特表 2024-535529 ネオペンチルグリコールの廃水処理方法

(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廃水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C07C 29/80 20060101AFI20240920BHJP

   C07C 31/20 20060101ALI20240920BHJP

   C07C 29/141 20060101ALI20240920BHJP

   C07C 47/19 20060101ALI20240920BHJP

   C07C 45/74 20060101ALI20240920BHJP

   C07C 45/80 20060101ALI20240920BHJP

   C07C 45/82 20060101ALI20240920BHJP

   C07B 61/00 20060101ALN20240920BHJP

【ＦＩ】

C07C29/80

C07C31/20 Z

C07C29/141

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 2024520948

(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】 KR2023013051

(87)【国際公開番号】W WO2024053938

(87)【国際公開日】2024-03-14

(31)【優先権主張番号】10-2022-0114489

(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】10-2023-0112002

(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】リー、ミン ウーク

【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

4H006BD36

4H006BD52

4H006BD53

4H006BD84

4H006BE20

4H006FG29

4H039CA60

4H039CL25

(57)【要約】

本発明は、アルドール精製工程、ネオペンチルグリコール精製工程および抽出剤回収工程のうち一つ以上の工程で触媒を含む廃水を回収して、揮発性有機化合物分離塔に供給するステップと、前記揮発性有機化合物分離塔で触媒を含む上部排出ストリームおよび前記触媒が除去された廃水を含む下部排出ストリームを得るステップと、前記下部排出ストリームを廃水処理システムに供給して、廃水を処理するステップとを含むネオペンチルグリコールの廃水処理方法を提供する。

【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アルデヒドが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反応生成物を得るアルドール反応工程と、
前記第１反応生成物を抽出剤と接触させて、触媒塩を含む抽残液およびヒドロキシピバルデヒドを含む抽出液を得るアルドール抽出工程と、
前記抽出液を蒸留して、触媒を含む廃水、未反応イソブチルアルデヒドと触媒、およびヒドロキシピバルデヒドに分離するアルドール精製工程と、
前記アルドール精製工程で分離したヒドロキシピバルデヒドを水添反応させて、ネオペンチルグリコールを含む第２反応生成物を得る水添反応工程と、
前記第２反応生成物を蒸留して、抽出剤と触媒、触媒を含む廃水、およびネオペンチルグリコールに分離して、前記分離した抽出剤と触媒を抽出剤回収工程が行われる抽出剤回収塔に供給して、触媒を含む廃水を分離し、前記分離したネオペンチルグリコールは取得するネオペンチルグリコール精製工程とを含み、
前記アルドール精製工程、前記ネオペンチルグリコール精製工程および前記抽出剤回収工程のうち一つ以上の工程から触媒を含む廃水を回収して、揮発性有機化合物分離塔に供給するステップと、
前記揮発性有機化合物分離塔で前記触媒を含む廃水を蒸留して、触媒を含む上部排出ストリームおよび前記触媒が除去された廃水を含む下部排出ストリームを得るステップと、
前記揮発性有機化合物分離塔の前記下部排出ストリームを廃水処理システムに供給して、廃水を処理するステップとを含む、ネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項2】

前記揮発性有機化合物分離塔の前記上部排出ストリームを前記アルドール精製工程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廃水処理方法。

【請求項3】

前記アルドール精製工程は、
前記分離した未反応イソブチルアルデヒドおよび触媒を前記アルドール反応工程に循環させる工程である、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項4】

前記アルドール抽出工程で得られた抽残液を鹸化反応させて、触媒塩を触媒に還元させる鹸化反応工程をさらに含む、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項5】

前記鹸化反応工程で還元された触媒を蒸留して廃水および触媒を分離し、前記分離した触媒を前記アルドール精製工程に循環させる触媒回収工程をさらに含む、請求項４に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項6】

前記触媒回収工程から分離した廃水を揮発性有機化合物分離塔に供給するステップをさらに含む、請求項５に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項7】

前記抽出剤回収工程は、
前記ネオペンチルグリコール精製工程から分離した触媒と抽出剤を触媒回収塔に供給し、触媒を含む廃水、触媒、および抽出剤を分離して、前記触媒を前記アルドール精製工程に導入させ、前記抽出剤を前記アルドール抽出工程に導入させる工程である、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項8】

前記ネオペンチルグリコール精製工程は、前記第２反応生成物から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）をさらに分離する工程であり、
前記ネオペンチルグリコール精製工程から分離した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）を含むストリームを蒸留して、微量のネオペンチルグリコールを前記ネオペンチルグリコール精製工程に循環させ、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工程をさらに含む、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項9】

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廃水処理方法。

【請求項10】

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廃水処理方法。

【請求項11】

前記揮発性有機化合物分離塔の前記下部排出ストリーム内の触媒の含量は、５．０重量％以下である、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項12】

前記揮発性有機化合物分離塔の前記下部排出ストリームを蒸発器に供給し、汚泥を除去して、前記汚泥が除去された前記蒸発器の上部分画を前記廃水処理システム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廃水処理方法。

【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１０－２０２２－０１１４４８９号および２０２３年８月２５日付けの韓国特許出願第１０－２０２３－０１１２００２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、ネオペンチルグリコールの廃水処理方法に関し、より詳細には、ネオペンチルグリコールの製造過程中に発生する廃水を処理するための方法に関する。

【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、イソブチルア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、前記ホルムアルデヒドは、反応性および流動性を確保するために、水溶液相態で使用されるため、多量の水を含んでいる。したがって、前記ホルムアルデヒド水溶液に含まれた水は、アルドール縮合反応の後、廃水として処理されていた。前記廃水には、アルドール精製工程で分離されていない触媒が流入されており、前記触媒がアミン基を含んでいることから窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生の原因になっていた。

【0005】

すなわち、前記廃水を処理する際、環境的汚染の問題を引き起こし、投入された触媒が廃水に流入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廃水から触媒を回収し、再使用して、環境にやさしいとともに経済性をより改善す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、ネオペンチルグリコールをより多く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、経済性をさらに改善することができるネオペンチルグリコールの廃水処理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アルデヒドが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反応生成物を得るアルドール反応工程と、前記第１反応生成物を抽出剤と接触させて、触媒塩を含む抽残液およびヒドロキシピバルデヒドを含む抽出液を得るアルドール抽出工程と、前記抽出液を蒸留して、触媒を含む廃水、未反応イソブチルアルデヒドと触媒、およびヒドロキシピバルデヒドに分離するアルドール精製工程と、前記アルドール精製工程で分離したヒドロキシピバルデヒドを水添反応させて、ネオペンチルグリコールを含む第２反応生成物を得る水添反応工程と、前記第２反応生成物を蒸留して、抽出剤と触媒、触媒を含む廃水、およびネオペンチルグリコールに分離して、前記分離した抽出剤および触媒は抽出剤回収工程が行われる抽出剤回収塔に供給して、触媒を含む廃水を分離し、前記分離したネオペンチルグリコールは取得するネオペンチルグリコール精製工程とを含み、前記アルドール精製工程、ネオペンチルグリコール精製工程および抽出剤回収工程のうち一つ以上の工程から触媒を含む廃水を回収して、揮発性有機化合物分離塔に供給するステップと、前記揮発性有機化合物分離塔で前記触媒を含む廃水を蒸留して、触媒を含む上部排出ストリームおよび前記触媒が除去された廃水を含む下部排出ストリームを得るステップと、前記揮発性有機化合物分離塔の下部排出ストリームを廃水処理システムに供給して、廃水を処理するステップとを含むネオペンチルグリコールの廃水処理方法を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明のネオペンチルグリコールの廃水処理方法によると、触媒を含む廃水を揮発性有機化合物分離塔に供給して蒸留することにより、前記触媒を分離することができる。このように触媒が分離された廃水を後段の廃水処理システムに供給することにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を著しく低減することができ、環境汚染を低減することができる。

【0010】

なお、前記揮発性有機化合物分離塔で分離された触媒をアルドール精製工程に循環させて、前記触媒をアルドール反応工程での原料として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工程中に発生する廃水の処理方法を示す工程図である。

【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】本発明の比較例によるネオペンチルグリコールの製造工程中に発生する廃水の処理方法を示す工程図である。

【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に対して排除するものではない。

【0014】

一方、本発明において、分離塔、抽出塔、精製塔、蒸留塔または蒸留カラム、および回収塔等の装置において、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、分離塔、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アルデヒドが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反応生成物を得るアルドール反応工程と、前記第１反応生成物を抽出剤と接触させて、触媒塩を含む抽残液およびヒドロキシピバルデヒドを含む抽出液を得るアルドール抽出工程と、前記抽出液を蒸留して、触媒を含む廃水、未反応イソブチルアルデヒドと触媒、およびヒドロキシピバルデヒドを分離するアルドール精製工程と、前記アルドール精製工程で分離したヒドロキシピバルデヒドを水添反応させて、ネオペンチルグリコールを含む第２反応生成物を得る水添反応工程と、前記第２反応生成物を蒸留して、抽出剤と触媒、触媒を含む廃水、およびネオペンチルグリコールに分離し、前記分離した抽出剤および触媒は抽出剤回収工程が行われる抽出剤回収塔に供給して、触媒を含む廃水を分離し、前記分離したネオペンチルグリコールは取得するネオペンチルグリコール精製工程とを含み、前記アルドール精製工程、ネオペンチルグリコール精製工程および抽出剤回収工程のうち一つ以上の工程から触媒を含む廃水を回収して、揮発性有機化合物分離塔に供給するステップと、前記揮発性有機化合物分離塔で前記触媒を含む廃水を蒸留して、触媒を含む上部排出ストリームおよび前記触媒が除去された廃水を含む下部排出ストリームを得るステップと、前記揮発性有機化合物分離塔の下部排出ストリームを廃水処理システムに供給して、廃水を処理するステップとを含むネオペンチルグリコールの廃水処理方法が提供される。

【0018】

より具体的には、図２を参照して、本発明を詳細に説明する。

【0019】

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廃水処理方法は、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アルデヒド（Ｉｓｏｂｕｔｙｌａｌｄｅｈｙｄｅ；ＩＢＡＬ）がアルドール縮合反応して、ヒドロキシピバルデヒド（Ｈｙｄｒｏｘｙｐｉｖａｌｄｅｈｙｄｅ；ＨＰＡ）を含む第１反応生成物を得るアルドール反応工程５０を含むことができる。

【0020】

具体的には、前記アルドール反応工程５０は、前記アルドール縮合反応が行われるアルドール反応器で行われることができ、前記ホルムアルデヒドは、反応性および流動性を確保するために水溶液相態で使用されることから、多量の水を含むことができる。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の重量に対して、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る。また、ホルムアルデヒドの重合を防止するために、メタノールをさらに含むことができる。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。

【0021】

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。

【0022】

また、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、触媒として使用されることができる。

【0023】

具体的には、前記アルドール反応工程５０で行われるアルドール縮合反応において、アルドール縮合反応の温度は、７０℃～１００℃であることができ、前記アルドール縮合反応時間は、０．１時間～３時間であることができる。このようなアルドール縮合反応の条件内で、触媒の存在下で、ホルムアルデヒド水溶液とＩＢＡＬのアルドール縮合反応が行われて、触媒塩およびＨＰＡが生成されることができる。

【0024】

ここで、前記触媒塩は、アルドール縮合反応で発生するカニッツァーロ（Ｃａｎｎｉｚｚａｒｏ）副反応から生成されたギ酸が触媒と反応して生成されることができる。

【0025】

また、前記アルドール縮合反応のさらに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）が生成されることができる。

【0026】

したがって、アルドール反応工程５０では、前記触媒塩、ＨＰＮＥおよびＨＰＡを含む第１反応生成物を得ることができ、前記第１反応生成物は、アルドール抽出工程１５０が行われるアルドール抽出塔に供給されることができる。

【0027】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの廃水処理方法は、前記第１反応生成物を抽出剤と接触させて、触媒塩を含む抽残液およびヒドロキシピバルデヒドを含む抽出液を得るアルドール抽出工程１５０を含むことができる。

【0028】

具体的には、前記アルドール抽出工程１５０では、前記触媒塩、ＨＰＮＥおよびＨＰＡを含む第１反応生成物を抽出剤と接触させて、未反応ＩＢＡＬ、抽出剤およびＨＰＡを含む有機相の抽出液と触媒塩を含む液相の抽残液を得ることができる。ここで、前記未反応ＩＢＡＬは、アルドール反応工程５０でアルドール縮合反応されていないＩＢＡＬであることができる。前記抽出液は、アルドール精製工程２００が行われるアルドール精製塔に供給されることができ、前記抽残液は、鹸化反応工程６０が行われる鹸化反応器に供給されることができる。

【0029】

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、液－液接触方式による抽出装置を使用するアルドール抽出工程１５０において好ましく使用されることができる。

【0030】

一方、前記アルドール抽出工程１５０が行われる一つまたは二つ以上のアルドール抽出塔の運転温度は、４０℃～９０℃であることができる。前記範囲内の温度でアルドール抽出塔が運転されることにより、有機相と液相に相分離することが容易になることができる。

【0031】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの廃水処理方法は、前記アルドール抽出工程１５０で得られた抽残液を鹸化反応させて、触媒塩を触媒に還元させる鹸化反応工程６０を含むことができる。

【0032】

前記鹸化反応工程６０が行われる鹸化反応器では、触媒塩を含む抽出液を鹸化反応させて、前記触媒塩を触媒に還元させることができる。前記鹸化反応器で行われる鹸化反応は、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前記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。

【0033】

前記還元された触媒は、触媒回収工程７００を経ることができ、前記触媒回収工程７００は、触媒回収塔で前記還元された触媒を蒸留して触媒および廃水を分離し、前記分離した触媒をアルドール精製工程２００に循環させることができる。

【0034】

一方、前記分離した触媒をアルドール反応工程５０が行われるアルドール反応器に供給する場合、前記アルドール反応工程５０で副反応が過剰に発生して、副生成物である高沸点の窒素化合物が多量生成される可能性があり、これは、後述する揮発性有機化合物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ＶＯＣ）分離塔に流入されて、窒素酸化物（ＮＯｘ）の増加の原因になり得る。したがって、前記分離した触媒をアルドール反応工程５０が行われるアルドール反応器にすぐ供給せず、アルドール精製工程２００に循環させることにより、前記アルドール反応工程５０での副反応をより減少させて副生成物の生成を低減し、これにより、ＮＯｘの発生をより最小化することができる。さらに、前記分離した触媒を前記アルドール精製工程２００が行われるアルドール精製塔で精製することができ、より高純度の触媒として再使用することができる。

【0035】

一方、本発明は、前記触媒回収工程７００から分離した廃水をＶＯＣ分離塔に供給するステップをさらに含むことができる。これにより、前記触媒回収工程７００で分離されていない一部の触媒が前記分離した廃水に含まれる場合、前記ＶＯＣ分離塔で前記分離した廃水に含まれた一部の触媒を回収することができる。

【0036】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの廃水処理方法は、前記抽出液を蒸留して、触媒を含む廃水、未反応イソブチルアルデヒドと触媒、およびヒドロキシピバルデヒドを分離するアルドール精製工程２００を含むことができる。

【0037】

具体的には、前記アルドール精製工程２００は、前記触媒回収工程７００から回収された触媒およびアルドール抽出工程１５０から分離した抽出液を蒸留して、触媒を含む廃水、未反応ＩＢＡＬと触媒、およびＨＰＡと抽出剤に分離させる工程であることができる。ここで、前記アルドール精製工程２００で蒸留させようとする蒸留物は、前記触媒回収工程７００から回収した触媒およびアルドール抽出工程１５０から分離した抽出液の他にも、後述する抽出剤回収工程５００から分離した触媒および揮発性有機化合物分離塔の上部排出ストリームをさらに含むことができる。

【0038】

より具体的には、前記アルドール精製工程２００は、２機以上のカラムによって行われることができる。前記２機以上のカラムのうち１機以上は、アルドール精製塔を含むことができ、残りの１機以上は、廃水分離塔を含むことができる。

【0039】

先ず、前記アルドール精製塔が１機のアルドール精製塔により行われる場合、前記１機のアルドール精製塔の上部から未反応ＩＢＡＬと触媒が、下部からＨＰＡと抽出剤が分離されることができる。一方、アルドール精製塔が２機以上のアルドール精製塔で行われる場合、未反応ＩＢＡＬを上部に分離する１機以上のアルドール精製塔と前記触媒を上部に分離する１機以上のアルドール精製塔を介して行われることができる。前記２機以上のアルドール精製塔の下部には、ＨＰＡまたは抽出剤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。なお、前記１機または２機以上のアルドール精製塔で上部に分離される未反応ＩＢＡＬおよび／または触媒が水とともに分離されることができる。

【0040】

一方、前記１機以上の廃水分離塔は、廃水（水）を前記未反応ＩＢＡＬ、触媒、ＨＰＡおよび抽出剤と分離する機能を行うことができる。したがって、前記廃水分離塔に供給されるストリームは、１機以上のアルドール精製塔で分離した水を含むストリームであることができる。さらには、前記廃水分離塔から回収した前記廃水は、後述する廃水タンク１０に供給することができる。ここで、前記廃水タンク１０に供給される廃水は、廃水分離塔で分離されていない少量の触媒および未反応ＩＢＡＬを含むことができる。

【0041】

本発明によると、前記アルドール精製工程２００は、アルドール精製工程２００で分離した未反応ＩＢＡＬと触媒をアルドール反応工程５０に循環させることができる。これにより、前記アルドール反応工程５０で使用される触媒およびＩＢＡＬをリサイクルするようになり、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。

【0042】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの廃水処理方法は、前記アルドール精製工程２００で分離したヒドロキシピバルデヒドを水添反応させて、ネオペンチルグリコールを含む第２反応生成物を得る水添反応工程７０を含むことができる。

【0043】

前記水添反応工程７０では、前記アルドール精製工程２００で分離したＨＰＡと別に投入された水素の水添反応が行われて、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。

【0044】

また、前記水添反応は、水添反応触媒の存在下で行われることができる。前記水添反応触媒としては、ニッケル触媒または銅系触媒が使用されることができる。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。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。

【0045】

このように、水素とＨＰＡの水添反応が行われると、ＮＰＧが生成されることができる。したがって、前記水添反応工程７０で、触媒、抽出剤、前記ＮＰＧおよびＨＰＮＥ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、アルドール反応工程５０において、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。次いで、前記第２反応生成物のＮＰＧ精製工程３００を介して所望の生成物であるネオペンチルグリコールを取得することができる。

【0046】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの廃水処理方法は、前記第２反応生成物を蒸留して、抽出剤と触媒、触媒を含む廃水、およびネオペンチルグリコールに分離し、前記分離した抽出剤および触媒を抽出剤回収工程５００が行われる抽出剤回収塔に供給して、触媒を含む廃水を分離し、前記分離したネオペンチルグリコールは取得するネオペンチルグリコール精製工程３００を含むことができる。

【0047】

具体的には、前記ＮＰＧ精製工程３００は、前記第２反応生成物を蒸留して、触媒を含む廃水、抽出剤と触媒、およびＮＰＧに分離する工程であることができる。前記分離した抽出剤と触媒は、後述する抽出剤回収工程５００に導入させることができ、前記ＮＰＧは、目的とする生成物として、前記ＮＰＧ精製工程３００で取得することができる。

【0048】

これに加え、前記ＮＰＧ精製工程３００は、前記第２反応生成物からＨＰＮＥをさらに分離することができ、前記ＨＰＮＥ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（ＨＰＮＥ）精製工程に導入させることができる。

【0049】

一方、前記ＮＰＧ精製工程３００は、アルドール精製工程２００のように２機以上のカラムにより行われることができる。前記２機以上のカラムのうち１機以上は、ＮＰＧ精製塔を含むことができ、残りの１機以上は、廃水分離塔を含むことができる。

【0050】

先ず、前記ＮＰＧ精製塔が１機のＮＰＧ精製塔によって行われる場合、前記１機のＮＰＧ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。一方、ＮＰＧ精製塔が２機以上のＮＰＧ精製塔で行われる場合、抽出剤を上部に分離する１機以上のＮＰＧ精製塔と触媒を上部に分離する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。なお、前記触媒、抽出剤、ＨＰＮＥおよびＮＰＧとは別に、水を含むストリーム、すなわち、廃水ストリームが１機または２機以上のＮＰＧ精製塔で分離されることができる。

【0051】

一方、前記１機以上の廃水分離塔は、廃水を前記触媒、抽出剤、ＨＰＮＥおよびＮＰＧと分離する機能を行うことができる。したがって、前記廃水分離塔に供給されるストリームは、１機以上のＮＰＧ精製塔で分離した廃水ストリームであることができる。さらには、前記廃水分離塔は、このように分離した廃水を後述する廃水タンク１０に供給することができる。ここで、前記廃水は、ＮＰＧ精製塔で分離されていない触媒を含むことができる。

【0052】

一方、本発明の前記抽出剤回収工程５００は、前記ネオペンチルグリコール精製工程３００から分離した触媒および抽出剤を触媒回収塔に供給し、触媒を含む廃水、触媒、および抽出剤を分離して、前記触媒をアルドール精製工程２００に導入させ、前記抽出剤をアルドール抽出工程１５０に導入させる工程であることができる。ここで、前記触媒は、上述のアルドール抽出工程１５０およびアルドール精製工程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る。一方、前記抽出剤をアルドール抽出工程１５０に循環させることにより、前記抽出剤、例えば、２－ＥＨは回収されて前記アルドール抽出工程１５０で再使用されることができる。

【0053】

より具体的には、前記抽出剤回収工程５００は、カラム、すなわち、抽出剤回収塔により行われることができる。前記抽出剤回収塔の上部から触媒が、下部から抽出剤がそれぞれ分離されることができる。なお、前記触媒および抽出剤とは別に水を含むストリーム、すなわち、廃水ストリームが抽出剤回収塔で分離されることができる。さらに、前記抽出剤回収塔で分離した廃水ストリームは、後述する廃水タンク１０に供給されることができる。ここで、前記廃水は、少量の触媒を含むことができる。

【0054】

一方、本発明の一実施形態による、前記ＨＰＮＥ精製工程４００では、ＮＰＧ精製工程３００から分離したＨＰＮＥを含むストリームを蒸留して、微量のＮＰＧおよびＨＰＮＥを分離させることができる。次いで、前記分離した微量のＮＰＧは、ＮＰＧ精製工程３００に還流することができ、前記ＨＰＮＥは、別に取得することができる。

【0055】

ここで、前記微量のＮＰＧは、ＮＰＧ精製工程で生成物として回収されず、ＨＰＮＥとともに分離されたものであり、前記ＨＰＮＥ精製工程４００からＮＰＧをさらに回収することができ、ＮＰＧの回収率をより高めることができる。なお、別に取得した前記ＨＰＮＥは、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、他の工程で原料として使用されることができ、ＨＰＮＥ精製工程４００によって原料活用の面で経済性が向上することができる。

【0056】

以下、本発明の一実施形態によって、図１を参照してより詳細に説明する。

【0057】

本発明の一実施形態によるＮＰＧの廃水処理方法は、前記アルドール精製工程、ネオペンチルグリコール精製工程および抽出剤回収工程のうち一つ以上の工程から触媒を含む廃水を回収して、揮発性有機化合物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ＶＯＣ）分離塔に供給するステップと、前記ＶＯＣ分離塔で触媒を含む上部分画および前記触媒が除去された廃水を含む下部分画を得るステップと、前記下部分画を廃水処理システムに供給して、廃水を処理するステップとを含むことができる。

【0058】

先ず、本発明の一実施形態によるＮＰＧの廃水処理方法は、前記アルドール精製工程、ネオペンチルグリコール精製工程および抽出剤回収工程のうち一つ以上の工程から触媒を含む廃水を回収して、ＶＯＣ分離塔１００に供給するステップを含むことができる。

【0059】

具体的には、前記アルドール精製工程、ＮＰＧ精製工程および抽出剤回収工程、総３個の工程のうち一つ以上の工程で行われる１機以上のカラムで分離される廃水を廃水タンク１０に導入させることができる。これに加え、前記触媒回収工程から分離した廃水も前記廃水タンク１０に導入させることができる。

【0060】

このように、多数の工程で分離した廃水を廃水タンク１０に供給して、廃水タンク排出ストリーム１１としてＶＯＣ分離塔１００に供給することができる。ここで、前記廃水はアルドール反応工程５０で使用されるホルムアルデヒド水溶液に含まれた水から由来することができる。これに加え、前記廃水は、アルドール精製工程で分離されていない触媒および未反応ＩＢＡＬを含むことができる。

【0061】

一方、上述のように、本発明での前記触媒としては、例えば、ＴＥＡが使用されることができ、前記ＴＥＡは、アミン基を含んでいることから窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生の原因になり得る。このようなＮＯｘは、環境的な面において有害であり得るため、前記ＴＥＡを分離してＮＯｘの生成を減少させる必要がある。したがって、本発明では、ＶＯＣ分離塔１００を介して触媒の分離を行うことができ、前記ＶＯＣ分離塔１００から分離した触媒を回収して再使用することができる。

【0062】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの廃水処理方法は、前記ＶＯＣ分離塔で前記触媒を含む廃水を蒸留して、触媒を含む上部排出ストリームおよび前記触媒が除去された廃水を含む下部排出ストリームを得るステップを含むことができる。

【0063】

前記ＶＯＣ分離塔１００で廃水タンク排出ストリーム１１を蒸留させて、触媒が含まれた上部分画および前記触媒が除去された廃水を含む下部分画に分離させることができる。これにより、上述のように、ＮＯｘの生成を促進させる本発明の触媒であるＴＥＡを分離させることにより、前記ＶＯＣ分離塔の下部分画に含まれたアミン成分が調節されて、ＮＯｘの生成を低減することができる。

【0064】

一方、前記ＶＯＣ分離塔１００の運転温度は、５０℃以上、６０℃以上または７０℃以上および１６０℃以下、１８０℃以下または２００℃以下であることができる。また、前記ＶＯＣ分離塔１００の運転圧力は、０．６８ｋｇ／ｃｍ２（６６．７ｋＰａ）以上、１．５０ｋｇ／ｃｍ２（１４７ｋＰａ）以上または２．００ｋｇ／ｃｍ２（１９６ｋＰａ）以上および４．００ｋｇ／ｃｍ２（３９２ｋＰａ）以下、４．５０ｋｇ／ｃｍ２（４４１ｋＰａ）以下または５．００ｋｇ／ｃｍ２（４９０ｋＰａ）以下であることができる。

【0065】

前記ＶＯＣ分離塔１００の上部分画は、ＶＯＣ分離塔の上部排出ストリーム１２０を介してアルドール精製工程に循環させることができる。前記ＶＯＣ分離塔１００の上部分画は、触媒および未反応ＩＢＡＬを含んでおり、前記触媒および未反応ＩＢＡＬは、前記アルドール精製工程に循環することで再使用されることができる。このように、前記触媒を回収および再使用することにより、ＮＯｘの生成を減少させて、環境にやさしいとともに工程のコスト競争力を確保することができる。

【0066】

一方、前記触媒が分離した廃水を含む前記ＶＯＣ分離塔１００の下部分画は、ＶＯＣ分離塔の下部排出ストリーム１１０を介して蒸発器（ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）２０に供給されることができる。

【0067】

本発明の一実施形態によると、前記ＶＯＣ分離塔の下部排出ストリーム１１０内の触媒の含量は、５．０重量％以下であることができ、より具体的には４．０重量％以下または３．０重量％以下であることができる。前記範囲内に触媒を含むことにより、後述する廃水処理システム３０に導入されるストリーム内のアミン成分が減少して、前記廃水処理システム３０でのＮＯｘの生成が低下し得る。

【0068】

本発明の一実施形態によると、前記ＶＯＣ分離塔の下部排出ストリームを蒸発器２０に供給し、汚泥を除去して、前記汚泥が除去された前記蒸発器の上部分画を前記廃水処理システム３０に供給することができる。

【0069】

前記蒸発器２０で触媒が分離された廃水を含むＶＯＣ分離塔の下部排出ストリーム１１０を蒸発させて、汚泥を含む蒸発器の下部分画および前記汚泥が除去された気相成分を含む蒸発器の上部分画に分離することができる。前記蒸発器の下部分画は、蒸発器の下部排出ストリーム２１を介して汚泥乾燥機（ｓｌｕｄｇｅ ｄｒｙｅｒ）４０に供給されることができ、前記蒸発器の上部分画は、蒸発器の上部排出ストリーム２２を介して廃水処理システム３０に供給されることができる。

【0070】

一方、前記汚泥乾燥機（ｓｌｕｄｇｅ ｄｒｙｅｒ）４０では、前記蒸発器の下部排出ストリーム２１に含まれた汚泥を乾燥して廃棄物として処理するか、燃焼して、工程のエネルギー源として使用することができる。

【0071】

本発明の一実施形態によるネオペンチルグリコールの廃水処理方法は、前記ＶＯＣ分離塔の下部排出ストリームを廃水処理システムに供給して、廃水を処理するステップを含むことができる。

【0072】

具体的には、前記廃水処理システム３０は、蒸発器２０を経たＶＯＣ分離塔の下部排出ストリーム、すなわち、蒸発器の上部排出ストリーム２２を廃水処理して、廃ガスを含む廃ガス排出ストリーム３２および廃水を含む廃水排出ストリーム３１を得ることができる。ここで、前記廃ガスは、アミン基が除去された状態のガスであることができる。

【0073】

より具体的には、前記廃水処理システムは、水に存在する有機物を処理するための工程を行うシステムとして、前記廃水処理システムを行うために、蓄熱焼却炉（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｏｘｉｄｉｚｅｒ、ＲＴＯ）およびＤｅＮＯｘシステムなどを使用することができる。

【0074】

前記蓄熱焼却炉は、有機物を含有する気相成分を焼却した後、焼却するときに発生する熱を、表面積が広く、半永久に使用できるセラミック（Ｃｅｒａｍｉｃ）充填材を介して回収して、焼却炉の運転費用を著しく下げることができる設備であり、焼却炉の運転にかかる費用が少なく、設置面積を最小化することができる。また、蓄熱焼却炉の処理効率は９９％以上と非常に高く、二次汚染要因が少ないという利点がある。

【0075】

一方、前記ＤｅＮＯｘシステムは、選択的触媒還元法（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ＳＣＲ）により窒素酸化物を除去するシステムであり、前記選択的触媒還元法（ＳＣＲ）は、工程中に生成された窒素酸化物を含む気相成分を還元剤（アンモニアまたは尿素；ＵＲＥＡ）とともに触媒層を通過させて窒素と水蒸気に分解し、大気に排出させることができる。

【0076】

上述のように、ＶＯＣ回収塔を介して、触媒、例えば、ＴＥＡを先に除去して、前記廃水処理システムに流入されるＴＥＡを除去することにより、廃水処理システムで生成されるＮＯｘの量を減少させて、環境にやさしくＮＰＧを製造することができる。また、ＶＯＣ回収塔で分離および回収された触媒をアルドール精製工程に循環させて精製することにより、前記精製された触媒は、アルドール反応工程５０での再使用に適する状態になることができる。

【0077】

さらに他の一例として、前記ＶＯＣ分離塔は、分離壁型蒸留塔であることができる。前記ＶＯＣ分離塔として分離壁型蒸留塔（Ｄｉｖｉｄｉｎｇ ｗａｌｌ ｃｏｌｕｍｎ；ＤＷＣ）を使用する場合、後段の蒸発器および廃水処理システムが別に必要ではないため、工程の単純化が可能であり、効率的に工程を管理することができる。また、熱統合によるエネルギー消費を節減することができる。

【0078】

より具体的には、前記分離壁型蒸留塔は、蒸留塔に分離壁を備えた形態であり、前記分離壁によって設けられた空間が２個に分けられるため、２つの蒸留塔が一つに統合されたような機能を行うことができる。したがって、上部分画としては触媒および未反応ＩＢＡＬ、下部分画としては汚泥、そして側部分画としては廃水を分離することができる。

【0079】

前記汚泥を含むＶＯＣ分離塔の下部分画は、ＶＯＣ分離塔の下部排出ストリームを介して汚泥乾燥機に供給されて乾燥することができ、前記廃水を含むＶＯＣ分離塔１００の側部分画は、ＶＯＣ分離塔の側部排出ストリーム１３０を介して排出されることができる。

【0080】

また、触媒および未反応ＩＢＡＬを含むＶＯＣ分離塔の上部分画は、ＶＯＣ分離塔の上部排出ストリームとして、上述のように、アルドール精製工程に循環させることができる。前記触媒は、前記アルドール精製工程で精製および回収されることができ、回収された前記触媒は、アルドール反応工程５０に循環して、アルドール縮合反応の原料として再使用されることができる。

【0081】

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。

【0082】

実施例
実施例１
図１に図示されている工程図にしたがって、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）の廃水処理工程をシミュレーションした。

【0083】

アルドール反応器で、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含む第１反応生成物を得た。（アルドール反応工程）

【0084】

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

【0085】

前記抽残液を鹸化反応させて、触媒塩を触媒に還元させ、還元された触媒を得た。（鹸化反応工程）前記還元された触媒を触媒回収塔で蒸留して、触媒を含む廃水および触媒を分離し、前記触媒を回収した。（触媒回収工程）

【0086】

前記触媒回収工程から分離した触媒およびアルドール抽出工程から得た抽出液をアルドール精製工程が行われるアルドール精製塔で蒸留し、未反応イソブチルアルデヒドと触媒、触媒を含む廃水およびヒドロキシピバルデヒドに分離した。前記分離した未反応イソブチルアルデヒドと触媒をアルドール反応工程に循環させた。（アルドール精製工程）

【0087】

一方、前記アルドール精製工程から分離したヒドロキシピバルデヒドを水添反応させて、ネオペンチルグリコールを含む第２反応生成物を得た。（水添反応工程）

【0088】

前記第２反応生成物を蒸留して、触媒を含む廃水、抽出剤と触媒、ネオペンチルグリコール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）を分離し、前記ネオペンチルグリコールを生成物として取得した。（ＮＰＧ精製工程）

【0089】

前記ＮＰＧ精製工程から分離した抽出剤と触媒は、抽出剤回収工程を経て触媒を含む廃水、抽出剤、および触媒をそれぞれ分離した。前記抽出剤回収工程から分離した抽出剤は、アルドール抽出工程に循環させ、前記抽出剤回収工程から分離した触媒は、アルドール精製工程に循環させた。

【0090】

一方、前記ＮＰＧ精製工程から分離したＨＰＮＥを含むストリームをＨＰＮＥ精製工程に循環させ、ＮＰＧおよびＨＰＮＥに分離した。前記ＨＰＮＥ精製工程から分離したＮＰＧは、ＮＰＧ精製工程に循環させ、前記ＨＰＮＥは、別に取得した。

【0091】

前記触媒回収工程、アルドール精製工程、ネオペンチルグリコール精製工程および抽出剤回収工程から触媒を含む廃水を回収し、廃水タンク１０に導入させた。

【0092】

前記廃水タンク１０に導入された前記触媒を含む廃水は、廃水タンク排出ストリーム１１として揮発性有機化合物（ＶＯＣ）分離塔１００に供給した。前記ＶＯＣ分離塔１００で触媒を含む上部分画および前記触媒が除去された廃水を含む下部分画を分離した。ここで、前記ＶＯＣ分離塔１００の運転温度は１１０℃であり、運転圧力は１．１ｋｇ／ｃｍ２（１０８ｋＰａ）であった。

【0093】

前記触媒を含む上部分画は、ＶＯＣ分離塔の上部排出ストリーム１２０を介してアルドール精製工程に循環させ、前記触媒が除去された廃水を含む下部分画は、ＶＯＣ分離塔の下部排出ストリーム１１０を介して蒸発器（ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）２０に供給した。

【0094】

前記蒸発器２０で前記ＶＯＣ分離塔の下部排出ストリーム１１０を蒸発させて、汚泥を含む蒸発器の下部分画および前記汚泥が分離した気相成分を含む蒸発器の上部分画を分離した。前記汚泥を含む蒸発器の下部分画は、蒸発器の下部排出ストリーム２１として汚泥乾燥機（ｓｌｕｄｇｅ ｄｒｙｅｒ）４０に供給し、前記汚泥が分離した気相成分を含む蒸発器の上部分画は、蒸発器の上部排出ストリーム２２として廃水処理システム３０に供給した。

【0095】

前記廃水処理システム３０では、前記蒸発器の上部排出ストリーム２２を廃水処理して廃ガスおよび廃水に分離し、廃ガス排出ストリーム３２を介して前記廃ガスを排出させ、廃水排出ストリーム３１を介して前記廃水を排出させた。

【0096】

実施例２
実施例２は、触媒回収工程から分離した触媒をアルドール精製工程ではなく、アルドール反応工程が行われるアルドール反応器に循環させた以外は、実施例１と同じ工程の流れでＮＰＧの廃水を処理した。

【0097】

比較例
比較例１
図３に図示されている工程図にしたがって、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）の廃水処理工程をシミュレーションした。

【0098】

比較例１は、ＶＯＣ分離塔を備えず、廃水タンク排出ストリーム１１を蒸発器２０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。

【0099】

下記表１において、実施例および比較例のフィードストリーム内のＴＥＡの含量、廃水処理システム内のＴＥＡの含量およびＮＯｘの発生量を示した。

【0100】

具体的には、前記廃水処理システム内のＴＥＡの含量は、廃水処理システムに供給されるストリーム（蒸発器の上部排出ストリーム）の全重量に対する前記廃水処理システムに供給されるストリーム内のＴＥＡの重量比を意味し得る。

【0101】

一方、前記ＮＯｘの発生量は、廃水処理システムの廃ガス排出ストリーム３２の全重量に対する前記廃ガス排出ストリーム３２に含まれた窒素酸化物（ＮＯｘ）の分率を示すものである。

【0102】

【表1】

【0103】

表１を参照すると、実施例は、比較例１に比べてＮＯｘの発生が低減したことを確認することができた。一方、比較例１は、実施例に比べてＶＯＣ分離塔を備えていないことから、ＮＯｘの発生が最も高いことを確認することができた。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-09

【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】

触媒の存在下で、ホルムアルデヒド水溶液とイソブチルアルデヒドが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反応生成物を得るアルドール反応工程と、
前記第１反応生成物を抽出剤と接触させて、触媒塩を含む抽残液およびヒドロキシピバルデヒドを含む抽出液を得るアルドール抽出工程と、
前記抽出液を蒸留して、触媒を含む廃水、未反応イソブチルアルデヒドと触媒、およびヒドロキシピバルデヒドに分離するアルドール精製工程と、
前記アルドール精製工程で分離したヒドロキシピバルデヒドを水添反応させて、ネオペンチルグリコールを含む第２反応生成物を得る水添反応工程と、
前記第２反応生成物を蒸留して、抽出剤と触媒、触媒を含む廃水、およびネオペンチルグリコールに分離して、前記分離した抽出剤と触媒を抽出剤回収工程が行われる抽出剤回収塔に供給して、触媒を含む廃水を分離し、前記分離したネオペンチルグリコールは取得するネオペンチルグリコール精製工程とを含み、
前記アルドール精製工程、前記ネオペンチルグリコール精製工程および前記抽出剤回収工程のうち一つ以上の工程から触媒を含む廃水を回収して、揮発性有機化合物分離塔に供給するステップと、
前記揮発性有機化合物分離塔で前記触媒を含む廃水を蒸留して、触媒を含む上部排出ストリームおよび前記触媒が除去された廃水を含む下部排出ストリームを得るステップと、
前記揮発性有機化合物分離塔の前記下部排出ストリームを廃水処理システムに供給して、廃水を処理するステップとを含む、ネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項2】

前記揮発性有機化合物分離塔の前記上部排出ストリームを前記アルドール精製工程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廃水処理方法。

【請求項3】

前記アルドール精製工程は、
前記分離した未反応イソブチルアルデヒドおよび触媒を前記アルドール反応工程に循環させる工程である、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項4】

前記アルドール抽出工程で得られた抽残液を鹸化反応させて、触媒塩を触媒に還元させる鹸化反応工程をさらに含む、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項5】

前記鹸化反応工程で還元された触媒を蒸留して廃水および触媒を分離し、前記分離した触媒を前記アルドール精製工程に循環させる触媒回収工程をさらに含む、請求項４に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項6】

前記触媒回収工程から分離した廃水を揮発性有機化合物分離塔に供給するステップをさらに含む、請求項５に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項7】

前記抽出剤回収工程は、
前記ネオペンチルグリコール精製工程から分離した触媒と抽出剤を抽出剤回収塔に供給し、触媒を含む廃水、触媒、および抽出剤を分離して、前記触媒を前記アルドール精製工程に導入させ、前記抽出剤を前記アルドール抽出工程に導入させる工程である、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項8】

前記ネオペンチルグリコール精製工程は、前記第２反応生成物から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）をさらに分離する工程であり、
前記ネオペンチルグリコール精製工程から分離した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）を含むストリームを蒸留して、微量のネオペンチルグリコールを前記ネオペンチルグリコール精製工程に循環させ、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工程をさらに含む、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項9】

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廃水処理方法。

【請求項10】

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廃水処理方法。

【請求項11】

前記揮発性有機化合物分離塔の前記下部排出ストリーム内の触媒の含量は、５．０重量％以下である、請求項１に記載のネオペンチルグリコールの廃水処理方法。

【請求項12】

前記揮発性有機化合物分離塔の前記下部排出ストリームを蒸発器に供給し、汚泥を除去して、前記汚泥が除去された前記蒸発器の上部分画を前記廃水処理システム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廃水処理方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0039】

先ず、前記アルドール精製塔が１機のアルドール精製塔である場合、前記１機のアルドール精製塔の上部から未反応ＩＢＡＬと触媒が、下部からＨＰＡと抽出剤が分離されることができる。一方、アルドール精製塔が２機以上のアルドール精製塔である場合、未反応ＩＢＡＬを上部に分離する１機以上のアルドール精製塔と前記触媒を上部に分離する１機以上のアルドール精製塔を介して行われることができる。前記２機以上のアルドール精製塔の下部には、ＨＰＡまたは抽出剤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。なお、前記１機または２機以上のアルドール精製塔で上部に分離される未反応ＩＢＡＬおよび／または触媒が水とともに分離されることができる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0050】

先ず、前記ＮＰＧ精製塔が１機のＮＰＧ精製塔である場合、前記１機のＮＰＧ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。一方、ＮＰＧ精製塔が２機以上のＮＰＧ精製塔である場合、抽出剤を上部に分離する１機以上のＮＰＧ精製塔と触媒を上部に分離する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。なお、前記触媒、抽出剤、ＨＰＮＥおよびＮＰＧとは別に、水を含むストリーム、すなわち、廃水ストリームが１機または２機以上のＮＰＧ精製塔で分離されることができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0052】

一方、本発明の前記抽出剤回収工程５００は、前記ネオペンチルグリコール精製工程３００から分離した触媒および抽出剤を抽出剤回収塔に供給し、触媒を含む廃水、触媒、および抽出剤を分離して、前記触媒をアルドール精製工程２００に導入させ、前記抽出剤をアルドール抽出工程１５０に導入させる工程であることができる。ここで、前記触媒は、上述のアルドール抽出工程１５０およびアルドール精製工程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る。一方、前記抽出剤をアルドール抽出工程１５０に循環させることにより、前記抽出剤、例えば、２－ＥＨは回収されて前記アルドール抽出工程１５０で再使用されることができる。

【国際調査報告】