特許 6896085 プロピレンオキシド／スチレン同時製造工程における廃棄物ストリームの改良

(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】6896085

(24)【登録日】2021年6月10日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】プロピレンオキシド／スチレン同時製造工程における廃棄物ストリームの改良

(51)【国際特許分類】

   B01D 11/04 20060101AFI20210621BHJP

【ＦＩ】

   B01D11/04 B

【請求項の数】18

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2019-541763(P2019-541763)

(86)(22)【出願日】2018年2月1日

(65)【公表番号】特表2020-507454(P2020-507454A)

(43)【公表日】2020年3月12日

(86)【国際出願番号】US2018016465

(87)【国際公開番号】WO2018144740

(87)【国際公開日】20180809

【審査請求日】2020年11月2日

(31)【優先権主張番号】62/454,542

(32)【優先日】2017年2月3日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】513074862

【氏名又は名称】ライオンデル ケミカル テクノロジー、エル．ピー．

(74)【代理人】

【識別番号】100100354

【弁理士】

【氏名又は名称】江藤 聡明

(72)【発明者】

【氏名】サンダー・ナジー

(72)【発明者】

【氏名】ハ・エイチ・グェン

(72)【発明者】

【氏名】ダン・ディー・リンジー

(72)【発明者】

【氏名】バーバラ・キミッヒ

(72)【発明者】

【氏名】ニコラス・ブルースキー

(72)【発明者】

【氏名】ジェームス・ディー・モンタノ−ローレンス

(72)【発明者】

【氏名】ジャスティン・イー・ターナー

(72)【発明者】

【氏名】デブラ・エル・ジャクソン

(72)【発明者】

【氏名】アンソニー・エス・ダース

【審査官】 宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１３２４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０７２９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８４９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９８８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１２２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公告第００６４７４８７（ＧＢ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０１３２３４９０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ １１／００−１１／０４

Ｃ０２Ｆ １／００

Ｃ１０Ｌ １／００

Ｃ０７Ｃ ７／１０

Ｃ０７Ｃ １５／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）プロピレンオキシドとスチレンとを含む流出を生成するための製造を行うこと；
（ｂ）プロピレンオキシドとスチレンとを含む前記流出から重質残留物ストリームを回収すること；
（ｃ）水および二酸化炭素を前記重質残留物ストリームと接触させて混合物を生成することであって、その混合物が有機相および水相を含む、前記の生成すること；
（ｄ）前記有機相および前記水相を分離し、それによって有機ストリームおよび水ストリームを生成し、それによって前記有機ストリームからナトリウムが抽出されること；
を含む、方法であって、
前記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む前記有機相からの水性のナトリウム塩含有スラリー相を前記水ストリームが含む、方法。

【請求項2】

前記（ｃ）における接触は、前記二酸化炭素を前記水と組み合わせてＣＯ_２−飽和された水ストリームを形成させること、及び前記ＣＯ_２−飽和された水ストリームを前記有機ストリームと接触させることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

温度、圧力、または前記両方を変動することによって前記ＣＯ_２−飽和された水ストリーム中の二酸化炭素の濃度を制御することをさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記圧力は、大気圧〜５００ｐｓｉの範囲である、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記温度は、５℃〜９０℃の範囲である、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記（ｃ）における接触は、前記重質残留物ストリームと前記水を組み合わせて混合物を形成させること、及び前記二酸化炭素をガスとして前記混合物内に注入することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記二酸化炭素ガスは、所定の流量で前記有機相及び水相の合計質量の１重量％〜９０重量％の範囲で注入される、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記（ｃ）における接触は、大気圧以上の圧力で行われる、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記（ｄ）における分離は、二酸化炭素、キャリアガス、または前記両方を含むガスを分離すること；前記分離されたガスの少なくとも一部を前記（ｃ）の接触に再循環させること；または前記両方をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記（ｃ）における接触及び前記（ｄ）における分離が、単一の装置で行われる、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

さらに減少したナトリウム含有量を有する有機相を得るために、前記有機相に対して前記（ｃ）における接触及び前記（ｄ）における分離を１回以上繰り返すこと；前記有機相をイオン交換に適用すること；または前記両方をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記さらに減少したナトリウム含有量は、１００ｐｐｍ未満のナトリウム含有量を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記減少したナトリウム含有量は、２５０ｐｐｍ未満のナトリウム含有量を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記有機ストリーム及び前記水は、１：１〜１０：１の範囲の体積比で存在する、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記（ｃ）における接触、前記（ｄ）における分離、または前記両方が連続的に行われる、請求項１に記載の方法。

【請求項16】

前記（ｄ）における分離が、１５℃〜８５℃の範囲の温度で行われる、請求項１に記載の方法。

【請求項17】

前記二酸化炭素が、純粋な二酸化炭素、５０体積パーセント超の二酸化炭素を含む他のガス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたガスとして提供される、請求項１に記載の方法。

【請求項18】

前記（ｃ）における接触の少なくとも一部が、液体−液体接触器で発生する、請求項１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、特許協力条約に基づいて２０１７年２月３日に出願された米国仮出願第６２／４５４，５４２号に対する優先権の利益を主張し、その全文は参考として本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、廃棄物ストリームの改良に関し；より具体的には、本開示は、プロピレンオキシド製造中に得られた廃棄物ストリームを改良するためのシステム及び方法に関し；さらにより具体的には、本開示は、残留工程ストリームと二酸化炭素との接触によるプロピレンオキシドとスチレンモノマーとの同時製造において形成された重質残留工程ストリームを処理するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

「ＰＯＳＭ」工程としても知られた、プロピレンオキシドとスチレンモノマーとの同時−製造は、エチルベンゼンを酸化させてエチルベンゼンヒドロペルオキシドを形成すること、ヒドロペルオキシドとプロピレンとを触媒反応させてプロピレンオキシド及び１−フェニルエタノールを形成すること、及び１−フェニルエタノールを脱水させてスチレンモノマーを製造することを含む。ＰＯＳＭ工程において、様々な蒸留ステップが未反応試薬、だけでなく様々な生成物ストリームを分離するために使用され、１つ以上の苛性処理ステップが様々なストリームの酸性特性を減少させるために使用され得る。上記工程において、比較的高いレベルのナトリウム化合物を含有する重質残留物ストリームが形成される。さらなる処理なしで、重質残留物ストリームは、低級燃料としてのみ使用され得る低価値の生成物ストリームである。

【0004】

上記低価値の生成物ストリームは、通常的に、水性酸で処理されて混合物を形成し、次いで生成された混合物の相分離は、低価値のストリームと以前に関連したナトリウムの大部分を含有する水相、及び高級燃料として使用され得る減少したナトリウム含有量を有する有機相を提供する。

【0005】

従来の相分離工程において、大量のラグ（ｒａｇ）層が分離器容器内に形成される傾向があることがしばしば見出される。上記ラグ層は、有機相または水相のいずれにも分離しない上記重質有機層中の水のエマルジョンである。上記ラグ層は、上記水相及び有機相の完全な分離を防ぎ、分離工程の効率を減少させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、ＰＯＳＭ工程において生成された低価値の重質残留物（複数）を改良するためのシステム及び方法が継続的に必要である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書には、以下のことを含む方法を開示する：（ａ）有機ストリームを水及び二酸化炭素と接触させることであって、それによって上記有機ストリームからナトリウムが抽出される、こと；及び（ｂ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相から水性のナトリウム塩−含有スラリー相を分離すること。実施形態において、上記有機ストリームは、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成される重質の残留物である。実施形態において、（ａ）における上記接触は、上記二酸化炭素を上記水と組み合わせてＣＯ_２−飽和された水ストリームを形成させること、及び上記ＣＯ_２−飽和された水ストリームを上記有機ストリームと接触させることを含む。実施形態において、（ａ）における上記接触は、並流式（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ）、逆流式（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ）、またはこれらの組み合わせで行われる。実施形態において、本方法は、温度、圧力、または上記両方を制御することによってＣＯ_２−飽和された水ストリーム中の二酸化炭素の濃度を制御することをさらに含む。実施形態において、圧力は、約大気圧〜約５００ｐｓｉ、約大気圧〜約１００ｐｓｉ、約１０ｐｓｉ〜約５０ｐｓｉ、または約２０ｐｓｉ〜約４０ｐｓｉの範囲である。実施形態において、温度は、約５℃〜約９０℃、約１５℃〜約７０℃、または約２０℃〜約６０℃の範囲である。実施形態において、温度は、周囲温度である。実施形態において、温度は、室温である。

【0008】

実施形態において、（ａ）における上記接触は、上記有機ストリームと上記水を組み合わせて混合物を形成させること、及び上記二酸化炭素をガスとして上記混合物内に注入することを含む。実施形態において、上記二酸化炭素ガスを注入することは、上記二酸化炭素ガスを上記混合物にバブリング（ｂｕｂｂｌｉｎｇ）またはスパージすることをさらに含む。実施形態において、上記二酸化炭素ガスは、所定の流量で上記有機相及び水相の合計質量の約１重量％〜約９０重量％、上記有機相及び水相の合計質量の約１０重量％〜約４０重量％、または上記有機相及び水相の合計質量の約１０重量％〜約２５重量％の範囲で注入される。実施形態において、（ａ）における上記接触は、約大気圧以上の圧力で行われる。実施形態において、（ｂ）における上記分離は、二酸化炭素、キャリアガス、または上記両方を含むガスを分離することをさらに含む。実施形態において、本方法は、上記分離されたガスの少なくとも一部を（ａ）の上記接触に再循環させることをさらに含む。実施形態において、（ａ）及び（ｂ）は、単一の装置で行われる。

【0009】

実施形態において、本方法は、以下のことをさらに含む：さらに減少したナトリウム含有量を有する有機相を得るために、（ａ）及び（ｂ）を上記有機相に対して１回以上繰り返すこと；上記有機相をイオン交換に適用すること；または上記両方。実施形態において、本方法は、上記有機相をイオン交換に適用することを含み、ここで上記イオン交換は、カチオン交換を含む。実施形態において、本方法は、上記有機相をイオン交換に適用することを含み、上記イオン交換は、スルホン酸基を含むイオン交換樹脂で行われる。実施形態において、本方法は、上記有機相をイオン交換に適用することを含み、上記イオン交換は、天然または合成のイオン交換媒体を使用して行われる。実施形態において、上記イオン交換は、ポリマー樹脂、ゼオライト、粘土、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたイオン交換樹脂で行われる。

【0010】

実施形態において、上記さらに減少したナトリウム含有量は、約１００、５０、または１０ｐｐｍ未満のナトリウム含有量を含む。実施形態において、上記減少したナトリウム含有量は、約２５０、１５０、または１００ｐｐｍ未満のナトリウム含有量を含む。実施形態において、上記有機ストリーム及び上記水は、約１：１〜約１０：１、約１：１〜約８：１、または約１：１〜約５：１の範囲の体積比で存在する。実施形態において、（ａ）の上記接触、（ｂ）の上記分離、または上記両方は連続的に行われる。実施形態において、（ｂ）の上記分離は、約１５℃〜約８５℃、約２０℃〜約７０℃、または約３０℃〜約６０℃の範囲の温度で行われる。

【0011】

本方法は、二相システムまたは三相システムを利用して実施することができる。実施形態において、上記二酸化炭素は、純粋な二酸化炭素、約５０体積パーセント超の二酸化炭素を含む他のガス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたガスによって提供される。実施形態において、約５０体積パーセント超の二酸化炭素を含むガスは、煙道ガス（ｆｌｕｅ ｇａｓ）である。実施形態において、上記煙道ガスは、約７０体積パーセント超の二酸化炭素を含む。実施形態において、（ａ）の上記接触の少なくとも一部は、液体−液体接触器で発生する。実施形態において、上記液体−液体接触器は、ミキサー−デカンター、液体−液体抽出器、ミキサー−分離器デバイス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。

【0012】

また、本明細書に以下のことを含む方法を開示する：（ａ）有機ストリームと水を含む混合物を二酸化炭素ガスと接触させること、及び（ｂ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相からナトリウム塩−含有水相を分離すること（ここで、上記有機ストリームは、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成される重質残留物である）。

【0013】

また、本明細書に以下のことを含む方法を開示する：（ａ）有機ストリームとＣＯ_２−飽和された水ストリームを接触させること、及び（ｂ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相からナトリウム塩−含有水相を分離させること（ここで、上記有機ストリームは、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成される重質残留物である）。

【0014】

また、本明細書に以下のものを含むシステムを開示する：（ａ）有機ストリームを水及び二酸化炭素と接触させ、それによって上記有機ストリームからナトリウムが抽出されるように構成された混合デバイス（ここで、上記有機ストリームは、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成される重質残留物である）；（ｂ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相からナトリウム塩−含有水相を分離するように構成された分離デバイス；及び（ｃ）ポリプロピレン及びスチレンモノマーを生産するように構成され、また、上記有機ストリームが生成される、ＰＯＳＭシステム。

【0015】

また、本明細書に以下のことを含む方法を開示する：（ａ）プロピレンオキシド及びスチレンモノマー同時−製造（ＰＯＳＭ）工程からナトリウムを含む重質有機ストリームを回収すること；（ｂ）上記有機ストリームを水及び二酸化炭素と接触させ、それによってナトリウムは有機ストリームである、こと；並びに（ｃ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相から水性のナトリウム塩−含有スラリー相を分離すること（ここで、上記ＰＯＳＭ工程は、エチルベンゼンを酸化させてエチルベンゼンヒドロペルオキシドを形成すること、上記ヒドロペルオキシドをプロピレンと触媒反応させてプロピレンオキシド及び１−フェニルエタノールを形成すること、及び上記１−フェニルエタノールを脱水させてスチレンモノマーを生産することを含む）。実施形態において、上記ナトリウムを含む重質有機ストリームは、ＰＯＳＭ工程から回収された灰分を含む廃棄物または副産物ストリームである。実施形態において、上記灰分を含む廃棄物または副産物ストリームは、ＰＯＳＭ工程における１つ以上の蒸留及び／または苛性処理ステップから回収される。

【0016】

複数の実施形態が開示されているが、依然として他の実施形態が以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。明らかなように、本明細書に開示された特定の実施形態は、本明細書に提示された特許請求の範囲の思想及び範囲から逸脱することなく、様々な明白な態様に変更され得る。したがって、以下の詳細な説明は、本質的に例示的なものであり、また、限定的なものではないと見なされるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0017】

以下の図は、本明細書に開示された発明主題の実施形態を示す。請求された発明主題は、添付の図面と併せてなった次の説明を参照することによって理解され得、同じ図面符号は同じ要素を示し、ここで：

【0018】

【図1】図１は、本開示の実施形態によるＰＯＳＭ廃棄物ストリームの改良を行うためのシステムの概路図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

詳細な説明
本明細書においてプロピレンオキシド／スチレン工程で生成された廃棄物ストリームを改良するためのシステム及び方法が開示される。上述のように、灰分（主にナトリウム）によって汚染し、低品質の燃料としてのみ有用である、大量の廃棄物ストリームが、ＰＯＳＭ工程のような工程中に生成される。このような廃棄物ストリームの燃料品質を向上させるために、脱灰分化（ｄｅ−ａｓｈｉｎｇ）（例えば、ナトリウム含有量の少なくとも一部の除去）が行われ得る。プロピレンオキシド／スチレン工程で生成された廃棄物ストリームの脱灰分化を本明細書に開示された処理システム及び方法を介して行うことで、安定して、ナトリウム含有量が低く、中性の有機相を提供し得ることが予想外に発見された。処理は、脱灰分化剤として二酸化炭素の利用によって行われる。生成された脱灰分化された有機相は、より高品質で安定した燃料として利用することができ、及び／またはさらに改良されてその化学的価値を獲得することができる。

【0020】

「廃棄物」ストリームと呼ばれるが、本開示を介して脱灰分化されたＰＯＳＭ「廃棄物」ストリームは、燃料として利用可能であり得るものと理解すべきであり、「廃棄物」という用語は、ストリームがＰＯＳＭ工程の主価値製品ではないが、その副産物であるものを意味する。さらに、本明細書に開示された方法及びシステムに関する説明は、ＰＯＳＭ廃棄物ストリームの脱灰分化に関連して提供されるが、本明細書に開示されたシステム及び方法は、ＰＯＳＭ工程以外の工程で生成された有機ストリームの脱灰分化に適し得る。

【0021】

上述のように、ＰＯＳＭ工程で生成された廃棄物ストリームからナトリウムを除去するための従来の工程は、しばしば１つ以上の苛性処理ステップを利用する。いくつかの工程は、プロピレンオキシド／スチレン廃棄物ストリームを炭化水素及び水性酸と混合すること、及び水性のナトリウム塩−含有スラリー相及びナトリウムが減少した有機相（この相は、燃料用途に利用され得る）への混合物の以降の分離を含む。このような工程は、廃棄物ストリーム（複数）中のナトリウム汚染を減少させるのに効率的であり得るが、これらの工程は、望ましくなく大量の酸性廃棄物ストリーム（複数）を生成することができ、酸性の燃料生成物をもたらすことができ、これは潜在的に腐食及び望ましくない分解／汚れ（ｆｏｕｌｉｎｇ）に対する敏感性をもたらす。

【0022】

本開示によれば、硫酸のような無機酸よりはまたは無機酸の他に、二酸化炭素が「有機ストリーム」（実施形態では、ＰＯＳＭ廃棄物ストリーム、または以後にさらに記載されるように希釈されたＰＯＳＭ廃棄物ストリームであり得る）を処理するための便利な製剤として利用される。これにのみ限定されず、上記二酸化炭素は、上記有機廃棄物ストリームと接触する前に水相に組み合わせられ得るか、上記二酸化炭素は、上記有機廃棄物ストリーム及び水の混合物と組み合わせられ得る。実施形態において、本明細書に開示された二酸化炭素処理は、従来の無機酸処理に代替する。他の実施形態において、本開示による二酸化炭素処理は、従来の無機酸処理と組み合わせて（例えば、この処理の後に）利用される。

【0023】

本明細書においてプロピレンオキシド及びスチレンモノマーの同時−製造の間に生成された廃棄物ストリームを改良するためのシステムが開示される。ＰＯＳＭ工程中に生成された廃棄物ストリームを改良するためのシステムは、本開示の実施形態によるＰＯＳＭ廃棄物ストリームの改良を行うためのシステムＩの概路図である図１を参照して、これから説明されるであろう。システムＩは、減少する灰分（例えば、ナトリウム）含有量を有するストリームの供給源５、１つ以上の混合デバイス２５、及び１つ以上の分離デバイス３５を含む。図１の実施形態において別個のデバイスとして示されているが、いくつかの実施形態において、混合デバイス２５及び分離デバイス３５が単一のミキサー／分離器デバイスに提供され得る。ライン１０は、上記減少する灰分含有量を有するストリームの供給源５と上記１つ以上の混合デバイス２５を流体的に連結する（または含む）ことができる。１つ以上のライン２０は、二酸化炭素ガス供給源からライン１０内に二酸化炭素ガスが導入されるように構成され得る。代替的にまたは追加的に、ライン２０は、二酸化炭素ガス供給源から混合デバイス２５内に二酸化炭素ガスが直接導入されるように構成され得る。１つ以上のライン１５は、炭酸水供給源から有機相流入ライン１０内に炭酸水が導入されるように構成され得る。代替的にまたは追加的に、ライン１５は、炭酸水供給源から混合デバイス２５内に炭酸水が直接導入されるように構成され得る。ライン１４は、有機相流入ライン１０内に水（「水相」）を導入するために構成され得、それによって水及び有機相の混合物が組み合わせミキサー流入ライン１２を介して混合デバイス２５内に導入され得る。代替的にまたは追加的に、水流入ライン１４は、水が混合デバイス２５内に直接導入されるように構成され得る。

【0024】

ライン３０は、混合デバイス２５を分離デバイス３５と流体的に連結することができ、それによって、混合デバイス２５で有機廃棄物ストリーム、水、及び二酸化炭素の組み合わせを介して生成された混合物が分離デバイス３５内に導入され得る。ガス排出ライン４５は、分離デバイス（複数）３５と流体的に連結され得、分離デバイス（複数）３５からガス（例えば、二酸化炭素）の除去のために構成され得る。ガス排出ライン４５は、ガス、例えば、二酸化炭素を処理しかつ／または再循環させるように構成されたガス処理及び再循環ユニットを有する分離デバイス３５を、混合デバイス（複数）２５に流体的に連結することができる。実施形態において、本システムは、混合デバイス２５内への導入のために上記二酸化炭素及び／または他の再循環ガスを圧縮するように構成された圧縮機を含み得る。有機相排出ライン４０は、分離デバイス（複数）３５と流体的に連結され得、上記供給源ストリーム５の灰分含有量と比較して減少した灰分含有量を有する処理された有機ストリームを分離デバイス（複数）３５から除去するように構成され得る。水相排出ライン５０は、分離デバイス（複数）３５と流体的に連結され得、そこから灰分富化水相を除去するように構成され得る。水相排出ライン５０は、水を処理しかつ／または再循環させるように構成された廃水処理及び／または再循環ユニットを有する分離デバイス（複数）３５を、例えば、混合デバイス（複数）２５に流体的に連結することができる。

【0025】

システムＩは、二相システムまたは三相システムとして作動可能である。実施形態において、本システムは、有機相及び水相で作動可能である。実施形態において、気相も存在する。

【0026】

また、本明細書にプロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造のためのＰＯＳＭ工程において形成されたもののような、重質残留物中の灰分（例えば、ナトリウム）含有量を減少させる方法が開示される。本方法は、以下のことを含む：（ａ）有機ストリームを水及び二酸化炭素と接触させることであって、それによって上記有機ストリームからナトリウムが抽出される、こと；及び（ｂ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相から水性のナトリウム塩−含有スラリー相を分離すること。実施形態において、上記有機ストリームは、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成される重質の残留物である。このような方法は、本開示の実施形態によるＰＯＳＭ廃棄物ストリームの改良を行うためのシステムの概路図である図１を参照してこれから説明されるであろう。処理されるＰＯＳＭ廃棄物ストリームは、有機相流入ライン１０を介してＰＯＳＭ廃棄物ストリーム供給源５から混合デバイス２５内に導入される。ＰＯＳＭ廃棄物ストリームは、灰分含有（例えば、ナトリウム含有）廃棄物ストリームを提供するために当業者に公知された任意のＰＯＳＭ工程を介して製造され得る。

【0027】

脱灰分化される「高」灰分含有量を有する有機ストリームは、約５００ｐｐｍ〜約１０，０００ｐｐｍの灰分、約７００ｐｐｍ〜約１０，０００ｐｐｍの灰分、または約１０００ｐｐｍ〜約５０００ｐｐｍの灰分を含み得る。実施形態において、上記灰分は、約９７％、９８％または９９％以上のナトリウムを含む。上記灰分は、これにのみ限定されず、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、及びＫのような少量の他の金属をさらに含み得る。脱灰分化される「高」灰分含有量を有する有機ストリームは、約５００ｐｐｍ〜約１０，０００ｐｐｍのナトリウム、約７００ｐｐｍ〜約１０，０００ｐｐｍのナトリウム、または約１０００ｐｐｍ〜約５０００ｐｐｍのナトリウムを含み得る。実施形態において、脱灰分化される有機ストリームは、約５００、７５０、１０００、２５００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、または１０，０００ｐｐｍ以上のナトリウムを含む。

【0028】

実施形態において、上記有機ストリームは、上記有機相と水相との間の分離を向上させるために、異なる有機物質または有機物質の混合物で改質されて望ましい粘度及び／または密度を獲得する。実施形態において、上記有機相の粘度は、２０ｃＰ未満、１０ｃＰ未満、または２ｃＰ未満である。実施形態において、上記有機相の密度は、１．０ｇ／ｃｃ未満、０．９７５ｇ／ｃｃ未満、または０．９５ｇ／ｃｃ未満である。

【0029】

実施形態において、ＰＯＳＭ工程の上記重質残留物は、これにのみ限定されず、脂肪族または芳香族基を含むもののような、１つ以上の他の有機化合物との組み合わせによって希釈され、二酸化炭素との接触の前に上記有機ストリームを形成する。実施形態において、上記１つ以上の他の有機化合物は、エチルベンゼン、トルエン、クメン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンなど、またはこれらの組み合わせを含む。実施形態において、上記重質残留物は、上記有機ストリームと二酸化炭素の接触の前にエチルベンゼンと組み合わせられる。実施形態において、上記重質残留物と上記１つ以上の他の有機化合物（例えば、エチルベンゼン）との間の重量比は、約１：１０重量比（ｗｔ／ｗｔ）〜約２：１重量比（ｗｔ／ｗｔ）、約１：１０重量比（ｗｔ／ｗｔ）〜約１：１重量比（ｗｔ／ｗｔ）、または約１：８重量比（ｗｔ／ｗｔ）〜約２：１重量比（ｗｔ／ｗｔ）の範囲であり得る。

【0030】

本明細書に開示された方法によれば、上記有機ストリームは、二酸化炭素と接触される。実施形態において、上記脱灰分化される有機相は、上記分離ステップの前に上記二酸化炭素及び水（及び／または炭酸水）と完全に混合される。上記二酸化炭素及び水は、同時に（例えば、炭酸水として）添加され得るか、または有機相に別に添加され得る。上記二酸化炭素と水の添加順序は、重要ではないかもしれない。実施形態において、上記接触は，比較的温和な条件で行われる。接触条件は、２０℃〜１００℃、４０℃〜９０℃、５℃〜９０℃、１５℃〜７０℃、または２０℃〜６０℃の範囲の温度を含み得る。上記有機廃棄物ストリームと二酸化炭素との接触は、周囲圧力または周囲圧力超で行われ得る。上記接触は、周囲温度で効果的であり得るが、ナトリウム除去の効率は、周囲温度より高いまたは低い温度で維持され得るか、さらに増加し得る。実施形態において、接触及び分離は、単一の容器内で行われ、上記二酸化炭素、水、及び／または炭酸水は、脱灰分化される有機相と共に上記分離容器内に直接添加される。

【0031】

実施形態において、接触は、上記二酸化炭素を水と組み合わせてＣＯ_２−飽和された水ストリームを形成させること、及び上記ＣＯ_２−飽和された水ストリームを上記有機ストリームと接触させることを含む。例えば、実施形態において、炭酸水は、炭酸水供給源またはストリームを生成するために二酸化炭素ガスと水の接触を介して形成され、これは炭酸水ライン１５を介する導入を介してライン１０内のＰＯＳＭ廃棄物ストリームと組み合わせられる。実施形態において、炭酸水ライン１５の炭酸水及び有機相流入ライン１０を介して導入されたＰＯＳＭ廃棄物は、組み合わせミキサー流入ライン１２を介して混合デバイス２５内に導入され得る。代替的な実施形態において、脱灰分化される有機相及び炭酸水は、有機相流入ライン１０及び炭酸水流入ライン１５を介して混合デバイス２５内に個別的に導入される。

【0032】

実施形態において、脱灰分化されるＰＯＳＭ廃棄物及び水を含む有機相は、約１：１〜約１０：１、約１：１〜約８：１、または約１：１〜約５：１の範囲の体積比で混合デバイス２５内に存在する。

【0033】

実施形態において、炭酸水流入ライン１５を介して混合デバイス２５内に導入された炭酸水ストリームは、二酸化炭素飽和された水ストリームを含む。ＣＯ_２−飽和された水ストリーム内の二酸化炭素の濃度は、実施形態において、温度、圧力、または上記両方を制御することによって制御され得る。圧力は、約大気圧〜約５００ｐｓｉ、約大気圧〜約１００ｐｓｉ、約１０ｐｓｉ〜約５０ｐｓｉ、または約２０ｐｓｉ〜約４０ｐｓｉの範囲であり得る。温度は、約５℃〜約９０℃、約１５℃〜約７０℃、または約２０℃〜約６０℃の範囲であり得る。実施形態において、温度は、周囲温度である。実施形態において、温度は、室温である。実施形態において、室温未満の温度、より高い圧力、または上記両方がＣＯ_２−飽和された水ストリーム内の二酸化炭素の量を増加させるために利用される。炭酸水ストリームと有機相との接触は、並流式または逆流式で行われ得る。

【0034】

混合デバイス２５は、液体−液体接触器を含み得るが、その中で炭酸水（炭酸水流入ライン１５及び混合デバイス流入ライン１２を介して導入されるか、混合デバイス２５に内直接導入される）が有機相（有機相流入ライン１０及び混合デバイス流入ライン１２を介して導入されるか、または混合デバイス２５内に直接導入される）と接触するようになる。液体−液体接触器は、これにのみ限定されず、ミキサー−デカンター、液体−液体抽出器、ミキサー−分離器デバイス、及びこれらの組み合わせを含む。

【0035】

実施形態において、本方法は、上記有機ストリームと水（または「水相」）を組み合わせて混合物を形成させること、及び上記二酸化炭素をガスとして上記混合物内に注入することを含む。例えば、実施形態において、上記有機相は、水と組み合わせられ、二酸化炭素ガスは、例えば、二酸化炭素流入ライン２０を介して導入される。実施形態において、水は、例えば、水流入ライン１４を介して有機相流入ライン１０中の上記有機相と組み合わせられて、混合デバイス流入ライン１２を介して混合デバイス２５内に導入される上記有機相及び水の混合物を提供する。実施形態において、水は、水流入ライン１４を介して混合デバイス流入ライン１２内に導入される。実施形態において、水は混合デバイス２５内に直接導入される。

【0036】

二酸化炭素は、純粋な二酸化炭素及び／または約５０体積パーセント超の二酸化炭素を含む他のガスからなる群から選択されたガスによって提供され得る。実施形態において、約５０体積パーセント超の二酸化炭素を含むガスは、煙道ガスである。煙道ガスは、約７０体積パーセントを超える二酸化炭素を含み得る。実施形態において、二酸化炭素は、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、または９９体積パーセント超の二酸化炭素を含むガスによって提供される。

【0037】

二酸化炭素ガスは、バブリングされるか、スパージされるか、他に有機相及び水を含む混合物内に導入され得る。例えば、混合デバイス２５は、スパージャー（ｓｐａｒｇｅｒ）を含み得るが、これを通して二酸化炭素ガスバブルが有機相及び水相の混合物内に導入される。実施形態において、上記二酸化炭素ガスは、上記有機相及び水相の合計質量の約１重量％〜約９０重量％、上記有機相及び水相の合計質量の約１０重量％〜約４０重量％、または上記有機相及び水相の合計質量の約１０重量％〜約２５重量％を提供する流量で注入される。上記二酸化炭素ガスは、約大気圧以上の圧力で上記有機相及び水相と接触され得る。

【0038】

上述のように、上記有機相と二酸化炭素との接触後、生成された混合物は分離デバイス３５を介して非混和性相に分離される。ナトリウム塩及び灰分は、水相に可溶化され得る。具体的には、分離は、ナトリウム−含有水相及び上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を有する有機相を提供し、ここで、上記減少したナトリウム含有量は、水の添加または希釈のみに予想されるものより低い。図１に示されたような実施形態において、混合デバイス２５において、（上記有機相と炭酸水との接触、二酸化炭素ガスと有機相及び水の混合物との接触、または上記両方を介して）上記有機相と水及び二酸化炭素との接触後、上記混合物は、１つ以上の分離デバイス３５内に導入される。図１に示されたように、混合物排出ライン３０は、上記接触から生成された混合物を分離デバイス３５内に導入することができる。上述のように、実施形態において、分離デバイス３５は、混合デバイス２５内の分離ゾーンであり得るか、または同じ容器であり得る。すなわち、上記二酸化炭素と有機相との接触／混合、及び水相からの有機相の分離は、実施形態において、単一の装置またはデバイス内で発生し得る。分離は、非混和性ナトリウム−含有水相及び減少したナトリウム含有量を有する有機相を提供する条件下で行われる。

【0039】

分離デバイス３５は、抽出された灰分（例えば、ナトリウム）を含有する水相から減少したナトリウム含有量を有する有機相（すなわち、脱灰分化された有機相）を分離するように作動可能である。より低い／減少した灰分含有量を有する処理された有機ストリームは、改良されたまたは「処理された」ＰＯＳＭ廃棄物ライン４０を介して分離デバイス３５から抽出され得る。増加した灰分を含む水相は、水相排出ライン５０を介して分離デバイス３５から排出される。水相は、当業者に公知されているように、廃水処理、再循環などのために移送され得る。相分離温度は、圧力のような作動条件に応じて変動し得る。実施形態において、分離は、約１５℃〜約８５℃、約２０℃〜約８５℃、約２０℃〜約７０℃、約２５℃〜約７０℃、または約３０℃〜約６０℃の範囲の温度で行われ得る。実施形態において、上記相分離は、上記接触／混合よりも高い温度で行われる。より高い相分離温度の利用は、実施形態において、有機相及び水相からの二酸化炭素ガスの分離を向上させることができる。

【0040】

処理された「減少した灰分」有機相は、約２５０、１５０、または１００ｐｐｍ未満のナトリウム含有量を含み得る。実施形態において、「減少した」ナトリウム含有量は、上記脱灰分化される有機相と同等量の水を単純に（すなわち、二酸化炭素が欠けている同じ方法を介して）接触させることから予想されるナトリウム含有量より少なくとも５０、６０、または７５％少ないナトリウム含有量を含む。実施形態において、脱灰分化された有機相は、処理前の有機相のナトリウム含有量より９０、９２．５、または９５％少ないナトリウム含有量を含む。処理された「減少した灰分」有機相は、約２５０、１５０、または１００ｐｐｍ未満の灰分含有量を含み得る。実施形態において、「減少した」灰分含有量は、上記脱灰分化される有機相と同等量の水を単純に（すなわち、二酸化炭素が欠けている同じ方法を介して）接触させることから予想される灰分含有量より少なくとも５０、６０、または７５％少ない灰分含有量を含む。実施形態において、脱灰分化された有機相は、処理前の有機相の灰分含有量より９０、９２．５、または９５％少ない灰分含有量を含む。

【0041】

実施形態において、分離は、異なる重力−駆動方法（これにのみ限定されず、例えば、デカンテーションを介する重力分離）を介して、または分離を向上させる強制方法（これにのみ限定されず、例えば、遠心分離）を介して、またはこれらの組み合わせ（これにのみ限定されず、例えば、コアレッサ（ｃｏａｌｅｓｃｅｒ））を介して行われ得る。実施形態において、分離を向上させることができる、脱−乳化剤のような、特定の化合物が上記分離作用と共に使用される。

【0042】

実施形態において、上記分離は、デカンテーションのような重力−駆動相分離によって行われる。デカンテーションにおいて、混合物排出ライン３０内の混合した水性／二酸化炭素／残留物ストリームは、相分離が起こる、デカンターユニット分離デバイス５０内に導入され得る。実施形態において、重力駆動相分離は、ナトリウム塩−含有水相及び減少したナトリウム含有量を有する有機相を提供することができる。デカンテーションのために、デカンターの体積は、特定の流量で相分離が起こるのに適した滞留時間を提供すべきである。

【0043】

実施形態において、組み合わせられた混合／分離容器は、周期的に混合または撹拌され、次いで、撹拌が止められ、相は所定の時間にかけて分離されるように許容される。例えば、上記水相と有機相との混合物は、二酸化炭素ガスで周期的にスパージされるか、または炭酸水と有機相との混合物は（例えば、撹拌機を介して、循環ループ（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｌｏｏｐ）の周りの循環を介して、または他の手段）周期的に撹拌され得る。次いで、相分離が達成されるまで、上記相は、所定の時間、例えば、１、２、３、または４時間、またはその以上、最大１または２日またはその以上分離されるように許容され得る。一応分離が達成されると、水性層は排水され得、脱灰分化された中性有機相は残るようになる。代替的に、改良された有機相（ナトリウムが減少した上部層）は、上記容器の上部から抽出されるかデカンテーションされて、上記ナトリウム−濃縮された水性（底）層が残るようになる。

【0044】

実施形態において、本方法は、二酸化炭素、キャリアガス（例えば、窒素のような不活性ガス）、または上記両方を含むガスを分離することをさらに含む。例えば、ガス排出ライン４５は、分離デバイス３５からガスを抽出するように作動可能である。分離されたガスは、処理及び／または再循環し得る。例えば、分離デバイス３５から抽出された二酸化炭素ガスは、実施形態において、混合デバイス２５に再循環し得る。

【0045】

本方法は、さらに減少した灰分及び／またはナトリウム含有量を有する有機相を得るために、上記有機相と二酸化炭素との接触、上記水相と上記有機相の分離、または上記接触及び上記分離の両方を１回以上繰り返すことをさらに含み得る。例えば、改良されたＰＯＳＭ廃棄物ストリーム排出ライン４０を介して分離デバイス３５から抽出された処理された有機相は、例えば、有機相流入ライン１０を介して混合デバイス２５に再循環し得る。

【0046】

実施形態において、本方法は、上記有機相の灰分及び／またはナトリウム含有量をさらに減少させるために、上記有機相を１つ以上のイオン交換「研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）」ステップに適用させることをさらに含む。上記有機相をイオン交換に適用することは、上記有機相をカチオン交換に適用することを含み得る。イオン交換は、当業者に公知された任意のイオン交換を介して行われ得る。例えば、実施形態において、イオン交換は、スルホン酸基を含むイオン交換樹脂で行われる。イオン交換は、天然または合成のイオン交換媒体を利用して行われ得る。実施形態において、上記イオン交換は、ポリマー樹脂、ゼオライト、粘土、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたイオン交換樹脂で行われる。例えば、実施形態において、酸性形態のゼオライト及び／または層状物質、例えば、粘土は有効なイオン交換媒体を提供することができる。

【0047】

「さらに減少した」灰分含有量を有する有機相は、約１００、５０、または１０ｐｐｍ未満の灰分含有量を含み得る。実施形態において、「さらに減少した」灰分含有量は、脱灰分化される有機相と同等量の水を単純に接触させることから予想される灰分含有量より少なくとも５０、６０、または７５％少ない灰分含有量を含む。実施形態において、さらに脱灰分化された有機相は、処理前の有機相の含有量より９５、９７．５、または９９．０％未満の灰分含有量を含む。実施形態において、「さらに減少した」ナトリウム含有量を有する有機相は、約１００、５０、１０、または１ｐｐｍ未満のナトリウム含有量を含み得る。実施形態において、「さらに減少した」ナトリウム含有量は、脱灰分化される有機相と同等量の水を単純に接触させることから予想されるナトリウム含有量より少なくとも少なくとも５０、６０、または７５％少ないナトリウム含有量を含む。実施形態において、「さらに減少した」ナトリウム含有量は、処理前の有機相のナトリウム含有量の９５、９７．５、または９９．０％未満のナトリウム含有量を含む。

【0048】

実施形態において、本方法は、連続的に行われる。実施形態において、処理／脱灰分化される有機ストリームの上記接触、増加した灰分水相からの灰分が減少した有機相の上記分離、または上記両方は連続的に行われる。

【0049】

実施形態において、減少した灰分含有量を有する（及びＰＯＳＭ工程で形成された重質有機成分を含む）脱灰分化された有機相は、さらなる処理なしで改良された燃料ストリームとして使用される。実施形態において、上記減少したナトリウム含有量を有する有機相は、さらに処理される。

【0050】

脱灰分化された有機相の選択的なさらなる処理
実施形態において、減少したナトリウム含有量を有する脱灰分化された有機相の少なくとも一部は、クラッキング（ｃｒａｃｋｉｎｇ）によってさらに改良されてスチレンモノマーを生成する。このような実施形態において、これにのみ限定されず、ｐ−トルエンスルホン酸のような相溶性酸触媒が有機相に添加され得、生成された混合物は、昇温でクラッキングされて１−フェニルエタノール及びスチレンモノマーを形成することができる。実施形態において、１−フェニルエタノール及びスチレンモノマーは、残留重質物質から蒸留によって分離される。クラッキングの条件は、当業界に公知されており、これにのみ限定されず、軽質物質の蒸発に適した、７０℃〜３００℃、１２０℃〜２２０℃、または７０℃〜２２０℃の範囲の温度、及び大気圧未満、例えば、１００ｍｍＨｇ（１．９ｐｓｉ）〜４００ｍｍＨｇ（７．７ｐｓｉ）の圧力を含む。

【0051】

実施形態において、脱灰分化された有機相の少なくとも一部は、揮発性オーバーヘッド分画として上記ストリームの一部分を分離するために、薄膜（ｗｉｐｅｄ ｆｉｌｍ）蒸発に適用される。実施形態において、このようなオーバーヘッド分画は（上述のように）、昇温でクラッキングされてスチレンモノマーを生成する。実施形態において、揮発性オーバーヘッドストリームは、上記ＰＯＳＭ工程（そこから、脱灰分化されるＰＯＳＭ廃棄物が生成された）に利用される上記１−フェニルエタノール脱水ステップを直接的に経るようになり、それによって上記揮発性オーバーヘッドの成分は、上記１−フェニルエタノール脱水のために利用される上記条件でスチレンモノマーに転換される。

【0052】

上記脱灰分化された有機相の選択的なさらなる処理からの生成物１−フェニルエタノール及びスチレンモノマーは、全体ＰＯＳＭ工程を介して得られる所望の生成物の増加した収率を示すことができる。また、選択的な改良／さらなる処理からの重質物質は、その低いナトリウム含有量のため、改良された燃料として使用され得る。

【0053】

脱灰分化されるＰＯＳＭ廃棄物ストリームの生産
実施形態において、本方法は、本明細書で開示されたシステム及び方法に従って改良／脱灰分化されるＰＯＳＭ廃棄物ストリームを、ＰＯＳＭプロセスを介して、生成することをさらに含む。ＰＯＳＭ工程は、当業界に広く公知されており、本開示のシステム及び方法を介して処理される廃棄物ストリームは、任意の公知されたＰＯＳＭ工程を介して製造され得る。例えば、ＰＯＳＭ工程は、米国特許第３，３５１，６３５号；第３，４３９，００１号；第４，０６６，７０６号；第４，２６２，１４３号；及び第５，２１０，３５４号に開示されており、これらの各々の開示内容は、本開示に反しないすべての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。

【0054】

脱灰分化されるＰＯＳＭ廃棄物ストリームが生成されるＰＯＳＭの実施形態において、エチルベンゼンは、公知された技術に従って、昇温で分子酸素と反応してエチルベンゼンヒドロペルオキシドを形成する。酸化速度及び選択性を向上させるために、少量のアルカリが酸化混合物に組み込まれ得る。実施形態において、エチルベンゼンヒドロペルオキシドは、続いてプロピレンと反応してプロピレンオキシド及び１−フェニルエタノールを形成する。エポキシ化反応混合物は苛性洗浄され、その中に含有された物質を分離させるために一連の蒸留に適用され得る。実施形態において、反応混合物は、より重い成分から未反応プロピレンオーバーヘッドを分離するために蒸留される。分離されたプロピレンは、エポキシ化ステップに再循環し得る。実施形態において、上記より重い成分は、選択的に苛性洗浄後に再循環し得る、生成物プロピレンオキシド、生成物１−フェニルエタノール、及び未反応エチルベンゼンを分離するために一連の蒸留で、選択的に苛性洗滌後に、さらに蒸留される。１−フェニルエタノールストリームは、脱水してスチレンモノマーを生成することができる。実施形態において、このような分離工程などによって生成された重質有機ナトリウム含有低価値生成物ストリームは、有機相流入ライン１０を介して混合デバイス２５内に導入されるＰＯＳＭ廃棄物ストリームとして利用され、それによって上記ナトリウム−含有重質残留物は、上記ストリームを改良（例えば、脱灰分）するために上述のように処理される。

【0055】

実施形態において、上記プロピレンオキシド／スチレンモノマー工程からの上記重質有機残留物ストリームは、これにのみ限定されず、９０ｇ／ｍｏｌ、９４ｇ／ｍｏｌ、２００ｇ／ｍｏｌ、２１５ｇ／ｍｏｌ、または２２５ｇ／ｍｏｌ以上の分子量を有することができる、酸素化したアリール化合物を主に含む。実施形態において、上記プロピレンオキシド／スチレンモノマー工程からの上記重質有機残留物ストリームは、酸素化したアリール化合物を含む。実施形態において、上記プロピレンオキシド／スチレンモノマー工程からの上記重質有機残留物ストリームは、主として酸素化したアリール化合物を含む。実施形態において、上記プロピレンオキシド／スチレンモノマー工程からの上記重質有機残留物ストリームは、少なくとも２０、３０、４０、または５０重量％の酸素化したアリール化合物を含む。実施形態において、上記脱灰分化される有機ストリームは、約０．２５重量％（２，５００ｐｐｍ）、０．３重量％（３，０００ｐｐｍ）、０．４重量％（４，０００ｐｐｍ）、０．５重量％（５，０００ｐｐｍ）、０．７５重量％（７，５００ｐｐｍ）、または１．０重量％（１０，０００ｐｐｍ）以上の等しい灰分を含む。上記灰分は、主にナトリウムを含み得る。実施形態において、上記脱灰分化される有機ストリームは、約０．２５重量％（２，５００ｐｐｍ）、０．３重量％（３，０００ｐｐｍ）、０．４重量％（４，０００ｐｐｍ）、０．５重量％（５，０００ｐｐｍ）、０．７５重量％（７，５００ｐｐｍ）、または１．０重量％（１０，０００ｐｐｍ）以上のナトリウムを含む。

【0056】

本開示のシステム及び方法は、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成されたもののような、重質残留物から灰分を除去することを提供する。本開示の工程は、重質残留物と二酸化炭素及び水を接触させること、その結果生成された混合物をナトリウム塩含有水相及び減少したナトリウム含有量を有する有機相に分離させることを含む。開示されたシステム及び方法は、二酸化炭素が存在しないシステム及び方法に比べて有機相からのナトリウムの向上した除去を可能にし、有機ストリームの特性を制御するために、従来の酸及び／または添加溶媒の利用せずに、または減少した使用頻度（ｕｓａｇｅ）でナトリウム除去を可能にする。

【0057】

以下の実施例は、本開示のシステム及び方法を単に説明するためのものにすぎない。当業者は、本開示の思想及び特許請求の範囲内にある多くの変形を認識するであろう。

【実施例】

【0058】

実施例１：本開示による有機廃棄物ストリームの単一処理
本開示による廃水ストリーム処理の効果を研究するための実験を行った。この実施例において、約４０００ｐｐｍのナトリウムを含有する２リットルの塩基性プロピレンオキシド／スチレン工程廃棄物ストリームを２リットルのエチルベンゼンで希釈（その結果生成された有機相中のナトリウムは、約２０００ｐｐｍである）し、４リットルの水と混合した。工程廃棄物ストリームは、メチルベンジルアルコール、２−フェニルエタノール、及びこのエーテルの混合物を含み、高分子量成分を含有した。希釈された混合物を二酸化炭素パージング（ｐｕｒｇｉｎｇ）のための再循環ループ（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｌｏｏｐ）及びディップチューブが備えられた５ガロン容器で組み合わせた。次いで、容器を二酸化炭素にパージングし、最大３０ｐｓｉの二酸化炭素圧力で加圧した。混合物を、約１分間上記再循環ループを通して液体を循環させることにより、周期的に（１時間の間隔で３回）混合した。４時間後、混合物を４時間分離するように許容し、水性層を上記容器から排水させ、約２５０ｐｐｍのナトリウムを含有する中性の有機相を提供した。この実施例は、本開示による単一処理が相当なナトリウム減少（本場合では約４０００ｐｐｍ〜約２５０ｐｐｍ）を提供することができることを示す。

【0059】

実施例２：本開示による有機廃棄物ストリームの二重処理
約２５０ｐｐｍのナトリウムを含有する、実施例１から生成された有機相を実施例１と同様にして新鮮な水及び二酸化炭素と混合することにより、本開示に従って再び処理した。上記処理は、約１０ｐｐｍ未満のナトリウムを含有する有機相を生成させた。この実施例は、２次処理がナトリウムレベルのさらなる減少を提供したこと（本場合で約２５０ｐｐｍのナトリウム〜約１０ｐｐｍ未満のナトリウム）を示す。

【0060】

実施例３：本開示による有機廃棄物ストリームの３ステップ処理
約２５０ｐｐｍのナトリウムを含有する、実施例１の２リットルの有機相を４グラムのレバチット（ＬＥＷＡＴＩＴ（登録商標））Ｋ２６２９イオン交換樹脂（中国、上海所在、ランクセス（ＬＡＮＸＥＳＳ）ケミカル社から入手可能）を含有するベッドに０．２５ｍＬ／分（ｍｉｎ）の流速で通過させて処理した。その結果生成された流出有機相は１ｐｐｍ未満のナトリウムを含有した。この実施例は、約１ｐｐｍ未満のナトリウム含有量を有する有機相を生成するために酸性形態のイオン交換樹脂を通して上記処理された供給物（ｆｅｅｄ）を通過させることによってナトリウムがさらに減少したことを示す。

【0061】

追加開示
上記に開示された特定の実施形態は、本開示が本明細書の教示の利点を有する当業者に明らかである、異なるが、同等の方式で変形および実施され得るので、単に例示的なものである。さらに、以下の特許請求の範囲に記載されたもの以外の、示された構造または設計の詳細事項に限定しようとする意図はない。したがって、上記に開示された特定の例示的な実施形態は、変更または修正が可能であり、このようなすべての変形は、本開示の範囲及び思想内で考慮されることが明らかである。実施形態（複数）の特徴を組み合わせ、統合及び／または省略することによって惹起される代替的な実施形態も本開示の範囲内にある。組成物及び方法は、様々な成分またはステップを「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、または「内包する（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」の広い用語で記述されるが、組成物及び方法はまた、様々な成分またはステップで「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」または「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ）」のであり得る。請求項の任意の構成要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）に関して「選択的に（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」という用語の使用は、当該構成要素が必要であること、または代替的に当該の構成要素が必要でないことを意味し、両方の代替は、請求項の範囲内にある。

【0062】

上記に開示された数値及び範囲は、いくらか異なる可能性がある。下限及び上限を有する数値範囲が開示されるたびに、当該範囲に属する任意の数値及び任意の内包された範囲が具体的に開示される。特に、本明細書に開示された（「約（ａｂｏｕｔ）ａ〜約（ａｂｏｕｔ）ｂ」、または同等に、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）ａ〜ｂ」、または同等に、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）ａ−ｂ」の形態の）すべての値の範囲は、より広い範囲の値以内に含まれるすべての数字と範囲を明示するものと理解されるべきである。また、本特許権者が明示的かつ明確に他に定義しない限り、特許請求の範囲の用語は、これらの明白な通常の意味を有する。さらに、特許請求の範囲で使用された、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、その導入構成要素が１つまたはその以上のことを意味するものと本明細書に定義される。本明細書及び１つ以上の特許またはその他の文書において単語または用語の使用に矛盾がある場合、本明細書と一致する定義が採択されるべきである。

【0063】

本明細書に開示された実施形態は、以下を含む：

【0064】

Ａ：以下のことを含む方法：（ａ）有機ストリームを水及び二酸化炭素と接触させることであって、それによって上記有機ストリームからナトリウムが抽出される、こと；及び（ｂ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相から水性のナトリウム塩−含有スラリー相を分離すること。

【0065】

Ｂ：以下のことを含む方法：（ａ）有機ストリームと水を含む混合物を二酸化炭素ガスと接触させること；及び（ｂ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相からナトリウム塩−含有水相を分離すること（ここで、上記有機ストリームは、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成される重質残留物である）。

【0066】

Ｃ：以下のことを含む方法：（ａ）有機ストリームとＣＯ_２−飽和された水ストリームを接触させること；及び（ｂ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相からナトリウム塩−含有水相を分離させること（ここで、上記有機ストリームは、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成される重質残留物である）。

【0067】

Ｄ：以下を含むシステム：（ａ）有機ストリームを水及び二酸化炭素と接触させ、それによって上記有機ストリームからナトリウムが抽出されるように構成された混合デバイス（ここで、上記有機ストリームは、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成される重質残留物である）；（ｂ）上記有機ストリームに比べて減少したナトリウム含有量を含む有機相からナトリウム塩−含有水相を分離するように構成された分離デバイス；及び（ｃ）ポリプロピレン及びスチレンモノマーを生産するように構成され、また、上記有機ストリームが生成される、ＰＯＳＭシステム。

【0068】

実施形態Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤのそれぞれは、以下の追加の構成要素中の１つ以上を有し得る：構成要素１：ここで、上記有機ストリームは、プロピレンオキシド及びスチレンの同時−製造において形成される重質残留物である。構成要素２：（ａ）における上記接触は、上記二酸化炭素を上記水と組み合わせてＣＯ_２−飽和された水ストリームを形成させること、及び上記ＣＯ_２−飽和された水ストリームを上記有機ストリームと接触させることを含む。構成要素３：（ａ）における上記接触は、並流式、逆流式、またはこれらの組み合わせで行われる。構成要素４：温度、圧力、または上記両方を制御することによって上記ＣＯ_２−飽和された水ストリーム中の二酸化炭素の濃度を制御することをさらに含む。構成要素５：上記圧力は、約大気圧〜約５００ｐｓｉ、約大気圧〜約１００ｐｓｉ、約１０ｐｓｉ〜約５０ｐｓｉ、または約２０ｐｓｉ〜約４０ｐｓｉの範囲である。構成要素６：上記温度は、約５℃〜約９０℃、約１５℃〜約７０℃、または約２０℃〜約６０℃の範囲である。構成要素７：上記温度は、周囲温度である。構成要素８：上記温度は、室温である。構成要素９：（ａ）における上記接触は、上記有機ストリームと上記水を組み合わせて混合物を形成させること、及び上記二酸化炭素をガスとして上記混合物内に注入することを含む。構成要素１０：上記二酸化炭素ガスを注入することは、上記二酸化炭素ガスを上記混合物にバブリングまたはスパージすることをさらに含む。構成要素１１：上記二酸化炭素ガスは、上記有機相及び水相の合計質量の約１重量％〜約９０重量％、上記有機相及び水相の合計質量の約１０重量％〜約４０重量％、または上記有機相及び水相の合計質量の約１０重量％〜約２５重量％を提供する流量で注入される。構成要素１２：（ａ）における上記接触は、約大気圧以上の圧力で行われる。構成要素１３：（ｂ）における上記分離は、二酸化炭素、キャリアガス、または上記両方を含むガスを分離することをさらに含む。構成要素１４：（ａ）の上記接触に上記分離されたガスの少なくとも一部を再循環させることをさらに含む。構成要素１５：（ａ）及び（ｂ）は、単一の装置で行われる。構成要素１６：以下のことをさらに含む：さらに減少したナトリウム含有量を有する有機相を得るために、（ａ）及び（ｂ）を上記有機相に対して１回以上繰り返すこと；上記有機相をイオン交換に適用すること；または上記両方。構成要素１７：上記有機相をイオン交換に適用することを含み、ここで、上記イオン交換は、カチオン交換を含む。構成要素１８：上記イオン交換は、スルホン酸基を含むイオン交換樹脂で行われる。構成要素１９：上記イオン交換は、天然または合成のイオン交換媒体で行われる。構成要素２０：上記イオン交換は、ポリマー樹脂、ゼオライト、粘土、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたイオン交換樹脂で行われる。構成要素２１：上記さらに減少したナトリウム含有量は、約１００、５０、または１０ｐｐｍ未満のナトリウム含有量を含む。構成要素２２：上記減少したナトリウム含有量は、約２５０、１５０、または１００ｐｐｍ未満のナトリウム含有量を含む。構成要素２３：上記有機ストリーム及び上記水は、約１：１〜約１０：１、約１：１〜約８：１、または約１：１〜約５：１の範囲の体積比で存在する。構成要素２４：（ａ）の上記接触、（ｂ）の上記分離、または上記両方は連続的に行われる。構成要素２５：（ｂ）の上記分離は、約１５℃〜約８５℃、約２０℃〜約７０℃、または約３０℃〜約６０℃の範囲の温度で行われる。構成要素２６：二相システムまたは三相システムを含み。構成要素２７：上記二酸化炭素は、純粋な二酸化炭素、約５０体積パーセント超の二酸化炭素を含む他のガス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたガスとして提供される。構成要素２８：上記約５０体積パーセント超の二酸化炭素を含むガスは、煙道ガスである。構成要素２９：上記煙道ガスは、約７０体積パーセント超の二酸化炭素を含む。構成要素３０：（ａ）の上記接触の少なくとも一部は、液体−液体接触器で発生する。構成要素３１：上記液体−液体接触器は、ミキサー−デカンター、液体−液体抽出器、ミキサー−分離器デバイス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。

【0069】

本開示の好ましい実施形態が示されて説明されたが、本開示の教示から逸脱せず、当業者によってその変形が行われ得る。本明細書に記述された実施形態は、単に例示的なものであり、限定するために意図されたものではない。本明細書に開示された本技術の多くの変形及び修正が可能であり、これらは本開示の範囲内である。

【0070】

上述の開示が完全に理解されれば、当業者には多数の他の修正、均等物、及び代替が明らかになるであろう。以下の特許請求の範囲は、適用可能なすべてのそのような修正、均等物、及び代替を含むものと解釈されるべきである。したがって、保護の範囲は、上記の説明によって限定されず、以下の特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲は、特許請求の範囲の主題のすべての均等物を含む。それぞれのそしてすべての請求項は、本開示の実施形態として本明細書に組み込まれる。したがって、特許請求の範囲はさらなる説明であり、本開示の詳細な説明に対する追加事項である。本明細書に引用されたすべての特許、特許出願、及び公開公報の開示は、本明細書に参照により組み込まれる。

【図1】