(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
易重合性物質の蒸留を行う蒸留塔に設けられるマンホールの構造であって、蒸留塔の壁面に取り付けられ壁面から突出したマンホール胴板と、前記マンホール胴板の先端開口を塞ぐ蓋部と、前記マンホールに設けられたマンホール胴板および蓋部のうち少なくとも蓋部に、塔内温度より高い温度で、かつ塔内温度から１００℃を越えない温度範囲に加熱するための加熱手段とを備えたことを特徴とする蒸留塔のマンホール構造。
【請求項２】
前記加熱手段が、前記マンホール胴板および蓋部のうち少なくとも蓋部の外表面に熱媒体を通すトレース配管を接触させたものである請求項１に記載のマンホール構造。
【請求項３】
前記加熱手段が、前記マンホール胴板および蓋部のうち少なくとも蓋部の外表面に熱媒体を通す加熱ジャケットを設けたものである請求項１に記載のマンホール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分子中に二重結合を有するビニル化合物で代表される易重合性物質の蒸留に用いる蒸留塔のマンホール構造に関する。
【０００２】
易重合性物質は光や熱等によって重合しやすい性質を有するため、蒸留工程のような高温下ではきわめて重合しやすくなる。蒸留塔内で重合が生じると、ロスにつながるのみならず、連続運転に支障を来し、生産性が低下する。従って易重合性物質の蒸留精製においては、重合防止は非常に重要な技術であり、従来より重合禁止剤の種類や量や組み合わせ等に関する数多くの重合防止方法が提案されている。
【０００３】
図４は、易重合性物質の蒸留に通常使用される蒸留塔を示している。この蒸留塔は、内部に充填物を充填した充填層３０、３１が設けられている。原料は原料供給口３３から塔内に供給される。一方、下部の蒸気入口３４からは蒸気が導入され、原料と向流接触しながら上昇し、上部の蒸気出口３５から排出される。また、３６は還流液入口、３７は液出口である。
【０００４】
このような蒸留塔においては、充填物抜き出し等のために複数のマンホール３８、３９、…４４が設けられている。図５は、このようなマンホールの構造を示しており、塔の壁面４５に取り付けられ壁面４５から突出したマンホール胴板４６と、このマンホール胴板４６の先端外周に取り付けられたフランジ４７と、マンホール胴板４６の先端開口を塞ぐ蓋部４８と、この蓋部４８とフランジ４７との間に介在するガスケット４９とからなる。そして、蓋部４８およびフランジ４７に設けたボルト挿通孔にボルト５０を通し、ナット５１と螺合させ、マンホール胴板４６の先端開口を蓋部４８で塞ぐ。蓋部４８の表面には取っ手５２が取り付けられている。
【０００５】
前記の蒸留装置を用いて易重合性物質の蒸留を行う際に、前記のマンホール部位において重合物が生成することがあった。蒸留工程で重合物が生成すると、それが核となって次第に成長蓄積して、塔内の圧力を上昇させ、遂には塔内が閉塞されてしまうことになる。これが製品のロスを増加させるのみならず、蒸留塔の連続運転を妨げ生産性を低下させる大きな要因になっている。また、生成した重合物を除去するのは非常に困難であり、除去費用は多大となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ビニル化合物に代表される易重合性物質の蒸留を行うに際して、重合物の生成を低減し、蒸留塔の連続運転を可能にする蒸留塔のマンホール構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、蒸留塔内で易重合性物質が重合しやすい箇所は、易重合性物質を含む蒸気が凝縮して、重合禁止剤が存在しない状態で液溜まりをつくりやすい部位であることを見出した。そして、蒸留塔に設置されたマンホールを加熱することで、前記易重合性物質を含む蒸気がマンホール部位のような重合禁止剤を含む液と接触しにくい部位で凝縮しないようにすることにより、蒸留塔内で易重合性物質が重合しやすい箇所の形成を防止できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の易重合性物質の蒸留方法は、易重合性物質の蒸留を行うに際して、蒸留塔のマンホールを加熱することを特徴とする。
【０００９】
重合禁止剤は、通常、還流液に混合して蒸留塔の塔頂より供給される。重合禁止剤は実質的に不揮発性であるため、蒸留塔内で蒸気が凝縮して生じる凝縮液中には重合禁止剤が含まれていない。したがって、凝縮液は非常に不安定で重合しやすい。この凝縮液は、蒸留塔上部より流下する重合禁止剤を含む液と接触、混合されることによって安定化され、重合防止が図られる。よって、前記の通り、蒸留塔内で蒸気が凝縮して、重合禁止剤が存在しない状態で液溜まりをつくりやすい部位が易重合性物質の重合しやすい部位となる。
【００１０】
本発明者らは、蒸留塔内で重合が生じる原因についてさらに鋭意検討した結果、蒸留塔のマンホール部は図５に示すように、塔内空間から凸状に突出しており、かつ当該突出部５３では外気の影響を受けて冷却されるため、易重合性物質を含む蒸気が凝縮しやすいこと、およびマンホール部は重合禁止剤を含む還流液と接触しにくいため、マンホール部での凝縮液は非常に不安定で、重合物が生成しやすいことを見出した。本発明では、前記の通り、蒸留塔のマンホールを加熱して放熱量以上の熱量を蒸気に与えることで、易重合性物質を含む蒸気の冷却を防止する。これにより、蒸留塔のマンホール部のような重合禁止剤を含む還流液と接触しにくく、非常に重合しやすい部位での易重合性物質の凝縮を防止することができ、前記部位での重合を防止することができる。
【００１１】
本発明の蒸留方法では、前記マンホール部の温度を、好ましくは塔内温度以上に、より好ましくは塔内温度より高い温度で、かつ塔内温度から１００℃を越えない温度範囲に加熱するのがよい。これにより、マンホール部で易重合性物質が凝縮して重合するのを防止できる。
【００１２】
本発明の蒸留塔のマンホール構造は、易重合性物質の蒸留を行う蒸留塔に設けられるマンホールの構造であって、蒸留塔の壁面に取り付けられ壁面から突出したマンホール胴板と、前記マンホール胴板の先端開口を塞ぐ蓋部と、前記マンホールに設けられたマンホール胴板および／または蓋部を加熱するための加熱手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記加熱手段としては、前記マンホールの胴板および／または蓋部の外表面に熱媒体を通すトレース配管を接触させたものや前記マンホールの胴板および／または蓋部の外表面に加熱ジャケットを設けたものが好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１に示す。図１はこの実施形態にかかるマンホール構造を示す分解断面図である。
【００１５】
図１に示すマンホールは、前記した易重合性物質の蒸留を行う蒸留塔に設けられたものである。蒸留塔の塔壁１に設けられた開口部２の外側周縁には、円筒状のマンホール胴板３が溶接等によって一体に取り付けられている。このマンホール胴板３の先端外周にはフランジ４が溶接等によって取り付けられている。このフランジ４と蓋部５との間にはガスケット６が介在し、フランジ４および蓋部５に設けたボルト挿通孔にボルト７を通し、ナット８と螺合させ、マンホール胴板３の先端開口を蓋部５で塞いでいる。蓋部５の表面には取っ手９が取り付けられている。
【００１６】
前記マンホール胴板３には、熱媒体を通すトレース配管１０が螺旋状に巻き付けられている。必要に応じて、マンホール蓋部にもトレース配管を設置しても良い。熱媒体は供給口１０ａから供給され、排出口１０ｂから排出される。必要に応じて供給口と排出口を逆にして使用しても良い。このトレース配管１０内の熱媒体からマンホール胴板３に伝わる熱により、マンホール胴板３は少なくとも塔内温度とほぼ等しい温度ないしは塔内温度より高い温度に維持され、好ましくは塔内温度より高い温度、より好ましくは塔内温度より高い温度で、かつ塔内温度から１００℃を越えない温度範囲、さらに好ましくは塔内温度より高い温度で、かつ塔内温度から２０℃を越えない温度範囲に維持される。これにより、マンホール部で易重合性物質が凝縮するのを防ぐことができる。マンホール胴板３の温度が塔内温度より過剰に高い温度範囲で長期間連続運転を行うと、エネルギー的にも不利であり、重合禁止剤及び付着した重合物が焦げるといった不具合が生じることがあるので好ましくない。
【００１７】
前記トレース配管１０に通す熱媒体としては、温水、スチーム、オイル等が使用できる。
【００１８】
図２は本発明の他の実施形態にかかるマンホール構造の概略を示す分解断面図である。図２に示す蒸留塔の塔壁１１に設けられた開口部１２の外側周縁には、円筒状のマンホール胴板１３が溶接等によって一体に取り付けられている。このマンホール胴板１３の外側には熱媒体（前記した温水、スチーム、オイル等）を通す加熱ジャケット１５が付設されている。必要に応じて、マンホール蓋部にも加熱ジャケットを設置しても良い。加熱ジャケット１５の表面には、熱媒体の供給口１５ａおよび排出口１５ｂがそれぞれ設けられている。必要に応じて供給口と排出口を逆にして使用しても良い。この加熱ジャケット１５内の熱媒体からマンホール胴板１３に伝わる熱により、マンホール胴板１３は少なくとも塔内温度とほぼ等しい温度ないしは塔内温度より高い温度に維持され、好ましくは塔内温度より高い温度、より好ましくは塔内温度より高い温度で、かつ塔内温度から１００℃を越えない温度範囲、さらに好ましくは塔内温度より高い温度で、かつ塔内温度から２０℃を越えない温度範囲に維持される。
【００１９】
前記加熱ジャケット１５の先端外周にはフランジ１４が溶接等によって取り付けられている。このフランジ１４と蓋部５との間にはガスケット６が介在し、フランジ１４および蓋部５に設けたボルト挿通孔にボルト７を通し、ナット８と螺合させ、マンホール胴板１３の先端開口を蓋部５で塞いでいる。蓋部５の表面には取っ手９が取り付けられている。
【００２０】
図３は本発明のさらに他の実施形態にかかるマンホール構造を示す分解断面図である。
【００２１】
図３に示すマンホールは、前記した易重合性物質の蒸留を行う蒸留塔に設けられたものである。すなわち、蒸留塔の塔壁１に設けられた開口部２の外側周縁には、円筒状のフランジ部２１が溶接等によって一体に取付けられる。フランジ部２１の表面には、その周方向に沿って適宜な間隔で複数の立て込みボルト２２が立設されている。
【００２２】
フランジ部２１の表面には蓋部２３の周縁内面がガスケット２７を介して当接し、前記蒸留塔の開口部２を塞いでいる。蓋部２３は円形の板状体である。蓋部２３の上面には熱媒体（温水等）を通す加熱ジャケット２４が付設される。加熱ジャケット２４の表面には、熱媒体の供給口２４ａおよび排出口２４ｂがそれぞれ設けられる。加熱ジャケット２４により、蓋部２３は少なくとも塔内温度とほぼ等しい温度ないしは塔内温度より高い温度に維持され、好ましくは塔内温度より高い温度、より好ましくは塔内温度より高い温度で、かつ塔内温度から１００℃を越えない温度範囲、さらに好ましくは塔内温度より高い温度で、かつ塔内温度から２０℃を越えない温度範囲に維持される。蓋部２３の温度が塔内温度よりも低い場合には、凝縮した液が蓋部２３に付着して重合物や凝結物が蓄積しやすくなる。
【００２３】
また、前記蓋部２３の周縁には、前記立て込みボルト２２に対応するボルト挿通孔２５が設けられる。そして、このボルト挿通孔２５を挿通して突出した前記フランジ部２１の立て込みボルト２２にナット２６が螺合される。これにより、蓋部２３をフランジ部２１の表面に圧接固定することができる。なお、蓋部２３の内面および／またはフランジ部の表面にはライニングが施されているのが好ましい。
【００２４】
以上のように、本発明では、トレース配管１０や加熱ジャケット１５を設けることでマンホール胴板および／または蓋部が塔内温度より高い温度に維持されている。これにより、マンホール部で易重合性物質の蒸気が凝縮して液溜まりをつくることがないため、重合物が生成するのを防止することができる。
【００２５】
本発明のマンホール構造は、図４に示すような通常の蒸留塔に適用され、特に重合の激しい充填物抜出し用マンホールに使用するのに好適である。また、蒸留操作においては、重合禁止剤を還流液や供給液に添加して供給してもよい。重合禁止剤としては、例えばジブチルジチオカルバミン酸金属塩(銅、マンガン等)、フェノチアジン、メトキノン、ハイドロキノン等の１種または２種以上が挙げられる。
【００２６】
前記易重合性物質としては、アクリル酸の他、メタクリル酸等の共役酸またはそのエステル、アミド、ニトリル等の誘導体（アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリルアミド、アクリロニトリル等）、共役アルデヒドおよびケトン（アクロレイン、メタクロレイン、メチルビニルケトン等）、ハロゲン化ビニル（塩化ビニル等）、ビニル基置換芳香族化合物（スチレン等）、カルボン酸ビニル（酢酸ビニル等)、ビニルエーテル（メチルビニルエーテル等）、１，３―ジオレフィン（ブタジエン、イソプレン等）、エチレンおよびアルキル置換エチレン（プロピレン等）が挙げられる。
【００２７】
なお、マンホール胴板３の加熱手段としては、前記したトレース配管１０に代えて、電気ヒータ等の他の加熱手段を採用してもよい。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００２９】
実施例１
アクリル酸を蒸留するための図４に示すような蒸留塔において、充填物抜出し用マンホールを図１に示すような構造に変更し、長期連続運転を行った。この蒸留装置は理論段６段相当の充填塔であり、塔頂圧力５５ｔｏｒｒ、留出率８０％、還流比０．８の条件で運転を行った。
この時、重合防止剤として少量のフェノチアジンおよびメトキノンを還流液に添加し、缶部液層部に空気を一定量供給して運転した。
トレース配管１０に温水を通水し、マンホール胴板３を塔内温度よりも２〜５℃高い温度である７４〜７７℃に維持した。
連続運転の間、定期的に蒸留塔内の圧力上昇傾向とマンホールへの重合物付着状況とを調べた。
【００３０】
実施例２
トレース配管１０に温水を通水し、マンホール胴板３を塔内温度よりも２０℃高い温度である９２℃に維持した他は、実施例１と同様にして長期連続運転を行った。
連続運転の間、定期的に蒸留塔内の圧力上昇傾向とマンホールへの重合物付着状況とを調べた。
【００３１】
比較例
図４に示すマンホールを備えた図４に示すような蒸留塔を用いた他は、実施例１と同様にして長期連続運転を行った。
連続運転の間、定期的に蒸留塔内の圧力上昇傾向とマンホールへの重合物付着状況とを調べた。
【００３２】
実施例１、実施例２および比較例の長期連続運転結果を表１に示す。
【表１】
0004943605.tif 000002
【００３３】
実施例１について
長期連続運転の結果、３ヶ月経過時点で、蒸留塔内の圧力が上昇し始めた。また、目視観察の結果、僅かに重合物が生成していたものの、蓋部５は容易に開けることができた。
実施例２について
長期連続運転の結果、４ヶ月経過時点でも蒸留塔内の圧力上昇は見られなかった。また、目視観察の結果、重合物の生成は見られず、蓋部５は容易に開けることができた。
比較例について
長期連続運転の結果、２ヶ月経過時点で蒸留塔内の圧力が上昇し始めた。また、マンホールへ重合物が蓄積したことにより、マンホールの蓋部５は治具なしでは開けることができない状態になっていた。
【００３４】
以上のように、蒸留塔のマンホールを塔内温度以上に加熱することによって、重合物の生成が抑制されることがわかった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、マンホール胴板および／または蓋部にトレース配管、加熱ジャケット等の加熱手段を設けることでマンホール胴板および／または蓋部を塔内温度以上の温度に維持できるため、易重合性物質を含む蒸気が前記部位において凝縮するのを防止することができる。マンホール部では重合禁止剤を含む還流液と接触しにくいため易重合性物質を含む蒸気が凝縮すると非常に不安定で重合しやすくなるが、本発明では前記の通り、易重合性物質を含む蒸気が凝縮するのを防止することができるため、マンホールでの重合物の生成が低減され、蒸留塔の連続運転が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるマンホール構造を示す分解断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態であるマンホール構造の概略を示す分解断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態であるマンホール構造の概略を示す分解断面図である。
【図４】通常の蒸留塔を示す概略図である。
【図５】従来のマンホール構造を示す分解断面図である。
【符号の説明】
１    塔壁
２    開口部
３    マンホール胴板
４    フランジ
５    蓋部
６    ガスケット
７    ボルト
８    ナット
９    取っ手
１０    トレース配管（加熱手段）
１０ａ  供給口
１０ｂ  排出口
１１    塔壁
１２    開口部
１３    マンホール胴板
１４    フランジ
１５    加熱ジャケット（加熱手段）
１５ａ  供給口
１５ｂ  排出口
【図１】
0004943605.tif 000003
【図２】
0004943605.tif 000004
【図３】
0004943605.tif 000005
【図４】
0004943605.tif 000006
【図５】
0004943605.tif 000007