WO2013094224A1

WO2013094224A1 - 蒸留塔システム及びそれを用いた塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法

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Publication number: WO2013094224A1
Application number: PCT/JP2012/052933
Authority: WO
Inventors: 修作柴田; 隆史濱村; 司池田; 貴則折笠; 松崎　光浩
Original assignee: 株式会社クレハ
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2013-06-27
Also published as: CN202620759U; CN103170150A; CN103170150B

Abstract

　本発明の目的は、高純度のモノマーの回収率を効率的に向上できる蒸留塔システム及びそれを用いた塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法を提供することである。　本発明に係る蒸留塔システム１は、モノマーを合成した後の粗モノマーを精製するための蒸留塔システムにおいて、粗モノマーが供給されて、塔頂部１０ａから低沸点成分を分離し、塔底部１０ｂから低沸点成分を除去した粗モノマーを回収する蒸留第１塔１０と、低沸点成分を除去した粗モノマーが供給されて、塔頂部２０ａから精製したモノマーを回収し、塔底部２０ｂからハイボイラーを回収する蒸留第２塔２０と、ハイボイラーが供給されて、塔頂部３０ａから精製したモノマーを回収し、塔底部３０ｂから蒸留残渣を分離する蒸留第３塔３０と、を有する。

Description

蒸留塔システム及びそれを用いた塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法

　本発明は、蒸留塔システム及びそれを用いた塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法に関する。

　多成分を含む原液から目的とする成分の精製は、例えば、低沸点成分を除去する蒸留塔及び高沸点成分を除去する蒸留塔の二段階で行われる。二段階の精製に用いられる蒸留塔システムとしては、例えば、高沸点成分を除去するための第１充填カラム及び低沸点成分を除去するための第２充填カラムを並列して、これらの２本の充填カラムを上部の充填部において互いに連結し、かつ、コンデンサを共用させた一体型構造を有する蒸留塔が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。モノマーを合成した後の粗モノマーは、未反応物、副生成物などの不純物を含む。高純度のモノマーは、通常、二段階の精製で取り出される。

特開２００１－１７９００２号公報

　蒸留第１塔及び蒸留第２塔からなる二段階の蒸留塔システムを用いて粗モノマーを精製すると、蒸留残渣として分離される高沸点成分を含有する塔底液（以降、ハイボイラーという。）中には、未回収のモノマーが含まれる。例えば、塩化ビニリデンモノマーの場合、ハイボイラーは、未回収の塩化ビニリデンモノマーを１５～３５質量％含む。そこで、ハイボイラー中のモノマーの濃度を低くして、精製するモノマーの回収率を向上することが望まれている。しかし、蒸留第１塔及び蒸留第２塔からなる二段階の蒸留塔システムでは、ハイボイラーからのモノマーの回収率を高くするにつれて、モノマーとともに蒸発する不純物（高沸点成分）の濃度が多くなり、モノマーの純度が低下してしまう。そのため、ハイボイラー中のモノマーの更なる回収は、断念せざるを得ないのが実情であった。

　本発明の目的は、高純度のモノマーの回収率を効率的に向上できる蒸留塔システム及びそれを用いた塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法を提供することである。

　本発明に係る蒸留塔システムは、モノマーを合成した後の粗モノマーを精製するための蒸留塔システムにおいて、前記粗モノマーが供給されて、塔頂部から低沸点成分を分離し、塔底部から低沸点成分を除去した粗モノマーを回収する蒸留第１塔と、前記低沸点成分を除去した粗モノマーが供給されて、塔頂部から精製したモノマーを回収し、塔底部からハイボイラーを回収する蒸留第２塔と、前記ハイボイラーが供給されて、塔頂部から精製したモノマーを回収し、塔底部から蒸留残渣を分離する蒸留第３塔と、を有することを特徴とする。

　本発明に係る蒸留塔システムでは、前記蒸留第２塔及び前記蒸留第３塔は再分散板を有し、かつ、前記蒸留第３塔の再分散板の数量が前記蒸留第２塔の再分散板の数量よりも少ないことが好ましい。蒸留第３塔の部品点数を削減することができる。

　本発明に係る蒸留塔システムでは、前記蒸留第１塔と該蒸留第１塔の下流側につながる前記蒸留第２塔とを一対とする系統を二系統以上有し、前記蒸留第３塔を１基有し、かつ、前記系統が並列関係をなして前記蒸留第３塔につながることが好ましい。モノマーの合成量の増加に容易に対応することができる。また、蒸留第２塔のメンテナンスを容易に行うことができる。

　本発明に係る塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法は、塩化ビニリデンモノマー（１，１‐ジクロロエチレン）を合成した後の粗塩化ビニリデンモノマーを蒸留で精製するための塩化ビニリデンモノマー蒸留方法において、蒸留第１塔に前記粗塩化ビニリデンモノマーを供給し、塔頂部から低沸点成分を分離し、塔底部から低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーを回収する工程１と、蒸留第２塔に前記低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーを供給し、塔頂部から精製した塩化ビニリデンモノマーを回収し、塔底部からハイボイラーを回収する工程２と、蒸留第３塔に前記ハイボイラーを供給し、塔頂部から精製した塩化ビニリデンモノマーを回収し、塔底部から蒸留残渣を分離する工程３と、を有することを特徴とする。

　本発明に係る塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法では、前記蒸留第３塔の還流比を前記蒸留第２塔の還流比よりも大きくすることが好ましい。塩化ビニリデンモノマーを回収する効率を更に高めることができる。

　本発明に係る塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法では、前記蒸留第３塔の塔底部温度を前記蒸留第２塔の塔底部温度よりも高くすることが好ましい。塩化ビニリデンモノマーを回収する効率を更に高めることができる。

　本発明に係る塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法では、前記蒸留第２塔に供給する前記低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーに、前記蒸留第３塔に供給する前記ハイボイラーよりも、重合抑制剤を高濃度で添加することが好ましい。蒸留第２塔のメンテナンスの回数を削減することができる。

　本発明に係る塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法では、前記蒸留第２塔の塔底部から回収したハイボイラー中の塩化ビニリデンモノマー濃度を３５質量％以下とし、前記蒸留第３塔の塔底部から分離した蒸留残渣中の塩化ビニリデンモノマー濃度を５質量％以下とすることが好ましい。高純度の塩化ビニリデンモノマーの回収率をより向上することができる。

　本発明は、高純度のモノマーの回収率を効率的に向上できる蒸留塔システム及びそれを用いた塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法を提供することができる。

本実施形態に係る蒸留塔システムの一例を示す概念図である。本実施形態に係る蒸留塔システムの一例を示す系統図であり、一系統からなる形態である。本実施形態に係る蒸留塔システムの一例を示す系統図であり、二系統からなる形態である。本実施形態に係る蒸留塔システムの一例を示す系統図であり、三系統からなる形態である。

　次に、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。

　本実施形態に係る蒸留塔システム１は、モノマーを合成した後の粗モノマーを精製するための蒸留塔システムにおいて、粗モノマーが供給されて、塔頂部１０ａから低沸点成分を分離し、塔底部１０ｂから低沸点成分を除去した粗モノマーを回収する蒸留第１塔１０と、低沸点成分を除去した粗モノマーが供給されて、塔頂部２０ａから精製したモノマーを回収し、塔底部２０ｂからハイボイラーを回収する蒸留第２塔２０と、ハイボイラーが供給されて、塔頂部３０ａから精製したモノマーを回収し、塔底部３０ｂから蒸留残渣を分離する蒸留第３塔３０と、を有する。

　蒸留第１塔１０は、複数個のスパン１０ｃを直列に接続して塔体をなしている。スパン１０ｃには、必要に応じて再分散板（不図示）を設けてもよい。蒸留第１塔１０の塔頂部１０ａはラインＬ１０を介して冷却器１２につながる。冷却器１２からは、ラインＬ１１ａ及びラインＬ１２が分岐し、ラインＬ１１ａは貯留タンク１３につながり、貯留タンク１３はラインＬ１１ｂを介して蒸留第１塔１０の塔頂部１０ａにつながり、ラインＬ１２はガス処理部１４につながる。蒸留第１塔１０の塔底部１０ｂにはリボイラ１５が設けられる。蒸留第１塔１０の塔底部１０ｂは、ラインＬ１３を介して蒸留第２塔２０のフィード口２１につながる。

　蒸留第２塔２０は、複数個のスパン２０ｃを直列に接続して塔体をなしている。スパン２０ｃは、再分散板２６を有することが好ましい。蒸留第２塔２０の塔頂部２０ａはラインＬ２０を介して凝縮器（リフラックスコンデンサ）２４につながる。蒸留第２塔２０は、不図示の還流ラインを有していてもよい。蒸留第２塔２０の塔底部２０ｂにはリボイラ２５が設けられる。蒸留第２塔の塔底部２０ｂは、ラインＬ２３を介して蒸留第３塔３０のフィード口３１につながる。

　蒸留第３塔３０は、複数個のスパン３０ｃを直列に接続して塔体をなしている。スパン３０ｃは、再分散板３６を有することが好ましい。本実施形態に係る蒸留塔システム１では、蒸留第３塔３０の再分散板３６の数量が蒸留第２塔２０の再分散板２６の数量よりも少ないことが好ましい。蒸留第３塔の部品点数を削減することができる。蒸留第３塔３０の塔頂部３０ａはラインＬ３０を介してリフラックスコンデンサ３４につながる。蒸留第３塔３０は、不図示の還流ラインを有していてもよい。蒸留第３塔３０の塔底部３０ｂにはリボイラ３５が設けられる。蒸留第３塔３０の塔底部３０ｂは、ラインＬ３３を介して蒸留残渣用タンク５２につながる。蒸留第３塔３０へのフィード量は、蒸留第２塔２０へのフィード量と比較して例えば１／１０程度であるため、蒸留第３塔３０は、その塔径を蒸留第２塔２０の塔径よりも細くすることができる。

　図２は、本実施形態に係る蒸留塔システムの一例を示す系統図であり、一系統からなる形態である。本実施形態に係る蒸留塔システム１は、図２に示すように、蒸留第１塔１０と蒸留第２塔２０と蒸留第３塔３０とをそれぞれ１基ずつ有し、蒸留第１塔１０と蒸留第２塔２０と蒸留第３塔３０とが直列につながることが好ましい。

　図３は、本実施形態に係る蒸留塔システムの一例を示す系統図であり、二系統からなる形態である。図４は、本実施形態に係る蒸留塔システムの一例を示す系統図であり、三系統からなる形態である。本実施形態に係る蒸留塔システム１では、図３及び図４に示すように、蒸留第１塔１０と蒸留第１塔１０の下流側につながる蒸留第２塔２０とを一対とする系統１００，１０１，・・を二系統以上有し、蒸留第３塔３０を１基有し、かつ、系統１００，１０１，・・が並列関係をなして蒸留第３塔３０につながることが好ましい。本実施形態に係る蒸留塔システム１では、二系統、三系統、四系統、・・と増設することで、更なる処理量の増加に対応できる。具体例として、図３には、第一の系統１００及び第二の系統１０１の二系統を有する形態、図４には、第一の系統１００、第二の系統１０１及び第三の系統１０２の三系統を有する形態を示した。蒸留第２塔２０の１基あたりの処理量が多くなるほど、回収されるモノマーの純度は低下する傾向にあるところ、蒸留第２塔２０の基数を増やして１基あたりの処理量を減らし、回収されるモノマーの純度の低下を抑制することができる。ここで、蒸留第３塔３０へのフィード量は、蒸留第２塔２０へのフィード量と比較して相対的に少ないため、蒸留第３塔３０は１基で対処することができる。ところで、蒸留第２塔２０の塔底部２０ｂにおいて、低分子の重合体が生成すると塔底液の粘度が高くなり、蒸留の効率が低下するため、定期的に重合体を除去する保守作業が必要となる。そこで、二系統以上を有することで、保守作業を行う系統（例えば、第一の系統１００）だけを停止し、残りの系統（例えば、第二の系統１０１及び／又は第三の系統１０２）では蒸留操作を続けることができる。よって、二系統以上を有する場合には、蒸留第３塔３０の手前に、各系統１００，１０１，・・の切替手段１１０を設けることが好ましい。図３に示す二系統の形態を例にとって説明すると、切替手段１１０は、系統１００，１０１と蒸留第３塔３０との間の回路を、第一の系統１００若しくは第二の系統１０１のいずれか一方だけを開とする、第一の系統１００及び第二の系統１０１の両方を開とする又は第一の系統１００及び第二の系統１０１の両方を閉とする、４つのモードの切り替えをする。そして、第一の系統１００で蒸留操作を行いつつ、第２の系統１０１だけを停止して保守作業を行う又は第一の系統１００だけを停止して保守作業を行いつつ、第２の系統１０１で蒸留操作を行うことができる。

　本実施形態に係る蒸留塔システム１では、蒸留第１塔１０と蒸留第２塔２０との間及び／又は蒸留第２塔２０と蒸留第３塔３０との間にバッファータンク（不図示）を設けてもよい。本実施形態に係る蒸留塔システム１は、バッファータンク（不図示）の有無にかかわらず、粗モノマーを連続式蒸留で精製することができる。連続式蒸留に用いる連続式蒸留塔システムは、蒸留第１塔１０と蒸留第２塔２０と蒸留第３塔３０とを同時に運転し、粗モノマーを連続して供給し、かつ、精製したモノマーを連続して回収する蒸留塔システムである。また、本実施形態に係る蒸留塔システム１は、バッファータンク（不図示）を設けることで、一部の蒸留塔を停止することができ、メンテナンスが容易となる。具体的に説明すると、例えば、図１の蒸留塔システム１において、蒸留第２塔２０の塔底部２０ｂと蒸留第３塔３０のフィード口３１との間に、バッファータンク（不図示）を設ければ、蒸留第３塔３０を停止してメンテナンスを行いつつ、蒸留第２塔２０では蒸留作業を続けて回収したハイボイラーをバッファータンク（不図示）に貯留しておくことができる。バッファータンク（不図示）は、蒸留第２塔２０の塔底部２０ｂと蒸留第３塔３０のフィード口３１との間の他、蒸留第１塔１０の塔底部１０ｂと蒸留第２塔２０のフィード口２１との間に設けてもよい。

　次に、本実施形態に係る塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法の一例について、図１を参照しながら説明する。本実施形態に係る塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法は、塩化ビニリデンモノマー（１，１‐ジクロロエチレン）を合成した後の粗塩化ビニリデンモノマーを蒸留で精製するための塩化ビニリデンモノマー蒸留方法において、蒸留第１塔１０に粗塩化ビニリデンモノマーを供給し、塔頂部１０ａから低沸点成分を分離し、塔底部１０ｂから低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーを回収する工程１と、蒸留第２塔２０に低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーを供給し、塔頂部２０ａから精製した塩化ビニリデンモノマーを回収し、塔底部２０ｂからハイボイラーを回収する工程２と、蒸留第３塔３０にハイボイラーを供給し、塔頂部３０ａから精製した塩化ビニリデンモノマーを回収し、塔底部３０ｂから蒸留残渣を分離する工程３と、を有する。

　塩化ビニリデンモノマー（以降、ＶＤということもある。）は、通常、塩化ビニル（以降、ＶＣということもある。）又は１，２‐ジクロロエタン（以降、ＥＤＣということもある。）を塩素化して、１，１，２‐トリクロロエタン（以降、１１２ＴＣＥということもある。）とし、次いでアルカリで脱塩化水素をして合成される。この合成後の粗塩化ビニリデンモノマーの塩化ビニリデンモノマーの純度は、例えば、９０質量％以上である。不純物は、例えば、ＶＣ、ジクロロエチレン（以降、ＤＣＥということもある。）トリクロロエチレン（以降、Ｔｒｉｃｌということもある。）、１１２ＴＣＥである。低沸点成分はＶＤ（沸点３１．７℃）の沸点よりも沸点が低い成分であり、例えば、ＶＣ（沸点－１３．７℃）である。高沸点成分はＶＤよりも沸点が高い成分であり、例えば、ＤＣＥ（沸点４７．５～６０．４℃）、Ｔｒｉｃｌ（沸点８６．６℃）、１１２ＴＣＥ（沸点１１３．３℃）である。

　ＶＤの蒸留の作用を説明する。まず、沸点が３１．７℃未満の成分と３１．７℃以上の成分とに分ける（低沸点成分の除去）。次に、沸点が３１．７℃以下の成分と３１．７℃を超える成分とに分ける（高沸点成分を残してＶＤを回収）。

　各工程について順に説明する。

（工程１）
　粗塩化ビニリデンモノマーをフィード口１１から蒸留第１塔１０に供給すると、低沸点成分を多く含む蒸気は塔頂部１０ａに移動し、塩化ビニリデンモノマー及び高沸点成分を多く含む液体は塔底部１０ｂに移動する。低沸点成分を多く含む蒸気は、塔頂部１０ａから冷却器１２に移動する。冷却によって気体となった低沸点成分をガス処理部１４に分離する。また、液体として分離した成分は貯留タンク１３に貯留後、流量を調整しながら蒸留第１塔１０に還流液として送り戻す。一方、塔底部１０ｂに移動した液体（塔底液）は、リボイラ１５の加熱によって蒸気となって上昇し、冷却されて液体となり、再び塔底部１０ｂに戻る。これらを繰り返すことで、塔頂部１０ａから低沸点成分を分離し、塔底部１０ｂから低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーを回収する。低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマー中の塩化ビニリデンモノマーの純度は、例えば、９１質量％以上である。

　蒸留第１塔１０の塔底部１０ｂ及び塔頂部１０ａの温度は、塩化ビニリデンモノマーの沸点（３１．７℃）よりも低く設定する。塔底部１０ｂの温度は、３１．７℃未満であることが好ましい。３１．７℃以上では、低沸点成分と塩化ビニリデンモノマーとを分離することができない場合がある。また、塔頂部１０ａの温度は、２８℃以下であることが好ましい。

（工程２）
　蒸留第１塔１０の塔底部１０ｂに回収した低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーをフィード口２１から蒸留第２塔２０に供給すると、塩化ビニリデンモノマーを多く含む蒸気は塔頂部２０ａに移動し、高沸点成分を多く含む液体は塔底部２０ｂに移動する。塩化ビニリデンモノマーを多く含む蒸気は、リフラックスコンデンサ２４に移動し液化して、貯留タンク２７に貯留後、流量を調整しながら精製モノマー用貯留タンク５１に回収する。また、塩化ビニリデンモノマーを多く含む蒸気は流量を調整しながら蒸留第２塔２０に還流液として送り戻してもよい。一方、塔底部２０ｂに移動した液体は、リボイラ２５の加熱によって蒸気となって上昇し、冷却されて液体となり、再び塔底部２０ｂに戻る。これらを繰り返すことで、塔頂部２０ａから精製した塩化ビニリデンモノマーを回収し、塔底部２０ｂからハイボイラーを回収する。

　ここで、ハイボイラーは未回収の塩化ビニリデンモノマーを含むが、蒸留第２塔２０では、この未回収のモノマーを回収するための強制的な蒸留操作をせずに回収する。ハイボイラー中の塩化ビニリデンモノマー濃度は、３５質量％以下であることが好ましい。３５質量％を超えると、蒸留第３塔３０への負荷が大きくなるためである。

　蒸留第２塔２０の塔底部２０ｂの温度は、ＤＣＥの沸点の下限値（４７．５℃）よりも高く設定することが好ましい。また、蒸留第２塔２０の塔頂部２０ａの温度は、ＶＤの沸点（３１．７℃）よりも高く、かつ、ＤＣＥの沸点の下限値（４７．５℃）よりも低く設定することが好ましい。ＤＣＥの沸点の下限値（４７．５℃）以上では、塔頂部２０ａからＶＤとともにＤＣＥが回収されて純度が低下する場合がある。

　蒸留第２塔２０の還流比は、３以下であることが好ましい。３を超えると、塔底部２０ａの温度が上昇して、冷却に過大なエネルギーを要する。ここで、還流比は、蒸留第２塔２０に供給する粗塩化ビニリデンモノマーの流量（フィード量Ｄ２０）に対する還流液の流量（リフラックス量Ｒ２０）の割合（Ｒ２０／Ｄ２０）である。

（工程３）
　工程２で回収したハイボイラーをフィード口３１から蒸留第３塔３０に供給すると、塩化ビニリデンモノマーを多く含む蒸気が塔頂部３０ａに移動し、高沸点成分を多く含む液体は塔底部３０ｂに移動する。塩化ビニリデンモノマーを多く含む蒸気は、リフラックスコンデンサ３４に移動し液化して、貯留タンク３７に貯留後、流量を調整しながら精製モノマー用貯留タンク５１に回収する。また、精製した塩化ビニリデンモノマーは、流量を調整しながら蒸留第２塔２０に還流液として送り戻してもよい。一方、塔底部３０ｂに移動した液体は、リボイラ３５の加熱によって蒸気となって上昇し、冷却されて液体となり、再び塔底部３０ｂに戻る。これらを繰り返すことで、塔頂部３０ａから精製した塩化ビニリデンモノマーを回収し、塔底部３０ｂから蒸留残渣を分離する。

　蒸留残渣中の塩化ビニリデンモノマーの濃度は、ハイボイラー中の塩化ビニリデンモノマーの濃度よりも低い。蒸留残渣中の塩化ビニリデンモノマー濃度は、５質量％以下であることが好ましい。より好ましくは、４質量％以下である。

　蒸留第３塔３０の塔底部３０ｂの温度は、ＤＣＥの沸点の下限値（４７．５℃）よりも高く設定することが好ましい。塔底部３０ｂの温度は、８０℃以下であることが好ましい。８０℃を超えると、冷却に過大なエネルギーを要する。蒸留第３塔３０の塔底部３０ｂの温度は、蒸留第２塔２０の塔底部２０ｂの温度よりも高く設定することが好ましい。蒸留第２塔２０の塔底部２０ｂの温度を相対的に低くすることで、蒸留第２塔２０の塔頂部２０ａから回収する成分にＤＣＥなどの不純物が含有して、ＶＤの純度が低下するのを防止することができる。また、蒸留第３塔３０の塔底部３０ｂの温度を相対的に大きくしても、蒸留第３塔３０のフィード量は少ないため、回収する塩化ビニリデンモノマーの純度を保持しつつ、回収率を向上することができる。蒸留第３塔３０の塔頂部３０ａの温度は、ＶＤの沸点（３１．７℃）よりも高く、かつ、ＤＣＥの沸点の下限値（４７．５℃）よりも低く設定することが好ましい。ＤＣＥの沸点の下限値（４７．５℃）以上では、塔頂部２０ａからＶＤとともにＤＣＥなどの不純物が回収されて純度が低下する場合がある。

　蒸留第３塔３０の還流比は、１０以下であることが好ましい。ここで、還流比は、蒸留第３塔３０に供給するハイボイラーの流量（フィード量Ｄ３０）に対する還流液の流量（リフラックス量Ｒ３０）の割合（Ｒ３０／Ｄ３０）である。本実施形態に係る塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法では、蒸留第３塔３０の還流比を蒸留第２塔２０の還流比よりも大きくすることが好ましい。蒸留第２塔２０の還流比を相対的に小さくすることで、塩化ビニリデンモノマーを回収する効率を更に高めることができる。また、蒸留第３塔に供給されるハイボイラー中のＶＤの濃度は蒸留第２塔に供給される蒸留第１塔１０の塔底液中のＶＤの濃度よりも低いため、蒸留第３塔３０の還流比を相対的に大きくしても、効率よく塩化ビニリデンモノマーを回収することができる。

　蒸留第１塔及び蒸留第２塔からなる二段階の蒸留塔システムでは、蒸留第２塔の分離効率を高め、ハイボイラーからＶＤの回収率を向上させる処置として、蒸留第２塔の塔底部の温度を高めるか、及び／又は還流比を増加させるなどの処置を講じなければならなかった。しかし、蒸留第２塔の塔底部の温度が高すぎたり、還流比が大きすぎたりすると、ＶＤとともにＤＣＥなどの不純物も蒸発して塔頂部から回収する成分の組成（以降、Ｔｏｐ組成という。）が悪化するため、ＶＤの回収率の向上に限界があった。このＴｏｐ組成の悪化は、処理量が多くなるほど顕著となる。よって、ハイボイラー中のＶＤの濃度を犠牲にしてＴｏｐ組成のＶＤの純度を保持していた。これに対して、本実施形態に係る蒸留塔システムでは、蒸留第２塔２０の下流に蒸留第３塔３０を設けた。すなわち、蒸留第２塔ではＴｏｐ組成のＶＤの純度だけに着目して緩和な条件で蒸留を行い、蒸留第３塔３０でハイボイラーの蒸留を行う。そうすると、蒸留第３塔へのフィード液中のＶＤ濃度は蒸留第２塔へのフィード液のＶＤの濃度よりも低く、かつ、蒸留第３塔３０へのフィード量は蒸留第２塔２０へのフィード量よりも少ないため、回収する塩化ビニリデンモノマーの純度を保持しつつ、最終的なＶＤの回収率を蒸留第１塔及び蒸留第２塔からなる二段階の蒸留塔システムのＶＤの回収率よりも高くすることができる。

　本実施形態に係る塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法では、蒸留第２塔２０に供給する低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーに、蒸留第３塔３０に供給するハイボイラーよりも、重合抑制剤を高濃度で添加することが好ましい。蒸留第２塔のメンテナンスの回数を削減することができる。

　次に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

（実験例１）
　蒸留第１塔と蒸留第２塔と蒸留第３塔とをそれぞれ１基ずつ有し、蒸留第１塔と蒸留第２塔と蒸留第３塔とが直列につながる蒸留塔システムを用いて、粗塩化ビニリデンモノマーの精製を行った。各蒸留塔の塔底部の温度及び塔頂部の温度を表１に示す。

（実験例２）
　第一の系統として蒸留第１塔と蒸留第２塔とを一対とする系統及び第二の系統として蒸留第１塔と蒸留第２塔とを一対とする系統並びに１基の蒸留第３塔からなり、かつ、第一の系統及び第二の系統が並列関係をなして蒸留第３塔につながる蒸留塔システムを用いて、粗塩化ビニリデンモノマーの精製を行った。各蒸留塔の塔底部の温度及び塔頂部の温度を表１に示す。

（実験例３）
　第一の系統として蒸留第１塔と蒸留第２塔とを一対とする系統及び第二の系統として蒸留第１塔と蒸留第２塔とを一対とする系統からなる蒸留塔システムを用いて、粗塩化ビニリデンモノマーの精製を行った。各蒸留塔の塔底部の温度及び塔頂部の温度を表１に示す。

　実験例１～実験例３における蒸留第１塔の粗塩化ビニリデンのモノマーのフィード量、リフラックス量及び還流比、蒸留第２塔の低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンのモノマーのフィード量、リフラックス量、還流比及びハイボイラー（塔底液）中の塩化ビニリデンモノマーの濃度、実験例１及び実験例２における蒸留第３塔のハイボイラーのフィード量、リフラックス量、還流比及び蒸留残渣（塔底液）中の塩化ビニリデンモノマーの濃度をそれぞれ表２に示した。

　表１からわかるように、実験例１ではハイボイラー中の塩化ビニリデンモノマーの濃度が２７質量％であり、実験例２ではハイボイラー中の塩化ビニリデンモノマーの濃度が第一の系統及び第二の系統の平均値で２７質量％であった。これに対して、実験例３では、ハイボイラー中の塩化ビニリデンモノマーの濃度が第一の系統及び第二の系統の平均値で、１９質量％であった。すなわち、実験例１及び実験例２の蒸留第２塔の分離効率は実験例３の分離効率よりも低い。実験例１及び実験例２の蒸留塔システムは、蒸留第３塔を有するため、蒸留第２塔の分離効率を意図的に低下させて、蒸留第２塔における冷媒及び蒸気の使用量を削減することができる。また、蒸留第３塔のフィード量は、蒸留第２塔のフィード量と比較して１／１０程度であるため、蒸留第３塔は塔底部の温度及び還流比を蒸留第２塔よりも高く設定しても、塔頂部から高純度の塩化ビニリデンモノマーを回収することができる。

　実験例１及び実験例２では、最終的な未回収の塩化ビニリデンモノマーの濃度は蒸留残渣中の塩化ビニリデンモノマーの濃度であり、３質量％であった。一方、実験例３では、最終的な未回収の塩化ビニリデンモノマーの濃度はハイボイラー中の塩化ビニリデンモノマーの濃度であり、第一の系統及び第二の系統の平均値で、１９質量％であった。以上より、本発明に係る蒸留塔システムは、蒸留第１塔及び蒸留第２塔からなる２段階の蒸留塔システムよりも塩化ビニリデンモノマーの回収率が向上できることを確認した。

１　蒸留塔システム
１０　蒸留第１塔
１０ａ　塔頂部
１０ｂ　塔底部
１０ｃ　スパン
１１　フィード口
１２　冷却器
１３　貯留タンク
１４　ガス処理部
１５　リボイラ
２０　蒸留第２塔
２０ａ　塔頂部
２０ｂ　塔底部
２０ｃ　スパン
２１　フィード口
２４　リフラックスコンデンサ
２５　リボイラ
２６　再分散板
２７　貯留タンク
３０　蒸留第３塔
３０ａ　塔頂部
３０ｂ　塔底部
３０ｃ　スパン
３１　フィード口
３４　リフラックスコンデンサ
３５　リボイラ
３６　再分散板
３７　貯留タンク
５１　精製モノマー用貯留タンク
５２　蒸留残渣用タンク
１００　第一の系統
１０１　第二の系統
１０２　第三の系統
１１０　切替手段
Ｈ　温水

Claims

　モノマーを合成した後の粗モノマーを精製するための蒸留塔システムにおいて、
　前記粗モノマーが供給されて、塔頂部から低沸点成分を分離し、塔底部から低沸点成分を除去した粗モノマーを回収する蒸留第１塔と、
　前記低沸点成分を除去した粗モノマーが供給されて、塔頂部から精製したモノマーを回収し、塔底部からハイボイラーを回収する蒸留第２塔と、
　前記ハイボイラーが供給されて、塔頂部から精製したモノマーを回収し、塔底部から蒸留残渣を分離する蒸留第３塔と、を有することを特徴とする蒸留塔システム。
　前記蒸留第２塔及び前記蒸留第３塔は再分散板を有し、かつ、前記蒸留第３塔の再分散板の数量が前記蒸留第２塔の再分散板の数量よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の蒸留塔システム。
　前記蒸留第１塔と該蒸留第１塔の下流側につながる前記蒸留第２塔とを一対とする系統を二系統以上有し、前記蒸留第３塔を１基有し、かつ、前記系統が並列関係をなして前記蒸留第３塔につながることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸留塔システム。
　塩化ビニリデンモノマー（１，１‐ジクロロエチレン）を合成した後の粗塩化ビニリデンモノマーを蒸留で精製するための塩化ビニリデンモノマー蒸留方法において、
　蒸留第１塔に前記粗塩化ビニリデンモノマーを供給し、塔頂部から低沸点成分を分離し、塔底部から低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーを回収する工程１と、
　蒸留第２塔に前記低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーを供給し、塔頂部から精製した塩化ビニリデンモノマーを回収し、塔底部からハイボイラーを回収する工程２と、
　蒸留第３塔に前記ハイボイラーを供給し、塔頂部から精製した塩化ビニリデンモノマーを回収し、塔底部から蒸留残渣を分離する工程３と、を有することを特徴とする塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法。
　前記蒸留第３塔の還流比を前記蒸留第２塔の還流比よりも大きくすることを特徴とする請求項４に記載の塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法。
　前記蒸留第３塔の塔底部温度を前記蒸留第２塔の塔底部温度よりも高くすることを特徴とする請求項４又は５に記載の塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法。
　前記蒸留第２塔に供給する前記低沸点成分を除去した粗塩化ビニリデンモノマーに、前記蒸留第３塔に供給する前記ハイボイラーよりも、重合抑制剤を高濃度で添加することを特徴とする請求項４～６のいずれか一つに記載の塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法。
　前記蒸留第２塔の塔底部から回収したハイボイラー中の塩化ビニリデンモノマー濃度を３５質量％以下とし、前記蒸留第３塔の塔底部から分離した蒸留残渣中の塩化ビニリデンモノマー濃度を５質量％以下とすることを特徴とする請求項４～７のいずれか一つに記載の塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法。