JP4639895B2 - カルボニル基を有する含酸素化合物含有排水の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、カルボニル基を有する含酸素化合物含有排水の処理方法に関する。さらに詳しくは、カルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水中のカルボニル基を有する含酸素化合物を容易に濃縮分離することができるという優れた特徴を有するカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水の処理方法に関するものである。

フェノール類等を製造するプロセスから排出されるプロセス排水中には、水に可溶なカルボニル基を有する含酸素化合物が含有されており、そのまま放流することができない。そこで、一般的には蒸留分離を行った後、多量の水で薄めて、微生物による生物処理または燃焼焼却による処理等によりカルボニル基を有する含酸素化合物を除去して放流される。反応液から有用な成分であるフェノールを精製分離する際、反応液に含まれる副生物であるカルボニル基を有する含酸素化合物を蒸留により分離する方法としては、種々の改良が行われている（特許文献１参照）。しかし、プロセス排水中に含まれる微量の副生物を蒸留によって分離して排水の後処理工程の負荷を軽減する試みとしては、共沸蒸留を利用した２塔方式による水-フェノールの精製分離方法が提案されている（特許文献２参照）のみであって、副生物であるカルボニル基を有する含酸素化合物の除去について、その蒸留のエネルギーコストの削減、生物処理を行う場合の排水中のカルボニル基を有する含酸素化合物の負荷の軽減等の方法については、文献に記載がなく一層の合理化が求められていた。

特表２００４−５１５４８４号公報（第１頁） 特開平０９−２５３６２４号公報（第１頁〜第４頁)

かかる従来技術の状況に鑑み、本発明はカルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水中のカルボニル基を有する含酸素化合物を容易に濃縮分離することができ、かつ、エネルギー的観点から有利に排水を処理することができるカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水の処理方法の提供を目的とする。

すなわち、本発明は、下記の第１工程および第２工程を含むカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水の処理方法に係るものである。
第１工程：カルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水にアルカリ剤を添加する工程
第２工程：第１工程においてアルカリ剤を添加した排水を蒸留して、カルボニル基を有する含酸素化合物が濃縮された排液を分離する工程
前記第１工程において、アルカリ剤の添加をカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水のｐＨが１０〜１４になるように調整する場合、カルボニル基を有する含酸素化合物含有排水が、触媒の存在下に有機過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得る製造プロセスにおいて発生する排水であり、さらに、該有機過酸化物が、クメンハイドロパーオキサイドである場合は、本発明の有効な態様である。

本発明により、カルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水にアルカリ剤を添加して蒸留することにより、排水中のカルボニル基を有する含酸素化合物を容易に濃縮分離することができ、かつ、エネルギー的観点から有利に排水を処理することができるカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水の処理方法の提供が可能になった。

本発明において、カルボニル基を有する含酸素化合物含有排水とは、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン等のケトン類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、アルデヒド類にアルコールが付加することにより生成するアセトール等のヘミアセタール類、アセタール類等を含むプロセス排水であり、例えば、触媒の存在下に有機過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得る製造プロセスにおいて発生する排水等であり、有機過酸化物がクメンハイドロパーオキサイドの場合は、クメンハイドロパーオキサイドの分解によりアセトール類等が生成しこれらがプロセス排水として排出される。

以下、本発明の実施態様の一例を示す流れ図（図１）に基づいて、詳細に説明する。図１に示した例の流れ図は、主として加熱器１１、蒸留塔１２、冷却器１３、還流ドラム１４より構成されている。

第１工程は、カルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水にアルカリ剤を添加する工程である。アルカリ剤としては、ＮaＯＨ、Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｃａ（ＯＨ）₂、Ｃａ₂ＣＯ₃、ＫＯＨや化学プロセスにおいて排出されるｐＨ１０以上のアルカリ性排水も利用することができる。これらのアルカリ剤のカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水への添加量は、混合後の排水のｐＨが１０〜１４になるように添加する。添加方法は、別に攪拌槽を設けて添加してもいいが配管中へ添加するラインミキシングでもよく、特に限定されない。

アルカリ剤が多すぎると非経済的であり、少なすぎると本発明の効果が得られない。カルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水がアルカリ剤と混合しｐＨが１０以上に調整されると、これらカルボニル基を有する含酸素化合物は縮合して重質化し、水との分離が容易になる。

第２工程は、ｐＨが１０以上に調整されたカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水を加熱器１１を介して蒸留塔１２へ供給し、蒸留してカルボニル基を有する含酸素化合物が濃縮された排液を分離する工程である。カルボニル基を有する含酸素化合物含有排水は、アルカリ剤と混合後加熱器１１で加温され、蒸留塔１２で蒸留される。加熱器１１の出口温度は１０〜１８０℃であり、加熱源としてはスチーム等何でも良いが、プラント内の排スチームやコンデンセートを使用することによりエネルギーが有効に使用される。蒸留塔１２の内部に充填物や棚段を設置すると分離効果は向上する。蒸留塔１２の運転条件は、１０ｔｏｒｒから１ＭＰａで温度は１０℃〜１８０℃、好ましくは、５０ｔｏｒｒ〜０．５ＭＰａで温度は３０〜１５０℃で操作される。

蒸留塔１２の塔底からは重質化したカルボニル基を有する含酸素化合物濃縮排水４が排出され、蒸留塔１２の塔頂からは、カルボニル基を有する含酸素化合物が除去された排水が留出する。カルボニル基を有する含酸素化合物濃縮排水４は重質化したカルボニル基を有する含酸素化合物が高濃度に濃縮されているので、排水量は少量になっている。したがって、燃焼焼却する場合も効率的、経済的に処理することが可能である。

一方、蒸留塔１２の塔頂から留出する、カルボニル基を有する含酸素化合物が除去された排水は、冷却器１３で凝縮冷却後、還流ドラム１４に送られる。還流ドラム１４の液を一部蒸留塔１２へ還流液８として還流することにより、分離効果は向上する。還流ドラム１４に留出した排水は、生物処理において十分処理可能なレベルまで処理されている。

本排水が触媒の存在下、有機過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得る製造プロセスにおいて発生する排水である場合は特に有用であり、有機過酸化物がクメンハイドロパーオキサイドの場合、クメンハイドロパーオキサイドの分解によりアセトール類等が生成し、これらカルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水を処理する上で有用である。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、もとより本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例および比較例
カルボニル基を有する含酸素化合物含有排水へのアルカリ剤の添加量を調整することにより、ｐＨを実施例では１３、比較例では９とｐＨを変化させた排水をそれぞれ蒸留処理した。排水中のカルボニル基を有する含酸素化合物として代表的なヒドロキシアセトンについて分析した。供給排水に含まれるヒドロキシアセトン（HACTと略す）のうち重質化して塔底液へ排出された割合は、ｐＨ９に調整した場合は１．７ｗｔ％であり、ｐＨを１３に調整した場合は９５．９ｗｔ％であった。このことから供給排水中に含まれるカルボニル基を有する含酸素化合物の大部分は重質化し塔底から排出される濃縮排水へ移行したことがわかる。

上記の結果から次のことがわかる。本発明によるアルカリ剤添加によってｐＨを１０以上に調整を行って蒸留した実施例は、カルボニル基を有する含酸素化合物の分離効果が良好である。一方、ｐＨが１０より低い比較例は十分な分離効果が得られない。

本発明の実施態様の一例を示す流れ図である。

符号の説明

１…カルボニル基を有する含酸素化合物含有排水、２…アルカリ剤、３…加熱媒体、４…カルボニル基を有する含酸素化合物濃縮排水、５…塔頂留出ガス、６…塔頂留出冷却液、７…カルボニル基を有する含酸素化合物除去排水、８…還流液、１１…加熱器、１２…蒸留塔、１３…冷却器、１４…還流ドラム

Claims (3)

1. 下記の第１工程および第２工程を含むカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水の処理方法。
   第１工程：カルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水にアルカリ剤を添加する工程であって、該アルカリ剤の添加量をカルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水のｐＨが１０〜１４になるように調整する工程
   第２工程：第１工程においてアルカリ剤を添加した排水を蒸留して、カルボニル基を有する含酸素化合物を分離する工程
2. 前記カルボニル基を有する含酸素化合物を含有する排水が、触媒の存在下に有機過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得る製造プロセスにおいて発生する排水である請求項１記載のカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水の処理方法。
3. 有機過酸化物がクメンハイドロパーオキサイドである請求項２記載のカルボニル基を有する含酸素化合物含有排水の処理方法。

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