KR20210090671A - 아크릴로나이트릴 폐 스트림으로부터의 아세토나이트릴 회수 방법 - Google Patents
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Abstract
저순도 아세토나이트릴 공급원료 스트림으로부터 고순도 아세토나이트릴 생성물을 제조하는 방법이 개시된다. 특히, 본 발명은, (a) 공급원료 스트림을 증류하여 조질 아세토나이트릴 스트림을 생성하고, (b) 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리하여 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성하고, (c) 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 압력 변동 증류 시스템에서 정제하여 재순환 스트림 및 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성하고, (d) 상기 재순환 스트림을 제 1 증류 칼럼으로 재순환시키고, (e) 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림을 증류하여 98 중량% 이상의 아세토나이트릴의 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성함으로써, 판매-등급의 고순도 아세토나이트릴을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 일반적으로, 산업적 공정으로부터의 아세토나이트릴 회수에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은, 메탄올을 포함하는 아크릴로나이트릴 폐 스트림으로부터 아세토나이트릴을 회수하는 방법에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은, 2018년 11월 13일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 62/760,233 호를 우선권으로 주장하고, 상기 가출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.
시아노카본(예컨대, 시아노 작용기를 갖는 유기 화합물)은 공지되어 있으며 다양한 용도에 널리 사용된다. 아크릴로나이트릴을 비롯한 상기 화합물 중 상당수는 다양한 중합체(예를 들면, 나일론, 폴리아크릴로나이트릴 또는 아크릴로나이트릴 부타다이엔 스타이렌)를 제조하기 위한 단량체로서 사용된다. 시아노카본을 제조하는 여러 방법이 당분야에 공지되어 있으며, 상기 제조 방법은 흔히, 소량의 바람직한 부산물을 포함하는 폐 스트림을 생성한다. 예를 들어, 아세토나이트릴이 산업적 아크릴로나이트릴 생산 공정의 다수의 통상적인 폐 스트림 중에 존재할 수 있다. 전형적으로, 이러한 아세토나이트릴 부산물은 널리 공지된 분리 방식을 사용하여 회수될 수 있다. 그러나, 이러한 전형적인 아크릴로나이트릴 공정의 폐 스트림 분리 방식은, 아세토나이트릴과 공비 작용하는 이의 능력으로 인해, 상기 폐 스트림 중의 불안정할 수 있는 몇몇 불순물(예컨대, 메탄올)의 존재를 고려하지 않는다.
아세토나이트릴을 회수하기 위한 다수의 공정이 당분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,362,603 호는, 상이한 압력의 3개의 증류 대역에서의 증류에 의해, 아세토나이트릴, 물, HCN, 아크릴로나이트릴 및 기타 유기물(예컨대, 옥사졸, 알릴 알코올, 아세톤 또는 프로피오나이트릴)을 포함하는 스트림으로부터 아세토나이트릴 부산물을 회수하는 방법을 개시하고 있다.
또다른 예로서, 미국 특허 제 6,780,289 호는, 조질 아세토나이트릴을 대기압 미만의 제 1 분별 증류 칼럼에서 증류하는 단계, 아세토나이트릴을 포함하는 제 1 측면 유도 분획을 인출하는 단계, 상기 제 1 측면 유도 분획을 초대기압의 제 2 분별 증류 칼럼에서 증류하는 단계, 및 상기 제 2 증류로부터, 정제된 아세토나이트릴을 포함하는 제 2 측면 유도 분획을 회수하는 단계를 포함하는, 조질 아세토나이트릴의 정제 방법을 개시하고 있다.
상기 참고 문헌들이 아세토나이트릴 분리에 관한 것일 수 있지만, 상기 참고 문헌들은, 메탄올을 포함하는 고유한 공급원료 스트림 및/또는 프로피오나이트릴을 포함하는 분리의 문제를 고려하지 못했다. 따라서, 메탄올-함유 아크릴로나이트릴 생산 공정의 폐 스트림으로부터 아세토나이트릴 부산물을 효과적으로 분리 및/또는 회수하는 개선된 공정이 필요하다.
몇몇 양태에서, 본 발명은, 메탄올 및 아세토나이트릴을 포함하는 공급원료 스트림을 제 1 증류 칼럼에서 증류하여 조질 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리하여 시안화 수소를 제거하고, 1 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 압력 변동 증류 시스템에서 정제하여 아세토나이트릴 생성물 스트림 및 재순환 스트림을 생성하는 단계, 및 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림을 정제하여, 98 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 형성하는 단계를 포함하는, 아세토나이트릴 회수 방법에 관한 것이다. 몇몇 양태에서, 상기 압력 변동 증류 시스템은 저압 증류 칼럼 및 고압 증류 칼럼을 포함하고, 상기 고압 증류 칼럼은 탑정 스트림 및 탑저 스트림을 제공한다. 몇몇 양태에서, 상기 재순환 스트림은 상기 고압 증류 칼럼의 탑정 스트림이다. 몇몇 양태에서, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림은 상기 고압 증류 칼럼의 탑저 스트림이다. 상기 방법에서, 상기 저압 증류 칼럼은 -5 psig 미만의 압력에서 조작된다. 몇몇 양태에서, 상기 고압 증류 칼럼은 10 psig 초과의 압력에서 조작된다. 몇몇 양태에서, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림은 1 중량% 미만의 메탄올을 포함하고, 상기 공급원료 스트림은 옥사졸 및 프로피오나이트릴을 추가로 포함하고, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 0.01 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하고, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 99.5 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 재순환 스트림은 메탄올을 포함하고, 상기 방법은, 상기 재순환 스트림을 상기 제 1 증류 칼럼으로 재순환시키는 단계를 추가로 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 재순환 스트림은 0.01 중량% 이상의 메탄올을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 재순환 스트림은 0.01 중량% 내지 5 중량% 메탄올을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림의 정제는, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림을 증류하여 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성하는 것을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 공급원료 스트림은 0.05 중량% 이상의 메탄올을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 공급원료 스트림은 5 중량% 미만의 아세토나이트릴을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 공급원료 스트림은 프로피오나이트릴을 추가로 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 처리는, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 가성 용액과 반응시켜 시안화 수소를 반응 제거하는 것을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림은 0.1 중량% 내지 5 중량%의 시안화 수소를 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 0.05 중량% 미만의 시안화 수소를 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 공급원료 스트림은 아크릴로나이트릴 생산 공정으로부터의 하나 이상의 폐 스트림을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 99.9 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0.1 중량% 미만의 프로피오나이트릴을 포함한다.
몇몇 양태에서, 본 발명은, 메탄올 및 아세토나이트릴을 포함하는 공급원료 스트림을 제 1 증류 칼럼에서 증류하여 조질 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리하여 시안화 수소를 제거하고, 1 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계, 및 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 압력 변동 증류 시스템에서 정제하여, 재순환 스트림 및 90 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성하는 단계를 포함하는, 아세토나이트릴 회수 방법을 기술한다.
본 발명은, 첨부된 도면을 참조하여 하기에서 상세히 기술되며, 이때 유사한 번호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 실시양태에 따른 아세토나이트릴 회수 방법의 개략도를 예시하는 것이다.
도 2는, 본 발명의 실시양태에 따른 아세토나이트릴 회수 방법의 개략도를 예시하는 것이다.
도 3은, 본 발명의 실시양태에 따른 아세토나이트릴 회수 방법의 개략도를 예시하는 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시양태에 따른 아세토나이트릴 회수 방법의 개략도를 예시하는 것이다.
도 2는, 본 발명의 실시양태에 따른 아세토나이트릴 회수 방법의 개략도를 예시하는 것이다.
도 3은, 본 발명의 실시양태에 따른 아세토나이트릴 회수 방법의 개략도를 예시하는 것이다.
전술된 바와 같이, 통상적인 아크릴로나이트릴 생산 공정의 폐 스트림은, 회수 및/또는 정제되어 판매가능 (아세토나이트릴) 제품을 생성할 수 있는 양의 바람직한 부산물(예컨대, 아세토나이트릴)을 포함한다. 본 발명자들은, 몇몇 경우, 상기 아세토나이트릴-함유 폐 스트림이 이전의 분리 방식에서 고려되지 않았던 다른 불순물(예를 들어, 메탄올)을 포함할 수 있음을 발견했다. 몇몇 경우, 메탄올이 아크릴로나이트릴 반응기에 사용되는 것은 시안화 수소의 생산에 유리할 수 있으며, 이는 다시 공정 효율에 기여할 수 있음이 발견되었다. 이어서, 상기 메탄올은 상기 생산 공정의 나머지를 거쳐 궁극적으로 아크릴로나이트릴 폐 스트림 중에 존재할 수 있다. 메탄올은, 공급원에 관계없이 소량이라도 아세토나이트릴 부산물의 분리 및/또는 정제에 상당한 문제를 일으키는 것으로 밝혀졌다. 하나의 예로서, 메탄올은 아세토나이트릴 부산물과 유해하게 공비 작용하는 능력을 가짐으로써, 분리 비효율성, 불량한 최종 순도 수준 및 낮은 수율을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 통상적인 아세토나이트릴 회수 공정은, 메탄올을 포함하는 공급원료 스트림의 효과적인 분리와 관련된 지침을 거의 또는 전혀 제공하지 않는다.
또한, 아세토나이트릴-함유 폐 스트림이 추가의 불순물(예컨대, 프로피오나이트릴)을 포함할 수 있음이 밝혀졌다. 프로피오나이트릴이 통상적인 아크릴로나이트릴 생산 공정의 추가적인 공-생성물로서 존재할 수 있으며 아세토나이트릴 부산물의 분리 및/또는 정제에 중요한 문제를 일으키는 것으로 밝혀졌다. 아세토나이트릴 공-생성물의 통상적인 분리 및/또는 정제 방법은, 효과적인 프로피오나이트릴 분리와 관련된 지침을 거의 또는 전혀 제공하지 않는다. 결과적으로, 프로피오나이트릴은 이러한 통상적인 방법의 최종 생성물에 남아 불량한 최종 순도 수준 및 낮은 수율을 제공할 수 있다.
본 발명자들은, 특정 분리 방식(본원에 개시됨)을 사용하여 특정 폐 스트림(예컨대, 메탄올-함유 및/또는 프로피오나이트릴-함유 아크릴로나이트릴 생산 공정의 폐 스트림)을 분리하면 상당량의 고순도 아세토나이트릴 생성물을 유리하게 제공할 수 있음을 발견하였다. 임의의 이론에 얽매이고자 하지 않으면서, 최종 아세토나이트릴 정제 전에, 특히, 압력 변동 증류 시스템을 사용하면, 하류 분리 장치에서 메탄올 축적을 유리하게 방지할 수 있는 것으로 생각된다. 메탄올의 이러한 감소 또는 제거는 다시, 메탄올-아세토나이트릴 공비 혼합물의 감소 또는 제거를 야기하며, 이는 유리하게는, 공비 혼합물을 파괴하여 성분들을 추가로 분리하기 위한 복잡한 분리 공정의 필요성을 감소시킨다. 또한, 본 발명자들은, 전술된 메탄올 제거가, 예를 들어 압력 변동 증류 시스템 하류에 구성된 칼럼에서, (하류) 프로피오나이트릴 분리의 예상치 못한 효율에 기여함을 발견하였다.
본 발명은, 메탄올을 함유하는 저순도 아세토나이트릴 공급원료로부터 고순도 아세토나이트릴 생성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 메탄올 및 소량(예컨대, 5 중량% 미만)의 아세토나이트릴을 포함하는 공급원료 스트림을 제 1 증류 칼럼에서 증류하여 조질 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리하여 이로부터 시안화 수소를 제거함으로써, 소량의 시안화 수소(예컨대, 1 중량% 미만의 시안화 수소)를 함유하는 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 저 시안화 수소 함량의 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 하나 이상의 증류 칼럼에서 정제(분리)되어 아세토나이트릴 생성물 스트림 및 재순환 스트림을 생성한다. 몇몇 경우, 상기 정제는 압력 변동 증류 시스템에서 수행된다. 상기 방법은, 임의적으로 제 4 칼럼에서, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림을 정제하여, 예를 들어 95 중량% 이상의 아세토나이트릴(예컨대, 97 중량% 이상, 98 중량% 이상, 99 중량% 이상, 99.9 중량% 이상, 또는 99.99 중량% 이상의 아세토나이트릴)을 포함하는 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 통상적인 분리 공정은 이러한 높은 수준의 아세토나이트릴 순도를 달성할 수 없는 것으로 밝혀졌다.
공급원료
전술된 바와 같이, 상기 공급원료 중의 메탄올의 존재는, 상당한 분리 문제를 발생시키고 고순도 아세토나이트릴 생성물의 회수 능력을 제한하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 메탄올은 목적하는 아세토나이트릴과 공비 혼합물을 형성하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 방법은, 특정 메탄올-함유 및/또는 프로피오나이트릴-함유 공급원료 스트림으로 시작될 수 있으며, 이는, 전술된 바와 같이, 다수의 상당한 분리 문제를 발생시키는 것으로 밝혀졌다. 몇몇 경우, 옥사졸이 또한 존재할 수 있으며, 옥사졸은 이의 화학적 구조와 물리적 특성으로 인해 분리를 더욱 복잡하게 만들 수 있다. 상기 공급원료는 (소량의) 아세토나이트릴 및 메탄올뿐만 아니라 임의적 성분, 예컨대 시안화 수소, 아크릴로나이트릴 및 (상당량의) 물도 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 공급원료 스트림은 또다른 산업적 화학 생산 공정(예컨대, 아크릴로나이트릴, 알릴 시아나이드, 부티로나이트릴, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리아마이드, 폴리아마이드 또는 이들의 조합물의 생산)의 하나 이상의 폐 스트림일 수 있다. 예를 들어, 상기 공급원료 스트림은 상기 공정으로부터의 하나 이상의 폐 스트림을 포함할 수 있다. 특정 경우, 상기 공급원료 스트림은 아크릴로나이트릴 생산 공정으로부터의 하나 이상의 폐 스트림(예컨대, 퍼지 스트림)일 수 있다. 예를 들어, 유기 나이트릴 또는 이의 유도체를 생성하기 위한 여러 공정으로부터의 폐 스트림들을 합쳐 상기 공급원료 스트림을 형성할 수 있다.
통상적인 공정에서, 아크릴로나이트릴 생산 공정의 아세토나이트릴-함유 폐 스트림은 질소 산화물의 형성을 억제하기 위해 폐열 보일러에서 연소된다. 그러나, 이 해결책은 부산물인 아세토나이트릴을 포획하지 못한다. 그러나, 본 발명의 방법에서는, 이러한 폐 스트림이 처리되어, 아세토나이트릴이 바람직하게는 고순도 수준으로 회수될 수 있다.
본 발명의 공급원료 스트림은 아세토나이트릴을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 공급원료 스트림은 비교적 낮은 함량의 아세토나이트릴을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 상기 공급원료는 공급원료 스트림의 총 중량을 기준으로 0.05 중량% 내지 10.0 중량%, 예를 들어 0.05 중량% 내지 7.0 중량%, 0.1 중량% 내지 5.0 중량%, 0.1 중량% 내지 7.0 중량%, 0.5 중량% 내지 5.0 중량%, 0.5 중량% 내지 4.0 중량%, 1.0 중량% 내지 4.0 중량%, 또는 1.0 중량% 내지 3.0 중량% 범위의 양으로 아세토나이트릴을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 10.0 중량% 미만, 예를 들어 7.0 중량% 미만, 5.0 중량% 미만, 4.0 중량% 미만 또는 3.0 중량% 미만의 아세토나이트릴을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 0.05 중량% 초과, 예를 들어 0.1 중량% 초과, 0.5 중량% 초과 또는 1.0 중량% 초과의 아세토나이트릴을 포함할 수 있다.
일반적으로, 본원에서 사용되는 중량%은 각각의 스트림의 총 중량을 기준으로 한다. 공급원료와 관련하여, 중량%는, 상당 부분의 물을 비롯하여 상기 공급원료의 모든 성분을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 예를 들어, 상기 공급원료는 50 중량% 이상, 예를 들어 적어도 60 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량%, 또는 80 중량% 이상의 물을 포함한다. 더 적은 물을 포함하는 공급물 스트림, 예를 들어 부분적으로 탈수된 또는 완전히 탈수된 공급물 스트림이 사용될 수 있음이 고려된다. 이러한 경우, 본원에서 논의된 성분의 %는 전술된 성분의 %로 시작하여 더 적은 양의 물을 기준으로 재계산함으로써(예를 들어, 중량% 계산을 위한 기준에서 물을 제거함으로써) 쉽게 재계산/유도될 수 있다.
상기 공급원료 스트림은 또한 메탄올을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 상기 공급원료는 0.01 중량% 내지 1 중량%, 예를 들어 0.01 중량% 내지 0.5 중량%, 0.01 중량% 내지 0.3 중량%, 0.05 중량% 내지 1 중량%, 0.05 중량% 내지 0.5 중량%, 0.05 중량% 내지 0.3 중량%, 0.075 중량% 내지 1 중량%, 0.075 중량% 내지 0.5 중량%, 또는 0.075 중량% 내지 0.3 중량% 범위의 양으로 메탄올을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 1 중량% 미만, 예를 들어 0.5 중량% 미만 또는 0.3 중량% 미만의 메탄올을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과, 또는 0.075 중량% 초과의 메탄올을 포함할 수 있다.
상기 공급원료 스트림은 프로피오나이트릴을 추가로 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 공급원료는 0.01 중량% 내지 1 중량%, 예를 들어 0.01 중량% 내지 0.5 중량%, 0.01 중량% 내지 0.3 중량%, 0.05 중량% 내지 1 중량%, 0.05 중량% 내지 0.5 중량%, 0.05 중량% 내지 0.3 중량%, 0.075 중량% 내지 1 중량%, 0.075 중량% 내지 0.5 중량%, 또는 0.075 중량% 내지 0.3 중량% 범위의 양으로 프로피오나이트릴을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 1 중량% 미만, 예를 들어 0.5 중량% 미만 또는 0.3 중량% 미만의 프로피오나이트릴을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과 또는 0.075 중량% 초과의 프로피오나이트릴을 포함할 수 있다.
상기 공급원료 스트림은 또한 옥사졸을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 공급원료는 0.01 중량% 내지 1 중량%, 예를 들어 0.01 중량% 내지 0.5 중량%, 0.01 중량% 내지 0.3 중량%, 0.01 중량% 내지 0.1 중량%, 0.05 중량% 내지 1 중량%, 0.05 중량% 내지 0.5 중량%, 0.05 중량% 내지 0.3 중량%, 0.05 중량% 내지 0.1 중량%, 0.075 중량% 내지 1 중량%, 0.075 중량% 내지 0.5 중량%, 0.075 중량% 내지 0.3 중량%, 또는 0.075 중량% 내지 0.1 중량% 범위의 양으로 옥사졸을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 1 중량% 미만, 예를 들어 0.5 중량% 미만, 0.3 중량% 미만 또는 0.1 중량% 미만의 옥사졸을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과 또는 0.075 중량% 초과의 옥사졸을 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 공급원료 스트림은 또한 시안화 수소를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 상기 공급원료는 0.01 중량% 내지 2 중량%, 예를 들어 0.01 중량% 내지 1 중량%, 0.01 중량% 내지 0.5 중량%, 0.01 중량% 내지 0.3 중량%, 0.05 중량% 내지 2 중량%, 0.05 중량% 내지 1 중량%, 0.05 중량% 내지 0.5 중량%, 0.05 중량% 내지 0.3 중량%, 0.075 중량% 내지 2 중량%, 0.075 중량% 내지 1 중량%, 0.075 내지 0.5 중량%, 0.075 중량% 내지 0.3 중량%, 0.1 중량% 내지 2 중량%, 0.1 중량% 내지 1 중량%, 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 양으로 시안화 수소를 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 2 중량% 미만, 예를 들어 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만 또는 0.3 중량% 미만의 시안화 수소를 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과, 0.075 중량% 초과 또는 0.1 중량% 초과의 시안화 수소를를 포함할 수 있다.
본 발명의 공급원료 스트림은 또한 전형적으로 소량, 예를 들어 ppm 또는 ppb의 다양한 불순물을 포함할 수 있다. 상기 불순물은, 유기 나이트릴 및 이의 유도체의 생산으로부터 유래된 다양한 폐기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 공급원료 스트림은 아크릴아마이드, 아졸, 지방족 나이트릴, 방향족 나이트릴, 알코올, 알데하이드, 아크롤레인, 퓨마린, 아크릴아마이드 및 시아나이드 염을 포함할 수 있다.
제 1 증류
전술된 바와 같이, 상기 공급원료 스트림은 제 1 증류 칼럼에서 증류되어 조질 아세토나이트릴 스트림을 생성한다. 몇몇 경우, 상기 제 1 증류는 공급원료 스트림에 존재하는 시안화 수소의 상당 부분(전부는 아님)을 제거한다. 본 발명자들은, 추가의 분리 장치(예컨대, 칼럼)에서의 처리 전에 시안화 수소를 제거하면 시안화 수소의 낮은 끓는점을 이용할 수 있으며, 이는 다시, 하류에서의 분리 효율 개선(예컨대, 시안화 수소 분리 장치의 감소 또는 제거)을 제공함을 발견하였다.
상기 제 1 증류 칼럼의 구조는 매우 다양할 수 있다. 그리고, 다양한 증류 칼럼이 당업자에게 공지되어 있으며, 전술된 분리가 달성되는 한, 임의의 적합한 칼럼이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 증류 칼럼은 임의의 적합한 분리 장치 또는 분리 장치들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 증류 칼럼은 칼럼, 예를 들어 표준 증류 칼럼, 추출 증류 칼럼 및/또는 공비 증류 칼럼을 포함할 수 있다. 몇몇 경우, 용어 "제 1 증류 칼럼"은, 서로 구성된 다중 증류 칼럼을 지칭할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 증류 칼럼은 0 psig 내지 10 psig, 예를 들어 0 psig 내지 9psig, 0 psig 내지 8 psig, 0 psig 내지 7 psig, 0 psig 내지 6 psig, 0.5 psig 내지 10 psig, 0.5 psig 내지 9 psig, 0.5 psig 내지 8 psig, 0.5 psig 내지 7 psig, 0.5 psig 내지 6 psig, 1 psig 내지 10 psig, 1 psig 내지 9 psig, 1 psig 내지 8 psig, 1 psig 내지 7 psig, 1 psig 내지 6 psig, 1.5 psig 내지 10 psig, 1.5 psig 내지 9 psig, 1.5 psig 내지 8 psig, 1.5 psig 내지 7 psig, 1.5에서 psig 내지 6 psig, 2 psig 내지 10 psig, 2 psig 내지 9 psig, 2 psig 내지 8 psig, 2 psig 내지 7 psig, 또는 2 psig 내지 6 psig 범위의 압력에서 조작된다. 하한과 관련하여, 상기 제 1 증류 칼럼은 0 psig 초과, 예를 들어 0.5 psig 초과, 1 psig 초과, 1.5 psig 초과 또는 2 psig 초과의 압력에서 조작될 수 있다. 상한과 관련하여, 상기 제 1 증류 칼럼은 10 psig 미만, 예를 들어 9 psig 미만, 8 psig 미만, 7 psig 미만 또는 6 psig 미만의 압력에서 조작될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 증류 칼럼은 125℉ 내지 275℉, 예를 들어 125℉ 내지 260℉, 125℉ 내지 250℉, 125℉ 내지 240℉, 130℉ 내지 275℉, 130℉ 내지 260℉, 130℉ 내지 250℉, 130℉ 내지 240℉, 140℉ 내지 275℉, 140℉ 내지 260℉, 140℉ 내지 250℉, 140℉ 내지 240℉, 150℉ 내지 275℉, 150℉ 내지 260℉, 150℉ 내지 250℉, 또는 150℉ 내지 240℉ 범위의 온도에서 조작된다. 하한의 관점에서, 상기 제 1 증류 칼럼은 125℉ 초과, 예를 들어 130℉ 초과, 140℉ 초과 또는 150℉ 초과의 온도에서 조작될 수 있다. 상한과 관련하여, 상기 제 1 증류 칼럼은 275℉ 미만, 예를 들어 260℉ 미만, 250℉ 미만 또는 240℉ 미만의 온도에서 조작될 수 있다.
HCN 처리
전술된 바와 같이, 상기 공급원료는 시안화 수소를 비롯한 다양한 불순물을 포함할 수 있다. 상기 불순물 중 일부는 상기 제 1 증류 칼럼에서 증류된 후 상기 조질 아세토나이트릴 스트림에 존재한 상태로 남을 수 있다. 상기 불순물 중 일부, 특히 시안화 수소를 제거하기 위해, 상기 방법은, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리하여, 특히 시안화 수소를 제거하는 단계를 포함한다. 상기 처리 단계는, 시안화 수소를 거의 또는 전혀 함유하지 않는 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성한다.
몇몇 실시양태에서, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림의 처리는, 조질 아세토나이트릴 스트림을 시안화 수소와 반응할 수 있는 가성 용액과 반응시켜, 이에 따라 상기 조질 아세토나이트릴 스트림 중의 시안화 수소를 소모하는 것을 포함한다. 이러한 가성 용액 해결책은 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 가성 용액은 강염기, 특히 알칼리 염기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가성 용액은 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 상기 가성 용액은 수산화 나트륨 용액이다. 상기 가성 용액은 또한 다른 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가성 용액은 알데하이드, 예컨대 폼알데하이드를 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림의 처리는 증해기(digester)에서 일어나며, 이는 처리 반응의 속도를 증가시키기 위해 가열될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 처리 단계의 증해기는 150℉ 초과, 예를 들어 160℉ 초과, 70℉ 초과, 또는 180℉ 초과의 온도에서 조작된다. 상한과 관련하여, 상기 증해기는 300℉ 미만, 예를 들어 290℉ 미만, 280℉ 미만, 또는 275℉ 미만의 온도에서 조작될 수 있다. 범위 면에서, 상기 증해기는 150℉ 내지 300℉, 예를 들어 150℉ 내지 290℉, 150℉ 내지 280℉, 150℉ 내지 275℉, 160℉ 내지 300℉, 160℉ 내지 290℉, 160℉ 내지 280℉, 160℉ 내지 275℉, 170℉ 내지 300℉, 170℉ 내지 290℉, 170℉ 내지 280℉, 170℉ 내지 275℉, 180℉ 내지 300℉, 180℉ 내지 290℉, 180℉ 내지 280℉, 또는 180℉ 내지 275℉의 온도에서 조작될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림은 0.01 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어 0.01 중량% 내지 5 중량%, 0.01 내지 2 중량%, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 0.1 중량% 내지 2 중량%, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 1 중량% 내지 10 중량%, 1 중량% 내지 5 중량%, 또는 1 중량% 내지 2 중량% 범위의 양으로 시안화 수소를 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림은 10 중량% 미만, 예를 들어 5 중량% 미만 또는 2 중량% 미만의 시안화 수소를 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.1 중량% 초과, 0.5 중량% 초과 및 1 중량% 초과의 시안화 수소를 포함할 수 있다.
상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리함으로써, 상기 스트림 중 (남아있는) 시안화 수소 불순물의 일부 또는 전부가 소모될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림의 시안화 수소 함량 전체가 소모될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 생성된 중간체 아세토나이트릴 스트림은 비교적 소량의 시안화 수소를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 0 중량% 내지 0.1 중량%, 예를 들어, 0 중량% 내지 0.05 중량%, 0 중량% 내지 0.01 중량%, 0 중량% 내지 0.005 중량%, 0 중량% 내지 0.001 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.1 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.05 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.01 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.005 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.001 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.1 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.05 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.01 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.005 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.001 중량% 범위의 양으로 시안화 수소를 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 0.1 중량% 미만, 예를 들어, 0.05 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 0.005 중량% 미만 및 0.001 중량% 미만의 시안화 수소를 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 0 중량% 초과, 예를 들어, 0.00005 중량% 초과 또는 0.0001 중량% 초과의 시안화 수소를 포함할 수 있다.
상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은, 제거되어야 하는 불순물, 예컨대 옥사졸을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예를 들어, 0.1 중량% 내지 4 중량%, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 0.1 중량% 내지 2 중량%, 0.2 중량% 내지 5 중량%, 0.2 중량% 내지 4 중량%, 0.2 중량% 내지 3 중량%, 0.2 중량% 내지 2 중량% 0.5 중량% 내지 5 중량%, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 1 중량% 내지 5 중량%, 1 중량% 내지 4 중량%, 1 중량% 내지 3 중량%, 또는 1 중량% 내지 2 중량% 범위의 양으로 옥사졸을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 5 중량% 미만, 예를 들어, 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 또는 2 중량% 미만의 옥사졸을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 0.1 중량% 초과, 예를 들어, 0.2 중량% 초과, 0.5 중량% 초과 또는 1 중량% 초과의 옥사졸을 포함할 수 있다.
몇몇 경우, 상기 제 1 증류 및 상기 시안화 수소 처리는 단일 시스템으로 조합될 수 있다. 그러한 경우, 조합된 제 1 증류/시안화 수소 제거에서 배출되는 스트림은 시안화 수소를 거의 또는 전혀 포함하지 않을 수 있다. 그리고, 상기 배출 스트림은 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림과 조성이 유사할 수 있다.
압력 변동 증류
상기 조질 아세토나이트릴 스트림 처리는 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성한다. 전술된 바와 같이, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림은 압력 변동 증류 시스템에서 정제되어 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성한다. 상기 압력 변동 증류 시스템은 증발 및 증류에 대한 압력의 영향을 활용하여 중간체 아세토나이트릴 스트림을 정제한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 압력 변동 증류 시스템은 다양한 압력에서 조작되는 일련의 증류 칼럼, 예를 들어 저압 증류 칼럼 및 고압 증류 칼럼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 변동 증류 시스템은 먼저 저압 증류 칼럼에서 및 이어서 고압 증류 칼럼에서 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 증류할 수 있다. 다르게는, 상기 압력 변동 증류 시스템은 먼저 고압 증류 칼럼에서 및 이어서 저압 증류 칼럼에서 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 증류할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 압력 변동 증류 시스템은 더 많은 개수의 증류 칼럼, 예를 들어 저압 증류 칼럼, 중압 증류 칼럼 및 고압 증류 칼럼을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 압력 변동 증류 시스템은, 제시된 칼럼 내의 압력이 예를 들어 펌프에 의해 조작되는 하나 이상의 칼럼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 저압의 압력-제어된 증류 칼럼에서 압력으로 먼저 증류하고, 이어서 상기 압력-제어된 증류 칼럼 내의 압력을 증가시켜 중간체 아세토나이트릴 스트림을 고압에서 증류한다.
상기 압력 변동 증류 시스템은, 구조에 관계없이, 다양한 압력에서 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 증류함으로써 조작된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 압력 변동 증류 시스템은 저압 제 2 칼럼 및 고압 제 3 칼럼을 포함한다. 그리고, 다양한 압력에서의 증류들의 조합은 예기치 않게 성분들(예컨대, 아세토나이트릴 및/또는 메탄올 및/또는 아세토나이트릴-메탄올 공비 혼합물)의 전체 분리를 개선한다.
몇몇 실시양태에서, 상기 압력 변동 증류 시스템의 저압 칼럼, 예를 들어 저압 제 2 칼럼은 -15 psig 미만 내지 0 psig, 예를 들어 -10 psig 내지 0 psig, -8 psig 내지 0 psig, -5 psig 내지 0 psig, -15 psig 내지 -1 psig, -10 psig 내지 -1 psig, -8 psig 내지 -1 psig, -5 psig 내지 -1 psig, -15 psig 내지 -2 psig, -10 psig 내지 -2 psig, -8 psig 내지 -2 psig, 또는 -5 psig 내지 -2 psig 범위의 압력에서 조작된다. 상한과 관련하여, 상기 저압 제 2 칼럼은 0 psig 미만, 예를 들어 -1 psig 미만 또는 -2 psig 미만의 압력에서 조작될 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 저압 제 2 칼럼은 -15 psig 초과, 예를 들어 -10 psig 초과, -8 psig 초과 또는 -5 psig 초과의 압력에서 조작될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 압력 변동 증류 시스템의 고압 칼럼, 예를 들어 고압 제 3 칼럼은 10 psig 내지 50 psig, 예를 들어 15 psig 내지 50 psig, 25 psig 내지 50 psig, 30 psig 내지 50 psig, 10 psig 내지 45 psig, 15 psig 내지 45 psig, 25 psig 내지 45 psig, 30 psig 내지 45 psig, 10 psig 내지 40 psig, 15 psig 내지 40 psig, 25 psig 내지 40 psig, 또는 30 psig 내지 40 psig 범위의 압력에서 조작된다. 상한과 관련하여, 상기 고압 제 3 칼럼은 50 psig 미만, 예를 들어 45 psig 미만 또는 40 psig 미만의 압력에서 조작될 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 고압 제 3 칼럼은 10 psig 초과, 예를 들어 15 psig 초과, 25 psig 초과 또는 30 psig 초과의 압력에서 조작될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 고압 제 3 칼럼은 225℉ 내지 325℉, 예를 들어, 225℉ 내지 320℉, 225℉ 내지 310℉, 225℉ 내지 300℉, 230℉ 내지 325℉, 230℉ 내지 320℉, 230℉ 내지 310℉, 230℉ 내지 300℉, 240℉ 내지 325℉, 240℉ 내지 320℉, 240℉ 내지 310℉, 240℉ 내지 300℉, 250℉ 내지 325℉, 250℉ 내지 320℉, 250℉ 내지 310℉, 또는 250℉ 내지 300℉ 범위의 온도에서 조작된다. 하한과 관련하여, 상기 고압 제 3 칼럼은 225℉ 초과, 예를 들어, 230℉ 초과, 240℉ 초과, 또는 250℉ 초과의 온도에서 조작될 수 있다. 상한과 관련하여, 상기 고압 제 3 칼럼은 325℉ 미만, 예를 들어 325℉ 미만, 예를 들어, 320℉ 미만, 310℉ 미만, 또는 300℉ 미만의 온도에서 조작될 수 있다.
상기 압력 변동 증류 시스템 내에서, 아세토나이트릴은 아세토나이트릴-물 공비 혼합물을 형성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 압력 변동 증류 시스템은 75 중량% 내지 100 중량%, 예를 들어, 75 중량% 내지 99.9 중량%, 75 중량% 내지 99 중량%, 75 중량% 내지 98 중량%, 75 중량% 내지 97 중량%, 80 중량% 내지 100 중량%, 80 중량% 내지 99.9 중량%, 80 중량% 내지 99 중량%, 80 중량% 내지 98 중량%, 80 중량% 내지 97 중량%, 85 중량% 내지 100 중량%, 85 중량% 내지 99.9 중량%, 85 중량% 내지 99 중량%, 85 중량% 내지 98 중량%, 85 중량% 내지 97 중량%, 90 중량% 내지 100 중량%, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 90 중량% 내지 99 중량%, 90 중량% 내지 98 중량%, 90 중량% 내지 97 중량%, 95 중량% 내지 100 중량%, 95 중량% 내지 99.9 중량%, 95 중량% 내지 99 중량%, 95 중량% 내지 98 중량%, 또는 95 중량% 내지 97 중량% 범위의 양으로 아세토나이트릴-물 공비 혼합물을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 압력 변동 증류 유닛은 100 중량% 미만, 예를 들어 99.9 중량% 미만, 99 중량% 미만, 98 중량% 미만, 또는 97 중량% 미만의 아세토나이트릴-물 공비 혼합물을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 압력 변동 증류 유닛은 75 중량% 초과, 예를 들어, 80 중량% 초과, 85 중량% 초과, 90 중량% 초과, 또는 95 중량% 초과의 아세토나이트릴-물 공비 혼합물을 포함할 수 있다.
달리 말하면, 상기 압력 변동 증류 시스템 내에서, 아세토나이트릴은 공비 혼합물 형태로, 예를 들어 공비 혼합물의 일부로 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 압력 변동 증류 시스템은 65 중량% 내지 90 중량%, 예를 들어, 65 중량% 내지 89 중량%, 65 중량% 내지 88 중량%, 65 중량% 내지 87 중량%, 70 중량% 내지 90 중량%, 70 중량% 내지 89 중량%, 70 중량% 내지 88 중량%, 70 중량% 내지 87 중량%, 75 중량% 내지 90 중량%, 75 중량% 내지 89 중량%, 75 중량% 내지 88 중량%, 75 중량% 내지 87 중량%, 80 중량% 내지 90 중량%, 80 중량% 내지 89 중량%, 80 중량% 내지 88 중량%, 80 중량% 내지 87 중량%, 85 중량% 내지 90 중량%, 85 중량% 내지 89 중량%, 85 중량% 내지 88 중량%, 또는 85 중량% 내지 87 중량% 범위의 양으로 공비 아세토나이트릴을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 압력 변동 증류 유닛은 90 중량% 미만, 예를 들어 90 중량% 미만, 89 중량% 미만, 88 중량% 미만 또는 87 중량% 미만의 공비 아세토나이트릴을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 압력 변동 증류 유닛은 65 중량% 초과, 예를 들어, 70 중량% 초과, 75 중량% 초과, 80 중량% 초과, 또는 85 중량% 초과의 공비 아세토나이트릴을 포함할 수 있다. 다양한 압력에서의 증류는 예기치 않게 상기 공비 혼합물로부터 공비 아세토나이트릴을 분리하는 데 있어서 개선을 제공한다.
상기 압력 변동 증류는 일반적으로 탑정 스트림 및 탑저 스트림을 생성한다. 몇몇 경우, 상기 압력 변동 증류 시스템의 고압 증류 칼럼은 탑정 스트림 및 탑저 스트림을 생성한다. 상기 탑정 스트림은 메탄올, 예를 들어 처리 후 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림에 남아있을 수 있는 메탄올의 일부 또는 전부를 포함한다. 상기 탑정 스트림, 예를 들어 상기 재순환 스트림은 유리하게는 상기 제 1 증류 칼럼으로 재순환되어 그로부터 메탄올을 추가로 분리할 수 있다. 그렇게 함으로써, 상기 메탄올은 상기 압력 변동 증류 시스템의 하류(예컨대, 제 4 칼럼)로 이송되는 것이 방지되며, 이는 유리하게는 탑저 스트림(예컨대, 아세토나이트릴 생성물 스트림)의 최종 정제를 개선한다. 상기 압력 변동 증류 시스템이 저 메탄올 함량 탑저 스트림(이는, 아세토나이트릴 정제를 위한 제 4 칼럼으로 이송될 수 있음)을 생성하기 때문에, 특히 제 4 증류 칼럼에서의 메탄올 및 아세토나이트릴-메탄올 공비 혼합물 분리와 관련된 문제가 유리하게 완화된다.
몇몇 실시양태에서, 상기 재순환 스트림은 상기 압력 변동 증류 시스템의 탑정 스트림을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 상기 재순환 스트림은 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 0.075 중량% 내지 10 중량%, 0.75 중량% 내지 5 중량%, 또는 0.75 중량% 내지 3 중량% 범위의 양으로 메탄올을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 재순환 스트림은 10 중량% 미만, 예를 들어, 5 중량% 미만, 또는 3 중량% 미만의 메탄올을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 재순환 스트림은 0.1 중량% 초과, 예를 들어 0.5 중량% 초과, 또는 0.75 중량% 초과의 메탄올을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 재순환 스트림은 20 중량% 내지 90 중량%, 예를 들어 20 중량% 내지 85 중량%, 20 중량% 내지 80 중량%, 40 중량% 내지 90 중량%, 40 중량% 내지 85 중량%, 40 중량% 내지 80 중량%, 50 중량% 내지 90 중량%, 50 중량% 내지 85 중량%, 또는 50 중량% 내지 80 중량% 범위의 양으로 아세토나이트릴을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 재순환 스트림은 90 중량% 미만, 예를 들어, 85 중량% 미만, 또는 80 중량% 미만의 아세토나이트릴을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 재순환 스트림은 20 중량% 초과, 예를 들어, 40 중량% 초과, 또는 50 중량% 초과의 아세토나이트릴을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 탑저 스트림, 예를 들어 아세토나이트릴 생성물 스트림은 85 중량% 내지 100 중량%, 예를 들어, 85 중량% 내지 99.9 중량%, 85 중량% 내지 99.5 중량%, 87 중량% 내지 100 중량%, 87 중량% 내지 99.9 중량%, 87 중량% 내지 99.5 중량%, 90 중량% 내지 100 중량%, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 90 중량% 내지 99.5 중량%, 92 중량% 내지 100 중량%, 92 중량% 내지 99.5 중량%, 92 중량% 내지 95 중량%, 95 중량% 내지 100 중량%, 95 중량% 내지 99.9 중량%, 또는 95 중량% to 99.5 중량% 범위의 양으로 아세토나이트릴을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 아세토나이트릴 스트림은 100 중량% 미만, 예를 들어, 99.9 중량% 미만 또는 99.5 미만의 아세토나이트릴을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 정제된 아세토나이트릴 스트림은 85 중량% 초과, 예를 들어, 87 중량% 초과, 90 중량% 초과, 92 중량% 초과, 95 중량% 초과, 또는 97 중량% 초과의 아세토나이트릴을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 탑저 스트림, 예를 들어 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0 중량% 내지 0.5 중량%, 예를 들어 0 중량% 내지 0.1 중량%, 0 중량% 내지 0.05 중량%, 0 중량% 내지 0.01 중량%, 0 중량% 내지 0.005 중량%, 0 중량% 내지 0.0001 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.5 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.1 중량%, 0.0005 중량% 내지 0.05 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.01 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.005 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.0001 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.5 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.1 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.05 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.01 중량%, 또는 0.0001 중량% 내지 0.005 중량% 범위의 양으로 메탄올을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0.5 중량% 미만, 예를 들어, 0.1 중량% 미만, 0.05 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 0.005 중량% 미만, 또는 0.0001 중량% 미만의 메탄올을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0 중량% 초과, 예를 들어, 0.00005 중량% 초과 또는 0.0001 중량% 초과의 메탄올을 포함할 수 있다.
아세토나이트릴 생성물 스트림의 정제
전술된 바와 같이, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림은 비교적 적은 불순물, 예를 들어 메탄올을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림은 충분히 고농도의 아세토나이트릴을 포함한다. 따라서, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림은 추가로 정제될 필요가 없다. 예를 들어, 몇몇 경우, "ACN-등급" 아세토나이트릴 생성물이 바람직하다. 이러한 경우, (수반되는 아세토나이트릴 순도를 갖는) 아세토나이트릴 생성물 스트림의 성공적인 형성은, 적합하고 가치있는 상업적 제품을 제공한다. 본 발명의 방법에 의해 생산될 수 있는 다른 상업적 등급은 표준 산업적 등급, 실험실 등급, ACS 등급, 크로마토그래피 등급, LC 등급 및 UHPLC 등급을 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 더 높은 순도의 아세토나이트릴이 바람직하거나 필요할 수 있다. 이와 같이, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림은, 예를 들어 최종 증류 칼럼에서 증류되어 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성할 수 있다. 다양한 증류 칼럼이 당업자에게 공지되어 있으며, 이러한 칼럼이 본 발명에서 최종 증류로서 사용될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 최종 증류 칼럼은 100 mmHg 내지 400 mmHg, 예를 들어 100 mmHg 내지 375 mmHg, 100 mmHg 내지 350 mmHg, 100 mmHg 내지 325 mmHg, 100 mmHg 내지 300 mmHg, 125 mmHg 내지 400 mmHg, 125 mmHg 내지 375 mmHg, 125 mmHg 내지 350 mmHg, 125 mmHg 내지 325 mmHg, 125 mmHg 내지 300 mmHg, 150 mmHg 내지 400 mmHg, 150 mmHg 내지 375 mmHg, 150 mmHg 내지 350 mmHg, 150 mmHg 내지 325 mmHg, 150 mmHg 내지 300 mmHg, 175 mmHg 내지 400 mmHg, 175 mmHg 내지 375 mmHg, 175 mmHg 내지 350 mmHg, 175 mmHg 내지 325 mmHg, 175 mmHg 내지 300 mmHg, 200 mmHg 내지 400 mmHg, 200 mmHg 내지 375 mmHg, 200 mmHg 내지 350 mmHg, 200 mmHg 내지 325 mmHg, 또는 200 mmHg 내지 300 mmHg 범위의 압력에서 조작된다. 하한과 관련하여, 상기 최종 증류 칼럼은 100 mmHg 초과, 예를 들어 125 mmHg 초과, 150 mmHg 초과, 175 mmHg 초과 또는 200 mmHg 초과의 범위의 압력에서 조작될 수 있다. 상한과 관련하여, 상기 최종 증류 칼럼은 400 mmHg 미만, 예를 들어, 375 mmHg 미만, 350 mmHg 미만, 325 mmHg 미만 또는 300 mmHg 미만의 압력에서 조작될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 최종 증류 칼럼은 80℉ 내지 200℉, 예를 들어, 80℉ 내지 180℉, 80℉ 내지 170℉, 80℉ 내지 160℉, 90℉ 내지 200℉, 90℉ 내지 180℉, 90℉ 내지 170℉, 90℉ 내지 160℉, 95℉ 내지 200℉, 95℉ 내지 180℉, 95℉ 내지 170℉, 95℉ 내지 160℉, 100℉ 내지 200℉, 100℉ 내지 180℉, 100℉ 내지 170℉, 또는 100℉ 내지 160℉ 범위의 온도에서 조작된다. 하한과 관련하여, 상기 최종 증류 칼럼은 80℉ 초과, 예컨대 90℉ 초과, 95℉ 초과, 또는 100℉ 초과 범위의 온도에서 조작된다. 상한과 관련하여, 상기 최종 증류 칼럼은 200℉ 미만, 예를 들어, 180℉ 미만, 170℉ 미만 또는 160℉ 미만의 온도에서 조작될 수 있다.
몇몇 경우, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림의 정제는 그로부터 프로피오나이트릴을 제거하는 것을 포함한다. 전술된 바와 같이, 임의적으로 아세토나이트릴의 정제와 조합된 상류 조작(예컨대, 메탄올 및/또는 시안화 수소의 제거)은 특히 고순도 아세토나이트릴 생성물을 생성하는 것으로 밝혀졌다.
하나의 실시양태에서, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 95 중량% 내지 100 중량%, 예를 들어 95 중량% 내지 99.999 중량%, 95 중량% 내지 99.99 중량%, 97 중량% 내지 100 중량%, 97 중량% 내지 99.999 중량%, 97 중량% 내지 99.99 중량%, 98 중량% 내지 100 중량%, 98 중량% 내지 99.999 중량%, 98 중량% 내지 99.99 중량%, 99 중량% 내지 100 중량%, 99 중량% 내지 99.99 중량%, 99 중량% 내지 99.9 중량%, 99.9 중량% 내지 100 중량%, 99.9 중량% 내지 99.999 중량%, 또는 99.9 중량% 내지 99.99 중량% 범위의 양으로 아세토나이트릴을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 정제된 아세토나이트릴 스트림은 100 중량% 미만, 예를 들어, 99.999 중량% 미만 또는 99.99 미만의 아세토나이트릴을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 정제된 아세토나이트릴 스트림은 95 중량% 초과, 예를 들어, 97 중량% 초과, 98 중량% 초과, 99 중량% 초과, 99.9 중량% 초과, 또는 99.99 중량% 초과의 아세토나이트릴을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은, 예를 들어 0 중량% 내지 0.1 중량%, 예를 들어, 0 중량% 내지 0.05 중량%, 0 중량% 내지 0.01 중량%, 0 중량% 내지 0.005 중량%, 0 중량% 내지 0.0001 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.1 중량%, 0.0005 중량% 내지 0.05 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.01 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.005 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.0001 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.1 중량%, .0001 중량% 내지 0.05 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.01 중량%, 또는 0.0001 중량% 내지 0.005 중량% 범위의 양으로, (존재한다면) 소량의 프로피오나이트릴을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0.1 중량% 미만, 예를 들어, 0.05 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 0.005 중량% 미만 또는 0.0001 중량% 미만의 프로피오나이트릴을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0 중량% 초과, 예를 들어, 0.00005 중량% 초과 또 0.0001 중량% 초과의 프로피오나이트릴을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은, 예를 들어, 0 중량% 내지 0.1 중량%, 예를 들어, 0 중량% 내지 0.05 중량%, 0 중량% 내지 0.01 중량%, 0 중량% 내지 0.005 중량%, 0 중량% 내지 0.0001 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.1 중량%, 0.0005 중량% 내지 0.05 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.01 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.005 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.0001 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.1 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.05 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.01 중량%, 또는 0.0001 중량% 내지 0.005 중량% 범위의 양으로, (존재한다면) 소량의 옥사졸을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0.1 중량% 미만, 예를 들어, 0.05 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 0.005 중량% 미만 또는 0.0001 중량% 미만의 옥사졸을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0 중량% 초과, 예를 들어, 0.00005 중량% 초과 또는 0.0001 중량% 초과의 옥사졸을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0 중량% 내지 0.5 중량%, 예를 들어, 0 중량% 내지 0.1 중량%, 0 중량% 내지 0.05 중량%, 0 중량% 내지 0.01 중량%, 0 중량% 내지 0.005 중량%, 0 중량% 내지 0.0001 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.5 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.1 중량%, 0.0005 중량% 내지 0.05 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.01 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.005 중량%, 0.00005 중량% 내지 0.0001 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.5 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.1 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.05 중량%, 0.0001 중량% 내지 0.01 중량%, 또는 0.0001 중량% 내지 0.005 중량% 범위의 양으로 메탄올을 포함한다. 상한과 관련하여, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0.5 중량% 미만, 예를 들어, 0.1 중량% 미만, 0.05 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 0.005 중량% 미만 또는 0.0001 중량% 미만의 메탄올을 포함할 수 있다. 하한과 관련하여, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림은 0 중량% 초과, 예를 들어, 0.00005 중량% 초과 또는 0.0001 중량% 초과의 메탄올을 포함할 수 있다.
분리 방식
유리하게는, 본 발명의 시스템은 전통적인 시스템보다 적은 수의 칼럼을 사용하며, 이는 특히, 복잡성과 자본 비용을 줄이는 이점을 제공한다. 하나의 실시양태에서, 상기 분리 방식은 임의의 칼럼을 제거한다. 몇몇 경우, 상기 공정은 6개 이하의 증류 칼럼, 예를 들어 5개 이하의 칼럼, 4개 이하의 칼럼, 3개 이하의 칼럼 또는 2개 이하의 칼럼을 포함한다. 몇몇 경우, 상기 분리 방식은 6개의 칼럼만 포함한다. 몇몇 경우, 상기 분리 방식은 5개의 칼럼만 포함한다. 몇몇 경우, 상기 분리 방식은 4개의 칼럼만 포함한다. 몇몇 경우, 상기 분리 방식은 3개의 칼럼만 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 분리 방식은, 옥사졸 및 프로피오나이트릴을 포함하는 공급원료 스트림을 정제하여, 0.01 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는 중간체 아세토나이트릴 스트림, 1 중량% 미만의 메탄올을 포함하는 아세토나이트릴 생성물 스트림, 및 99.5 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성한다.
하나의 실시양태에서, 상기 분리 방식은, 알릴 알코올을 추가로 포함하는 공급원료 스트림을 정제하여, 0.5 중량% 미만의 알릴 알코올을 포함하는 중간체 아세토나이트릴 스트림, 0.01 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는 아세토나이트릴 생성물 스트림, 및 99.8 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성한다.
하나의 실시양태에서, 상기 분리 방식은, 옥사졸, 아세톤 및 프로피오나이트릴을 추가로 포함하는 공급원료 스트림을 정제하여, 98 중량% 이상의 아세토나이트릴 및 1 중량% 미만의 프로피오나이트릴을 포함하는 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성한다.
하나의 실시양태에서, 상기 분리 방식은, 80 중량% 이상의 물을 포함하는 공급원료 스트림을 정제하여, 50 중량% 미만의 물을 포함하는 중간체 아세토나이트릴 스트림, 90 중량% 이상의 아세토나이트릴 및 5 중량% 미만의 물을 포함하는 아세토나이트릴 생성물 스트림, 및 99 중량% 이상의 아세토나이트릴 및 0.5 중량% 미만의 물을 포함하는 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성한다.
도 1은, 예시적인 분리 방식(100)을 도시한다. 분리 방식(100)에서, 공급원료 스트림(102)는 조합된 제 1 증류 칼럼(104)로 공급되고, 여기서 증류되어 조질 아세토나이트릴 스트림(106)이 생성된다. 조질 아세토나이트릴 스트림(106)은 증해기(108)로 공급되어 가성 용액으로 처리되다. 중간체 아세토나이트릴 스트림(110)이 증해기(108)로부터 회수된다. 이어서, 중간체 아세토나이트릴 스트림(110)은 압력 변동 증류 유닛(112)으로 공급된다. 재순환 스트림(118)이 압력 변동 증류 유닛(112)에서 배출되어 제 1 증류 칼럼(104)으로 재순환된다. 아세토나이트릴 생성물 스트림(120)이 압력 변동 증류 유닛(112)에서 배출되고 최종 증류 칼럼(122)에서 정제되어, 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림(124)이 생성된다.
도 2는 또다른 예시적인 분리 방식(200)을 도시한다. 분리 방식(200)에서, 공급원료 스트림(202)이 제 1 증류 칼럼(204)으로 공급되고, 여기서 증류되어 조질 아세토나이트릴 스트림(206)이 생성된다. 조질 아세토나이트릴 스트림(206)은 증해기(208)에 공급되어 가성 용액으로 처리된다. 중간체 아세토나이트릴 스트림(210)이 증해기(208)로부터 회수된다. 이어서, 중간체 아세토나이트릴 스트림(210)은, 저압 증류 칼럼(214) 및 고압 증류 칼럼(216)을 포함하는 압력 변동 증류 유닛(212)으로 공급된다. 재순환 스트림(218)이 고압 증류 칼럼(216)에서 탑정 생성물로서 배출되고 제 1 증류 칼럼(204)으로 재순환된다. 아세토나이트릴 생성물 스트림(220)이 고압 증류 칼럼(216)에서 탑저 스트림으로서 배출된다. 도 2의 분리 방식(200)에서, 아세토나이트릴 생성물 스트림(220)은 적합하게 높은 농도의 아세토나이트릴을 포함한다. 따라서, 분리 방식(200)에서는, 아세토나이트릴 생성물 스트림(220)을 더 정제할 필요가 없다.
도 3은 또다른 예시적인 분리 방식(300)을 도시한다. 분리 방식(300)에서, 공급원료 스트림(302)이 제 1 증류 칼럼(304)으로 공급되고, 여기서 증류되어 조질 아세토나이트릴 스트림(306)을 생성한다. 조질 아세토나이트릴 스트림(306)은 증해기(308)에 공급되어 가성 용액으로 처리된다. 중간체 아세토나이트릴 스트림(310)이 증해기(308)로부터 회수된다. 이어서, 중간체 아세토나이트릴 스트림(310)은, 저압 증류 칼럼(314) 및 고압 증류 칼럼(316)을 포함하는 압력 변동 증류 유닛(312)으로 공급된다. 재순환 스트림(318)이 고압 증류 칼럼(316)에서 탑정 생성물로서 배출되고 제 1 증류 칼럼(304)으로 재순환된다. 아세토나이트릴 생성물 스트림(320)이 고압 증류 칼럼(316)에서 탑저 스트림으로서 배출된다. 아세토나이트릴 생성물 스트림(320)은 최종 증류 칼럼(322)에서 정제되어, 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림(324)이 생성된다.
실시예
본 발명은 하기 비제한적인 실시예를 고려하여 더 잘 이해될 것이다.
실시예 1
아크릴로나이트릴 생산 및 정제 공정으로부터의 3개의 폐 스트림을 합쳐 공급원료 스트림을 제조하였다. 각각의 폐 스트림의 조성 및 합친 공급원료 스트림의 조성은 하기 표 1에 제공된다.
상기 공급원료 스트림을 제 1 증류 칼럼에서 증류하였다. 제 1 증류는, 주로 물을 포함하는 탑저 스트림을 생성하였다. 상기 탑저 스트림은 버렸다. 조질 아세토나이트릴 스트림을 측면 커트(cut)로서 상기 제 1 증류 칼럼으로부터 제거하였다. 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 증해기에 공급하고, 여기에 수성 수산화 나트륨을 가하여, 조질 아세토나이트릴 스트림 중의 시안화 수소를 소모하였다. 이어서, 중간체 아세토나이트릴 스트림을 증해기로부터 제거하였다. 상기 제 1 증류 칼럼의 탑저 스트림, 조질 아세토나이트릴 스트림 및 중간체 아세토나이트릴 스트림의 조성은 하기 표 2에 제공된다.
이어서, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 압력 변동 증류 장치에서 정제하였다. 특히, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 저압 증류 칼럼에서 증류하였다. 상기 저압 증류 칼럼의 탑저 스트림을 폐기물로서 버렸다. 상기 저압 증류 칼럼의 탑정 스트림을 고압 증류 칼럼에서 응축 및 증류시켰다. 상기 고압 증류 칼럼의 탑정물의 일부를 재순환 스트림으로서 상기 제 1 증류 칼럼으로 재순환시켰다. 아세토나이트릴 생성물 스트림을 상기 고압 증류 칼럼의 탑저 스트림으로서 수집하였다. 상기 저압 증류 칼럼의 탑저 스트림, 상기 저압 증류 칼럼의 응축된 탑정물, 상기 재순환 스트림 및 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림의 조성은 하기 표 3에 제공된다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 방법을 수행하였다. 아세토나이트릴을 최종 증류 칼럼에서 증류하여 추가로 정제하였다. 상기 최종 증류 칼럼의 탑저 스트림을 폐 스트림으로서 버렸다. 상기 최종 증류 칼럼의 탑정 스트림을 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림으로서 응축시켰다. 상기 최종 증류 칼럼의 탑저 스트림 및 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림의 조성은 하기 표 4에 제공된다.
실시양태
하기 실시예가 고려된다. 특징들 및 실시양태들의 모든 조합이 고려된다.
실시양태 1 : 메탄올 및 아세토나이트릴을 포함하는 공급원료 스트림을 제 1 증류 칼럼에서 증류하여 조질 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리하여 시안화 수소를 제거하고, 1 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 압력 변동 증류 시스템에서 정제하여 아세토나이트릴 생성물 스트림 및 재순환 스트림을 생성하는 단계, 및 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림을 정제하여, 98 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 형성하는 단계를 포함하는, 아세토나이트릴 회수 방법.
실시양태 2 : 실시양태 1에 있어서, 상기 압력 변동 증류 시스템이 저압 증류 칼럼 및 고압 증류 칼럼을 포함하고, 상기 고압 증류 칼럼은 탑정 스트림 및 탑저 스트림을 제공하는, 회수 방법.
실시양태 3 : 실시양태 2에 있어서, 상기 재순환 스트림이 상기 고압 증류 칼럼의 탑정 스트림인, 회수 방법.
실시양태 4 : 실시양태 2 또는 3에 있어서, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림이 상기 고압 증류 칼럼의 탑저 스트림인, 회수 방법.
실시양태 5 : 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림이 1 중량% 미만의 메탄올을 포함하고, 상기 공급원료 스트림이 옥사졸 및 프로피오나이트릴을 추가로 포함하고, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림이 0.01 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하고, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림이 99.5 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 6 : 실시양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 재순환 스트림이 메탄올을 포함하고, 상기 방법이, 상기 재순환 스트림을 상기 제 1 증류 칼럼으로 재순환시키는 단계를 추가로 포함하는, 회수 방법.
실시양태 7 : 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 재순환 스트림이 0.01 중량% 이상의 메탄올을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 8 : 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 재순환 스트림이 0.01 중량% 내지 5 중량% 메탄올을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 9 : 실시양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림의 정제가, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림을 증류하여 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성하는 것을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 10 : 실시양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 공급원료 스트림이 0.05 중량% 이상의 메탄올을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 11 : 실시양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 공급원료 스트림이 5 중량% 미만의 아세토나이트릴을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 12 : 실시양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 공급원료 스트림이 프로피오나이트릴을 추가로 포함하는, 회수 방법.
실시양태 13 : 실시양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 처리가, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 가성 용액과 반응시켜 시안화 수소를 반응 제거하는 것을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 14 : 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림이 0.1 중량% 내지 5 중량%의 시안화 수소를 포함하는, 회수 방법.
실시양태 15 : 실시양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림이 0.05 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는, 회수 방법.
실시양태 16 : 실시양태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 공급원료 스트림이 아크릴로나이트릴 생산 공정으로부터의 하나 이상의 폐 스트림을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 17 : 실시양태 2 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 저압 증류 칼럼이 -5 psig 미만의 압력에서 조작되는, 회수 방법.
실시양태 18 : 실시양태 2 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 고압 증류 칼럼이 10 psig 초과의 압력에서 조작되는, 회수 방법.
실시양태 19 : 실시양태 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림이 99.9 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 20 : 실시양태 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림이 0.1 중량% 미만의 프로피오나이트릴을 포함하는, 회수 방법.
실시양태 21 : 메탄올 및 아세토나이트릴을 포함하는 공급원료 스트림을 제 1 증류 칼럼에서 증류하여 조질 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리하여 시안화 수소를 제거하고, 1 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계, 및 상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 압력 변동 증류 시스템에서 정제하여 재순환 스트림 및 90 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성하는 단계를 포함하는, 아세토나이트릴 회수 방법.
Claims (21)
- 메탄올 및 아세토나이트릴을 포함하는 공급원료(feedstock) 스트림을 제 1 증류 칼럼에서 증류하여 조질 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계,
상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리하여 시안화 수소를 제거하고, 1 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계,
상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 압력 변동(pressure swing) 증류 시스템에서 정제하여 아세토나이트릴 생성물 스트림 및 재순환 스트림을 생성하는 단계, 및
상기 아세토나이트릴 생성물 스트림을 정제하여, 98 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 형성하는 단계
를 포함하는, 아세토나이트릴 회수 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 압력 변동 증류 시스템이 저압 증류 칼럼 및 고압 증류 칼럼을 포함하고,
상기 고압 증류 칼럼이 탑정(overhead) 스트림 및 탑저(bottom) 스트림을 제공하는, 회수 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 재순환 스트림이 상기 고압 증류 칼럼의 탑정 스트림인, 회수 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 아세토나이트릴 생성물 스트림이 상기 고압 증류 칼럼의 탑저 스트림인, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아세토나이트릴 생성물 스트림이 1 중량% 미만의 메탄올을 포함하고,
상기 공급원료 스트림이 옥사졸 및 프로피오나이트릴을 추가로 포함하고,
상기 중간체 아세토나이트릴 스트림이 0.01 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하고,
상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림이 99.5 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재순환 스트림이 메탄올을 포함하고,
상기 방법이, 상기 재순환 스트림을 상기 제 1 증류 칼럼으로 재순환시키는 단계를 추가로 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재순환 스트림이 0.01 중량% 이상의 메탄올을 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재순환 스트림이 0.01 중량% 내지 5 중량%의 메탄올을 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아세토나이트릴 생성물 스트림의 정제가, 상기 아세토나이트릴 생성물 스트림을 증류하여 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성하는 것을 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급원료 스트림이 0.05 중량% 이상의 메탄올을 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급원료 스트림이 5 중량% 미만의 아세토나이트릴을 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급원료 스트림이 프로피오나이트릴을 추가로 포함하는 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리가, 상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 가성(caustic) 용액과 반응시켜 시안화 수소를 반응 제거하는(react out) 것을 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조질 아세토나이트릴 스트림이 0.1 중량% 내지 5 중량%의 시안화 수소를 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간체 아세토나이트릴 스트림이 0.05 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급원료 스트림이 아크릴로나이트릴 생산 공정으로부터의 하나 이상의 폐(waste) 스트림을 포함하는, 회수 방법. - 제 2 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저압 증류 칼럼이 -5 psig 미만의 압력에서 조작되는, 회수 방법. - 제 2 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고압 증류 칼럼이 10 psig 초과의 압력에서 조작되는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림이 99.9 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는, 회수 방법. - 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정제된 아세토나이트릴 생성물 스트림이 0.1 중량% 미만의 프로피오나이트릴을 포함하는, 회수 방법. - 메탄올 및 아세토나이트릴을 포함하는 공급원료 스트림을 제 1 증류 칼럼에서 증류하여 조질 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계,
상기 조질 아세토나이트릴 스트림을 처리하여 시안화 수소를 제거하고, 1 중량% 미만의 시안화 수소를 포함하는 중간체 아세토나이트릴 스트림을 생성하는 단계, 및
상기 중간체 아세토나이트릴 스트림을 압력 변동 증류 시스템에서 정제하여, 재순환 스트림 및 90 중량% 이상의 아세토나이트릴을 포함하는 아세토나이트릴 생성물 스트림을 생성하는 단계
를 포함하는, 아세토나이트릴 회수 방법.
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