JP2660820B2 - 水性溶液からカルボン酸を回収する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１から１０の炭素原子
を有するカルボン酸、特に蟻酸、酢酸、及び蟻酸と酢酸
との混合物を、これを含有する水性溶液から回収する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの産業的に重要な工程において、短
鎖カルボン酸、特に蟻酸及び酢酸の希薄溶液が廃棄物と
して産出される。代表的にはこれらの溶液は１〜３重量
％の酸を含有する。従来、このような溶液は通常周囲環
境に廃棄されていたが、現在は汚染に対する関心が高ま
っており、このような廃棄水溶液を清浄化すること及び
／又は経済的に価値のある工程副産物として含有される
酸を回収することが必要となってきている。

【０００３】蒸留又は抽出蒸留等の慣用の回収装置は、
過度にエネルギーを消費する傾向があり、非経済的で、
また共沸混合物及び破壊困難なエマルジョン等の形成
等、工程が困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、最終的に排出
する前、又はプロセス用水としてプラントにおいて再使
用する前に、後処理をほとんど又は全く必要としない廃
棄水生成物を産生し、また販売可能、もしくは処理プラ
ントにおいて再使用可能な純度及び品質の回収カルボン
酸を経済的に製造するような態様で、短鎖カルボン酸を
含有する廃水を処理する方法が求められている。本発明
はこのような需要を満たそうとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】概略的には、本発明によ
れば、１から１０の炭素原子を有する短鎖カルボン酸、
特に蟻酸、酢酸、及びその混合物を、かような酸の希薄
水性溶液から回収する方法が提供される。本発明の方法
による処理を行うことのできる水性溶液の代表的な酸濃
度は、１〜３重量％である。本発明によれば、水性溶液
は水と非親和性の高沸点酸化トリアルキルホスフィン混
合物抽出剤と液−液接触され、酸の大半は抽出剤に吸収
され、実質的に純水である抽残液が残り、この抽残液は
次の処理、廃棄あるいは再使用へと送られる。抽出溶剤
は、酸に富んだ状態となり、次に好ましくは脱水され、
そこから生じる水流は好ましくは流入水性溶液に再循環
される。次に蒸留工程において酸富溶剤に溶解している
酸がストリップされ、希薄になった抽出溶剤は液−液抽
出工程へと戻される。必要があれば、除去された酸は、
所望の純度の基本的に単一の種類の複数の成分に、従っ
て販売可能な生成物又はプラント内で他の処理に使用可
能な生成物に、蒸留によって分留される。

【０００６】本発明において使用する好ましい抽出溶剤
は、Cytech Industries が CYANEX923の商標のもとに製
造している４つのトリアルキルホスフィン酸化物の混合
物である。

【０００７】好ましい抽出溶剤は、以下の４つのトリア
ルキルホスフィン酸化物の混合物である。

【０００８】

【化１】

【０００９】この溶剤の代表的な特性は以下の通り報告
されている。 トリアルキルホスフィン酸化物 ：９３％ 外観 ：無色移動性液体 比重 ：２３℃において０．８８ 凝固点 ：−５〜０℃ 粘度 ：２５℃において４０．０センチポイズ ：３０℃において１３．７センチポイズ 引火点（密閉式引火点） ：１８２℃ 自己発火点 ：２１８℃ 蒸気圧 ：３１℃において０．０９ｍｍＨｇ 沸点 ：５０ｍｍＨｇにおいて３１０℃ 水に対する溶解度 ：１０ｍｇ／ｌ 水のCYANEX 923抽出剤 中の溶解度 ：８ w/o。

【００１０】本明細書中、「実質的に混合トリアルキル
ホスフィン酸化物からなる溶剤」という用語を用いる場
合、その意味する物質は、上記のもの及びそれと同等の
ものである。

【００１１】本発明によれば、１から１０の炭素原子を
有するカルボン酸、特に酢酸及び蟻酸を、その混合物を
含有する水性溶液から回収する方法が提供され、この方
法は、接触工程において、水性溶液を実質的に混合トリ
アルキルホスフィン酸化物からなる溶剤と、向流液−液
抽出流において接触させ、酸を水性溶液から溶剤へ移動
させることを含む。この抽出により、酸含有量が比較的
低い抽残液と、酸含有量が比較的高い溶剤とが生成され
るが、酸に富んだ溶剤は多少の水を含む。この溶剤は、
脱水工程において、熱を適用して水を分離することによ
り脱水され、水流と脱水された酸富溶剤流とが生成され
る。ストリップ工程において、熱を適用することにより
脱水された酸富溶剤流から酸がストリップされて、上記
の液−液抽出流へ再循環される、実質的に混合トリアル
キルホスフィン酸化物からなる再循環溶剤と酸流とが生
成される。酸流が一種類より多い酸を含有する場合に
は、分留工程において、蒸留により各酸成分に分留され
る。

【００１２】好ましくは、実質的に混合トリアルキルホ
スフィン酸化物からなる再循環溶剤は、前記接触工程に
再循環され、酸富溶剤の脱水からの水流は、流入水性溶
液に再循環される。

【００１３】さらに本発明によれば、接触工程におけ
る、実質的に混合トリアルキルホスフィン酸化物からな
る溶剤と水性溶液との容積比は、略溶剤１部に対して水
性溶液２部から略溶剤２部に対して水性溶液１部であ
る。水性溶液の酸の初期濃度は、好ましくは約０．５重
量％〜約１５重量％であるが、約１重量％〜約１０重量
％であってもよい。また、実質的に混合トリアルキルホ
スフィン酸化物からなる再循環溶剤は、約０．５重量％
未満の酸含有量であることが好ましい。

【００１４】水性溶液と、実質的に混合トリアルキルホ
スフィン酸化物からなる溶剤とは、約３５℃〜約９０
℃、より好ましくは約５０℃〜約８０℃で接触させる。
さらに、脱水工程は好ましくは約２００ｍｍＨｇ絶対圧
力で行う。ストリップは、ストリップ工程の最高温領域
において約２５０℃から約３００℃で行うのが好まし
く、また約１５〜５０ｍｍＨｇ絶対圧力で行うのが好ま
しい。このストリップを行う圧力は、ストリップ及びそ
の下流において、酸特に酢酸の凝固を避けるのに十分で
あることが望ましい。

【００１５】エネルギー効率を最大とするために、スト
リップ工程からの実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる再循環溶剤の熱の少くとも一部を、脱水
工程の酸富溶剤に移動させてもよい。また、ストリップ
工程からの実質的に混合トリアルキルホスフィン酸化物
からなる再循環溶剤の熱の少くとも一部を、各成分酸に
分留された酸流に移動させてもよい。

【００１６】本工程において使用する実質的に混合トリ
アルキルホスフィン酸化物からなる新たな溶剤は、水性
溶液と接触させる前に、例えば水洗洗浄又は蒸留によっ
て、精製してもよい。

【００１７】いくつかの操作方法が可能であるが、接触
は、分散相としての実質的に混合トリアルキルホスフィ
ン酸化物からなる溶剤を、水性溶液を連続相として分散
させることによって行うことが好ましい。

【００１８】脱水工程及び／又はストリップ工程から排
出される蒸気は、接触工程で使用する実質的に混合トリ
アルキルホスフィン酸化物からなるスクラブ溶剤でスク
ラブしてもよく、それによりスクラブ溶剤中に溶解した
酸はその後回収してもよい。

【００１９】接触工程からの抽残液に含まれた実質的に
混合トリアルキルホスフィン酸化物からなる溶剤を、抽
残液から合着して取り出し、それにより抽残液の純度を
増加させ、溶剤を再使用のために回収してもよい。

【００２０】最終的な酸生成物中の望ましくない水は、
蒸留分留工程の水濃度が最高である領域、又は蒸留され
る過程において水と蟻酸との共沸混合物が生成される領
域から引き出される側流を設けることにより、削減又は
排除してもよい。

【００２１】本方法の工程を妨げる可能性のある流入水
性溶液中の不純物は、水性溶液を接触工程へ送る前に接
触工程からの酸富溶剤と混合させる前処理によって、排
除してもよく、その後酸富溶剤と水性溶液とは、水性溶
液から酸富溶剤を合着して取り出すことにより分離さ
れ、分離された水性溶液はその後接触工程に送られ、分
離された酸富溶剤は脱水工程へ送られる。

【００２２】実質的に混合トリアルキルホスフィン酸化
物からなる再循環溶剤中に蓄積しがちな不純物は、再循
環溶剤の再循環の過程において削除してもよい。これら
の不純物は、溶剤の少くとも一部を真空蒸留すること、
又は溶剤の少くとも一部を活性炭濾過すること、又は溶
剤の少くとも一部をイオン交換剤と接触させることによ
り再循環の過程において除去してもよい。また、再循環
させるべき溶剤の少くとも一部をその再循環の過程にお
いて塩基性添加物で中和することにより、不純物を除去
してもよい。また、水性溶液と実質的に混合トリアルキ
ルホスフィン酸化物からなる再循環溶剤との相対的流速
を調整して、溶剤中及び抽残液中の不純物の平衡濃度を
共に許容レベルとすることにより、不純物を制御しても
よい。以下に本発明の構成及び実施態様を列挙する。

【００２３】１．酢酸及び蟻酸の水性溶液から酢酸及び
蟻酸を回収するための方法であって、該方法は、接触工
程において、前記水性溶液を、実質的に混合トリアルキ
ルホスフィン酸化物からなる溶剤と、向流液−液抽出流
において接触させて、前記水性溶液からの酢酸及び蟻酸
を前記溶剤に移動させ、酸含有量が比較的低い抽残液
と、酸含有量が比較的高い酸富溶剤とを生成する工程で
あって、酸に富んだ該酸富溶剤は多少の水を含む接触工
程と、脱水工程において、前記酸富溶剤に熱を適用し、
そこから水を分離することによって前記酸富溶剤を脱水
して、水流と脱水された酸富溶剤流とを生成する脱水工
程と、ストリップ工程において、前記脱水された再循環
酸富溶剤流に熱を適用して、該脱水された再循環酸富溶
剤流から酢酸及び蟻酸をストリップし、前記液−液抽出
流へ再循環するための、実質的に混合トリアルキルホス
フィン酸化物からなる溶剤と、酢酸及び蟻酸を含有する
酸流とを生成するストリップ工程と、分留工程におい
て、蒸留によって前記酸流を酢酸と蟻酸とに分留する分
留工程とを含む、酢酸及び蟻酸の水性溶液から酢酸及び
蟻酸を回収するための方法。

【００２４】２．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤が、前記接触工程に再循
環される、上記１に記載の方法。

【００２５】３．前記酸富溶剤の脱水で生成された前記
水流が、前記水性溶液に再循環される、上記１に記載の
方法。

【００２６】４．前記接触工程における、実質的に混合
トリアルキルホスフィン酸化物からなる溶剤と水性溶液
との容積比が、溶剤約１部に対して水性溶液２部から溶
剤約２部に対して水性溶液１部である、上記１に記載の
方法。

【００２７】５．前記水性溶液中の酸の初期濃度が、約
１重量％から約６重量％である上記１に記載の方法。

【００２８】６．前記水性溶液中の酸の初期濃度が、約
０．５重量％から約１５重量％である上記１に記載の方
法。

【００２９】７．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤の酸含有量が約０．５重
量％未満である上記１に記載の方法。

【００３０】８．前記水性溶液と実質的に混合トリアル
キルホスフィン酸化物からなる溶剤との接触が約３５℃
〜約９０℃で行われる上記１に記載の方法。

【００３１】９．前記水性溶液と実質的に混合トリアル
キルホスフィン酸化物からなる溶剤との接触が約５０℃
〜約８０℃で行われる上記１に記載の方法。

【００３２】10．前記脱水工程が約２００ｍｍＨｇ絶対
圧力で行われる上記１に記載の方法。

【００３３】11．前記ストリップが、前記ストリップ工
程の最高温領域において約２５０℃〜約３００℃で行わ
れる上記１に記載の方法。

【００３４】12．前記ストリップが、約１５〜約５０ｍ
ｍＨｇ絶対圧力で行われる上記１に記載の方法。

【００３５】13．前記ストリップが行われる温度及び圧
力が、前記ストリップ工程の間又はその下流において前
記酢酸の凝固を避けるのに十分である上記１２に記載の
方法。

【００３６】14．前記ストリップ工程からの実質的に混
合トリアルキルホスフィン酸化物からなる前記再循環溶
剤中の熱の少くとも一部が、前記脱水工程の前記酸富溶
剤に移動される上記１に記載の方法。

【００３７】15．前記ストリップ工程からの実質的に混
合トリアルキルホスフィン酸化物からなる前記再循環溶
剤中の熱の少くとも一部が、酢酸と蟻酸とに分留される
べき前記酸流に移動される上記１に記載の方法。

【００３８】16．前記接触が、分散相としての実質的に
混合トリアルキルホスフィン酸化物からなる前記溶剤
を、連続相としての前記水性溶液中に分散することによ
って行われる上記１に記載の方法。

【００３９】17．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる新たな溶剤が、前記水性溶液と接触され
る前に精製される上記１に記載の方法。

【００４０】18．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる新たな溶剤が水洗洗浄によって精製され
る上記１７に記載の方法。

【００４１】19．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる新たな溶剤が蒸留によって精製される上
記１７に記載の方法。

【００４２】20．前記脱水工程及び／又は前記ストリッ
プ工程から排気される蒸気が、前記接触工程において使
用される実質的に混合トリアルキルホスフィン酸化物か
らなるスクラブ溶剤でスクラブされる上記１に記載の方
法。

【００４３】21．前記脱水工程及び／又は前記ストリッ
プ工程から排気される蒸気が、実質的に混合トリアルキ
ルホスフィン酸化物からなるスクラブ溶剤でスクラブさ
れ、その結果前記スクラブ溶剤中に溶解された酸が、そ
の後該溶剤から回収される上記１に記載の方法。

【００４４】22．前記接触工程からの前記抽残液中に同
伴される実質的に混合トリアルキルホスフィン酸化物か
らなる溶剤が、前記抽残液から合着されて除去される上
記１に記載の方法。

【００４５】23．前記蒸留分留工程の水濃度が最も高い
領域から側流が引き出される上記１に記載の方法。

【００４６】24．前記蒸留分留工程の、蒸留の過程にお
いて水と蟻酸との共沸混合物が形成される領域から側流
が引き出される上記１に記載の方法。

【００４７】25．前記水性溶液が前記接触工程へ送られ
る前に、前記接触工程からの酸富溶剤と前記水性溶液と
が混合され、次に該水性溶液から該酸富溶剤を連行して
除去することにより、前記酸富溶剤と水性溶液とが互い
に分離され、前記分離された水性溶液は前記接触工程へ
搬送され、前記分離された酸富溶剤は前記脱水工程へ搬
送される、上記１に記載の方法。

【００４８】26．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤中に蓄積しがちな不純物
が、該溶剤が再循環される過程において該溶剤から除去
される上記２に記載の方法。

【００４９】27．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤が再循環される過程にお
いて、該溶剤の少くとも一部を真空蒸留することにより
前記不純物が除去される上記２６に記載の方法。

【００５０】28．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤が再循環される過程にお
いて、該溶剤の少くとも一部を活性炭濾過することによ
り前記不純物が除去される上記２６に記載の方法。

【００５１】29．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤が再循環される過程にお
いて、該溶剤の少くとも一部をイオン交換剤と接触させ
ることにより、前記不純物が除去される上記２６に記載
の方法。

【００５２】30．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤が再循環される過程にお
いて、該溶剤の少くとも一部を塩基性添加物で中和する
ことにより、前記不純物が除去される上記２６に記載の
方法。

【００５３】31．水性溶液と、実質的に混合トリアルキ
ルホスフィン酸化物からなる再循環溶剤との相対的流速
を調節し、再循環すべき実質的に混合トリアルキルホス
フィン酸化物からなる前記溶剤中及び前記抽残液中の不
純物の平衡濃度を共に許容レベルとすることにより、前
記不純物が制御される上記２に記載の方法。

【００５４】32．１から１０の炭素原子を有するカルボ
ン酸からなる群から選択される少くとも一つの酸を含有
する水性溶液からカルボン酸を回収するための方法であ
って、該方法は、接触工程において、前記水性溶液を、
実質的に混合トリアルキルホスフィン酸化物からなる溶
剤と、向流液−液抽出流において接触させて、前記水性
溶液からの前記酸を前記溶剤に移動させ、酸含有量が比
較的低い抽残液と、酸含有量が比較的高い酸富溶剤とを
生成する工程であって、酸に富んだ該酸富溶剤は多少の
水を含む接触工程と、脱水工程において、前記酸富溶剤
に熱を適用し、そこから水を分離することによって前記
酸富溶剤を脱水して、水流と脱水された酸富溶剤流とを
生成する脱水工程と、ストリップ工程において、前記脱
水された酸富溶剤流に熱を適用して、該脱水された酸富
溶剤流から前記酸をストリップし、前記液−液抽出流へ
再循環するための、実質的に混合トリアルキルホスフィ
ン酸化物からなる溶剤と、前記酸を含有する酸流とを生
成するストリップ工程とを含む、１から１０の炭素原子
を有するカルボン酸からなる群から選択される少くとも
一つの酸を含有する水性溶液からカルボン酸を回収する
ための方法。

【００５５】33．前記水性溶液が少なくとも２種類のカ
ルボン酸を含有し、さらに分留工程において、前記酸流
を蒸留によって個々の酸に分留する工程を含む上記３２
に記載の方法。

【００５６】34．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記溶剤が、前記接触工程に再循環され
る上記３２に記載の方法。

【００５７】35．前記酸富溶剤の脱水で生成された前記
水流が、前記水性溶液に再循環される上記３２に記載の
方法。

【００５８】36．前記接触の間の、実質的に混合トリア
ルキルホスフィン酸化物からなる溶剤と水性溶液との容
積比が、溶剤約１部に対して水性溶液２部から溶剤約２
部に対して水性溶液１部である上記３２に記載の方法。

【００５９】37．前記水性溶液中の酸の初期濃度が約１
重量％から約６重量％である上記３２に記載の方法。

【００６０】38．前記水性溶液中の酸の初期濃度が約
０．５重量％から約１５重量％である上記３２に記載の
方法。

【００６１】39．再循環されるべき実質的に混合トリア
ルキルホスフィン酸化物からなる前記溶剤の酸含有量が
約０．５重量％未満である上記３２に記載の方法。

【００６２】40．水性溶液と実質的に混合トリアルキル
ホスフィン酸化物からなる溶剤との接触が、約３５℃〜
約９０℃で行われる上記３２に記載の方法。

【００６３】41．水性溶液と実質的に混合トリアルキル
ホスフィン酸化物からなる溶剤との接触が、約５０℃〜
約８０℃で行われる上記３２に記載の方法。

【００６４】42．前記脱水工程が約２００ｍｍＨｇ絶対
圧力で行われる上記３２に記載の方法。

【００６５】43．前記ストリップが、前記ストリップ工
程の最高温領域において約２５０℃〜約３００℃で行わ
れる上記３２に記載の方法。

【００６６】44．前記ストリップが約１５から約５０ｍ
ｍＨｇ絶対圧力で行われる上記３２に記載の方法。

【００６７】45．前記ストリップが行われる温度及び圧
力が、前記ストリップ工程の間又はその下流において酸
の凝固を避けるのに十分である上記４４に記載の方法。

【００６８】46．前記ストリップ工程からの実質的に混
合トリアルキルホスフィン酸化物からなる前記再循環溶
剤中の熱の少くとも一部が、前記脱水工程の前記酸富溶
剤に移動される上記３２に記載の方法。

【００６９】47．前記ストリップ工程からの実質的に混
合トリアルキルホスフィン酸化物からなる前記再循環溶
剤中の熱の少くとも一部が、各成分酸流に分留されるべ
き前記酸流に移動される上記３２に記載の方法。

【００７０】48．前記接触が、分散相としての実質的に
混合トリアルキルホスフィン酸化物からなる前記溶剤
を、連続相としての前記水性溶液中に分散することによ
って行われる上記３２に記載の方法。

【００７１】49．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる新たな溶剤が、前記水性溶液と接触され
る前に精製される上記３２に記載の方法。

【００７２】50．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる新たな溶剤が水洗洗浄によって精製され
る上記４９に記載の方法。

【００７３】51．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる新たな溶剤が蒸留によって精製される上
記４９に記載の方法。

【００７４】52．前記脱水工程及び／又は前記ストリッ
プ工程から排気される蒸気が、前記接触工程において使
用される実質的に混合トリアルキルホスフィン酸化物か
らなるスクラブ溶剤でスクラブされる上記３２に記載の
方法。

【００７５】53．前記脱水工程及び／又は前記ストリッ
プ工程から排気される蒸気が、実質的に混合トリアルキ
ルホスフィン酸化物からなるスクラブ溶剤でスクラブさ
れ、その結果前記スクラブ溶剤中に溶解された酸が、そ
の後該溶剤から回収される上記３２に記載の方法。

【００７６】54．前記接触工程からの前記抽残液中に同
伴される実質的に混合トリアルキルホスフィン酸化物か
らなる溶剤が、前記抽残液から連行されて除去される上
記３２に記載の方法。

【００７７】55．前記蒸留分留工程の水濃度が最も高い
領域から側流が引き出される上記３２に記載の方法。

【００７８】56．前記蒸留分留工程の、蒸留の過程にお
いて水と蟻酸との共沸混合物が形成される領域から側流
が引き出される上記３２に記載の方法。

【００７９】57．前記水性溶液が前記接触工程へ送られ
る前に、前記接触工程からの酸富溶剤と前記水性溶液と
が混合され、次に該水性溶液から該酸富溶剤を連行して
除去することにより、前記酸富溶剤と水性溶液とが互い
に分離され、前記分離された水性溶液は前記接触工程へ
搬送され、前記分離された酸富溶剤は前記脱水工程へ搬
送される、上記３２に記載の方法。

【００８０】58．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤中に蓄積しがちな不純物
が、該溶剤が再循環される過程において該溶剤から除去
される上記３４に記載の方法。

【００８１】59．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤が再循環される過程にお
いて、該溶剤の少くとも一部を真空蒸留することにより
前記不純物が除去される上記５８に記載の方法。

【００８２】60．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤が再循環される過程にお
いて、該溶剤の少くとも一部を活性炭濾過することによ
り前記不純物が除去される上記５８に記載の方法。

【００８３】61．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤が再循環される過程にお
いて、該溶剤の少くとも一部をイオン交換剤と接触させ
ることにより、前記不純物が除去される上記５８に記載
の方法。

【００８４】62．実質的に混合トリアルキルホスフィン
酸化物からなる前記再循環溶剤が再循環される過程にお
いて、該溶剤の少くとも一部を塩基性添加物で中和する
ことにより、前記不純物が除去される上記５８に記載の
方法。

【００８５】63．水性溶液と、実質的に混合トリアルキ
ルホスフィン酸化物からなる再循環溶剤との相対的流速
を調節し、再循環すべき実質的に混合トリアルキルホス
フィン酸化物からなる前記溶剤中及び前記抽残液中の不
純物の平衡濃度を共に許容レベルとすることにより、前
記不純物が制御される上記３４に記載の方法。

【００８６】

【実施例】まず図１を参照するが、この図面は本発明の
方法を実施するためのプラントを、簡略化された流れ図
の形式で示す。回収すべき酸を含有する水性溶液つまり
廃水は、入力配管１２を通して抽出器１０へ搬送され
る。抽出器は、プレートを回転させるためのモーター１
４が設けられた回転プレート形式のものとして示され
る。他の種々の液−液抽出器を使用することもできる。
抽出器１０から出る頂部流は、配管１６を通して抽出器
を出る酸富溶剤流であり、底流は配管１８を通して抽出
器をでる抽残液である。新たな溶剤及び再循環溶剤は、
配管２０を通して抽出器１０に底部付近から導入される
が、再循環溶剤は配管２２を通して配管２０へ搬送さ
れ、新たな溶剤は、必要な場合に配管２４を通して配管
２０へ搬送される。抽出器へ供給される溶剤と水性溶液
との容積比は、好ましくは約１：２と２：１との間であ
る。原料水性溶液中の酸の初期濃度は、約０．５〜約１
５重量％であり、好ましくは約１〜約６重量％である。
接触工程の操作温度は約３５℃〜約９０℃、好ましくは
約５０℃〜約８０℃である。相分離配管は好ましくは抽
出器の頂部領域にあり、分散相は溶剤、連続相は水性溶
液である。

【００８７】酸に富んだ溶剤は、配管１６を通して脱水
器２６へ搬送される。熱がリボイラー装置２８を通して
脱水器に入力され、水は脱水器の頂部から配管３０を通
して出る。この配管３０には、所望であれば、凝縮器３
２及び灌流配管３４が設けられる。水流は、再循環回路
の配管３８を通して入力配管１２へと戻される。また
は、水流は、使用のためプラント外部へ搬送されるか、
廃棄にまわすか、若しくは抽残液流と結合してもよい。
脱水器中の圧力は、好ましくは約２００ｍｍＨｇ絶対圧
力である。

【００８８】酸富溶剤は、配管４０を通して脱水器を出
て、この管によってストリッパー４２へと搬送される。
ストリッパー４２において、リボイラー装置４４を通し
て熱を適用することにより、酸が溶剤から分離され、混
合酸は頂部から配管４６を通してストリッパーを出る。
この配管４６には、凝縮器４８と再循環配管５０とが設
けられる。混合酸は配管５２を通して分留器５４へ搬送
される。ストリップされた溶剤は、配管２２を通してス
トリッパー４２の底部を出て、抽出器１０へ再循環され
る。再循環されるべきストリップされた溶剤の酸含有量
は約０．５重量％未満である。ストリッパーの最高温領
域では、操作温度は約２５０℃〜約３００℃であり、ス
トリッパー内の圧力は約１５〜約５０ｍｍＨｇ絶対圧力
である。とにかくストリップ圧力は、ストリッパー内及
びその下流においていかなる酸も凝固しない程度でなけ
ればならない。所望であれば、ストリップされた溶剤中
の熱の一部を、脱水器リボイラー装置２８において酸富
溶剤と熱交換してもよく、また所望であれば、ストリッ
プされた溶剤中の熱の一部を、以下に説明するリボイラ
ー装置６６において底部酸流と熱交換してもよい。

【００８９】配管５２を通して分留器５４に搬送された
混合酸は、蒸留工程において分離される。蟻酸は、配管
５６を通して分留器を出て、凝縮器５８で凝縮され、そ
の一部は配管６０を通して灌流され、残りは生成物管６
２を通してプラントの外部へ搬送される。酢酸は配管６
４を通してユニットの底部から外へ搬送され、蒸留塔つ
まり分留器５４に熱エネルギーを搬送するためにリボイ
ラー装置６６が設けられる。本発明によれば、分留器の
水混入濃度が最も高い点から側流６８が引き出されても
よい。この点は通常、水とより軽い酸つまり蟻酸との共
沸混合物が形成される点である。

【００９０】次に図２を参照するが、この図は本発明の
別の実施態様を実施するためのプラントの概略的流れ図
である。図２において、図１と同一の装置及び配管には
同一の参照番号及び記号が付されており、図１に関して
なされたこれらの部品の説明は図２のプラントにも適用
される。

【００９１】図２に示すプラントは、１から１０の炭素
原子を有するカルボン酸群のうち蟻酸及び酢酸以外のも
のを含有する水性溶液を処理するように設計されている
という点で図１のものと異なる。従って図２の分留器つ
まり蒸留塔５４には、蒸留操作によって塔の頂部と底部
とに分離する傾向のあるもの以外の追加の酸を回収する
ために、追加の側流分枝管１００及び１０２が設けられ
る。回収された混合酸は、所望であれば単一の塔内では
なく一連の塔内において段階的に分離してもよいことは
当業者には理解されるであろう。

【００９２】配管１２を通して装置に入る廃水つまり入
力水性溶液中の不純物は、プラント内の種々の流れ中に
乳化を引き起こすことにより操作を困難にし、また他の
原因により操作を非効率的とすることがわかっている。
本発明によれば、これらの不純物は追加の処理工程によ
って除去することができる。この追加の処理工程におい
て、配管１６を通して抽出器１０を出る酸富溶剤は、配
管１２内の新たな入力水性溶液と結合され、これらの材
料は混合器１０４へ通される。完全に混合した後、酸富
溶剤と入力水性溶液とは配管１０６を通してコアレッサ
ー１０８へ通され、そこで種別されて、酸富溶剤は配管
１１０を通して脱水器２６へ通され、酸含有水は配管１
１２を通して抽出器１０へ供給される。このように、入
力水性溶液中の不純物はより容易に合着されるようにな
る。

【００９３】始動時にプラントに充填される新たな溶剤
中、又は操作過程においてプラントに添加される溶剤中
に予期せぬ不純物が存在し得ることがわかっている。図
２に示されるように、これらの不純物を除去するため
に、新たな溶剤の入力配管２４に精製器１１４を配置し
てもよい。精製器１１４は蒸留塔、活性炭床、イオン交
換装置、水洗洗浄装置、又は他の分離装置であってもよ
い。新たな溶剤中の不純物の問題は始動時に最も深刻で
あるので、新たな溶剤中の不純物を除去するために、始
動時にプラントの装置を使用するための配管を設けても
よい。始動時に、例えばストリッパー４２又は脱水器２
６を一時的にそのために使用してもよい。更に、不純物
は、所望であれば別個の独立プラントである精製器中で
除去してもよい。

【００９４】上述してきたように、脱水器２６及びスト
リッパー４２は真空中で操作することが好ましい。真空
誘発装置が図２に示されるが、図１に示されるプラント
にも同様の装置を設け得ることが理解されるべきであ
る。この装置は、脱水器２６の頂部から出る配管３８に
設けられた、ポンプ１１６及び排気口１１８を含む。ポ
ンプは機械的ポンプ、又はスチームエジェクター等他の
真空誘発装置であってもよい。排気口１１８を通る流れ
が、いくらかの酸及び汚染物質とみなされるであろう他
の材料を含むことがあるので、スクラッバー１２０を設
けてもよい。スクラッバー１２０では、スクラブ流体と
して、プラントにおいて主要抽出溶媒として使用される
ものと同種の溶剤を使用してもよく、溶剤を、プラント
の主要溶剤回路中のサイドループとしてスクラッバー１
２０に通してもよい。

【００９５】同様に塔４２について、真空ポンプ１２２
及び排気口１２４が設けられる。また排気口１２４を通
してプラントを出る流れからこの酸及び他の汚染物質を
除去するために、スクラッバー１２６が設けられる。

【００９６】上述してきたように、溶剤が工程中を循環
する間にそこに不純物が蓄積する傾向がある。これらの
不純物は、配管１３０を通して再循環溶剤の少くとも一
部を引き出し、それを精製器１１４又は別個の精製器に
通過させ、そこで不純物を真空蒸留、活性炭濾過、イオ
ン交換、又は塩基性添加物による中和その他の方法によ
って除去することにより、配管２２中を流れる再循環溶
剤から簡便に除去することができる。

【００９７】ある操作条件の元では、配管１８を通して
抽出器１０から出る抽残液には、物理的に溶剤が同伴さ
れることがある。この溶剤は、例えばコアレッサー１２
８において除去回収することができる。回収された溶剤
は、プラントの主要溶剤回路に戻してもよく、同伴溶剤
を除去した抽残液は、廃棄し、さらに処理し、又はプラ
ント中において再使用することができる。

【００９８】当業者には理解されるように、入力水性溶
液流中の多種の酸を処理するために設計された図２に示
されるプラントの種々の特徴は、蟻酸及び酢酸のみを処
理するために設計された図１に示されるプラントに組み
込むことができ、その逆もまた可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の方法を実施するためのプラン
トの概略的流れ図であり、このプラントは特に希薄水性
溶液から蟻酸及び酢酸を回収及び分離するために適合さ
れている。

【図２】図２は、短鎖カルボン酸の混合物を回収及び分
離する本発明の方法を実施するためのプラントの概略的
流れ図であり、図１のプラント及び方法においても使用
可能な方法の特徴を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティモシー・エル・ホームズ アメリカ合衆国テキサス州75206，ダラ ス，パーク・ポイント・ドライブ・3438 (72)発明者 ロナルド・ジー・グアリー アメリカ合衆国テキサス州77043，ヒュ ーストン，ウィックホロー・11611

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酢酸及び蟻酸の水性溶液から酢酸及び蟻
   酸を回収するための方法であって、該方法は、 接触工程において、前記水性溶液を、実質的に混合トリ
   アルキルホスフィン酸化物からなる溶剤と向流液−液抽
   出流において接触させて、前記水性溶液からの酢酸及び
   蟻酸を前記溶剤に移動させ、抽残液と酸富溶剤とを生成
   する接触工程と、 脱水工程において、前記酸富溶剤に熱を適用し、そこか
   ら接触工程において混入した水を分離することによって
   前記酸富溶剤を脱水して、水流と脱水された酸富溶剤流
   とを生成する脱水工程と、 ストリップ工程において、前記脱水された酸富溶剤流に
   熱を適用して、該脱水された酸富溶剤から酢酸及び蟻酸
   をストリップし、前記液−液抽出流へ再循環するため
   の、実質的に混合トリアルキルホスフィン酸化物からな
   る溶剤と、酢酸及び蟻酸を含有する酸流とを生成するス
   トリップ工程と、 分留工程において、蒸留によって前記酸流を酢酸と蟻酸
   とに分留する分留工程とを含む、酢酸及び蟻酸の水性溶
   液から酢酸及び蟻酸を回収するための方法。
2. 【請求項２】 １から１０の炭素原子を有するカルボン
   酸からなる群から選択される少くとも一つの酸を含有す
   る水性溶液からカルボン酸を回収するための方法であっ
   て、該方法は、 接触工程において、前記水性溶液を、実質的に混合トリ
   アルキルホスフィン酸化物からなる溶剤と、向流液−液
   抽出流において接触させて、前記水性溶液からの前記酸
   を前記溶剤に移動させ、抽残液と、酸富溶剤とを生成す
   る接触工程と、 脱水工程において、前記酸富溶剤に熱を適用し、そこか
   ら接触工程において混入した水を分離することによって
   前記酸富溶剤を脱水して、水流と脱水された酸富溶剤流
   とを生成する脱水工程と、 ストリップ工程において、前記脱水された酸富溶剤流に
   熱を適用して、該脱水された酸富溶剤流から前記酸をス
   トリップし、前記液−液抽出流へ再循環するための、実
   質的に混合トリアルキルホスフィン酸化物からなる溶剤
   と、前記酸を含有する酸流とを生成するストリップ工程
   とを含む、１から１０の炭素原子を有するカルボン酸か
   らなる群から選択される少くとも一つの酸を含有する水
   性溶液からカルボン酸を回収するための方法。