(57)【要約】  本発明は、フェノール系副産物の分解方法および分解装置に関し、前記分解方法は、前記フェノール系副産物を反応性多段蒸留カラムに供給するステップ（Ｓ１０）と、前記反応性多段蒸留カラムを介して前記フェノール系副産物を、有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離するステップ（Ｓ２０）と、前記反応性多段蒸留カラムから排出される側面排出ストリームと、前記反応性多段蒸留カラムから排出される下部排出ストリームとを混合し、混合排出ストリームを形成するステップ（Ｓ３０）とを含む。
2021514964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビスフェノールＡの製造工程で生成されるフェノール系副産物の分解方法であって、
前記フェノール系副産物を反応性多段蒸留カラムに供給するステップ（Ｓ１０）と、
前記反応性多段蒸留カラムを介して前記フェノール系副産物を、有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離するステップ（Ｓ２０）と、
前記反応性多段蒸留カラムから排出される側面排出ストリームと、前記反応性多段蒸留カラムから排出される下部排出ストリームとを混合し、混合排出ストリームを形成するステップ（Ｓ３０）とを含む、フェノール系副産物の分解方法。
【請求項２】
前記フェノール系副産物は、熱交換器を介して前記混合排出ストリームと熱交換され、前記反応性多段蒸留カラムに供給される、請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項３】
前記側面排出ストリームは、前記フェノール系副産物に含まれたアセトフェノンを９９重量％以上含む、請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項４】
前記側面排出ストリームは、前記反応性多段蒸留カラムの総段数のうち上位５０％〜９０％の範囲内の段数に備えられた側面排出口を介して排出される、請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項５】
前記混合排出ストリームの粘度は、前記下部排出ストリームの粘度よりも低い、請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項６】
前記反応性多段蒸留カラムの運転圧力は、０．１ｂａｒ〜３．０ｂａｒである、請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項７】
ビスフェノールＡの製造工程で生成されるフェノール系副産物の分解装置であって、
前記フェノール系副産物を、有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離する反応性多段蒸留カラムと、
前記側面排出ストリームが排出され移動する側面排出ストリーム移動ラインおよび前記下部排出ストリームが排出され移動する下部排出ストリーム移動ラインを含む移動ラインシステムとを含み、
前記側面排出ストリームと前記下部排出ストリームが交流して混合排出ストリームが形成されるように、前記側面排出ストリーム移動ラインと前記下部排出ストリーム移動ラインが連結されている、フェノール系副産物の分解装置。
【請求項８】
前記側面排出ストリームが排出される側面排出口が、前記反応性多段蒸留カラムの総段数のうち上位５０％〜９０％の範囲内の段数に備えられている、請求項７に記載のフェノール系副産物の分解装置。
【請求項９】
前記上部排出ストリームが排出される上部排出口が、前記反応性多段蒸留カラムの上端に備えられている、請求項７に記載のフェノール系副産物の分解装置。
【請求項１０】
前記フェノール系副産物と前記混合排出ストリームを熱交換させる熱交換器をさらに含む、請求項７に記載のフェノール系副産物の分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年１２月２０日付けの韓国特許出願第１０‐２０１８‐０１６６５７８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、ビスフェノールＡの製造工程で生成されるビスフェノール系副産物を分解する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ビスフェノールＡ（ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ  Ａ）は、酸触媒の存在下で、フェノールとアセトンを縮合反応させた後、分離および精製する工程を経て製造される。かかるビスフェノールＡの製造工程では、フェノール系副産物が生成され、この際、前記フェノール系副産物には、フェノール（ｐｈｅｎｏｌ）、クメン（ｃｕｍｅｎｅ）、α‐メチルスチレン（ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）などの有効成分が含まれており、これを回収するためのフェノール系副産物の分解工程が実施されている。前記分解工程は、反応器と蒸留塔が分離されているか一体化した分解装置を用いて行われているが、これについて図面を参照して説明すると、以下のとおりである。
【０００４】
図３は、反応器１００と蒸留塔２００が分離された分解装置を介して分解工程が行われることを図示しており、反応器１００に投入された副産物は、熱分解され、副産物に含まれたタール（ｔａｒ）が反応器１００の下部に排出され、残りの成分は、反応器１００の上部に排出されて、蒸留塔２００に投入される。次に、蒸留塔２００では、減圧蒸留が行われ、蒸留塔２００の下部にはアセトフェノン（ａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）および残留副産物が排出され、蒸留塔２００の上部には有効成分およびライト成分が排出されることで、有効成分を回収する。かかる分解工程は、有効成分の回収率を高めることができるが、設備の設置空間の確保が必要となり、別個に行われる分解および減圧蒸留過程によって熱エネルギー消費率が高いという問題がある。
【０００５】
上記図３に図示されている分解工程とは異なり、図４は、蒸留塔が一体化した反応器３００を含む分解装置を介して分解工程が行われることを図示しており、反応器３００に投入された副産物は、熱分解および加圧蒸留されて、副産物に含まれたタール（ｔａｒ）、アセトフェノン（ａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）および残留副産物が反応器３００の下部に排出され、反応器３００の上部には有効成分およびライト成分が排出されることで、有効成分を回収する。かかる分解工程は、設備の設置空間を減少させ、熱エネルギー消費率を低減することができるが、加圧蒸留の過程で、有効成分の高分子化現象（例えば、α‐メチルスチレン（ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）の二量化反応（ｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、または重合反応（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ））が生じ、有効成分の回収率が低下するという問題がある。
【０００６】
したがって、ビスフェノールＡの製造工程で生成されたフェノール系副産物から有効成分を効率的に回収することができる分解工程および分解装置が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、上記発明の背景となる技術で言及した問題を解決するために、ビスフェノールＡの製造工程で生成されたフェノール系副産物の分解工程を改善して、分解工程での熱エネルギー消費率を低減し、有効成分の回収率を高めることができるフェノール系副産物の分解方法および分解装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、ビスフェノールＡの製造工程で生成されるフェノール系副産物の分解方法であって、前記フェノール系副産物を反応性多段蒸留カラムに供給するステップ（Ｓ１０）と、前記反応性多段蒸留カラムを介して前記フェノール系副産物を、有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離するステップ（Ｓ２０）と、前記反応性多段蒸留カラムから排出される側面排出ストリームと、前記反応性多段蒸留カラムから排出される下部排出ストリームとを混合し、混合排出ストリームを形成するステップ（Ｓ３０）とを含むフェノール系副産物の分解方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、ビスフェノールＡの製造工程で生成されるフェノール系副産物の分解装置であって、前記フェノール系副産物を、有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離する反応性多段蒸留カラムと、前記側面排出ストリームが排出され移動する側面排出ストリーム移動ラインおよび前記下部排出ストリームが排出され移動する下部排出ストリーム移動ラインを含む移動ラインシステムとを含み、前記側面排出ストリームと前記下部排出ストリームが交流して混合排出ストリームが形成されるように、前記側面排出ストリーム移動ラインと前記下部排出ストリーム移動ラインが連結されているフェノール系副産物の分解装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、フェノール系副産物を分解する反応性多段蒸留カラムの運転が常圧範囲内で行われることから、有効成分の高分子化現象を防止することができ、これにより、有効成分の回収率を高めることができる。
【００１１】
また、本発明は、側面排出ストリームが、タールを含む高粘度の下部排出ストリームと混合されることで下部排出ストリームの粘度が低くなることから、下部排出ストリームに含まれたタールの移動性および貯蔵性を高めることができる。
【００１２】
また、本発明は、側面排出ストリームと下部排出ストリームが混合された混合排出ストリームとフェノール系副産物を熱交換させることから、フェノール系副産物の分解工程での熱エネルギー消費率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態によるフェノール系副産物の分解方法および分解装置を説明するための参考図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるフェノール系副産物の分解方法および分解装置を説明するための参考図である。
【図３】従来技術および本発明の比較例１によるフェノール系副産物の分解方法および分解装置を説明するための参考図である。
【図４】従来技術および本発明の比較例２によるフェノール系副産物の分解方法および分解装置を説明するための参考図である。
【図５】本発明の比較例３によるフェノール系副産物の分解方法および分解装置を説明するための参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の説明および請求の範囲で使用されている用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈してはならず、発明者らは、自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則って、本発明の技術的思想に合致する意味と概念に解釈すべきである。
【００１５】
本発明において、「ストリーム（ｓｔｒｅａｍ）」という用語は、工程内の流体（ｆｌｕｉｄ）の流れを意味するか、移動ライン（配管）内で流れる流体自体を意味し得る。また、前記流体は、各装置を移動する過程で、気体、液体、または流体の状態に解釈され得る。
【００１６】
本明細書において、「上部」という用語は、各装置の長手方向または高さを垂直に二等分したときに、分けられた二つの領域のうち上側部分を意味し得、「下部」という用語は、各装置の長手方向または高さを垂直に二等分したときに、分けられた二つの領域のうち下側部分を意味し得る。また、「側面」という用語は、各装置の長手方向に沿って存在する側面（具体的には、長手方向による左側面、または右側面）を意味し得る。
【００１７】
本明細書において、「移動ライン」という用語は、各装置を連結する配管または移送ラインを含む構造を意味し得、「移動ライン」という用語は、実質的に配管と同様の意味を有し得る。
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
本発明は、ビスフェノールＡの製造工程で生成されるフェノール系副産物の分解方法に関し、前記分解方法は、前記フェノール系副産物を反応性多段蒸留カラムに供給するステップ（Ｓ１０）と、前記反応性多段蒸留カラムを介して前記フェノール系副産物を有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離するステップ（Ｓ２０）と、前記反応性多段蒸留カラムから排出される側面排出ストリームと、前記反応性多段蒸留カラムから排出される下部排出ストリームとを混合し、混合排出ストリームを形成するステップ（Ｓ３０）とを含む。かかる本発明のフェノール系副産物の分解方法について図面を参照して具体的に説明すると、以下のとおりである。
【００２０】
図１を参照して、本発明の一実施形態によると、前記（Ｓ１０）ステップは、フェノール系副産物を反応性多段蒸留カラム１０に供給する過程で行われる。前記フェノール系副産物は、ビスフェノールＡの製造過程で生成されるものであり、フェノール（Ｐｈｅｎｏｌ）、α‐メチルスチレン（Ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）、クメン（Ｃｕｍｅｎｅ）、アセトフェノン（Ａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）、クミルフェノール（Ｃｕｍｙｌｐｈｅｎｏｌ）、α‐メチルスチレンダイマー（Ｄｉｍｅｒｓ  ｏｆ  ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）およびその他の残留副産物からなる群から選択される１種以上を含むことができる。
【００２１】
本発明の一実施形態によると、前記（Ｓ２０）ステップは、熱分解により前記フェノール系副産物を分離（分解）する過程で行われる。すなわち、前記反応性多段蒸留カラム１０に投入されたフェノール系副産物を熱分解することで、フェノール系副産物を、有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離する。
【００２２】
本発明の一実施形態によると、前記フェノール系副産物を熱分解するために、前記反応性多段蒸留カラム１０の運転は、０．１ｂａｒ〜３．０ｂａｒ、０．１ｂａｒ〜２．０ｂａｒ、または０．１ｂａｒ〜１．０ｂａｒで行われ得る。前記反応性多段蒸留カラム１０の運転が前記圧力範囲内で行われることで、反応性多段蒸留カラム１０内で有効成分の高分子化現象（例えば、α‐メチルスチレン（ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）の二量化反応（ｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、または重合反応（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ））が最小化し、有効成分の取得率を高めることができる。また、加圧条件で熱分解しなくても、フェノール系副産物からアセトフェノンを含む側面排出ストリームの分離が可能であり、熱分解の時に消費する熱エネルギーの消費率を低減することができる。
【００２３】
前記反応性多段蒸留カラム１０が前記圧力範囲内で運転されることで、熱分解の際、反応性多段蒸留カラム１０の運転は、２６０℃〜３７０℃、２９０℃〜３７０℃、または３００℃〜３５０℃で行われ得る。前記温度範囲内で熱分解が行われることにより、有効成分の取得率を高めることができ、フェノール系副産物に含まれたアセトフェノンを側面排出ストリームにスムーズに排出させることができる。すなわち、上部排出ストリーム内で不純物として作用するアセトフェノンの含有量を最小化し、有効成分の純度および取得率を高めることができる。
【００２４】
本発明の一実施形態によると、前記フェノール系副産物の熱分解により分離された上部排出ストリームは、反応性多段蒸留カラム１０の上部に排出されるもので、有効成分を含む。かかる上部排出ストリームには、有効成分とともにライト（ｌｉｇｈｔ）成分が含まれていてもよい。これにより、前記上部排出ストリームは、有効成分を回収するための精製工程を経ることができる。前記有効成分は、フェノール（Ｐｈｅｎｏｌ）、α‐メチルスチレン（Ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）およびクメン（Ｃｕｍｅｎｅ）からなる群から選択される１種以上であってもよい。かかる有効成分は、各成分がそのまま生成物として取得されるか、ビスフェノールＡの製造過程でリサイクルされ得る。また、前記ライト成分は、前記熱分解過程で生成されるもので、有効成分よりも沸点が低いトルエン、スチレンなどであってもよい。
【００２５】
前記有効成分は、ライト成分とともに反応性多段蒸留カラム１０の上部（具体的には上端）から排出されるもので、これにより、フェノール系副産物からの有効成分の回収率を高めることができる。すなわち、前記有効成分が前記ライト成分とは別個に前記反応性多段蒸留カラム１０の上部から排出される場合（例えば、ライト成分は、反応性多段蒸留カラム１０の上部に排出され、有効成分は、反応性多段蒸留カラム１０の側面に排出される場合）、前記有効成分の一部が、上部から排出されるライト成分に含まれた状態で、反応性多段蒸留カラム１０の上部を介してともに排出され、有効成分の回収率が低下するという問題がある。しかし、本発明は、有効成分とライト成分がともに反応性多段蒸留カラム１０の上部に排出されることで、有効成分の損失が最小化し、有効成分の回収率を高めることができる。
【００２６】
かかる上部排出ストリームは、必要に応じて、有効成分とライト成分とを分離する精製工程をさらに経てもよい。
【００２７】
本発明の一実施形態によると、前記フェノール系副産物の熱分解により分離された側面排出ストリームは、反応性多段蒸留カラム１０の側面に排出されるもので、アセトフェノンを含む。前記アセトフェノンは、有効成分として求められない不純物として作用するため、フェノール系副産物に含まれたアセトフェノンのほとんどは、側面排出ストリームに含まれ、反応性多段蒸留カラム１０の側面に排出される。具体的には、前記側面排出ストリームには、前記フェノール系副産物から由来したアセトフェノンの９９重量％以上、９９．５重量％以上、または９９．６重量％〜１００重量％に相当するアセトフェノンが含まれ得る。例えば、フェノール系副産物に含まれたアセトフェノン１００重量％に対して、９９重量％以上のアセトフェノンが側面排出ストリームに含まれる。かかる範囲でアセトフェノンが側面排出ストリームに含まれることで、有効成分内のアセトフェノンの含有量が最小化し、有効成分の取得率を高めることができる。また、前記範囲でアセトフェノンが側面排出ストリームに含まれることで、下部排出ストリームの粘度を下げることにも寄与することができ、これについては後述する。
【００２８】
また、前記側面排出ストリームは、フェノール系副産物から由来したアセトフェノンの他に、熱分解過程で生成されたイソプロピルフェノールおよびその他の副産物を含むことができる。例えば、前記側面排出ストリームは、側面排出ストリーム１００重量％に対して、アセトフェノン４０重量％〜５０重量％、イソプロピルフェノール２０重量％〜３０重量％およびその他の副産物（Ｏｔｈｅｒｓ）２５重量％〜３５重量％を含んでいてもよい。
【００２９】
本発明の一実施形態によると、前記側面排出ストリームは、前記反応性多段蒸留カラム１０の総段数のうち上位５０％〜９０％、５０％〜８５％、または５０％〜８０％の範囲内の段数に備えられた側面排出口を介して排出され得る。例えば、反応性多段蒸留カラム１０の総段数が１００段の場合、前記側面排出口は、上位５０番目〜９０番目に相当する段に位置する。具体的には、反応性多段蒸留カラム１０の総段数が３０段の場合、前記側面排出口は、１５段に位置することができる。前記側面排出ストリームが前記範囲内の段数に備えられた側面排出口を介して排出されることで、アセトフェノンの分離が効率的に行われ、有効成分の回収率および純度を高めることができる。
【００３０】
本発明の一実施形態によると、前記フェノール系副産物の熱分解により分離された下部排出ストリームは、反応性多段蒸留カラム１０の下部に排出されるもので、タールを含む。前記タールは、黒色または褐色の粘稠性油状物質であり、後ほど回収され、燃料などとして活用され得る。
【００３１】
本発明の一実施形態によると、前記（Ｓ３０）ステップは、前記反応性多段蒸留カラム１０から排出される側面排出ストリームと、前記反応性多段蒸留カラム１０から排出される下部排出ストリームとを混合し、混合排出ストリームを形成する過程からなる。
【００３２】
かかる（Ｓ３０）ステップによって前記混合排出ストリームの粘度は、前記下部排出ストリームの粘度よりも低くなり、これにより、粘度の高いタールの移動性および貯蔵性を高めることができる。すなわち、粘度の高いタールは、常温での移送および貯蔵が容易でないが、本発明は、側面排出ストリームを下部排出ストリームと混合することで下部排出ストリームの粘度を下げることから、下部排出ストリームに含まれたタールの移動性および貯蔵性を高めることができる。
【００３３】
本発明の一実施形態によると、前記フェノール系副産物と前記混合排出ストリームは、熱交換が行われ得る（図２参照）。すなわち、前記フェノール系副産物は、熱交換器３０を介して前記混合排出ストリームと熱交換された後、前記反応性多段蒸留カラム１０に供給され得る。前記熱交換によりフェノール系副産物が高温の状態で反応性多段蒸留カラム１０に投入されることから、反応性多段蒸留カラム１０のヒータを運転させるために消費するエネルギーが節減され、フェノール系副産物の熱分解の時に消費する熱エネルギーの消費率を低減することができる。
【００３４】
一方、本発明は、ビスフェノールＡの製造工程で生成されるフェノール系副産物の分解装置に関し、前記分解装置は、反応性多段蒸留カラム１０と、移動ラインシステム２０とを含む。
【００３５】
本発明の一実施形態によると、前記反応性多段蒸留カラム１０は、前記フェノール系副産物を、有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離する。かかる反応性多段蒸留カラム１０としては、反応器と多段の蒸留塔が一体化した装置が使用可能である。
【００３６】
ここで、本発明の一実施形態によると、前記側面排出ストリームが排出される側面排出口は、前記反応性多段蒸留カラム１０の総段数のうち上位５０％〜９０％、５０％〜８５％、または５０％〜８０％の範囲内の段数に備えられ得る。例えば、反応性多段蒸留カラム１０の総段数が１００個の場合、前記側面排出口は、上位５０番目〜９０番目に相当する段に位置する。前記側面排出口が前記範囲内の段数に備えられることで、アセトフェノンの分離が効率的に行われ、有効成分の回収率および純度を高めることができる。
【００３７】
また、本発明の一実施形態によると、前記上部排出ストリームが排出される上部排出口は、前記反応性多段蒸留カラム１０の上端に備えられ得る。前記上部排出口が反応性多段蒸留カラム１０の上端に備えられることで、上部排出ストリームに含まれた有効成分の回収率を高めることができる。
【００３８】
本発明の一実施形態によると、前記移動ラインシステム２０は、各ストリームが各装置に移動するように各装置を連結する移動配管または移動ラインを含む。特に、前記移動ラインシステムは、前記側面排出ストリームが排出され移動する側面排出ストリーム移動ライン２１と、前記下部排出ストリームが排出され移動する下部排出ストリーム移動ライン２２とを含む。ここで、前記側面排出ストリームと前記下部排出ストリームが交流するように、前記側面排出ストリーム移動ライン２１と前記下部排出ストリーム移動ライン２２が互いに連結されている。
【００３９】
前記側面排出ストリーム移動ライン２１と前記下部排出ストリーム移動ライン２２の連結によって前記側面排出ストリームと前記下部排出ストリームが交流するが、この際、前記交流により、前記側面排出ストリームと前記下部排出ストリームとの混合が行われ、混合排出ストリームが形成されるか、別の混合装置（例えば、ドラム）に集まって交流による混合が行われることで、混合排出ストリームが形成され得る。
【００４０】
一方、本発明の一実施形態によると、前記フェノール系副産物の分解装置は、前記フェノール系副産物と前記混合排出ストリームとを熱交換させる熱交換器３０をさらに含んでもよい。かかる熱交換器３０としては、シェル‐チューブ型熱交換器、螺旋型熱交換器、またはプレート型熱交換器などが使用され得る。
【００４１】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明する。しかし、下記の実施例は、本発明を例示するためのものであって、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、通常の技術者にとって明白なことであり、これらにのみ本発明の範囲が限定されるものではない。
【００４２】
［実施例１］
図１に図示されている分解装置および分解工程の流れでフェノール系副産物の分解を実施した。具体的には、下記の表１の組成を有するフェノール系副産物を総段数が３０段である反応性多段蒸留カラム１０の側面に備えられた流入口に供給し、フェノール系副産物（流量：１０００ｋｇ／ｈｒ）の熱分解（熱分解温度：３３０℃、熱分解圧力：常圧）を実施した。
【００４３】
前記熱分解によりフェノール系副産物を有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとにそれぞれ分離した後、反応性多段蒸留カラム１０からそれぞれ排出させる工程を連続して行った。前記熱分解により、フェノール系副産物に含まれたアセトフェノンの約９９重量％が側面排出ストリームに分離され、フィード（ｆｅｅｄ）重量の約３０重量％に相当するタールが下部排出ストリームに排出された。
【００４４】
一方、前記側面排出ストリームは、段数が１５段である位置に備えられた側面排出口および側面排出ストリーム移動ライン２１を介して排出および移動して下部排出ストリームと交流および混合され、混合排出ストリームを形成した。また、上部排出ストリームは、反応性多段蒸留カラム１０の上端に備えられた上部排出口を介して排出された。
【００４５】
［実施例２］
図２に図示されている分解装置および分解工程の流れでフェノール系副産物の分解を実施した。具体的には、下記の表１の組成を有するフェノール系副産物を総段数が３０段である反応性多段蒸留カラム１０の側面に備えられた流入口に供給し、フェノール系副産物（流量：１０００ｋｇ／ｈｒ）の熱分解（熱分解温度：３３０℃、熱分解圧力：常圧）を実施した。
【００４６】
前記熱分解によりフェノール系副産物を有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとにそれぞれ分離した後、反応性多段蒸留カラム１０からそれぞれ排出させる工程を連続して行った。前記熱分解により、フェノール系副産物に含まれたアセトフェノンの約９９重量％が側面排出ストリームに分離され、フィード（ｆｅｅｄ）重量の約３０重量％に相当するタールが下部排出ストリームに排出された。
【００４７】
一方、前記側面排出ストリームは、段数が１５段である位置に備えられた側面排出口および側面排出ストリーム移動ライン２１を介して排出および移動して下部排出ストリームと交流および混合され、混合排出ストリームを形成した。前記形成された混合排出ストリームは、フェノール系副産物と熱交換され、熱交換されたフェノール系副産物は、反応性多段蒸留カラム１０の側面に備えられた流入口を介して反応性多段蒸留カラム１０に供給された。その他に、上部排出ストリームは、反応性多段蒸留カラム１０の上端に備えられた上部排出口を介して排出された。
【００４８】
［比較例１］
図３に図示されている分解装置および分解工程の流れでフェノール系副産物の分解を実施した。具体的には、下記の表１の組成を有するフェノール系副産物を反応器１００に供給し、フェノール系副産物（流量：１０００ｋｇ／ｈｒ）の熱分解（熱分解温度：３３０℃、熱分解圧力：常圧）を実施した。前記熱分解により、タールを含むストリームは反応器１００の下部に、有効成分とアセトフェノンを含むストリームは反応器１００の上部に排出された。この際、前記熱分解により、フェノール系副産物に含まれたアセトフェノンの約９９重量％が反応器１００の上部に分離され、フィード（ｆｅｅｄ）重量の約３０重量％に相当するタールが生成された。
【００４９】
次に、前記反応器１００の上部に排出された有効成分とアセトフェノンを含むストリームは、蒸留塔２００に投入され、減圧蒸留工程を経た。前記減圧蒸留工程を経て、有効成分を含むストリームは蒸留塔２００の上部に、アセトフェノンを含むストリームは蒸留塔２００の下部に排出された。
【００５０】
［比較例２］
図４に図示されている分解装置および分解工程の流れでフェノール系副産物の分解を実施した。具体的には、下記の表１の組成を有するフェノール系副産物を反応性多段蒸留カラム３００に供給し、フェノール系副産物（流量：１０００ｋｇ／ｈｒ）の熱分解（熱分解温度：３３０℃、熱分解圧力：加圧）を実施した。前記熱分解により、アセトフェノンとタールを含むストリームは反応器３００の下部に、有効成分を含むストリームは反応器３００の上部に排出された。この際、前記熱分解により、フェノール系副産物に含まれたアセトフェノンの約９９重量％が反応器３００の下部に分離され、フィード（ｆｅｅｄ）重量の約３０重量％に相当するタールが生成された。
【００５１】
［比較例３］
図５に図示されている分解装置および分解工程の流れでフェノール系副産物の分解を実施し、有効成分を反応器４００の側面から分離し、ライト成分を反応器４００の上部から分離すること（有効成分とライト成分を別個に分離）以外は、前記実施例１と同じ過程でフェノール系副産物の分解を実施した。
【００５２】
【表１】
2021514964.tif 000003
【００５３】
［実験例］
前記実施例および比較例により得られた有効成分の組成および熱分解過程で消費した熱エネルギー（ｈｅａｔｅｒの運転に消耗したエネルギー）を確認し、その結果を下記表２に示した。
【００５４】
【表２】
2021514964.tif 000004
【００５５】
前記表２を参照すると、本発明による分解方法でフェノール系副産物を分解する場合、有効成分の回収率が高く、分解工程で消費される熱エネルギーが低いことを確認することができる。
【００５６】
一方、反応器と蒸留塔が分離された比較例１の場合には、分解工程で消費する熱エネルギーが非常に高いことを確認することができる。また、反応器と蒸留塔が分離されているため、設置空間の確保および設置費の増加が必要になることが予想される。
【００５７】
また、加圧条件で熱分解が実施された比較例２の場合には、α‐メチルスチレン（Ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）の割合が少ないことから、有効成分の高分子化が行われた見なされ、これにより、有効成分の回収率が非常に低いことを確認することができる。
【００５８】
また、有効成分のみを反応性多段蒸留カラムの側面から分離した比較例３の場合には、有効成分の回収率が低下することを確認することができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月24日(2020.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビスフェノールＡの製造工程で生成されるフェノール系副産物の分解方法であって、
前記フェノール系副産物を反応性多段蒸留カラムに供給するステップ（Ｓ１０）と、
前記反応性多段蒸留カラムを介して前記フェノール系副産物を、有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離するステップ（Ｓ２０）と、
前記反応性多段蒸留カラムから排出される側面排出ストリームと、前記反応性多段蒸留カラムから排出される下部排出ストリームとを混合し、混合排出ストリームを形成するステップ（Ｓ３０）とを含む、フェノール系副産物の分解方法。
【請求項２】
前記フェノール系副産物は、熱交換器を介して前記混合排出ストリームと熱交換され、前記反応性多段蒸留カラムに供給される、請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項３】
前記側面排出ストリームは、前記フェノール系副産物に含まれたアセトフェノンを９９重量％以上含む、請求項１または２に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項４】
前記側面排出ストリームは、前記反応性多段蒸留カラムの総段数のうち上位５０％〜９０％の範囲内の段数に備えられた側面排出口を介して排出される、請求項１〜３のいずれかに記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項５】
前記混合排出ストリームの粘度は、前記下部排出ストリームの粘度よりも低い、請求項１〜４のいずれかに記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項６】
前記反応性多段蒸留カラムの運転圧力は、１０ｋＰａ(０．１ｂａｒ)〜３００ｋＰａ（３．０ｂａｒ）である、請求項１〜５のいずれかに記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項７】
ビスフェノールＡの製造工程で生成されるフェノール系副産物の分解装置であって、
前記フェノール系副産物を、有効成分が含まれた上部排出ストリームと、アセトフェノンが含まれた側面排出ストリームと、タールが含まれた下部排出ストリームとに分離する反応性多段蒸留カラムと、
前記側面排出ストリームが排出され移動する側面排出ストリーム移動ラインおよび前記下部排出ストリームが排出され移動する下部排出ストリーム移動ラインを含む移動ラインシステムとを含み、
前記側面排出ストリームと前記下部排出ストリームが交流して混合排出ストリームが形成されるように、前記側面排出ストリーム移動ラインと前記下部排出ストリーム移動ラインが連結されている、フェノール系副産物の分解装置。
【請求項８】
前記側面排出ストリームが排出される側面排出口が、前記反応性多段蒸留カラムの総段数のうち上位５０％〜９０％の範囲内の段数に備えられている、請求項７に記載のフェノール系副産物の分解装置。
【請求項９】
前記上部排出ストリームが排出される上部排出口が、前記反応性多段蒸留カラムの上端に備えられている、請求項７または８に記載のフェノール系副産物の分解装置。
【請求項１０】
前記フェノール系副産物と前記混合排出ストリームを熱交換させる熱交換器をさらに含む、請求項７〜９のいずれかに記載のフェノール系副産物の分解装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の一実施形態によると、前記フェノール系副産物を熱分解するために、前記反応性多段蒸留カラム１０の運転は、１０ｋＰａ(０．１ｂａｒ)〜３００ｋＰａ(３．０ｂａｒ)、１０ｋＰａ(０．１ｂａｒ)〜２００ｋＰａ(２．０ｂａｒ)、または１０ｋＰａ(０．１ｂａｒ)〜１００ｋＰａ(１．０ｂａｒ)で行われ得る。前記反応性多段蒸留カラム１０の運転が前記圧力範囲内で行われることで、反応性多段蒸留カラム１０内で有効成分の高分子化現象（例えば、α‐メチルスチレン（ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）の二量化反応（ｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、または重合反応（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ））が最小化し、有効成分の取得率を高めることができる。また、加圧条件で熱分解しなくても、フェノール系副産物からアセトフェノンを含む側面排出ストリームの分離が可能であり、熱分解の時に消費する熱エネルギーの消費率を低減することができる。
【国際調査報告】
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