WO2021049459A1 - 抽出対象物の抽出方法および液液抽出塔 - Google Patents

Abstract

接触効率をよりいっそう向上させうる手段を提供する。本発明は、塔底側に不活性ガス供給デバイスを有する液液抽出塔を用いて、前記不活性ガス供給デバイスから不活性ガスを投入しながら、抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させて、前記抽出対象物を含む液中の成分を抽出溶媒に移動させることを有する、抽出対象物の抽出方法である。

Description

抽出対象物の抽出方法および液液抽出塔

　本発明は、抽出対象物の抽出方法および液液抽出塔に関する。

　液液抽出とは、液体混合物の原液に溶剤を作用させて混合物の中のある特定の物質を他の物質から分離する操作である。液液抽出では、原液と溶剤とが二相を形成して比重の差により二相に分離することで、希望する物質すなわち溶質を選択的に溶剤相に移動分離することができる。

　液液抽出に用いられる液液抽出塔としては、撹拌式の液液抽出塔、非撹拌式の液液抽出塔などがある。撹拌式の液液抽出塔は、単位高さ当たりの接触効率は大きいものの、機械的な駆動部分があるため、設備費が高価になると共に、維持管理が難しいという欠点を有する。一方、非撹拌式の液液抽出塔は、撹拌式に比べて、接触効率は低いものの、設備費が安価であると共に、維持管理が容易である。

　特開平７－８０２８３号公報（米国特許第５５００１１６号明細書に対応）には、水平方向に塔の断面の一部を占め液の流路を残した棚板と、その棚板の流路側の端から垂直に延び、棚板寄りに開口部を形成した堰板とからなる棚段とを、塔内に適宜間隔をもって交互に配置してなる液液抽出塔が開示されている。

　特開平７－８０２８３号公報（米国特許第５５００１１６号明細書に対応）が開示する液液抽出塔によって、接触効率を改善することができる。しかし、接触効率が十分ではない場合があり、接触効率をさらに向上させる方法の開発が望まれている。

　そこで、本発明は、接触効率をよりいっそう向上させうる手段を提供することを目的とする。

　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、不活性ガスを液液抽出塔の塔底側から導入することによって、上記課題を解決することを見出し、本発明の完成に至った。

　すなわち、本発明の第１の形態によれば、塔底側に不活性ガス供給デバイスを有する液液抽出塔を用いて、前記不活性ガス供給デバイスから不活性ガスを投入しながら、抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させて、前記抽出対象物を含む液中の成分を前記抽出溶媒に移動させることを有する、抽出対象物の抽出方法が提供される。

　本発明の第２の形態によれば、抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させて、前記抽出対象物を抽出する液液抽出塔であって、前記液液抽出塔の塔底側に不活性ガス供給デバイスを有する、液液抽出塔が提供される。

図１は、本発明の一実施形態における液液抽出塔を示す概略図である。 図２は、本発明の一実施形態における液液抽出塔に設けられた不活性ガス供給デバイスを示す概念図である。 図３は、塔頂液中の硼酸濃度と窒素ガス投入量との関係を示すグラフである。

　以下、本発明の一形態に係る実施の形態を説明する。本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。

　本明細書において、範囲を示す「Ｘ～Ｙ」は「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０～２５℃）／相対湿度４０～５０％ＲＨの条件で測定する。

　＜液液抽出塔＞
　本発明の一形態は、抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させて、前記抽出対象物を抽出する液液抽出塔であって、前記液液抽出塔の塔底側に不活性ガス供給デバイスを有する、液液抽出塔である。かかる構成により、接触効率をよりいっそう向上させることができる。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、これらの例は本発明の範囲を限定するものではない。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

　図１は、本発明に係る液液抽出塔の一実施形態である逆堰板型液液抽出塔の概略図を示す。逆堰板型液液抽出塔１０は、塔の上部に重液入口１１と軽液出口１２とが設けてあり、塔の下部に軽液入口１３と重液出口１４とが設けてあり、塔内には複数の棚段１ａおよび１ｂが配設されている。また、塔底側に不活性ガス供給デバイス１５が設けられている。

　不活性ガス供給デバイス１５の形状は、特に制限されず、所望量の不活性ガスを供給できればよい。例えば、図２に示すように、円筒形状のものが挙げられる。また、不活性ガスの供給方向も特に制限されない。不活性ガスの供給方向は、不活性ガス供給デバイス１５の詰まりを抑制する観点から、好ましくは塔底方向である。

　軽液入口１３と不活性ガス供給デバイス１５との位置関係は、特に制限されない。分散相の液滴が小さくなりすぎることを抑制する観点から、不活性ガス供給デバイス１５を軽液入口１３よりも上方に設けることが好ましい。

　棚段１ａは、そのほぼ中央部分に連続相液と分散相液とが通る流路４ａを有する棚板２ａと、その棚板２ａの流路４ａの端から垂直に下方（分散相供給側）に延びる堰板３ａとからなる。棚板２ａ寄りの側には、分散相液の流路となる開口部が設けてある。

　棚段１ｂは、棚段１ａの流路４ａを覆うように、棚板２ｂが広がるとともに、流路４ｂが２つ設けてあり、それぞれの棚板２ｂの流路４ｂの端から垂直に下方（分散相供給側）に延びる堰板３ｂとからなる。棚板２ｂ寄りの側には、分散相液の流路となる開口部が設けてある。

　棚板２ａの下方（分散相供給側）では、分散相の液滴が滞留する間に累積し合一して分散相合一層を形成する。形成された分散相合一層は、堰板３ａの開口部から水平方向に流出する。

　同様に、棚板２ｂの下方（分散相供給側）では、分散相の液滴が滞留する間に累積し合一して分散相合一層を形成する。形成された分散相合一層は、堰板３ｂの開口部から水平方向に流出する。

　液液抽出塔の運転は、一方が分散相、他方が連続相となるように塔１０の下部の軽液入口１３から軽液を供給するとともに上部の重液入口１１から重液を供給する。また、不活性ガス供給デバイス１５から不活性ガスを供給する。一方で、すでに液液接触を行なった軽液を塔の上部の軽液出口１２から抜き出すとともに、重液を塔の下部の重液出口１４から連続的に抜き出すことにより行なう。

　本発明に係る液液抽出塔は、不活性ガス供給デバイス１５から不活性ガスを投入することにより、不活性ガスが浮上する。浮上する不活性ガスは、堰板３ａおよび３ｂの開口部を通過する液の流速を増加させることができる。これにより、棚板２ａおよび棚板２ｂの下方において滞留する分散相の液滴をより細かくすることができ、溶質と抽出溶媒との接触効率を向上させることができる。そのため、不活性ガスを投入しない従来の非撹拌式の液液抽出塔では望めなかった、高い処理量と高い接触効率とを同時に達成することができる。さらに、抽出効率の向上により、抽出溶媒の減量、抽出装置のコンパクト化などが可能となる。

　上記メカニズムは推定であり、本発明は上記推定によって限定されない。

　＜抽出対象物の抽出方法＞
　本発明の一形態は、塔底側に不活性ガス供給デバイスを有する液液抽出塔を用いて、前記不活性ガス供給デバイスから不活性ガスを投入しながら、抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させて、前記抽出対象物を含む液中の成分を前記抽出溶媒に移動させることを有する、抽出対象物の抽出方法である。かかる構成により、接触効率をよりいっそう向上させることができる。

　（液液抽出塔）
　本発明に係る抽出方法で使用される液液抽出塔は、塔底側に不活性ガス供給デバイスを有するものであれば、特に制限されない。

　液液抽出塔としては、従来公知の液液抽出塔の塔底側に不活性ガス供給デバイスを設置したものを使用することができる。液液抽出塔は、本発明の効果をより発揮できるとの観点から、好ましくは非撹拌式の液液抽出塔であり、より好ましくは棚段型液液抽出塔、多孔板抽出塔、充填塔、バッフル塔またはスプレー塔であり、さらに好ましくは棚段型液液抽出塔または多孔板抽出塔であり、特に好ましくは棚段型液液抽出塔である。

　棚段型液液抽出塔の例としては、堰板型液液抽出塔、逆堰板型液液抽出塔などが挙げられる。よって、本発明に係る抽出方法では、液液抽出塔が堰板型液液抽出塔または逆堰板型液液抽出塔であることが好ましい。棚段型液液抽出塔を使用することにより、接触効率および抽出効率をより向上させることができる。

　（抽出対象物を含む液と抽出溶媒との接触）
　本発明に係る抽出方法では、液液抽出塔の不活性ガス供給デバイスから不活性ガスを投入しながら、抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させて、前記抽出対象物を含む液中の成分を抽出溶媒に移動させる。抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させることで、抽出対象物を含む液中の特定の成分を液－液界面を通じて抽出溶媒へ移動させる。抽出溶媒へ移動させる成分（溶質）は、抽出対象物であってもよく、抽出対象物以外の成分であってもよい。

　すなわち、本発明に係る抽出方法の一実施形態では、抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させ、抽出対象物を抽出溶媒中に移動させて、抽出対象物を分離回収する。この場合、抽出対象物が溶質であり、抽出対象物は抽出液に含まれている。

　また、本発明に係る抽出方法の他の実施形態では、抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させ、抽出対象物以外の物質を抽出溶媒中に移動させて、抽出対象物を含む液から抽出対象物以外の物質を除去する。この場合、抽出対象物以外の物質が溶質であり、抽出対象物は、抽残液に含まれている。

　従来の多孔板抽出塔、棚段型液液抽出塔などの液液抽出塔は、その構造上、塔頂部に２相分離部分が存在する。そのため、不活性ガスを投入した場合、２相分離部分を不活性ガスが撹拌するため、２相分離が困難であると考えられている。

　しかし、本発明者らは、驚くべきことに、液液抽出塔の塔底側から不活性ガスを導入したとしても、２相分離が可能であり、さらに不活性ガスを導入することで抽出対象物を含む液と抽出溶媒との接触効率を向上させ、抽出対象物を含む液中の成分の抽出効率を向上できることを見出した。

　上述のとおり、本発明に係る抽出方法では、接触効率および抽出効率を向上させることができる。推定されるメカニズムを図１を参照して説明する。不活性ガス供給デバイス１５から不活性ガスを投入することにより、不活性ガスが浮上する。浮上する不活性ガスは、堰板３ａおよび３ｂの開口部を通過する液の流速を増加させることができる。これにより、棚板２ａおよび棚板２ｂの下方において滞留する分散相の液滴をより細かくすることができ、溶質と抽出溶媒との接触効率を向上させることができる。そのため、不活性ガスを投入しない従来の非撹拌式の液液抽出塔では望めなかった、高い処理量と高い接触効率とを同時に達成することができる。さらに、抽出効率の向上により、抽出溶媒の減量、抽出装置のコンパクト化などが可能となる。

　上記メカニズムは推定であり、本発明は上記推定によって限定されない。

　投入される不活性ガスは、特に制限されず、溶質の種類に応じて、適宜選択することができる。不活性ガスの例としては、窒素、アルゴン、メタン、エタンなどが挙げられる。不活性ガスは、好ましくは窒素である。

　不活性ガスの投入量は、適宜調節することができる。不活性ガスの投入量は、接触効率をより向上させると観点から、好ましくは液液抽出塔の横断面積あたり０．１～２．５ｍ^３／ｍ^２／ｈであり、より好ましくは０．３～１．０ｍ^３／ｍ^２／ｈであり、さらに好ましくは０．４～０．９ｍ^３／ｍ^２／ｈである。

　液液抽出塔を用いた液液抽出では、重液および軽液の流量（供給量）が少なくなると、接触効率および抽出効率が低下しうることが知られている。特に、トータルフラックス（体積流束）が０．００５ｍ^３／ｍ^２／ｈ以下であると、接触効率および抽出効率が低下しうる。

　ここで、トータルフラックス（体積流束）とは、重液と軽液との合計空塔速度である。

　本発明に係る抽出方法では、不活性ガスを投入することによって、分散相の液滴をより細かくすることができ、溶質と抽出溶媒との接触効率を向上させることができる。そのため、トータルフラックスが小さい系であっても、優れた接触効率および抽出効率を得ることができる。

　本発明に係る抽出方法において、溶質は、液液抽出により分離可能な物質であれば特に制限されない。上述のとおり、溶質は、抽出対象物であっても、抽出対象物以外の物質であってもよい。また、抽出溶媒は、溶質に応じて、適宜選択することができる。使用する溶質および抽出溶媒に応じて、抽出対象物を含む液および抽出溶媒の一方が重液となり、他方が軽液となる。同様に、重液および軽液の一方が分散相となり、他方が連続相となる。

　抽出対象物としては、例えばアルコール、酢酸、アクリル酸、メタクリル酸、飽和脂肪族炭化水素、アルコールアルコキシレートなどが挙げられる。

　本発明に係る抽出方法の一実施形態では、抽出対象物が第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素および第２級アルコールアルコキシレートから選択されるいずれか一つであり、好ましくは第２級アルコールである。第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素および第２級アルコールアルコキシレートの炭素数は、例えば８以上３０以下である。

　第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素または第２級アルコールアルコキシレートを含む液は、従来公知の方法により得ることができ、例えば特開昭４８－３４８０７号公報、特開昭５６－１３１５３１号公報および特開昭５０－１５９５９５号公報に記載の内容を適宜参照して得ることができる。

　第２級アルコールを含む液は、例えば炭素数８～３０の飽和脂肪族炭化水素をホウ素化合物の存在下、分子状酸素含有ガスによって液相部分酸化することで、対応する第２級アルコールを含む液を得ることができる。

　炭素数８～３０の飽和脂肪族炭化水素は、１種でも２種以上の混合物であってもよい。

　炭素数８～３０の飽和脂肪族炭化水素としては、オクタン、デカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、エイコサン、ドコサン、テトラコサン、ヘキサコサン、オクタコサン、トリアコサンなどが挙げられる。これらのうち、飽和脂肪族炭化水素は、好ましくは炭素数１０～２０の飽和脂肪族炭化水素であり、より好ましくはデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカンおよびエイコサンからなる群から選択される。

　ホウ素化合物としては、メタ硼酸、オルト硼酸、無水硼酸などが挙げられる。

　ホウ素化合物の使用量は、飽和脂肪族炭化水素に対して、例えば１～２０ｗｔ％である。

　分子状酸素含有ガス中の酸素濃度は、例えば１～２０体積％である。

　分子状酸素含有ガスの使用量は、飽和脂肪族炭化水素１ｋｇあたり、例えば１００～１０００Ｌ／ｈである。

　液相部分酸化での反応温度は、例えば１００～２００℃である。

　このようにして得られた第２級アルコールを含む液には、第２級アルコールの硼酸エステルを含むため、適宜第２級アルコールの硼酸エステルを加水分解することが好ましい。

　飽和脂肪族炭化水素を含む液は、後述のとおり、前記第２級アルコールを含む液から得る（回収する）ことができる。

　第２級アルコールアルコキシレートを含む液は、後述のとおり、前記第２級アルコールに、アルキレンオキシドを付加することで、得ることができる。

　抽出溶媒は、抽出対象物（第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素または第２級アルコールアルコキシレート）との相互溶解度が小さく、溶質（ホウ素化合物、有機化合物、有機塩、無機塩など）に対する分配係数および分離係数の大きいものであれば、特に制限されない。抽出溶媒は、好ましくは水を含む。

　抽出溶媒が水を含む場合、第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素または第２級アルコールエトキシレートを含む液が軽液であり、抽出溶媒が重液である。また、軽液が分散相であり、重液が連続相である。第２級アルコールは、抽残液に含まれ、軽液出口から回収される。ホウ素化合物は、抽出液に含まれ、重液出口から回収される。

　抽出対象物が第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素または第２級アルコールアルコキシレートである場合、使用される液液抽出塔は、接触効率をより向上させるとの観点から、好ましくは逆堰板型液液抽出塔である。

　第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素または第２級アルコールアルコキシレートを含む液と抽出溶媒とを接触させる温度は、例えば５０℃以上であり、好ましくは８５～９５℃であり、より好ましくは約９０℃である。

　さらに、本発明の一実施形態では、飽和脂肪族炭化水素をホウ素化合物の存在下、分子状酸素含有ガスによって液相部分酸化して対応する第２級アルコールを含む液を調製する工程と、上記抽出方法によって第２級アルコールを含む液と抽出溶媒とを接触させ、前記第２級アルコールを含む液中のホウ素化合物を抽出溶媒に移動させて、第２級アルコールを分離回収する工程と、を有する、第２級アルコールの製造方法が提供される。

　本実施形態の第２級アルコールの製造方法において、抽出溶媒は、好ましくは水を含む。

　本実施形態の第２級アルコールの製造方法では、ホウ素化合物を効率よく除去できるため、排水中に含まれるホウ素化合物を低減することができる。

　本実施形態の第２級アルコールの製造方法は、前記分離回収工程の前に、前記第２級アルコールを含む液から未反応の飽和脂肪族炭化水素を蒸留して、飽和脂肪族炭化水素を含む液を回収する工程をさらに有することができる。この際、飽和脂肪族炭化水素を含む液を回収した後の第２級アルコールを含む液を上記抽出方法に使用する。

　第２級アルコールを含む液中には、未反応の飽和脂肪族炭化水素、酸化反応の副生物が含まれうる。酸化反応の副生物としては、低級の脂肪酸、脂肪酸エステルなどが挙げられる。

　そのため、第２級アルコールを含む液を、フラッシュ蒸留のような単蒸留に近い方法で蒸留することにより、未反応の飽和脂肪族炭化水素を蒸留して、飽和脂肪族炭化水素を含む液を得ることができる。また、未反応の飽和脂肪族炭化水素と共に副生物も蒸留されるため、飽和脂肪族炭化水素を含む液は、副生物を含みうる。

　また、本実施形態の第２級アルコールの製造方法が上記飽和脂肪族炭化水素を含む液を回収する工程を有する場合、以下の分離回収工程および再利用工程をさらに有することができる：
　上記抽出方法によって前記飽和脂肪族炭化水素を含む液と抽出溶媒とを接触させ、前記飽和脂肪族炭化水素を含む液中の飽和脂肪族炭化水素以外の成分の少なくとも一種を抽出溶媒に移動させて、飽和脂肪族炭化水素を分離回収する工程；および
　前記抽出された飽和脂肪族炭化水素を前記調製工程の飽和脂肪族炭化水素として再利用する工程。

　本実施形態の第２級アルコールの製造方法が上記分離回収工程および再利用工程を有することにより、飽和脂肪族炭化水素を含む液中の飽和脂肪族炭化水素以外の成分を効率よく除去できるため、飽和脂肪族炭化水素の回収と原料としての再利用とが容易になる。よって、第２級アルコールの生産効率を向上することができる。

　上述の通り、蒸留して得られた飽和脂肪族炭化水素を含む液は、酸化反応の副生物などの飽和脂肪族炭化水素以外の成分を含みうる。そのため、本発明に係る抽出方法を用いることで、飽和脂肪族炭化水素を含む液から飽和脂肪族炭化水素以外の成分を除去することができる。

　飽和脂肪族炭化水素を含む液から除去される成分としては、低級の脂肪酸、脂肪酸エステルなどの有機化合物；脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウムなどの有機塩；水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩などが挙げられる。

　飽和脂肪族炭化水素を分離回収した液には、未分離のケトン、アルコールなどが含まれうるため、水素で還元して飽和脂肪族炭化水素とした後に、液中の飽和脂肪族炭化水素を蒸留により分離回収することができる。分離回収した飽和脂肪族炭化水素は、第２級アルコールを含む液の調製工程における飽和脂肪族炭化水素（原料）として再利用することができる。

　また、本発明の一実施形態では、上記抽出方法によって抽出された前記第２級アルコールまたは上記製造方法によって製造された前記第２級アルコールに、アルキレンオキシドを付加して第２級アルコールアルコキシレートを含む液を調製する工程を有する、第２級アルコールアルコキシレートの製造方法が提供される。

　付加されるアルキレンオキシドは、例えば炭素数２～１０のアルキレンオキシドであり、好ましくは炭素数２～４のアルキレンオキシドである。アルキレンオキシドの例としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、１－ブテンオキシド、２－ブテンオキシド、スチレンオキシドなどが挙げられる。なかでも、エチレンオキシド、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシドから選択されることが好ましい。

　付加されるアルキレンオキシドは、１～５０個結合した形態の化合物でもよい。また、前記化合物に含まれるアルキレンオキシドは、１種単独でもよく、２種以上であってもよい。アルキレンオキシドの付加・結合数は、好ましくは２～４５個であり、より好ましくは５～４０個である。

　第２級アルコールにアルキレンオキシドを付加・結合させる方法は、特に制限されず、公知の方法を用いることができる。このような方法としては、酸触媒やアルカリ触媒を使用する方法が挙げられる。酸触媒としては、特に制限されないが、例えば、三フッ化ホウ素等のルイス酸触媒である金属のハロゲン化合物；塩化水素、臭素水素、硫酸等の鉱酸などが挙げられる。また、アルカリ触媒としては、特に制限されないが、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水素化ナトリウムなどが挙げられる。

　また、反応条件としては、反応が進行して第２級アルコールアルコキシレートが十分得られる条件であれば特に制限されない。反応温度は、例えば５０～２００℃であり、好ましくは１００～２００℃であり、さらに好ましくは１００～１５０℃である。反応時間は、例えば１～４８時間であり、好ましくは１～４０時間であり、さらに好ましくは２～３６時間である。反応は、常圧下および加圧下のいずれでもよい。

　第２級アルコールアルコキシレートは、以下式（１）で表される化合物であることが好ましい。

　式（１）中、Ｒ^１およびＲ^２は、アルキル基であり、Ｒ^１の炭素数とＲ^２の炭素数との合計は、７～２９であり、Ｒ^２の炭素数は、Ｒ^１の炭素数以上（Ｒ^１の炭素数≦Ｒ^２の炭素数）であり；Ａは、炭素数２～８のアルキレン基であり；Ｂは、水素原子であり；ｎは、１～５０の整数である。

　式（１）において、Ｒ^１の炭素数とＲ^２の炭素数との合計は、好ましくは９～１９であり、より好ましくは１１～１３である。

　式（１）において、Ａは、好ましくは２～４のアルキレン基であり、より好ましくはエチレン基である。

　式（１）において、ｎは、好ましくは２～４５の整数であり、より好ましくは５～４０の整数である。

　式（１）において、付加構造（ＡＯ）ｎはランダム構造でもブロック構造でもよい。

　本実施形態の第２級アルコールアルコキシレートの製造方法は、上記抽出方法によって前記第２級アルコールアルコキシレートを含む液と抽出溶媒とを接触させ、前記第２級アルコールアルコキシレートを含む液中の第２級アルコールアルコキシレート以外の成分の少なくとも一種を抽出溶媒に移動させて、第２級アルコールアルコキシレートを分離回収する工程をさらに有することができる。

　本実施形態の第２級アルコールアルコキシレートの製造方法が上記分離回収工程を有することにより、第２級アルコールアルコキシレートを含む液中の第２級アルコールアルコキシレート以外の成分を効率よく除去できるため、第２級アルコールアルコキシレートの生産効率を向上することができる。

　第２級アルコールアルコキシレートを含む液から除去される成分としては、低級アルコール、エチレングリコール、プロピレングルコール、ポリエチレングリコールなどの有機化合物；硫酸ナトリウム、フッ化ナトリウムなどの無機塩などが挙げられる。

　上述の製造方法において、第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素または第２級アルコールアルコキシレートを含む液に含まれる有機塩の量は、第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素または第２級アルコールアルコキシレートの重量に対して、例えば０．１～１０ｗｔ％である。

　上述の製造方法において、第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素または第２級アルコールアルコキシレートを含む液に含まれる無機塩の量は、第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素または第２級アルコールアルコキシレートの重量に対して、例えば０．１～１０ｗｔ％である。

　本実施形態で製造された第２級アルコールアルコキシレートの用途としては、非イオン性活性剤、アニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の製造原料、洗浄剤、乳化剤などが挙げられる。

　以下に具体例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの例に限定されない。

　（第２級アルコールを含む液の調製）
　第２級アルコールを含む液は、特開昭５６－１３１５３１号公報に記載の実施例１に基づいて調製した。具体的には、特開昭５６－１３１５３１号公報に記載の実施例１において得られた、炭素数１２～１４の第２級アルコールの硼酸エステルを含む缶出液を２００℃で加水分解することによって、第２級アルコールを含む液を調製した。第２級アルコールの濃度は、５０ｗｔ％であった。第２級アルコールを含む液中の硼酸の濃度は、３ｗｔ％であった。

　（液液抽出塔）
　図１に示す構造を有する液液抽出塔を以下の実施例、比較例および参考例で使用した。液液抽出塔の詳細を表１に示す。

　（比較例１）
　抽出溶媒が重液（連続相）であり、第２級アルコールを含む液が軽液（分散相）であった。抽出溶媒として、水を使用した。抽出溶媒および第２級アルコールを含む液の供給する際の温度を９０℃とした。ここで、抽出対象物は、第２級アルコールであり、抽質が硼酸であった。

　抽出溶媒を３０Ｌ／ｍｉｎで供給し、第２級アルコールを含む液を１４２Ｌ／ｍｉｎで供給して、液液接触を行った。窒素ガス（不活性ガス）の投入は、行わなかった。

　塔頂液を回収して、精製された第２級アルコールを含む液を得た。塔頂液に含まれる硼酸の濃度は、０．８９ｗｔ％であった。

　（実施例１）
　窒素ガスを０．３３ｍ^３／ｈ（横断面積あたり０．４２ｍ^３／ｍ^２／ｈ）で投入したこと以外は、比較例１と同様にして、液液接触を行い、塔頂液を回収して、精製された第２級アルコールを含む液を得た。塔頂液に含まれる硼酸の濃度は、０．７８ｗｔ％であった。

　（実施例２）
　窒素ガスを０．４９ｍ^３／ｈ（横断面積あたり０．６２ｍ^３／ｍ^２／ｈ）で投入したこと以外は、比較例１と同様にして、液液接触を行い、塔頂液を回収して、精製された第２級アルコールを含む液を得た。塔頂液に含まれる硼酸の濃度は、０．６６ｗｔ％であった。

　（実施例３）
　窒素ガスを０．６６ｍ^３／ｈ（横断面積あたり０．８４ｍ^３／ｍ^２／ｈ）で投入したこと以外は、比較例１と同様にして、液液接触を行い、塔頂液を回収して、精製された第２級アルコールを含む液を得た。塔頂液に含まれる硼酸の濃度は、０．５３ｗｔ％であった。

　（参考例）
　窒素ガスを２．１０ｍ^３／ｈ（横断面積あたり２．６７ｍ^３／ｍ^２／ｈ）で投入したこと以外は、比較例１と同様にして、液液接触を行った。塔内部でエマルジョンが発生したため、操作を中止した。

　結果を表２および図３に示す。

　表２および図３に示すように、実施例１～３では、比較例１と比べて、窒素ガスを投入することにより、塔頂液中の硼酸濃度を低下させることができる。よって、硼酸の抽出効率を向上できるため、抽出対象物である第２級アルコールの抽出効率を向上できることが分かる。

　（第２級アルコールエトキシレートの製造）
　上記で得られた第２級アルコールを含む液は、油相であった。この油相を７ｈＰａで分留し、第一留分（沸点範囲９５～１２０℃留分）は、少量の飽和脂肪族炭化水素、カルボニル化合物および一価第１級アルコールの混合物であった。第二留分（沸点範囲１２０～１５０℃留分）は、微量のカルボニル化合物と、多価第２級アルコールとが得られたが、大部分が一価第２級アルコールであった。この第二留分として、一価第２級アルコールを得た。以上のようにして、第２級アルコール混合物を得た。

　得られた第２級アルコール混合物を、攪拌装置、温度計、エチレンオキシド（ＥＯ）道入管付きのＳＵＳ　３Ｌオートクレーブに１ｋｇ仕込み、窒素置換した。その後、ＢＦ３－Ｅｔ触媒（ＢＦ３：４６－４９％）を１．６８ｇ仕込み、初期窒素圧０．０５ＭＰａ、５５±５℃にてエチレンオキシド（ＥＯ）を水酸基１モルに対し１．７モルフィードして付加した。その後ＮａＯＨ液を加えて９０℃で反応液を洗い、さらにｐＨが７以下になるまで水洗した。次いで油相を３Ｌのガラス製三口フラスコに仕込み、蒸留塔（充填物　ディクソンパッキン内径４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、理論段数３段）を取り付け、蒸留することにより平均付加モル数水酸基１モルに対し３モルのエトキシレート付加物を得た。次に得られたエトキシレート付加物５５８ｇと水酸化カリウム１ｇを前記と同様のオートクレーブに仕込み、窒素置換後、反応器内の圧力を窒素にて１５ｋＰａとし、１５０℃に加熱し、４４２ｇのエチレンオキシドを反応させた。反応後、酢酸で中和して、第２級アルコールエトキシレートを得た。

　本出願は、２０１９年９月９日に出願された日本特許出願番号２０１９－１６４０３２号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。

１ａ、１ｂ　棚段、
２ａ、２ｂ　棚板、
３ａ、３ｂ　堰板、
４ａ、４ｂ　流路、
１０　逆堰板型液液抽出塔、
１１　重液入口、
１２　軽液出口、
１３　軽液入口、
１４　重液出口、
１５　不活性ガス供給デバイス。

Claims (13)

1. 　塔底側に不活性ガス供給デバイスを有する液液抽出塔を用いて、前記不活性ガス供給デバイスから不活性ガスを投入しながら、抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させて、前記抽出対象物を含む液中の成分を前記抽出溶媒に移動させることを有する、抽出対象物の抽出方法。
2. 　前記液液抽出塔の横断面積あたりの前記不活性ガスの投入量が、０．１～２．５ｍ^３／ｍ^２／ｈ未満である、請求項１に記載の抽出方法。
3. 　前記不活性ガスが窒素ガスである、請求項１または２に記載の抽出方法。
4. 　前記液液抽出塔が堰板型液液抽出塔または逆堰板型液液抽出塔である、請求項１～３のいずれか１項に記載の抽出方法。
5. 　前記抽出対象物が第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素および第２級アルコールアルコキシレートから選択されるいずれか一つである、請求項１～４のいずれか１項に記載の抽出方法。
6. 　前記第２級アルコール、飽和脂肪族炭化水素および第２級アルコールアルコキシレートの炭素数が８以上３０以下である、請求項５に記載の抽出方法。
7. 　前記抽出溶媒が水を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の抽出方法。
8. 　飽和脂肪族炭化水素をホウ素化合物の存在下、分子状酸素含有ガスによって液相部分酸化して対応する第２級アルコールを含む液を調製する工程と、
   　請求項５または６に記載の抽出方法によって前記第２級アルコールを含む液と抽出溶媒とを接触させ、前記第２級アルコールを含む液中のホウ素化合物を前記抽出溶媒に移動させて第２級アルコールを分離回収する工程と、を有する、第２級アルコールの製造方法。
9. 　前記分離回収工程の前に、前記第２級アルコールを含む液から未反応の飽和脂肪族炭化水素を蒸留して、飽和脂肪族炭化水素を含む液を回収する工程をさらに有する、請求項８に記載の第２級アルコールの製造方法。
10. 　請求項５または６に記載の抽出方法によって前記飽和脂肪族炭化水素を含む液と抽出溶媒とを接触させ、前記飽和脂肪族炭化水素を含む液中の飽和脂肪族炭化水素以外の成分の少なくとも一種を前記抽出溶媒に移動させて、飽和脂肪族炭化水素を分離回収する工程と、
    　前記抽出された飽和脂肪族炭化水素を前記調製工程の飽和脂肪族炭化水素として再利用する工程と、をさらに有する、請求項９に記載の第２級アルコールの製造方法。
11. 　請求項５または６に記載の抽出方法によって抽出された前記第２級アルコールまたは請求項８～１０のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された前記第２級アルコールに、アルキレンオキシドを付加して第２級アルコールアルコキシレートを含む液を調製する工程を有する、第２級アルコールアルコキシレートの製造方法。
12. 　請求項５または６に記載の抽出方法によって前記第２級アルコールアルコキシレートを含む液と抽出溶媒とを接触させ、前記第２級アルコールアルコキシレートを含む液中の第２級アルコールアルコキシレート以外の成分の少なくとも一種を抽出溶媒に移動させて、第２級アルコールアルコキシレートを分離回収する工程をさらに有する、請求項１１に記載の第２級アルコールアルコキシレートの製造方法。
13. 　抽出対象物を含む液と抽出溶媒とを接触させて、前記抽出対象物を抽出する液液抽出塔であって、
    　前記液液抽出塔の塔底側に不活性ガス供給デバイスを有する、液液抽出塔。

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