JP2012077047A - 油水分離回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって安定的で効率的な実施が可能である油水分離回収方法を提供すること。
【解決手段】下記の工程を含む油水分離回収方法。
水添加工程：酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体に水を添加して、酸性物質と水と油との混合流体を得る工程であって、下記油水分離工程において分離される液体部分の油と水との重量比（油／水）が０．８〜１．３となる量の水を添加する工程
凝縮工程：水添加工程で得られた混合流体を熱交換器で冷却し、該混合流体に含まれる気体の少なくとも一部を凝縮して、油水混合物及び未凝縮の気体を得る工程
気液分離工程：凝縮工程で得られた油水混合物及び未凝縮の気体を気体部分と液体部分とに分離する工程
油水分離工程：気液分離工程で得られた液体部分を油相と水相とに分離する工程
リサイクル工程：油水分離工程で得られた水相の一部を水添加工程で添加する水の少なくとも一部としてリサイクル使用する工程
【選択図】図１

Description

本発明は、油水分離回収方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、熱交換器の入口付近の局所的腐食の発生を抑制でき、かつ油と水の分液性を良好に保ち、よって長期にわたって安定的で効率的な実施が可能であるという優れた特徴を有する油水分離回収方法に関するものである。

アルキルベンゼンハイドロパーオキサイドとアルケンをエポキシ触媒の存在下に反応させて得られる芳香族アルコールに水素を添加して、脱水触媒の存在下にて脱水し、水添触媒の存在下に水添することで粗アルキルベンゼンとし、該粗アルキルベンゼンを蒸留により精製するに際し、蒸留塔の塔頂から酸性物質及び水と油との混合蒸気を含む気体が得られる。該気体は、通常、熱交換器により冷却凝縮された後、油と水とは各々分離して回収される。ところが、通常の方法によると、熱交換器の入口付近で凝縮した酸性成分の濃度が局所的に上昇し、熱交換器に腐食を生じるという問題がある。その対策として、例えば、特許文献１には、凝縮性ガスの熱交換器入口付近において凝縮性ガスに希釈液を添加する方法が記載されている。

特開２００３−１２６６０５号公報

しかしながら、上記特許文献１の方法では、水と油の混合液が発生し、該混合液から水相と油相を分離する際に両相の分液が困難であり、長期にわたる安定的でかつ効率的な運転を妨げるという不都合があった。
かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、熱交換器の入口付近の局所的腐食の発生を抑制でき、かつ油と水の分液性を良好に保ち、よって長期にわたって安定的で効率的な実施が可能であるという優れた特徴を有する油水分離回収方法を提供する点にある。

すなわち、本発明は、酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体から水と油とを各々分離して回収する、下記の工程を含む油水分離回収方法に係るものである。
水添加工程：酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体に液体状の水を添加して、酸性物質と水と油との混合流体を得る工程であって、下記油水分離工程において分離される液体部分の油と水との重量比（油／水）が０．８〜１．３となる量の水を添加する工程
凝縮工程：水添加工程で得られた混合流体を熱交換器で冷却し、該混合流体に含まれる気体の少なくとも一部を凝縮して、油水混合物及び未凝縮の気体を得る工程
気液分離工程：凝縮工程で得られた油水混合物及び未凝縮の気体を気体部分と液体部分とに分離する工程
油水分離工程：気液分離工程で得られた液体部分を油相と水相とに分離する工程
リサイクル工程：油水分離工程で得られた水相の一部を水添加工程で添加する水の少なくとも一部としてリサイクル使用する工程

本発明により、熱交換器の入口付近の局所的腐食の発生を抑制でき、かつ油と水の分液性を良好に保ち、よって長期にわたって安定的で効率的な実施が可能であるという優れた特徴を有する油水分離回収方法を提供することができる。

実施例１で用いたプロセスの概略を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
本発明の油水分離回収方法における処理対象は、酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体である。特に油の主要成分が水よりも沸点の高いものである場合に好適である。このような気体としては、例えば、クミルアルコールを水素添加して粗クメンとし、該粗クメンを蒸留により精製するに際し、蒸留塔の塔頂から得られる気体（例えば、特許文献１参照。）等が挙げられる。

酸性物質としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、酪酸等が挙げられ、気体中の酸性物質の濃度として、好ましくは、０．００１〜０．２ｖｏｌ％である。
油としては、例えば、アルキルベンゼン等が挙げられ、好ましくは、クメンであり、気体中の油の濃度として、好ましくは、３０〜５０ｖｏｌ％である。
気体中の水の濃度として、好ましくは、５０〜７０ｖｏｌ％である。

本発明の油水分離回収方法における水添加工程は、酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体に水を添加して、酸性物質と水と油との混合流体を得る工程であって、下記油水分離工程において分離される液体部分の油と水との重量比（油／水）が０．８〜１．３となる量の水を添加する工程である。水添加工程においては、該油と水の重量比が特に重要である。かかる重量比とすることにより、後段における油と水の分液性を良好に保つことが可能になる。なお、より好ましい重量比は０．９〜１．１である。

水添加工程で用いられる水の少なくとも一部は、下記リサイクル工程のものである。こうすることにより、新しく添加する水の使用量を削減でき、かつ排水処理の負荷を軽減することができる。

本発明の油水分離回収方法における凝縮工程は、水添加工程で得られた混合流体を熱交換器で冷却し、該混合流体に含まれる気体の少なくとも一部を凝縮して、油水混合物及び未凝縮の気体を得る工程である。熱交換器の型式としては、例えば、固定管板式やＵチューブ式のような多管円筒式熱交換器、エアーフィンクーラー、直接接触式（バロメトリック式）等が挙げられる。

本発明の油水分離回収方法における気液分離工程は、凝縮工程で得られた油水混合物及び未凝縮の気体を気体部分と液体部分とに分離する工程である。気液分離工程は、凝縮工程で得られた油水混合物及び未凝縮の気体をドラム等の容器に導き、容器の上部から気体を系外に取り出すことにより実施できる。

本発明の油水分離回収方法における油水分離工程は、気液分離工程で得られた液体部分を油相と水相とに分離する工程である。油水分離工程は、気液分離工程の容器内の油と水の混合液か比重差により油相と水相に分離することにより実施できる。
本発明の油水分離回収方法における油水分離工程において、油水分離は、容器内に油水界面を形成し、水と油をそれぞれ独立して取り出すことのできる容器を用いて行うことが好ましい。具体的には、ドラム等の容器に油水界面計を設置し、容器内に保有する油と水の量を一定に保ちながら、気液分離工程で得られた液体部分の油相と水相を連続的に抜き出す方法を例示できる。油相と水相を連続的に抜き出すにあたり、それぞれの流量が検出できるように、流量計を設置することが好ましい。このようにすることで、油水分離工程において分離される液体部分の油と水との重量を容易に把握することができ、該油と水の重量比を（油／水）が０．８〜１．３とするために必要な水の添加量を知ることができる。

本発明の油水分離回収方法におけるリサイクル工程は、油水分離工程で得られた水相の一部を水添加工程で添加する水の少なくとも一部としてリサイクル使用する工程である。油水分離工程は、油水分離工程で得られた水相の一部をポンプ等を介して水添加工程へ供給することにより実施できる。

本発明は、クメンを酸化して得られるクメンハイドロパーオキサイドを触媒存在下に分解させることにより、フェノール類とアセトンを得るフェノールの製造方法において、副生するクミルアルコールおよび有機酸を含む混合物に水素を添加してクメンと有機酸を含む粗クメンとし、該粗クメンを蒸留により精製してリサイクルするに際し蒸留塔の塔頂から得られる気体に適用した場合に効果的である。

また、本発明は、クメンを酸化して得られるクメンハイドロパーオキサイドを触媒存在下にプロピレンと接触させることにより、プロピレンオキサイドとクミルアルコールを得るプロピレンオキサイドの製造方法において、副生するクミルアルコールおよび有機酸を含む混合物に水素添加して粗クメンとし、該粗クメンを蒸留により精製してリサイクルするに際し蒸留塔の塔頂から得られる気体に適用した場合にも効果的である。

また、本発明は、エチルベンゼンを酸化して得られるエチルベンゼンハイドロパーオキサイドを酸化して得られるエチルベンゼンハイドロパーオキサイドを触媒存在下にプロピレンと接触させることにより、プロピレンオキサイドとメチルベンジルアルコールを得るプロピレンオキサイドの製造方法において、副生するメチルベンジルアルコールおよび有機酸を含む混合物に水素を添加して粗エチルベンゼンとし、該粗エチルベンゼンを蒸留により精製してリサイクルするに際し蒸留塔の塔頂から得られる気体に適用した場合にも効果的である。

次に、本発明を実施例により具体的に説明する。

［実施例１］（図１参照）
酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体として、クミルアルコールを水素添加して粗クメンとし、該粗クメンを蒸留により精製するに際し、蒸留塔の塔頂から得られた気体を用いた。酸性物質としては乳酸０．００３ｖｏｌ％、酢酸０．０８ｖｏｌ％、プロピオン酸０．００６ｖｏｌ％を含み、油としてクメン３６．８ｖｏｌ％を含み、水６３．１ｖｏｌ％を含むものであった。

水添加工程として、酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体に液体状の水を添加した。油水分離工程において分離される液体部分の油と水との重量比（油／水）が１．０になるように調整した。なお用いた水の一部は、リサイクル工程から供給されたものである。

凝縮工程として、水添加工程で得られた混合流体を熱交換器で冷却し、該混合流体に含まれる気体の少なくとも一部を凝縮して、油水混合物及び未凝縮の気体を得た。熱交換器として多管円筒式（シェルアンドチューブ型）のものを用いた。

気液分離工程として、凝縮工程で得られた油水混合物及び未凝縮の気体を気体部分と液体部分とに分離した。そのために、凝縮工程で得られた油水混合物及び未凝縮の気体をドラムに導き、ドラムの上部から気体を系外に取り出した。

油水分離工程として、気液分離工程で得られた液体部分を油相と水相とに分離した。そのために、気液分離工程のドラム内の油と水との混合液から比重差により油相と水相とに分離した。

リサイクル工程として、油水分離工程で得られた水相の一部を水添加工程で添加する水の少なくとも一部としてリサイクル使用した。そのために、油水分離工程で得られた水相の一部をポンプを介して水添加工程へ供給した。

油水分離工程の油水分離は極めて安定的に実施された。油水分離工程で得られた水相中の金属イオン濃度は低く維持され、凝縮工程の熱交換器の腐食は抑制された。

［比較例１］
油水分離工程において分離される液体部分の油と水との重量比（油／水）が１．６になるように調整したこと以外は実施例１と同様に行った。その結果、油水分離工程における油相と水相との分液が悪く、安定運転に支障を発生した。

［比較例２］
水添加工程における水添加を実施しなかったこと以外は実施例１と同様に行った場合、熱交換器の入口付近に水を注入して酸濃度を低くすることができない。

（１） 粗クメン
（２） 酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体
（３） 蒸留塔の塔底液
（４） 油相
（５） 水相
（６） 水添加工程で添加する水
（７） パージ水
（８） 気体
（１０１） 蒸留塔
（１０２） 熱交換器
（１０３） ドラム

Claims (3)

1. 酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体から水と油とを各々分離して回収する、下記の工程を含む油水分離回収方法。
   水添加工程：酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体に水を添加して、酸性物質と水と油との混合流体を得る工程であって、下記油水分離工程において分離される液体部分の油と水との重量比（油／水）が０．８〜１．３となる量の水を添加する工程
   凝縮工程：水添加工程で得られた混合流体を熱交換器で冷却し、該混合流体に含まれる気体の少なくとも一部を凝縮して、油水混合物及び未凝縮の気体を得る工程
   気液分離工程：凝縮工程で得られた油水混合物及び未凝縮の気体を気体部分と液体部分とに分離する工程
   油水分離工程：気液分離工程で得られた液体部分を油相と水相とに分離する工程
   リサイクル工程：油水分離工程で得られた水相の一部を水添加工程で添加する水の少なくとも一部としてリサイクル使用する工程
2. 油がアルキルベンゼンである請求項１に記載の方法。
3. 酸性物質と水と油との混合蒸気を含む気体が、クミルアルコールを水素添加して粗クメンとし、該粗クメンを蒸留により精製するに際し、蒸留塔の塔頂から得られる気体である請求項１に記載の方法。

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