JP2013082680A - Method for recovering propylene glycol - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロピレンオキサイドの製造工程から排出されるプロピレングリコールを含有する水溶液からプロピレングリコールを回収する方法に関する。より詳しくは、プロピレンからのプロピレンオキサイドの製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む溶液からプロピレングリコールを回収する方法に関する。 The present invention relates to a method for recovering propylene glycol from an aqueous solution containing propylene glycol discharged from a process for producing propylene oxide. More specifically, the present invention relates to a method for recovering propylene glycol from a solution containing propylene glycol, an organic acid component and a coloring component discharged from a process for producing propylene oxide from propylene.
プロピレングリコールは、プロピレンの酸素による気相接触酸化により得たプロピレンオキサイドを水和することにより、大規模に製造される。この方法では、プロピレンは先ず気相接触酸化によりプロピレンオキサイドに転換される。反応器から出たプロピレンオキサイドを含む反応ガスは、吸収塔で吸収液により洗浄される。プロピレンオキサイドを吸収した吸収液は、次いで放散塔で放散され、プロピレンオキサイドを放出する。プロピレンオキサイドは、所望によりさらに精製したのち、水と反応させてプロピレングリコールとする。一方、プロピレンオキサイドを放出した吸収液は、吸収塔に循環される。プロピレンオキサイドの製造工程について更に詳しく説明すると、プロピレンの気相接触酸化は、金属触媒の固定床にプロピレンと酸素とを含む混合ガスを流通させることにより行なわれる。混合ガス中には通常、窒素、メタン等の不活性ガスが含まれており、またプロピレンジクロライド等の酸化反応が過度に進行するのを防止する禁止剤が微量含まれている。特に酸素源として空気を使用した場合には、混合ガス中には多量の窒素が含まれている。プロピレンオキサイドを含む反応ガスからは、通常、1段ないし3段程度の洗浄段階を経て、プロピレンオキサイドが分離される。例えば、最も簡単には、反応ガスを水で1段で洗浄してプロピレンオキサイドを水に吸収させ、次いでプロピレンオキサイドを吸収した水を放散して放出されたプロピレンオキサイドを回収する。また、放出されたプロピレンオキサイドを再び水で洗浄して吸収し、次いでこのプロピレンオキサイドを吸収した水を再び放散してプロピレンオキサイドを放出させることにより、更に高純度のプロピレンオキサイドを回収することもできる。また、場合によっては、これらの洗浄段階の前に、反応ガスを水で洗浄して急冷する段階を設けることもある。これらの反応ガスないし粗プロピレンオキサイドの洗浄段階では、洗浄に用いる水は循環使用される。反応ガス中にはプロピレンオキサイド以外に種々の副生物が含まれており、これらもガスの洗浄の際に水中に吸収される。その代表的なものは、ギ酸やシュウ酸等の有機酸及び着色成分である。洗浄に用いる水には通常、pH調整のために苛性ソーダが添加されるので、これらの有機酸は有機酸のソーダ塩として洗浄水中に存在する。また、洗浄に用いる水の中には、プロピレンオキサイドが水和したプロピレングリコール等も存在する。これらの不揮発性成分は、水の循環使用につれて、漸次水中に蓄積するので、ときどきその一部を系外に抜出し、新たに水を補給しなければならない。抜出された水溶液の組成は、反応条件等により異なるが、例えばプロピレングリコール100gにつき、3〜7gのギ酸等及び正体不明の着色成分を含有している。 Propylene glycol is produced on a large scale by hydrating propylene oxide obtained by gas phase catalytic oxidation of propylene with oxygen. In this method, propylene is first converted to propylene oxide by gas phase catalytic oxidation. The reaction gas containing propylene oxide emitted from the reactor is washed with an absorbing solution in an absorption tower. The absorbing solution that has absorbed propylene oxide is then diffused in a stripping tower to release propylene oxide. Propylene oxide is further purified if desired, and then reacted with water to form propylene glycol. On the other hand, the absorbing solution from which propylene oxide has been released is circulated to the absorption tower. The production process of propylene oxide will be described in more detail. The gas phase catalytic oxidation of propylene is performed by circulating a mixed gas containing propylene and oxygen through a fixed bed of the metal catalyst. The mixed gas usually contains an inert gas such as nitrogen or methane, and contains a small amount of an inhibitor that prevents the oxidation reaction such as propylene dichloride from proceeding excessively. In particular, when air is used as an oxygen source, the mixed gas contains a large amount of nitrogen. From the reaction gas containing propylene oxide, the propylene oxide is usually separated through a washing step of about 1 to 3 steps. For example, in the simplest case, the reaction gas is washed with water in one stage to absorb propylene oxide into water, and then the propylene oxide absorbed is released to recover the released propylene oxide. Further, the propylene oxide that has been released can be recovered by washing again with water and absorbing it, and then releasing the propylene oxide by releasing again the water that has absorbed the propylene oxide. . In some cases, a step of washing the reaction gas with water and quenching it may be provided before these washing steps. In the washing step of these reaction gas or crude propylene oxide, the water used for washing is recycled. The reaction gas contains various by-products in addition to propylene oxide, and these are also absorbed into water when the gas is washed. Typical examples are organic acids such as formic acid and oxalic acid, and coloring components. Since caustic soda is usually added to the water used for washing to adjust the pH, these organic acids are present in the washing water as soda salts of organic acids. In addition, propylene glycol in which propylene oxide is hydrated is present in the water used for washing. Since these non-volatile components gradually accumulate in the water as the water is circulated, it is sometimes necessary to withdraw some of them from the system and replenish water. The composition of the extracted aqueous solution varies depending on the reaction conditions and the like, but contains, for example, 3 to 7 g of formic acid and the like and an unidentified coloring component per 100 g of propylene glycol.
上記のプロピレンオキサイド製造工程に対応するエチレンオキサイド製造工程において、排出された粗エチレングリコール水溶液から回収されたエチレングリコールを取得する方法は、いくつか提案されている。例えば特許文献1には、蒸留及び活性炭による吸着処理により高純度のエチレングリコールを回収する方法が記載されている。また、特許文献2には、イオン交換樹脂及び活性炭による吸着処理により回収したエチレングリコール水溶液としたのち、エチレングリコールを含む水和反応液の脱水蒸留塔で脱水する方法が記載されている。また、特許文献3〜6には、高純度のエチレングリコールの回収方法が記載されている。 Several methods have been proposed for obtaining ethylene glycol recovered from the discharged crude ethylene glycol aqueous solution in the ethylene oxide production process corresponding to the above-described propylene oxide production process. For example, Patent Document 1 describes a method for recovering high-purity ethylene glycol by distillation and adsorption treatment with activated carbon. Patent Document 2 describes a method in which an aqueous ethylene glycol solution recovered by adsorption treatment with an ion exchange resin and activated carbon is used, and then a hydration reaction liquid containing ethylene glycol is dehydrated in a dehydration distillation column. Patent Documents 3 to 6 describe a method for recovering high-purity ethylene glycol.
本発明の課題は、プロピレンオキサイドの製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む溶液から純度の高いプロピレングリコールを回収する方法を提供することである。 The subject of this invention is providing the method of collect | recovering high purity propylene glycol from the solution containing the propylene glycol discharged | emitted from the manufacturing process of propylene oxide, an organic acid component, and a coloring component.
上記課題を解決するための手段について検討した結果、以下の発明を見出した。
[1] プロピレンを酸素で気相接触酸化することによるプロピレンオキサイド製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む吸収液から、プロピレングリコールを回収する方法であって、
塩型の陽イオン交換樹脂を分離担体とし、水を展開剤として、前記吸収液をクロマトグラフィーにかけて、カラム流出液からプロピレングリコールの濃度が高い分画を少なくとも1つ回収することによる、回収方法。
[2] 取得されたプロピレングリコール水溶液が吸収液に含まれていた量の少なくとも70重量%の量のプロピレングリコールを含み、取得されたプロピレングリコール水溶液中のプロピレングリコールの濃度が吸収液における濃度の0.2倍以上である、[1]記載の回収方法。
[3] 取得されたプロピレングリコール水溶液が吸収液に含まれていた量の少なくとも85重量%の量のプロピレングリコールを含み、取得されたプロピレングリコール水溶液中のプロピレングリコールの濃度が吸収液における濃度の0.2倍以上である、[1]記載の回収方法。
[4] カラム流出液を少なくとも2つの分画に分割し、その一方の分画は吸収液に含まれていたプロピレングリコールのほとんどを含むプロピレングリコール分画であり、他方の分画は吸収液に含まれていた有機酸成分及び着色成分のほとんどを含む廃液分画である、[1]〜[3]のいずれか記載の回収方法。
[5] プロピレングリコールに富む分画を陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂で処理して、その後、プロピレンオキサイドの加水反応によるプロピレングリコールの製造工程に循環させる、[1]〜[4]のいずれか記載の回収方法。
As a result of studying means for solving the above problems, the following inventions have been found.
[1] A method for recovering propylene glycol from an absorption liquid containing propylene glycol, an organic acid component and a coloring component discharged from a propylene oxide production process by vapor phase catalytic oxidation of propylene with oxygen,
A recovery method comprising recovering at least one fraction having a high propylene glycol concentration from a column effluent by subjecting the absorption liquid to chromatography using a salt-type cation exchange resin as a separation carrier and water as a developing agent.
[2] The obtained aqueous solution of propylene glycol contains propylene glycol in an amount of at least 70% by weight of the amount contained in the absorbing solution, and the concentration of propylene glycol in the obtained aqueous solution of propylene glycol is 0 of the concentration in the absorbing solution. The collection method according to [1], which is twice or more.
[3] The obtained aqueous solution of propylene glycol contains propylene glycol in an amount of at least 85% by weight of the amount contained in the absorbing solution, and the concentration of propylene glycol in the obtained aqueous solution of propylene glycol is 0 of the concentration in the absorbing solution. The collection method according to [1], which is twice or more.
[4] Divide the column effluent into at least two fractions, one of which is a propylene glycol fraction containing most of the propylene glycol contained in the absorbent and the other fraction in the absorbent. The recovery method according to any one of [1] to [3], which is a waste liquid fraction containing most of the organic acid component and coloring component that were included.
[5] Any one of [1] to [4], wherein the fraction rich in propylene glycol is treated with a cation exchange resin and an anion exchange resin, and then circulated in a process for producing propylene glycol by hydrolysis of propylene oxide. Or a recovery method as described above.
[6] カラム流出液を少なくとも3つの分画に分割し、その第1の分画は有機酸成分及び着色成分を高い濃度で含み、プロピレングリコールを殆んど含まず、第2の分画は有機酸成分、着色成分及びプロピレングリコールを低濃度で含み、第3の分画は有機酸成分及び着色成分を殆んど含まず、かつプロピレングリコールを高濃度で含んでおり、
第2の分画は、前記プロピレンオキサイドの製造工程に吸収液として循環させるか、又はプロピレンオキサイド製造工程から排出される吸収液に混ぜてクロマトグラフィーで処理を行い、
第3の分画は精製プロピレングリコールを回収するためにさらに処理する、[1]〜[3]のいずれか記載の回収方法。
[7] カラム流出液を少なくとも3つの分画に分割し、その第1の分画は有機酸成分及び着色成分を高い濃度で含み、プロピレングリコールを殆んど含まず、第2の分画は有機酸成分、着色成分及びプロピレングリコールを低濃度で含み、第3の分画は有機酸成分及び着色成分を殆んど含まず、かつプロピレングリコールを高濃度で含んでおり、
第2の分画は、続くクロマトグラフィーにおいて展開剤として用い、
第3の分画は精製プロピレングリコールを回収するためにさらに処理する、[1]〜[3]のいずれか記載の回収方法。
[6] Divide the column effluent into at least three fractions, the first fraction containing high concentrations of organic acid components and colored components, little propylene glycol, the second fraction being An organic acid component, a coloring component and propylene glycol are contained at a low concentration, and the third fraction contains almost no organic acid component and a coloring component, and contains a high concentration of propylene glycol.
The second fraction is circulated as an absorption liquid in the propylene oxide production process, or mixed with the absorption liquid discharged from the propylene oxide production process and processed by chromatography.
The collection method according to any one of [1] to [3], wherein the third fraction is further processed to recover purified propylene glycol.
[7] Divide the column effluent into at least three fractions, the first fraction containing a high concentration of organic acid components and colored components, little propylene glycol, and the second fraction An organic acid component, a coloring component and propylene glycol are contained at a low concentration, and the third fraction contains almost no organic acid component and a coloring component, and contains a high concentration of propylene glycol.
The second fraction is used as a developing agent in subsequent chromatography,
The collection method according to any one of [1] to [3], wherein the third fraction is further processed to recover purified propylene glycol.
[8] プロピレンを酸素で気相接触酸化することによるプロピレンオキサイド製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む吸収液から、プロピレングリコールを回収する方法であって、
塩型の陽イオン交換樹脂を充填したクロマトグラフイーカラムに前記吸収液を供給して、前記吸収液を溶出させるために水を供給し、カラム流出液から少なくともプロピレングリコールに富む分画を回収することによる、回収方法。
[9] 塩型の陽イオン交換樹脂がNa塩型の強酸性イオン交換樹脂である、[8]記載の回収方法。
[10] プロピレングリコールの濃度が200g/L以上となるまで吸収液を濃縮してから、クロマトグラフィーに供する、[8]又は[9]記載の回収方法。
[11] プロピレングリコールに富む分画が吸収液に含まれていた量の少なくとも70重量%の量のプロピレングリコールを含み、取得されたプロピレングリコール水溶液中のプロピレングリコールの濃度が吸収液における濃度の0.2倍以上である、[8]〜[10]のいずれか記載の回収方法。
[12] プロピレングリコールに富む分画が吸収液に含まれていた量の少なくとも85重量%の量のプロピレングリコールを含み、取得されたプロピレングリコール水溶液中のプロピレングリコールの濃度が吸収液における濃度の0.2倍以上である、[8]〜[10]のいずれか記載の回収方法。
[13] 回収プロピレングリコールを回収するためにプロピレングリコールに富む分画を陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂で処理して、蒸留する、[8]〜[12]のいずれか記載の回収方法。
[14] カラム流出液を少なくとも3つの分画に分割し、その第1の分画は吸収液に含まれていた有機酸成分及び着色成分を大量に含み、第2の分画は吸収液に含まれていた有機酸成分、着色成分及びプロピレングリコールを少量のみ含み、第3の分画は吸収液に含まれていたプロピレングリコールを大量に含んでいる、[8]〜[10]のいずれか記載の回収方法。
[15] 第3の分画が吸収液に含まれていた量の少なくとも70重量%の量のプロピレングリコールを含み、取得されたプロピレングリコール水溶液中のプロピレングリコールの濃度が吸収液における濃度の0.2倍以上である、[14]記載の回収方法。
[16] クロマトグラフィーカラムに、吸収液に続いて第2の分画を供給し、その後、水を供給する、[14]記載の回収方法。
[17] 図2及び実施例に実質的に記載されたようにして、プロピレングリコールを回収する方法。
[8] A method for recovering propylene glycol from an absorption liquid containing propylene glycol, an organic acid component and a coloring component discharged from a propylene oxide production process by vapor-phase catalytic oxidation of propylene with oxygen,
The absorption liquid is supplied to a chromatographic column packed with a salt-type cation exchange resin, water is supplied to elute the absorption liquid, and a fraction rich in at least propylene glycol is recovered from the column effluent. The collection method.
[9] The recovery method according to [8], wherein the salt type cation exchange resin is a Na salt type strongly acidic ion exchange resin.
[10] The recovery method according to [8] or [9], wherein the absorbing solution is concentrated until the concentration of propylene glycol becomes 200 g / L or more, and then subjected to chromatography.
[11] The propylene glycol fraction contains propylene glycol in an amount of at least 70% by weight of the amount contained in the absorption liquid, and the concentration of propylene glycol in the obtained aqueous propylene glycol solution is 0 of the concentration in the absorption liquid. The collection method according to any one of [8] to [10], which is twice or more.
[12] The fraction rich in propylene glycol contains propylene glycol in an amount of at least 85% by weight of the amount contained in the absorbent, and the concentration of propylene glycol in the obtained aqueous propylene glycol solution is 0 of the concentration in the absorbent. The collection method according to any one of [8] to [10], which is twice or more.
[13] The recovery method according to any one of [8] to [12], in which a fraction rich in propylene glycol is treated with a cation exchange resin and an anion exchange resin and then distilled to recover the recovered propylene glycol.
[14] The column effluent is divided into at least three fractions, the first fraction containing a large amount of the organic acid component and the colored component contained in the absorbent, and the second fraction in the absorbent. Any one of [8] to [10], containing only a small amount of the organic acid component, coloring component and propylene glycol contained, and the third fraction containing a large amount of propylene glycol contained in the absorbent. The recovery method described.
[15] The third fraction contains propylene glycol in an amount of at least 70% by weight of the amount contained in the absorbent, and the concentration of propylene glycol in the obtained aqueous propylene glycol solution is 0. The collection method according to [14], which is twice or more.
[16] The recovery method according to [14], wherein the chromatography column is supplied with the second fraction following the absorption liquid and then with water.
[17] A method of recovering propylene glycol as substantially described in FIG. 2 and the Examples.
[18] プロピレンを酸素で気相接触酸化して得たプロピレンオキサイドを含む反応ガスを吸収液で洗浄してプロピレンオキサイドを吸収液中に吸収し、次いで吸収液からプロピレンオキサイドを放出し、プロピレンオキサイド放出後の吸収液は再び反応ガスの洗浄に使用するプロピレンオキサイドの製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む吸収液を、所望により適宜濃縮したのち、陽イオン交換樹脂を分離担体とし、水を展開剤としてクロマトグラフィーで分離することにより、
有機酸成分及び着色成分の濃度が相対的に減少したプロピレングリコール水溶液を取得することを特徴とする、プロピレングリコールの回収方法。
[18] A reaction gas containing propylene oxide obtained by vapor-phase catalytic oxidation of propylene with oxygen is washed with an absorbing solution to absorb propylene oxide into the absorbing solution, and then propylene oxide is released from the absorbing solution. After the release, the absorbing solution containing propylene glycol, the organic acid component and the coloring component discharged from the process of producing propylene oxide used for washing the reaction gas again is concentrated as necessary, and then the cation exchange resin is used. By separating it by chromatography using water as a developing agent as a separation carrier,
A method for recovering propylene glycol, comprising obtaining an aqueous propylene glycol solution in which the concentrations of an organic acid component and a coloring component are relatively reduced.
[19] プロピレンを酸素で気相接触酸化して得たプロピレンオキサイドを含む反応ガスを水で洗浄する段階を含むプロピレンオキサイドの製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む水溶液を、所望により適宜濃縮したのち、陽イオン交換樹脂を分離担体とし、水を展開剤とするクロマトグラフィー分離により、
有機酸成分及び着色成分を含みプロピレングリコールを殆んど含まない第1の分画、有機酸成分、着色成分及びプロピレングリコールを低濃度に含む第2の分画、並びに有機酸成分及び着色成分を殆んど含まず、かつプロピレングリコールを高濃度に含む第3の分画の少なくとも3つの分画に分割し、
第2の分画は上述のプロピレンオキサイドの製造工程に循環するか、又はクロマトグラフィー分離工程に循環し、第3の分画をプロピレングリコール水溶液として回収することを特徴とする、プロピレングリコールの回収方法。
[20] 第2の分画をプロピレンオキサイド製造工程に循環することを特徴とする[19]記載の回収方法。
[19] An aqueous solution containing propylene glycol, an organic acid component, and a coloring component discharged from a process for producing propylene oxide including a step of washing a reaction gas containing propylene oxide obtained by vapor-phase catalytic oxidation of propylene with oxygen with water Is optionally concentrated, if desired, by chromatographic separation using a cation exchange resin as a separation carrier and water as a developing agent,
A first fraction containing an organic acid component and a coloring component and substantially free of propylene glycol; an organic acid component; a second fraction containing a coloring component and propylene glycol at a low concentration; and an organic acid component and a coloring component. Split into at least three fractions of a third fraction that contains little propylene glycol and a high concentration of propylene glycol;
A method for recovering propylene glycol, wherein the second fraction is circulated to the above-mentioned propylene oxide production process or circulated to the chromatographic separation step, and the third fraction is recovered as an aqueous propylene glycol solution. .
[20] The recovery method according to [19], wherein the second fraction is circulated to the propylene oxide production process.
[21] プロピレンを酸素で気相接触酸化して得たプロピレンオキサイドを含む反応ガスを水で洗浄する段階を含むプロピレンオキサイドの製造工程と、この製造工程から得られたプロピレンオキサイドを水と反応させてプロピレングリコールを含む反応液とし、これから脱水蒸留により水を除去したのちプロピレングリコールを取待する段階を含むプロピレングリコールの製造工程とよりなるプロピレングリコールの製造方法において、
プロピレンオキサイド製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む水溶液を、所望により適宜濃縮したのち、陽イオン交換樹脂を分離担体とし、水を展開剤としてクロマトグラフィー分離することにより、有機酸成分及び着色成分の濃度が減少したプロピレングリコール水溶液を取得し、これをプロピレングリコール製造工程の脱水蒸留以前の段階に供給することを特徴とする、プロピレングリコールの回収方法。
[22] クロマ卜分離により得たプロピレングリコール水溶液を、さらに陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂で処理したのち、プロピレングリコール製造工程の脱水蒸留以前の段階に供給することを特徴とする、[21]記載の回収方法。
[21] A process for producing propylene oxide comprising a step of washing a reaction gas containing propylene oxide obtained by vapor-phase catalytic oxidation of propylene with oxygen with water, and reacting propylene oxide obtained from this production process with water. In the method for producing propylene glycol, which comprises a step of preparing a reaction liquid containing propylene glycol, and a step of waiting for propylene glycol after removing water by dehydration distillation,
By appropriately concentrating an aqueous solution containing propylene glycol, organic acid component, and coloring component discharged from the propylene oxide production process, if desired, and then chromatographically separating the cation exchange resin as a separation carrier and water as a developing agent, A method for recovering propylene glycol, comprising obtaining an aqueous propylene glycol solution having reduced concentrations of an organic acid component and a colored component, and supplying the aqueous solution to a stage prior to dehydration distillation in a propylene glycol production process.
[22] The propylene glycol aqueous solution obtained by chromatograph separation is further treated with a cation exchange resin and an anion exchange resin, and then supplied to the stage before the dehydration distillation of the propylene glycol production process, [21] ] The collection method of description.
[23] プロピレンを酸素で気相接触酸化して得たプロピレンオキサイドを含む反応ガスを水で洗浄する段階を含むプロピレンオキサイドの製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む粗プロピレングリコール水溶液を、所望により適宜濃縮したのち、陽イオン交換樹脂を充填したクロマトグラフイーカラムに供給して水で展開し、カラム流出液をその組成に応じて分割取得するプロピレングリコールの回収方法において、
カラム流出液から、有機酸成分及び着色成分は高濃度に含むがプロピレングリコールは殆んど含まない廃液部分並びにプロピレングリコールを高濃度に含むプロピレングリコール部分をそれぞれ分取して系外に抜出すと共に、プロピレングリコールを低濃度に含む循環部分を分取して上記のクロマトグラフイー工程に循環し、粗プロピレングリコール水溶液に引続いてカラムに供給することを特徴とする、回収方法。
[24] 循環部分が、プロピレングリコール部分に後続する部分であることを特徴とする、[23]記載の回収方法。
[25] 循環部分が、廃液部分とプロピレングリコール部分との中間に位置する部分であることを特徴とする、[23]記載の回収方法。
[26] 循環部分が、廃液部分とプロピレングリコール部分との中間に位置する部分と、プロピレングリコール部分に後続する部分との双方からなり、これらを混合してカラムに供給することを特徴とする、[23]記載の回収方法。
[27] 循環部分が、廃液部分とプロピレングリコール部分との中間に位置する部分と、プロピレングリコール部分に後続する部分との双方からなり、粗プロピレングリコール水溶液に引続いて前者をカラムに供給し、次いで後者をカラムに供給することを特徴とする、[23]記載の回収方法。
[28] 気相接触酸化が、金属触媒存在下で行われる[1]〜[27]のいずれか記載の回収方法。
[29] 金属触媒が、(a)銅酸化物及び(b)ルテニウム酸化物を含有する触媒である[28]記載の回収方法。
[23] Propylene glycol discharged from a process for producing propylene oxide, including a step of washing a reaction gas containing propylene oxide obtained by vapor-phase catalytic oxidation of propylene with oxygen with water, a crude product containing an organic acid component and a coloring component In a method for recovering propylene glycol, an aqueous solution of propylene glycol is appropriately concentrated as desired, then supplied to a chromatographic column packed with a cation exchange resin and developed with water, and the column effluent is divided and acquired according to its composition. ,
From the column effluent, a waste liquid portion containing a high concentration of organic acid components and coloring components but almost no propylene glycol and a propylene glycol portion containing propylene glycol at a high concentration were separated and removed from the system. A recovery method, wherein a circulating portion containing propylene glycol at a low concentration is collected and circulated to the above-described chromatographic step, and the crude propylene glycol aqueous solution is subsequently supplied to the column.
[24] The recovery method according to [23], wherein the circulating portion is a portion following the propylene glycol portion.
[25] The recovery method according to [23], wherein the circulation part is a part located between the waste liquid part and the propylene glycol part.
[26] The circulation part is composed of both a part located between the waste liquid part and the propylene glycol part and a part subsequent to the propylene glycol part, which are mixed and supplied to the column. [23] The recovery method according to [23].
[27] The circulation part consists of both a part located between the waste liquid part and the propylene glycol part and a part subsequent to the propylene glycol part, and supplies the former to the column following the crude propylene glycol aqueous solution, Then, the latter is supplied to a column, The collection method of [23] characterized by the above-mentioned.
[28] The recovery method according to any one of [1] to [27], wherein the gas phase catalytic oxidation is performed in the presence of a metal catalyst.
[29] The recovery method according to [28], wherein the metal catalyst is a catalyst containing (a) copper oxide and (b) ruthenium oxide.
本発明によって、プロピレンオキサイドの製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む溶液から、純度の高いプロピレングリコールを回収することができる。 According to the present invention, high-purity propylene glycol can be recovered from a solution containing propylene glycol, an organic acid component, and a coloring component discharged from the production process of propylene oxide.
本発明が適用できるプロピレンオキサイドの製造方法としては、例えば、金属酸化物等を含有するような金属触媒存在下でプロピレン及び酸素を反応させる製法等が挙げられる。このような金属触媒存在下でプロピレン及び酸素を反応させる製法については、例えば、WO2011/075458、WO2011/075459、WO2012/005822、WO2012/005823、WO2012/005824、WO2012/005825、WO2012/005831、WO2012/005832、WO2012/005835、WO2012/005837、WO2012/009054、WO2012/009059、WO2012/009058、WO2012/009053、WO2012/009057、WO2012/009055、WO2012/009052、WO2012/009055等に記載されている。その製法において用いる触媒としては、下記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)、(j)、(k)、(l)、(m)、(n)、(o)、(p)及び(q)からなる群から選ばれる少なくとも2種を含む触媒が挙げられる。
(a)銅酸化物
(b)ルテニウム酸化物
(c)マンガン酸化物
(d)ニッケル酸化物
(e)オスミウム酸化物
(f)ゲルマニウム酸化物
(g)クロミウム酸化物
(h)タリウム酸化物
(i)スズ酸化物
(j)ビスマス酸化物
(k)アンチモン酸化物
(l)レニウム酸化物
(m)コバルト酸化物
(n)オスミウム酸化物
(o)ランタノイド酸化物
(p)タングステン酸化物
(q)アルカリ金属成分又はアルカリ土類金属成分
好ましくは(a)銅酸化物及び(b)ルテニウム酸化物を含有する触媒であり、より好ましくは(a)銅酸化物、(b)ルテニウム酸化物及び(q)アルカリ金属成分又はアルカリ土類金属成分を含有する触媒である。
Examples of the method for producing propylene oxide to which the present invention can be applied include a production method in which propylene and oxygen are reacted in the presence of a metal catalyst containing a metal oxide or the like. For the production method of reacting propylene and oxygen in the presence of such a metal catalyst, for example, WO2011 / 075458, WO2011 / 0754559, WO2012 / 005822, WO2012 / 005823, WO2012 / 005824, WO2012 / 005825, WO2012 / 005831, WO2012 / 005832, WO2012 / 005835, WO2012 / 005837, WO2012 / 009054, WO2012 / 009059, WO2012 / 009058, WO2012 / 009053, WO2012 / 009057, WO2012 / 009055, WO2012 / 009055, WO2012 / 009055 and the like. As the catalyst used in the production method, the following (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h), (i), (j), ( and a catalyst containing at least two selected from the group consisting of k), (l), (m), (n), (o), (p) and (q).
(A) copper oxide (b) ruthenium oxide (c) manganese oxide (d) nickel oxide (e) osmium oxide (f) germanium oxide (g) chromium oxide (h) thallium oxide (i ) Tin oxide (j) bismuth oxide (k) antimony oxide (l) rhenium oxide (m) cobalt oxide (n) osmium oxide (o) lanthanoid oxide (p) tungsten oxide (q) alkali Metal component or alkaline earth metal component, preferably a catalyst containing (a) copper oxide and (b) ruthenium oxide, more preferably (a) copper oxide, (b) ruthenium oxide and (q) A catalyst containing an alkali metal component or an alkaline earth metal component.
上記の製造方法で得られるプロピレンオキサイドを含むガス混合物には、通常0.5%〜5%のプロピレンオキサイドの他に、未反応プロピレン、未反応酸素、希釈ガス(窒素、ヘリウム、アルゴン、メタン、エタン等)、アクロレイン、プロピオンアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、生成水、炭酸ガス、一酸化炭素、有機酸類等が含まれる。このガス混合物を、プロピレンオキサイド吸収塔に導いて、水又は水を主成分とする吸収液と向流接触させることで、プロピレンオキサイド水溶液を得る。続いて、このプロピレンオキサイド水溶液を放散塔に導いて、プロピレンオキサイドを放散させて排出させ、他方、吸収液が回収される。この循環水は、上記の吸収の操作及び放散の操作で、プロピレンオキサイドがわずかな量だけ水と反応して、プロピレングリコール又はその重合体が生成され、吸収及び放散を繰り返すことでこれら化合物が蓄積される。本発明では、かかるプロピレングリコール又はその重合体が蓄積された吸収液を対象とする。 In the gas mixture containing propylene oxide obtained by the above production method, usually 0.5% to 5% propylene oxide, unreacted propylene, unreacted oxygen, diluent gas (nitrogen, helium, argon, methane, Ethane, etc.), acrolein, propionaldehyde, acetaldehyde, acetone, produced water, carbon dioxide, carbon monoxide, organic acids and the like. This gas mixture is guided to a propylene oxide absorption tower and brought into countercurrent contact with water or an absorption liquid containing water as a main component to obtain an aqueous propylene oxide solution. Subsequently, this aqueous propylene oxide solution is guided to a diffusion tower to dissipate and discharge propylene oxide, while the absorbing liquid is recovered. In this circulating water, propylene oxide reacts with a small amount of water in the above-described absorption operation and emission operation to produce propylene glycol or a polymer thereof, and these compounds accumulate by repeating absorption and emission. Is done. The present invention is directed to an absorbing solution in which such propylene glycol or a polymer thereof is accumulated.
プロピレンを酸素で気相接触酸化することによるプロピレンオキサイドを含む反応ガスからのプロピレンオキサイドの回収工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む吸収液は、必要に応じて濃縮した後、塩型の陽イオン交換樹脂を分離担体とし、水を展開剤とするクロマトグラフィーにかける。それによって、カラム流出液から、吸収液に含まれていたプロピレングリコールのほとんどを含み、有機酸成分及び着色成分の濃度が減少しているプロピレングリコール水溶液分画が得られる。 The absorption liquid containing propylene glycol, organic acid component and coloring component discharged from the process of recovering propylene oxide from the reaction gas containing propylene oxide by vapor phase catalytic oxidation of propylene with oxygen is concentrated as necessary Then, it is subjected to chromatography using a salt type cation exchange resin as a separation carrier and water as a developing agent. Thereby, from the column effluent, an aqueous propylene glycol fraction containing most of the propylene glycol contained in the absorption liquid and having reduced concentrations of the organic acid component and the coloring component is obtained.
本発明の第1の実施態様において、カラムからの流出液を少なくとも2つの分画に分割する。その一方の分画は吸収液に含まれていたプロピレングリコールのほとんどを含むプロピレングリコール水溶液分画であり、他方の分画は吸収液に含まれていた有機酸成分及び着色成分のほとんどを含む廃液分画である。このプロピレングリコール水溶液分画は、蒸留してプロピレングリコールを得る。例えば、US3904656に記載の方法と同様にして、このプロピレングリコール水溶液分画は、イオン交換樹脂で精製するか、またはイオン交換樹脂および活性炭で精製し、その後、プロピレンオキサイドからプロピレングリコールへの変換工程に加えて、蒸留する。 In a first embodiment of the invention, the effluent from the column is divided into at least two fractions. One of the fractions is a propylene glycol aqueous solution fraction containing most of the propylene glycol contained in the absorption liquid, and the other fraction is a waste liquid containing most of the organic acid components and coloring components contained in the absorption liquid. It is a fraction. This aqueous propylene glycol fraction is distilled to obtain propylene glycol. For example, in the same manner as described in US Pat. No. 3,904,656, this aqueous propylene glycol fraction is purified with an ion exchange resin or purified with an ion exchange resin and activated carbon, and then subjected to a conversion step from propylene oxide to propylene glycol. In addition, distill.
本発明の第2の実施態様において、カラムからの流出液を少なくとも3つの分画に分割する。その第1の分画は有機酸成分及び着色成分を高い濃度で含むが、プロピレングリコールを殆んど含まない分画である。第2の分画は有機酸成分、着色成分及びプロピレングリコールを低濃度で含む分画である。第3の分画は有機酸成分及び着色成分を殆んど含まず、しかしプロピレングリコールを高濃度で含む分画である。第1の分画は、廃液処理設備に送られる。第2の分画は、前記プロピレンオキサイドの製造工程に吸収液として循環させるか、又はプロピレンオキサイド製造工程から排出される吸収液に混ぜてクロマトグラフィーに供給する。第3の分画はプロピレングリコール水溶液として回収される。この実施態様において、吸収プロセスから排出される吸収液に含まれるプロピレングリコールは、高い収率で第3の分画に回収される。 In a second embodiment of the invention, the effluent from the column is divided into at least three fractions. The first fraction is a fraction containing an organic acid component and a coloring component at a high concentration but hardly containing propylene glycol. The second fraction is a fraction containing an organic acid component, a coloring component and propylene glycol at a low concentration. The third fraction is a fraction containing almost no organic acid component and coloring component but containing propylene glycol at a high concentration. The first fraction is sent to a waste liquid treatment facility. The second fraction is circulated as an absorption liquid in the propylene oxide production process, or is mixed with the absorption liquid discharged from the propylene oxide production process and supplied to the chromatography. The third fraction is recovered as an aqueous propylene glycol solution. In this embodiment, propylene glycol contained in the absorption liquid discharged from the absorption process is recovered in the third fraction in high yield.
さらに他の実施態様において、第2の分画は、カラムに供給され、続いて、吸収液が供給され、その後、水が供給される。すなわち、カラムに供給された吸収液は、第2の分画及び水で続けて流出させられる。この実施態様では、第3の分画のプロピレングリコールの濃度を高くすることができる。 In yet another embodiment, the second fraction is fed to the column followed by the absorbent and then water. That is, the absorption liquid supplied to the column is continuously discharged with the second fraction and water. In this embodiment, the concentration of propylene glycol in the third fraction can be increased.
プロピレンオキサイド製造工程から排出された粗プロピレングリコール水溶液は、そのまま本発明方法によるクロマトグラフイーに供することもできるが、適宜濃縮してからクロマトグラフィーに供給するのが、クロマトグラフィーの装置が小さくてすみ、かつ展開剤としての水も少量ですむので好ましい。通常はプロピレングリコールの濃度が、200g/L以上となるまで濃縮してから、本発明方法によるクロマトグラフィーに供給する。 The crude aqueous propylene glycol solution discharged from the propylene oxide production process can be used as it is for chromatography by the method of the present invention, but it is only necessary to concentrate it appropriately and then supply it to the chromatography with a small chromatographic apparatus. In addition, a small amount of water as a developing agent is also preferable. Usually, after concentrating until the density | concentration of propylene glycol becomes 200 g / L or more, it supplies to the chromatography by this invention method.
クロマトグラフィーカラムの充填剤としては陽イオン交換樹脂を用いる。陽イオン交換樹脂としてはカルボン酸型等の弱酸性又は中酸性のものも用い得るが、通常は強酸性、特にスチレン−ジビニルベンゼン架橋共重合体のスルホン化物であるスチレン系の強酸性陽イオン交換樹脂を用いる。この種の陽イオン交換樹脂はダイヤイオン(登録商標)をはじめ各種の商標で市販されている。なお、陽イオン交換樹脂はクロマトグラフィーに供する水溶液中の陽イオンで予じめ負荷しておくのが好ましい。特に中性塩分解能のない樹脂の場合には予じめ負荷型としてから用いるが、場合によっては粗プロピレングリコール水溶液中に遊離アルカリを存在させておき、使用中に負荷型とすることもできる。 A cation exchange resin is used as a packing material for the chromatography column. As the cation exchange resin, a carboxylic acid type such as a weakly acidic or moderately acidic one can be used, but usually a strong acid, particularly a styrene-based strong acid cation exchange which is a sulfonated product of a styrene-divinylbenzene crosslinked copolymer. Resin is used. This type of cation exchange resin is commercially available under various trademarks including Diaion (registered trademark). The cation exchange resin is preferably preloaded with a cation in an aqueous solution used for chromatography. In particular, in the case of a resin having no neutral salt resolving power, it is used as a preload type. However, in some cases, a free alkali may be present in a crude propylene glycol aqueous solution, and the load type may be used during use.
クロマ卜分離操作は常法に従って行なうことができる。最も簡単には、陽イオン交換樹脂を水と一緒にカラムに充損したのち、樹脂床表面まで水を抜き、次いでプロピレングリコールを含む水溶液を被処理溶液として樹脂床の上部に所定量供給する。カラムの底部から水を抜きながら被処理液を樹脂床中を降下させ、被処理液の表面が樹脂床表面に達した時に樹脂床上部に展開用の水を供給する。引き続きカラムの底部から水を抜きながら、水で被処理液を展開する。カラム底部から流出する溶液は、その組成に応じて分取する。例えば流出液中のプロピレングリコールの濃度を屈折率計で、有機酸塩の濃度を電気伝導度計で連続的に測定することにより、所望の組成の流出液画分をプロピレングリコール水溶液として分取できる。 The chromatid separation operation can be performed according to a conventional method. In the simplest case, after filling the column with the cation exchange resin, water is drained to the surface of the resin bed, and then a predetermined amount of an aqueous solution containing propylene glycol is supplied to the top of the resin bed as a solution to be treated. While draining water from the bottom of the column, the liquid to be treated is lowered in the resin bed, and when the surface of the liquid to be treated reaches the surface of the resin bed, developing water is supplied to the upper part of the resin bed. The liquid to be treated is developed with water while draining water from the bottom of the column. The solution flowing out from the bottom of the column is collected according to its composition. For example, by continuously measuring the concentration of propylene glycol in the effluent with a refractometer and the concentration of organic acid salt with an electric conductivity meter, the effluent fraction of the desired composition can be fractionated as a propylene glycol aqueous solution. .
図1に、上記の操作で得られるカラム流出液のクロマトグラフィーにおける、プロピレングリコール並びに有機酸成分及び着色成分の流出状況を示す模式図を示す。このような流出状況において、本発明では、各実施態様で、2つの分画、3つの分画、4つの分画、5つの分画等に分ける。 In FIG. 1, the schematic diagram which shows the outflow situation of propylene glycol, an organic acid component, and a coloring component in the chromatography of the column effluent obtained by said operation is shown. In such an outflow situation, in the present invention, each embodiment is divided into two fractions, three fractions, four fractions, five fractions, and the like.
本発明の第1の実施態様では、流出液を2つの分画に分ける。分画Iは、吸収液に含まれていた有機酸成分及び着色成分のほとんどを含み、廃液として廃棄する。分画IIは、吸収液に含まれていたプロピレングリコールのほとんどを含み、プロピレングリコール水溶液として回収する。しかも、この回収されたプロピレングリコール水溶液における、プロピレングリコールに対する不純物の量が、吸収液におけるものよりも、非常に低い。回収されたプロピレングリコール水溶液は、商業用グレードのプロピレングリコールとするために、さらに精製される。例えば、プロピレングリコール水溶液は、イオン性物質及び着色成分を除去するためにイオン交換樹脂で処理して、その後、商業用グレードのプロピレングリコールとするために、蒸留する。その他の態様では、イオン交換樹脂で精製するか、またはイオン交換樹脂および活性炭で精製した後、US3904656に記載の方法と同様にして、プロピレングリコール水溶液は、プロピレンオキサイドからプロピレングリコールへの変換工程に加える。この方法の有利な点は、特別な蒸留装置を必要としないことである。というのも、クロマトグラフィーによって吸収液から回収されるプロピレングリコールは、プロピレンオキサイドの加水反応によるプロピレングリコールの製造工程と共に処理されるからである。上記の通り、クロマトグラフィーによって吸収液から回収されるプロピレングリコールは、通常、少量の有機酸成分及び着色成分を含んでいるため、純粋のプロピレングリコールを得るためには、プロピレングリコール水溶液を蒸留する前に、好ましくはこれらの不純物を除去する。これらの不純物を取り除くためには、これら不純物が吸着する陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂で、プロピレングリコール水溶液を処理する。陽イオン交換樹脂としては、通常、スチレン−ジビニルベンゼン架橋共重合体を基礎とする強酸性陽イオン交換樹脂である。陰イオン交換樹脂としては、通常、スチレン−ジビニルベンゼン架橋共重合体に官能基として4級アンモニウム基を導入した強塩基性陰イオン交換樹脂が用いられる。1〜3級アミノ基を官能基とする弱塩基性陰イオン交換樹脂を用いることもできる。これらのイオン交換樹脂は、別々に用いても、又は混合して用いてもよい。プロピレングリコール水溶液の精製に用いられたイオン交換樹脂の再生は、塩酸、硫酸等の酸、または苛性ソーダ等のアルカリを用いて、常法により行うことができる。 In the first embodiment of the invention, the effluent is divided into two fractions. Fraction I contains most of the organic acid component and coloring component contained in the absorbent and is discarded as waste. Fraction II contains most of the propylene glycol contained in the absorbent and is recovered as an aqueous propylene glycol solution. Moreover, the amount of impurities relative to propylene glycol in the recovered propylene glycol aqueous solution is much lower than that in the absorbing solution. The recovered aqueous propylene glycol solution is further purified to produce commercial grade propylene glycol. For example, an aqueous propylene glycol solution is treated with an ion exchange resin to remove ionic materials and coloring components, and then distilled to give commercial grade propylene glycol. In other embodiments, after purifying with an ion exchange resin or purifying with an ion exchange resin and activated carbon, the aqueous propylene glycol solution is added to the process of converting propylene oxide to propylene glycol in the same manner as described in US Pat. No. 3,904,656. . The advantage of this method is that no special distillation equipment is required. This is because the propylene glycol recovered from the absorbing solution by chromatography is processed together with the production process of propylene glycol by the hydrolysis reaction of propylene oxide. As described above, since the propylene glycol recovered from the absorbing solution by chromatography usually contains a small amount of an organic acid component and a coloring component, in order to obtain pure propylene glycol, the propylene glycol aqueous solution must be distilled. In addition, these impurities are preferably removed. In order to remove these impurities, the aqueous propylene glycol solution is treated with a cation exchange resin and an anion exchange resin that adsorb these impurities. The cation exchange resin is usually a strongly acidic cation exchange resin based on a styrene-divinylbenzene crosslinked copolymer. As the anion exchange resin, a strongly basic anion exchange resin in which a quaternary ammonium group is introduced as a functional group into a styrene-divinylbenzene crosslinked copolymer is usually used. Weakly basic anion exchange resins having a primary to tertiary amino group as a functional group can also be used. These ion exchange resins may be used separately or in combination. The regeneration of the ion exchange resin used for the purification of the aqueous propylene glycol solution can be performed by a conventional method using an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, or an alkali such as caustic soda.
本発明の第2の実施態様では、流出液を3つの分画:廃液分画、循環分画及びプロピレングリコール水溶液分画の3つの分画に分ける。第2の実施態様では、先に流出する着色成分及び有機酸成分に富みプロピレングリコールを殆んど含まない部分を第1の分画として分取する。この第1の分画は廃液として処理される。次いで第1の分画に引続いて流出する着色成分、有機酸成分及びプロピレングリコールを各々少量づつ含む部分を第2の分画として分取する。この第2の分画は、プロピレンオキサイド製造工程に循環するか又はクロマトグラフィー分離工程に循環する。プロピレンオキサイド製造に循環された第2の分画は、同工程でガスの洗浄に用いられたのち、再び同工程から排出されてクロマ卜分離工程に供給される。このようにして、第2の分画は直接又は間接的に再びクロマトグラフィー分離工程に供給され、その中のプロピレングリコールが後述の第3分画として回収される。通常、第2の分画は水バランスが許す限りプロピレンオキサイド製造工程に循環するのが有利である。 In a second embodiment of the invention, the effluent is divided into three fractions: a waste fraction, a circulating fraction and an aqueous propylene glycol fraction. In the second embodiment, the portion rich in the colored component and organic acid component that flows out first and containing almost no propylene glycol is collected as the first fraction. This first fraction is treated as a waste liquid. Next, a portion containing a small amount of each of the coloring component, organic acid component, and propylene glycol that flows out following the first fraction is fractionated as a second fraction. This second fraction is recycled to the propylene oxide production process or to the chromatographic separation process. The second fraction circulated in the production of propylene oxide is used for gas scrubbing in the same process, and then discharged again from the same process and supplied to the chromatograph separation process. In this way, the second fraction is directly or indirectly supplied again to the chromatographic separation step, and propylene glycol therein is recovered as a third fraction described later. Usually, the second fraction is advantageously recycled to the propylene oxide production process as long as the water balance allows.
最後に、第2の分画に続いて流出するプロピレングリコールに富み有機酸成分及び着色成分を殆んど含まない部分を第3の分画として分取する。この第3の分画はさらに蒸留精製してプロピレングリコールを回収する。なお、蒸留精製に先立ち、所望により陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、さらには活性炭等で吸着処理してもよい。また、第3の分画の終りには、流出液中のプロピレングリコールの濃度が低下し、かつ被処理溶液と展開剤としての水とを交互にカラムに供給する場合には、後続する被処理水溶液に由来する着色成分及び有機酸成分が混入してくる場合がある。
従って、プロピレングリコール濃度が低下した部分は第3の分画とは別に分取し、先に取得した第2の分画と混合して処理するのが好ましい。第2の実施態様の方法に従って、プロピレングリコールが高い収率で得られ、回収されるプロピレングリコール水溶液中の不純物の濃度は、第1の実施態様の場合よりも低くなる。
Finally, a portion rich in propylene glycol that flows out following the second fraction and containing almost no organic acid component and coloring component is fractionated as a third fraction. This third fraction is further purified by distillation to recover propylene glycol. Prior to distillation purification, if necessary, an adsorption treatment may be performed with a cation exchange resin, an anion exchange resin, or even activated carbon. Further, at the end of the third fractionation, when the concentration of propylene glycol in the effluent is lowered and the solution to be treated and water as a developing agent are alternately supplied to the column, the subsequent treatment is performed. Coloring components and organic acid components derived from the aqueous solution may be mixed.
Therefore, it is preferable that the portion where the propylene glycol concentration is reduced is separated from the third fraction and mixed with the previously obtained second fraction. According to the method of the second embodiment, propylene glycol is obtained in a high yield, and the concentration of impurities in the recovered propylene glycol aqueous solution is lower than in the case of the first embodiment.
本発明のその他の実施態様において、カラム流出液から得られるプロピレングリコール濃度が低い分画は、吸収液及びその後の水のカラムへの供給に続いて、カラムに供給される。これらの手順は、高い濃度のプロピレングリコールを有するプロピレングリコール水溶液の分画をカラム流出液から回収できる点で、好ましい。これは、カラムに供給された吸収液が、プロピレングリコールを低い濃度で含む循環分画によって、最初に流出されているからである。 In other embodiments of the invention, the fraction of low propylene glycol concentration obtained from the column effluent is fed to the column following the absorption and subsequent feed of water to the column. These procedures are preferred in that a fraction of an aqueous propylene glycol solution having a high concentration of propylene glycol can be recovered from the column effluent. This is because the absorption liquid supplied to the column is first discharged by the circulating fraction containing propylene glycol at a low concentration.
本発明の第3の実施態様は、先の流出液から回収された循環分画を流出液の一部として用いて、流出液を分ける方法である。例えば、流出液を4つの分画に分ける。分画Iは、有機酸成分及び着色成分を高い濃度で含むが、プロピレングリコールをほとんど含まない。分画IIは、プロピレングリコールを高い濃度で含む。分画IIIは、プロピレングリコールを低い濃度で含む。分画IVは、プロピレングリコールをより低い濃度で含む。分画Iは、多量の不純物を含むため、廃液として廃棄する。分画IIは、吸収液に含まれていたプロピレングリコールのほとんどを含み、プロピレングリコール水溶液として回収する。分画IIは、前記と同様にして、プロピレングリコールを回収するために、さらに精製される。分画IIIは、循環分画であり、吸収液に引き続いてカラムに供給される。吸収液、循環分画および水をこの順序で供給しても、吸収液及び水をこの順序で供給した場合と比較して、有機酸成分及び着色成分の流出場所及び流出曲線に変化はない。しかし、プロピレングリコールの流出において、その流出場所はほぼ同じであるものの、流出曲線の最大値はより大きくなる。従って、吸収液に引き続いて循環分画をカラムに供給することで、プロピレングリコール水溶液分画におけるプロピレングリコールの濃度がより高くなる。分画IVは、廃棄するか、または吸収液として用いるためにプロピレンオキサイド製造工程に戻される。分画IVは、循環分画に混ぜて、流出液として用いてもよいが、循環分画のプロピレンオキサイド濃度が低下するため、好ましくない。 The third embodiment of the present invention is a method of separating the effluent using the circulating fraction recovered from the previous effluent as part of the effluent. For example, the effluent is divided into four fractions. Fraction I contains an organic acid component and a colored component at high concentrations, but contains little propylene glycol. Fraction II contains high concentrations of propylene glycol. Fraction III contains propylene glycol at a low concentration. Fraction IV contains propylene glycol at a lower concentration. Since fraction I contains a large amount of impurities, it is discarded as waste liquid. Fraction II contains most of the propylene glycol contained in the absorbent and is recovered as an aqueous propylene glycol solution. Fraction II is further purified to recover propylene glycol as before. Fraction III is a circulating fraction and is fed to the column following the absorbent. Even if the absorption liquid, the circulation fraction and the water are supplied in this order, the outflow location and the outflow curve of the organic acid component and the coloring component are not changed as compared with the case where the absorption liquid and the water are supplied in this order. However, in the outflow of propylene glycol, although the outflow location is almost the same, the maximum value of the outflow curve becomes larger. Therefore, the concentration of propylene glycol in the aqueous propylene glycol fraction is increased by supplying the circulating fraction to the column following the absorption liquid. Fraction IV is discarded or returned to the propylene oxide production process for use as an absorbent. Fraction IV may be mixed with the circulating fraction and used as the effluent, but is not preferred because the propylene oxide concentration in the circulating fraction is reduced.
本発明の第4の実施態様は、先の流出液から回収された循環分画を流出液の一部として用いて、流出液を分ける別の方法である。例えば、流出液を5つの分画に分ける。分画Iは、廃液として廃棄する。分画IIIは、プロピレングリコール水溶液の分画であり、プロピレングリコールを回収するために、さらに精製される。分画II及びIVは、循環分画であり、吸収液に引き続いてカラムに供給される。分画II及びIVは、別々にカラムに供給しても、混ぜて供給してもよい。別々に供給する場合は、吸収液、分画II、分画IVおよび水をこの順序で供給する。分画Vは、ほとんどプロピレングリコールを含まないため、第3の実施態様の分画IVと同様、廃棄するか、または吸収液として用いるためにプロピレンオキサイド製造工程に戻される。吸収液と流出液を交互にカラムに供給する場合、分画Vと次の操作の分画Iとは続いて流出するため、1つの分画としてまとめてもよい。 The fourth embodiment of the present invention is another method for separating the effluent using the circulating fraction recovered from the previous effluent as part of the effluent. For example, the effluent is divided into five fractions. Fraction I is discarded as waste liquid. Fraction III is a fraction of an aqueous propylene glycol solution that is further purified to recover propylene glycol. Fractions II and IV are circulating fractions that are fed to the column following the absorbent. Fractions II and IV may be supplied separately to the column or mixed. When supplying separately, an absorption liquid, the fraction II, the fraction IV, and water are supplied in this order. Fraction V contains little propylene glycol and is therefore discarded or returned to the propylene oxide production process for use as an absorbent, similar to fraction IV in the third embodiment. When the absorption liquid and the effluent are alternately supplied to the column, since the fraction V and the fraction I in the next operation flow out successively, they may be combined into one fraction.
プロピレングリコールを含むプロピレングリコール水溶液の分画は、極力多く回収することが好ましい。通常、吸収液に含まれるプロピレングリコールの少なくとも70重量%、好ましくは85重量%以上が、プロピレングリコール水溶液の分画に回収される。さらに、回収されるプロピレングリコール水溶液の分画におけるプロピレングリコールの濃度は、好ましくは吸収液におけるプロピレングリコールの濃度の少なくとも0.2倍、特に0.3倍に保たれる。 It is preferable to collect as much fraction as possible of the aqueous propylene glycol solution containing propylene glycol. Usually, at least 70% by weight, preferably 85% by weight or more of the propylene glycol contained in the absorbing solution is recovered in the fraction of the aqueous propylene glycol solution. Furthermore, the concentration of propylene glycol in the fraction of the recovered aqueous propylene glycol solution is preferably kept at least 0.2 times, in particular 0.3 times the concentration of propylene glycol in the absorbent.
本発明をさらに詳しく述べるために、図2に基づいて具体的な実施例を説明する。しかし、この実施例は本発明の範囲を規制するものでない。
図2において、1はクロマトグラフィーカラムであり、その内部に樹脂床2が収容されている。樹脂床2の上部には十分な空間があり、その上部に水供給管3が開口している。樹脂床2の表面に近く、粗プロピレングリコール水溶液分配器4及び循環液分配器5が設置されており、これにそれぞれ粗プロピレングリコール水溶液供給管6及び循環液供給管7が接続されている。先ず水供給管3から水を供給してカラム上部まで充満させる。次いで水の供給を止め、粗プロピレングリコール水溶液供給管6から分配器4を経て粗プロピレングリコール水溶液を供給し、同時にカラム底部から供給速度とほぼ同じ速度で液を流出させる。このようにすると、粗プロピレングリコール水溶液は水よりも比重が大きいので、水と粗プロピレングリコール水溶液とは互に混合することなく、樹脂床の表面近くにではっきりとした界面を形成する。所定量の粗プロピレングリコール水溶液を供給したならばその供給を止め、代りに供給管7から分配器5を経て同じ速度で循環部分を供給する。その供給量は通常、1サイクルで分取する循捜部分の量と同ーとする。所定量の供給を終えて供給管7からの供給を中止すると、次いで水供給管3から水を供給する。このようにすると、樹脂床上部における粗プロピレングリコール水溶液、循環部分、及び水の相互の混合が少なく、従って分離効率を高くすることができる。一方、この間にカラム底部から流出する流出液は、プロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分の濃度を連続的に測定して、各部分に分割する。プロピレングリコールの濃度は屈折計で、有機酸塩の濃度は電気伝導度計で、また着色成分の濃度は吸光度計で容易に測定することができる。
In order to describe the present invention in more detail, a specific embodiment will be described with reference to FIG. However, this embodiment does not limit the scope of the present invention.
In FIG. 2, 1 is a chromatography column in which a resin bed 2 is accommodated. There is a sufficient space above the resin bed 2, and a water supply pipe 3 is opened above the space. Near the surface of the resin bed 2, a crude propylene glycol aqueous solution distributor 4 and a circulating liquid distributor 5 are installed, to which a crude propylene glycol aqueous solution supply pipe 6 and a circulating liquid supply pipe 7 are connected, respectively. First, water is supplied from the water supply pipe 3 to fill the upper part of the column. Next, the supply of water is stopped, and the crude propylene glycol aqueous solution is supplied from the crude propylene glycol aqueous solution supply pipe 6 via the distributor 4, and at the same time, the liquid is allowed to flow out from the bottom of the column at a rate almost the same as the supply rate. In this way, since the crude propylene glycol aqueous solution has a specific gravity greater than that of water, water and the crude propylene glycol aqueous solution are not mixed with each other, and a clear interface is formed near the surface of the resin bed. When a predetermined amount of the crude propylene glycol aqueous solution is supplied, the supply is stopped, and instead, the circulating portion is supplied from the supply pipe 7 through the distributor 5 at the same speed. The supply amount is usually the same as the amount of the circulation portion to be sorted in one cycle. When the supply from the supply pipe 7 is stopped after the supply of the predetermined amount is completed, the water is then supplied from the water supply pipe 3. In this way, there is little mixing of the crude propylene glycol aqueous solution, the circulating part, and water in the upper part of the resin bed, so that the separation efficiency can be increased. On the other hand, the effluent flowing out from the bottom of the column during this time is divided into portions by continuously measuring the concentrations of propylene glycol, organic acid component and coloring component. The concentration of propylene glycol can be easily measured with a refractometer, the concentration of organic acid salt with an electric conductivity meter, and the concentration of coloring components with an absorptiometer.
本発明によって、プロピレンオキサイドの製造工程から排出されるプロピレングリコール、有機酸成分及び着色成分を含む溶液から純度の高いプロピレングリコールを回収する方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for recovering high-purity propylene glycol from a solution containing propylene glycol, an organic acid component and a coloring component discharged from the production process of propylene oxide.
A 有機酸成分及び着色成分の流出
B プロピレングリコールの流出
1 カラム
2 イオン交換樹脂床
3 水供給管
4 粗プロピレングリコール水溶液分配器
5 循環部分分配器
6 粗プロピレングリコール水溶液供給管
7 循環部分供給管
A Outflow of organic acid component and coloring component B Outflow of propylene glycol 1 Column 2 Ion exchange resin bed 3 Water supply pipe 4 Crude propylene glycol aqueous solution distributor 5 Circulating partial distributor 6 Crude propylene glycol aqueous solution supply pipe 7 Circulating partial supply pipe
Claims (18)
塩型の陽イオン交換樹脂を分離担体とし、水を展開剤として、前記吸収液をクロマトグラフィーにかけて、カラム流出液からプロピレングリコールの濃度が高い分画を少なくとも1つ回収することによる、回収方法。 A method for recovering propylene glycol from an absorption liquid containing propylene glycol, an organic acid component and a coloring component discharged from a propylene oxide production process by subjecting propylene to gas phase catalytic oxidation with oxygen,
A recovery method comprising recovering at least one fraction having a high propylene glycol concentration from a column effluent by subjecting the absorption liquid to chromatography using a salt-type cation exchange resin as a separation carrier and water as a developing agent.
第2の分画は、前記プロピレンオキサイドの製造工程に吸収液として循環させるか、又はプロピレンオキサイド製造工程から排出される吸収液に混ぜてクロマトグラフィーで処理を行い、
第3の分画は精製プロピレングリコールを回収するためにさらに処理する、請求項1〜3のいずれか記載の回収方法。 The column effluent is divided into at least three fractions, the first fraction containing a high concentration of organic acid components and coloring components, little propylene glycol, and the second fraction containing organic acid components. , Containing a coloring component and propylene glycol at a low concentration, and the third fraction contains almost no organic acid component and coloring component, and contains a high concentration of propylene glycol,
The second fraction is circulated as an absorption liquid in the propylene oxide production process, or mixed with the absorption liquid discharged from the propylene oxide production process and processed by chromatography.
The recovery method according to any one of claims 1 to 3, wherein the third fraction is further processed to recover purified propylene glycol.
第2の分画は、続くクロマトグラフィーにおいて展開剤として用い、
第3の分画は精製プロピレングリコールを回収するためにさらに処理する、請求項1〜3のいずれか記載の回収方法。 The column effluent is divided into at least three fractions, the first fraction containing a high concentration of organic acid components and coloring components, little propylene glycol, and the second fraction containing organic acid components. , Containing a coloring component and propylene glycol at a low concentration, and the third fraction contains almost no organic acid component and coloring component, and contains a high concentration of propylene glycol,
The second fraction is used as a developing agent in subsequent chromatography,
The recovery method according to any one of claims 1 to 3, wherein the third fraction is further processed to recover purified propylene glycol.
塩型の陽イオン交換樹脂を充填したクロマトグラフイーカラムに前記吸収液を供給して、前記吸収液を溶出させるために水を供給し、カラム流出液から少なくともプロピレングリコールに富む分画を回収することによる、回収方法。 A method for recovering propylene glycol from an absorption liquid containing propylene glycol, an organic acid component and a coloring component discharged from a propylene oxide production process by subjecting propylene to gas phase catalytic oxidation with oxygen,
The absorption liquid is supplied to a chromatographic column packed with a salt-type cation exchange resin, water is supplied to elute the absorption liquid, and a fraction rich in at least propylene glycol is recovered from the column effluent. The collection method.
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