JPH11309363A

JPH11309363A - 充填塔用充填物の洗浄方法

Info

Publication number: JPH11309363A
Application number: JP10363399A
Authority: JP
Inventors: Masao Suzuki; 征夫鈴木; Kiyohito Nomura; 清仁野村; Shinji Ikemori; 新路池森
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Yuken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Yuken Kogyo Co Ltd
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】充填塔から取り出した使用済充填物を、リサ
イクル使用できるレベルにまで容易に洗浄できる充填塔
用充填物の洗浄方法を提供すること。【解決手段】充填塔内の気液流接触を通じて重合性化
合物からの反応副生物であるゲル状粘着物質が付着した
無機材料製の充填物を洗浄する方法。 (1) 使用済後の前記充てん物をモノテルペン系溶剤に浸
漬して前記ゲル状粘着物質を膨潤させる前処理工程、
(2) 該前処理工程後の前記充てん物を、前記モノテルペ
ン含有エマルション洗浄液を用いて、バレル洗浄を行
い、同時に前記充填物から分離浮遊したゲル状粘着物質
を除去する本洗浄工程、(3) 上記本洗浄工程後の充填物
をリンス後、熱処理乾燥する後処理工程、の各工程を含
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充填塔内の気液流
接触に通じて重合性化合物からの反応副生物であるゲル
状粘着物質が付着した無機材料製の充填物を洗浄する方
法に関する。具体的には、重合性化合物を気液流接触に
より反応させるに際して使用する反応塔、さらには、該
反応塔から得た反応生成物を精製するに際して使用する
蒸留塔に充填される充填物の洗浄方法に関する。特に、
アクリル系化合物を合成する反応塔に使用するのに好適
な反応塔用充填物の洗浄方法に関する。

【０００２】ここでは、アクリル酸エステルを合成に使
用する充填物を洗浄する場合を例にとり、説明するがこ
れに限られるものではない。メタクリル酸エステル、メ
タクリル酸、アクリル酸エステル、アクリル酸、アクリ
ルアミド、アクリロニトリル等のアクリル系化合物、更
には、他の塩化ビニル、酢酸ビニル等の重合性化合物の
合成に使用する充填物の洗浄にも本発明は適用可能であ
る。

【０００３】

【背景技術】アクリル酸エステルの合成は、例えば、ア
クリル酸とアルコール（例えばｔ−ブチルアルコール）
とをエステル化反応させることにより、例えば図１に示
すようなプロセスを経て製造をする（日本化学会編「第
５版化学便覧応用化学編II」（平７−３−１５）丸
善、ｐ７５、図９．３９から引用）。

【０００４】即ち、反応塔１によりエステル合成を行
い、該合成エステルは、抽出塔３及び及び軽質分離塔５
を経て精留塔（連続蒸留塔）７によって精製されアクリ
ル酸エステルとして回収される。このとき、反応塔１及
び蒸留塔７には、反応及び精留における気液流接触効率
の増大の見地から、ステンレスやセラミックスからなる
無機充填物を充填して充填塔としてある。

【０００５】生成したアクリル酸エステルは、一般に、
アクリル酸以上に重合し易いとともに、アクリル酸とも
共重合しやすい。このため、通常、ヒドロキノン等の重
合禁止剤が配合されている。

【０００６】ところが、完全に重合を禁止することは困
難で、通常、上記重合等により副生したゲル状粘着性物
質（以下「粘着性物質」）が、無機充填物に付着する。
特に、無機材である金属やセラミックスは、極性材料で
あり、同じく極性材料であるアクリル系重合物とは付着
し易い。

【０００７】上記粘着性物質が付着した無機充填物（以
下「使用済充填物」と称する。）は、上記気液接触の効
率が低下するため、新しい無機充填物と取り替える必要
がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】こうして、充填塔から
取り出した使用済の充填物は、通常、リサイクル使用す
ることなく工場敷地内の危険物倉庫に保管しているのが
現状である。

【０００９】使用済の充填物に付着したゲル状粘着物質
を除去・洗浄して、リサイクルできる適当な洗浄方法が
存在しないためである。

【００１０】産業廃棄物として一般埋め立て地等に廃棄
できないのは、アクリル酸化合物は、一般に強い刺激臭
を有するためである。また、高温燃焼することも考えら
れるが、ステンレス鋼等の場合、金属組織が変更した
り、セラミックスの場合は、破損し易くなるため、高
温燃焼も実際的ではない。

【００１１】本発明は、上記にかんがみて、充填塔から
取り出した使用済充填物を、リサイクル使用できるレベ
ルにまで容易に洗浄できる充填塔用充填物の洗浄方法を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る充填塔用充
填物の洗浄方法は、上記課題を、下記構成により解決す
るものである。

【００１３】充填塔内の気液流接触に通じて重合性化合
物からの反応副生物であるゲル状粘着物質が付着した無
機材料製の充填物を洗浄する方法であって、(1) 使用済
充填物をモノテルペン系溶剤に浸漬して前記ゲル状粘着
物質を膨潤させる前処理工程、(2) 該前処理工程後の充
填物を、前記モノテルペン含有エマルション洗浄液を用
いて、バレル洗浄を行い、同時に前記充填物から分離浮
遊したゲル状粘着物質を除去する本洗浄工程、(3) 上記
本洗浄工程後の充填物をリンス後、熱処理乾燥する後処
理工程、の各工程を含むことを特徴とする。

【００１４】上記バレル洗浄において、バレルに充填物
ととともに多数の金属小片を投入することが、複雑な形
状の充填物の凹部の剥離洗浄もできて望ましい。

【００１５】

【構成の詳細な説明】本発明の充填塔充填物の洗浄方法
は、下記各工程を含むものである。

【００１６】(1) 前処理工程：使用済の充填物をモノテ
ルペン系溶剤に浸漬して充填物に付着した粘着性物質を
膨潤させる。

【００１７】ここで、モノテルペン系溶剤とは、常温液
体のモノテルペンまたはそれと有機溶剤を併用したも
の、または、固体のモノテルペンを有機溶剤に溶かして
液状としたものをいう。

【００１８】モノテルペンとは、炭素数１０のテルペン
をいい、植物体に存在し、精油の主成分をなす。そし
て、下記炭化水素系、アルコール系、アルデヒド系
、ケトン系、その他のいずれずれでもよく、天然
抽出物、合成物を問わない。但し、、、、の場
合、常温液体でないものがあり、その場合は、有機溶剤
（通常それぞれに対応した系の）に溶解させてモノテル
ペン系溶剤として使用する。なお、上記定義及び分類
は、「化学大辞典編集委員会編「化学大辞典９」（昭３
７−７−３１）共立出版」による。

【００１９】リモネン、α−，β−，γ−テルピネ
ン、α−，β−フェランドレン、テルピノレン、２，８
（９）−ｐ−メンタジエン、ミルセン、オシメン、シル
ベストレン、サピネン、ツヤン、カラン、カレン、ピナ
ン、ピネン、カンファン、イソカンファン、カンフェ
ン、トリシクレン、フェンチェン、イソボルニラン、
等。

【００２０】シトロネロール、ゲラニオール、ネロー
ル、リナロール、メントール、テルピネオール、カルペ
オール、ツイルアルコール、ピノカンフェオール、フェ
ンチルアルコール、ボルネオール等、シトロネラール、シトラール、シクロシトラール、サ
フラナール、フェランドラール、ペリルアルデヒド等、タゲトン、ヨノン、イロン、メントン、カルボメント
ン、ピペリテノン、ツヨン、カロン、ショウノウ等、シネオール、ピノール、アスカリドール、シトロネル
酸等。

【００２１】これらの内で、リモネンに代表されるｐ−
メンタジエンが入手し易い上、沸点が１５０℃以上（リ
モネン：１７６℃前後）を示し、揮発性が高くなくて望
ましい。

【００２２】なお、本発明者らは、粘着性物質の溶剤に
対する溶解性を調べたが、炭化水素類、ケトン類、エス
テル類のいずれも溶解性に乏しかった。これに対して、
リモネン（モノテルペン）および塩化メチレンが粘着性
物質に対して溶解性を示した。

【００２３】しかし、塩化メチレン（ジクロロメタン）
は、労働安全衛生法の有機溶剤中毒予防規則で指定され
た第２種溶剤であり、使用を避けたい溶剤の一つであ
る。即ち、沸点約４０℃と低く揮発し易いとともに、ハ
ロゲン化物で許容濃度が低く（１００ppm ）、作業環境
に対する細心の注意が必要であるとともに、オゾン層破
壊のおそれがあるためである。

【００２４】また、技術的にも、上記の如く揮発し易い
溶剤であるため、浸漬工程である前処理工程後、本洗浄
工程に移る前に乾燥してしまい、せっかく、膨潤させて
剥離し易くなったゲル状粘着物質が充填物にに再び固着
してしまうため、浸漬工程の浸漬溶剤としても技術的見
地からも不適である。

【００２５】これに対して、モノテルペンは、天然物に
存在するものであり、毒性もほとんどなく、かつ、前述
の如く、沸点が１５０℃以上と高く、下記の本洗浄工程
に移る前に、揮発乾燥することなく、ゲル状粘着物質の
膨潤状態が維持される。

【００２６】(2) 本洗浄工程：前処理工程後の充填物
を、前記モノテルペン含有エマルション洗浄液を用い
て、バレル洗浄を行い、同時に前記充填物から分離浮遊
した粘着性物質を除去する。

【００２７】ここで、バレル洗浄とは、洗浄液槽１２中
に、穴あきのバレル１４を設置して、回転させながら、
バレル内に投入された被洗浄物を相互に衝突させながら
行う洗浄方法である。

【００２８】バレル装置としては、例えば、図３〜４に
示す如く、水平円筒形のバレル１４を、チェーン１６伝
導によりモータ１８駆動するものが使用できる。バレル
１４には、投入口用蓋２２が設けられているとともに、
図例のような山形の邪魔板２４が内設されている。な
お、バレルは、角筒形（５〜８角形）でもよく、その場
合は、邪魔板は必然的ではない。

【００２９】ここで前処理工程後の充填物に付着したゲ
ル状粘着性物質は、充填物表面から脱落しない。このた
め、ワイヤブラシ等でこすり落す必要がある。

【００３０】しかし、充填物の形状は、一般的に複雑
（例えば図２に示す如く）で、かつ、小さく（例えば、
図２においてＤ４０mm×Ｈ２０mm）、しかも量も多い
（一反応塔あたり、５万個〜２５０万個）ため、ブラシ
による洗浄は実際的でない。なお、図２は、「化学工学
協会編「化学工学便覧改定四版」（昭５３−１０−２
５）丸善、ｐ５２３、図６・１５」から引用したもので
ある。

【００３１】このため、本洗浄工程では、充填物相互を
衝突させ合うバレル洗浄を採用する。このバレル洗浄に
おいて、凹部（隅部）の洗浄を確実にするため、ビス等
の金属小片を混入して洗浄することが望ましい。この金
属小片は、充填物の隙間に部分的に挿入可能な大きさ及
び形状とする。通常、この金属小片の、充填物に対する
混合比（重量比）は、８／２〜４／６、望ましくは、７
／３〜５／５とする。混合比が過少では、金属小片の混
入効果を得難く、混合比が過多では、相対的に処理量が
小さくなって、洗浄生産性が低下する。

【００３２】この際、洗浄液として、前記モノテルペン
系溶剤を用いることも考えられるが、前記モノテルペン
含有エマルション洗浄液を用いることが望ましい。前記
モノテルペン系溶剤を使用すると、バレルや充填物に付
着して汲み出される量が多く不経済となるとともに、剥
離後のゲル状粘着性物質の浮遊分離が困難となるためで
ある。即ち、モノテルペンの比重は、約０．８〜０．９
の間にあり、モノテルペン主体の溶剤では、モノテルペ
ンで膨潤した粘着性物質との比重差が小さくて、粘着性
物質の洗浄液からの浮遊分離が困難となる。

【００３３】このモノテルペン含有エマルション洗浄液
の組成は、モノテルペン含有量が３〜２０wt％（望まし
くは５〜１５wt％）、界面活性剤１〜１０wt％（望まし
くは２〜５wt％）とする。

【００３４】モノテルペン含有量が３％未満では、充填
物から粘着性物質の剥離が困難となり、また、２０wt％
を越えると、モノテルペン系溶剤を使用する場合の、上
記問題点が発生し易くなるとともに、相対的に洗浄液の
比重が小さくなり、上記粘着性物質の浮遊分離が困難と
なる。この洗浄液に使用するモノテルペンは、前記のも
ので常温液体のものを適宜選択して使用できる。

【００３５】界面活性剤の含有量が１wt％未満では、モ
ノテルペンの含有量にもよるが、エマルションを形成し
難い。

【００３６】界面活性剤としては、アニオン・カチオン
・非イオン・両性界面活性剤のいずれでも使用できる
が、エマルション安定化の見地からアニオン・非イオン
界面活性剤が望ましい。

【００３７】上記バレル洗浄の条件は、通常、常温〜５
０℃×１０〜６０min 、望ましくは、２０〜３０℃×２
０〜６０min とする。また、バレルの回転数は、２〜８
rpmとする。

【００３８】そして、バレル洗浄中に充填物から剥離し
た粘着性物質は、比重が１より小さく、バレル１４の穴
を通過して洗浄液槽１２中を浮遊してくる。このため、
オーバフローにより連続的に又は間欠的に掬い出せば容
易に分離できる。

【００３９】(3) 後処理工程：本工程は、本洗浄工程後
の充填物をリンス後、熱処理乾燥する。リンスは通常
の、水洗いで行う。そして、熱処理乾燥は、充填物に残
存しているべたつき感を除去するとともに、更に、モノ
テルペンの匂いを除去するためである。

【００４０】この際、本洗浄工程後のバレルから取り出
した充填物は金属小片と分離して、この後処理工程を行
うことが、洗浄液の逸失を少なくできて望ましい。この
充填物と金属小片との分離は、たとえば、篩いを使用し
て行う。

【００４１】熱処理乾燥の条件は、充填物の材質により
異なるが、例えば、ステンレス材質の場合、１５０〜２
００℃×２０〜４０min とする。２００℃を越えると、
ステンレスの特性が低下するおそれがある。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の効果を確認するために行った
実施例について説明をする。

【００４３】図１に示す合成工程（アルコール：ｔ−ブ
チルアルコール）で使用した反応塔（容量：２０ｍ³ 、
運転時間：１年経過）から図２(a) に示す形状のステン
レス製充填物（Ｄ４０mm×Ｈ２０mm）０．２ｍ³ を、浸
漬槽（容量４００Ｌ）に投入し、３００Ｌのリモネンを
注ぎ、常温で２０min 間浸漬をして、前処理工程を行っ
た。このときのリモネン消費量は、充填物１個当たり１
ｍＬであった。次に、浸漬後の充填物０．２ｍ³ をステ
ンレス製ビス（Ｍ３首下１０mm）５０ｋｇと共に、図３
〜４に示す形態で下記仕様のバレルに投入し、更に、下
記組成の洗浄液を投入してた洗浄液槽中で、バレル洗浄
を、常温で１２０min 間行った。このとき、バレルの回
転数は、４ rpmとした。

【００４４】バレル仕様（ステンレス製）：容量６００Ｌ、開口率４０％、穴径２mm 洗浄液組成：水９５wt％、リモネン４wt％、アニオン界面活性剤１wt％。

【００４５】そして、充填物から離脱して浮遊してきた
粘着性物質を、オーバフローにより連続分離をした。

【００４６】続いて、ステンレス製ビスを充填物から、
分離して、リンス（水洗）をした充填物を、乾燥炉に入
れ、２００℃×２０min の条件で後処理工程を行った。

【００４７】こうして、洗浄を完了した、充填物は、匂
い及びべとつきがなく、充填物として再使用可能であっ
た。

【００４８】

【発明の作用・効果】本発明の充填塔用充填物の洗浄方
法は、上記のような方法により、前述の実施例で支持さ
れる如く、反応塔から取り出した使用済充填物を、リサ
イクル使用できるレベルにまで容易に洗浄できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクリルエステル合成プロセス図

【図２】各種充填物の形態斜視図

【図３】バレル洗浄装置のモデル断面図

【図４】図３の４−４線断面図

【符号の説明】

１２洗浄液槽１４バレル

フロントページの続き (72)発明者野村清仁愛知県知多市南浜町11番地出光興産株式会社愛知製油所内 (72)発明者池森新路愛知県知多市南浜町11番地出光興産株式会社愛知製油所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充填塔内の気液流接触に通じて重合性化
合物からの反応副生物であるゲル状粘着物質が付着した
無機材料製の充填物を洗浄する方法であって、 (1) 使用済後の前記充填物をモノテルペン系溶剤に浸漬
して前記ゲル状粘着物質を膨潤させる前処理工程、 (2) 該前処理工程後の前記充填物を、前記モノテルペン
含有エマルション洗浄液を用いて、バレル洗浄を行い、
同時に前記充填物から分離浮遊したゲル状粘着物質を除
去する本洗浄工程、 (3) 上記本洗浄工程後の充填物をリンス後、熱処理乾燥
する後処理工程、の各工程を含むことを特徴とする充填
塔用充填物の洗浄方法。
【請求項２】前記バレル洗浄において、バレルに充填
物ととともに多数の金属小片を投入することを特徴とす
る請求項１記載の充填塔用充填物の洗浄方法。
【請求項３】前記充填物がステンレス製であることを
特徴とする請求項１記載の充填塔用充填物の洗浄方法。
【請求項４】前記熱処理乾燥の温度が１５０〜２００
℃×２ｈ〜１０minであることを特徴とする請求項１記
載の充填塔用充填物の洗浄方法。
【請求項５】前記重合性化合物がアクリル系化合物で
あることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
充填塔用充填物の洗浄方法。
【請求項６】前記モノテルペン含有エマルション洗浄
液が、モノテルペンを５〜２０wt％を含有することを特
徴とする請求項５記載の充填塔用充填物の洗浄方法。
【請求項７】前記モノテルペン含有エマルション洗浄
液が、モノテルペンを５〜２０wt％を含有することを特
徴とする請求項１記載の充填塔用充填物の洗浄方法。
【請求項８】前記充填塔が、重合性化合物を気液流接
触により反応させるに際して使用する反応塔であること
を特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載
の充填塔用充填物の洗浄方法。
【請求項９】前記充填塔が請求項８で得た反応生成物
を精製するに際して使用する蒸留塔であることを特徴と
する請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の充填塔
用充填物の洗浄方法。