JPS62253624A - N−メチルピロリドンの回収法 - Google Patents

N−メチルピロリドンの回収法

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JPS62253624A
JPS62253624A JP61098698A JP9869886A JPS62253624A JP S62253624 A JPS62253624 A JP S62253624A JP 61098698 A JP61098698 A JP 61098698A JP 9869886 A JP9869886 A JP 9869886A JP S62253624 A JPS62253624 A JP S62253624A
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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】 〔発明の背端〕 支11匹丑貝皇1 本発明は、N−メチルピロリドン(以下NMPと略称す
る)を重合溶媒とするポリアリ−1メンチAエーテル(
以下P A T 、Eと略称づる)製造方法におけるN
MPの回収に関するものである。
さらに詳しくは、本発明は、重合反1lli5終了後の
後処理プロセスにおいてNMP回収の為の蒸留塔の釜残
から、さらに含有NMPを回収し、釜残が扱出し時に引
火する危険を防止すると共に製造現場における臭気を防
ぎ、さらに経済的には回収NMPを再利用する方法に関
するちのeある。
i工韮薯 NMPは代表的な耐熱性有i極性溶媒の一つであり、近
年は特にPATEの製造用の重合溶媒として賞月されて
いる。しかし、これは高価なr8媒であるために、重合
反応後、反応混合液中のNMPを工業的に高収率で回収
してリサイクル使用することが、P A T Eの工業
製造に不可欠な要件どなっている。
そこで従来は、重合反応プロセス終了後、反応混合液中
のNMPを回収する方法として、例えば、高温の反応混
合液を断熱的にフラッシングさせてNMPを揮発させ、
それを冷却菱縮させて回収づる方法が行なわれてきた(
例えば、米国特許第3.941,664号、同第3.9
56.060号明@重および特開昭61−53324号
公報)。
しかし、この方法だけでは、未だ揮発しないで残るNM
Pが多いために、回収率は低く、経済的に不満足であっ
た。
そこで、工業的製造に妥当な程度までに、回収率を高め
るためには、前記の断熱的フラッシングプロセスを経由
する、しないに拘らず、最終的に後処理工程中のいろい
ろの工程で発生するNMPを含んだ液体を集めて、これ
を蒸留塔等を用いてる蒸留回収する方法が行なわれてい
る(例えば、米国時113,783.138G311m
書等)。シかしながら、当該NMP含有回収液体には、
オリゴマー、塩類等の固形分が相当壷金まれているため
に、当該NMP含有液体からMNPを過度に留去させる
と、蒸留装置で残留物(以下、釜残という)が流動性を
失なって、蒸6(¥It1!から排出が困難になるとい
う問題があった。
また、NMPを充分に留去する為に蒸留温度を上げてゆ
くと、NMP、PATEオリゴマー等の含有有機物が分
解したり、NMPよりB沸点の不純物もNMPに混入し
て、NMPの循環使用に悪影響を及ぼすJ3それがあっ
た。
このようなところから、従来は、排出NMPの蒸留回収
は釜残が充分に流動可能なスラリー状が残っている程度
になる時点迄しか実施することができなかった。
このような釜残スラリー中には未だ多mのNMPが残存
しているところ、これを従来よでは焼却あるいは廃棄し
ている状況であったが、此の場合の釜残スラリーは高温
の為、NMPの高い蒸気圧を持ち、引火の危険ばかりで
なく臭気もあって・、作業者がガスを吸入する等の環境
上の問題もあった。また、NMPの回収ロス分は製造原
価にはねかえり、PATEの製造コストを相当高めてい
た。
〔発明の[要〕
l旦 本発明者らは、この未だNMPを相当m含んでいる蒸留
釜残スラリーから、さらにその含有NMPをより徹底的
に回収する方法について12怠検討を続けた結果、蒸留
釜残液の過熱を防いで、少量の低沸点留出分を釜残から
追い出すには、加熱壁部で撹拌翼又は撹拌〇−タ一端部
と壁との間隙を小さくして、高粘度液の極部過熱を起こ
さないよう、強制的に液撹拌して温度を均一にだらち、
かつまた粘稠液輸送の為の案内機構を持ち、蒸留気体の
気相空間部の小さな設備が必要なことがわかった。釜残
液体は沸点の低い留出分が抜けるに従って粘度が増大す
るので、NMP回収装置としては、加熱装置付き高粘度
用気密混合機を使用して壁面での過熱が起こらない特定
の条件で処理を行なえば、この蒸留釜残から相当量のN
 M I3を工業的に回収することもできること見出し
て本発明に到達した。
すなわち、本発明によるN−メチルピロリドンの回収法
は、重合溶媒としてN−メチルピロリドンを使用してポ
リアリーレンチオエーテルを製造する工程で発生したN
−メチルピロリドン含有液を、下記の処理に付すことに
よって含有N−メチルピロリドンを回収すること、を特
徴とするものである。
(イ) N−メチルピロリドン含有液を蒸留に付して、
含まれているN−メチルピロリドンの大部分を留出させ
て回収すると共に残りを輸送可能な流動性を有する蒸留
釜残として回収すること。
(ロ) 上記の蒸留釜残を、ベントを有する加熱装置付
き高粘度用気密混合機に供給して、U合機内温度190
〜310℃、混合機内圧力50〜75QTorr、およ
び混合機内滞留時間5分〜10時間の条件に服させるこ
とによって、該蒸留釜残中のN−メチルピロリドンを該
ベントを通じて留出させて、これを捕集すること。
旌」 本発明のNMPの回収法ば、特に蒸留釜残からのNMP
の回収(段階B)に特色があり、従って本発明は、この
前提となる重合プロセスの後処理プロセスの一環として
実施するものとして捉えることができる。
すなわち、重合工程で使用される溶剤を回収循環利用す
る際に溶剤の回収率を向上させて溶剤回収蒸留釜残廃棄
物の量を減らす経済効果だけでなしに、回収NMPの分
解を防止して、変質の少ないNMPを回収することで、
不純物の蓄積による製品の品質を落とす事を防ぎ、また
廃棄物の取扱上、可燃引火性、臭気等の保安環境をよく
する上での効果を持つプohスを提供するものである。
最終廃棄物は常温では固体となるので、取扱上も便利に
なる利点も加味される。
〔発明の詳細な説明〕
LLL鼠旦皇11 本発明方法を適用すべきNMP含有液を生成する工程は
、NMPもしくはこれを主成分とする混合溶媒を重合溶
媒として用いるPATE製造方法である。
NMPもしくはこれを主成分とする混合溶媒を重合溶媒
とし、ジハロ芳香族化合物とアルカリ金属硫化物との脱
ハロゲン化硫化反応によってPATEを生成させる(ア
ルカリ金属ハロゲン化物が副生ずる)方法は、例えば特
公昭45−3368号、特公昭52−12240号、特
開昭81−7332号各公報に内示されている。
この反応では反応系での水分量の調節が重要であって、
原料アルカリ金属硫化物の結晶水等として反応系に導入
された水分をNMPと共に留去することが行なわれ、ま
た重合終了後はこの重合反応混合液から目的物であるP
ATEを回収するための分離、洗浄乾燥等が行なわれる
が、これらの工程においてNMPを含んだ種々の液体が
発生する。
上記の重合反応に続く後処理プロセスには、重合反応混
合物を水で薄めることなくPATEだけを直接分離して
回収する方法(特開昭60−97513号明細書参照)
があるが、その場合に発生する使用済NMPは、通常は
塩類およびオリゴマーなとの固形分が多いので、本発明
の方法を適用するのに好適である。
本  によるNMPの回 本発明によるNMPの回収は、二段階からなる。
すなわち、PATE製造工程で発生したN−メチルピロ
リドン含有液を蒸留に付して、蒸留によって回収しうる
NMPを分取すると共に蒸留では回収不能なNMPを蒸
留釜残(但し、輸送可能なほどに流動性であること)に
残ずことからなる段階A1および段階Aで得られる蒸留
釜残を加熱装置付き気密混合様で処理することによって
含有NMPを充分に留出させることからなる段階B1で
ある。
段階Aは慣用の蒸留工程であるから、格別な説明は必要
ではないであろう。
本発明を最も特色づけるのは、二段階処理法の後段、す
なわち段階B、である。
段階Bは、ベントを有する加熱装;a付き高粘度用気密
混合機によって対象NMP含有スラリーを加熱して含有
NMPを留出させることによって行ない、その場合の運
転条件を特定のものとすることによってNMPの回収効
率を向上させたものである。
本発明で使用Jるベントを有する加熱@置付き高粘度用
気密混合機は、基本的には、高粘度用気密混合機であっ
て、これはある体積の高粘度物(本発明に則していえば
NMP含有スラリー)を収容すべき、この体積に比べて
過度に大きくない容積の混合室と、収容された高粘度物
を撹拌するための撹拌装置とからなり、この混合室内の
圧力を所定[(本発明に則していえば、50〜760T
Orr)に維持丈ることが可能な気密性を持たせるよう
に構成したものである。
そして、この混合機は、混合室の内壁からあるいは撹拌
装置外壁からの加熱によって収容高粘度物を加熱(本発
明に則していえば310℃程度まで)しつるようにした
ものであると共に、混合室にはベントが設けてあって加
熱中に発生する揮発成分(本発明に則していえばNMP
)を留出させるように構成したものである。本発明では
この混合機を加熱装置として利用するものであり、しか
も本発明の目的がNMPをその変質を伴わずに回収する
ことにあるところから、撹拌装置は高粘度物すなわちN
MP含有スラリーが混合室の加熱内壁に長時間にわたっ
て接触しつづしjないようなもの、tなわち撹拌翼先端
と混合室内壁とが過度に11囚していないうえ被撹拌物
が混合!内で移動しつるようにしたもの、であることが
望ましい。
本発明で使用するのに適したこのタイプの混合装置は連
続式のものであることが好ましい。連続式の装置は、上
記の混合室がシリンダーまたは1へラフのように細長く
、その一端に蒸留塔釜残スラリー導入口を設け、他端に
NMP留去後の残留物の排出口を設け、撹拌装置がNM
P含有スラリーを導入口から排出口へ移動させるような
構造のもの、たとえばスクリュー状、ギヤー状、板状等
のブレードをつけた単軸もしくは一対の二輪ローターか
らなるもの、であるもの、である、NMPI出用のベン
トは、この混合室に適宜設けることができる。
本発明で使用するのに好ましいこのような混合装置は、
具体的には、たとえば、pei’ry’sChemic
al Engineers’ Handbook、第6
版、第21−3節記載のTwin−Rotor型混合n
(セルフ・ワイピング型を含む)等として知られている
ものが適当である。
このような回収装置を用いて、蒸留釜残からNMPを回
収する条件は、下記の通りである。
この回収装置の温度は、器内の圧力等によって最適温度
が変動し1ワるけれども、通常は190’−310℃の
範囲が、特に好ましくは200〜290℃の範囲が、好
ましい、190℃以下ではNMPの蒸発が不充分となる
ので好ましくないうえ、釜残が固化して輸退が困難とな
る。一方、310℃以上では、器内でNMPが熱変性し
たり、不純物が蓄積して悪影響を及ぼt j3ぞれがあ
るので好ましくない。
圧力は、加熱温度によって最適条件が変動するけれども
、通常は50〜75 Q TOI’rの範囲が、特1、
:100〜500Torrの範囲が、好ましい。50T
orr未満にするには特別の気密構造及び減圧ポンプを
要するので経済的に不利である。一方、760 Tor
rJi3、すなわち加圧状態、ではNMPの蒸発が不充
分となるので好ましくない。
釜残の回収装置内のn留最適時間は、釜残中のNMPの
含ω等によって変動するけれども、通常は5分〜10時
間の範囲、特に好ましくは10分〜3時間の範囲、が良
い、5分未満ではNMPの回収は不充分となるので好ま
しくない。一方、10時間超では釜残中の釜残中のNM
Pが熱変性したりするおそれがあるので好ましくない。
装置内は、望ましくはN2置換などの不活性気体によっ
て”b空気若しくは酸素を排除してから運転を行う方が
、NMPの変性を防止づる見地から好ましい。
この装置から蒸気として排出されたNMPは冷部、1)
縮した後そのま1で、あるいは再蒸留してから、重合反
応溶媒として循環使用できる。
一方、NMPを回収した残りの濃縮混合物は殆んどNM
Pを含んでおらず、この装置から排出された後、容易に
焼却、廃棄等に処することができる。
(1)  重合工程 撹拌装置付き2−重合缶にNMP700幻及び含水硫化
ソーダ(固形分45.85%)370Kgを仕込み、約
202℃まで加熱して水及び少同のNMPを留出させた
。これに、p−ジクロルベンゼン315 KW、及びN
MP300酊を仕込み、220℃で4時間加熱して重合
させ、それから水11ONyを追仕込みし、255℃に
昇温して4.5時B重合反応を行なった。重合反応終了
後、反応混合液をポリマー分離装置でポリマー八と含塩
NMPスラリーBとに分離した。
(2)  NMPの回収工程 含塩NMPスラリーBからのNMPの回収は、第′1図
に示したフローチャートに従って行なった。
ポリマーAは若干のNMPを含んでいるので、そのNM
Pを抽出するため抽出槽1でアセトンを加えた。得られ
たNMPとアセトンを含んだスラリーは、固液分111
12で、ウェブ1−ポリマーCと含NMP−アセトン液
りとに分離した。ウェットポリマーCは、水洗後、乾燥
機で乾燥して、乾燥PATEとして回収した。一方、固
液分離器1で分離された含NMP−アセトン液りは、蒸
留装置3へ送液した。
一方、ポリマー分離装置でポリマーAと分離された含塩
NMPスラリー8は、囚液分#l器4で塩等の固形物E
と含NMP液体Fとに分離し、含NMP液体Fは蒸留装
[3へ送液した。
固液分離114で分離された固形物E(塩が主体)は、
未だ相当最のNMPを含んでいるので、これを抽出する
ため抽出槽5でアセトンを加えた。得られた含NMP−
アセトンスラリーGは、固液分離器6で固液分離し、得
られた液体はNMP含有率が低いアセトン液Hなので、
固液分離2!4の手前でポリマー分離器から来た含塩N
MPスラリーBと合流させて、固液分離器4での固液分
離の促進に供した。
このようにして、NMPの殆んど全損は、水またはアセ
トンを少黴含んでいるけれども濃厚液の状態で蒸留装@
3に集め、そこで分留して、NMP及びアセトン■を回
収した。その場合に、蒸留装置3に発生した釜残Jは、
たとえば、オリーrv−62重ffi%、塩類21.5
重1i%、NMP8.5重量%、その他81ffi%の
組成からなる、ポンプ輸送可能なドロドロしたスラリー
状のものであった。
この釜残スラリーJからのNMPを回収するために、外
壁ジャケットからの熱媒加熱方式の横型Twin−Ro
tor型の連続混合III(シリンダー内容積8リツト
ル、シリンダー良60 cm s板状ブレード付きロー
ター、開閉式スラリー導入口、同閉式断続混合物取出口
、NMP排出べ、ント付き)で気密タイプのもの8を用
い、ローター回転数2ORPMで種々条件を変えながら
、当該スラリーJをスラリ″−ポンプ7を通してNMP
回収装置8にバッチ的に送り、含有NMPを蒸発させて
留出物Kを得て、これを凝結器9で冷却凝縮させて回収
し、一方、その際に生成した濃縮残渣しは高温ではター
ル状、常温では個体状のもので、バッチ処理の終り毎に
、器内より排出させ、得られた濃縮残渣中のNMP11
度を分析した。その分析値から、処理前債のNMP回収
率を算出した。尚バッチ処理IRI始は、器内をN2W
l換して、空気を追出してから実施した。
9回の実験を行い、その結果を表1に示した。
処理温度が高く、器内圧力が低い(300℃、150 
Torr)条件では60分のn苗蒔間で96%の回収率
が得られている(実施例3)。
?1Jlu!j10〜11  ′   1〜2実施例1
の蒸留釜残Jを用い、実施例1と同じ装置でNMPの回
収条件範囲を検討した( Si1留時周120分)。結
果を表−2に示す。
180℃ではNMP回収後の残渣が囚化しやすく、排出
が不能であった。また、305℃では回収NMP中に分
解物に基ずく不明成分の発生が見られた。
第2図および第3図は、それぞれ実施例10および比較
例1での回収NMPのガスクロマトグラフィーチャー[
−である。
え−ユ O:良好     ×:不良
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるN−メチルピロリドンの回収法
を示すブローチ1?−トである。 第2〜3図は、実施例10および比較例1での回収N−
メチルピロリドンのガスクロマトグラフィーチャートで
ある。 出願人代理人  佐  藤  −雄 手続補正側 昭和61年12月 7 日 特許庁長官 黒田明雄 殿  い 1 事件の表示 昭和61年 特許願 第98698号 2 発明の名称 N−メチルピロリドンの回収法 3 補正をする者 事件との関係  特許出願人 、<110)@羽化学工業株式会社 4  代  理  人 8 補正の内容 明細書を下記の通り補正する、2 (1)  第4頁第19行 「る蒸留」を「蒸留」と補正。 (2)  第7頁第2行 「こと見出し」を「ことを見出し」と補正。 (3)  第14頁第16行 「よっても空気」を「よって空気」と補正。 (4)  第17頁第8行〜10行 「オリゴマー〜の組成Jを 「オリゴマー17.1重量%、塩類21,5重量%、N
MP60.5重ffi%、(の他16゜7重量%の組成
」と補正。 (5)  第19頁のL中、左から第2瀾、下から第1
0行「8゜5」をr60.5Jと補正。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、重合溶媒としてN−メチルピロリドンを使用してポ
    リアリーレンチオエーテルを製造する工程で発生したN
    −メチルピロリドン含有液を、下記の処理に付すことに
    よって含有N−メチルピロリドンを回収することを特徴
    とする、N−メチルピロリドンの回収法。 (イ)N−メチルピロリドン含有液を蒸留に付して、含
    まれているN−メチルピロリドンの大部分を留出させて
    回収すると共に残りを輸送可能な流動性を有する蒸留釜
    残として回収すること。 (ロ)上記の蒸留釜残を、ベントを有する加熱装置付き
    高粘度用気密混合機に供給して、混合機内温度190〜
    310℃、混合機内圧力50〜760Torr、および
    混合機内滞留時間5分〜10時間の条件に服させること
    によって、該蒸留釜残中のN−メチルピロリドンを該ベ
    ントを通じて留出させて、これを捕集すること。 2、(イ)の段階で得られる蒸留釜残をその温度および
    圧力を実質的に維持したまゝBの段階に移す、特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 3、(イ)および(ロ)の段階で蒸留釜残を酸化性ガス
    と接触させないようにする、特許請求の範囲第1項〜2
    項のいずれかの方法。 4、ポリアリーレンチオエーテルを製造する工程が、重
    合溶媒としてN−メチルピロリドンを使用して、ジハロ
    芳香族化合物とアルカル金属硫化物とを脱ハロゲン化/
    硫化反応させることからなる、特許請求の範囲第1〜3
    項のいずれか1項の方法。 5、ポリアリーレンチオエーテルを製造する工程で発生
    したN−メチルピロリドン含有液が、重合過程終了後の
    反応液から析出ポリアリーレンチオエーテルをろ別して
    得た液相から主としてなるものである、特許請求の範囲
    第1〜4項のいずれか1項の方法。
JP61098698A 1986-04-28 1986-04-28 N−メチルピロリドンの回収法 Expired - Lifetime JPH0651794B2 (ja)

Priority Applications (2)

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