JP4861761B2 - イソシアネート系化合物の分解回収方法およびその分解回収設備 - Google Patents

Description

本発明は、例えば化学プラントにおいて廃棄されている蒸留残渣として得られるイソシアネート系化合物を、高圧高温水と接触させて分解処理し、このイソシアネート系化合物の原料またはその誘導体として回収することによって再利用可能とするイソシアネート系化合物の分解回収方法およびその分解回収設備に関する。

化学プラントにおいて種々の化学製品を工業的に合成する場合、目的物以外の副生成物が生成されたり、未反応物が残存することが良く知られている。例えば、重合反応プラントでは、反応槽内の生成ポリマーと、未反応モノマーを分離する装置が必須的に設けられており、一般的に、回収された未反応モノマーは重合反応原料として再利用されている。
重合反応の場合、オリゴマー等の多量体が副生することも知られているが、多量体がポリマー中に残存していると、目的とする特性の化学製品が得られなかったり、経時的に化学製品の特性が悪化するという弊害があるため、多量体の分離除去工程が設けられていることが多い。未反応モノマーは原料供給ラインに組込むだけで再利用が可能になるが、多量体は当然ながらモノマーと同一に扱うことができないため、専ら焼却処理や廃棄処理されている。

また、重合反応プラントではなく、低分子化合物を合成する化学プラントでも、副生成物や、目的化合物の二量体や三量体等の多量体が生成され、これらの副生成物や多量体を目的化合物から例えば蒸留等の方法で分離する必要がある。低分子化合物の場合、副生成物の分離は比較的容易であるが、多量体と目的化合物の分離は難しいことが多いため、結局、蒸留残渣等の廃棄物には多量体と目的物が多く含まれていることになる。これらの廃棄物を有効利用する方法は殆どなく、焼却・廃棄処理が施されるのみであるため、省資源の観点から問題視されていた。

一方、近年になって、高圧高温水中での加水分解や酸化反応を利用して、廃棄物を無害化することや、有効利用可能な生成物を得ることが試みられている。例えば、排液系廃棄物を超（または亜）臨界状態での酸化反応を利用して無害化する方法（例えば、特許文献１参照）が、また種々の高分子化合物を超臨界または亜臨界の水を用いて加水分解する方法（例えば、特許文献２参照）が、さらに廃ポリエチレンテレフタートから純テレフタル酸およびグリコールを得る方法（例えば、特許文献３，４参照）が提案されている。

しかしながら、特許文献１において提案されている技術は、無害化方法としては重要であるが酸化反応を伴うために得られる物質の有用性に問題があり、またその他の特許文献には、オリゴマーや二量体以上の多量体等を含む化合物を効率的に分解回収する方法や分解回収装置について何ら言及されていない。

他方、海外においては，イソシアネート系化合物を分解し、アミン化合物として回収する方法（例えば、特許文５，６，７，８参照）が開示されているが、これらは何れも回分式の方法であって、バッチ替えの際の冷却・昇温あるいは減圧・昇圧のために膨大なエネルギーが必要であり、設備の規模の点から処理量にも限度があって、工業的に適しているとはいうことができない。

そこで、本願の出願人は、これまで焼却や廃棄処理する以外の処理方法がなかった化学プラント内廃棄物の中でも、イソシアネート系化合物の製造ラインで副生成されるイソシアネート系化合物の多量体やその他の副生成物を分解対象化合物として選択し、このイソシアネート系化合物を、出発原料や、中間原料となるその誘導体として分解回収して、有効再利用することを可能ならしめる、連続的なイソシアネート系化合物の分解回収方法およびその分解回収装置を提案した。

以下、これを、添付図面を参照しながら説明する。図４は、イソシアネート系化合物の分解回収方法を実施するその分解回収設備の一例を示す概略説明図である。このイソシアネート系化合物の分解回収設備は、イソシアネート系化合物に高圧高温水を接触させて分解反応させる縦長円胴状の反応器５１を備えている。この反応器５１の下側には、水を加圧する供給ポンプ５２ａ、およびこの供給ポンプ５２ａで加圧された高圧水を加熱する加熱器５２ｂが介装されてなる水供給ライン５２が連通している。また、この反応器５１の下部近傍の側面には、溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物を加圧する供給ポンプ５３ａ、およびこの供給ポンプ５３ａで加圧された溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物を加熱する加熱器５３ｂが介装されてなる化合物供給ライン５３が連通している。

また、この反応器５１の上部の分解反応生成物排出口から脱水装置である脱水塔５５に、この反応器５１の温度を１９０〜３００℃にして分解生成された分解反応生成物を送る分解反応生成物排出ライン５４が連通している。さらに、前記脱水塔５５の上部から精製装置である減圧蒸留塔５７に、前記脱水塔５５で脱水されると共にＣＯ_２が除去された分解反応生成物を供給する分解反応生成物供給ライン５６が連通している。そして、前記減圧蒸留塔５７における蒸留によって、脱水されると共にＣＯ_２が除去された分解反応生成物が目的とする分解回収物（イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体）と未分解物（未分解化合物）とに分離されるように構成されている。

この従来例に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備によれば、少なくとも１個のイソシアネート基またはイソシアネート基から誘導された基を有するイソシアネート系化合物に高圧高温水を接触させることにより分解させ、このイソシアネート系化合物の原料またはその誘導体を回収することができる。なお、反応器５１内におけるイソシアネート系化合物の重量に対する高圧高温水の重量を０．５〜５．０倍にし、イソシアネート系化合物を１２０〜１８０℃の溶融状態またはイソシアネート系化合物を溶媒に溶解させた溶液状態で供給することにより効果的に分解反応させることができるので、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収率が向上する（例えば、特許文献９参照。）。
特表平３−５００２６４号公報 特開平５−０３１０００号公報 特公平３−０１６３２８号公報 特開平５−２７１３２８号公報 英国公報０９９１３８７ 英国公報１０４７１０１ 米国特許３２２５０８４ 米国特許４１３７２６６ 特開平１０−２７９５３９号公報

上記特開平１０−２７９５３９号公報に記載されてなる従来例に係るイソシアネート系化合物の分解回収方法およびその分解回収設備によれば、従来焼却・廃棄処理せざるを得なかったイソシアネート系化合物を連続的に分解してイソシアネート系化合物の原料またはその誘導体を回収することができるので、極めて有用であると考えられる。しかしながら、イソシアネート系化合物を高圧高温水中に迅速に分散させることが難しく、イソシアネート系化合物が重合したりするため、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収効率の観点からすると、必ずしも十分とはいえず、さらなる回収効率の向上が望まれていた。ところで、イソシアネート系化合物を高圧高温水中に迅速に分散させるには、高圧高温水の線速度を高速にする必要がある。そのためには、反応器を細長くすれば良いのであるが、実質的に具現は不可能であるから、反応器を細長くするという手段を採用することはできない。

従って、本発明の目的は、反応器を細長くすることなくイソシアネート系化合物を高圧高温水中に迅速に分散させることにより、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収効率の向上を可能ならしめるイソシアネート系化合物の分解回収方法およびその分解回収設備を提供することである。

発明者等は、水供給ラインを流れる高圧高温水の線速度が高速であるから、水供給ラインにイソシアネート系化合物を導入すれば、このイソシアネート系化合物を高圧高温水中に迅速に分散させることができる。そして、イソシアネート系化合物の重合に起因する水供給ラインへのイソシアネート系化合物の導入部位（水供給ラインに開口する化合物供給口）の閉塞という問題を解決すれば良いと考えて、本発明を具現したものである。

従って、上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るイソシアネート系化合物の分解回収方法が採用した手段は、少なくとも１個のイソシアネート基またはイソシアネート基から誘導された基を有するイソシアネート系化合物に高圧高温水を接触させて分解させ、このイソシアネート系化合物の原料またはその誘導体を回収するイソシアネート系化合物の分解回収方法において、線速度が０．５ｍ／ｓ以上３．０ｍ／ｓ以下の高圧高温水に前記イソシアネート系化合物を溶融状態または溶液状態で連続的に混入して分散させ、イソシアネート系化合物と高圧高温水とを含む混合液を反応器に連続的に供給して、反応器内で分解反応させることを特徴とする。

本発明の請求項２に係るイソシアネート系化合物の分解回収方法が採用した手段は、請求項１に記載のイソシアネート系化合物の分解回収方法において、前記イソシアネート系化合物と高圧高温水とを含む混合液を前記反応器内において旋回流として上昇させることを特徴とする。

本発明の請求項３に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備が採用した手段は、少なくとも１個のイソシアネート基またはイソシアネート基から誘導された基を有するイソシアネート系化合物に高圧高温水を接触させて分解反応させる反応器と、この反応器に連続的に高圧高温水を供給する水供給ラインと、この水供給ラインの前記反応器への連通部付近に開閉弁を介して連通し、前記水供給ラインに前記イソシアネート系化合物を溶融状態または溶液状態で連続的に供給する化合物供給ラインと、前記反応器から排出される分解反応生成物の脱水を行う脱水装置と、脱水後の分解反応生成物の精製を行う精製装置とからなり、前記化合物供給ラインの前記水供給ラインへの連通部における高圧高温水の線速度が０．５ｍ／ｓ以上３．０ｍ／ｓ以下であることを特徴とする。

本発明の請求項４に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備が採用した手段は、請求項３に記載のイソシアネート系化合物の分解回収設備において、前記開閉弁は、前記水供給ラインに介装され、高圧高温水が流れる水流通路を有する水流通管部材と、前記水流通路内に開口し、前記化合物供給ラインから供給される溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物が流出する化合物供給口と、前記水流通路内へのイソシアネート系化合物の流出を閉止する閉弁状態において、前記化合物供給口内への高圧高温水の流入を阻止する進退自在な弁棒とからなることを特徴とする。

本発明の請求項５に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備が採用した手段は、請求項３または４のうちの何れか一つの項に記載のイソシアネート系化合物の分解回収設備において、前記反応器は、上側に分解反応生成物の排出口を、下側に前記水供給ラインが連通する混合液供給口を有する垂直な円胴状の容器本体と、この容器本体内に収納され、前記混合液供給口から流入する混合液を旋回流として上昇させる液旋回装置とからなり、この液旋回装置は、前記容器本体の径方向の中心に配設される羽根支持部材と、この羽根支持部材に螺旋状に固着されると共に、外周端面が前記容器本体の内周面に接触する螺旋羽根とからなることを特徴とする。

本発明の請求項６に係るイソシアネート系分解対象化合物の分解回収設備が採用した手段は、請求項３乃至５のうちの何れか一つの項に記載のイソシアネート系分解対象化合物の分解回収設備において、前記高圧高温水を圧送する供給ポンプ、および前記溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物を圧送する供給ポンプは、多ピストンポンプであることを特徴とする。

本発明の請求項１乃至３に係るイソシアネート系化合物の分解回収方法、または本発明の請求項４乃至７に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備によれば、溶融状態または溶液状態のイソシアネート系化合物を線速度が高速の高圧高温水に混入するのであるから、反応器を細長くするまでもなく、イソシアネート系化合物が高圧高温水中に迅速に分散する。そして、連続的に反応器に供給されるイソシアネート系化合物と高圧高温水とを含む混合液中のイソシアネート系化合物が反応器内において高能率で分解反応するため、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収効率が向上する。また、高圧高温水の線速度を０．５ｍ／ｓ以上に設定することは、イソシアネート系化合物を高圧高温水中に迅速に分散させる点において好ましい態様である。

本発明の請求項３に係るイソシアネート系化合物の分解回収方法、または本発明の請求項６に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備によれば、反応器に流入したイソシアネート系化合物と高圧高温水とを含む混合液は旋回流となって上昇する。従って、イソシアネート系化合物の分解反応によって発生するＣＯ_２が気泡として旋回流に随伴するため、ＣＯ２が反応器の上方に吹き抜けるようなことがない。よって、反応器から脱水装置に分解反応生成物が支障なく供給されるため、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収効率の向上に寄与することができる。

本発明の請求項５に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備によれば、開閉弁は、水流通路内へのイソシアネート系化合物の流出を閉止する閉弁状態において、化合物供給口内への高圧高温水の流入を阻止する進退自在な弁棒を備えているから、閉弁状態において化合物供給口に高圧高温水が滞留しておらず、開弁と同時に、イソシアネート系化合物が高速の線速度で流れる高圧高温水に混入する。従って、化合物供給口における高圧高温水の滞留に起因してイソシアネート系化合物が重合するようなことがなく、化合物供給口が閉塞するようなことがないから、支障なく高圧高温水中にイソシアネート系化合物を混入させることができる。

本発明の請求項７に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備によれば、高圧高温水を圧送する供給ポンプ、および溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物を圧送する供給ポンプは、多ピストンポンプであるから、高圧高温水やイソシアネート系化合物供給時における脈動を小さくすることができるため、脈動が大きい場合に比較してより多量の高圧高温水やイソシアネート系化合物を供給することができるため、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収効率の向上に寄与することができる。

以下に、本発明に係るイソシアネート系化合物の分解回収方法を実施する、本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備の一例を示す概略説明図であり、図２は本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備の反応器の断面図であり、図３は本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備の開閉弁の主要部断面図ある。

本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備の構成説明に先立ち、先ず分解対象となるイソシアネート系化合物について説明する。分解対象となるイソシアネート系化合物は、少なくとも１個のイソシアネート基を有する化合物、または、このイソシアネート基を有する化合物が二量化反応や三量化反応を起こして、カルボジイミド、ウレチジオン、ウレトンイミン、イソシアヌレート等の二量体や三量体以上の多量体となった化合物、あるいはイソシアネート基含有化合物が他の官能基含有化合物と化学反応を起こして生成した、ウレタン結合、アロハネート結合、ウレア（尿素）結合、ビュレット結合等を有する化合物等のイソシアネート基に由来する基（結合も含む）を有する化合物が全て含まれる。この点は、上記特開平１０−２７９５３９号公報に記載されてなる従来例と同様である。

これらの化合物のイソシアネート基またはイソシアネート基から誘導された基は、反応器１内で加水分解されてアミノ基（−ＮＨ_２）になるので、アミン化合物として回収することができる。また、汎用されている分解対象となるイソシアネート化合物の代表例であるイソシアネート化合物と、この化合物から本発明によって回収されるアミン化合物は下記のとおりであり、これら化合物も上記特開平１０−２７９５３９号公報に記載されてなる従来例と同様である。
フェニルイソシアネート →アニリン
トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ） →トリレンジアミン（ＴＤＡ）
ジフェニルメタンジイソシアネート →ジフェニルメタンジアミン
ジアニシジンジイソシアネート →ジアニシジンジアミン
トリジンジイソシアネート →トリジンジジアミン
ナフタレンジイソシアネート →ナフタレンジアミン
ヘキサメチレンジイソシアネート →ヘキサメチレンジアミン
イソホロンジイソシアネート →イソホロンジアミン
メタキシリレンジイソシアネート →メタキシリレンジアミン
２，２，４−トリメチルヘキサメチレン→ ２，２，４−トリメチルヘキサメチレン
ジイソシアネート ジアミン
ダイマー酸ジイソシアネート →ダイマー酸ジアミン
ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン→ビスアミノメチルシクロヘキサン
イソプロピリデンビスシクロヘキサン →イソプロピリデンビスシクロヘキシル
ジアミン
メチルシクロヘキサンジイソシアネート→メチルシクロヘキサンジアミン

勿論、ジイソシアネート化合物が多量化学反応や上述の他の官能基化合物と反応した結果生成したイソシアネート由来の基または結合を有する化合物もそれぞれ対応するアミン化合物として回収することができる。なお、このような分解対象化合物は、イソシアネート基含有化合物を合成する際の化学プラントにおける精製蒸留工程で蒸留残渣として排出される廃棄物の中に殆ど必須的に含まれているものである。本願発明は、蒸留残渣として得られるイソシアネート系化合物を、高圧高温水と接触させて分解処理し、このイソシアネート系化合物の原料またはその誘導体として高能率で回収しようとするものである。

本発明に係るイソシアネート系化合物の分解回収方法を実施する、イソシアネート系化合物の分解回収設備は、図１に示すように、イソシアネート系化合物に高圧高温水を接触させて分解反応させる縦長円胴状の、後述する構成になる反応器１を備えている。この反応器１の下側には、図示しない水供給源から供給される水を加圧する供給ポンプ２ａ、およびこの供給ポンプ２ａにより加圧された高圧水を加熱する加熱器２ｂが介装されてなる水供給ライン２が連通している。また、この水供給ライン２の反応器１への連通部付近には、後述する構成になる開閉弁８を介して、溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物を加圧する供給ポンプ３ａ、およびこの供給ポンプ３ａにより加圧された溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物を加熱する加熱器３ｂが介装されてなる化合物供給ライン３が連通している。なお、高圧高温水の圧力は３〜３０ＭＰａであり、温度は１９０〜３７０℃、好ましくは２００〜３００℃である。

ところで、この形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備では、高圧高温水中に迅速にイソシアネート系化合物を分散させるために、水供給ライン２の化合物供給ライン３の連通部を流れる高圧高温水の線速度が０．５ｍ／ｓ以上になるように、前記水供給ライン２に介装されてなる供給ポンプ２ａが運転される。高圧高温水の線速度の上限値については特に制限はないが、供給ポンプ２ａの性能等の理由から３．０ｍ／ｓ以下にするのが好ましい。一方、イソシアネート系化合物の線速度は０．３ｍ／ｓ以上、好ましくは０．５ｍ／ｓ以上、さらに好ましくは１ｍ／ｓ以上にするのが良い。但し、イソシアネート系化合物の線速度の上限値は、特に制限はないが、供給ポンプ３ａの性能等の理由から８．０ｍ／ｓ以下にするのが好ましい。なお、本願明細書中でいう線速度とは、流速を供給ラインの断面積で除した数値のことである。また、脈流等のように流速に変動がある場合には、その平均値を意味するものである。

前記供給ポンプ２ａ、および前記供給ポンプ３ａは、多数のピストンを備えた周知の多ピストンポンプである。これにより、高圧高温水や溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物の反応器１への供給時における脈動を小さくすることができ、脈動が大きい場合に比較してより多量の高圧高温水や溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物を供給することができる。従って、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収効率の向上に寄与することができるという優れた効果を得ることができる。

また、前記反応器１の上部の分解反応生成物排出口から脱水装置である脱水塔５に、この反応器１の温度を１９０〜３００℃にして分解生成された分解反応生成物を送る分解反応生成物排出ライン４が連通している。さらに、前記脱水塔５の上部から精製装置である減圧蒸留塔７に、前記脱水塔５で脱水されると共にＣＯ_２が除去された分解反応生成物を供給する分解反応生成物供給ライン６が連通している。そして、前記減圧蒸留塔７における蒸留によって、脱水されると共にＣＯ_２が除去された分解反応生成物が目的とする分解回収物（イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体）と未分解物（未分解化合物）とに分離されるように構成されている。

前記反応器１は、図２に示すように構成されている。即ち、この反応器１は、上側に分解反応生成物の排出口１１ａを、下側に前記水供給ラインが連通する混合液供給口１１ｂを有する垂直な円胴状の容器本体１１と、この容器本体１１内に収納され、前記混合液供給口１１ｂから流入する混合液を旋回流として上昇させる液旋回装置１２とから構成されている。この液旋回装置１２は、前記容器本体１１の径方向の中心に配設される、ロッド状の羽根支持部材１２ａと、この羽根支持部材１２ａに螺旋状に固着されると共に、外周端面が前記容器本体１１の内周面に接触する螺旋羽根１２ｂとから構成されている。

前記開閉弁８は、図３に示すように構成されている。即ち、この開閉弁８は、前記水供給ライン２に介装され、高圧高温水が流れる水流通路８ｂを有する水流通管部材８ａを備えている。前記水流通管部材８ａの水流通路８ｂ内には、前記化合物供給ライン３から供給される溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物が流出する化合物供給口８ｃが開口しており、前記水流通路８ｂ内へのイソシアネート系化合物の流出を閉止する閉弁状態において、先端部が前記化合物供給口８ｃから水流通路８ｂ内に若干突出し、この化合物供給口８ｃ内への高圧高温水の流入を阻止する進退自在な弁棒８ｄを備えている。

前記弁棒８ｄは、化合物供給口８ｃを有する開閉弁８を貫通しており、前記弁棒８ｄの基端側に設けられた空気シリンダ８ｆへの圧縮空気の供給によって開弁状態位置に後退移動する一方、前記空気シリンダ８ｆのピストン８ｇを押圧するコイルばね８ｈにより閉弁状態位置に前進移動するように構成されている。なお、ピストン８ｇの上部の中央に連結金具を介して連結されてなるものは、先端にピストン８ｇの上昇量を抑制するストッパを有する弁棒ストローク調整ロッド８ｉであって、図示しないハンドルの正逆回転により進退（昇降）されるように構成されている。また、弁箱８ｅの側面において斜めに突設されてなるものは、イソシアネート系化合物が導入され、前記化合物供給口８ｃに連通する化合物導入口である。

ところで、この形態に係る開閉弁８の場合、上記説明から良く理解されるように、化合物導入口から開閉弁８に溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物が流入し、この溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物中を進退する弁棒８ｄにより化合物供給口８ｃが閉塞されるように構成されている。しかしながら、特にこのような構成でなければならないわけではない。

例えば、水供給ライン２に化合物供給ライン３を直交する状態で連通させると共に、この水供給ラインに２を挟む化合物供給ライン３の反連通側に開閉弁を付設し、この開閉弁の進退自在な弁棒を水供給ライン２の流路を一方から他方側に横断貫通する構成にする。
そして、この開閉弁の弁棒の先端部を前記化合物供給ライン３の水供給ライン２における開口に没入させて、この開口を閉止する構成にしても良い。

以下、本発明の上記形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備の作用態様を説明する。即ち、このイソシアネート系化合物の分解回収設備によれば、水供給ライン２に介装されてなる水流通管部材８ａの水流通路８ｂ内に、溶融状態または溶液状態のイソシアネート系化合物が供給されて０．５ｍ／ｓ以上の線速度で流されている高圧高温水に混入するのであるから、反応器１を細長くするまでもなく、溶融状態または溶液状態のイソシアネート系化合物が高圧高温水中に迅速に分散する。そして、連続的に反応器１に供給されるイソシアネート系化合物と高圧高温水とを含む混合液中のイソシアネート系化合物が反応器１内において高能率で分解反応するため、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収効率が向上する。

また、本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備によれば、反応器１に流入したイソシアネート系化合物と高圧高温水とを含む混合液は液旋回装置１２の螺旋羽根１２ｂに沿って旋回流となって上昇する。従って、イソシアネート系化合物の分解反応により発生するＣＯ_２が気泡として旋回流に随伴して上昇するため、ＣＯ_２が反応器１の上方に吹き抜けるようなことがない。よって、反応器１から脱水塔５に分解反応生成物が支障なく供給されるから、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収効率の向上に寄与することができる。

さらに、本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備では、開閉弁８は、水流通路８ｂ内へのイソシアネート系化合物の流出を閉止する閉弁状態において、化合物供給口８ｃから水流通路８ｂ内へ突出し、化合物供給口８ｃ内への高圧高温水の流入を阻止する進退自在な弁棒８ｄを備えている。そのため、閉弁状態において化合物供給口８ｃに高圧高温水が滞留しておらず、開弁と同時に、イソシアネート系化合物が高速の線速度で流れる高圧高温水に混入する。

従って、本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備よれば、化合物供給口８ｃにおける高圧高温水の滞留に起因してイソシアネート系化合物が重合するようなことがなく、化合物供給口８ｃが閉塞するようなことがないから、支障なく高圧高温水中にイソシアネート系化合物を混入させることができる。よって、イソシアネート系化合物の分解回収設備の安定運転の継続と、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体の回収効率の向上に寄与することができるという優れた効果を得ることができる。

上記のとおり、本発明のイソシアネート系化合物の分解回収方法およびその分解回収設備によれば、イソシアネート系化合物のイソシアネート基またはイソシアネート基から誘導された基が高能率で分解され、イソシアネート系化合物の原料またはその誘導体を高回収効で回収することができる。従って、蒸留残渣の再生利用、資源保護、環境保護という点に対しても大いに寄与することができる。なお、本発明が分解対象とするイソシアネート系化合物は、少なくとも１個のイソシアネート基またはイソシアネート基から誘導された基を有するイソシアネート系化合物であれば、化学プラントの蒸留残渣中のものに限定されるものではない。

ところで、本願明細書の「発明を実施するための最良の形態」においては「イソシアネート系化合物の分解回収設備」の運転条件に関する詳細な説明を割愛しているが、上記特開平１０−２７９５３９号公報に記載されてなる従来例と同様の条件で実施すれば良いものである。因みに、イソシアネート系化合物の分解回収設備の運転に関する諸条件とは、イソシアネート系化合物の溶融温度、導入温度、イソシアネート系化合物の溶媒、反応器への溶融状態または溶液状態のイソシアネート系化合物と高圧高温水の供給割合、反応器におけるイソシアネート系化合物の分解反応温度、反応圧力、脱水塔における分解反応生成物の脱水温度、減圧蒸留塔における脱水後の分解反応生成物の蒸留温度等である。

以下、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を合成する化学プラントで廃棄される蒸留残渣を用いて、ＴＤＩの中間原料であるトリレンジアミン（ＴＤＡ）として分解回収する実験を行った実施例を説明する。ＴＤＡとして分解回収する実験で用いた蒸留残渣の組成は、ＴＤＩが約１０ｗｔ％であり、そしてＴＤＩの２量体以上の多量体等が約９０ｗｔ％であった。

このような組成の蒸留残渣を分解対象化合物とし、図１に示す分解反応装置を用いて、この蒸留残渣を反応器１の温度２５０℃、圧力１５ＭＰａで分解した。蒸留残渣を加熱器３ｂで１５０℃まで加熱し、流速０．５ｌ／ｓで供給した。このときの化合物供給ライン３における線速度は１ｍ／ｓであった。水は加熱器２ｂで２５０℃まで加熱し、流速１ｌ／ｓで供給した。反応器１中の蒸留残渣の滞留時間を０．４時間とし、１０００時間連続運転したが、閉塞等の不具合は発生せず、安定した状態で運転を継続することができた。
運転開始後定常状態になって２時間後から終了するまでの間のＴＤＡの平均回収率は９０％であった。

なお、以上説明した本発明に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備の構成は１具体例に過ぎないから、上記形態に係る構成に限定されるものではない。また、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内におけるイソシアネート系化合物の分解回収設備の構成に係る設計変更等は自由自在である。

本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備の一例を示す概略説明図である。 本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備の反応器の断面図である。 本発明の形態に係るイソシアネート系化合物の分解回収設備の開閉弁の主要部断面図ある。 従来例に係るイソシアネート系化合物の分解回収方法を実施するその分解回収設備の一例を示す概略説明図である。

符号の説明

１…反応器，１１…容器本体，１１ａ…排出口，１１ｂ…混合液供給口，１２…液旋回装置，１２ａ…羽根支持部材，１２ｂ…螺旋羽根
２…水供給ライン，２ａ…供給ポンプ，２ｂ…加熱器
３…化合物供給ライン，３ａ…供給ポンプ，３ｂ…加熱器
４…分解反応生成物排出ライン
５…脱水塔
６…分解反応生成物供給ライン
７…減圧蒸留塔
８…開閉弁，８ａ…水流通管部材，８ｂ…水流通路，８ｃ…化合物供給口，８ｄ…弁棒，８ｅ…弁箱，８ｆ…空気シリンダ，８ｇ…ピストン，８ｈ…コイルばね，８ｉ…弁棒ストローク調整ロッド

Claims (6)

1. 少なくとも１個のイソシアネート基またはイソシアネート基から誘導された基を有するイソシアネート系化合物に高圧高温水を接触させて分解させ、このイソシアネート系化合物の原料またはその誘導体を回収するイソシアネート系化合物の分解回収方法において、線速度が０．５ｍ／ｓ以上３．０ｍ／ｓ以下の高圧高温水に前記イソシアネート系化合物を溶融状態または溶液状態で連続的に混入して分散させ、イソシアネート系化合物と高圧高温水とを含む混合液を反応器に連続的に供給して、反応器内で分解反応させることを特徴とするイソシアネート系化合物の分解回収方法。
2. 前記イソシアネート系化合物と高圧高温水とを含む混合液を前記反応器内において旋回流として上昇させる請求項１に記載のイソシアネート系化合物の分解回収方法。
3. 少なくとも１個のイソシアネート基またはイソシアネート基から誘導された基を有するイソシアネート系化合物に高圧高温水を接触させて分解反応させる反応器と、この反応器に連続的に高圧高温水を供給する水供給ラインと、この水供給ラインの前記反応器への連通部付近に開閉弁を介して連通し、前記水供給ラインに前記イソシアネート系化合物を溶融状態または溶液状態で連続的に供給する化合物供給ラインと、前記反応器から排出される分解反応生成物の脱水を行う脱水装置と、脱水後の分解反応生成物の精製を行う精製装置とからなり、
   前記化合物供給ラインの前記水供給ラインへの連通部における高圧高温水の線速度が０．５ｍ／ｓ以上３．０ｍ／ｓ以下であることを特徴とするイソシアネート系化合物の分解回収設備。
4. 前記開閉弁は、前記水供給ラインに介装され、高圧高温水が流れる水流通路を有する水流通管部材と、前記水流通路内に開口し、前記化合物供給ラインから供給される溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物が流出する化合物供給口と、前記水流通路内へのイソシアネート系化合物の流出を閉止する閉弁状態において、前記化合物供給口内への高圧高温水の流入を阻止する進退自在な弁棒とからなる請求項３に記載のイソシアネート系化合物の分解回収設備。
5. 前記反応器は、上側に分解反応生成物の排出口を、下側に前記水供給ラインが連通する混合液供給口を有する垂直な円胴状の容器本体と、この容器本体内に収納され、前記混合液供給口から流入する混合液を旋回流として上昇させる液旋回装置とからなり、この液旋回装置は、前記容器本体の径方向の中心に配設される羽根支持部材と、この羽根支持部材に螺旋状に固着されると共に、外周端面が前記容器本体の内周面に接触する螺旋羽根とからなる請求項３または４のうちの何れか一つの項に記載のイソシアネート系分解対象化合物の分解回収設備。
6. 前記高圧高温水を圧送する供給ポンプ、および前記溶融状態または液体状態のイソシアネート系化合物を圧送する供給ポンプは、多ピストンポンプである請求項３乃至５のうちの何れか一つの項に記載のイソシアネート系分解対象化合物の分解回収設備。

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