特表 2024-535520 ネオペンチルグリコールの製造方法

(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】2024-09-30

(54)【発明の名称】ネオペンチルグリコールの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C07C 29/141 20060101AFI20240920BHJP

   C07C 31/20 20060101ALI20240920BHJP

   C07C 47/19 20060101ALI20240920BHJP

   C07C 45/74 20060101ALI20240920BHJP

   C07C 45/80 20060101ALI20240920BHJP

   C07C 45/82 20060101ALI20240920BHJP

   C07B 61/00 20060101ALN20240920BHJP

【ＦＩ】

C07C29/141

C07C31/20 Z

C07C47/19

C07C45/74

C07C45/80

C07C45/82

C07B61/00 300

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024520796

(86)(22)【出願日】2023-09-01

(85)【翻訳文提出日】2024-04-09

(86)【国際出願番号】 KR2023013046

(87)【国際公開番号】W WO2024053935

(87)【国際公開日】2024-03-14

(31)【優先権主張番号】10-2022-0114479

(32)【優先日】2022-09-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2023-0111947

(32)【優先日】2023-08-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム、スン キュン

(72)【発明者】

【氏名】リー、スン キュ

(72)【発明者】

【氏名】バエク、ギ ス

(72)【発明者】

【氏名】ハ、ナ ロ

【テーマコード（参考）】

4H006

4H039

【Ｆターム（参考）】

4H006AA02

4H006AC41

4H006AC45

4H006AD11

4H006AD16

4H006BA69

4H006BA83

4H006BB14

4H006BD33

4H006BD35

4H006BD36

4H006BD52

4H006BD53

4H006BD84

4H006BE20

4H006FE11

4H006FG29

4H039CA60

4H039CL25

(57)【要約】

本発明は、アルドール縮合反応して、ヒドロキシピバルデヒドを含む第１反応生成物を得るステップと、前記第１反応生成物を抽出剤と接触させ、蒸留して、抽出液および抽残液を得るステップと、前記抽残液を鹸化反応器に供給して、触媒に還元させるステップと、前記抽出液および前記触媒をアルドール精製塔に供給し、蒸留して、上部排出ストリームと下部排出ストリームとに分離するステップと、前記アルドール精製塔の下部排出ストリームを水添反応器に供給して、ネオペンチルグリコールを含む第２反応生成物を得るステップと、前記第２反応生成物からネオペンチルグリコールを取得するステップとを含むネオペンチルグリコールの製造方法を提供する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

触媒の存在下で、ホルムアルデヒド水溶液とイソブチルデヒドをアルドール反応器でアルドール縮合反応して、ヒドロキシピバルデヒドを含む第１反応生成物を得るステップと、
前記第１反応生成物をアルドール抽出塔に供給し、抽出剤と接触させて、ヒドロキシピバルデヒドを含む抽出液および触媒塩を含む抽残液を得るステップと、
前記抽残液を鹸化反応器に供給し、前記触媒塩を触媒に還元させるステップと、
前記抽出液と前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリームをアルドール精製塔に供給し、蒸留して、ヒドロキシピバルデヒドを含む前記アルドール精製塔の下部排出ストリームと、未反応イソブチルデヒドおよび触媒を含む前記アルドール精製塔の上部排出ストリームを得るステップと、
前記アルドール精製塔の前記下部排出ストリームを水添反応器に供給し、水添反応させて、ネオペンチルグリコールを含む第２反応生成物を得るステップと、
前記第２反応生成物からネオペンチルグリコールを取得するステップとを含む、ネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項2】

前記鹸化反応器排出ストリームを触媒回収塔に供給して触媒を含むストリームを分離した後、前記触媒を含むストリームを前記アルドール精製塔に供給するステップをさらに含む、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項3】

前記アルドール精製塔の前記上部排出ストリームを前記アルドール反応器に循環させるステップをさらに含む、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項4】

前記アルドール精製塔の前記上部排出ストリームを原料回収塔に供給し、蒸留して、
前記未反応イソブチルデヒドおよび触媒を含む前記原料回収塔の上部排出ストリームを前記アルドール反応器に循環させるステップをさらに含む、請求項３に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項5】

前記第２反応生成物は、触媒、ネオペンチルグリコール、抽出剤およびヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル（ＨＰＮＥ）を含み、
前記第２反応生成物から前記ネオペンチルグリコールを取得するステップは、
前記第２反応生成物をネオペンチルグリコール精製塔に供給して、触媒および抽出剤を含むストリームを抽出剤回収塔に供給し、ヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステルを含むストリームをヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル精製塔に供給し、ネオペンチルグリコールを含むストリームからネオペンチルグリコールを取得するステップと、
前記ヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル精製塔で前記ヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステルウル含むストリームを蒸留して、ヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステルを取得するステップとをさらに含んで行われる、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項6】

前記抽出剤回収塔の上部分画から触媒を回収し、前記アルドール精製塔に供給させるステップと、
前記抽出剤回収塔の下部分画から抽出剤を回収し、前記アルドール抽出塔に供給させるステップとを含む、請求項５に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項7】

前記ヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル精製塔の上部排出ストリームからネオペンチルグリコールを回収し、ネオペンチルグリコール精製塔に還流させるステップを含む、請求項５に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項8】

前記触媒は、トリエチルアミン（Ｔｒｉｅｔｈｙｌ ａｍｉｎｅ；ＴＥＡ）を含む、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項9】

前記抽出剤は、２－エチルヘキサノール（２－ＥｔｈｙｌＨｅｘａｎｏｌ；２－ＥＨ）を含む、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項10】

前記ヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステルは、ヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル精製塔の最上部から下部側へ５０～８０％の高さの側部から取得する、請求項５に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２２年９月８日付けの韓国特許出願第１０－２０２２－０１１４４７９号および２０２３年８月２５日付けの韓国特許出願第１０－２０２３－０１１１９４７号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

【0002】

本発明は、高純度のネオペンチルグリコールを製造する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

ネオペンチルグリコールは、一般的に、触媒の存在下で、イソブチルデヒドおよびホルムアルデヒドをアルドール縮合反応させてヒドロキシピバルデヒドを形成し、前記ヒドロキシピバルデヒド（ｈｙｄｒｏｘｙｐｉｖａｌｄｅｈｙｄｅ）に対して水添反応を行って製造することができる。

【0004】

しかし、アルドール縮合反応過程で発生するカニッツァーロ（Ｃａｎｎｉｚｚａｒｏ）副反応からギ酸が生成され、前記ギ酸によって触媒が触媒塩に変化し、前記触媒塩は、水相の形態で従来廃水処理されていた。また、前記アルドール縮合反応過程の他の副反応であるティシチェンコ（Ｔｉｓｈｃｈｅｎｋｏ）反応により生成されるヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル（ＨｙｄｒｏｘｙＰｉｖａｌｉｃ ａｃｉｄ－Ｎｅｏｐｅｎｔｙｌｇｌｙｃｏｌ Ｅｓｔｅｒ；ＨＰＮＥ）は、ネオペンチルグリコールを精製する過程で高沸点副生成物とともに全量廃棄されていた。しかし、前記ヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル（ＨＰＮＥ）は、それ自体で高付加価値製品であり、これを回収し、活用する必要があった。

【0005】

すなわち、廃棄される触媒塩およびＨＰＮＥによって環境的汚染の問題を引き起こし、投入された触媒が触媒塩に生成されて廃棄されるだけ、新たな触媒を投入し続けなければならない過程で、生産コストが増加する問題があった。

【0006】

したがって、このように廃棄される触媒およびＨＰＮＥを回収し、環境にやさしいとともに、エネルギーコストを減少させることができる工程が導入されなければならない状況である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、上記発明の背景技術で言及した問題を解決するために、高純度のネオペンチルグリコールを高い回収率で取得することができ、且つ全体的な工程において、環境にやさしく、エネルギーコストをさらに節減することができるネオペンチルグリコールの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するための本発明の一実施形態によると、本発明は、触媒の存在下で、ホルムアルデヒド水溶液とイソブチルデヒドをアルドール反応器でアルドール縮合反応して、ヒドロキシピバルデヒドを含む第１反応生成物を得るステップと、前記第１反応生成物をアルドール抽出塔に供給し、抽出剤と接触させて、ヒドロキシピバルデヒドを含む抽出液および触媒塩を含む抽残液を得るステップと、前記抽残液を鹸化反応器に供給し、前記触媒塩を触媒に還元させるステップと、前記抽出液と前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリームをアルドール精製塔に供給し、蒸留して、ヒドロキシピバルデヒドを含む下部排出ストリームと、未反応イソブチルデヒドおよび触媒を含む上部排出ストリームを得るステップと、前記アルドール精製塔の下部排出ストリームを水添反応器に供給し、水添反応させて、ネオペンチルグリコールを含む第２反応生成物を得るステップと、前記第２反応生成物からネオペンチルグリコールを取得するステップとを含むネオペンチルグリコールの製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明のネオペンチルグリコールの製造方法によると、アルドール縮合反応の後に生成された触媒塩を鹸化反応により触媒に還元し、前記触媒を精製および回収することにより、アルドール縮合反応の触媒を効率的に再使用することができる。これにより、ネオペンチルグリコールを経済的に製造することができ、且つ、環境汚染を低減することができる。

【0010】

さらに、本発明は、ネオペンチルグリコールを取得するためのアルドール縮合反応の副生成物として生成されるヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル（ＨＰＮＥ）を回収し、これを有用な高付加価値製品として取得することができ、一つの工程により二つの製品を取得することができる効果がある。これにより、ネオペンチルグリコールを製造するための生産コストが節減され、全体的な工程の経済性が改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの製造方法を示す工程フローチャートである。

【図2】本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの製造方法を示す工程フローチャートである。

【図3】本発明の比較例１によるネオペンチルグリコールの製造方法を示す工程フローチャートである。

【図4】本発明の比較例２によるネオペンチルグリコールの製造方法を示す工程フローチャートである。

【図5】本発明の比較例３によるネオペンチルグリコールの製造方法を示す工程フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の説明および特許請求の範囲にて使用されている用語や単語は、通常的もしくは辞書的な意味に限定して解釈してはならず、発明者らは、自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則って本発明の技術的思想に合致する意味と概念に解釈すべきである。

【0013】

本発明において、用語「ストリーム（ｓｔｒｅａｍ）」は、工程内の流体（ｆｌｕｉｄ）の流れを意味し得、また、配管内に流れる流体自体を意味し得る。具体的には、前記「ストリーム」は、各装置を連結する配管内に流れる流体自体および流体の流れを同時に意味し得る。また、前記流体は、気体（ｇａｓ）または液体（ｌｉｑｕｉｄ）を意味し得、前記流体に固体成分（ｓｏｌｉｄ）が含まれている場合を排除するものではない。

【0014】

一方、本発明において、抽出塔、精製塔、蒸留塔、および回収塔などの装置において、前記装置の「下部」とは、特に断りのない限り、前記装置の最上部から下方へ９５％～１００％の高さの地点を意味し、具体的には、最下端（塔底）を意味し得る。同様に、前記装置の「上部」とは、特に断りのない限り、前記装置の最上部から下方へ０％～５％の高さの地点を意味し、具体的には、最上部（塔頂）を意味し得る。

【0015】

一方、本発明において、抽出塔、精製塔、蒸留塔、および回収塔などの装置において、前記装置の運転温度とは、特に断りのない限り、前記装置の下部温度を示すことができる。同様に、前記装置の運転圧力とは、特に断りのない限り、前記装置の上部圧力を示すことができる。

【0016】

以下、本発明に関する理解を容易にするために、本発明を図１を参照してさらに詳細に説明する。

【0017】

本発明の一実施形態によると、触媒の存在下で、ホルムアルデヒド水溶液とイソブチルデヒドをアルドール反応器１０でアルドール縮合反応して、ヒドロキシピバルデヒドを含む第１反応生成物を得るステップと、前記第１反応生成物をアルドール抽出塔１００に供給し、抽出剤と接触させて、ヒドロキシピバルデヒドを含む抽出液および触媒塩を含む抽残液を得るステップと、前記抽残液を鹸化反応器２０に供給し、前記触媒塩を触媒に還元させるステップと、前記抽出液と前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリーム２１をアルドール精製塔２００に供給し、蒸留して、ヒドロキシピバルデヒドを含む下部排出ストリーム２２０と未反応イソブチルデヒドおよび触媒を含む上部排出ストリーム２１０を取得するステップと、前記アルドール精製塔の下部排出ストリーム２２０を水添反応器に供給し、水添反応させて、ネオペンチルグリコール（ＮｅｏＰｅｎｔｙｌＧｌｙｃｏｌ；ＮＰＧ）を含む第２反応生成物を得るステップと、前記第２反応生成物からネオペンチルグリコールを取得するステップとを含むネオペンチルグリコールの製造方法が提供される。

【0018】

まず、本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの製造方法は、触媒の存在下で、ホルムアルデヒド水溶液とイソブチルデヒドをアルドール反応器１０でアルドール縮合反応して、ヒドロキシピバルデヒドを含む第１反応生成物を得るステップを含むことができる。

【0019】

前記アルドール縮合反応は、アルドール反応器１０で、触媒の存在下で、ホルムアルデヒド（Ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ；ＦＡ）水溶液とイソブチルデヒド（Ｉｓｏｂｕｔｙｌａｌｄｅｈｙｄｅ；ＩＢＡＬ）を反応させて行うことができる。具体的には、ホルムアルデヒド水溶液およびＩＢＡＬを含む混合液をフィードストリーム１としてアルドール反応器１０に供給し、前記アルドール反応器１０内で、触媒の存在下で、アルドール縮合反応をさせて、ヒドロキシピバルデヒド（Ｈｙｄｒｏｘｙｐｉｖａｌｄｅｈｙｄｅ；ＨＰＡ）を含む第１反応生成物を得ることができる。

【0020】

ここで、前記ホルムアルデヒド水溶液は、ホルマリンを使用することができ、ここで、前記ホルムアルデヒドは、濃度３５～４５重量％のものを使用することが、廃水低減の面で効果が良いことができる。このようなホルムアルデヒド水溶液は、全体のホルムアルデヒド水溶液重量に対して、４０～６４重量％、より具体的には４５～５５重量％の水を含むことができ、ホルムアルデヒドの重合を防止するために、メタノールを含むことができる。この場合、全体のホルムアルデヒド水溶液の重量に対して、前記メタノールの含量は、０．１～１５重量％、より具体的には０．１～５重量％であることができる。前記メタノールの含量が０．１重量％未満である場合、ホルムアルデヒド水溶液内のメタノールの含量が足りず、縮合反応が繰り返される重縮合反応が発生する恐れがある。前記メタノールの含量が１５重量％を超える場合、ホルムアルデヒド水溶液内のメタノールの含量が高くなってホルムアルデヒドの濃度が過剰に低くなり得る。

【0021】

ここで、前記触媒は、アミン系化合物であることができる。具体的には、トリアルキルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミンのような第三級アミン化合物が適することができる。より具体的には、前記触媒は、トリエチルアミン（Ｔｒｉｅｔｈｙｌ ａｍｉｎｅ；ＴＥＡ）を含むことができる。本発明では、ＴＥＡが、アルドール縮合反応において効率が最も優れることから、触媒として使用されることができる。

【0022】

前記アルドール反応器１０において、アルドール縮合反応温度は、７０℃～１００℃であることができる。前記アルドール縮合反応温度が７０℃未満である場合、温度が低くてアルドール縮合反応がスムーズでない可能性があるため、高い転化率でＨＰＡを含む第１反応生成物を取得することが困難であり得る。前記アルドール縮合反応温度が１００℃を超える場合、アルドール縮合反応中に副生成物の生成が加速化することができる。

【0023】

前記アルドール反応器１０での滞留時間は、０．１時間～３時間であることができる。前記滞留時間が０．１時間未満である場合、アルドール縮合反応の進行に伴うＨＰＡ取得量が減少し得、前記滞留時間が３時間を超える場合、長時間行われることによってエネルギー効率が低下し、副生成物が過剰に生成され得る。

【0024】

本発明のアルドール反応器１０で述べた条件下で、アルドール縮合反応が行われ、ＨＰＡが生成されることができる。ここで、前記アルドール縮合反応で発生するカニッツァーロ（Ｃａｎｎｉｚｚａｒｏ）副反応によってギ酸が生成され、前記ギ酸が触媒であるＴＥＡと反応して、ＴＥＡ塩、すなわち、触媒塩が生成され得る。また、前記アルドール縮合反応の他の副反応であるティシチェンコ（Ｔｉｓｈｃｈｅｎｋｏ）反応により、ヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル（ＨｙｄｒｏｘｙＰｉｖａｌｉｃ ａｃｉｄ－Ｎｅｏｐｅｎｔｙｌｇｌｙｃｏｌ Ｅｓｔｅｒ；ＨＰＮＥ）が生成され得る。従来、前記ＨＰＮＥを副生成物として取り扱って廃棄することが一般的であったが、本発明の一実施形態によると、ＨＰＮＥを分離して、これを価値のある原料として活用することができる。

【0025】

結果、アルドール反応器１０から排出されるストリーム２には、ＨＰＡ、触媒塩およびＨＰＮＥが、第１反応生成物として含まれることができる。

【0026】

次いで、本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの製造方法は、前記第１反応生成物をアルドール抽出塔１００に供給し、抽出剤と接触させて、ＨＰＡを含む抽出液および触媒塩を含む抽残液を得るステップを含むことができる。

【0027】

具体的には、アルドール反応器１０で生成されたＨＰＡを含む第１反応生成物をアルドール反応器排出ストリーム２としてアルドール抽出塔１００に供給することができる。前記アルドール抽出塔１００では、アルドール反応器排出ストリーム２を介して供給された前記第１反応生成物を抽出剤と接触させて、ＨＰＡと抽出剤を含む有機相の抽出液および触媒塩を含む液相の抽残液を得ることができる。ここで、前記触媒塩は、水に解離された状態で存在することができ、前記水は、ギ酸水溶液から由来することができる。

【0028】

ここで、前記抽出剤は、脂肪族アルコール（ａｌｉｐｈａｔｉｃ ａｌｃｏｈｏｌｓ）であることができ、好ましくは、２－エチルヘキサノール（２－ＥｔｈｙｌＨｅｘａｎｏｌ；２－ＥＨ）を含むことができる。第１反応生成物に含まれたＨＰＡは、前記２－ＥＨに対して可溶性であることから、後述する液－液接触方式による抽出装置である本発明のアルドール抽出塔１００において好ましく使用されることができる。

【0029】

前記アルドール抽出塔１００は、液－液接触方式による抽出装置が用いられることができる。例えば、前記抽出装置は、Ｋａｒｒ ｔｙｐｅの往復プレートカラム（Ｋａｒｒ ｔｙｐｅ ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｐｌａｔｅ ｃｏｌｕｍｎ）、回転－円板型カラム（ｒｏｔａｒｙ－ｄｉｓｋ ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）、Ｓｃｈｅｉｂｅｌカラム、噴霧抽出塔（ｓｐｒａｙ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎ）、充填抽出塔（ｐａｃｋｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎ）、パルス充填カラム（ｐｕｌｓｅｄ ｐａｃｋｅｄ ｃｏｌｕｍｎ）のような抽出装置であることができる。

【0030】

また、前記アルドール抽出塔１００は、アルドール反応器排出ストリーム２に含まれた多量の水を抽残液として分離することにより、後述するアルドール精製塔２００での蒸留において使用されるエネルギーを節減することができる。ここで、前記水は、ホルムアルデヒド水溶液に含まれた水であることができる。

【0031】

前記アルドール抽出塔１００の運転温度は、４０℃～９０℃であることができる。前記運転温度が４０℃未満である場合、第１反応生成物が蒸留されず、前記第１反応生成物に含まれたＨＰＡが硬化し得る。前記運転温度が９０℃を超える場合、アルドール抽出塔１００に流入された第１反応生成物を有機相と液相とに相分離することが困難であり得る。

【0032】

一方、本発明の一実施形態によると、前記抽出液は、アルドール抽出塔の抽出液ストリーム１１０としてアルドール精製塔２００に供給されることができる。前記抽出液は、ＨＰＡおよび抽出剤の他にも、未反応ＩＢＡＬおよび触媒を含むことができる。ここで、前記未反応ＩＢＡＬは、アルドール反応器１０で行われるアルドール縮合反応時に未反応のＩＢＡＬであることができる。一方、前記抽残液は、アルドール抽出塔の抽残液ストリーム１２０として鹸化反応器２０に供給されることができる。

【0033】

具体的には、前記抽残液に含まれた触媒塩は、鹸化反応器２０において鹸化反応によって触媒に還元することができる。前記触媒塩は、上述のとおり、アルドール縮合反応による副反応によって形成されることができる。

【0034】

前記鹸化反応は、別に投入される水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）のような無機強塩基と触媒塩の反応により行われることができ、これにより、還元された触媒を効率的に再使用することができる。例えば、アルドール縮合反応の触媒としてＴＥＡを使用した場合、下記反応式１により、ＴＥＡの塩がＴＥＡに還元することができる。

【0035】

［反応式１］
ＴＥＡ－Ｓａｌｔ＋ＮａＯＨ→ＴＥＡ＋Ｎａ－Ｓａｌｔ

【0036】

一方、前記鹸化反応器２０において鹸化反応の温度は、５０℃以上、５５℃以上または６０℃以上および９０℃以下、９５℃以下または１００℃以下であることができる。前記鹸化反応温度が５０℃未満である場合、温度が低くて、鹸化反応がスムーズに行われないこともあるため、触媒への転化率が低くなり得る。前記鹸化反応温度が１００℃を超える場合、鹸化反応中に副生成物が過剰に生成され得る。

【0037】

一方、前記触媒塩が鹸化反応を経て触媒に還元されず触媒塩の状態で、後続工程、例えば、後述する水添反応器３０に供給される場合、水添反応器３０で行われる水添反応に悪影響を及ぼし得る。したがって、その前に触媒塩を触媒に還元して除去し、前記還元した触媒を精製および回収する必要がある。具体的には、水添反応器３０内で、水添反応のための条件下で、前記触媒塩は、水添反応に必要な水添反応触媒の役割を妨害し、様々な副反応を引き起こすため、結局、水添反応の転化率を低下させ得る。

【0038】

したがって、鹸化反応器２０内で、触媒塩を触媒に還元し、前記触媒を後述するアルドール精製塔２００で精製した後、回収することにより、触媒塩の水添反応器３０への導入を防止して、上述の様々な副作用を最小化することができる。

【0039】

なお、前記鹸化反応器２０内で触媒塩を触媒に還元することにより、前記触媒を効率的に再使用することができ、これにより、工程のコスト競争力を確保することができる。さらに、触媒塩を還元せず廃棄する場合に発生し得る環境的汚染の問題を解決することができる。

【0040】

このように還元された触媒、例えば、ＴＥＡを含む鹸化反応器排出ストリーム２１は、次いで、前記アルドール精製塔２００に供給されることができる。

【0041】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの製造方法は、前記鹸化反応器排出ストリーム２１を触媒回収塔７００に供給して、触媒を含むストリームを分離した後、前記触媒を含むストリームをアルドール精製塔２００に供給するステップをさらに含むことができる。

【0042】

より具体的には、前記鹸化反応器排出ストリーム２１を前記アルドール精製塔２００に供給する前に、触媒回収塔７００に供給することができる。前記触媒回収塔７００では、触媒を含む鹸化反応器排出ストリーム２１を蒸留して、還元された触媒を含む上部分画と、水と副生成物を含む下部分画とに分離することができる。

【0043】

前記触媒回収塔７００の上部分画は、触媒回収塔の上部排出ストリーム７１０として前記アルドール精製塔２００に供給されることができる。一方、前記触媒回収塔７００の下部分画は、触媒回収塔の下部排出ストリーム７２０として排出されることができる。このように、前記触媒回収塔７００で水と副生成物を分離することにより、還元された触媒を回収することができる。このように、前記触媒回収塔７００で多量の水および副生成物を除去し、還元された触媒を回収し、アルドール精製塔２００に供給することにより、前記アルドール精製塔２００において水を蒸留するために使用されるエネルギーの量を著しく低減することができる。

【0044】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの製造方法は、前記抽出液と前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリーム２１を前記アルドール精製塔２００に供給し、蒸留して、ヒドロキシピバルデヒドを含むアルドール精製塔の下部排出ストリーム２２０と未反応イソブチルデヒドおよび触媒を含むアルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０を得るステップを含むことができる。

【0045】

ここで、前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリーム２１は、鹸化反応器から排出されたストリームであり、前記触媒は、鹸化反応器で行われる鹸化反応によって触媒塩が還元された触媒であることができる。前記鹸化反応器排出ストリーム２１は、上述のように、触媒回収塔７００を経て水と副生成物が除去され、前記アルドール精製塔２００に供給されることができる。

【0046】

具体的には、前記アルドール精製塔２００では、前記アルドール精製塔２００に供給された供給物を蒸留して、ＨＰＡおよび抽出剤を含むアルドール精製塔の下部排出ストリーム２２０と未反応ＩＢＡＬおよび触媒を含むアルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０を取得することができる。前記アルドール精製塔２００に供給された供給物は、前記抽出液および触媒回収塔の上部排出ストリーム７１０に加え、後述する抽出剤回収塔の上部排出ストリーム５１０をさらに含むことができる。

【0047】

一方、前記アルドール精製塔２００の運転温度は、４０℃以上、４５℃以上、５０℃以上または５５℃以上および８５℃以下、９０℃以下、９５℃以下または１００℃以下であることができる。

【0048】

また、前記アルドール精製塔２００の運転圧力は、３００ｔｏｒｒ（４０．０ｋＰａ）以上、３５０ｔｏｒｒ（４６．７ｋＰａ）以上、４００ｔｏｒｒ（５３．３ｋＰａ）以上または４５０ｔｏｒｒ（６０．０ｋＰａ）以上および６００ｔｏｒｒ（８０．０ｋＰａ）以下、６５０ｔｏｒｒ（８６．７ｋＰａ）以下、７００ｔｏｒｒ（９３．３ｋＰａ）以下または７６０ｔｏｒｒ（１０１ｋＰａ）以下であることができる。前記範囲内の温度および圧力でアルドール精製塔２００を運転することにより、蒸留がスムーズに行われて、相対的に低沸点物質であるＴＥＡと相対的に高沸点物質であるＨＰＡとの分離が容易に行われることができる。

【0049】

本発明によると、前記触媒に対して、アルドール精製塔２００で精製過程を経ることにより、より高い純度の触媒を回収することができ、これをアルドール縮合反応で再使用することができる。これにより、従来、還元された触媒に対して別の精製工程を経ることなくアルドール反応器１０に供給する場合に比べて、アルドール縮合反応の効率が向上することができ、副反応による副生成物の生成を最小化することができる。また、還元された触媒に対して、別の精製工程を経ることにより、前記アルドール精製塔２００に供給される液相、例えば、水の量が減少して、前記アルドール精製塔２００で使用されるエネルギーの量が減少することができる。

【0050】

なお、アルドール縮合反応で未反応のＩＢＡＬは、アルドール抽出塔１００の抽出液として分離され、前記分離された抽出液がアルドール精製塔２００に供給されることができることは、上述のとおりであり、アルドール精製塔２００で精製された未反応ＩＢＡＬは、前記触媒とともに、アルドール精製塔２００の上部分画として分離されることができる。前記アルドール精製塔２００の上部分画は、アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０を介して前記アルドール反応器１０に循環させることができる。

【0051】

本発明の一実施形態によると、前記未反応ＩＢＡＬおよび触媒を含むアルドール精製塔２００の上部分画をアルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０を介して原料回収塔６００に供給することができる。前記原料回収塔６００では、前記未反応ＩＢＡＬおよび触媒を含むアルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０を蒸留して、前記未反応ＩＢＡＬおよび触媒を含む上部分画と、不純物である水と副生成物を含む下部分画とに分離することができる。

【0052】

前記原料回収塔６００の上部分画は、原料回収塔の上部排出ストリーム６１０として前記アルドール反応器１０に循環させることができる。一方、前記原料回収塔６００の下部分画は、原料回収塔の下部排出ストリーム６２０として排出されることができる。このように、前記原料回収塔６００で前記未反応ＩＢＡＬおよび触媒を再度不純物と分離することにより、アルドール反応器１０でアルドール縮合反応の原料として再使用するのに適切であることができる。なお、前記アルドール反応器１０で使用される触媒およびＩＢＡＬをリサイクルすることになり、新たに投入される原料の量を低減することができ、工程中に使用される生産コストを節減することができる。

【0053】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの製造方法は、アルドール精製塔の下部排出ストリーム２２０を水添反応器３０に供給し、水添反応させて、ＮＰＧを含む第２反応生成物を得るステップを含むことができる。ここで、前記アルドール精製塔の下部排出ストリーム２２０は、ＨＰＡおよび抽出剤を含むことができる。

【0054】

一方、前記水添反応器３０で水添反応が行われることができ、前記水添反応は、水添反応触媒の存在下で、前記水添反応器３０にさらに投入された水素とＨＰＡの反応により行われることができる。

【0055】

前記水添反応は、１００～１５００ｐｓｉｇ（ｐｏｕｎｄｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ ｇａｕｇｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）（０．６９～１０．３ＭＰａＧ）の水素圧力および反応温度１００℃～２００℃で行われることができる。また、前記水添反応の触媒としては、銅系触媒またはニッケル触媒が使用されることができる。前記銅系触媒としては、一例として、ＣｕＯ／ＢａＯ／ＳｉＯ触媒であることができ、前記ＣｕＯ／ＢａＯ／ＳｉＯ触媒は、（ＣｕＯ）ｘ（ＢａＯ）ｙ（ＳｉＯ）ｚ（ｘ、ｙ、ｚは、重量％であり、ｘ：ｙ：ｚ＝１０～５０：０～１０：４０～９０、１０～５０：１～１０：４０～８９ または２９～５０：１～１０：４０～７０）である触媒であることができる。前記ｘとｙの和は、好ましくは、ｘ、ｙおよびｚの総和（１００重量％）に対して、２０～５０（重量％）、または３０～５０（重量％）であり、この範囲内で、水添反応触媒の性能に優れ、寿命が長い効果がある。一方、前記ニッケル触媒は、ＨＰＡ重量に対して、２～１０重量％であることができる。

【0056】

上述のように、アルドール縮合反応により形成される触媒塩、例えば、ＴＥＡ塩が前記水添反応に流入される場合、様々な副反応を引き起こして、前記水添反応の転化率を低下させる可能性がある。したがって、本発明の鹸化反応器２０によって転換されたＴＥＡをアルドール精製塔２００で精製および回収することにより、水添反応器３０内の水添反応の転化率を向上させることができる。すなわち、水添反応の触媒に対して被毒現象を引き起こすＴＥＡ塩、すなわち、触媒毒の流入量が減量することで、水添反応が活性化することができる。

【0057】

このように、水添反応器３０内で水添反応が行われて、ＨＰＡが水素と反応すると、ＮＰＧが生成されることができる。したがって、触媒、抽出剤、ＨＰＮＥおよび前記ＮＰＧを含む第２反応生成物を取得することができる。ここで、前記ＨＰＮＥは、アルドール反応器１０でアルドール縮合反応の副生成物として生成されることができる。

【0058】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの製造方法は、前記第２反応生成物からＮＰＧを取得するステップを含むことができる。

【0059】

具体的には、前記第２反応生成物は、触媒、ネオペンチルグリコール、抽出剤およびヒドロキシピバリン酸－ネオペンチルグリコールエステル（ＨＰＮＥ）を含むことができ、前記第２反応生成物から前記ネオペンチルグリコールを取得するステップは、前記第２反応生成物をＮＰＧ精製塔３００に供給して、触媒および抽出剤を含むストリームを抽出剤回収塔５００に供給し、ＨＰＮＥを含むストリームをＨＰＮＥ精製塔４００に供給し、ＮＰＧを含むストリームからＮＰＧを取得するステップと、前記ＨＰＮＥ精製塔４００で前記ＨＰＮＥを含むストリームを蒸留して、ＨＰＮＥを取得するステップとを含んで行われることができる。

【0060】

具体的には、前記第２反応生成物は、水添反応器排出ストリーム３１として、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）精製塔３００に供給されることができる。ここで、前記ＮＰＧ精製塔３００は、１機または２機以上の精製塔であることができる。

【0061】

先ず、前記ＮＰＧ精製塔３００が１機の精製塔である場合、前記１機の精製塔の上部から抽出剤と触媒が、下部からＨＰＮＥが、側部からＮＰＧが、それぞれ分離されることができる。例えば、前記ＮＰＧ精製塔３００は、一つの分離壁型蒸留塔であることができる。一方、ＮＰＧ精製塔３００が２機以上の精製塔である場合、触媒を上部に分離する１機以上のＮＰＧ精製塔と、前記抽出剤を上部に分離する１機以上のＮＰＧ精製塔を介して行われることができる。前記２機以上のＮＰＧ精製塔の下部には、ＨＰＮＥまたはＮＰＧを含むストリームが分離されて排出されることができる。すなわち、前記１機または２機以上のＮＰＧ精製塔３００により、第２反応生成物を触媒と抽出剤、ＨＰＮＥ、およびＮＰＧに分離することができる。これにより、高純度の前記ＮＰＧを取得することができる。

【0062】

一方、前記ＮＰＧ精製塔３００が１機の精製塔である場合、ネオペンチルグリコールは、前記ネオペンチルグリコール精製塔３００の最上部から下部側へ４０％～８０％の高さの側部から取得することができる。

【0063】

一方、前記ＮＰＧ精製塔３００の運転温度は、８０℃以上、１００℃以上、１２０℃以上または１４０℃以上および１８５℃以下、１９０℃以下、１９５℃以下または２００℃以下であることができる。また、前記ＮＰＧ精製塔３００の運転圧力は、４０ｔｏｒｒ（５．３ｋＰａ）以上、９０ｔｏｒｒ（１２．０ｋＰａ）以上、１２０ｔｏｒｒ（１６．０ｋＰａ）以上または１４０ｔｏｒｒ（１８．７ｋＰａ）以上および３００ｔｏｒｒ（４０．０ｋＰａ）以下、４００ｔｏｒｒ（５３．３ｋＰａ）以下、５００ｔｏｒｒ以下（６６．７ｋＰａ）または６００ｔｏｒｒ（８０．０ｋＰａ）以下であることができる。前記温度および圧力範囲内でＮＰＧ精製塔３００を運転することにより、上述のように、抽出剤と触媒、ＮＰＧ、およびＨＰＮＥの分離が容易であることができる。したがって、本発明で取得しようとするＮＰＧが含まれたストリーム３３０内に存在する副生成物の含量を低下させることができ、高純度のＮＰＧを取得することができる。

【0064】

一方、アルドール縮合反応の副反応によって生成された前記ＨＰＮＥは、水添反応器３０において、一部はＮＰＧに還元し、残りはＨＰＮＥとして残っていることになり、前記ＨＰＮＥがＮＰＧ精製塔３００に流入されてＮＰＧ取得率を低下させることができる。したがって、前記ＨＰＮＥを後述するＨＰＮＥ精製塔４００に供給することにより、ＮＰＧをさらに取得するだけでなく、それ自体で高付加価値製品である前記ＨＰＮＥを別に回収して活用することができる。すなわち、前記ＨＰＮＥは、他の重質の副生成物、例えば、水添反応の副生成物であるトリメチルペンタンジオール（２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオール；ＴＭＰＤ）とは区別して製品化されることができる。

【0065】

一方、本発明の一実施形態によると、触媒および抽出剤を含むストリーム３１０を抽出剤回収塔５００に供給することができる。前記抽出剤回収塔５００において触媒を含む上部分画と、抽出剤を含む下部分画とに分離することができる。

【0066】

ここで、前記触媒は、上述のアルドール抽出塔１００およびアルドール精製塔２００で分離されていない一部の少量の触媒であることができ、前記抽出剤回収塔５００で前記触媒を分離し、アルドール精製塔２００に供給することにより、系内の触媒、例えば、ＴＥＡが回収されることができる。

【0067】

一方、抽出剤を含む抽出剤精製塔５００の下部分画は、抽出剤精製塔の下部排出ストリーム５２０としてアルドール抽出塔１００に供給され、これより、抽出剤、例えば、２－ＥＨが分離および回収されてまた再使用されることができる。

【0068】

前記抽出剤回収塔５００の運転温度は、３０℃以上、３５℃以上または４０℃以上および１６５℃以下、１７０℃以下または１８０℃以下であることができる。また、前記抽出剤回収塔５００の運転圧力は、１００ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）以上、１１０ｔｏｒｒ（１４．７ｋＰａ）以上または１３０ｔｏｒｒ（１７．３ｋＰａ）以上および３８０ｔｏｒｒ（５０．７ｋＰａ）以下、４００ｔｏｒｒ（５３．３ｋＰａ）以下または４５０ｔｏｒｒ（６０．０ｋＰａ）以下であることができる。前記温度および圧力範囲内で抽出剤回収塔５００を運転することにより、触媒および抽出剤の分離がスムーズに行われることができる。

【0069】

一方、本発明において、前記ＨＰＮＥを含むストリーム３２０をＨＰＮＥ精製塔４００に供給することができる。前記ＨＰＮＥ精製塔４００において前記ＨＰＮＥを含むストリーム３２０を蒸留して、ＮＰＧ、ＨＰＮＥ、および高沸点副生成物（ｈｅａｖｉｅｓ）に分離することができる。前記分離した高沸点副生成物は、ＨＰＮＥ下部排出ストリーム４２０として排出されることができる。

【0070】

また、ＨＰＮＥ精製塔の側部排出ストリーム４３０から前記分離されたＨＰＮＥを取得することができる。上述のように取得したＨＰＮＥを回収して様々な方面に活用することができ、例えば、高付加価値製品として、ポリエステルの合成およびコーティングの主原料として使用されることができる。このように、前記ＨＰＮＥは、他の工程において原料として使用されることができ、本発明によるＨＰＮＥ精製塔４００により、原料活用の面で、経済性が向上することができる。

【0071】

前記ＨＰＮＥは、ＨＰＮＥ精製塔の最上部から下部側へ５０～８０％の高さの側部から取得することができる。具体的には、前記範囲内の高さの側部からＨＰＮＥを取得することにより、ＨＰＮＥ精製塔の側部排出ストリーム４３０内のＨＰＮＥの含量が高いことができ、これよりＨＰＮＥを取得するのに好ましい。一方、前記範囲内の高さを逸脱する側部からＨＰＮＥを取得する場合には、前記側部が前記範囲内の高さに属する場合に比べて、ＨＰＮＥ精製塔の側部排出ストリーム４３０内のＮＰＧの含量が高くなるか、高沸点副生成物の含量が高くなることができる。

【0072】

一方、ＨＰＮＥ精製塔の運転温度は、１００℃以上、１１０℃以上または１２０℃以上および２３０℃以下、２４０℃以下または２５０℃以下であることができる。また、前記ＨＰＮＥ精製塔の運転圧力は、４０ｔｏｒｒ（５．３ｋＰａ）以上、４５ｔｏｒｒ（６．０ｋＰａ）以上または５０ｔｏｒｒ（６．７ｋＰａ）以上および１５０ｔｏｒｒ（２０．０ｋＰａ）以下、１６０ｔｏｒｒ（２１．３ｋＰａ）以下または１７０ｔｏｒｒ（２２．７ｋＰａ）以下であることができる。前記温度および圧力範囲内で、ＨＰＮＥ精製塔４００を運転することにより、ＨＰＮＥおよびＮＰＧの分離がスムーズに行われて、本発明で取得しようとするＮＰＧをさらに取得することができ、高付加価値商品として、ＨＰＮＥも取得することができる。

【0073】

本発明のネオペンチルグリコールの製造方法は、前記ＨＰＮＥ精製塔の上部排出ストリーム４１０からＮＰＧを回収し、ＮＰＧ精製塔３００に還流するステップをさらに含むことができる。すなわち、前記ＮＰＧ精製塔３００で回収されず排出されたＮＰＧをＨＰＮＥ精製塔４００の上部から回収することができ（４１０）、ＨＰＮＥ精製塔４００を備えていない従来のＮＰＧの製造方法に比べて、ＮＰＧの回収率をより高めることができる。

【0074】

以下、実施例を参照して、本発明をより詳細に説明する。しかし、下記の実施例は、本発明を例示するためのものであって、本発明の範疇および技術思想の範囲内で様々な変更および修正が可能であることは、通常の技術者にとって明白なことであり、これらのみに本発明の範囲が限定されるものではない。

【0075】

実施例
実施例１
図１に図示されている工程の流れにしたがって、Ａｓｐｅｎ社製のＡｓｐｅｎ Ｐｌｕｓシミューレータを用いて、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）の製造工程をシミュレーションした。

【0076】

具体的には、触媒（トリエチルアミン;ＴＥＡ）の存在下で、ホルムアルデヒド水溶液とイソブチルデヒドをアルドール反応器１０でアルドール縮合反応して、ヒドロキシピバルデヒド（ＨＰＡ）を含む第１反応生成物を得た。ここで、前記アルドール縮合反応は、８５℃の温度下で行った。

【0077】

前記第１反応生成物をアルドール抽出塔１００に供給し、抽出剤（２－エチルヘキサノール；２－ＥＨ）と接触させて、ヒドロキシピバルデヒドを含む抽出液および触媒塩を含む抽残液を得た。

【0078】

前記抽残液を、抽残液ストリーム１２０として、鹸化反応器２０に供給し、前記触媒塩を水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と反応させて触媒に還元し、前記還元された触媒を含む鹸化反応器排出ストリーム２１を触媒回収塔７００に供給した。ここで、前記鹸化反応器で行われる鹸化反応を８３℃の温度で行った。

【0079】

前記触媒回収塔７００で鹸化反応器排出ストリーム２１を蒸留し、水および副生成物を除去し、前記水および副生成物が除去された触媒を含むストリームを得た。前記水および副生成物が除去された触媒を含むストリームを触媒回収塔の上部排出ストリーム７１０としてアルドール精製塔２００に供給した。

【0080】

前記触媒回収塔の上部排出ストリーム７１０と上述の抽出液を含む抽出液ストリーム１１０をアルドール精製塔２００に供給し、蒸留して、ＨＰＡを含む下部排出ストリーム２２０と未反応イソブチルデヒドおよび触媒を含む上部排出ストリーム２１０を得た。前記アルドール精製塔２００の運転圧力は２０７ｔｏｒｒ（２７．６ｋＰａ）であり、運転温度は８７℃であった。一方、前記未反応イソブチルデヒドおよび触媒を含む上部排出ストリーム２１０を原料回収塔６００に供給した。

【0081】

前記原料回収塔６００で行われる蒸留により、水および副生成物を含む不純物を除去し、前記不純物が除去された未反応イソブチルデヒドおよび触媒を含むストリームを得た。前記不純物が除去された未反応イソブチルデヒドおよび触媒を含むストリームを原料回収塔の上部排出ストリーム６１０としてアルドール反応器１０に供給した。

【0082】

一方、前記アルドール精製塔の下部排出ストリーム２２０を水添反応器３０に供給し、水添反応させて、ＮＰＧを含む第２反応生成物を得た。ここで、前記水添反応は、１６０℃の温度で行われた。

【0083】

前記第２反応生成物をネオペンチルグリコール精製塔３００に供給し、触媒および抽出剤を含むＮＰＧ精製塔の上部排出ストリーム３１０およびＨＰＮＥを含むＮＰＧ精製塔の下部排出ストリーム３２０を取得し、ＮＰＧを含むＮＰＧ精製塔の側部排出ストリーム３３０からＮＰＧを取得した。前記ＮＰＧ精製塔の側部排出ストリーム３３０は、ＮＰＧ精製塔３００の最上部から下部側へ２０～７０％の高さの側部から排出された。ここで、前記ネオペンチルグリコール精製塔の運転圧力は１５４ｔｏｒｒ（２０．５ｋＰａ）であり、運転温度は１６８℃であった。

【0084】

前記ＮＰＧ精製塔の上部排出ストリーム３１０を抽出剤回収塔５００に供給し、蒸留して、触媒を含む抽出剤回収塔の上部排出ストリーム５１０をアルドール精製塔２００に供給し、抽出剤を含む抽出剤回収塔の下部排出ストリーム５２０は、アルドール抽出塔１００に供給した。

【0085】

ここで、前記アルドール精製塔２００で使用されたエネルギーを測定し、これを比較例１のアルドール精製塔で使用されたエネルギーを基準に換算したときに、前記アルドール精製塔のエネルギー使用率が８６．２０％であることを確認した。

【0086】

実施例２
図２に図示されている工程の流れにしたがって、Ａｓｐｅｎ社製のＡｓｐｅｎ Ｐｌｕｓシミューレータを用いて、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）の製造工程をシミュレーションした。

【0087】

実施例２は、実施例１に対し、ＨＰＮＥ精製塔４００をさらに備え、ＮＰＧ精製塔の下部排出ストリーム３２０を前記ＨＰＮＥ精製塔４００に供給した以外は、実施例１と同じ工程の流れでＮＰＧを製造した。

【0088】

具体的には、ＨＰＮＥを含むＮＰＧ精製塔の下部排出ストリーム３２０を前記ＨＰＮＥ精製塔４００に供給し、精製して、ＮＰＧを含むＨＰＮＥ精製塔の上部排出ストリーム４１０をＮＰＧ精製塔３００に還流し、高沸点副生成物を含むＨＰＮＥ精製塔の下部排出ストリーム４２０を系外に排出した。なお、ＨＰＮＥを含むＨＰＮＥ精製塔側部排出ストリーム４３０からＨＰＮＥを別に取得した。

【0089】

比較例
比較例１
図３に図示されている工程の流れにしたがって、Ａｓｐｅｎ社製のＡｓｐｅｎ Ｐｌｕｓシミューレータを用いて、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）の製造工程をシミュレーションした。

【0090】

比較例１は鹸化反応器を備えておらず、アルドール抽出塔の下部排出ストリーム１２０を系外に排出し、ＮＰＧ精製塔の下部排出ストリーム３２０をＨＰＮＥ精製塔ではなく、高沸点副生成物分離塔８００に供給した以外は、実施例１と同じ工程の流れでＮＰＧを製造した。

【0091】

具体的には、前記ＮＰＧ精製塔の下部排出ストリーム３２０を高沸点副生成物分離塔８００に供給し、蒸留して、ＮＰＧを含む上部排出ストリーム８１０および高沸点副生成物およびＨＰＮＥを含む下部排出ストリーム８２０を得た。ここで、前記ＨＰＮＥは、別に取得せず、前記高沸点副生成物分離塔の上部排出ストリーム８１０は、ＮＰＧ精製塔３００に循環させた。

【0092】

ここで、前記アルドール精製塔２００で使用されたエネルギーを測定し、これを１００％基準とした。

【0093】

比較例２
図４に図示されている工程フローチャートにしたがって、Ａｓｐｅｎ社製のＡｓｐｅｎ Ｐｌｕｓシミューレータを用いて、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）の製造工程をシミュレーションした。

【0094】

比較例２は、鹸化反応器排出ストリーム２１を触媒回収塔を経ることなくアルドール反応器１０に供給し、アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０を原料回収塔を経ることなくアルドール反応器１０に供給した以外は、実施例２と同じ工程の流れでＮＰＧを製造した。

【0095】

比較例３
図５に図示されている工程フローチャートにしたがって、Ａｓｐｅｎ社製のＡｓｐｅｎ Ｐｌｕｓシミューレータを用いて、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）の製造工程をシミュレーションした。

【0096】

比較例３は、触媒回収塔の上部排出ストリーム７１０をアルドール精製塔に供給することなく、凝縮させて、アルドール反応器１０に供給した以外は、実施例２と同じ工程の流れでＮＰＧを製造した。

【0097】

下記表１において、実施例および比較例のＦｒｅｓｈ ＴＥＡ供給率、ＴＥＡ損失率およびアルドール精製塔のエネルギー使用率は、それぞれ、比較例１を１００％基準に換算して示した。具体的には、前記Ｆｒｅｓｈ ＴＥＡ供給率は、比較例１の工程内において新たに供給されたＴＥＡの重量に対する各実施例および比較例の工程内の新たに供給されたＴＥＡの重量を百分率で示したものである。一方、前記ＴＥＡ損失率は、鹸化反応器を介してＴＥＡに還元されていないＴＥＡ塩の量を比較例１を基準に示したものである。一方、前記アルドール精製塔のエネルギー使用率は、比較例１のアルドール精製塔で使用されたエネルギーの量に対する各実施例および比較例のアルドール精製塔で使用されたエネルギーの量を百分率で示したものである。

【0098】

【表1】

【0099】

表１を参照すると、前記実施例は、新たな触媒（ｆｒｅｓｈ ＴＥＡ）供給率とアルドール精製塔のエネルギー使用率が良好であることを確認することができた。前記実施例２は、ＨＰＮＥ精製塔を備えていないことから、ＨＰＮＥ製品をさらに取得することができないことを確認することができた。

【0100】

一方、比較例１は、鹸化反応器を備えていないことから、アルドール抽出塔の下部排出ストリーム内に存在する触媒塩を触媒に還元して再使用することができないため、新たなＴＥＡの供給量とＴＥＡ損失量が最も高いことを確認することができた。また、ＨＰＮＥ精製塔の代わりに高沸点副生成物分離塔を備えることにより、ＨＰＮＥ製品をさらに取得することができなかった。なお、アルドール精製塔のエネルギー使用率が実施例に比べて高いことを確認することができた。

【0101】

一方、比較例２は、鹸化反応器排出ストリームを触媒回収塔を経ることなく、アルドール反応器に供給した場合であり、アルドール精製塔のエネルギー使用率が最も高いことを確認することができた。これは、前記鹸化反応器排出ストリーム内の水の含量が非常に高いことから、これをアルドール反応器に直接供給する場合、アルドール精製塔に流入される水の量も増加し、水を蒸留するために、前記アルドール精製塔でのエネルギー使用量が増加することができた。

【0102】

一方、比較例３は、触媒回収塔の上部排出ストリームをアルドール精製塔ではなく、アルドール反応器に供給する場合であり、アルドール精製塔のエネルギー使用率が、実施例および比較例１に比べて高いことを確認することができた。具体的には、前記触媒回収塔の上部排出ストリームは、気相であり、これをアルドール反応器に供給するためには、気相の触媒回収塔の上部排出ストリームを液相に凝縮して前記アルドール反応器に供給する必要があった。このように、液相に凝縮した触媒回収塔の上部排出ストリームをアルドール反応器に供給する場合、これは、前記アルドール反応器でのアルドール縮合反応の後、アルドール精製塔に流入されることができ、結局、前記アルドール精製塔でのエネルギー使用量を増加させることができた。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-09

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0099】

表１を参照すると、前記実施例は、新たな触媒（ｆｒｅｓｈ ＴＥＡ）供給率とアルドール精製塔のエネルギー使用率が良好であることを確認することができた。前記実施例２は、ＨＰＮＥ精製塔を備えていることから、ＨＰＮＥ製品をさらに取得することができることを確認することができた。

【国際調査報告】