廃棄物最小化および生成物回収プロセス
【課題】アクリロニトリルの製造においてＨＣＮ回収率を改良すること
【解決手段】（メタ）アクリロニトリルの製造プロセスであって、
プロピレンなどのアンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエンチカラムに移
送し、熱排出ガスを水煙と接触させて冷却する工程；
冷却した反応器排出物をオーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニ
トリルまたはメタクリロニトリルを水に吸収させる工程；および
ＨＣＮを含有する得られる蒸気流を、生成物冷却器、次いでノックアウトポッ
トに通す工程、を包含し、改良点として、冷却ＨＣＮ生成物を水流と接触させる
ことを包含する。
【解決手段】（メタ）アクリロニトリルの製造プロセスであって、
プロピレンなどのアンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエンチカラムに移
送し、熱排出ガスを水煙と接触させて冷却する工程；
冷却した反応器排出物をオーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニ
トリルまたはメタクリロニトリルを水に吸収させる工程；および
ＨＣＮを含有する得られる蒸気流を、生成物冷却器、次いでノックアウトポッ
トに通す工程、を包含し、改良点として、冷却ＨＣＮ生成物を水流と接触させる
ことを包含する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの改善された製造プロ
セスに関する。特に、本発明は、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルの
製造時に利用されるシアン化水素の回収手順の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化により生成されるアクリロニトリ
ル／メタクリロニトリルの商業スケールでの回収は、以下の手順で行なわれてい
る：反応器排出物を水でクエンチし；次いで、クエンチで得られたアクリロニト
リルまたはメタクリロニトリル含有ガス流を吸収器に通し、互いに反対方向に流
れる水とガスとを接触させて実質的にすべてのアクリロニトリルまたはメタクリ
ロニトリルを除去し；次いで、すべてのアクリロニトリルまたはメタクリロニト
リルおよびＨＣＮを含有する水流を、一連の蒸留カラムおよび関連するデカンタ
ーを通過させ、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリル生成物を、実質的に
すべてのＨＣＮを含む蒸気流から分離および精製する。
【０００３】
アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造時に用いられる代表的な回
収および精製システムは、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第4,234,510号
および同第3,885,928号に開示され、これらは本明細書に参考として援用されて
いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，２３４，５１０号
【特許文献２】米国特許第３，８８５，９２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第一の目的は、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造に
おいて副生ＨＣＮの回収のための改良プロセスを提供することである。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、焼却または他の回収プロセスに関するＨＣＮ量を低
減する、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造の改良プロセスを提
供することである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、以下の工程を包含するアクリロニトリルまたはメタ
クリロニトリルの製造の改良プロセスを提供することである：プロピレンまたは
イソブチレンのアンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエンチカラムに移送し
、この熱排出ガスを水煙と接触させることにより冷却する工程；次いで、冷却し
た反応器排出物をオーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニトリルま
たはメタクリロニトリルを水に吸収させる工程；次いで、ＨＣＮを含有する、得
られる蒸気流を生成物冷却器、次いでノックアウトポットへ通す工程。ここで、
改善点は冷却ＨＣＮ生成物が水流と接触することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、合わせた流れがノックアウトポットへ導入される前
に、水流を冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記のような改良プロセスを提供する
ことである。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、水流がノックアウトポット内で冷却ＨＣＮ生成物と
接触する、上記のような改良プロセスを提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、合わせた流れがノックアウトポットに、およびノッ
クアウトポット内に導入される前に、水流が冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記
のような改良プロセスを提供することである。
【００１１】
本発明のなおさらなる目的は、反応器排出物をアクリロニトリルを生成するた
めの、プロピレン、アンモニアおよび酸素のアンモ酸化から得る、上記のような
改良プロセスを提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、反応器排出物が、流動床反応器内のプロピレン、アンモ
ニアおよび空気の流動床触媒との接触時の反応によって得られる、上記のような
改良プロセスを提供することである。本発明のさらなる目的、利点および新規な
特徴は、以下の説明に部分的に記載され、そして一部は、以下の記載を試験する
ことにより当業者に明らかとなるか、または本発明の実施により理解され得る。
本発明の目的および利点は、付随の特許請求の範囲において具体的に規定される
手段および組み合わせにより達成され得、そして得られ得る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的および他の目的を達成するために、そして、本明細書において具体
化されかつ広範囲に記載される本発明の目的によれば、本発明のプロセスは、以
下の工程を包含する：プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化時に得られる
反応器排出物をクエンチカラムに移送し、この熱排ガスを水煙と接触させること
により冷却する工程；次いで、冷却した反応器排出物をオーバーヘッドから吸収
カラムに通し、粗アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを水に吸収させる
工程；次いで、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリル、およびＨＣＮなら
びに他の不純物を含有する水溶液を、第１の蒸留カラム（回収カラム）に通し、
水および不純物の有意な部分を液体の底部生成物として除去し、ＨＣＮ、水、少
量部分の不純物およびアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルをオーバーヘ
ッドカラムから水流として除去する工程を包含する。過去の操作において、この
オーバーヘッドからの蒸気流を、熱交換機を用いてさらに冷却し、そしてノック
アウトドラムに導き、液体を分離および濃縮し、この分離濃縮液を回収プロセス
にもどし、残りの蒸気流は、フレアー(flare)、焼却炉、または他の処理プロセ
スに導く。
【００１４】
本発明は、水流をノックアウトポットに向けられた冷却流に添加することによ
るか、または水流をノックアウトポット内のスプレーノズルを用いて添加し、蒸
気流と接触させることによって、過去の操作を改良するものである。必要に応じ
て、水流は、冷却された流れならびにスプレーノズルに同時に添加され得る。水
流は、クエンチカラムの反応器排出物を冷却するために使用される水流の一部、
吸収塔のアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを吸収するために使用され
る水流の一部（「貧水」）、あるいは新たな水または脱塩水を含有する他の水性
プロセス流であり得る。回収ＨＣＮを含有するノックアウトポット底部からの液
体流れは、クエンチカラムの反応器排出物を冷却するために使用される水流に添
加することによってクエンチ塔に、または吸収塔のアクリロニトリルまたはメタ
クリロニトリルを吸収するために使用される水流に添加することによって吸収塔
に、あるいは回収プロセスのその他の場所で直接もどされ得る。
【００１５】
本発明の好ましい実施態様において、このプロセスは、プロピレン、アンモニ
ア、および酸素のアンモ酸化からのアクリロニトリル製造時に得られる反応器排
出物について実行される。
【００１６】
本発明のなお好ましい実施態様において、反応器排出物は、流動床反応器内で
のプロピレン、アンモニアおよび空気の流動床触媒との接触時の反応によって得
られる。従来の流動床アンモ酸化触媒は、本発明の実施に利用され得る。例えば
、米国特許第3,642,930号および同第5,093,299号（本明細書中で参考として援用
される）に記載の流動床触媒は、本発明の実施に利用され得る。
【００１７】
本発明は、ＨＣＮ回収時のより効率的な操作を可能にする。上記の温度範囲内
でＨＣＮ生成物冷却器およびＨＣＮノックアウトポットの操作をすることで、Ｈ
ＣＮノックアウトポットの液体生成物中のＨＣＮの回収を増大させる。これは、
存在するアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの回収および精製プロセス
で回収され得る。焼却されるＨＣＮがより少ないこの改良された回収方法は、廃
棄ガスの燃焼からの放出物を減少させる。本発明の実施の別の利点は、上記の温
度および圧力でのＨＣＮ生成物冷却器およびＨＣＮノックアウトポットの操作が
、生成物であるＨＣＮの回収を増大させることである。
【００１８】
本発明のプロセスは、プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化反応の反応
器排出物から得られるシアン化水素(ＨＣＮ)のクエンチされた回収のためのプロ
セスであって、
反応器排出物を、クエンチカラム、吸収カラム、第１の蒸留カラム、第２の蒸留
カラム、冷却器およびノックアウトポットに通す工程
を含み、ここで、改良は、シアン化水素を含有する蒸気相を水流と接触する工程
を含む。
【００１９】
より具体的には、本発明のプロセスは、アクリロニトリルまたはメタクリロニ
トリルの製造のためのプロセスであって、以下の工程：
プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエ
ンチカラムに移送し、この熱排出ガスを水煙と接触させることにより冷却する工
程；
冷却した反応器排出物をオーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニ
トリルまたはメタクリロニトリルを水に吸収させる工程；および
ＨＣＮを含有する得られる蒸気流を、生成物冷却器、次いでノックアウトポッ
トに通す工程、
を包含し、改良点として、冷却ＨＣＮ生成物を水流と接触させることを包含する
。
【００２０】
１つの実施態様では、前記合わせた流れがノックアウトポットに導入される前
に、前記水流が前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する。
【００２１】
１つの実施態様では、前記水流がノックアウトポット内の前記冷却ＨＣＮ生成
物と接触する。
【００２２】
１つの実施態様では、前記合わせた流れがノックアウトポットに、およびノッ
クアウトポット内に導入される前に、該水流が前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する
。
【００２３】
１つの実施態様では、前記水流が貧水(lean water)である。
【００２４】
１つの実施態様では、前記水流が新たな水である。
【００２５】
１つの実施態様では、前記水流が脱塩水である。
【００２６】
１つの実施態様では、前記反応器排出物を、プロピレン、アンモニア、および
酸素のアンモ酸化によって得、アクリロニトリルを生成する。
【００２７】
１つの実施態様では、前記反応器排出物が、流動床反応器中のプロピレン、ア
ンモニア、および空気の流動床触媒との接触時の反応によって得られる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、ＨＣＮ回収率の予期せぬ改良をもたらすだけでなく、また回収およ
び精製部に使用されるカラムのサイズを増大することなくこの改良を達成するも
のである。さらに、それに伴う生成速度の増加は、生成物のいかなる品質の低下
の認めない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、アクリロニトリルの製造およびＨＣＮの改良された回収に適用される、本発明のプロセスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明を、図１を参照して詳細に説明する。流動床反応器（示されず）でのプ
ロピレンまたはイソブチレン、アンモニアおよび酸素含有ガスの流動床アンモ酸
化触媒との接触時のアンモ酸化により得られる反応器排出物１１は、移送ライン
１１を介してクエンチカラム１０に移される。ここで、熱排出ガスは、水煙１４
と接触することにより冷却される。次いで、所望の生成物(アクリロニトリルま
たはメタクリロニトリル、アセトニトリルおよびＨＣＮ)を含む冷却排出ガスは
、ライン１２を介して吸収カラム２０の底部に通される。ここで、生成物は、ラ
イン２４を介して頂部から吸収カラム２０に入る水に吸収される。吸収されない
ガスは、吸収器(absorber)から、吸収カラム２０の頂部に配置されたパイプ２２
を通る。次いで、所望の生成物を含む水流は、ライン２３を介して吸収カラム２
０の底部から第１蒸留カラム３０(回収カラム)の上部に通され、生成物がさらに
精製される。生成物は、回収カラム３０の頂部から回収され、そしてライン３２
を介して第２蒸留カラム４０（ヘッドカラム(head column)４０）に送られる。
ここで、水および他の不純物はライン３３を介して回収カラム３０から除去され
る。ヘッドカラム４０において、ＨＣＮはオーバーヘッドから取り出され、そし
てライン４２を介してカラムから除去され、オーバーヘッドコンデンサー８０で
冷却され、そして得られた物質はライン４１を介して還流ドラム５０に導かれる
。還流ドラム５０からの還流液はライン５３を介してヘッドタワーの上部にもど
される。蒸気相物質は、ライン５２を介して還流ドラム５０から除去され、そし
てＨＣＮ生成物コンデンサー９０で冷却される。ＨＣＮ生成物コンデンサー９０
の冷却および部分濃縮された排出物は、ライン９３および６１を介してＨＣＮノ
ックアウトポットに導かれる。必要に応じて、水流は、ライン７１を介してＨＣ
Ｎ生成物コンデンサーの部分濃縮された廃棄物に添加され得、そして合わせた流
れはライン６１を介してＨＣＮノックアウトポットに導かれる。ＨＣＮノックア
ウトポットは、必要に応じて、１つ以上のスプレーノズル７３を備えてもよく、
ライン７２を介してＨＣＮノックアウトポットに水流を添加できるようにし得る
。ＨＣＮの大部分は、添加された水流によって濃縮、または吸収され、そしてラ
イン６３を介してＨＣＮノックアウトポットから除去され、そして回収プロセス
にもどされる。濃縮または吸収されたＨＣＮおよび添加された水性物質、流れ６
３が回収プロセスにもどされ得る、任意の位置は、水１４を冷却するクエンチタ
ワー１０、水２４を吸収する(absorber)吸収塔２０、回収カラム３０を含む。他
の未濃縮可能な物質とともに、未濃縮のＨＣＮは、ライン６２を介してＨＣＮノ
ックアウトポットから除去され、そして焼却炉に直接送られるか、または当該分
野で公知の従来技術により精製および回収され得る。
【００３１】
プロセスが、水流７２をノックアウトドラムスプレーノズルに添加することに
よって操作される場合に、水流は、水流７１を直接添加することと比較して、よ
り効率的に接触する。ノックアウトポットに入る蒸気流中に存在する未濃縮可能
物、および水流対蒸気流比、ノックアウトポットを出る流れの温度に依存して、
広範な回収効率にわたって、シアン化水素を蒸気流から回収することが可能であ
る。
【００３２】
ノックアウトポットに向けられる水添加システムにより、フレアーに行くＨＣ
Ｎ量が200lb／時間〜100lb／時間に減少することがフレアー分析試験時に観察さ
れる。ノックアウトポットに入る蒸気流は、33.0重量％のＨＣＮ、58.3％の窒素
、4.12％のＣＯ2、4.12％のＣＯを有し、そしてこの場合において600lb／時間の
マスフローを有する。３gpm流量の貧水(lean water)は、スプレーのために使用
された。
【００３３】
水添加の限界は、単に、ノックアウトポットから除去されるべき溶液量の可能
性、ならびにさらなる廃棄物処理における拘束によって制御される。
【００３４】
さらに、プロセスシミュレーションは、水流を３倍にすることによって、50％
から84.5％までのノックアウトポットを介するＨＣＮ回収効率が増大することを
示す。温度55Fの冷却水を使用した場合、回収効率はさらに96％に増大し得る。
【００３５】
他のタイプの反応器(例えば、輸送管反応器)もまた意図されるが、好ましくは
、アンモ酸化反応は、流動床反応器内で行なわれる。アクリロニトリル製造のた
めの流動床反応器は、先行技術において周知である。例えば、本明細書に参考と
して援用される米国特許第3,230,246号に記載の反応器の設計が適切である。
【００３６】
アンモ酸化反応が起こる条件もまた、以下の先行技術に示されるように周知で
ある：米国特許第5,093,299号、同第4,863,891号、同第4,767,878号および同第4
,503,001号；これらは本明細書に参考として援用される。代表的には、アンモ酸
化プロセスは、プロピレンまたはイソブチレンを、アンモニアおよび酸素の存在
下、高温で流動床触媒と接触させることにより行なわれ、アクリロニトリルまた
はメタクリロニトリルが得られる。任意の酸素源が採用され得る。しかし、経済
的理由から空気を用いるのが好ましい。供給物中のオレフィンの酸素に対する代
表的なモル比は、0.5:1〜4:1の範囲にあるべきであり、好ましくは1:1〜3:1であ
る。反応において、供給物中のアンモニアのオレフィンに対するモル比は、0.5:
1〜5:1の範囲で変化し得る。アンモニア−オレフィン比の上限は実際には存在し
ないが、一般に、5:1を超える比は、経済的理由からほとんど無意味である。
【００３７】
反応は、約260℃〜600℃の範囲の温度で行なわれるが、好ましくは310℃〜500
℃、特に好ましくは350℃〜480℃の範囲で行なわれる。接触時間はそれほど重要
ではないが、一般に0.1秒〜50秒の範囲、好ましくは１秒〜15秒の範囲である。
【００３８】
米国特許第3,642,930号の触媒に加えて、本発明の実施に適切な他の触媒が、
米国特許第5,093,299号(本明細書に参考として援用される)に記載されている。
【００３９】
吸収カラム、回収カラムおよびヘッドカラムが維持される条件は、それぞれ、
１psig〜７psig(80°F 〜110°F)、0.5psig〜10psig(155°F 〜170°F)、および
-10〜５＞psig(52°F 〜92°F)の範囲である。
【００４０】
当業者には明らかなように、開示の思想および範囲または特許請求の範囲の範
囲から逸脱することなく、上記の開示および議論に照らして、本発明の種々の改
変がなされ得、そして追従され得る。
【００４１】
本発明によれば、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造において
副生ＨＣＮの回収のための改良プロセスが提供される。
【００４２】
本発明によれば、焼却または他の回収プロセスに関するＨＣＮ量を低減する、
アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造の改良プロセスが提供される
。
【００４３】
本発明によれば、以下の工程を包含するアクリロニトリルまたはメタクリロニ
トリルの製造の改良プロセスが提供される：プロピレンまたはイソブチレンのア
ンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエンチカラムに移送し、この熱排出ガス
を水煙と接触させることにより冷却する工程；次いで、冷却した反応器排出物を
オーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニトリルまたはメタクリロニ
トリルを水に吸収させる工程；次いで、ＨＣＮを含有する、得られる蒸気流を生
成物冷却器、次いでノックアウトポットへ通す工程。ここで、改善点は冷却ＨＣ
Ｎ生成物が水流と接触することである。
【００４４】
本発明によれば、合わせた流れがノックアウトポットへ導入される前に、水流
を冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記のような改良プロセスが提供される。
【００４５】
本発明によれば、水流がノックアウトポット内で冷却ＨＣＮ生成物と接触する
、上記のような改良プロセスが提供される。
【００４６】
本発明によれば、合わせた流れがノックアウトポットに、およびノックアウト
ポット内に導入される前に、水流が冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記のような
改良プロセスが提供される。
【００４７】
本発明によれば、反応器排出物をアクリロニトリルを生成するための、プロピ
レン、アンモニアおよび酸素のアンモ酸化から得る、上記のような改良プロセス
が提供される。
【００４８】
本発明によれば、反応器排出物が、流動床反応器内のプロピレン、アンモニア
および空気の流動床触媒との接触時の反応によって得られる、上記のような改良
プロセスが提供される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の好ましい実施形態によれば、以下のプロセス等が提供される。
（１）アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造のためのプロセスであって、以下の工程：プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエンチカラムに移送し、この熱排出ガスを水煙と接触させることにより冷却する工程；冷却した反応器排出物をオーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを水に吸収させる工程；ＨＣＮを含有する得られる蒸気流を、生成物冷却器、次いでノックアウトポットに通す工程、を包含し、改良点として、冷却ＨＣＮ生成物を水流と接触させることを包含する、プロセス。
（２）前記合わせた流れがノックアウトポットに導入される前に、前記水流が前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記１に記載のプロセス。
（３）前記水流がノックアウトポット内の前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記項１に記載のプロセス。
（４）前記合わせた流れがノックアウトポットに、およびノックアウトポット内に導入される前に、該水流が前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記１に記載のプロセス。
（５）前記水流が貧水(lean water)である、上記項１に記載のプロセス。
（６）前記水流が新たな水である、上記項１に記載のプロセス。
（７）前記水流が脱塩水である、上記項１に記載のプロセス。
（８）前記反応器排出物を、プロピレン、アンモニア、および酸素のアンモ酸化によって得、アクリロニトリルを生成する、上記項１に記載のプロセス。
（９）前記反応器排出物が、流動床反応器中のプロピレン、アンモニア、および空気の流動床触媒との接触時の反応によって得られる、上記項１に記載のプロセス。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの改善された製造プロ
セスに関する。特に、本発明は、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルの
製造時に利用されるシアン化水素の回収手順の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化により生成されるアクリロニトリ
ル／メタクリロニトリルの商業スケールでの回収は、以下の手順で行なわれてい
る：反応器排出物を水でクエンチし；次いで、クエンチで得られたアクリロニト
リルまたはメタクリロニトリル含有ガス流を吸収器に通し、互いに反対方向に流
れる水とガスとを接触させて実質的にすべてのアクリロニトリルまたはメタクリ
ロニトリルを除去し；次いで、すべてのアクリロニトリルまたはメタクリロニト
リルおよびＨＣＮを含有する水流を、一連の蒸留カラムおよび関連するデカンタ
ーを通過させ、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリル生成物を、実質的に
すべてのＨＣＮを含む蒸気流から分離および精製する。
【０００３】
アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造時に用いられる代表的な回
収および精製システムは、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第4,234,510号
および同第3,885,928号に開示され、これらは本明細書に参考として援用されて
いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，２３４，５１０号
【特許文献２】米国特許第３，８８５，９２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第一の目的は、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造に
おいて副生ＨＣＮの回収のための改良プロセスを提供することである。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、焼却または他の回収プロセスに関するＨＣＮ量を低
減する、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造の改良プロセスを提
供することである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、以下の工程を包含するアクリロニトリルまたはメタ
クリロニトリルの製造の改良プロセスを提供することである：プロピレンまたは
イソブチレンのアンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエンチカラムに移送し
、この熱排出ガスを水煙と接触させることにより冷却する工程；次いで、冷却し
た反応器排出物をオーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニトリルま
たはメタクリロニトリルを水に吸収させる工程；次いで、ＨＣＮを含有する、得
られる蒸気流を生成物冷却器、次いでノックアウトポットへ通す工程。ここで、
改善点は冷却ＨＣＮ生成物が水流と接触することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、合わせた流れがノックアウトポットへ導入される前
に、水流を冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記のような改良プロセスを提供する
ことである。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、水流がノックアウトポット内で冷却ＨＣＮ生成物と
接触する、上記のような改良プロセスを提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、合わせた流れがノックアウトポットに、およびノッ
クアウトポット内に導入される前に、水流が冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記
のような改良プロセスを提供することである。
【００１１】
本発明のなおさらなる目的は、反応器排出物をアクリロニトリルを生成するた
めの、プロピレン、アンモニアおよび酸素のアンモ酸化から得る、上記のような
改良プロセスを提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、反応器排出物が、流動床反応器内のプロピレン、アンモ
ニアおよび空気の流動床触媒との接触時の反応によって得られる、上記のような
改良プロセスを提供することである。本発明のさらなる目的、利点および新規な
特徴は、以下の説明に部分的に記載され、そして一部は、以下の記載を試験する
ことにより当業者に明らかとなるか、または本発明の実施により理解され得る。
本発明の目的および利点は、付随の特許請求の範囲において具体的に規定される
手段および組み合わせにより達成され得、そして得られ得る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的および他の目的を達成するために、そして、本明細書において具体
化されかつ広範囲に記載される本発明の目的によれば、本発明のプロセスは、以
下の工程を包含する：プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化時に得られる
反応器排出物をクエンチカラムに移送し、この熱排ガスを水煙と接触させること
により冷却する工程；次いで、冷却した反応器排出物をオーバーヘッドから吸収
カラムに通し、粗アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを水に吸収させる
工程；次いで、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリル、およびＨＣＮなら
びに他の不純物を含有する水溶液を、第１の蒸留カラム（回収カラム）に通し、
水および不純物の有意な部分を液体の底部生成物として除去し、ＨＣＮ、水、少
量部分の不純物およびアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルをオーバーヘ
ッドカラムから水流として除去する工程を包含する。過去の操作において、この
オーバーヘッドからの蒸気流を、熱交換機を用いてさらに冷却し、そしてノック
アウトドラムに導き、液体を分離および濃縮し、この分離濃縮液を回収プロセス
にもどし、残りの蒸気流は、フレアー(flare)、焼却炉、または他の処理プロセ
スに導く。
【００１４】
本発明は、水流をノックアウトポットに向けられた冷却流に添加することによ
るか、または水流をノックアウトポット内のスプレーノズルを用いて添加し、蒸
気流と接触させることによって、過去の操作を改良するものである。必要に応じ
て、水流は、冷却された流れならびにスプレーノズルに同時に添加され得る。水
流は、クエンチカラムの反応器排出物を冷却するために使用される水流の一部、
吸収塔のアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを吸収するために使用され
る水流の一部（「貧水」）、あるいは新たな水または脱塩水を含有する他の水性
プロセス流であり得る。回収ＨＣＮを含有するノックアウトポット底部からの液
体流れは、クエンチカラムの反応器排出物を冷却するために使用される水流に添
加することによってクエンチ塔に、または吸収塔のアクリロニトリルまたはメタ
クリロニトリルを吸収するために使用される水流に添加することによって吸収塔
に、あるいは回収プロセスのその他の場所で直接もどされ得る。
【００１５】
本発明の好ましい実施態様において、このプロセスは、プロピレン、アンモニ
ア、および酸素のアンモ酸化からのアクリロニトリル製造時に得られる反応器排
出物について実行される。
【００１６】
本発明のなお好ましい実施態様において、反応器排出物は、流動床反応器内で
のプロピレン、アンモニアおよび空気の流動床触媒との接触時の反応によって得
られる。従来の流動床アンモ酸化触媒は、本発明の実施に利用され得る。例えば
、米国特許第3,642,930号および同第5,093,299号（本明細書中で参考として援用
される）に記載の流動床触媒は、本発明の実施に利用され得る。
【００１７】
本発明は、ＨＣＮ回収時のより効率的な操作を可能にする。上記の温度範囲内
でＨＣＮ生成物冷却器およびＨＣＮノックアウトポットの操作をすることで、Ｈ
ＣＮノックアウトポットの液体生成物中のＨＣＮの回収を増大させる。これは、
存在するアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの回収および精製プロセス
で回収され得る。焼却されるＨＣＮがより少ないこの改良された回収方法は、廃
棄ガスの燃焼からの放出物を減少させる。本発明の実施の別の利点は、上記の温
度および圧力でのＨＣＮ生成物冷却器およびＨＣＮノックアウトポットの操作が
、生成物であるＨＣＮの回収を増大させることである。
【００１８】
本発明のプロセスは、プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化反応の反応
器排出物から得られるシアン化水素(ＨＣＮ)のクエンチされた回収のためのプロ
セスであって、
反応器排出物を、クエンチカラム、吸収カラム、第１の蒸留カラム、第２の蒸留
カラム、冷却器およびノックアウトポットに通す工程
を含み、ここで、改良は、シアン化水素を含有する蒸気相を水流と接触する工程
を含む。
【００１９】
より具体的には、本発明のプロセスは、アクリロニトリルまたはメタクリロニ
トリルの製造のためのプロセスであって、以下の工程：
プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエ
ンチカラムに移送し、この熱排出ガスを水煙と接触させることにより冷却する工
程；
冷却した反応器排出物をオーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニ
トリルまたはメタクリロニトリルを水に吸収させる工程；および
ＨＣＮを含有する得られる蒸気流を、生成物冷却器、次いでノックアウトポッ
トに通す工程、
を包含し、改良点として、冷却ＨＣＮ生成物を水流と接触させることを包含する
。
【００２０】
１つの実施態様では、前記合わせた流れがノックアウトポットに導入される前
に、前記水流が前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する。
【００２１】
１つの実施態様では、前記水流がノックアウトポット内の前記冷却ＨＣＮ生成
物と接触する。
【００２２】
１つの実施態様では、前記合わせた流れがノックアウトポットに、およびノッ
クアウトポット内に導入される前に、該水流が前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する
。
【００２３】
１つの実施態様では、前記水流が貧水(lean water)である。
【００２４】
１つの実施態様では、前記水流が新たな水である。
【００２５】
１つの実施態様では、前記水流が脱塩水である。
【００２６】
１つの実施態様では、前記反応器排出物を、プロピレン、アンモニア、および
酸素のアンモ酸化によって得、アクリロニトリルを生成する。
【００２７】
１つの実施態様では、前記反応器排出物が、流動床反応器中のプロピレン、ア
ンモニア、および空気の流動床触媒との接触時の反応によって得られる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、ＨＣＮ回収率の予期せぬ改良をもたらすだけでなく、また回収およ
び精製部に使用されるカラムのサイズを増大することなくこの改良を達成するも
のである。さらに、それに伴う生成速度の増加は、生成物のいかなる品質の低下
の認めない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、アクリロニトリルの製造およびＨＣＮの改良された回収に適用される、本発明のプロセスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明を、図１を参照して詳細に説明する。流動床反応器（示されず）でのプ
ロピレンまたはイソブチレン、アンモニアおよび酸素含有ガスの流動床アンモ酸
化触媒との接触時のアンモ酸化により得られる反応器排出物１１は、移送ライン
１１を介してクエンチカラム１０に移される。ここで、熱排出ガスは、水煙１４
と接触することにより冷却される。次いで、所望の生成物(アクリロニトリルま
たはメタクリロニトリル、アセトニトリルおよびＨＣＮ)を含む冷却排出ガスは
、ライン１２を介して吸収カラム２０の底部に通される。ここで、生成物は、ラ
イン２４を介して頂部から吸収カラム２０に入る水に吸収される。吸収されない
ガスは、吸収器(absorber)から、吸収カラム２０の頂部に配置されたパイプ２２
を通る。次いで、所望の生成物を含む水流は、ライン２３を介して吸収カラム２
０の底部から第１蒸留カラム３０(回収カラム)の上部に通され、生成物がさらに
精製される。生成物は、回収カラム３０の頂部から回収され、そしてライン３２
を介して第２蒸留カラム４０（ヘッドカラム(head column)４０）に送られる。
ここで、水および他の不純物はライン３３を介して回収カラム３０から除去され
る。ヘッドカラム４０において、ＨＣＮはオーバーヘッドから取り出され、そし
てライン４２を介してカラムから除去され、オーバーヘッドコンデンサー８０で
冷却され、そして得られた物質はライン４１を介して還流ドラム５０に導かれる
。還流ドラム５０からの還流液はライン５３を介してヘッドタワーの上部にもど
される。蒸気相物質は、ライン５２を介して還流ドラム５０から除去され、そし
てＨＣＮ生成物コンデンサー９０で冷却される。ＨＣＮ生成物コンデンサー９０
の冷却および部分濃縮された排出物は、ライン９３および６１を介してＨＣＮノ
ックアウトポットに導かれる。必要に応じて、水流は、ライン７１を介してＨＣ
Ｎ生成物コンデンサーの部分濃縮された廃棄物に添加され得、そして合わせた流
れはライン６１を介してＨＣＮノックアウトポットに導かれる。ＨＣＮノックア
ウトポットは、必要に応じて、１つ以上のスプレーノズル７３を備えてもよく、
ライン７２を介してＨＣＮノックアウトポットに水流を添加できるようにし得る
。ＨＣＮの大部分は、添加された水流によって濃縮、または吸収され、そしてラ
イン６３を介してＨＣＮノックアウトポットから除去され、そして回収プロセス
にもどされる。濃縮または吸収されたＨＣＮおよび添加された水性物質、流れ６
３が回収プロセスにもどされ得る、任意の位置は、水１４を冷却するクエンチタ
ワー１０、水２４を吸収する(absorber)吸収塔２０、回収カラム３０を含む。他
の未濃縮可能な物質とともに、未濃縮のＨＣＮは、ライン６２を介してＨＣＮノ
ックアウトポットから除去され、そして焼却炉に直接送られるか、または当該分
野で公知の従来技術により精製および回収され得る。
【００３１】
プロセスが、水流７２をノックアウトドラムスプレーノズルに添加することに
よって操作される場合に、水流は、水流７１を直接添加することと比較して、よ
り効率的に接触する。ノックアウトポットに入る蒸気流中に存在する未濃縮可能
物、および水流対蒸気流比、ノックアウトポットを出る流れの温度に依存して、
広範な回収効率にわたって、シアン化水素を蒸気流から回収することが可能であ
る。
【００３２】
ノックアウトポットに向けられる水添加システムにより、フレアーに行くＨＣ
Ｎ量が200lb／時間〜100lb／時間に減少することがフレアー分析試験時に観察さ
れる。ノックアウトポットに入る蒸気流は、33.0重量％のＨＣＮ、58.3％の窒素
、4.12％のＣＯ2、4.12％のＣＯを有し、そしてこの場合において600lb／時間の
マスフローを有する。３gpm流量の貧水(lean water)は、スプレーのために使用
された。
【００３３】
水添加の限界は、単に、ノックアウトポットから除去されるべき溶液量の可能
性、ならびにさらなる廃棄物処理における拘束によって制御される。
【００３４】
さらに、プロセスシミュレーションは、水流を３倍にすることによって、50％
から84.5％までのノックアウトポットを介するＨＣＮ回収効率が増大することを
示す。温度55Fの冷却水を使用した場合、回収効率はさらに96％に増大し得る。
【００３５】
他のタイプの反応器(例えば、輸送管反応器)もまた意図されるが、好ましくは
、アンモ酸化反応は、流動床反応器内で行なわれる。アクリロニトリル製造のた
めの流動床反応器は、先行技術において周知である。例えば、本明細書に参考と
して援用される米国特許第3,230,246号に記載の反応器の設計が適切である。
【００３６】
アンモ酸化反応が起こる条件もまた、以下の先行技術に示されるように周知で
ある：米国特許第5,093,299号、同第4,863,891号、同第4,767,878号および同第4
,503,001号；これらは本明細書に参考として援用される。代表的には、アンモ酸
化プロセスは、プロピレンまたはイソブチレンを、アンモニアおよび酸素の存在
下、高温で流動床触媒と接触させることにより行なわれ、アクリロニトリルまた
はメタクリロニトリルが得られる。任意の酸素源が採用され得る。しかし、経済
的理由から空気を用いるのが好ましい。供給物中のオレフィンの酸素に対する代
表的なモル比は、0.5:1〜4:1の範囲にあるべきであり、好ましくは1:1〜3:1であ
る。反応において、供給物中のアンモニアのオレフィンに対するモル比は、0.5:
1〜5:1の範囲で変化し得る。アンモニア−オレフィン比の上限は実際には存在し
ないが、一般に、5:1を超える比は、経済的理由からほとんど無意味である。
【００３７】
反応は、約260℃〜600℃の範囲の温度で行なわれるが、好ましくは310℃〜500
℃、特に好ましくは350℃〜480℃の範囲で行なわれる。接触時間はそれほど重要
ではないが、一般に0.1秒〜50秒の範囲、好ましくは１秒〜15秒の範囲である。
【００３８】
米国特許第3,642,930号の触媒に加えて、本発明の実施に適切な他の触媒が、
米国特許第5,093,299号(本明細書に参考として援用される)に記載されている。
【００３９】
吸収カラム、回収カラムおよびヘッドカラムが維持される条件は、それぞれ、
１psig〜７psig(80°F 〜110°F)、0.5psig〜10psig(155°F 〜170°F)、および
-10〜５＞psig(52°F 〜92°F)の範囲である。
【００４０】
当業者には明らかなように、開示の思想および範囲または特許請求の範囲の範
囲から逸脱することなく、上記の開示および議論に照らして、本発明の種々の改
変がなされ得、そして追従され得る。
【００４１】
本発明によれば、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造において
副生ＨＣＮの回収のための改良プロセスが提供される。
【００４２】
本発明によれば、焼却または他の回収プロセスに関するＨＣＮ量を低減する、
アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造の改良プロセスが提供される
。
【００４３】
本発明によれば、以下の工程を包含するアクリロニトリルまたはメタクリロニ
トリルの製造の改良プロセスが提供される：プロピレンまたはイソブチレンのア
ンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエンチカラムに移送し、この熱排出ガス
を水煙と接触させることにより冷却する工程；次いで、冷却した反応器排出物を
オーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニトリルまたはメタクリロニ
トリルを水に吸収させる工程；次いで、ＨＣＮを含有する、得られる蒸気流を生
成物冷却器、次いでノックアウトポットへ通す工程。ここで、改善点は冷却ＨＣ
Ｎ生成物が水流と接触することである。
【００４４】
本発明によれば、合わせた流れがノックアウトポットへ導入される前に、水流
を冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記のような改良プロセスが提供される。
【００４５】
本発明によれば、水流がノックアウトポット内で冷却ＨＣＮ生成物と接触する
、上記のような改良プロセスが提供される。
【００４６】
本発明によれば、合わせた流れがノックアウトポットに、およびノックアウト
ポット内に導入される前に、水流が冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記のような
改良プロセスが提供される。
【００４７】
本発明によれば、反応器排出物をアクリロニトリルを生成するための、プロピ
レン、アンモニアおよび酸素のアンモ酸化から得る、上記のような改良プロセス
が提供される。
【００４８】
本発明によれば、反応器排出物が、流動床反応器内のプロピレン、アンモニア
および空気の流動床触媒との接触時の反応によって得られる、上記のような改良
プロセスが提供される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の好ましい実施形態によれば、以下のプロセス等が提供される。
（１）アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造のためのプロセスであって、以下の工程：プロピレンまたはイソブチレンのアンモ酸化時に得られる反応器排出物をクエンチカラムに移送し、この熱排出ガスを水煙と接触させることにより冷却する工程；冷却した反応器排出物をオーバーヘッドから吸収カラムに通し、粗アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを水に吸収させる工程；ＨＣＮを含有する得られる蒸気流を、生成物冷却器、次いでノックアウトポットに通す工程、を包含し、改良点として、冷却ＨＣＮ生成物を水流と接触させることを包含する、プロセス。
（２）前記合わせた流れがノックアウトポットに導入される前に、前記水流が前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記１に記載のプロセス。
（３）前記水流がノックアウトポット内の前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記項１に記載のプロセス。
（４）前記合わせた流れがノックアウトポットに、およびノックアウトポット内に導入される前に、該水流が前記冷却ＨＣＮ生成物と接触する、上記１に記載のプロセス。
（５）前記水流が貧水(lean water)である、上記項１に記載のプロセス。
（６）前記水流が新たな水である、上記項１に記載のプロセス。
（７）前記水流が脱塩水である、上記項１に記載のプロセス。
（８）前記反応器排出物を、プロピレン、アンモニア、および酸素のアンモ酸化によって得、アクリロニトリルを生成する、上記項１に記載のプロセス。
（９）前記反応器排出物が、流動床反応器中のプロピレン、アンモニア、および空気の流動床触媒との接触時の反応によって得られる、上記項１に記載のプロセス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本願明細書および図面に記載されたプロセス。
【請求項１】
本願明細書および図面に記載されたプロセス。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１０２３９８（Ｐ２００９−１０２３９８Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４８０４（Ｐ２００９−１４８０４）
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【分割の表示】特願平１０−２６５５２４の分割
【原出願日】平成１０年９月１８日（１９９８．９．１８）
【出願人】（３０８００６８９６）イネオス ユーエスエー エルエルシー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【分割の表示】特願平１０−２６５５２４の分割
【原出願日】平成１０年９月１８日（１９９８．９．１８）
【出願人】（３０８００６８９６）イネオス ユーエスエー エルエルシー (3)
【Ｆターム（参考）】
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