(57)【要約】【課題】液状有機物質中の微量不純物を効率的に除去することにより、除去時間の短縮を図るようにした液状有機物質の精製方法を提供すること。【解決手段】水蒸気導入部位を接液面内に有する反応容器であって、前記水蒸気導入部位が、端部に第１開口部を持つ管状構造を有すると共に、尖端に第２開口部を有するテーパー構造部位を、該尖端が第１開口部側に位置するように該管状構造内部に同心状に配設されており、かつ、該管状構造の側面であって、前記テーパー構造部位と該管状構造との接合部よりも第１開口部に近い位置に第３開口部を有する反応容器内で、液状有機物質に対して前記水蒸気導入部位から水蒸気を吹き込み乍ら該液状有機物質の精製を行うこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水蒸気導入部位を接液面内に有する反応容器であって、前記水蒸気導入部位が、端部に第１開口部を持つ管状構造を有すると共に、尖端に第２開口部を有するテーパー構造部位を、該尖端が第１開口部側に位置するように該管状構造内部に同心状に配設されており、かつ、該管状構造の側面であって、前記テーパー構造部位と該管状構造との接合部よりも第１開口部に近い位置に第３開口部を有する反応容器内で、液状有機物質に対して前記水蒸気導入部位から水蒸気を吹き込み乍ら該液状有機物質の精製を行うことを特徴とする液状有機物質の精製方法。
【請求項２】
前記水蒸気導入部位が前記反応容器内の底部に配設されている請求項１記載の液状有機物質の精製方法。
【請求項３】
前記水蒸気導入部位が、前記第１開口部から吐出された水蒸気が水平方向あるいは水平方向より低い方向に流動されるように配置されている請求項１または２記載の液状有機物質の精製方法。
【請求項４】
前記水蒸気導入部位が、前記反応容器の底部における側壁部側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の液状有機物質の精製方法。
【請求項５】
前記水蒸気の量が、２０Ｋｇ／ｈｒ〜８００Ｋｇ／ｈｒの範囲である請求項１乃至４のいずれか１つに記載の液状有機物質の精製方法。
【請求項６】
前記水蒸気の圧力が、ゲージ圧で９８ｋＰａ〜９８０ｋＰａの範囲である請求項１乃至５のいずれか１つに記載の液状有機物質の精製方法。
【請求項７】
前記反応容器の内圧がゲージ圧で、０．６ｋＰａ〜２０ｋＰａの範囲である請求項１乃至６のいずれか１つに記載の液状有機物質の精製方法。
【請求項８】
前記液状有機物質の温度が、１００℃〜２００℃の範囲である請求項１乃至７のいずれか１つに記載の液状有機物質の精製方法。
【請求項９】
前記液状有機物質が、エポキシ樹脂、またはフェノール樹脂、またはビス（４，４’−ヒドロキシフェニル）メタン、または２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンである請求項１乃至８のいずれか１つに記載の液状有機物質の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水蒸気蒸留法による液状有機物質の精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液状有機物質中の微量不純物を除去する方法として、水蒸気蒸留法がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、水蒸気を吹き込んで水蒸気蒸留を行い、低沸点の不純物を取り出すための臭素化ｐ−クミルフェノールの精製方法であって、先ず臭素化ｐ−クミルフェノールの溶液に水蒸気を吹き込み、溶媒を蒸留除去した後、低沸点の不純物を取り出すことで臭素化ｐ−クミルフェノールを回収するものである。
【０００３】
また、従来の液状有機物質の精製方法として用いられてきた水蒸気蒸留法における反応容器内の液状有機物質への水蒸気の導入方法は、反応容器の外部に設置された水蒸気発生装置と反応容器内部に配設された均一な内径を有する管状の水蒸気導入部位とを連通させ、水蒸気発生装置で発生させた水蒸気を前記液状有機物質の合成反応終了後に反応容器内の液状有機物質に流入させる方法が一般的であった。
【０００４】
しかしながら、従来の液状有機物質の精製方法では前記したように均一な内径を有する管状の水蒸気導入部位を用いる為に水蒸気の流動によってのみ混合するだけであることから、水蒸気と液状有機物質との混合効率が悪く、さらに導入される水蒸気が大きな気泡となって液状有機物質に流入するので、液状有機物質中における水蒸気の滞留時間が短くなっていた。そのため、微量不純物の除去効率が悪く、その微量不純物を除去するためには長い時間をかけて水蒸気を流入させる必要があった。
【０００５】
また、微量不純物の除去時間を短縮するために、導入する水蒸気量を増加させることが考えられるが、前述したように液状有機物質中に流入される水蒸気は大きな気泡となるうえ、非水溶性の液状有機物質を精製する場合、液状有機物質と水とは溶解しないことから、例えば加熱された油に水を注入したときに発生する水はね現象と同様の現象が激しくなり、その現象によって生ずる振動により反応容器が揺れる状態となることから、水蒸気量を増量することが不可能なものであった。
【特許文献１】特開平９−３０１９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、液状有機物質中の微量不純物を効率的に除去することにより、除去時間の短縮を図ることができる液状有機物質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】
【０００７】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、前記液状有機物質の精製方法として用いる水蒸気蒸留法において、特定の形状を有する水蒸気導入部位を用いることにより上記課題を解決出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は水蒸気導入部位を接液面内に有する反応容器であって、前記水蒸気導入部位が、端部に第１開口部を持つ管状構造を有すると共に、尖端に第２開口部を有するテーパー構造部位を、該尖端が第１開口部側に位置するように該管状構造内部に同心状に配設されており、かつ、該管状構造の側面であって、前記テーパー構造部位と該管状構造との接合部よりも第１開口部に近い位置に第３開口部を有する反応容器内で、液状有機物質に対して前記水蒸気導入部位から水蒸気を吹き込み乍ら該液状有機物質の精製を行うことを特徴とする液状有機物質の精製方法に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液状有機物質中の微量不純物を効率的に除去することにより、除去時間の短縮を図ることができる液状有機物質の精製方法を提供できる。
即ち、前記水蒸気導入部位から反応容器内に水蒸気を導入する際、第２開口部の周辺は、水蒸気導入部位の周囲と比べて負圧となり、第３開口部から第２開口部へ向けて反応容器内の液状有機物質が吸入される。そして、第２開口部から第１開口部へ流通する水蒸気の流れに伴って、水蒸気導入部位内に吸入された液状有機物質が細かい粒径を有する粒子となることから、第２開口部と第１開口部との間の混合領域において、第２開口部から吐出される水蒸気と混合しやすい状態となり混合効率が向上する。しかも水蒸気は細かい気泡であることから、液状有機物質との接触面積が大きくなり液状有機物質中で滞留しやすく、その滞留時間を長く保持することができ、微量不純物の除去効率を高めることができる。また、液状有機物質の粒子が細かい粒径を有する粒子となり、従来の均一な内径を有する管状の水蒸気導入部位を用いる場合と比較して、水はね現象が生じにくくなることから、反応容器に流入させた水蒸気量を従来の水蒸気導入部位を使う場合より増量させることができるうえ、水蒸気の導入により反応容器に生ずる振動を小さくすることができる。
【００１０】
本発明による液状有機物質の精製方法によれば、水蒸気と液状有機物質との混合効率を向上させることができるとともに、水蒸気量を増量させることが可能になる。したがって前記液状有機物質中に含有される、蒸気圧が高くかつ前記液状有機物質の沸点との差が小さい沸点を有する微量不純物を、効率的に除去させることができる。したがって、微量不純物の除去時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の液状有機物質の精製方法は、前記液状有機物質の合成反応終了後にあらかじめ減圧蒸留等を実施して、前記反応時に使用された低沸点溶媒または低沸点の未反応原料を除去した後に、前記液状有機物質中に残留している蒸気圧の高い不純物または未反応原料の除去に用いられることが好ましい。
【００１２】
本発明の精製方法は、原料の分離及び除去、反応副生成物の除去、不純物の除去が困難な液状の有機物質に広く適用でき、具体的に適用できる有機物質としては、精製時の加熱によって液状の性状を示す有機物質、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル樹脂、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルホン、液晶ポリエステル樹脂、ポリウレタン、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンとフェノールとの付加重合体、ナフトール樹脂等のフェノール樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンとフェノールとの付加重合体のポリグリシジルエーテル、ビフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンのジグリシジルエーテル等のフェノール樹脂、ビス（２，２’−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２，４’−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４，４’−ヒドロキシフェニル）メタン（以下ビスフェノールＦと略す）、及び、２，２−ビス（４，４’−ヒドロキシフェニル）プロパン（以下ビスフェノールＡと略す）等が挙げられる。
【００１３】
前記液状有機物質の中でも、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂は、それら液状有機物質中に含有される未反応の原料または前記液状有機物質の合成反応中に副生した不純物の蒸気圧が高く、
且つ前記未反応の原料または前記不純物の沸点とフェノール樹脂またはエポキシ樹脂の沸点との差が小さいため、本発明の精製方法に特に適する。また、これらフェノール樹脂及びエポキシ樹脂の中でも、２５℃で液状のもの又は軟化点が２５℃〜２００℃の範囲の温度を有するものが、前記水蒸気導入部位から吐出される水蒸気の速度がより高速になり不純物等の分離能が向上するため好ましい。
【００１４】
前記したフェノール樹脂中に含まれる未反応の原料フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、ジシクロペンタジエンとフェノールとの付加体、ナフトールが挙げられえる。また、フェノール樹脂中に含まれる不純物は例えばホルマール構造を有する化合物等が挙げられる。
【００１５】
一方、前記したエポキシ樹脂は、いずれも、各種フェノール類又は各種フェノール樹脂とエピクロルヒドリンとの反応生成物として得られるため、原料フェノール類の他、該反応において副生する様々な反応生成物が不純物としてエポキシ樹脂中に混入する。これらの原料フェノール類や不純物は、水洗・溶剤洗・蒸留等の通常の精製方法では分離が極めて困難であるため、本発明の製造方法を好ましく適用することができる。
特に、各種フェノール類とエピクロルヒドリンとの反応生成物として得られるモノグリシジルエーテル、フェノール樹脂とエピクロルヒドリンとの反応生成物として得られるモノグリシジルエーテル、各種フェノール類とエピクロルヒドリンとの反応生成物として得られるクロルヒドリンエーテル体、フェノール樹脂とエピクロルヒドリンとの反応生成物として得られるクロルヒドリンエーテル体は、通常、エポキシ樹脂からの分離が極めて困難であるため、本発明の精製方法を好ましく適用することができる。
【００１６】
また、前記液状有機物質の中でビスフェノールＦ、ビスフェノールＡは、それらに含有される未反応のフェノールまたはこれらの合成反応中に副生した不純物の蒸気圧が高く、且つ前記未反応のフェノールまたは前記不純物の沸点とビスフェノールＦまたはビスフェノールＡの沸点との差が小さいため、本発明の液状有機物質の精製方法が好ましく利用できる。ビスフェノールＦ中に含まれる不純物は、例えば３核体以上の芳香核を有するフェノールノボラック樹脂、2,4'-ジヒドロキシ-2,2'-ジフェニルメタンなどに代表される異性体構造を有する化合物、ホルマール構造を有する化合物、等が挙げられる。ビスフェノールＡ中に含まれる不純物は、例えば2,4'-ジヒドロキシ-2,2'-ジフェニルプロパンなどに代表される異性体構造を有する化合物が上げられる。
【００１７】
以上詳述した液状有機物質を生成する方法は、具体的には、本発明は水蒸気導入部位を接液面内に有する反応容器であって、
前記水蒸気導入部位が、端部に第１開口部を持つ管状構造を有すると共に、  尖端に第２開口部を有するテーパー構造部位を、  該尖端が第１開口部側に位置するように該管状構造内部に同心状に配設されており、かつ、  該管状構造の側面であって、
前記テーパー構造部位と該管状構造との接合部よりも第１開口部に近い位置に第３開口部を有する反応容器内で、液状有機物質に対して前記水蒸気導入部位から水蒸気を吹き込み乍ら該液状有機物質の精製を行うことを特徴としている。
【００１８】
ここで、管状構造を有する水蒸気導入部位とは、
（ａ）反応容器内の液状有機物質に水蒸気を吹き込むことができるように、該反応容器と一体に構成された構造部位、
（ｂ）反応容器の一部に取り付けられた管状の部材、
（ｃ）反応容器内に配設された水蒸気導入管の水蒸気排出口を構成する環状構造部位、
（ｄ）反応容器内に配設された水蒸気導入管の水蒸気排出口に取り付けられた管状の部材、が挙げられる。
【００１９】
本発明では、前記（ａ）（ｃ）のように反応容器或いは他の配管部材と一体に構成された部分的な構造部位であってもよいが、とりわけ、既存設備に取り付けることによって、簡便に本発明の精製方法を実施することが可能である点から、前記（ｂ）（ｄ）のように、独立した物品としての形状を構成する管状の部材であることが好ましい。
【００２０】
また、前記第１開口部は、前記水蒸気導入部位の端部に位置して水蒸気を反応容器内に排出する水蒸気の排出口であり、前記第２開口部は、管状構造の水蒸気導入部位の内部に該管状構造と同心で、かつ、前記第１開口部に向けて先細くなるようにテーパー状に設けられた構造部位の尖端に設けられた開口部である。前記水蒸気導入部位に導入された水蒸気は、この第２開口部から、第１開口部側を通って反応容器内部に水蒸気が吹き込まれる。このように水蒸気導入部位内に導入された水蒸気はテーパー構造部位の尖端を通過することにより流通速度が増し、かつ細かい気泡となりながら第１開口部側に向かって流通されるものである。
【００２１】
次に、該管状構造の側面に設けられた第３開口部は、前記テーパー構造部位と該管状構造との接合部よりも第１開口部に近いところに位置するものであり、該液状有機物質を該水蒸気導入部位内に導入するための導入口である。即ち、第２開口部から第１開口部に向けて水蒸気が流通している状況では、前記テーパー構造部位の周囲は前記水蒸気導入部位の外部に比べて負圧となる。その結果、第３開口部から液状有機物質が前記水蒸気導入部位内に導入され、該液状有機物質は気泡状の水蒸気と混合されて第１開口部から水蒸気と共に排出される。
【００２２】
このように前記水蒸気導入部位の第１開口部からは、非常に細かい水蒸気流の気泡が液状有機物質と混合されながら反応容器内に排出されることから、反応容器内で液状有機物質と水蒸気の接触面積が増大し、原料成分、不純物等の除去効率が飛躍的に向上するものである。
【００２３】
また、第３開口部は、前記した通り、該管状構造の側面であって、前記テーパー構造部位と該管状構造との接合部よりも第１開口部に近いところに位置すればよいが、特に、該液状有機物質との混合性が良好となる点から前記第２開口部よりも前記接合部に近い位置に設けることが望ましい。
【００２４】
また、前記水蒸気導入部位は前記第１開口部から吐出された水蒸気が水平方向あるいは水平方向より低い方向に流動されるように配置されていることが好ましい。これにより、水蒸気導入部位から吐出される水蒸気は、反応容器の底部に沿うようにして側壁部側から中央部に向かって流動する。そのため、前記第１開口部から吐出された水蒸気が水平方向より高い方向に流動されるように配置された場合に比べて、水蒸気の反応容器内部における滞留時間を長くすることが可能となり、混合効率の向上を図ることができる。
【００２５】
また、前記水蒸気導入部位は、反応容器の底部における側壁部側に設けられていることが好ましい。これにより水蒸気導入部位から吐出される水蒸気が、反応容器の底部に沿うようにして側壁部から中央部に向かって流動され、水蒸気の反応容器内部における滞留時間をより一層長くすることができる。
【００２６】
前記水蒸気導入部位は、該水蒸気導入部位中の第１開口部と第２開口部との口径比が、前者／後者の比で１．５／１〜１６／１の範囲にあることが好ましく、１．５／１以上の場合流通させる水蒸気の流通速度を速く設定し易く、１６／１以下の場合前記テーパー構造部位の周囲が負圧になり易いので、前記液状有機物質と水蒸気との混合効率が高くなり好ましいものである。これらの範囲の中でも第１開口部と第２開口部との口径比は、前者／後者の比で２．０／１〜６．０／１の範囲にあることがより好ましい。
【００２７】
前記水蒸気導入部位は、該水蒸気導入部位中の第１開口部と第３開口部との面積比が、前者／後者の比で０．３／１〜１７／１の範囲にあることが好ましく、０．３／１以上の場合該第３開口部から前記管状構造の内部へ導入される前記液状有機物質の量を増加させ易く、１７／１以下の場合前記テーパー構造部位の周囲が負圧になり易く、前記水蒸気導入部位の管状構造の内部へ前記液状有機物質が効率的に導入され易く好ましい。これらの範囲の中でも第１開口部と第３開口部との面積比は、前者／後者の比で２．０／１〜９．５／１の範囲にあることがより好ましい。
【００２８】
前記水蒸気導入部位のテーパー構造部位の軸方向の長さと第２開口部の口径との比は、前者／後者の比で１．５／１〜３０／１の範囲にあることが好ましく、１．５／１以上の場合流通させる水蒸気の流通速度を速く設定し易く、３０／１以下の場合前記液状有機物質と水蒸気との混合効率が向上するため好ましい。これらの範囲の中でもテーパー構造部位の軸方向の長さと第２開口部の口径との比は、前者／後者の比で２．８／１〜１０／１の範囲にあることがより好ましい。
【００２９】
前記水蒸気導入部位の軸方向の長さにおいて、第２開口部から第１開口部までの長さと前記接合部から第２開口部までの長さとの比は、前者／後者の比で１．０／１〜２０／１の範囲にあることが好ましく、１．０／１以上の場合流通させる水蒸気の流通速度を速く設定し易く、２０／１以下の場合前記液状有機物質と水蒸気との混合効率が向上するため好ましい。これらの範囲の中でもテーパー構造部位の軸方向の長さと第２開口部の口径との比は、前者／後者の比で１０／１〜３０／１の範囲にあることがより好ましい。
【００３０】
次に、前記水蒸気導入部位に導入される水蒸気は、簡易ボイラー、小型ボイラー、大型ボイラー等の水蒸気発生装置を用いて得られる水蒸気、その他の水蒸気を取り扱う施設からパイプライン輸送によって得られる水蒸気等を利用することができる。
【００３１】
ここで、前記水蒸気導入部位を通じて反応容器内に導入される水蒸気の量は、蒸留効率が良好なものとなる点から２０Ｋｇ／ｈｒ〜８００Ｋｇ／ｈｒの範囲であることが好ましい。
【００３２】
導入水蒸気の圧力はゲージ圧で９８ｋＰａ〜９８０ｋＰａの範囲であることが好ましい。前記導入水蒸気の圧力が９８ｋＰａ以上の場合、水蒸気の温度が高くでき蒸留効率が改善され、一方９８０ｋＰａ以下の場合、水蒸気の温度が制御し易く、液状有機物質の変質が抑制できる。これらのなかでも３００ｋＰａ〜９００ｋＰａの範囲にあることがより好ましい。
【００３３】
また、本発明の液状有機物質の精製方法は、反応容器の内圧がゲージ圧で０．６ｋＰａ〜２０ｋＰａの範囲であることが好ましい。前記反応容器の内圧が０．６ｋＰａ以上の場合、低分子量の必要成分の揮発を抑制しやすく、一方２０ｋＰａ以下の場合、水蒸気を導入すると減圧度を高く維持することが容易で蒸留効率が改善される。これらのなかでも４ｋＰａ〜１３．３ｋＰａの範囲にあることがより好ましい。
【００３４】
本発明では該液状有機物質の温度が１００℃〜２００℃の範囲で精製を行うことが好ましい。前記液状有機物質の温度が１００℃以上の場合、水蒸気との温度差が小さく水はね現象を制御し易く釜の振動が抑制でき、一方２００℃以下の場合、前記液状有機物質の変質が抑制できる。これらのなかでも１１０℃〜１９０℃の範囲にあることがより好ましい。
【００３５】
さらに、本発明の液状有機物質の精製方法は、反応容器の容量が１０ｍ３〜６０ｍ３の範囲であることが好ましい。前記反応容器１の容量が１０ｍ３以上の場合、水蒸気の量を増加でき蒸留効率が改善され、一方６０ｍ３以下の場合、不純物の除去効果が改善できる。
【００３６】
前記水蒸気導入部位は前記（ａ）〜（ｄ）に示したとおり様々な構成を取りうるが、前記したとおり、独立した物品としての形状を構成する管状部材であることが、脱着可能で補修、交換が容易で簡便な方法で本発明の精製方法を実施できる点から好ましい。よって、その使用にあたっては、具体的には水蒸気発生装置又はパイプライン輸送管から反応容器内に引き込んだパイプの先端に該管状部材を取り付けて本発明の精製方法を実施することが好ましい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例において、水蒸気発生装置から反応容器内に引き込んだパイプの先端に該管状部材を取り付け、本発明の精製方法を行う例を図１乃至図５に基づいて説明する。
図１は本発明の第一実施例による液状有機物質の精製方法の概略を説明する図であり、前記水蒸気導入部位を有する管状部材が反応容器の外部に連通され、反応容器内の底部に前記水蒸気導入部位の開口部が配設されていることを表すものである。
【００３８】
図２は前記した独立した物品としての形状を構成する前記水蒸気導入部位を有する管状部材を例にとった斜視図であり、図３は図２に示す水蒸気導入部位のＡ−Ａ線矢視図、図４は図２に示す水蒸気導入部位の側断面図である。
【００３９】
図１に示すように、本第一実施例による液状有機物質の好ましい精製方法で採用する前記水蒸気導入部位を有する管状部材１０は、液状有機物質を精製する際に、反応容器１の内部に配設されるとともに前記反応容器内部で外部に連通している連通管と接続して反応容器１の外部に連通させて水蒸気蒸留を行なうものである。
さらに具体的には、反応容器１内の底部１ａにおける側壁部１ｂ側に水蒸気導入部位を有する管状部材１０が配設され、各水蒸気導入部位を有する管状部材１０は図１に示すように、配管２を介して反応容器１の外部と連通させ、液状有機物質の合成反応終了後に水蒸気を反応容器１内の液状有機物質中に流入させるものである。
ここで、反応容器１の中央底部付近には、攪拌器１Ａが設けられている。
【００４０】
先ず、水蒸気導入部位を有する管状部材１０の構成について説明する。
図２乃至図４に示すように水蒸気導入部位を有する管状部材１０は、端部に第１開口部１０ａを有すると共に、尖端に第２開口部１０ｂを有するテーパー構造部位１２を、該尖端が第１開口部１０ａ側に位置するように該管状部材内部に同心状に配設されており、かつ、該管状部材の側面であって、前記テーパー構造部位１２と該管状部材との接合部よりも第１開口部１０ａに近い位置に第３開口部１０ｃを有する構成となっている。
【００４１】
前記水蒸気導入部位を有する管状部材１０は、図１に示すように配管２を介して外部に連通されている。そして図３に示すように第３開口部１０ｃは、水蒸気導入部位１０の断面視で周方向に４箇所設けられている。
【００４２】
前記第２開口部１０ｂは、水蒸気導入部位を有する管状部材１０の軸方向において第３開口部１０ｃの第１開口部１０ａ側の端部と同位置、または前記端部より第１開口部１０ａ側に配置されている。そして、管状体１１は、第２開口部１０ｂと第１開口部１０ａとの間の位置から第１開口部１０ａに向けて縮径された外筒縮径部１１ａが形成されている。つまり、第１開口部１０ａの開口径は前記テーパー構造部位１２と前記管状構造との接合部よりも小さい開口径であり、第２開口部１０ｂの開口径よりも大きな開口径で形成されている。
【００４３】
図１に示すように水蒸気は、図２及び図４に示す矢印Ｅ１方向、すなわち第２開口部１０ｂから第１開口部１０ａに向けて流通する。また、詳しくは後述するが、前記した第１開口部１０ａ、第２開口部１０ｂ、第３開口部１０ｃが前記した液状有機物質の液中に浸漬されるように前記水蒸気導入部位を有する管状部材１０が配設され、反応容器１内の液状有機物質は、矢印Ｅ２方向に示すように第３開口部１０ｃから水蒸気導入部位を有する管状部材１０内に流入し、第２開口部１０ｂより第１開口部１０ａに至る領域（以下混合領域Ｒと称する）において、水蒸気と混合され、第１開口部１０ａから反応容器１内に吐出される構成となっている。
【００４４】
そして、反応容器１内に配置される二つの水蒸気導入部位を有する管状部材１０は、第１開口部１０ａ、第２開口部１０ｂ、第３開口部１０ｃが前記した液状有機物質の液中に浸漬されるように配設され、それぞれ前記第１開口部から吐出された水蒸気が水平方向あるいは水平方向より低い方向に流動されるように配設されるとともに、第１開口部１０ａを反応容器１の底部１ａに平面視中央に向けた状態で配置されている。なお、各水蒸気導入部位を有する管状部材１０は、直接、溶接などの固定手段によって反応容器１の所定の底部１ａに固定させてもよく、或いは図示しない適宜な取付け冶具を用いて溶接などの固定手段を用いて固定させてもよい。
【００４５】
次に、このような構成の水蒸気導入部位を有する管状部材１０を用いた水蒸気蒸留の精製方法と作用について図面を用いて説明する。
図１及び図４に示すように、本第一実施例による液状有機物質の精製を行なう際には、水蒸気を各水蒸気導入部位を有する管状部材１０の第１開口部１０ａに向けて流通させ、その水蒸気を樹脂の合成反応が終了した反応容器１内の液状有機物質中に流入させることで、水蒸気蒸留が行われる。
【００４６】
この際、水蒸気導入部位を有する管状部材１０内に流入された水蒸気は第２開口部１０ｂへ向かう際に、テーパー構造部位１２を通過することで前記水蒸気の流通速度が速くなり、かつ細かい気泡となりながら流通される。このとき、第２開口部１０ｂは、その周囲と比べて負圧となり、第３開口部１０ｃから第２開口部１０ｂへ向けて反応容器１内の液状有機物質が吸入されることになる。
そして、第２開口部１０ｂから第１開口部１０ａへ流通する水蒸気の流れに伴って、管状部材１０内に吸入された液状有機物質が細かい粒径を有する粒子となることから、第２開口部１０ｂと第１開口部１０ａとの間の混合領域Ｒにおいて水蒸気と混合しやすい状態となり、混合効率が向上する。しかも、水蒸気は細かい気泡であることから、樹脂との接触面積が大きくなり液状有機物質中で滞留しやすく、その滞留時間を長く保持することができ、微量不純物の除去効率を高めることができる。
【００４７】
また、液状有機物質の粒子が細かい粒径を有する粒子となり、従来の均一な内径を有する水蒸気導入部位を用いる場合と比較して前記した水はね現象が生じにくくなることから、管状部材１０を用いた場合、反応容器１に流入させる水蒸気量を増量させることができる。しかも、水蒸気の導入により生じる反応容器１に生ずる振動を小さくすることができるという効果を奏する。
【００４８】
さらに、本第一実施例による管状部材１０は、前記した第１開口部１０ａ、第２開口部１０ｂ、第３開口部１０ｃが前記した液状有機物質の液中に浸漬され、反応容器１の底部１ａにおける側壁部１ｂ側において前記第１開口部から吐出された水蒸気が水平方向あるいは水平方向より低い方向に流動されるように配置されているので、管状部材１０から吐出される水蒸気が反応容器１の底部１ａに沿うようにして側壁部１ｂ側から中央部に向かって（図１に示す矢印Ｆ方向）流動する。そのため、例えば前記第１開口部から吐出された水蒸気が水平方向より高い方向に流動されるように配置された場合に比べて、水蒸気の反応容器１内部における滞留時間をより一層長くすることが可能となり、混合効率の向上を図ることができる。
【００４９】
（試験例）
次に、管状部材１０を用いた液状有機物質の精製方法による効果を確認した試験について表１及び図１〜図４に基づいて説明する。
表１に示すように、本試験では、実施例１〜５と比較例１のそれぞれにおいて、水蒸気を反応容器１に導入し、経過時間における液状有機物質中に含まれる残存塩素含有量（ｐｐｍ）を測定した。なお、このときの反応容器１の容量は２０ｍ３とし、液状有機物質量は１０ｔとした。実施例１〜５は、管状部材１０（表１では符号Ａ）を使用し、前記水蒸気量、水蒸気圧力、反応容器１の内圧、および液状有機物質温度のそれぞれの条件（これらの条件を以下「試験条件」とする。）において適用範囲内とした。
そして、比較例１では、従来のテーパー部を有しない管状の水蒸気導入部位（表１では符号Ｂ）を使用し、前記試験条件における適用範囲内とした。
【００５０】
【表１】
2008183542.tif 000003
【００５１】
本試験を実施するための液状有機物質の合成は、加熱装置と撹拌装置とコンデンサと温度計が装着された２０ｍ３の反応容器に、コーンプレート型粘度計を用いて１５０℃で測定した粘度が３０ｄＰａＳ、水酸基当量が１２０ｇ／ｅｑのクレゾールノボラック樹脂３ｔとエピクロルヒドリン１１．５ｔを仕込み、その後に４９％苛性ソーダ２．２５ｔを添加し５０℃で４時間反応を行った。その後、水を添加して生成した塩を除去した後、未反応のエピクロルヒドリンを減圧下１５０℃で回収し粗エポキシ樹脂を得た。そして、得られた粗エポキシ樹脂をトルエン６．２５ｔに溶解し濾過したのち前記トルエンを減圧下１５０℃で回収し、本試験に使用するエポキシ樹脂を得た。
【００５２】
ここで、残存塩素含有量（ｐｐｍ）は、前記エポキシ樹脂０．２ｇを１−ブチルアルコール２０ｍｌに溶解して、これに金属ナトリウムを１ｇ添加した後に、１２０℃の環流条件下で３時間加熱処理して得られた塩素イオンを、硝酸銀溶液で電位差滴定することによって得られるエポキシ樹脂中の残存塩素量を表している。
【００５３】
表１に示すように、上記測定の結果、比較例１では、水蒸気蒸留前の残存塩素含有量が９５０ｐｐｍであり、その残存塩素含有量は時間とともに減少し、６時間後に８９０ｐｐｍとなった。
【００５４】
一方、実施例１〜５では、水蒸気蒸留前の残存塩素含有量が９５０ｐｐｍであり、その残存塩素含有量は時間とともに減少し、実施例１、４、５で３時間後、実施例２で４時間後、実施例３で５時間後にそれぞれ８９０ｐｐｍとなることがわかった。
このように、実施例１〜５では、比較例１と比べ４倍の水蒸気量を導入することができ、そのときに比較例１より１〜３時間早い時間で同量の残存塩素含有量に低下させることができることを確認した。つまり、本実施例では、短時間で所定の残存塩素含有量とすることができることから、除去効率が改善されていることがわかる。
【００５５】
上述のように第一実施例による液状有機物質の精製方法では、水蒸気と液状有機物質との混合効率を向上させることができるとともに、水蒸気量を増量させることが可能になり、液状有機物質中の微量不純物を効率的に除去させることができる。したがって、微量不純物の除去時間を短縮することができる。
【００５６】
次に、本発明の第二実施例について、図面に基づいて説明するが、上述の第一実施例と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一実施例と異なる構成について説明する。また、第二実施例の水蒸気導入部位を有する管状部材も独立した物品としての形状を構成する水蒸気導入部位である。
図５は本発明の第二実施例による水蒸気導入部位を有する管状部材を示す斜視図であって、図２に対応する図で、図６は図５に示す水蒸気導入部位を有する管状部材のＢ−Ｂ線矢視図である。
図５に示すように、本第二実施例による合成の精製方法は、第一実施例による管状部材１０の構造を代えたものである。なお、反応容器１の構成（図１参照）、および反応容器１内に配設される水蒸気導入部位を有する管状部材１０の数量や位置については第一実施例と同様である。
【００５７】
第二実施例の水蒸気導入部位を有する管状部材１０では、第２開口部１０ｂが水蒸気導入部位を有する管状部材１０の軸方向において第３開口部１０ｃの水蒸気が流入してくる方向に位置する端部と同位置、または水蒸気が流入してくる方向に配置されている。そして、管状体１１の形状は、第１実施例の外筒縮径部１１ａ（図３参照）が形成されていない均一な外径を有する円筒状をなしている。また、図６に示すように、管状体１１の内面と前記テーパー構造部位１２とは水蒸気導入部位１０の周方向に所定の間隔をもって配置される４つの連結リブ１３によって連結され、これら互いの連結リブ１３同士の間に第３開口部１０ｃが配置される構成となっている。なお、図５の斜視図にあっては、テーパー構造部位１２、第２開口部１０ｂおよび第３開口部１０ｃが見え易いように、連結リブ１３の図示が省略されている。
【００５８】
本第二実施例の管状部材１０は、前記した第１開口部１０ａ、第２開口部１０ｂ、第３開口部１０ｃが前記した液状有機物質の液中に浸漬され、水蒸気が第２開口部１０ｂで細かい気泡となって第１開口部１０ａに流通するとき、第２開口部１０ｂはその周囲と比べて負圧となり、液状有機物質が第３開口部１０ｃから管状部材１０内に吸入され、第２開口部１０ｂと第１開口部１０ａとの間の混合領域Ｒにおいて水蒸気と液状有機物質とを混合させることができることから、第一実施例と同様の作用、効果が得られる。
さらに、本第一実施例による管状部材１０は、前記した第１開口部１０ａ、第２開口部１０ｂ、第３開口部１０ｃが前記した液状有機物質の液中に浸漬され、反応容器１の底部１ａにおける側壁部１ｂ側において前記第１開口部から吐出された水蒸気が水平方向あるいは水平方向より低い方向に流動されるように配置されているので、管状部材１０から吐出される水蒸気が反応容器１の底部１ａに沿うようにして側壁部１ｂ側から中央部に向かって（図１に示す矢印Ｆ方向）流動する。そのため、例えば前記第１開口部から吐出された水蒸気が水平方向より高い方向に流動されるように配置された場合に比べて、水蒸気の反応容器１内部における滞留時間をより一層長くすることが可能となり、混合効率の向上を図ることができる。
【００５９】
以上、本発明による液状有機物質の精製方法の第一実施例および第二実施例について説明したが、本発明は上記の第一及び第二実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本第一及び第二実施例では反応容器１内に２個の管状部材１０を配置させているが、２個であることに限定されず、単数或いは３個以上であってもかまわない。そして、第２開口部１０ｃの開口形状についても特に限定されるものではない。
【００６０】
そして、反応容器１内の底部１ａに管状部材１０を配置させているがこの位置に限定されることはなく、例えば図１に示す攪拌器１Ａなどと干渉することなく配置でき、管状部材１０より吐出される水蒸気が反応容器１の底部１ａに沿うように流れ、その反応容器１内で滞留する時間が長くなるように配置されていればよいのである。
また、水蒸気導入部位を有する管状部材１０の第３開口部１０ｃの数量は、第一実施例、第二実施例のどちらも４箇所としているが、これに限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第一実施例による液状有機物質の精製方法の概略を説明する図である。
【図２】水蒸気導入部位を有する管状部材の斜視図である。
【図３】図２に示す水蒸気導入部位を有する管状部材のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】水蒸気導入部位を有する管状部材の側断面図である。
【図５】本発明の第二実施例による水蒸気導入部位を有する管状部材を示す斜視図であって、図２に対応する図である。
【図６】図５に示す水蒸気導入部位を有する管状部材のＢ−Ｂ線矢視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  反応容器
１ａ  底部
１ｂ  側壁部
２  配管
１０  水蒸気導入部位を有する管状部材
１０ａ  第１開口部
１０ｂ  第２開口部
１０ｃ  第３開口部
１１  管状体
１２  テーパー構造部位
Ｒ  混合領域
【図１】
2008183542.tif 000004
【図２】
2008183542.tif 000005
【図３】
2008183542.tif 000006
【図４】
2008183542.tif 000007
【図５】
2008183542.tif 000008
【図６】
2008183542.tif 000009