JPH0512332B2 - - Google Patents
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- JPH0512332B2 JPH0512332B2 JP63199800A JP19980088A JPH0512332B2 JP H0512332 B2 JPH0512332 B2 JP H0512332B2 JP 63199800 A JP63199800 A JP 63199800A JP 19980088 A JP19980088 A JP 19980088A JP H0512332 B2 JPH0512332 B2 JP H0512332B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
〔技術分野〕
本発明は粗製エタノール水溶液を精製するとと
もに濃縮する方法に関するものである。 〔従来技術及びその問題点〕 エタノールは、糖蜜等の糖類を発酵させること
により、又はエチレンの水和反応により製造され
ている。これらの発酵工程や水和工程から得られ
るエタノールは、多種類の不純物が混入した粗製
エタノール水溶液である。発酵工程から得られる
粗製エタノール水溶液に含まれる主な不純物は、
メタノール、アセトアルデヒド、ｎ−プロパノー
ル、酢酸エチル、３−メチルブタノール等であ
り、その不純物の数は多い。 一方、エチレンの水和工程から得られる粗製エ
タノール水溶液に含まれる主な不純物は、アセト
アルデヒド、ジエチルエーテル、アセトン、イソ
プロパノール、ｎ−プロパノール、第２級ブタノ
ール、ｎ−ブタノール、クロトンアルデヒド等で
あり、同様にその不純物の数は多い。 粗製エタノール水溶液中に含まれる不純物は、
前記のように多種類にわたり、しかも微量である
ことから、その除去は非常に困難である。 前記の如き多種の不純物を含む粗製エタノール
水溶液を精製するためには、蒸留処理方法が一般
に用いられている。この処理には、多くの蒸留塔
を用い、その蒸留用に多大のスチームを消費して
いる。また、各蒸留塔は、抽出蒸留方式で操作さ
れ、いつたん蒸留濃縮されたエタノールに再び水
を多量添加し、蒸留塔に送つて処理している。し
たがつて、従来のエタノール精製方法は、エネル
ギー効率の著しく悪いものとなつている。 特開昭60−41627号公報によれば、前記のよう
な蒸留法に見られるエネルギー効率の問題を改善
するために、液状又は超臨界状態の炭酸ガスによ
り、粗製エタノールを得る方法が提案されてい
る。しかし、この方法は、不純物中にメタノール
を含まない粗製エタノール水溶液を対象としてお
り、メタノールを含まない水和工程法等によるエ
タノールには適用できるが、酵酵法エタノール等
メタノールを含むものについては不十分である。 本発明者らの研究結果では、不純物中のメタノ
ールはラフイネートへの残存率が多く、前記方法
では不十分であることが判明した。 〔目的〕 本発明者らは、従来技術に見られる前記欠点を
除去し、エネルギー効率にすぐれたエタノール精
製方法を提供することを目的とする。 〔構成〕 本発明者らは、前記目的を達成すべき鋭意研究
を重ねた結果、高圧下の液状炭酸ガス又は超臨界
状態の炭酸ガスを抽出剤として用いる抽出処理を
２段階で採用するとともに、各段の抽出処理を特
定の抽出剤／水溶液比の条件で行うことにより、
その目的を達成し得ることを見出し、本発明を完
成するに致つた。 即ち、本発明によれば、第１のプロセスとし
て、粗製エタノール水溶液を精製するとともに濃
縮する方法において、 (i) 該粗製エタノール水溶液を、高圧下の液状炭
酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスを抽出剤とし
て用い、該抽出剤／水溶液重量比が10未満の条
件で抽出処理する第１抽出処理工程、 (ii) 該第１抽出処理工程で得られたラフイネート
を、高圧下の液状炭酸ガス又は超臨界状態の炭
酸ガスを抽出剤として用い、該抽出剤／水溶液
重量比が10以上の条件で抽出処理して精製エタ
ノールをエクストラクトとして回収する第２抽
出処理工程、 からなることを特徴とする粗製エタノール水溶液
の精製濃縮方法が提供される。 また、本発明によれば、第２のプロセスとし
て、粗製エタノール水溶液を精製するとともに濃
縮する方法において、 (i) 該粗製エタノール水溶液を、高圧下の液状炭
酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスを抽出剤とし
て用い、該抽出剤／水溶液重量比が10以上の条
件で抽出処理する第１抽出処理工程、 (ii) 該第１抽出処理工程から得られたエキストラ
クトからそれに含まれる抽出剤を、該抽出剤／
水溶液重量比が10未満になるように分離する抽
出剤分離工程、 (iii) 該抽出剤分離工程で得られた抽出剤の分離さ
れたエキストラクトを、該抽出剤／水溶液が10
未満の条件で抽出処理して精製エタノールをラ
フイネートとして回収する第２抽出処理工程、 からなることを特徴とする粗製エタノールの精製
濃縮方法が提供される。 本発明において原料として用いる粗製エタノー
ル水溶液は、主として発酵工程等から得られたも
のである。この水溶液のエタノール濃度は、通
常、５〜40重量％である。 本発明において用いる抽出剤は、高圧下の液状
炭酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスである。本発
明では、圧力40〜150Kg／cm2、温度20〜60℃の条
件に保持された炭酸ガスが好ましく用いられる。 本発明者らの研究によれば、このような加圧状
態の液状炭酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスは、
粗製エタノール水溶液からそれに含まれる不純物
を抽出処理により分離除去するための抽出剤とし
て非常にすぐれた作用を示すことが見出された。
即ち、こような炭酸ガスを抽出剤として用いる時
は、炭酸ガス（抽出剤）と粗製エタノール水溶液
（本明細書では、単に水溶液とも言う）との重量
比が10未満の条件下では、水溶液中に含まれてい
る疎水性の物質（例えば、アセトアルデヒド、酢
酸エチル、ジエチルエーテル、アセトン、プロパ
ノール、ブタノール等）が抽出剤に選択的に抽出
されてエキストラクト相に移行し、水溶液中のエ
タノールの大部分は、親水性不純物としてのメタ
ノールとともにラフイネート相に移行する。一
方、抽出剤／水溶液重量比が10以上の条件下で
は、水溶液中のエタノールの大部分は、疎水性物
質とともにエキストラクト相に移行し、親水性物
質としてのメタノールはラフイネート相に移行す
る。本発明はこれらの知見に基づいてなされたも
のである。 次に本発明を図面とともに説明する。 第１図は、本発明の第１のプロセスについての
フローシートを示す。 第１図において、エタノール及び不純物を含む
水溶液は、ライン３を通つて抽出塔１の上部に導
入され、抽出塔１の下部には炭酸ガスからなる抽
出剤がライン４を通つて導入され、ここで、水溶
液と抽出剤とは向流接触される。 抽出塔１における抽出剤と水溶液との重量比は
10未満、好ましくは0.5〜９、さらに好ましくは
１〜５である。このような条件下では、水溶液中
に含まれる不純物のうち、疎水性物質（C3以上
のアルコール、C2以上の含酸素化合物）はエク
ストラクト相に移行し、少量のエタノールとこれ
ら疎水性物質と水からなるエクストラクトが得ら
れ、このものはライン５を通つて排出される。 一方、水溶液中のエタノールと不純物のうちの
親水性物質（メタノール）は、ラフイネート相に
移行し、エタノールとメタノールと水とからなる
水溶液と少量の抽出剤からなるラフイネートが得
られ、このものはライン６を通つて次の第２抽出
塔２の上部に導入され、ここで、第２抽出塔の下
部からライン７を通つて導入される抽出剤と向流
接触される。 抽出塔２における抽出剤と水溶液との重量比は
10以上、通常、10〜25、好ましくは10〜15であ
る。このような条件下では、水溶液中のエタノー
ルはエキストラクト相に移行し、メタノールはラ
フイネート相に移行し、エタノールと水からなる
エキストラクトとメタノールと水からなるラフイ
ネートが得られる。エキストラクトはライン８を
通つて回収された後、減圧され、抽出剤から分離
されて精製エタノール水溶液として回収される。
一方、ラフイネートはライン９を通して分離除去
される。 この第１のプロセスにおいて、、抽出塔１に供
給される原料水溶液中のエタノール濃度は、通
常、５〜40重量％である。また、第１抽出塔及び
第２抽出塔の操作条件は、温度：20〜60℃、圧
力：40〜150Kg／cm2である。 この第１のプロセスにおいて、製品として回収
されるエタノール水溶液は、エタノール濃度90重
量％以上のものである。従つて、このプロセスに
よれば、粗製エタノール水溶液の精製と同時に、
その濃縮も同時に達成することができる。 第２図は、本発明の第２のプロセスのフローシ
ートを示す。 第２図において、粗製エタノール水溶液は、ラ
イン１２を通つて第１抽出塔１０の上部に導入さ
れ、抽出剤はライン１３を通つて第１抽出塔１０
の下部に導入され、ここで両者は向流接触され
る。 抽出塔１０における抽出剤と水溶液との重量比
は10以上、通常、10〜25、好ましくは10〜15であ
る。このような条件下では、水溶液中のエタノー
ル及び疎水性不純物はエキストラクト相に移行
し、エタノール、疎水性不純物及び水を含むエキ
ストラクトが得られ、このものはライン１４を通
つて、抽出剤分離器１６に導入される。 一方、粗製エタノール水溶液中の親水性物質と
してのメタノールは、ラフイネート相に移行し、
メタノール、水及び少量のエタノールを含むラフ
イネートが得られ、このものは、ライン１５を通
つて分離除去される。 ライン１４を通つて抽出剤分離器１６に導入さ
れたエキストラクトは、ここで、その中に含まれ
る抽出剤がライン１７を通つて除去され、エキス
トラクト中の抽出剤／水溶液重量比が10未満、好
ましくは0.5〜９に調節される。このエキストラ
クトからの抽出剤の分離は、(1)減圧、(2)冷却、(3)
水の添加及び(4)それらの組合せによつて行うこと
ができる。 減圧による方法は、抽出剤分離器１６におい
て、圧力を減圧し、エキストラクト中の炭酸ガス
を気化分離させる方法である。 また、冷却法は、エキストラクトを冷却し、こ
れをエタノールが主成分で、水、炭酸ガス及び少
量の疎水性不純物を含む重質相と、炭酸ガスが主
成分で、疎水性物質及び少量のエタノールを含む
軽質相との２相に分離し、重質相を次の第２抽出
塔１１に送る方法である。この冷却法において、
冷却手段としては、減圧膨張による冷却（減圧に
より炭酸ガスを気化膨張させる時の吸熱による冷
却）や、冷媒による冷却等があり、その冷却温度
は、通常、10〜20℃である。 水添加による方法は、エキストラクトに水を加
え、それによつて再び相分離させる方法である。 また、エキストラクト中の水含量が著しく減少
している場合には、抽出剤分離器１６に導入され
たエキストラクトに水を添加してから減圧する方
法も用いられる。この場合、水添加により相分離
が助長される。 前記のようにして、抽出剤／水溶液の重量比が
10未満に調節されたエキストラクトは第２抽出塔
１１に導入され、ここで抽出処理される。この場
合、第２抽出塔１１に対する抽出剤の添加は必要
とはされないが、抽出塔１１における抽出剤／水
溶液重量比が10未満の範囲内において、ライン２
１を通して抽出塔１１に対して抽出剤を導入する
ことができる。 以上のようにして第２抽出処理を行うことによ
り、水溶液中の疎水性不純物は、エキストラクト
相（炭酸ガス相）に移行し、ライン２０から疎水
性不純物の除去された精製エタノール水溶液から
なるラフイネートが得られる。 この第２のプロセスにおいては、第１抽出搭１
０の操作は、温度20〜60℃、圧力40〜150Kg／cm2
で一般的に行われる。第２抽出塔１１の操作は、
温度10〜60℃、圧力50〜120Kg／cm2で行われるが、
抽出剤分離器１６において減圧が使用される時に
は、50〜60Kg／cm2の圧力が採用される。 本発明による前記第１及び第２のプロセスにお
いて採用される抽出塔としては従来公知のもの、
例えば、目皿板や回転円板等の接触機構を内蔵し
たものが用いられる。また、抽出塔の操作に際し
ては、エキストラクトの一部を塔上部に還流した
り、あるいは塔の上部と下部に温度差を設ける等
の方法により、効率的な抽出処理を行うことがで
きる。 〔発明の効果〕 本発明により得られる精製エタノール水溶液
は、精製と同時に水の除去されたもの、即ち、濃
縮されたものである。このようなエタノール水溶
液は、これに通常の蒸留処理や、吸着処理を施す
ことによつて、無水エタノール又は95vol％以上
の含水エタノールとすることができる。 本発明の方法は、抽出処理を基本とするプロセ
スであることから、エネルギー効率的にもすぐれ
た方法であり、その産業的意義は多大である。 〔実施例〕 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。 参考例 １ アセトアルデヒド、メタノール、ｎ−プロパノ
ール、酢酸エチル及び３−メチルブタノールの５
成分をそれぞれ0.5重量％添加したエタノール濃
度32重量％のエタノール水溶液150c.c.を耐圧セル
に仕込み、このセルにさらに液体炭酸ガスを65
ｇ／cm2の圧力で約300c.c.封入した。これを20℃の
恒温槽に入れ、混合した後、重質相と軽質相の２
相に分離し、両相をガスクロマトグラフトにより
分析した。重質相は主にエタノールと水からなる
相で、軽質相は主に炭酸ガスからなる相であつ
た。 次に、軽質相に含まれる成分の組成（重量％）
を重質相に含まれる対応する成分の組成（重量
％）で除して、軽質相への各成分の分配比を求め
た。さらに、エタノールの分配比で各成分の分配
比を除して、抽出選択率を求めた。その結果を次
表に示す。
もに濃縮する方法に関するものである。 〔従来技術及びその問題点〕 エタノールは、糖蜜等の糖類を発酵させること
により、又はエチレンの水和反応により製造され
ている。これらの発酵工程や水和工程から得られ
るエタノールは、多種類の不純物が混入した粗製
エタノール水溶液である。発酵工程から得られる
粗製エタノール水溶液に含まれる主な不純物は、
メタノール、アセトアルデヒド、ｎ−プロパノー
ル、酢酸エチル、３−メチルブタノール等であ
り、その不純物の数は多い。 一方、エチレンの水和工程から得られる粗製エ
タノール水溶液に含まれる主な不純物は、アセト
アルデヒド、ジエチルエーテル、アセトン、イソ
プロパノール、ｎ−プロパノール、第２級ブタノ
ール、ｎ−ブタノール、クロトンアルデヒド等で
あり、同様にその不純物の数は多い。 粗製エタノール水溶液中に含まれる不純物は、
前記のように多種類にわたり、しかも微量である
ことから、その除去は非常に困難である。 前記の如き多種の不純物を含む粗製エタノール
水溶液を精製するためには、蒸留処理方法が一般
に用いられている。この処理には、多くの蒸留塔
を用い、その蒸留用に多大のスチームを消費して
いる。また、各蒸留塔は、抽出蒸留方式で操作さ
れ、いつたん蒸留濃縮されたエタノールに再び水
を多量添加し、蒸留塔に送つて処理している。し
たがつて、従来のエタノール精製方法は、エネル
ギー効率の著しく悪いものとなつている。 特開昭60−41627号公報によれば、前記のよう
な蒸留法に見られるエネルギー効率の問題を改善
するために、液状又は超臨界状態の炭酸ガスによ
り、粗製エタノールを得る方法が提案されてい
る。しかし、この方法は、不純物中にメタノール
を含まない粗製エタノール水溶液を対象としてお
り、メタノールを含まない水和工程法等によるエ
タノールには適用できるが、酵酵法エタノール等
メタノールを含むものについては不十分である。 本発明者らの研究結果では、不純物中のメタノ
ールはラフイネートへの残存率が多く、前記方法
では不十分であることが判明した。 〔目的〕 本発明者らは、従来技術に見られる前記欠点を
除去し、エネルギー効率にすぐれたエタノール精
製方法を提供することを目的とする。 〔構成〕 本発明者らは、前記目的を達成すべき鋭意研究
を重ねた結果、高圧下の液状炭酸ガス又は超臨界
状態の炭酸ガスを抽出剤として用いる抽出処理を
２段階で採用するとともに、各段の抽出処理を特
定の抽出剤／水溶液比の条件で行うことにより、
その目的を達成し得ることを見出し、本発明を完
成するに致つた。 即ち、本発明によれば、第１のプロセスとし
て、粗製エタノール水溶液を精製するとともに濃
縮する方法において、 (i) 該粗製エタノール水溶液を、高圧下の液状炭
酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスを抽出剤とし
て用い、該抽出剤／水溶液重量比が10未満の条
件で抽出処理する第１抽出処理工程、 (ii) 該第１抽出処理工程で得られたラフイネート
を、高圧下の液状炭酸ガス又は超臨界状態の炭
酸ガスを抽出剤として用い、該抽出剤／水溶液
重量比が10以上の条件で抽出処理して精製エタ
ノールをエクストラクトとして回収する第２抽
出処理工程、 からなることを特徴とする粗製エタノール水溶液
の精製濃縮方法が提供される。 また、本発明によれば、第２のプロセスとし
て、粗製エタノール水溶液を精製するとともに濃
縮する方法において、 (i) 該粗製エタノール水溶液を、高圧下の液状炭
酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスを抽出剤とし
て用い、該抽出剤／水溶液重量比が10以上の条
件で抽出処理する第１抽出処理工程、 (ii) 該第１抽出処理工程から得られたエキストラ
クトからそれに含まれる抽出剤を、該抽出剤／
水溶液重量比が10未満になるように分離する抽
出剤分離工程、 (iii) 該抽出剤分離工程で得られた抽出剤の分離さ
れたエキストラクトを、該抽出剤／水溶液が10
未満の条件で抽出処理して精製エタノールをラ
フイネートとして回収する第２抽出処理工程、 からなることを特徴とする粗製エタノールの精製
濃縮方法が提供される。 本発明において原料として用いる粗製エタノー
ル水溶液は、主として発酵工程等から得られたも
のである。この水溶液のエタノール濃度は、通
常、５〜40重量％である。 本発明において用いる抽出剤は、高圧下の液状
炭酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスである。本発
明では、圧力40〜150Kg／cm2、温度20〜60℃の条
件に保持された炭酸ガスが好ましく用いられる。 本発明者らの研究によれば、このような加圧状
態の液状炭酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスは、
粗製エタノール水溶液からそれに含まれる不純物
を抽出処理により分離除去するための抽出剤とし
て非常にすぐれた作用を示すことが見出された。
即ち、こような炭酸ガスを抽出剤として用いる時
は、炭酸ガス（抽出剤）と粗製エタノール水溶液
（本明細書では、単に水溶液とも言う）との重量
比が10未満の条件下では、水溶液中に含まれてい
る疎水性の物質（例えば、アセトアルデヒド、酢
酸エチル、ジエチルエーテル、アセトン、プロパ
ノール、ブタノール等）が抽出剤に選択的に抽出
されてエキストラクト相に移行し、水溶液中のエ
タノールの大部分は、親水性不純物としてのメタ
ノールとともにラフイネート相に移行する。一
方、抽出剤／水溶液重量比が10以上の条件下で
は、水溶液中のエタノールの大部分は、疎水性物
質とともにエキストラクト相に移行し、親水性物
質としてのメタノールはラフイネート相に移行す
る。本発明はこれらの知見に基づいてなされたも
のである。 次に本発明を図面とともに説明する。 第１図は、本発明の第１のプロセスについての
フローシートを示す。 第１図において、エタノール及び不純物を含む
水溶液は、ライン３を通つて抽出塔１の上部に導
入され、抽出塔１の下部には炭酸ガスからなる抽
出剤がライン４を通つて導入され、ここで、水溶
液と抽出剤とは向流接触される。 抽出塔１における抽出剤と水溶液との重量比は
10未満、好ましくは0.5〜９、さらに好ましくは
１〜５である。このような条件下では、水溶液中
に含まれる不純物のうち、疎水性物質（C3以上
のアルコール、C2以上の含酸素化合物）はエク
ストラクト相に移行し、少量のエタノールとこれ
ら疎水性物質と水からなるエクストラクトが得ら
れ、このものはライン５を通つて排出される。 一方、水溶液中のエタノールと不純物のうちの
親水性物質（メタノール）は、ラフイネート相に
移行し、エタノールとメタノールと水とからなる
水溶液と少量の抽出剤からなるラフイネートが得
られ、このものはライン６を通つて次の第２抽出
塔２の上部に導入され、ここで、第２抽出塔の下
部からライン７を通つて導入される抽出剤と向流
接触される。 抽出塔２における抽出剤と水溶液との重量比は
10以上、通常、10〜25、好ましくは10〜15であ
る。このような条件下では、水溶液中のエタノー
ルはエキストラクト相に移行し、メタノールはラ
フイネート相に移行し、エタノールと水からなる
エキストラクトとメタノールと水からなるラフイ
ネートが得られる。エキストラクトはライン８を
通つて回収された後、減圧され、抽出剤から分離
されて精製エタノール水溶液として回収される。
一方、ラフイネートはライン９を通して分離除去
される。 この第１のプロセスにおいて、、抽出塔１に供
給される原料水溶液中のエタノール濃度は、通
常、５〜40重量％である。また、第１抽出塔及び
第２抽出塔の操作条件は、温度：20〜60℃、圧
力：40〜150Kg／cm2である。 この第１のプロセスにおいて、製品として回収
されるエタノール水溶液は、エタノール濃度90重
量％以上のものである。従つて、このプロセスに
よれば、粗製エタノール水溶液の精製と同時に、
その濃縮も同時に達成することができる。 第２図は、本発明の第２のプロセスのフローシ
ートを示す。 第２図において、粗製エタノール水溶液は、ラ
イン１２を通つて第１抽出塔１０の上部に導入さ
れ、抽出剤はライン１３を通つて第１抽出塔１０
の下部に導入され、ここで両者は向流接触され
る。 抽出塔１０における抽出剤と水溶液との重量比
は10以上、通常、10〜25、好ましくは10〜15であ
る。このような条件下では、水溶液中のエタノー
ル及び疎水性不純物はエキストラクト相に移行
し、エタノール、疎水性不純物及び水を含むエキ
ストラクトが得られ、このものはライン１４を通
つて、抽出剤分離器１６に導入される。 一方、粗製エタノール水溶液中の親水性物質と
してのメタノールは、ラフイネート相に移行し、
メタノール、水及び少量のエタノールを含むラフ
イネートが得られ、このものは、ライン１５を通
つて分離除去される。 ライン１４を通つて抽出剤分離器１６に導入さ
れたエキストラクトは、ここで、その中に含まれ
る抽出剤がライン１７を通つて除去され、エキス
トラクト中の抽出剤／水溶液重量比が10未満、好
ましくは0.5〜９に調節される。このエキストラ
クトからの抽出剤の分離は、(1)減圧、(2)冷却、(3)
水の添加及び(4)それらの組合せによつて行うこと
ができる。 減圧による方法は、抽出剤分離器１６におい
て、圧力を減圧し、エキストラクト中の炭酸ガス
を気化分離させる方法である。 また、冷却法は、エキストラクトを冷却し、こ
れをエタノールが主成分で、水、炭酸ガス及び少
量の疎水性不純物を含む重質相と、炭酸ガスが主
成分で、疎水性物質及び少量のエタノールを含む
軽質相との２相に分離し、重質相を次の第２抽出
塔１１に送る方法である。この冷却法において、
冷却手段としては、減圧膨張による冷却（減圧に
より炭酸ガスを気化膨張させる時の吸熱による冷
却）や、冷媒による冷却等があり、その冷却温度
は、通常、10〜20℃である。 水添加による方法は、エキストラクトに水を加
え、それによつて再び相分離させる方法である。 また、エキストラクト中の水含量が著しく減少
している場合には、抽出剤分離器１６に導入され
たエキストラクトに水を添加してから減圧する方
法も用いられる。この場合、水添加により相分離
が助長される。 前記のようにして、抽出剤／水溶液の重量比が
10未満に調節されたエキストラクトは第２抽出塔
１１に導入され、ここで抽出処理される。この場
合、第２抽出塔１１に対する抽出剤の添加は必要
とはされないが、抽出塔１１における抽出剤／水
溶液重量比が10未満の範囲内において、ライン２
１を通して抽出塔１１に対して抽出剤を導入する
ことができる。 以上のようにして第２抽出処理を行うことによ
り、水溶液中の疎水性不純物は、エキストラクト
相（炭酸ガス相）に移行し、ライン２０から疎水
性不純物の除去された精製エタノール水溶液から
なるラフイネートが得られる。 この第２のプロセスにおいては、第１抽出搭１
０の操作は、温度20〜60℃、圧力40〜150Kg／cm2
で一般的に行われる。第２抽出塔１１の操作は、
温度10〜60℃、圧力50〜120Kg／cm2で行われるが、
抽出剤分離器１６において減圧が使用される時に
は、50〜60Kg／cm2の圧力が採用される。 本発明による前記第１及び第２のプロセスにお
いて採用される抽出塔としては従来公知のもの、
例えば、目皿板や回転円板等の接触機構を内蔵し
たものが用いられる。また、抽出塔の操作に際し
ては、エキストラクトの一部を塔上部に還流した
り、あるいは塔の上部と下部に温度差を設ける等
の方法により、効率的な抽出処理を行うことがで
きる。 〔発明の効果〕 本発明により得られる精製エタノール水溶液
は、精製と同時に水の除去されたもの、即ち、濃
縮されたものである。このようなエタノール水溶
液は、これに通常の蒸留処理や、吸着処理を施す
ことによつて、無水エタノール又は95vol％以上
の含水エタノールとすることができる。 本発明の方法は、抽出処理を基本とするプロセ
スであることから、エネルギー効率的にもすぐれ
た方法であり、その産業的意義は多大である。 〔実施例〕 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。 参考例 １ アセトアルデヒド、メタノール、ｎ−プロパノ
ール、酢酸エチル及び３−メチルブタノールの５
成分をそれぞれ0.5重量％添加したエタノール濃
度32重量％のエタノール水溶液150c.c.を耐圧セル
に仕込み、このセルにさらに液体炭酸ガスを65
ｇ／cm2の圧力で約300c.c.封入した。これを20℃の
恒温槽に入れ、混合した後、重質相と軽質相の２
相に分離し、両相をガスクロマトグラフトにより
分析した。重質相は主にエタノールと水からなる
相で、軽質相は主に炭酸ガスからなる相であつ
た。 次に、軽質相に含まれる成分の組成（重量％）
を重質相に含まれる対応する成分の組成（重量
％）で除して、軽質相への各成分の分配比を求め
た。さらに、エタノールの分配比で各成分の分配
比を除して、抽出選択率を求めた。その結果を次
表に示す。
【表】
【表】
参考例 ２
参考例１において、エタノール水溶液としてエ
タノール濃度13重量％のものを用いた以外は同様
にして実験を行つた。その結果を表−２に示す。
タノール濃度13重量％のものを用いた以外は同様
にして実験を行つた。その結果を表−２に示す。
【表】
前記参考例１及び２で示した結果から、不純物
のうち、親水性不純物としてのメタノールの抽出
選択率はエタノールの抽出選択率よりも小さく、
それ以外の疎水性不純物はエタノールの抽出選択
率よりも著しく大きいことがわかる。 従つて、このような抽出選択率から、炭酸ガス
を抽出剤として用いて不純物を含むエタノール水
溶液を抽出処理すると、抽出選択率が１より大き
い不純物はエキストラクト相として、及び抽出選
択率が１以下のメタノールはラフイネート相とし
てそれぞれ分離し得ることがわかる。また、不純
物としてメタノールを含むエタノールは、これを
炭酸ガスを抽出剤として用いて抽出処理すること
により、エタノールをエキストラクト相として、
及びメタノールをラフイネート相としてそれぞれ
分離し得ることがわかる。 さらに、表−１の結果と表−２の結果を対比検
討することにより、エタノール水溶液中の水濃度
を増加させることにより、不純物の抽出選択率を
向上させ得ることがわかる。 実施例 １ バツフルトレイ30枚を内蔵した内径25mm、高さ
３ｍの抽出塔を用いて、粗製エタノール水溶液の
抽出処理を行つた。この場合、粗製エタノール水
溶液としては、エタノール濃度10重量％のエタノ
ール水溶液に、不純物生成として、メタノール、
ｎ−プロパノール、酢酸エチル及び３−メチルブ
タノールをそれぞれ0.5重量％添加したものを用
いた。 原料エタノールは、抽出塔の上部から500ｇ／
hrで供給し、液状炭酸ガスからなる抽出剤は、塔
下部から所定の抽出剤／水溶液重量比が得られる
ように供給した。塔内圧力は100Kg／cm2とし、塔
全体の温度は40℃に保持した。 塔頂部からエキストラクトを抜出し、これを減
圧処理し、抽出剤のみを気化させてエタノール水
溶液を得た。一方、塔底部からラフイネートを抜
出し、これを減圧処理し、抽出剤のみを気化させ
てエタノール水溶液を得た。 以上のようにして行つた抽出実験における各成
分のエキストラクト抽出率を表−３に示す。
のうち、親水性不純物としてのメタノールの抽出
選択率はエタノールの抽出選択率よりも小さく、
それ以外の疎水性不純物はエタノールの抽出選択
率よりも著しく大きいことがわかる。 従つて、このような抽出選択率から、炭酸ガス
を抽出剤として用いて不純物を含むエタノール水
溶液を抽出処理すると、抽出選択率が１より大き
い不純物はエキストラクト相として、及び抽出選
択率が１以下のメタノールはラフイネート相とし
てそれぞれ分離し得ることがわかる。また、不純
物としてメタノールを含むエタノールは、これを
炭酸ガスを抽出剤として用いて抽出処理すること
により、エタノールをエキストラクト相として、
及びメタノールをラフイネート相としてそれぞれ
分離し得ることがわかる。 さらに、表−１の結果と表−２の結果を対比検
討することにより、エタノール水溶液中の水濃度
を増加させることにより、不純物の抽出選択率を
向上させ得ることがわかる。 実施例 １ バツフルトレイ30枚を内蔵した内径25mm、高さ
３ｍの抽出塔を用いて、粗製エタノール水溶液の
抽出処理を行つた。この場合、粗製エタノール水
溶液としては、エタノール濃度10重量％のエタノ
ール水溶液に、不純物生成として、メタノール、
ｎ−プロパノール、酢酸エチル及び３−メチルブ
タノールをそれぞれ0.5重量％添加したものを用
いた。 原料エタノールは、抽出塔の上部から500ｇ／
hrで供給し、液状炭酸ガスからなる抽出剤は、塔
下部から所定の抽出剤／水溶液重量比が得られる
ように供給した。塔内圧力は100Kg／cm2とし、塔
全体の温度は40℃に保持した。 塔頂部からエキストラクトを抜出し、これを減
圧処理し、抽出剤のみを気化させてエタノール水
溶液を得た。一方、塔底部からラフイネートを抜
出し、これを減圧処理し、抽出剤のみを気化させ
てエタノール水溶液を得た。 以上のようにして行つた抽出実験における各成
分のエキストラクト抽出率を表−３に示す。
【表】
実施例 ２
実施例１の実験No.１において圧力容器に回収し
たラフイネートを、実施例１と同様の第２抽出塔
に導入し、塔下部により抽出剤を供給して抽出処
理した。この場合、第２抽出塔における抽出剤／
水溶液の重量比は15、塔内圧力100Kg／cm2、温度
40℃、に保持した。その結果、水8.6重量％、エ
タノール86.3重量％、メタノール3.6重量％、ｎ
−プロパノール1.67重量％の組成のエキストラク
トを回収するとともに、水98.7重量％、エタノー
ル1.0重量％、メタノール0.24重量％の組成のラ
フイネートを回収した。 実施例 ３ 実施例１の実験No.３で回収したエキストラクト
を耐圧容器に導入するとともに、この容器内にエ
キストラクト全量に対して約1.6重量％の水を圧
入し、その容器上部の減圧弁から抽出剤を気化分
離させ、残量中の溶剤（炭酸ガス）対アルコール
水溶液の重量比が２となるように調整した。 次に、この溶剤混合物を実施例１で示したと同
様の第２抽出塔に導入し、抽出処理した。この第
２抽出塔における抽出剤／水溶液の重量比は８、
温度は40℃、圧力100Kg／cm2であつた。第２抽出
塔から、水5.87重量％、エタノール36.2重量％、
メタノール0.74重量％、ｎ−プロパノール19.0重
量％、酢酸メチル11.3重量％及び３メチルブタノ
ール25.4重量％の組成のエキストラクトを回収
し、一方、水61.8重量％、エタノール35.5重量
％、メタノール1.05重量％、ｎ−プロパノール
1.68重量％、酢酸エチル130重量ppm、及び３メ
チルブタノール440重量ppmの組成のラフイネー
トを回収した。
たラフイネートを、実施例１と同様の第２抽出塔
に導入し、塔下部により抽出剤を供給して抽出処
理した。この場合、第２抽出塔における抽出剤／
水溶液の重量比は15、塔内圧力100Kg／cm2、温度
40℃、に保持した。その結果、水8.6重量％、エ
タノール86.3重量％、メタノール3.6重量％、ｎ
−プロパノール1.67重量％の組成のエキストラク
トを回収するとともに、水98.7重量％、エタノー
ル1.0重量％、メタノール0.24重量％の組成のラ
フイネートを回収した。 実施例 ３ 実施例１の実験No.３で回収したエキストラクト
を耐圧容器に導入するとともに、この容器内にエ
キストラクト全量に対して約1.6重量％の水を圧
入し、その容器上部の減圧弁から抽出剤を気化分
離させ、残量中の溶剤（炭酸ガス）対アルコール
水溶液の重量比が２となるように調整した。 次に、この溶剤混合物を実施例１で示したと同
様の第２抽出塔に導入し、抽出処理した。この第
２抽出塔における抽出剤／水溶液の重量比は８、
温度は40℃、圧力100Kg／cm2であつた。第２抽出
塔から、水5.87重量％、エタノール36.2重量％、
メタノール0.74重量％、ｎ−プロパノール19.0重
量％、酢酸メチル11.3重量％及び３メチルブタノ
ール25.4重量％の組成のエキストラクトを回収
し、一方、水61.8重量％、エタノール35.5重量
％、メタノール1.05重量％、ｎ−プロパノール
1.68重量％、酢酸エチル130重量ppm、及び３メ
チルブタノール440重量ppmの組成のラフイネー
トを回収した。
第１図は本発明の第１のプロセスのフローシー
トを示す。第２図は本発明の第２のプロセスのフ
ローシートを示す。 １，１０…第１抽出塔、２，１１…第２抽出
塔、１６…抽出剤分離器。
トを示す。第２図は本発明の第２のプロセスのフ
ローシートを示す。 １，１０…第１抽出塔、２，１１…第２抽出
塔、１６…抽出剤分離器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 粗製エタノール水溶液を精製するとともに濃
縮する方法において、 (i) 該粗製エタノール水溶液を、高圧下の液状炭
酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスを抽出剤とし
て用い、該抽出剤／水溶液重量比が10未満の条
件で抽出処理する第１抽出処理工程、 (ii) 該第１抽出処理工程で得られたラフイネート
を、高圧下の液状炭酸ガス又は超臨界状態の炭
酸ガスを抽出剤として用い、該抽出剤／水溶液
重量比が10以上の条件で抽出処理して精製エタ
ノールをエクストラクトとして回収する第２抽
出処理工程、 からなることを特徴とする粗製エタノール水溶液
の精製濃縮方法。 ２ 粗製エタノール水溶液を精製するとともに濃
縮する方法において、 (i) 該粗製エタノール水溶液を、高圧下の液状炭
酸ガス又は超臨界状態の炭酸ガスを抽出剤とし
て用い、該抽出剤／水溶液重量比が10以上の条
件で抽出処理する第１抽出処理工程、 (ii) 該第１抽出処理工程から得られたエキストラ
クトからそれに含まれる抽出剤を、該抽出剤／
水溶液重量比が10未満になるように分離する抽
出剤分離工程、 (iii) 該抽出剤分離工程で得られた抽出剤の分離さ
れたエキストラクトを、該抽出剤／水溶液が10
未満の条件で抽出処理して精製エタノールをラ
フイネートとして回収する第２抽出処理工程、 からなることを特徴とする粗製エタノールの精製
濃縮方法。 ３ 抽出剤分離工程(ii)において、エキストラクト
に水を添加してから減圧して抽出剤を分離する請
求項２の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199800A JPH0249741A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 粗製エタノール水溶液の精製濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199800A JPH0249741A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 粗製エタノール水溶液の精製濃縮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249741A JPH0249741A (ja) | 1990-02-20 |
| JPH0512332B2 true JPH0512332B2 (ja) | 1993-02-17 |
Family
ID=16413835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63199800A Granted JPH0249741A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 粗製エタノール水溶液の精製濃縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0249741A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0635403B2 (ja) * | 1990-04-16 | 1994-05-11 | 通商産業省基礎産業局長 | 粗製エタノール水溶液中の不純物の分離方法 |
| JPH0699341B2 (ja) * | 1991-06-07 | 1994-12-07 | 通商産業省基礎産業局長 | 粗製エタノール水溶液の精製方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59141528A (ja) * | 1983-02-02 | 1984-08-14 | Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd | エタノ−ル水溶液の濃縮法 |
| FR2547298B1 (fr) * | 1983-06-09 | 1985-08-09 | Rhone Poulenc Chim Base | Procede de purification d'un melange eau-alcool en c1-c2-impuretes, issu d'un procede de fabrication industriel d'alcool en c1-c2 au moyen d'un agent d'extraction |
| JPS61254177A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-11 | Hitachi Zosen Corp | エタノ−ル含有液からのエタノ−ル抽出法 |
| JPS6225983A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アルコ−ルの濃縮精製法 |
| JPS6225985A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アルコ−ルの濃縮精製方法 |
| JPS6225984A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アルコ−ル濃縮精製方法 |
| JPS6229990A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-07 | Kobe Steel Ltd | エタノ−ル精製方法 |
| JPS6229988A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-07 | Kobe Steel Ltd | エタノ−ル水溶液からのエタノ−ル精製方法 |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP63199800A patent/JPH0249741A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0249741A (ja) | 1990-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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