JPH1135543A

JPH1135543A - 改善されたアクリロニトリルの回収プロセス

Info

Publication number: JPH1135543A
Application number: JP18282897A
Authority: JP
Inventors: Trigg Wachindolf Paul; トリッグワッチンドルフポール; Parshotam Godball Sanjai; パルショッタムゴッドボールサンジャイ; Jeffrey R Rinker; アールリンカージェフリー
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-02-09
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JP4275754B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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を提供すること。【解決手段】プロピレンまたはイソブチレンのアンモ
酸化反応の反応器流出物から得られるアセトニトリルま
たはメタクリロニトリルの回収プロセスである。このプ
ロセスは、反応器流出物を吸収カラム、回収カラムおよ
びストリッピングカラムを通す工程を包含する。ここ
で、改善点は、回収カラム頂部圧を、機械的手段によっ
て、約0.1psiから５psi上昇させ、回収カラムおよびス
トリッピングカラムの水容量を改善することを包含す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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使用される改善された回収手
順に関する。

【０００２】

【従来の技術】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：反応器流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ガスから除去し；
次いで、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4,234,51
0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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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改善
された製造プロセスを提供することである。

【０００５】本発明の別の目的は、アクリロニトリルま
たはメタクリロニトリルの製造時に使用される改善され
た回収および精製手順を提供することである。

【０００６】本発明のさらなる目的は、得られる最終生
成物中の有機不純物の量を低減することによって、ガス
の無駄を低減し、かつ、生成物の処理量、回収効率およ
び生成物の品質を改善する、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を提供する
ことである。

【０００７】本発明のさらなる目的、利点および新規な
特徴の一部は以下の記載により説明され、そして一部
は、以下の記載を検討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、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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】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的
に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流出
物をクエンチカラムに移し、この熱い流出物ガスを水煙
（aqueous spray）と接触させることにより冷却する工
程；次いで、冷却した反応器流出物をオーバーヘッドか
ら吸収カラムに通し、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を含有する水溶液を、
回収（蒸留）カラムおよびストリッピング（蒸留）カラ
ムを通し、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリル
生成物を回収する工程を包含する。ここで、改善点とし
て、回収カラムの頂部圧（top pressure）を、機械的手
段によって、約0.1psiから５psi上昇させ、回収カラム
およびストリッピングカラムの水容量（hydraulic capa
city）を改善することを含む。例えば、代表的には、ア
クリロニトリルプラントの回収および精製セクションに
おける回収カラムの頂部圧は、約１psigから５psig未満
で稼働するように設計される。本発明は、回収カラムの
頂部圧を、0.1psiから５psiの間、好ましくは0.25から
5.0、より好ましくは0.5から5.0、特に好ましくは1.0ps
i〜5.0psi設計された圧力を越えて、機械的に（例え
ば、圧力バルブを取り付けることによって）上昇させる
ことに関する。

【０００９】本発明の好ましい実施態様において、回収
カラムの頂部圧は、５psigから10psigの間に、好ましく
は、５psigより大きく10psigまで、より好ましくは5.5p
sig〜7.5psig、特に好ましくは5.5psig〜7.0psigになる
ように維持される。

【００１０】本発明の好ましい実施態様においては、プ
ロセスは、プロピレン、アンモニアおよび酸素のアンモ
酸化により得られる反応器流出物を用いて行なわれ、ア
クリロニトリルを生成する。

【００１１】本発明の好ましい別の実施態様において
は、反応器流出物は、流動床触媒と接触する流動床反応
器内でのプロピレン、アンモニアおよび空気の反応によ
り得られる。

【００１２】本発明の、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流出物から得られるアセトニ
トリルまたはメタクリロニトリルの回収プロセスは、反
応器流出物を吸収カラム、回収カラムおよびストリッピ
ングカラムに通す工程を包含し、改善点として、回収カ
ラムの頂部圧を、機械的手段によって、約0.1psiから５
psi上昇させて、回収カラムおよびストリッピングカラ
ムの水容量を改善することを含むことを特徴とする。

【００１３】本発明の１つの実施態様によれば、前記反
応器流出物が、流動床アンモ酸化触媒と接触する流動床
反応器内でのプロピレン、アンモニアおよび酸素含有ガ
スの反応から得られる。

【００１４】本発明の別の実施態様によれば、前記反応
器流出物が、流動床アンモ酸化触媒と接触する流動床反
応器内でのイソブチレン、アンモニアおよび酸素含有ガ
スの反応から得られる。

【００１５】本発明の好ましい実施態様によれば、回収
カラムの頂部圧が、約５psigから約10psigの間で維持さ
れ、より好ましくは、約5.5psigから約7.0psigの間で維
持される。

【００１６】本発明の好ましい実施態様によれば、回収
カラムの頂部圧を、約0.25psiから約５psiの間、より好
ましくは約0.5psiから約５psiの間、さらに好ましくは
約1.0psiから約５psiの間で上昇させる。

【００１７】本発明の実施においては、従来の流動床ア
ンモ酸化触媒が使用され得る。例えば、米国特許第3,64
2,930号および同第5,093,299号(これらは、本明細書に
参考として援用される)に記載の流動床触媒が、本発明
の実施において使用され得る。

【００１８】アクリロニトリルまたはメタクリロニトリ
ルの回収の、従来の回収および精製手順において、代表
的には、回収カラムおよびストリッピングカラム内のジ
ェットフラッディング（jet flooding）は、吸収カラ
ム、回収カラムおよびストリッピングカラムを通って循
環し得る貧水（lean water）の最大量を規定することが
見出されている。本発明は、上昇した圧力で、回収カラ
ムおよびストリッピングカラムを作動させる。それによ
って、ジェットフラッディングが起こる処理量を増大さ
せ、その結果反応器の作動速度を増加させ、そして吸収
器によって失われる気体をより低減させる。これは、回
収カラムおよびストリッピングカラムから吸収器への貧
水の流量を増加させることによって達成される。ここで
驚くべきことに、全回収手順に作動効率の損失がないこ
とが発見されている。本発明の実施は、高い反応生成速
度を可能にする一方、貧水と生成物との比は必要最小限
（少なくとも11:1）を維持する。回収および精製手順
（吸収カラムにおいて、12:1〜11:1の貧水:生成物比で
作動する）を組み合わせて用いる場合、本発明の実施は
非常に有益である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する。流動床
アンモ酸化触媒と接触する間に流動床反応器でのプロピ
レンまたはイソブチレン、アンモニアならびに酸素含有
ガスのアンモ酸化により得られる反応器流出物は、クエ
ンチカラムに移される。このクエンチカラムで、熱い流
出物ガスは、水煙と接触することにより冷却される。代
表的には、流出物に含まれる過剰のアンモニアは全て、
クエンチカラム中で硫酸と接触することにより中和さ
れ、硫酸アンモニウムとしてアンモニアが取り除かれ
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、およびHCN)を含む冷却流出物ガス
は、吸収カラムの底部に通される。ここで、生成物は、
頂部からこのカラムに入る水に吸収される。吸収されな
いガスは、吸収器から吸収器の頂部に配されたパイプを
通る。次いで、所望の生成物を含む水流は、吸収器の底
部から第１蒸留カラム(回収カラム)の上部に通され、生
成物のさらなる精製がなされる。次いで、回収カラムの
上部から回収された生成物は、第２蒸留カラムに送ら
れ、生成物（アクリロニトリルまたはメタクリロニトリ
ル）の精製および回収がさらに行われる。回収カラムか
ら得られる底部の流れは、ストリッピング蒸留カラムに
送られ、価値ある副生成物である粗製のアセトニトリル
を回収する。

【００２０】本発明の実施においては、自動圧力制御バ
ルブを回収カラムオーバーヘッド管に取り付け、回収カ
ラムの頂部圧が、回収カラムの設計された頂部圧を約0.
1psiから５psiまで越えて上昇することを可能にする。
代表的には、回収カラム頂部圧は、１psigから５psig未
満の間、標準的には、４psigから4.5psigの間である。
本発明の好ましい実施においては、回収カラムの頂部圧
は一定圧（５psigから約10psig、好ましくは、5.5psig
〜7.5psigに変化し得る）で作動させる。本発明の改善
点は、塔の水流（hydraulics）がジェットフラッディン
グによって制限される限りにおいて、アクリロニトリル
またはメタクリロニトリルを回収するための、別々の回
収塔設計およびストリッピング塔設計、ならびに積み重
ねた回収/ストリッピング塔の設計に適用可能である。
使用される圧力制御バルブは、任意の制御バルブ製造業
者から入手され得る。それは、自動作動であっても手動
制御であってもよい。

【００２１】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。

【００２２】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が、経済的理由から
空気を用いるのが好ましい。供給物中の酸素のオレフィ
ン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。

【００２３】反応は、約260℃〜約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。

【００２４】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5,093,29
9号(本明細書に参考として援用される)に記載されてい
る。

【００２５】吸収カラム、回収カラムおよびストリッピ
ングカラムが維持される条件は、それぞれ、５psig〜７
psig(80°F 〜110°F)、１psig〜4.5psig(155°F 〜170
°F)、および７〜13psig(170°F 〜210°F)の範囲であ
る。

【００２６】本発明の改善点は、アクリロニトリル/メ
タクリロニトリルの製造のためのアンモ酸化プロセスの
実施時に通常の設計圧力を越える圧力に機械的に調整し
て回収カラムを作動させることによって、先行技術と区
別される。従来の手順では、５psig未満の回収カラム頂
部圧を用いた。本発明の好ましい実施において、回収カ
ラムの頂部圧は、代表的には、５psigから10psig、好ま
しくは5.5psigから7.0psigの範囲の圧力で作動させる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、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流出物から得られるアセト
ニトリルまたはメタクリロニトリルの回収プロセスに関
し、このプロセスは、反応器流出物を吸収カラム、回収
カラムおよびストリッピングカラムを通す工程を包含す
る。ここで、本発明の改善点は、回収カラム頂部圧を、
機械的手段によって、約0.1psiから５psi上昇させ、回
収カラムおよびストリッピングカラムの水容量を改善す
ることを包含する。

【００２８】本発明の回収および精製プロセスの作動の
結果、回収および精製システムにいかなる資本金を伴う
改変もすることなく、高速の反応器通過処理量を達成可
能とする。本発明は、製造速度に予期せぬ改善をもたら
すだけでなく、回収および精製セクションに用いられる
塔のサイズを増大させることなくこの改善を達成する。
さらに、それに伴う生成速度の増加は、回収時の吸収カ
ラムの性能の劣化、あるいはアクリロニトリルまたはメ
タクリロニトリルの劣化を生じない。結果として、本発
明は、作動効率を改善し、処理量を改善し、そして資本
金を必要とすることなく生産性を増大させる。

【００２９】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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595017584 200 ＰｕｂｌｉｃＳｑｕａｒｅ，39ＧＢＰＢｕｉｌｄｉｎｇ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者サンジャイパルショッタムゴッドボールアメリカ合衆国オハイオ 44139，ソロン，ウィンチェスタードライブ 7260 (72)発明者ジェフリーアールリンカーアメリカ合衆国オハイオ 45807，エリダ，アスターストリート 5189

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロピレンまたはイソブチレンのアンモ
酸化反応の反応器流出物から得られるアセトニトリルま
たはメタクリロニトリルの回収プロセスであって、反応
器流出物を吸収カラム、回収カラムおよびストリッピン
グカラムに通す工程を包含し、改善点として、回収カラムの頂部圧を、機械的手段によ
って、約0.1psiから５psi上昇させて、回収カラムおよ
びストリッピングカラムの水容量を改善することを含
む、プロセス。
【請求項２】前記反応器流出物が、流動床アンモ酸化
触媒と接触する流動床反応器内でのプロピレン、アンモ
ニアおよび酸素含有ガスの反応から得られる、請求項１
に記載のプロセス。
【請求項３】前記反応器流出物が、流動床アンモ酸化
触媒と接触する流動床反応器内でのイソブチレン、アン
モニアおよび酸素含有ガスの反応から得られる、請求項
１に記載のプロセス。
【請求項４】回収カラムの頂部圧が、約５psigから約
10psigの間で維持される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】回収カラムの頂部圧が、約5.5psigから
約7.0psigの間で維持される、請求項１に記載のプロセ
ス。
【請求項６】回収カラムの頂部圧を、約0.25psiから
約５psiの間で上昇させる、請求項１に記載のプロセ
ス。
【請求項７】回収カラムの頂部圧を、約0.5psiから約
５psiの間で上昇させる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】回収カラムの頂部圧を、約1.0psiから約
５psiの間で上昇させる、請求項１に記載のプロセス。