KR20230058521A - 아세토니트릴 회수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 메탄올, 알릴 알코올, 옥사졸, 아세토니트릴, 물 및 시안화수소를 포함하는 공급원료 스트림을 처리하여 시안화수소를 제거하여, 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계를 포함하는 아세토니트릴의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 아세토니트릴 스트림을 제1 증류 컬럼에서 증류하여 옥사졸 및 메탄올을 포함하는 제1 증류물; 및 아세토니트릴 및 옥사졸 및 1중량% 미만의 알릴 알코올을 포함하는 제1 중간부 아세토니트릴 스트림; 알릴 알코올 및 물을 포함하는 제1 하부물 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 이 방법은, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 정제하여 아세토니트릴 생성물 스트림 및 알릴 알코올을 포함하는 재순환 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함한다.

Description

아세토니트릴 회수 방법

본 발명은 일반적으로 산업 공정으로부터 아세토니트릴의 회수에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 알릴 알코올, 옥사졸 및 메탄올을 포함하는 아크릴로니트릴 폐기물 스트림으로부터 아세토니트릴을 회수하는 방법에 관한 것이다.

우선권 주장

본 출원은 2020년 9월 3일에 출원된 미국 가출원 번호 63/074,316에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본원에 참고로 인용된다.

예를 들어, 시아노 작용기를 갖는 유기 화합물과 같은 시아노카본은 공지되어 있고 다양한 적용례에서 널리 사용된다. 아크릴로니트릴을 포함하는 많은 이들 화합물은 나일론, 폴리아크릴로니트릴 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌과 같은 다양한 중합체를 제조하기 위한 단량체로 사용된다. 시아노카본을 생성하는 여러 방법이 당업계에 알려져 있으며, 이러한 생성 방법은 종종 소량의 바람직한 부산물(co-product)을 포함하는 폐기물 스트림을 생성한다. 예를 들어, 아세토니트릴은 산업용 아크릴로니트릴 생성 공정의 많은 기존 폐기물 스트림에 존재할 수 있다. 전형적으로, 이 부산물 아세토니트릴은 잘 알려진 분리 계획을 사용하여 회수된다. 그러나, 이러한 아크릴로니트릴 공정 폐기물 스트림 분리 계획은, 특히 더 낮은 아세토니트릴 농도가 존재할 때에 효율성 문제가 있는 것으로 밝혀졌다. 중요하게도, 많은 종래의 분리 계획은, 특히 분리하기 어려운 것으로 밝혀진 알릴 알코올, 옥사졸 및 메탄올과 같은 일부 불순물이 폐기물 스트림에 존재하는 것을 고려하지 않는다. 한 예로, 메탄올 분리는, 아세토니트릴과의 공비하는(azeotrope) 경향 때문에 어렵다.

아세토니트릴을 회수하기 위한 다수의 공정이 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제4,362,603호는, 다양한 압력에서 3개의 증류 구역에서 증류함으로써 아세토니트릴, 물, HCN, 아크릴로니트릴, 및 기타 유기물, 예컨대 옥사졸, 알릴 알코올, 아세톤 또는 프로피오니트릴을 포함하는 스트림으로부터 아세토니트릴 부산물을 회수하는 방법을 개시하고 있다.

또 다른 예로서, 미국 특허 제6,780,289호는, 대기압 미만에서 제1 분별 증류 컬럼에서 조질 아세토니트릴을 증류하는 단계, 아세토니트릴을 포함하는 제1 측부 인취물(side draw) 분획을 인취(withdrawing)하는 단계, 상기 제1 측부 인취물 분획을 초대기압에서 제2 분별 증류 컬럼에서 증류하는 단계, 및 정제된 아세토니트릴을 포함하는 제2 측부 인취물 분획을 제2 증류로부터 인취하는 단계를 포함하는 조질 아세토니트릴의 정제 방법을 개시한다.

이들 참고문헌은 아세토니트릴 분리에 관한 것일 수 있지만, 이들 참고문헌은 특히 알릴 알코올, 옥사졸 및 메탄올을 포함하는 독특한 공급원료 스트림을 고려하지 못한다. 따라서, 아크릴로니트릴 생성 공정 폐기물 스트림으로부터 고순도 부산물 아세토니트릴을 효과적으로 분리 및/또는 회수하는 개선된 공정에 대한 필요성이 존재한다.

일부 실시양태에서, 본 발명은, 공급원료 스트림을 처리하여 시안화수소를 제거하여 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계를 포함하는 아세토니트릴의 제조 방법에 관한 것이다. 공급원료 스트림은 (0.05 중량% 초과의) 메탄올, 알릴 알코올, 옥사졸, (25 중량% 미만의) 아세토니트릴, 물 및 시안화수소, 및 임의적으로 옥사졸 및/또는 프로피오니트릴을 포함할 수 있다. 이 방법은, 아세토니트릴 스트림을 증류하는 단계(제1 증류 컬럼에서, 임의적으로 100 kPa 내지 175 kPa 범위의 압력에서 작동)를 추가로 포함하여, 제1 증류물, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림, 및 제1 하부물 스트림을 생성할 수 있다. 제1 증류물은 (1 중량% 초과의) 옥사졸 및 (5 중량% 초과의) 메탄올을 포함할 수 있다. 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 (25 중량% 초과의) 아세토니트릴, (5 중량% 미만의) 옥사졸, (50 중량% 미만의) 물, 및 1 중량% 미만의 알릴 알코올, (0.05 중량% 미만 또는 0.01 중량% 미만의) 시안화수소를 포함할 수 있고, 임의적으로 컬럼의 상위 70%에서 취해진 측부 인취물일 수 있다. 제1 하부물 스트림은 (0.01 중량% 초과의) 알릴 알코올 및 (75 중량% 초과의) 물을 포함할 수 있다. 공정은, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 정제하여 아세토니트릴 생성물 스트림 및 알릴 알코올을 포함하는 재순환 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 재순환 스트림은 제1 하부물 스트림보다 더 적은 양의 알릴 알코올을 포함할 수 있다. 아세토니트릴 생성물 스트림은 98 중량% 초과, 예를 들어 99.5 중량% 초과의 아세토니트릴 및/또는 1 중량% 미만의 메탄올을 포함할 수 있다. 제1 컬럼은 적어도 30개의 트레이를 포함할 수 있고, 냉수를 사용할 수 있는 응축기를 포함할 수 있다. 정제 단계는, 아세토니트릴, 옥사졸 및 시안화수소를 포함하는 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 처리하여 1 중량% 미만의 아크릴로니트릴 및 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계; 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 증류하여 아세토니트릴, 50 중량% 미만의 물 및 0.1 중량% 초과의 옥사졸을 포함하는 제3 증류물 및 90 중량% 초과의 아세토니트릴 및 알릴 알코올을 포함하는 제3 하부물을 생성하는 단계; 제3 하부물을 증류하여 95 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함하는 제4 증류물 및 1 중량% 초과의 알릴 알코올 및 5 중량% 초과의 프로피오니트릴을 포함하는 제4 하부물을 생성하는 단계; 및 제4 증륨루을 수지 베드에서 처리하여 옥사졸을 제거하는 단계를 포함한다.

일부 실시양태에서, 아세토니트릴의 제조 방법은, 메탄올, 알릴 알코올, 옥사졸, 아세토니트릴, 물, 및 시안화수소를 포함하는 공급원료 스트림을 처리하여 시안화수소를 제거하여, 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 아세토니트릴을 생성하는 단계; 아세토니트릴 스트림을 제1 증류 컬럼에서 증류하여 아세토니트릴 및 옥사졸 및 1 중량% 미만의 알릴 알코올을 포함하는 적어도 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계; 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 처리하여 1 중량% 미만의 아크릴로니트릴 및 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계; 및 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 증류하여 아세토니트릴, 50 중량% 미만의 물 및 0.1 중량% 초과의 옥사졸을 포함하는 제3 증류물, 및 90 중량% 초과의 아세토니트릴 및 알릴 알코올을 포함하는 제3 하부물을 생성하는 단계를 포함한다. 한 실시양태에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 측부 인취물이고, 제1 증류 컬럼의 상위 70%에서 취해질 수 있다. 일 실시양태에서, 제3 하부물은 98 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함한다. 일부 실시양태에서, 공정은, 제3 하부물을 증류하여 95 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함하는 제4 증류물 및 1 중량% 초과의 알릴 알코올 및 5 중량% 초과의 프로피오니트릴을 포함하는 제4 하부물을 생성하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제4 증류물은 98 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함한다.

도 1은 예시적 분리 계획(100)을 예시한다.

전술한 바와 같이, 통상적인 아크릴로니트릴 생성 공정 폐기물 스트림은, 회수 및/또는 정제되어 판매가능한(아세토니트릴) 생성물을 생성할 수 있는 바람직한 부산물, 예를 들어 아세토니트릴의 양을 함유한다. 본 발명자들은, 일부 경우에 아세토니트릴-함유 폐기물 스트림이 다른 불순물, 예를 들어 메탄올을 포함할 수 있으며, 이는 이전에 분리 계획에서 고려되지 않았다는 것을 발견했다. 어떤 경우에는 아크릴로니트릴 반응기에 메탄올을 사용하여 시안화수소 생산을 촉진할 수 있으며, 이는 공정 효율성에 기여할 수 있다. 이 메탄올은 생성 공정의 나머지 부분으로 이동하여 궁극적으로 아크릴로니트릴 폐기물 스트림에 존재할 수 있다. 메탄올은 출처에 관계없이 소량이라도 부산물 아세토니트릴의 분리 및/또는 정제에 심각한 문제를 일으키는 것으로 밝혀졌다. 한 예로서, 메탄올은 부산물인 아세토니트릴과 유해하게 공비하는 능력이 있어 분리 비효율, 낮은 최종 순도 수준 및 낮은 수율을 초래하는 것으로 밝혀졌다. 기존의 아세토니트릴 회수 공정은 메탄올을 포함하는 공급원료 스트림의 효과적인 분리와 관련된 지침을 거의 또는 전혀 제공하지 않는다.

또한, 다른 부산물, 예를 들어 알릴 알코올, 시안화수소 및 옥사졸의 분리는 통상적으로 적합한 분리를 달성하기 위해 일련의 다중 유닛, 예를 들어 다중 컬럼을 필요로 한다. 그리고 여전히, 분리는 고순도의 아세토니트릴 생성물을 생성하지 못할 수 있다.

본원에 개시된 아세토니트릴 함유 폐기물 스트림은 추가 불순물, 예를 들어 프로피오니트릴을 포함할 수 있다. 프로피오니트릴은, 기존의 아크릴로니트릴 생성 공정의 추가 부산물로 존재할 수 있으며, 부산물 아세토니트릴의 분리 및/또는 정제에 심각한 문제를 일으키는 것으로 밝혀졌다. 부산물 아세토니트릴의 통상적인 분리 및/또는 정제 방법은 효과적인 프로피오니트릴 분리와 관련된 지침을 거의 또는 전혀 제공하지 않는다. 결과적으로, 프로피오니트릴은 이러한 통상적인 방법의 최종 생성물에 남아 있을 수 있으며, 최종 순도 수준이 낮고 수율이 낮다.

특정 분리 방식(본원에 개시됨)을 사용한 특정 폐기물 스트림의 분리는 상당한 양의 고순도 아세토니트릴 생성물을 유리하게 생성한다. 특히, 그 중에서도 분해기-컬럼-분해기 구성의 사용은 고순도 아세토니트릴 생성물 스트림을 생성하고 다운스트림 유닛에 대한 분리 부담을 완화하고, 비용 이점을 제공하는 개선된 분리 효율을 제공한다. 이론에 얽매이지 않고, 분해기-컬럼-분해기 구성은, 놀랍게도 부식제 사용을 최소화하면서 적절한(개선된) 오염물 분해를 달성하는 것으로 여겨진다. 일부 경우에서, 아크릴로니트릴 처리와 관련된 알려진 문제가 최소화되거나 제거된다. 일부 실시양태에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 증류(임의적으로 분해기 구성과 함께)의 작동은, 종래의 분리 계획에서 요구되는 다중 컬럼과 반대로 단일 컬럼의 사용을 제공한다. 일부 경우에서, 하류 분리, 예를 들어 증류(본 명세서에 기술된 바와 같음) 전에 시안화수소(HCN)를 제거하기 위한 공급원료의 처리는 상당한 증류 효율을 가져온다는 것이 밝혀졌다. 증류 전 HCN 제거는 컬럼 효율성을 제공하여 컬럼 자본 비용(예: 더 적은 수의 트레이로 작동)을 줄일 수 있는 것으로 여겨진다.

또한, 예를 들어 최종 아세토니트릴 정제 전에 분리 계획의 초기에 메탄올을 분리하면 유리하게는 하류 분리 유닛에서 메탄올 축적을 방지할 수 있다. 이러한 메탄올의 감소 또는 제거는 차례로 메탄올-아세토니트릴 공비 혼합물의 감소 또는 제거로 이어지며, 이는 유리하게는 공비 혼합물을 분해하고 성분을 추가로 분리하기 위한 복잡한 분리 공정의 필요성을 감소시킨다. 또한, 본 발명자들은, 전술한 메탄올 제거가 (하류) 프로피오니트릴 분리, 예를 들어 압력 변동(swing) 증류 시스템의 하류에 구성된 컬럼에서 예상치 못한 효율성에 기여한다는 것을 발견했다.

본 발명은 메탄올을 함유하는 저순도 아세토니트릴 공급원료로부터 고순도 아세토니트릴 생성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 특히 HCN을 포함하는 공급원료를 처리하여 HCN을 제거하고 예를 들어 1 중량% 미만의 HCN을 포함하는 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계를 포함한다. 공급원료는, 분리를 복잡하게 만드는 다중 부산물을 포함할 수 있다. 이러한 부산물 중 일부에는 알릴 알코올, 옥사졸, 메탄올 및 물이 포함된다. 공급원료의 조성은 아래에서 더 자세히 논의된다.

이 방법은, 제1 컬럼에서 아세토니트릴 스트림을 증류하여 제1 증류물, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림 및 제1 하부물 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 단계는, 제1 증류물이 상당한 부분의 옥사졸 및 메탄올을 포함하고; 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 아세토니트릴 및 옥사졸 및 1 중량% 미만의 알릴 알코올을 포함하고; 제1 하부물 스트림은 알릴 알코올 및 물을 포함하도록 수행된다. 이러한 방식(본원에 개시된 조건 하에서)의 증류는, 상당한 양의 메탄올 및 옥사졸(증류물로서) 및 물 및 알릴 알코올(하부물로서)을 제거하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 개선된 분리 효율을 제공하고, 또한 하류 유닛에 대한 분리 부담을 경감한다. 일부 경우에서, 제1 증류 컬럼은 진공보다 높은 압력에서 작동된다. 일부 실시양태에서, 메탄올과 옥사졸 및 물과 알릴 알코올의 (대량(bulk)) 분리는, 예를 들어 다중 컬럼이 아닌 제1 컬럼에서 단독으로 달성되며, 이는 전체 분리 작업을 유리하게 개선할 뿐만 아니라 자본 투자를 감소시킨다. 이 공정은, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 정제하여 (고순도) 아세토니트릴 생성물 스트림 및 알릴 알코올을 (임의적으로 제1 증류 단계에서 이전 알릴 알코올 제거로 인해 더 적은 양/농도로) 포함하는 재순환 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 고순도 아세토니트릴 생성물 스트림은 98중량% 초과, 예를 들어 99 중량% 초과, 99.5 중량% 초과, 99.7 중량% 초과, 99.9 중량% 초과, 99.92 중량% 초과, 99.95 중량% 초과, 99.97 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함할 수 있다. 고순도 아세토니트릴 생성물 중 아세토니트릴의 농도는 예를 들어 98 중량% 내지 99.99 중량%, 예컨대, 98 중량% 내지 99.92 중량%, 98.82 중량% 내지 99.95 중량%, 99.31 중량% 내지 99.97 중량%, 99.59 중량% 내지 99.98 중량%, 또는 99.76 중량% 내지 99.99 중량% 범위일 수 있다.

일부 경우에서, 증류는 다음과 같이 되도록 수행된다:

· 제1 증류물은 1 중량% 초과의 옥사졸 및/또는 5 중량% 초과의 메탄올을 포함함;

· 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 25 중량% 초과의 아세토니트릴, 5 중량% 미만의 옥사졸, 및/또는 50 중량% 미만의 물을 포함함; 및/또는

· 제1 하부물 스트림은 0.01 중량% 초과의 알릴 알코올 및 75 중량% 초과의 물을 포함함.

이러한 스트림의 성분(및 기타 성분)에 대한 추가 농도 범위 및 한계가 본원에 제공된다.

일부 실시양태에서, 재순환 스트림은 제1 하부물 스트림보다 더 적은 양의 알릴 알코올을 포함하며, 이는, 알릴 알코올의 상당한 부분이 분리 체인을 통해 운반될 필요가 없고 훨씬 상류에서 효과적으로 제거되기 때문에 유익한 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 재순환 스트림은 제1 하부물 스트림보다 적어도 1% 적은, 예를 들어, 적어도 10% 적은, 적어도 5% 적은, 적어도 20% 적은, 적어도 25% 적은, 적어도 30% 적은, 적어도 40% 적은, 적어도 50% 적은, 적어도 75% 적은, 또는 적어도 95% 적은 알릴 알코올의 농도를 가질 수 있다.

일부 실시양태에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 제1 컬럼으로부터 측부 인취물로서 취해진다. 일부 경우에서, 측부 인취물이 컬럼의 10 번째 트레이 위에서, 예를 들어 15 번째 트레이 위, 20 번째 트레이 위, 25 번째 트레이 위 또는 30 번째 트레이 위에서 취해진다. 일 실시양태에서, 측부 인취물은 컬럼 트레이의 상위 75%, 예를 들어 상위 70%, 상위 60%, 상위 50%, 상위 40% 또는 상위 30%에서 취해진다. 이론에 얽매이지 않고, 아크릴로니트릴 분리 피크는 컬럼의 상부 부분에 존재하고, 따라서 상부 부분으로부터 측면 인취물을 제거하면 전술한 개선으로 이어질 수 있다고 여겨진다. 그리고, 본 발명자들은, 더 높은 아세토니트릴 함량 스트림을 제거하면 후속 분리가 향상된다는 것을 발견했다.

제1 컬럼은 적어도 30개의 트레이, 예를 들어 적어도 33개의 트레이, 적어도 35개의 트레이, 적어도 37개의 트레이, 적어도 40개의 트레이, 적어도 42개의 트레이, 적어도 45개의 트레이, 적어도 47개의 트레이 또는 적어도 50개의 트레이를 포함할 수 있다. 본 발명자들은, 이러한 수의 트레이를 갖는 컬럼을 사용함으로써 메탄올, 옥사졸, 물 및 알릴 알코올의 효과적인 분리가 단일 작업으로 유리하게 달성될 수 있음을 발견하였다. 제1 컬럼은 본원에 개시된 온도 및 압력에서 작동할 수 있다. 일부 경우에서, 제1 컬럼은 응축기를 포함하고, 응축기는 냉매로서 예를 들어 -5℃ 내지 25℃의 냉수를 사용한다.

일부 경우에서, 정제는, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 처리하여 아크릴로니트릴을 제거하고 1 중량% 미만의 아크릴로니트릴 및 1 중량% 미만의 HCN을 포함하는 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계를 포함한다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 전술한 제1 증류는 생성된 중간부 아세토니트릴 스트림의 처리 효율을 향상시킨다. 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은, 초기에, 아크릴로니트릴, 아세토니트릴, 옥사졸 및 HCN을 포함할 수 있다. 제1 중간부 아세토니트릴 스트림의 성분의 농도는 본원에서 보다 상세히 개시된다.

공급원료

전술한 바와 같이, 본 공정은 공급원료에 알릴 알코올, 옥사졸 및 메탄올과 같은 많은 부산물이 존재하는 것을 다루고, 효과적인 분리를 제공하여 고순도 아세토니트릴 생성물을 생성한다.

본 발명의 공정은, 예를 들어 특히 알릴 알코올 및/또는 메탄올을 포함하는 특정 공급원료 스트림으로 시작할 수 있다. 일부 경우에, 옥사졸도 존재할 수 있으며, 옥사졸은 이의 화학적 구조 및 물리적 특성으로 인해 분리를 더욱 복잡하게 만들 수 있다. 공급원료는 (적은 양의) 아세토니트릴 및 메탄올 뿐만 아니라 HCN, 아크릴로니트릴 및 (상당한 양의) 물과 같은 임의적 성분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 공급원료 스트림은 또 다른 산업적 화학 생성 공정, 예를 들어 아크릴로니트릴, 알릴 시아나이드, 부티로니트릴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리아라미드 또는 이들의 조합의 생산의 하나 이상의 폐기물 스트림일 수 있다. 예를 들어, 공급원료 스트림은 그러한 공정으로부터의 하나 이상의 폐기물 스트림을 포함할 수 있다. 특정한 경우, 공급원료 스트림은 하나 이상의 폐기물 스트림, 예를 들어 아크릴로니트릴 생성 공정으로부터의 퍼지 스트림일 수 있다. 예를 들어, 유기 니트릴 또는 그 유도체를 생성하기 위한 다중 공정으로부터의 폐기물 스트림은 공급원료 스트림을 형성하기 위해 조합될 수 있다.

종래의 공정에서, 아크릴로니트릴 생성 공정의 아세토니트릴 함유 폐기물 스트림은 질소 산화물의 형성을 억제하기 위해 폐열 보일러에서 연소된다. 그러나, 이 솔루션은, 부산물인 아세토니트릴을 포집하지 못한다. 그러나, 본 발명의 공정에서, 이러한 폐기물 스트림은, 바람직하게는 고순도 수준으로, 아세토니트릴을 회수하기 위해 처리될 수 있다.

본 발명의 공급원료 스트림은 아세토니트릴을 포함한다. 일부 실시양태에서, 공급원료 스트림은 상대적으로 낮은 함량의 아세토니트릴을 포함한다. 한 실시양태에서, 공급원료는, 공급원료 스트림의 총 중량을 기준으로 0.05 중량% 내지 50.0 중량%, 예를 들어 0.05 중량% 내지 35 중량%, 0.1 중량% 내지 내지 35 중량%, 0.5 중량% 내지 25 중량%, 1 중량% 내지 20 중량%, 2 중량% 내지 18 중량%, 3 중량% 내지 16 중량%, 또는 5 중량% 내지 15 중량% 범위의 양으로 아세토니트릴을 포함한다. 상한의 관점에서, 공급원료 스트림은 50 중량% 미만, 예를 들어 40 중량% 미만, 35 중량% 미만, 30 중량% 미만, 25 중량% 미만, 20 중량% 미만, 18 중량% 미만, 16 중량% 미만, 15 중량% 미만, 12 중량% 미만 또는 10 중량% 미만의 아세토니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 0.05 중량% 초과, 예컨대 0.1 중량% 초과, 0.5 중량% 초과, 1 중량% 초과, 2 중량% 초과, 또는 5 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함할 수 있다.

일반적으로, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 중량 퍼센트는 각각의 스트림의 총 중량을 기준으로 한다. 공급원료와 관련하여, 중량 퍼센트는 상당한 부분의 물을 비롯한 공급원료의 모든 성분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 예를 들어 공급원료는 50 중량% 초과, 예를 들어 60 중량% 초과, 70 중량% 초과, 75 중량% 초과 또는 80 중량% 초과의 물을 포함한다. 더 적은 물을 포함하는 공급 스트림, 예를 들어 부분적으로 탈수되거나 완전히 탈수된 공급 스트림이 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 그러한 경우에, 본원에서 논의된 성분 퍼센트는 전술한 성분 퍼센트로 시작하고 보다 적은 양의 물을 기준으로 재계산함으로써(예를 들어, 중량 퍼센트 계산을 위한 기준에서 물을 제외함으로써) 쉽게 재계산/유도될 수 있다. 공급원료 스트림은 또한 메탄올을 포함한다. 한 실시양태에서, 공급원료는 0.01 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 8 중량%, 0.5 중량% 내지 7 중량%, 1 중량% 내지 7 중량%, 0.01 중량% 내지 3 중량%, 0.01 중량% 내지 1 중량%, 0.05 중량% 내지 1 중량%, 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. 상한의 관점에서, 공급원료 스트림은 10 중량% 미만, 예를 들어 9 중량% 미만, 8 중량% 미만, 7 중량% 미만, 6 중량% 미만, 5 중량% 미만, 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만 또는 0.3 중량% 미만의 메탄올을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 0.05 중량% 초과, 0.075 중량% 초과, 0.1 중량% 초과, 0.5 중량% 초과, 1 중량% 초과, 또는 2 중량% 초과의 메탄올을 포함할 수 있다.

공급원료 스트림은 프로피오니트릴을 추가로 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 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 프로피오니트릴을 포함한다. 상한의 관점에서, 공급원료 스트림은 1 중량% 미만, 예를 들어 0.5 중량% 미만, 또는 0.3 중량% 미만의 프로피오니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과 또는 0.075 중량% 초과의 프로피오니트릴을 포함할 수 있다.

공급원료 스트림은 또한 옥사졸을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 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. 상한의 관점에서, 공급원료 스트림은 1 중량% 미만, 예를 들어 0.5 중량% 미만, 0.3 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만의 옥사졸을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과 또는 0.075 중량% 초과의 옥사졸을 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 공급원료 스트림은 또한 HCN을 포함한다. 한 실시양태에서, 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 중량% 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 HCN을 포함한다. 상한의 관점에서, 공급원료 스트림은 2 중량% 미만, 예를 들어 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 또는 0.3 중량% 미만의 HCN을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과, 0.075 중량% 초과, 또는 0.1 중량% 초과의 HCN을 포함할 수 있다.

일 실시양태에서, 공급원료 스트림은 0.01 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어, 0.01 중량% 내지 5 중량%, 0.01 중량% 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 HCN을 포함한다. 상한의 관점에서, 공급원료 스트림은 10 중량% 미만, 예를 들어 5 중량% 미만 또는 2 중량% 미만의 HCN을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.1 중량% 초과, 0.5 중량% 초과 및 1 중량% 초과의 시안화수소를 포함할 수 있다.

공급원료 스트림은 또한 알릴 알코올을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 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 알릴 알코올을 포함한다. 상한의 관점에서, 공급원료 스트림은 1 중량% 미만, 예를 들어 0.5 중량% 미만, 0.3 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만의 알릴 알코올을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과 또는 0.075 중량% 초과의 알릴 알코올을 포함할 수 있다.

공급원료 스트림은 또한 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 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 아크릴로니트릴을 포함한다. 상한의 관점에서, 공급원료 스트림은 1 중량% 미만, 예를 들어 0.5 중량% 미만, 0.3 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 공급원료 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과 또는 0.075 중량% 초과의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다.

본 발명의 공급원료 스트림은 또한 전형적으로 소량, 예를 들어 ppm 또는 ppb의 다양한 불순물을 포함할 수 있다. 이들 불순물은 유기 니트릴 및 그의 유도체의 생성으로부터 발생하는 다양한 폐기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공급원료 스트림은 아크릴아미드, 아졸, 지방족 니트릴, 방향족 니트릴, 알코올, 알데히드, 아크롤레인, 푸마린, 아크릴아미드 및 시안화물 염을 포함할 수 있다.

HCN 처리

상기 언급된 바와 같이, 공급원료는 HCN을 포함하는 다양한 불순물을 포함할 수 있다. 이러한 불순물 중 일부, 특히 시안화수소를 제거하기 위해, 공정은 공급원료를 처리하는 단계를 포함한다. 처리 단계는 HCN을 거의 또는 전혀 포함하지 않는 아세토니트릴 스트림을 생성한다. 증류 전에 HCN을 제거함으로써, 상당한 증류 효율이 달성된다. 일부 경우에서, HCN 제거를 유리하게 회수하고 재사용할 수 있으므로 추가적인 효율성을 창출할 수 있다. 또 다른 이점으로, 컬럼의 야금을 절감할 수 있고, 즉 컬럼을 저성능 합금으로 구성할 수 있어 자본 지출 감소에 더욱 기여한다.

일부 실시양태에서, 처리는, 공급원료 스트림 내의 HCN을 가성 용액과 반응시키는 것을 포함하며, 이는 HCN과 반응하여 이를 소비할 수 있다. 가성 용액은 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 가성 용액은 강염기, 특히 알칼리 염기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가성 용액은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 가성 용액은 수산화나트륨 용액이다. 가성 용액은 또한 다른 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가성 용액은 포름알데히드와 같은 알데히드를 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 공급원료 스트림의 처리는, 처리 반응 속도를 증가시키기 위해 가열될 수 있는 분해기에서 일어난다. 일부 실시양태에서, 처리 단계의 분해기는 55℃ 초과, 예를 들어 70℃ 초과, 75℃ 초과 또는 125℃ 초과의 온도에서 작동된다. 상한의 관점에서, 분해기는 150℃ 미만, 예를 들어 232℃ 미만, 225℃ 미만 또는 135℃ 미만의 온도에서 작동될 수 있다. 범위의 관점에서, 분해기는 55℃ 내지 150℃, 예를 들어 55℃ 내지 232℃, 55℃ 내지 225℃, 55℃ 내지 135℃, 70℃ 내지 150℃, 70℃ 내지 232℃, 70℃ 내지 225℃, 70℃ 내지 135℃, 75℃ 내지 150℃, 75℃ 내지 232℃, 75℃ 내지 225℃, 75℃ 내지 135℃, 125℃ 내지 150℃, 125℃ 내지 232℃, 125℃ 내지 225℃, 또는 125℃ 내지 135℃의 온도에서 작동될 수 있다.

한 실시양태에서, 공급원료 스트림은 본원에 기재된 양의 HCN을 포함한다. 공급원료 스트림을 처리함으로써 스트림에 있는 시안화수소 불순물의 일부 또는 전부가 염을 형성할 수 있으며, 이는 후속적으로 분리, 회수 및/또는 재사용된다. 일 실시양태에서, 공급원료 스트림의 시안화수소 함량 전체가 회수될 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 아세토니트릴 스트림은 상대적으로 적은 양의 시안화수소를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 아세토니트릴 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 시안화수소를 포함한다. 상한의 관점에서, 아세토니트릴 스트림은 0.1 중량% 미만, 예를 들어 0.05 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 0.005 중량% 미만, 및 0.001 중량% 미만의 시안화수소를 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 아세토니트릴 스트림은 0 중량% 초과, 예를 들어 0.00005 중량% 초과 또는 0.0001 중량% 초과의 시안화수소를 포함할 수 있다.

아세토니트릴 스트림은, 제거되어야 하는 옥사졸과 같은 다른 불순물을 포함한다. 한 실시양태에서, 중간부 아세토니트릴 스트림은 0.05 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. 상한의 관점에서, 중간부 아세토니트릴 스트림은 5 중량% 미만, 예를 들어 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 또는 2 중량% 미만의 옥사졸을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 중간부 아세토니트릴 스트림은 0.05 중량% 초과, 예를 들어, 0.1 중량% 초과, 0.2 중량% 초과, 0.5 중량% 초과, 또는 1 중량% 초과의 옥사졸을 포함할 수 있다.

제1 증류

전술한 바와 같이, 아세토니트릴 스트림은 제1 증류 컬럼에서 증류되어 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 생성한다. 일부 경우에서, 제1 증류는 아세토니트릴 스트림에서 옥사졸, 메탄올, 알릴 알코올 및 물의 상당 부분(전부가 아닌 경우)을 제거한다.

제1 증류 컬럼의 구조는 광범위하게 변할 수 있다. 그리고, 다양한 증류 컬럼이 당업자에게 공지되어 있으며, 전술한 분리가 달성되는 한 임의의 적합한 컬럼이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 증류 컬럼은 임의의 적합한 분리 장치 또는 분리 장치의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 증류 컬럼은 컬럼, 예를 들어 표준 증류 컬럼, 추출 증류 컬럼 및/또는 공비 증류 컬럼을 포함할 수 있다. 일부 경우에서, "제1 증류 컬럼"이라는 용어는 서로 구성된 여러 개의 증류 컬럼을 의미할 수 있다.

일부 실시양태에서, 제1 증류 컬럼은 100 kPa 내지 175 kPa, 예를 들어 100 kPa 내지 165 kPa, 100 kPa 내지 160 kPa, 100 kPa 내지 150 kPa, 100 kPa 내지 145 kPa, 105 kPa 내지 175 kPa, 105 kPa 내지 165 kPa, 105 kPa 내지 160 kPa, 105 kPa 내지 150 kPa, 105 kPa 내지 145 kPa, 110 kPa 내지 175 kPa, 110 kPa 내지 165 kPa, 110 kPa 내지 160 kPa, 110 kPa 내지 150 kPa, 110 kPa 내지 145 kPa, 115 kPa 내지 175 kPa, 115 kPa 내지 165 kPa, 115 kPa 내지 160 kPa, 115 kPa 내지 150 kPa, 115 kPa 내지 145 kPa, 120 kPa 내지 175 kPa, 120 kPa 내지 165 kPa, 120 kPa 내지 160 kPa, 120 kPa 내지 150 kPa, 또는 120 kPa 내지 145 kPa 범위의 압력에서 작동한다. 하한의 관점에서, 제1 증류 컬럼은 100 kPa 초과, 예를 들어 105 kPa 초과, 110 kPa 초과, 115 kPa 초과 또는 120 kPa 초과의 압력에서 작동될 수 있다. 상한의 관점에서, 제1 증류 컬럼은 175 kPa 미만, 예를 들어 165 kPa 미만, 160 kPa 미만, 150 kPa 미만 또는 145 kPa 미만의 압력에서 작동될 수 있다.

일부 실시양태에서, 제1 증류 컬럼은 50℃ 내지 135℃, 예를 들어 50℃ 내지 130℃, 50℃ 내지 125℃, 50℃ 내지 115℃, 55℃ 내지 135℃, 55℃ 내지 130℃, 55℃ 내지 125℃, 55℃ 내지 115℃, 60℃ 내지 135℃, 60℃ 내지 130℃, 60℃ 내지 125℃, 60℃ 내지 115℃, 55℃ 내지 135℃, 55℃ 내지 130℃, 55℃ 내지 125℃, 또는 55℃ 내지 115℃ 범위의 온도에서 작동한다. 하한의 관점에서, 제1 증류 컬럼은 50℃ 초과, 예를 들어 55℃ 초과, 60℃ 초과, 또는 55℃ 초과의 온도에서 작동할 수 있다. 상한의 관점에서, 제1 증류 컬럼은 135℃ 미만, 예를 들어 130℃ 미만, 125℃ 미만 또는 115℃ 미만의 온도에서 작동할 수 있다.

일부 경우에서, 제1 증류물은 1 중량% 초과, 예를 들어 3 중량% 초과, 5 중량% 초과 또는 7 중량% 초과의 옥사졸을 포함한다. 범위의 관점에서, 제1 증류물은 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예를 들어 0.5 중량% 내지 15 중량%, 1 중량% 내지 12 중량%, 또는 3 중량% 내지 12 중량%의 옥사졸을 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 제1 증류물은 20 중량% 미만, 예를 들어 15 중량% 미만, 12 중량% 미만, 또는 10 중량% 미만의 옥사졸을 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 제1 증류물은 옥사졸과 유사한 양의 메탄올을 포함할 수 있다.

일부 경우에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 25 중량% 초과, 예를 들어 50 중량% 초과, 60 중량% 초과, 70 중량% 초과 또는 75 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함한다. 범위의 관점에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 50 중량% 내지 99 중량%, 예를 들어 60 중량% 내지 90 중량%, 70 중량% 내지 85 중량%, 또는 70 중량% 내지 80 중량% 범위의 아세토니트릴을 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 99 중량% 미만, 예를 들어 90 중량% 미만, 85 중량% 미만, 또는 80 중량% 미만의 아세토니트릴을 포함할 수 있다.

제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 10 중량% 미만, 예를 들어 5 중량% 미만, 4 중량% 미만, 또는 3 중량% 미만의 옥사졸을 포함할 수 있다. 범위의 관점에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 또는 1 중량% 내지 3 중량%의 옥사졸을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 0.1 중량% 초과, 예를 들어 0.5 중량% 초과, 0.7 중량% 초과, 또는 1 중량% 초과의 옥사졸을 포함할 수 있다.

제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 50 중량% 미만, 예를 들어 40 중량% 미만, 30 중량% 미만, 또는 25 중량% 미만의 물을 포함할 수 있다. 범위의 관점에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 0.1 중량% 내지 50 중량%, 예를 들어, 1 중량% 내지 40 중량%, 5 중량% 내지 30 중량%, 또는 10 중량% 내지 25 중량%의 물을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 0.1 중량% 초과, 예를 들어 1 중량% 초과, 5 중량% 초과 또는 10 중량% 초과의 물을 포함할 수 있다.

일부 경우에서, 제1 하부물 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.02 중량% 초과, 0.03 중량% 초과 또는 0.05 중량% 초과의 알릴 알코올을 포함한다. 범위의 관점에서, 제1 하부물 스트림은 0.001 중량% 내지 1 중량%, 예를 들어 0.005 중량% 내지 0.5 중량%, 0.005 중량% 내지 0.1 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 0.1 중량%의 알릴 알코올을 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 제1 하부물 스트림은 1 중량% 미만, 예를 들어 0.5 중량% 미만, 0.1 중량% 미만, 또는 0.08 중량% 미만의 알릴 알코올을 포함할 수 있다.

일부 경우에서, 제1 하부물 스트림은 75 중량% 초과, 예를 들어 80 중량% 초과, 85 중량% 초과, 90 중량% 초과 또는 95 중량% 초과의 물을 포함한다. 범위의 관점에서, 제1 하부물 스트림은 75 중량% 내지 99 중량%, 예를 들어 80 중량% 내지 99 중량%, 85 중량% 내지 99 중량%, 또는 90 중량% 내지 98.5 중량%의 물을 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 제1 하부물 스트림은 99 중량% 미만, 예를 들어 98.5 중량% 미만, 98 중량% 미만, 또는 97.5 중량% 미만의 물을 포함할 수 있다.

AN 처리

전술한 바와 같이, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 아크릴로니트릴을 포함하는 다양한 불순물을 포함할 수 있다. 이러한 불순물 중 일부는 제1 증류 컬럼에서 증류한 후 중간부 아세토니트릴 스트림에 남아 있을 수 있다. 이들 불순물 중 일부, 특히 아크릴로니트릴을 제거하기 위해, 공정은, 중간부 아세토니트릴 스트림을 처리하여 특히 아크릴로니트릴을 제거하는 단계를 포함한다. 이러한 처리 단계는, 아크릴로니트릴을 거의 또는 전혀 포함하지 않는, 예를 들어 1 중량% 미만의 아크릴로니트릴 및 임의적으로 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 생성한다. 이 단계에서 AN의 제거는, 제1 처리 단계에서 HCN이 이미 제거되었기 때문에 상류 작업에 의해 더 쉽게 이루어진다.

일부 실시양태에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림의 처리는 아크릴로니트릴과 반응할 수 있는 가성 용액과 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 반응시켜 조질 아세토니트릴 스트림에서 아크릴로니트릴을 소비하는 것을 포함한다. 제1 중간부 아세토니트릴 스트림의 처리는, 공급원료 스트림의 처리(상기 논의됨)와 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 일부 경우에서, 부식제(caustic)를 소진하는 HCN이 거의 또는 전혀 없기 때문에 부식제 처리가 덜 필요하다(대부분의 또는 모든 부식제는 아크릴로니트릴을 제거하는 데 사용할 수 있다). 경우에 따라, 공정은 제1 분해기보다 두 번째 분해기에서 부식제를 덜 사용한다.

일 실시양태에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 0.01 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어, 0.01 중량% 내지 5 중량%, 0.01 중량% 내지 2 중량%, 0.05 중량% 내지 5 중량%, 0.05 중량% 내지 3 중량%, 또는 0.05 중량% 내지 2 중량% 범위의 양으로 아크릴로니트릴을 포함한다. 상한의 관점에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 10 중량% 미만, 예를 들어 5 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1 중량% 미만 또는 0.5 중량% 미만의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과, 0.07 중량% 초과 또는 0.09 중량% 초과의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다.

제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 처리함으로써, 스트림 내의 (나머지) 아크릴로니트릴 불순물의 일부 또는 전부가 소모될 수 있다. 한 실시양태에서, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림의 전체 아크릴로니트릴 함량이 소비될 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 제2 중간부 아세토니트릴 스트림은 상대적으로 적은 양의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다.

한 실시양태에서, 제2 중간부 아세토니트릴 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 아크릴로니트릴을 포함한다. 상한의 관점에서, 제2 중간부 아세토니트릴 스트림은 0.1 중량% 미만, 예를 들어 0.05 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 0.005 중량% 미만, 또는 0.001 중량% 미만의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제2 중간부 아세토니트릴 스트림은 0 중량% 초과, 예를 들어 0.00005 중량% 초과, 또는 0.0001 중량% 초과의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다.

제2 증류

제2 중간부 아세토니트릴 스트림은 하나 이상의 컬럼에서 정제되어 제3 증류물 및 제3 하부물을 생성할 수 있다. 제3 하부물은 비교적 많은 양의 아세토니트릴을 포함하며 아세토니트릴 생성물 스트림으로 간주될 수 있다.

일부 실시양태에서, 제3 증류물은 50 중량% 초과, 예를 들어 55 중량% 초과, 60 중량% 초과, 65 중량% 초과 또는 70 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함한다. 범위의 관점에서, 제3 증류물은 50 중량% 내지 95 중량%, 예를 들어 55 중량% 내지 90 중량%, 60 중량% 내지 85 중량%, 65 중량% 내지 85 중량%, 또는 70 중량% 내지 80 중량%의 아세토니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제3 증류물은 95 중량% 미만, 예를 들어 90 중량% 미만, 85 중량% 미만, 80 중량% 미만 또는 75 중량% 미만의 아세토니트릴을 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 제3 증류물은 50 중량% 미만, 예를 들어 40 중량% 미만, 35 중량% 미만, 30 중량% 미만 또는 28 중량% 미만의 물을 포함할 수 있다. 범위의 관점에서, 제3 증류물은 1 중량% 내지 50 중량%, 예를 들어 5 중량% 내지 40 중량%, 10 중량% 내지 35 중량%, 15 중량% 내지 35 중량%, 또는 20 중량% 내지 30 중량%의 물을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제3 증류물은 1 중량% 초과, 예를 들어 5 중량% 초과, 10 중량% 초과, 15 중량% 초과 또는 20 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함한다.

일부 실시양태에서, 제3 증류물은 0.1 중량% 초과, 예를 들어 0.5 중량% 초과, 1 중량% 초과, 1.5 중량% 초과 또는 1.8 중량% 초과의 옥사졸을 포함한다. 범위의 관점에서, 제3 증류물은 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어 0.5 중량% 내지 8 중량%, 1 중량% 내지 5 중량%, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 또는 1.8 중량% 내지 3 중량%의 옥사졸을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제3 증류물은 10 중량% 미만, 예를 들어 8 중량% 미만, 5 중량% 미만, 4 중량% 미만 또는 3 중량% 미만의 옥사졸을 포함할 수 있다.

일부 경우에서, 제3 하부물은 90 중량% 초과, 예를 들어 92 중량% 초과, 94 중량% 초과, 95 중량% 초과 또는 96 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함한다. 범위의 관점에서, 제3 하부물은 90 중량% 내지 99.99 중량%, 예를 들어 92 중량% 내지 99.9 중량%, 94 중량% 내지 99 중량%, 95 중량% 내지 99 중량%, 또는 96 중량% 내지 98 중량%의 아세토니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제3 하부물은 99.9 중량% 미만, 예를 들어 99.9 중량% 미만, 99 중량% 미만, 또는 98 중량% 미만의 아세토니트릴을 포함할 수 있다.

일부 경우에서, 제3 하부물은 0.01 중량% 초과, 예를 들어 0.05 중량% 초과, 0.1 중량% 초과, 0.2 중량% 초과 또는 0.3 중량% 초과의 알릴 알코올을 포함한다. 범위의 관점에서, 제3 하부물은 0.01 내지 10 중량%, 예를 들어 0.05 중량% 내지 5 중량%, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 또는 0.2 중량% 내지 1 중량%의 알릴 알코올을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제3 하부물은 10 중량% 미만, 예를 들어 5 중량% 미만, 3 중량% 미만 또는 1 중량% 미만의 알릴 알코올을 포함할 수 있다.

제2 증류는 제1 증류 컬럼과 유사한 조건에서 수행할 수 있다. 유사한 장비도 사용할 수 있다.

제3 증류

전술한 바와 같이, 제3 하부물 스트림은 상대적으로 적은 불순물, 예를 들어 메탄올, 옥사졸, 알릴 알코올을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제3 하부물 스트림은 충분히 높은 농도의 아세토니트릴을 포함한다. 이와 같이, 제3 하부물 스트림을 추가로 정제할 필요가 없을 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에서, "ACN-등급" 아세토니트릴 생성물이 바람직하다. 그러한 경우에, (아세토니트릴 순도를 수반하는) 제3 하부물 스트림 수율의 성공적인 형성은 적합하고 가치 있는 상업적 생성물이다.

개시된 공정에 의해 생성될 수 있는 다른 상업적 등급은 표준 산업 등급, 실험실 등급, ACS 등급, 크로마토그래피 등급, LC 등급 및 UHPLC 등급을 포함한다.

일부 실시양태에서, 더 높은 순도의 아세토니트릴이 바람직하거나 필요할 수 있다. 이와 같이, 제3 하부물 스트림은 예를 들어 제3 증류 컬럼에서 증류되어 제4 증류물 및 제4 하부물 스트림을 생성할 수 있다. 제4 증류물은 고순도 수준을 가질 수 있고 고순도 아세토니트릴 생성물 스트림으로 간주될 수 있다. 다양한 증류 컬럼이 당업자에게 공지되어 있으며, 임의의 그러한 컬럼이 본 발명에서 최종 증류로 사용될 수 있다. 일부 경우에서, 제1 증류 컬럼과 유사한 조건에서 제3 증류를 수행할 수도 있다. 유사한 장비도 사용할 수 있다.

일부 실시양태에서, 제3 증류 컬럼은 100 mm Hg 내지 400 mm Hg, 예를 들어 100 mm Hg 내지 375 mm Hg, 100 mm Hg 내지 350 mm Hg, 100 mm Hg 내지 325 mm Hg, 100 mm Hg 내지 300 mm Hg, 125 mm Hg 내지 400 mm Hg, 125 mm Hg 내지 375 mm Hg, 125 mm Hg 내지 350 mm Hg, 125 mm Hg 내지 325 mm Hg, 125 mm Hg 내지 300 mm Hg, 150 mm Hg 내지 400 mm Hg, 150 mm Hg 내지 375 mm Hg, 150 mm Hg 내지 350 mm Hg, 150 mm Hg 내지 325 mm Hg, 150 mm Hg 내지 300 mm Hg, 175 mm Hg 내지 400 mm Hg, 175 mm Hg 내지 375 mm Hg, 175 mm Hg 내지 350 mm Hg, 175 mm Hg 내지 325 mm Hg, 175 mm Hg 내지 300 mm Hg, 200 mm Hg 내지 400 mm Hg, 200 mm Hg 내지 375 mm Hg, 200 mm Hg 내지 350 mm Hg, 200 mm Hg 내지 325 mm Hg, 또는 200 mm Hg 내지 300 mm Hg 범위의 압력에서 작동한다. 하한의 관점에서, 제3 증류 컬럼은 100 mmHg 초과, 예를 들어 125 mmHg 초과, 150 mmHg 초과, 175 mmHg 초과 또는 200 mmHg 초과의 압력에서 작동할 수 있다. 상한의 관점에서, 제3 증류 컬럼은 400 mmHg 미만, 예를 들어 375 mmHg 미만, 350 mmHg 미만, 325 mmHg 미만 또는 300 mmHg 미만의 압력에서 작동할 수 있다.

일부 실시양태에서, 제3 증류 컬럼은 25℃ 내지 95℃, 예를 들어 25℃ 내지 125℃, 25℃ 내지 75℃, 25℃ 내지 70℃, 32℃ 내지 95℃, 32℃ 내지 125℃, 32℃ 내지 75℃, 32℃ 내지 70℃, 35℃ 내지 95℃, 35℃ 내지 125℃, 35℃ 내지 75℃, 35℃ 내지 70℃, 37℃ 내지 95℃, 37℃ 내지 125℃, 37℃ 내지 75℃, 또는 37℃ 내지 70℃ 범위의 온도에서 작동한다. 하한의 관점에서, 제3 증류 컬럼은 25℃ 초과, 예를 들어 32℃ 초과, 35℃ 초과, 또는 37℃ 초과에서 작동할 수 있다. 상한의 관점에서, 제3 증류 컬럼은 95℃ 미만, 예를 들어 125℃ 미만, 75℃ 미만 또는 70℃ 미만의 온도에서 작동할 수 있다.

한 실시양태에서, 제4 증류물은, 아세토니트릴을 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 포함한다. 상한의 관점에서, 정제된 아세토니트릴 스트림은 100 중량% 미만, 예를 들어 99.999 중량% 미만 또는 99.99 중량% 미만의 아세토니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 정제된 아세토니트릴 스트림은 95 중량% 초과, 예를 들어 97 중량% 초과, 98 중량% 초과, 99 중량% 초과, 99.9 중량%, 또는 99.99 중량% 초과를 포함할 수 있다.

한 실시양태에서, 제4 증류물은 (존재하는 경우) 소량, 예를 들어 0 중량% 내지 0.1 중량%, 예컨대, 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% 범위 양의 프로피오니트릴을 포함한다. 상한의 관점에서, 제4 증류물은 0.1 중량% 미만, 예를 들어 0.05 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 0.005 중량% 미만, 또는 0.0001 중량% 미만의 프로피오니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제4 증류물은 0 중량% 초과, 예를 들어 0.00005 중량% 초과, 또는 0.0001 중량% 초과의 프로피오니트릴을 포함할 수 있다.

한 실시양태에서, 제4 증류물은 (존재하는 경우) 소량, 예를 들어 0 중량% 내지 0.1 중량%, 예컨대, 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% 범위 양의 옥사졸을 포함한다. 상한의 관점에서, 제4 증류물은 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. 하한의 관점에서, 제4 증류물은 0 중량% 초과, 예를 들어 0.00005 중량% 초과, 또는 0.0001 중량% 초과의 옥사졸을 포함할 수 있다.

한 실시양태에서, 제4 증류물은 0 중량% 내지 0.5 중량%, 예컨대, 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. 상한의 관점에서, 제4 증류물은 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. 하한의 관점에서, 제4 증류물은 0 중량% 초과, 예컨대 0.00005 중량% 초과, 또는 0.0001 중량% 초과의 메탄올을 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 제4 하부물은 0.1 중량% 초과, 예를 들어, 0.5 중량% 초과, 1 중량% 초과, 2 중량% 초과, 5 중량% 초과, 또는 7 중량% 초과의 알릴 알코올을 포함한다. 범위의 관점에서, 제4 하부물은 0.1 내지 25 중량%, 예를 들어 0.5 내지 20 중량%, 1 중량% 내지 15 중량%, 또는 5 중량% 내지 15 중량%의 알릴 알코올을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제4 하부물은 25 중량% 미만, 예를 들어 20 중량% 미만, 13 중량% 미만, 또는 10 중량% 미만의 알릴 알코올을 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 제4 하부물은 0.1 중량% 초과, 예를 들어 1 중량% 초과, 3 중량% 초과, 5 중량% 초과, 10 중량% 초과, 또는 15 중량% 초과의 프로피오니트릴을 포함한다. 범위의 관점에서, 제4 하부물은 0.1 중량% 내지 50 중량%, 예를 들어 1 중량% 내지 40 중량%, 3 중량% 내지 35 중량%, 또는 5 중량% 내지 25 중량%의 프로피오니트릴을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 제4 하부물은 50 중량% 미만, 예를 들어 40 중량% 미만, 35 중량% 미만, 또는 25 중량% 미만의 프로피오니트릴을 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 정제는, 옥사졸을 제거하기 위해 제4 증류물을 수지 베드에서 처리하는 것을 포함한다.

분리 계획

유익하게도, 개시된 공정은 종래의 시스템보다 더 적은 수의 컬럼을 사용하며, 이는 무엇보다도 복잡성 및 자본 비용을 감소시키는 이점을 제공한다. 일 실시양태에서, 분리 계획은 컬럼을 제거한다. 일부 경우에서, 공정은 6개 이하의 증류 컬럼, 예를 들어 5개 이하의 컬럼, 4개 이하의 컬럼, 3개 이하의 컬럼 또는 2개 이하의 컬럼을 포함한다. 일부 경우에서, 분리 계획은 오직 6개의 컬럼을 포함한다. 일부 경우에서, 분리 계획은 오직 5개의 컬럼을 포함한다. 일부 경우에서, 분리 계획은 오직 4개의 컬럼을 포함한다. 일부 경우에서, 분리 계획은 오직 3개의 컬럼을 포함한다.

일 실시양태에서, 분리 계획 a는 옥사졸 및 프로피오니트릴을 포함하는 공급원료 스트림을 정제하고, 0.01 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 중간부 아세토니트릴 스트림, 1 중량% 미만의 메탄올을 포함하는 아세토니트릴 생성물 스트림, 및 99.5 중량% 이상의 아세토니트릴을 포함하는 정제된 아세토니트릴 생성물 스트림을 생성한다.

일 실시양태에서, 아세토니트릴 생성물 스트림은 1 중량% 미만의 메탄올을 포함하고, 공급원료 스트림은 옥사졸 및 프로피오니트릴을 포함하고, 아세토니트릴 스트림은 0.01 중량% 미만의 시안화수소를 포함하고, 아세토니트릴 생성물 스트림은 99.5 중량% 이상의 아세토니트릴을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는, "보다 큰" 및 "보다 적은" 한계는 또한 그와 관련된 숫자를 포함할 수도 있다. 달리 말하면, "보다 큰" 및 "보다 적은"은 "보다 크거나 같은" 및 "보다 적거나 같은"으로 해석될 수 있다. 이 언어는 "또는 같은"을 포함하도록 청구범위에서 후속적으로 수정될 수 있음이 고려된다. 예를 들어, "10보다 큰"은 "10보다 크거나 같은"으로 해석될 수 있으며, 이후 청구범위에서 수정될 수 있다.

상기 개시된 것 및 다른 특징 및 기능의 변형, 또는 이들의 대안이 많은 다른 상이한 시스템 또는 적용례로 결합될 수 있음을 이해할 것이다. 이들 내부의 현재 예측하지 못하거나 예상치 못한 다양한 대안, 수정, 변형 또는 개선이 이후에 당업자에 의해 이루어질 수 있으며, 이는 또한 이후의 청구범위 또는 그의 균등물에 포함되는 것으로 의도된다.

실시예

본 발명은 다음의 비제한적인 실시예를 고려하여 더 잘 이해될 것이다.

실시예 1

도 1은 예시적인 분리 계획(100)을 도시한다. 도식에 도시된 바와 같이, 공급원료 스트림(102)은 아크릴로니트릴 생성 및 정제 공정으로부터의 3개의 폐기물 스트림을 조합함으로써 제조되었다. 공급원료 스트림(102)은 가성 공급물(106)을 통해 공급되는 HCN 분해기(104)로 공급된다. 공급원료 스트림(102)의 조성은 표 1에 나타나 있으며, 아세토니트릴, 아크릴로니트릴 메탄올, 시안화수소, 물, 알릴 알코올, 옥사졸 및 프로피오니트릴을 포함한다. HCN 분해기(104)는 공급원료 스트림(102)을 처리하여 시안화수소를 제거하고, 아세토니트릴 스트림(108)을 생성한다. 아세토니트릴 스트림(108)의 조성은 표 1에 나타나 있다.

아세토니트릴 스트림(108)은 제1 증류 컬럼(110)으로 공급된다. 아세토니트릴 스트림(108)의 증류는 제1 증류물 스트림(112), 제1 하부물 스트림(114) 및 제1 중간부 아세토니트릴 스트림(116)(측부 인취물로 나타냄)을 생성한다. 제1 증류물 스트림(112)은 표 1에 나타낸 바와 같이 옥사졸, 메탄올 및 기타 부산물을 포함한다. 제1 하부물 스트림(114)은 표 1에 나타낸 바와 같이 알릴 알코올, 물 및 기타 부산물을 포함한다. 제1 중간부 아세토니트릴 스트림(116)은 표 1에 나타낸 바와 같이 아세토니트릴 및 기타 부산물을 포함한다. 본원에 개시된 작동 조건으로 인해, 제1 중간부 아세토니트릴 스트림(116)은 상당히 더 높은 농도의 아세토니트릴을 함유한다.

제1 중간부 아세토니트릴 스트림(116)은 가성 공급물(120)을 통해 공급되는 아크릴로니트릴 분해기(118)로 공급된다. 아크릴로니트릴 분해기(118)는, 아크릴로니트릴을 제거하고 제2 중간부 아세토니트릴 스트림(122)을 생성하기 위해 제1 중간부 아세토니트릴 스트림(116)을 처리한다. 제2 중간부 아세토니트릴 스트림(122)의 조성은 표 1에 기재되어 있다.

제2 중간부 아세토니트릴 스트림(122)은 제2 증류 컬럼(124)으로 공급되어, 제3 증류물(126) 및 제3 하부물(128)을 생성하며, 이들의 조성은 표 1에 기재되어 있다. 일부 경우에서, 제3 증류물(126)은 상류에서 재순환되어 아세토니트릴 스트림(108)과 조합된다. 제3 하부물 스트림(128)은 유리하게는 높은 아세토니트릴 농도를 갖는다(본원에서 논의됨).

제3 하부물 스트림(128)은 제3 증류 컬럼(130)으로 공급되어, 제4 증류물(132) 및 제4 하부물(134)을 생성하며, 이들의 조성은 중량%로 표 1에 기재되어 있다. 제4 증류물(132)은 매우 높은 아세토니트릴 농도를 갖는다. 제4 증류물(132)은 수지 베드(136)를 통해 옥사졸을 제거하기 위해 처리될 수 있고, 따라서 매우 높은 아세토니트릴 농도를 갖는 최종 아세토니트릴 스트림(138)을 산출할 수 있다. 생성물 아세토니트릴 스트림의 조성을 중량%로 표 1에 나타내었다.

도 1의 분리 공정의 스트림의 스트림 조성
성분	102	108	112	114	116	122	126	128	132	134
파운드/시간	48330	50120	2529	44660	11910	11910	8999	2921	2825	93
시안화수소	0.36	0	0	0	0	0	0	0	0	0
메탄올	0.7	0.67	11.61	0.09	0.29	0.29	0.38	0	0	0
옥사졸	0.44	0.38	7.41	0	1.61	1.61	2.13	0	0	0
아세토니트릴	9.27	8.94	64.67	0.01	78.63	78.63	72.6	96.79	99.97	0
아크릴로니트릴	0.09	0.09	1.49	0	0.1	0.03	0.07	0	0	0
알릴 알코올	0.07	0.07	0.03	0.06	0.09	0.09	0.01	0.32	0	9.96
프로피오니트릴	0.04	0.04	0.17	0	0.20	0.20	0.07	0.59	0.03	17.7
물	87.69	87.48	13.9	97.39	18.57	18.54	24.59	0	0	0
기타 불순물	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부

도시된 바와 같이, 개시된 분리 계획, 예를 들어 제1 컬럼의 사용은 상당한 양의 메탄올 및 옥사졸(제1 증류물 중)과 물 및 알릴 알코올(제1 하부물 중)의 매우 효과적인 분리를 제공한다. 측부 인취물은 놀랍게도 낮은 농도의 이러한 부산물을 포함한다. 결과적으로, 다운스트림 유닛에 대한 분리 부담이 경감된다. 중요하게는, 본원에 언급된 바와 같이, 제1 증류 이전에 HCN을 제거하기 위한 공급원료의 처리가 이러한 상당한 증류 효율에 기여했다. 표 1은, 증류 전 HCN 제거가 나타나 있으며, 이는 컬럼 효율성을 제공하는 데 유리함을 나타낸다. 또한, 제3 하부물(128) 및 제4 증류물(132)은 모두 예를 들어 용매로 사용하기에 적합한 높은 아세토니트릴 순도 수준을 갖는다.

실시양태

특히 다음의 실시양태가 개시된다.

실시양태 1은,

메탄올, 알릴 알코올, 옥사졸, 아세토니트릴, 물 및 시안화수소를 포함하는 공급원료(feedstock) 스트림을 처리하여 시안화수소를 제거하고 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계,

상기 아세토니트릴 스트림을 제1 증류 컬럼에서 증류하여

옥사졸 및 메탄올을 포함하는 제1 증류물;

아세토니트릴 및 옥사졸 및 1 중량% 미만의 알릴 알코올을 포함하는 제1 중간부(intermediate) 아세토니트릴 스트림;

알릴 알코올 및 물을 포함하는 제1 하부물(bottoms) 스트림

을 생성하는 단계; 및

상기 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 정제하여 아세토니트릴 생성물 스트림 및 알릴 알코올을 포함하는 재순환 스트림을 생성하는 단계

를 포함하는 아세토니트릴의 제조 방법이다.

실시양태 2는,

실시양태 1에 있어서,

상기 제1 증류 컬럼이 100 kPa 내지 175 kPa 범위의 압력에서 작동되는, 제조 방법이다.

실시양태 3는,

실시양태 1 또는 2에 있어서,

상기 제1 중간부 아세토니트릴 스트림이, 제1 증류 컬럼의 상부 70%에서 임의적으로 취해지는 측부 인취물(sidedraw)인, 제조 방법이다.

실시양태 4는,

실시양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서,

상기 제1 증류물이 1 중량% 초과의 옥사졸 및 5 중량% 초과의 메탄올을 포함하고,

상기 제1 중간부 아세토니트릴 스트림이 25 중량% 초과의 아세토니트릴, 5 중량% 미만의 옥사졸, 및 50 중량% 미만의 물을 포함하고,

상기 제1 하부물 스트림이 0.01 중량% 초과의 알릴 알코올 및 75 중량% 초과의 물을 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 5는,

실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서,

상기 재순환 스트림이 제1 하부물 스트림보다 더 적은 양의 알릴 알코올을 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 6은,

실시양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서,

상기 아세토니트릴 생성물 스트림이 98 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 7은,

실시양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서,

상기 제1 컬럼이 30개 이상의 트레이를 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 8은,

실시양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서,

상기 제1 컬럼이 응축기를 포함하고, 상기 응축기가 냉수(chilled water)를 사용하는, 제조 방법이다.

실시양태 9는,

실시양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서,

상기 아세토니트릴 생성물 스트림이 1 중량% 미만의 메탄올을 포함하고,

상기 공급원료 스트림이 옥사졸 및 프로피오니트릴을 추가로 포함하고,

상기 아세토니트릴 스트림이 0.01 중량% 미만의 시안화수소를 포함하고,

상기 아세토니트릴 생성물 스트림이 99.5 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 10은,

실시양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서,

상기 정제가

아세토니트릴, 옥사졸 및 시안화수소를 포함하는 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 처리하여 1 중량% 미만의 아크릴로니트릴 및 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계

를 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 11은,

실시양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서,

상기 정제가

상기 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 증류하여 아세토니트릴, 50 중량% 미만의 물 및 0.1 중량% 초과의 옥사졸을 포함하는 제3 증류물; 및 90 중량% 초과의 아세토니트릴 및 알릴 알코올을 포함하는 제3 하부물을 생성하는 단계

를 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 12는,

실시양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서,

상기 정제가, 제3 하부물을 증류하여

95 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함하는 제4 증류물; 및

1 중량% 초과의 알릴 알코올 및 5 중량% 초과의 프로피오니트릴을 포함하는 제4 하부물을 생성하는 단계를 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 13은,

실시양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서,

상기 정제가

옥사졸을 제거하기 위해 상기 제4 증류물을 수지 베드에서 처리하는 단계

를 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 14는,

실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서,

상기 공급원료 스트림이 0.05 중량% 초과의 메탄올을 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 15는,

실시양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서,

상기 공급원료 스트림이 25 중량% 미만의 아세토니트릴을 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 16은,

실시양태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서,

상기 공급원료 스트림이 프로피오니트릴을 추가로 포함하는, 제조 방법이다.

실시양태 17은,

실시양태 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서,

상기 아세토니트릴 스트림이 0.05 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는, 제조 방법이다.

본 발명이 상세하게 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서의 변형은, 전부 본원에 참고로 인용되는 배경기술 및 상세한 설명과 관련하여 상기 논의된, 전술한 논의, 당업계의 관련 기술 및 참고 문헌의 관점에서 당업자에게 용이하게 명백할 것이다. 또한, 본 발명의 측면 및 다양한 실시양태의 일부 및 하기 및/또는 첨부된 청구범위에 인용된 다양한 특징은 전체적으로 또는 부분적으로 조합되거나 교환될 수 있음을 이해해야 한다. 전술한 다양한 실시양태의 설명에서, 다른 실시양태를 언급한 실시양태는 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이 다른 실시양태와 적절하게 조합될 수 있다. 뿐만 아니라, 전술된 설명은 단지 예시일뿐이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않음을 당업자는 이해할 것이다.

Claims (15)

1. 메탄올, 알릴 알코올, 옥사졸, 아세토니트릴, 물 및 시안화수소를 포함하는 공급원료(feedstock) 스트림을 처리하여 시안화수소를 제거하고 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계,
   상기 아세토니트릴 스트림을 제1 증류 컬럼에서 증류하여
   옥사졸 및 메탄올을 포함하는 제1 증류물;
   아세토니트릴 및 옥사졸 및 1 중량% 미만의 알릴 알코올을 포함하는 제1 중간부(intermediate) 아세토니트릴 스트림;
   알릴 알코올 및 물을 포함하는 제1 하부물(bottoms) 스트림
   을 생성하는 단계; 및
   상기 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 정제하여 아세토니트릴 생성물 스트림 및 알릴 알코올을 포함하는 재순환 스트림을 생성하는 단계
   를 포함하는 아세토니트릴의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 증류 컬럼이 100 kPa 내지 175 kPa 범위의 압력에서 작동되는, 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 중간부 아세토니트릴 스트림이, 제1 증류 컬럼의 상부 70%에서 임의적으로 취해지는 측부 인취물(sidedraw)인, 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 증류물이 1 중량% 초과의 옥사졸 및 5 중량% 초과의 메탄올을 포함하고,
   상기 제1 중간부 아세토니트릴 스트림이 25 중량% 초과의 아세토니트릴, 5 중량% 미만의 옥사졸, 및 50 중량% 미만의 물을 포함하고,
   상기 제1 하부물 스트림이 0.01 중량% 초과의 알릴 알코올 및 75 중량% 초과의 물을 포함하는, 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 재순환 스트림이 제1 하부물 스트림보다 더 적은 양의 알릴 알코올을 포함하는, 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 아세토니트릴 생성물 스트림이 98 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함하는, 제조 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 컬럼이 30개 이상의 트레이를 포함하는, 제조 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 컬럼이 응축기를 포함하고, 상기 응축기가 냉수(chilled water)를 사용하는, 제조 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 아세토니트릴 생성물 스트림이 1 중량% 미만의 메탄올을 포함하고,
   상기 공급원료 스트림이 옥사졸 및 프로피오니트릴을 추가로 포함하고,
   상기 아세토니트릴 스트림이 0.01 중량% 미만의 시안화수소를 포함하고,
   상기 아세토니트릴 생성물 스트림이 99.5 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함하는, 제조 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정제가
    아세토니트릴, 옥사졸 및 시안화수소를 포함하는 제1 중간부 아세토니트릴 스트림을 처리하여 1 중량% 미만의 아크릴로니트릴 및 1 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 생성하는 단계
    를 포함하는, 제조 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 정제가
    상기 제2 중간부 아세토니트릴 스트림을 증류하여 아세토니트릴, 50 중량% 미만의 물 및 0.1 중량% 초과의 옥사졸을 포함하는 제3 증류물; 및 90 중량% 초과의 아세토니트릴 및 알릴 알코올을 포함하는 제3 하부물을 생성하는 단계
    를 포함하는, 제조 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 정제가, 제3 하부물을 증류하여
    95 중량% 초과의 아세토니트릴을 포함하는 제4 증류물; 및
    1 중량% 초과의 알릴 알코올 및 5 중량% 초과의 프로피오니트릴을 포함하는 제4 하부물을 생성하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 정제가
    옥사졸을 제거하기 위해 상기 제4 증류물을 수지 베드에서 처리하는 단계
    를 포함하는, 제조 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급원료 스트림이 0.05 중량% 초과의 메탄올, 25 중량% 미만의 아세토니트릴, 및 프로피오니트릴을 포함하는, 제조 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아세토니트릴 스트림이 0.05 중량% 미만의 시안화수소를 포함하는, 제조 방법.

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