特表 2022-527665 プロピレンオキシドの乾燥方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-02

(54)【発明の名称】プロピレンオキシドの乾燥方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 15/00 20060101AFI20220526BHJP

   C07D 301/32 20060101ALI20220526BHJP

   C07D 303/04 20060101ALI20220526BHJP

   B01J 20/18 20060101ALI20220526BHJP

   B01J 20/28 20060101ALI20220526BHJP

   B01J 20/34 20060101ALI20220526BHJP

【ＦＩ】

B01D15/00 L

C07D301/32

C07D303/04

B01D15/00 101B

B01J20/18 B

B01J20/28 Z

B01J20/34 F

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021568065

(86)(22)【出願日】2020-05-13

(85)【翻訳文提出日】2022-01-11

(86)【国際出願番号】 US2020032662

(87)【国際公開番号】W WO2020232114

(87)【国際公開日】2020-11-19

(31)【優先権主張番号】62/848,335

(32)【優先日】2019-05-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】100196449

【弁理士】

【氏名又は名称】湯澤 亮

(72)【発明者】

【氏名】ヤン、シュエヨン

(72)【発明者】

【氏名】ホワイト、ダニエル、エフ．

(72)【発明者】

【氏名】グエン、ハ、エイチ．

(72)【発明者】

【氏名】レブマン、ロバート、ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】アルセノー、チェルシー、エー．

【テーマコード（参考）】

4D017

4G066

【Ｆターム（参考）】

4D017AA03

4D017BA01

4D017CA05

4D017CB01

4D017DA01

4D017DB02

4D017DB03

4D017EA05

4D017EB02

4G066AA61B

4G066BA20

4G066BA23

4G066BA36

4G066CA43

4G066DA10

4G066EA09

4G066GA01

4G066GA06

(57)【要約】

【解決手段】プロピレンオキシドを含むストリームの乾燥方法。該方法は、プロピレンオキシドを含むストリームをモレキュラーシーブと接触させることを含むことができる。モレキュラーシーブは、乾燥装置内にあり得、再生されることができる。プロピレンオキシドを含むストリームは、一つ以上の他の有機化合物を含むことができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

乾燥方法であって、
プロピレンオキシド及び第１量の水を含む第１のストリームを提供すること、及び
第１のストリームを複数のモレキュラーシーブと接触させて、プロピレンオキシド及び第２量の水を含む第２のストリームを形成することを含み、
前記第１量の水は、前記第２量の水より多い、乾燥方法。

【請求項2】

前記複数のモレキュラーシーブは、入口及び出口を持つリザーバにあり、前記第１のストリームを複数のモレキュラーシーブと接触させることは、前記リザーバの入口に前記第１のストリームを供給することを含む、請求項１に記載の乾燥方法。

【請求項3】

前記第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．０１ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である、請求項２に記載の乾燥方法。

【請求項4】

前記第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．５ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である、請求項２に記載の乾燥方法。

【請求項5】

前記リザーバは、周囲温度及び周囲圧力下にある、請求項２に記載の方法。

【請求項6】

前記第１のストリームにおいて、プロピレンオキシド：第１量の水の重量比は、約８８：１２～約９９：１である、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第１のストリームにおいて、プロピレンオキシド：第１量の水の重量比は、約９７：３～約９９：１である、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第１量の水は、約１重量％～約１０重量％の第１のストリームを構成する、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記第１のストリームは、有機化合物をさらに含み、前記有機化合物は、前記第１のストリームの約０．００１重量％～約１０重量％の量で前記第１のストリーム内に存在する、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記有機化合物は、炭化水素を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記炭化水素は、２－メチル－ペンタンを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記第２量の水は、約５０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍの第２のストリームを構成する、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記第２量の水は、約１００ｐｐｍ～約２００ｐｐｍの第２のストリームを構成する、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記複数のモレキュラーシーブは、平均細孔直径が約３Åである、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記複数のモレキュラーシーブを再生することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項16】

前記複数のモレキュラーシーブを再生することは、（ｉ）前記複数のモレキュラーシーブを再生するのに効果的な時間の間、特定温度で前記複数のモレキュラーシーブを加熱することと、（ｉｉ）前記複数のモレキュラーシーブを再生するのに効果的な時間の間、特定温度で真空下で前記複数のモレキュラーシーブを加熱することと、（ｉｉｉ）前記複数のモレキュラーシーブを再生するのに効果的な時間の間、特定温度で前記多数のモレキュラーシーブを加熱して前記複数のモレキュラーシーブをキャリアガスと接触させることと、または（ｉｖ）これらの組み合わせを含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

乾燥方法であって、
プロピレンオキシド及び第１量の水を含む第１のストリームを提供することであって、前記第１量の水が約１重量％～約１２重量％の第１のストリームを構成することと、
（ｉ）入口及び出口を持つリザーバ、及び（ｉｉ）前記リザーバ内に複数のモレキュラーシーブを含むモレキュラーシーブ乾燥装置を提供することであって、前記複数のモレキュラーシーブは平均細孔直径が約３Åであることと、
前記リザーバの入口に第１のストリームを、約０．０１ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的な速度で供給することと、及び
前記リザーバの出口で第２のストリームを収集することと、を含み、
前記第２のストリームは、プロピレンオキシド及び第２量の水を含み、前記第２量の水は、約５０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍの第２のストリームを構成する乾燥方法。

【請求項18】

前記複数のモレキュラーシーブを再生することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記第１のストリームは、有機化合物をさらに含み、前記有機化合物は、前記第１のストリームの約０．００１重量％～約１０重量％の量で前記第１のストリーム内に存在する、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記有機化合物が２－メチル－ペンタン、アセトンまたはこれらの組み合わせを含む、請求項１９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２０１９年５月１５日に出願された米国仮出願第６２／８４８，３３５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。

【背景技術】

【0002】

プロピレンオキシドは、多数のプロセスで使われることができる。例えば、精製されたプロピレンオキシドは、１，４－ブタンジオールを製造するためのプロセスで原料として使われることができる。１，４－ブタンジオールの生成は、プロピレンオキシドをアリルアルコールに異性化した後、これを合成ガス（Ｈ_２＋ＣＯ）でヒドロホルミル化させて４－ヒドロキシブチルアルデヒドを生成して、これを１，４－ブタンジオールに水素化することで達成され得る。

【0003】

プロピレンオキシドは、多くのプロセスの生成物または副産物として生成されることができる。このようなプロセスによって生成されたプロピレンオキシドは、１，４－ブタンジオールを生成するための前述したプロセスを含む特定のプロセスで原料として使われる精製されたプロピレンオキシドストリームよりも多くの水を含むことができる。例えば、いくつかのプロセスは、約２重量％の水分含量を有するプロピレンオキシドの試料を生成する。

【0004】

プロピレンオキシド中の水の量を減らすための努力は、蒸留を基盤としていた。しかし、蒸留は熱分離プロセスであり、エネルギー消費においては理想的ではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

エネルギー効率がよく、効果的であり、プロピレンオキシドが一つ以上の他の化合物と反応しないようにし、及び／またはプロピレンオキシドが一つ以上の他の化合物と反応する可能性を望ましくない分だけ増加させない、プロピレンオキシドの乾燥方法への必要性が残っている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書では、エネルギー効率がよく、及び／または効果的であることができる方法を含めてモレキュラーシーブでプロピレンオキシド及び水を含むストリームを乾燥する方法が提供される。いくつかの実施形態において、該方法は、その化学的構造及び／または反応性を含めてプロピレンオキシドに最小限の影響を与えるか、または全く影響を与えない。いくつかの実施形態において、ストリーム中の水の量は約５０ｐｐｍに減少される。

【0007】

一態様では、ストリームを乾燥させる方法が提供される。いくつかの実施形態において、該方法は、プロピレンオキシド及び第１量の水を含む第１のストリームを提供することと、第１のストリームを複数のモレキュラーシーブと接触させて、プロピレンオキシド及び第２量の水を含む第２のストリームを形成することと、を含む。いくつかの実施形態において、第１量の水は、第２量の水よりも多い。いくつかの実施形態において、該方法は、さらにモレキュラーシーブを再生することを含む。

【0008】

いくつかの実施形態において、該方法は、プロピレンオキシド及び第１量の水を含む第１のストリームを提供することであって、第１量の水が約１重量％～約１２重量％の第１のストリームを構成することと、（ｉ）入口及び出口を持つリザーバ、及び（ｉｉ）リザーバ内の複数のモレキュラーシーブを含むモレキュラーシーブ乾燥装置を提供することと、リザーバの入口に第１のストリームを供給することと、リザーバの出口で第２のストリームを収集することとを含み、前記第２のストリームは、プロピレンオキシド及び第２量の水を含み、前記第２量の水は、約５０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍの第２のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、前記リザーバの入口で第１のストリームの供給は、約０．０１ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的な速度で行われる。

【0009】

追加の態様は、一部は以下の説明から記述され、一部は前記説明から自然に続くか、または以下に説明する態様の実施によって学習されることができる。以下に記載される利点は、添付された特許請求の範囲において特に指摘される要素及び組み合わせによって実現及び達成される。前述した一般的な説明及び以下の詳細な説明は、いずれもただ例示的及び説明的なものであり、限定的なものではないということを理解しなければならない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、モレキュラーシーブ乾燥装置の実施形態を示す。

【図2】図２は、モレキュラーシーブ乾燥装置の実施形態を通過したプロピレンオキシド（ＰＯ）の量に対する水分含量（重量％）のプロットを示す。

【図3】図３は、再生されたモレキュラーシーブを含むモレキュラーシーブ乾燥装置の実施形態を通過したプロピレンオキシド（ＰＯ）の量に対する水分含量（重量％）のプロットを示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本明細書では、プロピレンオキシド及び水を含むストリームを乾燥する方法が提供される。本明細書で用いられる用語「乾燥」は、ストリームに存在する水の少なくとも一部を除去することをいう。いくつかの実施形態において、本明細書に記載された方法は、特に他の方法と比べてエネルギー効率がよい方法でプロピレンオキシドを乾燥することができる。本明細書に記載され方法の実施形態は、その反応性及び／または化学構造を含めて、プロピレンオキシドに最小限の影響を与えるか、または全く影響を与えない。

【0012】

いくつかの実施形態において、本明細書の方法は、プロピレンオキシド及び第１量の水を含む第１のストリームを提供することと、第１のストリームを複数のモレキュラーシーブと接触させてプロピレンオキシド及び第２量の水を含む第２のストリームを形成することと、を含み得、前記第１量の水は、前記第２量の水よりも多い。

【0013】

前記第１のストリームを前記複数のモレキュラーシーブと接触させることは、任意の技術によって達成されることができる。いくつかの実施形態において、前記複数のモレキュラーシーブは、入口及び出口を持つリザーバ内にあり得、前記第１のストリームを前記複数のモレキュラーシーブと接触させることは、前記リザーバの入口に前記第１のストリームを供給することを含む。複数のモレキュラーシーブがリザーバ内にある場合に、得られた装置は本明細書で「モレキュラーシーブ乾燥装置」（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅｓ ｄｒｙｉｎｇ ｕｎｉｔ）と言及されることができる。リザーバの入口で第１のストリームの供給は、ポンプなどの装置によって遂行及び／または補助されることができる。

【0014】

リザーバは、如何なる形状を有してもよい。いくつかの実施形態において、リザーバは円筒状である。いくつかの実施形態において、リザーバは円筒状であり、一つ以上のテーパー状端部を有する。またリザーバは、複数のモレキュラーシーブを収容するに十分な任意の体積を有することができる。いくつかの実施形態において、リザーバの体積は、複数のモレキュラーシーブが占める最小体積の約０．１％～約１０％と等しいまたはそれを超える。

【0015】

リザーバは、入口と出口を備え得る。リザーバは、第１端部及び第２端部を持つことができ、入口及び出口は、それぞれ第１端部及び第２端部に、もしくはその近くに配置することができる。いくつかの実施形態において、入口及び出口は、リザーバ内におけるストリームの滞留時間を増加及び／または最大化するか、ストリームが接触するモレキュラーシーブ（複数可）の百分率を増加及び／または最大化するか、またはこれらの組み合わせの位置に配置される。

【0016】

モレキュラーシーブ乾燥装置の実施形態は、図１に示されている。図１のモレキュラーシーブ乾燥装置１００は、本実施形態では、透明な材料（例えば、ガラス、プラスチックなど）からなるリザーバ１１０を含む。リザーバ１１０は、円筒状であり、テーパー状端部１１１を有する。リザーバ１１０はまた、リザーバ１１０の両端に配置される入口１２０及び出口１３０を含む。リザーバ１１０には、複数のモレキュラーシーブ１６０がある。複数のモレキュラーシーブ１６０の占める体積が、リザーバ１１０の体積にほぼ対応するが、他の構成も可能である。例えば、複数のモレキュラーシーブ１６０は、他の実施形態ではリザーバ１１０の体積の一部（例えば、１／２、３／４など）を占めることができる。プロピレンオキシド及び第１量の水を含む第１のストリーム１４０は、入口１２０を介してリザーバ１１０に供給され、プロピレンオキシド及び第２量の水を含む第２のストリーム１５０は、出口１３０を介してリザーバ１１０を出る。

【0017】

第１のストリームは、ストリームを乾燥させるのに効果的な任意の速度でリザーバの入口に供給されることができる。速度は、静的、動的またはこれらの組み合わせであることができる。例えば、第１のストリームは、方法の第１部分中に静的速度で供給されることができ、次にその割合は方法の第２部分中に減少されることができる。

【0018】

いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．０１ｈｒ^－１し～約１．０ｈｒ^－１の空間速度（第１のストリームの質量流量／複数のモレキュラーシーブの質量）を達成するのに効果的である。いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．１ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である。いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．２ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である。いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．３ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である。いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．４ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である。いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．５ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である。いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．６ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である。いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．７ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である。いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．８ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である。いくつかの実施形態において、第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．９ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である。

【0019】

複数のモレキュラーシーブがリザーバ内にある場合、リザーバは、任意の温度及び／又は任意の圧力をかけてもよい。いくつかの実施形態において、リザーバは、本明細書に記載された方法のうち周囲温度にある。リザーバの温度に影響を与えようとする努力をしない場合に、リザーバは周囲温度にあり、例えば、リザーバは加熱または冷却装置の内部または近くに配置されていない。水分子が複数のモレキュラーシーブに吸着されることによって、リザーバの温度は吸着熱によって変更され得るという点に留意しなければならない。吸着熱により、本明細書に定義されたような周囲温度のリザーバは、リザーバが用いられる環境温度よりもやや高い温度を有することができる。したがって、本明細書で使われる用語「周囲温度」は、［１］リザーバの温度を変更しようとする努力をしない場合に、リザーバの温度、及び［２］本明細書に記載されるプロセスの一つ以上の特徴、例えば水分子が複数のモレキュラーシーブに吸着されることによって発生される吸着熱による温度を含む。

【0020】

いくつかの実施形態において、リザーバは周囲温度よりも高い温度に露出する。周囲温度よりも高い温度は、リザーバを加熱装置の内部または近くに配置するなどの任意の技術によって達成されることができる。加熱装置は、リザーバが少なくとも部分的に浸水している加熱油浴、リザーバの外面の少なくとも一部に隣接し及び／またはそれに接触する加熱ラップ、リザーバ付近に配置された熱源、またはこれらの組み合わせを含み得る。

【0021】

いくつかの実施形態において、リザーバは周囲温度よりも低い温度に露出する。周囲温度よりも低い温度は、リザーバを冷却装置の内部または近くに配置するなどの任意の技術によって達成されることができる。冷却装置は、リザーバが少なくとも部分的に浸水している冷却浴（例：氷浴）、リザーバにまたはその近くに配置された冷却源、またはこれらの組み合わせを含むことができる。

【0022】

本明細書に記載された方法に使われる複数のモレキュラーシーブは、再生されることができる。本明細書で使われる「再生された」、「再生する」、「再生」などの用語は、複数のモレキュラーシーブに吸着される水の量を除去または減少させることを意味する。モレキュラーシーブの再生は、水分子が吸着できるモレキュラーシーブの面積を増加させることができるので、モレキュラーシーブの再生はその有効性を増加させることができる。

【0023】

いくつかの実施形態において、前記複数のモレキュラーシーブを再生することは、（ｉ）前記複数のモレキュラーシーブを再生するのに効果的な時間の間、特定温度で前記複数のモレキュラーシーブを加熱することと、（ｉｉ）前記複数のモレキュラーシーブを再生するのに効果的な時間の間、特定温度で真空下で前記複数のモレキュラーシーブを加熱することと、（ｉｉｉ）前記複数のモレキュラーシーブを再生するのに効果的な時間の間、特定温度で前記多数のモレキュラーシーブを加熱して前記複数のモレキュラーシーブをキャリアガスと接触させることと、または（ｉｖ）これらの組み合わせを含む。キャリアガスは、不活性ガス、乾燥（またはほとんど乾燥）ガス、またはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、窒素（Ｎ_２）、アルゴンまたはこれらの組み合わせが使われることができる。

【0024】

第１のストリーム

【0025】

本明細書に記載された方法は、プロピレンオキシド及び第１量の水を含む第１のストリームを提供することを含むことができる。

【0026】

第１のストリームは、生成物または副産物としてプロピレンオキシドを生成する化学プロセッサなどの化学プロセスによって生成されるストリームであり得る。

【0027】

特定の理論で拘束されるつもりはないが、プロピレンオキシドと水との混合物は、相分離が起こる前に約１２．６重量％以下の水を含むことができるとみなされる。したがって、本明細書に記載された第１のストリームにおいて、プロピレンオキシド：第１量の水の重量比は、約８７．４：１２．６～約９９．９９９：０．００１であることができる。

【0028】

いくつかの実施形態において、第１のストリームの場合、プロピレンオキシド：第１量の水の重量比は、約８８：１２～約９９：１である。いくつかの実施形態において、第１のストリームの場合、プロピレンオキシド：第１量の水の重量比は、約９０：１０～約９９：１である。いくつかの実施形態において、第１のストリームの場合、プロピレンオキシド：第１量の水の重量比は、約９５：５～約９９：１である。いくつかの実施形態において、第１のストリームの場合、プロピレンオキシド：第１量の水の重量比は、約９７：３～約９９：１である。

【0029】

いくつかの実施形態において、第１のストリームは、一つ以上の第３化合物（すなわち、プロピレンオキシド及び水以外の化合物）を含む。少なくとも一つの第３化合物は、本明細書に記載された方法に望ましくない影響を与えない任意の化合物を含むことができる。

【0030】

いくつかの実施形態において、第１のストリームは、有機化合物（すなわち、プロピレンオキシド以外の有機化合物）を含む。有機化合物は、一つ以上の炭化水素（例えば、２－メチル－ペンタンなどのＣ_４－Ｃ_６炭化水素）、一つ以上の含酸素化合物（例えば、プロピオンアルデヒド、メタノール、アセトン、ギ酸メチル及びアルデヒド）、またはこれらの組み合わせを含むことができる。有機化合物は、約０．００１重量％～約１０重量％、第１のストリームの約０．００１重量％～約８重量％、第１のストリームの約０．００１重量％～約６重量％、第１のストリームの約０．００１重量％～約５重量％、第１のストリームの約０．００１重量％～約４重量％、第１のストリームの約０．００１重量％～約２重量％、または第１のストリームの約０．００１重量％～約１重量％の量で、第１のストリーム中に存在することができる。

【0031】

いくつかの実施形態において、有機化合物はアセトンなどの極性有機化合物である。いくつかの実施形態において、有機化合物は炭化水素などの非極性有機化合物である。例えば、炭化水素は、２－メチル－ペンタンを含むことができる。いくつかの実施形態において、有機化合物は、少なくとも一つの極性有機化合物及び少なくとも一つの非極性有機化合物を含む。本明細書に記載された方法は、いくつかの実施形態において、第１のストリーム内の有機化合物（すなわち、プロピレンオキシド以外の有機化合物）の存在によって望ましくない影響を受けない。

【0032】

いくつかの実施形態において、第１のストリーム内の第１量の水は、約０．００１重量％～約１２重量％の第１のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第１のストリーム内の第１量の水は、約１重量％～約１２重量％の第１のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第１のストリーム内の第１量の水は、約１重量％～約１０重量％の第１のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第１のストリーム内の第１量の水は、約１重量％～約８重量％の第１のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第１のストリーム内の第１量の水は、約１重量％～約５重量％の第１のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第１のストリーム内の第１量の水は、約１重量％～約４重量％の第１のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第１のストリーム内の第１量の水は、約１重量％～約３重量％の第１のストリームを構成する。

【0033】

第２のストリーム

【0034】

本明細書に記載された方法は、プロピレンオキシド及び第２量の水を含む第２のストリームを生成することができる。第１のストリームに存在する第１量の水は、第２のストリーム中に存在する第２量の水よりも多いことがある。いくつかの実施形態において、第１のストリーム及び第２のストリームは、第１量の水と第２量の水との間の差を除き、類似することができる。

【0035】

いくつかの実施形態において、第２量の水は、０．１重量％以下の第２のストリームを構成する。したがって、第２のストリームは、プロピレンオキシド及び約０．１重量％以下の水を含むことができるか；または第２のストリームは、プロピレンオキシド、一つ以上の第３化合物（例えば、プロピレンオキシド以外の有機化合物）、及び約０．１重量％以下の水を含むことができる。

【0036】

いくつかの実施形態において、第２量の水は、約１０ｐｐｍ～約５００ｐｐｍの第２のストリームを構成する。したがって、第２のストリームは、プロピレンオキシド及び約１０ｐｐｍ～約５００ｐｐｍの水を含むことができるか；または第２のストリームは、プロピレンオキシド、一つ以上の第３化合物（例えば、プロピレンオキシド以外の有機化合物）、及び約１０ｐｐｍ～約５００ｐｐｍ水を含むことができる。いくつかの実施形態において、第２量の水は、約５０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍの第２のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第２量の水は、約１０ｐｐｍ～約４００ｐｐｍの第２のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第２量の水は、約１００ｐｐｍ～約４００ｐｐｍの第２のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第２量の水は、約１００ｐｐｍ～約３００ｐｐｍの第２のストリームを構成する。いくつかの実施形態において、第２量の水は、約１００ｐｐｍ～約２００ｐｐｍの第２のストリームを構成する。

【0037】

モレキュラーシーブ

【0038】

本明細書に使われる「複数のモレキュラーシーブ」という用語は、多孔性粒子の集合体をいい、ここで多孔性粒子は特定のサイズの分子（例：水分子）を吸着するように構成される。「複数のモレキュラーシーブ」という用語は、一つ以上の個々のモレキュラーシーブで構成されるモノリシック構造を含むが、これに限定されない。

【0039】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載された方法に使われる複数のモレキュラーシーブは、シリカ及びアルミナ四面体の３次元相互連結ネットワークを持つ結晶性金属アルミノケイ酸塩を含む。

【0040】

いくつかの実施形態において、複数のモレキュラーシーブは、約３Åの平均細孔直径を有する「３Ａ」モレキュラーシーブを含む。いくつかの実施形態において、複数のモレキュラーシーブは、約４Åの平均細孔直径を有する「４Ａ」モレキュラーシーブを含む。いくつかの実施形態において、複数のモレキュラーシーブは、約３Åの平均細孔直径を有する「３Ａ」モレキュラーシーブと、約４Åの平均細孔直径を有する「４Ａ」モレキュラーシーブとを含む。

【0041】

複数のモレキュラーシーブは、任意の平均粒径及び／または形状を有することができる。いくつかの実施形態において、複数のモレキュラーシーブは、球状粒子及び／または球体状粒子を含む。いくつかの実施形態において、複数のモレキュラーシーブは、類似した平均粒径を有することができる。いくつかの実施形態において、複数のモレキュラーシーブは、類似した形状を有することができる。いくつかの実施形態において、複数のモレキュラーシーブは、類似した平均粒径及び類似した形状の両方ともを有することができる。いくつかの実施形態において、複数のモレキュラーシーブは、８メッシュ～１２メッシュ（すなわち、１．６８ｍｍ～２．３８ｍｍ）の平均粒径を有する。

【0042】

複数のモレキュラーシーブは、２５℃で、重量で、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、または少なくとも４０％の初期水分吸着能を有することができる。複数のモレキュラーシーブは、２５℃で、重量で、約１０％～約４０％、約１５％～約４０％、約２０％～約４０％、約２５％～約４０％、約３０％～約４０％、または約３５％～約４０％の初期水分吸着能を有することができる。「初期水分吸着能」という用語は、第１再生前の複数のモレキュラーシーブの水分吸着能を意味する。複数のモレキュラーシーブの第１再生は、初期水分吸着能以下の水分吸着能をもたらすことができ、その後のそれぞれの再生は、水分吸着能に類似した影響を及ぼすことができる。いくつかの実施形態において、再生は（ｉ）初期水分吸着能または（ｉｉ）以前に一つ以上の再生を経た複数のモレキュラーシーブの水分吸着能を約０～約１０％、または約０～約５％減少させる。

【0043】

本明細書に使われる「ＰＯ９０」は、一般的に重量で少なくとも９０％のプロピレンオキシド、１．５～３％の水、及び一つ以上の不純物（すなわち、プロピレンオキシド以外の成分）を含む。一つ以上の不純物は、一つ以上の炭化水素（例えば、２－メチル－ペンタンまたはイソブチレンなどのＣ_４－Ｃ_６炭化水素）、含酸素化合物（例えば、プロピオンアルデヒド、メタノール、アセトン、ギ酸メチル、アルデヒド、またはこれらの組み合わせ）、またはこれらの組み合わせを含むことができる。

【0044】

本明細書の説明において、「含む」「である」「含有する」「有する」及び「備える」という用語は、非制限的に使用されているため、「含むが、これに限定されない」ということを意味するものと解されなければならない。方法が種々の要素又は特徴を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」又は「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語でクレーム又は説明されるとき、同方法は、指摘の無い限り、種々の構成要素又は特徴から「基本的になる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」又は「なる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ）」ものとすることもできる。

【0045】

不定冠詞や定冠詞は、複数の代替、例えば少なくとも１つの代替も含み得ることが意図されている。例えば、「第１のストリーム」、「モレキュラーシーブ乾燥装置」、「有機化合物」などの開示は、他に明示されない限り、一つ、または一つ超の第１のストリーム、モレキュラーシーブ乾燥装置、または有機化合物などの混合物または組み合わせを含むことを意味する。

【0046】

種々の数値範囲について本明細書中に開示している。出願人が任意の種別の範囲について開示又はクレームするとき、出願人の意図は、指摘の無い限り、範囲の終点や、その中に含まれる副次的範囲、及びその副次的範囲の組み合わせを合理的に網羅する、各々個別に可能な数字を開示又はクレームするというものである。さらに、本明細書に開示の範囲の数値的終点は近似値である。代表的な例として、出願人はいくつかの実施形態では第１のストリームが入口に供給される速度が約０．５ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的であるということを開示する。本開示は、約０．５ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の値を含むものと解されなければならなく、さらに、「約」は、これらの値の間の任意の範囲及び下位範囲を含む約０．６ｈｒ^－１、約０．７ｈｒ^－１、約０．８ｈｒ^－１、及び約０．９ｈｒ^－１をそれぞれ含む。

【0047】

本実施形態は、本明細書で多様な実施形態を参照して例示され、これらは決してその範囲に制限を加えるものと解釈されてはならない。一方、本明細書に記載の説明を読んだ後に、本実施形態の要旨又は添付の請求項の範囲から逸脱することなく、当業者に対して提示されてもよいその他種々の態様、実施形態、変形例、及びそれらの同等物について、期待され得ることが理解されなければならない。従って、本実施形態の他の態様は、本明細書に記載の本実施形態の詳細と実施を考慮することにより、当業者にとって明らかとなるであろう。
実施例

【0048】

本発明の方法（単数または複数）について、以下の実施例によりさらに説明を行うが、これらの実施例は、いかなる方法においても、その範囲に限定を課すものとして理解されてはならない。一方、本明細書に記載の説明を読んだ後に、本開示の要旨又は添付の請求項の範囲から逸脱することなく、当業者に対して提示されてもよいその他種々の態様、実施形態、変形例、及びそれらの同等物について、期待され得ることが理解されなければならない。従って、本開示の他の態様は、本明細書に記載の本発明の方法（単数または複数）の詳細と実施を考慮することにより、当業者にとって明らかとなるであろう。

【0049】

＜実施例１＞ プロピレンオキシドの乾燥

【0050】

この実施例ではプロピレンオキシドと水を混合して５０ｇの試料を用意した。乾燥前、試料は８８．７重量％のプロピレンオキシド及び１１．３重量％の水を含んでいた。

【0051】

プロピレンオキシド（８８．７重量％）及び水（１１．３重量％）を含む試料を、４０ｇの未使用３Ａモレキュラーシーブを含むガラス瓶に入れた。ガラス瓶を周囲温度及び周囲圧力に維持したし、すなわち、装置に圧力を印加しなかったし、装置の温度は、吸着熱により与えられ得る増加を超えて上昇しなかった。

【0052】

試料中の水の量は、数時間後に５００ｐｐｍに減少したし、試料をガラス瓶に入れてモレキュラーシーブと一晩中接触させた後に３５０ｐｐｍにさらに減少した。

【0053】

＜実施例２＞ プロピレンオキシドストリームの乾燥

【0054】

この実施例で、プロピレンオキシド及び水を含むストリームをモレキュラーシーブ乾燥装置で乾燥させた。

【0055】

乾燥前にストリームは、プロピレンオキシド９７重量％及び水３重量％を含んでいた。

【0056】

この実施例のモレキュラーシーブ乾燥装置は、６０ｇの３Ａモレキュラーシーブを含む筒状カラムを含んだ。

【0057】

プロピレンオキシド（９７重量％）及び水（３重量％）を含むストリームを、分当たり３ｍＬの速度でモレキュラーシーブ乾燥装置を通じてポンピングした。モレキュラーシーブ乾燥装置は、周囲温度及び周囲圧力で操作したし；すなわち、流量によって与えられる圧力以外の他の圧力は装置に印加しなかったし、装置の温度は、吸着熱によって与えられ得る上昇を超えて上昇しなかった。

【0058】

この実施例では総４回にかけて実験が行われ、各実験にはモレキュラーシーブ乾燥装置を通じて４００ｍＬのストリームをポンピングすることが含まれた。第１実験は、未使用モレキュラーシーブで行い、実験２～４は、既使用のモレキュラーシーブを用いて行った。各ストリームがモレキュラーシーブ乾燥装置を通じてポンピングされることによって、ストリームの水分含量は、図２に示された間隔で試験した。

【0059】

図２の結果は、ストリームの水分含量が、ストリームの最初の３２５ｍＬに対して３重量％から約１５０ｐｐｍに減少されたことを示している。該結果は、約３５０ｍＬのストリームを、モレキュラーシーブ乾燥装置を通じてポンピングした後、モレキュラーシーブの性能が減少したし、これによってモレキュラーシーブの質量を調節してもっと多い量のストリームを収容する方法に対するガイドが提供されるということを示す。

【0060】

＜実施例３＞ モレキュラーシーブの再生

【0061】

実施例２のモレキュラーシーブ乾燥装置のモレキュラーシーブは、この実施例で再生した。モレキュラーシーブは、窒素ガスパージ下で約１２時間～約２４時間の間２６０℃に加熱した。

【0062】

温度が２６０℃を超える場合は、延長された加熱時間を用いることができるか、または逆に温度が２６０℃未満の場合は、短縮された加熱時間を用いることもできる。

【0063】

＜実施例４＞ プロピレンオキシドストリームの乾燥

【0064】

この実施例で、プロピレンオキシド及び水を含むストリームは、実施例３の再生モレキュラーシーブを含むモレキュラーシーブ乾燥装置で乾燥させた。

【0065】

乾燥前のストリームは、重量でプロピレンオキシド９６．５％、水２．４％、炭化水素／イソブチレン０．４％、２－メチルペンタン０．３４％、及びその他炭化水素／含酸素化合物０．３５％を含んだ。

【0066】

実施例２のモレキュラーシーブ乾燥装置を使用したし、乾燥装置は、実施例３のプロセスによって再生された実施例２のモレキュラーシーブを含んだ。

【0067】

ストリームは、分当たり３ｍＬの速度でモレキュラーシーブ乾燥装置を通じてポンピングされた。モレキュラーシーブ乾燥装置は、周囲温度及び周囲圧力で操作したし；すなわち、流量によって与えられる圧力以外の他の圧力は装置に印加しなかったし、装置の温度は、吸着熱によって与えられ得る上昇を超えて上昇しなかった。

【0068】

総４回の実験がこの実施例で行われたが、ここで各実験にはモレキュラーシーブ乾燥装置を通じて約５５０ｍＬのストリームをポンピングすることが含まれた。第１実験は、未使用モレキュラーシーブで行い、実験２～４は、既使用のモレキュラーシーブを用いて行った。各ストリームがモレキュラーシーブ乾燥装置を通じてポンピングされることによって、ストリームの水分含量は、図３に示された間隔で試験した。

【0069】

図３の結果は、この実施例の再生されたモレキュラーシーブの性能が、実施例２のモレキュラーシーブの性能に比べて向上するということを示している。

【0070】

＜実施例５＞ その他炭化水素の影響

【0071】

この実施例の試験は、ストリーム中におけるプロピレンオキシド以外の一つ以上の炭化水素の存在が、水の除去に望ましくない影響を及ぼすかどうかを判断するために設計された。

【0072】

この実施例では、二種の供給試料を試験した。一番目のものは、プロピレンオキシドと水がその重量の少なくとも９９．９％を占める「純粋な」供給試料で構成される（下記表で「ＰＯ」で表示）。二番目のものは、下記表に示したように、重量で指定された水分含量を有するＰＯ９０で構成され、すなわち０．４％の炭化水素／イソブチレン、０．３４％の２－メチルペンタン及び０．３５％のその他炭化水素／含酸素化合物で構成され、供給試料の残りはプロピレンオキシド（約９６．４～約９６．６％）である。

【0073】

この実施例の試験のパラメータ及び結果は、下記表に示す。

【0074】

実施例５の結果

【表1】

前記表のデータは、更なる有機化合物の存在が、この実施例の水分除去に望ましくない影響を与えなかったということを示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2022-01-11

【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】

乾燥方法であって、
プロピレンオキシド及び第１量の水を含む第１のストリームを提供することであって、第１量の水が約１重量％～約１２重量％の第１のストリームを構成すること、及び
第１のストリームを複数のモレキュラーシーブと接触させて、プロピレンオキシド及び第２量の水を含む第２のストリームを形成することを含み、
前記第２量の水は、約１０ｐｐｍ～約５００ｐｐｍの第２のストリームを構成する、乾燥方法。

【請求項2】

前記複数のモレキュラーシーブは、入口及び出口を持つリザーバにあり、前記第１のストリームを複数のモレキュラーシーブと接触させることは、前記リザーバの入口に前記第１のストリームを供給することを含む、請求項１に記載の乾燥方法。

【請求項3】

前記第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．０１ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である、請求項２に記載の乾燥方法。

【請求項4】

前記第１のストリームが入口に供給される速度は、約０．５ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的である、請求項２に記載の乾燥方法。

【請求項5】

前記リザーバは、周囲温度及び周囲圧力下にある、請求項２に記載の方法。

【請求項6】

前記第１のストリームにおいて、プロピレンオキシド：第１量の水の重量比は、約８８：１２～約９９：１である、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第１のストリームにおいて、プロピレンオキシド：第１量の水の重量比は、約９７：３～約９９：１である、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第１量の水は、約１重量％～約１０重量％の第１のストリームを構成する、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記第１のストリームは、有機化合物をさらに含み、前記有機化合物は、前記第１のストリームの約０．００１重量％～約１０重量％の量で前記第１のストリーム内に存在する、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記有機化合物は、炭化水素を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記炭化水素は、２－メチル－ペンタンを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記第２量の水は、約５０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍの第２のストリームを構成する、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記第２量の水は、約１００ｐｐｍ～約２００ｐｐｍの第２のストリームを構成する、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記複数のモレキュラーシーブは、平均細孔直径が約３Åである、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記複数のモレキュラーシーブを再生することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項16】

前記複数のモレキュラーシーブを再生することは、（ｉ）前記複数のモレキュラーシーブを再生するのに効果的な時間の間、特定温度で前記複数のモレキュラーシーブを加熱することと、（ｉｉ）前記複数のモレキュラーシーブを再生するのに効果的な時間の間、特定温度で真空下で前記複数のモレキュラーシーブを加熱することと、（ｉｉｉ）前記複数のモレキュラーシーブを再生するのに効果的な時間の間、特定温度で前記多数のモレキュラーシーブを加熱して前記複数のモレキュラーシーブをキャリアガスと接触させることと、または（ｉｖ）これらの組み合わせを含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

乾燥方法であって、
プロピレンオキシド及び第１量の水を含む第１のストリームを提供することであって、前記第１量の水が約１重量％～約１２重量％の第１のストリームを構成することと、
（ｉ）入口及び出口を持つリザーバ、及び（ｉｉ）前記リザーバ内に複数のモレキュラーシーブを含むモレキュラーシーブ乾燥装置を提供することであって、前記複数のモレキュラーシーブは平均細孔直径が約３Åであることと、
前記リザーバの入口に第１のストリームを、約０．０１ｈｒ^－１～約１．０ｈｒ^－１の空間速度を達成するのに効果的な速度で供給することと、及び
前記リザーバの出口で第２のストリームを収集することと、を含み、
前記第２のストリームは、プロピレンオキシド及び第２量の水を含み、前記第２量の水は、約５０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍの第２のストリームを構成する乾燥方法。

【請求項18】

前記複数のモレキュラーシーブを再生することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記第１のストリームは、有機化合物をさらに含み、前記有機化合物は、前記第１のストリームの約０．００１重量％～約１０重量％の量で前記第１のストリーム内に存在する、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記有機化合物が２－メチル－ペンタン、アセトンまたはこれらの組み合わせを含む、請求項１９に記載の方法。

【国際調査報告】