(57)【要約】  本発明は、フェノール系副産物の分解方法に係り、より詳しくは、フェノール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おいて、フェノール系副産物ストリーム、分解装置側面排出ストリーム及び工程水を混合装置に投入して混合する段階（Ｓ１０）；上記混合装置から排出される混合装置排出ストリームを相分離装置に投入して油相及び水相に相分離する段階（Ｓ２０）；上記（Ｓ２０）段階で相分離して排出される油相ストリームを分解装置に供給して分解する段階（Ｓ３０）；及び上記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置側面排出ストリームを上記（Ｓ１０）段階の混合装置に循環させる段階（Ｓ４０）を含むフェノール系副産物の分解方法を提供する。
2021511286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール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おいて、
フェノール系副産物ストリーム、分解装置側面排出ストリーム及び工程水を混合装置に投入して混合する段階（Ｓ１０）；
前記混合装置から排出される混合装置排出ストリームを相分離装置に投入して油相及び水相に相分離する段階（Ｓ２０）；
前記（Ｓ２０）段階で相分離して排出される油相ストリームを分解装置に供給して分解する段階（Ｓ３０）；及び
前記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置側面排出ストリームを前記（Ｓ１０）段階の混合装置に循環させる段階（Ｓ４０）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ストリームは、フェノール、アルファ‐メチルスチレン、アセトフェノン、クミルフェノール及びアルファ‐メチルスチレンダイマーからなる群から選択された１種以上を含むものである請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項３】
前記分解装置側面排出ストリームは、フェノール；アセトフェノン；及びアルファ‐メチルスチレンとクメンからなる群から選択された１種以上を含むものである請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項４】
前記分解装置側面排出ストリームは、アセトフェノンを５０重量％以上含むものである請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項５】
前記工程水はｐＨが３．５ないし７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６】
前記工程水は、前記（Ｓ２０）段階で分離された水相の水溶液に由来する工程水を含むものである請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項７】
前記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置上部排出ストリームは、フェノール、アルファ‐メチルスチレン及びクメンからなる群から選択された１種以上を含むものである請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項８】
前記フェノール系副産物の分解方法は、前記（Ｓ１０）段階以前に、
クメンヒドロペルオキシドを酸触媒下で酸分解反させる段階（Ｓ１）；
前記（Ｓ１）段階で排出された酸分解反応液に塩基性水溶液を投入して中和させ、中和された酸分解反応液を油相及び水相に相分離する段階（Ｓ２）；
前記（Ｓ２）段階で分離された油相の酸分解反応液を分離装置に投入し、アセトンを含む分離装置上部排出ストリーム、及びフェノールを含む分離装置下部排出ストリームを分離する段階（Ｓ３）；及び
前記（Ｓ３）段階で分離された分離装置下部排出ストリームをフェノールカラムに投入し、フェノールを含むフェノールカラムの上部排出ストリーム及びフェノール系副産物を含むフェノールカラムの下部排出ストリームを分離する段階（Ｓ４）を含む請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項９】
前記工程水は、上記（Ｓ２）段階で分離された水相の水溶液に由来する工程水を含むものである請求項８に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項１０】
前記フェノール系副産物ストリームは、前記フェノールカラムの下部排出ストリームである請求項８に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項１１】
前記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置上部排出ストリームは、
前記（Ｓ２）段階で分離された油相の酸分解反応液を分離装置に投入する前に、油相の酸分解反応液と混合されるものである請求項８に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年１２月２０日付韓国特許出願第１０‐２０１８‐０１６６１２７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含まれる。
【０００２】
本発明は、フェノール系副産物の分解方法に係り、より詳しくは、フェノール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する。
【背景技術】
【０００３】
全世界で使用されるフェノールの約９５％は、一般的にホック法（Ｈｏｃｋ  ｐｒｏｃｅｓｓ）によって生産される。上記ホック法は、（１）ベンゼンをプロピレンにアルキル化してクメンを形成する段階、（２）クメンを酸素と結合させてクメンヒドロペルオキシド（Ｃｕｍｅｎｅ  Ｈｙｄｒｏｐｅｒｏｘｉｄｅ、ＣＨＰ）で酸化させる段階及び（３）クメンヒドロペルオキシドを酸触媒下で酸分解反応によってフェノールとアセトンに分解させる段階の３段階で実施される。
【０００４】
ここで、上記（２）段階であるクメンの酸化段階では、クメンヒドロペルオキシド以外にも、アセトフェノン（Ａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ、ＡＰ）、ジメチルベンジルアルコール（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｂｅｎｚｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ、ＤＭＢＡ）、ジクミルペルオキシド（Ｄｉｃｕｍｙｌｐｅｒｏｘｉｄｅ、ＤＣＰ）及びジクメン（Ｄｉｃｕｍｅｎｅ、ＤＣ）などの副産物（Ｂｙ‐ｐｒｏｄｕｃｔ）が生成される。
【０００５】
また、上記（３）段階であるクメンヒドロペルオキシドの酸分解反応では、フェノール及びアセトン以外にも、ヒドロキシアセトン（Ｈｙｄｒｏｘｙ  ａｃｅｔｏｎｅ、ＨＡ）、２‐メチルベンゾフラン（２‐Ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ、２‐ＭＢＦ）、アルファ‐メチルスチレン（Ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌ  ｓｔｙｒｅｎｅ、ＡＭＳ）、メシチルオキシド（Ｍｅｓｉｔｙｌ  ｏｘｉｄｅ、ＭＯ）、アルファ‐メチルスチレンダイマー（ＡＭＳ ｄｉｍｅｒ）及びクミルフェノール（Ｃｕｍｙｌｐｈｅｎｏｌ、ＣＰ）などが副産物（Ｂｙ‐ｐｒｏｄｕｃｔ）として生成される。
【０００６】
よって、上記のような反応工程を通じて生成された生成物ストリームは、フェノール、アセトン及び多様な副産物が混合された状態で存在するので、生成物ストリームからフェノールを分離するための一連の分離工程が必要である。
【０００７】
上記生成物ストリームは別途の分離装置に投入され、未反応クメン、アセトン、アルファ‐メチルスチレン及びヒドロキシアセトンなどを含むアセトン系混合物は分離装置の塔頂で分離され、フェノールと一部のアルファ‐メチルスチレン、２‐メチルベンゾフラン及びその他副産物などを含むフェノール系混合物は分離装置の塔底で分離される。
【０００８】
上記分離装置の塔底で分離されたフェノール系混合物はフェノールカラムに投入され、フェノールはフェノールカラムの塔頂で分離され、ジクミルペルオキシド、クミルフェノール、アルファ‐メチルスチレンダイマー及びタール（ｔａｒ）などのようなフェノール系副産物は上記フェノールカラムの塔底で分離される。
【０００９】
一方、従来は上記フェノールカラムの塔底で分離されたフェノール系副産物を別途処理せずに燃料で使用したり廃棄した。しかし、上記フェノールカラムの塔底で分離されたフェノール系副産物は、不純物であるタール以外も、生成物であるフェノールと、アルファ‐メチルスチレンなどのような一部有効成分を含んでいて、フェノール系副産物から有効成分を分離及び回収することが必要である。また、上記フェノール系副産物内に含まれた副産物を分解する場合、クメンなどを生成することが可能である。
【００１０】
よって、フェノールカラムの塔底で分離されたフェノール系副産物内に残留するフェノール及び有効成分と、フェノール系副産物の分解によって生成されるフェノール及び有効成分を収得するための研究が行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明で解決しようとする課題は、上記背景技術で言及した問題を解決するために、フェノール製造工程で生成されるフェノール系副産物を分解して有効成分を収得しながらも、フェノール製造工程の負荷を防ぐことである。
【００１２】
すなわち、本発明は、フェノール系副産物の分解に先立って、フェノール系副産物内に含まれた塩を効果的に取り除いて、これによってフェノール系副産物を分解して有効成分を効果的に収得しながらも、フェノール製造工程の負荷及びエネルギー使用量の増加を防ぐことができるフェノール系副産物の分解方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の一実施例によると、本発明はフェノール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おいて、フェノール系副産物ストリーム、分解装置側面排出ストリーム及び工程水を混合装置に投入して混合する段階（Ｓ１０）；上記混合装置から排出される混合装置排出ストリームを相分離装置に投入して油相及び水相に相分離する段階（Ｓ２０）；上記（Ｓ２０）段階で相分離されて排出される油相ストリームを分解装置に供給して分解する段階（Ｓ３０）；及び上記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置側面排出ストリームを上記（Ｓ１０）段階の混合装置に循環させる段階（Ｓ４０）を含むフェノール系副産物の分解方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるフェノール系副産物の分解方法によって、フェノール製造工程で生成されるフェノール系副産物を分解する場合、フェノール系副産物の分解に先立ってフェノール系副産物内に含まれた塩を効果的に取り除くことができ、これによってフェノール系副産物を分解して有効成分を効果的に収得しながらも、有効成分内のアセトフェノンの含量を低減させる効果がある。
【００１５】
また、本発明によるフェノール系副産物の分解方法によって、フェノール製造工程で生成されるフェノール系副産物を分解する場合、フェノール製造工程の負荷及びエネルギー使用量の増加を防ぐことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例による、フェノール系副産物の分解方法に対する工程フローチャートである。
【図２】本発明の別の一実施例による、フェノール系副産物の分解方法に対する工程フローチャートである。
【図３】本発明の一実施例による、フェノール製造工程を含むフェノール系副産物の分解方法に対する工程フローチャートである。
【図４】本発明の別の一実施例による、フェノール製造工程を含むフェノール系副産物の分解方法に対する工程フローチャートである。
【図５】本発明の比較例１及び２による、フェノール系副産物の分解方法に対する工程フローチャートである。
【図６】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に対する工程フローチャートである。
【図７】本発明の比較例４による、フェノール系副産物の分解方法に対する工程フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の説明及び請求範囲で使われた用語や単語は、通常的や辞書的な意味で限定して解釈されてはならず、発明者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即して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈しなければならない。
【００１８】
本発明における用語「ストリーム（ｓｔｒｅａｍ）」は、工程内の流体（ｆｌｕｉｄ）の流れを意味するものであってもよく、また、配管内で流れる流体自体を意味するものであってもよい。具体的に、上記「ストリーム」は各装置を連結する配管内で流れる流体自体及び流体の流れを同時に意味するものであってもよい。また、上記流体は気体（ｇａｓ）を意味することができる。
【００１９】
以下、本発明に対して理解しやすくするために、本発明をより詳しく説明する。
【００２０】
本発明によるフェノール系副産物の分解方法は、フェノール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もよい。本発明の一実施例によると、上記フェノール製造工程はホック法（Ｈｏｃｋ  ｐｒｏｃｅｓｓ）であってもよい。
【００２１】
本発明の一実施例によると、上記フェノール系副産物の分解方法は、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）、分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）及び工程水（ＰＷ）を混合装置１０に投入して混合する段階（Ｓ１０）；上記混合装置１０で排出される混合装置排出ストリーム（ＭＳ）を相分離装置２０に投入して油相及び水相に相分離する段階（Ｓ２０）；上記（Ｓ２０）段階で相分離されて排出される油相ストリーム（ＮＯＳ‐１）を分解装置３０に供給して分解する段階（Ｓ３０）；及び上記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）を上記（Ｓ１０）段階の混合装置に循環させる段階（Ｓ４０）を含むことであってもよい。
【００２２】
本発明の一実施例によると、フェノール製造工程は、前述したクメンヒドロペルオキシドの酸分解反応を含んで実施されることができる。この時、上記クメンヒドロペルオキシドの酸分解反応は酸を含んで実施されるので、酸分解反応液は酸を含んでいる。よって、上記酸分解反応液から蒸溜などの工程によってフェノール及びアセトンを収得するためには、上記酸分解反応液を中和させる工程が必要である。
【００２３】
ここで、上記酸分解反応液を分離するに先立って、塩基性水溶液などによって中和させるようになるが、この時、中和された酸分解反応液内には、酸分解反応に用いられた酸と、塩基性水溶液などの塩基の間の中和反応による塩（Ｓａｌｔ）が発生する。中和工程によって中和された酸分解反応液は油相及び水相に相分離し、分離された油相からフェノール及びアセトンを収得するための分離工程を実施するようになるが、上記塩は、水相で殆ど一緒に除去されるが、一部は油相内に残存する。
【００２４】
このような塩は、結局フェノールの分離工程を経た後、本発明で記載するフェノール系副産物内に残存する。このようにフェノール系副産物内に残存する塩は、この後、フェノール系副産物から有効成分を収得するためのフェノール系副産物分解時、分解装置の腐食、閉塞及び堆積などを起こして分解装置の故障の原因となる問題がある。よって、フェノール系副産物を分解する時、フェノール系副産物内の塩を最小化することが重要である。
【００２５】
ここで、フェノール系副産物内の塩を取り除くための方法として、フェノール系副産物を分解するに先立って、工程水を投入して塩を取り除く方法を考慮してみることができるが、この場合、油相と水相の相分離が円滑ではなく、これによって塩を充分に取り除くことができない問題がある（図５参照）。
【００２６】
また、フェノール系副産物に工程水と一緒にフェノール製造工程内のアセトンカラムなどから有効成分として排出されるクメン及びアルファ‐メチルスチレンのような有機物を投入して塩を取り除く方法も考慮してみることができるが、これはクメン及びアルファ‐メチルスチレンを再び生成物として収得しなければならないため、フェノール製造工程に過負荷が生じ、全体運転エネルギーを増加させる問題がある（図６参照）。
【００２７】
また、フェノール系副産物に工程水と一緒にフェノール系副産物を分解するための分解装置３０の上部排出ストリーム（すなわち、ＤＵＳ）から有効成分として排出されるフェノール、クメン及びアルファ‐メチルスチレンのような有機物を投入して塩を取り除く方法も考慮してみることができるが、これは有効成分として収得される分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）をそのまま活用するため、精製効率が減少し、還流されるストリームが減少して分解装置の上部にコンデンサーを運転するための冷熱がさらに必要であり、結局、全体運転エネルギーを増加させる問題がある（図７参照）。
【００２８】
一方、本発明によるフェノール系副産物の分解方法によると、フェノール系副産物内の塩を最小化することが可能で、これによってフェノール系副産物分解装置の安定的な運転が可能であって、フェノール系副産物を分解して有効成分を効果的に収得することができる効果がある。
【００２９】
以下、図面を参照して本発明によるフェノール系副産物の分解方法をより詳しく説明する。
【００３０】
図１ないし４を参照すれば、上記（Ｓ１０）段階は、フェノール系副産物内で塩（Ｓａｌｔ）を最小化するための段階であって、従来のようにフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）を分解装置３０に直接供給するに先立って、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）に、以下で記載する分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）と、工程水（ＰＷ）を混合装置１０に投入して混合する段階であってもよい。
【００３１】
本発明の一実施例によると、上記フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）は、フェノール、アルファ‐メチルスチレン、アセトフェノン、クミルフェノール及びアルファ‐メチルスチレンダイマーからなる群から選択された１種以上を含むものであってもよい。具体的な例として、上記フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）は、フェノール、アルファ‐メチルスチレン、アセトフェノン、クミルフェノール及びアルファ‐メチルスチレンダイマーからなる群から選択された２種以上、またはこれら全てを含むものであってもよい。このような成分は、分離装置によってフェノール製造工程の酸分解反応液からアセトン系混合物と、フェノール系混合物を分離し、フェノールカラムによってフェノール系混合物からフェノールと、フェノール系副産物を分離する工程で排出されたフェノール系副産物内に含まれた成分であってもよい。
【００３２】
一方、本発明の一実施例によると、上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）は後述する分解装置３０の側面から排出されるストリームであって、フェノール；アセトフェノン；及びアルファ‐メチルスチレンとクメンからなる群から選択された１種以上を含むものであってもよい。具体的な例として、上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）は、フェノール、アセトフェノン、アルファ‐メチルスチレン及びクメンを含むものであってもよい。上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）を上記混合装置１０に投入する理由は、上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）に含まれたアセトフェノンが後述する（Ｓ２０）段階の相分離の時、油相と塩を含む水相との相分離を活性化させ、油相内の塩が残存することを最小化するためである。
【００３３】
特に、上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）は、アセトフェノンを５０重量％以上、６０重量％以上、または６０重量％ないし９９重量％で含むものであってもよい。上記アセトフェノンは、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）から含まれている有機物であって、フェノール系副産物の分解反応によって収得される有効成分を利用する時、不純物として作用する。よって、有効成分内の含量を最小化することが好ましい。よって、本発明によって上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）がアセトフェノンを５０重量％以上、６０重量％以上、または６０重量％ないし９９重量％で含む場合、アセトフェノンを相分離段階（Ｓ２０）でフェノール系副産物の油相内の塩を取り除くために活用することはもとより、フェノール系副産物の分解反応によって収得される有効成分内のアセトフェノンの含量を最小化することができて、有効成分の収得側面でも有利な効果がある。
【００３４】
本発明の一実施例によると、上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）は、フェノールカラムから未分離された残留フェノールと、フェノール系副産物の分解（Ｓ３０）から収得されるフェノールを一部含むことができる。これと関わって、フェノール（沸点１８１．７℃）とアセトフェノン（沸点２０２℃）の沸点の差が小さくて公比を成すので、分解装置３０の上部からフェノールを最大限に収得するために分解装置３０の運転温度を高める場合、アセトフェノンの一部がフェノールと一緒に有効成分内に含まれて排出される問題がある。
【００３５】
よって、本発明のフェノール系副産物の分解方法は、アセトフェノンを分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）に最大限に排出するために、フェノールを分解装置３０の上部から全量収得するための運転温度より意図的に下げて行われることができる。これによって、フェノールが分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）に含まれることができる。このように、分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）に含まれるフェノールは、結局混合装置１０で循環されるので、循環工程によって分解装置３０から持続的に回収されることができる。
【００３６】
具体的な例として、上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）は、フェノールを１重量％ないし１０重量％、１重量％ないし８重量％、または１重量％ないし７重量％で含むものであってもよい。この範囲内でフェノール系副産物ストリーム内の塩の含量を最小化しながらも、分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）内のアセトフェノンの含量を最小化する効果がある。
【００３７】
また、本発明の一実施例によると、上記工程水（ＰＷ）は、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）内の塩を溶解して取り除くためのもので、蒸溜水以外にも、酸性を示す水溶液、塩基性を示す水溶液など各種水溶液をいずれも含む意味であってもよい。
【００３８】
本発明の一実施例によると、上記工程水（ＰＷ）は、ｐＨが３．５ないし７、３．５ないし５．５、または３．５ないし４．５であってもよく、この範囲内で混合装置１０及び相分離装置２０の腐食を防止しながらも、塩の溶解度を向上させ、相分離装置２０内で油相と水相を分離する時、相分離能力を向上させる効果がある。
【００３９】
また、本発明の一実施例によると、上記工程水（ＰＷ）は、以下で記載する（Ｓ２０）段階で分離された水相の水溶液に由来する工程水（ＰＷ）を含むものであってもよい（図２参照）。具体的な例として、上記工程水（ＰＷ）は、（Ｓ２０）段階で分離された水相の水溶液の一部から供給されるものであってもよい。この場合、フェノール系副産物を分解する時、工程内で工程水（ＰＷ）を循環して使用し続けることで、新たに投入される工程水（ＰＷ）の量を最小化することができる。
【００４０】
一方、本発明の一実施例によると、上記（Ｓ１０）段階の混合装置１０は、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）、分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）及び工程水（ＰＷ）を混合するための混合器であってもよい。具体的な例として、上記混合器は、上記フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）、分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）及び工程水（ＰＷ）の混合を容易にするためにラインミキサー（ｌｉｎｅ  ｍｉｘｅｒ）またはスタティックミキサー（ｓｔａｔｉｃ  ｍｉｘｅｒ）を備えたものであってもよい。
【００４１】
また、本発明の一実施例によると、上記フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）及び上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）は、重量または流量を基準にして１：０．１ないし１、１：０．２ないし０．５、または１：０．２５ないし０．３３の割合で投入して混合されてもよく、上記フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）及び上記工程水（ＰＷ）は、重量または流量を基準にして１：１ないし５、１：１ないし３、または１：１．２５ないし１．４の割合で投入して混合されてもよい。この範囲内でフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）、分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）及び工程水（ＰＷ）の混合はもとより、以下で記載する（Ｓ２０）段階で油相及び水相の相分離能力が向上され、塩の除去効率が向上される効果がある。
【００４２】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ２０）段階は、上記混合装置１０から排出される混合装置排出ストリーム（ＭＳ）から塩を取り除き、分解装置３０に投入するために、混合装置排出ストリーム（ＭＳ）を相分離装置２０に投入して油相及び水相に相分離する段階であってもよい。
【００４３】
本発明の一実施例によると、上記相分離装置２０で相分離して排出される油相ストリーム（ＮＯＳ‐１）は、上記（Ｓ１０）段階及び（Ｓ２０）段階によって、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）から塩（Ｓａｌｔ）が取り除かれたストリームであって、分解装置３０の供給ストリームで利用されることができ、これを供給ストリームで利用する分解装置３０は、供給ストリーム内の塩の含量が最小化された状態であるため、フェノール系副産物を分解する時、分解装置３０の腐食、閉塞及び堆積などを防ぐことができる効果がある。
【００４４】
また、本発明の一実施例によると、上記相分離装置２０で相分離して排出される水相ストリームは塩を含むものであってもよく、これによってフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）から塩を取り除く効果がある。一方、前述したように、上記水相ストリームは、その一部が上記（Ｓ１０）段階の工程水（ＰＷ）として再供給されることができる。
【００４５】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ２０）段階の相分離装置２０は、油相及び水相を相分離するためのドラム（ｄｒｕｍ）であってもよい。
【００４６】
また、本発明の一実施例によると、上記（Ｓ２０）段階は油相及び水相の相分離のために、混合装置排出ストリーム（ＭＳ）に由来する相分離液を相分離装置２０内で１時間ないし１０時間、２時間ないし８時間、または３時間ないし５時間滞留する段階を含むことができる。このように、相分離液を相分離装置２０内で滞留させる場合、相分離がより明確にされることができ、これによって、水相から塩を最大限に取り除くことができる効果がある。
【００４７】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ３０）段階は、上記（Ｓ２０）段階で相分離して排出される油相ストリーム（ＮＯＳ‐１）、つまり塩の含量を最小化したフェノール系副産物を分解装置３０に供給して分解する段階であってもよい。
【００４８】
本発明の一実施例によると、上記分解装置３０で行われる分解は熱分解であってもよく、これを実施するための分解装置３０は熱分解装置（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｒａｃｋｅｒ）であってもよい。具体的な例として、上記熱分解装置は反応器‐蒸溜塔一体型分離装置であってもよい。
【００４９】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ３０）段階の分解は前述したように、分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）によってアセトフェノンが最大限に排出されるように、フェノールを分解装置３０の上部から全量収得するための運転温度より意図的に下げて行われることができる。
【００５０】
具体的な例として、上記（Ｓ３０）段階の分解は２６０℃ないし３７０℃、２９０℃ないし３７０℃、または３００℃ないし３５０℃で行われることができ、この範囲内で分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）によってアセトフェノンが最大限に排出され、分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）内のアセトフェノンの含量を最小化する効果がある。
【００５１】
また、本発明の一実施例によると、上記（Ｓ３０）段階の分解は、分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）と分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）の成分を分離するために、０．１ｂａｒないし３．０ｂａｒ、０．１ｂａｒないし２．０ｂａｒ、または０．１ｂａｒないし１．５ｂａｒで行われることができる。この場合、分解装置３０の運転温度を低く維持することが可能で、分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）に含まれる有効成分の中でアルファ‐メチルスチレンのダイマー化またはポリマー化を防止する効果がある。また、運転温度を低く維持することが可能で、分解装置３０を運転する時に必要な熱エネルギーを低減させる効果がある。
【００５２】
また、本発明の一実施例によると、上記分解装置３０は多段の分解装置であってもよく、この場合、上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）は分解装置の側面中、中間位置（総段数の２５％ないし９０％、または４０％ないし９０％、または５０％ないし９０％）から排出されるものであってもよい。この場合、アセトフェノンが分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）に排出されることを顕著に低減させる効果がある。
【００５３】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）は、有効成分としてフェノール、アルファ‐メチルスチレン及びクメンからなる群から選択された１種以上を含むものであってもよい。上記有効成分は、フェノールカラムの塔底で未分離されてフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）に含まれたフェノールと、フェノール系副産物分解段階（Ｓ３０）によって分解されて分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）に排出されるフェノールを含むことができる。また、上記有効成分は、フェノールカラムの塔底で分離されてフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）に含まれた成分の中で、フェノール以外も追加さらに利用可能な有用な成分（例えば、アルファ‐メチルスチレン、クメンなど）と、フェノール系副産物分解段階（Ｓ３０）によって分解され、分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）に排出される有用な成分を含むことができる。すなわち、上記有効成分はフェノール系副産物分解段階（Ｓ３０）によって分解され、分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）に排出される成分を意味するものであってもよい。
【００５４】
また、本発明の一実施例によると、上記（Ｓ３０）段階の分解によって排出される分解装置下部排出ストリーム（ＤＢＳ）は、タール（ｔａｒ）として回収されて燃料などで再利用されることができる。
【００５５】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ４０）段階は、上記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）をフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）内の塩を取り除くために、上記（Ｓ１０）段階の混合装置に循環させる段階であってもよい。前述したように、本発明によって上記分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）を上記（Ｓ１０）段階の混合装置に循環させる場合、上記（Ｓ２０）段階の相分離の時、油相と塩を含む水相との相分離を活性化させ、油相内で塩が残存することを最小化する効果がある。
【００５６】
また、本発明によるフェノール系副産物の分解方法は、フェノール製造工程として上記（Ｓ１０）段階以前にクメンヒドロペルオキシド（ＣＨＰ）を酸触媒下で酸分解反応させる段階（Ｓ１）；上記（Ｓ１）段階で排出された酸分解反応液（ＡＤＳ）に塩基性水溶液を投入して中和させ、中和された酸分解反応液を油相及び水相に相分離する段階（Ｓ２）；上記（Ｓ２）段階で分離された油相の酸分解反応液を分離装置３００に投入し、アセトンを含む分離装置上部排出ストリーム（ＳＵＳ）及びフェノールを含む分離装置下部排出ストリーム（ＳＢＳ）を分離する段階（Ｓ３）；及び上記（Ｓ３）段階で分離された分離装置下部排出ストリーム（ＳＢＳ）をフェノールカラム４００に投入し、フェノールを含むフェノールカラムの上部排出ストリーム（Ｐｈｅｎｏｌ）及びフェノール系副産物を含むフェノールカラムの下部排出ストリーム（ＰＢＳ）を分離する段階（Ｓ４）を含むことであってもよい（図３及び４参照）。
【００５７】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ１）段階は、クメンヒドロペルオキシド（ＣＨＰ）を酸触媒下で酸分解反応させ、フェノール及びアセトンを含む酸分解反応液を製造するための段階であってもよい。本発明の一実施例によると、上記（Ｓ１）段階は酸分解反応を実施するための酸分解反応装置１００で行われることができる。
【００５８】
また、本発明の一実施例によると、上記（Ｓ１）段階は、クメンヒドロペルオキシド（ＣＨＰ）以外に酸を投入して実施されることができ、上記酸は硫酸であってもよい。
【００５９】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ２）段階は、上記（Ｓ１）段階で排出された酸分解反応液（ＡＤＳ）を中和させるための段階であって、酸分解反応液（ＡＤＳ）を中和装置２００に投入し、上記中和装置２００に酸分解反応液を中和させるための塩基性水溶液を投入して行われることができる。
【００６０】
また、本発明の一実施例によると、上記（Ｓ２）段階は、塩基性水溶液の投入による中和反応後に、フェノール及びアセトンを含む油相と、中和反応によって生成される塩を含む水相を分離する段階であってもよい。ここで、分離された油相はフェノール及びアセトンを分離するための供給ストリームとして供給されることができ、水相は塩と一緒に排出されることができる。
【００６１】
一方、本発明の一実施例によると、上記中和装置２００で相分離して排出される水相は、上記（Ｓ１０）段階の工程水（ＰＷ）で利用するために上記（Ｓ１０）段階の工程水（ＰＷ）として再供給されることができる（図４参照）。
【００６２】
すなわち、本発明の一実施例によると、上記工程水（ＰＷ）は、上記（Ｓ２）段階で分離された水相の水溶液に由来する工程水（ＰＷ）を含むものであってもよい（図４参照）。このようにフェノール系副産物を分解する時、フェノール製造工程内で工程水（ＰＷ）を循環して使用し続けることで、新たに投入される工程水（ＰＷ）の量を最小化することができる。
【００６３】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ３）段階は、上記（Ｓ２）段階で分離された油相の酸分解反応液（ＮＯＳ‐２）からフェノール及びアセトンを分離するための段階であってもよい。具体的な例として、上記（Ｓ３）段階は、上記（Ｓ２）段階で分離された油相の酸分解反応液を分離装置３００に投入し、アセトンを含む分離装置上部排出ストリーム（ＳＵＳ）及びフェノールを含む分離装置下部排出ストリーム（ＳＢＳ）を分離する段階を含んで行われることができる。
【００６４】
本発明の一実施例によると、上記（Ｓ３）段階で分離された分離装置上部排出ストリーム（ＳＵＳ）は、アセトン；及び未反応クメン、アセトン、アルファ‐メチルスチレン及びヒドロキシアセトンからなる群から選択された１種以上を含むものであってもよい。上記分離装置上部排出ストリーム（ＳＵＳ）は、アセトンを収得するためにアセトンカラム５００に投入されることができ、上記アセトンカラム５００でアセトンを含むアセトンカラム上部排出ストリーム（Ａｃｅｔｏｎｅ）と、クメン、アルファ‐メチルスチレン及びヒドロキシアセトンからなる群から選択された１種以上を含むアセトンカラム下部排出ストリーム（ＡＢＳ）で分離されることができる。
【００６５】
また、本発明の一実施例によると、上記（Ｓ４）段階は、上記（Ｓ３）段階で分離された分離装置下部排出ストリーム（ＳＢＳ）からフェノールを収得し、フェノール系副産物を分解するために、上記分離装置下部排出ストリーム（ＳＢＳ）をフェノールカラム４００に投入し、フェノールを含むフェノールカラムの上部排出ストリーム（Ｐｈｅｎｏｌ）及びフェノール系副産物を含むフェノールカラムの下部排出ストリーム（ＰＢＳ）を分離する段階であってもよい。
【００６６】
本発明の一実施例によると、上記フェノールを含むフェノールカラムの上部排出ストリーム（Ｐｈｅｎｏｌ）は、フェノール生成物として収得されることができ、上記フェノールカラムの下部排出ストリーム（ＰＢＳ）は、フェノール系副産物を分解するために上記（Ｓ１０）段階のフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）に供給されることができる。すなわち、上記（Ｓ１０）段階のフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）は、上記（Ｓ４）段階で分離されたフェノールカラムの下部排出ストリーム（ＰＢＳ）であってもよい。
【００６７】
また、本発明の一実施例によると、上記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）は、上記（Ｓ２）段階で分離された油相の酸分解反応液を分離装置に投入する前に、油相の酸分解反応液と混合されるものであってもよい（図４参照）。この場合、分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）内に含まれた有効成分の中で、フェノールは再びフェノール製造工程を経てフェノールカラム４００からフェノールカラムの上部排出ストリーム（Ｐｈｅｎｏｌ）を通じてフェノール生成物として収得されることができ、クメン及びアルファ‐メチルスチレンからなる群から選択された１種以上は、再びフェノール製造工程を経て分離装置上部排出ストリーム（ＳＵＳ）を通じてアセトンカラム５００でアセトンカラム下部排出ストリーム（ＡＢＳ）として収得されることができる。
【００６８】
以下、実施例によって本発明をより詳しく説明する。しかし、下記実施例は本発明を例示するためのものであって、本発明の範疇及び技術思想範囲内で多様な変更及び修正が可能であることは通常の技術者にとって自明なことであり、これらのみで本発明の範囲が限定されることではない。
【００６９】
（実験例）
（実施例１及び２）
図２に図示された工程フローチャートを利用して、下記表１に記載された組成のフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）及び分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）を混合装置１０に供給し、工程水（ＰＷ）はｐＨ４の状態で維持して混合装置１０に供給した。
【００７０】
混合装置１０に投入されるフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）：分解装置側面排出ストリーム（ＤＳＳ）：工程水（ＰＷ）の流量比は、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）１，０００ｋｇ／ｈｒを基準にして、実施例１は１：０．３３：１．４３であり、実施例２は１：０．２５：１．２５であった。
【００７１】
以後、実施例１及び２の相分離装置２０内で０時間、３時間及び５時間滞留した後、相分離された油相内の塩の含量及び塩の除去効率を測定して下記表２に示す。また、実施例１及び２によって分解して排出される排出装置上部排出ストリームの組成を下記表３に示す。
【００７２】
【表１】
2021511286.tif 000003
【００７３】
【表２】
2021511286.tif 000004
【００７４】
【表３】
2021511286.tif 000005
【００７５】
（比較例１ないし２）
図５に図示された工程フローチャートを利用して、比較例１及び２は下記表４に記載された組成のフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）を混合装置１０に供給し、工程水（ＰＷ）はｐＨ４の状態で維持して混合装置１０に供給した。
【００７６】
比較例１及び２において、混合装置１０に投入されるフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）：工程水（ＰＷ）の流量比は、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）１，０００ｋｇ／ｈｒを基準にして１：１であった。
【００７７】
以後、比較例１及び２の相分離装置２０内で０時間、３時間及び５時間滞留した後、相分離された油相内の塩の含量及び塩の除去効率を測定して下記表５に示す。
【００７８】
【表４】
2021511286.tif 000006
【００７９】
【表５】
2021511286.tif 000007
【００８０】
（比較例３ないし４）
図６ないし７（比較例３‐図６、比較例４‐図７）に図示された工程フローチャートを利用し、比較例３は下記表６に記載された組成のフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）及びＣ‐ＡＭＳ（Ｃｒｕｄｅ  Ａｌｐｈａ‐ｍｅｔｈｙｌ  ｓｔｙｒｅｎｅ）を、比較例４は下記表６に記載された組成のフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）及び分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）を混合装置１０に供給し、工程水（ＰＷ）はｐＨ４の状態で維持して混合装置１０に供給した。
【００８１】
比較例３で混合装置１０に投入されるフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）：Ｃ‐ＡＭＳ：工程水（ＰＷ）の流量比は、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）１，０００ｋｇ／ｈｒを基準にして１：０．３３：１．４３であった。比較例４で混合装置１０に投入されるフェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）：分解装置上部排出ストリーム（ＤＵＳ）：工程水（ＰＷ）の流量比は、フェノール系副産物ストリーム（ＰＢＳ）１，０００ｋｇ／ｈｒを基準にして１：０．３３：１．４３であった。
【００８２】
以後、比較例３及び４の相分離装置２０内で０時間、３時間及び５時間滞留した後、相分離された油相内の塩の含量及び塩の除去効率を測定して下記表７に示す。また、比較例３及び４によって分解して排出される排出装置上部排出ストリームの組成を下記表８に示す。
【００８３】
【表６】
2021511286.tif 000008
【００８４】
【表７】
2021511286.tif 000009
【００８５】
【表８】
2021511286.tif 000010
【００８６】
上記表２及び３を参照すれば、本発明によるフェノール系副産物の分解方法でフェノール系副産物を分解することによって、フェノール系副産物内に含まれた塩の除去効率が高く維持されると同時に、有効成分の収得量が高いことを確認することができた。また、熱エネルギーの消耗も少ないことを確認することができた。一方、表５を参照すれば、フェノール系副産物を分解するに先立って、工程水（ＰＷ）のみを投入した比較例１及び２の場合は、相分離後も塩の含量が高くて塩の除去効率が本発明に比べて落ちることを確認することができた。
【００８７】
また、表７を参照すれば、フェノール系副産物に工程水と一緒にフェノール、クメン、またはアルファ‐メチルスチレンなどのような有機物を投入して塩を取り除く比較例３及び４の場合は、塩の除去効率が高い方であるが、本発明に比べて熱エネルギーの消耗がとても高いことを確認することができた。
【００８８】
本発明者らは、上記のような結果から、本発明によってフェノール製造工程で生成されるフェノール系副産物を分解する場合、フェノール系副産物の分解に先立ってフェノール系副産物内に含まれた塩を効果的に取り除くことができ、これによってフェノール系副産物を分解して有効成分を効果的に収得しながら、有効成分内のアセトフェノンの含量を低減することができることを確認した。
【図１】
2021511286.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2021511286.tif 000016
【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月25日(2020.5.25)
【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】
フェノール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おいて、
フェノール系副産物ストリーム、分解装置側面排出ストリーム及び工程水を混合装置に投入して混合する段階（Ｓ１０）；
前記混合装置から排出される混合装置排出ストリームを相分離装置に投入して油相及び水相に相分離する段階（Ｓ２０）；
前記（Ｓ２０）段階で相分離して排出される油相ストリームを分解装置に供給して分解する段階（Ｓ３０）；及び
前記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置側面排出ストリームを前記（Ｓ１０）段階の混合装置に循環させる段階（Ｓ４０）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ストリームは、フェノール、アルファ‐メチルスチレン、アセトフェノン、クミルフェノール及びアルファ‐メチルスチレンダイマーからなる群から選択された１種以上を含むものである請求項１に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項３】
前記分解装置側面排出ストリームは、フェノール；アセトフェノン；及びアルファ‐メチルスチレンとクメンからなる群から選択された１種以上を含むものである請求項１又は２に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項４】
前記分解装置側面排出ストリームは、アセトフェノンを５０重量％以上含むものである請求項１乃至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】
前記工程水はｐＨが３．５ないし７である請求項１乃至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】
前記工程水は、前記（Ｓ２０）段階で分離された水相の水溶液に由来する工程水を含むものである請求項１乃至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】
前記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置上部排出ストリームは、フェノール、アルファ‐メチルスチレン及びクメンからなる群から選択された１種以上を含むものである請求項１乃至６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８】
前記フェノール系副産物の分解方法は、前記（Ｓ１０）段階以前に、
クメンヒドロペルオキシドを酸触媒下で酸分解反させる段階（Ｓ１）；
前記（Ｓ１）段階で排出された酸分解反応液に塩基性水溶液を投入して中和させ、中和された酸分解反応液を油相及び水相に相分離する段階（Ｓ２）；
前記（Ｓ２）段階で分離された油相の酸分解反応液を分離装置に投入し、アセトンを含む分離装置上部排出ストリーム、及びフェノールを含む分離装置下部排出ストリームを分離する段階（Ｓ３）；及び
前記（Ｓ３）段階で分離された分離装置下部排出ストリームをフェノールカラムに投入し、フェノールを含むフェノールカラムの上部排出ストリーム及びフェノール系副産物を含むフェノールカラムの下部排出ストリームを分離する段階（Ｓ４）を含む請求項１乃至７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９】
前記（Ｓ１０）段階における工程水は、前記（Ｓ２）段階で分離された水相の水溶液に由来する工程水を含むものである請求項８に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項１０】
前記（Ｓ１０）段階におけるフェノール系副産物ストリームは、前記フェノールカラムの下部排出ストリームである請求項８又は９に記載のフェノール系副産物の分解方法。
【請求項１１】
前記（Ｓ３０）段階の分解による分解装置上部排出ストリームは、
前記（Ｓ２）段階で分離された油相の酸分解反応液を分離装置に投入する前に、油相の酸分解反応液と混合されるものである請求項８乃至１０のいずれかに記載のフェノール系副産物の分解方法。
【国際調査報告】
2021511286.tif 000018
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