KR101680914B1

KR101680914B1 - 아크릴로나이트릴용 방오 분산제

Info

Publication number: KR101680914B1
Application number: KR1020117014080A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 유동 통
Original assignee: 날코 컴퍼니
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2016-11-29
Also published as: CN102216261B; US20100125147A1; JP5762300B2; US8067629B2; WO2010059770A1; JP2012509341A; DE112009003654T5; TWI453170B; CN102216261A; KR20110087326A; TW201022161A

Abstract

아크릴로나이트릴의 제조 공정에서 사용되는 장치의 파울링을 방지하는데 매우 효과적인 스티렌 설포네이트 중합체. 스티렌 설포네이트 중합체는 아크릴로나이트릴 제조 공정의 켄치탑, 회수 단계 및 폐수 처리 섹션으로 도입될 때 특히 효과적이다.

Description

아크릴로나이트릴용 방오 분산제{DISPERSANT ANTIFOULANT FOR ACRYLONITRILE }

본 발명은 아크릴로나이트릴의 제조를 위한 공정 및, 보다 상세하게는 스티렌 설포네이트(styrene sulfonate)의 중합체를 포함하는 방오제(antifoulant)를 아크릴로나이트릴 제조 공정의 켄치(quench), 회수(recovery) 및 폐수(wastewater) 공정의 적어도 하나의 단계에 첨가하는 공정에 관한 것이다.

통상적으로, 아크릴로나이트릴의 제조는 반응 단계, 회수 단계, 및 정제 단계의 세 단계를 포함한다. 반응 단계에서 프로필렌은 암모니아와 산소와 반응함으로써 암모산화(ammoxidation)를 통해 아크릴로나이트릴을 생성한다. 이것은 흔히 높은 온도에서의 기체상 촉매 반응(gas-phase catalytic reaction)이다. 그 다음, 수득된 아크릴로나이트릴-함유 배출물은 물로 켄치되고 미반응 암모니아는 황산으로 중화된다. 회수 단계에서 상기 반응 단계의 켄치된 생성물은 아크릴로나이트릴을 포획하기 위한 물 흡수 공정, 및 물과 상기 반응 단계 동안 또한 생성되는 다른 중질 성분들로부터 아크릴로나이트릴을 분리하기 위한 회수 공정을 거친다. 물은 상기 회수 단계 내에서 재활용된다. 그 다음, 회수된 아크릴로나이트릴은 정제 단계를 통과한다.

상기 회수 단계 동안 파울링 화합물(fouling compound)이 상기 재활용수(recycled water) 내에서 생성되어 쌓이기 쉽다. 상기 파울링 화합물은 무기 화합물 및 모노머, 올리고머, 프리폴리머, 및 다양하게 조합된 중합체 형태의 유기 화합물 모두를 포함한다. 이러한 파울링 화합물은 열 교환기(heat exchanger), 리보일러(reboiler), 및 컬럼(column)과 같은 몇몇의 회수 단계 장치를 따라 침전물을 생성한다. 상기 열교환기 및 리보일러의 열 교환 표면에 침전되는 경우, 상기 파울링 화합물은 열 전달 장치의 효율을 감소시킨다. 더욱이, 오염물질(foulant)의 침전은 그 영향을 받는 장치에 유동 저항(flow resistance)을 야기하고, 심지어 공정 흐름의 폐색을 일으킨다. 그 결과, 상기 장치는 상기 오염물질을 제거하기 위해 주기적으로 가동이 중단되어야 하고, 이것은 생산성 손실, 청소 비용, 운전상 불편뿐만 아니라, 관련 안전성 및 환경 문제를 초래한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 공지된 방법은 문제가 있는 장치에 방오 분산제(dispersant antifoulant)를 첨가하는 것을 포함한다. 상기 분산제(dispersant)는 공정 스트림 내에서 오염물질을 부유시켜 오염물질이 장치 표면에 침전되는 것을 방지하는 콜로이드 안정화제(colloidal stabilizer)로서 기능한다. 그러한 한 가지 예는 미국 특허 제3,691,226호에 개시되어 있으며, 이것은 재활용수를 냉각하기 위해 사용되는 열 교환기의 열 전달 표면에 오염물질 침전을 최소화하는 리그노설포네이트 금속염(lignosulfonate metal salt)의 사용을 기술한다. 다른 예는 미국 특허 제5,650,072호이며, 이것은 아크릴로나이트릴 스트리퍼(stripper)에서 열 교환기의 파울링을 방지하기 위해 나프탈렌 설포네이트 포름알데하이드 축합 중합체(naphthalene sulfonate formaldehyde condensate polymer)의 사용을 교시한다.

본 섹션에서 설명된 기술은 특별히 그러하도록 지정되지 않는 한, 본원에서 언급되는 임의의 특허, 간행물 또는 다른 정보가 본 발명과 관련하여 "선행 기술"로 되는 것을 의도하는 것이 아니다. 더불어, 본 섹션은 37 C.F.R. §. 1.56(a)에서 정의된 바와 같이 검색이 이루어졌었다거나 다른 관련 정보가 없음을 의미하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 출원에서 인용된 모든 특허들 및 특허 출원들은 그들 전체로 본원에 참조로서 포함된다.

본 발명의 적어도 일 실시예는 화학식 I에 따른 반복 단위 화학식을 갖는 스티렌 설포네이트 중합체인 방오 분산제를 도입하여, 아크릴로나이트릴 제조의 켄치 및 회수 단계에서 파울링 문제를 완화 또는 제거하기 위한 방법에 관한 것이다:

화학식 I.

본 발명의 분산제는 파울링 화합물이 켄치 및 회수 단계 장치에 침전되는 것을 방지한다. 실험 데이터는 상기 분산제가 선행 기술보다 우수함을 증명하였다.

이하, 본 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하며 설명한다. 여기서,
도 1은 본 발명의 분산제가 사용된 아크릴로나이트릴의 제조 공정의 일반적인 도해이다.
도 2는 본 발명의 분산제가 사용된 아크릴로나이트릴 제조의 회수 단계 중 한 설계의 보다 상세한 도해이다.
도 3은 본 발명의 분산제가 사용된 아크릴로나이트릴 제조의 회수 단계 중 다른 설계의 보다 상세한 도해이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 분산제가 첨가되는 아크릴로나이트릴 제조 공정 중 세 개의 통상적 단계의 일반적인 도해가 나타나 있다. 당해 분야의 통상의 기술자는 아크릴로나이트릴의 제조 공정에서 공지된 많은 변형들이 존재하고, 도 1은 이러한 공지된 변형들 중 대표적인 것임을 이해할 수 있을 것이다. 상기 세 개의 단계는 반응 단계(25), 회수 단계(24), 및 정제 단계(23)이다. 상기 반응 단계(25)에서, 투입 프로필렌(15)은 암모산화 반응 동안 반응기(1)에서 산소 또는 공기(16) 및 암모니아(14)와 반응하여 아크릴로나이트릴을 생성한다. 그 다음, 반응 배출물은 켄치탑(quench tower)(2)으로 전달되고, 여기서 그것은 순환수(circulation water)(18)로 켄치되며, 미반응 암모니아는 황산으로 중화된다. 상기 켄치 운전에 이어, 생성물은 회수 단계로 전달되고, 여기서 상기 생성물은 흡수탑(absorber column)(3)으로 들어간다. 상기 흡수탑(3)에서, 아크릴로나이트릴 및 중질 성분들은 린 워터(lean water)(26)에 의해 경질 성분들(예를 들어, O₂, CO, CO₂, 및 미반응 프로필렌 등)로부터 스크러빙된다. 리치 워터(rich water)(27)로 알려진 아크릴로나이트릴-함유 흡수탑 바닥물은 회수탑(recovery column)(4)으로 보내지고, 반면에 상기 경질 성분들은 상기 흡수탑(3)의 상부를 통해 기체로 배출(17)되어 소각된다.

상기 회수탑(4)에서, 상기 리치 워터는 추출 증류된다. 아크릴로나이트릴 및 시안화수소는 그들의 공비혼합물 및 물과 함께 상기 회수탑(4)의 탑정부를 통해 배출된다. 상기 리치 워터 스트림에 수반되는 물의 대부분은 상기 회수탑(4)의 하부 섹션으로 배출되고, 린 워터로서 상기 흡수탑(3)으로 재순환된다. 용매수(solvent water)도 또한 상기 탑정부로 전달된다. 상기 회수탑(4)으로부터의 물의 일부는 상기 회수탑(4)의 바닥을 통해 퍼지되고, 그것은 상기 켄치탑(quench column)으로 되돌려 보내지거나 처분을 위해 폐수 공정으로 보내진다. 도 1에서, 상기 회수탑 증류 운전은 상기 회수탑(4)에 결합된 리보일러 열 교환기에 의해 유지된다.

그 다음, 상기 탑정부의 아크릴로나이트릴 함유 스트림은 정제 단계(23)로 전달되며, 여기서 시안화수소(19), 물(20), 및 중질물들이 상기 아크릴로나이트릴 생성물(21)로부터 분리된다. 상기 정제 단계(23)는 회수 탑정 디캔터(recovery overhead decanter)(5), 헤드 컬럼(heads column)(6), 드라이 컬럼(dry column)(7), 헤드/드라이 디캔터(heads/dry decanter)(8) 및 생성물 컬럼(9)을 포함한다. 아크릴로나이트릴을 생성하기 위한 암모산화 반응에 대한 더 많은 정보는 미국 특허 3,691,226에서 찾을 수 있다.

본 출원과 관련하여, 리치 워터는 상기 흡수탑에서 상기 회수탑으로 전달되어 아크릴로나이트릴로 농축되는 물로 정의된다. 본 출원과 관련하여, 린 워터는 상기 리치 워터가 회수탑을 통과한 후에 남아있는 것이며, 더 이상 아크릴로나이트릴을 가지고 있지 않다. 린 워터는 상기 흡수탑으로 되돌려져 재활용되고, 상기 기체로 배출된 성분들에 대하여 역류로 상기 탑을 통과한다. 본 출원과 관련하여, 용매수(26)는 상기 리치 워터가 회수탑을 또한 통과한 후에 남아있는 것이며, 더 이상 아크릴로나이트릴을 가지고 있지 않다. 상기 용매수는 상기 회수탑 상부 섹션으로 공급되어 상기 디캔터(5)로 전달되는 아크릴로나이트릴 스트림의 오염을 감소시킨다.

설계의 변형은 아크릴로나이트릴 플랜트에 있어서 매우 일반적인 것이다. 도 2 및 3은 회수 및 폐수 조작에서 두 개의 다른 설계를 보여준다. 도 2의 설계에서, 분리 스트리핑 컬럼(separate stripping column)(10)이 추가되고, 이것은 상기 용매수(26)로부터 아세토나이트릴(22) 및 경질 성분을 제거한다. 도 3에서, 다단 증발 폐수 공정(multistage evaporation wastewater process)(11 및 12)은 폐수 처분을 최소화하기 위해 회수탑 바닥 퍼지 스트림(recovery bottom purge stream)에서 물을 제거하는데 사용된다. 탑정수(28)는 켄치탑으로 되돌려져 재활용되고, 탑저물(29)은 폐수 처리 시설로 보내진다.

린 워터와 용매수가 상기 회수 단계를 통해 재활용되고, 상기 회수탑 바닥 퍼지가 상기 스트리퍼 컬럼 또는 다단 폐수 증류를 거치기 때문에, 이들은 폐수 공정뿐만 아니라 회수 단계의 다양한 구성 요소, 용기 및 장치 내에 오염물질 형성을 초래하는 다양한 물리적 및 화학적 변화를 겪는다. 본 출원과 관련하여, 상기 용어 오염물질(foulant)은 제조 및/또는 화학적 공정의 운전 동안 장치에 축적될 수 있는, 원치 않은 그리고 상기 공정의 운전 및/또는 효율을 악화시킬 수 있는 물질 침전으로 정의된다. 오염물질의 축적은 특히 회수탑을 통한 액체 처리를 지연시키거나 차단한다. 오염물질은 특히 그것이 상기 린 워터 및 상기 용매수를 냉각시키는 열 교환기, 및 리보일러 또는 스트리퍼를 따라 축적되는 경우 해로운데, 이는 상기 오염물질의 낮은 열 전도도가 상기의 구성 요소들을 덜 효율적으로 만들기 때문이다.

본 발명의 적어도 일 실시예는 아크릴로나이트릴 제조 공정의 유체 스트림 중 하나 이상에 스티렌 설포네이트 중합체를 첨가하는 것이다. 상기 스티렌 설포네이트 중합체는 하기 반복 단위를 포함하는 중합 물질이다:

상기 식에서, M은 수소, 알칼리 금속 또는 암모늄 또는 이들의 혼합물이고, R은 수소, 알킬, 아릴, 알킬아릴, 아릴알킬이고, R은 헤테로원자를 포함할 수 있고, n은 정수이다.

적어도 일 실시예에서, 상기 스티렌 설포네이트 중합체는 상기 폐수 공정뿐만 아니라 상기 켄치탑 및 상기 회수 단계의 유체 스트림 중 하나 이상에 도입되며, 여기서 그것은 오염물질의 침전을 방지함과 더불어 이미 침전된 오염물질의 제거를 촉진하는 분산제로서 역할한다. 다양한 제조 공정에서 사용된 분산제의 공지된 예는 (US 특허 5,650,072, 4,650,072, 5,746,924, 및 3,691,226에 기술된 바와 같이) 설폰화(sulfonated) 오일, 설폰화 지방산, 황산화(sulfated) 오일, 황산화 지방산, 나프탈렌 설포네이트 포름알데하이드, 설폰산, 도데실벤젠 설폰산, 및 리그노설페이트 금속염을 포함한다. 그러나, 실험 데이터는 아크릴로나이트릴의 회수 단계에서, 스티렌 설포네이트 중합체가 상기 공지된 분산제들 보다도 우수한 분산제 특성을 가지고 있다는 것을 증명한다.

낮은 pH 및/또는 높은 오염 농도에서, 선행기술의 분산제는 비효과적으로 되는 경향이 있으나, 상기 스티렌 설포네이트 중합체는 우수한 분산 성능을 제공한다. 적어도 일 실시예에서, 상기 분산제는 50,000 내지 2,000,000 돌턴(Dalton)의 분자량을 가진다. 적어도 일 실시예에서, 상기 분산제는 적어도 100,000 내지 1,000,000 돌턴의 분자량을 가진다.

상기 스티렌 설포네이트 중합체 분산제가 도입될 수 있는 상기 켄치, 상기 회수 단계 및 상기 폐수 공정 유체 순환에는 다수의 이상적인 위치가 존재한다. 이러한 것들은 켄치탑의 순환 스트림, 린 워터 냉각 교환기(cooler exchanger) 전의 린 워터 순환, 용매수 냉각 교환기 전 또는 후의 용매수 순환, 리보일러로의 공급 라인, 스트리퍼 컬럼으로의 공급 및 다단 증류 폐수 공정으로의 공급을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 분산제를 열 교환기 또는 리보일러 바로 전에 도입하는 것이 효과적인데, 이는 그것이 상기 교환기 또는 리보일러로의 온전한 그리고 충분한 양의 분산제를 공급하기 때문이다. 효율적인 투여량은 중량비로 1 내지 10,000 ppm 범위이고, 파울링 심각성 및 처리 경제성에 의존한다. 실제로, 바람직한 투여량은 5 내지 1000 ppm 범위이고, 가장 바람직한 투여량은 10 내지 200 ppm 범위이다.

상기 스티렌 설포네이트 중합체 분산제는 그 자체로는 일반적으로 고체로 존재하며, 그것을 녹이기 위해 그리고 액제(liquid formulation)를 제조하기 위해 용매가 일반적으로 사용된다. 이는 상기 스티렌 설포네이트 중합체가 만들어지는 경우 일반적으로 행해진다. 스티렌 설포네이트 중합체는 많은 용매에 용해되나, 물이 명백한 이유 때문에 가장 자주 사용되는 용매이다. 경제성을 고려하면, 고농도의 스티렌 설포네이트 중합체 제제가 일반적으로 바람직하다. 보조용매(co-solvent)는 용해도를 향상시키고, 생성물 안정성 및 조작성을 개선하기 위해 물과 함께 사용될 수 있다.

하기 예들은 실시예들 및 본 발명의 유용성을 설명하기 위해 제공되는 것이며, 청구항에서 달리 언급되지 않는 한 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다.

실험예

실험예 1A. 용매수 냉각기 파울링을 시뮬레이션한 분산 테스트:

오염 침전 물질의 샘플을 아크릴로나이트릴 플랜트의 회수 용매수 냉각 교환기로부터 취하였다. 상기 오염물질 샘플을 건조하고 파우더로 갈았다. 상기 오염물질 파우더를 유기 용매에 녹여 오염물질 용액을 제조하였다. 15 mL 부피의 원심분리용 튜브에, 상기 동일한 아크릴로나이트릴 플랜트 중 회수탑의 회수탑 용매수 스트림 15 mL를 첨가하였다. 앞서 제조된 오염물질 용액 1 mL를 상기 원심분리용 튜브에 첨가하였다. 상기 튜브 내의 내용물을 잘 흔들고 나서 상기 튜브를 주위 온도(ambient temperature)에서 방치하였다. 상기 튜브 내에서 침전이 관찰되었다. 2.5 시간 후에, 약 0.5 mL의 침전물이 상기 튜브의 바닥에 생성되었다.

실험예 2A. 본 발명의 스티렌 설포네이트 중합체로 처리된 샘플:

상기 오염물질 용액을 첨가하기 전에, 상기 튜브의 내용물에 본 발명의 스티렌 설포네이트 중합체 39 ppm을 투여한 것을 제외하고는, 실험예 1A에서와 동일한 과정을 수행하였다. 상기 튜브는 본 실험의 2일 동안 어떠한 침전도 나타내지 않았다. 본 실험예는 본 발명의 스티렌 설포네이트 중합체가 파울링 상황에 관하여 효과적인 분산제임을 증명한다.

실험예 3A. 선행 기술의 분산제로 처리된 샘플:

상기 오염물질 용액을 첨가하기 전에, 상기 튜브의 내용물에 나프탈렌 설포네이트 중합체 57 ppm을 투여한 것을 제외하고는, 실험예 1A에서와 동일한 과정을 수행하였다. 정착 20 시간까지는 침전이 일어나지 않았다. 3일 후에 약 0.2 mL의 고체 침전물이 상기 튜브의 바닥에서 측정되었다. 상기 나프탈렌 설포네이트 중합체는 이러한 파울링 상황에 대하여 단지 어느 정도만 효과가 있다.

실험예 1B. 회수탑 바닥 파울링을 시뮬레이션한 분산 테스트:

오염 침전 물질의 샘플을 아크릴로나이트릴 플랜트의 회수탑 리보일러로부터 취하였다. 상기 오염물질 샘플을 건조하고 파우더로 갈았다. 상기 오염물질 파우더를 유기 용매에 녹여 오염물질 용액을 제조하였다. 15 mL 부피의 원심분리용 튜브에, 상기 동일한 아크릴로나이트릴 플랜트 중 회수탑의 바닥 퍼지 스트림 15 mL를 첨가하였다. 상기 회수탑 바닥 스트림은 고농도의 오염물을 포함하였고, 상기 용매수 스트림보다 낮은 pH를 나타내었다. 앞서 제조된 오염물질 용액 중 일부를 상기 동일한 원심분리용 튜브에 첨가하였다. 상기 튜브의 내용물을 잘 흔들고 나서 상기 튜브를 주위 온도에서 방치하였다. 5분이 되지 않아 침전이 발생하였다. 30분 후에, 약 3 mL의 침전물이 상기 튜브의 바닥에 생성되었다.

실험예 2B. 스티렌 설포네이트 중합체로 처리된 샘플:

상기 오염물질 용액을 첨가하기 전에, 상기 튜브의 내용물에 본 발명의 스티렌 설포네이트 중합체 39 ppm을 투여한 것을 제외하고는, 실험예 1B에서와 동일한 과정을 수행하였다. 상기 튜브는 본 실험의 3일 동안 어떠한 침전도 나타내지 않았다. 본 실험예는 본 발명의 스티렌 설포네이트 중합체가 파울링 상황에 관하여 효과적인 분산제임을 증명한다.

실험예 3B. 선행 기술의 분산제로 처리된 샘플:

상기 오염물질 용액을 첨가하기 전에, 상기 튜브의 내용물에 나프탈렌 설포네이트 중합체 57 ppm을 투여한 것을 제외하고는, 실험예 1B에서와 동일한 과정을 수행하였다. 몇 분 후에 침전이 일어났다. 30분 후에 약 3 mL의 침전물이 상기 튜브의 바닥에서 생성되었다. 상기 나프탈렌 설포네이트 중합체는 이러한 파울링 상황에 대하여 비효과적이다.

실험예 1C. 회수탑 리보일러의 파울링을 시뮬레이션한 분산 테스트:

오염 침전 물질의 샘플을 아크릴로나이트릴 플랜트의 회수탑 리보일러로부터 취하였다. 상기 오염물질 샘플을 건조하고 파우더로 갈았다. 상기 오염물질 파우더를 유기 용매에 녹여 오염물질 용액을 제조하였다. 10 mL 부피의 원심분리용 튜브에, 아크릴로나이트릴 플랜트 중 회수탑의 바닥 퍼지 스트림 8 mL를 첨가하였다. 2 마이크로리터의 빙초산을 상기 내용물에 첨가하여 그것의 pH를 낮추었다. 앞서 제조된 오염물질 용액 중 50 마이크로리터를 상기 동일한 원심분리용 튜브에 첨가하였다. 상기 튜브를 잘 흔들고 나서 상기 튜브를 높은 온도에서 방치하였다. 약 70℃에서, 미처리된 튜브 내에 침전이 발생하였다.

실험예 2C. 선행 기술의 리그노설포네이트 분산제로 처리된 샘플:

상기 오염물질 용액을 첨가하기 전에, 상기 튜브의 내용물에 리그노설포네이트 분산제 39 ppm을 투여한 것을 제외하고는, 실험예 1C에서와 동일한 과정을 수행하였다. 상기 튜브는 70℃에서 어떠한 침전도 나타내지 않았다. 그러나, 온도가 90℃로 증가되었을 때 침전이 관찰되었다. 본 실험예는 리그노설포네이트 분산제의 제한된 효율성을 증명한다.

실험예 3C. 선행 기술의 나프탈렌 설포네이트 수지 분산제로 처리된 샘플:

상기 오염물질 용액을 첨가하기 전에, 상기 튜브의 내용물에 나프탈렌 설포네이트 중합체 57 ppm을 투여한 것을 제외하고는, 실험예 1C에서와 동일한 과정을 수행하였다. 70 및 90℃에서 침전은 보이지 않았다. 그 다음에, 상기 내용물에 3 마이크로리터의 아세트산을 추가적으로 첨가하였다. 즉시, 침전이 관찰되었다. 본 실험예는 나프탈렌 설포네이트 중합체가 이러한 파울링 현상에 대하여 제한된 분산 효율을 가짐을 보여준다.

실험예 4C. 본 발명의 스티렌 설포네이트 중합체 분산제로 처리된 샘플:

상기 튜브의 내용물을 본 발명의 스티렌 설포네이트 중합체 분산제 57 ppm로 처리한 것을 제외하고는, 실험예 3C에서와 동일한 과정을 수행하였다. 70 및 90℃에서 침전은 보이지 않았다. 3 마이크로리터의 아세트산을 첨가하더라도 침전은 관찰되지 않았다. 본 실험예는 스티렌 설포네이트 중합체가 선행 기술보다 이러한 파울링 현상에 대하여 더욱 효과적인 분산제임을 보여준다.

본 발명은 많은 다른 형태로 구현될 수 있으나, 본 발명의 특히 바람직한 실시예들이 도면들에서 제시되고 본원에 상세히 기술되어 있다. 본 개시는 본 발명의 원리의 일 예증이지 설명된 특정 실시예로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다.

상기 개시는 실례를 보여주기 위한 의도이며 완전한 것이 아니다. 본 명세서는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 많은 변형물 및 대체물을 시사할 것이다. 모든 이러한 변형물 및 대체물은 본 청구항의 범위 내에 포함되는 것으로 의도되며, 여기서 용어 "포함"은 "포함하나, 제한되지는 않는다"라는 의미이다. 당업자들은 본원에서 설명된 특정 실시예들에 대한 다른 등가물을 인지할 수 있으며, 상기 등가물은 또한 본 청구항에 의해 포함되도록 의도된다.

이것은 본 발명의 바람직하고 대체적인 실시예들의 서술을 완성한다. 당업자들은 본원에서 설명된 특정 실시예에 대한 다른 등가물을 인지할 수 있으며, 상기 등가물은 본원에 첨부된 청구항에 의해 포함되도록 의도된다.

Claims

(ⅰ) 프로필렌의 암모산화 반응으로부터 유래된 질소, 아크릴로나이트릴, 시안화수소, 아세토나이트릴, 이산화탄소, 일산화탄소, 프로필렌, 물, 산소, 아크롤레인, 암모니아, 카르복실산, 알데하이드 및 나이트릴을 포함하는 기체상(gas phase) 반응물들을 냉각하고,
(ii) 상기 냉각된 기체상 반응물들을 산의 수성 스트림에 역류로 통과시켜 상기 냉각된 기체상 반응물들에 존재하는 암모니아를 중화시키고,
(iii) 상기 기체상 반응물들로부터 상기 암모니아를 회수하고,
(iv) 상기 잔여 기체상 반응물들을 물과 접촉시켜 아크릴로나이트릴의 제조 공정의 유체상(fluid phase)을 형성하고, 및
(v) 하기의 반복 단위 화학식을 포함하는 스티렌 설포네이트 중합체의 방오 유효량(effective antifouling amount)을 상기 아크릴로나이트릴의 제조 공정의 유체상에 첨가하는 것을 포함하는 아크릴로나이트릴의 제조 공정에서 오염물질 침전을 방지하는 방법:

상기 식에서, M은 수소, 알칼리 금속 또는 암모늄 또는 이들의 혼합물이고, R은 수소, 알킬, 아릴, 알킬아릴, 아릴알킬이고, R은 헤테로원자를 포함할 수 있고, n은 10보다 큰 값을 갖는 정수이다.
제1항에 있어서,
상기 유체상은 프로필렌, 암모니아 및 산소(및/또는 공기)의 암모산화 반응으로부터 유래되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제조 공정은 회수 단계, 물 재활용 파이프라인, 다단 증류 폐수 공정, 켄치탑, 열 교환기, 리보일러, 스트리퍼 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 목록으로부터 선택되는 항목에 상기 스티렌 설포네이트 중합체를 첨가하는 것을 더 포함하고, 적어도 하나의 선택된 항목은 나머지 항목과 함께 밀폐 유체 소통(sealable fluidic communication)하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 암모산화 반응기 배출물을 순환 수성 스트림으로 냉각하는 켄치탑을 더 포함하고, 상기 스티렌 설포네이트 중합체는 상기 순환 수성 스트림에 첨가되는 방법.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 흡수기 및 적어도 하나의 회수탑을 포함하고, 모두가 서로 밀폐 유체 소통하는 회수 단계를 더 포함하며,
상기 흡수기에서 고농도의 아크릴로나이트릴을 갖는 리치 워터가 린 워터에 의한 흡수를 통해 생성되고,
상기 회수탑에서 아크릴로나이트릴이 증류 분리에 의해 회수되고,
상기 스티렌 설포네이트 중합체는 상기 흡수탑 및 상기 회수탑으로 이루어진 목록으로부터 선택되는 적어도 하나의 항목에 첨가되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제조 공정의 일 부분으로부터 물을 취하여 상기 제조 공정의 다른 부분으로 수송함으로써 물을 재활용하는 적어도 하나의 재활용수 파이프 라인을 더 포함하고, 상기 스티렌 설포네이트 중합체는 상기 재활용수 파이프 라인으로 첨가되는 방법.
제6항에 있어서,
상기 재활용수 파이프 라인에 의해 수송되는 상기 물은 상기 회수탑의 상부로 순환되는 용매수를 포함하고, 상기 스티렌 설포네이트 중합체는 상기 용매수에 첨가되는 방법.
제6항에 있어서,
상기 재활용수 파이프 라인에 의해 수송되는 상기 물은 린 워터를 포함하고, 상기 스티렌 설포네이트 중합체는 상기 린 워터에 첨가되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 회수탑 바닥으로부터의 퍼지 스트림을 다단 증류 운전을 통해 처리하는 폐수 처리 섹션을 더 포함하고, 상기 스티렌 설포네이트 중합체는 상기 폐수 처리 섹션에 대한 공급물에 첨가되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 스티렌 설포네이트 중합체는 50,000 내지 2,000,000의 분자량을 갖는 방법.
제1항에 있어서,
상기 스티렌 설포네이트 중합체는 100,000 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 방법.
제1항에 있어서,
상기 스티렌 설포네이트 중합체는 1 내지 10,000 ppm의 투여량으로 첨가되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 스티렌 설포네이트 중합체는 10 내지 1000 ppm의 투여량으로 첨가되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 스티렌 설포네이트 중합체는 20 내지 200 ppm의 투여량으로 첨가되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 스티렌 설포네이트 중합체는, 별도로 또는 함께 주입되는 형태로, 중합 억제제, 부식 억제제, 소포제 및 분산제와 같은 다른 방오제와 조합되어 사용되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 스티렌 설포네이트 중합체는 용매에 용해된 고체인 방법.
제16항에 있어서,
보조용매를 더 포함하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 용매는 물인 방법.