JPS6143283B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンモニアの回収法、特に炭酸アンモ
ニウムの水性溶液からアンモニアを回収する方法
に関する。

芳香族ニトリルを製造する方法においては、冷
却した反応生成物から有機生成物および未変換供
給材料の有機層、および炭酸アンモニウム溶液の
水性層が回収される。溶液は次いでストリツピン
グしてアンモニア、二酸化炭素および痕跡量の溶
解した有機物を除去し、オーバーヘツドは更に処
理してアンモニアを回収し、二酸化炭素を放出す
る。かかるストリツピング操作において、炭酸ア
ンモニウムはアンモニアおよび二酸化炭素に解離
され、これらは溶液からストリツピングされる。
良く設計されたストリツパーにおいては、底部溶
液のアンモニア含有率は100ppm未満に減少させ
ることが可能である。しかしながらかかるストリ
ツピングカラムを操作するに当つて、ストリツプ
された底部流のアンモニア含有率は変動し易く、
数百ppmから数千ppmの範囲となることが判つ
ている。

本発明はストリツプされた底部流のアンモニア
含有率を減少させるようかかるストリツピング操
作を改良することにある。

本発明によれば、水性炭酸アンモニウム供給原
料をカラムに導入する点の下の点でストリツピン
グカラム中に無機塩基を導入することからなる水
性炭酸アンモニウム溶液からアンモニアおよび二
酸化炭素をストリツピングする方法の改良法を提
供する。

本発明はストリツプされた溶液のアンモニア含
有率を低濃度に減少させるに当つての困難は有機
アンモニウム塩の存在に原因があることを見出し
た、そして供給原料導入点の下で、カラムの底部
棚の上の点でカラム中に無機塩基を導入すること
によつてかかるアンモニウム塩からアンモニアを
分離し、かかるアンモニアをストリツピングカラ
ムの底部の残つた棚でストリツプできることを見
出した。従つて本発明によればストリツプされた
溶液のアンモニア含有率は有機アンモニウム塩か
らアンモニアを分離させることによつて一定の価
まで減少させ、解離したアンモニアは残りの底部
棚においてカラム中の溶液からストリツプする。
更に無機塩基は更に対応する有機塩を形成する機
能を果すと信ぜられ、これはカラム底部から除去
できる。

更に詳細には無機塩基は供給原料導入点の下
で、解離したアンモニアのストリツピングのため
棚を残すようにしてカラムの底部棚の上でカラム
中に導入する。好ましい実施態様においては、水
性無機塩基を、底部棚の上にあり（一般にカラム
の底部の上少なくとも三つの棚）、温度が棚から
棚へと徐々に上昇してほぼ一定値となる棚の下で
ある点でストリツピングカラム中にその底部部分
で導入する。例えばストリツピング操作において
は供給点の下のストリツピングカラムの温度は、
アンモニアおよび二酸化炭素がストリツプされる
に従つて棚から棚へと急速に上昇し、次いでアン
モニア含有率が低い値に減少したとき、例えば溶
液のアンモニア含有率が約0.5％以下に下つたと
きの一定の値まで温度は徐々に上昇する。好まし
い実施態様においては、無機塩基はこの点の下
で、分離したアンモニアをストリツピングするた
めの幾つかの棚を残した点で導入する。塩基はも
つと高い棚でカラムに加えることができることを
理解すべきである、しかしながらかかる添加は有
機アンモニウム塩の本質的に全てを解離させるの
に充分な塩基を確実にするためにはより大なる量
の塩基を必要とする。従つて添加する塩基は塩基
導入点で溶液中に存在するアンモニウム化合物の
全部を解離させるのに少なくとも理論的に充分な
量とすべきであり、これによつて有機塩の解離を
確実にする、結果として、塩基のカラムへの導入
点が高くなればなる程必要とする塩基の量は大と
なる。従つて好ましい実施態様によれば、操作に
必要な塩基の量を最少にするため、溶液のアンモ
ニア含有率がストリツピングによつて低い値即ち
0.5％以下に減少した棚で塩基をカラムに導入す
る。

ストリツパーに導入する無機塩基は有機アンモ
ニウム塩を解離しうる広い範囲の無機塩基の任意
の一つであることができ、これらには限定する意
味ではなくて、アルカリ金属水酸化物およびアル
カリ土類金属水酸化物を含む、中でも水酸化ナト
リウムがその低原価の結果として好ましい。更に
塩基はカラム中の溶液からストリツプされない対
応する有機塩を形成し、カラム底部からそれを回
収できるようにするために充分な強度を有するべ
きである。

カラムに加える塩基の量は、塩基を導入する点
でのカラム中の溶液のアンモニア含有率によつて
変化する。前述した如く、塩基の量は、有機アン
モニウム塩を解離させるのに充分な塩基が存在す
るのを確実にするため、全てのアンモニウム化合
物（炭酸アンモニウムのみならず他のアンモニウ
ム化合物を含む）を解離させるのに少なくとも理
論的に充分な量（一般には理論量以上使用する）
とすべきである。溶液のアンモニア含有率が0.5
％以下である点で塩基をカラムに加えるようにし
た好ましい実施態様によれば、カラムの降下流の
0.2〜0.3重量、好ましくは0.5〜1.0重量％の量で
塩基を加えるとよい。塩基は水性溶液として加え
るのが好ましい、濃度は一般に10〜50％台であ
る。

ストリツピングカラムは一般に70〜100℃、好
ましくは80〜90℃のオーバーヘツド温度、100〜
130℃、好ましくは110〜120℃の底部温度、およ
び２〜20psig、好ましくは５〜15psig台の圧力で
操作する。かかる条件は例であり、他の条件も使
用できる、ことを理解すべきである、しかしなが
らかかる条件は経済性が劣る。ストリツピング操
作のために必要な熱量は生水蒸気の導入によつ
て、または適当なリボイラーの使用によつて供給
するとよい。

本発明を更に図面について説明する。

第１図を参照すると、ライン１０中の水性炭酸
アンモニウムは１２で示したカラムの供給棚でス
トリツピングカラム１１中に導入する。図示の如
く、供給原料は不溶性有機物をそこからフラツシ
ユするには最上棚に導入する。実施態様は最上棚
にかかる導入をすることに限定されないことを理
解すべきである。水性炭酸アンモニウム溶液はま
た可溶性有機アンモニウム塩も含有する、特に一
種以上の芳香族酸例えば安息香酸、トルイル酸、
フタル酸、フタルアミド酸等の塩を含む。具体例
によれば、かかる水性炭酸アンモニウム溶液は、
芳香族炭化水素のアンモノリシスまたはアンモキ
シデーシヨンによつて芳香族ニトリルを製造する
ための反応から誘導される。例えばｍ―キシレン
からイソフタロニトリルを製造するに当つて、イ
ソフタロニトリル製造帯域からの反応流出物はイ
ソフタロニトリル、未反応ｍ―キシレン、アンモ
ニア、二酸化炭素、水蒸気のみならず副生成物と
しての芳香族ニトリル、芳香族酸およびアミドを
含む。反応流出物は次いで冷却操作を受けて各種
の液体生成物を回収する。例えば流出物は始めに
急冷してイソフタロニトリルのみならず若干の副
生成物をそこから凝縮させ、続いて更に急冷して
別の有機物および水性炭酸アンモニウム溶液を凝
縮させる。有機物および水性炭酸アンモニウム溶
液は相分離する、かく分離された水性炭酸アンモ
ニウム溶液は少量の、例えば0.01〜0.10％台の芳
香族酸のアンモニウム塩を含有する。かかる水性
炭酸アンモニウム溶液をライン１０中の供給原料
として使用する。

ストリツピングカラム１１にはそのために必要
な熱およびストリツピング量を与えるためライン
１３で生水蒸気を供給する。カラム１１は炭酸ア
ンモニウムをアンモニアおよび二酸化炭素を解離
させるため、および溶液からかかるアンモニアお
よび二酸化炭素をストリツプするため前述した温
度および圧力で操作する。

本発明によれば、稀薄水性水酸化ナトリウム溶
液をライン１４によつてカラム１１に導入する、
水性水酸化ナトリウム溶液を導入する棚は１６で
示してある。前述した如く、好ましい実施態様に
よれば、棚１６は降下する溶液のアンモニア含有
率が0.5％以下であり、水性水酸化ナトリウム溶
液によつて芳香族酸のアンモニウム塩から解離さ
れたアンモニアのストリツピングをするため残し
た別の底部棚がある点での棚である。

アンモニアおよび二酸化炭素はライン１７によ
つてカラム１１からガス状オーバーヘツドとして
回収する、かかるオーバーヘツドは次いで更に処
理して、二酸化炭素を排除し、アンモニアを回収
してニトリル生産のため再循環させる。

減少したアンモニア含有率を有するストリツプ
された水性溶液はライン１８によつてカラム１１
から回収する。ライン１８中のかかる溶液のアン
モニア含有率はライン１０によつて導入した個々
の溶液およびカラムの設計によつて変化する、し
かしながらライン１８中のかかるストリツプされ
た溶液はアルカリの添加の結果として、かかる水
性水酸化ナトリウムの添加をせずに達成できるア
ンモニア含有率よりも低いアンモニア含有率を有
する。

一般に、ライン１８中の水性溶液は何時もアン
モニアを100ppm未満含有し、好ましくは20ppm
未満で含有する。

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 イソフタロニトリルプラントから溶液ストリツ
パーに供給される炭酸アンモニウム溶液は下記組
成を有していた。

重量％ NH₃ 19.00 CO₂ 7.00 H₂O 73.89 NH₄CN 0.01 有機化合物 0.10 100.00 有機物の分布はほぼ次のとおりであつた。

メタキシレン 20ppm ｍ―トルオニトリル 20ppm イソフタロニトリル 20ppm シアノベンズアミド 150ppm イソフタルアミド 200ppm メタトルアミド 20ppm イソフタル酸アンモニウム 300ppm イソフタルアミド酸アンモニウム 300ppm 1030ppm 予備加熱した溶液を、30段の棚を有するストリ
ツパーの最上棚に供給した。ストリツパーは実際
上全てのアンモニアおよびCO₂を溶液からストリ
ツプするよう、そしてストリツプされた溶液中に
約100ppmのアンモニウムイオンが残るように設
計した。オーバーヘツド流は、供給原料中の全て
のアンモニア、CO₂、20％の水および若干のより
揮発性の有機化合物を運び出した。この流れをア
ンモニアを回収するため回収装置（図示せず）に
送つた。

ストリツパーの頂部圧力を5psigに保つた、底
部の圧力は約8pisgに達した。オーバーヘツド温
度は約85℃であつた。ストリツパーの半分の下で
棚上の温度は112℃に達した。次いで更に下方の
棚の温度は底部棚に至るまで徐々に113℃に上昇
した。これは溶液が第15番目の棚に達したとき溶
液から大部分のアンモニアおよびCO₂がストリツ
プされることを示した。ストリツピング用の水蒸
気はストリツパーの底部のリボイラーによつて供
給した。

しかしながらストリツパーが安定操作になつて
も、ストリツプされた溶液中のアンモニウムイオ
ンの濃度は100ppmから1000ppmで変化した。更
に有機物がストリツパーの中央で捕捉された。

棚上で0.5％苛性濃度を作るように第20番目の
棚に苛性を加えた。使用した苛性の量は有機酸に
結合したNH₃を遊離させるのに必要な理論量以上
とした。過剰量の苛性は棚上の溶液中になお存在
する炭酸アンモニウムと反応させるためである。
苛性注入棚の下の10個の棚が遊離したアンモニア
を溶液からストリツプさせることができるように
した。苛性添加後、ストリツプされた溶液中のア
ンモニウム濃度は20〜75ppmに減少した。

ストリツパー中の分離した有機相のゆつくりと
した蓄積は苛性添加によつて消失した。苛性は、
ストリツピングによつてアンモニウム塩から解離
した弱有機酸と明らかに反応して可溶性ナトリウ
ム塩を形成した。

苛性の添加は従つて二つの有利な効果を有して
いた。

本発明は、有機アンモニウム塩、特に芳香族酸
のアンモニウム塩を含有する水性炭酸アンモニウ
ム溶液からアンモニアおよび二酸化炭素を有効に
ストリツプすることができることで特に有利であ
る。本発明に従つて行なうことにより、追加のス
トリツピング装置を設けることなく、一定の値ま
でストリツプされた溶液のアンモニア含有率を減
少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様の略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機アンモニウム塩を含有する水性炭酸アン
   モニウム溶液からアンモニアおよび二酸化炭素を
   ストリツピングカラム中でストリツピングする方
   法であつて、上記水性炭酸アンモニウム溶液が芳
   香族ニトリルの製造から誘導され、上記有機アン
   モニウム塩が芳香族酸のアンモニウム塩であり、
   上記カラムが複数の棚、頂部および底部を有する
   方法において、カラム底部に隣接する棚の上の棚
   で、水性炭酸アンモニウム溶液の導入点の下の点
   でカラム中に無機塩基を導入し、有機アンモニウ
   ム塩からアンモニアを分離せしめ、溶液から分離
   したアンモニアをストリツプし、上記溶液のアン
   モニア含有率を上記カラム中に上記塩基を導入す
   る点で0.5％未満とすることを特徴とするストリ
   ツピング方法。 ２ 塩基を、カラムの底の上少なくとも三つの棚
   である棚でカラムに導入する特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３ 塩基が水酸化ナトリウムである特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ４ カラムを70〜100℃のオーバーヘツド温度、
   100〜130℃の底部温度および２〜20psigの圧力で
   操作する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 水性炭酸アンモニウム溶液が0.01〜0.10％の
   芳香族酸のアンモニウム塩を含有する特許請求の
   範囲第４項記載の方法。