレイン反応相が前記アクロレイン反応相に対して０．１〜５０重量％未満のアクロレインを含む、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記アクロレイン反応相の少なくとも一部が気体である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレイン反応相が少なくとも２つの凝集状態である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記濃度低減前の前記アクロレイン反応相に前記除去時よりも高い圧力が加えられる、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレインの少なくとも一部が超臨界状態にある、請求項３〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記濃度低減前の前記アクロレイン反応領域内の前記アクロレインの濃度が前記濃度低減後よりも少なくとも５％高い、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
担体ガスを使用する、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記アクロレイン反応領域を通過させた後に、前記担体ガスの少なくとも一部を前記アクロレイン反応領域に再供給する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記工程（Ｄ）における前記アクロレイン反応相が前記アクロレイン相に対して５〜３０重量％のアクロレインを含む、請求項３〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記酸化時にアクリル酸を含む気体状のアクリル酸相が生成し、前記アクリル酸を前記アクリル酸相から除去して、前記濃度低減後アクリル酸相の少なくとも一部を前記工程（Ａ）又は（Ｄ）あるいは前記工程（Ａ）及び（Ｄ）の両工程に供給する、請求項３〜２６に記載の方法。
【請求項２８】
流体輸送式で接続された脱水装置（２）と、
前記脱水装置の下流に気相酸化装置（３）と、
を含み、
前記脱水装置（２）が、
反応物質供給部（４）と、
前記反応物質供給部の下流にアクロレイン反応領域（５）と、
前記アクロレイン反応領域の下流に圧力調整器（６）と、
前記圧力調整器の下流に除去装置（７）と、
を含み、
前記除去装置（７）が流体接続式で前記気相酸化装置（２）に接続されており、
前記気相酸化装置（２）が、前記除去装置（７）の下流に、
複合酸化物触媒（９）を含む反応器（８）と、
処理装置（１０）と、
を含む脱水及び酸化用装置（１）。
【請求項２９】
前記除去装置（７）が熱交換器（１１）を含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記アクロレイン反応領域（５）を発熱体（１２）によって加熱することができる、請求項２８又は２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記アクロレイン反応領域（５）が脱水触媒（１３）を含む、請求項２８〜３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
前記脱水触媒（１３）が前記アクロレイン反応領域（５）内に固定されている、請求項２８〜３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
前記複合酸化物触媒（９）が、粉末（１４）、層（１５）、ペレット（１６）又はこれらの少なくとも２つの組合せとして存在する、請求項２８〜３２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３４】
前記処理装置（１０）が冷却塔（１７）を含む、請求項２８〜３３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３５】
前記処理装置（１０）が水分離装置（１８）を含む、請求項２８〜３４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３６】
請求項２８〜３５のいずれか１項に記載の装置内で実施される、請求項３〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
吸水性ポリマー構造体の製造方法であって、
ｉ）請求項３〜２７又は３６に係る方法によって得られた必要に応じて部分的に中和されたアクリル酸と、架橋剤を含むモノマー相とを用意する工程と、
ｉｉ）前記モノマー相をラジカル重合させてヒドロゲルを得る工程と、
ｉｉｉ）必要に応じて前記ヒドロゲルを粉砕する工程と、
ｉｖ）前記ヒドロゲルを乾燥させて粒子状吸水性ポリマー構造体を得る工程と、
ｖ）必要に応じて前記粒子状吸水性ポリマー構造体を粉砕する工程と、
ｖｉ）前記粒子状吸水性ポリマー構造体を表面後架橋する工程と、
ｖｉｉ）前記表面後架橋前、前記表面後架橋時又は前記表面後架橋後、特に好ましくは前記表面後架橋後に、前記吸水性ポリマー構造体を被覆剤と接触させる工程と、
を含む方法。
【請求項３８】
前記モノマーに対して少なくとも２０モル％のアクリル酸が塩として含まれている、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
請求項３７又は３８のいずれか１項に記載の方法によって得られる吸水性ポリマー構造体。
【請求項４０】
少なくとも２５重量％のアクリル酸からなる吸水性ポリマー構造体であって、前記吸水性ポリマー構造体の製造に使用する少なくとも８０重量％のアクリル酸モノマーが請求項３〜２７又は３６のいずれか１項に記載の方法によって得られ、前記吸水性ポリマー構造体を前記吸水性ポリマー構造体の重量に対して０．０１〜１０重量％の被覆剤によって被覆する吸水性ポリマー構造体。
【請求項４１】
前記吸水性ポリマー構造体が前記吸水性ポリマー構造体の総重量に対して少なくとも２５重量％の天然の生分解性ポリマーからなる、請求項４０に記載の吸水性ポリマー構造体。
【請求項４２】
請求項３９〜４１のいずれか１項に記載の吸水性ポリマー構造体及び基材を含む複合体。
【請求項４３】
前記吸収性ポリマーと構造体と前記基材とを接触させる、請求項４２に記載の複合体の製造方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法により得られる複合体。
【請求項４５】
表面シートと、底面シートと、前記表面及び底面シート間に配置された中間シートと、を含み、前記中間シートが請求項３９〜４１のいずれか１項に記載の吸水性ポリマー構造体を含む衛生用品。
【請求項４６】
請求項３〜２７又は３６のいずれか１項に記載の方法によって得られるアクリル酸あるいはそれらの誘導体又は塩からなる、繊維、シート、成形体、織物及び皮革用添加剤、凝集剤、被覆剤又はワニス。
【請求項４７】
請求項３〜２７又は３６のいずれか１項に記載の方法によって得られるアクリル酸あるいはそれらの誘導体又は塩の、繊維、シート、成形体、織物及び皮革用添加剤、凝集剤、被覆剤又はワニスにおける使用。
【国際調査報告】
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