JPH0753443A - 水溶性流から酢酸を回収するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テレフタル酸の製造で溶剤を回収するための
大幅に改良された装置及び方法を提供すること。 【構成】 プラントから入力酢酸含有水流を受け、これ
に熱を適用して酢酸から水を分離し、水中で比較的濃縮
された酢酸の出力底流と、水中で比較的希釈された酢酸
の出力オーバーヘッド流とを生成する脱水装置と、出力
オーバーヘッド流からの酢酸と水とを液化して出力オー
バーヘッド縮合物を形成する縮合手段と、液液抽出装置
とを含み、該装置は、出力オーバーヘッド縮合物を受
け、それを液体抽出物と接触させて酢酸を抽出し、酢酸
及び抽出物を含む第一接触器出力流と、水を含む第二接
触器出力流とを形成する接触器と、第一接触器出力流を
受けて、その中の酢酸と抽出物とを分離し、接触器へ再
循環するための抽出物出力流と酢酸出力流とを生成する
抽出装置分離器とを含む、酢酸−水分離装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレフタル酸の製造に
使用される代表的な溶剤であり、他の重要な産業工程に
おいても回収可能な廃棄物流である酢酸を回収するため
の新規な方法及び装置に関する。本方法及び装置は、エ
ネルギー消費量を顕著に削減し、既存のプラントの能力
を増進させ、現在ほとんどのテレフタル酸製造プラント
に存在する有機物放出問題を排除する。

【０００２】好ましい形式において、本発明は、酢酸の
新規な抽出装置及び新規な吸収方法と共に、既存の酢酸
蒸留装置の改変を提供する。

【０００３】

【従来の技術】酢酸は、テレフタル酸製造の多くの工程
において使用される回収可能な溶剤である。米国特許第
４，７６９，４８７号、英国特許第１，５８３，７５５
号、カナダ特許第１，１１３，９５７号、特公昭５３−
７１０３４号、特公昭５８−３９８１２号、特公昭５９
−３３５７９号、特公昭５３−７９８３６号、及び特公
昭５６−４５８７号参照。

【０００４】かような工程において、酸化工程で更に使
用するために回収する目的で、種々の濃度の酢酸の多く
の流れを処理するための一つ以上の塔を使用し、酢酸回
収のための一次ユニット操作として蒸留が広く使用され
てきた。蒸留塔からの生成物は、底流の濃縮酢酸及び理
想的には純水であるオーバーヘッド流である。

【０００５】酢酸／水系の高い非理想的性質及びかよう
な装置における平衡限界のために、蒸留水中に適度に低
いレベルの酢酸を得ることのできるようにするために
は、多数の理論的段階及び高還流比で蒸留塔を使用する
ことが必要である。

【０００６】これらは、必要な装置が大規模であるため
に高い資本コストを伴い、使用される蒸気の高消費量の
ために高い操作コストを伴う。更に慣用の処理工程で
は、酢酸をまったく含まない蒸留液を経済的に得ること
はできない。この限界は順に二つの主な問題を呈する：
酢酸損失による操作に関連するコスト、及び環境への許
容可能な排出物質レベルに関する今までになく厳格な基
準のために継続的に増加する環境的問題である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この問題を解決するた
めに、代替案が模索されてきた。追加の成分を蒸留塔に
添加して、分離比揮発度を改良し、分離要件を減少させ
ることを含む共沸蒸留にその手段が求められてきた。こ
の既存の選択肢は操作コストを幾分削減するが、追加の
操作的及び環境的問題を生じる。

【０００８】酢酸／水成分の気液平衡の研究により、蒸
留水中の酢酸が減少している希釈酢酸領域における困難
性が示される。０．５重量％酢酸オーバーヘッドの代表
的設計値から０．１重量％酢酸オーバーヘッドへの削減
の達成には、約１０−１５％の還流比の増加、又は同じ
還流比を維持するためのいくつかの追加の理論的段階の
包含が必要である。

【０００９】希釈流中の酢酸抽出 ここ数年、希釈流から酢酸を回収するための方法として
液液抽出が知られている。いくつかの抽出剤が特定さ
れ、０．１重量％酢酸から２０％重量％酢酸を含む流れ
から酢酸を経済的に回収することが可能である。通常使
用される薬品のいくつかとして、酢酸塩、アミン、ケト
ン、フォスフィン酸化物、及びこれらの混合物が挙げら
れる。

【００１０】抽出工程が完了すると、酸を回収し、抽出
剤を抽出工程へ再循環させるために、一連の蒸留工程が
必要となる。原料中の不純物のレベル、及び特定の抽出
剤の水に対する親和性により、装置で必要とされる追加
の工程が決まる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに独立し
ては本発明に見られる主な利点を生じないが、これらの
アプローチを本装置において共に活用すると、前記の利
点を有する新規な処理工程を提供する既知のユニット操
作技術の特定の適用、及び近年開発された酢酸抽出剤の
慎重な選択に基づく。

【００１２】必要とされるエネルギーの顕著な削減（還
流比によって測定）は、依然として０．１重量％酢酸か
ら０．５重量％酢酸である酢酸回収物における酢酸オー
バーヘッド組成の明細を緩めることにより得ることがで
き、その結果エネルギー消費量を１０−１５％削減する
ことができる。オーバーヘッド酢酸組成要件を０．５重
量％酢酸から１０重量％酢酸にさらに緩めることによ
り、エネルギー消費量を４０−５０％削減することがで
きる。

【００１３】本発明によれば、オーバーヘッド流中にお
いてより高濃度の酢酸が許容される。よって還流比は減
少し、代表的な酢酸脱水塔の内部充填が減少し、能力の
顕著な増加を示す。更に本発明によれば、オーバーヘッ
ド中の追加の酸を取り扱う新規な装置が提供される。本
発明の好ましい形式において、脱水塔のオーバーヘッド
流を取り扱うために抽出ユニットを設ける。

【００１４】抽出ユニットはオーバーヘッド流中の２％
から２０％の酢酸を取り扱うことができ、既知のいかな
る溶剤（酢酸エチル、他の酢酸塩、第一アミン、第二ア
ミン、第三アミン、ＭＥＫ ＭｉＢＫ、他のケトン、フ
ォスフィン酸化物）を使用してもよい。好ましい溶剤は
Cytek(前American Cyanamid)によって商品名Cyanexとし
て商品化されているフォスフィン酸化物又はアミンであ
る。酢酸脱水カラムの操作要件は急激に変化しているの
で、プラントの代表的なフローシートを変更することも
可能である。本発明の装置では、これまで脱水カラムに
送られていた希釈酸流（０．５重量％−４０重量％）
を、抽出装置に直接供給してもよい。これは、これらの
流れ中の水を蒸発させる必要がなく、脱水カラムに追加
的な能力の増加をもたらすため、溶剤回収装置全体のエ
ネルギーを大幅に節約する。

【００１５】限りある脱水カラムの能力を増加させるた
めに、代表的には新たなカラムが必要である。３００，
０００ＭＴＹのプラントでは、能力を３０％増加させる
ための新しいカラムへの投資は６００万から８００万ド
ルにもなる。本発明の装置は、この値の約半分で建設す
ることができ、能力の増加だけでなく、大気中への排出
物質の削減をも達成することができる。

【００１６】本発明の工程の別の主な特徴は、回収装置
中に新規な高圧及び低圧吸収装置を含むことである。代
表的なテレフタル酸製造プラントの現存する設計におい
ては、脱水装置にＮ₂が導入される。これにより酢酸を
同伴する縮合不可能な物質の流れが創生され、酢酸の一
部は結局大気へと搬送される。更に代表的な設計では、
オーバーヘッド蒸気ラインに継続的に有機物を大気へと
送る排出流を有する。

【００１７】本発明において、これらの有機物放出の改
良及び削減のための二つの方法が提供される。好ましい
装置は、未だ縮合されていない酸を除去するための新規
な低圧吸収装置と共に、より多くの有機物を縮合させる
ために、脱水カラム中での自然縮合能力を使用するもの
である。新規な低圧吸収装置は、プラントからの全ての
低圧排出流、主にオーバーヘッド蒸気ライン及びオーバ
ーヘッドコンデンサ排出流ラインからの排出流を取り扱
うことができる。吸収液は、冷水、希釈酢酸（これまで
脱水に送られていた流れから）、又は好ましくはフォス
フィン酸化物溶剤（Cyanex）であってもよい。冷水又は
希釈酢酸を使用する場合には、低圧吸収器からの底流は
新たな抽出ユニットへと送られてもよい。フォスフィン
酸化物を使用する場合には、流れは抽出装置の回収塔へ
と送られる。

【００１８】現在代表的な製造プラント設計において、
オキシダイザーオーバーヘッドから有機物を回収するた
めに二つの高圧吸収器が使用されている。第一のもの
は、酢酸を使用して主にｐ−キシレン及び酢酸メチルを
回収し、第二のものは、脱水カラムのオーバーヘッドか
らの水を使用して残りの酢酸を回収する。本発明の工程
において、双方の高圧吸収器を所望により一つに結合し
てもよく、又は第二の吸収器を吸収溶剤としてフォスフ
ィン酸化物を使用するように変更してもよい。この変更
により、プラント内における高圧吸収器から脱水塔そし
て又高圧吸収器へと戻る水の再循環流を排除することが
できる。これによりエネルギー効率及び回収装置の能力
の改良が得られるという利点がある。一つの吸収器から
第二の吸収器へのフォスフィン酸化物流によって、吸収
を改良することによりオキシダイザーオーバーヘッドか
らの排出物質が削減される。

【００１９】高圧吸収器の改変と新たな低圧吸収装置と
の組合せは、テレフタル酸製造プラントにおいて、大気
への排出物質レベルを環境庁による要求値よりも低い値
まで経済的に削減する助けとなる。

【００２０】本発明が代表的な製造プラントに大きな利
益をもたらす別の領域は、水を取り扱う領域である。現
在最も代表的に排出されて中和される水流は、酢酸値が
０．２重量％から１重量％である脱水カラムのオーバー
ヘッドである。これはプラントの中和／生物学的処理区
域にとって重く好ましくない負荷である。本発明の装置
は、プラントの要求に応じて、水中レベルの酢酸を重量
比で約１００ｐｐｍから５００ｐｐｍに顕著に削減する
（溶剤の見込み含有量は重量比で約１０ｐｐｍから２０
０ｐｐｍである。）。かような濃度の水は、活性炭によ
って適切な処理をした後、プラントにおいて冷却水又は
プロセスウォーターとして使用することができる。酢酸
含有量が低い場合のこの水の別の主要な使用法として
は、テレフタル酸の結晶化のための溶剤としての使用が
ある。これにより、大半のプラント需要において、テレ
フタル酸製造の酸化工程において生成される水を使用す
ることによって、プラントにおいて水の使用量が顕著に
削減される。

【００２１】一般に、既知の技術の特定使用による処理
において本発明の全ての特徴を含むことにより、テレフ
タル酸の製造において溶剤を回収するための大幅に改良
された方法が達成される。この新規な方法により、増加
した能力、エネルギー消費量の削減、並びに大気及び処
理プラントへの有機物放出の大幅削減という利益が得ら
れる。

【００２２】本発明の好ましい実施態様によれば、酢酸
水溶液を使用するプラントにおいて使用するための酢酸
−水分離装置が提供され、この装置は、好ましくは、且
つ通常はカラムである脱水装置を含み、該カラムは、プ
ラントから少くとも一つの入力酢酸含有水流を受理し、
カラムによって受理されたこの入力流に熱を適用してカ
ラム中で水から酢酸を分離し、それにより水に溶解した
比較的濃縮された酢酸の出力底流と、水に溶解した比較
的希釈された酢酸の出力オーバーヘッド流とを生成す
る。縮合手段もまた含まれ、この手段は出力オーバーヘ
ッド流からの酢酸及び水を液化し、出力オーバーヘッド
縮合物を形成する。この装置には更に接触器を有する液
液抽出装置が設けられ、この接触器は、出力オーバーヘ
ッド縮合物を受理し、それを液体抽出物と接触させて縮
合物から酢酸を抽出し、それにより酢酸と抽出物を含有
する第一の接触器出力流と、水を含有する第二の接触器
出力流とを形成する。前記液液抽出装置はまた抽出装置
分離器カラムを有し、このカラムは第一の接触器出力流
を受理して、その中の酢酸と抽出物とを分離して、接触
器と酢酸出力流とへ再循環するための抽出物出力流とを
生成するように設けられる。

【００２３】上述の酢酸−水分離装置が、酢酸より高い
沸点を有する液体抽出物を利用する場合には、抽出装置
分離器カラムからの酢酸出力流は該カラムからのオーバ
ーヘッド流であり、一方酢酸より低い沸点を有する液体
抽出物を利用する場合には、抽出装置分離器カラムから
の酢酸出力流は該カラムからの底流である。

【００２４】上述の酢酸−水分離装置は、少くとも一つ
の追加の比較的希釈された酢酸流、並びに脱水カラムか
らの出力オーバーヘッド縮合物流を、プラントから液液
抽出装置へ供給するための手段を含んでもよく、この流
れはプラントの高圧吸収器からの底流、若しくは乾燥装
置からの縮合物流であってもよい。

【００２５】上述の酢酸−水分離装置はまた低圧吸収ユ
ニットを含んでもよく、該ユニットは、吸収溶剤を酢酸
−水分離装置からの少くとも一つの酢酸含有蒸気流と接
触させるように適合され、更に吸収溶剤を蒸気流と接触
させた後に液液抽出装置へ供給するように適合される。
酢酸含有蒸気流は脱水カラムからの出力オーバーヘッド
流の少くとも一部、又は脱水カラムからの出力オーバー
ヘッド流を処理するように適合された出力オーバーヘッ
ド縮合器からの排出流の一部であってもよく、又はプラ
ント中の酢酸−水分離装置以外の点からの酢酸含有蒸気
流であってもよい。更に、上述の酢酸−水分離装置は、
脱水カラムからの出力オーバーヘッド流と共に、プラン
トからの少くとも一つの追加の比較的希釈された酢酸流
を液液抽出装置へと供給するための手段を含んでもよ
い。追加の比較的希釈された酢酸流は、プラント中の高
圧吸収器からの底流、又は乾燥装置からの縮合物流であ
ってもよい。先に上述された酢酸−水分離装置は更に、
高圧の吸収液を、酢酸を含有するプラントオーバーヘッ
ド蒸気流に接触させるように設けられた高圧吸収装置
と、吸収液をプラントオーバーヘッド蒸気流と接触させ
た後に分離装置へと処理のために搬送するための手段と
を含んでもよい。搬送装置は吸収液を脱水カラムへ搬送
するように接続されていてもよく、吸収液を液液抽出装
置の接触器へと搬送するように接続されていてもよい。
また搬送手段は、吸収液を液液抽出装置の抽出装置分離
器カラムへ搬送するように接続されてもよい。

【００２６】以下に本発明の構成を列挙する。

【００２７】１．酢酸水溶液を使用するプラントにおい
て使用するための酢酸−水分離装置であって、該装置
は、 （ａ）前記プラントから少くとも一つの入力酢酸含有水
流を受理するために設けられた脱水装置であって、該装
置は更に、該装置によって受理した前記入力流に熱を適
用して、該装置内において酢酸から水を分離し、それに
より水に溶解した比較的濃縮された酢酸の出力底流と、
水に溶解した比較的希釈された酢酸の出力オーバーヘッ
ド流とを生成するために設けられた脱水装置と、 （ｂ）前記出力オーバーヘット流からの酢酸と水とを液
化して出力オーバーヘッド縮合物を形成する縮合手段
と、 （ｃ）液液抽出装置とを含み、該液液抽出装置は、
（ｉ）前記出力オーバーヘッド縮合物を受理して、それ
を液体抽出物と接触させ、前記縮合物から酢酸を抽出し
て、それにより酢酸及び抽出物を含有する第一の接触器
出力流と、水を含有する第二の接触器出力流とを形成す
る接触器と、（ｉｉ）前記第一の接触器出力流を受理し
て、その中の酢酸と抽出物とを分離し、前記接触器へ再
循環させるための抽出物出力流と酢酸出力流とを製造す
る抽出装置分離器装置とを含む、酢酸−水分離装置。

【００２８】２．前記液体抽出物が酢酸よりも高い温度
で沸騰し、前記抽出装置分離器装置からの前記酢酸出力
流が該抽出装置分離器装置からのオーバーヘッド流であ
る、上記１に記載の酢酸−水分離装置。

【００２９】３．前記液体抽出物が酢酸よりも低い温度
で沸騰し、前記抽出装置分離器装置からの前記酢酸出力
流が該抽出装置分離器装置からの底流である、上記１に
記載の酢酸−水分離装置。

【００３０】４．前記脱水装置からの前記出力オーバー
ヘッド縮合物流と共に、少くとも一つの追加の比較的希
釈された酢酸流を、前記プラントから前記液液抽出装置
へと供給するための手段を含む、上記１に記載の酢酸−
水分離装置。

【００３１】５．前記追加の比較的希釈された酢酸流
が、前記プラント中の高圧吸収器からの底流である、上
記４に記載の酢酸−水分離装置。

【００３２】６．前記追加の比較的希釈された酢酸流が
乾燥装置からの縮合物流である、上記４に記載の酢酸−
水分離装置。

【００３３】７．吸収溶剤を、前記酢酸−水分離装置か
らの少くとも一つの酢酸含有蒸気流に接触させるように
適合され、更に吸収溶剤を前記蒸気流と接触させた後に
前記液液抽出装置へと供給するように適合された低圧吸
収ユニットを更に含む、上記１に記載の酢酸−水分離装
置。

【００３４】８．前記酢酸含有蒸気流が、前記脱水装置
からの出力オーバーヘッド流の少くとも一部である、上
記７に記載の酢酸−水分離装置。

【００３５】９．前記酢酸含有蒸気流が、前記脱水装置
からの出力オーバーヘッド流を処理するように適合され
た出力オーバーヘッドコンデンサからの排出流の少くと
も一部である、上記７に記載の酢酸−水分離装置。

【００３６】10．前記プラント内の前記酢酸−水分離装
置以外の点から、少くとも一つの酢酸含有蒸気流を搬送
するための手段を更に含む、上記７に記載の酢酸−水分
離装置。

【００３７】11．前記脱水装置からの前記出力オーバー
ヘッド流と共に、少くとも一つの追加の比較的希釈され
た酢酸流を前記プラントから前記液液抽出装置へと供給
するための手段を含む、上記７に記載の酢酸−水分離装
置。

【００３８】12．前記追加の比較的希釈された酢酸流
が、前記プラント内の高圧吸収器からの底流である、上
記１１に記載の酢酸−水分離装置。

【００３９】13．前記追加の比較的希釈された酢酸流
が、乾燥装置からの縮合物流である、上記１１に記載の
酢酸−水分離装置。

【００４０】14．吸収液剤を、酢酸を含有するプラント
オーバーヘッド蒸気流と高圧で接触させるように設けら
れた高圧吸収装置と、前記吸収液剤を前記プラントオー
バーヘッド蒸気流と接触させた後に、処理のために前記
分離器装置へ搬送するための手段とを更に含む、上記１
に記載の酢酸−水分離装置。

【００４１】15．高圧の前記吸収液剤が、前記液液抽出
装置接触器からの大半が水である流れである、上記１４
に記載の酢酸−水分離装置。

【００４２】16．前記搬送手段が、前記吸収液剤を搬送
するために前記脱水装置に接続される、上記１４に記載
の酢酸−水分離装置。

【００４３】17．前記搬送手段が、前記吸収液剤を搬送
するために前記液液抽出装置の接触器に接続される、上
記１４に記載の酢酸−水分離装置。

【００４４】18．前記搬送手段が、前記吸収液剤を搬送
するために前記液液抽出装置の抽出装置分離器装置に接
続される、上記１４に記載の酢酸−水分離装置。

【００４５】19．酢酸水溶液を使用するプラントにおい
て使用するための酢酸と水とを分離するための方法であ
って、該方法は、（ａ）前記プラントから少くとも一つ
の入力酢酸含有水流を脱水装置に供給し、該装置によっ
て受理された前記入力流に熱を適用して、該装置内で水
から酢酸を分離し、それにより水に溶解した比較的濃縮
された酢酸の出力底流と、水に溶解した比較的希釈され
た酢酸の出力オーバーヘッド流とを生成する工程と、
（ｂ）前記出力オーバーヘッド流からの酢酸と水とを縮
合して出力オーバーヘッド縮合物を形成する工程と、
（ｃ）前記出力オーバーヘッド縮合物を液液抽出装置に
供給し、それを前記抽出装置の接触器中で液体抽出物と
接触させて、前記縮合物から酢酸を抽出し、それにより
酢酸と抽出物とを含有する第一の接触器出力流と、水を
含有する第二の接触器出力流とを形成し、前記第一の接
触器出力流を抽出装置分離器装置に供給し、その中の酢
酸と抽出物とを分離して、前記接触器へ再循環するため
の抽出出力流と酢酸出力流とを生成する工程とを含む、
酢酸と水とを分離するための方法。

【００４６】20．前記液体抽出物が酢酸よりも高い温度
で沸騰し、前記抽出装置分離器装置からの前記酢酸出力
流が該装置からのオーバーヘッド流である、上記１９に
記載の酢酸と水とを分離するための方法。

【００４７】21．前記液体抽出物が酢酸よりも低い温度
で沸騰し、前記抽出装置分離器装置からの前記酢酸出力
流が該装置からの底流である、上記１９に記載の酢酸と
水とを分離するための方法。

【００４８】22．前記脱水装置からの前記出力オーバー
ヘッド流と共に、前記プラントからの少くとも一つの追
加の比較的希釈された酢酸流を、前記液液抽出装置に供
給する工程を更に含む、上記１９に記載の酢酸と水とを
分離するための方法。

【００４９】23．前記追加の比較的希釈された酢酸流
が、前記プラント中の高圧吸収器からの底流である、上
記２２に記載の酢酸と水とを分離するための方法。

【００５０】24．前記追加の比較的希釈された酢酸流が
乾燥装置からの縮合物流である、上記２２に記載の酢酸
と水とを分離するための方法。

【００５１】25．低圧吸収ユニットにおいて吸収溶剤を
少くとも一つの酢酸含有蒸気流と接触させ、吸収溶剤を
前記蒸気流に接触させた後に前記液液抽出装置へと供給
する工程を更に含む、上記１９に記載の酢酸と水とを分
離するための方法。

【００５２】26．前記酢酸含有蒸気流が、前記脱水装置
からの出力オーバーヘッド流の少くとも一部である、上
記２５に記載の酢酸と水とを分離するための方法。

【００５３】27．前記酢酸含有蒸気流が、前記脱水装置
からの出力オーバーヘッド流を処理するように適合され
た出力オーバーヘッドコンデンサからの排出流の少くと
も一部である、上記２５に記載の酢酸と水とを分離する
ための方法。

【００５４】28．プラント中の酢酸−水分離装置以外の
点から少くとも一つの酢酸含有蒸気流を搬送する工程を
更に含む、上記２５に記載の酢酸と水とを分離するため
の方法。

【００５５】29．前記脱水装置からの前記出力オーバー
ヘッド流と共に、前記プラントからの少くとも一つの比
較的希釈された酢酸流を、前記液液抽出装置へ供給する
工程を含む、上記２５に記載の酢酸と水とを分離するた
めの方法。

【００５６】30．前記追加の比較的希釈された酢酸流
が、前記プラント中の高圧吸収器からの底流である、上
記２９に記載の酢酸と水とを分離するための方法。

【００５７】31．前記追加の比較的希釈された酢酸流が
乾燥装置からの縮合物流である、上記２９に記載の酢酸
と水とを分離するための方法。

【００５８】32．高圧で吸収液剤を酢酸を含有するプラ
ントオーバーヘッド蒸気流と接触させて、前記吸収液剤
を前記プラントオーバーヘッド蒸気流と接触させた後
に、処理するために分離器装置へ搬送する工程を更に含
む、上記１９に記載の酢酸と水とを分離するための方
法。

【００５９】33．高圧の前記吸収液剤が前記液液抽出装
置接触器からの大半が水である流れである、上記３２に
記載の酢酸と水とを分離するための方法。

【００６０】34．前記吸収液剤が前記脱水装置へ搬送さ
れる、上記３２に記載の酢酸と水とを分離するための方
法。

【００６１】35．前記吸収液剤が前記液液抽出装置の接
触器へ搬送される、上記３２に記載の酢酸と水とを分離
するための方法。

【００６２】36．前記吸収液剤が前記液液抽出装置の抽
出装置分離器装置へ搬送される、上記３２に記載の酢酸
と水とを分離するための方法。

【００６３】

【実施例】図１は、代表的な先行技術の酢酸回収装置の
流れ図を示す。回収装置の一次ユニットは脱水カラム２
０である。カラム２０はいくつかの源から入力を受理す
るが、その一つはストリッパーカラム２２からのオーバ
ーヘッドであり、これには順にプラントからの母液が供
給される。ストリッパーカラム２２からの底流は酢酸に
富んでおり、再使用のためにプラントへ返却される。ス
トリッパーカラム２２はコンデンサー装置２４を任意に
有する。

【００６４】脱水カラム２０への他の原料入力流には、
プラント中の高圧吸収器からの底部液体を搬送するライ
ン２６と、晶析器からの液体を搬送するライン２８と、
代表的なテレフタル酸合成プラントに見られる、酸化ユ
ニットを出たオーバーヘッド流からの水抜き液を搬送す
るライン３０とが含まれる。ライン３２もまた、プラン
ト中の乾燥装置からの縮合物を脱水カラム２０に搬送す
る。脱水カラム２０は構造化パッキング又はランダムパ
ッキングでパックしてもよく、若しくは種々のスタイル
のトレーを設けてもよい。リボイラー３４を通して脱水
カラム２０に熱が供給され、カラムから出る底流は酢酸
に富み、この酢酸は再使用のためにライン３６を通して
プラントへ返却される。

【００６５】脱水カラム２０からのオーバーヘッドライ
ン３８は、コンデンサ４０及び分離ドラム４２へと通じ
る。オーバーヘッドライン３８には排出流４４を設けて
もよい。分離ドラム４２は排出流４６を含んでもよい。
ドラム４２からの底流は還流ライン４８とオーバーヘッ
ド製品ライン５０とに分割され、この製品は主に廃水処
理装置へと搬送される水である。ライン５０は、水流の
一部又は全てを、ライン４８中の還流のように返却せず
に、さらに酢酸を回収するために高圧吸収器に搬送する
分枝を有してもよい。高圧吸収器へのラインはライン５
２である。

【００６６】ここで、本発明に従って使用される抽出装
置を示す図２Ａ及び図２Ｂに着目する。図２Ａの抽出装
置は、「ヘビーボイラー」つまり酢酸の沸点より高い温
度で沸騰する溶剤である抽出溶剤と共に使用するために
設計及び適合される。この抽出装置は一般に５４Ａで示
される。図２Ｂの抽出装置は、「ライトボイラー」つま
り酢酸の沸点より低い温度で沸騰する溶剤である抽出溶
剤を使用するように設計及び装備される。図２Ａにおい
て、抽出器は５６で示され、その頂部付近のライン５８
を通して希釈酢酸を受理する。底部ライン６０は廃水を
廃水処理プラントへ、又は再使用のためにテレフタル酸
プラントへ戻して、搬送する。液液接触器５６からのオ
ーバーヘッド流は、ライン６２を通して分離器塔６４へ
と搬送される。分離塔６４を出る頂部流は、ライン６６
によってコンデンサ６８中を、そして再使用のためにラ
イン７０によってプラントへ戻される。この流れは比較
的高濃度の酢酸である。所望であれば、還流をライン７
２を通して設けてもよい。分離器塔６４を出る底流は、
ライン７４を通って液液接触装置５６へと戻って搬送さ
れる。底部流の一部はリボイラー７６中を搬送されてラ
イン７８を通って分離器塔の底部付近に返却されてもよ
い。改良された操作のために、流れ６２と７４との間で
熱を交換するために熱交換器を使用してもよい。

【００６７】図２Ｂにおいて、液液抽出カラムが８０で
示される。これはライン８２を通して希釈酢酸原料を受
理する。比較的純粋な水である底流はライン８４を通し
て抽出器を出て、廃水用処理装置に搬送されるか、若し
くは再使用のためにテレフタル酸プラントへ返却され
る。酢酸が溶解している抽出溶剤から主になる頂部流
は、ライン８６を通って液液抽出器８０の頂部を出て、
該ライン８６はこれを分離器カラム８８へと搬送する。
分離器カラム８８を出るオーバーヘッドラインは９０で
示され、この流れは比較的純粋な抽出溶剤である。コン
デンサ９２が好ましくはライン９０中に設けられ、この
ライン９０は、抽出溶剤を抽出カラム８０の底部付近の
点に搬送する。分離器カラム８８において、底流は比較
的濃縮された酢酸であり、これはライン９２を通って出
る。リボイラー９４が、この流れの一部を加熱し、分離
カラム８８の底部付近に返却してもよい。底流９２中の
酢酸の大部分は、再使用のためにテレフタル酸プラント
へ返却される。

【００６８】図３は本発明の好ましい実施態様を示す。
図３並びに本発明の他の好ましい実施態様を示す図４及
び図６−１０において、図１に示される装置部品及びラ
インと実質的に同一である装置部品及びラインには同一
の参照番号が付されている。類似しているが構造又は機
能によってある面で異なっているライン及び装置が示さ
れる場合には、番号指定子に加えて「Ａ」「Ｂ」等の文
字指定子が使用されていることがある。図３の実施態様
において、一次脱水工程のために単一の蒸留カラムが示
される。当業者は、溶剤から酸及び同伴される水を分離
するために、一つ以上のかようなカラムを単独又は段階
的に使用してもよいこと、及び他の種類の分離装置を含
んでもよいことを理解するだろう。

【００６９】図３において、酢酸回収装置は、図１の先
行技術ユニットに設けられる装置の実質的に全てを含
み、更に５４で示される抽出装置を含む。抽出装置は、
特定のプラントにおける使用のために選択される抽出溶
剤の特性によって、図２Ａの抽出装置５４Ａと同様のも
のでも、図２Ｂの抽出装置５４Ｂと同様のものであって
もよい。抽出装置５４は、ライン５０を通して液液抽出
器への入力を受理するように構成及び配置されている。
図３（及び後続の図面）に示される抽出ユニット５４
は、ヘビーボイリング抽出溶剤と共に使用するように設
計されたものであり、よって図２Ａに示される抽出装置
と同様である。そのため、この抽出器ユニットは５６で
示され、分離器は６４で示される。液液抽出器５６から
出る底流は、廃水処理に搬送され、又は所望であれば再
使用のためにテレフタル酸プラントへと返却される、廃
水流６０である。更にこの実施態様及び本発明の後続の
実施態様に従って、抽出器５６からの廃水は、ライン５
２Ａを通して高圧吸収器へと再使用のために搬送されて
もよい。ライン７０を通って分離器６４を出るオーバー
ヘッド流は、比較的濃縮された酢酸であり、これは再使
用のために酸プラントの反応器へと返却される。脱水カ
ラム２０からのオーバーヘッド流中の分離ドラム４２Ａ
は、ドラムを出るオーバーヘッド流及び底流の両方から
パラキシレンを分離するためにコアレッシング装置を含
んでもよく、その場合、パラキシレン蓄積タンクにつな
がるパラキシレン引き出しライン９６を設ける。

【００７０】図１の先行技術のプラントと、図３に示さ
れる本発明の酢酸回収装置とを比較すると、最も違う点
は本発明のユニットには抽出装置５４が設けてあること
であることがわかる。この違いは、単純なように見える
が、脱水カラムからのオーバーヘッド流において高濃度
の酢酸が許容され、よって脱水カラムオーバーヘッド流
中の酢酸が抽出装置５４においてずっと低いエネルギー
コストで結局実質的に全て回収されるため、全体的な酢
酸回収レベルを犠牲にすることなく、カラムのエネルギ
ー需要を削減するので、物質的な利点を提供する。

【００７１】次に本発明の別の実施態様を示す図４に着
目する。図４の装置にも、脱水カラムから搬送されたオ
ーバーヘッド縮合物を処理するために、抽出装置５４が
設けられる。この実施態様は、図３の場合はライン２６
を通して脱水カラムに搬送されるのに対し、図４におい
ては高圧吸収器底部液体がライン２６Ａを通して抽出装
置へ直接搬送される点で図３の実施態様と異なる。更
に、テレフタル酸プラント中の乾燥装置からの縮合物
が、図３の場合はライン３２を通して脱水カラム２０に
供給されるが、ライン３２Ａを通して抽出装置５４へと
搬送される。。

【００７２】この改変もまた、高圧吸収器底部液体及び
プラント乾燥装置からの縮合物のどちらもかなりの濃度
の水を含み、この水は図３の実施態様においては脱水カ
ラムにおいて蒸発されていたため、改良を示す。抽出装
置５４においてこれらの流れは液液抽出カラム５６へ直
接供給されるため、図４の実施態様においてはこのエネ
ルギーが集中する工程を回避している。

【００７３】図５は、本発明に関して有用である低圧吸
収器ユニットのための流れ図である。図５の低圧吸収ユ
ニットは９８で一般的に示され、吸収塔１００を含み、
この塔への入力はいくつかの源から引いてもよい。これ
らは脱水カラムからのオーバーヘッドライン排出流４４
と、コンデンサドラム４２又は４２Ａからの４６で示さ
れる排出流ラインと、プラントからの１０２で示される
他の排出流を含んでもよい。これらのいくつか又は全て
は、ライン１０６を通って吸収カラム１００へ搬送され
る前に、任意のコンデンサ装置１０４を通って供給され
てもよい。吸収溶剤はライン１０８を通って吸収カラム
に供給され、酢酸に富むようになった吸収溶剤は底流１
１０として出て、図２Ａ及び図２Ｂに示されるような種
類の抽出ユニットへ搬送される。

【００７４】これらの装置は図６の装置全体の流れ図の
コンテクストにおいて図示されており、図６においては
低圧吸収装置が９８で示されており、吸収カラムが１０
０で示されている。図面からわかるように、底部ライン
１１０は比較的酢酸に富んだ流れを液液接触装置５４
へ、特にその抽出カラム５６へと搬送する。図６に示さ
れる実施態様は、高圧吸収器底部流がライン２６を通し
て脱水カラム２０へと供給され、プラント乾燥装置から
の縮合物がライン３２を通して同じ脱水カラムへと供給
される点で、図３のものと同様である。

【００７５】図７は、抽出装置５４及び低圧吸収装置９
８の両方を使用する点で図６に非常によく似ている、本
発明の実施態様の流れ図を示す。しかしながらこの実施
態様は、高圧吸収器底部液がライン２６Ａを通して直接
抽出装置へと供給され、プラント内の乾燥装置からの縮
合物がライン３２Ａを通して抽出装置５４へと供給さ
れ、よってこれらの流れ中に含有される水を脱水カラム
２０において蒸発させる必要が無くなるという点で、図
６のものとは異なる。

【００７６】図８、図９、及び図１０については一緒に
考えることができる。各々の図面は、脱水カラムのオー
バーヘッドからの縮合物を処理する５４で示される抽出
装置を備えた本発明の実施態様を示す。各実施態様には
また、図１の先行技術の装置においては大気中に排出さ
れていた流れを入力として使用する低圧吸収装置９８が
設けられ、該低圧吸収装置は、全て本発明に従ってその
底部ライン１１０から抽出装置５４へ追加の流れを提供
する。

【００７７】図８、図９、及び図１０において、テレフ
タル酸プラントのオキシダイザーが１１２で破断的に示
される。オキシダイザーからのオーバーヘッド流はコン
デンサ１１４中を通過して分離器ドラム１１６に入る。
ドラム１１６からの水抜き液は、底部流３０として脱水
カラム２０へ通過する。分離ドラムからのオーバーヘッ
ドは、ライン１１８を通って高圧吸収カラム１２０を通
過する。図８及び図９の場合には、高圧吸収装置のため
の溶剤は、大半が水である抽出器５６からの底流からラ
イン５２Ａ中を搬送される。図８の場合、高圧吸収器か
らの底流は、ライン１２２を通って脱水カラム２０へと
通過する。図９の場合は、底部ライン１２２Ａを通って
抽出装置５４へと通過する。図１０の場合も、同一の装
置が使用され、底流はライン１２２を通って直接抽出装
置５４へ通過する。

【００７８】図９と図１０とは、図９ではライン５２Ａ
を通る脱水器オーバーヘッドからの縮合物に頼っている
が、図１０ではフォスフィン又は他の選択された抽出溶
剤又は吸収溶剤がライン１２４を通して高圧吸収器に入
力されるという点で互いに異なる。

【００７９】前述のことより、本発明の酢酸回収装置の
回収装置及びラインの配置にはかなりの融通性があるこ
とがわかる。かような融通性を利用するためのガイド原
則は、先行技術において許容可能であったよりもより高
い濃度の酢酸の存在を、脱水カラムオーバーヘッドにお
いて許容するために、液液抽出装置を使用することであ
る。これはかような液液抽出装置は低エネルギーコスト
で酢酸を回収するからである。本発明に従って提供され
る低圧吸収装置により、酢酸及び他の有機系揮発性物質
の損失を伴って大気中へ排出され、多くの設備において
好ましくない大気汚染を引き起こしている蒸気流を捕獲
することができる。本発明はまた、テレフタル酸プラン
トのオキシダイザーオーバーヘッドを、必ずしも必要で
はないが脱水カラムに供給することができるが、また新
たに設けられた抽出装置に供給することもできるため、
テレフタル酸プラントのオキシダイザーオーバーヘッド
と関連して、高圧吸収装置からの底流の取扱に追加の融
通性を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は先行技術に代表的に見られる酢酸回収装
置の流れ図である。

【図２】図２Ａは比較的高温で沸騰する抽出溶剤を使用
する抽出装置の流れ図であり、図２Ｂは比較的低温で沸
騰する抽出溶剤を使用する抽出装置の流れ図である。

【図３】図３は本発明に従って構成された酢酸回収装置
の流れ図であり、装置の脱水カラムのオーバーヘッド流
からの縮合物を受理及び処理するように、抽出装置が設
けられている。

【図４】図４は図３と同様の本発明の実施態様の流れ図
であるが、プラント位置からの比較的希釈された酢酸流
が、脱水カラムに供給されるのではなく、抽出装置へと
直接供給される。

【図５】図５は本発明のある実施態様に従って使用する
ことのできる低圧吸収ユニットの流れ図である。

【図６】図６は本発明の酢酸回収装置の流れ図であり、
図５の低圧吸収装置が、例えば図３に示される基本的装
置と組合せて使用されている。

【図７】図７は本発明に従って構成された酢酸回収装置
の流れ図であり、図５の低圧吸収装置が図４に示される
発明の形式で使用される。

【図８】図８は本発明に従って構成された酢酸回収装置
の流れ図であり、更に底部出力流が装置の脱水カラムに
供給される高圧吸収装置を含む。

【図９】図９は本発明に従って構成された酢酸回収装置
の流れ図であり、高圧吸収装置からの底流が、脱水カラ
ムのオーバーヘッド流からの縮合物を処理するために設
けられた抽出装置に供給される。

【図１０】図１０は本発明に従って構成された酢酸回収
装置の流れ図であり、高圧吸収装置からの底流が、図９
のように抽出装置へと供給されるが、脱水カラムオーバ
ーヘッドからの流れの代わりに抽出溶剤が使用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ・シー・ジェントリー アメリカ合衆国テキサス州75248，ダラス, キングズ・ホロー・コート・6633 (72)発明者 ウィストン・ラムシング メキシコ国ヴェラクルツ，コソレアカー ケ，ラ・ヴェロニカ，コンフンシオン・ハ ビタシオン，カーエメ・29・カレテーラ・ 180 (72)発明者 フェルナンド・ヴァレーラ メキシコ国ヴェラクルツ，ミナティトラ ン，コロニア・ラス・デリシアス，レフォ ルマ・ヌメロ・50

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酢酸水溶液を使用するプラントにおいて
   使用するための酢酸−水分離装置であって、該装置は、 （ａ）前記プラントから少くとも一つの入力酢酸含有水
   流を受理するために設けられた脱水装置であって、該装
   置は更に、該装置によって受理した前記入力流に熱を適
   用して、該装置内において酢酸から水を分離し、それに
   より水に溶解した比較的濃縮された酢酸の出力底流と、
   水に溶解した比較的希釈された酢酸の出力オーバーヘッ
   ド流とを生成するために設けられた脱水装置と、 （ｂ）前記出力オーバーヘット流からの酢酸と水とを液
   化して出力オーバーヘッド縮合物を形成する縮合手段
   と、 （ｃ）液液抽出装置とを含み、該液液抽出装置は、
   （ｉ）前記出力オーバーヘッド縮合物を受理して、それ
   を液体抽出物と接触させ、前記縮合物から酢酸を抽出し
   て、それにより酢酸及び抽出物を含有する第一の接触器
   出力流と、水を含有する第二の接触器出力流とを形成す
   る接触器と、（ｉｉ）前記第一の接触器出力流を受理し
   て、その中の酢酸と抽出物とを分離し、前記接触器へ再
   循環させるための抽出物出力流と酢酸出力流とを製造す
   る抽出装置分離器装置とを含む、酢酸−水分離装置。
2. 【請求項２】 酢酸水溶液を使用するプラントにおいて
   使用するための酢酸と水とを分離するための方法であっ
   て、該方法は、（ａ）前記プラントから少くとも一つの
   入力酢酸含有水流を脱水装置に供給し、該装置によって
   受理された前記入力流に熱を適用して、該装置内で水か
   ら酢酸を分離し、それにより水に溶解した比較的濃縮さ
   れた酢酸の出力底流と、水に溶解した比較的希釈された
   酢酸の出力オーバーヘッド流とを生成する工程と、
   （ｂ）前記出力オーバーヘッド流からの酢酸と水とを縮
   合して出力オーバーヘッド縮合物を形成する工程と、
   （ｃ）前記出力オーバーヘッド縮合物を液液抽出装置に
   供給し、それを前記抽出装置の接触器中で液体抽出物と
   接触させて、前記縮合物から酢酸を抽出し、それにより
   酢酸と抽出物とを含有する第一の接触器出力流と、水を
   含有する第二の接触器出力流とを形成し、前記第一の接
   触器出力流を抽出装置分離器装置に供給し、その中の酢
   酸と抽出物とを分離して、前記接触器へ再循環するため
   の抽出出力流と酢酸出力流とを生成する工程とを含む、
   酢酸と水とを分離するための方法。