JPS6023091B2 - プロピレンの直接水和によるイソプロピルアルコ−ル製造時の副生物の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブロピレンの直接水和によるインプロピルアル
コール製造工程において生成する副生物を有効利用を目
的として経済的に回収すること、および創生物中に含ま
れている水を排水基準に合格する程度に処理、分離する
ことに関するものである。

直接水和法によるインプロピルアルコールの製造時には
各種の創生物が生成する。

それらは、大別して水溶性副生物および離水港性創生物
に分類されるが、その代表的なものは下記のようなもの
である。水溶性副生物 ノルマルフ。

ロピルアルコール、Ｃ６アルコール類、 アセトン 簸水落性創生物 イソプロピルエーテル、 プロピレンの二量体、三量体を主成分とする炭化水素、
なお、これらの創生物に随伴して分離されるインプロピ
ルアルコールも製造工程上は水溶性副生物の一成分とし
て考えられる。

これらの創生物は、単独回収すると装置建設費、運転経
費がかさむため、インプロピルアルコール製造工程にお
いて各段階の工程から創生物留分の形の混合物として分
離、回収され、水港性創生物は多量の水を含んだ状態で
通常分離、回収されている。

これらの創生物の所在とその組成について、第１図に示
したプロピレンの直接水和によるインプロピルアルコー
ル製造工程の一例に従って説明する。

導管１によりプロピレンを、導管２により未反応回収プ
ロピレンをプロピレン精製塔Ａに供給し、塔頂から導管
３により軽貿分（オフガス）を分離し、塔底から導管４
により軍質副生物図分を分離する。

塔Ａの上段から精製プロピレンを導管５により抜き出し
、これに導管６により純水、導管７によりリン酸のごと
き触媒をそれぞれ加え、反応塔Ｂの塔頂部に供給する。
塔Ｂの塔底から導管８により反応生成物を抜き出し、未
反応プロピレンを分離、回収した後、抽出蒸留塔Ｃの中
段に供給する。導管９により抽出剤である純水を散布さ
せることにより水溶性物質は巻底に落ち含水状態で導管
１川こより抜き出される。一方、鱗水落性副生物を主と
する創生物留分は塔項から導管１１により抜き出される
導管１川こよる水落性物質はインプロピルアルコール濃
縮塔Ｄに供給され、上段から導管１２により濃縮された
インプロピルアルコールを抜き出し、精製工程へ供給さ
れる。一方、塔底から導管１５により水を抜き出し、創
生物蟹分を塔頂および中段から導管１３，１４により抜
き出す。上記工程における創生物のうち導管３からの竪
質ガス分はオフガスとしてそのまま燃料に供し得る。

導管４の副生物蟹分は、毅水熔性副性物としてプロピレ
ンの二量体、三量体を王とする炭化水素、イソプロピル
ェーテル、水落性副生物としてィソフ。

。ピルアルコールおよび少量の水を含む。導管１１の副
生物留分は、簸水溶性副生物としてプロピレンの二量体
、三量体を主とする炭化水素、ィソプロピルェーテル、
水落性副生物としてインプロピルアルコールおよびＣ６
アルコール類を含む。導管１３の副生物蟹分は、鰍水落
性副生物としてィソプロピルェーテル、水溶性創生物と
してアセトン、インプロピルアルコールおよび少量の水
を含む。

導管１４の副生物留分は、水溶性創生物であるノルマル
プロピルアルコール、少量のインプロピルアルコールお
よびＣ６アルコール類ならびに多量の水を含む。

なお、インプロピルアルコール製造方法の種類および運
転条件等により創生物の所在および組成は変動するが、
その成分は大差がない。

このように混合物として副生物を分離、回収することに
より事後の処理および利用上種々の問題が生ずる。

副生物の有効利用を図り、たとえば燃料として利用しよ
うとする場合には、第１図の導管４，１１および１３の
副生物留分は含水率がの低いので特に問題はないが、導
管１４の創生物留分は、含水率が４０〜９の重量％であ
るので発熱量がきわめて低く、それ単独では燃料として
使用できない。

また導管１４の副生物留分を他の副生物留分もしくは他
の燃料油と混合し燃料として使用するために燃料油混合
タンクに貯蔵すると水分が分離しタンク底部にたまるが
、この水分にはアルコール分が多量に含有されているた
めそのまま排水することができない。導管１４の創生物
蟹分のような混合物の水分含有量を低下させるために蒸
留操作を行なっても、この留分は水ーアルコール組成物
であるため蒸留に際し共滋が起り、常温、常圧下での英
瀦組成はノルマルプロピルアルコール７２％、水２８％
であるから、単なる蒸留では含水率は２８％以下になら
ない。

これをさらに共沸組成以下の含水率にするには、共沸組
成に濃縮後、共沸剤（たとえばベンゼン）を加えて三成
分共沸蒸留により水分を除去し、さらに必要に応じイン
プロピルアルコール、Ｃ６アルコールを蒸留分離する。

しかし、この方法では、多額の建設費、運転経費を要し
、創生物の処理方法としては不経済である。本発明は、
直接水和法によるインプロピルアルコール製造時の副生
物を低含水率で回収するとともに、該副生物からいかな
る排水基準にも合格し得る水を分離する方法を提供し、
上記のごとき諸問題を解決しようとするものである。

本発明者らは、雛水溶性副生物が水溶性副生物を溶解す
る性質があることに着目して本発明を完成したものであ
る。すなわち、本発明は、プロピレンの直接水和による
インプロピルアルコール製造時の創生物である含水水溶
性副生物と簸水溶性副生物とを混合し、ついで比重差に
より油相と水相とに分離し、該水相を蒸留に供し塔頂蟹
分を前記混合工程へもとし、繁底から水を分離すること
を特徴とするプロピレンの直接水和によるイソプロビル
アルコ−ル製造時の副生物の処理方法である。

本発明におけるプロピレンの直接水和法によるインプロ
ピルアルコール製造方法は、特に限定されるものではな
く、各種の製造方法のいずれであっても適用できる。

公知の製造方法として、プロピレンと水または水蒸気と
から、液相または気相で、触媒としてリン酸、タングス
テン酸系化合物、強酸性陽イオン交換樹脂等の存在下、
一段反応でインプロピルアルコールを製造する方法があ
る。

本発明において処理される副生物は、前記のごとき水溶
性副生物および灘水溶性副生物である。

インプロピルアルコールは製造工程上他の副生Ｚ物に随
伴して分離される場合には、本発明における水溶性創生
物に含まれる。これら副生物は、前記したごと〈インプ
ロピルアルコール製造工程上種々の位置から、種々の成
分および組成割合で混合物として分離されるが、Ｚ製造
技術の種類および運転条件により、これらの位置、成分
、組成割合は当然変動し得る。混合すべき含水水浴性創
生物および鱗水溶性副生物は、通常それぞれ各種組成割
合の混合物である副生物蟹分であり得るし、また、水落
性創生物と灘水溶性副生物とが相互に混合物として製造
工程から分離されたものであってもよい。

すなわち、水溶性創生物は含水状態であるが、他に雛水
溶性副生物を含有する混合物であっても本発明の処理原
料として有効に使用し得るし、他方、簸水漆性創生物は
、他の水落一性創生物および水を含有する混合物であっ
ても本発明の処理原料として有効に使用し得る。以下、
図面にしたがって、本発明方法をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

含水水溶性副生物と雛水溶性副生物との混合方法は適宜
行ない得るが、たとえば第２図に示すように、導管１６
によって導管４からの副生物蟹分を、導管１７によって
導管１１からの副生物蟹分を、導管１８によって、導管
１３からの副生物蟹分を、導管１９によって導管１４か
らの創生物留分をそれぞれ混合槽Ｅに供給する方法によ
って行ない得る。

本発明における各創生物の混合方法は、混合槽を用いず
配管内混合法によることができ、あるいはたとえば第２
図の導管２６により創生物を供給するごとく混合槽方式
と配管内混合方式とを併用することもできる。後記する
比重差による分離工程で分離された水相を蒸留に供して
創生物を塔頂から抜き出し、該塔項蟹分を前記創生物混
合物と混合するが、その際混合槽Ｅに供給して混合して
も、第２図に示すように導管２４により導管２１中の副
生物混合物流に配管内混合してもよい。

これら副生物の混合は液状で行なうのが好ましく、各導
管および混合槽の温度、圧力は適宜の条件に設定し得る
が、通常は常温、常圧でよい。

水落性副生物が離水港性創生物に溶解すること０によっ
て、水綾性副生物と水との分離が達成されるのであるか
ら、簸水溶性創生物と水溶性副生物との混合比率は、後
記の比重差により分離する工程で分離される油相中の水
分含童の要求値に応じて適宜変えることができる。タ
すなわち、水落性創生物の比率が多くなるに従い、油相
中の水分含量が増加する煩向が認められる。

この関係を第３図に示した。第１図に示したようなプロ
ピレンの直接水和によるインプロピルアルコール製造時
の副生物中の０水落性創生物と離水溶性副生物は、通常
、油相中の水分含量を５重量％以下となし得る比率を有
しているのであって、従来のごときタンク貯蔵時の水分
離の問題は生じない。

しかし、用途に応じてさらに油相中の水分含量を低下さ
せたい場合、あ夕るし・は運転条件等の要因によって、
水綾性創生物の量が相対的に増加するような場合であっ
て、かつ油相中の水分含量を増加させたくない場合等に
は、副生物の混合比率を調節する手段の他に適宜他の化
合物をたとえば導管２０により添加する手０段をとり得
る。この目的のために加えられる他の化合物は、水落性
創生物を溶解しかつ簸水溶‘性の化合物であれば、特に
制限はなく、プロピレンの直接水和によるインプロピル
アルコール製造時の鰍水溶性創生物と同一の化合物に限
らず、脂肪族タ炭化水素化合物、芳香族炭化水素化合物
、脂環式炭化水素化合物、エーテル類等から適宜選択で
きる。石油化学工場のごとく、各種の製造工程が存在す
る場合にはこれらの工程から分離される創生０物、たと
えば芳香族抽出工程から得られる非芳香族炭化水素等を
添加する化合物として使用することができ、工場全体の
副生物回収および利用に貢献する。前記の混合工程によ
り得られた含水状態の副生物混合物は、通常は水分を約
２０％〜７０％含有している。

この混合物をついで比重差により油相と水相とに分離す
る。

分離装置は、比重差により分離する能力を有するもので
あれば適宜選択して使用することができるが、好ましく
はデカンターもしくはセトラーを用いることができる。
デカンターを使用すれば連続分離が可能でありより好ま
しい。また、セトラーを使用する際は、分離に必要な時
間は、３の砂〜３０分、通常は１分以内である。また、
分離装置の温度、圧力は適宜設定し得るが、通常は常温
、常圧でよい。第２図には、デカンターを使用した例を
示した。

創生物混合物流は導管２１を経て、デカンタ−Ｆに供給
され、油相は導管２２により、水相は導管２３によりそ
れぞれ抜き出される。油相中の水分は、５重量％以下と
低くすることができるので、これをタンクに貯蔵しても
底部に水が分離することがなく、また、発熱量も約８５
００ｋｃａｌ／ｋ９と高いのでそのまま燃料として使用
可能であり、さらに軽質燃料であり、かつィオウ分が存
在せず、燃焼してもィオウ酸化物が発生せず、良質な公
害防止用燃料となり得る。

また燃料以外にも有効利用できる。一方、水相は、副生
物を１０〜２０％含有し、かつ水相のＣＯＤ値は約５×
１び肌であって、このまま系外に排水することは不可能
であるので、ついで蒸留に供し、該水相中の創生物を繁
項から蟹出させ、該繁頂留分を前記創生混合物と混合す
る一方、塔底からは副生物をほとんど含まず、ＣＯＤ値
のきわめて低い水を分離する。

蒸留塔はいかなる形式でもよいが、通称ストリッパーと
称Ｌされている形式が好ましい。

蒸留塔の運転条件は、該水相中の副生物を塔頂から蟹出
さ＊せ、塔底からは創生物をほとんど含まず、いかなる
排水基準にも合格するＣＯＤ値を有する水を分離できる
ように、温度、圧力を設定する。第２図において、水相
は導管２３により蒸留塔Ｇへ供給され、塔頂からは水を
３０〜４０％程度含有する濃縮された副生物蟹分が導管
２４により分離され、熱交換器日で冷却した後、副生物
混合物流に混合され、分離器Ｆへもどし、創生物と水と
の分離を行なわしめる。

一方、塔底からは導管２５により副生物をほとんど含ま
ない水が分離される。この水のＣＯＤ値は３肌以下とす
ることができ、現行法規内のいかなる排水基準にも合格
するのでそのまま排水可能である。

また、この水をプロピレン水和用の水として再利用する
ことも可能である。実施例 １ 第１図に示した製造工程に従い、リン酸触媒を用い、プ
ロピレン１モルに対し水０．２モルを原料として圧力４
０ｋ９／めでプロピレンの直接水和を行なってインプロ
ピルアルコールを得る方法において導管４，１１，１３
および１４から分離された創生物を第２図に示した工程
で処理した。

混合、分離は、常温、常圧で行ない、蒸留は塔頂温度８
８００、塔底温度１０２０、圧力１．０６ｋ９／めで行
なった。

各導管の流量、成分および組成割合を第１表に示した。

第１表から明らかなように、油相中にほとんどすべての
副生物が回収され、かつ水分含量は４重量％であり、貯
蔵タンク中で４斑時間後に水の分離が認められなかった
。一方、蒸留塔塔底からの水は、副生物は１脚以下、Ｃ
ＯＤ値は１脚であり、現行法親におけるいかなる排水基
準にも合格するものであった。

第１表実施例 ２ 芳香族の溶剤抽出工程から分離された非芳香族化合物流
（成分は主としてＣ６〜Ｃ８の非芳香族炭化水素化合物
）を第２図の導管２０１こより２の重量部加えた他は、
実施例１と同様に操作した。

結果＊を第２表に示した。油相中の水分含量は２重量％
と低下した他実施例１と同様の結果が得られた。第２表

【図面の簡単な説明】

第１図はプロピレンの直接水和によるインプロピルアル
コール製造工程の一例を示す図である。 第２図は本発明の実施工程の一例を示す図である。第３
図は本発明による油相中の含水率と油相中の水溶性副生
物含有率との関係の一例を示した図である。Ａ・・・・
・・プロピレン精製塔、Ｂ・・・・・・反応塔、Ｃ・・
・・・・抽出蒸留塔、Ｄ・・・・・・インプロピルアル
コール濃縮塔、Ｅ・・・・・・混合槽、Ｆ・・・・・・
分離装置、Ｇ・・・・・・蒸留塔、日・・・・・・熱交
換器。 第１囚 繁２図 繁３蟹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プロピレンの直接水和によるイソプロピルアルコー
   ル製造時の副生物である含水水溶性副生物と難水溶性副
   生物とを混合し、ついで比重差により油相と水相とに分
   離し、該水相を蒸留に供し塔頂留分を前記混合工程へも
   どし、塔底から水を分離することを特徴とするプロピレ
   ンの直接水和によるイソプロピルアルコール製造時の副
   生物の処理方法。