共沸蒸馏方法技术

本发明专利技术为共沸蒸馏方法，它至少包括以下工序（１）～（５）。工序（１）：含水、脂肪族羧酸及脂肪族羧酸酯的待蒸馏溶液用共沸剂共沸蒸馏，得到含水量减少的脂肪族羧酸以及水分被浓缩的塔顶馏分的工序。工序（２）：使塔顶馏分冷凝，得到气体以及分成水相和油相两相的冷凝液的工序。工序（３）：从冷凝液中分得水相和油相的工序。工序（４）：将分得的水相的一部分或全部进行蒸馏，得到含上述脂肪族羧酸酯而含水量减少的塔顶馏分的工序。工序（５）：将工序（４）所得的塔顶馏分与工序（３）所分得的油相的一部分或全部一起蒸馏，而将蒸馏所得的上述脂肪族羧酸酯的一部分或全部回收至共沸蒸馏体系之外的工序。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。本专利技术在从含脂肪族羧酸例如乙酸的水性供给液流中通过共沸蒸馏分离除去水而回收脂肪族羧酸的场合特别有效。本专利技术涉及在含脂肪族羧酸的溶剂中经液相氧化反应制造芳香族羧酸的过程中适于回收用作溶剂的脂肪族羧酸的方法。
技术介绍
是在难于蒸馏分离的混合物中，通过添加能与某一成分形成共沸混合物的物质(共沸剂)使蒸馏的分离性能提高。作为的工业适用的例子有，在乙酸与水的混合物中，添加与水形成共沸混合物的乙酸正丙酯或乙酸正丁酯进行共沸蒸馏，从乙酸与水的混合液中得到高纯度乙酸的方法等。认为可以适用的一个方面，是制造芳香族羧酸。即在芳香族羧酸制造过程中回收溶剂的过程时，可适用。对苯二酸等芳香族羧酸的制造，通常是在含乙酸等脂肪族羧酸的溶剂中进行的。但是该制造工序中有水生成，因此反应体系中必须防止水蓄积。因此，要从反应器中取出脂肪族羧酸和水的混合蒸气，将含该蒸气的冷凝液的供给液流蒸馏，使水与脂肪族羧酸分离，并将脱水的脂肪族羧酸的至少一部分再循环到反应原料液配制槽等。若注意到脂肪族羧酸中，乙酸被广泛用作上述溶剂时，通常用精馏法从乙酸和水的混合物中分离除去水，但一看设备费和变动费，共沸蒸馏就变得有利。共沸蒸馏技术开发的主要观点，大体可分为分离性能、控制性能、减少回流比、共沸蒸馏塔塔顶馏分冷凝液的后处理。通常回流比大，运转稳定性好，随着回流比变小，运转稳定性逐渐变差。另外，若回流比降至某一限度以下时，共沸蒸馏本身的分离性能急剧恶化。该限度通常被称为最小回流比，该值随供给液组成、共沸剂种类、共沸蒸馏塔中供给液的供给位置(高度)、给液管线数、回流液返回的方法、共沸剂返回方法等而异。若以非常高的回流比进行运转时，虽容易使控制性能和分离性能得到满足，但这样的运转消耗大量能量，经济上不利，所以实际上是使回流比尽量接近最小回流比，尽可能减少能耗，进行运转。分离乙酸和水的，在日本特许公报昭62-41219号、韩国专利公开94-14292号、日本特许公开公报2000-72714号、WO98/45239号等公报中都有公开。日本特许公报昭62-41219号提出，在将共沸蒸馏塔塔顶蒸气冷凝液进行液液分离后，作为减少水相侧所混有的油相成分的方法，特别是着眼于油相成分的乙酸异丁酯和杂质脂肪族羧酸酯，对水相液进行汽提而将它们回收的方法。然而，其目的是作为油相成分混入水相而造成损失的对策，但不是完全能解决杂质脂肪族羧酸酯所引起的问题的技术。上述脂肪族羧酸酯随着给液，一起进入蒸馏塔，蓄积于油相中。特许公报昭62-41219号公报记载的方法，是防止这样蓄积的杂质脂肪族羧酸酯的一部分伴随水相而损失的技术，但未提及油相中上述脂肪族羧酸酯蓄积而浓度上升的问题。上述脂肪族羧酸酯浓度的上升使共沸蒸馏时乙酸和水的分离性能恶化，使有效成分(乙酸)发生损失。其后各公司也提出了防止杂质(脂肪族羧酸酯)蓄积在油相的技术。例如韩国专利公开94-14292号公报提出，在将共沸蒸馏塔塔顶蒸气冷凝而得的冷凝液进行液液分离后，蒸馏回收存在于油相一侧的杂质脂肪羧酸酯的方法。然而该法存在下列问题，由于油相中上述脂肪族羧酸酯和共沸剂的分离性能差，上述脂肪族羧酸酯的分离需要大量能量。此外，特许公开公报2000-72714号提出，让共沸蒸馏塔的塔顶蒸气部分冷凝，而使残留气体中的杂质脂肪族羧酸酯吸收于乙酸中以进行回收的方法。然而，用该法部分冷凝会有共沸剂混杂，不能仅将上述脂肪族羧酸酯提取，会引起有效成分(共沸剂成分)损失和污染产品。WO98/45239号公报提出，将共沸蒸馏塔的塔顶蒸气部分冷凝，蒸馏残留的气体，以回收杂质脂肪族羧酸酯的方法。该技术也在使用热量这一点上加以改善，但不能分离上述脂肪族羧酸酯，在要设计用于回收的专用途经这点上存在与其他专利所记载的技术同样的问题。此外，同一公报中也存在因共沸组成中水浓度低，故经共沸蒸馏除水必须使用大量共沸剂的问题。共沸蒸馏时使用的共沸剂的量由共沸组成决定，通常对水的重量比在1倍以上，例如是2～5倍。因此，除共沸剂本身需要量大以外，通常由于共沸剂循环使用，沸点比乙酸低，且难溶于水的物质(如在制造对苯二酸时的乙酸甲酯和对二甲苯)蓄积在共沸剂一侧。因此，如含有杂质的量增加，油相量就大幅增加。因而作为一种杂质的脂肪族羧酸酯可含有的允许范围狭小。如上所述，杂质脂肪族羧酸酯的回收，最好是与下列整个课题相对应使蒸馏体系的物料平衡，降低分离回收所用的能量，高纯度地回收，用简单的设备避免变动损失。为此以前提出了杂质脂肪族羧酸酯的专用回收设备。本专利技术是考虑到这些情况而进行的，着眼于将共沸蒸馏塔塔顶馏分冷凝而得到的冷凝液的水相中的杂质脂肪族羧酸酯的浓度与共沸剂的浓度之比而得出的新思路作为出发点的。从该水相中回收有机成分几乎是必需的操作，这点为人所公知，但本专利技术积极应用该操作，发现了抑制杂质脂肪族羧酸酯增加的技术。因而本专利技术是由该技术构筑的，通过引入简单的过程，希望能提供降低能量使用量，且具优良分离性能的。
技术实现思路
本专利技术涉及在共沸蒸馏的操作中，存在于共沸蒸馏塔内的共沸剂中所蓄积的杂质脂肪族羧酸酯的回收。本专利技术者着眼于共沸蒸馏塔塔顶馏分冷凝液的水相内上述脂肪族羧酸酯浓度与共沸剂浓度之比比油相中高，从水相中回收上述脂肪族羧酸酯，就发现比以前着眼于途径回收的方法更简易而且低能耗地回收上述脂肪族羧酸酯。本专利技术是根据这些发现而完成的。即本专利技术的要点，在于至少包括以下工序(1)～(5)的。工序(1)含水、脂肪族羧酸及脂肪族羧酸酯的待蒸馏溶液用共沸剂共沸蒸馏，得到含水量减少的脂肪族羧酸以及水分被浓缩的塔顶馏分的工序。工序(2)使塔顶馏分冷凝，得到气体以及分成水相和油相两相的冷凝液的工序。工序(3)从冷凝液中分出水相和油相的工序。工序(4)将分得的水相的一部分或全部进行蒸馏，得到含上述脂肪族羧酸酯而含水量减少的塔顶馏分的工序。工序(5)将工序(4)得到的塔顶馏分与工序(3)分得的油相的一部分或全部一起蒸馏，将蒸馏所得的上述脂肪族羧酸酯的一部分或全部回收至共沸蒸馏体系之外的工序。附图的简单说明附图说明图1为实施本专利技术的蒸馏方法的一例的流程图。图中符号为11为共沸蒸馏塔，13为液液分离槽(倾析器)，21为汽提塔，24为共沸剂回收塔。实施专利技术的最佳形式以下对本专利技术的实施形态作详细说明。本说明书中，“待蒸馏溶液”是指含要精制的目标物质与要减少其浓度的物质(以下称“要减少的物质”)的混合溶液。“共沸剂”指进行共沸蒸馏而加入的第三成分。而“共沸范围”是指在该范围内作为液相存在的整个组成中共沸剂浓度至少为0.1重量％的范围。“共沸蒸馏塔”是指蒸馏上述待蒸馏溶液和共沸剂的蒸馏塔。〔工序(1)的说明〕本专利技术中，首先作为工序(1)，包括将含水、脂肪族羧酸及脂肪族羧酸酯的待蒸馏溶液用共沸剂共沸蒸馏，得到含水量减少的目标物质脂肪族羧酸以及水分被浓缩的塔顶馏分的工序。为了通过共沸蒸馏减少含脂肪族羧酸及水的混合物中的水的浓度，通常进行蒸馏希望从塔底得到的塔底排出液含有含水量减少的脂肪族羧酸，而从塔顶得到主要含水和共沸剂的共沸混合物蒸气。这时为达到再使用脂肪族羧酸等的目的，最好塔底排出液中的共沸剂的浓度在100ppm以下，而根据经济性的要求等，最好共沸蒸馏塔塔顶馏分冷凝液中脂肪族羧酸的浓度在1000ppm本文档来自技高网...

【技术保护点】
共沸蒸馏方法，其特征在于，至少包括以下工序（１）～（５），　　　　工序（１）是将含水、脂肪族羧酸和脂肪族羧酸酯的待蒸馏溶液用共沸剂共沸蒸馏，得到含水量减少的脂肪族羧酸以及水分被浓缩的塔顶馏分的工序，　　　　工序（２）是使该塔顶馏分冷凝，得到气体以及分成水相和油相两相的冷凝液的工序，　　　　工序（３）是从该冷凝液分得水相和油相的工序，　　　　工序（４）是将分得的水相的一部分或全部蒸馏，得到含上述脂肪族羧酸酯、且含水量减少的塔顶馏分的工序，　　　　工序（５）是将工序（４）得到的塔顶馏分与工序（３）分得的油相的一部分或全部一起蒸馏，将该蒸馏所得的上述脂肪族羧酸酯的一部分或全部回收至共沸蒸馏体系外的工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沼田元千，矶贝隆行，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]