JPH0246019B2 - - Google Patents

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JPH0246019B2
JPH0246019B2 JP59231677A JP23167784A JPH0246019B2 JP H0246019 B2 JPH0246019 B2 JP H0246019B2 JP 59231677 A JP59231677 A JP 59231677A JP 23167784 A JP23167784 A JP 23167784A JP H0246019 B2 JPH0246019 B2 JP H0246019B2
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liquid
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Fumiaki Kawamoto
Shozo Tanaka
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SHINETSU SAKUSAN BINIRU KK
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/43—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C51/44—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • C07C51/46—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation by azeotropic distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/36—Azeotropic distillation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野） 本発明はカルボン酸水溶液を熱効率よく脱水蒸
留する方法に関するものである。 （従来の技術） 従来、酢酸などのカルボン酸水溶液を蒸留して
水を分離する方法については、溶剤で酢酸を抽出
した後、蒸留により溶剤と水を共沸させて脱水す
る方法、または抽出操作を省きカルボン酸水溶液
にエントレーナとしての溶剤を加え、第４図に示
す装置を用いて、共沸蒸留により溶剤と水を除
き、脱水する方法などが知られている。 （発明が解決しようとする課題） これらの方法は溶剤を用いない方法に比べて少
量の熱量で目的を達成できるが、それでも共沸脱
水蒸留においては水および溶剤を除くために多量
の熱を必要とするという欠点がある。 （発明の構成） 本発明者らは従来技術より脱水効率が飛躍的に
向上できる方法を提供すべく鋭意研究を重ねた結
果、本発明に至つたものである。 すなわち、本発明は塔頂蒸気凝縮液中で水と二
相に分かれ、かつその沸点が当該カルボン酸より
低沸点であるようなエントレーナを用いてカルボ
ン酸水溶液脱水蒸留を行うに際し、塔頂蒸気凝縮
液のエントレーナ相の一部または塔内還流液のサ
イドカツト液の一部または全部を取り出し、これ
を気化させて再び脱水蒸留塔の原料供給段以下に
供給することを特徴とするカルボン酸水溶液の脱
水蒸留方法に関するものである。 本発明の方法において対象となるカルボン酸と
しては、ギ酸、酢酸、プロピオンなどの有機カル
ボン酸があげられる。また共沸脱水蒸留に用いら
れるエントレーナは、塔頂において水と二相に分
離するようなものであれば良く、ベンゼン、トル
エンなどの芳香族炭化水素、ヘキサンなどの脂肪
族炭化水素、酢酸エチルなどのエステル類、およ
びこれらの混合物などが例示されるが、もちろん
これらに限定されるものではない。 以下、本発明の方法を図面を用いて説明する。
まず、第１図ａに示すように、カルボン酸の水溶
液を管１より蒸留塔２に供給する。供給された水
溶液中の水は、塔内を上昇してくるエントレーナ
と共沸混合物を作り、塔頂３よりコンデンサ４に
導入され、ここで凝縮した後デカンタ５に導入さ
れる。デカンタでエントレーナ相と水相に分離し
た後、水は管９から系外へ抽出される。一方エン
トレーナは一部が管６から塔頂にもどされ残部は
熱交換器７で気化され管８から塔内へ供給され
る。この場合、塔内分縮器等により必要量の塔内
還流が確保されるならエントレーナの全部を気化
させ塔内へ供給してもよい。 このようにして脱水蒸留されたカルボン酸は塔
底の管１０から取出される。 第１図ｂは、本発明の別の実施態様を示すもの
で脱水蒸留塔内還流液は、管１１からサイドカツ
ト液として取出され、熱交換器７を経た気化物が
塔の原料供給段以下に供給される。サイドカツト
液は一部または全部を気化させてもよい。 本発明ではエントレーナを気化するに足りる程
度の熱量が必要であるが、そのために塔頂蒸気、
塔底缶出液などの外部の低レベル熱源を有効に利
用するので、きわめて効率的である。 第１図ｃは、塔頂３より出た蒸気が圧縮器１２
で圧縮され、デカンタ５に導かれ、そこで分離さ
れたエントレーナの一部が熱交換器７で圧縮蒸気
と熱交換され、気化して管８から塔内へ導入さ
れ、一方残部は液相のまゝ管６から塔内へ入る場
合を示している。 第１図ｄは、デカンタ５で得られたエントレー
ナの一部が管６から塔内へ、残部が塔底缶出液と
熱交換により気化され、管８からそれぞれ塔内へ
供給されることを示し、第１図ｅエントレーナの
一部が管６から塔内へ、残部が塔頂３より出た蒸
気と熱交換して気化され、圧縮機１２で圧縮され
て原料供給段以下の管８から塔内へ導入される場
合を示している。 本発明は上記各図で例示した方法以外に、エン
トレーナと熱交換されるべき液体の温度が低い場
合、圧縮式ヒートポンプ、吸収式ヒートポンプま
たはケミカルヒートポンプなどで流体の温度を高
めたり、エントレーナ液を減圧状態にして熱交換
させ、あるいはこれらの方法を組合わせて実施す
ることもできることはもちろんである。 （発明の効果） 本発明によるカルボン酸水溶液の共沸脱水蒸留
における方法は、従来の直接的蒸気圧縮法のよう
に塔頂、塔底間の温度差が大きくないため、高品
位の熱源を必要とせずエントレーナが気化するに
足る 程度の熱源で脱水蒸留ができる。例えば酢酸エチ
ル（沸点74℃）のようなエントレーナを用いる場
合必要な熱源の温度は、エントレーナを気化する
に足る高々100℃で十分である。 したがつて本発明の方法は、低品位の熱源を用
いてカルボン酸水溶液きわめて効率よく、脱水蒸
留できる利点を有するものである。 以下本発明を実施例と比較例をあげて説明す
る。 実施例 １〜３ 第２図に示す装置を用いて50重量％の酢酸水溶
液を脱水蒸留した。蒸留塔２はヘリパツクNo.３を
充填した内径３cm、充填高さ120cmのガラス製で
エントレーナとしては酢酸エチル50重量％、ベン
ゼン50重量％からなる混合物を用いた。予熱部１
３（オイルバス）で予熱した酢酸溶液を塔頂から
45cmの所に供給した。蒸留塔下部のリボイラ１４
から113キロカロリ／時に保つた熱を加えて蒸留
を行ない、デカンタ５で分別したエントレーナの
一部を熱交換器７に導き、余剰熱源（オイルバ
ス）で全量を気化させ原料液供給段より25cm下部
に供給した。この供給を行わずに（比較例１）、
また供給量を変えて（実施１〜３）脱水蒸留した
結果は表―１に示すとおりである。
【表】 表から塔外で循環気化させるエントレーナ量が
増せば飛躍的に分離水量も増すことが判る。 ここで、エントレーナの沸点が低ければ、外部
の低レベル熱源がエントレーナ蒸発用熱源として
利用でき極めて有利である。例えば、エントレー
ナがベンゼンのような場合には、100℃以下の熱
源でもエントレーナ蒸発用熱源として利用でき
る。一方、酢酸水溶液の脱水を考えると、図にお
けるリボイラーの熱源は少なくとも百数十度以上
必要となる。しかし、上記の方法によつて得たエ
ントレーナ蒸気を用いると、蒸留塔本体の熱源は
大幅に節減できる。 また、この際、エントレーナ蒸気を蒸留塔供給
段以下に供給するようにしたのは、蒸留による脱
水量が供給段からどれだけ多くの水を上に押し上
げるかによつて決まるためである。すなわち、気
化したエントレーナを供給段以下に供給したとき
は、そのエントレーナの持つ熱量はフルに生かさ
れて供給段から上に水を持ち上げるのに費やされ
るが、これを供給段より上に供給したときは、そ
の熱量が供給段より上方の濃縮部の蒸気量に影響
を与えるものの、供給段より下方の回収部の蒸気
量は変わらず、供給段より上に持ち上げる水の量
は殆ど変化しない。その結果、リボイラーでの加
熱にのみ頼つている従来法と所要熱量が殆ど変わ
らないことになる。 実施例 ４〜５ 第３図に示す装置を用いて、酢酸76重量％、酢
酸ビニル16重量％、水８重量％からなる混合液を
脱水蒸留した。蒸留塔２はヘリパツクNo.３を充填
した内径３cm、充填高さ120cmのガラス製であり、
この塔の上から50cmのところに前記混合液を供給
した。この場合は酢酸ビニルがエントレーナに相
当する。塔頂より20cmのところの管１１から塔内
還流液の一部を抜き出し、熱交換器７に導き、余
剰熱源（オイルバス）により全量気化させて原料
液供給段より20cm下部に供給した。このときのサ
イドカツト液の組成は水0.9重量％、酢酸ビニル
99.0重量％および少量の酢酸であり、均一相を成
していた。蒸留塔下部のリボイラ１４に与える熱
量は152キロカロリ／時に保つた。この際、管１
１からの抜き出しを行わずに（比較例２）、また
抜き出し量を変えて（実施例４〜５）脱水蒸留を
行なつた結果を表―２に示す。 実施例４〜５において塔内還流液の一部を抜き出
す代りに塔頂凝縮液の一部を分け（１６）、熱交
換器７に導いて、余剰熱源（オイルバス）により
全量気化させて原料供給段より20cm下部に供給し
たほかは同一の方法で脱水蒸留を行なつた。 このときの塔頂凝縮液中の有機相の組成は、水
1.8重量％およびび少量の低沸点化合物と残りは
酢酸ビニルであつた。この脱水蒸留の結果も表―
２に示す。
【表】 実施例４〜６を通じて、缶出酢酸溶液中にエン
トレーナは含まれず、また塔頂における分離水中
に酢酸は検出されなかつた。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ〜ｅは本発明方法の種々な実施態様を
示す装置の概略説明図である。第２図、第３図は
本発明の実施例に用いた装置の概略説明図であ
る。第４図は従来の装置の概略説明図である。 ２…蒸留塔、３…塔頂、４…コンデンサ、５…
デカンタ、７…熱交換器、１２…圧縮機、１３…
予熱部（オイルバス）、１４…リボイラ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 塔頂蒸気凝縮液中で水と二相に分かれ、かつ
    その沸点が当該カルボン酸より低沸点であるよう
    なエントレーナを用いて、カルボン酸水溶液の脱
    水蒸留を行うに際し、塔頂蒸気凝縮液のエントレ
    ーナ相の一部、または塔内還流液のサイドカツト
    液の一部または全部を取り出し、これを気化させ
    て再び脱水蒸留塔の原料供給段以下に供給するこ
    とを特徴とするカルボン酸水溶液の脱水蒸留方
    法。 ２ 塔頂蒸気凝縮液中のエントレーナ相の一部ま
    たは塔内還流液のサイドカツト液の一部または全
    部を取り出し、気化させるに際し、これを気化さ
    せるに足りる熱源と熱交換させることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載のカルボン酸水溶液
    の脱水蒸留方法。 ３ 塔頂蒸気または塔底缶出液を熱交換の熱源と
    することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
    のカルボン酸水溶液の脱水蒸留方法。
JP59231677A 1984-11-02 1984-11-02 カルボン酸水溶液の脱水蒸留方法 Granted JPS61109750A (ja)

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