JP2001213857A - アクリロニトリルの回収方法と回収装置 - Google Patents

アクリロニトリルの回収方法と回収装置

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JP2001213857A JP2000024081A JP2000024081A JP2001213857A JP 2001213857 A JP2001213857 A JP 2001213857A JP 2000024081 A JP2000024081 A JP 2000024081A JP 2000024081 A JP2000024081 A JP 2000024081A JP 2001213857 A JP2001213857 A JP 2001213857A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 後処理工程に多大な設備を要することなく、
より低い設備コストで効率よくアクリロニトリルを回収
可能なアクリロニトリルの回収方法と回収装置を提供す
る。 【解決手段】 アクリロニトリルを含む被処理ガス中に
低温プラズマ放電することにより、アクリロニトリル以
外の成分を分解し、分解後の被処理ガスを回収するアク
リロニトリルの回収方法と回収装置。

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の
回収方法と回収装置に関し、詳しくは、低温プラズマ放
電技術を用いることにより回収効率を高めたアクリロニ
トリルの回収方法と回収装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アクリロニトリルは、合成繊維、NBR
などの合成ゴム、AS樹脂、ABS樹脂、塗料、その他
の有機合成原料として多用されている。その一方で、ア
クリロニトリルは人体に有害であり、その取り扱い、特
に排出には十分な注意が必要とされている。
【0003】一般にアクリロニトリルは、プロピレン、
アンモニア、酸素(空気)を原料ガスとして用いて、こ
れらを反応塔内において高温で反応させ、更に中和塔に
送られてここで硫酸と反応させ、未反応のアンモニアは
硫酸アンモニウム水溶液として除去され、その後、スト
リッパー、シアン化水素分離塔を経て、更に水中に投入
されて抽出蒸留塔に送給され、以後複数の分離回収塔を
経てから精製されて得られる。
【0004】この場合、アクリロニトリルの精製回収
は、これを含む被処理ガス中のアクリロニトリル濃度を
できる限り高くすることが、後工程による回収効率を高
めることになると共に、最終的に排出される排ガス中の
アクリロニトリルを極力減らすことができるので重要で
ある。排ガス中のアクリロニトリルは、これが有害であ
るため確実な除去が要請されている。
【0005】このような事情に鑑みて、アクリロニトリ
ルを含む被処理ガスを、特定成分を添加した水に接触さ
せてアクリロニトリルを吸収させ、被処理ガス中からア
クリロニトリルの回収効率を上げる方法が提案されてい
る(例えば、特開平11−199560号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法は被処理ガス中のアクリロニトリルを水に吸収させる
際に、特定成分の作用により水中へのアクリロニトリル
の溶解を促進することによって回収するものであるた
め、回収率を高めるのに限界があるのみならず、他の成
分はそのまま残留することになり、後工程では依然とし
て複雑で大掛かりな蒸留精製設備を要するなど、設備コ
スト的に未だ改良の余地がある。
【0007】そこで、かかる従来技術の有する問題点に
鑑みて、本発明者らは鋭意研究した結果、低温プラズマ
放電技術を用いることにより、被処理ガス中に含まれる
アクリロニトリル以外の有機ガス成分を効果的に分解処
理できることを見出し、被処理ガス中からアクリロニト
リルを効果的に回収する発明を完成した。この発明によ
ると、他の有機成分などは分解され処理し易い成分に変
化するので、後処理工程に多大な設備を要することな
く、より低い設備コストで効率よくアクリロニトリルを
回収可能なアクリロニトリルの回収方法と回収装置を提
供可能となる。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
アクリロニトリルの回収方法の特徴構成は、アクリロニ
トリルを含む被処理ガス中に低温プラズマ放電すること
により、アクリロニトリル以外の成分を分解し、分解後
の被処理ガスを回収することにある。
【0009】この構成によれば、アクリロニトリルその
他の種々の成分を含む被処理ガスに低温プラズマ放電処
理することにより、アクリロニトリル以外の他の有機成
分などは分解され処理し易い成分に変化するので、後処
理工程に多大な設備を要することなく、より低い設備コ
ストで効率よくアクリロニトリルを回収可能となる。か
かる現象は、アクリロニトリルがその構造にN≡Cを有
しており、低温プラズマ放電によっても比較的安定であ
るのに対して、そのような強固な結合を有していない他
の有機成分などは分解され易いことによるものと考えら
れる。
【0010】もっとも、低温プラズマ放電によるアクリ
ロニトリル以外の成分の分解は、その全ての成分を完全
に分解する必要は必ずしもなく、できるだけ分解するこ
とで足りる。それによっても、分解後の被処理ガス中の
アクリロニトリルを回収する効率は確実に向上するから
である。尚、被処理ガス中の成分としては、ガス状のみ
ならず、ミスト状など種々の形態をなす成分も含まれ
る。
【0011】その結果、本発明によれば、後処理工程に
多大な設備を要することなく、より低い設備コストで効
率よくアクリロニトリルを回収可能なアクリロニトリル
の回収方法を提供できた。
【0012】低温プラズマ放電するに先立って、前記被
処理ガスを調湿処理することが好ましい。
【0013】被処理ガス中に水分が存在していると、低
温プラズマ放電による分解効果が阻害されるので、被処
理ガス中の水分を加熱するなどして調湿処理を行うこと
により、顕著な処理効果をあげることができるので都合
がよい。
【0014】前記被処理ガス中に低温プラズマ放電した
後、再度低温プラズマ放電することが好ましい。
【0015】このように構成すると、被処理ガスに対す
る低温プラズマ放電による処理を一層促進させ、アクリ
ロニトリルの回収効率を向上できて都合がよい。その場
合、低温プラズマ放電による処理後の被処理ガス流路の
途中に分析装置を接続しておき、処理後の成分をモニタ
ーした結果に基づいて行ってもよいし、定期的に処理後
の成分をサンプリングした結果に基づいて行うようにし
てもよい。
【0016】更に、本発明にかかるアクリロニトリルの
回収装置の特徴構成は、被処理ガス導入口と、導入され
た被処理ガス中の成分を低温プラズマ放電して分解する
放電反応室と、処理済ガスを排出する排出口とを設けた
低温プラズマ放電装置を備えることにある。
【0017】この構成によれば、低温プラズマ放電装置
により被処理ガス中に含まれるアクリロニトリル以外の
他の有機成分などは分解され処理し易い成分に変化する
ので、後処理工程に多大な設備を要することなく、より
低い設備コストで効率よくアクリロニトリルを回収可能
なアクリロニトリル回収装置を提供できる。
【0018】前記被処理ガス導入口の前に、前記被処理
ガスを調湿可能な調湿装置が接続されていることが好ま
しい。
【0019】低温プラズマ放電による分解効果を阻害す
る、被処理ガスの湿度を確実に減少させて、低温プラズ
マ放電による分解効果を高く維持できて都合がよいから
である。調湿装置としては、被処理ガスの温度を5〜1
0℃程度上昇可能なヒータ装置などを挙げることができ
る。
【0020】前記被処理ガス中の成分に低温プラズマ放
電した後、再度低温プラズマ放電するため、前記排出口
から前記被処理ガス導入口へ被処理ガスを送給する復帰
手段を備えることが好ましい。
【0021】このように構成されていると、被処理ガス
に対する低温プラズマ放電による処理を一層促進させ、
アクリロニトリルの回収効率を向上できて都合がよい。
復帰手段としては、低温プラズマ放電装置の排出口から
導入口へと接続する配管などを挙げることができる。こ
の配管の途中に、被処理ガスを送給するための送風装置
あるいは経路変更手段であるバルブ等を設けてもよい
し、被処理ガスの分析装置を排出口近傍に設けるように
して、その結果に基づき分解不十分な被処理ガスを復帰
させるようにしてもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して詳細に説明する。図1は、本発明に係るアクリロ
ニトリルの回収方法に用いる回収装置の概略構成を示
す。このアクリロニトリル回収装置Aは、アクリロニト
リルを含む被処理ガス導入口1と、この被処理ガスを調
湿する調湿装置2であるヒータ装置と、このヒータ装置
2により加熱され除湿された被処理ガスに放電してアク
リロニトリル以外の成分を分解する高圧放電反応器3
と、放電され分解処理された被処理ガスを排出する排出
口4と、この排出口4から排出された被処理ガス(高濃
度アクリロニトリルガス)を後工程に送給する送風機5
とからなっている。
【0023】ヒータ装置2は、被処理ガスの温度にもよ
るが、アクリロニトリルの精製工程では、一般に100
〜130℃であるため、これを105〜140℃程度に
加熱することにより被処理ガス中の湿度を低減する。
【0024】高圧放電反応器3は、放電反応部3aと触
媒部3bとを備えて構成されている。放電反応部3a
は、有機性絶縁層または高純度アルミナ絶縁層などを挟
んで設けられた線状放電極と面状誘導電極との間に交流
電圧を印加可能になっていて、交流電圧を印加すること
により線状放電極の側縁から絶縁層の表面に沿って多数
のストリーマ状の交流沿面放電を発生されるようになっ
ている。高圧放電反応器3に導入された被処理ガス中に
含まれる成分の内、その分離または解離エネルギーが放
電エネルギーより小さい成分は分解され、更に、被処理
ガスは次の触媒部3bに送給されて酸化分解を促進され
る。残留オゾンが存在する場合も、触媒部3bにより分
解される。尚、アクリロニトリル以外の成分の分解処理
が不十分な場合には、放電反応部3aの周波数その他の
放電条件を適宜変更することにより行えばよい。
【0025】触媒部3bは、種々の触媒を適用できる
が、例えば活性炭をベースとしてシリカアルミナ混合体
からなる触媒などを好適に使用できる。形状は、特に限
定されず、粒状、ペレット状、ハニカム状など、いずれ
の形状のものも使用できる。
【0026】分解処理された被処理ガスは、高圧放電反
応器3の排出口4より排出され、濃度を高められたアク
リロニトリルは送風機5によりアクリロニトリル濃縮塔
7、精留塔8に向けて送給され、アクリロニトリルの分
離回収が効率良く行われるようになる。このように、被
処理ガスを放電処理し分解することによって、アクリロ
ニトリル以外の成分を後工程の分離回収塔において水に
溶解し易くできる。
【0027】尚、被処理ガス中の成分を高圧放電反応器
3によって放電処理し分解した後、再度放電処理するた
め、排出口4から被処理ガス導入口1へ被処理ガスを送
給する復帰手段6である配管を備えていることが好まし
い。高圧放電反応器3による分解処理の度合を一層高め
ることができるからである。この配管途中に、被処理ガ
スを送給するための送風装置あるいは経路変更手段であ
るバルブ等を設けてもよいし、被処理ガスの分析装置を
排出口4近傍に設けるようにして、その結果に基づき分
解不十分な被処理ガスを復帰させるようにしてもよい。
【0028】
【実施例】樹脂製造ラインから排出された流量500L
/minの被処理ガスを、ヒータ装置2に導入して10
5〜140℃に加熱しつつ除湿し、この除湿された被処
理ガスを高圧放電反応器3に導入して放電処理した。放
電処理は、沿面放電装置を用いて放電電圧5〜15k
V、周波数5〜50kHzの放電条件下にて行い、その
後、触媒部3bを通過させることにより被処理ガスを更
に酸化分解した。この場合、放電処理前後における被処
理ガスの組成をGC−MS(ガスクロマトグラフ質量分
析計)にて分析した。その結果を、表1および図2に示
す。図1中の数字は表1のNo.と対応する。又、図2
の縦軸は強度(任意目盛)であり、横軸はR.Time
(リテンションタイム)を表す。
【0029】表1および図2より、導入された被処理ガ
スにはアクリロニトリル以外に種々の有機ガス成分が存
在していたにも関わらず、高圧放電反応器による処理に
よって、アクリロニトリル以外の各種有機ガス成分はほ
とんど分解されており、以後の工程におけるアクリロニ
トリルの回収効率を高くできることがわかる。
【0030】
【表1】 〔別実施の形態〕(1) 上記実施形態では、低温プラ
ズマ放電を沿面放電により行う例を示したが、これに代
えて、バリア放電、パックトヘッド式放電、パルス放電
などにより行ってもよい。
【0031】(2) 上記実施形態のアクリロニトリル
回収装置を複数個直列あるいは並列に設置してもよく、
その個数、能力の大小は特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るアクリロニトリルの回収方法に用
いる回収装置の一実施例を示す概略構成図
【図2】図1の回収装置を用いて被処理ガスを処理した
分析結果を示すグラフ
【符号の説明】
1 被処理ガス導入口 3 低温プラズマ装置 4 排出口 6 復帰手段

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリロニトリルを含む被処理ガス中に
    低温プラズマ放電することにより、アクリロニトリル以
    外の成分を分解し、分解後の被処理ガスを回収するアク
    リロニトリルの回収方法。
  2. 【請求項2】 低温プラズマ放電するに先立って、前記
    被処理ガスを調湿処理する請求項1のアクリロニトリル
    の回収方法。
  3. 【請求項3】 前記被処理ガス中に低温プラズマ放電し
    た後、再度低温プラズマ放電する請求項1又は2のアク
    リロニトリルの回収方法。
  4. 【請求項4】 被処理ガス導入口と、導入された被処理
    ガス中の成分を低温プラズマ放電して分解する放電反応
    室と、処理済ガスを排出する排出口とを設けた低温プラ
    ズマ放電装置を備えるアクリロニトリルの回収装置。
  5. 【請求項5】 前記被処理ガス導入口の前に、前記被処
    理ガスを調湿可能な調湿装置が接続されている請求項4
    のアクリロニトリルの回収装置。
  6. 【請求項6】 前記被処理ガス中の成分に低温プラズマ
    放電した後、再度低温プラズマ放電するため、前記排出
    口から前記被処理ガス導入口へ被処理ガスを送給する復
    帰手段を備える請求項4又は5のアクリロニトリルの回
    収装置。
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CN101362051A (zh) * 2008-09-27 2009-02-11 上海东化环境工程有限公司 丙烯腈装置尾气处理工艺
CN104107559A (zh) * 2014-06-11 2014-10-22 英尼奥斯欧洲股份公司 丙烯腈回收的乙腈移除步骤中的污染减轻
CN106474879A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 中国石油化工股份有限公司 丙烯腈尾气集中排放系统和丙烯腈尾气集中排放方法

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