(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クメンを原料として製造されるフェノール、アセトン、および炭化水素を含む不純物をアセトン精製カラム（ＣＡＣ）に供給し、アセトンを分離および精製するステップと、
前記アセトン精製カラムの下部から排出されるフェノールおよび炭化水素を含む不純物をフェノール精製カラム（ＣＰＣ）供給し、フェノールおよび軽質炭化水素は上部から排出および移動させ、重炭化水素を含む重質（ｈｅａｖｉｅｓ）不純物および微量のフェノールは下部から排出するステップと、
前記フェノールおよび軽質炭化水素を含む不純物を炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）に
供給し、水を添加して共沸蒸留して、フェノールおよび微量の軽質炭化水素を含む不純物は下部から排出し、軽質炭化水素を含む不純物および微量のフェノールは上部から排出するステップと、
前記フェノールがフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）に供給および製品化されるステップを含み、
炭化水素の分離が最適化するように、前記共沸蒸留が行われる炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）の最上端でのフェノールと水との比率は６０：４０〜６５：３５であることを特徴とする、フェノールの精製方法。
【請求項２】
前記共沸蒸留中に発生するフェノール蒸気を回収し、精製工程に再使用することを特徴とする、請求項１に記載のフェノールの精製方法。
【請求項３】
前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）からなる群から選択される一つ以上の蒸留塔の運転圧力を増加させると、前記炭化水素除去カラム下部から排出されたフェノールおよび微量の軽質炭化水素を含む不純物を沸騰させ蒸発させるサイドリボイラ（ｓｉｄｅ  ｒｅｂｏｉｌｅｒ）の対数平均温度差が上昇することを特徴とする、請求項１または２に記載のフェノールの精製方法。
【請求項４】
前記回収されるフェノール蒸気は、前記アセトン精製カラム（ＣＡＣ）のフィード（ｆｅｅｄ）を予熱させることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のフェノールの精製方法。
【請求項５】
前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）の両方の運転圧力を増加させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のフェノールの精製方法。
【請求項６】
前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）の最上端でのフェノールと水との比率が６０：４０〜６５：３５になるように最適化した場合、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）の最上端でのフェノールと水との比率が前記最適化範囲を満たさない場合に比べて、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）の温度が上昇することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のフェノールの精製方法。
【請求項７】
前記フェノール蒸気は、凝縮器で凝縮された後、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）に回収されることを特徴とする、請求項２〜６のいずれかに記載のフェノールの精製方法。
【請求項８】
前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）の下部から排出される重炭化水素を含む重質不純物および微量のフェノールを重質除去カラム（ＲＣ）に移送させた後、高圧蒸留によって微量のフェノールを再び前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）に還流させ、その他の重質不純物は排出および廃棄するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のフェノールの精製方法。
【請求項９】
前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）の下部から排出される微量の軽質炭化水素を樹脂床（Ｒｅｓｉｎ  ｂｅｄ）に通過させ、重炭化水素に転換して粘着させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のフェノールの精製方法。
【請求項１０】
前記フェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）は、未精製のフェノールを回収するために、一部のフェノールを前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）に還流させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のフェノールの精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年１０月２２日付けの韓国特許出願第２０１５‐０１４７４１７号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
【０００２】
本発明は、クメンを原料として製造されたフェノールの精製方法に関し、より詳細には、熱源の損失を最小化し、またスチームの使用量を減少させることで、工程において消費するエネルギーの効率を極大化することができるフェノールの精製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
フェノールを精製する前に、フェノールを製造するためには、通常、フェノール樹脂、ナイロン‐６、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂および溶媒などから合成されるクメン（ｃｕｍｅｎｅ）を原料として、下記反応式１に示されているように、間接酸化反応などを用いることにより、フェノールとアセトンが分離生成される方法を使用する必要がある。
【０００４】
【化１】
0006592593.tif 000002
【０００５】
このように製造された反応物には不純物が含まれており、これを除去するためには、多量のエネルギーが使用される複数ステップの分離過程が必要となる。例えば、フェノールとの沸点が類似した炭化水素（Ｈｙｄｒｏ  ｃａｒｂｏｎ）物質を共沸蒸留で分離する炭化水素除去カラム（Ｈｙｄｒｏ  ｃａｒｂｏｎ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｃｏｌｕｍｎ；ＨＲＣ）は、その下端（ｂｏｔｔｏｍ）で高圧力（Ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ;ＨＰ）を使用し、サイドリボイラ（ｓｉｄｅ  ｒｅｂｏｉｌｅｒ）の低圧力（Ｌｏｗ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ;ＬＰ）を使用しており、粗フェノールカラム（Ｃｒｕｄｅ  ｐｈｅｎｏｌ  ｃｏｌｕｍｎ；ＣＰＣ）およびフェノール仕上げカラム（Ｐｈｅｎｏｌ  ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ  ｃｏｌｕｍｎ；ＰＦＣ）の上部熱源が使用される。
【０００６】
一方、このように多量のエネルギーを消費する炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）は、フェノール製造工程の反応部１、２および分離部３にエネルギー（熱源）を供給するものでもあるが、凝縮されていない蒸気（ｖａｐｏｒ）６が存在することから、熱源の損失が生じるという致命的な欠点がある。そのため、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）などの各種カラムの運転条件などを変更することで、熱源の損失を最小化するなど、全工程において消費するエネルギーの削減が求められる。
【０００７】
韓国登録特許０３７７２９７号は、クメン法により製造されるフェノールの精製方法に関し、フェノールおよび不純物を分離する際、温度および組成などを制御して、フェノールの分離時に使用される触媒の遂行力を向上させる内容を開示しており、韓国公開特許２００６‐０１３００７３号もフェノールの精製方法に関し、初期濃度のヒドロキシアセトンおよびメチルベンゾフランを含有するフェノールストリームを５０〜１００℃の温度で酸性イオン交換樹脂と接触させることでフェノールストリーム中のヒドロキシアセトンおよびメチルベンゾフランの初期濃度を同時に減少させ、精製されたフェノールストリームを生成する内容を開示しているなど、フェノールを精製するための様々な方法が開示されており、これをより改善するための研究が多方面から行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、熱源の損失を最小化してスチーム使用量を減少させることで、工程において消費するエネルギーの効率を極大化することができるフェノールの精製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、クメンを原料として製造されるフェノール、アセトン、および炭化水素を含む不純物を多数の蒸留塔に順に通過および共沸蒸留させるステップを含み、炭化水素の分離が最適化するように、前記共沸蒸留が行われる蒸留塔の最上端でのフェノールと水との比率は６０：４０〜６５：３５であることを特徴とするフェノールの精製方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るフェノールの精製方法によると、熱源の損失を最小化してスチーム使用量を減少させることで、工程において消費するエネルギーの効率を極大化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態によるフェノールの精製方法を説明するためのフェノールの精製工程図である。
【図２】本発明の一実施形態によるフェノールの精製方法に用いられる炭化水素除去カラム内のフェノールおよび水の成分比を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態によるフェノールの精製方法に用いられる炭化水素除去カラム内の組成変化に伴う温度変化を示すグラフである。
【図４】アセトン精製カラムをフェノール蒸気で予熱させた時のＱ#ｒｅｂ値を示すグラフである。
【図５】Ａはフェノール精製カラムの運転圧力の変化に応じて変化する回収熱量を示す図であり、Ｂはフェノール仕上げカラムの運転圧力の変化に応じて変化する回収熱量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態によるフェノールの精製方法を説明するためのフェノールの精製工程図であり、図１を参照して、本発明に係るフェノールの精製方法について説明すると、本発明に係るフェノールの精製方法は、クメン（Ｃｕｍｅｎｅ）を原料として製造されるフェノール（Ｐｈｅｎｏｌ）、アセトン（Ａｃｅｔｏｎｅ）および炭化水素（Ｈｙｄｒｏ  ｃａｒｂｏｎ）を含む不純物を多数の蒸留塔１０、２０、２２、３０、４０に順に通過および共沸蒸留させるステップを含み、炭化水素の分離が最適化するように、前記共沸蒸留が行われる蒸留塔の最上端でのフェノールと水との比率は６０：４０〜６５：３５である。
【００１４】
すなわち、本発明は、多数の蒸留塔を経て行われる通常のフェノールの精製方法によるものであり、これについてより詳細に説明すると、クメンを原料として製造されるフェノール、アセトンおよび炭化水素を含む不純物をアセトン精製カラム（Ｃｒｕｄｅ  ａｃｅｔｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ;ＣＡＣ）１０に供給し、アセトンを分離および精製するステップと、前記アセトン精製カラム１０の下部に排出されるフェノールおよび炭化水素を含む不純物をフェノール精製カラム（Ｃｒｕｄｅ  ｐｈｅｎｏｌ  ｃｏｌｕｍｎ；ＣＰＣ）２０に供給し、フェノールおよび軽質炭化水素（ｌｉｇｈｔ  ｈｙｄｒｏ  ｃａｒｂｏｎ）は上部に排出および移動させ、重炭化水素（ｈｅａｖｙ  ｈｙｄｒｏ  ｃａｒｂｏｎ）を含む重質（ｈｅａｖｉｅｓ）不純物および微量のフェノールは下部に排出するステップと、前記フェノールおよび軽質炭化水素を含む不純物を炭化水素除去カラム（ｈｙｄｒｏ  ｃａｒｂｏｎ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｃｏｌｕｍｎ；ＨＲＣ、またはフェノールおよび炭化水素分離カラム）３０に供給および共沸蒸留させ、フェノールおよび微量の軽質炭化水素を含む不純物は下部に排出し、軽質炭化水素を含む不純物および微量のフェノールは、上部に排出するステップと、前記フェノールがフェノール仕上げカラム（ｐｈｅｎｏｌ  ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ  ｃｏｌｕｍｎ；ＰＦＣ）４０に供給および製品化されるステップとを含み、かかる通常のフェノールの精製方法に、本発明の特徴が加えられたものである。
【００１５】
これは、つまり、前記多数の蒸留塔は、前記フェノール、アセトンおよび炭化水素を含む不純物が供給され、アセトンを分離および精製するアセトン精製カラム（ＣＡＣ）１０と、前記アセトン精製カラムの下部に排出されるフェノールおよび炭化水素を含む不純物が供給され、フェノールおよび軽質炭化水素は上部に排出および移動させ、重炭化水素を含む重質（ｈｅａｖｉｅｓ）不純物および微量のフェノールは下部に排出するフェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０と、前記フェノールおよび軽質炭化水素を含む不純物が供給および共沸蒸留され、フェノールおよび微量の軽質炭化水素を含む不純物は下部に排出し、軽質炭化水素を含む不純物および微量のフェノールは上部に排出する炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０と、前記フェノールが供給および製品化されるフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）４０とを含むものである。
【００１６】
まず、本発明の特徴の一つは、炭化水素の分離が最適化するように、前記共沸蒸留が行われる蒸留塔、すなわち、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０内のフェノールと水との比率を最適化することである。図２は本発明の一実施形態によるフェノールの精製方法に用いられる炭化水素除去カラム内のフェノールおよび水の成分比を示すグラフであり、図２に図示されているように、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０の最上端（０に近いほど上端）でのフェノールと水との比率は、時間当たり４１トンの還流（ｒｅｆｌｕｘ）量を基準として６０：４０〜６５：３５であり、時間当たり４７トンの還流量を基準とする場合（既存のフェノール精製の場合）に比べて、フェノールの比率が高くなることが分かる。すなわち、前記のようにフェノールおよび水の組成が最適化した時の還流量は、そうでない時の還流量に比べて減少することになり、これによりカラムに供給されるエネルギーも減少することが分かる。
【００１７】
一方、サイドリボイラ（ｓｉｄｅ  ｒｅｂｏｉｌｅｒ）３２の上端のフェノールと水との比率は、既存に比べて最適化することから（すなわち、フェノールの比率が高くなることから）、カラムに供給されるエネルギーが減少することが分かり、サイドリボイラ３２の下端は、フェノールと水の組成が、既存と類似しており、特別な利点が存在しないことが認められる。
【００１８】
このように、時間当たりの還流量が減少するようにフェノールおよび水の組成を最適化するということは、カラムに供給されるエネルギーの減少を意味することであり、これは、つまり、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０内の炭化水素の分離が最適化したということを意味することでもある。
【００１９】
図３は本発明の一実施形態によるフェノールの精製方法に用いられる炭化水素除去カラム内の組成変化に伴う温度変化を示すグラフであり、図３のＢは図３のＡにおける青色の円形部分を拡大したグラフである。一方、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０においてフェノールおよび水の組成変化に応じて時間当たりの還流量が減少すると、図３のＢに図示されているように、カラムの一部区間で温度が若干上昇することを確認できるが、これは、内部組成が変化してフェノールの比率が高くなったことに起因しており、上昇した温度だけ前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０に供給されるエネルギーを減少させることができる効果がある。すなわち、前記炭化水素の分離が最適化するように、フェノールと水との比率を最適化すると、温度が上昇し、上昇した温度だけ供給されるエネルギーが減少する。
【００２０】
続けて、本発明の特徴の他の一つは、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０において共沸蒸留中に発生するフェノール蒸気（ｐｈｅｎｏｌｉｃ  ｓｔｅａｍ）を用いて、フェノール精製工程（ＣＡＣ  ｆｅｅｄ  ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ  ３）およびフェノールとアセトンが生成されるクメン反応工程（Ｃｕｍｅｎｅ  ｓｔｒｉｐｐｅｒ  ｒｅｂｏｉｌｉｎｇ  １、Ｃｕｍｅｎｅ  ｓｔｒｉｐｐｅｒ  ｆｅｅｄ  ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ  ２）に熱源を提供し、また、前記熱源に提供して残った残余フェノール蒸気は、凝縮器（または熱交換器、６）で凝縮され、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０に供給された後、再使用され得る。
【００２１】
このように、既存に廃棄されていたフェノール蒸気を熱源として使用したり、凝縮させてから回収して再使用することで、前記アセトン精製カラム（ＣＡＣ）１０をさらに予熱させることができ（すなわち、フェノール蒸気によるさらなるＣＡＣ  ｆｅｅｄ  ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ）、したがって、これは、未回収の熱源を最小化することができるという利点を有するだけでなく、前記アセトン精製カラム（ＣＡＣ）１０が既に予熱されていることから、前記アセトン精製カラム（ＣＡＣ）１０において使用される熱源、例えば、スチーム（ｓｔｅａｍ）などの熱源の使用量を減少させることができる。
【００２２】
図４はアセトン精製カラムをフェノール蒸気で予熱させた時のＱ#ｒｅｂ値を示すグラフであり、図４に図示されているように、前記フェノール蒸気によってカラムのフィード（ｆｅｅｄ）温度が上昇すと、Ｑ#ｒｅｂ値は減少することが分かる。すなわち、予熱量が増加すると、フィード温度も上昇し、これにより、前記アセトン精製カラム（ＣＡＣ）１０での使用熱量が減少する。したがって、これらの結果から、回収されるフェノール蒸気を前記アセトン精製カラム（ＣＡＣ）１０に再使用することで（正確には、アセトン精製カラム（ＣＡＣ）１０のフィード（ｆｅｅｄ）を予熱させることで）、スチームなどの熱源の使用量が減少することが分かる。
【００２３】
本発明の最後の特徴は、前記蒸留塔、すなわち、前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）４０からなる群から選択される一つ以上の蒸留塔の運転圧力を増加させると、サイドリボイラ（ｓｉｄｅ  ｒｅｂｏｉｌｅｒ）３２の対数平均温度差（ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ  ｍｅａｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ＬＭＴＤ）が上昇し、回収される熱量が増加する。ここで、前記回収される熱量とは、前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０から発生するフェノール蒸気と、フェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）４０から発生するフェノール蒸気として、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０から発生するフェノール蒸気を回収することと同様、凝縮器（または、熱交換器）を用いて回収することができる。一方、前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）４０から発生するフェノール蒸気の回収量が大きくなるほど、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０のエネルギー使用量も減少させることができる。
【００２４】
図５のＡはフェノール精製カラムの運転圧力の変化に応じて変化する回収熱量を示す図であり、図５のＢはフェノール仕上げカラムの運転圧力の変化に応じて変化する回収熱量を示す図であり、すなわち、図５に図示されているように、各カラムの運転圧力を増加させると、圧力の増減に比例する温度も増加することになり、これは、サイドリボイラ３２の対数平均温度差（ＬＭＴＤ）を上昇させることで、回収される熱量が増加する。この際、カラムの運転圧力を増加させることで使用される熱量があるため、回収熱量の増加分から使用熱量の増加分を減算しただけのエネルギー（ΔＱｓｒ−ΔＱｒｅｂ）を、全フェノール精製工程において増減させることができる。したがって、このように前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０および／またはフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）４０の運転条件を変更させることで、サイドリボイラ３２の性能効率を極大化することができ、これにより各カラムの熱源（スチームなど）の使用量を減少させる。
【００２５】
一方、前記サイドリボイラ３２は、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０の側面に対応して設置されたり下部に設置されるなど、通常の蒸留塔リボイラが設置される位置に応じて設置され得、蒸留塔（炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０）の下部に下がった液体をまた沸騰させ蒸発させる一種の熱交換器である。
【００２６】
図１において、前記サイドリボイラ３２の「ＣＰＣ  ＯＨ」および「ＰＦＣ  ＯＨ」は、それぞれ前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０から得られる熱源、およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）４０から得られる熱源を意味する。前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０のサイドリボイリングに必要とされる熱量は一定であるため、前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）４０の熱源回収量が大きくなるほど、ＬＰ（ｌｏｗ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｔｅａｍ）の使用量を減少させる効果がある。
【００２７】
一方、本発明に係るフェノールの精製方法は、必要に応じて、フェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０の下部に排出される重炭化水素（ｈｅａｖｙ  ｈｙｄｒｏ  ｃａｒｂｏｎ）を含む重質（ｈｅａｖｉｅｓ）不純物および微量のフェノールを、重質除去カラム（Ｈｅａｖｉｅｓ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｃｏｌｕｍｎ；ＲＣ）２２に移送させた後、高圧（ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）蒸留によって微量のフェノールをまた前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０に還流させ、その他の重質不純物は排出および廃棄するステップをさらに含んでもよく、かかる過程がさらに行われる場合、微量ではあるが、製品化したり熱源として使用可能なフェノールを廃棄することなく回収することができることから、熱源の消費削減など、フェノールの精製工程中にかかる費用を削減することができる。
【００２８】
また、本発明に係るフェノールの精製方法は、必要に応じて、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）３０の下部に排出される微量の軽質炭化水素を樹脂床（Ｒｅｓｉｎ  ｂｅｄ）３６に通過させ、重炭化水素に転換して粘着させるステップをさらに含んでもよく、かかる過程がさらに行われる場合、炭化水素の分離がより容易になる利点があり得る。
【００２９】
その他、前記フェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）４０では、一部のフェノールを前記フェノール精製カラム（ＣＰＣ）２０に還流させることができ（Ｒｅｃｙｃｌｅ  Ｐｈｅｎｏｌ）、これは、精製されていない未精製のフェノールを回収するための過程であり、かかる過程が行われる場合、工程のフェノール損失量（ｌｏｓｓ）を減少させる利点がある。
【００３０】
一方、本発明において、各カラムの下部には、図１に図示されているように、通常のカラムにおいて一般的に使用される熱源（ＨＰ：ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｔｅａｍ、ＭＰ：ｍｉｄｄｌｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｔｅａｍ、ＬＰ：ｌｏｗ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｔｅａｍ）が設けられており、上述の本発明に係るフェノールの精製方法を用いることにより、通常のフェノール精製において消費するＨＰ、ＭＰおよびＬＰ熱源の使用量より減少させることができる。
＜実施例＞
【００３１】
以下、本発明の理解を容易にするために好ましい実施例を提示するが、下記実施例は、本発明を例示するだけであって、本発明の範疇および技術思想の範囲内で様々な変更および修正が可能であることは当業者にとって明らかであり、かかる変更および修正が添付の特許請求の範囲に属することも当然である。
【００３２】
［実施例１］フェノール精製
アセトン精製カラム（ＣＡＣ）、フェノール精製カラム（ＣＰＣ）、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）、フェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）、サイドリボイラ、重質除去カラム（ＲＣ）および樹脂床（Ｒｅｓｉｎ  ｂｅｄ）で精製工程を構成しており、炭化水素の最適分離のために、前記炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）内のフェノールと水の成分比を図２のような組成（炭化水素除去カラムの最上端において、時間当たり４１トンの還流量を基準として６０：４０〜６５：３５）とし、フェノールを順に精製させた。次に、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）Ｏ／Ｈ回収熱量および全フェノール精製工程に使用されたエネルギー量を計算した後、損失量およびエネルギー削減量を導き出し、下記表１に示した。ここで、ＨＲＣ  Ｏ／Ｈ回収熱量分析項目およびフェノール工程エネルギー使用量項目の数値単位はいずれもＧｃａｌ／ｈｒであり、その他の工程条件変化項目の数値単位はｔｏｒｒである。また、下記表１において、Ｐｈｅｎｏｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓエネルギー使用量の項目におけるＴｏｔａｌ値は、ＣＡＣ、ＣＰＣ  ＆  ＲＣ、ＨＲＣ  ＳＲ  ｆｒｏｍ  ＬＰ、ＨＲＣ  ｒｅｂ  ｆｒｏｍ  ＨＰおよびＰＦＣ値を足し算したものである。
【００３３】
【表１】
0006592593.tif 000003
【００３４】
［実施例２］フェノール精製
炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）において共沸蒸留中に発生するフェノール蒸気（ｐｈｅｎｏｌｉｃ  ｓｔｅａｍ）を回収し、アセトン精製カラム（ＣＡＣ）のフェノール、アセトンおよび炭化水素を含む不純物の供給ラインの一端に供給され再使用されるようにした以外は、前記実施例１と同様に行っており、次いで、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）Ｏ／Ｈ回収熱量および全フェノール精製工程に使用されたエネルギー量を計算した後、損失量およびエネルギー削減量を導き出し、前記表１に示した。
【００３５】
［実施例３］フェノール精製
サイドリボイラの対数平均温度差（ＬＭＴＤ）を上昇させて回収される熱量が増加するように、フェノール精製カラム（ＣＰＣ）およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）の運転圧力をそれぞれ３０ｔｏｒｒずつ増加させた以外は、前記実施例２と同様に行っており、次いで炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）Ｏ／Ｈ回収熱量および全フェノール精製工程に使用されたエネルギー量を計算した後、損失量およびエネルギー削減量を導き出し、前記表１に示した。
【００３６】
［比較例１］フェノール精製
前記実施例１〜３の条件を排除した通常の運転条件で精製過程を行っており、次いで炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）Ｏ／Ｈ回収熱量を計算した後、損失量を導き出し、前記表１に示した。
【００３７】
［実施例１〜３、比較例１］フェノール精製に使用されたエネルギー効率評価
前記表１に示したように、炭化水素の最適分離のために、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）内のフェノールと水の成分比を変更した（つまり、最適の組成プロファイルで適用した）実施例１や、共沸蒸留中に発生するフェノール蒸気を回収して、アセトン精製カラム（ＣＡＣ）の供給ラインの一端に供給および再使用する実施例２や、サイドリボイラの対数平均温度差（ＬＭＴＤ）を上昇させて回収される熱量が増加するように、フェノール精製カラム（ＣＰＣ）およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）の運転圧力を増加させた実施例３は、いずれも比較例１に比べて熱量の損失が減少したことが分かる。すなわち、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）Ｏ／Ｈ提供熱量から、実際に使用されたＣＡＣ  ｆｅｅｄ  ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇおよびＣｕｍｅｎｅ  ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ数値を差し引くことで、損失量（Ｌｏｓｓ）を把握することができ、比較例１の損失量が４．２０である一方、実施例１〜３の損失量は１．１３または０．１１であり、最適化した組成プロファイルの効果が分かる。なお、実施例２および３の損失量は、実施例１の損失量よりも少ないことが認められ、これにより、フェノール蒸気を回収して再使用することで得られる効果が分かる。
【００３８】
また、前記実施例１〜３は、いずれも比較例１に比べて全工程において必要となるエネルギー使用量が減少することが分かる（実施例１〜３それぞれ１．５８、２．６０、４．８２ずつ減少）。特に、フェノール精製カラム（ＣＰＣ）およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）の運転圧力を増加させた実施例３の場合、実施例１および２よりも削減量が著しく高くなったことが認められ、これにより、フェノール精製カラム（ＣＰＣ）およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）の運転圧力を増加させることで得られる効果が分かる。一方、前記表１の項目のうち、実施例３のＣＰＣおよびＰＦＣの数値が実施例１および２に比べて若干高いことは、各カラムの圧力を増加させるためにエネルギーが消費されたためである。
【００３９】
まとめると、前記実施例１から、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）内のフェノールと水との比率を最適化することで、炭化水素除去カラム（ＨＲＣ）の運転エネルギーおよび既存に廃棄されていたフェノール蒸気の量を減少させることができることが認められ、前記実施例２から、残存するフェノール蒸気を凝縮してアセトン精製カラム（ＣＡＣ）のフィード予熱に使用することで、既存に廃棄されたフェノール蒸気の回収率を増加させ、且つアセトン精製カラム（ＣＡＣ）の運転エネルギー量を減少させることができることが分かる。
【００４０】
また、前記実施例３から、フェノール精製カラム（ＣＰＣ）およびフェノール仕上げカラム（ＰＦＣ）の運転圧力を増加させることで、全工程において必要となるエネルギーの使用量を最も良好に削減することができることが認められる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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