重合性化合物の精製方法
【課題】ベントガス吸収塔を有する精製装置で重合性化合物を精製する方法において、ベントガス吸収塔の汚れを防止し、ベントガス吸収塔の吸収効率を長期間維持しつつ、長期間安定的に重合性化合物を精製する方法を提供する。
【解決手段】重合性化合物と水との分離部１と、重合性化合物の貯蔵部３，４と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔２とを含み、前記分離部で重合性化合物と水とを分離する工程と、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する工程とを含む精製装置で重合性化合物を精製する方法。
【解決手段】重合性化合物と水との分離部１と、重合性化合物の貯蔵部３，４と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔２とを含み、前記分離部で重合性化合物と水とを分離する工程と、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する工程とを含む精製装置で重合性化合物を精製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重合性化合物の精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学工場においては、液体をタンク内に貯蔵して用いるのが一般的である。ここで、タンクは、通常閉じた構造を有するものが用いられている。そのため、タンク内の液量の増減や、タンク周辺の気温の変化によって、タンク内の圧力が変動する。そして、タンク内の圧力の変動は、タンクにストレスを与える。例えば、タンクの設計圧を超えた場合や、また、負圧対策を行っていないタンクにおいて、タンク周辺の圧力を下回る圧力になった場合には、タンクが損傷する危険がある。したがって、タンクが損傷する事態を回避するため、タンク内の圧力の変動を防止する必要がある。タンク内の圧力の変動を防止する方法として、例えば、タンク内の気相部分において、気体の排出・供給が可能な導管を設置し、タンク内の圧力を制御する方法が挙げられる。当該方法によれば、タンク内の圧力が増加した場合には、前記導管からタンク内の気体を外部に排出し、タンク内の圧力が減少した場合には、前記導管から不活性ガスをタンク内に供給し、タンク内の圧力を一定に維持することができる。このようなタンク内の圧力を一定に維持する装置をタンクのベント装置と呼び、該装置から排出される気体をベントガスと呼ぶ。
【０００３】
また、タンクのベントガス中には、タンク内に貯蔵されている液体が気化した気体が含まれている。該液体が気化した気体は大気を汚染する物質である場合、そのまま大気に放出することができない。このような大気汚染物質を含むベントガスを浄化する方法として、例えばベントガス吸収塔を設置して吸収液により大気汚染物質を含むベントガスを浄化する方法等が挙げられる。
【０００４】
例えば特許文献１には、ベントガス吸収塔の吸収液として水を使用し、ベントガスを吸収させた水を活性汚泥処理装置へと供給する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法を、重合性化合物を貯蔵しているタンクのベントガス吸収塔に適用した場合、ベントガス中に含まれる重合性化合物によりベントガス吸収塔が汚れ、長期間運転すると吸収効率が落ちてしまうという問題がある。
特に、ベントガス吸収塔を有する精製装置で重合性化合物を精製する方法において、ベントガス吸収塔が汚れると、ベントガス吸収塔の吸収効率が低下するだけでなく、重合性化合物の精製も安定して行うことが困難となる。
そこで、本発明は、ベントガス吸収塔を有する精製装置で重合性化合物を精製する方法において、ベントガス吸収塔の汚れを防止し、ベントガス吸収塔の吸収効率を長期間維持しつつ、長期間安定的に重合性化合物を精製する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を克服するため鋭意検討した結果、重合性化合物を貯蔵するタンクに接続されたベントガス吸収塔における吸収液として、重合性化合物を精製するプロセスで使用された水を利用することにより、ベントガス吸収塔の汚れを抑制し、長期間安定的にベントガス吸収塔を運転できるとともに、長期間安定して重合性化合物を精製することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］
精製装置で重合性化合物を精製する方法であって、
前記精製装置が、重合性化合物と水との分離部と、重合性化合物の貯蔵部と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、
前記分離部で重合性化合物と水とを分離する工程と、
前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する工程とを含む重合性化合物の精製方法。
［２］
前記精製装置が、重合性化合物と水との接触部を含み、
前記接触部で重合性化合物を水に接触させる工程を含む、［１］に記載の重合性化合物の精製方法。
［３］
前記分離部で分離した水が重合防止剤を含む、［１］または［２］に記載の重合性化合物の精製方法。
［４］
前記接触部で重合性化合物を水に溶解して得られた水溶液とともに、前記ベントガス吸収塔の塔底流を前記分離部に供給する、［２］に記載の重合性化合物の精製方法。
［５］
前記精製装置が、廃水焼却炉用空気ブロワまたは廃ガス焼却炉空気ブロワを含み、
前記ベントガス吸収塔塔頂の出口ガスを、廃水焼却炉用空気ブロワの吸引側、または廃ガス焼却炉空気ブロワの吸引側に導く、［１］〜［４］のいずれかに記載の重合性化合物の精製方法。
［６］
［１］〜［５］のいずれかに記載の精製方法により精製された重合性化合物。
［７］
重合性化合物と水との分離部と、
重合性化合物の貯蔵部と、
該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、
前記分離部と前記ベントガス吸収塔とが接続されており、
前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔に供給する精製装置。
［８］
さらに、重合性化合物と水との接触部を含み、
前記ベントガス吸収塔における吸収液を前記分離部に供給する、［７］に記載の精製装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、重合性化合物を貯蔵するタンクに接続されたベントガス吸収塔の汚れを抑制し、ベントガス吸収塔を長期間安定的に運転することができるとともに、長期間安定して重合性化合物を精製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の精製装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の精製装置の別の例を示す概略図である。
【図３】本発明の精製装置のさらに別の例を示す概略図である。
【図４】本発明の精製装置のさらにまた別の例を示す概略図である。
【図５】実施例１に用いた精製装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、精製装置で重合性化合物を精製する方法であって、前記精製装置が、重合性化合物と水との分離部と、重合性化合物の貯蔵部と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、前記分離部で重合性化合物と水とを分離する工程と、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する工程とを含む。
【００１１】
本明細書中、重合性化合物とは、分子内に重合しうる二重結合を有する化合物を言い、触媒の作用により重合反応が進行する化合物を包含する。
重合性化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル等の（メタ）アクリル酸エステルや酢酸ビニル等の不飽和カルボン酸エステル類；（メタ）アクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル化合物；スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物が挙げられる。中でも、（メタ）アクリロニトリルが好ましい。
【００１２】
重合性化合物と水との分離部としては、例えば、蒸留塔、デカンター、膜分離が挙げられる。これらの分離部は、単独で用いてもよく、２つ以上併用してもよい。
【００１３】
前記分離部で分離した水は、重合防止剤を含むことが好ましい。
分離部で分離した水が重合防止剤を含んでいると、分離部で分離した水とともに重合防止剤がベントガス吸収塔に供給されることになるので、ベントガス吸収塔内でも重合防止効果が得られる。また、本実施の形態において、ベントガス吸収塔における吸収液中の重合防止剤の濃度は２５質量ｐｐｍ以上であることが好ましい。当該重合防止剤の濃度の上限は、特に限定されないが１００００ｐｐｍ以下であることが好ましい。重合防止剤の濃度の測定方法は、使用する重合防止剤によって異なるが、イオンクロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、分光光度計などの分析機器を用いて測定する方法が挙げられる。
重合防止剤は、重合性化合物の重合を抑制する機能を奏するものであれば特に限定されない。従って、本明細書中「重合防止剤」は、一般的に重合防止剤と定義されているものの他、重合禁止剤と称される場合があるものを含む概念である。重合防止剤の具体例としては、ハイドロキノンやメトキノン等のキノン類；ニトロフェノール、ターシャリーブチルカテコールなどフェノール類；ニトロソ基を有する有機化合物類；ニトロキシルラジカルを有する化合物類を挙げることができる。
【００１４】
重合性化合物の貯蔵部としては、例えば、タンク、ドラムが挙げられる。これらの貯蔵部は、単独で用いてもよく、２つ以上併用してもよい。
貯蔵部の構造や容量には特に制限がない。タンクおよびドラムの具体例としては、コーンルーフタンク、ドームルーフタンク、横型ドラム、縦型ドラムなどの各タイプのタンクおよびドラムを挙げることができる。
貯蔵部は、収容する重合性化合物との接触や、周囲の環境によって腐食等の影響を受けない材質からなることが好ましい。重合性化合物のうち一般的な腐食性を有する重合性化合物用の貯蔵部としては、カーボンスチールからなるものが選ばれることが多い。腐食性が強い（メタ）アクリル酸および（メタ）アクリル酸エステル等を収容する貯蔵部としては、ＳＵＳ３０４およびＳＵＳ３１６等の耐腐食性を有する材料からなるものが好ましい。
タンクやドラムなどの貯蔵部の形状や個数は特に限定されず、例えば、図１に示されているように、タンク３およびドラム４として異なる形状のものがそれぞれ１つ設けられていてもよく、収容する重合性化合物の物性や量等に鑑みて適宜設定される。つまり、同じ機能を有する貯蔵部が複数設けられてよく、それらの形状やサイズも同じでも異なってもよい。もちろん、場合によっては貯蔵部が１つでもよい。貯蔵部が複数設けられる場合、そのうち少なくとも１つをベントガス吸収塔に接続し、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する態様であれば、本実施の形態の範疇である。
【００１５】
前記貯蔵部に接続したベントガス吸収塔としては、特に制限はなく、公知の吸収装置を用いることができる。このような吸収装置の一例として、気液接触型の充填塔を挙げることができる。これは、充填物が充填された塔の下部より処理する気体を導入し、塔上部から気体を吸収する液体（吸収液）を導入して、該塔内で気体と液体とを接触させ、気体を液体中に吸収させる装置である。当該装置における充填物としては特に制限はなく、公知の充填物である、カスケードミリリング、ポールリング、ラシヒリング、メラパック、テラレットなどを用いることができる。
【００１６】
ベントガス吸収塔の運転条件は、吸収させる気体の種類、その濃度に依存する。
ベントガス中の重合性化合物の濃度は、
（タンク気相部温度における重合性化合物の蒸気圧）／（タンク気相部温度における全圧）×１００
で算出される。
例えばアクリロニトリルを貯蔵している常圧タンクの温度が２５℃の場合、ベントガス中のアクリロニトリル濃度は約１５容積％である。この場合、ベントガス吸収塔の運転条件としては、吸収水を常温で供給し、ベントガス吸収塔の圧力を常圧とするのが設備面および経済面から好ましい。なお、ベントガス吸収塔の吸収水の供給量は、多いほどベントガス吸収塔塔頂ガス中の重合性化合物濃度を下げることができるが、その分ベントガス吸収塔塔底液量が増え、処理費がかさむこととなるため、大気汚染防止の面および経済面の両面から適切な量を決めることが好ましい。
【００１７】
本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、前記精製装置が、重合性化合物と水との接触部を含み、前記接触部で重合性化合物を水に接触させる工程を含むことが好ましい。
重合性化合物と水との接触部としては、気液接触型の充填塔や棚段塔、液液抽出装置のスプレー塔や充填塔が挙げられる。
気液接触型の充填塔や液液抽出装置の充填塔の塔内には充填物が充填されている。当該充填物としては特に制限はなく、公知の充填物である、カスケードミリリング、ポールリング、ラシヒリング、メラパック、テラレットなどを用いることができる。
重合性化合物を水に接触させる工程において、前記接触部に、重合性化合物を含む流体が供給される態様が好ましい。当該流体としてはガス、液体、ガスと液体との混合物、ガスと固体と液体との混合物のいずれでもよい。
本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、前記接触部で重合性化合物を水に溶解して得られた水溶液とともに、前記ベントガス吸収塔の塔底流を前記分離部に供給することが好ましい。これにより、ベントガス中の重合性化合物をより多く回収できるため、好ましい。
【００１８】
本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、前記精製装置が、廃水焼却炉用空気ブロワまたは廃ガス焼却炉空気ブロワを含み、前記ベントガス吸収塔塔頂の出口ガスを、廃水焼却炉用空気ブロワの吸引側、または廃ガス焼却炉空気ブロワの吸引側に導くことが好ましい。これにより、ベントガス吸収塔塔頂の出口ガスが、廃水焼却炉または廃ガス焼却炉で無害化処理されるので、大気汚染を防止することができる。
また、本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、前記精製装置が、ベントガス吸収塔塔頂ガス吸引ブロワを含み、ベントガス吸収塔塔頂ガスを吸引することが好ましい。
なお、本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、上述のとおりベントガス吸収塔塔頂の出口ガス等の、廃水または廃ガスを、廃水焼却炉または廃ガス焼却炉で無害化処理する工程を含んでいてもよく、その他の排水を活性汚泥処理設備で無害化する工程などを含んでいてもよい。
本実施の形態の重合性化合物は、上述の精製方法により精製された重合性化合物である。本実施の形態の重合性化合物は、上述の精製方法により精製されるので、長期間安定的かつ効率的に得ることができる。
【００１９】
本実施の形態の精製装置は、重合性化合物と水との分離部と、重合性化合物の貯蔵部と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、前記分離部と前記ベントガス吸収塔とが接続されており、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔に供給する精製装置である。
本実施の形態の精製装置は、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔に供給しているので、ベントガス吸収塔の汚れを抑制し、ベントガス吸収塔を長期間安定的に運転することができるとともに、長期間安定して重合性化合物を精製することができる。
また、本実施の形態の精製装置は、さらに、重合性化合物と水との接触部を含み、前記ベントガス吸収塔における吸収液を前記分離部に供給することが好ましい。これにより、ベントガス中の重合性化合物をより多く回収できるため、好ましい。
さらに、本実施の形態の精製装置は、廃水焼却炉用空気ブロワもしくは廃ガス焼却炉空気ブロワ、ベントガス吸収塔塔頂ガス吸引ブロワ、廃水焼却炉もしくは廃ガス焼却炉、活性汚泥処理設備などを含んでいてもよい。
なお、本実施の形態の精製装置において、分離部、貯蔵部、ベントガス吸収塔、接触塔および重合性化合物などの構成要件は、上述の精製方法の場合と同様である。
【００２０】
以下、精製のうち「蒸留」を例にとって、本実施の形態の重合性化合物の精製方法を図１〜５を用いてより詳細に説明するが、本実施の形態は図１〜５に示す態様に限定されない。また、本明細書中、精製は、蒸留に限定されず、重合性化合物と水との混合物が不純物を含む場合に、混合物から不純物の少なくとも一部を除去するためのその他の操作を含む概念である。従って、「精製」には蒸留の他、静置による液液分離を含み、「精製装置」は蒸留塔の他、デカンターを有する精製装置を包含する。
【００２１】
図１は、本発明の精製装置の一例を示す概略図である。該精製装置は、重合性化合物と水との分離部として蒸留塔１を含み、また重合性化合物の貯蔵部としてタンク３およびドラム４を含み、さらに該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔２を含む。さらにまた、ベントガス吸収塔塔頂ガス吸引ブロワ５と、廃ガス焼却炉用または廃水焼却炉用の空気ブロワ６とを含む。そして、ベントガス吸収塔２は蒸留塔１に接続されている。
重合性化合物は接触塔（図１には示されていない）内で水に接触し、水溶液となってフィード配管１０を通じて蒸留塔１に供給され、蒸留塔１内で抽出蒸留される。蒸留塔１に供給される直前で、フィード配管１１から重合防止剤が添加され、蒸留塔１内での重合防止が図られる。
ベントガス吸収塔２の下部には、配管を介してタンク３およびドラム４が並列に接続されている。ベントガス吸収塔２に接続される配管は、タンク３およびドラム４の上端に接続され、配管はタンクおよびドラムの中で気体が存在する部分で開口するようになっている。
ベントガス吸収塔２の塔頂には第一および第二のブロワ５および６が縦列に接続されている。ベントガス吸収塔２の塔頂から塔頂出口ガスはライン１６を通して第一のブロワ５で吸引され、ライン１７を通して第二のブロワへ吸引される。ベントガス吸収塔２の塔頂配管とライン１６とは、ベントガス吸収塔２がブロワ５の吸引圧の影響を直接受けないよう直結せず、１０〜５０ｃｍ程度の適当な間を空けておき、ライン１６に調節弁を設け、ベントガス吸収塔２の圧力を調節することが好ましい。ブロワ５の吐出配管とライン１７との間も同様に、ベントガス吸収塔２がブロワ６の吸引圧の影響を直接受けないよう直結せず、１０〜５０ｃｍ程度の適当な間を空けておき、ライン１７に調節弁を設け、ベントガス吸収塔２の圧力を調節することが好ましい。
蒸留塔１に接続されたライン１２を通じて塔底の近傍から塔頂の近傍へ循環させる塔内液をプロセス循環水という。このプロセス循環水のうち一部をベントガス吸収塔２のフィードライン１３に導き、重合性化合物を貯蔵するタンク３およびドラム４のベントガスを吸収させる吸収液として利用する。重合性化合物を含んだベントガス吸収塔２の塔底液は、ライン１４を通じて蒸留塔１のフィードラインに戻す。
ブロワ５はベントガス吸収塔塔頂ガスを吸引するためのブロワである。ブロワ５の吸引圧はベントガス吸収塔圧力、タンク圧力を維持できる圧力とする。ブロワ６は廃ガス焼却炉または廃水焼却炉用の空気ブロワである。そのため、ブロワ６の吸引圧は変動させず、ブロワ５の排出量がブロワ６の吸引量内に収まるようにする。
蒸留塔１にフィードされている重合防止剤はプロセス循環水にも含まれる。そのため、ベントガス吸収塔２における吸収液としてプロセス循環水を用いることで、ベントガス吸収塔２内でも重合防止効果が得られる。また、本プロセスにおけるベントガス吸収塔２の吸収液中の重合防止剤の濃度は２５質量ｐｐｍ以上であることが好ましい。
【００２２】
図２は蒸留塔を有する精製装置の別の例を示す。図２に示す装置は、蒸留塔１に接触塔７が接続されている以外、図１に示す例と同じであるので、相違点のみ以下に説明する。
フィードライン１９を通じて、重合性化合物を含むガスが接触塔７に供給される。接触塔７は気液接触型の充填塔であって、塔内には上述した充填物が充填されている。 接触塔７上部から水が供給されて塔内で散布されるので、重合性化合物を含む流体は接触塔７内で水に接触して吸収される。生成した水溶液はライン１０を通じて蒸留塔１に供給される。水の一部は蒸留塔１の下部から抜出され、フィードライン１３を通じて吸収塔２に供給される他、ライン１８を通じて接触塔７に供給されて再び吸収水となる。
接触塔７には重合性化合物を含む流体が供給される。流体はガス、液体、ガスと液体の混合物、ガスと固体と液体の混合物のいずれでもよい。重合性化合物を含む流体がガスの場合、当該流体は塔底付近から供給され、接触塔７内を上昇する。接触塔７内には塔頂付近から水が供給されるので、重合性化合物を含む流体は接触塔７内で水に接触し、水との混合物となって塔底から流出し、蒸留塔１に供給される。
接触塔７に供給される水は、蒸留塔の塔底付近から取得したプロセス循環水の一部を、ライン１８を通じて分流したものである。プロセス循環水には重合防止剤が含まれているので、これを接触塔７の吸収水とすることで、接触塔７内の重合防止効果が期待される。
【００２３】
図３は、精製装置の更に別の例を概略的に示す。図３に示す例は、蒸留塔１に代えてデカンター８がベントガス吸収塔２に接続されている以外、図１に示す例と同じであるので、相違点のみ説明を行う。フィードライン２０を通して重合性化合物および水などを含む混合物がデカンター８にフィードされるが、ライン２０には重合防止剤を供給するためのライン１１が接続されているので、デカンター８に供給される混合物は重合防止剤も含有する。デカンター８で重合性化合物を含む油層と水層とが比重差に従って分離された後、油層および水層は、順にライン２１および２２を通してデカンター８から排出され、別プロセスにフィードされる。デカンター８の水層の一部はライン２２から分岐したライン１３を通じてベントガス吸収塔２にフィードされ吸収水となる。デカンター８の水層は重合防止剤を含有するので、これをベントガス吸収塔２の吸収水とすることで、ベントガス吸収塔２内で重合防止効果を奏する。
【００２４】
図４は、精製装置の更に別の例を概略的に示す。図４に示す例は、蒸留塔１に加えデカンター８もベントガス吸収塔２に接続されている以外、図１に示す例と同じであるので、相違点のみ説明を行う。デカンター８にはライン２０を通じて重合防止剤を含有する重合性化合物が供給され、デカンター８内で水と分離される。デカンター８から排出される油層はライン２１を通して別プロセスへと供給され、水層はライン２２を通じてベントガス吸収塔２に供給されるほか、ライン１０に供給されて蒸留塔１に入る。蒸留塔１のプロセス循環水とデカンター８の水層との両方が、ベントガス吸収塔２の吸収水として利用され、ベントガス吸収塔２の塔底液はライン１４を通じて蒸留塔１のフィード配管１０に接続されている。
【００２５】
図５に示す精製装置は、蒸留塔１の塔頂液がデカンター８に供給されている以外、図２に示す例とほぼ同じであるので、相違点のみ説明する。蒸留塔１の塔頂液はライン２０を通じてデカンター８に供給される。また、ライン１１からライン２０に重合防止剤が供給され、デカンター８内の重合が防止される。蒸留塔１から供給された塔頂液は、デカンター８内で静置されると、油層と水層とに分離される。水層はライン２２から抜出され、ライン１０に合流して蒸留塔１に供給される。蒸留塔１の下部からの抜出し液は、ライン１２、１３、および１８に分岐してそれぞれ蒸留塔１上部、ベントガス吸収塔２および接触塔７上部に供給されることで、プロセス水の有効利用が図られる。
【実施例】
【００２６】
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されない。以下の実施例で用いた精製装置の概略図を図５に示す。
【００２７】
［実施例１］
精製する重合性化合物としてアクリロニトリルを用いた。当該アクリロニトリルは、プロピレン、アンモニアおよび分子状酸素を反応させて製造した。
アクリロニトリルを製造するプロセスにおいて、プロピレン、アンモニアおよび分子状酸素を反応させて得られたアクリロニトリルを含む反応ガスを、ライン１９を通して接触塔７に導入し、水と接触させた。接触塔７において、反応ガス中のアクリロニトリル等を水に吸収させ、反応しなかったプロピレンや酸素、窒素などのガスを塔頂より抜き出した。アクリロニトリル等を吸収させた水はライン１０を通して蒸留塔１にフィードされた。蒸留塔１では水で抽出蒸留を行っており、接触塔７および蒸留塔１で用いられている水は蒸留塔１の下部より抜き出されるプロセス循環水を使用した。
蒸留塔１の塔頂から抜き出されたアクリロニトリルおよび水などを含むガスは、ライン２０を通してデカンター８にフィードされた。重合防止剤としてハイドロキノン４質量％水溶液が、ライン１１を通して、蒸留塔１の塔頂から抜き出されたアクリロニトリルおよび水などを含むガス全体に対して、約０．２５質量％の割合でライン２０に導入された。その後、アクリロニトリルおよび水などを含むガスを、冷却して液体としデカンター８で油水分離した。デカンター８で分離した水は、ライン２２を通して蒸留塔１のフィードライン１０に導入された。アクリロニトリルを含む油層を、ライン２１を通して後の精製工程に導入し、精製されたアクリロニトリルが得られた。
精製したアクリロニトリルを貯蔵しているタンク３のベントガスはライン１５を通してベントガス吸収塔２に導入されており、このベントガス吸収塔２における吸収液として、上記蒸留塔１の下部より抜き出されたプロセス循環水を用いた。該プロセス循環水は、ライン１３を通してベントガス吸収塔２へとフィードされた。ベントガス吸収塔２の塔底液はライン１４を通して蒸留塔１のフィードライン１０へと戻された。
ベントガス吸収塔２を１０年以上連続して運転したが、吸収能力の低下などは観測されなかった。また、この期間中におけるベントガス吸収塔２の吸収水中のハイドロキノン濃度は２５〜５５質量ｐｐｍであった。ハイドロキノン濃度は、分光光度計により測定した。さらに、この期間中、ベントガス吸収塔２の汚れを防止しつつ、安定的に重合性化合物を精製することができた。
【００２８】
［比較例１］
ベントガス吸収塔２における吸収液として、プロセス循環水でなく、工業用精製水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。その結果、５年でベントガス吸収塔２の内壁にポリマーが付着し、内壁から脱落したポリマーが吸収塔塔底出口ノズル周辺に堆積し、詰まりが発生した。
【符号の説明】
【００２９】
１ 蒸留塔
２ ベントガス吸収塔
３ 重合性化合物貯蔵タンク
４ 重合性化合物貯蔵ドラム
５ ベントガス吸収塔塔頂ガス吸引ブロワ
６ 廃ガス焼却炉用の空気ブロワまたは廃水焼却炉用の空気ブロワ
７ 接触塔
１０ 蒸留塔フィードライン
１１ 重合防止剤のフィードライン
１２ プロセス循環水ライン
１３ ベントガス吸収塔フィードライン
１４ ベントガス吸収塔塔底液戻りライン
１５ ベントガスライン
１６ ベントガス吸収塔塔頂ガスライン
１７ 廃ガス焼却炉用の空気ブロワ吸引側ラインまたは廃水焼却炉用の空気ブロワ吸引側ライン
１８ 接触塔の吸収水ライン
１９ 接触塔への反応ガスフィードライン
２０ デカンターフィードライン
２１ 油層フィードライン
２２ 水層フィードライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重合性化合物の精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学工場においては、液体をタンク内に貯蔵して用いるのが一般的である。ここで、タンクは、通常閉じた構造を有するものが用いられている。そのため、タンク内の液量の増減や、タンク周辺の気温の変化によって、タンク内の圧力が変動する。そして、タンク内の圧力の変動は、タンクにストレスを与える。例えば、タンクの設計圧を超えた場合や、また、負圧対策を行っていないタンクにおいて、タンク周辺の圧力を下回る圧力になった場合には、タンクが損傷する危険がある。したがって、タンクが損傷する事態を回避するため、タンク内の圧力の変動を防止する必要がある。タンク内の圧力の変動を防止する方法として、例えば、タンク内の気相部分において、気体の排出・供給が可能な導管を設置し、タンク内の圧力を制御する方法が挙げられる。当該方法によれば、タンク内の圧力が増加した場合には、前記導管からタンク内の気体を外部に排出し、タンク内の圧力が減少した場合には、前記導管から不活性ガスをタンク内に供給し、タンク内の圧力を一定に維持することができる。このようなタンク内の圧力を一定に維持する装置をタンクのベント装置と呼び、該装置から排出される気体をベントガスと呼ぶ。
【０００３】
また、タンクのベントガス中には、タンク内に貯蔵されている液体が気化した気体が含まれている。該液体が気化した気体は大気を汚染する物質である場合、そのまま大気に放出することができない。このような大気汚染物質を含むベントガスを浄化する方法として、例えばベントガス吸収塔を設置して吸収液により大気汚染物質を含むベントガスを浄化する方法等が挙げられる。
【０００４】
例えば特許文献１には、ベントガス吸収塔の吸収液として水を使用し、ベントガスを吸収させた水を活性汚泥処理装置へと供給する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法を、重合性化合物を貯蔵しているタンクのベントガス吸収塔に適用した場合、ベントガス中に含まれる重合性化合物によりベントガス吸収塔が汚れ、長期間運転すると吸収効率が落ちてしまうという問題がある。
特に、ベントガス吸収塔を有する精製装置で重合性化合物を精製する方法において、ベントガス吸収塔が汚れると、ベントガス吸収塔の吸収効率が低下するだけでなく、重合性化合物の精製も安定して行うことが困難となる。
そこで、本発明は、ベントガス吸収塔を有する精製装置で重合性化合物を精製する方法において、ベントガス吸収塔の汚れを防止し、ベントガス吸収塔の吸収効率を長期間維持しつつ、長期間安定的に重合性化合物を精製する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を克服するため鋭意検討した結果、重合性化合物を貯蔵するタンクに接続されたベントガス吸収塔における吸収液として、重合性化合物を精製するプロセスで使用された水を利用することにより、ベントガス吸収塔の汚れを抑制し、長期間安定的にベントガス吸収塔を運転できるとともに、長期間安定して重合性化合物を精製することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］
精製装置で重合性化合物を精製する方法であって、
前記精製装置が、重合性化合物と水との分離部と、重合性化合物の貯蔵部と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、
前記分離部で重合性化合物と水とを分離する工程と、
前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する工程とを含む重合性化合物の精製方法。
［２］
前記精製装置が、重合性化合物と水との接触部を含み、
前記接触部で重合性化合物を水に接触させる工程を含む、［１］に記載の重合性化合物の精製方法。
［３］
前記分離部で分離した水が重合防止剤を含む、［１］または［２］に記載の重合性化合物の精製方法。
［４］
前記接触部で重合性化合物を水に溶解して得られた水溶液とともに、前記ベントガス吸収塔の塔底流を前記分離部に供給する、［２］に記載の重合性化合物の精製方法。
［５］
前記精製装置が、廃水焼却炉用空気ブロワまたは廃ガス焼却炉空気ブロワを含み、
前記ベントガス吸収塔塔頂の出口ガスを、廃水焼却炉用空気ブロワの吸引側、または廃ガス焼却炉空気ブロワの吸引側に導く、［１］〜［４］のいずれかに記載の重合性化合物の精製方法。
［６］
［１］〜［５］のいずれかに記載の精製方法により精製された重合性化合物。
［７］
重合性化合物と水との分離部と、
重合性化合物の貯蔵部と、
該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、
前記分離部と前記ベントガス吸収塔とが接続されており、
前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔に供給する精製装置。
［８］
さらに、重合性化合物と水との接触部を含み、
前記ベントガス吸収塔における吸収液を前記分離部に供給する、［７］に記載の精製装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、重合性化合物を貯蔵するタンクに接続されたベントガス吸収塔の汚れを抑制し、ベントガス吸収塔を長期間安定的に運転することができるとともに、長期間安定して重合性化合物を精製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の精製装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の精製装置の別の例を示す概略図である。
【図３】本発明の精製装置のさらに別の例を示す概略図である。
【図４】本発明の精製装置のさらにまた別の例を示す概略図である。
【図５】実施例１に用いた精製装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、精製装置で重合性化合物を精製する方法であって、前記精製装置が、重合性化合物と水との分離部と、重合性化合物の貯蔵部と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、前記分離部で重合性化合物と水とを分離する工程と、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する工程とを含む。
【００１１】
本明細書中、重合性化合物とは、分子内に重合しうる二重結合を有する化合物を言い、触媒の作用により重合反応が進行する化合物を包含する。
重合性化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル等の（メタ）アクリル酸エステルや酢酸ビニル等の不飽和カルボン酸エステル類；（メタ）アクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル化合物；スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物が挙げられる。中でも、（メタ）アクリロニトリルが好ましい。
【００１２】
重合性化合物と水との分離部としては、例えば、蒸留塔、デカンター、膜分離が挙げられる。これらの分離部は、単独で用いてもよく、２つ以上併用してもよい。
【００１３】
前記分離部で分離した水は、重合防止剤を含むことが好ましい。
分離部で分離した水が重合防止剤を含んでいると、分離部で分離した水とともに重合防止剤がベントガス吸収塔に供給されることになるので、ベントガス吸収塔内でも重合防止効果が得られる。また、本実施の形態において、ベントガス吸収塔における吸収液中の重合防止剤の濃度は２５質量ｐｐｍ以上であることが好ましい。当該重合防止剤の濃度の上限は、特に限定されないが１００００ｐｐｍ以下であることが好ましい。重合防止剤の濃度の測定方法は、使用する重合防止剤によって異なるが、イオンクロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、分光光度計などの分析機器を用いて測定する方法が挙げられる。
重合防止剤は、重合性化合物の重合を抑制する機能を奏するものであれば特に限定されない。従って、本明細書中「重合防止剤」は、一般的に重合防止剤と定義されているものの他、重合禁止剤と称される場合があるものを含む概念である。重合防止剤の具体例としては、ハイドロキノンやメトキノン等のキノン類；ニトロフェノール、ターシャリーブチルカテコールなどフェノール類；ニトロソ基を有する有機化合物類；ニトロキシルラジカルを有する化合物類を挙げることができる。
【００１４】
重合性化合物の貯蔵部としては、例えば、タンク、ドラムが挙げられる。これらの貯蔵部は、単独で用いてもよく、２つ以上併用してもよい。
貯蔵部の構造や容量には特に制限がない。タンクおよびドラムの具体例としては、コーンルーフタンク、ドームルーフタンク、横型ドラム、縦型ドラムなどの各タイプのタンクおよびドラムを挙げることができる。
貯蔵部は、収容する重合性化合物との接触や、周囲の環境によって腐食等の影響を受けない材質からなることが好ましい。重合性化合物のうち一般的な腐食性を有する重合性化合物用の貯蔵部としては、カーボンスチールからなるものが選ばれることが多い。腐食性が強い（メタ）アクリル酸および（メタ）アクリル酸エステル等を収容する貯蔵部としては、ＳＵＳ３０４およびＳＵＳ３１６等の耐腐食性を有する材料からなるものが好ましい。
タンクやドラムなどの貯蔵部の形状や個数は特に限定されず、例えば、図１に示されているように、タンク３およびドラム４として異なる形状のものがそれぞれ１つ設けられていてもよく、収容する重合性化合物の物性や量等に鑑みて適宜設定される。つまり、同じ機能を有する貯蔵部が複数設けられてよく、それらの形状やサイズも同じでも異なってもよい。もちろん、場合によっては貯蔵部が１つでもよい。貯蔵部が複数設けられる場合、そのうち少なくとも１つをベントガス吸収塔に接続し、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する態様であれば、本実施の形態の範疇である。
【００１５】
前記貯蔵部に接続したベントガス吸収塔としては、特に制限はなく、公知の吸収装置を用いることができる。このような吸収装置の一例として、気液接触型の充填塔を挙げることができる。これは、充填物が充填された塔の下部より処理する気体を導入し、塔上部から気体を吸収する液体（吸収液）を導入して、該塔内で気体と液体とを接触させ、気体を液体中に吸収させる装置である。当該装置における充填物としては特に制限はなく、公知の充填物である、カスケードミリリング、ポールリング、ラシヒリング、メラパック、テラレットなどを用いることができる。
【００１６】
ベントガス吸収塔の運転条件は、吸収させる気体の種類、その濃度に依存する。
ベントガス中の重合性化合物の濃度は、
（タンク気相部温度における重合性化合物の蒸気圧）／（タンク気相部温度における全圧）×１００
で算出される。
例えばアクリロニトリルを貯蔵している常圧タンクの温度が２５℃の場合、ベントガス中のアクリロニトリル濃度は約１５容積％である。この場合、ベントガス吸収塔の運転条件としては、吸収水を常温で供給し、ベントガス吸収塔の圧力を常圧とするのが設備面および経済面から好ましい。なお、ベントガス吸収塔の吸収水の供給量は、多いほどベントガス吸収塔塔頂ガス中の重合性化合物濃度を下げることができるが、その分ベントガス吸収塔塔底液量が増え、処理費がかさむこととなるため、大気汚染防止の面および経済面の両面から適切な量を決めることが好ましい。
【００１７】
本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、前記精製装置が、重合性化合物と水との接触部を含み、前記接触部で重合性化合物を水に接触させる工程を含むことが好ましい。
重合性化合物と水との接触部としては、気液接触型の充填塔や棚段塔、液液抽出装置のスプレー塔や充填塔が挙げられる。
気液接触型の充填塔や液液抽出装置の充填塔の塔内には充填物が充填されている。当該充填物としては特に制限はなく、公知の充填物である、カスケードミリリング、ポールリング、ラシヒリング、メラパック、テラレットなどを用いることができる。
重合性化合物を水に接触させる工程において、前記接触部に、重合性化合物を含む流体が供給される態様が好ましい。当該流体としてはガス、液体、ガスと液体との混合物、ガスと固体と液体との混合物のいずれでもよい。
本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、前記接触部で重合性化合物を水に溶解して得られた水溶液とともに、前記ベントガス吸収塔の塔底流を前記分離部に供給することが好ましい。これにより、ベントガス中の重合性化合物をより多く回収できるため、好ましい。
【００１８】
本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、前記精製装置が、廃水焼却炉用空気ブロワまたは廃ガス焼却炉空気ブロワを含み、前記ベントガス吸収塔塔頂の出口ガスを、廃水焼却炉用空気ブロワの吸引側、または廃ガス焼却炉空気ブロワの吸引側に導くことが好ましい。これにより、ベントガス吸収塔塔頂の出口ガスが、廃水焼却炉または廃ガス焼却炉で無害化処理されるので、大気汚染を防止することができる。
また、本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、前記精製装置が、ベントガス吸収塔塔頂ガス吸引ブロワを含み、ベントガス吸収塔塔頂ガスを吸引することが好ましい。
なお、本実施の形態の重合性化合物の精製方法は、上述のとおりベントガス吸収塔塔頂の出口ガス等の、廃水または廃ガスを、廃水焼却炉または廃ガス焼却炉で無害化処理する工程を含んでいてもよく、その他の排水を活性汚泥処理設備で無害化する工程などを含んでいてもよい。
本実施の形態の重合性化合物は、上述の精製方法により精製された重合性化合物である。本実施の形態の重合性化合物は、上述の精製方法により精製されるので、長期間安定的かつ効率的に得ることができる。
【００１９】
本実施の形態の精製装置は、重合性化合物と水との分離部と、重合性化合物の貯蔵部と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、前記分離部と前記ベントガス吸収塔とが接続されており、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔に供給する精製装置である。
本実施の形態の精製装置は、前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔に供給しているので、ベントガス吸収塔の汚れを抑制し、ベントガス吸収塔を長期間安定的に運転することができるとともに、長期間安定して重合性化合物を精製することができる。
また、本実施の形態の精製装置は、さらに、重合性化合物と水との接触部を含み、前記ベントガス吸収塔における吸収液を前記分離部に供給することが好ましい。これにより、ベントガス中の重合性化合物をより多く回収できるため、好ましい。
さらに、本実施の形態の精製装置は、廃水焼却炉用空気ブロワもしくは廃ガス焼却炉空気ブロワ、ベントガス吸収塔塔頂ガス吸引ブロワ、廃水焼却炉もしくは廃ガス焼却炉、活性汚泥処理設備などを含んでいてもよい。
なお、本実施の形態の精製装置において、分離部、貯蔵部、ベントガス吸収塔、接触塔および重合性化合物などの構成要件は、上述の精製方法の場合と同様である。
【００２０】
以下、精製のうち「蒸留」を例にとって、本実施の形態の重合性化合物の精製方法を図１〜５を用いてより詳細に説明するが、本実施の形態は図１〜５に示す態様に限定されない。また、本明細書中、精製は、蒸留に限定されず、重合性化合物と水との混合物が不純物を含む場合に、混合物から不純物の少なくとも一部を除去するためのその他の操作を含む概念である。従って、「精製」には蒸留の他、静置による液液分離を含み、「精製装置」は蒸留塔の他、デカンターを有する精製装置を包含する。
【００２１】
図１は、本発明の精製装置の一例を示す概略図である。該精製装置は、重合性化合物と水との分離部として蒸留塔１を含み、また重合性化合物の貯蔵部としてタンク３およびドラム４を含み、さらに該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔２を含む。さらにまた、ベントガス吸収塔塔頂ガス吸引ブロワ５と、廃ガス焼却炉用または廃水焼却炉用の空気ブロワ６とを含む。そして、ベントガス吸収塔２は蒸留塔１に接続されている。
重合性化合物は接触塔（図１には示されていない）内で水に接触し、水溶液となってフィード配管１０を通じて蒸留塔１に供給され、蒸留塔１内で抽出蒸留される。蒸留塔１に供給される直前で、フィード配管１１から重合防止剤が添加され、蒸留塔１内での重合防止が図られる。
ベントガス吸収塔２の下部には、配管を介してタンク３およびドラム４が並列に接続されている。ベントガス吸収塔２に接続される配管は、タンク３およびドラム４の上端に接続され、配管はタンクおよびドラムの中で気体が存在する部分で開口するようになっている。
ベントガス吸収塔２の塔頂には第一および第二のブロワ５および６が縦列に接続されている。ベントガス吸収塔２の塔頂から塔頂出口ガスはライン１６を通して第一のブロワ５で吸引され、ライン１７を通して第二のブロワへ吸引される。ベントガス吸収塔２の塔頂配管とライン１６とは、ベントガス吸収塔２がブロワ５の吸引圧の影響を直接受けないよう直結せず、１０〜５０ｃｍ程度の適当な間を空けておき、ライン１６に調節弁を設け、ベントガス吸収塔２の圧力を調節することが好ましい。ブロワ５の吐出配管とライン１７との間も同様に、ベントガス吸収塔２がブロワ６の吸引圧の影響を直接受けないよう直結せず、１０〜５０ｃｍ程度の適当な間を空けておき、ライン１７に調節弁を設け、ベントガス吸収塔２の圧力を調節することが好ましい。
蒸留塔１に接続されたライン１２を通じて塔底の近傍から塔頂の近傍へ循環させる塔内液をプロセス循環水という。このプロセス循環水のうち一部をベントガス吸収塔２のフィードライン１３に導き、重合性化合物を貯蔵するタンク３およびドラム４のベントガスを吸収させる吸収液として利用する。重合性化合物を含んだベントガス吸収塔２の塔底液は、ライン１４を通じて蒸留塔１のフィードラインに戻す。
ブロワ５はベントガス吸収塔塔頂ガスを吸引するためのブロワである。ブロワ５の吸引圧はベントガス吸収塔圧力、タンク圧力を維持できる圧力とする。ブロワ６は廃ガス焼却炉または廃水焼却炉用の空気ブロワである。そのため、ブロワ６の吸引圧は変動させず、ブロワ５の排出量がブロワ６の吸引量内に収まるようにする。
蒸留塔１にフィードされている重合防止剤はプロセス循環水にも含まれる。そのため、ベントガス吸収塔２における吸収液としてプロセス循環水を用いることで、ベントガス吸収塔２内でも重合防止効果が得られる。また、本プロセスにおけるベントガス吸収塔２の吸収液中の重合防止剤の濃度は２５質量ｐｐｍ以上であることが好ましい。
【００２２】
図２は蒸留塔を有する精製装置の別の例を示す。図２に示す装置は、蒸留塔１に接触塔７が接続されている以外、図１に示す例と同じであるので、相違点のみ以下に説明する。
フィードライン１９を通じて、重合性化合物を含むガスが接触塔７に供給される。接触塔７は気液接触型の充填塔であって、塔内には上述した充填物が充填されている。 接触塔７上部から水が供給されて塔内で散布されるので、重合性化合物を含む流体は接触塔７内で水に接触して吸収される。生成した水溶液はライン１０を通じて蒸留塔１に供給される。水の一部は蒸留塔１の下部から抜出され、フィードライン１３を通じて吸収塔２に供給される他、ライン１８を通じて接触塔７に供給されて再び吸収水となる。
接触塔７には重合性化合物を含む流体が供給される。流体はガス、液体、ガスと液体の混合物、ガスと固体と液体の混合物のいずれでもよい。重合性化合物を含む流体がガスの場合、当該流体は塔底付近から供給され、接触塔７内を上昇する。接触塔７内には塔頂付近から水が供給されるので、重合性化合物を含む流体は接触塔７内で水に接触し、水との混合物となって塔底から流出し、蒸留塔１に供給される。
接触塔７に供給される水は、蒸留塔の塔底付近から取得したプロセス循環水の一部を、ライン１８を通じて分流したものである。プロセス循環水には重合防止剤が含まれているので、これを接触塔７の吸収水とすることで、接触塔７内の重合防止効果が期待される。
【００２３】
図３は、精製装置の更に別の例を概略的に示す。図３に示す例は、蒸留塔１に代えてデカンター８がベントガス吸収塔２に接続されている以外、図１に示す例と同じであるので、相違点のみ説明を行う。フィードライン２０を通して重合性化合物および水などを含む混合物がデカンター８にフィードされるが、ライン２０には重合防止剤を供給するためのライン１１が接続されているので、デカンター８に供給される混合物は重合防止剤も含有する。デカンター８で重合性化合物を含む油層と水層とが比重差に従って分離された後、油層および水層は、順にライン２１および２２を通してデカンター８から排出され、別プロセスにフィードされる。デカンター８の水層の一部はライン２２から分岐したライン１３を通じてベントガス吸収塔２にフィードされ吸収水となる。デカンター８の水層は重合防止剤を含有するので、これをベントガス吸収塔２の吸収水とすることで、ベントガス吸収塔２内で重合防止効果を奏する。
【００２４】
図４は、精製装置の更に別の例を概略的に示す。図４に示す例は、蒸留塔１に加えデカンター８もベントガス吸収塔２に接続されている以外、図１に示す例と同じであるので、相違点のみ説明を行う。デカンター８にはライン２０を通じて重合防止剤を含有する重合性化合物が供給され、デカンター８内で水と分離される。デカンター８から排出される油層はライン２１を通して別プロセスへと供給され、水層はライン２２を通じてベントガス吸収塔２に供給されるほか、ライン１０に供給されて蒸留塔１に入る。蒸留塔１のプロセス循環水とデカンター８の水層との両方が、ベントガス吸収塔２の吸収水として利用され、ベントガス吸収塔２の塔底液はライン１４を通じて蒸留塔１のフィード配管１０に接続されている。
【００２５】
図５に示す精製装置は、蒸留塔１の塔頂液がデカンター８に供給されている以外、図２に示す例とほぼ同じであるので、相違点のみ説明する。蒸留塔１の塔頂液はライン２０を通じてデカンター８に供給される。また、ライン１１からライン２０に重合防止剤が供給され、デカンター８内の重合が防止される。蒸留塔１から供給された塔頂液は、デカンター８内で静置されると、油層と水層とに分離される。水層はライン２２から抜出され、ライン１０に合流して蒸留塔１に供給される。蒸留塔１の下部からの抜出し液は、ライン１２、１３、および１８に分岐してそれぞれ蒸留塔１上部、ベントガス吸収塔２および接触塔７上部に供給されることで、プロセス水の有効利用が図られる。
【実施例】
【００２６】
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されない。以下の実施例で用いた精製装置の概略図を図５に示す。
【００２７】
［実施例１］
精製する重合性化合物としてアクリロニトリルを用いた。当該アクリロニトリルは、プロピレン、アンモニアおよび分子状酸素を反応させて製造した。
アクリロニトリルを製造するプロセスにおいて、プロピレン、アンモニアおよび分子状酸素を反応させて得られたアクリロニトリルを含む反応ガスを、ライン１９を通して接触塔７に導入し、水と接触させた。接触塔７において、反応ガス中のアクリロニトリル等を水に吸収させ、反応しなかったプロピレンや酸素、窒素などのガスを塔頂より抜き出した。アクリロニトリル等を吸収させた水はライン１０を通して蒸留塔１にフィードされた。蒸留塔１では水で抽出蒸留を行っており、接触塔７および蒸留塔１で用いられている水は蒸留塔１の下部より抜き出されるプロセス循環水を使用した。
蒸留塔１の塔頂から抜き出されたアクリロニトリルおよび水などを含むガスは、ライン２０を通してデカンター８にフィードされた。重合防止剤としてハイドロキノン４質量％水溶液が、ライン１１を通して、蒸留塔１の塔頂から抜き出されたアクリロニトリルおよび水などを含むガス全体に対して、約０．２５質量％の割合でライン２０に導入された。その後、アクリロニトリルおよび水などを含むガスを、冷却して液体としデカンター８で油水分離した。デカンター８で分離した水は、ライン２２を通して蒸留塔１のフィードライン１０に導入された。アクリロニトリルを含む油層を、ライン２１を通して後の精製工程に導入し、精製されたアクリロニトリルが得られた。
精製したアクリロニトリルを貯蔵しているタンク３のベントガスはライン１５を通してベントガス吸収塔２に導入されており、このベントガス吸収塔２における吸収液として、上記蒸留塔１の下部より抜き出されたプロセス循環水を用いた。該プロセス循環水は、ライン１３を通してベントガス吸収塔２へとフィードされた。ベントガス吸収塔２の塔底液はライン１４を通して蒸留塔１のフィードライン１０へと戻された。
ベントガス吸収塔２を１０年以上連続して運転したが、吸収能力の低下などは観測されなかった。また、この期間中におけるベントガス吸収塔２の吸収水中のハイドロキノン濃度は２５〜５５質量ｐｐｍであった。ハイドロキノン濃度は、分光光度計により測定した。さらに、この期間中、ベントガス吸収塔２の汚れを防止しつつ、安定的に重合性化合物を精製することができた。
【００２８】
［比較例１］
ベントガス吸収塔２における吸収液として、プロセス循環水でなく、工業用精製水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。その結果、５年でベントガス吸収塔２の内壁にポリマーが付着し、内壁から脱落したポリマーが吸収塔塔底出口ノズル周辺に堆積し、詰まりが発生した。
【符号の説明】
【００２９】
１ 蒸留塔
２ ベントガス吸収塔
３ 重合性化合物貯蔵タンク
４ 重合性化合物貯蔵ドラム
５ ベントガス吸収塔塔頂ガス吸引ブロワ
６ 廃ガス焼却炉用の空気ブロワまたは廃水焼却炉用の空気ブロワ
７ 接触塔
１０ 蒸留塔フィードライン
１１ 重合防止剤のフィードライン
１２ プロセス循環水ライン
１３ ベントガス吸収塔フィードライン
１４ ベントガス吸収塔塔底液戻りライン
１５ ベントガスライン
１６ ベントガス吸収塔塔頂ガスライン
１７ 廃ガス焼却炉用の空気ブロワ吸引側ラインまたは廃水焼却炉用の空気ブロワ吸引側ライン
１８ 接触塔の吸収水ライン
１９ 接触塔への反応ガスフィードライン
２０ デカンターフィードライン
２１ 油層フィードライン
２２ 水層フィードライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
精製装置で重合性化合物を精製する方法であって、
前記精製装置が、重合性化合物と水との分離部と、重合性化合物の貯蔵部と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、
前記分離部で重合性化合物と水とを分離する工程と、
前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する工程とを含む重合性化合物の精製方法。
【請求項２】
前記精製装置が、重合性化合物と水との接触部を含み、
前記接触部で重合性化合物を水に接触させる工程を含む、請求項１に記載の重合性化合物の精製方法。
【請求項３】
前記分離部で分離した水が重合防止剤を含む、請求項１または２に記載の重合性化合物の精製方法。
【請求項４】
前記接触部で重合性化合物を水に溶解して得られた水溶液とともに、前記ベントガス吸収塔の塔底流を前記分離部に供給する、請求項２に記載の重合性化合物の精製方法。
【請求項５】
前記精製装置が、廃水焼却炉用空気ブロワまたは廃ガス焼却炉空気ブロワを含み、
前記ベントガス吸収塔塔頂の出口ガスを、廃水焼却炉用空気ブロワの吸引側、または廃ガス焼却炉空気ブロワの吸引側に導く、請求項１〜４のいずれか一項に記載の重合性化合物の精製方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の精製方法により精製された重合性化合物。
【請求項７】
重合性化合物と水との分離部と、
重合性化合物の貯蔵部と、
該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、
前記分離部と前記ベントガス吸収塔とが接続されており、
前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔に供給する精製装置。
【請求項８】
さらに、重合性化合物と水との接触部を含み、
前記ベントガス吸収塔における吸収液を前記分離部に供給する、請求項７に記載の精製装置。
【請求項１】
精製装置で重合性化合物を精製する方法であって、
前記精製装置が、重合性化合物と水との分離部と、重合性化合物の貯蔵部と、該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、
前記分離部で重合性化合物と水とを分離する工程と、
前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔における吸収液として供給する工程とを含む重合性化合物の精製方法。
【請求項２】
前記精製装置が、重合性化合物と水との接触部を含み、
前記接触部で重合性化合物を水に接触させる工程を含む、請求項１に記載の重合性化合物の精製方法。
【請求項３】
前記分離部で分離した水が重合防止剤を含む、請求項１または２に記載の重合性化合物の精製方法。
【請求項４】
前記接触部で重合性化合物を水に溶解して得られた水溶液とともに、前記ベントガス吸収塔の塔底流を前記分離部に供給する、請求項２に記載の重合性化合物の精製方法。
【請求項５】
前記精製装置が、廃水焼却炉用空気ブロワまたは廃ガス焼却炉空気ブロワを含み、
前記ベントガス吸収塔塔頂の出口ガスを、廃水焼却炉用空気ブロワの吸引側、または廃ガス焼却炉空気ブロワの吸引側に導く、請求項１〜４のいずれか一項に記載の重合性化合物の精製方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の精製方法により精製された重合性化合物。
【請求項７】
重合性化合物と水との分離部と、
重合性化合物の貯蔵部と、
該貯蔵部に接続したベントガス吸収塔とを含み、
前記分離部と前記ベントガス吸収塔とが接続されており、
前記分離部で分離した水を、前記ベントガス吸収塔に供給する精製装置。
【請求項８】
さらに、重合性化合物と水との接触部を含み、
前記ベントガス吸収塔における吸収液を前記分離部に供給する、請求項７に記載の精製装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１０６９５６（Ｐ２０１２−１０６９５６Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７９３８（Ｐ２０１０−２５７９３８）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
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