(57)【要約】  トリレンジアミンの脱水方法は、含水率５〜４０重量％のトリレンジアミンを、真空度１３〜１０１．３ｋＰａで第１段蒸留し、第１段蒸留からの缶出液を、真空度１３ｋＰａ未満で第２段蒸留する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水率５〜４０重量％のトリレンジアミンを、真空度１３〜１０１．３ｋＰａで第１段蒸留し、
前記第１段蒸留からの缶出液を、真空度１３ｋＰａ未満で第２段蒸留することを特徴とする、トリレンジアミンの脱水方法。
【請求項２】
前記第２段蒸留からの留出液を、前記第１段蒸留に還流することを特徴とする、請求項１に記載のトリレンジアミンの脱水方法。
【請求項３】
前記第１段蒸留からの缶出液の含水率を、１重量％未満にすることを特徴とする、請求項１に記載のトリレンジアミンの脱水方法。
【請求項４】
前記第１段蒸留では、第１段蒸留塔の塔頂部に、水を供給することを特徴とする、請求項１に記載のトリレンジアミンの脱水方法。
【請求項５】
前記第２段蒸留において、減圧するための真空発生装置が、エゼクタまたは水封ポンプであることを特徴とする、請求項１に記載のトリレンジアミンの脱水方法。
【請求項６】
第１段蒸留塔と、
前記第１段蒸留塔からの缶出液を蒸留する第２段蒸留塔と、
前記第２段蒸留塔からの留出液を、前記第１段蒸留塔に還流する還流手段とを備え、
前記第２段蒸留塔は、塔内を減圧するための真空発生装置として、エゼクタまたは水封ポンプを備えていることを特徴とする、トリレンジアミンの脱水装置。
【請求項７】
さらに、前記第１段蒸留塔の塔頂部に水を供給するための給水手段を備えていることを特徴とする、請求項６に記載のトリレンジアミンの脱水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリレンジアミンの脱水方法および脱水装置、詳しくは、入手可能な含水率５〜４０重量％のトリレンジアミンを脱水する脱水方法、および、その脱水方法に好適に用いられる脱水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トリレンジイソシアネートは、ポリウレタンの原料として重要であり、工業的に製造されている。
トリレンジイソシアネートの製造プラントでは、まず、原料のトルエンをジニトロ化して、ジニトロトルエンを製造し、次いで、このジニトロトルエンを還元して、トリレンジアミンを製造し、その後、このトリレンジアミンを塩化カルボニル化することにより、トリレンジイソシアネートを製造している。【０００３】
しかるに、このようなトリレンジイソシアネートの製造プラントにおいて、トリレンジイソシアネートは、需要に対応して生産されており、トリレンジイソシアネートの需要が大きいときには、原料のトルエンからの生産が間に合わなくなる場合があり、そのような場合には、中間原料であるトリレンジアミンを入手して、そのトリレンジアミンからトリレンジイソシアネートを生産することが有効である。【０００４】
そのような入手可能なトリレンジアミンは、貯蔵および輸送のために、含水率５〜１５重量％に調製されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
また、アミン水溶液からアミンを分離するための蒸留法として、ジアミノトルエンの約６０重量％水溶液を、蒸留により、３．５重量％の残留水含有率になるまで脱水することが提案されている（例えば、下記特許文献２参照。）。【０００５】
さらに、トルイレンジイソシアネートの製造方法として、第一製造プラントにおいて、まず、トルエンを出発原料として、ジニトロトルエンを生成させて、生成したジニトロトルエンの水素化により、トルイレンジアミンと反応水との粗製溶液を生成させて、このトルイレンジアミンと反応水との粗製溶液を蒸留して、トルイレンジアミンと水との中間混合物を、中間混合物中の水含量が約１〜４０重量％となるように生成させ、この中間混合物を第二製造プラントに輸送する。【０００６】
次いで、第二製造プラントにおいて、この中間混合物を蒸留して、乾いたトルイレンジアミンを生成させて、これをホスゲン化してトルイレンジイソシアネートを製造することが提案されている（例えば、下記特許文献３参照。）。
この製造方法では、トルイレンジアミンと水との中間混合物は、例えば、第１蒸留塔での蒸留によって、含水率約７重量％のトルイレンジアミンとし、この含水率約７重量％のトルイレンジアミンを、第２蒸留塔での蒸留によって、含水率４００ｐｐｍのトルイレンジアミンとしている。
【特許文献１】特開平８−１１９９１０号公報
【特許文献２】特開昭６２−２１２３５１号公報
【特許文献３】特開平９−５２８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、近年のトリレンジイソシアネートの製造では、装置の腐食防止や、品質の向上を図るべく、トリレンジアミンの塩化カルボニル化において、トリレンジアミンの含水 
率は、上記特許文献３に開示されている４００ｐｐｍよりも低いレベル（例えば、１００ｐｐｍ以下、好ましくは、５０ｐｐｍ以下）であることが要求されている。【０００８】
一方、上記特許文献１に開示されているように、入手可能なトリレンジアミンは、貯蔵および輸送のために、含水率５〜１５重量％に調製されているため、これをトリレンジイソシアネートの中間原料として用いるためには、上記のレベルまで脱水する必要がある。
また、上記特許文献１に開示されているような入手可能なトリレンジアミンは、長期間の輸送の品質劣化に耐えるため、蒸留精製後に実質的無水のトリレンジアミンに脱塩水、脱イオン水または蒸留水が加えられており、そのトリレンジアミンはすでに蒸留精製されているため不純物を含むトリレンジアミンより凝固点が高くなる。【０００９】
トリレンジアミンの脱水は、上記特許文献２および上記特許文献３に提案されるように、蒸留により実施できることが知られており、また、そのような蒸留のための蒸留塔は、通常、蒸留分離する成分間の気―液平衡関係から理論段数を計算して設計される。
そこで、含水率５〜１５重量％のトリレンジアミンを、蒸留により、トリレンジアミンの含水率が、上記のレベルとなるように脱水する蒸留塔を、水とトリレンジアミンとの間の気―液平衡関係から理論段数を計算して設計することが試みられる。しかし、実際の蒸留では、トリレンジアミンと水との水素結合による分子間力が作用するため、トリレンジアミンの含水率を、上記のレベルまで脱水しようとすると、蒸留塔内に凝固点以下の領域、すなわち、固化ゾーンを生じるなど、効率的な蒸留が非常に困難である。【００１０】
一方、このような固化ゾーンを発生させないために、共沸成分や溶媒の添加が検討されるが、そのような共沸成分や溶媒の添加は、蒸留塔のコストアップとなる。
本発明の目的は、入手可能な含水率５〜４０重量％のトリレンジアミンを、固化ゾーンを発生させることなく、効率よく蒸留して脱水することのできる、トリレンジアミンの脱水方法、および、その脱水方法に用いられる脱水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のトリレンジアミンの脱水方法は、含水率５〜４０重量％のトリレンジアミンを、真空度１３〜１０１．３ｋＰａで第１段蒸留し、前記第１段蒸留からの缶出液を、真空度１３ｋＰａ未満で第２段蒸留することを特徴としている。
この方法では、トリレンジアミンの脱水を、特定の真空度の２段蒸留で実施することにより、第１段蒸留において、トリレンジアミンが固化しない領域で、トリレンジアミンを脱水して、次いで、第２段蒸留において、トリレンジアミンを、トリレンジイソシアネートの中間原料として要求される含水率まで脱水することができる。そのため、蒸留によって、固化ゾーンの発生を防止しつつ、トリレンジアミンを、トリレンジイソシアネートの中間原料として要求される含水率まで脱水することができる。【００１２】
また、本発明のトリレンジアミンの脱水方法では、前記第２段蒸留からの留出液を、前記第１段蒸留に還流することが好適である。
この方法では、第２段蒸留からの留出液を第１段蒸留に還流するので、第２段蒸留からの留出液を有効利用して、その留出液に残存するトリレンジアミンを、第１段蒸留において再度蒸留して、トリレンジアミンを回収することができる。【００１３】
また、第２段蒸留からの留出液には、例えば、トリレンジアミンや低沸点不純物が含有されており、かかる留出液は、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）が高いため、排液として排出するには、ＣＯＤを低下させるための処理装置が必要となる。また、運転（蒸留）期間に対応して、その期間、処理装置を維持する必要があり、その結果、コストアップを招く。
しかし、この方法では、第２段蒸留からの留出液を、排液として排出することなく、第１段蒸留に還流するので、第２段蒸留からの留出液を有効利用して、設備コストおよび運転コストの低減を図ることができる。【００１４】
また、本発明のトリレンジアミンの脱水方法では、前記第１段蒸留からの缶出液の含水率を、１重量％未満にすることが好適である。
この方法では、第１段蒸留からの缶出液の含水率を１重量％未満にするので、第２段蒸 
留において、トリレンジイソシアネートの中間原料として要求される含水率まで、効率よく脱水することができる。また、第２段蒸留において、蒸留塔を小さく設計することができる。【００１５】
また、本発明のトリレンジアミンの脱水方法において、前記第１段蒸留では、第１段蒸留塔の塔頂部に、水を供給することが好適である。
この方法では、第１段蒸留塔において、冷却器からの還流に代えて、第１段蒸留塔の塔頂部に水を供給することにより、還流と同様の効果を得る。そのため、第１段蒸留塔に冷却器からの還流ラインを設けることなく、第１段蒸留塔内の蒸気を冷却することができる。その結果、構造が簡易になるので、運転操作の向上、設備管理の容易化、設備コストの低減および留出液へのトリレンジアミンや低沸点不純物の除去を図ることができる。【００１６】
また、本発明のトリレンジアミンの脱水方法では、前記第２段蒸留において、減圧するための真空発生装置が、エゼクタまたは水封ポンプであることが好適である。
第２段蒸留において減圧するための真空発生装置を、エゼクタまたは水封ポンプとすれば、第２段蒸留からの留出液中へのオイルの混入を防止することができる。また、第２段蒸留からの留出液と、エゼクタから排出される蒸気の凝縮水とを合わせて、その全部または一部を第１段蒸留において再度蒸留することができる。あるいは、第２段蒸留からの留出液と、水封ポンプから排出される水とを合わせて、その全部または一部を第１段蒸留において再度蒸留することができる。【００１７】
また、本発明のトリレンジアミンの脱水装置は、第１段蒸留塔と、前記第１段蒸留塔からの缶出液を蒸留する第２段蒸留塔と、前記第２段蒸留塔からの留出液を、前記第１段蒸留塔に還流する還流手段とを備え、前記第２段蒸留塔は、塔内を減圧するための真空発生装置として、エゼクタまたは水封ポンプを備えていることを特徴としている。
この装置では、トリレンジアミンの脱水を、２段蒸留で実施することができるので、第１段蒸留塔において、トリレンジアミンが固化しないレベルで、トリレンジアミンを脱水して、次いで、第２段蒸留塔において、トリレンジアミンを、トリレンジイソシアネートの中間原料として要求される含水率まで脱水することができる。そのため、蒸留によって、固化ゾーンの発生を防止しつつ、トリレンジアミンを、トリレンジイソシアネートの中間原料として要求される含水率まで脱水することができる。【００１８】
また、この装置では、第２段蒸留塔からの留出液を、還流手段によって、第１段蒸留塔に還流するので、第２段蒸留塔からの留出液を有効利用して、その留出液に残存するトリレンジアミンを、第１段蒸留塔において再度蒸留して、トリレンジアミンを回収することができる。
さらにまた、この装置では、第２段蒸留塔からの留出液を、排液として排出することなく、還流手段によって、第１段蒸留塔に還流するので、第２段蒸留塔からの留出液を有効利用して、設備コストおよび運転コストの低減を図ることができる。【００１９】
さらに、この装置では、第２段蒸留塔内を減圧するための真空発生装置として、エゼクタまたは水封ポンプを備えているので、第２段蒸留塔からの留出液中にオイルの混入を防止することができる。また、第２段蒸留塔からの留出液と、エゼクタから排出される蒸気の凝縮水とを合わせて、その全部または一部を第１段蒸留塔において再度蒸留することができる。あるいは、第２段蒸留塔からの留出液と、水封ポンプから排出される水とを合わせて、その全部または一部を第１段蒸留塔において再度蒸留することができる。【００２０】
また、本発明のトリレンジアミンの脱水装置では、さらに、前記第１段蒸留塔の塔頂部に水を供給するための給水手段を備えていることが好適である。
この装置では、第１段蒸留塔において、冷却器からの還流に代えて、第１段蒸留塔の塔 
頂部に給水手段から水を供給することにより、還流と同様の効果を得る。そのため、第１段蒸留塔に冷却器からの還流ラインを設けることなく、第１段蒸留塔内の蒸気を冷却することができる。その結果、構造が簡易になるので、運転操作の向上、設備管理の容易化、設備コストの低減および留出液へのトリレンジアミンや低沸点不純物の除去を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のトリレンジアミンの脱水方法および脱水装置によれば、蒸留によって、固化ゾーンの発生を防止しつつ、トリレンジアミンを、トリレンジイソシアネートの中間原料として要求される含水率まで脱水することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明のトリレンジアミンの脱水方法を実施するための、本発明のトリレンジアミンの脱水装置の一実施形態の概略構成図である。
【発明の実施形態】
【００２３】
図１は、本発明のトリレンジアミンの脱水方法を実施するための、本発明のトリレンジアミンの脱水装置の一実施形態の概略構成図である。
図１において、この脱水装置１は、第１段蒸留塔２と、第２段蒸留塔３とを備えている。
第１段蒸留塔２は、例えば、連続式蒸留塔であって、より具体的には、第１塔本体４と、第１リボイラ５と、第１コンデンサ６とを備えている。
【００２４】
第１塔本体４は、例えば、棚段塔、充填塔などであって、例えば、その内部に充填物が充填されている。充填物としては、例えば、ラッシヒリング、レッシングリング、ベルルサドル、インタロックスサドル、テラレット、ディクソンリング、マクマホンパッキング、ポールリング、フレキシリング、カスケードミニリング、インターロックスメタルタワーパッキングなどの不規則充填物、例えば、スルーザーパッキング、テクノパック、デュアルパック、モンツパッキングなどの規則充填物が用いられる。また、第１塔本体４には、必要により、その内部の上下方向途中に図示しない分散板が設けられている。また、第１塔本体４は、例えば、塔直径が３００〜３０００ｍｍ、理論段数が２〜４０段、より具体的には、３〜２０段で設計されている。
【００２５】
この第１塔本体４の上下方向途中には、含水率５〜４０重量％のトリレンジアミンが供給される含水トリレンジアミン供給管７が接続されている。また、第１塔本体４の上下方向途中の塔頂側（第１塔本体４の塔頂部）には、水が供給される給水手段としての水供給管８が接続されている。第１塔本体４の塔底には、トリレンジアミンに富んだ第１缶出液が取り出される第１缶出液取出管９が接続されている。また、第１塔本体４の塔頂には、水に富んだ第１留出液が取り出される第１留出液取出管１０が接続されている。また、第１塔本体４の上下方向途中には、第２還流管３１（後述）が接続されている。
【００２６】
なお、水供給管８には、上流側（以下、「上流側」および「下流側」は、特に言及がない限り、液の流れ方向を基準とする。）端部に、図示しない給水装置が接続されている。
第１リボイラ５は、第１缶出液取出管９と、第１缶出液取出管９の途中に介装される第１缶出液取出ポンプ１１と、第１缶出液取出管９の第１缶出液取出ポンプ１１の介装部分よりも下流側において分岐して、第１塔本体４の塔底に接続される第１循環ライン１２と、第１循環ライン１２の途中に介装される第１ヒータ１３とを備えている。
【００２７】
第１缶出液取出ポンプ１１は、第１塔本体４の塔底からの第１缶出液の一部を、第１循環ライン１２を介して、第１塔本体４の塔底に循環させ、かつ、第１塔本体４の塔底からの第１缶出液の残部を、第１缶出液取出管９を介して、第２段蒸留塔３へ供給する送液能力のあるポンプであれば、必要な送液流量と揚程とによって選択されるものであって、特に制限されないが、例えば、軸流ポンプ、渦巻きポンプ、ギヤ式ポンプ、ダイヤフラム式ポンプなどが用いられ、好ましくは、渦巻きポンプが用いられる。 
【００２８】
第１ヒータ１３は、熱交換器からなり、例えば、濡れ壁式、多管式、コイル式、ジャケット式などの熱交換器が用いられ、好ましくは、濡れ壁式、多管式が用いられる。
また、第１ヒータ１３には、熱媒が供給され、その熱媒の供給量により、第１ヒータ１３での加熱温度が調節される。
この第１リボイラ５では、第１ヒータ１３での熱媒により加熱温度が調節されて、第１循環ライン１２において強制循環により循環する第１缶出液が加熱される。
【００２９】
また、第１リボイラ５を、例えば、サーモサイフォン式のリボイラとすることもできる。第１リボイラ５としてサーモサイフォン式のリボイラを用いる場合には、図示しないが、上記した第１缶出液取出ポンプ１１は、第１缶出液取出管９における分岐部分よりも下流側に介装される。
第１コンデンサ６は、第１留出液取出管１０と、第１留出液取出管１０の途中に介装される第１クーラ１５と、第１クーラ１５の下流側に、第１留出液取出管１０とは別途接続される第１真空ライン１６と、第１真空ライン１６の途中に介装される第１真空発生装置１７とを備えている。
【００３０】
第１クーラ１５は、熱交換器からなり、例えば、隔壁式、直触式などの熱交換器が用いられ、好ましくは、隔壁式が用いられ、さらに好ましくは、隔壁式として多管式熱交換器、プレート式熱交換器が用いられる。また、第１クーラ１５には、冷媒が供給され、その冷媒の供給量により、第１クーラ１５での冷却温度が調節される。
第１真空発生装置１７は、例えば、液封式真空ポンプ、油回転ポンプ、ルーツポンプ、油拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、スパッタイオンポンプなどの真空ポンプや、例えば、蒸気エゼクタなどのエゼクタなどが用いられる。好ましくは、後述するように、第１留出液が実質的に水であることから、液封式真空ポンプとしての水封ポンプまたは蒸気エゼクタが用いられる。
【００３１】
この第１コンデンサ６では、第１クーラ１５での冷媒により冷却温度が調節されて、第１塔本体４の塔頂からの留出ガスが冷却され、凝縮されて、水に富んだ凝縮液、実質的に凝縮水（水）となる。また、第１真空発生装置１７から第１真空ライン１６、第１クーラ１５および第１留出液取出管１０を介して、第１塔本体４を減圧する。
第１段蒸留塔２では、第１塔本体４において、塔底部が第１リボイラ５により加熱され、塔頂部が第１コンデンサ６により減圧される。これによって、第１塔本体４は、塔底部が、例えば、１５０〜２５０℃に、塔頂部が、例えば、６０〜１００℃に設定され、真空度が１３〜１０１．３ｋＰａ、好ましくは、２０〜５０ｋＰａに設定される。
【００３２】
そして、含水トリレンジアミン供給管７から、含水率５〜４０重量％のトリレンジアミンが供給され、水が水供給管８から供給される。
含水トリレンジアミン供給管７を介して、第１塔本体４に供給されるトリレンジアミンは、水を含有する入手可能な含水トリレンジアミン（水とトリレンジアミンとの混合物）であって、水を所定の含有量で含有していれば特に限定されず、例えば、上記特許文献１のように貯蔵および輸送のために実質的に無水のトリレンジアミンに水を添加した含水トリレンジアミンや、上記特許文献３のようにジニトロトルエンの水素化により生成される、トリレンジアミンと反応水の粗溶液を、輸送のために反応水の一部を除去して含水率を調整した含水トリレンジアミンなども含まれる。
【００３３】
また、トリレンジアミンは、公知の方法により得られ、例えば、トルエンを硝酸と反応させてジニトロトルエンを生成させ、このジニトロトルエンを水素化することにより得られる。また、トリレンジアミンは、例えば、各種トリレンジアミン異性体の混合物を含有し、より具体的には、主に２，４−トリレンジアミンおよび２，６−トリレンジアミンの混合物を含有している。混合物における各トリレンジアミンの異性体比（モル比）は、２，４−トリレンジアミン／２，６−トリレンジアミンのモル比で、例えば、１９／８１〜２１／７９である。
【００３４】
なお、トリレンジアミンは、ジニトロトルエンの水素化反応で副生する低沸点不純物を含有していてもよい。低沸点不純物として、例えば、上記した異性体以外の異性体である２，３−トリレンジアミン、３，４−トリレンジアミンや、例えば、トルイジンなどが含まれる。
水供給管８から供給される水としては、特に限定されず、例えば、脱イオン水、蒸留水などの純水や、例えば、回収水（排水を含む）が用いられ、その他に例えば、第１留出液（後述）の水をそのままあるいは処理して、その全部あるいは一部を用いることもできる。
【００３５】
なお、このように、第１コンデンサ６からの水の還流に代えて、水供給管８から水を供給することで、還流と同様の効果を得ることができ、これにより、熱効率の向上を図ることができる。
含水率５〜４０重量％のトリレンジアミンは、例えば、供給温度５０〜１２０℃、供給量１〜５０ｍ３／ｈで供給され、水は、必要な冷却温度や還流量に応じて、例えば、供給
温度１０〜６０℃、供給量０．００５〜２ｍ３／ｈで供給される。
【００３６】
また、含水トリレンジアミン供給管７を介して、第１塔本体４に供給されるトリレンジアミンの含水率は５〜４０重量％の範囲にあり、好ましくは、５〜１５重量％の範囲にある。このトリレンジアミンのうち、第１塔本体４の濃縮部である供給段の上段に、低沸点成分、すなわち、水に富む成分（実質的に水）が蒸気となって移動し、第１塔本体４の回収部である供給段の下段に、高沸点成分、すなわち、トリレンジアミンに富む成分が液として移動する。
【００３７】
これにより、第１塔本体４の塔底から、トリレンジアミンに富む成分が第１缶出液として排出され、塔頂から、水に富む成分が第１留出液として排出されることにより、供給された含水率５〜４０重量％のトリレンジアミンが脱水される。
また、第１缶出液は、（第１循環ライン１２を介して第１塔本体４の塔底に循環される循環量）／（第１缶出液取出管９を介して第２段蒸留塔３へ供給される供給量）の比が、例えば、１／１〜５０／１に設定される。なお、上記した循環量は、第１ヒータ１３の形式および能力に応じて、適宜決められる。
【００３８】
また、第１留出液は、第１塔本体４の塔頂から第１留出ガス（水蒸気）として、第１留出液取出管１０を介して、第１クーラ１５に供給され、その第１クーラ１５において、冷却および凝縮される。凝縮された凝縮液（水）は、第１留出液取出管１０から排液（排水）として排出され、凝縮されなかった非凝縮ガスは、第１真空ライン１６を介して、第１真空発生装置１７に供給され、第１真空発生装置１７において、凝縮されて、排液（排水）として排出される。
【００３９】
第１缶出液は、例えば、含水率が１重量％未満のトリレンジアミンであって、好ましくは、含水率が０．８重量％以下、さらに好ましくは、含水率が０．５重量％以下のトリレンジアミンである。また、第１缶出液は、例えば、取出温度１５０〜２５０℃で取り出される。
第１留出液は、トリレンジアミンが０．１重量％以下の水である。また、第１留出液は、例えば、排出温度６０〜１００℃で、排出量０．５〜４７ｍ３／ｈで排出される。
【００４０】
第２段蒸留塔３は、例えば、連続式蒸留塔であって、より具体的には、第２塔本体１８と、第２リボイラ１９と、第２コンデンサ２０とを備えている。
第２塔本体１８は、例えば、棚段塔、充填塔などであって、例えば、その内部に上記と同様の充填物が充填されている。また、第２塔本体１８には、必要により、その内部の上下方向途中に図示しない分散板が設けられている。また、第２塔本体１８は、例えば、塔直径が２５０〜２５００ｍｍで、理論段数が２〜４０段、より具体的には、３〜２０段で設計されている。
【００４１】
この第２塔本体１８の上下方向途中には、第１段蒸留塔２からの第１缶出液が供給される第１缶出液取出管９が接続されている。第２塔本体１８の塔底には、トリレンジアミンに富んだ第２缶出液が取り出される第２缶出液取出管２１が接続されている。また、第２塔本体１８の塔頂には、水に富んだ第２留出液が取り出される第２留出液取出管２２が接続されている。
【００４２】
第２リボイラ１９は、第２缶出液取出管２１と、第２缶出液取出管２１の途中に介装される第２缶出液取出ポンプ２３と、第２缶出液取出管２１の第２缶出液取出ポンプ２３の介装部分よりも下流側において分岐して、第２塔本体１８の塔底に接続される第２循環ライン２４と、第２循環ライン２４の途中に介装される第２ヒータ２５とを備えている。
第２缶出液取出ポンプ２３は、第２塔本体１８の塔底からの第２缶出液の一部を、第２循環ライン２４を介して、第２塔本体１８の塔底に循環させ、かつ、第２塔本体１８の塔底からの第２缶出液の残部を、例えば、含水率０．０１重量％以下（好ましくは、含水率０．００５重量％以下）のトリレンジアミンとして、第２缶出液取出管２１を介して、次工程などに送液する送液能力のあるポンプであれば、必要な送液流量と揚程とによって選択されるものであって、特に制限されないが、例えば、軸流ポンプ、渦巻きポンプ、ギヤ式ポンプ、ダイヤフラム式ポンプなどが用いられ、好ましくは、渦巻きポンプが用いられる。
【００４３】
第２ヒータ２５は、熱交換器からなり、第１ヒータ１３の熱交換器と同様の熱交換器が用いられ、好ましくは、濡れ壁式、多管式が用いられる。
また、第２ヒータ２５には、熱媒が供給され、その熱媒の供給量により、第２ヒータ２５での加熱温度が調節される。
この第２リボイラ１９では、第２ヒータ２５での熱媒により加熱温度が調節されて、第２循環ライン２４において強制循環により循環する第２缶出液が加熱される。
【００４４】
また、第２リボイラ１９を、例えば、サーモサイフォン式のリボイラとすることもできる。第２リボイラ１９としてサーモサイフォン式のリボイラを用いる場合には、図示しないが、上記した第２缶出液取出ポンプ２３は、第２缶出液取出管２１における分岐部分よりも下流側に介装される。
第２コンデンサ２０は、第２留出液取出管２２と、第２留出液取出管２２の途中に介装される第２クーラ２７と、第２クーラ２７の下流側に、第２留出液取出管２２とは別途接続された第１還流管２８と、第２留出液取出管２２の第２クーラ２７の介装部分よりも下流側において介装される第２真空発生装置２９とを備えている。
【００４５】
第２クーラ２７は、熱交換器からなり、例えば、多管式の熱交換器が用いられ、好ましくは、多管式熱交換器、プレート式熱交換器が用いられる。また、第２クーラ２７には、冷媒が供給され、その冷媒の供給量により、第２クーラ２７での冷却温度が調節される。
第２真空発生装置２９は、例えば、液封式真空ポンプ、油回転ポンプ、ルーツポンプ、油拡散ポンプ、蒸気エゼクタ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、スパッタイオンポンプなどの真空ポンプや、例えば、蒸気エゼクタなどのエゼクタなどが用いられる。好ましくは、液封式真空ポンプとしての水封ポンプまたはエゼクタが用いられる。
【００４６】
水封ポンプまたはエゼクタを用いることにより、第２留出液中へのオイルの混入を防止することができる。また、第２段蒸留塔３からの留出液と、エゼクタから排出される蒸気の凝縮水とを合わせて、その全部または一部を第１段蒸留塔２において再度蒸留することができる。あるいは、第２段蒸留塔３からの留出液と、水封ポンプから排出される水とを合わせて、その全部または一部を第１段蒸留塔２において再度蒸留することができる。
【００４７】
さらに、水封ポンプは、好ましくは、補助真空発生装置を取り付けた、補助真空発生装置付水封ポンプが用いられる。水封ポンプに補助真空発生装置を取り付けることにより、到達真空度の向上を図ることができる。
この第２コンデンサ２０では、第２クーラ２７での冷媒により冷却温度が調節されて、第２塔本体１８の塔頂からの留出ガスが冷却され、凝縮されて、水に富んだ凝縮液となる。また、第２真空発生装置２９から第２留出液取出管２２、第２クーラ２７を介して第２塔本体１８内を減圧する。
【００４８】
さらに、第２留出液取出管２２の下流側端部には、貯槽３０が接続され、貯槽３０の下流側には、第２留出液を第１段蒸留塔２へ還流する、還流手段としての第２還流管３１が接続され、第２還流管３１の途中には、第２留出液還流ポンプ３２が介装されている。また、さらに、第２還流管３１の下流側端部は、第１段蒸留塔２の第１塔本体４に接続されている。
【００４９】
貯槽３０は、第２留出液を、第２留出液還流ポンプ３２により、第２還流管３１を介して、第１段蒸留塔２へ還流するまでの間、一時的に貯蔵することのできる槽であれば、特に制限されず、例えば、容量０．１〜５ｍ３の槽が用いられる。
第２留出液還流ポンプ３２は、第２留出液を、第２還流管３１を介して、第１段蒸留塔２へ還流する送液能力のあるポンプであれば、必要な送液流量と揚程とによって選択されるものであって、特に制限されないが、例えば、渦巻きポンプ、ギヤ式ポンプ、ダイヤフラム式ポンプなどが用いられ、好ましくは、渦巻きポンプが用いられる。
【００５０】
第２段蒸留塔３では、第２塔本体１８において、塔底部が第２リボイラ１９により加熱され、塔頂部が第２コンデンサ２０により減圧される。これによって、第２塔本体１８は、塔底部が、例えば、１５０〜２５０℃に、塔頂部が、例えば、６０〜１２０℃に設定され、真空度が１３ｋＰａ未満、好ましくは、８ｋＰａ以下に設定される。
そして、第２塔本体１８には、第１缶出液取出管９から、第１缶出液が供給される。第１缶出液は、例えば、０．５〜４７ｍ３／ｈで供給される。
【００５１】
第１缶出液取出管９を介して、第２塔本体１８に供給された第１缶出液は、その含水率が、例えば、１重量％未満であり、好ましくは０．８重量％以下、さらに好ましくは、０．５重量％以下である。この第１缶出液のうち、第２塔本体１８の濃縮部である供給段の上段に、低沸点成分、すなわち、水に富む成分（実質的に水）が蒸気となって移動し、第２塔本体１８の回収部である供給段の下段に、高沸点成分、すなわち、トリレンジアミンに富む成分が液として移動する。
【００５２】
これにより、第２塔本体１８の塔頂から、水に富む成分が第２留出液として、また、塔底から、トリレンジアミンに富む成分が第２缶出液として排出されることにより、供給された第１缶出液中のトリレンジアミンがさらに脱水される。
また、第２缶出液は、（第２循環ライン２４を介して第２塔本体１８の塔底に循環される循環量）／（第２缶出液取出管２１を介して次工程へ送液される送液量）の比が、例えば、０．５／１〜５０／１に設定される。なお、上記した循環量は、第２ヒータ２５の形式および能力に応じて、適宜決められる。
【００５３】
また、第２留出液は、第２塔本体１８の塔頂から第２留出ガスとして、第２留出液取出管２２を介して、第２クーラ２７に供給され、その第２クーラ２７において、冷却および凝縮される。凝縮された凝縮液は、第１還流管２８を介して、第２塔本体１８の塔頂に、第１還流液として還流され、凝縮されなかった非凝縮ガスは、第２留出液取出管２２を介して、第２真空発生装置２９に供給され、第２真空発生装置２９において、凝縮されて、貯槽３０に第２還流液として一時的に貯蔵される。なお、真空発生装置２９がエゼクタ（蒸気エゼクタ）の場合には、非凝縮ガスは、エゼクタの駆動蒸気とともに凝縮される。
【００５４】
また、第２還流液は、貯槽３０に一時的に貯蔵された後、還流手段としての第２還流管３１を介して、第１蒸留塔２に還流される。
また、第１還流液として還流する還流比は、例えば、１／３０〜１／１に設定される。
第１還流液は、例えば、含水率が２０〜８０重量％のトリレンジアミン（含水トリレンジアミン）である。
【００５５】
第２還流液は、例えば、含水率が５〜７０重量％のトリレンジアミン（含水トリレンジアミン）、好ましくは、含水率が５〜５０重量％のトリレンジアミン（含水トリレンジアミン）である。
第２缶出液は、例えば、含水率が０．０１重量％以下のトリレンジアミン、好ましくは、含水率が０．００５重量％以下のトリレンジアミンである。また、第２缶出液は、例えば、取出温度１５０〜２５０℃で、取出量０．５〜４７ｍ３／ｈで取り出される。
【００５６】
このように、この脱水装置１では、第１段蒸留塔２において、真空度１３〜１０１．３ｋＰａで第１段蒸留し、トリレンジアミンが固化しないレベルで、トリレンジアミンを脱水して、次いで、第２段蒸留塔３において、真空度１３ｋＰａ未満で第２段蒸留して、トリレンジアミンを、トリレンジイソシアネートの中間原料として要求される含水率まで脱水することができる。そのため、蒸留によって、固化ゾーンの発生を防止しつつ、トリレンジアミンを、トリレンジイソシアネートの中間原料として要求される含水率まで脱水することができる。
【００５７】
また、第２段蒸留塔３からの第２還流液としての第２留出液を、第１段蒸留塔２に還流するので、第２段蒸留塔３からの第２留出液を有効利用して、第２留出液に残存するトリレンジアミンを、第１段蒸留塔２において再度蒸留することができる。
さらにまた、第２段蒸留塔３からの第２留出液を、排液として排出することなく、第２還流管３１によって、第１段蒸留２に還流するので、第２段蒸留塔３からの第２留出液を有効利用して、設備コストおよび運転コストの低減を図ることができる。
【００５８】
また、第１段蒸留塔２からの第１缶出液の含水率を、１重量％未満にするので、第２段蒸留塔３において、トリレンジイソシアネートの中間原料として要求される含水率まで、効率よく脱水することができる。また、第２段蒸留塔３を小さく設計することができる。
また、第１段蒸留塔２において、冷却器からの還流に代えて、第１段蒸留塔２の第１塔本体４の塔頂部に水を供給することにより、還流と同様の効果を得ることができる。そのため、第１段蒸留塔２に冷却器からの還流ラインを設けることなく、第１段蒸留塔２の第１塔本体４内の蒸気を冷却することもできる。その結果、構造が簡易になるので、運転操作の向上、設備管理の容易化、設備コストの低減および第１留出液へのトリレンジアミンや低沸点不純物の除去を図ることができる。
【００５９】
上記した説明では、図示しなかったが、例えば、トリレンジアミンが、上記特許文献３のような含水トリレンジアミンなどを含む場合であって、低沸点不純物を除去する必要性が生じる場合には、第２塔本体１８に低沸点不純物を抜き出すための図示しない抜き出し装置を設けることができる。
抜き出し装置は、第２塔本体１８の内部に、第２塔本体１８の塔頂と第１缶出液取出管９との間における上下方向途中に設けられ、低沸点不純物を溜める図示しない抜き出し用トレーと、抜き出し用トレーに接続され、抜き出し用トレーに溜められた低沸点不純物を抜き出す図示しない抜き出し用管とを備えている。なお、この抜き出し用管の下流側端部には、必要により、ポンプが設けられている。
【００６０】
そして、この抜き出し装置によって、第２塔本体１８の抜き出し用トレーに低沸点不純物を溜め、その低沸点不純物を、抜き出し用管を介して、必要により、ポンプを用いて抜き出すことができる。
【実施例】
【００６１】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例に限定されることはない。
実施例１
上記で説明した図１に示すトリレンジアミンの脱水装置として、塔直径１０００ｍｍ、塔長さ１０ｍ、塔内に充填物が充填された第１塔本体４と、多管式熱交換器からなる第１ヒータ１３および渦巻きポンプからなる第１缶出液取出ポンプ１１を備える第１リボイラ５と、多管式熱交換器からなる第１クーラ１５およびエゼクタからなる第１真空発生装置１７を備える第１コンデンサ６とを備える第１段蒸留塔２と、塔直径６００ｍｍ、塔長さ９ｍ、塔内に充填物が充填された第２塔本体１８と、多管式熱交換器からなる第２ヒータ２５および渦巻きポンプからなる第２缶出液取出ポンプ２３を備える第２リボイラ１９と、多管式熱交換器からなる第２クーラ２７およびエゼクタからなる第２真空発生装置２９を備える第２コンデンサ２０とを備える第２段蒸留塔３と、さらに貯槽３０と、渦巻きポンプからなる第２留出液還流ポンプ３２と、第２還流管３１とを備える脱水装置１を用いた。【００６２】
この脱水装置１により、含水率１０重量％のトリレンジアミン（含水トリレンジアミン）の脱水を実施した。
第１段蒸留塔２において、第１塔本体４の塔底の温度を１８５℃、第１塔本体４の塔頂の温度を７６℃、真空度を、４０ｋＰａに設定した。
含水率１０重量％のトリレンジアミンを、含水トリレンジアミン供給管７から第１塔本体４に、供給温度１００℃、供給量１０ｍ３／ｈで供給した。また、水を、水供給管８か
ら第１塔本体４の塔頂部に、供給温度３０℃、供給量０．１ｍ３／ｈで供給した。【００６３】
また、第１塔本体４の塔底からの第１缶出液を、１８５℃で、第１缶出液取出ポンプ１１により抜き出した。この第１缶出液を、トルエン共沸法により、含水率測定したところ、含水率が０．５重量％であった。
第２段蒸留塔３において、第２塔本体１８の塔底の温度を２００℃、第２塔本体１８の塔頂の温度を８２℃、真空度を、６．６７ｋＰａに設定した。【００６４】
第１塔本体４の塔底からの第１缶出液を、第１缶出液取出管９から第２塔本体１８に、供給温度１８５℃、供給量９．０５ｍ３／ｈで供給した。
また、第２塔本体１８の塔底からの第２缶出液を、２００℃、９．０ｍ３／ｈで、第２
缶出液取出ポンプ２３により抜き出した。この第２缶出液を、トルエン共沸法により、含水率測定したところ、含水率が０．００３重量％であった。【００６５】
第２塔本体１８の塔頂から第２留出ガスを、取出温度８２℃で、取出量０．５５ｍ３/ｈで取り出した。この第２留出ガスを、第２クーラ２７において、凝縮し、この凝縮された第１還流液を、第１還流管２８を介して、第２塔本体１８に還流した。
また、第２クーラ２７において、凝縮されなかった非凝縮ガスを、蒸気エゼクタからな 
る第２真空発生装置２９において、凝縮し、この凝縮された第２還流液を、第２還流管３１から第１段蒸留塔２の第１塔本体４に還流した。なお、第２還流液を、ガスクロマトグラフにより、含水率測定したところ、含水率が８０重量％であった。【００６６】
なお、第１還流液として還流する還流比は、１／１０に設定した。
なお、上記説明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記の特許請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のトリレンジアミンの脱水方法および脱水装置により得られるトリレンジアミンは、ポリウレタンの原料としてトリレンジイソシアネートの製造に用いられる。
【図１】
2009069584.tif 000003
【国際調査報告】
2009069584.tif 000004
2009069584.tif 000005