JP2001517647A - アジピン酸の製造においてシクロヘキサンから酢酸を除去するための方法および装置 - Google Patents
アジピン酸の製造においてシクロヘキサンから酢酸を除去するための方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、シクロヘキサンのアジピン酸への直接的酸化において、特にシクロヘキサンの追加導入によって沈殿する触媒をリサイクルした後、シクロヘキサンから酢酸を除去するための方法および装置に関する。酢酸の除去は、好ましくは幾分か少量の洗浄水の使用により、1〜3段階抽出装置で行なわれる。2段階反応装置は、さらに効率的であるので好ましい。
Description
【0001】 (技術分野) 本発明は、シクロヘキサンのアジピン酸への直接的酸化において、特にシクロ
ヘキサンの追加導入によって沈殿する触媒をリサイクルした後、シクロヘキサン
から酢酸を除去するための方法および装置に関する。
ヘキサンの追加導入によって沈殿する触媒をリサイクルした後、シクロヘキサン
から酢酸を除去するための方法および装置に関する。
【0002】 (発明の背景) 酸の生成に関する非常に多くの参考文献(特許および学術文献とも)があり、
その最も重要なもののひとつがアジピン酸であり、これは炭化水素の酸化による
。アジピン酸は、ナイロン66繊維および樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、
その他多くの化合物の製造に用いられている。
その最も重要なもののひとつがアジピン酸であり、これは炭化水素の酸化による
。アジピン酸は、ナイロン66繊維および樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、
その他多くの化合物の製造に用いられている。
【0003】 アジピン酸を製造する種々のプロセスがある。従来のプロセスは、シクロヘキ
サンを酸素によりシクロヘキサノンとシクロヘキサノールの混合物(KA混合物
)へ酸化する第1工程、次いでKA混合物を硝酸によりアジピン酸へ酸化する工
程を包含する。他のプロセスとしてはとりわけ「ヒドロペルオキシド法」、「ホ
ウ酸法」および「直接合成法」が挙げられ、これはシクロヘキサンを溶媒、触媒
および促進剤の存在下での、酸素によるアジピン酸への直接酸化を含む。
サンを酸素によりシクロヘキサノンとシクロヘキサノールの混合物(KA混合物
)へ酸化する第1工程、次いでKA混合物を硝酸によりアジピン酸へ酸化する工
程を包含する。他のプロセスとしてはとりわけ「ヒドロペルオキシド法」、「ホ
ウ酸法」および「直接合成法」が挙げられ、これはシクロヘキサンを溶媒、触媒
および促進剤の存在下での、酸素によるアジピン酸への直接酸化を含む。
【0004】 直接合成法は長い間、注目を集めてきた。しかしながら、今日に至るまで商業
的に成功したことは殆どない。その理由のひとつは、一見すると非常に単純なよ
うではあるが、実は非常に複雑なためである。この複雑さ故、種々の参考文献に
著しく相矛盾する結果、コメントおよび意見を見出すことができる。
的に成功したことは殆どない。その理由のひとつは、一見すると非常に単純なよ
うではあるが、実は非常に複雑なためである。この複雑さ故、種々の参考文献に
著しく相矛盾する結果、コメントおよび意見を見出すことができる。
【0005】 直接酸化に関する殆どの研究が、忠実にまたは全ての実用的な目的のためにバ
ッチ様式により行なわれてきたことに注意することが重要である。
ッチ様式により行なわれてきたことに注意することが重要である。
【0006】 有機化合物を酸化して酸(例えばアジピン酸)および/または中間体生成物(
例えばシクロヘキサノン、シクロヘキサノール、シクロヘキシルヒドロペルオキ
シドなど)を製造することに関する非常に多くの参考文献がある。
例えばシクロヘキサノン、シクロヘキサノール、シクロヘキシルヒドロペルオキ
シドなど)を製造することに関する非常に多くの参考文献がある。
【0007】 次に示す参考文献は、中でも二酸および他の中間酸化生成物の調製に関連する
酸化法の代表的なものとしてみなされ得る。
酸化法の代表的なものとしてみなされ得る。
【0008】 米国特許第5,463,119号(Kollar)、米国特許第5,374,
767号(Drinkardら)、米国特許第5,321,157号(Koll
ar)、米国特許第3,987,100号(Barnetteら)、米国特許第
3,957,876号(Rapoportら)、米国特許第3,932,513
号(Russell)、米国特許第3,530,185号(Pugi)、米国特
許第3,515,751号(Obersterら)、米国特許第3,361,8
06号(Lidovら)、米国特許第3,234,271号(Barkerら)
、米国特許第3,231,608号(Kollar)、米国特許第3,161,
603号(Leyshonら)、米国特許第2,565,087号(Porte
rら)、米国特許第2,557,282号(Hambletら)、米国特許第2
,439,513号(Hambletら)、米国特許第2,223,494号(
Loderら)、米国特許第2,223,493号(Loderら)、ドイツ特
許DE4426132A1(Kyselaら)、およびPCT国際公開WO96
/03365(Constantiniら)。
767号(Drinkardら)、米国特許第5,321,157号(Koll
ar)、米国特許第3,987,100号(Barnetteら)、米国特許第
3,957,876号(Rapoportら)、米国特許第3,932,513
号(Russell)、米国特許第3,530,185号(Pugi)、米国特
許第3,515,751号(Obersterら)、米国特許第3,361,8
06号(Lidovら)、米国特許第3,234,271号(Barkerら)
、米国特許第3,231,608号(Kollar)、米国特許第3,161,
603号(Leyshonら)、米国特許第2,565,087号(Porte
rら)、米国特許第2,557,282号(Hambletら)、米国特許第2
,439,513号(Hambletら)、米国特許第2,223,494号(
Loderら)、米国特許第2,223,493号(Loderら)、ドイツ特
許DE4426132A1(Kyselaら)、およびPCT国際公開WO96
/03365(Constantiniら)。
【0009】 PCT国際公開WO96/03365(Constantiniら)には、シ
クロヘキサンをアジピン酸へ酸化する直接反応においてコバルト含有触媒をリサ
イクルするためのプロセスを開示している。
クロヘキサンをアジピン酸へ酸化する直接反応においてコバルト含有触媒をリサ
イクルするためのプロセスを開示している。
【0010】 DE−A−4427474には、シクロヘキサンの1段階酸化によるアジピン
酸の生成について、触媒としてコバルト塩の存在下、酸素を用いて行う手順が開
示されている。
酸の生成について、触媒としてコバルト塩の存在下、酸素を用いて行う手順が開
示されている。
【0011】 上記参考文献、または本発明者らが知る任意の他の参考文献のいずれも、本発
明が説明および請求する複雑かつ重要な制御ならびに要件となる酸化反応の制御
について、単一もしくは組み合わせた形で、開示、示唆または暗示していない。
明が説明および請求する複雑かつ重要な制御ならびに要件となる酸化反応の制御
について、単一もしくは組み合わせた形で、開示、示唆または暗示していない。
【0012】 (発明の要旨) 上述のように、本発明はシクロヘキサンのアジピン酸への直接的酸化において
、特にシクロヘキサンの追加導入によって沈殿する触媒をリサイクルした後、シ
クロヘキサンから酢酸を除去するための方法および装置に関する。より詳細には
、本発明は、大部分の酢酸を、シクロヘキサンおよび酢酸からなる第一の混合物
から分離する方法に関しており、この方法は、第一の混合物を適切な量の洗浄水
と混合して大部分の酢酸を含む極性相と大部分のシクロヘキサンを含む非極性相
を形成するステップで特徴づけられる。
、特にシクロヘキサンの追加導入によって沈殿する触媒をリサイクルした後、シ
クロヘキサンから酢酸を除去するための方法および装置に関する。より詳細には
、本発明は、大部分の酢酸を、シクロヘキサンおよび酢酸からなる第一の混合物
から分離する方法に関しており、この方法は、第一の混合物を適切な量の洗浄水
と混合して大部分の酢酸を含む極性相と大部分のシクロヘキサンを含む非極性相
を形成するステップで特徴づけられる。
【0013】 極性相中の大部分の酢酸は、両相に存在する酢酸の80重量%より多いことが
好ましい。また第一の混合物中の酢酸は、酢酸およびシクロヘキサンの重量合計
の50重量%より少ない。洗浄水の量は、第一の混合物100重量部あたり、1
5重量部より少ないことが好ましい。
好ましい。また第一の混合物中の酢酸は、酢酸およびシクロヘキサンの重量合計
の50重量%より少ない。洗浄水の量は、第一の混合物100重量部あたり、1
5重量部より少ないことが好ましい。
【0014】 好ましくは、第一の混合物を洗浄水と混合して極性相と非極性相を形成するス
テップは、2段階向流抽出によって行われ、第一の混合物は: (a)シクロヘキサンを触媒の存在下、酸素によりアジピン酸へ酸化する工程
; (b)アジピン酸を、少なくとも部分的に取り除く工程; (c)触媒をシクロヘキサンの添加により、少なくとも部分的に沈殿させる工
程;および (d)沈殿した触媒を取り除く工程; からなるステップによって製造することがまた好ましい。
テップは、2段階向流抽出によって行われ、第一の混合物は: (a)シクロヘキサンを触媒の存在下、酸素によりアジピン酸へ酸化する工程
; (b)アジピン酸を、少なくとも部分的に取り除く工程; (c)触媒をシクロヘキサンの添加により、少なくとも部分的に沈殿させる工
程;および (d)沈殿した触媒を取り除く工程; からなるステップによって製造することがまた好ましい。
【0015】 この方法は、さらにアジピン酸をポリオール、ポリアミンおよびポリアミドか
らなる群から選択される反応物と反応させ、ポリマーであるポリエステル、また
はポリアミド、または(ポリイミドおよび/もしくはポリアミドイミド)をそれ
ぞれ生成するようなステップを包含する。このポリマーは紡績することにより繊
維を形成し得る。
らなる群から選択される反応物と反応させ、ポリマーであるポリエステル、また
はポリアミド、または(ポリイミドおよび/もしくはポリアミドイミド)をそれ
ぞれ生成するようなステップを包含する。このポリマーは紡績することにより繊
維を形成し得る。
【0016】 また本発明は、酢酸と触媒を含有する混合物にシクロヘキサンを加え、このシ
クロヘキサンの添加が触媒の沈殿の形成、ならびにシクロヘキサンおよび酢酸を
含有する混合物の形成を引き起こすことで、少なくとも一部の(a)触媒を、お
よび(b)酢酸を、シクロヘキサンおよび酢酸を含有する混合物から取り除くた
めの装置であって、この装置は以下: 触媒沈殿チャンバー; シクロヘキサンを触媒沈殿チャンバーに加えて、触媒の沈殿、ならびにシクロ
ヘキサンおよび酢酸を含有する混合物の形成を引き起こすための触媒沈殿チャン
バーに接続したシクロヘキサン添加手段; 沈殿した触媒を、シクロヘキサンおよび酢酸を含有する混合物から取り除くた
めの触媒除去手段; 少なくとも一部の酢酸を、シクロヘキサンおよび酢酸を含有する混合物から分
離するための酢酸除去手段、を包含する装置に関する。
クロヘキサンの添加が触媒の沈殿の形成、ならびにシクロヘキサンおよび酢酸を
含有する混合物の形成を引き起こすことで、少なくとも一部の(a)触媒を、お
よび(b)酢酸を、シクロヘキサンおよび酢酸を含有する混合物から取り除くた
めの装置であって、この装置は以下: 触媒沈殿チャンバー; シクロヘキサンを触媒沈殿チャンバーに加えて、触媒の沈殿、ならびにシクロ
ヘキサンおよび酢酸を含有する混合物の形成を引き起こすための触媒沈殿チャン
バーに接続したシクロヘキサン添加手段; 沈殿した触媒を、シクロヘキサンおよび酢酸を含有する混合物から取り除くた
めの触媒除去手段; 少なくとも一部の酢酸を、シクロヘキサンおよび酢酸を含有する混合物から分
離するための酢酸除去手段、を包含する装置に関する。
【0017】 酢酸除去手段は、洗浄水を抽出媒体として使用する抽出装置を包含し得る。
【0018】 水洗抽出装置は、1段階、2段階、または多段階の向流抽出装置であり得る。
【0019】 この装置は、さらに少なくとも一部の水を酢酸から分離するための水分除去手
段を包含し得る。
段を包含し得る。
【0020】 (発明の詳細な説明) 上述のように、本発明は、シクロヘキサンのアジピン酸への直接的酸化におい
て、特にシクロヘキサンの追加導入によって沈殿する触媒をリサイクルした後、
シクロヘキサンから酢酸を除去するための方法および装置に関する。
て、特にシクロヘキサンの追加導入によって沈殿する触媒をリサイクルした後、
シクロヘキサンから酢酸を除去するための方法および装置に関する。
【0021】 ここで図1を参照すると、アジピン酸を製造するための反応装置系の部分10
がブロック図として示されている。本発明は、任意のアジピン酸を製造する反応
装置系に関し、これは新規な配置10を導入している。反応装置系の部分10は
、濃縮チャンバー12を包含しており、濃縮チャンバー12は触媒沈殿チャンバ
ー14に接続し、触媒沈殿チャンバー14は次に分離チャンバー16に接続して
いる。濃縮チャンバー12は、加熱機13で表される任意の従来型の加熱手段に
より加熱される。分離チャンバー16は、抽出装置18に接続している。好まし
い型の抽出装置18が、図2〜4にさらに詳しく示されている。抽出装置18は
、また沈殿チャンバー14および第1蒸留カラム20と連絡しており、第1蒸留
カラム20は、デカンター22と接続した第1コンデンサー21、および第1リ
ボイラー24により供給を受ける。第1蒸留カラム20は、第2蒸留カラム26
と接続しており、第2蒸留カラム26は、デカンター28(ライン28viiを
通して排出される)と接続した第2コンデンサー27、および第2リボイラー3
0により供給を受ける。異なるチャンバーに接続した様々な吸入口と排出口の流
れについては、本実施態様の操作において詳しく論じられる。
がブロック図として示されている。本発明は、任意のアジピン酸を製造する反応
装置系に関し、これは新規な配置10を導入している。反応装置系の部分10は
、濃縮チャンバー12を包含しており、濃縮チャンバー12は触媒沈殿チャンバ
ー14に接続し、触媒沈殿チャンバー14は次に分離チャンバー16に接続して
いる。濃縮チャンバー12は、加熱機13で表される任意の従来型の加熱手段に
より加熱される。分離チャンバー16は、抽出装置18に接続している。好まし
い型の抽出装置18が、図2〜4にさらに詳しく示されている。抽出装置18は
、また沈殿チャンバー14および第1蒸留カラム20と連絡しており、第1蒸留
カラム20は、デカンター22と接続した第1コンデンサー21、および第1リ
ボイラー24により供給を受ける。第1蒸留カラム20は、第2蒸留カラム26
と接続しており、第2蒸留カラム26は、デカンター28(ライン28viiを
通して排出される)と接続した第2コンデンサー27、および第2リボイラー3
0により供給を受ける。異なるチャンバーに接続した様々な吸入口と排出口の流
れについては、本実施態様の操作において詳しく論じられる。
【0022】 本実施態様の操作において、反応混合物は、シクロヘキサン、触媒、酢酸およ
び他の添加物(例えば、水、グルタル酸、コハク酸、シクロヘキサノール、エス
テルなど)を含有しており、この反応混合物は、吸入ライン10iを経て濃縮チ
ャンバー12に入る。この実施例におけるシクロヘキサンとは、アジピン酸の生
成からの未反応シクロヘキサンである。酢酸は、アジピン酸の直接合成で用いら
れる極めて一般的な溶媒であり、触媒は、ほとんどの場合、コバルト塩、好まし
くは酢酸コバルト四水塩であり、これは反応装置系の前端部(示されていないが
、当該分野では非常に周知である)に加えられる。好ましくは、全反応装置系お
よび図1に示された部分10は、連続した様式で運転される。
び他の添加物(例えば、水、グルタル酸、コハク酸、シクロヘキサノール、エス
テルなど)を含有しており、この反応混合物は、吸入ライン10iを経て濃縮チ
ャンバー12に入る。この実施例におけるシクロヘキサンとは、アジピン酸の生
成からの未反応シクロヘキサンである。酢酸は、アジピン酸の直接合成で用いら
れる極めて一般的な溶媒であり、触媒は、ほとんどの場合、コバルト塩、好まし
くは酢酸コバルト四水塩であり、これは反応装置系の前端部(示されていないが
、当該分野では非常に周知である)に加えられる。好ましくは、全反応装置系お
よび図1に示された部分10は、連続した様式で運転される。
【0023】 好ましくは、アジピン酸の大部分は、反応混合物が濃縮チャンバー12に入る
前に、当該分野で周知の手法(例えば、結晶化および濾過、または遠心分離)に
より取り除かれる。反応混合物は、濃縮チャンバー中で加熱機13によって、4
0〜70℃の範囲内の好ましい温度まで、好ましくはライン12iiを通して減
圧下(例えば、大気中より低い圧力)で加熱される。またこのライン12iiは
、真空源および/または蒸留カラム(例えば、同様にカラム20および26に)
に接続され得る。このようにして反応混合物は、シクロヘキサン、水、酢酸、お
よびその他の揮発成分をライン12iiを経てエバポレートさせることによって
、濃縮チャンバー12の中で濃縮される。濃縮の度合いは、次の工程で沈殿が起
こるのに十分である。
前に、当該分野で周知の手法(例えば、結晶化および濾過、または遠心分離)に
より取り除かれる。反応混合物は、濃縮チャンバー中で加熱機13によって、4
0〜70℃の範囲内の好ましい温度まで、好ましくはライン12iiを通して減
圧下(例えば、大気中より低い圧力)で加熱される。またこのライン12iiは
、真空源および/または蒸留カラム(例えば、同様にカラム20および26に)
に接続され得る。このようにして反応混合物は、シクロヘキサン、水、酢酸、お
よびその他の揮発成分をライン12iiを経てエバポレートさせることによって
、濃縮チャンバー12の中で濃縮される。濃縮の度合いは、次の工程で沈殿が起
こるのに十分である。
【0024】 濃縮された反応混合物は、ライン12iを経て濃縮チャンバー12から触媒沈
殿チャンバー14へ移され、ここでシクロヘキサンが加えられ、混合物は、加熱
機15で表される加熱手段によって、60〜110℃の範囲の好ましい温度に維
持される。シクロヘキサンの量は、ほとんどの触媒(好ましくは90%以上)が
、沈殿するのに十分多い。添加するシクロヘキサンは、好ましくは予熱され得、
フレシュなシクロヘキサン、もしくは抽出装置18またはその他のところからリ
サイクルされるシクロヘキサンのどちらでも良い。
殿チャンバー14へ移され、ここでシクロヘキサンが加えられ、混合物は、加熱
機15で表される加熱手段によって、60〜110℃の範囲の好ましい温度に維
持される。シクロヘキサンの量は、ほとんどの触媒(好ましくは90%以上)が
、沈殿するのに十分多い。添加するシクロヘキサンは、好ましくは予熱され得、
フレシュなシクロヘキサン、もしくは抽出装置18またはその他のところからリ
サイクルされるシクロヘキサンのどちらでも良い。
【0025】 沈殿した触媒を含むスラリーは、ライン14iを経て分離チャンバー16へ移
される。ここで沈殿した触媒は、好ましくは濾過および/または遠心分離によっ
て分離され、反応チャンバー(図示されていない)へリサイクルするため、好ま
しくはさらに処理することなくライン16iiを経てチャンバー16から出る。
濾液/遠心分離物または第一の混合物は、抽出装置18へ移され、ここで少量の
水が、大量の酢酸およびその他の添加物(例えば、二塩基酸)を、例えばごく少
量のシクロヘキサンと共に、抽出する。抽出のために必要とされる水は、フレッ
シュな水であるか、もしくは第1蒸留カラム20からリサイクルされた水であり
得、ライン22vを経て抽出装置18へ供給される。これについては後にさらに
詳しく説明される。
される。ここで沈殿した触媒は、好ましくは濾過および/または遠心分離によっ
て分離され、反応チャンバー(図示されていない)へリサイクルするため、好ま
しくはさらに処理することなくライン16iiを経てチャンバー16から出る。
濾液/遠心分離物または第一の混合物は、抽出装置18へ移され、ここで少量の
水が、大量の酢酸およびその他の添加物(例えば、二塩基酸)を、例えばごく少
量のシクロヘキサンと共に、抽出する。抽出のために必要とされる水は、フレッ
シュな水であるか、もしくは第1蒸留カラム20からリサイクルされた水であり
得、ライン22vを経て抽出装置18へ供給される。これについては後にさらに
詳しく説明される。
【0026】 二つの流れがライン16iおよび22vから抽出装置に入って共に混合され、
混合物は、二つの相(一つは下相の極性相であり、一つは上相の非極性相である
)を形成する。上相の非極性相は、主にシクロヘキサンを含み、ライン18iか
ら、好ましくは一部はライン18iiを経て触媒沈殿チャンバー14へリサイク
ルされ得、一部はライン18ivを経て反応装置系の反応チャンバー(図示され
ていない)へリサイクルされ得る。極性相は、酢酸、水およびその他の添加物(
例えば、二塩基酸)を、ごく少量のシクロヘキサンと共に含有し、好ましくは蒸
留カラム20へ向けられる。
混合物は、二つの相(一つは下相の極性相であり、一つは上相の非極性相である
)を形成する。上相の非極性相は、主にシクロヘキサンを含み、ライン18iか
ら、好ましくは一部はライン18iiを経て触媒沈殿チャンバー14へリサイク
ルされ得、一部はライン18ivを経て反応装置系の反応チャンバー(図示され
ていない)へリサイクルされ得る。極性相は、酢酸、水およびその他の添加物(
例えば、二塩基酸)を、ごく少量のシクロヘキサンと共に含有し、好ましくは蒸
留カラム20へ向けられる。
【0027】 蒸留カラム20では、水とごく少量のシクロヘキサンが当該分野で周知の手法
により取り除かれる。簡単に言えば、水とシクロヘキサンの蒸気は、ライン20
iを通ってコンデンサー21へと通過する。凝縮物は、デカンター22へ向けら
れ、ここで上相のシクロヘキサン相と下相の水相に分離する。デカンター22は
ライン22viiを経て排出される。少なくとも一部の凝縮された水は、ライン
22i、22iiiおよび22ivを通って蒸留カラム20の上部へと戻り、下
方へ移動しながら酢酸の蒸気を凝縮する。酢酸の蒸気は、そうでない場合はライ
ン20iおよびコンデンサー22に入る。一部の凝縮された水は、ライン22i
iを経て、さらなる処理、使用、または所望であれば廃棄のために取り除かれる
。一部の凝縮された水は、所望であればライン22vを経て抽出装置18へリサ
イクルされる。シクロヘキサンは、ライン22viを経て取り除かれ、チャンバ
ー14または反応チャンバー(図示されていない)のいずれかに向けられるか(
図示されていない)、あるいは任意の他の望ましい方法によって廃棄される。
により取り除かれる。簡単に言えば、水とシクロヘキサンの蒸気は、ライン20
iを通ってコンデンサー21へと通過する。凝縮物は、デカンター22へ向けら
れ、ここで上相のシクロヘキサン相と下相の水相に分離する。デカンター22は
ライン22viiを経て排出される。少なくとも一部の凝縮された水は、ライン
22i、22iiiおよび22ivを通って蒸留カラム20の上部へと戻り、下
方へ移動しながら酢酸の蒸気を凝縮する。酢酸の蒸気は、そうでない場合はライ
ン20iおよびコンデンサー22に入る。一部の凝縮された水は、ライン22i
iを経て、さらなる処理、使用、または所望であれば廃棄のために取り除かれる
。一部の凝縮された水は、所望であればライン22vを経て抽出装置18へリサ
イクルされる。シクロヘキサンは、ライン22viを経て取り除かれ、チャンバ
ー14または反応チャンバー(図示されていない)のいずれかに向けられるか(
図示されていない)、あるいは任意の他の望ましい方法によって廃棄される。
【0028】 カラム20の底部では、凝縮された酢酸が、その他の高沸点物と共に、ライン
20iiを通過する。好ましくは、その一部はライン20iiiを通してリボイ
ラー24へと入り、ライン24iに続きカラム20の底部へ入る。カラム20の
底部近傍では、酢酸の蒸気は水またはシクロヘキサンの凝縮を可能にせず、凝縮
された酢酸はその他の高沸点物と共に、上述のようにライン20iiへ入る。
20iiを通過する。好ましくは、その一部はライン20iiiを通してリボイ
ラー24へと入り、ライン24iに続きカラム20の底部へ入る。カラム20の
底部近傍では、酢酸の蒸気は水またはシクロヘキサンの凝縮を可能にせず、凝縮
された酢酸はその他の高沸点物と共に、上述のようにライン20iiへ入る。
【0029】 他の添加物を含有する酢酸の一部は、好ましくは第2蒸留カラム26へと移さ
れ、ここで同様にして処理される。カラム26において酢酸は、添加物を含む他
の高沸点物(例えば、二塩基酸)から分離される。凝縮された酢酸の一部は、ラ
イン28iiを経て、好ましくは反応チャンバー(図示されていない)へリサイ
クルするため取り除かれ、その一部は、ライン28iおよびライン28iiiを
経て上記と同様な目的のため、カラム26へとリサイクルされる。
れ、ここで同様にして処理される。カラム26において酢酸は、添加物を含む他
の高沸点物(例えば、二塩基酸)から分離される。凝縮された酢酸の一部は、ラ
イン28iiを経て、好ましくは反応チャンバー(図示されていない)へリサイ
クルするため取り除かれ、その一部は、ライン28iおよびライン28iiiを
経て上記と同様な目的のため、カラム26へとリサイクルされる。
【0030】 添加物(例えば、二塩基酸)を含む高沸点物は、例えばライン26vを経て、
好ましくはさらなる処理のために取り除かれる。さらなる処理とは、再結晶また
はエステル化などを含み得る。
好ましくはさらなる処理のために取り除かれる。さらなる処理とは、再結晶また
はエステル化などを含み得る。
【0031】 実験結果により支持されたコンピュータシュミレーションプログラムが、本発
明者らにより用いられ、シクロヘキサンと酢酸の混合物における酢酸の割合を2
0%から2%へ低減することに関する物質の流量が計算された。全ての割合は重
量比で計算された。
明者らにより用いられ、シクロヘキサンと酢酸の混合物における酢酸の割合を2
0%から2%へ低減することに関する物質の流量が計算された。全ての割合は重
量比で計算された。
【0032】 例えば、1段階抽出装置(図2でより良く示され、第1ミキサー/デカンター
18Aを包含する)では、20%の酢酸を含むシクロヘキサン/酢酸混合物の流
れが、ライン16iを経てミキサー・デカンター18Aへ100パウンド/時間
の速度で送られる。一方、水の流れが、13パウンド/時間の速度で、同じ第1
ミキサー/デカンターへ入る。二つの流れは混合、デカントされた後、98%の
シクロヘキサンおよび2%の酢酸を含有する非極性の流れ(約0.02%の量で
ある非実質的な量の水を含む)が、ライン18iを経て第1ミキサー/デカンタ
ー18Aから約81パウンド/時間の速度で排出される。一方、約41%の水お
よび59%の酢酸からなる極性の流れ(約0.5%より少ない量である非実質的
な量のシクロヘキサンを含む)が、ライン18iiiを経て第1ミキサー/デカ
ンターから約32パウンド/時間の速度で排出される。
18Aを包含する)では、20%の酢酸を含むシクロヘキサン/酢酸混合物の流
れが、ライン16iを経てミキサー・デカンター18Aへ100パウンド/時間
の速度で送られる。一方、水の流れが、13パウンド/時間の速度で、同じ第1
ミキサー/デカンターへ入る。二つの流れは混合、デカントされた後、98%の
シクロヘキサンおよび2%の酢酸を含有する非極性の流れ(約0.02%の量で
ある非実質的な量の水を含む)が、ライン18iを経て第1ミキサー/デカンタ
ー18Aから約81パウンド/時間の速度で排出される。一方、約41%の水お
よび59%の酢酸からなる極性の流れ(約0.5%より少ない量である非実質的
な量のシクロヘキサンを含む)が、ライン18iiiを経て第1ミキサー/デカ
ンターから約32パウンド/時間の速度で排出される。
【0033】 別の実施例として、2段階抽出装置(図3でより良く示され、第1ミキサー/
デカンター18Aおよび第2ミキサー/デカンター18Bを包含する)では、2
0%の酢酸を含有するシクロヘキサン/酢酸混合物の流れが、ライン16iを経
て第1ミキサー/デカンター18Aに100パウンド/時間の速度で供給される
。水の流れは、ライン22vを経て第2ミキサー/デカンター18Bに3パウン
ド/時間の速度で入る。最終的な結果、非極性の流れは、98%のシクロヘキサ
ンおよび2%の酢酸(約0.02%の量である非実質的な量の水を含む)を含有
し、これはライン18iを経て第2ミキサー/デカンター18Bから約81パウ
ンド/時間の速度で排出される。一方、約4%のシクロヘキサン、14%の水お
よび82%の酢酸からなる極性の流れは、ライン18iiiを経て第1ミキサー
/デカンター18Aから約23パウンド/時間の速度で排出される。図3におけ
る向流の配置は、非極性相(約93%のシクロヘキサン、7%の酢酸、および非
実質的な量の水を含む)が、ラインAiを経て第1ミキサー/デカンター18A
から第2ミキサー/デカンター18Bへ85パウンド/時間の速度で移され、そ
の一方で極性の流れ(約41%の水、59%の酢酸、および約0.5%より少な
い量の非実質的な量のシクロヘキサンを含む)が、第2ミキサー/デカンター1
8Bから第1ミキサー/デカンター18AへとラインBiiiを経て約8パウン
ド/時間の速度で移されるということに基づく。
デカンター18Aおよび第2ミキサー/デカンター18Bを包含する)では、2
0%の酢酸を含有するシクロヘキサン/酢酸混合物の流れが、ライン16iを経
て第1ミキサー/デカンター18Aに100パウンド/時間の速度で供給される
。水の流れは、ライン22vを経て第2ミキサー/デカンター18Bに3パウン
ド/時間の速度で入る。最終的な結果、非極性の流れは、98%のシクロヘキサ
ンおよび2%の酢酸(約0.02%の量である非実質的な量の水を含む)を含有
し、これはライン18iを経て第2ミキサー/デカンター18Bから約81パウ
ンド/時間の速度で排出される。一方、約4%のシクロヘキサン、14%の水お
よび82%の酢酸からなる極性の流れは、ライン18iiiを経て第1ミキサー
/デカンター18Aから約23パウンド/時間の速度で排出される。図3におけ
る向流の配置は、非極性相(約93%のシクロヘキサン、7%の酢酸、および非
実質的な量の水を含む)が、ラインAiを経て第1ミキサー/デカンター18A
から第2ミキサー/デカンター18Bへ85パウンド/時間の速度で移され、そ
の一方で極性の流れ(約41%の水、59%の酢酸、および約0.5%より少な
い量の非実質的な量のシクロヘキサンを含む)が、第2ミキサー/デカンター1
8Bから第1ミキサー/デカンター18AへとラインBiiiを経て約8パウン
ド/時間の速度で移されるということに基づく。
【0034】 別の実施例として、3段階抽出器(図4でより良く示され、第1ミキサー/デ
カンター18A、第2ミキサー/デカンター18B、および第3ミキサー/デカ
ンター18Cを包含する)では、20%の酢酸を含有するシクロヘキサン/酢酸
の混合物の流れが、第1ミキサー/デカンター18Aへライン16iを経て10
0パウンド/時間の速度で供給される。水の流れは、第3ミキサー/デカンター
18Cに2パウンド/時間の速度でライン22vを経て入る。最終的な結果、非
極性の流れは98%のシクロヘキサンおよび2%の酢酸(約0.02%の量の非
実質的な量の水を含む)を含有し、これは第3ミキサー/デカンター18Cから
ライン18iを経て約80パウンド/時間の速度で排出される。一方、約6%の
シクロヘキサン、19%の水および79%の酢酸からなる極性の流れは、第1ミ
キサー/デカンター18Aからライン18iiiを経て約23パウンド/時間の
速度で排出される。図4における向流の配置は、次のような流れ: 非極性相(約89%のシクロヘキサン、11%の酢酸、および非実質的な量の
水を含む)が、第1ミキサー/デカンター18Aから第2ミキサー/デカンター
18Bへ89パウンド/時間の速度でラインAiを経て移され; 非極性相(約95%のシクロヘキサンおよび5%の酢酸、非実質的な量の水を
含む)が第2ミキサー/デカンター18Bから第3ミキサー/デカンター18C
へ83パウンド/時間の速度でラインBiを経て移され; 極性の流れ(約40%の水、59%の酢酸および約1%より少ない量の非実質
的な量のシクロヘキサンを含む)が、第3ミキサー/デカンター18Cから第2
ミキサー/デカンター18Bへ約5パウンド/時間の速度でラインCiiiを経
て移され;そして 極性の流れ(約19%の水、79%の酢酸および2%のシクロヘキサン)が第
2ミキサー/デカンター18Bから第1ミキサー/デカンター18Aへ約8パウ
ンド/時間の速度でラインBiiiを経て移される、ということに基づく。
カンター18A、第2ミキサー/デカンター18B、および第3ミキサー/デカ
ンター18Cを包含する)では、20%の酢酸を含有するシクロヘキサン/酢酸
の混合物の流れが、第1ミキサー/デカンター18Aへライン16iを経て10
0パウンド/時間の速度で供給される。水の流れは、第3ミキサー/デカンター
18Cに2パウンド/時間の速度でライン22vを経て入る。最終的な結果、非
極性の流れは98%のシクロヘキサンおよび2%の酢酸(約0.02%の量の非
実質的な量の水を含む)を含有し、これは第3ミキサー/デカンター18Cから
ライン18iを経て約80パウンド/時間の速度で排出される。一方、約6%の
シクロヘキサン、19%の水および79%の酢酸からなる極性の流れは、第1ミ
キサー/デカンター18Aからライン18iiiを経て約23パウンド/時間の
速度で排出される。図4における向流の配置は、次のような流れ: 非極性相(約89%のシクロヘキサン、11%の酢酸、および非実質的な量の
水を含む)が、第1ミキサー/デカンター18Aから第2ミキサー/デカンター
18Bへ89パウンド/時間の速度でラインAiを経て移され; 非極性相(約95%のシクロヘキサンおよび5%の酢酸、非実質的な量の水を
含む)が第2ミキサー/デカンター18Bから第3ミキサー/デカンター18C
へ83パウンド/時間の速度でラインBiを経て移され; 極性の流れ(約40%の水、59%の酢酸および約1%より少ない量の非実質
的な量のシクロヘキサンを含む)が、第3ミキサー/デカンター18Cから第2
ミキサー/デカンター18Bへ約5パウンド/時間の速度でラインCiiiを経
て移され;そして 極性の流れ(約19%の水、79%の酢酸および2%のシクロヘキサン)が第
2ミキサー/デカンター18Bから第1ミキサー/デカンター18Aへ約8パウ
ンド/時間の速度でラインBiiiを経て移される、ということに基づく。
【0035】 前記のように、上記結果は、コンピューターシュミレーションに基づいており
、それ故、絶対的に正確であるとみなすことはできない。しかしながら、これら
の結果は、酢酸のシクロヘキサン混合物からの良好な除去が、洗浄水を抽出媒体
として用いた抽出装置により達成し得るということを、非常に明確に示している
。3段階以上の向流抽出装置を使用し得るが、好ましくは1段階から3段階の抽
出機が使用される。さらに好ましくは、2段階向流抽出機が使用される。1段階
から2段階となると抽出効率に大きな差があるが、2段階と3段階の効率の差は
ある程度は小さい。
、それ故、絶対的に正確であるとみなすことはできない。しかしながら、これら
の結果は、酢酸のシクロヘキサン混合物からの良好な除去が、洗浄水を抽出媒体
として用いた抽出装置により達成し得るということを、非常に明確に示している
。3段階以上の向流抽出装置を使用し得るが、好ましくは1段階から3段階の抽
出機が使用される。さらに好ましくは、2段階向流抽出機が使用される。1段階
から2段階となると抽出効率に大きな差があるが、2段階と3段階の効率の差は
ある程度は小さい。
【0036】 種々の機能が、コンピューター制御装置により、好ましく制御されるが、本発
明では、その他のいかなる型の制御装置、または手動の制御および/または作業
さえ、1つもしくはそれ以上の機能を制御するために利用することが可能である
。好ましいコンピューター制御装置とは、人工知能システム(当該分野で周知の
エキスパートシステム、ニューラルネットワーク、およびファジー論理システム
)である。3種類の人工知能システムの中では、学習システムであるニューラル
ネットワークが、異なる場所に配置された装置から情報(例えば、圧力、温度、
化学的な、または他の分析など)を集め、結果(例えば、圧力低下速度、反応速
度、反応性など)と共に情報を蓄積する。そして、ニューラルネットワークは、
この情報を将来的に、妥当であれば他のデータと共に使用するためにプログラム
され、それぞれの場合に生じる作用に関して判断をする。エキスパートシステム
は、経験を積んだ人の専門知識に基づいてプログラムされる。ファジー論理シス
テムは、専門知識のルールに加えて直感的なルールに基づいている。
明では、その他のいかなる型の制御装置、または手動の制御および/または作業
さえ、1つもしくはそれ以上の機能を制御するために利用することが可能である
。好ましいコンピューター制御装置とは、人工知能システム(当該分野で周知の
エキスパートシステム、ニューラルネットワーク、およびファジー論理システム
)である。3種類の人工知能システムの中では、学習システムであるニューラル
ネットワークが、異なる場所に配置された装置から情報(例えば、圧力、温度、
化学的な、または他の分析など)を集め、結果(例えば、圧力低下速度、反応速
度、反応性など)と共に情報を蓄積する。そして、ニューラルネットワークは、
この情報を将来的に、妥当であれば他のデータと共に使用するためにプログラム
され、それぞれの場合に生じる作用に関して判断をする。エキスパートシステム
は、経験を積んだ人の専門知識に基づいてプログラムされる。ファジー論理シス
テムは、専門知識のルールに加えて直感的なルールに基づいている。
【0037】 アジピン酸に関して言えば、その調製は、とりわけ本発明の方法および装置に
適しており、一般的な情報を、参考文献の中では多くの米国特許に見出すことが
できる。これらは、次の特許を包含するが、これらに限らない: 米国特許第2,223,493号;同2,589,648号;同2,285,
914号;同3,231,608号;同3,234,271号;同3,361,
806号;同3,390,174号;同3,530,185号;同3,649,
685号;同3,657,334号;同3,957,876号;同3,987,
100号;同4,032,569号;同4,105,856号;同4,158,
739号(グルタル酸);同4,263,453号;同4,331,608号;
同4,606,863号;同4,902,827号;同5,221,800号;
および同5,321,157号。
適しており、一般的な情報を、参考文献の中では多くの米国特許に見出すことが
できる。これらは、次の特許を包含するが、これらに限らない: 米国特許第2,223,493号;同2,589,648号;同2,285,
914号;同3,231,608号;同3,234,271号;同3,361,
806号;同3,390,174号;同3,530,185号;同3,649,
685号;同3,657,334号;同3,957,876号;同3,987,
100号;同4,032,569号;同4,105,856号;同4,158,
739号(グルタル酸);同4,263,453号;同4,331,608号;
同4,606,863号;同4,902,827号;同5,221,800号;
および同5,321,157号。
【0038】 本発明の操作を実証する実施例は、例示的目的のためにのみ与えられており、
いかなる場合においても本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない
。さらに、前記に詳述した好ましい実施態様、ならびに本発明の範囲に含まれる
任意のその他の実施態様は、独立して、または常識および/または専門家の意見
と任意に組み合わせて実施し得るということが強調されるべきである。また、実
施態様の各セクションは、独立して、もしくは他の実施態様の各セクション、ま
たは本発明に記載された本発明全体における実施態様と組み合わせて実施され得
る。これらの組み合わせは、また本発明の範囲内に存する。さらには、議論の中
で試みられたいかなる説明も推論にしか過ぎず、本発明の範囲を狭めることを意
図しない。
いかなる場合においても本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない
。さらに、前記に詳述した好ましい実施態様、ならびに本発明の範囲に含まれる
任意のその他の実施態様は、独立して、または常識および/または専門家の意見
と任意に組み合わせて実施し得るということが強調されるべきである。また、実
施態様の各セクションは、独立して、もしくは他の実施態様の各セクション、ま
たは本発明に記載された本発明全体における実施態様と組み合わせて実施され得
る。これらの組み合わせは、また本発明の範囲内に存する。さらには、議論の中
で試みられたいかなる説明も推論にしか過ぎず、本発明の範囲を狭めることを意
図しない。
【図1】 図1は、本発明の好ましい実施態様を図示したブロック図である。
【図2】 図2は、本発明に記載の1段階抽出装置を図示したブロック図である。
【図3】 図3は、本発明に記載の2段階向流抽出装置を図示したブロック図である。
【図4】 図4は、本発明に記載の3段階向流抽出装置を図示したブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP, KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,L V,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U S,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ダッセル, マーク ダブリュー. アメリカ合衆国 ワシントン 98342, インディアノラ, ピー.オー ボックス 486 (72)発明者 ロスタミ, アダー エム. アメリカ合衆国 ワシントン 98110, ベインブリッジ アイランド, ノースイ ースト シー レイ コート 9205 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC46 AD11 AD16 BA20 BA32 BB17 BD20 BD60 BE30 BS10 4H039 CA65 CH70
Claims (12)
- 【請求項1】 シクロヘキサンのアジピン酸への、酸素を用いた、触媒と酢
酸の存在下での酸化によって生成する第一の混合物を処理する方法であって、該
方法は以下: (a)該アジピン酸を少なくとも部分的に取り除く工程; (b)該触媒を少なくとも部分的に沈殿させるためにシクロヘキサンを添加す
る工程; (c)該沈殿した触媒を取り除く工程; (d)適切な量の洗浄水を加え、大部分の酢酸を含有する極性相と、大部分の
シクロヘキサンを含有する非極性相を形成する工程;および (e)該大部分の酢酸を含有する極性相を該非極性相から分離する工程; のステップを包含する方法。 - 【請求項2】 前記極性相における前記大部分の酢酸が、両相に存在する酢
酸の80重量%より多い、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記非極性相における前記大部分のシクロヘキサンが、両相
に存在するシクロヘキサンの80重量%より多い、請求項1または2に記載の方
法。 - 【請求項4】 前記洗浄水の量が、前記第一の混合物100重量部あたり、
15重量部より少ない、請求項1〜3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記第一の混合物を洗浄水と混合して前記極性相と前記非極
性相を形成するステップが、2段階向流抽出によって行われる、請求項1〜4に
記載の方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5記載の方法であって、該方法が、前記アジピン
酸をポリオール、ポリアミンおよびポリアミドからなる群から選択される反応物
と反応させ、ポリマーであるポリエステル、またはポリアミド、または(ポリイ
ミドおよび/もしくはポリアミドイミド)をそれぞれ形成するようなステップを
さらに包含する、方法。 - 【請求項7】 前記ポリマーを紡績して繊維とするステップをさらに包含す
る、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 酢酸と触媒を含有する混合物にシクロヘキサンを加え、該シ
クロヘキサンの添加が触媒の沈殿の形成、ならびにシクロヘキサンおよび酢酸を
含有する混合物の形成を引き起こすことで、少なくとも一部の(a)触媒を、お
よび(b)酢酸を、シクロヘキサンおよび酢酸を含有する該混合物から取り除く
ための装置であって、該装置は以下: 触媒沈殿チャンバー; シクロヘキサンを該触媒沈殿チャンバーに加えて、触媒の沈殿、ならびにシク
ロヘキサンおよび酢酸を含有する該混合物の形成を引き起こすための該触媒沈殿
チャンバーに接続したシクロヘキサン添加手段; 該沈殿した触媒を、シクロヘキサンおよび酢酸を含有する該混合物から取り除
くための触媒除去手段;および 少なくとも一部の該酢酸を、シクロヘキサンおよび酢酸を含有する該混合物か
ら分離するための水洗抽出装置、を包含する装置。 - 【請求項9】 前記水洗抽出装置が、2段階向流抽出装置である、請求項8
に記載の装置。 - 【請求項10】 前記水洗抽出装置が、3段階向流抽出装置である、請求項
8〜9に記載の装置。 - 【請求項11】 少なくとも一部の洗浄水を酢酸から分離するための水分除
去手段をさらに包含する、請求項8〜10に記載の装置。 - 【請求項12】 少なくとも一部の他の添加物を酢酸から分離するための添
加物除去手段をさらに包含する、請求項8〜11に記載の装置。
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---|---|---|---|
US08/934,253 | 1997-09-19 | ||
US08/934,253 US5929277A (en) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Methods of removing acetic acid from cyclohexane in the production of adipic acid |
PCT/US1998/019111 WO1999015489A1 (en) | 1997-09-19 | 1998-09-14 | Methods and devices for removing acetic acid from cyclohexane in the production of adipic acid |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001517647A true JP2001517647A (ja) | 2001-10-09 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000512801A Withdrawn JP2001517647A (ja) | 1997-09-19 | 1998-09-14 | アジピン酸の製造においてシクロヘキサンから酢酸を除去するための方法および装置 |
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Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP1015409A1 (ja) |
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KR (1) | KR20010024064A (ja) |
CN (1) | CN1270578A (ja) |
AU (1) | AU9388898A (ja) |
BR (1) | BR9812324A (ja) |
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MX (1) | MXPA00002727A (ja) |
WO (1) | WO1999015489A1 (ja) |
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US6433220B1 (en) | 1998-07-02 | 2002-08-13 | Rpc Inc. | Methods of extracting catalyst from a reaction mixture in the oxidation of cyclohexane to adipic acid |
US6340420B1 (en) | 1998-07-06 | 2002-01-22 | Rpc Inc. | Methods of treating the oxidation mixture of hydrocarbons to respective dibasic acids |
US6258981B1 (en) | 1999-02-17 | 2001-07-10 | University Of Florida | Catalytic oxidation of hydrocarbons |
EP1171409A1 (en) | 1999-04-20 | 2002-01-16 | RPC Inc. | Methods of replacing water and cyclohexanone with acetic acid in aqueous solutions of catalyst |
CN104583164A (zh) * | 2012-07-19 | 2015-04-29 | 因温斯特技术公司 | 用于纯化环己烷空气氧化产物流的方法 |
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CN109534947A (zh) * | 2017-09-21 | 2019-03-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 从环己烷原料中脱除乙酸的方法和装置 |
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