JP2022507200A - アクリロニトリル廃棄物流からアセトニトリルを回収する方法 - Google Patents

アクリロニトリル廃棄物流からアセトニトリルを回収する方法 Download PDF

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Abstract

低純度のアセトニトリル供給原料流から高純度のアセトニトリル生成物を製造する方法。特に、本開示は、セールスグレードの高純度アセトニトリルを製造する方法であって、(a)供給原料流を蒸留して粗製アセトニトリル流を生成させるステップと、(b)粗製アセトニトリル流を処理して中間アセトニトリル流を生成させるステップと、(c)中間アセトニトリル流を圧力スイング蒸留システムで精製して再循環流およびアセトニトリル生成物流を生成させるステップと、(d)再循環流を第1の蒸留カラムに再循環させるステップと、(e)アセトニトリル生成物流を蒸留して少なくとも98wt.%のアセトニトリルを含む精製アセトニトリル生成物流を生成させるステップとによる、方法に関する。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、2018年11月13日に出願された米国仮特許出願第62/760,233号の優先権および出願の利益を主張する者であり、その出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0002]本開示は一般に工業プロセスからのアセトニトリルの回収に関する。より具体的には、本開示は、メタノールを含むアクリロニトリル廃棄物流からアセトニトリルを回収する方法に関する。
[0003]シアノカーボン、例えばシアノ官能基を有する有機化合物は公知であり、各種の用途に広く使用されている。アクリロニトリルを始めとしてこれらの化合物の多くは、ナイロン、ポリアクリロニトリル、またはアクリロニトリルブタジエンスチレンのような様々なポリマーを製造するためのモノマーとして使用されている。シアノカーボンを製造する幾つかの方法が当技術分野で公知であり、これらの製造方法は少量の望ましい副生物を含む廃棄物流を生じることが多い。例えば、アセトニトリルは工業的アクリロニトリル製造プロセスの多くの通常の廃棄物流に存在することがある。通例、この副生物のアセトニトリルは周知の分離スキームを用いて回収され得る。しかしながら、これらの典型的なアクリロニトリルプロセス廃棄物流分離スキームは、廃棄物流中の幾つかの不純物の存在を予期していない。例えば、メタノールは、そのアセトニトリルと共に共沸する能力のために危険である可能性がある。
[0004]アセトニトリルを回収するための幾つかの方法が当技術分野で公知である。例えば、米国特許第4,362,603号は、アセトニトリル、水、HCN、アクリロニトリル、およびその他の有機物質、例えばオキサゾール、アリルアルコール、アセトン、またはプロピオニトリルを含む流れから、様々な圧力の3つの蒸留ゾーンで蒸留することによりアセトニトリル副生物を回収する方法を開示している。
[0005]別の例として、米国特許第6,780,289号は、粗製のアセトニトリルを大気圧未満の第1の分留カラムで蒸留し、アセトニトリルを含む第1の側流留分を抜き出し、第1の側流留分を過圧の第2の分留カラムで蒸留し、第2の蒸留から精製されたアセトニトリルを含む第2の側流留分を抜き出すことを含む粗製アセトニトリルの精製方法を開示している。
[0006]これらの参考文献はアセトニトリルの分離に関するといえるが、これらの参考文献はメタノールを含む特有の供給原料流および/またはプロピオニトリルが関与する分離という課題を熟考していない。従って、メタノールを含有するアクリロニトリル製造プロセス廃棄物流から副生物のアセトニトリルを効果的に分離し、および/または回収する改良された方法に対するニーズが存在する。
[0007]一部の態様において、本開示は、アセトニトリルを回収する方法であって、メタノールおよびアセトニトリルを含む供給原料流を第1の蒸留カラムで蒸留して粗製アセトニトリル流を生成させるステップと、粗製アセトニトリル流を処理してシアン化水素を除去し且つ1wt.%未満のシアン化水素を含む中間アセトニトリル流を生成させるステップと、中間アセトニトリル流を圧力スイング蒸留システムで精製してアセトニトリル生成物流および再循環流を生成させるステップと、アセトニトリル生成物流を精製して少なくとも98wt.%のアセトニトリルを含む精製アセトニトリル生成物流を形成するステップとを含む、方法に関する。一部の態様において、圧力スイング蒸留システムは低圧蒸留カラムおよび高圧蒸留カラムを含み、高圧蒸留カラムは塔頂物(overhead)流および塔底物(bottoms)流を生じる。一部の態様において、再循環流は高圧蒸留カラムの塔頂物流である。一部の態様において、アセトニトリル生成物流は高圧蒸留カラムの塔底物流である。低圧蒸留カラムが-5psig未満の圧力で作動する方法。一部の態様において、高圧蒸留カラムは10psigより大きい圧力で作動する。一部の態様において、アセトニトリル生成物流は1wt.%未満のメタノールを含み、供給原料流はオキサゾールおよびプロピオニトリルを更に含み、中間アセトニトリル流が0.01wt.%未満のシアン化水素を含み、精製アセトニトリル生成物流は少なくとも99.5wt.%のアセトニトリルを含む。一部の態様において、方法は、メタノールを含む再循環流を第1の蒸留カラムに再循環させるステップを更に含む。一部の態様において、再循環流は少なくとも0.01wt.%のメタノールを含む。一部の態様において、再循環流は0.01wt.%~5wt.%のメタノールを含む。一部の態様において、アセトニトリル生成物流を精製するステップは、アセトニトリル生成物流を蒸留して精製アセトニトリル生成物流を生成させることを含む。一部の態様において、供給原料流は少なくとも0.05wt.%のメタノールを含む。一部の態様において、供給原料流は5wt.%未満のアセトニトリルを含む。一部の態様において、供給原料流はプロピオニトリルを更に含む。一部の態様において、処理するステップは、粗製アセトニトリル流を苛性アルカリ溶液と反応させてシアン化水素を反応させ尽くすことを含む。一部の態様において、粗製アセトニトリル流は0.1wt.%~5wt.%のシアン化水素を含む。一部の態様において、中間アセトニトリル流は0.05wt.%未満のシアン化水素を含む。一部の態様において、供給原料流はアクリロニトリル製造プロセスからの1つまたは複数の廃棄物流を含む。一部の態様において、精製アセトニトリル生成物流は少なくとも99.9wt.%のアセトニトリルを含む。一部の態様において、精製アセトニトリル生成物流は0.1wt.%未満のプロピオニトリルを含む。
[0008]一部の態様において、本開示は、アセトニトリルを回収する方法であって、メタノールおよびアセトニトリルを含む供給原料流を第1の蒸留カラムで蒸留して粗製アセトニトリル流を生成させるステップと、粗製アセトニトリル流を処理してシアン化水素を除去し且つ1wt.%未満のシアン化水素を含む中間アセトニトリル流を生成させるステップと、中間アセトニトリル流を圧力スイング蒸留システムで精製して再循環流および少なくとも90wt.%のアセトニトリルを含むアセトニトリル生成物流を生成させるステップとを含む、方法を記載する。
[0009]以下本開示が添付の図面を参照して詳細に記載され、図面中類似の数字は同様な部分を示す。
[0010]本開示の実施形態による、アセトニトリルを回収する方法の概略図である。 [0011]本開示の実施形態による、アセトニトリルを回収する方法の概略図である。 [0012]本開示の実施形態による、アセトニトリルを回収する方法の概略図である。
[0013]上述したように、従来のアクリロニトリル製造プロセスの廃棄物流はある量の望ましい副生物、例えばアセトニトリルを含有し、これは回収および/または精製されて売り物になる(アセトニトリル)生成物を生成させ得る。本発明者らは、場合によってアセトニトリルを含有する廃棄物流が、分離スキームで前もって予期されなかった他の不純物、例えばメタノールを含むことがあることを見出した。場合によって、メタノールはシアン化水素の生産に都合がよいようにアクリロニトリル反応器内で使用され得、これが次にプロセス効率に寄与し得ることが発見された。このメタノールはその後残りの製造プロセスを通して持ち越され、最終的にアクリロニトリル廃棄物流中に存在し得る。メタノールは、起源に関わらず、また少量であっても、副生物アセトニトリルの分離および/または精製において重要な問題を生じることが見出された。1つの例として、メタノールは有害なことに副生物アセトニトリルと共沸する能力を有しており、従って結果として分離の非効率、不十分な最終純度レベル、および低い収率をもたらすことが見出された。従来のアセトニトリル回収プロセスはメタノールを含む供給原料流の効果的な分離に関する助言を殆どまたは全く提供しない。
[0014]また、アセトニトリルを含有する廃棄物流が更なる不純物、例えばプロピオニトリルを含むことがあることも見出された。プロピオニトリルは従来のアクリロニトリル製造プロセスの更なる副生物として存在し得、副生物アセトニトリルの分離および/または精製において重要な問題を生じることも見出された。副生物アセトニトリルの分離および/または精製の従来の方法は効果的なプロピオニトリル分離に関する助言を殆どまたは全く提供しない。結果として、プロピオニトリルはこれら従来の方法の最終生成物中に存在したまま残ることがあり、その結果不十分な最終純度レベルおよび低い収率をもたらし得る。
[0015]本発明者らは、この度、(本明細書に開示されている)特定の分離スキームを用いた特定の廃棄物流、例えば、メタノールを含有するおよび/またはプロピオニトリルを含有するアクリロニトリル製造プロセス廃棄物流の分離が有利なことに有意量の高純度のアセトニトリル生成物を生じることを見出した。理論に縛られることはないが、最終のアセトニトリル精製に先立って、取り分け、圧力スイング蒸留システムの使用が、有益なことに、下流の分離ユニットにおけるメタノールの蓄積を防止すると考えられる。このメタノールの低減または排除は次にメタノール-アセトニトリル共沸混合物の低減または排除を引き起こし、これは有利なことに共沸混合物を破壊し更に成分を分離するための複雑な分離プロセスの必要性を低下させる。更に、本発明者らは、前述のメタノール除去が、(下流の)プロピオニトリル分離、例えば、圧力スイング蒸留システムの下流に設定されたカラムにおける予想外の効率の原因となることを発見した。
[0016]本開示は、メタノールを含有する低純度のアセトニトリル供給原料から高純度のアセトニトリル生成物を製造する方法に関する。この方法は、メタノールおよび少量、例えば5wt.%未満のアセトニトリルを含む供給原料流を第1の蒸留カラムで蒸留して粗製アセトニトリル流を生成させるステップを含む。方法は、粗製アセトニトリル流を処理してシアン化水素を除去し、従って少量のシアン化水素、例えば1wt.%未満のシアン化水素を含む中間アセトニトリル流を製造するステップを更に含む。低いシアン化水素含量の中間アセトニトリル流は1つまたは複数の蒸留カラムで精製されて(分離されて)アセトニトリル生成物流および再循環流を生じる。場合によって、この精製は圧力スイング蒸留システムで行なわれる。方法は、アセトニトリル生成物流を、場合により第4のカラムで精製して、例えば、少なくとも95wt.%、例えば少なくとも97wt.%、少なくとも98wt.%、少なくとも99wt.%、少なくとも99.9wt.%、または少なくとも99.99wt.%のアセトニトリルを含む精製アセトニトリル生成物流を形成するステップを更に含む。従来の分離プロセスはアセトニトリル純度のかかる高いレベルを達成することができないことが見出された。
供給原料
[0017]上述したように、供給原料中のメタノールの存在は重要な分離の問題を生じ、高度に純粋なアセトニトリル生成物を回収する能力を制限することが見出された。例えば、メタノールは望まれるアセトニトリルと共に共沸混合物を形成することが見出された。
[0018]本開示の方法は特定のメタノールを含有する、および/またはプロピオニトリルを含有する供給原料流を用いて開始し得、この供給原料流は、上述したように、多数の重要な分離の問題を生じることが見出された。場合によって、オキサゾールも存在することがあり、このオキサゾールはその化学的構造および物理的性質のために分離を更に複雑にし得る。供給原料は(少量の)アセトニトリルおよびメタノール、ならびに任意成分、例えばシアン化水素、アクリロニトリル、および(相当量の)水を含む。一部の実施形態において、供給原料流は別の工業化学的製造プロセス、例えば、アクリロニトリル、シアン化アリル、ブチロニトリル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリアラミド、またはこれらの組合せの製造の1つまたは複数の廃棄物流であり得る。例えば、供給原料流はかかるプロセスの1つまたは複数の廃棄物流を含み得る。特定の場合、供給原料流は1つまたは複数の廃棄物流、例えば、アクリロニトリル製造プロセスのパージ流であり得る。例えば、有機ニトリルまたはこれらの誘導体を製造する多数のプロセスからの廃棄物流が組み合わせられて供給原料流を形成してもよい。
[0019]従来の方法において、アクリロニトリル製造プロセスのアセトニトリルを含有する廃棄物流は窒素酸化物の生成を抑制するために廃熱ボイラーで焼却される。しかし、この解決策は、副生物のアセトニトリルを捕らえられない。しかしながら、本開示の方法においては、これらの廃棄物流は処理されて、アセトニトリルが、好ましくは高い純度レベルで回収され得る。
[0020]本開示の供給原料流はアセトニトリルを含む。一部の実施形態において、供給原料流は比較的低含量のアセトニトリルを含む。一実施形態において、供給原料はアセトニトリルを供給原料流の総重量に対して0.05wt.%~10.0wt.%、例えば、0.05wt.%~7.0wt.%、0.1wt.%~5.0wt.%、0.1wt.%~7.0wt.%、0.5wt.%~5.0wt.%、0.5wt.%~4.0wt.%、1.0wt.%~4.0wt.%、または1.0wt.%~3.0wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、供給原料流は10.0wt.%未満、例えば7.0wt.%未満、5.0wt.%未満、4.0wt.%未満、または3.0wt.%未満のアセトニトリルを含み得る。下限に関して、供給原料流は0.05wt.%より多い、例えば、0.1wt.%より多い、0.5wt.%より多い、または1.0wt.%より多いアセトニトリルを含み得る。
[0021]一般に、本明細書で使用されるとき、重量パーセントはそれぞれの流れの総重量に基づく。供給原料に関して、重量パーセントはかなりの割合の水を含めて供給原料の全ての成分を含む。例えば、一部の実施形態において、供給原料は少なくとも50wt.%、例えば、少なくとも60wt.%、少なくとも70wt.%、少なくとも75wt.%、または少なくとも80wt.%の水を含む。より少ない水を含む供給流、例えば、部分的に脱水されたかまたは完全に脱水された供給流が使用され得ると考えられる。かかる場合、本明細書中で述べられる成分百分率は、前述の成分百分率を用いて開始し、より少ない量の水に基づいて、例えば、重量パーセント計算の基準から水を除いて計算し直すことによって容易に計算し直される/導き出されることができよう。
[0022]供給原料流はまたメタノールも含む。一実施形態において、供給原料はメタノールを0.01wt.%~1wt.%、例えば、0.01wt.%~0.5wt.%、0.01wt.%~0.3wt.%、0.05wt.%~1wt.%、0.05wt.%~0.5wt.%、0.05wt.%~0.3wt.%、0.075wt.%~1wt.%、0.075wt.%~0.5wt.%、または0.075wt.%~0.3wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、供給原料流は1wt.%未満、例えば、0.5wt.%未満、または0.3wt.%未満のメタノールを含み得る。下限に関して、供給原料流は0.01wt.%より多い、例えば、0.05wt.%より多い、または0.075wt.%より多いメタノールを含み得る。
[0023]供給原料流はプロピオニトリルを更に含み得る。一実施形態において、供給原料はプロピオニトリルを0.01wt.%~1wt.%、例えば、0.01wt.%~0.5wt.%、0.01wt.%~0.3wt.%、0.05wt.%~1wt.%、0.05wt.%~0.5wt.%、0.05wt.%~0.3wt.%、0.075wt.%~1wt.%、0.075wt.%~0.5wt.%、または0.075wt.%~0.3wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、供給原料流は1wt.%未満、例えば、0.5wt.%未満、または0.3wt.%未満のプロピオニトリルを含み得る。下限に関して、供給原料流は0.01wt.%より多い、例えば、0.05wt.%より多い、または0.075wt.%より多いプロピオニトリルを含み得る。
[0024]供給原料流はまたオキサゾールも含み得る。一実施形態において、供給原料はオキサゾールを0.01wt.%~1wt.%、例えば、0.01wt.%~0.5wt.%、0.01wt.%~0.3wt.%、0.01wt.%~0.1wt.%、0.05wt.%~1wt.%、0.05wt.%~0.5wt.%、0.05wt.%~0.3wt.%、0.05wt.%~0.1wt.%、0.075wt.%~1wt.%、0.075wt.%~0.5wt.%、0.075wt.%~0.3wt.%、または0.075wt.%~0.1wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、供給原料流は1wt.%未満、例えば、0.5wt.%未満、0.3wt.%未満、または0.1wt.%未満のオキサゾールを含み得る。下限に関して、供給原料流は0.01wt.%より多い、例えば、0.05wt.%より多い、または0.075wt.%より多いオキサゾールを含み得る。
[0025]一部の実施形態において、供給原料流はまたシアン化水素も含む。一実施形態において、供給原料はシアン化水素を0.01wt.%~2wt.%、例えば、0.01wt.%~1wt.%、0.01wt.%~0.5wt.%、0.01wt.%~0.3wt.%、0.05wt.%~2wt.%、0.05wt.%~1wt.%、0.05wt.%~0.5wt.%、0.05、~0.3wt.%、0.075wt.%~2wt.%、0.075wt.%~1wt.%、0.075~0.5wt.%、0.075wt.%~0.3wt.% 0.1wt.%~2wt.%、0.1wt.%~1wt.%、0.1wt.%~0.5wt.%、または0.1wt.%~0.5wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、供給原料流は2wt.%未満、例えば、1wt.%未満、0.5wt.%未満、または0.3wt.%未満含み得る。下限に関して、供給原料流は0.01wt.%より多く、例えば、0.05wt.%より多く、0.075wt.%より多く、または0.1wt.%より多く含み得る。
[0026]本開示の供給原料流はまた様々な不純物も、通例少量、例えばppmまたはppbで含み得る。これらの不純物としては、有機ニトリルおよびそれらの誘導体の製造に由来する様々な廃棄物を挙げることができる。例えば、供給原料流はアクリルアミド、アゾール、脂肪族ニトリル、芳香族ニトリル、アルコール、アルデヒド、アクロレイン、フマリン、アクリルアミド、およびシアン化物塩を含み得る。
第1の蒸留
[0027]上述したように、供給原料流は第1の蒸留カラムで蒸留されて粗製アセトニトリル流を生じる。場合によって、第1の蒸留は供給原料流中に存在するシアン化水素のかなりの部分を(全てではないが)除去する。本発明者らは、処理に先立つ追加の分離ユニット、例えばカラムでのシアン化水素の除去がシアン化水素の低い沸点を利用し、これが次に下流の分離効率の改良、例えば、別個のシアン化水素分離ユニットの低減または排除を提供することを見出した。
[0028]第1の蒸留カラムの構造は広く変化し得る。そして各種の蒸留カラムが当業者に知られており、前述の分離が達成される限りいかなる適切なカラムも使用され得る。例えば第1の蒸留カラムはいずれかの適切な分離デバイスまたは複数の分離デバイスの組合せを含み得る。例えば、第1の蒸留カラムはカラム、例えば、標準的な蒸留カラム、抽出蒸留塔および/または共沸蒸留カラムを含み得る。場合によって、用語「第1の蒸留カラム」は互いに設定された多数の蒸留カラムを指し得る。
[0029]一部の実施形態において、第1の蒸留カラムは0psig~10psig、例えば、0psig~9psig、0psig~8psig、0psig~7psig、0psig~6psig、0.5psig~10psig、0.5psig~9psig、0.5psig~8psig、0.5psig~7psig、0.5psig~6psig、1psig~10psig、1psig~9psig、1psig~8psig、1psig~7psig、1psig~6psig、1.5psig~10psig、1.5psig~9psig、1.5psig~8psig、1.5psig~7psig、1.5psig~6psig、2psig~10psig、2psig~9psig、2psig~8psig、2psig~7psig、または2psig~6psigの範囲の圧力で作動する。下限に関して、第1の蒸留カラムは0psigより大きい、例えば、0.5psigより大きい、1psigより大きい、1.5psigより大きい、または2psigより大きい圧力で作動し得る。上限に関して、第1の蒸留カラムは10psig未満、例えば、9psig未満、8psig未満、7psig未満、または6psig未満の圧力で作動し得る。
[0030]一部の実施形態において、第1の蒸留カラムは125°F~275°F、例えば、125°F~260°F、125°F~250°F、125°F~240°F、130°F~275°F、130°F~260°F、130°F~250°F、130°F~240°F、140°F~275°F、140°F~260°F、140°F~250°F、140°F~240°F、150°F~275°F、150°F~260°F、150°F~250°F、または150°F~240°Fの範囲の温度で作動する。下限に関して、第1の蒸留カラムは125°Fより高い、例えば、130°Fより高い、140°Fより高い、または150°Fより高い温度で作動し得る。上限に関して、第1の蒸留カラムは275°F未満、例えば260°F未満、250°F未満、または240°F未満の温度で作動し得る。
HCN処理
[0031]上述したように、供給原料はシアン化水素を始めとする様々な不純物を含み得る。これらの不純物の幾つかは第1の蒸留カラムでの蒸留後粗製アセトニトリル流中に存在したままであり得る。これらの不純物の幾つか、特にシアン化水素を除去するために、方法は粗製アセトニトリル流を処理して取り分けシアン化水素を除去するステップを含む。この処理するステップはシアン化水素を殆どまたは全く含有しない中間アセトニトリル流を生成する。
[0032]一部の実施形態において、粗製アセトニトリル流の処理は、シアン化水素と反応し、従って粗製アセトニトリル流中のシアン化水素を消費し得る苛性アルカリ溶液と粗製アセトニトリル流を反応させることを含む。苛性アルカリ溶液は広く変化し得る。例えば苛性アルカリ溶液は強塩基、殊にアルカリ塩基を含み得る。例えば、苛性アルカリ溶液は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、またはこれらの組合せを含み得る。好ましい実施形態において、苛性アルカリ溶液は水酸化ナトリウムの溶液である。苛性アルカリ溶液はまた他の化合物も含み得る。例えば、苛性アルカリ溶液はホルムアルデヒドのようなアルデヒドを含んでいてもよい。
[0033]一部の実施形態において、粗製アセトニトリル流の処理は、処理反応の速度を増大するために加熱されてもよい蒸解釜で行なわれる。一部の実施形態において、処理ステップの蒸解釜は150°Fより高い、例えば160°Fより高い、170°Fより高い、または180°Fより高い温度で作動される。上限に関して、蒸解釜は300°F未満、例えば290°F未満、280°F未満、または275°F未満の温度で作動され得る。範囲に関して、蒸解釜は150°F~300°F、例えば、150°F~290°F、150°F~280°F、150°F~275°F、160°F~300°F、160°F~290°F、160°F~280°F、160°F~275°F、170°F~300°F、170°F~290°F、170°F~280°F、170°F~275°F、180°F~300°F、180°F~290°F、180°F~280°F、または180°F~275°Fの温度で作動され得る。
[0034]一実施形態において、粗製アセトニトリル流はシアン化水素を0.01wt.%~10wt.%、例えば、0.01wt.%~5wt.%、0.01~2wt.%、0.1wt.%~10wt.%、0.1wt.%~5wt.%、0.1wt.%~2wt.%、0.5wt.%~10wt.%、0.5wt.%~5wt.%、0.5wt.%~2wt.%、1wt.%~10wt.%、1wt.%~5wt.%、または1wt.%~2wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、粗製アセトニトリル流は10wt.%未満、例えば、5wt.%未満、または2wt.%未満のシアン化水素を含み得る。下限に関して、粗製アセトニトリル流は0.01wt.%より多い、例えば、0.1wt.%より多い、0.5wt.%より多い、1wt.%より多いシアン化水素を含み得る。
[0035]粗製アセトニトリル流を処理することにより、流れ中の(残留する)シアン化水素不純物の幾らかまたは全てが消費され得る。一実施形態において、粗製アセトニトリル流のシアン化水素含量の全部が消費され得る。一部の実施形態において、得られる中間アセトニトリル流は比較的少量のシアン化水素を含み得る。一実施形態において、中間アセトニトリル流はシアン化水素を0wt.%~0.1wt.%、例えば、0wt.%~0.05wt.%、0wt.%~0.01wt.%、0wt.%~0.005wt.%、0wt.%~0.001wt.%、0.0001wt.%~0.1wt.%、0.0001wt.%~0.05wt.%、0.0001wt.%~0.01wt.%、0.0001wt.%~0.005wt.%、0.0001wt.%~0.001wt.%、0.00005wt.%~0.1wt.%、0.00005wt.%~0.05wt.%、0.00005wt.%~0.01wt.%、0.00005wt.%~0.005wt.%、0.00005wt.%~0.001wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、中間アセトニトリル流は0.1wt.%未満、例えば、0.05wt.%未満、0.01wt.%未満、0.005wt.%未満、0.001wt.%未満のシアン化水素を含み得る。下限に関して、中間アセトニトリル流は0wt.%より多い、例えば、0.00005wt.%より多い、または0.0001wt.%より多いシアン化水素を含み得る。
[0036]中間アセトニトリル流は、除去されなければならないオキサゾールのような他の不純物を含む。一実施形態において、中間アセトニトリル流はオキサゾールを0.1wt.%~5wt.%、例えば、0.1wt.%~4wt.%、0.1wt.%~3wt.%、0.1wt.%~2wt.%、0.2wt.%~5wt.%、0.2wt.%~4wt.%、0.2wt.%~3wt.%、0.2wt.%~2wt.%、0.5wt.%~5wt.%、0.5wt.%~4wt.%、0.5wt.%~3wt.%、0.5wt.%~2wt.%、1wt.%~5wt.%、1wt.%~4wt.%、1wt.%~3wt.%、または1wt.%~2wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、中間アセトニトリル流は5wt.%未満、例えば、4wt.%未満、3wt.%未満、または2wt.%未満のオキサゾールを含み得る。下限に関して、中間アセトニトリル流は0.1wt.%より多く、例えば、0.2wt.%より多く、0.5wt.%より多く、または1wt.%より多く含み得る。
[0037]場合によって、第1の蒸留およびシアン化水素処理は単一のシステムに組み合わせられてもよい。かかる場合組み合わせられた第1の蒸留/シアン化水素除去を出る流れはシアン化水素を殆どまたは全く含まない可能性がある。そしてこの出て行く流れは組成が中間アセトニトリル流と同様であり得る。
圧力スイング蒸留
[0038]粗製アセトニトリル流の処理は中間アセトニトリル流を生じる。上述したように、中間アセトニトリル流は圧力スイング蒸留システムで精製されてアセトニトリル生成物流を生じる。圧力スイング蒸留システムは蒸発および蒸留に対する圧力の影響を利用して中間アセトニトリル流を精製する。一部の実施形態において、圧力スイング蒸留システムは、様々な圧力で作動する一連の蒸留カラム、例えば、低圧蒸留カラムおよび高圧蒸留カラムを含み得る。例えば、圧力スイング蒸留システムは中間アセトニトリル流を最初低圧蒸留カラムで、次いで高圧蒸留カラムで蒸留してもよく;あるいは、圧力スイング蒸留システムは中間アセトニトリル流を最初に高圧蒸留カラムで、次いで低圧蒸留カラムで蒸留してもよい。一部の実施形態において、圧力スイング蒸留システムはより多くの数の蒸留カラム、例えば、低圧蒸留カラム、中圧蒸留カラム、および高圧蒸留カラムを含み得る。他の実施形態において、圧力スイング蒸留システムは、所与のカラム内の圧力が、例えばポンプにより操作される1つまたは複数のカラムを含んでいてもよい。例えば、圧力は最初に中間アセトニトリル流を低圧の圧力調節蒸留カラム内で蒸留し、次いで圧力調節蒸留カラムで圧力を増大して高圧で中間アセトニトリル流を蒸留する。
[0039]圧力スイング蒸留システムは、構造に関わらず、中間アセトニトリル流を様々な圧力で蒸留することにより作動する。一部の実施形態において、圧力スイング蒸留システムは低圧の第2のカラムおよび高圧の第3のカラムを含む。そして様々な圧力の蒸留の組合せは、意外なことに、成分、例えば、アセトニトリルおよび/またはメタノールおよび/またはアセトニトリル-メタノール共沸混合物の総合的な分離の改良を提供する。
[0040]一部の実施形態において、圧力スイング蒸留システムの低圧カラム、例えば、低圧の第2のカラムは、-15psig未満~0psig、例えば、-10psig~0psig、-8psig~0psig、-5psig~0psig、-15psig~-1psig、-10psig~-1psig、-8psig~-1psig、-5psig~-1psig、-15psig~-2psig、-10psig~-2psig、-8psig~-2psig、または-5psig~-2psigの範囲の圧力で作動する。上限に関して、低圧の第2のカラムは0psig未満、例えば、-1psig未満、または-2psig未満の圧力で作動し得る。下限に関して、低圧の第2のカラムは-15psigより高い、例えば、-10psigより高い、-8psigより高い、または-5psigより高い圧力で作動し得る。
[0041]一部の実施形態において、圧力スイング蒸留システムの高圧カラム、例えば、高圧の第3のカラムは、10psig~50psig、例えば、15psig~50psig、25psig~50psig、30psig~50psig、10psig~45psig、15psig~45psig、25psig~45psig、30psig~45psig、10psig~40psig、15psig~40psig、25psig~40psig、または30psig~40psigの範囲の圧力で作動する。上限に関して、高圧の第3のカラムは50psig未満、例えば、45psig未満、または40psig未満の圧力で作動し得る。下限に関して、高圧の第3のカラムは10psigより高い、例えば、15psigより高い、25psigより高い、または30psigより高い圧力で作動し得る。
[0042]一部の実施形態において、高圧の第3のカラムは225°F~325°F、例えば、225°F~320°F、225°F~310°F、225°F~300°F、230°F~325°F、230°F~320°F、230°F~310°F、230°F~300°F、240°F~325°F、240°F~320°F、240°F~310°F、240°F~300°F、250°F~325°F、250°F~320°F、250°F~310°F、または250°F~300°Fの範囲の温度で作動する。下限に関して、高圧の第3のカラムは225°Fより高い、例えば、230°Fより高い、240°Fより高い、または250°Fより高い温度で作動し得る。上限に関して、高圧の第3のカラムは325°F未満、例えば、320°F未満、310°F未満、または300°F未満の温度で作動し得る。
[0043]圧力スイング蒸留システム内で、アセトニトリルはアセトニトリル-水共沸混合物を形成し得る。一実施形態において、圧力スイング蒸留システムはアセトニトリル-水共沸混合物を75wt.%~100wt.%、例えば、75wt.%~99.9wt.%、75wt.%~99wt.%、75wt.%~98wt.%、75wt.%~97wt.%、80wt.%~100wt.%、80wt.%~99.9wt.%、80wt.%~99wt.%、80wt.%~98wt.%、80wt.%~97wt.%、85wt.%~100wt.%、85wt.%~99.9wt.%、85wt.%~99wt.%、85wt.%~98wt.%、85wt.%~97wt.%、90wt.%~100wt.%、90wt.%~99.9wt.%、90wt.%~99wt.%、90wt.%~98wt.%、90wt.%~97wt.%、95wt.%~100wt.%、95wt.%~99.9wt.%、95wt.%~99wt.%、95wt.%~98wt.%、または95wt.%~97wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、圧力スイング蒸留ユニットは100wt.%未満、例えば、99.9wt.%未満、99wt.%未満、98wt.%未満、または97wt.%未満のアセトニトリル-水共沸混合物を含み得る。下限に関して、圧力スイング蒸留ユニットは75wt.%より多い、例えば、80wt.%より多い、85wt.%より多い、90wt.%より多い、または95wt.%より多いアセトニトリル-水共沸混合物を含み得る。
[0044]別の言い方をすると、圧力スイング蒸留システム内で、アセトニトリルは共沸混合物形態で、例えば、共沸混合物の一部として存在し得る。一実施形態において、圧力スイング蒸留システムは共沸混合物を形成したアセトニトリルを65wt.%~90wt.%、例えば、65wt.%~89wt.%、65wt.%~88wt.%、65wt.%~87wt.%、70wt.%~90wt.%、70wt.%~89wt.%、70wt.%~88wt.%、70wt.%~87wt.%、75wt.%~90wt.%、75wt.%~89wt.%、75wt.%~88wt.%、75wt.%~87wt.%、80wt.%~90wt.%、80wt.%~89wt.%、80wt.%~88wt.%、80wt.%~87wt.%、85wt.%~90wt.%、85wt.%~89wt.%、85wt.%~88wt.%、または85wt.%~87wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、圧力スイング蒸留ユニットは90wt.%未満、例えば、89wt.%未満、88wt.%未満、または87wt.%未満の共沸混合物を形成したアセトニトリルを含み得る。下限に関して、圧力スイング蒸留ユニットは65wt.%より多い、例えば、70wt.%より多い、75wt.%より多い、80wt.%より多い、または85wt.%より多い共沸混合物を形成したアセトニトリルを含み得る。様々な圧力での蒸留は予想外に共沸混合物を形成したアセトニトリルを共沸混合物から分離する際の改良を提供する。
[0045]圧力スイング蒸留は、一般に、塔頂物流および塔底物流を生じる。場合によって、圧力スイング蒸留システムの高圧蒸留カラムが塔頂物流および塔底物流を生じる。塔頂物流はメタノールを、例えば、処理後に中間アセトニトリル流中に残留し得るメタノールの幾らかまたは全てを含む。塔頂物流、例えば、再循環流は、有利なことに、第1の蒸留カラムに再循環させられてメタノールをそれから更に分離することができる。その際、このメタノールは圧力スイング蒸留システムの下流、例えば、第4のカラムへ運ばれるのから防がれ、これは有益なことに塔底物流、例えば、アセトニトリル生成物流の最終の精製を改良する。圧力スイング蒸留システムは低いメタノール含量の塔底物流を生じ、これがアセトニトリル精製のために第4のカラムに運ばれ得るので、殊に第4の蒸留カラムにおけるメタノールおよびアセトニトリル-メタノール共沸混合物の分離に関連する問題が有利に軽減される。
[0046]一部の実施形態において、再循環流は圧力スイング蒸留システムの塔頂物流を含む。一実施形態において、再循環流はメタノールを0.1wt.%~10wt.%、例えば、0.1wt.%~5wt.%、0.1wt.%~3wt.%、0.5wt.%~10wt.%、0.5wt.%~5wt.%、0.5wt.%~3wt.%、0.075wt.%~10wt.%、0.75wt.%~5wt.%、または0.75wt.%~3wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、再循環流は10wt.%未満、例えば、5wt.%未満、または3wt.%未満のメタノールを含み得る。下限に関して、再循環流は0.1wt.%より多い、例えば、0.5wt.%より多い、または0.75wt.%より多いメタノールを含み得る。一実施形態において、再循環流はアセトニトリルを20wt.%~90wt.%、例えば、20wt.%~85wt.%、20wt.%~80wt.%、40wt.%~90wt.%、40wt.%~85wt.%、40wt.%~80wt.%、50wt.%~90wt.%、50wt.%~85wt.%、または50wt.%~80wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、再循環流は90wt.%未満、例えば、85wt.%未満、または80wt.%未満のアセトニトリルを含み得る。下限に関して、再循環流は20wt.%より多い、例えば、40wt.%より多い、または50wt.%より多いアセトニトリルを含み得る。
[0047]一実施形態において、塔底物流、例えば、アセトニトリル生成物流は、アセトニトリルを85wt.%~100wt.%、例えば、85wt.%~99.9wt.%、85wt.%~99.5wt.%、87wt.%~100wt.%、87wt.%~99.9wt.%、87wt.%~99.5wt.%、90wt.%~100wt.%、90wt.%~99.9wt.%、90wt.%~99.5wt.%、92wt.%~100wt.%、92wt.%~99.5wt.%、92wt.%~95wt.%、95wt.%~100wt.%、95wt.%~99.9wt.%、または95wt.%~99.5wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、アセトニトリル流は100wt.%未満、例えば、99.9wt.%未満または99.5未満のアセトニトリルを含み得る。下限に関して、精製アセトニトリル流は85wt.%より多い、例えば、87wt.%より多い、90wt.%より多い、92wt.%より多い、95wt.%より多い、または97wt.%より多いアセトニトリルを含み得る。
[0048]一実施形態において、塔底物流、例えば、アセトニトリル生成物流は、メタノールを0wt.%~0.5wt.%、例えば、0wt.%~0.1wt.%、0wt.%~0.05wt.%、0wt.%~0.01wt.%、0wt.%~0.005wt.%、0wt.%~0.0001wt.%、0.00005wt.%~0.5wt.%、0.00005wt.%~0.1wt.%、0.0005wt.%~0.05wt.%、0.00005wt.%~0.01wt.%、0.00005wt.%~0.005wt.%、0.00005wt.%~0.0001wt.%、0.0001wt.%~0.5wt.%、0.0001wt.%~0.1wt.%、0.0001wt.%~0.05wt.%、0.0001wt.%~0.01wt.%、または0.0001wt.%~0.005wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、アセトニトリル生成物流は0.5wt.%未満、例えば、0.1wt.%未満、0.05wt.%未満、0.01wt.%未満、0.005wt.%未満、または0.0001wt.%未満のメタノールを含み得る。下限に関して、アセトニトリル生成物流は0wt.%より多い、例えば、0.00005wt.%より多い、または0.0001wt.%より多いメタノールを含み得る。
アセトニトリル生成物流の精製
[0049]上述したように、アセトニトリル生成物流は比較的少ない不純物、例えば、メタノールを含む。一部の実施形態において、アセトニトリル生成物流は充分高い濃度のアセトニトリルを含む。従って、アセトニトリル生成物流を更に精製することは必要ないであろう。例えば、場合によって、「ACN-グレード」のアセトニトリル生成物が望ましい。かかる場合、(不随のアセトニトリル純度を伴う)アセトニトリル生成物流収量の上出来の形成は適切で高価な商品である。開示されている方法によって生成され得る他の商用グレードには標準的な工業グレード、実験室グレード、ACSグレード、クロマトグラフィーグレード、LCグレード、およびUHPLCグレードがある。
[0050]一部の実施形態において、アセトニトリルのより高い純度が望ましいかまたは必要なことがある。その場合、アセトニトリル生成物流は例えば最終蒸留カラムで蒸留されて精製アセトニトリル生成物流を生成させることができる。各種の蒸留カラムが当業者に知られており、いかなるかかるカラムも本開示において最終蒸留として使用され得る。
[0051]一部の実施形態において、最終蒸留カラムは100mmHg~400mmHg、例えば、100mmHg~375mmHg、100mmHg~350mmHg、100mmHg~325mmHg、100mmHg~300mmHg、125mmHg~400mmHg、125mmHg~375mmHg、125mmHg~350mmHg、125mmHg~325mmHg、125mmHg~300mmHg、150mmHg~400mmHg、150mmHg~375mmHg、150mmHg~350mmHg、150mmHg~325mmHg、150mmHg~300mmHg、175mmHg~400mmHg、175mmHg~375mmHg、175mmHg~350mmHg、175mmHg~325mmHg、175mmHg~300mmHg、200mmHg~400mmHg、200mmHg~375mmHg、200mmHg~350mmHg、200mmHg~325mmHg、または200mmHg~300mmHgの範囲の圧力で作動する。下限に関して、最終蒸留カラムは100mmHgより高い、例えば、125mmHgより高い、150mmHgより高い、175mmHgより高い、または200mmHgより高い圧力で作動し得る。上限に関して、最終蒸留カラムは400mmHg未満、例えば、375mmHg未満、350mmHg未満、325mmHg未満、または300mmHg未満の圧力で作動し得る。
[0052]一部の実施形態において、最終蒸留カラムは80°F~200°F、例えば、80°F~180°F、80°F~170°F、80°F~160°F、90°F~200°F、90°F~180°F、90°F~170°F、90°F~160°F、95°F~200°F、95°F~180°F、95°F~170°F、95°F~160°F、100°F~200°F、100°F~180°F、100°F~170°F、または100°F~160°Fの範囲の温度で作動する。下限に関して、最終蒸留カラムは80°Fより高い、例えば、90°Fより高い、95°Fより高い、または100°Fより高い温度で作動し得る。上限に関して、最終蒸留カラムは200°F未満、例えば、180°F未満、170°F未満、または160°F未満の温度で作動し得る。
[0053]場合によって、アセトニトリル生成物流の精製はプロピオニトリルをそこから除去することを含む。上述したように、上流の操作、例えば、場合によりアセトニトリルの精製と組み合わせたメタノールおよび/またはシアン化水素の除去は、特に高い純度のアセトニトリル生成物を生成することが見出された。
[0054]一実施形態において、精製アセトニトリル生成物流はアセトニトリルを95wt.%~100wt.%、例えば、95wt.%~99.999wt.%、95wt.%~99.99wt.%、97wt.%~100wt.%、97wt.%~99.999wt.%、97wt.%~99.99wt.%、98wt.%~100wt.%、98wt.%~99.999wt.%、98wt.%~99.99wt.%、99wt.%~100wt.%、99wt.%~99.99wt.%、99wt.%~99.9wt.%、99.9wt.%~100wt.%、99.9wt.%~99.999wt.%、または99.9wt.%~99.99wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、精製アセトニトリル流は100wt.%未満、例えば、99.999wt.%未満または99.99未満のアセトニトリルを含み得る。下限に関して、精製アセトニトリル流は95wt.%より多い、例えば、97wt.%より多い、98wt.%より多い、99wt.%より多い、99.9wt.%より多い、または99.99wt.%より多いアセトニトリルを含み得る。
[0055]一実施形態において、精製アセトニトリル生成物流はプロピオニトリルを(あったとしても)少量、例えば、0wt.%~0.1wt.%、例えば、0wt.%~0.05wt.%、0wt.%~0.01wt.%、0wt.%~0.005wt.%、0wt.%~0.0001wt.%、0.00005wt.%~0.1wt.%、0.0005wt.%~0.05wt.%、0.00005wt.%~0.01wt.%、0.00005wt.%~0.005wt.%、0.00005wt.%~0.0001wt.%、0.0001wt.%~0.1wt.%、0.0001wt.%~0.05wt.%、0.0001wt.%~0.01wt.%、または0.0001wt.%~0.005wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、精製アセトニトリル生成物流は0.1wt.%未満、例えば、0.05wt.%未満、0.01wt.%未満、0.005wt.%未満、または0.0001wt.%未満のプロピオニトリルを含み得る。下限に関して、精製アセトニトリル生成物流は0wt.%より多い、例えば、0.00005wt.%より多い、または0.0001wt.%より多いプロピオニトリルを含み得る。
[0056]一実施形態において、精製アセトニトリル生成物流はオキサゾールを(あったとしても)少量、例えば、0wt.%~0.1wt.%、例えば、0wt.%~0.05wt.%、0wt.%~0.01wt.%、0wt.%~0.005wt.%、0wt.%~0.0001wt.%、0.00005wt.%~0.1wt.%、0.0005wt.%~0.05wt.%、0.00005wt.%~0.01wt.%、0.00005wt.%~0.005wt.%、0.00005wt.%~0.0001wt.%、0.0001wt.%~0.1wt.%、0.0001wt.%~0.05wt.%、0.0001wt.%~0.01wt.%、または0.0001wt.%~0.005wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、精製アセトニトリル生成物流は0.1wt.%未満、例えば、0.05wt.%未満、0.01wt.%未満、0.005wt.%未満、または0.0001wt.%未満のオキサゾールを含み得る。下限に関して、精製アセトニトリル生成物流は0wt.%より多い、例えば、0.00005wt.%より多い、または0.0001wt.%より多いオキサゾールを含み得る。
[0057]一実施形態において、精製アセトニトリル生成物流はメタノールを0wt.%~0.5wt.%、例えば、0wt.%~0.1wt.%、0wt.%~0.05wt.%、0wt.%~0.01wt.%、0wt.%~0.005wt.%、0wt.%~0.0001wt.%、0.00005wt.%~0.5wt.%、0.00005wt.%~0.1wt.%、0.0005wt.%~0.05wt.%、0.00005wt.%~0.01wt.%、0.00005wt.%~0.005wt.%、0.00005wt.%~0.0001wt.%、0.0001wt.%~0.5wt.%、0.0001wt.%~0.1wt.%、0.0001wt.%~0.05wt.%、0.0001wt.%~0.01wt.%、または0.0001wt.%~0.005wt.%の範囲の量で含む。上限に関して、精製アセトニトリル生成物流は0.5wt.%未満、例えば、0.1wt.%未満、0.05wt.%未満、0.01wt.%未満、0.005wt.%未満、または0.0001wt.%未満のメタノールを含み得る。下限に関して、精製アセトニトリル生成物流は0wt.%より多い、例えば、0.00005wt.%より多い、または0.0001wt.%より多いメタノールを含み得る。
分離スキーム
[0058]有益なことに、開示されたシステムは伝統的なシステムより少ないカラムを利用し、これは中でも複雑さおよび資本コストを低減する利点を提供する。一実施形態において、分離スキームはカラムを削除する。場合によって、方法は6個以下の蒸留カラム、例えば、5個以下のカラム、4個以下のカラム、3個以下のカラム、または2個以下のカラムを含む。場合によって、分離スキームは6個のみのカラムを含む。場合によって、分離スキームは5個のみのカラムを含む。場合によって、分離スキームは4個のみのカラムを含む。場合によって、分離スキームは3個のみのカラムを含む。
[0059]一実施形態において、分離スキームはオキサゾールおよびプロピオニトリルを含む供給原料流を精製し、0.01wt.%未満のシアン化水素を含む中間アセトニトリル流、1wt.%未満のメタノールを含むアセトニトリル生成物流、および少なくとも99.5wt.%のアセトニトリルを含む精製アセトニトリル生成物流を生成する。
[0060]一実施形態において、分離スキームはアリルアルコールを更に含む供給原料流を精製し、0.5wt.%未満のアリルアルコールを含む中間アセトニトリル流、0.01wt.%未満のシアン化水素を含むアセトニトリル生成物流、および少なくとも99.8wt.%のアセトニトリルを含む精製アセトニトリル生成物流を生成する。
[0061]一実施形態において、分離スキームはオキサゾール、アセトン、およびプロピオニトリルを更に含む供給原料流を精製し、少なくとも98wt.%のアセトニトリルを含み、1wt.%未満のプロピオニトリルを含むアセトニトリル生成物流を生成する。
[0062]一実施形態において、分離スキームは少なくとも80wt.%の水を含む供給原料流を精製し、50wt.%未満の水を含む中間アセトニトリル流、少なくとも90wt.%のアセトニトリルおよび5wt.%未満の水を含むアセトニトリル生成物流、および少なくとも99wt.%のアセトニトリルおよび0.5wt.%未満の水を含む精製アセトニトリル生成物流を生成する。
[0063]図1は、模範的な分離スキーム100を示す。分離スキーム100において、供給原料流102が統合された第1の蒸留カラム104に供給され、そこで蒸留されて粗製アセトニトリル流106を生成する。粗製アセトニトリル流106は蒸解釜108に供給されて苛性アルカリ溶液で処理される。中間アセトニトリル流110が蒸解釜108から抜き出される。次いで中間アセトニトリル流110は圧力スイング蒸留ユニット112に供給する。再循環流118が圧力スイング蒸留ユニット112を出、第1の蒸留カラム104に再循環される。アセトニトリル生成物流120が圧力スイング蒸留ユニット112を出、最終の蒸留カラム122で精製されて精製アセトニトリル生成物流124を生成する。
[0064]図2は、別の模範的な分離スキーム200を示す。分離スキーム200において、供給原料流202が第1の蒸留カラム204に供給され、そこで蒸留されて粗製アセトニトリル流206を生成する。粗製アセトニトリル流206は蒸解釜208に供給されて苛性アルカリ溶液で処理される。中間アセトニトリル流210が蒸解釜208から抜き出される。次いで中間アセトニトリル流210は、低圧蒸留カラム214および高圧蒸留カラム216を含む圧力スイング蒸留ユニット212に供給される。再循環流218が塔頂物として高圧蒸留カラム216を出、第1の蒸留カラム204に再循環される。アセトニトリル生成物流220は塔底物流として高圧蒸留カラム216を出る。図2の分離スキーム200において、アセトニトリル生成物流220は適切に高い濃度のアセトニトリルを含む。従って、分離スキーム200において、アセトニトリル生成物流220を更に精製する必要はない。
[0065]図3は、もう1つ別の模範的な分離スキーム300を示す。分離スキーム300において、供給原料流302が第1の蒸留カラム304に供給され、そこで蒸留されて粗製アセトニトリル流306を生成する。粗製アセトニトリル流306は蒸解釜308に供給されて苛性アルカリ溶液で処理される。中間アセトニトリル流310が蒸解釜308から抜き出される。次いで中間アセトニトリル流310は、低圧蒸留カラム314および高圧蒸留カラム316を含む圧力スイング蒸留ユニット312に供給される。再循環流318が塔頂物として高圧蒸留カラム316を出、第1の蒸留カラム304に再循環される。アセトニトリル生成物流320は塔底物流として高圧蒸留カラム316を出る。アセトニトリル生成物流320は最終の蒸留カラム322で精製されて精製アセトニトリル生成物流324を生成する。
[0066]本開示は、以下の非限定実施例を参照するとより良好に理解されるであろう。
実施例1
[0067]供給原料流はアクリロニトリル製造および精製プロセスからの3つの廃棄物流を合わせることによって調製された。各々の廃棄物流の組成、ならびに合わせた供給原料流の組成は下記表1に提供される。
[0068]供給原料流が第1の蒸留カラムで蒸留された。第1の蒸留は塔底物流を生成させ、これは主として水を含んでいた。塔底物流は捨てられた。粗製アセトニトリル流は第1の蒸留カラムから側留分として取り出された。粗製アセトニトリル流は蒸解釜に供給され、そこに水性水酸化ナトリウムが加えられて粗製アセトニトリル流中のシアン化水素を消費した。次いで中間アセトニトリル流が蒸解釜から取り出された。第1の蒸留カラムの塔底物流、粗製アセトニトリル流、および中間アセトニトリル流の組成は下記表2に提供される。
[0069]次いで中間アセトニトリル流が圧力スイング蒸留ユニットで精製された。特に、中間アセトニトリル流は低圧蒸留カラムで蒸留された。低圧蒸留カラムの塔底物流は廃棄物として捨てられた。低圧蒸留カラムの塔頂物流は凝縮され、高圧蒸留カラムで蒸留された。高圧蒸留カラムの塔頂物の一部は再循環流として第1の蒸留カラムに戻された。アセトニトリル生成物流が高圧蒸留カラムの塔底物流として集められた。低圧蒸留カラムの塔底物流、低圧蒸留カラムの凝縮した塔頂物、再循環流、およびアセトニトリル生成物流の組成は下記表3に提供される。
Figure 2022507200000001
Figure 2022507200000002
Figure 2022507200000003
実施例2
[0070]実施例1と同じ方法が実施された。アセトニトリルが最終の蒸留カラムで蒸留することにより更に精製された。最終の蒸留カラムの塔底物流が廃棄物流として捨てられた。最終の蒸留カラムの塔頂物流が精製アセトニトリル生成物流として凝縮された。最終の蒸留カラムの塔底物流および精製アセトニトリル生成物流の組成が下記表4に提供される。
Figure 2022507200000004
実施形態
[0071]以下の実施形態が考えられる。特徴および実施形態の全ての組合せが考えられる。
[0072]実施形態1:アセトニトリルを回収する方法であって、メタノールおよびアセトニトリルを含む供給原料流を第1の蒸留カラムで蒸留して粗製アセトニトリル流を生成させるステップと、粗製アセトニトリル流を処理してシアン化水素を除去し且つ1wt.%未満のシアン化水素を含む中間アセトニトリル流を生成させるステップと、中間アセトニトリル流を圧力スイング蒸留システムで精製してアセトニトリル生成物流および再循環流を生成させるステップと、アセトニトリル生成物流を精製して少なくとも98wt.%のアセトニトリルを含む精製アセトニトリル生成物流を形成するステップとを含む、方法。
[0073]実施形態2:圧力スイング蒸留システムが低圧蒸留カラムおよび高圧蒸留カラムを含み、高圧蒸留カラムが塔頂物流および塔底物流を生成させる、実施形態2の実施形態。
[0074]実施形態3:再循環流が高圧蒸留カラムの塔頂物流である、実施形態2の実施形態。
[0075]実施形態4:アセトニトリル生成物流が高圧蒸留カラムの塔底物流である、実施形態2または3の実施形態。
[0076]実施形態5:アセトニトリル生成物流が1wt.%未満のメタノールを含み、供給原料流がオキサゾールおよびプロピオニトリルを更に含み、中間アセトニトリル流が0.01wt.%未満のシアン化水素を含み、精製アセトニトリル生成物流が少なくとも99.5wt.%のアセトニトリルを含む、実施形態1~4のいずれかの実施形態。
[0077]実施形態6:メタノールを含む再循環流を第1の蒸留カラムに再循環させるステップを更に含む、実施形態1~5のいずれかの実施形態。
[0078]実施形態7:再循環流が少なくとも0.01wt.%のメタノールを含む、実施形態1~6のいずれかの実施形態。
[0079]実施形態8:再循環流が0.01wt.%~5wt.%のメタノールを含む、実施形態1~7のいずれかの実施形態。
[0080]実施形態9:アセトニトリル生成物流を精製するステップが、アセトニトリル生成物流を蒸留して精製アセトニトリル生成物流を生成させるステップを含む、実施形態1~8のいずれかの実施形態。
[0081]実施形態10:供給原料流が少なくとも0.05wt.%のメタノールを含む、実施形態1~9のいずれかの実施形態。
[0082]実施形態11:供給原料流が5wt.%未満のアセトニトリルを含む、実施形態1~10のいずれかの実施形態。
[0083]実施形態12:供給原料流がプロピオニトリルを更に含む、実施形態1~11のいずれかの実施形態。
[0084]実施形態13:処理するステップが、粗製アセトニトリル流を苛性アルカリ溶液と反応させてシアン化水素を反応させ尽くすステップを含む、実施形態1~12のいずれかの実施形態。
[0085]実施形態14:粗製アセトニトリル流が0.1wt.%~5wt.%のシアン化水素を含む、実施形態1~13のいずれかの実施形態。
[0086]実施形態15:中間アセトニトリル流が0.05wt.%未満のシアン化水素を含む、実施形態1~14のいずれかの実施形態。
[0087]実施形態16:供給原料流がアクリロニトリル製造プロセスからの1つまたは複数の廃棄物流を含む、実施形態1~15のいずれかの実施形態。
[0088]実施形態17:低圧蒸留カラムが-5psig未満の圧力で作動する、実施形態2~16のいずれかの実施形態。
[0089]実施形態18:高圧蒸留カラムが10psigより高い圧力で作動する、実施形態2~17のいずれかの実施形態。
[0090]実施形態19:精製アセトニトリル生成物流が少なくとも99.9wt.%のアセトニトリルを含む、実施形態1~18のいずれかの実施形態。
[0091]実施形態20:精製アセトニトリル生成物流が0.1wt.%未満のプロピオニトリルを含む、実施形態1~19のいずれかの実施形態。
[0092]実施形態21:アセトニトリルを回収する方法であって、メタノールおよびアセトニトリルを含む供給原料流を第1の蒸留カラムで蒸留して粗製アセトニトリル流を生成させるステップと、粗製アセトニトリル流を処理してシアン化水素を除去し且つ1wt.%未満のシアン化水素を含む中間アセトニトリル流を生成させるステップと、中間アセトニトリル流を圧力スイング蒸留システムで精製して再循環流および少なくとも90wt.%のアセトニトリルを含むアセトニトリル生成物流を生成させるステップとを含む、方法。

Claims (21)

  1. アセトニトリルを回収する方法であって、
    メタノールおよびアセトニトリルを含む供給原料流を第1の蒸留カラムで蒸留して粗製アセトニトリル流を生成させるステップと、
    粗製アセトニトリル流を処理してシアン化水素を除去し且つ1wt.%未満のシアン化水素を含む中間アセトニトリル流を生成させるステップと、
    中間アセトニトリル流を圧力スイング蒸留システムで精製してアセトニトリル生成物流および再循環流を生成させるステップと、
    アセトニトリル生成物流を精製して少なくとも98wt.%のアセトニトリルを含む精製アセトニトリル生成物流を形成するステップと
    を含む、方法。
  2. 圧力スイング蒸留システムが、
    低圧蒸留カラムおよび高圧蒸留カラムを含み、高圧蒸留カラムが塔頂物流および塔底物流を生成させる、請求項1に記載の方法。
  3. 再循環流が高圧蒸留カラムの塔頂物流である、請求項2に記載の方法。
  4. アセトニトリル生成物流が高圧蒸留カラムの塔底物流である、請求項2または3に記載の方法。
  5. アセトニトリル生成物流が1wt.%未満のメタノールを含み、供給原料流がオキサゾールおよびプロピオニトリルを更に含み、中間アセトニトリル流が0.01wt.%未満のシアン化水素を含み、精製アセトニトリル生成物流が少なくとも99.5wt.%のアセトニトリルを含む、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
  6. メタノールを含む再循環流を第1の蒸留カラムに再循環させるステップ
    を更に含む、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
  7. 再循環流が少なくとも0.01wt.%のメタノールを含む、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
  8. 再循環流が0.01wt.%~5wt.%のメタノールを含む、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
  9. アセトニトリル生成物流を精製するステップが、アセトニトリル生成物流を蒸留して精製アセトニトリル生成物流を生成させるステップを含む、請求項1から8のいずれかに記載の方法。
  10. 供給原料流が少なくとも0.05wt.%のメタノールを含む、請求項1から9のいずれかに記載の方法。
  11. 供給原料流が5wt.%未満のアセトニトリルを含む、請求項1から10のいずれかに記載の方法。
  12. 供給原料流がプロピオニトリルを更に含む、請求項1から11のいずれかに記載の方法。
  13. 処理するステップが、粗製アセトニトリル流を苛性アルカリ溶液と反応させてシアン化水素を反応させ尽くすステップを含む、請求項1から12のいずれかに記載の方法。
  14. 粗製アセトニトリル流が0.1wt.%~5wt.%のシアン化水素を含む、請求項1から13のいずれかに記載の方法。
  15. 中間アセトニトリル流が0.05wt.%未満のシアン化水素を含む、請求項1から14のいずれかに記載の方法。
  16. 供給原料流がアクリロニトリル製造プロセスからの1つまたは複数の廃棄物流を含む、請求項1から15のいずれかに記載の方法。
  17. 低圧蒸留カラムが-5psig未満の圧力で作動する、請求項2から16のいずれかに記載の方法。
  18. 高圧蒸留カラムが10psigより高い圧力で作動する、請求項2から17のいずれかに記載の方法。
  19. 精製アセトニトリル生成物流が少なくとも99.9wt.%のアセトニトリルを含む、請求項1から18のいずれかに記載の方法。
  20. 精製アセトニトリル生成物流が0.1wt.%未満のプロピオニトリルを含む、請求項1から19のいずれかに記載の方法。
  21. アセトニトリルを回収する方法であって、
    メタノールおよびアセトニトリルを含む供給原料流を第1の蒸留カラムで蒸留して粗製アセトニトリル流を生成させるステップと、
    粗製アセトニトリル流を処理してシアン化水素を除去し且つ1wt.%未満のシアン化水素を含む中間アセトニトリル流を生成させるステップと、
    中間アセトニトリル流を圧力スイング蒸留システムで精製して再循環流および少なくとも90wt.%のアセトニトリルを含むアセトニトリル生成物流を生成させるステップと
    を含む、方法。
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