(57)【要約】  【課題】水封式真空ポンプから排出された有機物を含む封水を回収し再利用を可能とすることにより、封水の外部への排出量を削減し、環境負荷の低減を図ることができる水封式真空ポンプの封水の回収方法を提供することである。  【解決手段】有機物を減圧下で処理するための減圧処理装置からガスを吸引する水封式真空ポンプに使用される封水の回収方法であって、真空ポンプに封水として供給される水に、または真空ポンプから排出された封水に、残留塩素を含有する排水を混合して、真空ポンプから排出された封水中の残留塩素濃度が０．１質量ｐｐｍ以上となるように調整した後、回収し再利用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を減圧下で処理するための減圧処理装置からガスを吸引する水封式真空ポンプに使用される封水の回収方法であって、
真空ポンプに封水として供給される水に、または真空ポンプから排出された封水に、残留塩素を含有する排水を混合して、真空ポンプから排出された封水中の残留塩素濃度が０．１質量ｐｐｍ以上となるように調整した後、回収し再利用することを特徴とする、水封式真空ポンプに使用される封水の回収方法。
【請求項２】
前記残留塩素濃度は、１質量ｐｐｍ以下となるように調整される請求項１に記載の封水の回収方法。
【請求項３】
前記封水の残留塩素濃度は、排水に次亜塩素酸塩および/または水を混合して調整される請求項１または２に記載の封水の回収方法。
【請求項４】
有機物を減圧下で処理するための減圧処理装置からガスを吸引する水封式真空ポンプに使用される封水の回収方法であって、
真空ポンプに封水として残留塩素濃度が０．１質量ｐｐｍ以上の排水を供給し、回収し再利用することを特徴とする、水封式真空ポンプに使用される封水の回収方法。
【請求項５】
前記有機物が、揮発性有機物である請求項１〜４のいずれかに記載の封水の回収方法。
【請求項６】
前記揮発性有機物が、以下の（i）または（ii）の特性を有する化合物である請求項１〜５のいずれかに記載の封水の回収方法。
（i） 沸点が１５０℃以下であること
（ii）３７．８℃における蒸気圧が、絶対圧で２０ｋＰａを超えること
【請求項７】
前記揮発性有機物がエピクロロヒドリンである請求項１〜６のいずれかに記載の封水の回収方法。
【請求項８】
前記減圧処理装置が減圧蒸留塔である請求項１〜７のいずれかに記載の封水の回収方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の封水の回収方法において、回収した封水をエピクロロヒドリンの製造に再利用する封水の回収方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の封水の回収方法において、有機物を含む回収した封水を、封水再利用ラインを経て、前記有機物を製造する製造工程に移送する封水の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物を取り扱う減圧蒸留等の減圧処理装置に用いられる水封式真空ポンプの封水の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、化学物質の排出などによる環境への負荷を軽減するため、製造設備から排出された排液を回収し再利用する試みが種々なされている。
例えば、エピクロロヒドリンは、ジクロロヒドリンと塩基とを脱塩化水素化反応させ、得られた反応液から分液された油層を減圧蒸留し、エピクロロヒドリンと未反応のジクロロヒドリンなどを含む有機物とに分離して回収される（特許文献１）。
【０００３】
減圧蒸留等の減圧処理装置には、水封式真空ポンプが広く用いられている。この真空ポンプは、ケーシングと、その内部にケーシングとは偏心した位置に取り付けられた羽根車（ロータ）とから構成されており、ケーシング内に封水（軸封水）を入れて使用する。すなわち、羽根車を回転させると、封水が遠心力によりケーシング内壁に押し付けられ水のリング（水環）を形成する。その際、羽根車と封水の間には羽根で区切られた空間が多数でき、羽根車が回転するにつれ各空間の容積は変化するので、この容積変化を利用して、吸気、圧縮、排気を連続的に行うものである。
【０００４】
このような水封式真空ポンプを、前記したエピクロロヒドリンの減圧蒸留に使用する場合、気化したガスに含まれるエピクロロヒドリンやその他の有機物が封水に溶解し、封水と共に排出される。しかし、環境への負荷を考慮すると、エピクロロヒドリンやその他の有機物の排出量は、できるだけ削減するのが好ましい。
【０００５】
一方、エピクロロヒドリン等の有機物を含む封水を回収し、工業用水として再利用できれば、排出量の削減が可能になる。
しかし、エピクロロヒドリン等の有機物を含む封水を回収ドラムなどに滞留させると、微生物が増殖し、その代謝産物（カビ状スライム）が装置内に堆積し、封水回収用のポンプやストレーナーを閉塞させ、その結果、封水回収用ポンプのキャビテーションや過負荷運転をひき起こすおそれがある。また、製造設備内にカビ状スライムが混入すると、機器の汚れによる機能低下にもつながる。さらには、微生物による装置内の腐食（微生物腐食）も発生するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６３３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、水封式真空ポンプから排出された有機物を含む封水を回収し再利用を可能とすることにより、封水の外部への排出量を削減し、環境負荷の低減を図ることができる水封式真空ポンプの封水の回収方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
（１）有機物を減圧下で処理するための減圧処理装置からガスを吸引する水封式真空ポンプに使用される封水の回収方法であって、真空ポンプに封水として供給される水に、または真空ポンプから排出された封水に、残留塩素を含有する排水を混合して、真空ポンプから排出された封水中の残留塩素濃度が０．１質量ｐｐｍ以上となるように調整した後、回収し再利用することを特徴とする、水封式真空ポンプに使用される封水の回収方法。
（２）前記残留塩素濃度は、１質量ｐｐｍ以下となるように調整される前記（１）に記載の封水の回収方法。
（３）前記封水の残留塩素濃度は、排水に次亜塩素酸塩および/または水を混合して調整される前記（１）または（２）に記載の封水の回収方法。
（４）有機物を減圧下で処理するための減圧処理装置からガスを吸引する水封式真空ポンプに使用される封水の回収方法であって、真空ポンプに封水として残留塩素濃度が０．１質量ｐｐｍ以上の排水を供給し、回収し再利用することを特徴とする、水封式真空ポンプに使用される封水の回収方法。
（５）前記有機物が、揮発性有機物である前記（１）〜（４）のいずれかに記載の封水の回収方法。
（６）前記揮発性有機物が、以下の（i）または（ii）の特性を有する化合物である前記（１）〜（５）のいずれかに記載の封水の回収方法。
（i） 沸点が１５０℃以下であること
（ii）３７．８℃における蒸気圧が、絶対圧で２０ｋＰａを超えること
（７）前記揮発性有機物がエピクロロヒドリンである前記（１）〜（６）のいずれかに記載の封水の回収方法。
（８）前記減圧処理装置が減圧蒸留塔である前記（１）〜（７）のいずれかに記載の封水の回収方法。
（９）前記（１）〜（８）のいずれかに記載の封水の回収方法において、回収した封水をエピクロロヒドリンの製造に再利用する封水の回収方法。
（１０）前記（１）〜（８）のいずれかに記載の封水の回収方法において、有機物を含む回収した封水を、封水再利用ラインを経て、前記有機物を製造する製造工程に移送する封水の回収方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、次亜塩素酸ナトリウム等の残留塩素含有排水を封水として利用することにより、回収した封水に微生物の増殖によるカビ状スライムが発生するのを抑制することができる。そのため、回収した封水の回収ドラムや配管などにスライムが堆積し、詰まりが発生するのを防止できる。
さらに、真空ポンプから排出された封水を回収し工業用水等として再利用することにより、残留塩素含有排水と、有機物を含む封水の両方の外部への排出量を削減することができるので、環境負荷の低減を図ることができ、工業用水等の水の使用量も削減することができる。
特に、封水に含まれる有機物と、封水再利用ラインで製造されている有機物（製品）とが同一である場合、従来外部へ排出されていた有機物の排出量を、原理的には、製造された有機物（製品）の回収量とすることができるため、環境負荷の低減を図ることができるとともに、経済的な利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る封水回収方法を実施するための封水回収処理設備の一例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明における封水は、有機物を減圧下で処理するための減圧処理装置からガスを吸引する水封式真空ポンプに使用される。
【００１２】
有機物としては、特に限定されず、例えば、揮発性有機物（ＶＯＣ）などが挙げられる。ここで、ＶＯＣとは、常温でも高い蒸気圧を有し、標準沸点の低い有機物であり、揮発性が高く、大気中に排出され、または飛散した時に気体である有機物であり、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、メタノール、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、ｎ−ブタン、イソブタン、１，３，５−トリメチルベンゼン、イソプロピルアルコール、アセトン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、エチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、スチレンモノマー、ベンゼン、シクロヘキサノン、エタノール、酢酸ビニル、塩化ビニル、エチルベンゼン、クメン、クロロエタン、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン、メタクリル酸メチル、１，３−ブタジエン、酸化プロピレン、臭化メチル、１，４−ジオキサン、アセトニトリル、塩化アリル、アクリル酸、イソプレン、アセトアルデヒド、１，２−ジクロロプロパン、エチレンオキシド、ｏ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジクロロベンゼン、クロロベンゼン、トリエチルアミン、フェノール、ナフタレン、アクリル酸メチル、ホルムアルデヒド、エピクロロヒドリン、二硫化炭素、１，３−ジクロロプロペン、２−アミノエタノール、ε―カプロラクタム、アクロレイン、アニリン、アリルアルコール、クレゾール、シクロヘキサノール、ヒドラジン、ピリジン、ヘキサメチレンジアミン、無水マレイン酸、ガソリン、原油、ナフサなどが挙げられる。
【００１３】
上記化合物の多くは、高い揮発性（沸点が１５０℃以下、あるいは３７．８℃における蒸気圧が絶対圧で２０ｋＰａを超える）を有しており、特に、１５０℃以下の沸点を有する化合物の中でも、トルエン、ベンゼン、エピクロロヒドリンなどは、できる限り大気中に放出させないことが好ましい。
また、３７．８℃における蒸気圧が絶対圧で２０ｋＰａを超える化合物としては、例えば、ガソリン、原油、ナフサなどが挙げられる。
【００１４】
以下、有機物としてエピクロロヒドリンを用いた本発明の一実施形態について説明する。
【００１５】
〔封水回収処理設備〕
図１は、エピクロロヒドリンの製造過程で使用される封水回収処理設備１を示している。図１において、２は減圧蒸留塔である。この減圧蒸留塔２では、ジクロロヒドリンと塩基との脱塩化水素化反応により得られる反応液から分液される油層を、減圧蒸留し、エピクロロヒドリンと未反応のジクロロヒドリンなどを含む有機物とを分離し、エピクロロヒドリンを回収する。
【００１６】
出発原料であるジクロロヒドリンは、例えば、アリルクロライドと塩素とをほぼ等モル量含み、水を溶媒とする混合物を、１０〜６０℃の温度で反応させて得られるものなどである。
塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物および炭酸塩が挙げられる。
【００１７】
水封式真空ポンプ３は、減圧蒸留塔２に接続され、真空ポンプ３に供給された水と減圧蒸留塔２から排出された排気ガスとからなる、封水と排気ガスの混合物（気液混合物）を吐出する。その際、封水には、減圧蒸留塔２から排出されたエピクロロヒドリンや未反応のジクロロヒドリンなどの気化した有機物の一部が溶解している。
水封式真空ポンプ３としては、特に限定されず、ケーシングと、その内部にケーシングとは偏心した位置に取り付けられた羽根車（ロータ）とから構成され、ケーシング内に封水（軸封水）を入れて使用する通常の水封式真空ポンプが使用可能である。封水として供給される水は、ケーシング内に連続的に入れられ、羽根車の回転による遠心力によりケーシング内壁に押し付けられ水のリング（水環）を形成し、羽根車の回転に伴う空間の容積変化を利用して、吸気、圧縮、排気を連続的に行うものである。
【００１８】
真空ポンプ３に供給される水には、次亜塩素酸塩を含む排水と水が利用され、この排水は排水供給源１３より封水供給ライン４を経て供給され、水は水供給源１６から供給される。排水供給源１３としては、例えば化学工場、食品工場等において酸化剤、漂白剤、殺菌剤、消毒剤等のために使用された排水が挙げられる。次亜塩素酸塩としては、例えば次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム等があげられる。なお、水供給源１６から供給される水には、通常、残留塩素は実質的に含まれていない。
【００１９】
水封式真空ポンプ３に供給される水は、残留塩素濃度が０．１質量ｐｐｍ以上、好ましくは０．６質量ｐｐｍ以上であるのがよい。
水封式真空ポンプ３に供給される水の残留塩素濃度が上記範囲内であれば、水封式真空ポンプ３から吐出され、回収された封水を滞留させても、微生物の増殖によるスライムの発生が抑制されるため、回収した封水の排出ラインにおけるカビ状スライムの堆積、詰まりなどを防止することができる。さらに、カビ状スライムの発生を抑制するためにスライムコントロール剤を用いないため、回収された封水が再利用される製造設備で製造される製品の品質に影響を与えることはない。
なお、ステンレス鋼管などの腐食を防止する点で、水封式真空ポンプ３に供給される水中の残留塩素濃度は、１質量ｐｐｍ以下であるのが好ましい。
【００２０】
水封式真空ポンプ３に供給される水の残留塩素濃度が上記範囲になるように、必要に応じて水封式真空ポンプ３に供給される水に次亜塩素酸塩を含む排水および水の少なくとも一方を供給して、残留塩素濃度を上記範囲内に調整する。
【００２１】
そのため、封水供給ライン４には、次亜塩素酸塩注入ポンプ１４、水供給源１６、ラインミキサー１７および残留塩素濃度計１８が接続され、流量計１５で排水の流量を計測しながら、残留塩素濃度計１８で測定された残留塩素濃度に基づいて、次亜塩素塩注入ポンプ１４および水供給源１６からそれぞれ必要量の次亜塩素酸塩を含む排水および／または水を供給して、封水として真空ポンプ３に供給される水中の残留塩素濃度を調整する。
【００２２】
すなわち、残留塩素濃度計１８で測定された残留塩素濃度が０．１質量ｐｐｍ未満の場合は、次亜塩素酸塩注入ポンプ１４により真空ポンプ３に供給される水に注入する次亜塩素酸塩を含む排水の注入量を増やし、一方、測定された残留塩素濃度が過剰な場合(例えば１質量ｐｐｍを超える場合)は、注入ポンプ１４により真空ポンプ３に供給される水に注入する次亜塩素酸塩を含む排水の注入量を少なくするか、水で封水を希釈する。
このようにして残留塩素濃度が調整された排水は、ラインミキサー１７で均一に攪拌混合された後、封水として真空ポンプ３に供給され、減圧蒸留塔２の内部を減圧下に保持するために使用される。
【００２３】
真空ポンプ３から排出された気液混合物は、気液分離器５に送られ、液相部（封水）と気相部（排気ガス）とに分離され、分離した気相部（排気ガス）を除害塔６へ、分離した液相部（封水）をシールポット７へそれぞれ移送する。なお、真空ポンプ３から排出された封水の残留塩素濃度は、上述した水封式真空ポンプ３に供給される水の残留塩素濃度とほぼ同等である。
【００２４】
除害塔６では、気液分離器５から移送された気相部に含まれる有害ガスを除去し、無害化されたガスは大気に放出される。シールポット７は、真空ポンプ３から排気されるガスの吐き出し圧力を、規定の圧力で維持する目的で設置されているものであり、気液分離器５から移送された液相部は、シールポット７内の容積で決まる滞留時間の間、シールポット７の中で滞留する。
【００２５】
封水は、シールポット７から回収ドラム８に送られ、貯蔵される。本発明では、水封式真空ポンプ３に供給される水中の残留塩素濃度が上記範囲内であるので、回収ドラム８に滞留させた封水には微生物の増殖による代謝物の生成が阻止されている。
【００２６】
回収ドラム８から排出された封水はストレーナー９を経て封水移送ポンプ１０により封水再利用ライン１２に送られる。ストレーナー９では、回収ドラム８から排出される封水に含まれる異物を除去し、配管内の封水に異物が混入することによる配管の詰まり、弁機構、封水移送ポンプ１０などの破損を防止する。
【００２７】
封水再利用ライン１２は、水供給源１１から製造工程に送られる水(工業用水)に、封水移送ポンプ１０により昇圧された封水を混合し、目的とする製造工程に移送するラインである。このように、水供給源１１から送られる水に封水を混合し、再利用するので、水(工業用水)の使用量を削減することができる。
ただし、水に対する封水の混合量は、特に制限されるものではないが、封水には有機物が含まれているので、水を使用する製造工程において悪影響を与えない範囲で使用するのが好ましい。
【００２８】
封水再利用ライン１２は、例えばエピクロロヒドリンの製造工程における抽出溶剤などに供給して、エピクロロヒドリンの製造に再利用することができる。また、それ以外にも、エピクロロヒドリンの出発原料であるジクロロヒドリンの製造工程における反応溶剤や熱交換器の冷却水などの用途で、他の製造設備において、回収した封水を再利用することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、次亜塩素酸塩を注入ポンプ１４により次亜塩素酸塩を含む排水を水に注入するようにしたが、本発明はこれに限定されず、例えば、次亜塩素酸塩を含む排水に代えて、塩素系殺菌剤を含む排水などを用いてもよいし、注入ポンプ１４の代わりに、塩素ガスなどを水に吹き込む手段を用いてもよい。
【００３０】
〔本発明の他の実施形態〕
上記実施形態では、次亜塩素酸塩を含む排水供給源１３、次亜塩素酸塩注入ポンプ１４および流量計１５からなるライン（以下、排水供給ラインという）が、水供給源１６とラインミキサー１７とを結ぶラインに接続された封水回収処理設備１を用いたが、本発明ではこれに限定されず、排水供給ラインが、封水式真空ポンプ３と気液分離器５とを結ぶライン（以下、封水移送ラインという）に接続された封水回収処理設備を用いてもよい。かかる場合、真空ポンプ３に供給される水には、水供給源１６から供給される水が利用される。さらに、封水移送ライン中の排水供給ラインが接続された部位と、気液分離器５との間に残留塩素濃度計を設け、封水中の残留塩素濃度が上述した水封式真空ポンプ３に供給される水の残留塩素濃度範囲内となるように、排水供給ラインからの排水の供給量を調整するなどすればよい。
【００３１】
なお、真空ポンプに封水として残留塩素濃度が０．１質量ｐｐｍ以上の排水を供給する場合は、封水回収処理設備１において、次亜塩素酸塩を含む排水供給源１３と封水供給ライン４とを直接接続した封水回収処理設備を用いる他は、上述した実施形態と同様にして実施することもできる。
また、封水に含まれる有機物と、封水再利用ラインで製造されている有機物（製品）とが同一である場合、有機物を含む回収した封水を、封水再利用ラインを経て、前記有機物を製造する製造工程に移送するのが好ましい。これにより、従来外部へ排出されていた有機物の排出量を、製造された有機物（製品）の回収量とすることができ、環境負荷の低減を図ることができるとともに、経済的であるという利点もある。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
１質量％の濃度で次亜塩素酸ナトリウムを含む排水に水を混合して、残留塩素濃度計１８で測定される真空ポンプ３に供給される水の残留塩素濃度が約０．１質量ｐｐｍとなるように調整し、封水供給ライン４に供給した。
封水供給ライン４から真空ポンプ３に供給される水を封水式真空ポンプ３に約４０００ｋｇ／時の流量で連続的に供給しながら、封水式真空ポンプ３を駆動させて、エピクロロヒドリンと未反応のジクロロヒドリンなどを含む有機物とを分離するための減圧蒸留塔２内を排気した。封水式真空ポンプ３から排出された気液混合物を気液分離器５に導入し、気液混合物の液相部と気相部とを分離し、気相部は除害塔６に移送し、液相部はシールポット７に移送した。シールポット７に送られた液相部を、回収ドラム８に送り貯留した後、ストレーナー９を介して封水移送ポンプで昇圧し、水供給ライン１１から供給された水と混合して、封水再利用ライン１２へ供給した。
【００３４】
開始後３日経過しても、回収ドラム８には微生物の代謝物によるカビ状スライムの生成が見られず、ストレーナー９は閉塞することはなかった。
【００３５】
（実施例２）
残留塩素濃度計１８で測定される真空ポンプ３に供給される水の残留塩素濃度を約０．６質量ｐｐｍとなるように調整した他は実施例１と同様に実施した。
開始後７日経過しても、回収ドラム８には微生物の代謝物によるカビ状スライムの生成が見られず、ストレーナー９は閉塞することはなかった。
【００３６】
（実施例３）
濃度が０．５〜１．５質量％の範囲で変動する次亜塩素酸ナトリウムを含む排水を用い、残留塩素濃度計１８で測定される真空ポンプ３に供給される水の残留塩素濃度が０．１質量ｐｐｍ以上、１質量ｐｐｍ以下となるように調整した他は実施例１と同様に実施した。
開始後１５０日経過しても、回収ドラム８には微生物の代謝物によるカビ状スライムの生成が見られず、ストレーナー９は閉塞することはなかった。
【００３７】
（比較例１）
封水として、有効塩素を含まないｐＨがほぼ中性域にある通常の工業用水を用いた他は、実施例１と同様にして実施したところ、開始後２日目には回収ドラム８の内壁内にカビ状スライムの付着が確認され、ストレーナー９が閉塞した。
【００３８】
なお、以上の説明では、エピクロロヒドリンを未反応のジクロロヒドリンなどを含む有機物から減圧下で分離するための減圧蒸留塔２を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、有機物を減圧下で処理するための減圧処理装置に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    封水回収処理設備
２    減圧蒸留塔
３    封水式真空ポンプ
４    封水供給ライン
５    気液分離器
６    除害塔
７    シールポット
８    回収ドラム
９    ストレーナー
１０  封水移送ポンプ
１１  水供給源
１２  封水再利用ライン
１３  次亜塩素酸塩を含む排水供給源
１４  次亜塩素酸塩注入ポンプ
１５  流量計
１６  水供給源
１７  ラインミキサー
１８  残留塩素濃度計
【図１】
2014185591.tif 000003