特許ウォッチ

公開番号2025087699
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2025018796,2021544719
出願日2025-02-06,2020-02-04
発明の名称モノマー回収プロセス
出願人ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
代理人個人,個人,個人
主分類B01D 3/00 20060101AFI20250603BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】コポリマーポリオール製造プロセスに由来する廃棄物供給ストリーム中に存在するモノマーおよび溶媒を回収および再利用するためのプロセスを提供する。
【解決手段】プロセスは、(a)スチレンモノマー、アクリロニトリルモノマー、溶媒、および不純物を含有する、コポリマーポリオール製造プロセスに由来する廃棄物供給ストリームを提供するステップと、(b)ステップ(a)の廃棄物供給ストリームを、不純物からモノマーおよび溶媒を分離するための条件下で分離プロセスに供するステップであって、分離プロセスは、複数のオーバーヘッドストリーム、サイドストリーム、底部ストリームを形成することを含む、ステップと、(c)前記複数のストリームからモノマーおよび溶媒を回収するステップと、(d)ステップ(c)からのモノマーおよび溶媒の1つ以上を、コポリマーポリオール製造プロセスにおける供給ストリームに移動するステップと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
廃棄物ストリーム中に存在するモノマーおよび溶媒を回収するためのプロセスであっ
て、
（ａ）モノマー、溶媒、および不純物を含有する廃棄物供給ストリームを提供するス
テップと、
（ｂ）ステップ（ａ）の前記廃棄物供給ストリームを、前記廃棄物ストリームの前記
不純物から前記モノマーおよび溶媒を分離するための条件下で分離プロセスに供するステ
ップと、
（ｃ）１つ以上のストリーム中で前記モノマーおよび溶媒を回収するステップと、
（ｄ）ステップ（ｃ）からの前記モノマーおよび溶媒ストリームのうちの１つ以上を
さらなる処理に移動するステップと、を含む、プロセス。
続きを表示（約 3,000 文字）【請求項２】
ステップ（ｂ）の前記分離プロセスが、蒸留プロセスを含み、モノマーと溶媒との混
合ストリームが、前記蒸留プロセスにおいて前記廃棄物供給ストリームから分離され、前
記蒸留プロセスで分離された前記分離されたモノマーと溶媒との混合ストリームが、ステ
ップ（ｃ）で回収される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記モノマーと溶媒との混合ストリームが、５０重量パーセント～６５重量パーセン
トの溶媒、２０重量パーセント～３０重量パーセントのスチレン、１５重量パーセント～
２０重量パーセントのアクリロニトリル、１重量パーセント未満の水、エチルベンゼン、
および重質物の合計を含有する、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
ステップ（ｂ）の前記分離プロセスが、第１の蒸留プロセスと、前記第１の蒸留プロ
セスと直列の第２の蒸留プロセスと、を含み、溶媒のサイドストリームが、前記第１の蒸
留プロセスにおいて前記廃棄物供給ストリームから分離され、前記第１の蒸留プロセスで
分離された前記分離された溶媒サイドストリームが、ステップ（ｃ）で回収され、モノマ
ーと不純物との混合ストリームが、前記第１の蒸留プロセスで前記廃棄物供給ストリーム
から分離され、前記第１の蒸留プロセスで分離された前記モノマーと不純物との混合スト
リームが、ステップ（ｃ）で回収され、前記回収されたモノマーと不純物との混合ストリ
ームが、前記第２の分離蒸留プロセスに供給され、モノマーのサイドストリームが、前記
第２の分離蒸留プロセスに供給される前記混合ストリームから分離され、前記第２の分離
蒸留プロセスで分離された前記分離されたモノマーのサイドストリームが、ステップ（ｃ
）で回収される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記廃棄物供給ストリームが、（ａｉ）２０重量パーセント～６０重量パーセントの
溶媒の初期含有量と、（ａｉｉ）１０重量パーセント～５０重量パーセントのスチレンモ
ノマーの初期含有量と、（ａｉｉｉ）
５重量パーセント～３５重量パーセントのアクリロニトリルモノマーの初期含有量と、
（ａｉｖ）０重量パーセント～５重量パーセントのエチルベンゼンの初期含有量と、（ａ
ｖ）０重量パーセント～５重量パーセントの水の初期含有量と、（ａｖｉ）０重量パーセ
ント～５重量パーセントの望ましくない重質物の初期含有量と、を含有し、ステップ（ｂ
）で前記廃棄物供給ストリームから前記溶媒、スチレンモノマー、およびアクリロニトリ
ルモノマーの少なくとも一部を分離した後、ステップ（ｂ）から分離された前記廃棄物ス
トリームが、（ｂｉ）０重量パーセント～３０重量パーセントの減少した溶媒の含有量と
、（ｂｉｉ）０重量パーセント～２５重量パーセントの減少したスチレンモノマーの含有
量と、（ｂｉｉｉ）０重量パーセント～２０重量パーセントの減少したアクリロニトリル
モノマーの含有量と、（ｂｉｖ）０重量パーセント～３重量パーセントの減少したエチル
ベンゼンの含有量と、（ｂｖ）０重量パーセント～３重量パーセントの減少した水の含有
量と、（ｂｖｉ）０重量パーセント～３重量パーセントの範囲の減少した望ましくない重
質物の含有量と、を含有する、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
ステップ（ｂ）の前記分離プロセスが、第１の蒸留プロセスと、前記第１の蒸留プロ
セスと直列の第２の蒸留プロセスと、を含み、第１のモノマーのサイドストリームが、前
記第１の蒸留プロセスで前記廃棄物供給ストリームから分離され、前記第１の蒸留プロセ
スで分離された前記第１のモノマーサイドストリームが、ステップ（ｃ）で回収され、第
２のモノマー、水、および溶媒の混合ストリームが、前記第１の蒸留プロセスで前記廃棄
物供給ストリームから分離され、前記第１の蒸留プロセスで分離された前記第２のモノマ
ー、水、および溶媒の混合ストリームが、ステップ（ｃ）で回収され、前記回収された第
２のモノマー、水、および溶媒の混合ストリームが、前記第２の分離蒸留プロセスに供給
され、第２のモノマーと水との混合ストリームが、前記第２の分離蒸留プロセスに供給さ
れる前記混合ストリームから分離され、前記第２のモノマーと水との混合ストリームが、
ステップ（ｃ）で回収され、溶媒のストリームが、前記第２の蒸留プロセスに供給される
前記混合ストリームから分離され、前記溶媒ストリームが、ステップ（ｃ）で回収される
、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
ステップ（ｂ）の前記分離プロセスが、第１の抽出蒸留プロセスと、前記第１の抽出
蒸留プロセスと直列の第２の分離蒸留プロセスと、を含み、モノマーと水との共沸混合物
のストリームおよび抽出溶媒のストリームが、前記第１の抽出蒸留プロセスに供給され、
モノマーのストリームが、前記第１の抽出蒸留プロセスで分離され、前記第１の抽出蒸留
で分離された前記モノマーが、ステップ（ｃ）で回収され、抽出溶媒と水との混合ストリ
ームが、前記第１の抽出蒸留プロセスで分離され、前記抽出溶媒と水との混合ストリーム
が、ステップ（ｃ）で回収され、前記回収された抽出溶媒と水との混合ストリームが、前
記第２の分離蒸留プロセスに供給され、抽出溶媒のストリームおよび水のストリームが、
前記第２の分離蒸留プロセスで分離され、前記抽出溶媒のストリームおよび前記水のスト
リームが、ステップ（ｃ）で回収される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
請求項１に記載のプロセスのステップ（ｃ）で回収された前記モノマーストリームの
少なくとも一部および前記溶媒ストリームの少なくとも一部で作製された、コポリマーポ
リオール。
【請求項９】
コポリマーポリオールを生産するためのプロセスであって、
（Ｉ）溶媒の存在下でモノマーの反応混合物を提供するステップであって、前記反応
混合物中の前記モノマーの少なくとも一部および前記溶媒の少なくとも一部が、請求項１
に記載のプロセスによって回収された前記回収されたモノマーおよび回収された溶媒であ
る、ステップと、
（ＩＩ）ステップ（Ｉ）の前記反応混合物を反応条件に供して、コポリマーポリオー
ル生成物を形成するステップと、を含む、プロセス。
【請求項１０】
水からアクリロニトリルを分離するためのプロセスであって、
（Ａ）アクリロニトリルと水との共沸混合物を抽出蒸留塔に供給するステップと、
（Ｂ）抽出溶媒を使用する前記抽出蒸留塔での抽出蒸留によって、水から前記アクリ
ロニトリルを蒸留するステップと、を含む、プロセス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コポリマーポリオール（ＣＰＰ）組成物生産プロセスによって生成された
廃棄物ストリームからモノマーおよび溶媒を回収するためのプロセスに関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
一般に、ポリウレタンフォームを生産するための生産プロセスでは、ポリオールとポ
リイソシアネートおよび触媒などの他の添加剤との反応混合物を使用して、フォーム形成
ポリウレタン反応混合物組成物を調製し、これを使用してポリウレタンフォームを生産す
ることができる。コポリマーポリオール（ＣＰＰ）は、フォーム製造プロセスの反応ステ
ップにおけるポリオール反応物として使用することができ、かつ非常に望まれており、す
なわち、ＣＰＰ反応物は、ポリウレタン（ＰＵ）フォームの生産においてポリイソシアネ
ート反応物と反応する。典型的なＣＰＰ生成物は、ポリエーテルポリオール中に懸濁した
スチレン－アクリロニトリル（ＳＡＮ）コポリマー粒子の安定な分散液であり得る。
【０００３】
これまで、フォーム形成プロセスにおいて反応物として使用される既知のＣＰＰ安定
分散生成物は、通常、ＣＰＰが生産された後の最終ＣＰＰ分散生成物中に存在するかなり
の濃度の残留モノマー（特に、例えば、スチレンおよびアクリロニトリルモノマー）を有
する。残留モノマーは、ポリエーテルポリオール内でＳＡＮ粒子を製造するプロセスで実
施される前の分散重合反応ステップからの反応物の未変換部分である。ＳＡＮ粒子を作製
するプロセスでは、典型的には、残留モノマーは、上記の重合反応ステップ後に生成物か
らストリップされる。典型的には、ストリッピングは、種々の異なる方法（例えば、バッ
チおよび連続システム、単一段階、または複数段階）で様々なストリッピング剤（例えば
、窒素、イソプロパノール、蒸気など）を使用して行うことができる。
【０００４】
図１を参照すると、第１の反応器２０、第２の反応器３０、蒸留塔４０（例えば、ス
トリッピング塔４０）、および廃棄物貯蔵容器５０を含む、ＣＰＰ生成物を生産するため
の、一般に参照番号１０によって示される既知の一般的なプロセスが示されている。既知
のプロセスでは、モノマー供給ストリーム２１は、第１の反応器２０に入り、供給ストリ
ーム２１中に存在するスチレンおよびアクリロニトリルなどのモノマーを部分的に反応さ
せ、次いで、反応混合物は、ストリーム２２を介して第２の反応器３０に移動する。第２
の反応器３０では、モノマーは、さらに反応して、ＣＰＰ生成物と残留モノマーおよび溶
媒との混合物を形成し、これは、ストリーム３１として反応器３０を出る。次いで、スト
リーム３１は、蒸留／ストリッピング塔４０に移動して、ＣＰＰ生成物から廃棄生成物な
どのあらゆる望ましくない材料を分離する（すなわち、ストリップする）。ＣＰＰ生成物
は、生成物ストリーム４１として塔４０を出て、廃棄生成物は、廃棄物貯蔵容器５０に移
動する廃棄生成物ストリーム４２として塔４０を出る。上記の既知のＣＰＰプロセスに関
する１つの主要な課題は、廃棄物ストリーム４２中にスチレンおよびアクリロニトリルの
有益な残留モノマーが依然としてかなりの量残っていることである。さらに別の問題は、
未反応のモノマーおよび溶媒の著しい損失であり、これは無駄になる。典型的には、これ
まで、廃棄物ストリーム４２は、廃棄されるか、または処分を待つための貯蔵ユニット５
０に送られてきた。回収された残留モノマーを再利用のためにモノマー供給ストリーム２
１に再循環させて戻すことができるように、ストリップされた廃棄物ストリーム４２から
残留モノマーのすべてまたは実質的にすべてを除去する新規のプロセスを提供することが
望ましく、かつ有利であろう。そのような望ましい新規のＣＰＰプロセスは、以前から既
知のＣＰＰ生産プロセスよりも効率的かつ低コストであり得る。
【０００５】
様々な先行技術の参考文献は、混合物としてのモノマーおよび溶媒の部分的回収の様
々な方法に言及している。しかしながら、そのような混合物を再循環ストリームとして使
用するには、追加のステップ無しでは不可能である。例えば、先行技術のプロセスを使用
して、ストリップされた廃棄物ストリーム中に存在するであろう不要な不純物の除去は、
まったく取り組まれていない。そのような不純物が再循環されるストリーム中に存在する
場合、再循環ストリーム中に存在する不純物は、生産されるＣＰＰ生成物の品質に深刻な
影響を及ぼし、ひいては、そのようなＣＰＰを使用して作製されるフォームの品質に深刻
な影響を与える可能性がある。
【０００６】
先行技術のプロセスを悩ませている別の問題は、アクリロニトリル残留モノマーを回
収することの困難性であり、これは、アクリロニトリルが水と最小沸騰共沸混合物を形成
する傾向があり、ＣＰＰ生産プロセス中に形成する可能性があるそのような共沸混合物か
らアクリロニトリルモノマーを分離することが非常に困難であるためである。先行技術の
参考文献のいずれも、アクリロニトリルと水との最小沸騰共沸混合物から水を分離する問
題を解決していない。例えば、ＣＮ１０４０４５７７３Ａは、スチレンおよびアクリロニ
トリルモノマーの使用、ならびにポリマーポリオールの生産プロセス中の溶媒のための分
離および回収方法におけるイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶媒の使用を開示している
。上記の参考文献は、特定の組成の溶媒の再循環について記載しているが、上記の参考文
献は、溶媒が生成物からどのように分離されるかについては言及しておらず、またモノマ
ーの回収または再循環についても言及していない。
【０００７】
ＣＮ１０６８６６８９３Ａは、高固形分低揮発性有機化合物（ＶＯＣ）ポリマー多価
アルコールを調製するための方法を開示しており、またモノマー廃棄物ストリームのため
に再循環容器を使用することについて記載している。しかしながら、モノマー廃棄物スト
リームは、廃棄物ストリームが使用される前に精製されない。
【０００８】
米国特許第２，８０７，５７３Ａ号は、抽出蒸留によるアクリロニトリルの精製を開
示しており、また溶媒を用いてアクリロニトリルとアセトニトリルとの混合物を精製する
ことについて記載している。上記の特許で言及された溶媒には、水性アルカリ塩が含まれ
る。しかしながら、上記の特許は、アクリロニトリル、アセトニトリル、および水を含有
する混合物からのアクリロニトリル－水共沸混合物の分離を教示しているが、共沸混合物
を共沸混合物中の個々の成分に分解することを教示していない。
【０００９】
米国特許第３，４４５，３４７号は、不純物ストリームのサイドストリームの離脱を
伴うアクリロニトリルの抽出蒸留を開示しており、また抽出溶媒として水を使用すること
について記載している。アクリロニトリル－水共沸混合物は、塔の上部に収集されるが、
共沸混合物の成分は、互いに分離されない。
【００１０】
ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄ
ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．２，２０１５中の記
事は、アセトニトリル（アクリロニトリルではない）の抽出蒸留のために異なるエントレ
ーナー溶媒を使用することについて記載している。上記の参考文献に記載された溶媒には
、酢酸ブチル、ＤＭＳＯ、エチレングリコール、ＤＭＦ、グリセロール、およびピリジン
が含まれ、グリセロールが優先される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許