JPH03157340A - 無水アルコールの製造方法 - Google Patents

無水アルコールの製造方法

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JPH03157340A
JPH03157340A JP1294032A JP29403289A JPH03157340A JP H03157340 A JPH03157340 A JP H03157340A JP 1294032 A JP1294032 A JP 1294032A JP 29403289 A JP29403289 A JP 29403289A JP H03157340 A JPH03157340 A JP H03157340A
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Tetsuya Tanimoto
谷本 徹哉
Goro Yamamoto
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/76Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
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    • C07C29/84Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation by extractive distillation
    • YGENERAL 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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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルコールの濃縮精製方法に関し、合成アルコ
ール、食品工業における使用済アルコール水溶液及び発
酵アルコール等から高純度のアルコールを省エネルギー
的に濃縮精製するのに適した方法に関する。
〔従来の技術〕
甘しょ、さつまいも、とうもろこし等の炭水化物を原料
とする発酵アルコールは飲料用及び工業用として重要な
出発原料であるが、発酵法で得られるアルコール水溶液
のアルコール濃度は10〜20wt%と低いため、約9
5〜100wt%まで濃縮する必要がある。
従来、この濃縮法として蒸留法が用いられてきたが、主
成分アルコール及び水の蒸発潜熱の回収が困難で経済的
に不利であり、これに替わる省エネルギー型の濃縮法の
開発が望まれている。
通常の蒸留法では10wt%から95wt%にアルコー
ルを濃縮するのに約3.000kcal/kg−アルコ
ールを要している。又95wt%から99.2wt%以
上の無水アルコールに蒸留にて濃縮、するニハ、ジエチ
ルエーテル、ベンゼン、シクロヘキサンなどを用いた共
沸蒸留が行なわれており、約1000〜2000kca
l/kg−アルコールのエネルギーを要し省エネルギー
が望まれている。
一方、省エネルギー型の濃縮法として超臨界状態又は擬
臨界状態の炭酸ガスを用いてアルコールを水より抽出・
分離して濃縮する方法が提案されている。(特開昭56
−56201及び同59−141528号公報) しかしながら、炭酸ガスを溶剤として用いた場合、アル
コールの溶解度が低く多量の炭酸ガスを必要とするとと
もに、アルコールの選択的抽出には限界があり、最大濃
縮度は約91wt%が限界であり、これ以上に濃縮する
ことは不可能であることが最近報告されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、既存の蒸留法に較べて大巾に少ないエネルギ
ーで、アルコール濃縮99wt%以上に濃縮する方法を
提供しようとするものである1、〔課題を解決するため
の手段〕 本発明者らは産業上有利な価値を有する純度99wt%
以上の無水エタノールを省エネルギー的に製造する方法
について鋭意検討した結果、原料のアルコール水溶液に
、プロパン、プロピレン、n−ブタン、l−ブタン又は
これらの混合物からなる炭化水素溶剤を抽出溶剤として
添加して加圧抽出蒸留を行なうことにより、容易に無水
アルコールが得られること及び又、加圧抽出蒸留塔塔頂
ガスを再圧縮循環する際に発生する圧縮熱で加圧抽出蒸
留塔の熱源の大部分を捕え、既存の蒸留法に較べて大巾
にエネルギーが節約できることを見出し、本発明を完成
するに至った。
即ち、本発明はエタノール及び水を主成分とする原料を
第1蒸留塔の中部に供給し、第1蒸留塔の上部より炭化
水素溶剤を供給し、該第1蒸留塔内で該炭化水素の液体
と気体が同時に存在する温度、圧力に保持し、該第1蒸
留塔の下部より実質的に水分を含まないエタノールと液
体炭化水素を、又該第1蒸留塔上部より実質的にエタノ
ールを含まない水分と蒸気炭化水素を取出す方法におい
て、前記第1蒸留塔下部の無水エタノール及び炭化水素
混合液を第2蒸留塔に導入して炭化水素溶剤をストリッ
ピングするに際し、該第2蒸留塔上部ガス相を前記第1
蒸留塔上部ガス相と混合したのち加圧し、その圧縮熱を
前記第1蒸留塔の熱源に用いたのち冷却液化し、水分を
分離したのち、該第2蒸留塔及び前記第1蒸留塔上部へ
還流することを特徴とする無水アルコールの製造方法で
ある。
〔作用〕
以下、本発明の一実施態様を第1図に従って詳述し、そ
の作用を明らかにする。
第1図において、供給ライン1よりの原料アルコール水
溶液は、充填塔、多孔板塔、トレイ型塔などの加圧抽出
を行う第1蒸留塔2の中部に供給される。炭化水素溶剤
はライン14より第1蒸留塔2の上部に供給される。炭
化水素のガスと液が共存する条件下にアルコール水溶液
をおいた場合、アルコールは選択的に液体炭化水素に抽
出され、更にアルコールに対して比較的液体炭化水素が
多量にある条件下では、水分は炭化水素/アルコール混
合液体中へは殆んど溶解せず、炭化水素ガス相中の水分
濃度が水の飽和濃度以下になるような条件を設定すると
、水分は炭化水素ガス相側へ選択的に移行させることが
できる。炭化水素は、アルコール及び水との相互作用よ
りプロパン、プロピレン、nブタン、i−ブタンが好ま
しい。かくしてアルコールと水との分離ができ、無水ア
ルコールが得られる。このように加圧抽出を行う第1蒸
留塔2内で炭化水素のガスと液の両相が共存する条件と
するためには、温度は炭化水素の臨界温度Tc以下で、
圧力はこの温度における炭化水素の飽和蒸気圧く最大値
は臨界圧力Pc)にすべきである。また炭化水素のガス
と液の比率は原料アルコール濃度及び製品無水アルコー
ル濃度により変えるべきで、これは炭化水素の還流量及
びリボイラー6への熱量の与え方によって調整すること
ができる。
加圧抽出を行う第1蒸留塔2の塔頂ガス(炭化水素ガス
と水からなり、実質的にアルコールは存在しない)はラ
イン3より取出し、圧縮機5で再圧縮された後、ライン
26を経てリボイラー6に導き再圧縮によって発生する
圧縮熱を該リボイラー6の熱源として用′いるのがよい
第1蒸留塔2の塔頂と塔底の温度差は10℃以下にして
も操業することができるので、圧縮機5での僅かな圧縮
、すなわち僅かな動力で塔頂ガス温度を塔底温度以上に
昇温することができ、塔頂ガスの凝縮潜熱をリボイラー
6の熱源として十分利用することが可能となり、既存の
蒸留法に較べて大幅にエネルギーの節約ができる。
リボイラー6で熱交換された炭化水素と水の混合物は冷
却器7を経て水のデカンタ−8に導入されて水分と炭化
水素に重力沈降分離される。
水はライン9より抜き出され、実質的に水を含まない炭
化水素はラインto、11.12より減圧弁13.15
を経て、ライン14及び16により加圧抽出を行う第1
蒸留塔2及びス) IJッピングを行う第2蒸留塔25
へ還流される。
次に、第1蒸留塔2の塔底液抜出しライン4からは、実
質的に水を含まない無水アルコールと液体炭化水素の混
合物が抜出され、該混合物は第1蒸留塔2の塔底レベル
制御弁17を備えたライン18を経て熱交換器19に導
かれ、こ\で昇温され、更にライン20を経てストリッ
パーとして作用する第2蒸留塔25の中部に導入される
。この第2蒸留塔25も加圧蒸留塔であり、気液接触部
分は充填塔、多孔板、トレイなどを用いることができる
。この第2蒸留塔25の圧力は第1蒸留塔2との圧力差
が実質的に零かできるだけ小さくなるようにするのが好
ましい。
第2蒸留塔25の塔頂ガス(実質的にアルコールを含ま
ない炭化水素ガス)はライン21より取出され、第1蒸
留塔2のライン3のガスと混合後、圧縮機5で再圧縮さ
れる。
本発明者らは、ライン3とライン21のガスを1台の圧
縮機で再圧縮した方がそれぞれ圧縮するより経済的であ
ることを確認し、そのように操作することを本発明の特
徴とするものである。
更に、前述したように、本発明を実施する場合、第1蒸
留塔2と第2蒸留塔25の圧力差が小さい程、圧縮に要
するエネルギーが少なくその差が零の時最も経済的であ
ることを確認しており、そのように条件設定することが
好ましい本発明の態様である。
一方、第2蒸留塔25の塔底からは実質的に炭化水素を
含まない無水アルコール(エタノール99.2wt%以
上)がライン22より抜出される。ライン22から抜出
された無水アルコールの温度は、加圧下のアルコールの
沸点とは\゛同じであるため、ライン22を経て熱交換
器19に導かれ、こ\で前記ライン18の流体の昇温に
利用熱回収され、ライン23より製品として取出される
なあ、24は第2蒸留塔25のリボイラーである。
以下、本発明の実施例をあげて本発明の詳細な説明する
〔実施例1〕 第1図に示したフローによる本発明方法と、本発明のよ
うに改良される前の第2図に示したフロー(第1蒸留塔
及び第2蒸留塔の上部より出るガス相をそれぞれの圧縮
機で圧縮してそれぞれの蒸留塔の熱源に用いる方法;な
お第2図のフローにおいて第1図に同一符号は第1図と
同一部を示す)による参考方法に従い、炭化水素溶剤と
してプロパン、プロピレン、n−ブタン、l−ブタンを
用いた場合の所要エネルギー装置コスト相対比較及び製
品アルコール濃度を求め、その結果を第1表に示した。
なお、主要機器の仕様を下記に示す。
第1蒸留塔:   内径 :100mmこの結果、本発
明により所要エネルギー減少及び装置コストの大幅な低
減が可能であることがli!!!君忍された。
(比較例1) 実施例1において使用した第1図のフローに従って、溶
剤としてCL 、 C2H1l 、 n−C+tlz 
、ベンゼンを用いた場合の結果を第2票に示す。
これらの溶剤では、製品エタノール濃度の増加はみられ
ず無水アルコール(99,2wt%以上)は得られなか
った。
〔発明の効果〕
本発明は、以上詳述したようにアルコール水溶液から水
分を分離して無水アルコールを製造するに際し、プロパ
ン、プロピレン及びブタンからなる炭化水素溶剤を用い
た加圧抽出蒸留法を行うことにより容易に専売法及びJ
IS規格を満たす純度99.2wt%以上の無水エタノ
ールが得られ、かつ既存の蒸留法に較べて炭化水素溶剤
の圧縮熱を利用したヒートポンプシステムにより大巾な
省エネルギーができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
if図は本発明を実施するためのプロセスフロー、第2
図は本発明の改良前のプロセスフローである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エタノール及び水を主成分とする原料を第1蒸留塔の中
    部に供給し、第1蒸留塔の上部より炭化水素溶剤を供給
    し、該第1蒸留塔内で該炭化水素の液体と気体が同時に
    存在する温度、圧力に保持し、該第1蒸留塔の下部より
    実質的に水分を含まないエタノールと液体炭化水素を、
    又該第1蒸留塔上部より実質的にエタノールを含まない
    水分と蒸気炭化水素を取出す方法において、前記第1蒸
    留塔下部の無水エタノール及び炭化水素混合液を第2蒸
    留塔に導入して炭化水素溶剤をストリッピングするに際
    し、該第2蒸留塔上部ガス相を前記第1蒸留塔上部ガス
    相と混合したのち加圧し、その圧縮熱を前記第1蒸留塔
    の熱源に用いたのち冷却液化し、水分を分離したのち、
    該第2蒸留塔及び前記第1蒸留塔上部へ還流することを
    特徴とする無水アルコールの製造方法。
JP1294032A 1989-11-14 1989-11-14 無水アルコールの製造方法 Granted JPH03157340A (ja)

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