使用了超临界水的反应工艺制造技术

本发明专利技术所要解决的技术问题是，在使有机化合物的原料和酸在超临界水中作用的反应液的冷却以及蒸馏中，抑制热能量的使用量，抑制水使用量，降低成套设备运转费用。本发明专利技术是一种方法以及装置，所述方法以及装置中，在通过被串联地分割的多级的冷却，将反应液逐渐冷却后，进行被串联地分割的多级的蒸馏，得到目的物质，此时，将用于上述多级的冷却的热媒质从上述反应液的最下游的冷却级朝向最上游的冷却级依次连通，将从上述最上游的冷却级排出的热媒质用于从上述多级的蒸馏排出的液体的保温或升温，进行冷却，并返回上述反应液的上述最下游的冷却级，使上述热媒质循环，并且，将经过从由上述多级的蒸馏中的最上游的蒸馏级排出的流动液体中将固态成分、有机物以及酸除去的过程而得到的水，作为原料水或以反应停止为目的的反应淬灭用冷却水使用，使上述水循环。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷却使有机化合物原料和酸在超临界水中的氢离子存在下作用而得到的反应液并进行蒸馏，得到目的物质的方法或装置，尤其涉及从甘油合成丙烯醛的方法以及装置。
技术介绍
由于1，3丙ニ醇是以聚对苯ニ甲酸丙ニ酯(PTT)为代表的高品质的聚酯纤维的原料，所以，近年需求大増。作为1，3丙ニ醇的合成方法之一，有非专利文献I记载的丙烯醛水合 加氢法。它是对将作为石油原料的丙烯在催化剂存在下空气氧化而合成的丙烯醛进行水合 加氢反应来制造的方法，作为エ业制造方法被确立。但是，由于近年的原油价格飞涨，所以，希望开发来自生物原料的合成方法。虽然还没有公报从生物原料通过化学合成将1，3丙ニ醇合成的方法，但是，存在合成作为其前驱体的丙烯醛的技术，作为其一，例如能够列举出非专利文献2记载的方法。非专利文献2记载的方法是将作为生物原料的甘油作为起始物质，使用400°C、35MPa的超临界水合成丙烯醛的方法，其特征在于，由微量添加到超临界水中的硫酸产生的质子作为使丙烯醛的脱水反应加速的助催化剂发挥功能。但是，在本方式中，由于热分解，作为副生成物，生成焦油、碳粒子的混合物，存在配管、阀堵塞的可能性。因此，为了降低副生成物的生成量，需要使原料为低浓度，其结果为，每单位生产量所必要的水的升温·升压所使用的能量、成本増大，处于进行大量生产的エ业化困难的状況。另外，作为考虑了以盐类为中心的固体粒子的除去的超临界反应装置的一例，公报了专利文献I。专利文献I记载的技术是以虽然水在常温常压的状态下相对介电常数大，盐类的溶解性高，但是，在超临界状态下，由于相对介电常数的降低，容易引起盐类的析出为背景产生的技木。在该技术中，采用为了抑制在超临界水中超过溶解度而析出的盐类固态物造成的配管堵塞，在配管途中设置水力旋风器，进行固态物的分离回收的方法。但是，认为在上述方式中，对在本专利技术中成为对象的副生成物难以单纯地应用。这是因为副生成物含有高粘度，具有附着性的焦油，配管、固定粒子除去装置内的副生成物的附着阻碍运转。而且，作为从甘油合成丙烯醛的方法，列举作为将碳粒子以及焦油从反应液除去，实现圆滑的运转的专利技术的专利文献2。该专利技术是在通过注入冷却水，使丙烯醛生成反应停止后，通过使反应液在过滤器流通而将碳粒子除去，此后，在使反应液冷却·减压·进ー步冷却后，通过蒸馏将焦油除去的专利技术。但是，由于具备冷却温度不同的多个冷却器，所以，存在反应停止用冷却水的使用量大，使用后的冷却水的再冷却所需要的能量使用量大的问题。在先技术文献专利文献、专利文献I :日本特开2000-279976号公报专利文献2 :日本特开2010-184897号公报非专利文献非专利文献I :1，3_PD0、PTT的制造、用途以及经济性(株)シーュムシープラネッ卜事业部2000年8月非专利文献 2 :M. Watanabe, et al. , Acrolein synthesis from glycerol inhot-compressed water,Bioresource Technology (Elsevier Ltd. )98(2007)pp. 1285-1290本专利技术的目的是提供一种通过有效地进行使有机化合物原料和酸在超临界水中的氢离子存在下作用而得到的反应液的冷却以及蒸馏后的排水的加热，抑制热能量的使用量，且将水从副生成物分离，作为原料以及冷却水再利用，抑制水使用量，能够降低成套设备运转费用的技木
技术实现思路
为了解决上述的课题，本专利技术的方法或装置是在通过被多级串联地分割的冷却器的冷却，将使有机化合物原料和酸在超临界水中作用而得到的反应液逐渐冷却后，通过被多级串联地连接的蒸馏塔的蒸馏，得到目的物质的方法或装置，其特征在于，将上述多级的冷却所使用的热媒质从上述反应液的下游的冷却级朝向上游的冷却级依次连通，将从上述上游的冷却级排出的热媒质用于从上述多级的蒸馏塔排出的液体的保温或升温，进行冷却，使该冷却后的上述热媒质返回上述最下游的冷却器，使上述热媒质循环。本专利技术的方法或装置是在上述特征的基础上，其特征在于，将经过从由上述多级蒸馏中的最上游的蒸馏级排出的流动液体中除去固态成分、有机物以及酸的过程得到的水作为原料水或以反应停止为目的的反应淬灭用冷却水使用，使上述水循环。另外，其特征在干，上述有机化合物原料是甘油，上述目的物质是丙烯醛。专利技术效果根据本专利技术，是在针对使有机化合物原料和酸在超临界水中的氢离子存在下作用而得到的反应液，在由将该冷却多级串联地分割的冷却器逐渐冷却后，经多次串联连结的蒸馏塔，得到目的物质的方法或装置中，由于能够降低热能量的使用量，降低水使用量，因此，能够实现原料利用率高，成套设备运转费用減少这样的优异的经济性。附图说明图I中，作为有关本专利技术的在通过被串联地分割的多级的冷却，将使超临界水和酸作用于有机化合物原料而得到的反应液逐渐冷却后，进行被串联地分割的多级蒸馏，得到目的物质的装置的实施方式，表示了有机化合物原料为甘油，酸为硫酸，目的物质为丙烯醛的情况的一例。具体实施例方式下面，參照图1，说明本专利技术的实施方式。有关本专利技术的实施方式的使用了超临界水的有机物合成装置如图I所示，是具备从反应路径上游侧开始，按照第一加热器I、第二加热器2、第三加热器3、过滤器4、第一冷却器5、第一减压阀6、第二冷却器7、第三冷却器8、第二减压阀9、第一蒸馏塔10、热交換器11、第二蒸懼塔12、重沸器14的顺序配置而成的过程，经过此过程得到目的有机物的装置。图I中，作为有关本专利技术的实施方式，具体地表示了通过使超临界水以及作为酸的硫酸作用的反应，从作为有机化合物原料的甘油合成丙烯醛的装置的一例。在图I所示的丙烯醛合成装置中，由第一泵25和第二泵26，分割使加压到22 50MPa的超临界水以及酸作用的反应后的冷却过程，通过注入反应淬灭用冷却水，将使超临界水和酸作用于甘油而得到的反应液冷却(第一冷却)到主反应停止的温度，也就是针对反应液中所含的焦油等高粘度成分，能够维持粘度足够低的状态的温度，据此，降低副生成物的产生量，且焦油等高粘度成分的粘度以及附着性不上升，因此，能够维持碳粒子等固态成分不凝集的状态。因为在不凝集的状态下，固态成分的粒径为几ym 几十μ m，附着性也极小，所以，不会使配管堵塞。另外，在进行固态物的分离除去的操作吋，还能够使固态物附着在分离面，压差上升的效果降低。因此，因为成套设备运转系统的切換、过滤器反洗操作等分离装置的维护频度明显降低，与停止和再起动相伴的能量损伤降低，所以，能够降低运转成本。 另外，由于在将400°C等高温的反应液冷却后进行固态成分的分离，所以，能够防止分离装置的热劣化。希望第一冷却后的反应液的粘度在O. IPa-S以下，足以实现这种程度的低粘度的温度值，具体地说需要在100°C以上。另ー方面，由于为了使合成反应、热分解反应完全停止，希望200°C以下的温度，所以，希望第一级的冷却温度是100 200°C。在第一冷却中，作为冷却方法使冷却水直接混合在反应液，据此，与由封套等进行的从配管周边的热交換相比，能够高速地进行温度变化。据此，由于能够使热分解反应高速停止，能够停止生成的丙烯醛向焦油、碳粒子等副生成物变化，所以，能够期待原料收获率的提高。另外，因为副生成物产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，是在通过被多级串联地分割的冷却，将使有机化合物原料和酸在超临界水中作用而得到的反应液逐渐冷却后，进行被多级串联地分割的蒸馏，得到目的物质的方法，其特征在于，将上述多级的冷却所使用的热媒质从上述反应液的下游的冷却级朝向上游的冷却级依次连通，将从上述上游的冷却级排出的热媒质用于从上述多级的蒸馏排出的液体的保温或升温，进行冷却，并返回上述反应液的上述下游的冷却级，使上述热媒质循环。

【技术特征摘要】
2011.04.05 JP 2011-0835581.一种方法，是在通过被多级串联地分割的冷却，将使有机化合物原料和酸在超临界水中作用而得到的反应液逐渐冷却后，进行被多级串联地分割的蒸馏，得到目的物质的方法，其特征在于， 将上述多级的冷却所使用的热媒质从上述反应液的下游的冷却级朝向上游的冷却级依次连通，将从上述上游的冷却级排出的热媒质用于从上述多级的蒸馏排出的液体的保温或升温，进行冷却，并返回上述反应液的上述下游的冷却级，使上述热媒质循环。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于， 将经过从由上述多级蒸馏塔中的上游的蒸馏级排出的流动液体中除去固态成分、有机物以及酸的过程得到的水作为原料水或以反应停止为目的的反应淬灭用冷却水来使用，使上述水循环。3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于， 上述有机化合物原料是甘油，上述目的物质是丙烯醛。4.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：上川将行，松尾俊明，冈宪一郎，近藤健之，佐世康成，丹藤顺志，伊藤博之，
申请(专利权)人：株式会社日立工业设备技术，
类型：发明
国别省市：