JP2005089406A - プロピレンオキサイドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、該反応液を蒸留塔に付し、塔頂よりプロピレンを回収するプロピレンオキサイドの製造方法において、塔頂にプロピレンオキサイドを供給することを特徴とするプロピレンオキサイドの製造方法であって、安定的に高収率でプロピレンオキサイドを製造する事によって、特に産業上実施の観点から極めて有利なプロピレンオキサイドの製造方法を提供する。
【解決手段】 触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、該反応液を蒸留塔に付し、塔頂よりプロピレンを回収するプロピレンオキサイドの製造方法において、塔頂にプロピレンオキサイドを供給することを特徴とするプロピレンオキサイドの製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、プロピレンオキサイドの製造方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、該反応液を蒸留塔に付し、塔頂よりプロピレンを回収するプロピレンオキサイドの製造方法において、塔頂にプロピレンオキサイドを供給することを特徴とするプロピレンオキサイドの製造方法であって、プロピレンオキサイドを安定的に高収率で製造し、よって特に産業上実施の観点から極めて有利なプロピレンオキサイドの製造方法に関するものである。

プロピレンオキサイドを製造する方法として、触媒存在下、過酸化物とプロピレンを反応させる方法が知られている。特に、過酸化物としてエチルベンゼンハイドロパーオキサイドやクメンハイドロパーオキサイドが収率の観点から好ましい。該過酸化物を使用してエポキシ化反応で得られる反応液中には目的物であるプロピレンオキサイドの他に、不純物として水、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素類、メタノール、プロピレングリコール等のアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、アセトン、ギ酸メチル、酢酸メチル等エステル類、蟻酸、酢酸等の有機酸類が含まれているのが一般である。更に、エポキシ化反応を行う上で、供給される過酸化物の等量に対して、プロピレンを過剰で反応させる事は、エポキシ化反応での収率を大きくする上で、重要である。従って、該エポキシ化反応液中の未反応プロピレンは蒸留塔を用いて、分離回収し、エポキシ化反応工程へリサイクルする。

かかる状況の下、本発明が解決しようとする課題は、触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、該反応液を蒸留塔に付し、塔頂よりプロピレンを回収するプロピレンオキサイドの製造方法において、塔頂にプロピレンオキサイドを供給することを特徴とするプロピレンオキサイドの製造方法であって、安定的に、高収率でプロピレンオキサイドを製造し、よって特に産業上実施の観点から極めて有利なプロピレンオキサイドの製造方法を提供する点に存する。

すなわち、本発明は、触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、該反応液を蒸留塔に付し、塔頂よりプロピレンを回収するプロピレンオキサイドの製造方法において、塔頂にプロピレンオキサイドを供給することを特徴とするプロピレンオキサイドの製造方法に係るものである。

本発明により、触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、該反応液を蒸留塔に付し、塔頂よりプロピレンを回収するプロピレンオキサイドの製造方法において、塔頂にプロピレンオキサイドを供給することを特徴とするプロピレンオキサイドの製造方法であって、安定的に高収率でプロピレンオキサイドを製造する事によって、特に産業上実施の観点から極めて有利なプロピレンオキサイドの製造方法を提供することができた。

本発明の製造方法に付される原料液は、触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、不純物として水、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素類、メタノール、プロピレングリコール等のアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、アセトン、ギ酸メチル、酢酸メチル等エステル類、蟻酸、酢酸等の有機酸類を含有する反応液である。反応を高収率に維持する上で、過酸化物として、有機過酸化物さらに好ましくは、クメンハイドロパーオキサイドが好ましい。通常の反応は、触媒存在下、反応温度１０〜３００℃、圧力０．１〜２０ＭＰａ、原料が過酸化物のモル数に対して、２〜５０倍、好ましくは、５〜３０倍のモル数のプロピレン条件下で反応が行われる。プロピレンが少ないと、反応が十分にいかないか、プロピレンオキサイドの収率が低下し、一方プロピレンが多いと、未反応プロピレンの回収コストやパージによるロスにより経済的に不利となる。反応液中の未反応プロピレンを蒸留により回収した後、回収されたプロピレンは再び反応器にリサイクルされる。

本発明においては、該エポキシ反応液中の未反応プロピレンを回収する蒸留塔において、塔頂よりプロピレン、塔底よりプロピレンオキサイドを含む反応液とに分離する。蒸留塔を用いてプロピレンを回収する方法として、蒸留塔１本で行う場合、塔頂よりプロピレン、塔底よりプロピレンが除去された、プロピレンオキサイドを含む反応液を得るが、塔頂ガスのプロピレンを液で回収する場合、操作圧力に応じた冷媒を使用する必要がある。操作圧力が大気圧に近い場合、プロピレンを凝縮させる際、冷凍設備を持つ必要があり、運転コスト、投資コストが増大する。また、大気圧以上で１０〜５０℃の冷媒を用いて凝縮する場合、塔底温度が高くなり、プロピレンオキサイドの損失や、塔ボトムの熱源レベルが高くなり、コストが増大する。従って、該エポキシ化反応液からプロピレンを回収する場合、蒸留塔を２塔以上用いて回収する方法が好ましい。

たとえば、蒸留塔を２本用いてプロピレンを回収する場合、まず１塔目を加圧下で塔底にプロピレンを一部流出させて塔底温度の上昇を抑制し、該ボトム液を２塔目の蒸留塔に供給し、塔頂よりプロピレン、塔底よりプロピレンが分離されたプロピレンオキサイドを含む反応液に分離する。１塔目の蒸留塔の理論段は５〜１００段、操作圧力は、絶対圧で０．３〜５ＭＰａで操作され、塔底温度は３００℃以下、好ましくは２００℃以下になるよう、ボトムプロピレン濃度を調節する。２塔目の蒸留塔は、理論段３〜１００段、操作圧力は、１塔目より低い圧力で操作される。塔頂に留出するプロピレンはガス又は液どちらで留出させても良い。２塔目で回収されたプロピレンは、ガスの場合コンプレッサー、液の場合ポンプでエポキシ化反応器及び／又は１塔目の蒸留塔に供給し、プロピレンを回収する。２塔目で回収されたプロピレン中には、一部プロピレンオキサイドやホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類も含まれるため、１塔目の蒸留塔に供給し回収する事が好ましい。

プロピレンを蒸留塔で回収する場合、該蒸留塔の塔頂にはプロピレンのほかに、プロピレンオキサイドや水、有機酸、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロパン、ブタン等の不純物が含まれるため、塔頂で遊離水層が生成し、有機酸が濃縮し、腐食やプロピレンオキサイドの水和反応によるプロピレングリコール転化によるプロピレンオキサイドの損失が増大する。本発明者は、該蒸留塔の塔頂にプロピレンオキサイドを供給する事により、遊離水の発生を抑制し、安定的にかつ高収率で操作できる事を見出した。

本発明で言う塔頂とは、塔のオーバーヘッド配管から熱交換器、ドラム及び還流ポンプを結ぶ配管及び機器をいう。塔頂配管、機器の材質は炭素鋼、ステンレス鋼が用いられるが、腐食の面から考えて耐食性のあるステンレス鋼が好ましい。

プロピレンオキサイドを供給する場所は、塔頂であれば１箇所でも複数箇所でも良い。複数箇所のほうが効果は上がるが、設備投資が増大する。プロピレンオキサイドは、蒸気でも、液の状態でもどちらでも良い。供給量は、エポキシ化工程へリサイクルしているプロピレン量に対して、０．００１重量％から５０重量％で供給され、供給量が多いと効果は上がるが、運転コストの増大や、設備投資が大きくなり、経済的上好ましくない。供給量が少ないと効果が小さくなる。

Claims (3)

1. 触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、該反応液を蒸留塔に付し、塔頂よりプロピレンを回収するプロピレンオキサイドの製造方法において、塔頂にプロピレンオキサイドを供給することを特徴とするプロピレンオキサイドの製造方法。
2. 過酸化物が有機過酸化物である請求項１記載のプロピレンオキサイドの製造方法。
3. 過酸化物がクメンハイドロパーオキサイドである請求項１記載のプロピレンオキサイドの製造方法。