JP2013075844A - Method for obtaining aqueous acetonitrile with reduced water - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水分が減少した含水アセトニトリルを取得する方法、詳しくは、含水アセトニトリルから水分の一部を除去することによって、水分が減少した含水アセトニトリルを取得する方法に関する。 The present invention relates to a method for obtaining water-containing acetonitrile with reduced water content, and more particularly, to a method for obtaining water-containing acetonitrile with reduced water content by removing a part of water from the water-containing acetonitrile.
触媒存在下、過酸化水素を用いてプロピレンからプロピレンオキシドを製造する際、溶媒としてアセトニトリル/水の混合溶媒を使用する方法が知られている。例えば、下記特許文献1には、アセトニトリルと水とを重量比で50:50の割合で含む混合溶媒中、プロピレンと過酸化水素とを反応させることによってプロピレンオキシドを得る方法が開示されている。 A method of using a mixed solvent of acetonitrile / water as a solvent when producing propylene oxide from propylene using hydrogen peroxide in the presence of a catalyst is known. For example, Patent Document 1 below discloses a method for obtaining propylene oxide by reacting propylene and hydrogen peroxide in a mixed solvent containing acetonitrile and water in a ratio of 50:50 by weight.
この方法では、過酸化水素から水が副生成物として生成するため、混合溶媒中の水が増加する。即ち、アセトニトリル/水を混合溶媒として用いる場合、プロピレンオキシドの製造によって、混合溶媒中の水の割合が大きくなる。 In this method, since water is generated as a by-product from hydrogen peroxide, the amount of water in the mixed solvent increases. That is, when acetonitrile / water is used as a mixed solvent, the proportion of water in the mixed solvent increases due to the production of propylene oxide.
また、下記特許文献2には、プロピレンと過酸化水素とを反応させることによってプロピレンオキシドを得る方法において、混合溶媒としてのアセトニトリル/水中の水の濃度は、プロピレンオキシドの生成に影響を与えること、そして、過剰に多くの水を含む場合には、プロピレンオキシドの生成速度が小さくなることが開示されている。従って、過度に増加した水を除去しない場合には、混合溶媒中の水の割合が所望の範囲から逸脱して大きくなり過ぎ、反応に悪影響をもたらし得るため、そのように水が増加した混合溶媒から水の一部を除去する必要がある。 Further, in Patent Document 2 below, in the method of obtaining propylene oxide by reacting propylene and hydrogen peroxide, the concentration of water in acetonitrile / water as a mixed solvent affects the production of propylene oxide, And when it contains excessively much water, it is disclosed that the production | generation rate of a propylene oxide becomes small. Therefore, if the excessively increased water is not removed, the proportion of water in the mixed solvent becomes too large to deviate from the desired range, which may adversely affect the reaction. It is necessary to remove some of the water from the water.
尚、本明細書において使用する「含水アセトニトリル」なる用語は、アセトニトリルおよび水を含有する液体混合物を意味する。アセトニトリル/水の混合溶媒中にてアルケンおよび過酸化水素からアルケンオキシドを製造する場合、混合溶媒は、水およびアセトニトリルに加えて、アルケンオキシドおよびそれに由来する多価アルコールから成る群から選択される少なくとも一種の有機化合物を含有することがあり、本明細書では、含水アセトニトリルは、そのような有機化合物を更に含有してもよい。尚、含水アセトニトリルは、残存している未反応の反応原料を更に含んでよい。 As used herein, the term “hydrated acetonitrile” means a liquid mixture containing acetonitrile and water. When producing an alkene oxide from an alkene and hydrogen peroxide in a mixed solvent of acetonitrile / water, the mixed solvent is at least selected from the group consisting of alkene oxide and a polyhydric alcohol derived therefrom in addition to water and acetonitrile. A kind of organic compound may be contained, and in the present specification, hydrous acetonitrile may further contain such an organic compound. The water-containing acetonitrile may further contain remaining unreacted reaction raw materials.
含水アセトニトリルから水分が減少した含水アセトニトリルを取得する方法として、含水アセトニトリルを蒸留処理に付して、水分が減少した含水アセトニトリルを得る方法がある。しかしながら、この方法は、除去すべき水を塔底から取り出し、残りを留出させる蒸留処理を用いるため、消費エネルギーが多く、必ずしも充分に満足できる方法とは言えない。そこで、含水アセトニトリルから水分が減少した含水アセトニトリルを取得する新たな方法を提案することが望まれている。 As a method for obtaining water-containing acetonitrile with reduced water content from water-containing acetonitrile, there is a method in which water-containing acetonitrile is subjected to a distillation treatment to obtain water-containing acetonitrile with reduced water content. However, since this method uses a distillation process in which the water to be removed is taken out from the bottom of the column and the remainder is distilled, it consumes a large amount of energy and is not necessarily a satisfactory method. Therefore, it is desired to propose a new method for obtaining hydrous acetonitrile with reduced water content from hydrous acetonitrile.
本発明者らは、上記課題について検討を重ねた結果、本発明に到った。 As a result of studying the above problems, the present inventors have reached the present invention.
本発明は、水およびアセトニトリルを含有する含水アセトニトリルから、水分が減少した含水アセトニトリルを取得する方法を提供し、この方法は、
前記の水およびアセトニトリルを含有する含水アセトニトリルと、炭素数3〜8のアルケン(以下、「特定のアルケン」とも記す)とを混合する工程(1)(以下、「混合工程(1)」とも記す)、
工程(1)で得られた混合物を上層と下層とに分液する工程(2)(以下、「分液工程(2)」とも記す)、ならびに
工程(2)で分液した上層を回収する工程(3)(以下、「上層回収工程(3)」とも記す)
を含む。換言すれば、本発明の方法は、含水アセトニトリルから、含水アセトニトリルに含まれる水の一部を除去する方法とも呼べる。
The present invention provides a method for obtaining water-containing acetonitrile with reduced water content from water-containing acetonitrile containing water and acetonitrile.
Step (1) for mixing the water-containing acetonitrile containing water and acetonitrile and an alkene having 3 to 8 carbon atoms (hereinafter also referred to as “specific alkene”) (hereinafter also referred to as “mixing step (1)”) ),
Step (2) for separating the mixture obtained in step (1) into an upper layer and a lower layer (hereinafter also referred to as “liquid separation step (2)”), and collecting the upper layer separated in step (2) Step (3) (hereinafter also referred to as “upper layer recovery step (3)”)
including. In other words, the method of the present invention can also be called a method of removing a part of water contained in water-containing acetonitrile from water-containing acetonitrile.
分液工程(2)における上層は、アセトニトリル、水および特定のアルケンを含んで成り、混合工程(1)における、除水すべき含水アセトニトリル(「元の含水アセトニトリル」とも呼ぶ)におけるより低い濃度で水を含む。他方、分液工程(2)における下層は、同様にアセトニトリル、水および特定のアルケンを含んで成り、混合工程(1)における含水アセトニトリルにおけるより高い濃度で水を含む。尚、本明細書において、含水アセトニトリルにおける水およびアセトニトリルの総量に対する水の量の割合が小さくなる場合に「より低い濃度」なる用語を使用し、他方、そのような水の量の割合が大きくなる場合に「より高い濃度」なる用語を使用している。 The upper layer in the liquid separation step (2) comprises acetonitrile, water and a specific alkene, and has a lower concentration in the water-containing acetonitrile (also referred to as “original water-containing acetonitrile”) to be dewatered in the mixing step (1). Contains water. On the other hand, the lower layer in the liquid separation step (2) similarly includes acetonitrile, water, and a specific alkene, and includes water at a higher concentration than the water-containing acetonitrile in the mixing step (1). In the present specification, the term “lower concentration” is used when the ratio of the amount of water to the total amount of water and acetonitrile in the water-containing acetonitrile is small, while the ratio of the amount of such water is large. In some cases, the term “higher concentration” is used.
従って、上層回収工程(3)において回収する上層に含まれる水の濃度は、混合工程(1)における元の含水アセトニトリルに含まれる水の濃度より低くなる、即ち、元の含水アセトニトリルから水の一部が除去された含水アセトニトリルが得られることになる。 Therefore, the concentration of water contained in the upper layer recovered in the upper layer recovery step (3) is lower than the concentration of water contained in the original water-containing acetonitrile in the mixing step (1). Water-containing acetonitrile from which parts have been removed is obtained.
本発明の方法において、特定のアルケンには、具体的にはプロピレン、ブテン、ペンテンおよびヘキセンが含まれる。本発明の方法は、特定のアルケンが液体状態である条件下で実施するのが好ましい。従って、本方法を実施する条件は、特定のアルケンが液体状態で存在するように、必要に応じて、加圧状態となるように選択する。例えば、プロピレンまたはブテンを特定のアルケンとして用いる場合は、加圧条件を採用するのが好ましい。ペンテン、ヘキセンを特定のアルケンとして用いる場合は、通常、常圧条件を採用できる。好ましい特定のアルケンは、プロピレンであり、プロピレンオキシド製造においては、プロピレンは反応原料として用いる為、水分が減少した含水アセトニトリルにプロピレンが含まれていても、それを除去する必要が無い点、即ち、水分が減少した含水アセトニトリルからプロピレンを除去しなくても混合溶媒としてプロピレンオキシドの製造に使用できる点で有利である。 In the process of the present invention, specific alkenes specifically include propylene, butene, pentene and hexene. The process of the present invention is preferably carried out under conditions where the particular alkene is in the liquid state. Therefore, the conditions for carrying out the method are selected so that the specific alkene is in a pressurized state as necessary so that the specific alkene exists in the liquid state. For example, when propylene or butene is used as a specific alkene, it is preferable to employ pressure conditions. When using pentene or hexene as a specific alkene, normal pressure conditions can usually be employed. A preferred specific alkene is propylene, and in the production of propylene oxide, since propylene is used as a reaction raw material, even if propylene is contained in water-containing acetonitrile with reduced water content, it is not necessary to remove it. This is advantageous in that it can be used in the production of propylene oxide as a mixed solvent without removing propylene from water-containing acetonitrile with reduced water content.
工程(1)において元の含水アセトニトリルと混合する特定のアルケンの量は、元の含水アセトニトリルより低い濃度で水を含む上層を得ることができる限り、特に限定されるものではないが、元の含水アセトニトリルに含まれるアセトニトリルの100重量部に対して、好ましくは5〜40重量部、より好ましくは10〜40重量部である。 The amount of the specific alkene mixed with the original water-containing acetonitrile in the step (1) is not particularly limited as long as an upper layer containing water at a lower concentration than the original water-containing acetonitrile can be obtained. Preferably it is 5-40 weight part with respect to 100 weight part of acetonitrile contained in acetonitrile, More preferably, it is 10-40 weight part.
本発明の方法における条件によっては、分液の進行が遅く、その結果、上層と下層との界面が現れる迄に時間を要したり、あるいは、通常の操作条件下では、上層と下層との間に明確な界面が実質的に現れない場合がある。そのような場合、本発明の好ましい態様では、混合工程(1)において、アルカリ金属イオンを共存させる、具体的には、特定のアルケンに加えて、そのようなアルカリ金属の水酸化物を更に追加するのが好ましい。このように、アルカリ金属水酸化物を共存させることによって、分液工程(2)における分液が促進され、上層と下層との界面がより迅速に現れる、および/または、界面がより明確になる。好ましいアルカリ金属水酸化物は、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等であり、これらは、少ない添加量でアセトニトリル水を分液させることができる点で有利である。通常、アルカリ金属水酸化物は、工程(1)で得られた混合物にそのまま追加してもよいが、その水溶液の形態で追加して混合工程(1)で使用するのが好ましい。 Depending on the conditions in the method of the present invention, the progress of liquid separation may be slow, and as a result, it may take time for the interface between the upper layer and the lower layer to appear, or, under normal operating conditions, between the upper layer and the lower layer. In some cases, a clear interface does not substantially appear. In such a case, in a preferred embodiment of the present invention, in the mixing step (1), an alkali metal ion is allowed to coexist, specifically, in addition to a specific alkene, such an alkali metal hydroxide is further added. It is preferable to do this. Thus, by coexisting the alkali metal hydroxide, the liquid separation in the liquid separation step (2) is promoted, and the interface between the upper layer and the lower layer appears more rapidly and / or the interface becomes clearer. . Preferred alkali metal hydroxides are, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like, and these are advantageous in that acetonitrile water can be separated with a small addition amount. Usually, the alkali metal hydroxide may be added as it is to the mixture obtained in the step (1), but it is preferably added in the form of an aqueous solution and used in the mixing step (1).
本発明の方法は、アセトニトリルと水とを含有する混合溶媒中でアルケン(例えばプロピレン)と過酸化水素とを反応させることによってアルケンオキシド(例えばプロピレンオキシド)を製造するに際して、反応生成物であるアルケンオキシドを反応混合物から取り出す工程を経て得られる、アセトニトリルおよび水を含有する含水アセトニトリルから、水分が減少した含水アセトニトリルを取得するのに好適に使用できる。 In the method of the present invention, when an alkene oxide (for example, propylene oxide) is produced by reacting an alkene (for example, propylene) with hydrogen peroxide in a mixed solvent containing acetonitrile and water, the alkene as a reaction product is produced. It can be suitably used to obtain water-containing acetonitrile with reduced water content from water-containing acetonitrile containing acetonitrile and water obtained through the step of removing the oxide from the reaction mixture.
本発明の方法では、含水アセトニトリルと特定のアルケンと混合し、その後、上層および下層に分液し、上層を回収することによって、元の含水アセトニトリルから、水分が減少した含水アセトニトリルを取得することができるので、非常に簡単な操作で含水アセトニトリルから水の一部を除去できるという点で有利である。 In the method of the present invention, water-containing acetonitrile and a specific alkene are mixed, then separated into an upper layer and a lower layer, and the upper layer is collected, whereby water-containing acetonitrile with reduced water content can be obtained from the original water-containing acetonitrile. Therefore, it is advantageous in that a part of water can be removed from water-containing acetonitrile by a very simple operation.
本発明の方法では、混合工程(1)および分液工程(2)はいずれの適当な方法で実施してもよい。元の含水アセトニトリルと特定のアルケンとを混合し、その後、分液して上層および下層を形成する操作は、本来的には、相互溶解度に限界がある例えば3成分系の性質を利用する液―液抽出操作と同様である。従って、本発明の方法は、抽出操作を実施する装置を用いて実施でき、いずれの適当な抽出装置をも使用することができる。 In the method of the present invention, the mixing step (1) and the liquid separation step (2) may be performed by any appropriate method. The operation of mixing the original water-containing acetonitrile and a specific alkene and then separating the liquid to form the upper layer and the lower layer is essentially a liquid that uses the properties of, for example, a ternary system with limited mutual solubility. This is the same as the liquid extraction operation. Thus, the method of the present invention can be performed using an apparatus that performs the extraction operation, and any suitable extraction apparatus can be used.
例えば、撹拌装置を有する槽に含水アセトニトリルと特定のアルケンとを供給して、これらを撹拌装置によって混合することによって混合工程(1)を実施し、その後、撹拌装置を停止して静置して上層および下層に分液することによって分液工程(2)を実施し、分液した上層を回収することによって上層回収工程(3)を実施することによって本発明の方法を実施できる。この場合、本発明の方法を回分式で実施することになる。 For example, water-containing acetonitrile and a specific alkene are supplied to a tank having a stirring device, and the mixing step (1) is performed by mixing them with the stirring device, and then the stirring device is stopped and left to stand. The liquid separation step (2) is performed by separating the liquid into an upper layer and a lower layer, and the method of the present invention can be performed by performing the upper layer recovery step (3) by collecting the separated upper layer. In this case, the method of the present invention is carried out batchwise.
別の態様では、連続抽出操作を実施できる装置を利用して本発明の方法を実施する。例えば、ミキサー−セトラー装置を用いて、ミキサーに含水アセトニトリルおよび特定のアルケンを連続的に供給し、そこでこれらを混合し、ミキサーからこれらの混合物を連続的に取り出してセトラーに連続的に供給して分液させ、セトラーから上層および下層を連続的に回収する。 In another embodiment, the method of the present invention is performed using an apparatus capable of performing a continuous extraction operation. For example, using a mixer-settler apparatus, water-containing acetonitrile and a specific alkene are continuously fed to the mixer, where they are mixed, and these mixtures are continuously removed from the mixer and continuously fed to the settler. Liquid separation is performed, and the upper layer and the lower layer are continuously collected from the settler.
更に別の態様は、塔型の連続抽出装置を用いて、水を除去すべき含水アセトニトリルを塔の上方に供給し、特定のアルケンを塔の下方に供給し、これらを向流で接触させて装置の頂部からアセトニトリルに富む相としての分液した上層、即ち、より低い濃度で水を含む上層を回収し、装置の塔底から、水に富む相としての分液した下層、即ち、より高い濃度で水を含む上層を取り出す。 In still another embodiment, a tower-type continuous extraction apparatus is used to supply water-containing acetonitrile to be removed of water to the upper part of the tower, supply a specific alkene to the lower part of the tower, and contact them in countercurrent. Recover the separated upper layer as the acetonitrile-rich phase from the top of the apparatus, i.e. the upper layer containing water at a lower concentration, and separate the lower layer as the water-rich phase from the bottom of the apparatus, i.e. higher Remove the upper layer containing water at a concentration.
本発明の方法では、元の含水アセトニトリルと比較して、水濃度が低下したアセトニトリルに富む相を上層として得、水濃度がより高い水相を下層として得る。特定のアルケンは、水に対する溶解度が非常に小さいので、下層には殆ど分配されない。元の含水アセトニトリルに含まれていたアセトニトリルは、通常、大部分(例えば70〜80%程度)が上層に分配され、残りが下層に分配される。元の含水アセトニトリルに含まれていた水は、上層および下層の双方に分配される。 In the method of the present invention, an acetonitrile-rich phase having a reduced water concentration is obtained as an upper layer, and an aqueous phase having a higher water concentration is obtained as a lower layer, compared to the original water-containing acetonitrile. Certain alkenes have very little solubility in water and are therefore hardly distributed in the lower layer. Most of the acetonitrile contained in the original water-containing acetonitrile is usually distributed to the upper layer (for example, about 70 to 80%), and the rest is distributed to the lower layer. The water contained in the original hydrous acetonitrile is distributed to both the upper and lower layers.
本発明の方法は、いずれの適当な操作条件で実施してもよい。操作温度および操作圧力を適当に選択して、元の含水アセトニトリルおよび特定のアルケンが液体で存在するような条件下で本発明の方法を実施する。通常、分液速度の面では、温度が高い方が有利だが、一方、相互溶解度が高くなる為、分液の効率が低下する。例えば20℃〜60℃で実施するのが有利である。 The method of the present invention may be carried out under any suitable operating conditions. The method of the present invention is carried out under conditions such that the original hydrated acetonitrile and the specific alkene are present in liquid, with appropriate selection of operating temperature and operating pressure. Usually, in terms of the liquid separation speed, higher temperature is advantageous, but on the other hand, the mutual solubility increases, so that the efficiency of liquid separation decreases. For example, it is advantageous to carry out at 20 ° C to 60 ° C.
本発明の方法は、例えば先に説明したアセトニトリルと水とを含有する混合溶媒中でアルケン(例えばプロピレン)と過酸化水素とを反応させることによってアルケンオキシド(例えばプロピレンオキシド)を製造するに際して、反応生成物であるアルケンオキシドを反応混合物から取り出す工程を経て得られる、アセトニトリルおよび水を含有する含水アセトニトリルから、水の一部を除去するのに使用できる。具体的には、プロピレンオキシド製造プロセスにおいて、プロピレンオキシドを含む反応混合物からプロピレンオキシドを取り出した後、得られた混合物を元の含水アセトニトリルとして取り出す。当該混合物中の水濃度は、プロピレンオキシドの他の製造条件に応じて、一般的には20〜60重量%の範囲の所定濃度領域で、例えば約30重量%で維持して製造プロセスが継続される。プロピレンオキシドが生成するにつれて混合溶媒中の水濃度が増加するので、本発明の方法を用いて、元の含水アセトニトリルから水の一部を除去する。 In the method of the present invention, for example, when an alkene oxide (for example, propylene oxide) is produced by reacting an alkene (for example, propylene) and hydrogen peroxide in a mixed solvent containing acetonitrile and water as described above, It can be used to remove a portion of water from hydrous acetonitrile containing acetonitrile and water obtained through the step of removing the product alkene oxide from the reaction mixture. Specifically, in the propylene oxide production process, after taking out propylene oxide from the reaction mixture containing propylene oxide, the resulting mixture is taken out as the original water-containing acetonitrile. The water concentration in the mixture is maintained in a predetermined concentration region generally in the range of 20 to 60% by weight, for example about 30% by weight, depending on other production conditions of propylene oxide, and the production process is continued. The Since the water concentration in the mixed solvent increases as propylene oxide is formed, a portion of the water is removed from the original hydrous acetonitrile using the method of the present invention.
より具体的には、元の含水アセトニトリルと特定のアルケンとを混合し、そして、上層および下層に分液する。上層は、水濃度が低下したアセトニトリルに富む相であり、更に、特定のアルケンを含む。必要に応じて、このアルケンをいずれかの適当な方法で除去して水濃度が低下した含水アセトニトリルを得、これをアルケンオキシド製造プロセスに戻して混合溶媒として使用する。また、下層は、アセトニトリルを含む水に富む相であり、これに含まれるアセトニトリルも回収して、アルケンオキシド製造プロセスに戻して使用することができる。下層からのアセトニトリルの回収は、いずれの適当な方法を使用してもよく、例えば、下層を共沸蒸留操作に付し、塔頂から、アセトニトリル/水の共沸組成物を得、塔底から水を得ることができる。尚、共沸組成物はアセトニトリルを約80重量%またはそれ以上の量で含むため、これもアルケンオキシド製造プロセスに戻して混合溶媒として使用することができる。 More specifically, the original water-containing acetonitrile and a specific alkene are mixed and separated into an upper layer and a lower layer. The upper layer is an acetonitrile-rich phase with reduced water concentration and further contains a specific alkene. If necessary, this alkene is removed by any suitable method to obtain hydrous acetonitrile with reduced water concentration, which is returned to the alkene oxide production process and used as a mixed solvent. The lower layer is a water-rich phase containing acetonitrile, and the acetonitrile contained therein can also be recovered and returned to the alkene oxide production process. Any suitable method may be used to recover acetonitrile from the lower layer. For example, the lower layer is subjected to an azeotropic distillation operation to obtain an azeotropic composition of acetonitrile / water from the top of the column and from the bottom of the column. You can get water. Since the azeotropic composition contains acetonitrile in an amount of about 80% by weight or more, it can be returned to the alkene oxide production process and used as a mixed solvent.
本発明の方法では、分液を促進するために、混合工程(1)において、特定のアルケンに加えて、元の含水アセトニトリルとアルカリ金属水酸化物とを混合するのが好ましい。アルカリ金属水酸化物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を例示でき、水酸化ナトリウムを使用するのが好ましい。アルカリ金属水酸化物は、その水溶液の形態で、使用するのが好ましく、アルカリ金属水酸化物が均一に分配され易い。 In the method of the present invention, in order to promote liquid separation, in the mixing step (1), it is preferable to mix the original hydrated acetonitrile and the alkali metal hydroxide in addition to the specific alkene. Examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide and potassium hydroxide, and sodium hydroxide is preferably used. The alkali metal hydroxide is preferably used in the form of an aqueous solution thereof, and the alkali metal hydroxide is easily distributed uniformly.
使用するアルカリ金属水酸化物の量は、分液が促進される限り、いずれの適当な量であってもよいが、通常、元の含水アセトニトリルに含まれる水1重量部に対して、好ましくは0.001重量部以上、0.1重量部以下の量で、好ましくは、0.0047重量部以上、0.014重量部以下の量で使用する。 The amount of the alkali metal hydroxide to be used may be any suitable amount as long as the separation is promoted, but is usually preferably based on 1 part by weight of water contained in the original hydrous acetonitrile. It is used in an amount of 0.001 part by weight or more and 0.1 part by weight or less, preferably 0.0047 part by weight or more and 0.014 part by weight or less.
次に、図1を参照して本発明の方法を更に具体的に説明する。図1は、プロピレンオキシド製造プロセスにおいて、プロピレンオキシドを取り出した後に得られる含水アセトニトリルから、水の一部を除去して、水分が減少した含水アセトニトリルを取得するプロセスの模式的フローシートを示す。 Next, the method of the present invention will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic flow sheet of a process for obtaining water-containing acetonitrile having a reduced water content by removing a part of water from water-containing acetonitrile obtained after taking out propylene oxide in a propylene oxide production process.
プロピレンオキシド製造プロセスにおいて、プロピレンオキシドを取り出した後に得られる含水アセトニトリル(ATN/H2O)2と特定のアルケン4とを混合し、その後、これらを水除去装置6に供給する。この装置としては、上述のように液−液抽出装置として使用されているもの、例えば充填塔または棚段塔のような抽出塔を利用できる。尚、水除去装置6に供給する手前の箇所(8で示す箇所)にて、撹拌槽のような混合装置を用いて含水アセトニトリル2とアルケン4とを混合してよい。水除去装置6では、分液が起こり、上層に相当する相が上昇し、他方、下層に相当する層が下降し、いずれか一方の相が連続相を形成し、他方の相が分散相を形成する。
In the propylene oxide production process, water-containing acetonitrile (ATN / H 2 O) 2 obtained after taking out propylene oxide and a
充填塔または棚段塔のような微分接触型の抽出装置を用いる場合、図示するように、含水アセトニトリル2と特定のアルケン4とを予め混合することなく、含水アセトニトリルを装置の上方に、また、特定のアルケンを装置の下方に、これらを別々の箇所から抽出装置に供給して、装置内で混合工程とその後の分液工程を実施してもよい。
When a differential contact type extraction device such as a packed column or a plate column is used, as shown in the figure, the water-containing acetonitrile is not mixed with the water-containing acetonitrile 2 and the
尚、図示した態様では、アルカリ金属水酸化物として、水除去装置6の上方から水酸化ナトリウム水溶液(例えば40%水溶液)14を供給し、これが装置16を降下する間に分液を促進する。尚、水酸化ナトリウムは、水溶液ではなく、含水アセトニトリルに溶解させたものを供給してもよい。
In the illustrated embodiment, a sodium hydroxide aqueous solution (for example, 40% aqueous solution) 14 is supplied as an alkali metal hydroxide from above the water removing device 6, and this promotes liquid separation while descending the
水除去装置6において上層を形成する相は、アセトニトリルを主成分として含み、それに加えて、水および特定のアルケンを含有し、水除去装置6の上方から上層ストリーム10として回収される。上述のように、元の含水アセトニトリル2に含まれる水の濃度(例えば33重量%)は、操作条件に応じて、上層10において減少している(例えば21重量%)ので、上層10をアルケンオキシド製造プロセスで混合溶媒として使用できる。 The phase forming the upper layer in the water removal apparatus 6 contains acetonitrile as a main component, and in addition, contains water and a specific alkene, and is recovered as an upper stream 10 from above the water removal apparatus 6. As described above, the concentration (for example, 33% by weight) of water contained in the original water-containing acetonitrile 2 decreases (for example, 21% by weight) in the upper layer 10 according to the operating conditions. It can be used as a mixed solvent in the production process.
尚、上層には特定のアルケンが含まれるので、それがアルケンオキシド製造プロセスで問題になる場合には、それを適当な方法、例えば蒸留操作によって除去する。本発明の方法にて用いる特定のアルケンが、アルケンオキシド製造プロセスに用いるアルケンと同じである場合、特定のアルケンが含まれることは有利である。例えば、プロピレンオキシドの製造プロセスに用いる含水アセトニトリルから水を除去する場合、プロピレンを特定のアルケンとして用いると有利である。 Since the upper layer contains a specific alkene, if it becomes a problem in the alkene oxide production process, it is removed by an appropriate method, for example, a distillation operation. If the specific alkene used in the method of the present invention is the same as the alkene used in the alkene oxide production process, it is advantageous to include the specific alkene. For example, when removing water from hydrous acetonitrile used in the process for producing propylene oxide, it is advantageous to use propylene as a specific alkene.
水除去装置6において下層を形成する相は、元の含水アセトニトリルから除去された水を含み、それに同伴されるアセトニトリルをも含む。更に、特定のアルケンもわずかに含む。そのような相は、水除去装置6の下方から下層ストリーム12として排出される。この下層12は、相当量のアセトニトリルを含むので、アセトニトリルを回収するために、共沸蒸留装置16に供給する。
The phase forming the lower layer in the water removing device 6 contains water removed from the original water-containing acetonitrile, and also contains acetonitrile accompanying it. In addition, some specific alkenes are also included. Such a phase is discharged as a
共沸蒸留装置16では、塔頂からアセトニトリル/水の共沸組成物がストリーム18として留出し、それを凝縮して一部を還流として装置16に戻し、残りをストリーム22として系外に取り出す。この共沸組成物は、常圧で蒸留操作をする場合、84重量%のアセトニトリルを含み、残部は水である。尚、下層が微量の特定のアルケンを含む場合は、これも塔頂から一緒に留出する。
In the
また、共沸蒸留装置16からは、缶出ストリーム20として水が排出される。尚、元の含水アセトニトリルと水酸化ナトリウムとを混合する場合は、缶出液は水酸化ナトリウムを含む。その場合、缶出液20に硫酸(H2SO4)26を加えて水酸化ナトリウムを中和した後、ストリーム28として系外に排出できる。
Further, water is discharged from the
尚、ストリーム22も、アルケンオキシド製造プロセスで混合溶媒として使用できる。従って、図示した態様では、ストリーム22をストリーム24に合流させている。
The stream 22 can also be used as a mixed solvent in the alkene oxide production process. Therefore, in the illustrated embodiment, the stream 22 is merged with the
水、アセトニトリル(ATN)および1−ヘキセンの液−液平衡関係を種々の温度で測定した。具体的には表1〜表4に示す量で各成分を秤量して分液ロートに入れ、これを十分に振って混合した後、静置して上層および下層に分液させ、上層を回収した。上層および下層の量を測定し、また、これらの組成も分析した、その結果も表に示す。 The liquid-liquid equilibrium relationship of water, acetonitrile (ATN) and 1-hexene was measured at various temperatures. Specifically, each component is weighed in the amounts shown in Tables 1 to 4 and placed in a separatory funnel. After thoroughly shaking and mixing, the mixture is allowed to stand to separate into an upper layer and a lower layer, and the upper layer is recovered. did. The amounts of the upper layer and the lower layer were measured, and their compositions were also analyzed, and the results are also shown in the table.
1)特定のアルケンとしての1−ヘキセン
2)仕込量については40%水酸化ナトリウム水溶液の量、上層および下層については分析により得られたNa量に基づく換算NaOH量
下記の表2および表3においても同じ。
1) 1-hexene as a specific alkene
2) The amount of 40% sodium hydroxide aqueous solution for the amount charged, and the upper layer and the lower layer for the converted NaOH amount based on the Na amount obtained by analysis, the same applies to Tables 2 and 3 below.
2…含水アセトニトリル、4…特定のアルケン、6…水除去装置、
10…上層ストリーム、12…下層ストリーム、14…水酸化ナトリウム、
16…共沸蒸留装置、18…留出ストリーム、20…缶出ストリーム、22…留出液、
26…硫酸。
2 ... water-containing acetonitrile, 4 ... specific alkene, 6 ... water removal device,
10 ... upper stream, 12 ... lower stream, 14 ... sodium hydroxide,
16 ... Azeotropic distillation apparatus, 18 ... Distilled stream, 20 ... Canned stream, 22 ... Distillate,
26 ... sulfuric acid.
Claims (5)
前記の水およびアセトニトリルを含有する含水アセトニトリルと炭素数3〜8のアルケンとを混合してこれらの混合物を得る工程(1)、
工程(1)で得られた混合物を上層と下層とに分液する工程(2)、ならびに
工程(2)で分液した上層を回収する工程(3)
を含むことを特徴とする方法。 It is a method for obtaining water-containing acetonitrile with reduced water content from water-containing acetonitrile containing water and acetonitrile,
(1) a step of mixing the water-containing acetonitrile containing water and acetonitrile with an alkene having 3 to 8 carbon atoms to obtain a mixture thereof;
Step (2) for separating the mixture obtained in step (1) into an upper layer and a lower layer, and step (3) for recovering the upper layer separated in step (2)
A method comprising the steps of:
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