JP2005350388A

JP2005350388A - アニリンの製造方法

Info

Publication number: JP2005350388A
Application number: JP2004172245A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ueda; 安志上田; Toshio Kurita; 敏生栗田; Yuma Takatsu; 祐真高津
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】アニリンを製造する際のアニリン蒸留塔の汚れを少なくし、長期安定運転を可能にすると共に、高沸点物に同伴して損失するアニリンを少なくするアニリンの製造方法を提供する。
【解決手段】ニトロベンゼンを水素で還元して得られる水を含むアニリン溶液を脱水後、蒸留塔で蒸留してアニリンを製造する方法において、該蒸留塔の塔底液の一部を、蒸留塔のリボイラーとは別の蒸発器を用いて蒸発し、蒸発ガスを該蒸留塔に循環し、未蒸発の高沸点物を該蒸発器から抜取ることを特徴とするアニリンの製造方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、アニリンの製造方法に関する。詳しくはアニリンを製造する際のアニリン蒸留塔の汚れを少なくし、長期安定運転を可能にすると共に、高沸点物に同伴して損失するアニリンを少なくするアニリンの製造方法に関する。

アニリンは通常、触媒の存在下にニトロベンゼンを水素で還元して製造される。反応生成物を冷却、油水分離すると、アニリンを含む水溶液と水を含むアニリン溶液が得られる。アニリンを含む水溶液から水を含むアニリン溶液を回収し、水を含むアニリン溶液は脱水塔に供給して、脱水し、脱水して得られた粗アニリンはアニリン蒸留塔に供給して蒸留し、塔頂から製品アニリンを得ている。蒸留塔では比較的高圧の蒸気を使用して塔底液を約１６０℃に炊き上げ、塔底から高沸点物を抜取っている（非特許文献１参照。）。
しかしながら、このような方法では、高温で蒸留するためアニリン蒸留塔およびそのリボイラーが汚れ易く、洗浄頻度が多くなる。また、製品アニリンへの高沸点物の混入を抑制するための還流比を高くするため、エネルギーの使用も多くなる。更に高沸点物に同伴して損失するアニリンも多くなる。

「アニリンおよび誘導体」（ANILINE AND DERIVATIVES）、Report No.76C、1993年、SRIインターナショナル発行（図5.1）

本発明の目的は、アニリンを製造する際のアニリン蒸留塔の汚れを少なくし、長期安定運転を可能にすると共に、高沸点物に同伴して損失するアニリンを少なくするアニリンの製造方法を提供することにある。

本発明者らはかかる課題を解決するために、ニトロベンゼンを水素で還元して得られる反応生成物からアニリンを蒸留分離してアニリンを製造する方法について鋭意検討した結果、アニリン蒸留塔の塔底液の一部を、蒸留塔のリボイラーとは別の蒸発器を用いて蒸発し、蒸発ガスを蒸留塔に循環し、未蒸発の高沸点物を蒸発器から抜取ることによって、アニリン蒸留塔の温度を低くすることができ、アニリン蒸留塔およびリボイラーの汚れを少なくすることができること、洗浄は主に蒸発器について行えばよいこと、蒸発器をカランドリア型蒸発器とすることによって蒸発器の汚れが抑制されること、また高沸点物に同伴して損失するアニリンを少なくすることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、ニトロベンゼンを水素で還元して得られる水を含むアニリン溶液を脱水後、蒸留塔で蒸留してアニリンを製造する方法において、この蒸留塔の塔底液の一部を、蒸留塔のリボイラーとは別の蒸発器を用いて蒸発し、蒸発ガスを蒸留塔に循環し、未蒸発の高沸点物を蒸発器から抜取ることを特徴とするアニリンの製造方法である。
本発明の方法によって、蒸留塔の温度を低くすることができ、蒸留塔およびリボイラーの汚れを少なくすることができ、またまた高沸点物に同伴して損失するアニリンを少なくすることができる。

また、蒸留塔の塔頂圧力を１３ＫＰａとした時、その塔底温度を１３０〜１４５℃、蒸発器の塔底温度を１５０〜１９５℃とすることを特徴とする。このことによって、蒸留塔およびリボイラーの汚れを少なくすることができ、汚れの洗浄は主に蒸発器について実施すればよいことになる。

更に、蒸発器がカランドリア型蒸発器であることを特徴とする。このことによって、蒸発器の汚れを抑制でき、洗浄頻度を少なくすることができる。

本発明によって、アニリンを製造する際のアニリン蒸留塔の汚れを少なくし、長期安定運転を可能にすると共に、高沸点物に同伴して損失するアニリンを少なくすることができる。

図１は従来のアニリンの製造方法の一例を示す概略ＰＦＤ（プロセスフローダイアグラム）である。
ニトロベンゼン１と水素ガス２とを触媒を有する反応器１１に供給して反応させる。反応形式は限定されるものではなく、液相反応、気相反応のいずれでもよく、気相反応としては、流動層反応、多管式充填層反応が挙げられる。図１では多管式充填層反応の例を示している。
反応生成物は冷却器２５で冷却し、気液分離槽１５で排ガス４が分離し、凝縮液は油水分離槽１６で水分を含むアニリン溶液とアニリンを含む水溶液に分離し、水分を含むアニリン溶液は粗アニリン貯槽１７に貯蔵し、アニリンを含む水溶液はアニリン水溶液貯槽１８に貯蔵している。

粗アニリン貯槽１７の水を含むアニリン溶液は脱水塔１２に供給して蒸留し、塔頂から軽沸点物と水を留出し、軽沸分離槽１９で油水分離し、油層の一部を脱水塔に還流すると共に残りを軽沸廃油５として抜出し、廃棄処理している。アニリンを含む水層はアニリン水溶液貯槽に回収している。
アニリンを含む水溶液は、アニリン水溶液貯槽からアニリン分離塔１４に供給し、蒸気８を吹き込んでアニリンをストリップし、塔頂から油水分離槽に回収し、塔底から排水７を抜き出し、廃棄処理している。
アニリンを含む水溶液からアニリンを分離する方法は、蒸気を吹き込んでストリップする方法以外に、単に蒸留して分離する方法、溶媒で抽出する方法でもよい。

脱水塔の塔底液はアニリン蒸留塔１３に供給し、蒸留して、塔頂から製品アニリン３を得、塔底から高沸廃油６を抜出している。
従来、このアニリン蒸留塔においては、高沸点物に同伴して損失するアニリンを少なくするために、比較的高圧の蒸気を使用してリボイラー２２で塔底を約１６０℃に炊き上げ、塔底から高沸点物を抜取っている。このような方法では、製品アニリンへの高沸点物の混入を抑制するために還流比を増加させたりしなければならず、エネルギーを多く必要とする。また、アニリン蒸留塔およびそのリボイラーが汚れ易いため、その分、洗浄回数が多くなる。

図２に本発明におけるアニリン蒸留塔まわりの概略ＰＦＤを示す。本発明において、これ以外の部分は従来法に準じて行われる。
本発明においては、アニリン蒸留塔１３の塔底液の一部を、蒸留塔のリボイラー２２とは別の蒸発器２４を用いて蒸発し、蒸発ガスを蒸留塔に循環し、未蒸発の高沸点物６を蒸発器から抜取る。
このことによって、蒸留塔の塔底温度を低くすることができる。具体的には、蒸留塔の塔頂圧力を１３ＫＰａとした時、約１３０〜１４５℃、好ましくは約１３５〜１４０℃で行われる。その時、蒸発器の塔底温度は、約１５０〜１９５℃、好ましくは約１５５〜１９０℃で行われる。すなわち蒸留塔をより低い温度で運転でき、還流比を少なくでき、蒸気の使用量が多い蒸留塔のリボイラーには低圧の回収蒸気の使用が可能になり、更に汚れを少なくすることができる。蒸発器ではより高圧の蒸気を使用するが、少なくて済み、また、より高沸点物の炊き上げを行うことができ、その分、高沸点物に同伴して損失になるアニリンを少なくすることができる。
蒸留塔の蒸留は、通常、その塔頂圧力を約１０〜１５ＫＰａ、好ましくは約１２〜１４ＫＰａとする減圧蒸留で行われるが、これに限定されるものではない。なお、上記の塔底温度および塔頂温度は、圧力によって変わり、異なる圧力で蒸留する場合は、その圧力に見合った温度で行われる。

更に、蒸発器をカランドリア型蒸発器にすることによって、蒸発器の汚れを抑制でき、洗浄頻度を少なくすることができる。カランドリア型蒸発器は、垂直加熱管群を有し、中央にダウンテークを有しており、塔底液は加熱管内で加熱され、上昇し、中央のダウンテークを下降して自然循環するタイプの蒸発器である。この蒸発器を使用することによって、塔底温度は高いけれども、塔底液の循環が速く行われるために汚れの付着が抑制される。
なお、使用する蒸発器はカランドリア型蒸発器に限定されるものではなく、同等の機能を有する蒸発器であれば使用可能である。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。

脱水塔からの粗アニリンを図２に示すＰＦＤに基づく装置で蒸留し、製品アニリンを取得した。
塔径が２５００ｍｍφで理論段数が１１段のアニリン蒸留塔１３に粗アニリンを平均１２．８t／hrで供給し、０．６ＭＰａＧの蒸気をリボイラー２２に供給して加熱し、塔頂圧力が１３ＫＰａ、塔底温度を約１３７℃に加熱し、減圧蒸留した。
塔頂からの留出液を平均３t／hrを蒸留塔に還流し、製品アニリン（純度９９．９９重量％）を平均１２．８ｔ／hrで取得した。

塔底液をカランドリア型蒸発器２４（伝熱面積：２６．７m²）に供給し、２.７ＭＰａＧの蒸気を供給して約１７０℃に加熱して蒸発させ、蒸発ガスを蒸留塔に回収し、高沸廃油６(アニリン濃度：２８．４重量％)を平均３７kg／hrで抜取った。
リボイラー２２に供給した０．６ＭＰａＧ蒸気は平均３．５８t／hrで、蒸発器に供給した２.７ＭＰａＧ蒸気は平均０．３６t／hrであった。

アニリン蒸留塔のリボイラーは、５年間洗浄不要であった。蒸発器は５年毎に洗浄した。
蒸発器を設けずに、従来法と同様に行った場合には、アニリン蒸留塔のリボイラーは１〜２年に１回洗浄する必要があった。
各種原単位は下記のとおりであった。
高沸廃油発生量：２．９kg／t−製品アニリン
アニリン損失（高沸点物に同伴する分）：０．８kg／t−製品アニリン

非特許文献１の従来法では、アニリン蒸留塔では塔底液を約１６２℃に炊き上げ、製品アニリンを平均１１．５ｔ／hrで取得し、高沸廃油を平均２１３kg／hr（アニリン濃度：５４重量％）で廃棄しており、高沸廃油発生量は１８．５kg／t−製品アニリン、アニリン損失（高沸点物に同伴する分）は１０．１kg／t−製品アニリンとなっている。
本発明により、従来法に比べて高沸廃油の発生量を６分の１に、高沸点物に同伴して損失するアニリンを１３分の１に低減することができる。

従来のアニリンの製造方法の一例を示す概略ＰＦＤである。本発明のアニリン蒸留塔まわりの概略ＰＦＤである。

符号の説明

１ニトロベンゼン
２水素ガス
３製品アニリン
４排ガス
５軽沸点物
６高沸点物
７排水
８蒸気
９蒸気
10 粗アニリン
11 反応器
12 脱水塔
13 アニリン蒸留塔
14 アニリン分離塔
15 気液分離槽
16 油水分離槽
17 粗アニリン貯槽
18 アニリン水溶液貯槽
19 軽沸分離槽
21、22 リボイラー
23 加熱器
24 蒸発器
25、26、27、28、29、30 冷却器
31 加熱管
32 循環路

Claims

ニトロベンゼンを水素で還元して得られる水を含むアニリン溶液を脱水後、蒸留塔で蒸留してアニリンを製造する方法において、該蒸留塔の塔底液の一部を、蒸留塔のリボイラーとは別の蒸発器を用いて蒸発し、蒸発ガスを該蒸留塔に循環し、未蒸発の高沸点物を該蒸発器から抜取ることを特徴とするアニリンの製造方法。
蒸留塔の塔頂圧力を１３ＫＰａとした時、その塔底温度を１３０〜１４５℃、蒸発器の塔底温度を１５０〜１９５℃とする請求項１記載のアニリンの製造方法。
該蒸発器がカランドリア型蒸発器である請求項１記載のアニリンの製造方法。