(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-29
(45)【発行日】2022-12-07
(54)【発明の名称】アルキレンオキシドの生産方法及び生産システム
(51)【国際特許分類】
C07D 301/32 20060101AFI20221130BHJP
C07D 303/04 20060101ALI20221130BHJP
B01D 3/14 20060101ALI20221130BHJP
B01D 3/40 20060101ALI20221130BHJP
【FI】
C07D301/32
C07D303/04
B01D3/14 A
B01D3/40
(21)【出願番号】P 2020529567
(86)(22)【出願日】2018-11-30
(86)【国際出願番号】 CN2018118506
(87)【国際公開番号】W WO2019105451
(87)【国際公開日】2019-06-06
【審査請求日】2020-07-28
(31)【優先権主張番号】201711241136.1
(32)【優先日】2017-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201711241161.X
(32)【優先日】2017-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201711237459.3
(32)【優先日】2017-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201711239603.7
(32)【優先日】2017-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】503191287
【氏名又は名称】中国石油化工股▲ふん▼有限公司
(73)【特許権者】
【識別番号】509128052
【氏名又は名称】中国石油化工股▲ふん▼有限公司上海石油化工研究院
【氏名又は名称原語表記】SHANGHAI RESEARCH INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY SINOPEC
【住所又は居所原語表記】NO.1658 PUDONG BEI ROAD,PUDONG NEW AREA,SHANGHAI 201208,CHINA
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】胡松
(72)【発明者】
【氏名】胡帥
(72)【発明者】
【氏名】楊衛勝
【審査官】柳本 航佑
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第04304639(US,A)
【文献】米国特許第04402794(US,A)
【文献】中国特許出願公開第102093316(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07D 301/32
C07D 303/04
B01D 3/00-3/42
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アルキレンオキシドを含有する粗製品流れと抽出剤流れを第1精留塔に入れて、アルキレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する第1流れを塔釜から得て、
アルキレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する第1流れを分離塔にて分離し、アルキレンオキシド製品流れを分離塔の上部から抜き出し、抽出剤を主に塔釜流れとして分離塔の下部から排出するステップを含むアルキレンオキシドの生産方法であって、
前記分離塔の供給位置より低いサイドラインから抽出剤とジオールの共沸物を含有する第2流れを抜き出すステップをさらに含む、ことを特徴とするアルキレンオキシドの生産方法。
【請求項2】
前記分離塔の操作条件は、温度20~95℃、圧力0.02~0.4MPaA、前記分離塔の理論段数15~80を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記分離塔の操作条件は、温度30~85℃、圧力0.10~0.32MPaA、前記分離塔の理論段数20~50を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
精留塔での抽出剤の組成分布に応じて、分離塔のサイドラインから前記第2流れを抜き出す位置が最後からの1~8番目のプレートにある、請求項2又は3に記載の方法。
【請求項5】
精留塔での抽出剤の組成分布に応じて、分離塔のサイドラインから前記第2流れを抜き出す位置が最後からの2~4番目のプレートにある、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記アルキレンオキシドはプロピレンオキシドであり、前記ジオールは1,2-プロパンジオールであり、前記サイドラインでの抜き出し位置は、温度100~175℃の位置であり、又は
前記アルキレンオキシドはブチレンオキシドであり、前記ジオールは1,2-ブタンジオールであり、前記サイドラインでの抜き出し位置は温度120~150℃の位置である、請求項2~5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】
前記アルキレンオキシドはプロピレンオキシドであり、前記ジオールは1,2-プロパンジオールであり、前記サイドラインでの抜き出し位置は、温度110~170℃の位置であり、又は
前記アルキレンオキシドはブチレンオキシドであり、前記ジオールは1,2-ブタンジオールであり、前記サイドラインでの抜き出し位置は温度125~145℃の位置である、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
抜き出された前記第2流れを冷却し、液液相分離を行って、主に抽出剤である軽質相と主にジオールである重質相をそれぞれ得て、次に、前記軽質相を前記分離塔に戻すステップをさらに含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記分離塔の塔釜流れの一部を第3流れとして抽出剤浄化器にて浄化し、気相又は気液混合物の軽質成分と液相重質成分をそれぞれ得て、前記気相軽質成分を前記分離塔に戻し、前記液相重質成分を後処理に導入するステップをさらに含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
前記第3流れは前記分離塔の塔釜流れの全量の2~20重量%である、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記抽出剤浄化器は蒸留塔又はリボイラーである、請求項9又は10に記載の方法。
【請求項12】
前記リボイラーはケトル式リボイラーである、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記抽出剤浄化器は、前記アルキレンオキシドと抽出剤を含有する流れを導入する前記分離塔の入口の下部から前記分離塔の塔底までの間に設けられる、請求項9~12のいずれか1項に記載の方法。
【請求項14】
塔釜流れの一部を分離塔の塔底リボイラーに送って加熱して再沸した後、分離塔に戻し、前記塔底リボイラーに入る流れの温度と前記抽出剤浄化器に入る流れの温度との差を5℃以下にするステップをさらに含む、請求項11~13のいずれか1項に記載の方法。
【請求項15】
前記塔底リボイラーに入る流れの温度と前記抽出剤浄化器に入る流れの温度との差を3℃以下にする、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記塔底リボイラーと前記抽出剤を浄化するためのリボイラーとの熱交換面積の比が、(5~2):1である、請求項14又は15に記載の方法。
【請求項17】
前記塔底リボイラーは、サーモサイフォンリボイラー、ケトル式リボイラー及び強制循環リボイラーのうちのいずれか1種である、請求項14又は15に記載の方法。
【請求項18】
第1流れ中、重量百分率基準で、前記抽出剤と前記アルキレンオキシドとの比率は(2~25):1である、請求項1に記載の方法。
【請求項19】
第1流れ中、重量百分率基準で、前記抽出剤と前記アルキレンオキシドとの比率は(3~13):1である、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記第1流れは、オレフィンのエポキシ化反応生成物を抽出精留した抽出生成物流れに由来する、請求項1~19のいずれか1項に記載の方法。
【請求項21】
アルキレンオキシドの生産システムであって、
1)下部にサイドライン抜き出し口が設けられた分離塔と、
2)前記分離塔の下部に設けられ、前記分離塔の塔底画分の一部を再沸して分離塔に戻す塔底リボイラーと、
3)前記分離塔のサイドライン抜き出し口に連通し、サイドライン抜き出し口から抜き出される画分を冷却して相分離する冷却器と、
4)前記分離塔の中央部又は下部に設けられ、前記分離塔の塔底画分の一部を受けて浄化し、そのうちの沸点が抽出剤よりも高い液相重質成分を除去し、主に抽出剤である気相又は気液混合相の軽質成分を得て、前記分離塔に戻す抽出剤浄化器と、を備えるアルキレンオキシドの生産システム。
【請求項22】
前記分離塔のプレート数が15~80枚であり、塔頂から塔釜へ計数すると、前記サイドライン抜き出し口の位置が、1~8番目のプレートにある、請求項
21に記載のシステム。
【請求項23】
前記サイドライン抜き出し口の位置が、2~6番目のプレートにある、請求項
22に記載のシステム。
【請求項24】
前記冷却器で冷却して相分離して得た軽質相を分離塔に戻し、重質相を外部へ排出する、請求項
21~
23のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項25】
前記抽出剤浄化器は、リボイラーである、請求項
21に記載のシステム。
【請求項26】
前記抽出剤浄化器は、ケトル式リボイラーである、請求項
25に記載のシステム。
【請求項27】
前記分離塔の塔底リボイラーと前記抽出剤浄化器との熱交換面積の比が、(5~2):1である、請求項
25又は
26に記載のシステム。
【請求項28】
前記分離塔のプレート数が15~80枚であり、塔頂から塔釜へ計数すると、前記抽出剤浄化器の供給位置が、最後からの0~4番目のプレートにある、請求項
25~
27のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項29】
前記抽出剤浄化器の供給位置が、最後からの0~2番目のプレートにある、請求項
28に記載のシステム。
【請求項30】
前記抽出剤浄化器の供給位置は、前記塔底リボイラーの供給位置よりも0~4枚のプレート分より高い、請求項
28又は
29に記載のシステム。
【請求項31】
前記抽出剤浄化器は配管を介して前記分離塔に連通する、請求項
21及び
25~
30のいずれか1項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
〔技術分野〕
本発明は、アルキレンオキシドの生産方法、及びこの方法を用いたアルキレンオキシドの生産システムに関する。
【0002】
〔背景技術〕
1,2-ブチレンオキシド(BO)は、エチレンオキシド(EO)及びプロピレンオキシド(PO)との同系物であり、分子式がC4H8O(CAS番号:106-88-7)であり、三員環状構造を持つ物質であり、化学的性質が活発であり、主にポリエーテルポリオールモノマーやその他の合成材料の中間体として使用される。1,2-エチレンオキシドは、発泡プラスチック、合成ゴム、非イオン性界面活性剤などの製造にも使用でき、また、ニトロラッカーの希釈剤としてアセトンの代わりに使用でき、さらに、クロマトグラフィー分析の標準物質としても使用できる。
オレフィンエポキシドとしてのブテンオキシドは、エチレンオキシドやプロピレンオキシドと比較して、分子構造に-CH2-官能基の数が多く、モノマーとしてポリエーテルポリオールを合成する場合、その生成物は疎水性に優れているため、要求の厳しい特定の建物や設備の外面の防水コーティングに特に適している。また、ブチレンオキシドをモノマーとして共重合して合成したポリウレタン材料は、耐寒性に優れており、特に気候の寒い地域に適している。
【0003】
アルキレンオキシド製品は、水、アルデヒド、異性体に対して厳しい要件があり、水は、ポリマーの水酸基価と発泡特性に影響し、アルデヒドは、製品に臭いを放出させ、人々の健康に影響を与え、異性体は、重合長鎖のエンドキャッピング剤であり、このため、国家標準及び企業標準には、製品の純度が厳しく要求される。
【0004】
BASF企業標準では、1,2-ブチレンオキシドの合格品に要求される品質と純度の要件は、ブチレンオキシド99.5%以上、ブチレンオキシド異性体0.2%以下、総アルデヒド0.05%以下、水0.03%以下である。
【0005】
1,2-ブチレンオキシドの高質品に要求される品質と純度の要件は、ブチレンオキシド99.9%以上、ブチレンオキシド異性体0.1%以下、総アルデヒド0.015%以下、水0.005%以下である。
【0006】
反応によって生成された粗製アルキレンオキシドには、通常、水、メタノール、アセトン、ギ酸メチルなどの不純物が含まれており、これらの不純物は、アルキレンオキシドと共沸物を形成するか、相対揮発度が1に近いため、通常の精留でアルキレンオキシド製品の基準に到達することは困難である。アルキレンオキシドの精製は、一般に、抽出剤としてC7~C20の直鎖及び分岐鎖の炭化水素類及び/又はジオール類を使用する。経済性の観点から、アルキレンオキシドの精製プロセスでは、C8の直鎖アルカンと分岐鎖アルカンの混合物を抽出剤として使用する。抽出剤を添加すると、アセトアルデヒド、水、メタノール、ギ酸メチルのアルキレンオキシドに対する相対揮発度が大きくなり、アセトアルデヒド、水、メタノール、ギ酸メチルが塔頂から除去され、抽出剤がリサイクルされる。
【0007】
ブテンのエポキシ化反応生成物には、主に1,2-ブチレンオキシド及びその異性体、たとえば、1,4-ブチレンオキシド、2,3-ブチレンオキシド、イソブチレンオキシドが含まれ、ブチレンオキシドの精製プロセスでは、水の存在により、必然的に、1,2-ブチレンオキシド及びその異性体が加水分解されて、1,2-ブタンジオールと対応するジオールが生成され、そして、加水分解反応は経時的に進行し続ける。
【0008】
抽出剤中のジオールが分離除去されない場合、それは蓄積し続け、循環抽出剤中のジオール含有量が高すぎるようになり、抽出剤の抽出効果は、抽出効果が失われるまで減少する。しかし、ほとんどのジオールは水に可溶性であるとともに、ブチレンオキシドなどの有機溶剤に可溶であり、液液相分離プロセスにおいて水洗で除去できるが、除去効率が低く、また、ブチレンオキシドの加水分解が進み、ブチレンオキシド製品が失われる。
【0009】
さらに、ジオールの沸点が抽出剤であるC8炭化水素類よりも高いため、抽出剤を系内で循環させて使用すると、ジオールは抽出剤と同時に蓄積・循環し、抽出剤の抽出効率を低下させる。したがって、抽出剤中のジオール濃度を下げる必要がある。
【0010】
また、1,2-ブチレンオキシドは加水分解されて1,2-ブタンジオールを生成し、1,2-ブタンジオールの水への溶解度は1,2-ブチレンオキシドにより小さい。
【0011】
1,2-ブチレンオキシドはメタノールと反応して、1-ブタンジオールモノメチルエーテル(エーテル結合は末端エポキシ基の炭素原子上に形成される)、2-ブタンジオールモノメチルエーテル(エーテル結合は2位エポキシ基の炭素原子上に形成される)を生成する。また、1-ブタンジオールモノメチルエーテルと2-ブタンジオールモノメチルエーテルはどちらも水に微溶である。
【0012】
1,2-ブチレンオキシドは、重合反応して、ブチレンオキシド二量体やポリブチレンオキシドなどのポリマーを生成する。
【0013】
1,2-ブチレンオキシドは、水、ジオール又はポリオールなどの活性水素含有化合物と反応して、ポリ1,2-ブタンジオールエーテル及びその誘導体を生成する。ポリ1,2-ブタンジオールエーテル及びその誘導体は、不揮発性の粘稠な液体で、無色から茶色であり、ほとんどがケトン、アルコール、エステル、炭化水素類やハロゲン化炭化水素に可溶であり、低分子量のものは、水に可溶であり、水溶性は分子量の増加とともに低下し、温度の上昇とともに低下する。
【0014】
上記反応副生成物及び誘導体のほとんどは水に溶けにくく、水洗の手段で除去するのが困難である。ブチレンオキシドの精製に抽出精留の方法を使用すると、これらの副生成物及び誘導体が抽出剤に蓄積し、抽出剤の抽出効果が低下する。したがって、抽出剤中のこれらの副生成物及び誘導体の濃度を下げる必要がある。
【0015】
たとえば、文献US4402794は、C7-C9の炭化水素類、好ましくはn-オクタンを抽出剤として、粗製1,2-ブチレンオキシド溶液に含まれる水、メタノール、アセトン、ギ酸メチルなどの不純物を1回抽出精留により分離することを開示している。抽出蒸留塔の塔頂相分離器により層化した有機層は、精留塔に入って蒸留されて、メタノールやアセトンなどを分離され、抽出蒸留塔の塔釜画分は、抽出精留塔に送られ、抽出精留塔の塔釜液は部分的に排出される。この方法は、抽出剤中の1,2-ブタンジオールの蓄積を減らすために、抽出剤と1,2-ブタンジオールを含有する塔釜液の一部を外部へ排出する。外部へ排出される塔釜画分中の1,2-ブタンジオールの含有量が少ないため、抽出剤の純度を確保するために、大量の抽出剤を排出する必要があり、その結果、大量の抽出剤が失われる。
【0016】
文献US4772732は、陰イオン交換樹脂及び吸着剤を使用したブテンオキシドの精製方法を開示している。陰イオン交換樹脂は酸と脱水素不純物を除去し、吸着剤はブチレンオキシドの不純物からの水を除去する。不純物含有量に応じて、精製ステップは個別に又は組み合わせて行うことができ、そして、このプロセスは反応器にてバッチ式で、又は塔又はカラムで連続的に行うことができる。選択されたイオン交換樹脂は、スルホン化された大きなメッシュ状の陰イオン交換樹脂であり、吸着剤は分子篩である。この方法は、コストが高く、吸着・脱着プロセスも面倒で、且つ処理能力も不十分である。
【0017】
前記のように、従来技術は、抽出剤の損失が少なく、高純度で、アルキレンオキシドの収率が高く、エネルギー消費が少ないアルキレンオキシドの生産方法が必要であるという現状である。
【0018】
〔発明の概要〕
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、従来技術の前述欠陥を解決して、抽出剤の損失が少なく、循環抽出剤の純度が高く、アルキレンオキシドの収率が高く、エネルギー消費が少ないアルキレンオキシドの生産方法を提供することである。
【0019】
〔課題を解決するための手段〕
具体的には、第1態様では、本発明は、アルキレンオキシドの生産方法に関し、この方法は、アルキレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する第1流れを分離塔にて分離し、アルキレンオキシド製品流れを分離塔の上部から抜き出し、抽出剤を主に塔釜流れとして分離塔の下部から排出するステップを含み、この方法は、前記分離塔の供給位置より低いサイドラインから抽出剤とジオールの共沸物を含有する第2流れを抜き出すステップをさらに含むことを特徴とする。
【0020】
本発明の第2態様は、別のアルキレンオキシドの生産方法を提供し、この方法は、
アルキレンオキシドを含有する粗製品流れと抽出剤流れを第1精留塔に入れて、アルキレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する第1流れを塔釜から得るステップ1)と、
上記第1態様に記載の方法によって前記第1流れを分離塔に導入して分離するステップ2)と、を含む。
【0021】
本発明の第3態様は、アルキレンオキシドの生産システムを提供し、このシステムは、
1)中下部にサイドライン抜き出し口が設けられた分離塔と、
2)前記分離塔の下部に設けられ、前記分離塔の塔底画分の一部を再沸して分離塔に戻す塔底リボイラーと、
3)前記分離塔のサイドライン抜き出し口に連通し、サイドライン抜き出し口から抜き出される液相画分を冷却して相分離する冷却器と、を備える。
【0022】
〔発明の効果〕
本発明の発明者は、抽出剤及びジオール重質不純物が共沸物を形成でき、この共沸物が低沸点共沸物(常圧下で、n-オクタンの沸点は125~127℃、1,2-プロパンジオールの沸点は188.2℃であり、形成される共沸物の沸点は122.7℃である)であり、共沸物のタイプは不均一共沸物であり、共沸物の相分離後、上層の軽質相である抽出剤の濃度は99.6wt%に達し、下層の重質相中の抽出剤の濃度はわずか12wt%であることを予期せず発見した。分離塔のサイドラインの特定の位置で液相流れの一部を抜き出すことにより、抽出剤とジオール重質不純物の共沸物を得ることができ、この共沸物を簡単に冷却して相分離すると、ジオール重質不純物を抽出剤循環システムから排出し、循環抽出剤を浄化することができ、それにより、抽出剤の純度を向上させ、抽出剤の損失を低減し、アルキレンオキシドの収率を向上させる。
【0023】
〔図面の簡単な説明〕
図1は、本発明の一好適な特定実施形態の前記方法の模式的フローチャートである。
【0024】
図2は、本発明の別の好適な特定実施形態の前記方法の模式的フローチャートである。
【0025】
図3は、従来技術文献US4402794による方法の模式的フローチャートである。
【0026】
図面には、同じ部材に同じ符号が使用されている。図面は実際の比率によるものではない。
【0027】
〔発明を実施するための形態〕
本明細書で言及されたすべての出版物、特許出願、特許、及びその他の参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、当業者によって従来から理解されている意味を有する。矛盾する場合は、本明細書の定義が優先される。
【0028】
本明細書では、「当業者が公知する」、「従来技術」、又は類似した用語で材料、物質、方法、ステップ、装置又は部品などを導き出す場合、この表記で導き出す対象は、本発明が提案されるときに本分野でよく使用されるものをカバーするが、今のところ一般的に使用されていないが、同様の目的に適用できると本技術分野で認められるものも含む。
【0029】
本明細書に開示されている範囲の端点及び任意の値は、この正確な範囲又は値に限定されず、これらの範囲又は値は、これらの範囲又は値に近い値を含むと理解されるべきである。数値範囲の場合、各範囲の端点値間、各範囲の端点値と個々の点値の間、及び個々の点値の間を組み合わせて、1つ以上の新しい数値範囲を取得でき、これらの数値範囲は、本明細書で具体的に開示されていると見なされるべきである。
【0030】
本明細書の文脈では、明示的に説明する場合を除いて、言及されていないイベント又は事項は、変更なしに本術分野で既知のイベント又は事項に直接適用可能である。さらに、本明細書に記載の実施形態のいずれも、本明細書に記載の1つ以上の他の実施形態と自由に組み合わせることができ、それにより得られる技術案又は技術的構想は、すべて本発明の元の開示又は元の記載の一部と見なされ、当業者がこの組み合わせが明らかに不合理であると思われない限り、それは本明細書で開示又は予想されなかった新しい内容と見なされるべきではない。
【0031】
特に指定のない限り、本明細書に記載のすべての圧力は絶対圧力である。
【0032】
本発明において、明確な説明がない場合、「第1」及び「第2」は、いずれも、順序を表すものではなく、区別するためのものに過ぎず、たとえば「第1流れ」及び「第2流れ」における「第1」及び「第2」は、同じ流れではないことを説明するためにすぎない。なお、本発明のシステムにおいて、ジオールとは、2つのアルコール性水酸基(-OH)を含む種々の物質を意味し、主にアルキレンオキシド及びその異性体がアルキレンオキシドの生産過程における反応及び分離ユニットで生成するものであり、たとえば、1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオールなどである。前記第1流れ中のジオールの濃度に関しては、精製プロセスにおいて、水の存在下でアルキレンオキシド及びその異性体が連続的に加水分解して対応するジオールを生成するため、ジオールの濃度は、加水分解反応が進むにつれて増加し続ける。
【0033】
本発明の発明者は、上記アルキレンオキシドの生産過程全体に対しては、シミュレーション計算を、プロセスシミュレーションソフトAspen Plusを用いて、NRTL熱力学方法により行った結果、溶剤比率が3~4の条件では、抽出剤中のPG含有量がそれぞれ0、13wt%、及び36wt%であるとき、混合物中のさまざまな不純物に対するPOの相対揮発度が低下し、つまり、循環抽出剤中のPGの含有量が増えるに伴い、POの精製が困難になり、最終的に分離できなくなる。生成されたプロパンジオールは、システム内の最も重質の成分(抽出剤)よりも沸点が高いため、脱重質化による分離プロセスを使用すると、追加の分離装置とエネルギー消費が必要とされる。
【0034】
本発明の発明者はまた、分離塔の内部では塔頂から塔釜に向かうに従ってジオールの濃度が徐々に増加するが、ある位置で一定のピーク濃度に達し、その後減少することを発見し、このピーク濃度は、ジオールと抽出剤で生成される共沸物の濃度である。プロパンジオール-n-オクタン系をさらに研究したところ、常圧下では、プロパンジオール-n-オクタンの共沸組成は5.65wt%:94.35wt%であり、圧力が増加するに伴い、共沸物は、そのプロパンジオール組成が増加し、且つ不均一共沸物であり、共沸物の相分離後、軽質相組成は0.38wt%:99.62wt%、重質相組成は88.24wt%:11.76wt%である。これに基づいて、この位置で共沸物をサイドラインから抜き出すことにより、循環抽出剤中のジオール不純物を効果的に除去することができる。また、20℃では、ジオール不純物と抽出剤の密度は大きく異なり、たとえば、20℃では、PGの密度は1036.2kg/m3、n-オクタンの密度は703.0kg/m3であり、大きな密度のため、通常の冷却器で冷却した後は、液液分離には、高効率の液液分離装置を必要とせず、一般的な分離槽を使用するだけで十分である。したがって、分離相を分離塔のサイドラインから抜き出すことができ、それにより、ジオール不純物を効率的に除去し、循環抽出剤の純度と抽出効率を確保できる。また、簡単な冷却により、抽出剤とジオールを相分離できるため、サイドラインから抜き出した共沸物中の抽出剤を容易に循環させて使用し、ジオールの濃度を下げ、抽出剤の循環寿命を延ばすことができる。この位置は、最も良好で経済的な抜き出し位置でもある。
【0035】
好ましくは、前記分離塔の操作条件は、温度20~95℃、好ましくは30~85℃、圧力0.02~0.4MPaA、好ましくは0.10~0.32MPaA、前記分離塔の理論段数15~80、好ましくは20~65、より好ましくは20~50を含む。プレート数について塔頂から塔釜へ計数すると、塔頂コンデンサは1番目の理論プレートであり、塔釜リボイラーは最後からの1番目の理論プレートである。
【0036】
好ましくは、精留塔での抽出剤の組成分布に応じて、分離塔のサイドラインから前記第2流れを抜き出す位置が、最後からの1~8番目のプレート、好ましくは、最後からの2~6番目のプレート、さらに好ましくは最後からの2~4番目のプレートにある。
【0037】
本発明の一好適な実施形態によれば、前記アルキレンオキシドはプロピレンオキシドであり、前記ジオールは1,2-プロパンジオールであり、前記サイドライン抜き出し位置は、温度100~175℃、好ましくは110~170℃の位置である。
【0038】
本発明の別の好適な実施形態によれば、前記アルキレンオキシドはブチレンオキシドであり、前記ジオールは1,2-ブタンジオールであり、前記サイドライン抜き出し位置は、温度120~150℃、好ましくは125~145℃の位置である。
【0039】
特に、本発明では、前記分離塔の圧力を0.02~0.40MPaA、より好ましくは0.10~0.32MPaAに制御することにより、共沸温度を80~180℃、より好ましくは110~170℃にすることができ、それによって、抽出剤の高純度及び高収率の循環を実現することは有利である。本発明者は、本発明のシステムにおいて、操作圧力が低すぎる場合、たとえば、0.02MPaA未満である場合、分離塔の塔頂の温度が低くなり、安価な冷却水が塔頂画分の温度を下げるための冷却媒体として使用できず、一方、操作圧力が高すぎる場合、たとえば0.40MPaAを超える場合、分離塔の塔釜の温度が高すぎ、本発明のシステム内のプロパンジオールが脱水、重合などの反応を行い、新しい不純物が生じ、それによって分離の困難さが高くなることを見出した。
【0040】
抽出剤の純度をさらに向上させ、アルキレンオキシドの収率を向上させ、抽出剤の損失を低減するために、本発明の別の特定実施形態によれば、分離塔のサイドラインから抜き出された前記第2流れを降温した後、液液相分離を行い、軽質相を分離塔に戻し、重質相を重質不純物として取り出し、この技術案を使用すると、抽出剤の純度を大幅に向上させ、抽出剤の損失を低減し、アルキレンオキシドの収率を向上させる。
【0041】
抽出剤の純度をよりさらに向上させ、アルキレンオキシドの収率を向上させ、抽出剤の損失を低減するために、一好適な特定実施形態によれば、本発明の方法は、前記第1流れを導入する前記分離塔の入口の下部から前記分離塔の塔底までの間に抽出剤浄化器を設け、前記分離塔の塔釜流れの一部を第3流れとして前記抽出剤浄化器に導入して処理し、軽質成分である気相又は気液混合物の軽質成分と重質成分である液相とをそれぞれ得て、前記軽質成分を前記分離塔に戻し、前記重質成分を後処理に導入するステップをさらに含む。
【0042】
本発明の方法の抽出剤純度をさらに向上させるために、前記第3流れは、前記分離塔の塔釜流れの全量の2~20重量%を占める。
【0043】
さらに、好ましくは、前記抽出剤浄化器は、蒸留塔又は第2リボイラーである。
【0044】
本発明の好ましい態様は、1つのリボイラーを備えた従来の分離塔の底部に1つのリボイラーを追加することであり、すなわち、2つのリボイラーが分離塔の底部に配置される。新設された装置の場合、設備への投資を節約すると同時に、抽出剤の損失量を減らし、製品品質を向上させることができ、また、変更が小さく、投資が低いため、古い装置の改修やアップグレードに特に適し、抽出剤の損失量を効果的に減らし、効果が明らかなである。したがって、特に好ましくは、前記抽出剤浄化器は第2リボイラーであり、前記第2リボイラーはケトル式リボイラーである。
【0045】
好ましくは、前記分離塔の塔底に対する前記第1リボイラー及び前記抽出剤浄化器の高さは、前記第1リボイラーと前記抽出剤浄化器との温度差が5℃以下、好ましくは3℃以下であるように設定される。本発明において、前記抽出剤浄化器の主な機能は、抽出剤を精製することであり、理想的には、前記第1リボイラー、前記抽出剤浄化器は、前記分離塔の塔釜との間に温度差がないが、実際の工業生産プロセスにおける様々な要素を考慮して、本発明では、前記第1リボイラーと前記抽出剤浄化器との間に5℃以下、好ましくは3℃以下の温度差が許可される。
【0046】
特に好適な特定実施形態によれば、本発明の前記第1リボイラー及び前記抽出剤浄化器の両方が、前記分離塔の塔釜に設置される。前記分離塔の塔釜に前記第1リボイラー及び前記抽出剤浄化器の両方が設置されると、抽出剤の純度が大幅に向上し、抽出剤の損失が低減し、アルキレンオキシドの収率が向上する。
【0047】
好ましくは、前記第1リボイラーと前記第2リボイラーとの熱交換面積の比が、(5~2):1である。
【0048】
好ましくは、第1流れ中、重量百分率基準で、前記抽出剤と前記アルキレンオキシドとの比率は、(2~25):1、より好ましくは(3~20):1、さらに好ましくは(3~13):1である。
【0049】
好ましくは、前記第1リボイラーは、サーモサイフォンリボイラー、ケトル式リボイラー及び強制循環リボイラーのうちのいずれか1種である。
【0050】
好ましくは、前記アルキレンオキシドは、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はブチレンオキシドの異性体であり、より好ましくは、前記アルキレンオキシドはブチレンオキシドであり、特に好ましくは前記アルキレンオキシドは1,2-ブチレンオキシドである。
【0051】
好ましくは、前記ジオールは、アルキレンオキシドの加水分解生成物及び/又はアルキレンオキシドの異性体の加水分解生成物を含む。
【0052】
本発明の生産方法に使用される原料は、アルキレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する第1流れであり、この第1流れは、好ましくはオレフィンのエポキシ化反応生成物を抽出精留した抽出生成物流れに由来する。本発明の方法で得られた精製済みの抽出剤は、抽出精留塔に戻されてリサイクル可能である。
【0053】
アルキレンオキシドの精製に使用される抽出剤は公知のものである。一般に、C7~C20の直鎖及び分岐鎖の炭化水素類及び/又はジオール類が抽出剤として使用される。経済性の観点から、n-オクタン、イソオクタン、2-メチルヘプタンなどのC8直鎖アルカンと分岐鎖アルカンの混合物が抽出剤として使用される。抽出剤のコスト低減の観点から、混合物を選択することが好ましい。
【0054】
本発明の好適な特定実施形態によれば、アルキレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する第1流れが分離塔で精留された後、分離塔の塔釜流れには抽出剤及び重質成分が含まれる。ブチレンオキシドを例にすると、これらの重質成分には、1,2-ブタンジオール、1-ブタンジオールモノメチルエーテル、2-ブタンジオールモノメチルエーテル、ブチレンオキシド二量体、ポリブチレンオキシド、ポリ1,2-ブタンジオールエーテル及びその誘導体、又はそれらの混合物が含まれる。プロピレンオキシドを例にすると、これらの重質成分には、1,2-プロパンジオール、プロパンジオールモノメチルエーテル、プロピレンオキシド二量体、ポリプロピレンオキシド、ポリプロパンジオールエーテル及びその誘導体、又はそれらの混合物が含まれる。
【0055】
一般的には、抽出剤の純度が変わらない場合、抽出精留の分離効果は一定である。しかし、本発明では、精製プロセス中に、副反応が起こり、ジオール及びその誘導体の不純物が生成され、これらの不純物の生成は不可避的であり、これらの不純物はシステム内に蓄積・循環することを強調する。これらの不純物は、抽出精留に対して逆効果を果たし、抽出剤の抽出効果を低下させる。抽出剤が直接排出される場合、抽出剤中の重質不純物の含有量が少ないため、抽出剤の損失が大きくなる。本発明の好ましい態様では、小型抽出剤浄化器を追加するだけで、排出流れ(すなわち、抽出剤浄化器で得られる液相重質成分)中の重質成分の濃度を1倍以上増加させ、排出抽出剤の損失量を半分以上削減させることができる。本発明によれば、抽出剤の排出量が同じである場合に、長期間の運転後、循環抽出剤中の重質不純物含有量は、直接排出方式の50%である。直接排出方式を採用する場合、アルキレンオキシドの製品品質を向上させるためには、アルキレンオキシドの収率を低下させる必要があり、さもなければ、製品品質を保証することができなくなる。
【0056】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明の保護範囲はこれに限定されず、添付の特許請求の範囲によって定められる。
【0057】
本発明によれば、
図1では、アルキレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する第1流れ1は分離塔Cに入り、アルキレンオキシド製品流れ3は分離塔の塔頂から除去され、抽出剤流れ2は分離塔の底部から除去され、除去された抽出剤は、前の抽出精留塔(図示せず)に戻してリサイクルすることができる。分離塔Cの底部には、第1リボイラーAが設けられており、第1リボイラー供給流れ4により塔釜液が第1リボイラーAに送られて加熱され、第1リボイラー吐出流れ5が得られ、分離塔Cの下部に戻り、抽出剤とジオールの共沸物を含有する第2流れ9は分離塔Cのサイドラインから抜き出され、冷却器Dに送られて冷却され、冷却された第2流れ10が得られ、次に、この冷却された第2流れ10は相分離器E(例えば、従来の分離タンクなど)に入って液液相分離を行い、軽質相11(主に抽出剤を含む)は分離塔に戻されてリサイクルされ、重相12(主にジオールを含む)はシステムから排出される。
【0058】
本発明によれば、
図2では、アルキレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する第1流れ1は分離塔Cに入り、アルキレンオキシド製品流れ3は分離塔の塔頂から除去され、抽出剤流れ2は分離塔の底部から除去され、抽出剤とジオールの共沸物を含有する第2流れ9は、分離塔Cのサイドラインから抜き出され、冷却器Dに送られて冷却され、冷却された第2流れ10が得られ、次に、この冷却された第2流れ10は相分離器Eに入って液液相分離を行い、軽質相11(主に抽出剤を含む)は分離塔に戻されてリサイクルされ、重質相12(主にジオールを含む)はシステムから排出される。分離塔Cの底部には、第1リボイラーAと抽出剤浄化器Bが設けられており、第1リボイラー供給流れ4により塔釜流れの一部が第1リボイラーAに送られて加熱され、第1リボイラー吐出流れ5が得られ、第1リボイラー吐出流れ5は分離塔Cの下部に循環し、抽出剤浄化器供給流れ6により塔釜流れの一部が抽出剤浄化器Bに送られて加熱され、気相軽質成分である抽出剤浄化器吐出流れ8と液相重質成分である重質不純物流れ-排出流れ7が得られ、そのうち、抽出剤浄化器吐出流れ8は分離塔Cの下部に戻り、重質不純物流れ-排出流れ7は、抽出液浄化器Bの底部から排出される。
【0059】
本発明の発明者は、上記アルキレンオキシドの生産過程全体に対しては、シミュレーション計算を、プロセスシミュレーションソフトAspen Plusを用いて、NRTL熱力学方法により行った結果、供給原料の組成は98.99wt%(プロピレンオキシド、PO)、0.1wt%(アセトアルデヒド)、0.1wt%(メタノール)、0.01wt%(ギ酸メチル)、0.8%(水)であり、装置の規模は100,000トン/年純度99.99wt%以上のPO製品であり、年間稼働時間は8000時間であり、これによれば、粗製POの供給流量は12643kg/hであり、供給温度は50℃であり、供給圧力は300kPaである。設計要件:PO製品の流量12500kg/h、PO含有量99.99wt%以上、ギ酸メチル含有量5wtppm以下、水分含有量10wtppm以下、アセトアルデヒド含有量5wtppm以下。
【0060】
プロセス条件を下記の表1に示し、結果を下記の表2に示す。
【0061】
【0062】
【表2】
表2のデータからわかるように、循環抽出剤中のPG含有量が2重量%まで蓄積すると、同じ製品仕様の要件を満たす場合、従来のプロセスでは、より高い溶剤比とより高いエネルギー消費が必要である。このことから、サイドラインからジオール不純物を除去する本発明のプロセスには明らかな利点があることがわかる。
【0063】
図3は従来技術であり、1,2-ブチレンオキシドと抽出剤を含有する供給流れ1は、分離塔Cに送られ、1,2-ブチレンオキシド製品流れ31は、分離塔の頂部から除去され、抽出剤流れ2は分離塔の底部から除去され、分離塔Cの底部には第1リボイラーAが設けられており、第1リボイラー供給流れ4により塔釜液が第1リボイラーAに送られて加熱され、第1リボイラー吐出流れ5が得られ、第1リボイラー吐出流れ5は分離塔Cの下部に送られ、抽出剤流れ2は重質不純物流れ-流出流れ7としての流れを分離して分離システムから排出する。抽出剤の一部と重質成分が排出されることで抽出剤中の反応副生成物と誘導体の蓄積を減らすため、大量の抽出剤が失われる。
【0064】
本発明は、アルキレンオキシドの生産システムをさらに提供し、このシステムは、
1)下部にサイドライン抜き出し口が設けられた分離塔と、
2)前記分離塔の下部に設けられ、前記分離塔の塔底画分の一部を再沸して分離塔に戻す塔底リボイラーと、
3)前記分離塔のサイドライン抜き出し口に連通し、サイドライン抜き出し口から抜き出される液相画分を冷却して相分離する冷却器と、を備える。
【0065】
好ましくは、前記分離塔のプレート数が15~80枚であり、塔頂から塔釜へ計数すると、前記サイドライン抜き出し口の位置が、1~8番目、好ましくは2~6番目のプレートにある。
【0066】
好ましくは、前記冷却器で冷却して相分離して得た軽質相を分離塔に戻し、重質相を外部へ排出する。前記のように、ジオール不純物と抽出剤との密度の差が大きいため、簡単に冷却して相分離するだけでは、両方を分離することができ、このため、前記冷却器は、上記冷却、相分離機能を実現し得る装置であってよい。
【0067】
好ましくは、このシステムは、抽出剤浄化器をさらに備え、前記抽出剤浄化器は、前記分離塔の中央部又は下部に設けられ、前記分離塔の塔底画分の一部を受けて浄化し、そのうちの沸点が抽出剤よりも高い液相重質成分を除去し、主に抽出剤である気相又は気液混合相の軽質成分を得て、前記分離塔に戻す。
【0068】
好ましくは、前記抽出剤浄化器は、リボイラー、より好ましくはケトル式リボイラーである。
【0069】
好ましくは、前記分離塔の塔底リボイラーと前記抽出剤浄化器との熱交換面積の比が(5~2):1である。即ち、前記塔底リボイラーに入る画分と、前記抽出剤浄化器のリボイラーに入る画分との流量比が(5~2):1である。
【0070】
好ましくは、前記分離塔のプレート数が15~80枚であり、塔頂から塔釜へ計数すると、前記抽出剤浄化器の供給位置が、最後からの0~4番目、好ましくは最後からの0~2枚のプレートにある。
【0071】
好ましくは、前記抽出剤浄化器の供給位置は、前記塔底リボイラーの供給位置よりも0~4枚のプレート分高い。
【0072】
好ましくは、前記抽出剤浄化器は、配管を介して前記分離塔に連通する。
【0073】
以下、特定の実施例を通じて本発明をさらに詳述する。以下の実施例及び比較例の結果は、800時間の安定運転後のシステムの結果から取得したものである。材料の純度は、中国国家標準ガスクロマトグラフィーGB/T9722-2006方法によって測定される。以下の「wtppm」は、重量ppmを意味する。
〔実施例1〕
図1に示されるプロセスフローに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は12:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、第1リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度68℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度129℃、ジオール含有量5.44wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0074】
分離塔の頂部で得た1,2-ブチレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.81%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.043%。
〔実施例2〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は10:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度68℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度129℃、ジオール含有量5.44wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0075】
分離塔の頂部で得た1,2-ブチレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.82%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.046%。
〔実施例3〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は8:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度68℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度129℃、ジオール含有量5.44wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0076】
分離塔の頂部で得た1,2-ブチレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.84%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.047%。
〔実施例4〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度68℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度129℃、ジオール含有量5.44wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0077】
分離塔の頂部で得た1,2-ブチレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.83%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.048%。
〔実施例5〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はC8飽和アルカン混合物であり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度68℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度125℃、ジオール含有量5.01wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0078】
分離塔の頂部で得た1,2-ブチレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.80%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.049%。
〔実施例6〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は10:1であり、分離塔の理論段数は15であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の1番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.12MPaA、温度73℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度135℃、ジオール含有量5.93wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0079】
分離塔の頂部で得た1,2-ブチレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.83%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.042%。
〔実施例7〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は10:1であり、分離塔の理論段数は45であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の3番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.13MPaA、温度76℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度137.5℃、ジオール含有量6.16wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0080】
分離塔の頂部で得た1,2-ブチレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.84%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.041%。
〔実施例8〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は10:1であり、分離塔の理論段数は60であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の4番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.15MPaA、温度77℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度138℃、ジオール含有量6.21wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0081】
分離塔の頂部で得た1,2-ブチレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.84%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.040%。
〔実施例9〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は10:1であり、分離塔の理論段数は65であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の6番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.17MPaA、温度80℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度142℃、ジオール含有量6.60wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0082】
分離塔の頂部で得た1,2-ブチレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.85%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.039%。
〔実施例10〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は20であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の1番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度34.1℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度112.8℃、ジオール含有量6.86wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0083】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.85%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.035%。
〔実施例11〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.16MPaA、温度47.9℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度134.8℃、ジオール含有量8.14wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0084】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.86%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.030%。
〔実施例12〕
図1に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及びジオールを含有する流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は40であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.32MPaA、温度71.1℃、サイドラインで抜き出す共沸物の温度159.8℃、ジオール含有量10.63wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出す。
【0085】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.87%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.00%、抽出剤の損失0.028%。
〔実施例13〕
図2に示されるプロセスフローに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及び重質不純物を含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は12:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度68℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度129℃、ジオール含有量5.44wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は5:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の3重量%である。
【0086】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.93%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.007%。
〔実施例14〕
図2に示されるプロセスフローに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及び重質不純物を含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は10:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度68℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度129℃、ジオール含有量5.44wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は5:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の3重量%である。
【0087】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.94%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.008%。
〔実施例15〕
図2に示されるプロセスフローに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシド、抽出剤及び重質不純物を含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度68℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度129℃、ジオール含有量5.44wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は5:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の3重量%である。
【0088】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.96%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.009%。
〔実施例16〕
図2に示されるプロセスフローに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及び重質不純物を含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は20であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の1番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.10MPaA、温度34.1℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度112.8℃、ジオール含有量6.86wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は5:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の3重量%である。
【0089】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.95%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.008%。
〔実施例17〕
図2に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及び重質不純物流れを含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.16MPaA、温度47.9℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度134.8℃、ジオール含有量8.14wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は5:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の3重量%である。
【0090】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.96%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.007%。
〔実施例18〕
図2に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及び重質不純物流れを含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は40であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.32MPaA、温度71.1℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度159.8℃、ジオール含有量10.63wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は5:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の3重量%である。
【0091】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.97%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.005%。
〔実施例19〕
図2に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及び重質不純物流れを含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は46であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の3番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.40MPaA、温度79.4℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度168.8℃、ジオール含有量11.62wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は5:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の3重量%である。
【0092】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.97%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.004%。
〔実施例20〕
図2に示されるフローチャートに従って、抽出剤はC8飽和アルカン混合物であり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及び重質不純物流れを含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は12:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.28MPaA、温度66.3℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度156.3℃、ジオール含有量9.76wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は4:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の8重量%である。
【0093】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.95%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.006%。
〔実施例21〕
図2に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及び重質不純物流れを含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は6:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.28MPaA、温度66.3℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度155.6℃、ジオール含有量9.88wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は4:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の13重量%である。
【0094】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.96%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.006%。
〔実施例22〕
図2に示されるフローチャートに従って、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及び重質不純物流れを含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は4:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.28MPaA、温度66.3℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度154.6℃、ジオール含有量9.91wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は3:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の16重量%である。
【0095】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.97%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.006%。
〔実施例23〕
図2に示されるフローチャートに従って、抽出剤はC8飽和炭化水素類混合物であり、1,2-プロピレンオキシド、抽出剤及び重質不純物流れを含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-プロピレンオキシドの比率は4:1であり、分離塔の理論段数は30であり、分離塔のサイドライン抜き出し位置は、リボイラーの戻し口の上の2番目の理論プレートにある。分離塔は、操作圧力0.28MPaA、温度66.3℃、サイドラインで抜き出す共沸物の共沸温度154.6℃、ジオール含有量9.91wt%であり、サイドラインからジオールを濃縮させて抜き出し、抽出剤浄化器の底部の重質不純物流れを濃縮させて抜き出す。分離塔リボイラーAはサーモサイフォンリボイラーを用い、抽出剤浄化器Bはケトル式リボイラーであり、リボイラーAとリボイラーBとの熱交換面積の比は2:1である。抽出剤浄化器に入る流れは分離塔の塔釜流れの全量の20重量%である。
【0096】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.95%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.97%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.50%、抽出剤の損失0.006%。
〔実施例24〕
図2に示されるフローチャートに従って、サイドラインから抜き出した共沸物を降温した後に相分離し、軽質相を分離塔に戻し、重質相を不純物として外部へ排出する以外、実施例23に記載のプロセス条件と同様である。
【0097】
分離塔の頂部で得た1,2-プロピレンオキシド製品の純度99.99%、水10wtppm以下、アセトアルデヒド+プロピオンアルデヒド10wtppm以下、酸5wtppm以下、回収率99.99%、分離塔の底部での抽出剤の純度99.99%、抽出剤の損失0.001%以下。
〔比較例1〕
図3に示されるプロセスフローに従って、分離塔の操作条件は、塔頂の気相温度103℃、圧力0.22MPaGを含み、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシドと抽出剤を含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は8:1であり、分離塔リボイラーAは強制循環リボイラーを用いる。
【0098】
分離塔の頂部の1,2-ブチレンオキシド流れの純度99.95%、回収率96.38%、分離塔の底部での抽出剤の純度98.0%、抽出剤の損失2.02%。
【0099】
さらに、〔実施例1〕に比べて、1トンあたりの1,2-ブチレンオキシドを精製するために必要な分離エネルギー消費は4.5%増える。
〔比較例2〕
図3に示されるプロセスフローに従って、分離塔の操作条件は、塔頂の気相温度103℃、圧力0.22MPaGを含み、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシドと抽出剤を含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は6:1、分離塔リボイラーAは強制循環リボイラーを用いる。
【0100】
分離塔の頂部の1,2-ブチレンオキシド流れの純度99.95%、回収率98.50%、分離塔の底部での抽出剤の純度97.0%、抽出剤の損失2.20%。
〔比較例3〕
図3に示されるプロセスフローに従って、分離塔の操作条件は、塔頂の気相温度103℃、圧力0.22MPaGを含み、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシドと抽出剤を含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は4:1、分離塔リボイラーAは強制循環リボイラーを用いる。
【0101】
分離塔の頂部の1,2-ブチレンオキシド流れの純度99.95%、回収率98.88%、分離塔の底部での抽出剤の純度97.5%、抽出剤の損失2.45%。
〔比較例4〕
図3に示されるプロセスフローに従って、分離塔の操作条件は、塔頂の気相温度103℃、圧力0.22MPaGを含み、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシドと抽出剤を含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は3:1、分離塔リボイラーAは強制循環リボイラーを用いる。
【0102】
分離塔の頂部の1,2-ブチレンオキシド流れの純度99.95%、回収率97.13%、分離塔の底部での抽出剤の純度98.0%、抽出剤の損失2.62%。
〔比較例5〕
図3に示されるプロセスフローに従って、分離塔の操作条件は、塔頂の気相温度103℃、圧力0.22MPaGを含み、重質不純物流れ-排出流れは水洗された後リサイクルされ、それにより抽出剤の損失を低減し、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-ブチレンオキシドと抽出剤を含有する供給流れ中、重量百分率基準で抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は6:1、分離塔リボイラーAは強制循環リボイラーを用いる。
【0103】
分離塔の頂部の1,2-ブチレンオキシド流れの純度99.95%、回収率97.58%、分離塔の底部での抽出剤の純度97.50%、抽出剤の損失1.72%。
【0104】
さらに、〔実施例1〕に比べて、1トンあたりの1,2-ブチレンオキシドを精製するために必要な分離エネルギー消費は6.8%増える。
〔比較例6〕
図3に示されるプロセスフローに従って、分離塔の操作条件は、塔頂の気相温度143℃、圧力0.22MPaGを含み、抽出剤はn-オクタンであり、1,2-プロピレンオキシドと抽出剤を含有する供給流れ中、重量百分率基準で、抽出剤と1,2-ブチレンオキシドとの比率は8:1、分離塔リボイラーAは強制循環リボイラーを用いる。
【0105】
分離塔の頂部の1,2-ブチレンオキシド流れの純度99.95%、回収率96.42%、分離塔の底部での抽出剤の純度98.5%、抽出剤の損失1.95%。
〔符号の説明〕
【0106】
【図面の簡単な説明】
【0107】
【
図1】
図1は、本発明の一好適な特定実施形態の前記方法の模式的フローチャートである。
【
図2】
図2は、本発明の別の好適な特定実施形態の前記方法の模式的フローチャートである。
【
図3】
図3は、従来技術文献US4402794による方法の模式的フローチャートである。