JPH0931472A - タール酸の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェノレート類の炭酸ガス分解を簡便にかつ
低コストで行うことができ、これによって芳香族油から
効率良くタール酸を回収することができるタール酸の回
収方法を提供する。 【解決手段】 アルカリ水溶液によって芳香族油から抽
出されたフェノレート類を炭酸ガス含有ガスで分解し、
タール酸類を生成させる際に、タール酸類１００重量部
に対して炭素数が６以上の液状炭化水素を１０〜５００
重量部の割合で共存させるタール酸の回収方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アルカリ水溶液
によって芳香族油から抽出されたフェノレート類を炭酸
ガスで分解してタール酸を回収するタール酸の回収方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】コールタール、石炭液化油、オイシェー
ル、石炭熱分解タール等の芳香族油にはフェノール、ク
レゾール及びキシレノールに代表されるタール酸類が含
まれており、これらを回収することが行われている。こ
の芳香族油からタール酸を回収する一般的な方法として
は、先ず、芳香族油とアルカリ水溶液を混合して接触さ
せ、芳香族油中のタール酸類とアルカリとの反応で生じ
るフェノレート類を水層に抽出し、次いで、抽出された
フェノレート類を炭酸ガスで分解して油層としてタール
酸を回収する方法がある。

【０００３】ここで、炭酸ガスによるフェノレート類の
分解は、フェノレート類の水溶液に高炉ガス等の炭酸ガ
スを含む炭酸ガス含有ガスを吹き込むことにより実施さ
れ、例えば「芳香族及びタール工業ハンドブック」（日
本芳香族工業会）の第８２頁には、コールタールからの
タール酸回収方法が示されている。フェノールとカセイ
ソーダの反応で生成したフェノレートの炭酸ガスによる
分解反応を式で示せば、下記の通りである。 ２Ｃ₆ Ｈ₅ ＯＮａ＋ＣＯ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ→２Ｃ₆ Ｈ₅ ＯＨ＋
Ｎａ₂ ＣＯ₃

【０００４】しかるに、この方法では、炭酸ガスによる
フェノレート類の分解を完全に行うことが難しく、一段
の分解操作では１００％に近い十分な分解率が得られな
いため、通常は多段分解処理が行われている。すなわ
ち、一回の分解反応が終わった後に油水分離を行い、油
層に水を添加して再度炭酸ガスを吹き込んで分解を行
う。この操作を所定の分解率が得られるまで繰り返す方
法である。

【０００５】しかしながら、この多段分解処理の方法で
は、プロセスが複雑になって設備建設費が高くなるだけ
でなく、多量の水を使用する必要が生じて処理すべき水
量が増えるという問題がある。しかも、アルカリとして
通常は苛性ソーダが使用され、また、この時分解後の水
層には炭酸ソーダが含まれており、この炭酸ソーダ水溶
液は苛性化工程で生石灰との反応により苛性ソーダと炭
酸カルシウムに転化され、そして、苛性ソーダはアルカ
リとして循環使用されるが、多段抽出で多量の水が使用
されるためにこの苛性化工程に送られてくる炭酸ソーダ
水溶液が希釈され、増量して効率的ではない。

【０００６】また、この多段分解処理の方法における他
の問題点としては、排水中へのアルカリの混入が挙げら
れる。すなわち、炭酸ガスによるフェノレート類の分解
で回収されたタール酸はカルボン酸を除去するために水
洗されるが、この時にタール酸中へのアルカリの同伴が
多いと洗浄水中へアルカリが混入し、このアルカリが排
水処理の大きな負担となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、芳香族油からタール酸を回収するに際し、フェノレ
ート類の炭酸ガス分解のメカニズムに着目し、フェノレ
ート類を炭酸ガスで操作性良くかつコスト的に有利に分
解することができる方法について鋭意研究を重ねた結
果、液状炭化水素の共存下に炭酸ガス分解を行えば効率
的に分解反応が進むことを見出し、本発明を完成した。
従って、本発明の目的は、フェノレート類の炭酸ガス分
解を簡便にかつ低コストで行うことができ、これによっ
て芳香族油から効率良くタール酸を回収することができ
るタール酸の回収方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ア
ルカリ水溶液によって芳香族油から抽出されたフェノレ
ート類を炭酸ガス含有ガスで分解し、タール酸類を生成
させる際、タール酸類１００重量部に対して炭素数が６
以上の液状炭化水素を１０〜５００重量部の割合で共存
させるタール酸の回収方法である。

【０００９】ここで、本発明でいう芳香族油とは、コー
ルタール、石炭液化油、オイルシェール、石炭熱分解タ
ールや、これらを蒸留して得られるタール油等のタール
酸類を含有する油であり、アルカリ水溶液による抽出の
前に蒸留、晶析、洗浄等の処理を受けている場合もあ
る。また、タール酸類には、フェノール、クレゾール、
キシレノール、トリメチルフェノール、ナフトール等が
含まれる。これらは１種のみ含まれていても、数種以上
含まれていてもよい。

【００１０】本発明方法において、抽出に使用されるア
ルカリ水溶液としては、苛性ソーダ、苛性カリ、アンモ
ニア等の水溶液が挙げられるが、苛性ソーダ水溶液が最
も一般的である。この抽出操作により、タール酸はフェ
ノレート類となって水溶液中に移行する。

【００１１】また、炭酸ガス含有ガスとしては、炭酸ガ
スを含むガスであれば特に限定されるものではないが、
炭酸ガス分解を実質的に進めるためには、ガス中の炭酸
ガス濃度が１０容量％以上であることが望ましい。この
ような炭酸ガス含有ガスとしては、例えば、製鉄用高炉
から発生するいわゆる高炉ガス、ボイラー排ガス等が挙
げられるが、苛性化工程で生成する炭酸カルシウムの熱
分解によって回収される炭酸ガスを再使用してもよい。

【００１２】本発明で使用される炭素数が６以上の液状
炭化水素としては、ベンゼンやトルエン、キシレン、エ
チルベンゼン、トリメチルベンゼン等のアルキルベンゼ
ンを含む芳香族炭化水素を始めとして、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素等
が挙げられる。これらの液状炭化水素は単独で使用して
もよいし、混合物で使用することもでき、更には異性体
混合物であってもよい。炭素数が５以下では沸点が低す
ぎて炭酸ガス分解時に揮発するおそれがあり、好ましく
ない。また、炭素数が６以上であれば本発明の目的に問
題はないが、後工程でのタール酸類と液状炭化水素の分
離を考慮すると、目的とするタール酸類と沸点に差があ
るものが好ましく、更にはフェノールよりも低沸点であ
るものが望ましく、具体的には、ベンゼン、トルエン、
キシレン、エチルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オク
タン、ノナン等が好ましい。より好ましくは、炭素数７
〜９のアルキルベンゼン又はこれを主とする炭化水素で
ある。

【００１３】液状炭化水素の添加量は、水溶液中に存在
するタール酸類（フェノール類として存在するタール酸
を含む）１００重量部に対して１０〜５００重量部が好
ましく、より好ましくは５０〜３００重量部である。液
状炭化水素の添加量が１０重量部より少ないと十分な効
果を得ることができず、また、５００重量部より多く添
加しても効果があまり向上せず、かえって分離に手間が
かかって好ましくない。

【００１４】この液状炭化水素は炭酸ガス含有ガスで分
解させる際に存在させるが、その添加は、炭酸ガス含有
ガスを吹き込む前に予めフェノレート水溶液中に添加し
ておいてもよいが、炭酸ガス分解が５０〜９０％進んだ
時点で添加することが好ましい。これは後に説明するよ
うに、液状炭化水素の効果が炭酸ガス分解の後半から発
現するからである。炭酸ガス分解の反応条件は、特に従
来法と変わるところはなく、２０〜８０℃の温度範囲で
行われ、また、炭酸ガス（炭酸ガス含有ガス）の流量は
任意に決められる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者らの研究によれば、フェ
ノレート類の炭酸ガス分解反応は、その分解の初期には
反応が水層のみの単一層で円滑に進行するが、分解が進
行するにつれて生成したタール酸類が油層を形成し、こ
の油層にフェノレート類の一部が取り込まれて炭酸ガス
との接触が阻害され、分解率が容易には１００％に達し
ないことが分かった。すなわち、炭酸ガス分解反応は、
水層に炭酸として溶解した炭酸ガスとフェノレート類と
の反応であり、油層に存在するフェノレート類の分解は
非常に困難になる。

【００１６】そこで、このタール酸類が形成する油層中
に液状炭化水素を添加すると、この液状炭化水素は当然
に油層中に溶解し、これにより油層の疎水性が増加して
フェノレート類の溶解度が低下し、結果としてフェノレ
ート類の水層への移行が促進され、炭酸ガス分解が完全
に行われるものと考えられる。また同様の理由でアルカ
リの移行も促進され、油層中のアルカリ量も低減される
と考えられる。

【００１７】このような観点からは、分解塔を２つ設
け、第１の分解塔では液状炭化水素を存在させずに所定
の分解率となるまで炭酸ガス分解させ、次いでこれに液
状炭化水素を所定量添加し、第２の分解塔で、ほぼ１０
０％となるまで炭酸ガス分解することが有利である。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面のフローシートに示す実施例
に基づいて、本発明を具体的に説明する。

【００１９】実施例１ コールタールを蒸留して得た１５０〜２５０℃留分を１
０％苛性ソーダ水溶液で抽出し、フェノレート類の水溶
液を得た。このフェノレート類の水溶液１ｋｇ中には
０．１５ｋｇのタール酸が含まれていた。

【００２０】このフェノレート類の水溶液を１ｋｇ／ｈ
の速度でライン１から第１の分解カラム４内に装入し、
同時にこの第１の分解カラム４内に炭酸ガス２０％を含
む炭酸ガス含有窒素ガスをライン２から２００リットル
／ｈの速度で装入し、第１の分解カラム４内の温度を６
０℃に維持して約１時間滞留させた後、この第１の分解
カラム４のライン５から連続的に抜き出して混合槽７に
移送した。第１の分解カラム４に装入されたガスはライ
ン３より排出された。

【００２１】混合槽７には、ライン６からキシレンを
０．３ｋｇ／ｈの速度で装入して混合し、得られた混合
液をライン８から第２の分解カラム９に装入し、同時に
この第２の分解カラム９にはそのカラム下部のライン２
から第１の分解カラム４に装入したものと同じ炭酸ガス
含有窒素ガスを２００リットル／ｈで装入した。第２の
分解カラム９に装入されたガスはライン３より排出され
た。

【００２２】第２の分解カラム９内で炭酸ガスと接触し
た後の分解処理液をライン１０から分離槽１１に移送
し、この分離槽１１で油水分離させ、水層はライン１２
から排出すると共に、油層はライン１３から水洗塔１５
へ移送した。この水洗塔１５にはライン１４から水０．
０６ｌ／ｈを装入し、油層を水洗し、この水洗に使用さ
れた水層は塔底のライン１７から排出し、塔頂のライン
１６からタール酸を抜き出して回収した。

【００２３】この操作を１０時間連続的に実施し、ライ
ン１２及びライン１３の液について、フェノレート類の
濃度を測定したところ、ライン１２では１０ｐｐｍ以
下、ライン１３では８００ｐｐｍ（キシレンを除いた
値）であり、ほぼ完全にフェノレート類が分解している
ことが判明した。また、ライン１７の排水中のナトリウ
ム濃度は６７０ｐｐｍであった。

【００２４】実施例２ ワイオミング炭をＮＥＤＯＬ法により液化して得られた
石炭液化油のナフサ留分を１０％苛性ソーダ水溶液で抽
出し、フェノレート類の水溶液を得た。このフェノレー
ト類の水溶液１ｋｇには０．１８ｋｇのタール酸が含ま
れていた。このフェノレート類の水溶液を用いた以外
は、上記実施例１と同様の操作を行い、ライン１２及び
ライン１３の液中のフェノレート類の濃度を測定した。
結果はそれぞれ１０ｐｐｍ以下及び７５０ｐｐｍであっ
た。また、ライン１７の排水中のナトリウム濃度は６２
０ｐｐｍであった。

【００２５】比較例 実施例１と同じフェノレート類の水溶液を用い、ライン
６からのキシレン添加を行わなかった他は実施例１と同
様の操作を行った。ライン１２の液中のフェノレート類
の濃度は１０ｐｐｍ以下であったが、ライン１３の液中
の濃度は１０，０００ｐｐｍであった。また、ライン１
７の排水中のナトリウム濃度は１．７％であった。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、フェノレート類の炭酸
ガス分解を容易に、かつ、効率的に実施することがで
き、芳香族油から効率良くタール酸を回収することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の実施例に係るフェノレート
類の炭酸ガス分解法のフローチャートである。

【符号の説明】

１〜３，５，６，８，１０，１２〜１４，１６，１７…
ライン、４，９…分解カラム、７…混合槽、１１…分離
槽、１５…水洗塔。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年７月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルカリ水溶液によって芳香族油から抽
   出されたフェノレート類を炭酸ガス含有ガスで分解し、
   タール酸類を生成させる際、タール酸類１００重量部に
   対して炭素数が６以上の液状炭化水素を１０〜５００重
   量部の割合で共存させることを特徴とするタール酸の回
   収方法。
2. 【請求項２】 液状炭化水素がキシレンである請求項１
   記載のタール酸の回収方法。