JP2019509324A - フェノールの精製方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、フェノール、アセトン、ヒドロキシアセトン及び水を含むフィードを、６０から９５℃の温度で蒸留カラムに供給するステップと、前記フィードを、前記アセトンを含んで前記蒸留カラムの上部に分離される第１分画、及び前記フェノールを含んで前記蒸留カラムの下部に分離される第２分画に分離するステップと、前記第１分画及び前記第２分画をそれぞれ回収するステップとを含むことを特徴とするフェノールの精製方法に関する。

Description

［関連出願の相互参照］
本発明は、２０１６年１１月１４日付で出願された韓国特許出願第１０−２０１６−０１５１３９４号と、２０１７年１１月９日付で出願された韓国特許出願第１０−２０１７−０１４８５３０号に基づいた優先権の利益を主張するとともに、当該韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容を本明細書の一部として含む。

フェノールは、アルキルアリール化合物をアルキルアリールヒドロペルオキシドに酸化する工程、前記アルキルアリールヒドロペルオキシドを濃縮する工程、前記濃縮液を酸触媒としてフェノールとケトンに開裂反応させる工程、前記酸開裂生成物を中和する工程、前記中和された酸開裂生成物を分別蒸留する工程で製造される。

例えば、フェノールの製造方法として、クメン酸化によって得られたクメンヒドロペルオキシドを酸分解することでフェノールを製造する方法が知られている。この方法における酸分解生成物は、フェノール及びアセトンを主成分とし、その他に、α−メチルスチレン、アセトフェノン、４−クミルフェノール、２−フェニル−２−プロパノール、未反応クメンを含む各種の副産物と、微量のヒドロキシアセトン（ＨＡ）、α−フェニルプロピオンアルデヒド（α−ＰＰＡ）を含む各種のカルボニル化合物とを含んでいる。ところが、フェノールの誘導体であるビスフェノール−Ａを原料にしてポリカーボネートなどが製造されているが、これらの用途分野においては高純度のフェノールが求められる実情である。

このような高純度のフェノールを得るため、酸分解生成物の中和物から、アセトン、クメン、水、α−メチルスチレンなどの低沸点物質と、アセトフェノン、２−フェニル−２−プロパノールなどの高沸点物質との大部分を蒸留によって除去したフェノール分画をさらに精製することで、ヒドロキシアセトンなどの脂肪族カルボニル化合物及びα−フェニルプロピオンアルデヒドなどの芳香族カルボニル化合物の除去が実施されているが、これらのカルボニル化合物をフェノールから除去することが特に難しいため、最終の生産品であるフェノールの品質を劣化させている。これによって、分別蒸留工程で最大限に多量のカルボニル化合物を除去することが重要である。

一方、前記高純度のフェノールでは、多様な不純物の中でもヒドロキシアセトン（ＨＡ）を除去することが重要である。ヒドロキシアセトンは、２−メチルベンゾフランまたはメシチルオキシドのような物質とともに、フェノールの品質を決める主要要因として作用し、特にヒドロキシアセトンの場合、精製工程の第１カラムで大部分除去されなければ、後段の精製工程に一般に位置されるイオン交換樹脂における精製効率が極度に低下し、結局、最終製品の品質の低下を招来する問題を起こし得る。

よって、前記のようなヒドロキシアセトンを分離するため、多数のカラムを設けるか反応器を設けるなどの多様な試みがあるが、これは装置の設備費などが過度に必要となり、それに伴う工場設備の初期費用や運営費用において競争力が低いという問題がある。また、カラムの中段部に排出ストリームをさらに設け、別にヒドロキシアセトン、クメン、α−メチルスチレンなどを分離する方法を適用する試みもあった。しかし、クメンはフェノール及びアセトンを生成する原料であり、α−メチルスチレンは製品で販売することができ、回収後追加反応を行ってクメンに転換させることができるので、中段部を介してクメン、α−メチルスチレンなどを分離した後に後処理工程を行わなければ、運転費用が却って上昇して工程運営などの競争力の確保に大して役に立たない。

また、中段部からヒドロキシアセトンを除去するカラムの場合、上段部と下段部のヒドロキシアセトンの濃度を全て考慮しなければならないので、カラムの運転がさらに難しくなり得る。もしカラムが不安定な状態である場合、中段部からヒドロキシアセトンが除去されず、上段部と下段部全てに存在し得るので、これによって後工程に否定的な影響を与えることがあり得る。

本発明の目的は、分別蒸留工程で蒸留カラムに投入されるフェノール、アセトン、ヒドロキシアセトン及び水を含むフィードの温度を調節することで、蒸留工程が行われたフェノールを含む分画内のヒドロキシアセトンの含量を減少させるフェノールの精製方法を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明は、フェノール、アセトン、ヒドロキシアセトン及び水を含むフィードを、６０から９５℃の温度で蒸留カラムに供給するステップと、前記フィードを、前記アセトンを含んで前記蒸留カラムの上部に分離される第１分画、及び前記フェノールを含んで前記蒸留カラムの下部に分離される第２分画に分離するステップと、前記第１分画及び前記第２分画をそれぞれ回収するステップとを含むことを特徴とするフェノールの精製方法を提供する。

本発明のフェノールの精製方法によれば、蒸留カラムに供給されるフィードの温度を調節することで、ヒドロキシアセトンの分離効率を改善することができ、ヒドロキシアセトンが下部に流出されることを最少化しつつ、上部に分離可能である。これによって、フェノールを含む分画内のヒドロキシアセトンの含量が著しく減少され得る。

本発明で利用される精製装置の一例を示した図である。 実施例１から実施例３、比較例２の第２分画内のヒドロキシアセトンの含量と、蒸留カラムのリボイラーで費やされるエネルギー（ｒｅｂｏｉｌｅｒ ｄｕｔｙ）との相関関係を示した図である。

以下、本発明に対する理解を助けるため、本発明をさらに詳しく説明する。

本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的又は辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に即し、本発明の技術的思想に適合する意味と概念として解釈されなければならない。

本発明の一実施形態に係るフェノールの精製方法に利用される精製装置は、本発明の技術分野に利用される精製装置であれば特に限定しないが、理解を助けるために図１を利用して一例を説明する。

図１に示す通り、本発明のフェノールの精製方法に利用される精製装置は、蒸留カラム１、前記蒸留カラム１の側面に位置する中段投入部１０、前記蒸留カラム１の上段と連結される第１ライン１１、及び前記蒸留カラム１の下段と連結される第２ライン１２を含む。

前記蒸留カラム１は、フェノール、アセトン、ヒドロキシアセトン及び水を含むフィードからフェノールを分離させるために分別蒸留が行われる区域を意味する。本発明で利用される蒸留カラムは蒸留塔であってもよい。

前記中段投入部１０は、前記フィードを供給する入口を意味する。

前記第１ライン１１は、前記蒸留カラム１で分別蒸留を行って分離されたアセトン、具体的には、アセトン蒸気を含む第１分画が回収されるラインを意味するものであって、アセトンの追加精製のためのアセトン精製カラム（図示省略）と連結されてよい。前記蒸留カラム１と前記第１ライン１１の間には開閉器が位置してよく、前記第１ライン１１には前記第１分画のための還流冷却器２１が設けられてよい。

前記第２ライン１２は、前記蒸留カラム１で分別蒸留を行って分離されたフェノールを含む第２分画が回収されるラインを意味するものであって、フェノールの追加精製のためにフェノール精製カラム（図示省略）と連結されてよい。前記蒸留カラム１と前記第２ライン１２の間には開閉器が位置してよく、前記第２ライン１２には適した熱エネルギーを前記蒸留カラム１に導入することができる熱交換器２２が設けられてよい。

前記蒸留カラム１は、還流ポンプ（ｒｅｆｌｕｘ ｐｕｍｐ、図示省略）をさらに含むことができる。前記還流ポンプを利用して前記蒸留カラム１の上段から回収された第１分画の一部または全部を、第３ライン（図示省略）を介して再び前記蒸留カラム１の上段に投入することで、前記蒸留カラム１の上段に既に存在する第１分画とともに再度精製することができる。

さらに、前記精製装置は、排出されるラインが上部及び下部にだけ存在し、中段部に排出されるストリームは存在しないことがある。フェノールの精製工程では、フェノールとアセトンの分画で分離するカラムで中段部に排出されるラインを設け、未反応のフェノール前駆体（例えば、クメンなど）、ヒドロキシアセトン及びα−メチルスチレンなどを分離するストリームを必ず挿入するか、または、下部から分離されたフェノール分画からヒドロキシアセトンを除去するためのカラムが１段以上必ず存在することが一般的である。

しかし、本発明の一実施形態に係るフェノールの精製方法に利用される精製装置を利用して適宜供給フィードの温度が調節される場合は、前記のような別途の分離ストリームが不要であることがあり、これに伴い、精製工程の効率性が最大化されながらも、ヒドロキシアセトンなどの不純物を除去する効率も同等以上の水準を維持することができる。さらに、ヒドロキシアセトン及び２−メチルベンゾフランを除去するために別に存在していたカラムが不要でないことがある。これに伴い、工程が単純化されるだけでなく、効率が高くなり得る。

本発明の一実施形態に係るフェノールの精製方法は、フェノール、アセトン、ヒドロキシアセトン及び水を含むフィードを、６０から９５℃の温度で前記蒸留カラム１に供給するステップを含むことができる。

前記フィードは、アルキルアリール化合物を酸化させてアルキルアリールヒドロペルオキシド及び未反応のアルキルアリール化合物を含む反応混合物を形成し、前記反応混合物を分裂反応させて生成されたものであってよい。具体的には、クメンを酸化させてクメンヒドロペルオキシドを形成し、前記クメンヒドロペルオキシド及び未反応クメンを含む反応混合物を酸触媒の存在下で開裂させて生成された、フェノール、アセトン、ヒドロキシアセトン及び水を含む開裂生成物混合物であってよい。

一方、前記クメンの酸化は、一般に空気や酸素濃縮空気などの含−酸素ガスによる自動酸化で行われてよい。さらに、前記酸化反応は、アルカリのような添加剤を利用するか、添加剤なしで行われてよい。前記添加剤には、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）のようなアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ₃）のようなアルカリ金属炭酸塩、アンモニア、炭酸アンモニウム塩などを用いることができる。さらに、前記酸化反応は、約５０から２００℃の温度、大気圧ないし約５ＭＰａの圧力条件で行われてよい。

前記クメンの酸化は、通常のフェノール工程に用いられる多数の酸化反応器、具体的には３つの酸化反応器によって進められてよい。前記クメンの濃度が８０％以上、具体的には９９重量％以上のクメン含有ストリームを酸素含有ストリームの存在下で酸化させてクメンヒドロペルオキシド含有ストリームを用いることができる。前記クメンの酸化を促進するために通常の開始剤が用いられてよい。前記開始剤には、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシドなどの有機ヒドロペルオキシド、ペルオキシ系フリーラジカル開始剤またはアゾ系フリーラジカル開始剤などが用いられてよい。

前記クメンヒドロペルオキシド及び未反応クメンを含む反応混合物は、反応混合物の総重量に対して６０重量％から９５重量％のクメンヒドロペルオキシドを含むことができる。前記開裂反応の際に用いられる酸触媒には、無機酸、有機酸、酸性イオン交換樹脂及び固体酸などが用いられてよい。前記無機酸は硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）、二酸化硫黄（ＳＯ₂）などを含み、前記有機酸はトルエンスルホン酸またはベンゼンスルホン酸などを含む。前記酸性イオン交換樹脂はスルホン化スチレン−ジビニルベンゼン樹脂などを含み、前記固体酸はゼオライトまたはアルミナなどを含む。

本発明に係るフェノールの精製方法は前述したところのようなフェノールの製造方法に含まれてよく、前述したフェノールの製造方法以外に他の方法が適用されてもよく、フェノールの製造方法を制限するものではない。

前記フィードは、総重量に対し、前記フェノールを４０重量％から７０重量％、アセトンを１５重量％から４５重量％、前記ヒドロキシアセトンを０．０２重量％から５重量％、及び前記水を９重量％から１１重量％で含むことができる。

前記水が前記フィード内に前述した範囲で含まれなければ、後述する第２分画内のヒドロキシアセトンの含量を減少させることができない。また、後述する第１分画に分離されるフェノールの量が最少化されるだけでなく、後述する第２分画に分離されるα−メチルスチレンの量も最少化され得る。結果的に、フェノールとα−メチルスチレンの損失を最少化することができる。前述した範囲を満足しなければ、分別蒸留の過程で前記ヒドロキシアセトンの還流が正常に行われないため、前記ヒドロキシアセトンが後述する第１分画に正常に移動せず、後述する第２分画内にたくさん残留されることがある。

前記フィードは副産物をさらに含み得るところ、この際、前記副産物は前述した酸化及び開裂の工程で生成されたものであってよく、例えば、クメン、α−メチルスチレン、メタノール、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、クミルフェノール、ジクミルペルオキシド、α−メチルスチレンダイマー、メシチルオキシド、２−メチルベンゾフラン及びフェノールタールでなる群より選択される１種または２種以上であってよい。

前記フィードは、前記蒸留カラム１に６０から９５℃、具体的には７５から９５℃の温度、より具体的には８０から９５℃の温度で前記中段投入部１０を介して供給することができる。このとき、圧力は２気圧以下であってよい。

精製工程の際、蒸留カラムに供給されるフィードの温度が高くなれば、供給されるフィードのうち下部に分離されなければならない物質が上部に移動するようになるため、上部で還流される物質の効率が低下し、結局は生成物の純度の低下につながり得るが、それに比べて増加するエネルギー効率が相当なので適正の温度範囲までは加熱して供給することが一般的である。

このような理由で、フェノールの精製工程でも第１の蒸留カラムでフィードの温度を１００℃以上の適した温度範囲に加熱して精製を行っていたが、この場合、ヒドロキシアセトンの分離効率が低くてフェノール分画でのヒドロキシアセトンの含量が相当なので、更なるカラムが必要であるか、上下部の他に中段部に分離するカラムが必要である。

しかし、本発明の一実施形態に係るフェノールの精製方法によれば、前述したところのように、フィードの温度範囲を６０から９５℃に調節することによってヒドロキシアセトンの分離効率を改善することができ、ヒドロキシアセトンが下部に流出されず、上部に分離される臨界的なフィードの供給温度を提供する。

前記フィードの供給温度が６０℃未満であれば、前記蒸留カラム１に供給されるエネルギー、すなわち、前記蒸留カラム１のリボイラーで費やされるエネルギーに比べて除去されるヒドロキシアセトンの量が非常に少ないため、工程効率が却って低くなり得る。さらに、ヒドロキシアセトン減少の効果が、前記フィードの供給温度が６０から９５℃の時と同等水準であるか、蒸留カラムのリボイラーで費やされるエネルギーが増加することになるので、エネルギー効率の側面で好ましくない。

さらに、フィードの供給温度が９５℃を超過すれば、前記蒸留カラム１のリボイラーで費やされるエネルギーは減少するが、下部に流入されるヒドロキシアセトンの量が急増し、既存のフェノールの精製方法と似て別途の分離カラムが必要であるなどの問題がある恐れがある。

前記フィードは、前述した温度範囲を満足するため、前記フェノールの製造工程のうち開裂工程を行った後に５０℃以下まで冷却させ、別途の加熱工程が行われてよい。または、前記開裂工程を行ってから前述した温度範囲までに冷却させた後、前記蒸留カラムに供給することもできる。

一方、前記フィードが開裂生成物混合物の場合、酸触媒を利用した開裂反応を経るので、前記第２ステップを効率的に行うにはｐＨが非常に低いことがある。これに伴い、前記第２ステップを行うのに適するよう、すなわち、前記蒸留カラム１などの精製装置に無理なく、すなわち、精製装置が腐食されないよう、前記フィードは、塩基を利用してｐＨが３から１０、具体的には４から７になるように調節することで、前記蒸留カラムに供給することができる。前記塩基は、水酸化ナトリウム溶液、ＮａＯＨ、アンモニア、水酸化アンモニウム、アミンまたはジアミンであってよい。

本発明の一実施形態に係るフェノールの精製方法は、前記フィードを、前記アセトンを含んで前記蒸留カラム１の上部に分離される第１分画、及び前記フェノールを含んで前記蒸留カラムの下部に分離される第２分画に分離するステップを含むことができる。

前記フィードを前記第１及び第２分画に分離するため、１回または２回以上の蒸留が行われてよい。

前記第１分画は、前記アセトンを主成分として含む分画を意味し、前記第２分画は、前記フェノールを主成分として含む分画を意味する。前記第２分画は、前述したところのように、前記第２ステップ、前記提示したフィードの温度範囲を満足する蒸留工程を経る過程で、前記第２分画内のヒドロキシアセトンの含量が前記第２分画の総重量に対して０．０２重量％以下、すなわち、２００ｐｐｍ以下のみ含まれたフェノール分画を得ることができる。

一方、前記第２ステップを行うとき、前記蒸留カラム１の上段の温度は、前記蒸留カラム１の下段の温度より低いことがある。具体的には、前記蒸留カラム１の上段の温度は６５から１１５℃、具体的には７８から１１５℃であってよい。前記蒸留カラム１の下部の温度は１７０から２２５℃、具体的には１９３から２１６℃であってよい。前記蒸留カラム１の内部圧力、すなわち、運転圧力は０から１ｋｇｆ／ｃｍ²・ｇであってよい。前述した温度及び圧力条件を満足すれば、前記蒸留カラム内で前記フィードの還流が効率的に起こり、前記第１及び第２分画への分離が容易に行われ得る。

しかし、前記運転圧力や、フィードの組成のような部分は、ヒドロキシアセトンの分離効率とは関連性が低いことがあり、全体的な精製工程における分離効率に最適化された条件であってよく、前記範囲を満足する場合であれば、前述したヒドロキシアセトンの分離効率の最大化という効果を達成することができる。

ここで、前記蒸留カラム１の上段は、前記蒸留カラム１内に第１分画が位置した区域を上部と包括的に表現したのではなく、前記蒸留カラム１の上部末端を意味する。前記蒸留カラム１の下段も、前記蒸留カラム２内に第２分画が位置した区域を下部と包括的に表現したのではなく、前記蒸留カラムの下部末端を意味する。

本発明の一実施形態に係るフェノールの精製方法は、前記第１分画及び前記第２分画をそれぞれ回収するステップを含むことができる。

前記第１分画は、前記蒸留カラム１の上段に連結された第１ライン１１を介して回収されてよい。前記第２分画は、前記蒸留カラム１の下段に連結された第２ライン１２を介して回収されてよい。前記第１分画は、前記第１ライン１１を介してアセトン精製カラム（図示省略）に移動されてよく、前記第２分画は、前記第２ライン１２を介してフェノール精製カラム（図示省略）に移動されてよい。

本発明の一実施形態に係るフェノールの精製方法は、前記第２分画内に存在し得るヒドロキシアセトン及び副産物、具体的には、２−メチルベンゾフラン及びメシチルオキシドなどを除去するために後処理工程を行うことができる。前記後処理工程は、イオン交換樹脂が充填された反応器に前記第２分画を反応させることで、前記ヒドロキシアセトン、２−メチルベンゾフラン及びメシチルオキシドを高沸点物質に転換させることができる。

ただし、本発明の一実施形態に係るフェノールの精製方法は、前記後処理工程が行われる時、後処理工程に流入されるラインでは精製工程の蒸留カラムでの適した温度調節などの制御条件を適用することにより、大部分のヒドロキシアセトンが除去された状態なので、２−メチルベンゾフランやメシチルオキシドのような物質をイオン交換樹脂によって除去する場合の効率を大幅に向上させることができる。

前記後処理工程は、前記イオン交換樹脂を含む複数の反応器を連続的に用い、前記反応器の温度を、具体的には６５から９５℃、より具体的には７０から９０℃に設定することにより、前記イオン交換樹脂を含む２つの反応器の間でエネルギーを消耗する蒸留ステップなく、前記第２分画内のヒドロキシアセトン、２−メチルベンゾフラン及びメシチルオキシドを効率的に除去することができる。その理由は、前記第２分画を前記イオン交換樹脂と接触させる時、ヒドロキシアセトンと２−メチルベンゾフランは反応して高沸点物質に転換され得るためである。さらに、メシチルオキシドは、フェノールと反応して高沸点物質及び水に転換される。また、ヒドロキシアセトン及びフェノールの間の反応によって形成された水の存在下で、メシチルオキシドの一部はイオン交換樹脂でアセトンに分解されてよい。アセトンは、フェノールとさらに反応してビスフェノールＡになってもよい。前記第２分画がイオン交換樹脂と接触された後に、前記第２分画内の望まない副産物であるヒドロキシアセトン、２−メチルベンゾフラン及びメシチルオキシドを、最終の蒸留ステップで精製されたフェノールから容易に除去可能な高沸点物質に転換することを可能にする。

一方、前記イオン交換樹脂は水素形態の陽イオン交換樹脂を意味し、芳香族スルホン酸基を含有し、スルホン化されて交差結合されたポリスチレン顆粒でなってよい。

本発明の一実施形態に係るフェノールの精製方法は、前記後処理工程が行われた第２分画を蒸留し、ヒドロキシアセトン、２−メチルベンゾフラン及びメシチルオキシドから転換された高沸点物質を除去することで、高純度のフェノールを収得することができる。

以下、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるよう、本発明の実施例に対して詳しく説明する。しかし、本発明は幾多の異なる形態に具現されてよく、ここで説明する実施例に限定されない。

（実施例１から実施例１０：フェノールの精製方法）
フェノール、アセトン及びヒドロキシアセトンを含むフィードが供給される中段投入部を有する蒸留カラム、前記蒸留カラムの上段に連結される第１ライン、前記蒸留カラムの下段に連結される第２ライン、並びに前記蒸留カラム及び第１ラインと連結される還流ポンプを含む精製装置を利用し、フィードを下記のような方法で精製した。

下記表１及び表２に記載されたフィードを、下記表１及び表２に記載された温度で中段投入部を介して蒸留カラムに供給し、下記表１及び表２に記載された運転圧力及び温度で運転して蒸留した。

前記蒸留カラムの上部には前記アセトンを含む第１分画が、前記蒸留カラムの下部には前記フェノールを含む第２分画が位置するように分離した。その後、前記フェノールを含む第２分画を回収した。

（比較例１から比較例４：フェノールの精製方法）
フェノール、アセトン及びヒドロキシアセトンを含むフィードが供給される中段投入部を有する蒸留カラム、前記蒸留カラムの上段に連結される第１ライン、前記蒸留カラムの下段に連結される第２ライン、並びに前記蒸留カラム及び第１ラインと連結される還流ポンプを含む精製装置を利用し、フィードを下記のような方法で精製した。

下記表３に記載されたフィードを、下記表３に記載された温度で中段投入部を介して蒸留カラムに供給し、下記表３に記載された運転圧力及び温度で運転して分別蒸留した。

前記蒸留カラムの上部には前記アセトンを含む第１分画が、前記蒸留カラムの下部には前記フェノールを含む第２分画が位置するように分離した。その後、前記フェノールを含む第２分画を回収した。

（試験例１：フェノールを含む第２分画の成分分析）
実施例１から実施例１０、比較例１から比較例４の第２分画の構成成分をガスクロマトグラフィーを利用して分析し、その結果を下記表４に示した。

前記表４に示す通り、実施例１から実施例９の第２分画内のヒドロキシアセトンの濃度が１から１７１ｐｐｍで、蒸留カラムに供給されたフィード内に存在していたヒドロキシアセトンに比べ、第２分画内のヒドロキシアセトンが著しく減少したことが分かった。

実施例１０の場合、９５℃の温度でフィードを供給したが、フィード内に水が８重量％で含まれるので、フェノールの回収量は増加したものの、ヒドロキシアセトン除去の効果が現われていない。

実施例１１の場合、９５℃の温度でフィードを供給したが、フィード内に水が１２重量％で含まれるので、ヒドロキシアセトンの量が著しく減少したものの、α−メチルスチレン分離の効果が現われず、フェノールが実施例１から８に比べて損失された。

実施例１０及び実施例１１の結果から、水がフェノール及びα−メチルスチレンの共沸であり、ヒドロキシアセトンがフェノール及びα−メチルスチレンの共沸なので、水の濃度を適宜維持しなければヒドロキシアセトンの除去効率が上昇されず、フェノールとα−メチルスチレンの損失を最少化することができないということが分かった。

一方、比較例１の場合、実施例１と同等な水準でヒドロキシアセトンが減少したことが分かった。この結果から、フィードの供給温度が６０℃よりさらに低くなるとしても、ヒドロキシアセトン減少の効果はこれ以上現われないことが分かった。しかし、フィードの温度が低いので、実施例１に比べて蒸留カラムを加熱するリボイラーで費やされるエネルギーが増加するため、エネルギー効率は低下するということを類推することができる。

比較例２から比較例４の場合、第２分画内のヒドロキシアセトンの含量は、蒸留カラムに供給されたフィード内に存在していたヒドロキシアセトンの含量よりは減少したが、実施例１から実施例８よりは数十倍以上多いことが分かる。一般に、供給されるフィードの温度を上昇させれば、蒸留カラムを加熱するリボイラーで費やされるエネルギーが減少するため、エネルギー節約のためにフィードの温度を上昇させる。しかし、比較例２から比較例４のように、供給されるフィードの温度が９５℃を超過すれば、リボイラーで費やされるエネルギーが減少し、カラムの下部に移動したヒドロキシアセトンが十分気化されないことで蒸留カラムの上部に移動できないため、ヒドロキシアセトンの除去が正常に行われないことが分かった。

（試験例２：蒸留カラムのエネルギー効率の分析）
実施例１から実施例３、比較例２の第２分画内のヒドロキシアセトンの含量と、蒸留カラムのリボイラーで費やされるエネルギー（ｒｅｂｏｉｌｅｒ ｄｕｔｙ）との相関関係を図２に示した。

一方、図２のｘ軸の６０は実施例１、７０は実施例２、８０は実施例３、及び１００は比較例２を意味する。太線は第２分画内のヒドロキシアセトンの含量を、実線は蒸留カラムのリボイラーで費やされるエネルギーを表す。

図２に示す通り、フィードの温度が高くなるほど、リボイラーで費やされるエネルギーが減少することを確認することができた。さらに、フィードの温度が９５℃を超過すれば、リボイラーで費やされるエネルギーは減少するが、第２分画内のヒドロキシアセトンの含量が急激に増加することを確認することができた。この結果から、ヒドロキシアセトンの除去効率及びエネルギー効率を全て考慮するのであれば、フィードの適正の温度範囲は８０から９５℃であってよいという点を確認することができた。

１ 蒸留カラム
１０ 中段投入部
１１ 第１ライン
１２ 第２ライン
２１ 還流冷却器
２２ 熱交換器

Claims (8)

1. フェノール、アセトン、ヒドロキシアセトン及び水を含むフィードを、６０から９５℃の温度で蒸留カラムに供給するステップと、
   前記フィードを、前記アセトンを含んで前記蒸留カラムの上部に分離される第１分画、及び前記フェノールを含んで前記蒸留カラムの下部に分離される第２分画に分離するステップと、
   前記第１分画及び前記第２分画をそれぞれ回収するステップと
   を含むことを特徴とするフェノールの精製方法。
2. 前記蒸留カラムは、フィードが流入される中段投入部と、第１分画が排出される第１ラインと、第２分画が排出される第２ラインとを含んでなり、
   前記蒸留カラムは、中段部に排出されるラインを備えていないことを特徴とする請求項１に記載のフェノールの精製方法。
3. 前記フィードは、アルキルアリール化合物を酸化させてアルキルアリールヒドロペルオキシド及び未反応されたアルキルアリール化合物を含む反応混合物を形成し、前記反応混合物を分裂反応させて生成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のフェノールの精製方法。
4. 前記フィードは、クメン、α−メチルスチレン、メタノール、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、クミルフェノール、ジクミルペルオキシド、α−メチルスチレンダイマー、メシチルオキシド、２−メチルベンゾフラン及びフェノールタールからなる群より選択される１種以上を含むことを特徴とする請求項３に記載のフェノールの精製方法。
5. 前記フィードは、７５から９５℃の温度で前記カラムに供給されることを特徴とする請求項１に記載のフェノールの精製方法。
6. 前記フィードのｐＨは、３から１０であることを特徴とする請求項１に記載のフェノールの精製方法。
7. 前記フィードは、総重量に対し、
   前記フェノール４０重量％から７０重量％と、
   前記アセトン１５重量％から４５重量％と、
   前記ヒドロキシアセトン０．０２重量％から５重量％と、
   前記水９重量％から１１重量％と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のフェノールの精製方法。
8. 前記第２分画内のヒドロキシアセトンは、重量基準で２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のフェノールの精製方法。

Images