JP2009120568A - Method for purifying alkylene glycol - Google Patents

Method for purifying alkylene glycol

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for purifying an alkylene glycol containing a nitrogen compound contained in a dye as an impurity. <P>SOLUTION: The purification method of an alkylene glycol containing nitrogen compounds contained in a dye as impurities comprises an oxidation treatment of the alkylene glycol with an oxidizing agent comprising ozone, followed by the distillation of the resultant product. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルキレングリコールの精製方法に関し、更に詳しくは、窒素化合物を不純物として含むアルキレングリコールをオゾン分解による酸化分解と蒸留を組み合わせることにより、高純度のアルキレングリコールを得る方法に関する。   The present invention relates to a method for purifying alkylene glycol, and more particularly, to a method for obtaining high-purity alkylene glycol by combining oxidative decomposition by distillation and distillation of alkylene glycol containing a nitrogen compound as an impurity.

ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレートはその優れた特性により繊維、フィルム、樹脂等として広く用いられている。これらの使用済み後の廃棄されたポリエチレンテレフタレート(以下、ポリエステル廃棄物と略記することがある。)を解重合によりアルキレングリコール、テレフタル酸ジメチル(以下、DMTと略記することがある。)、テレフタル酸あるいはその誘導体等のモノマーに分解するケミカルリサイクルに関する種々の提案がある。該ケミカルリサイクルには回収したポリエステル廃棄物とメタノール(以下、MeOHと略記することがある。)とを反応させ、DMTとアルキレングリコールを回収する方法が知られている。ペットボトルの回収は広く浸透し、かなりの割合で回収されているが、繊維製品に関してはペットボトルと同じポリエステルを含む素材でありながらリサイクル率は極めて低く、大部分が焼却処理されたり、埋め立て処分されている。繊維製品を回収する場合、染料やその他の添加物がエチレングリコールを汚染し、高品位の製品が回収できない。特に染料や添加物には窒素を含有する化合物が使用されるケースが多く、そのまま回収したエチレングリコールには窒素化合物がコンタミし、この状態のまま重合工程で得られたエチレングリコールを使用するとポリマー品質が低下し、良質のポリエステルを再生することができない。染料等の着色成分を含んだエチレングリコールの精製については吸着処理、イオン交換処理、晶析処理、蒸留処理又はこれらの組み合わせにより精製処理する取り組みがあるが(例えば特許文献1及び特許文献2参照。)、イオン交換処理ではイオン性の物質しか精製処理の対象とできず、また吸着処理ではアルキレングリコールの吸着剤処理は飽和が早いことは公知の事実であり、再生に大きなコストが必要となることから経済的な方法ではなく、染料等の窒素化合物を含むエチレングリコールの精製については効率的且つ、経済的な精製方法が望まれている。回収されたアルキレングリコールを再利用するに際しては、試薬と同程度まで不純物を除去することが好ましいが、不純物の大部分は蒸留により除去可能であるものの、含まれる不純物の極性、分子量、比揮発度が多岐に渡るために、蒸留だけでは分離できない。   Polyesters such as polyethylene terephthalate are widely used as fibers, films, resins and the like due to their excellent properties. These used polyethylene terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as polyester waste) after use is depolymerized to produce alkylene glycol, dimethyl terephthalate (hereinafter abbreviated as DMT), terephthalic acid. There are various proposals regarding chemical recycling that decomposes into monomers such as derivatives thereof. For the chemical recycling, a method of recovering DMT and alkylene glycol by reacting recovered polyester waste with methanol (hereinafter sometimes abbreviated as MeOH) is known. The collection of PET bottles is widely spread and is collected at a considerable rate, but the recycling rate for textile products is extremely low despite being a material containing the same polyester as PET bottles, and most of them are incinerated or landfilled. Has been. When recovering textile products, dyes and other additives contaminate ethylene glycol, and high-quality products cannot be recovered. In particular, nitrogen-containing compounds are often used for dyes and additives. Nitrogen compounds are contaminated with ethylene glycol collected as it is, and polymer quality is obtained when ethylene glycol obtained in the polymerization process is used in this state. Can not be regenerated and good quality polyester cannot be regenerated. As for the purification of ethylene glycol containing coloring components such as dyes, there are efforts to purify by an adsorption treatment, an ion exchange treatment, a crystallization treatment, a distillation treatment, or a combination thereof (for example, see Patent Literature 1 and Patent Literature 2). ) In the ion exchange treatment, only ionic substances can be subjected to purification treatment, and in the adsorption treatment, it is a well-known fact that the adsorbent treatment of alkylene glycol is quickly saturated, which requires a large cost for regeneration. Therefore, an efficient and economical purification method is desired for the purification of ethylene glycol containing nitrogen compounds such as dyes. When the recovered alkylene glycol is reused, it is preferable to remove impurities to the same extent as the reagent, but most of the impurities can be removed by distillation, but the polarity, molecular weight, and relative volatility of the impurities contained. Can not be separated by distillation alone.

特開2005−330444号公報JP 2005-330444 A 特開2006−232701号公報JP 2006-232701 A

本発明の目的は、従来技術が有していた問題点を解決し、染料に含有されている不純物として窒素化合物を含むアルキレングリコールを精製する方法を提供することにある。本発明のさらに他の目的及び利点は、以下の説明から明らかになるであろう。   An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a method for purifying an alkylene glycol containing a nitrogen compound as an impurity contained in a dye. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明者らは鋭意検討を行った結果、染料に含有されている不純物として窒素化合物を含むアルキレングリコールを蒸留する前にオゾンにより酸化分解を行うことにより、上記従来技術の有していた問題点を解消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、本発明の目的は窒素化合物を含むアルキレングリコールを精製するに際し、該窒素化合物を含むアルキレングリコールに酸化剤を用いた酸化処理操作及び蒸留操作を行うことを特徴とするアルキレングリコールの精製方法を実施することにより達成することができる。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-mentioned prior art has a problem by performing oxidative decomposition with ozone before distilling alkylene glycol containing nitrogen compounds as impurities contained in the dye. As a result, the present invention has been completed. That is, an object of the present invention is to provide a method for purifying an alkylene glycol, characterized in that, when purifying an alkylene glycol containing a nitrogen compound, an oxidation treatment operation and a distillation operation using an oxidizing agent for the alkylene glycol containing the nitrogen compound are performed. This can be achieved by implementing.

本発明により、染料由来の窒素化合物を不純物として含むアルキレングリコールを精製するに際し、該アルキレングリコールをオゾンによる酸化分解と蒸留を組み合わせることにより、高純度のアルキレングリコールを得ることが可能となりその工業的価値は大である。   According to the present invention, when purifying alkylene glycol containing a nitrogen compound derived from a dye as an impurity, high-purity alkylene glycol can be obtained by combining the alkylene glycol with oxidative decomposition by ozone and distillation, and its industrial value. Is great.

本発明においては、窒素化合物を不純物として含むアルキレングリコールを精製する際に酸化剤を用いた酸化処理の後、蒸留精製することを特徴とする。酸化剤としてはオゾンを用いる事が好ましい。具体的には、オゾンによる酸化分解を行った後、蒸留を行う方法が挙げられる。また窒素化合物としてはポリエステルの染色用の染料に由来する化合物であることが好ましい。具体的には、アゾベンゼン化合物、又はアミノ基、イミノ基、アミド基、イミド基若しくは尿素基を含むアントラキノン化合物などを挙げる事ができる。   The present invention is characterized in that when an alkylene glycol containing a nitrogen compound as an impurity is purified, it is purified by distillation after an oxidation treatment using an oxidizing agent. It is preferable to use ozone as the oxidizing agent. Specifically, there is a method of performing distillation after oxidative decomposition with ozone. The nitrogen compound is preferably a compound derived from a dye for dyeing polyester. Specific examples include an azobenzene compound or an anthraquinone compound containing an amino group, an imino group, an amide group, an imide group, or a urea group.

オゾンはその強力な酸化作用を利用し、一般的には殺菌、脱臭、脱色、有機物除去、化学物質合成等の用途に使用されている。特に染料を含有する着色排水の脱色方法として以前よりオゾンによる酸化脱色法は一般的に知られている。一例として排水中でのアゾ染料のオゾン酸化機構について説明する。排水中においてヒドラゾン基として存在している染料分子中のアゾ基をオゾンにより酸化処理し、ケトンを経てカルボン酸変換することにより、一方窒素原子は窒素ガスとして分解し、脱色する技術である。一般に染料などで使用される窒素化合物は酸化処理により上記のように化学構造を変化させるものが多いと推定される。本発明の窒素化合物を含むアルキレングリコールを精製するに際し、該窒素化合物を含むアルキレングリコールをオゾンによる酸化分解工程及び蒸留工程を行うことでアルキレングリコールを精製する方法においても、アルキレングリコール中に含まれている窒素化合物がオゾン酸化により上記のような染料の酸化反応が発生し、エチレングリコールを蒸留した際に染料成分が釜残側に濃縮され、市販品と同様に高純度のエチレングリコールが回収されるものと考えられる。   Ozone uses its strong oxidizing action and is generally used for applications such as sterilization, deodorization, decolorization, organic matter removal, and chemical synthesis. In particular, an oxidative decolorization method using ozone has been generally known as a decolorization method for colored wastewater containing a dye. As an example, the mechanism of ozone oxidation of azo dyes in waste water will be described. In this technique, an azo group in a dye molecule existing as a hydrazone group in wastewater is oxidized with ozone and converted into a carboxylic acid through a ketone, whereby nitrogen atoms are decomposed as nitrogen gas and decolorized. In general, it is estimated that many nitrogen compounds used in dyes or the like change the chemical structure as described above by oxidation treatment. When purifying alkylene glycol containing nitrogen compound of the present invention, alkylene glycol containing nitrogen compound is also included in alkylene glycol in the method of purifying alkylene glycol by performing oxidative decomposition step and distillation step with ozone. Oxidation of the nitrogen compound that occurs causes the oxidation reaction of the dye as described above, and when the ethylene glycol is distilled, the dye component is concentrated on the side of the kettle and high-purity ethylene glycol is recovered in the same way as commercially available products. It is considered a thing.

以下に、本発明の実施形態を、実施例等を使用して説明する。なお、これらの実施例等及び説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using examples and the like. In addition, these Examples etc. and description illustrate this invention, and do not restrict | limit the scope of the present invention. It goes without saying that other embodiments may belong to the category of the present invention as long as they match the gist of the present invention.

本発明の精製方法においては、対象とするアルキレングリコールとしては、典型的には、ポリエチレンテレフタレートよりなる繊維や他のポリアルキレンテレフタレートよりなる繊維、それらのポリエチレンテレフタレート、ポリアルキレンテレフタレートの他の成形品、それらの染色された繊維、染色された成形品の廃棄物を解重合反応により得られたアルキレングリコールを例示することができるが、ナイロンや木綿等の他の素材を、混紡等の形で含んでいてもよく、表面改質等の目的のために使用される他のプラスチック成分を含んでいてもよい。   In the purification method of the present invention, as the target alkylene glycol, typically, fibers made of polyethylene terephthalate and fibers made of other polyalkylene terephthalates, their polyethylene terephthalate, other molded products of polyalkylene terephthalate, Alkylene glycols obtained by depolymerization reaction can be exemplified as wastes of those dyed fibers and dyed molded articles, but other materials such as nylon and cotton are included in the form of blended fibers, etc. It may also include other plastic components used for purposes such as surface modification.

本発明の精製方法の説明に先立ち、ケミカルリサイクルによりポリエステル廃棄物からアルキレングリコールを得る方法についてまず説明する。一般的に多量に使用されているポリエチレンテレフタレートの場合について以下詳細に説明する。解重合反応工程においては、まず対象が繊維の場合については染料で着色されている場合が多いので、染着されたポリエステル繊維から染料抽出工程において、染料を抽出・除去する。染料抽出溶剤としては、キシレン抽出溶剤とアルキレングリコール抽出溶剤を組み合わせて使用することができる。抽出溶剤として用いるアルキレングリコールは、回収・蒸留精製の工程を共通化することができること、他の物質とのコンタミネーションを防ぐ観点からポリエステルを構成しているグリコールと同じグリコール化合物を用いる事が好ましい。染料抽出済みポリエステル繊維は、解重合工程において、解重合触媒の存在下、エチレングリコールと一部の解重合反応液を追加投入して解重合反応させて、ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート(BHET)を含む解重合液とする。次いで、解重合して得られた解重合液から蒸留によりエチレングリコールを留去し回収する。なお、この蒸留は減圧下で実施しても良い。次いで濃縮した解重合液をエステル交換反応槽に供給し、さらにメタノールとエステル交換反応触媒としての炭酸ナトリウムを所定量供給することによって、有用成分としてテレフタル酸ジメチルとエチレングリコールとに転換する。上記の操作によって生成したテレフタル酸ジメチルとエチレングリコールとの混合物は、過剰のメタノールと共に冷却し、ついで固液分離装置を用いて、エチレングリコールとメタノールとの混合液及びテレフタル酸ジメチルのケークに分離し、該混合液からメタノールを留去することによってエチレングリコールを含む釜残を得る。さらに蒸留精製することでエチレングリコールを回収することもできる。本発明の方法においては後述の様に蒸留精製前に酸化処理を行うことができる。以上の操作により、ポリエステル廃棄物からアルキレングリコールを回収することができる。   Prior to the description of the purification method of the present invention, a method for obtaining alkylene glycol from polyester waste by chemical recycling will be described first. The case of polyethylene terephthalate which is generally used in a large amount will be described in detail below. In the depolymerization reaction step, when the target is a fiber, it is often colored with a dye. Therefore, the dye is extracted and removed from the dyed polyester fiber in the dye extraction step. As the dye extraction solvent, a xylene extraction solvent and an alkylene glycol extraction solvent can be used in combination. As the alkylene glycol used as the extraction solvent, it is preferable to use the same glycol compound as the glycol constituting the polyester from the viewpoint that the steps of recovery and distillation purification can be made common and contamination with other substances is prevented. In the depolymerization step, the polyester fiber after dye extraction is subjected to depolymerization reaction by adding ethylene glycol and a part of the depolymerization reaction liquid in the presence of a depolymerization catalyst to obtain bis (hydroxyethyl) terephthalate (BHET). Including depolymerization solution. Next, ethylene glycol is removed by distillation from the depolymerization solution obtained by depolymerization and recovered. This distillation may be carried out under reduced pressure. Next, the concentrated depolymerization liquid is supplied to a transesterification reaction tank, and further, methanol and sodium carbonate as a transesterification reaction catalyst are supplied in a predetermined amount to convert them into dimethyl terephthalate and ethylene glycol as useful components. The mixture of dimethyl terephthalate and ethylene glycol produced by the above operation is cooled together with excess methanol, and then separated into a mixture of ethylene glycol and methanol and a dimethyl terephthalate cake using a solid-liquid separator. Then, methanol is distilled off from the mixed solution to obtain a kettle residue containing ethylene glycol. Further, ethylene glycol can be recovered by distillation purification. In the method of the present invention, an oxidation treatment can be performed before distillation purification as described later. By the above operation, alkylene glycol can be recovered from the polyester waste.

次に酸化剤を用いた酸化処理について説明する。この染料成分由来の窒素成分を含有するエチレングリコールを含む釜残をオゾン発生装置を使用してエチレングリコールを含む釜残量75重量部に対してオゾンのフィード量はオゾン濃度5g/Nm以上のオゾンを1重量部から2重量部の範囲でバブリングすることが好ましい。また、本発明の方法においてオゾンとエチレングリコールを含む釜残とを反応させて酸化分解を行う反応装置の形状に特に制限はなく。オゾンとの接触時間を充分に確保できれば問題ないが、概ね30分間から60分間の範囲でオゾンと釜残を接触時間を確保することが好ましい。また、処理温度については特に制限はないが温度が高過ぎるとオゾンの溶解度が下がるため、常温から50℃の範囲が好ましい。上記条件でオゾン酸化処理した後、13.3kPa〜26.7kPaの減圧下、140〜160℃、理論段15段以上の条件で蒸留を行う。あまりに高い温度では該エチレングリコールの脱水反応等の副反応が併発する恐れがあるため、該条件で蒸留を行うことが好ましい。該蒸留操作は回分式、連続式のいずれで行っても良い。回収したエチレングリコールはジエチレングリコール濃度、水分、溶融比色の検査項目において市販品と遜色なく、また、含有する窒素成分も2ppm以下と窒素含有量も検出下限以下となっており、高純度の回収エチレングリコールが得ることができる。 Next, the oxidation process using an oxidizing agent will be described. The feed amount of ozone with respect to 75 parts by weight of the remaining amount of the kettle containing ethylene glycol using the ozone generator for the residue of the kettle containing ethylene glycol containing nitrogen component derived from this dye component is an ozone concentration of 5 g / Nm 3 or more. It is preferable to bubble ozone in the range of 1 to 2 parts by weight. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the shape of the reactor which reacts ozone and the kettle residue containing ethylene glycol in the method of this invention, and oxidatively decomposes. There is no problem as long as the contact time with ozone can be sufficiently secured, but it is preferable to secure the contact time between ozone and the residue in the range of approximately 30 minutes to 60 minutes. Further, the treatment temperature is not particularly limited, but if the temperature is too high, the solubility of ozone is lowered. After the ozone oxidation treatment under the above conditions, distillation is performed under a reduced pressure of 13.3 kPa to 26.7 kPa under conditions of 140 to 160 ° C. and 15 or more theoretical plates. If the temperature is too high, side reactions such as dehydration reaction of the ethylene glycol may occur at the same time. Therefore, it is preferable to carry out distillation under such conditions. The distillation operation may be carried out either batchwise or continuously. The collected ethylene glycol is comparable to the commercially available test items for diethylene glycol concentration, moisture, and melt colorimetry, and the nitrogen content is 2 ppm or less, and the nitrogen content is below the lower detection limit. Glycol can be obtained.

以下、実施例により本発明の内容を更に具体的に説明する。なお、実施例中の各数値は以下の方法により求めた。
(窒素含有量)
ポリエステル布帛並びにエチレングリコールを含む釜残、回収エチレングリコールに含まれる窒素含有量は微量全窒素分析装置(三菱化成製TN−110)で測定した。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, each numerical value in an Example was calculated | required with the following method.
(Nitrogen content)
The nitrogen content contained in the polyester fabric, the residue of the kettle containing ethylene glycol, and the recovered ethylene glycol was measured with a trace total nitrogen analyzer (TN-110 manufactured by Mitsubishi Kasei).

[実施例1]
染着されたポリエステル繊維である、黒色に染色されたポリエチレンテレフタレート布帛(染料抽出前の布帛中の窒素含有量:900ppm)を裁断したもの100gとパラキシレン600gとを2Lのセパラブルフラスコに投入して、温度130℃にて10分間加熱・攪拌することによって染料を抽出する工程を実施した。
抽出終了後、固液分離工程として、アスピレーターによる吸引濾過を行い、染料を含むパラキシレンと染料を抽出した布帛(染料抽出済みポリエステル繊維)とを分離した。
[Example 1]
100 g of polyethylene terephthalate fabric dyed in black, which is dyed polyester fiber (nitrogen content in the fabric before dye extraction: 900 ppm), and 600 g of paraxylene are put into a 2 L separable flask. Then, the step of extracting the dye was carried out by heating and stirring at a temperature of 130 ° C. for 10 minutes.
After completion of the extraction, as a solid-liquid separation step, suction filtration with an aspirator was performed to separate the paraxylene containing the dye and the fabric from which the dye was extracted (polyester fiber after dye extraction).

その後、染料を抽出除去した布帛と新たなパラキシレン600gとをセパラブルフラスコに投入して、染料の抽出を同条件で実施した。抽出終了後再度固液分離を行い、染料を含むパラキシレンと染料を抽出除去した布帛とを分離した。   Thereafter, the fabric from which the dye was extracted and removed and 600 g of new para-xylene were put into a separable flask, and the dye was extracted under the same conditions. After completion of the extraction, solid-liquid separation was performed again to separate the paraxylene containing the dye from the fabric from which the dye was extracted and removed.

その後、染料を抽出除去した布帛と新たなエチレングリコール600gとをセパラブルフラスコに投入して、温度170℃にて10分間加熱・攪拌することによって染料を抽出する工程を実施した。この時の加熱により布帛中に含液するパラキシレンの大部分はベント経由で蒸発する。蒸発したパラキシレンは冷却器により回収する。抽出終了後再度固液分離を行い、染料を含むエチレングリコールと染料を抽出除去した布帛とを分離した。   Thereafter, the fabric from which the dye was extracted and removed and 600 g of new ethylene glycol were put into a separable flask, and the dye was extracted by heating and stirring at a temperature of 170 ° C. for 10 minutes. By heating at this time, most of the paraxylene contained in the fabric evaporates via the vent. The evaporated para-xylene is recovered by a cooler. After completion of the extraction, solid-liquid separation was performed again to separate the ethylene glycol containing the dye from the fabric from which the dye was extracted and removed.

その後、解重合反応工程として、この染料抽出済み布帛100gを予め185℃まで加熱しておいたエチレングリコール200g、既に解重合反応を実施した120℃〜180℃へ加熱した解重合反応液200g、解重合触媒としての炭酸カリウム3gの混合物と一緒に解重合反応器に仕込み、常圧で4時間反応させて、ビス−β−ヒドロキシエチルテレフタレート(BHET)を含む解重合液を得た。   Thereafter, as a depolymerization reaction step, 100 g of this dye extracted fabric was heated to 185 ° C. in advance, 200 g of ethylene glycol, 200 g of a depolymerization reaction solution heated to 120 ° C. to 180 ° C. that had already been subjected to the depolymerization reaction, A depolymerization reactor was charged together with a mixture of 3 g of potassium carbonate as a polymerization catalyst and reacted at normal pressure for 4 hours to obtain a depolymerization solution containing bis-β-hydroxyethyl terephthalate (BHET).

なお、解重合反応工程の解重合反応後に、目開き350μmの金網ストレーナーにより固形物をろ過除去した。この固形物除去工程では、主に、ポリエステル以外のプラスチックを除去することができた。得られたろ過後の解重合液を塔底温度140〜150℃、圧力13.3kPaの条件でエチレングリコールを100g留去して解重合溶液を濃縮する解重合溶液濃縮工程を実施した。次いで、ろ過され、濃縮された解重合溶液200gに、エステル交換触媒としての炭酸カリウム1.7gとメタノール200gとを添加して、常圧、75〜80℃で1時間、エステル交換反応工程を実施し、エステル交換反応生成混合物を得た。 In addition, after the depolymerization reaction in the depolymerization reaction step, the solid matter was removed by filtration with a wire mesh strainer having an opening of 350 μm 3 . In this solid matter removing step, plastics other than polyester could be mainly removed. The resulting depolymerized solution after filtration was subjected to a depolymerized solution concentration step of concentrating the depolymerized solution by distilling off 100 g of ethylene glycol under the conditions of a tower bottom temperature of 140 to 150 ° C. and a pressure of 13.3 kPa. Next, 1.7 g of potassium carbonate and 200 g of methanol as a transesterification catalyst are added to 200 g of the filtered and concentrated depolymerization solution, and the transesterification reaction step is performed at normal pressure and 75 to 80 ° C. for 1 hour. Thus, a transesterification product mixture was obtained.

反応終了後、エステル交換反応生成混合物を40℃まで冷却し、遠心分離により粗テレフタル酸ジメチルを主成分とするケークとメタノール、粗エチレングリコールを主成分とするろ液とに固液分離した。次いで粗テレフタル酸ジメチルを圧力6.7kPa、塔底温度180〜200℃にて蒸留精製して高純度テレフタル酸ジメチルを収率85%重量で得た。また、ろ液を常圧下、塔頂温度60〜70℃の条件で蒸留により精製して、最終的に有用成分としてのテレフタル酸ジメチルを、次いでエチレングリコールとメタノールとの混和液からメタノールを留去することによってエチレングリコールを含む釜残を得た。さらに、該エチレングリコールを含む釜残に含まれる窒素含有量は微量全窒素分析装置(三菱化成製TN−110)で測定した結果、11ppmであった。   After completion of the reaction, the transesterification reaction product mixture was cooled to 40 ° C. and subjected to solid-liquid separation by centrifugation into a cake mainly composed of crude dimethyl terephthalate and a filtrate mainly composed of crude ethylene glycol. Subsequently, crude dimethyl terephthalate was purified by distillation at a pressure of 6.7 kPa and a column bottom temperature of 180 to 200 ° C. to obtain high-purity dimethyl terephthalate at a yield of 85% by weight. In addition, the filtrate is purified by distillation under normal pressure and at a tower top temperature of 60 to 70 ° C., and finally dimethyl terephthalate as a useful component is distilled off, and then methanol is distilled off from a mixture of ethylene glycol and methanol. As a result, a residue remaining containing ethylene glycol was obtained. Furthermore, the nitrogen content contained in the kettle residue containing ethylene glycol was 11 ppm as a result of measurement with a trace total nitrogen analyzer (TN-110 manufactured by Mitsubishi Kasei).

この染料成分由来の窒素成分を11ppm含有するエチレングリコールを含む釜残150gをオゾン発生装置PZ−1A/KOFLOC製を使用して常温でオゾン発生濃度8.4g/Nmで2.0g/Hrの流量で60分間バブリングを実施した。バブリング後のエチレングリコールを含む釜残150gを塔低温度140〜150℃、圧力13.3kPa、理論段数15段の条件で蒸留し、エチレングリコール100gを留去した。回収したエチレングリコールはジエチレングリコール濃度、水分、溶融比色の検査項目において市販品と遜色なく、また、窒素成分も2ppm以下と窒素含有量も検出下限以下となっており、高純度のエチレングリコールが得られた。 Using an ozone generator PZ-1A / KOFLOC, 150 g of the remaining residue of 150 g of ethylene glycol containing 11 ppm of nitrogen component derived from this dye component is 2.0 g / hr at an ozone generation concentration of 8.4 g / Nm 3 at room temperature. Bubbling was performed at a flow rate for 60 minutes. 150 g of the residue in the kettle containing ethylene glycol after bubbling was distilled under the conditions of a tower low temperature of 140 to 150 ° C., a pressure of 13.3 kPa, and a theoretical plate number of 15 to distill off 100 g of ethylene glycol. The collected ethylene glycol is inferior to commercially available products in diethylene glycol concentration, moisture, and melt colorimetric inspection items, and the nitrogen content is 2 ppm or less and the nitrogen content is below the detection limit, resulting in high-purity ethylene glycol. It was.

[実施例2]
実施例1で得たエステル交換反応後の生成混合物から固液分離によりテレフタル酸ジメチルケークを分離し、濾液からメタノールを留去して得たエチレングリコールを含む釜残(窒素含有量11ppm)を用いて実施例2の操作を以下行った。そのエチレングリコールを含む釜残150gを塔低温度140〜150℃、圧力13.3kPa、理論段数15段の条件で蒸留し、エチレングリコール100gを留去した。その後、回収したエチレングリコールをオゾン発生装置PZ−1A/KOFLOC製を使用して常温でオゾン発生濃度8.4g/Nmで2.0g/Hrの流量で60分間バブリングを実施した。回収したエチレングリコールはジエチレングリコール濃度、水分、溶融比色の検査項目において市販品と遜色はなかったが、5ppmの窒素を含有しており、若干の品位の低下が認められた。
[Example 2]
The dimethyl terephthalate cake was separated by solid-liquid separation from the product mixture after the transesterification obtained in Example 1, and the residue (nitrogen content 11 ppm) containing ethylene glycol obtained by distilling off methanol from the filtrate was used. Then, the operation of Example 2 was performed as follows. 150 g of the remaining residue containing ethylene glycol was distilled under conditions of a tower low temperature of 140 to 150 ° C., a pressure of 13.3 kPa, and a theoretical plate number of 15 plates, and 100 g of ethylene glycol was distilled off. Thereafter, the collected ethylene glycol was bubbled for 60 minutes at a normal temperature with an ozone generation concentration of 8.4 g / Nm 3 and a flow rate of 2.0 g / Hr using an ozone generator PZ-1A / KOFLOC. The collected ethylene glycol was not inferior to a commercially available product in the inspection items of diethylene glycol concentration, water content, and melt colorimetry, but contained 5 ppm of nitrogen, and a slight deterioration in quality was observed.

[比較例1]
実施例1で得たエチレングリコールを含む釜残150gをオゾン発生装置PZ−1A/KOFLOC製を使用して常温でオゾン発生濃度8.4g/Nmで2.0g/Hrの流量で60分間バブリングを実施し、蒸留は行わなかった。バブリング後の釜残窒素農度は11ppmとオゾンバブリング前と変化がなかった。
[Comparative Example 1]
Using the ozone generator PZ-1A / KOFLOC, 150 g of the remaining residue containing ethylene glycol obtained in Example 1 was bubbled at an ozone generation concentration of 8.4 g / Nm 3 at a flow rate of 2.0 g / Hr for 60 minutes. And no distillation was performed. After bubbling, the residue of nitrogen in the kettle was 11 ppm, unchanged from that before ozone bubbling.

[比較例2]
実施例1で得たエチレングリコールを含む釜残150gをオゾン発生装置PZ−1A/KOFLOC製を使用して常温で2.0g/Hrの流量で60分バブリングを実施し、バブリング後のエチレングリコールを含む釜残を液相用の活性炭にSV=2(20g/Hr)で吸着させたが回収した釜残の窒素濃度は11ppmとオゾンバブリングと活性炭による吸着効果は認められなかった。
[Comparative Example 2]
150 g of the residue containing ethylene glycol obtained in Example 1 was bubbled for 60 minutes at a flow rate of 2.0 g / Hr at room temperature using an ozone generator PZ-1A / KOFLOC, and the ethylene glycol after bubbling was The remaining residue was adsorbed on activated carbon for liquid phase at SV = 2 (20 g / Hr), but the nitrogen concentration of the recovered residue was 11 ppm, and no adsorption effect by ozone bubbling and activated carbon was observed.

Figure 2009120568
Figure 2009120568

本発明により、染料由来の窒素化合物を不純物として含むアルキレングリコールを精製するに際し、該アルキレングリコールをオゾンによる酸化分解と蒸留を組み合わせることにより、高純度のアルキレングリコールを得ることが可能となりその工業的価値は大である。   According to the present invention, when purifying alkylene glycol containing a nitrogen compound derived from a dye as an impurity, high-purity alkylene glycol can be obtained by combining the alkylene glycol with oxidative decomposition by ozone and distillation, and its industrial value. Is great.

Claims (4)

窒素化合物を含むアルキレングリコールを精製するに際し、該窒素化合物を含むアルキレングリコールに酸化剤を用いた酸化処理操作及び蒸留操作を行うことを特徴とするアルキレングリコールの精製方法。   A method for purifying an alkylene glycol, comprising purifying an alkylene glycol containing a nitrogen compound by subjecting the alkylene glycol containing the nitrogen compound to an oxidation treatment operation and a distillation operation using an oxidizing agent. 窒素化合物を含むアルキレングリコールが、窒素化合物を含むポリアルキレンテレフタレート廃棄物の解重合反応により得られたものである請求項1記載のアルキレングリコールの精製方法。   The method for purifying alkylene glycol according to claim 1, wherein the alkylene glycol containing a nitrogen compound is obtained by a depolymerization reaction of a polyalkylene terephthalate waste containing a nitrogen compound. 窒素化合物がポリエステル染色用染料に由来するものである請求項1又は2記載のアルキレングリコールの精製方法。   The method for purifying alkylene glycol according to claim 1 or 2, wherein the nitrogen compound is derived from a dye for dyeing polyester. 酸化剤としてオゾンを用いる請求項1〜3のいずれか1項記載のアルキレングリコールの精製方法。   The method for purifying alkylene glycol according to any one of claims 1 to 3, wherein ozone is used as the oxidizing agent.
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