JPS6012336B2 - 抽出蒸留により０・２重量％よりも低い含水量を有するアセトンを製造する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、抽出蒸留により０．２重量％よりも低い含水
量を有するアセトンを製造する方法に関し、この場合ア
セトンは例えばイソプロパノ−ルからのアセトン合成及
びアセトンからのメチルイソブチルケトン合成からのも
のであってもよい反応混合物中に存在する。

殊に本発明は蒸留によるアセトン精製に際し抽出剤とし
てィソプロパノールを使用する方法に関し、その際ィソ
プロパノールは循環せしめられかつ上記反応混合物中に
存在していてもよい。種々の方法によってつくられたも
のであってもよいアセトンから水を除去するため多数の
提案が公知となっている。

これらの提案は普通それぞれの製法と関連がある、つま
り生じる粗生成物混合物は所望の生成物を得るために処
理され、こうして得られた生成物はできるだけ高い純度
を得るためにさらに処理される。それでイソプロバノー
ル、エタノール、アセチレン、アセトアルデ｝ヒドもし
くは酢酸から脱水、酸化もしくは蒸気相中での接触的水
素添加によるアセトンの製造においては一般にアセトン
蒸気は種々の蒸気との混合物で得られる。西ドイツ国特
許公告公報第１０１２９０９号には、アセトン合成から
の温かいガスや蒸気の混合物を、塔を上方から下方へ流
れる液体に対して向流で送り、その際アセトンを濃縮す
るため及び残留するアセトン含有液体からアセトンを取
出すために必要な熱を、ガスや蒸気の感熱及び潜熱から
取出すことにより、上記の蒸気混合物からアセトンを分
離及び脱水する簡単な蒸留法が提案されている。こうし
て得られたアセトンの含水量は０．０２〜０．１０％で
ある。西ドイツ国特許公告公報第１２６６７４６号の提
案によれば、アセトンは、ァセトン、酢酸メチル及びメ
タノールを含有する混合物から、水を用いる抽出蒸溜に
おいては炭化水素の存在が邪魔であるという観察された
事実に着目して、高沸点成分をあらかじめ蒸溜により除
去し；前蒸溜の溜出液を水を用いる液Ｇ液抽出に供し、
軽質炭化水素層を除去し；最後に水性抽出液を水で抽出
蒸溜し、これから得られる聡出液を分溜し、アセトンを
含水量０．４丸亀量％の溜出液として得ることによって
取出される。

アセトンから水を除去するためないしは含水アセトン媒
体を濃縮するための他の公知方法は、西ドイツ国特許公
告公報第１７９３５１６号及び西ドイツ国特許公開公報
第２０４７６１４号に記載されている。

該西ドイツ国特許公告公報に記載されている方法はモレ
キュラーシーブを用いて作業し、この場合アセトンから
メタノール、水及び他の不純物を除去するために孔径４
〜５Ａのゼオラィトが使用される。ゼオラィトとアセト
ンが接触する際の副生成物の形成を減少させるために、
特定の接触時間及び温度で作業することが必要である。
引用せる西ドイツ国特許公開公報によれば、水０．５重
量％を有する純アセトンを得るため膜を通して蒸発させ
る技術（Ｐｅｗａｐｏｒａｔｉｏｎ）が使用される。本
発明の議題は、例えばィソプロパノールの接触的脱水素
から及び縮合、脱水及び水素添加を経由する、アセトン
のメチルィソブチルケトン合成からの反応混合物中に生
じるようなアセトンから同伴する水を含量＜０．２重量
％にまで除去することである。本発明のもう１つの課題
は、常用のアセトンの製法において生じる反応混合物中
に存在する１つの反応成分を用いて水の除去を実施する
ことである。

最後に、本発明は現存する装置中での経済的な水の除去
を実施し、環境要件を考慮するという課題を有する。

上記の課題は、常用のアセトン製造法の反応混合物から
、易揮発性の副生成物が存在する場合には前蒸留でこれ
を除去した後、抽出蒸留により０．２雲量％よりも低い
含水量を有するアセトンを得る方法において、上記反応
混合物を蒸留塔の回収部に導入し、最高０．１重量％の
含水量を有するィソプロパノールを該蒸留塔の濃縮部に
供給することにより含水ァセトン蒸気を還流比３：１〜
４：１および繋項圧１．０〜１．＄気圧（絶対圧）で抽
出蒸溜することを特徴とする方法によって解決される。

抽出剤として０．１重量％よりも高い含水量を有するィ
ソプロパノールの使用も理論的に可能ではあるが、抽出
効力が低下する。本発明方法の有利な実施例は、ィソプ
ロパノールからのアセトン製造の際に生じる反応混合物
及び場合によりアセトンからのＭＢＫ（メチルィソブチ
ルケトン）製造の際に生じる反応混合物からアセトンを
前蒸溜及び抽出蒸溜により水く０．２重量％を有する溜
出液として取出し、抽出蒸溜の鰹出液に入るィソプロバ
ノールをそれから分離した後、アセトン製造及び／又は
部分的に抽出蒸溜に供総合することを配慮する。

本発明方法は一般に常用のアセトン製造法、例えば公知
技術に述べられたものに適用しうる。

例えばィソプロパノールの接触的脱水素によるアセトン
合成の場合並びにアセトソから縮合、脱水及び水素添加
によるメチルィソブチルケトン合成の場合に生じるよう
な反応混合物につき、本発明方法を詳説する。本発明の
対象をこれら反応混合物の結合処理に限定することは意
図されてないが、これら混合物の組成は有利に一緒に後
処理するのを可能ならしめる。

反応混合物中に含まれている物質は「主としてアセトン
、水トイソプロパノール及びメチルィソブチルケトン（
ＭＩＢＫ）である。純アセトン及び純血ＢＫの分離は、
ァセトン。ＭＩＢＫの共通の蒸溜プラントにおいて行な
われ、該プラントにおいては順次に接続された塔で低沸
点の低級炭化水素、アセトン、水「ィソプロパノール、
ＭＩＢＫ及び高級ケトンが分離される。本発明の出願日
までに実施された常用の蒸溜法によれば、アセトン塔は
約０．５重量％の含水量を有するアセトンを提供した。
粗製のＭＩＢＫ及びアセトンもしくは粗製アセトン単独
（それぞれの合成から由来）を、プラントに入る前に予
備槽中で混合し、次いで初溜塔中で混合物から易揮発性
の副生成物、主として炭素源子数６までの炭化水素を除
去する。

アセトン塔中へ導入される初溜分を有しないアセトン・
ＭｍＫの混合物は、次の組成範囲によって表わすことが
できる：装入物修１ 装入物豚２ 蝿舞 瞳多 水 ０．５ ２．４ジメチルケ
トン ７９．０ ６９．７イソプロ
パノール １９．０ １３．６ＭＩＢＫ
Ｉ−３ １３．５ジイソ
ブチルケトン ０．３メチルイソ
ブチルカルピノ ０．２ ０．５ー
ル＋メシチルオキシド｛１１ 合成からの粗製アセトン
の前精製後の組成■ アセトンー及びＭＩＢＫ合成から
の合した反応混合物の前精製後の平均組成例１ 実験を実施するために、連続運転の泡鐘塔を使用した。

９４までの泡鐘段を有する塔で、菱入量０．６そ／ｈで
作業した。使用した塔型の段効率は７０％であった。毅
効率は与えられた塔の構造によりかつ塔段当りどれ位の
％の理想段（理論分離段）の分離能率が達成されるかを
指示する。装置は、塔頂圧に対し０．５〜２．０気圧（
絶対圧）の実験用に設計された。すべての実験条件にお
いて個々の繁区間の間で試料を取出すことができ、その
結果塔に沿った濃度プロフイルを得ることができた。織
出液の敬出し‘ま連続的に行なった。溜出液の取出し及
び還流比は振動ホッパにより制御した。装入物は塔温度
に予熱して塔中へ菱入した。アセトン中の水の測定は、
１．８９仰りでＯＨ原子価振動を測定することによって
行なった。常用のカール・フィッシャー法（ＤＩＮ５１
７７７又はＡＳＴＭＤ−１３６４）に比して精度が高く
、取出すべき試料の量が僅かであり、消費時間も少かつ
た。先ず抽出蒸溜なしの８つの実験において溜出液の含
水量及び礎出液に対する次のパラメータの影響を、塔に
沿って選択したレベルにつき調べた：１ 圧力：１．３
気圧（絶対圧）；１．０気圧（絶対圧）：０．７気圧（
絶対圧）２ 還流比：４：１；３：１；１０：１ ３ 塔の高さ：段数鼠：６９：９４ ４ 塔内の温度プロフイル 実験Ｎｏ．１及びＮｏ．４においては装入物ＮＯ．１を
使用し；残りの６つの実験においては袋入物ＮＯ．２を
使用した。

各実験における供給速度は２そ／ｈｒの塔負荷が得られ
るように維持した（塔負荷は単位時間あたり塔の上部を
通る液体物質の量、つまり努項から出る蒸気量と定義さ
れる。塔負荷は留出液量と塔へ戻る還流量との和に等し
い）。この８つの実験を、その実験条件及び実験結果と
ともに、第１表にまとめた。第１表 実験修１、修２、修６および修８は比較実験例である。

これらの結果は、１．＄気圧（絶対圧）の蒸留圧では塔
を高くするだけでは所望の目的は達成することは不可能
であることを示す。蒸留によってアセトンから水をでき
るだけ除去するのは、減圧蒸留によって達成することが
でき「圧力を０．７気圧（絶対圧）まで低下させると１
．３気圧（絶対圧）における作業に比して塔の生産能力
が１／２だけ減少する。また、この目的は還流比を４：
１から少なくとも１０：１に増加することによっても達
成できるが、これもまた生産能力の減少をもたらす。さ
らに、高い還流比は蒸留塔の１」ポィラにおける蒸気消
費量が高くなることを意味する。減圧蒸留は真空形成の
ためなちびに高い冷却剤消費量のための付加的投資を必
要とする。これを別としても、減圧下で実施されるアセ
トン蒸溜においては、低い露点のため重大な環境汚染の
問題が生じる。意外にも前述した問題は、水の少ない純
アセトン（合水量＜０．２重量％）を得る目的でィソプ
ロパノ−ル（合水量＜０．１重量％）を抽出蒸溜におけ
る抽出剤として使用し、これをアセトン塔の濃縮部中へ
選択された個所で袋入すれば解決される。連続蒸溜の場
合、装入物の流入個所と搭頂部との間の繁部分は濃縮部
（ＶｅＲｔａｒｋｅｒ協ｌ）と呼ばれ、流入個所と塔蒸
溜鰹との間の塔部分は回収部（Ａｂｔｒｉｅｂｓｔｅｉ
ｌ）と呼ばれる。ィソプロパノ−ルの温度を装入段板の
温度（＝ァセトンの沸騰温度）に調節することにより、
繁中での制御不能の還流が避けられる。流下するィソプ
ロパノールは、上昇するアセトン。水の蒸気混合物から
、ィソプロバノール量及び抽出区間により、ここに存在
する水の大部分を取出し、この水はィソプロパノールと
ともに塔蒸溜糟に入る。この場合上昇する蒸気中に入る
少量のィソプロパ／−ルは、塔の残り部分においてアセ
トンと分離される。アセトン塔の桜出液中に存在するィ
ソプロパノ−ルは、その分離後、一部はアセトン合成に
戻され、一部分流は新たな抽出蒸溜のため塔の濃縮部に
供給される。使用すべきィソプロパノール量は比較的僅
かであり、実施された実験では塔負荷の５〜１申容量％
、とくに約鰍容量％に達した。例２ 本発明方法を示す３つの実験シリーズを、例１に使用し
た装置であるが、必要に応じ、濃縮部中への抽出剤の導
入ができるように変更した装置において実施した。

さらに、この実験シリーズで使用した塔内の棚段数は６
９、９４又は１１０であった。それぞれの実験において
、留出液の最低含水量を抽出蒸留ないこ評価し、次いで
ィソプロパノールを用いる抽出蒸留を実施して製品アセ
トンの含水量に対する効果を評価した。実験Ｎｏ．９及
びＮｏ．１０では装入物Ｎｏ．２が供給源料であり、実
験Ｎｏ．１１では塔へのアセトン菱入物は装入物Ｎｏ．
１であった。すべての実験ランにおいては供給量を調節
して２そ／ｈｒの塔負荷を維持した。実験ＮＯ．９およ
びＮｏ．１０において抽出剤として使用したイソプロパ
ノールは、０．１重量％の含水量を有し、実験Ｎｏ．１
１で使用したイソプロパノールは０．０１重量％（１０
０脚）の含水量を有していた。実験Ｎｏ．１０において
は、抽出剤の量及び抽出棚段増加の効果を調べた。抽出
部（抽出棚段）は、アセトン装入物入口とィソプロバノ
ール添加口との間の濃縮部における搭部分である。塔底
部から回収されたィソプロパノールは脱水後循環して必
要な新しい抽出剤の量を減少させるのに使用した。これ
ら抽出蒸留の結果は第２表にまとめた。第２表 １）抽出蒸溜なしの純ァセトン中の含水量 ２）本発
明にょる抽出蒸溜使用の純ァセトン中の含水量 実験修
１０おょび豚１１は比較実験例である。

これらの結果から本方法の次の利点が譲導される：塔は
同じ還流比（４：１）及び同じ圧力〔１．３気圧（絶対
圧）〕で運転することができるので、生産能力の著しい
減少は生じない。

抽出効果は、抽出棚段数なし、しは抽出に使用されるイ
ソプロパノール量を変えることによって制御することが
できる。

さらに、ィソプロパノールの含水量の低下はアセトン製
品の含水量の低下をもたらす。

本方法は、含水装入混合物から水の少し１アセトンを得
るすべてのアセトン蒸溜において、とくにその袋入混合
物がィソプロパノールの脱水系によるアセトンの合成の
際に生じたものでありかつ水とともにイソプロパノール
をも含有するようなアセトン蒸溜において使用される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 常用のアセトン製造法の反応混合物から、易揮発性
   副生成物が存在する場合には前蒸留でこれを除去した後
   、抽出蒸留により０．２重量％よりも低い含水量を有す
   るアセトンを得る方法において、上記反応混合物を蒸留
   塔の回収部に導入し、最高０．１重量％の含水量を有す
   るイソプロパノールを該蒸留塔の濃縮部に供給すること
   により含水アセトン蒸気を還流比３：１〜４：１および
   塔頂圧１．０〜１．３気圧（絶対圧）で抽出蒸留するこ
   とを特徴とする、抽出蒸留により０．２重量％よりも低
   い含水量を有するアセトンを製造する方法。