特表 2024-536389 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】2024-10-04

(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 20060101AFI20240927BHJP

   C07C 31/20 20060101ALI20240927BHJP

   C07B 61/00 20060101ALN20240927BHJP

【ＦＩ】

C07C29/141

C07C31/20 Z

C07B61/00 300

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024520923

(86)(22)【出願日】2023-09-01

(85)【翻訳文提出日】2024-04-10

(86)【国際出願番号】 KR2023013048

(87)【国際公開番号】W WO2024053936

(87)【国際公開日】2024-03-14

(31)【優先権主張番号】10-2022-0114485

(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】10-2023-0111966

(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】ハ、ナ ロ

(72)【発明者】

【氏名】チョ、セウン シク

【テーマコード（参考）】

4H006

4H039

【Ｆターム（参考）】

4H006AA02

4H006AB84

4H006AC41

4H006AD13

4H006BA05

4H006BA06

4H006BA21

4H006BA30

4H006BC10

4H006BC11

4H006BD33

4H006BD52

4H006FE11

4H006FG29

4H039CA60

4H039CB20

(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し、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、前記触媒を統合回収塔に供給するステップと、前記抽出液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および下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上部排出ストリームを統合回収塔に供給し、下部排出ストリームは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ア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て、前記触媒塩を触媒に還元させ、前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリームを統合回収塔に供給するステップと、
前記抽出液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および未反応イソブチルアルデヒド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上部排出ストリームを前記統合回収塔に供給し、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、
前記統合回収塔の上部から未反応イソブチルアルデヒドおよび触媒を回収するステップと、
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】

前記統合回収塔の上部から回収され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3】

前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム内の触媒含量に対する前記鹸化反応器排出ストリーム内の触媒含量の比は、０．６０～１．２０である、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4】

前記統合回収塔の上部の運転圧力は、４４０ｔｏｒｒ～３６００ｔｏｒｒである、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5】

前記統合回収塔の上部の温度は、５０℃～１５０℃である、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精製塔に供給し、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の下部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7】

前記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の最上部から下部側へ４０％～８０％の高さの側部から取得する、請求項６に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項8】

前記抽出剤精製塔の上部から触媒を回収し、前記統合回収塔に供給するステップと、
前記抽出剤精製塔の下部から抽出剤を回収するステップとを含む、請求項６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10】

前記抽出剤は、２－エチルヘキサノール（２－Ｅｔｈｙｌ Ｈｅｘａｎｏｌ；２－ＥＨ）を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項11】

前記統合回収塔の上部は、前記統合回収塔の最上部から下部側へ７０％～１００％である、請求項４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１０－２０２２－０１１４４８５号および２０２３年８月２５日付けの韓国特許出願第１０－２０２３－０１１１９６６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を製造する方法に関し、より詳細には、アルドール縮合反応の未反応原料および触媒を回収し、リサイクル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。

【0005】

すなわち、廃棄される触媒塩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】

また、前記アルドール縮合反応工程において、未反応のイソブチルアルデヒドおよび副反応によって生成された触媒塩を、前記アルドール縮合反応工程の後に、それぞれ別の工程により回収を行ったときに、工程管理が非効率的であり、エネルギー使用量が過剰になる問題があった。したがって、このように、未反応イソブチルアルデヒドおよび廃棄される触媒塩を回収して再使用するに際し、環境にやさしいとともにエネルギー使用量をより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、エネルギー使用量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ア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て、前記触媒塩を触媒に還元させ、前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリームを統合回収塔に供給するステップと、前記抽出液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および未反応イソブチルアルデヒド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前記上部排出ストリームを前記統合回収塔に供給し、前記下部排出ストリームは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、前記統合回収塔の上部から未反応イソブチルアルデヒドおよび触媒を回収するステップと、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、前記還元された触媒を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、アルドール縮合反応時に未反応のイソブチルアルデヒドを再使用するための統合回収塔で前記還元された触媒もともに回収することにより、還元された触媒の回収のために別の回収手段を備える場合に比べて、工程を単純化することができ、高効率的に工程を管理することができる。

【0011】

また、前記統合回収塔の上部廃熱を、例えば、スチーム生産に使用することにより、エネルギーをさらに効率的に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【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3】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。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

本発明において、「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。

【0015】

一方、本発明において、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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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て、前記触媒塩を触媒に還元させ、前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリームを統合回収塔に供給するステップと、前記抽出液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および未反応イソブチルアルデヒド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上部排出ストリームを前記統合回収塔に供給し、前記アルドール精製塔の下部排出ストリームは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、前記統合回収塔の上部から未反応イソブチルアルデヒドおよび触媒を回収するステップと、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。

【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。

【0020】

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。

【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。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、アルドール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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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、アルドール縮合反応が長時間行われることから、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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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

【0028】

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、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を含むことができる。

【0029】

より具体的には、アルドール反応器１０で生成されたＨＰＡを含む第１反応生成物は、アルドール反応器排出ストリーム２を介してアルドール抽出塔１００に供給されることができる。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、ＨＰＮＥ、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状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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

一方、本発明の一実施形態によると、前記抽出液は、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および触媒をさらに含むことができる。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、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。

【0035】

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、前記抽残液を鹸化反応器２０に供給して、前記触媒塩を触媒に還元させ、前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリームを統合回収塔に供給するステップを含むことができる。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

［反応式１］
ＴＥＡ－Ｓａｌｔ＋ＮａＯＨ→ＴＥＡ＋Ｎａ－Ｓａｌｔ

【0039】

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。

【0040】

前記触媒塩が鹸化反応を経て触媒に還元されず、触媒塩の状態で後述する後段の水添反応器３０に供給される場合、水添反応器で行われる水添反応に悪影響を及ぼし得る。そのため、その前に、触媒塩を還元させて除去し、前記還元された触媒を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る可能性がある。

【0041】

したがって、鹸化反応器２０内で触媒塩を触媒に還元させ、前記還元された触媒を後述する統合回収塔６００から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、上述の様々な副作用を最小化することができる。

【0042】

また、前記鹸化反応器２０で触媒塩を触媒に還元させることで、後述する統合回収塔６００での触媒の回収を容易に行うことができ、これにより、触媒を効率的に再使用することができる。さらに、触媒塩を再使用せず、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。

【0043】

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、前記統合回収塔６００に供給されることができる。

【0044】

一方、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アルドール精製塔の下部排出ストリームおよび未反応イソブチルアルデヒドを含む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を含むことができる。

【0045】

上述の前記抽出液は、触媒、未反応イソブチルアルデヒド（ＩＢＡＬ）、ＨＰＮＥ、抽出剤、およびヒドロキシピバルデヒド（ＨＰＡ）を含むことができる。また、前記抽出液は抽出液ストリーム１１０としてアルドール精製塔２００に供給された後、蒸留され、ＨＰＡを含む下部分画と、触媒および未反応ＩＢＡＬを含む上部分画とに分離されることができる。ここで、前記下部分画は、抽出剤およびＨＰＮＥをさらに含むことができる。

【0046】

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。

【0047】

また、前記アルドール精製塔２００の運転圧力は、３００ｔｏｒｒ以上、３５０ｔｏｒｒ以上、４００ｔｏｒｒ以上または４５０ｔｏｒｒ以上および６００ｔｏｒｒ以下、６５０ｔｏｒｒ以下、７００ｔｏｒｒ以下または７６０ｔｏｒｒ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。

【0048】

したがって、未反応イソブチルアルデヒドを含むアルドール精製塔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を介して統合回収塔６００に供給されることができる。一方、ヒドロキシピバルデヒドを含むアルドール精製塔２００の下部分画は、アルドール精製塔の下部排出ストリーム２２０を介して水添反応器３０に供給されることができる。

【0049】

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、前記統合回収塔の上部から未反応イソブチルアルデヒドおよび触媒を回収するステップを含むことができる。

【0050】

具体的には、前記統合回収塔６００では、上述のアルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０および鹸化反応器排出ストリーム２１に対して蒸留を行うことができる。具体的には、前記蒸留により、未反応ＩＢＡＬおよび触媒を含む上部分画と、廃水、例えば、水およびその他の不純物（２－ＥＨ、未確認副生成物、ＭｅＯＨなど）を含む下部分画を分離することができる。ここで、前記統合回収塔の上部分画は、統合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に循環することができ、前記下部分画は、統合回収塔の下部排出ストリーム６２０として別の廃水処理工程に供給されることができる。

【0051】

一方、本発明によると、上述の前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０および鹸化反応器排出ストリーム２１に加え、前記統合回収塔６００に、後述する抽出剤精製塔の上部排出ストリーム５１０がさらに供給されることができる。

【0052】

従来、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０および鹸化反応器排出ストリーム２１が、それぞれ別の回収塔に供給され、上部には未反応ＩＢＡＬおよび触媒を分離し、下部には水および副生成物を分離した。

【0053】

しかし、本発明によると、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０および鹸化反応器排出ストリーム２１を一つの統合回収塔に供給し、上部に未反応ＩＢＡＬおよび触媒（例えば、ＴＥＡ）を分離して回収する回収工程を行うことができる。すなわち、それぞれ、ストリームに対して別の回収塔を適用するのではなく、一つの統合回収塔によって未反応ＩＢＡＬおよびＴＥＡの蒸留が可能であることは、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０および鹸化反応器排出ストリーム２１に含まれたＴＥＡの含量が類似し、一つの蒸留塔によってＴＥＡおよびこれより沸点が低いＩＢＡＬを同時に蒸留することができるためである。

【0054】

本発明の一実施形態によると、アルドール精製塔２００の上部分画を含むアルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０内の触媒含量に対する鹸化反応器排出ストリーム２１内の触媒含量の比は、０．６０以上、０．６５以上または０．７０以上および１．１０以下、１．１５以下または１．２０以下であることができる。このように、ストリーム内の触媒の組成が類似しているストリームを統合回収塔６００に供給することにより、従来、それぞれ別の回収塔で行われていた蒸留および分離を一つの回収塔で行うことができる。

【0055】

具体的には、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０内の触媒含量に対する鹸化反応器排出ストリーム２１内の触媒含量の比が０．６０未満である場合には、鹸化反応器２０に供給されるアルドール抽出塔の下部排出ストリーム（抽残液ストリーム１２０）の流量が減少しなければならないため、アルドール精製塔２００に供給されるアルドール抽出塔の上部排出ストリーム（抽出液ストリーム１１０）の流量は、増加することができる。これにより、前記アルドール抽出塔の上部排出ストリーム（抽出液ストリーム１１０）の流量が増加するだけ、前記アルドール精製塔２００で使用されるエネルギーの使用量が増加することができる。

【0056】

一方、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０内の触媒含量に対する鹸化反応器排出ストリーム２１内の触媒含量の比が１．２０を超える場合には、鹸化反応器２０に供給されるアルドール抽出塔の下部排出ストリーム（抽残液ストリーム１２０）の流量が増加しなければならないため、アルドール精製塔２００に供給されるアルドール抽出塔の上部排出ストリーム（抽出液ストリーム１１０）の流量は減少することができる。したがって、前記アルドール抽出塔の上部排出ストリーム（抽出液ストリーム１１０）の流量が減少するだけ、アルドール精製塔２００で使用されるエネルギーの量も減少することができるが、前記アルドール抽出塔の下部排出ストリーム（抽残液ストリーム１２０）の流量が増加するだけ、前記鹸化反応器２０にＨＰＡが多量流入されて、後述する水添反応器３０で前記ＨＰＡの水添反応によるＮＰＧの収率が減少することができる。また、前記ＨＰＡの他にも、ＮＰＧが前記鹸化反応器２０に流入されて、ＮＰＧの損失が発生し得る。ここで、前記ＮＰＧは、後述するＮＰＧ精製塔３００から取得することができず、抽出剤精製塔５００および統合回収塔６００を介してアルドール反応器１０に還流したＮＰＧであることができる。

【0057】

より具体的には、アルドール縮合反応時に未反応のＩＢＡＬを再使用するための前記統合回収塔６００で触媒もともに回収することにより、前記触媒の回収のために別の回収手段を備える場合に比べて、工程を単純化することができ、エネルギー使用量が節減され、高効率的に工程を管理することができる。

【0058】

さらに、統合回収塔の上部の高圧および高温の温度条件により、統合回収塔６００の上部廃熱を回収して再使用する効果も得ることができる。前記上部廃熱は、別の熱交換器を介して冷却スチームを加熱した後、スチームを生産して活用するかまたはアルドール精製塔の下部のリボイラに供給されてアルドール精製塔の加熱に使用されることができる。

【0059】

上記のような効果を得るために、前記統合回収塔６００の上部は、最上部（塔頂）を１００％基準としたときに、前記統合回収塔の最上部から下部側へ７０％～１００％、具体的には７５％～１００％、８５％～１００％の高さであることができる。前記統合回収塔６００の上部を前記範囲内の高さに設定することにより、後述する統合回収塔６００の上部の運転圧力および温度条件の下で、統合回収塔６００の上部廃熱の回収が容易であることができる。

【0060】

ここで、前記統合回収塔の上部の運転圧力は、４４０ｔｏｒｒ以上、７３５ｔｏｒｒ以上、１１００ｔｏｒｒ以上または１４５０ｔｏｒｒ以上および２２００ｔｏｒｒ以下、２５００ｔｏｒｒ以下、２９５０ｔｏｒｒ以下または３６００ｔｏｒｒ以下であることができる。統合回収塔６００の上部を前記範囲内の運転圧力で運転することにより、上述のように、未反応ＩＢＡＬおよび触媒を不純物と分離して回収することができ、且つ、統合回収塔６００の上部から除去される熱源を再使用してエネルギー効率を改善することができる。

【0061】

具体的には、前記統合回収塔６００の上部の運転圧力が４４０ｔｏｒｒ未満である場合、未反応ＩＢＡＬおよび触媒を同時に回収することが困難になり、目的とする統合回収塔６００の機能を果たすのに不都合があり得る。前記統合回収塔の上部の運転圧力が３６００ｔｏｒｒを超える場合、このための運転エネルギーが過剰に消費され得る。

【0062】

前記統合回収塔の上部の温度は、５０℃以上、５５℃以上、６０℃以上または６５℃以上および１３５℃以下、１４０℃以下、１４５℃以下または１５０℃以下であることができる。前記統合回収塔６００の上部の運転温度が５０℃未満である場合、未反応ＩＢＡＬおよび触媒を回収することが困難になり得るため、廃水として損失する未反応ＩＢＡＬおよび触媒の量が増加し、工程費用上、不都合があり得る。また、前記統合回収塔の上部の運転温度が１５０℃を超える場合、前記統合回収塔６００の上部廃熱からのエネルギーの回収が困難であり得る。

【0063】

したがって、前記統合回収塔６００の上部から同時に回収された未反応ＩＢＡＬおよび触媒を含む統合回収塔の上部排出ストリーム６１０を前記アルドール反応器１０に循環させることができる。より具体的には、前記統合回収塔の上部排出ストリーム６１０は、コンデンサを経て、一部はアルドール反応器１０に循環し、残りは統合回収塔６００に還流することができる。触媒および未反応ＩＢＡＬを含む統合回収塔の上部排出ストリーム６１０をアルドール反応器１０に循環させることにより、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。

【0064】

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を水添反応器３０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を含むことができる。

【0065】

前記アルドール精製塔の下部排出ストリームは、ＨＰＡ、抽出剤を含むことができ、これに加え、ＨＰＮＥをさらに含むことができる。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。

【0066】

前記水添反応は、１００～１５００ｐｓｉｇ（ｐｏｕｎｄｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ ｇａｕｇｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）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。

【0067】

上述のように、アルドール縮合反応を介して形成される触媒塩、例えば、ＴＥＡの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ことができる。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を統合回収塔６００で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。

【0068】

このように、水添反応器３０内で水添反応が行われ、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、前記水添反応の後、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。次いで、前記第２反応生成物の精製工程により、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。

【0069】

具体的には、前記第２反応生成物の精製工程は、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精製塔５００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４００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の下部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を取得するステップとを含んで行われることができる。

【0070】

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。

【0071】

先ず、前記ＮＰＧ精製塔３００が１期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。ここで、前記ＮＰＧは、ＮＰＧ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。一方、前記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精製塔の下部からは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。

【0072】

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ＮＰＧを取得することができる。前記触媒および抽出剤を含むストリーム３１０を抽出剤精製塔５００に供給することができ、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。このための前記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以上、９０ｔｏｒｒ以上、１２０ｔｏｒｒ以上または１４０ｔｏｒｒ以上および３００ｔｏｒｒ以下、４００ｔｏｒｒ以下、５００ｔｏｒｒ以下または６００ｔｏｒｒ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の分離が容易になることができる。したがって、本発明で取得しようとする前記ＮＰＧが含まれたＮＰＧ精製塔の側部排出ストリーム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。

【0073】

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として残ることになり、前記ＨＰＮＥが前記ＮＰＧ精製塔３００に流入されてＮＰＧ収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精製塔３００で回収されていない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を回収して活用することができる。すなわち、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することができる。

【0074】

一方、上述のＨＰＮＥ精製塔の下部からＨＰＮＥを取得するステップは、具体的には、前記ＨＰＮＥ精製塔４００で前記ＨＰＮＥを含むストリーム３２０を蒸留してＨＰＮＥを含む下部分画およびＮＰＧを含む上部分画を分離して行われることができる。

【0075】

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の上部分画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製造方法に対し、ＮＰＧ回収率をより高めることができる。なお、ＨＰＮＥ精製塔４００の下部分画からはＨＰＮＥを回収することができ（４２０）、ＨＰＮＥは、上述のように、他の工程において原料として、例えば、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、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。一方、本発明の一実施形態によると、ネオペンチルグリコールの製造方法は、前記抽出剤精製塔の上部から触媒を回収して、前記統合回収塔に供給するステップと、前記抽出剤精製塔の下部から抽出剤を回収するステップとを含むことができる。

【0076】

具体的には、前記抽出剤精製塔５００で前記触媒および抽出剤を含むストリーム３１０を蒸留し、触媒を含む上部分画と、抽出剤を含む下部分画と、廃オイルを含む側部分画とにそれぞれ分離することができる。前記抽出剤精製塔５００の側部分画に含まれた前記廃オイルは、廃オイル排出ストリーム５３０を介して系外に排出されることができる。

【0077】

ここで、前記抽出剤精製塔５００の上部分画に含まれた前記触媒は、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る。前記抽出剤精製塔５００で前記触媒を分離して、抽出剤精製塔の上部排出ストリーム５１０を介して統合回収塔６００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。

【0078】

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に排出され、これより、前記抽出剤、例えば、２－ＥＨが分離および回収されて、前段の工程で再使用されることができる。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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アルデヒドをアルドール反応器１０でアルドール縮合反応させて、ヒドロキシピバルデヒド（ＨＰＡ）を含む第１反応生成物２を得た。ここで、前記アルドール縮合反応は、８５℃の温度下で行われた。

【0082】

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、ＨＰＡを含む抽出液および触媒塩を含む抽残液を得た。

【0083】

前記抽残液を含む抽残液ストリーム１２０を鹸化反応器２０に供給し、触媒塩を水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と反応させて触媒に還元させ、前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリーム２１を統合回収塔６００に供給した。ここで、前記鹸化反応器２０で行われる鹸化反応は、８３℃の温度で行われた。

【0084】

一方、前記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アルデヒド（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を得た。前記アルドール精製塔２００の運転圧力は２０７ｔｏｒｒであり、運転温度は８７℃であった。ここで、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム内の触媒含量に対する前記鹸化反応器排出ストリーム内の触媒含量の比は０．９であった。

【0085】

次いで、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０を統合回収塔６００に供給した。前記統合回収塔６００では、前記統合回収塔に供給されたストリーム２１、２１０および５１０を蒸留し、未反応ＩＢＡＬおよび触媒を含む上部分画と、廃水を含む下部分画とに分離した。

【0086】

前記統合回収塔６００の上部分画は、統合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に循環させた。前記統合回収塔の下部分画は、統合回収塔の下部排出ストリーム６２０として系外に排出した。

【0087】

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。

【0088】

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、ＨＰＮＥを含むＮＰＧ精製塔の下部排出ストリーム３２０をＨＰＮＥ精製塔４００に供給し、ＮＰＧ精製塔の側部排出ストリーム３３０からＮＰＧを取得した。ここで、前記ＮＰＧ精製塔３００の運転圧力は１５４ｔｏｒｒであり、運転温度は１６８℃であった。

【0089】

ここで、前記抽出剤回収塔５００でＮＰＧ精製塔の上部排出ストリーム３１０を蒸留して、触媒を含む抽出剤回収塔の上部排出ストリーム５１０を統合回収塔６００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から抽出剤を別に取得した。

【0090】

一方、前記ＨＰＮＥ精製塔４００で前記ＮＰＧ精製塔の下部排出ストリーム３２０を蒸留して、ＮＰＧを含むＨＰＮＥ精製塔の上部排出ストリーム４１０からＮＰＧを回収し、ＨＰＮＥを含むＨＰＮＥ精製塔の下部排出ストリーム４２０からＨＰＮＥを回収した。

【0091】

実施例２
実施例２は、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム内の触媒含量に対する前記鹸化反応器排出ストリーム内の触媒含量の比が０．５である以外は、実施例１と同じ工程の流れでＮＰＧを製造した。

【0092】

実施例３
実施例３は、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム内の触媒含量に対する前記鹸化反応器排出ストリーム内の触媒含量の比が１．３である以外は、実施例１と同じ工程の流れでＮＰＧを製造した。

【0093】

比較例
比較例１
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。

【0094】

比較例１は、鹸化反応器排出ストリーム２１、アルドール精製塔の上部排出ストリーム２１０および抽出剤精製塔の上部排出ストリーム５１０を統合回収塔ではなく、アルドール反応器１０にすぐ供給した以外は、実施例１と同じ工程の流れでＮＰＧを製造した。

【0095】

比較例２
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。

【0096】

比較例１は、鹸化反応器排出ストリーム２１を触媒回収塔４０に供給し、蒸留して、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した。前記触媒を含む上部分画は、触媒回収塔の上部排出ストリーム４１を介して原料回収塔５０に供給した。前記水と副生成物を含む下部分画は、触媒回収塔の下部排出ストリーム４２を介して系外に排出した。

【0097】

一方、抽出剤精製塔の上部排出ストリーム５１０および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５０に供給した。前記原料回収塔５０では、前記原料回収塔に供給されたストリーム４１、２１０および５１０を蒸留し、未反応ＩＢＡＬおよび触媒を含む原料回収塔の上部排出ストリーム５１および水および副生成物を含む原料回収塔の下部排出ストリーム５２を得た。

【0098】

前記原料回収塔の上部排出ストリーム５１は、アルドール反応器１０に供給し、原料回収塔の下部排出ストリーム５２は、系外に排出した以外は、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、前記実施例および比較例の触媒含量比、回収工程のカラムの個数、回収工程の熱交換器の個数、回収工程のエネルギー使用率およびＮＰＧ収率を示した。

【0100】

具体的には、前記回収工程は、実施例の場合、統合回収塔により行われることができ、比較例２の場合には、触媒回収塔および原料回収塔により行われることができる。これにより、前記回収工程のカラムの個数および熱交換器の個数を下記表１に示した。

【0101】

また、前記回収工程のエネルギー使用率は、比較例２の触媒回収塔および原料回収塔で使用された全エネルギーの量に対する各実施例の統合回収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。

【0102】

一方、前記ＮＰＧ収率は、実施例１のＮＰＧ精製塔で取得されたＮＰＧの量に対する各実施例および比較例のＮＰＧ精製塔で取得されたＮＰＧの量を百分率で示したものである。

【0103】

【表1】

【0104】

表１を参照すると、実施例の回収工程のエネルギー使用率は、それぞれ、比較例２の回収工程（触媒回収塔および原料回収塔）での総エネルギー使用量を１００％基準に換算して示したものである。前記実施例は、回収工程エネルギー使用率が、比較例に比べて良好であることを確認することができた。

【0105】

一方、比較例２は、実施例とは異なり、触媒回収塔および原料回収塔をそれぞれ備えた場合であり、回収工程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る。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-16

【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て、前記触媒塩を触媒に還元させ、前記触媒を含む鹸化反応器排出ストリームを統合回収塔に供給するステップと、
前記抽出液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および未反応イソブチルアルデヒド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上部排出ストリームを前記統合回収塔に供給し、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、
前記統合回収塔の上部から未反応イソブチルアルデヒドおよび触媒を回収するステップと、
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】

前記統合回収塔の上部から回収され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3】

前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム内の触媒含量に対する前記鹸化反応器排出ストリーム内の触媒含量の比は、０．６０～１．２０である、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4】

前記統合回収塔の上部の運転圧力は、４４０ｔｏｒｒ（５８．７ｋＰａ）～３６００ｔｏｒｒ（４８０．０ｋＰａ）である、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5】

前記統合回収塔の上部の温度は、５０℃～１５０℃である、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精製塔に供給し、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の下部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7】

前記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の最上部から下部側へ４０％～８０％の高さの側部から取得する、請求項６に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項8】

前記抽出剤精製塔の上部から触媒を回収し、前記統合回収塔に供給するステップと、
前記抽出剤精製塔の下部から抽出剤を回収するステップとを含む、請求項６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10】

前記抽出剤は、２－エチルヘキサノール（２－Ｅｔｈｙｌ Ｈｅｘａｎｏｌ；２－ＥＨ）を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【請求項11】

前記統合回収塔の上部は、前記統合回収塔の最上部から下部側へ７０％～１００％である、請求項４に記載のネオペンチルグリコールの製造方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0047】

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（１０１．３ｋＰａ）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。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0060】

ここで、前記統合回収塔の上部の運転圧力は、４４０ｔｏｒｒ（５８．７ｋＰａ）以上、７３５ｔｏｒｒ（９７．９ｋＰａ）以上、１１００ｔｏｒｒ（１４６．７ｋＰａ）以上または１４５０ｔｏｒｒ（１９３．３ｋＰａ）以上および２２００ｔｏｒｒ（２９３．３ｋＰａ）以下、２５００ｔｏｒｒ（３３３．３ｋＰａ）以下、２９５０ｔｏｒｒ（３９３．３ｋＰａ）以下または３６００ｔｏｒｒ（４８０．０ｋＰａ）以下であることができる。統合回収塔６００の上部を前記範囲内の運転圧力で運転することにより、上述のように、未反応ＩＢＡＬおよび触媒を不純物と分離して回収することができ、且つ、統合回収塔６００の上部から除去される熱源を再使用してエネルギー効率を改善することができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0061】

具体的には、前記統合回収塔６００の上部の運転圧力が４４０ｔｏｒｒ（５８．７ｋＰａ）未満である場合、未反応ＩＢＡＬおよび触媒を同時に回収することが困難になり、目的とする統合回収塔６００の機能を果たすのに不都合があり得る。前記統合回収塔の上部の運転圧力が３６００ｔｏｒｒ（４８０．０ｋＰａ）を超える場合、このための運転エネルギーが過剰に消費され得る。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0066】

前記水添反応は、１００～１５００ｐｓｉｇ（ｐｏｕｎｄｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ ｇａｕｇｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ、６８９～１０３４２ｋＰａ）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。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0072】

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ＮＰＧを取得することができる。前記触媒および抽出剤を含むストリーム３１０を抽出剤精製塔５００に供給することができ、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。このための前記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（５．３３ｋＰａ）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（６６．７ｋＰａ）以下または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の分離が容易になることができる。したがって、本発明で取得しようとする前記ＮＰＧが含まれたＮＰＧ精製塔の側部排出ストリーム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。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0084】

一方、前記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アルデヒド（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。ここで、前記アルドール精製塔の上部排出ストリーム内の触媒含量に対する前記鹸化反応器排出ストリーム内の触媒含量の比は０．９であった。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0088】

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ＮＰＧ精製塔の上部排出ストリーム３１０を抽出剤精製塔５００に供給し、ＨＰＮＥを含むＮＰＧ精製塔の下部排出ストリーム３２０をＨＰＮＥ精製塔４００に供給し、ＮＰＧ精製塔の側部排出ストリーム３３０からＮＰＧを取得した。ここで、前記ＮＰＧ精製塔３００の運転圧力は１５４ｔｏｒｒ（２０．５ｋＰａ）であり、運転温度は１６８℃であった。

【手続補正9】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0089】

ここで、前記抽出剤精製塔５００でＮＰＧ精製塔の上部排出ストリーム３１０を蒸留して、触媒を含む抽出剤精製塔の上部排出ストリーム５１０を統合回収塔６００に供給し、抽出剤を含む抽出剤精製塔の下部排出ストリーム５２０から抽出剤を別に取得した。

【手続補正10】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0096】

比較例２は、鹸化反応器排出ストリーム２１を触媒回収塔４０に供給し、蒸留して、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した。前記触媒を含む上部分画は、触媒回収塔の上部排出ストリーム４１を介して原料回収塔５０に供給した。前記水と副生成物を含む下部分画は、触媒回収塔の下部排出ストリーム４２を介して系外に排出した。

【国際調査報告】