JPH0748335A - アクリロニトリルを用いる反応の廃物流から未反応のアクリロニトリルを回収しかつ精製するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸の存在下でのアクリロニトリルの反応の廃
物流から未反応のアクリロニトリルを回収しかつ精製す
る方法を提供すること。 【構成】 反応物と過剰のアクリロニトリルとを酸の存
在下において反応させることにより生成する化合物の合
成において，用いられた未反応の不純なアクリロニトリ
ルを精製する方法であって，以下の工程を包含する方
法：不純なアクリロニトリルを塩基で処理し，形成され
る塩を除去して，処理されたアクリロニトリルを得るこ
と；該処理されたアクリロニトリルを，熱交換器にて，
該処理されたアクリロニトリルの融点より高い温度であ
るが，１７２°Ｆより低い温度まで真空下で加熱し，加
熱流体物質を供給すること；該流体物質を，真空に維持
された蒸留塔内に置くこと；および該塔から低沸点の精
製アクリロニトリルを取り出すこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，酸の存在下でのアクリ
ロニトリルを用いる反応の廃物流から未反応のアクリロ
ニトリルを回収しかつ精製するための方法に関する。

【０００２】

【発明の背景】アクリロニトリルを製造するには，多く
の方法がある。この化合物は，利用可能である最も重要
でかつ有望な有機化学中間体の１つとなっている。それ
は，広範囲の製品（例えば，プラスチック，合成ゴム，
合成繊維，土壌添加物など）を製造する際に，特に望ま
しい中間体である。多くの用途のために，アクリロニト
リルは高純度とされねばならず，この理由のために，ア
クリロニトリルの商業的な製造では，厳しい仕様書に適
合しなければならない。

【０００３】“アクリロニトリルを調製するのに用いら
れる商業的な各方法では，それ自体から不純物や副生成
物が生じる。各手順は，それ自体で精製の問題点を有し
ている”。（米国特許第3,459,639号を参照された
い）。

【０００４】アクリロニトリルを製造する異なる方法に
より，異なる副生成物の不純物が形成されるという点
で，異なる精製方法が必要とされる。従って，この不純
物を除去し，そしてアクリロニトリルを精製するため
に，異なる方法が必要とされ得る。このような制約のた
めに，既成のアクリロニトリル精製方法のいずれも，全
てのアクリロニトリル含有組成物を精製する際の有用性
に関して，普遍的に交換可能であるとは思われない。

【０００５】米国特許第4,404,064号に示されるよう
に，オレフィン性不飽和ニトリルを製造するための，あ
る非常に良好で商業的に実施される方法は，アンモニア
とオレフィンとの触媒反応である。例えば，アクリロニ
トリルおよびメタクリロニトリルは，アンモニア存在下
にて，それぞれ，プロピレンおよびイソブチレンの気相
における触媒酸化により，製造され得る。これら方法で
は，かなりの量の不純物が生成される。アンモニアおよ
びプロピレンからのアクリロニトリルの生成により，ア
セトニトリル，プロピオニトリル，アセトンなどが，か
なりの量で形成される。これら副生成物の不純物を除去
して，他の生成物との重合に適当な不飽和ニトリルを生
成することが，必要である。

【０００６】Borrelらの米国特許第3,459,639号には，
アクリロニトリル，アセトニトリルおよび他の物質の複
雑な混合物（これは，アンモニアや酸素の存在下にて，
アクロレインまたはプロピレンを触媒でアクリロニトリ
ルに気相転化して，形成される）を精製する方法が開示
されている。アセトニトリルからアクリロニトリルを分
離することは，少なくともpH５（好ましくは５〜７）に
て，蒸留混合物にアルカリ化剤を導入して，抽出蒸留に
より行われる。

【０００７】Wuの米国特許第4,377,444号は，オレフィ
ン性ニトリルの回収および精製に関し，より特定する
と，オレフィン性ニトリル（例えば，メタクリロニトリ
ルおよびアクリロニトリル）を回収し精製するための改
良された方法に関する。ここで，このオレフィン性ニト
リルは，該オレフィン性ニトリルと以下のような物質と
の混合物から，イソブチレンおよびプロピレンをアンモ
酸化することにより生成される：アセトニトリル，シア
ン化水素，プロピオニトリル，ブチロニトリル，メタク
ロレイン，アクロレイン，アセトン，アセトアルデヒド
など。

【０００８】Wuは，以下のことを指摘している。オレフ
ィン（例えば，イソブチレンまたはプロピレン）が，ア
ンモ酸化触媒の存在下にて，高温下の気相で，アンモニ
アや分子状酸素との反応に供されるとき，対応するオレ
フィン性ニトリル（例えば，メタクリロニトリルやアク
リロニトリル）は，アンモ酸化反応の副生成物（これに
は，アセトニトリル，シアン化水素，プロピオニトリ
ル，ブチロニトリル，メタクロレイン，アクロレイン，
アセトン，アセトアルデヒドが包含される），所望のオ
レフィン性ニトリルの混合物，およびアンモ酸化反応器
の溶出液中に現れるこれら副生成物のいくつかを，種々
の量で伴って，生成する。

【０００９】Wuの方法に従って，アンモ酸化反応の生成
物は，第１段階にて，水中に吸収させることにより，回
収される。この段階の間，ある重いまたは高沸点の有機
化合物は，軽い有機生成物のいくつかの重合，縮合など
により，形成される。従って，このWuの方法は，アンモ
酸化反応で形成される副生成物だけでなく重い有機化合
物からも，オレフィン性ニトリルを分離する改良方法で
ある。

【００１０】Hadleyらの米国特許第3,051,630号に開示
の方法もまた，アクリロニトリルの精製に関する。しか
しながら，この方法は，特に，アクロレインと，アンモ
ニアおよび分子状酸素との触媒気相反応により生成され
るアクリロニトリルの精製に適用可能である。このよう
な反応では，粗アクリロニトリルは，通常，好ましくは
未反応のアンモニアを全て中和した後，気体状の反応生
成物と水とを接触させることにより，希薄な水溶液（こ
れはまた，種々の量のアクロレインおよびシアン化水素
を含有する）の形態で回収され得る。

【００１１】精製された形態のアクリロニトリルがいっ
たん得られると，このアクリロニトリルモノマーは，上
で示したような種々の生成物を生産するために，用いら
れる。本発明は，過剰量のアクリロニトリルが他の反応
物との反応に供されて生成物を生じるとき，不純物から
アクリロニトリルを精製する方法に関する。より特定す
ると，過剰量のアクリロニトリル（これは，それ自体中
間体である）を用いて生成される生成物は，2-アクリル
アミド-2-メチルプロパンスルホン酸（これは，AMPSRの
商標でルブリゾールコーポレーションから販売されてい
る）である。ASPSRの製造中は，化学量論的に過剰な量
のアクリロニトリルが用いられる。従って，所望の生成
物が形成され分離された後も，種々の量のアクリロニト
リルが未反応のまま残存し，他の不純物と共に存在す
る。これら不純物は，多くの場合，アクリロニトリルと
極めて反応性があり，重合を引き起こす。この重合は，
より特定すると，アクリロニトリルモノマー単位と，存
在する不純物のモノマー単位との，望ましくない共重合
である。不純物とともに存在する未反応のアクリロニト
リルが，2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸の合成において，単に再循環されるなら，得られる生
成物は，所望の純度を有さず，そして所望の仕様書に適
合しない。さらに，このような不純なアクリロニトリル
は，望ましくない重合を開始する。しかも，このような
不純なアクリロニトリルから生成する全ての反応生成物
（例えば，2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホ
ン酸）は，所望の仕様（例えば，水に不溶性の重合体粒
子がないこと，純度など）を有しない。従って，本発明
は，このような未反応のアクリロニトリルを精製するた
めの改良された方法を開発する。

【００１２】上で指摘したように，アクリロニトリルを
精製する方法は，アクリロニトリルとともに存在する不
純物のような因子に基づいて変化する。本発明は，以下
の点で，上で論じた方法と異なっている：上で論じた方
法は，一般に，アクリロニトリル生成物から廃物を精製
することに関連している。これに対して，本発明の方法
は，過剰量のアクリロニトリルを用いて生成される生成
物（例えば，2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスル
ホン酸）の製造中に，発生する廃物流から，未反応のア
クリロニトリルを精製することに関する。言い換えれ
ば，本発明は，このアクリロニトリルが他の生成物を生
成するための反応物として用いられる場合に，未反応の
アクリロニトリルを精製する方法を目的としている。上
で論じたような従来技術は，一般に，アクリロニトリル
を製造するのに用いられる未反応の反応物からアクリロ
ニトリルを精製することを目的としている。アクリロニ
トリルを生成中に形成されるこれら未反応の反応物は，
一般に，2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸の製造から得られる未反応のアクリロニトリルと共に
存在する不純物より反応性が低い。この不純物の反応性
が高くなると，このような不純物を除去する必要性が高
くなる。

【００１３】異なる反応物が用いられるとき，異なる不
純物が得られる。従って，いずれの方法も，あらゆるタ
イプの不純物からアクリロニトリルを精製することに関
して，必ずしも交換可能に有用ではない。

【００１４】

【発明の要旨】2-アクリルアミド-2-メチルプロパンス
ルホン酸を合成するために，過剰量のアクリロニトリル
が，硫酸およびイソブテンと組み合わされる。得られた
反応生成物には，かなりの量の未反応アクリロニトリル
および他の副生成物とともに，2-アクリルアミド-2-メ
チルプロパンスルホン酸が含まれる。この2-アクリルア
ミド-2-メチルプロパンスルホン酸は，種々の残留する
酸，アクリルアミド，および他の副生成物の不純物とと
もに存在するアクリロニトリルを残して分離され得る。
この不純物は，組成物の重量基準で，約１〜２重量％の
量で存在する。

【００１５】この酸不純物には，硫酸，イソブチレンモ
ノスルホン酸，イソブチレンジスルホン酸および少量の
2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸，t-ブ
チルアクリルアミドおよびアクリルアミドが含まれる。
１〜２％の不純物（例えば，残留する酸）を含有するア
クリロニトリルが，2-アクリルアミド-2-メチルプロパ
ンスルホン酸の生成に対して，再使用されるなら，得ら
れる生成物（すなわち，2-アクリルアミド-2-メチルプ
ロパンスルホン酸）は，種々の望ましくない性質を有す
る。例えば，得られる生成物は，アクリロニトリルモノ
マーと不純物モノマーとの重合により形成される望まし
くない重合物質を含有する。従って，再使用の前に，こ
のアクリロニトリルを精製するのが望ましい。本発明
は，このような精製方法，およびそれから得られる生成
物を目的としている。

【００１６】本発明の方法に従って精製されたアクリロ
ニトリル生成物が含有する不純物（例えば，残留する酸
およびアクリルアミド）の量は無視し得る。従って，こ
の精製アクリロニトリルそれ自体は，所望の平均分子
量，および優れた貯蔵安定性を有する。さらに，この精
製アクリロニトリルは，他の物質を製造する際に，利用
され得る。例えば，この物質は，2-アクリルアミド-2-
メチルプロパンスルホン酸（これもまた，高純度を有す
る）を製造する際に用いるために，再循環される。この
高い純度は，アクリロニトリルと特に反応性のある不純
物を除くと得られるものであり，特に重要である。この
ような反応性の不純物は，アクリロニトリルと反応し
て，水不溶性の重合体を形成する。この重合体は，2-ア
クリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸と水とを包
含させることにより調製される水溶液を曇らせる。

【００１７】本発明の主要な目的は，以下の反応により
生成する化合物の合成から得られる不純なアクリロニト
リル廃物流を精製する方法を提供する：この反応は，生
成物を得るための反応物と過剰のアクリロニトリルとの
反応である。

【００１８】本発明の方法は，反応物と過剰のアクリロ
ニトリルとを酸の存在下において反応させることにより
生成する化合物の合成において，用いられた未反応の不
純なアクリロニトリルを精製する方法であり，精製方法
は以下の工程を包含する：不純なアクリロニトリルを塩
基で処理し，形成される塩を除去して，処理されたアク
リロニトリルを得ること；該処理されたアクリロニトリ
ルを，熱交換器にて，該処理されたアクリロニトリルの
融点より高い温度であるが，１７２°Ｆより低い温度ま
で真空下で加熱し，加熱流体物質を供給すること；該流
体物質を，真空に維持された蒸留塔内に置くこと；およ
び該塔から低沸点の精製アクリロニトリルを取り出すこ
と。

【００１９】本発明の特徴には，このような未反応のア
クリロニトリルとともに存在する残留酸を，塩基（例え
ば，石灰またはアンモニア）で処理することにより中和
すること，および形成された塩を除去すること，が包含
される。

【００２０】本発明の別の目的は，真空および低温を用
いる経済的かつ効率のよいアクリロニトリルの精製方法
を提供することにある。

【００２１】本発明の重要な特徴は，精製中におけるア
クリロニトリルの重合を回避しつつこのような廃物流タ
イプの不純なアクリロニトリルを精製し得ることにあ
る。

【００２２】本発明の有利な点は，環境上受け入れら
れ，環境法で承認されたアクリロニトリルの精製方法を
提供することにある。

【００２３】本発明の別の有利な点は，重合が大幅に減
少し，形成される塩が工程の初期に除去されるという点
で，装置における沈澱物の蓄積が減少したアクリロニト
リル精製方法を提供することにある。

【００２４】本発明の重要な特徴は，2-アクリルアミド
-2-メチルプロパンスルホン酸を製造する際に用いられ
る未反応のアクリロニトリルを，以下のような精製され
た生成物を生産するために再使用し得る方法を提供する
ことにある：この精製された生成物には，例えば，所望
の特性（例えば，貯蔵安定性，および水に不溶性の高分
子量重合体（これは，アクリロニトリルと種々の反応性
不純物との反応により形成される）が存在しないこと）
を有する2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸がある。

【００２５】本発明のさらに別の目的は，それ自体所望
の特性を有するような精製アクリロニトリルを生産する
方法を提供することにある。この所望の特性には，例え
ば，水に不溶性の高分子量重合体が存在しないこと，お
よび改良されかつ予想以上に優れた貯蔵安定性が挙げら
れる。

【００２６】本発明の別の特徴は，所望の特性を有する
精製アクリロニトリルであって，そして2-アクリルアミ
ド-2-メチルプロパンスルホン酸（これは，透明な水溶
液であり得る）を形成し得る精製アクリロニトリルを提
供することにある。

【００２７】本発明のこれら目的および他の目的，利点
および特徴は，本発明の開示を読むとすぐに，当業者に
明らかとなる。

【００２８】

【発明の構成】化学製品である2-アクリルアミド-2-メ
チルプロパンスルホン酸（ザ ルブリゾル コーポレイ
ションの商標AMPSRの製品として製造される）は，工業
的に種々の異なる目的で用いられる。この2-アクリルア
ミド-2-メチルプロパンスルホン酸生成物および他の生
成物は，過剰量のアクリロニトリルと，硫酸およびイソ
ブチレンとを反応させることにより生成され得る。経済
的な因子および環境上の要因のために，より多くの2-ア
クリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸を製造する
ために未反応のアクリロニトリルを再使用するのが望ま
しい。しかしながら，未反応のアクリロニトリルは，他
の不純物（例えば，アクリルアミドや残留する酸）とと
もに存在する；そして，これ自体は，貯蔵安定性に乏し
く，高品質の2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスル
ホン酸を製造する際に再使用できない。アクリロニトリ
ルが，必要な程度まで精製されなければ，そこに存在す
る不純物と反応して，水に不溶な化合物を形成する。高
品質の2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸
生成物を製造するために，そしてアクリロニトリルの効
果的な用途を得るために，本発明者らは，未反応の不純
なアクリロニトリル廃物流（これは，2-アクリルアミド
-2-メチルプロパンスルホン酸を製造する際に生じる）
の精製方法を発見した。

【００２９】2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスル
ホン酸を製造する際に，過剰量のアクリロニトリルが用
いられるとき，形成される所望の2-アクリルアミド-2-
メチルプロパンスルホン酸生成物は，完全に除去されて
いない不純物（例えば，硫酸，イソブチレンモノスルホ
ン酸，イソブチレンジスルホン酸，アクリルアミド，お
よび少量の2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホ
ン酸）を１〜２重量％伴って存在するアクリロニトリル
を残しながら取り出され得る。このアクリロニトリル
は，上で述べた不純な廃物流アクリロニトリルである。

【００３０】本発明者らは，未反応のアクリロニトリル
を効果的に精製するために，アクリロニトリルを強塩基
（例えば，石灰（すなわち，酸化カルシウム），NaOH，
NH₃，またはCa(OH)₂)で中和することにより，アクリロ
ニトリルを化学的に処理することが，まず望ましいこと
を見い出した。石灰（すなわち，酸化カルシウム）で中
和するとき，加えられる石灰の量は，処理されるべきア
クリロニトリルの酸中和数に依存する。不純なアクリロ
ニトリルの酸当量あたり，0.5〜1.5当量の石灰を用い
て，ある効果が得られるものの，アクリロニトリルの酸
当量あたり1.0当量を下まわる石灰を用いることは，一
般に望ましくない。さらに，本発明者は，不純なアクリ
ロニトリルの酸当量あたり，約1.1当量の石灰を用いる
ことが，以下の点で特に好ましいことを見い出した：1.
0当量を下まわる石灰を用いると，存在する全ての酸が
完全に中和されず，そして1.1当量を上まわる石灰の使
用は経済的ではない。

【００３１】中和のために石灰を用いるとき，水が存在
しなければならない。アクリロニトリルへの水の溶解性
は，約3.2％にすぎない。それゆえ，3.2％を下まわる水
が用いられ得る。本発明者らは，約2.7％を上まわる水
を使用すると，カルシウム塩が粘稠となり取扱いが困難
となることを見い出した。効果的な中和段階を提供する
ために，少なくとも約0.5％の水が存在すべきであるこ
とも見い出されている。従って，水は，好ましくは，約
1.0〜2.5％，より好ましくは約1.5％〜約2.0％の量で存
在する。

【００３２】無水アンモニアは用いられ得るが，石灰
は，上で述べたように，触媒量の水と組み合わせて用い
られないなら効果的でない。塩基で処理される未反応の
アクリロニトリルは，中和され，塩が形成される。例え
ば，触媒量の水の存在下にて，石灰で処理することによ
り，カルシウム塩が形成される。形成される塩のいくつ
かは，すぐに沈澱し，未反応の石灰とともに容易に除去
され得る。すぐに沈澱しない塩は全て，沈降により，ま
たはこの塩基処理された物質を，機械的に促進された分
離手段（例えば，遠心分離および／または濾過）にかけ
ることにより除去され得る。

【００３３】上で述べた機械的な分離手段の１種または
それ以上を施した後，形成された塩および未反応の石灰
のほとんどは除去され，アクリロニトリルがある程度ま
で精製される。しかしながら，この時点では，アクリロ
ニトリルは，まだ，約1.5％またはそれ以下の不純物を
含有する。この不純物は，他の物理的手段（すなわち，
種々の蒸留）により除去されねばならない。

【００３４】図面を参照すると，塩基処理されたアクリ
ロニトリル（これは，沈澱および／または種々の機械的
手段により除去された塩を有していたものである）は，
ライン１を経て熱交換器２に供給される。供給速度は，
用いられる特定の装置および実施態様に依存して変更し
得る。本発明者らは，約40〜100gal/minの供給速度が有
用であり，約70gal/minが好ましいことを見い出した。
この熱交換器２は，好ましくは単一のパスシェルおよび
チューブ状熱交換器である。本発明者らは，約750平方
フィートの大きさの316ステンレス鋼製のパスシェルお
よびチューブ状の熱交換器を使用するのが，特に有用で
あることを見い出した。熱交換器２中の不純なアクリロ
ニトリルは，熱交換器２の外部シェル３に加熱流体（こ
れは，好ましくは飽和蒸気の形態であり，減圧下にて約
185°F〜約215°Fの範囲の温度に維持されている）を連
続的に循環させることにより，約320mmHgにて，172°F
を下まわる温度，好ましくは約110°F〜約140°Fの温
度，より好ましくは約120°Fに維持される。

【００３５】大気圧で，アクリロニトリルの温度は，重
合を妨げるために172°F以下に保たれねばならない。本
発明者らは，圧力を約320mmHgの減圧下に維持しつつ，
温度を110°F〜約140°Fの範囲に保つのが望ましいこと
を見い出した。

【００３６】蒸気温度および蒸気圧は，熱交換器の内部
成分が衝突するにつれて上昇する。しかしながら，この
温度レベルを原因として，アクリロニトリルは相当量の
重合を受けることがなく，アクリロニトリルと接触する
成分の汚損が大いに減少する。重合や沈着（これは，ア
クリロニトリルと接触する内部表面で蓄積される）のこ
の減少は，本発明の実質的な利点である。この加熱流体
は，投入ライン４によりシェル３の周囲に流入される。
ここで，加熱流体はシェル３の周囲を循環し，次いで排
出ライン５を経て出口に至る。これにより，アクリロニ
トリルは比較的一定の温度に保たれる。多くの異なる要
因は相関的であり，アクリロニトリルが不純物と反応す
るかどうかによって決定される。温度，圧力，不純物の
量，および不純物の反応性の程度が上昇するにつれて，
望ましくない重合体，および不純物それ自体および／ま
たはアクリロニトリルとの間の共重合体が形成される可
能性が増す。

【００３７】このアクリロニトリルは，不純物ととも
に，液体と蒸気物質の両方を含有する加熱流体物質とな
る。この物質の蒸気部分からは，いくつかの不純物が除
かれている。熱交換器２から，液体／蒸気物質が，ライ
ン６（ここでは，172°Fを下まわる温度，好ましくは約
106°F〜約126°Fの範囲の温度，より好ましくは約116
°Fの温度である）を経て，蒸留塔７の下部領域まで，
ポンプによって揚げられる。塔７は，シリンダー壁部分
により構成される。その内側の部分は，そこから広がる
複数の蒸留トレイ８，８’，８”，８”’など，底部開
口部９，および上部開口部10を有する。この塔７は，ト
レイの大きさ，形状，および数を変更し得る。しかし，
本発明者らは，316ステンレス鋼の塔（これは，６つの
トレイを有し，高さ19フィート８インチ，そして直径６
フィートである）が，特に良好に作用することを見い出
した。これらトレイは，約２フィート内側に位置する。
この塔７は，真空下で維持され得る。しかし，この塔
は，塔の内部と出口11との間に圧力差が得られるように
維持される。すなわち，塔７の内部圧力は，出口11にお
ける圧力よりも高い。その結果，純粋な蒸発ガス（アク
リロニトリル）は，塔７から出口10を経てライン11に自
由に流れる。本発明者らは，約320mmHgにて，塔の内部
温度を約110°F〜約140°F，より好ましくは120°Fの範
囲に維持することにより，この工程が特によく作用する
ことを見い出した。この温度範囲および圧力範囲は多く
の理由により好ましい。しかし，この温度が，ほぼ172
°F以下で，大気圧におけるアクリロニトリルの融点程
度とされることは，注目されるべきである。

【００３８】ライン６を経て塔７に加えられた液体／蒸
気物質のうち，液体部分のほとんど全ては，塔７の底部
に落ち，開口部９を経て排出される。純粋なアクリロニ
トリルは低沸点であり，塔の上部に上がり，ライン11に
通じる開口部10から除去される。不純物とともに存在す
る高沸点のアクリロニトリルは，塔７の底部に落ち，ラ
イン12を経て開口部９から除去される。本発明の最初の
実施態様によれば，ライン12を経て除去されるほとんど
全ての物質は，ライン13へポンプで揚げられ，熱交換器
２に入り，それゆえ再循環される。不純物の多い少量の
ボトムは，塔７の底部から除去される。

【００３９】本発明の第２の実施態様によれば，ライン
12を経て除去される物質は分割される。その物質の大部
分は，ライン13（このライン13は，熱交換器２と直接接
続され得るか，または供給ライン１を経てフィードバッ
クされ得る）を経て，熱交換器２に再循環される。そし
て，ライン12からの物質の少量部分は，ライン14を経て
薄膜蒸発器15に導かれる。第２の実施態様ではまた，塔
７の底部からだけでなく，薄膜蒸発器15の底部からライ
ン18を経て不純なボトムを除去することが包含される。
本発明の工程は，以下の点で経済的に有利である：熱交
換器２に入る液体供給物の大部分を蒸発させることな
く，多量のアクリロニトリルを経済的に回収することが
可能となる。この工程はまた，温度を低温に保ち，かつ
蒸発されるべき供給物の一部を減らすことにより，装置
における重合体物質の形成を大いに低減させる。

【００４０】蒸発器15は，約320mmHgにて，172°Fを下
まわる温度，好ましくは約120°F〜約145°Fの範囲の温
度，より好ましくは約120°Fの温度に維持される。この
温度は，大気圧の下では，関連した物質（すなわち，不
純物アクリロニトリル）の融点ほどであり，約172°F程
度である。本発明者らは，53.8平方フィートの316ステ
ンレス鋼製の蒸発器が，特に良好に作用することを見い
出した。この蒸発器は，投入ライン16を経て入り，排出
ライン17を経て出ていく流体とともに，外面に沿って流
体を連続的に循環させることにより，この温度に維持さ
れる。ライン16およびライン17を経て流入および流出す
る加熱流体は，好ましくは蒸発器に入らず，蒸発器内の
温度を制御するために単に供給される。蒸発器の内部は
減圧下に維持される。多量の不純物を含有する高沸点の
物質は，蒸発器の底部に落ち，次の処理および／または
除去のために，ライン18を経て除去される。部分的に精
製された低沸点のアクリロニトリルは，蒸発器15の上部
開口部20に接続されたライン19を経て取り出される。部
分的に精製されたアクリロニトリルはライン19を経て移
され，次いで蒸留塔７に戻され，ポイント21でこの塔７
に入る。このポイント21は，液体／蒸気物質がライン６
から塔に入るような塔の下部領域より，好ましくは上方
にあるが，下方や同じ高さであってもよい。ポイント21
は，好ましくは塔のトレイよりも下方にある。ライン19
から入る部分的に精製されたアクリロニトリル生成物の
多くは，比較的低沸点であり，従って蒸留塔の上部から
引き出され，ライン11を経て排出される。開口部10およ
びライン11を経て，蒸留塔７の上部から引き出された精
製物質は，高度に精製されている。この精製物質は，改
良された予想外の優れた特性（例えば，分子量や貯蔵安
定性）を有する。この物質は，2-アクリルアミド-2-メ
チルプロパンスルホン酸（これもまた，所望の平均分子
量を有し，かつ改良された予想外の貯蔵安定性を有す
る）を生産する際に利用され得る。

【００４１】本発明は最も好ましい実施態様と考えられ
る事項に関し，ここに開示され記述されている。しかし
ながら，この明細書を読めば当業者が種々の変形を行い
得ること，およびこのような変形が本発明に包含され得
ると考えられることを指摘しておく。

【００４２】

【発明の効果】本発明の方法によれば，アクリロニトリ
ルおよび酸を用いた反応の廃物流から未反応のアクリロ
ニトリルを効果的に回収しかつ精製することができる。
この方法によれば，残留する酸などによるアクリロニト
リルの副反応が回避されるため，高純度のアクリロニト
リルが高収率で得られ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施態様で用いられる精製系
の概要を示す設計図である。

【符合の説明】

２ 熱交換器 ７ 蒸留塔 ８，８’，８’’，８’’’ 蒸留トレイ １５ 薄膜蒸発器

フロントページの続き (72)発明者 アラン シー． クラーク アメリカ合衆国 オハイオ 44060 メン ター，フェアファックス ドライブ 8246 (72)発明者 ジェームス エル． ハンブリック アメリカ合衆国 オハイオ 44026 チェ スターランド，ウィルソン ミルズ ロー ド 9431

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応物と過剰のアクリロニトリルとを酸
   の存在下において反応させることにより生成する化合物
   の合成において，用いられた未反応の不純なアクリロニ
   トリルを精製する方法であって，該精製方法が以下の工
   程を包含する，方法：不純なアクリロニトリルを塩基で
   処理し，形成される塩を除去して，処理されたアクリロ
   ニトリルを得ること；該処理されたアクリロニトリル
   を，熱交換器にて，該処理されたアクリロニトリルの融
   点より高い温度であるが，１７２°Ｆより低い温度まで
   真空下で加熱し，加熱流体物質を供給すること；該流体
   物質を，真空に維持された蒸留塔内に置くこと；および
   該塔から低沸点の精製アクリロニトリルを取り出すこ
   と。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって，前記処
   理されたアクリロニトリルを得る工程が，不純なアクリ
   ロニトリルを，触媒量の水の存在下にて，石灰で処理
   し，そして形成される中性のカルシウム塩を除去して，
   処理されたアクリロニトリルを得る工程を有し，そし
   て，前記蒸留塔が，該処理されたアクリロニトリルの融
   点より高い温度であるが，１７２°Ｆより低い温度に維
   持される，方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法であって，反応物
   と過剰のアクリロニトリルとを反応させることにより生
   成する化合物が，2-アクリルアミド-2-メチルプロパン
   スルホン酸である，方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法であって，前記処
   理されたアクリロニトリルが，前記熱交換器にて，１１
   ０°Ｆ〜１４０°Ｆの範囲の温度まで加熱され，さら
   に，前記流体物質が，前記蒸留塔の下部領域にて，該蒸
   留塔に入り，該蒸留塔が，複数の蒸留トレイ，精製され
   たアクリロニトリルが抜き出される上部開口部，および
   流体物質が抜き出される下部開口部を有し，精製された
   アクリロニトリルが上部開口部から除かれる間，さらに
   高い沸点を有する流体物質が下部開口部から抜き出さ
   れ，熱交換器に戻される，方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の方法であって，さらに
   以下の工程を包含する，方法：前記下部開口部から抜き
   出された高い沸点を有する流体物質の少量部分を，薄膜
   蒸発器内に置くこと；ここで，該流体物質の該少量部分
   は，該蒸発器の下部領域にて蒸発器に入り，該蒸発器
   は，真空下にて，１２０°Ｆ〜１４５°Ｆの範囲の温度
   に維持される；該蒸発器の下部開口部から，高沸点の不
   純流体物質を除去すること；該蒸発器の上部開口部か
   ら，低沸点の部分的に精製された流体物質を取り出すこ
   と；および該取り出された部分的に精製された流体物質
   を，前記塔の上方領域であって流体物質が前記熱交換器
   から該塔に入る領域に戻すこと；および精製されたアク
   リロニトリルを，該塔から取り出し回収している間，該
   塔内で蒸留を続けること。
6. 【請求項６】 請求項１，３，４または５のいずれかに
   記載の方法であって，前記塩基が触媒量の水の存在下で
   の石灰であり，そして除去される塩がカルシウム塩であ
   る，方法。
7. 【請求項７】 請求項１，３，４または５のいずれかに
   記載の方法であって，前記塩基がアンモニアであり，そ
   して除去される塩がアンモニウム塩である，方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の方法であって，前記ア
   ンモニウム塩が遠心分離により除去される，方法。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の方法であって，前記ア
   ンモニウム塩が濾過により除去される，方法。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載の方法であって，前記
    アンモニウム塩が沈降により除去される，方法。
11. 【請求項１１】 請求項１，２，３，４または５のいず
    れかに記載の方法であって，前記塩が，遠心分離，濾過
    および沈降からなる群から選択される機械的手段によ
    り，除去される，方法。
12. 【請求項１２】 請求項４に記載の方法であって，前記
    塩基が水中に存在する石灰であり，該石灰が，前記不純
    なアクリロニトリル中の酸当量あたり，０．５当量〜
    １．５当量の量で存在する，方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法であって，前
    記水が前記アクリロニトリルの重量基準で，１．０重量
    ％〜２．５重量％の量で存在する，方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の方法であって，前
    記石灰が酸の当量あたり１．１当量の量で存在し，そし
    て前記水が前記アクリロニトリルの重量基準で，１．５
    重量％〜２．０重量％の量で存在する，方法。