JP5194124B2 - 酢酸sec−ブチルを製造する反応生成物から重質炭化水素を除去する方法 - Google Patents
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Description
(1)酢酸とC4混合物とが反応した後の混合物をフラッシュ塔に導入し、フラッシュによりフラッシュ塔の頂上から未反応のC4混合物および軽質成分を分離する工程。
(2)フラッシュ塔の底部より生成物を共沸精留塔に導入し、共沸剤Aを加えて、共沸精留により酢酸sec−ブチルと酢酸を分離する工程。
(3)共沸精留塔の頂上物を精製塔に導入し、精留により酢酸sec−ブチルを得る工程。
(4)共沸精留塔の下部から出てきた酢酸に含有される共沸剤Aの量が反応または触媒の活性と寿命に悪い影響を与える時、共沸精留塔の下部から出てきたものを酸濃縮塔に導入し、共沸剤Bを加えて、再度の共沸精留を行い、酢酸を濃縮して循環再利用する、もしくは、共沸精留塔の下部から出てきた酢酸に含有される共沸剤Aの量が反応ならびに触媒の活性と寿命に悪い影響を与えない時、共沸精留塔の下部から出てきたものを反応系に直接に循環して再利用する。
酢酸sec−ブチルを製造する工程において、反応後の混合物より未反応のC4および軽質成分を除去してから、水と混合し、水を共沸剤として、酢酸と酢酸sec−ブチルを共沸分離した。共沸精留塔の底部は重質炭化水素を多く含む領域であった。図1に示すように、共沸精留塔の底部から材料を抜き出して水洗塔の下部に質量流量100Kg/hrで導入した。水を水洗塔の上部に質量流量800Kg/hrで注入した(水の質量流量と材料の質量流量の比は8)。水と材料とは逆方向で接触させ、重質炭化水素を水洗塔の上層部(水洗塔の頂部)から排出し、水を水洗塔の底部から抜き出して改めて系(共沸精留塔)に注入した。
水洗塔下部の材料の質量流量を100Kg/hr、水洗塔上部に注入する水の質量流量を150Kg/hr(即ち、水の質量流量と材料の質量流量の比が1.5である)とする以外は、実施例1と同じ手順、プロセス条件で行った。以上の操作により、共沸精留塔の底部にある重質炭化水素を1〜5質量%程度に制御できて、装置は6ヶ月間連続運転しても、共沸精留塔底部のリボイラーには明確なスケール形成を確認できなかった。
共沸精留塔の底部から材料を抜き出さず、かつ水洗操作をしなかったこと以外は、実施例2と同様に操作した。その結果、共沸精留塔の底部にある重質炭化水素の含量は次第に増えて、1ヶ月後に共沸精留塔の底部にある材料の重質炭化水素の含量は30質量%程度になり、共沸精留塔底部のリボイラーにはスケール形成があり深刻だった。リボイラーにスケールが形成されると、リボイラーの伝熱性が悪くなり、酢酸sec−ブチルと水との共沸物が塔頂まで来なくなり、分離の効果が悪くなった。
酢酸sec−ブチルを製造する工程において、反応後の混合物より未反応のC4および軽質成分を除去してから、水と混合し、水を共沸剤とし、酢酸と酢酸sec−ブチルを共沸分離した。共沸精留塔の底部は重質炭化水素を多く含む領域であった。図2に示すように、共沸精留塔の底部から材料を抜き出して水を張っている水洗塔の下部に、材料の質量流量100Kg/hrで導入した。水洗塔中の水が静置して動かない、すなわち水の質量流量と材料の質量流量の比は0であった。材料を塔内に流し込み、水と材料とを充分に接触させ、重質炭化水素を水洗塔の頂部から排出した。その間、重質炭化水素中の酸含量が0.5%を超える場合に、水洗塔の水を系に注入し、水洗塔に水を補充した。
図1に示すように、酢酸sec−ブチル52.28質量%、酢酸43.22質量%、炭化水素類及びその他の物質4.5質量%からなる混合物を共沸精留塔に仕込み、同時に酢酸sec−ブチル/水=4/1(質量%)の比で共沸精留塔に共沸剤とする水を加えた。共沸精留塔の塔底温度が120℃、塔頂温度が85.5℃、共沸精留後得た塔頂留出物の組成は、酢酸sec−ブチル94.613質量%、酢酸0.007質量%、水0.98質量%、炭化水素類及びその他の物質4.4質量%であった。この塔頂留出物はさらに精製を行ってもよい。
共沸精留塔の底部から材料を抜き出さず、かつ水洗操作をしていない以外実施例1と同じ反応混合物、同じ共沸精留条件で操作した。その結果、共沸精留塔の底部にある重質炭化水素の含量が次第に増えて、1ヶ月後に共沸精留塔の底部にある重質炭化水素の含量は30質量%程度になり、共沸精留塔底部のリボイラーにはスケール形成があり深刻だった。リボイラーにスケールが形成されると、リボイラーの伝熱性が悪くなり、酢酸sec−ブチルと水との共沸物が塔頂まで来なくなり、分離の効果が悪くなり、エネルギーロスが大きかった。
酢酸sec−ブチル56.26質量%、酢酸40.24質量%、炭化水素類及びその他の物質3.5質量%からなる混合物を共沸精留塔に仕込み、同時に酢酸sec−ブチル/水=4/1(質量%)の比で共沸精留塔に共沸剤とする水を加えた。共沸精留塔の塔底温度が105℃、塔頂温度が78.1℃、共沸精留後得た塔頂留出物の組成は、酢酸sec−ブチル95.99質量%、酢酸0.01質量%、水0.9質量%、炭化水素類及びその他の物質3.1質量%であった。この塔頂留出物はさらに精製を行ってもよい。
酢酸sec−ブチル52.79質量%、酢酸42.71質量%、炭化水素類及びその他の物質4.5質量%からなる混合物を共沸精留塔に仕込み、同時に酢酸sec−ブチル/水=4/1(質量%)の比で共沸精留塔に共沸剤とする水を加えた。共沸精留塔の塔底温度が128℃、塔頂温度が86.5℃、共沸精留後得た塔頂留出物の組成は、酢酸sec−ブチル95.94質量%、酢酸0.01質量%、水1質量%、炭化水素類及びその他の物質3.05質量%であった。この塔頂留出物はさらに精製を行ってもよい。
共沸精留塔の底部の材料を水洗塔の下部に質量流量100Kg/hrで導入した。水は水洗塔の上部に質量流量1000Kg/hrで注入した(水の質量流量と塔底の材料の質量流量の比は10)。その他の工程は実施例1と同様に行った。水洗操作により、反応で生成した重質炭化水素および系に累積した重質炭化水素を適時に排出できて、共沸精留塔の底部にある重質炭化水素を1〜5質量%程度に制御できて、装置は20日間連続運転しても、共沸精留塔底部のリボイラーには明確なスケール形成を確認できなかった。
酢酸sec−ブチル52.53質量%、酢酸42.75質量%、炭化水素類及びその他の物質4.72質量%からなる混合物を共沸精留塔に仕込み、同時に酢酸sec−ブチル/水=4/1(質量%)の比で共沸精留塔に共沸剤とする水を加えた。共沸精留塔の塔底温度が125℃、塔頂温度が89.5℃、共沸精留後得た塔頂留出物の組成は、酢酸sec−ブチル95.09質量%、酢酸0.01質量%、水0.9質量%、炭化水素類及びその他の物質4質量%であった。この塔頂留出物はさらに精製を行ってもよい。
Claims (9)
- 酢酸とブテンまたはC4混合物との反応により酢酸sec−ブチルを製造する方法において、原料のブテンまたはC4混合物が重合して重質炭化水素を形成し、共沸分離過程において共沸精留塔の底部に形成される重質炭化水素を多く含む領域から材料を抜き出し、該材料を水と充分に接触させ、該材料中の重質炭化水素と水が自然に分層化し、上層の重質炭化水素層を排出し、下層の水層を共沸精留塔に改めて再注入することを特徴とする酢酸sec−ブチル製造反応生成物中の重質炭化水素を除去する方法。
- 前記重質炭化水素を多く含む領域から抜き出した材料が水と充分に接触する過程において、水の質量流量と材料の質量流量の比が0〜20の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の酢酸sec−ブチル製造反応生成物中の重質炭化水素を除去する方法。
- 前記重質炭化水素を多く含む領域から抜き出した材料が水と充分に接触する過程において、水の質量流量と材料の質量流量の比が0〜10の範囲であることを特徴とする請求項2に記載の酢酸sec−ブチル製造反応生成物中の重質炭化水素を除去する方法。
- 前記共沸分離過程は、酢酸sec−ブチル、酢酸及び重質炭化水素を含有する混合物を共沸精留塔に仕込み、共沸剤を加えて共沸精留を行い、酢酸sec−ブチルと共沸剤からなる共沸物を共沸精留塔の塔頂から留出し、酢酸と重質炭化水素を塔の底部に移動させる工程を含んでなり、前記重質炭化水素を多く含む領域から抜き出した材料は共沸精留塔の下部側線から酢酸を抜き出して残った物質であり、前記共沸剤は酢酸sec−ブチルと共沸物を形成できて、かつ該共沸点は酢酸の沸点との差が10℃以上の物質であることを特徴とする請求項3に記載の酢酸sec−ブチル製造反応生成物中の重質炭化水素を除去する方法。
- 前記共沸剤が水であることを特徴とする請求項4に記載の酢酸sec−ブチル製造反応生成物中の重質炭化水素を除去する方法。
- 前記共沸精留塔の底部温度を100〜130℃の範囲に制御し、共沸精留塔の頂部温度を75〜100℃の範囲に制御することを特徴とする請求項5に記載の酢酸sec−ブチル製造反応生成物中の重質炭化水素を除去する方法。
- 前記共沸精留塔の底部温度を105〜125℃の範囲に制御し、共沸精留塔の頂部温度を78〜90℃の範囲に制御することを特徴とする請求項6に記載の酢酸sec−ブチル製造反応生成物中の重質炭化水素を除去する方法。
- 前記共沸精留塔の下部側線から抜き出した酢酸を酢酸sec−ブチルを製造する反応系に循環することを特徴とする請求項7に記載の酢酸sec−ブチル製造反応生成物中の重質炭化水素を除去する方法。
- 前記共沸精留塔の下部側線から抜き出した酢酸を酢酸sec−ブチルを製造する反応系に循環することを特徴とする請求項4に記載の酢酸sec−ブチル製造反応生成物中の重質炭化水素を除去する方法。
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