【技術資料】プロピレン酸化物製造における pHコントロール

INGOLD Leading Process Analytics プロピレン酸化物製造における pHコントロール 水 腐食剤 水スクラバー 苛性スクラバー 石灰 精製へ 副産物 プロピレン 塩素 リアクター 脱塩化水素塔 水 pH測定 流出 背景 プロピレン酸化物(PO – CH3CHCH2O)は大量の中間化学物質です。これは、プロピレ ングリコール(不凍および凍結防止液)からポリウレタン、化粧品までさまざまな化 学物質の製造の原材料の一つとして使用されます。現在、世界のPO生産能力はお よそ年間800万トンと増大しています。プロピレン原料の供給不足は、POの製造コス ト増大の原因につながり利益率に影響を与えます。 プロセス 現在、エチレンオキシドの製造とは異なり、プロピレンの直接酸化によって副産物 を生みだすことなく酸化プロピレンを製造する方法はないように思われます。しか しながら、いくつかの間接的酸化の方法が発見されている中で、クロロヒドリンプ ロセスは主流技術の1つとなっています。 クロロヒドリンプロセスには、水中でのプロピレンと塩素の反応が含まれ、2つの反 応ステップ、クロロヒドリン化とエポキシ化、次に精製ステップから構成される非常 に単純なプロセスです。 Application Note

ステップ1: クロロヒドリン化 反応塔で、プロピレンは3barの圧力と約50 °Cで水溶 性の塩素溶液に反応します。塩素溶液で、塩酸と次 亜塩素酸は均衡状態です。その他の場合、塩素は プロピレンと反応し予定している中間物質プロピレ ンクロロヒドリンではなく、1,2-ジクロロプロパンを 主に形成するので、これは必須です。 セスに対応するように設計されています。これは特 次亜塩素酸の量を最適化するため、塩素溶液のpH に、塩素と炭化水素などの両方の酸化性物質を処 値は苛性ソーダまたは石灰などのアルカリを加えて 理し、高い精度と速い応答時間を可能にし、信頼 pH 3 – 6の範囲にします。pH値が高すぎるか、低すぎ できるプロセス制御を実現します。インテリジェン ると望ましくない副産物、塩素の浪費、およびプロ トセンサマネジメント(ISM®)を特長とするこのセン ピレンクロロヒドリン生産量が少なくなるという結 サは、高度な診断を提供し、ワークショップでセン 果につながります。 サ校正が可能なためメンテナンス時間を最大85 % 削減することが可能になります。 ステップ2: エポキシ化 およそ5 %のプロピレンクロロヒドリンを含む最初 M400 2線式変換器は測定ポイントを完成させるた のプロセスステーションの流出は、エポキシ化(ま めの理想的な機器です。防爆認定を受けたM400 2 たは脱塩化水素化)ステップと酸の中和の両方で、 線式変換器は、完全なISM機能を提供することで、 10 %を超える苛性または石灰溶液と反応します。生 pH測定において高い信頼性と安定性を提供しま 産性を最大化するために、プロセスpH値は12を超 す。ISM診断情報には、変換器のMMIまたは遠隔地 えるように維持されます。形成された酸化プロピレ からHARTプロトコルを介してアクセスし、資産管理 ンは、ブライン溶液から直ぐに水蒸気蒸留され、プ ソフトウェアなどで使用することができます。 ロピレングリコールへの 酸化のさらなる反応を回 避します。酸化プロピレンのさらなる浄化は蒸留装 InPro 4800i pHセンサ 置で行われます。 • 複合pH/ORP/温度測定 • 高温および高圧規格 課題 • 汚れを寄せつけないPTFE円形ジャンクション 塩素、異なる(塩素処理) 炭化水素、および沈澱し • 予測診断機能 た塩の存在はインラインｐH 測定を非常に不確か なものにします。上述のように、プロセス制御およ M400 2線式変換器 び収益性確保の観点から、正確なpHコントロール • マルチパラメータ機能 は不可欠です。したがって、クロロヒドリン酸化プ • 4 ～ 20 mA (HART 対応) またはFOUNDATION ロピレンプロセスを実行するほとんどのプラントで フィールドバスまたはProfibusコミュニケーション は、3つまたは4つの冗長化ｐH 測定を伴うコント • 防爆認定NEPSI Ex / ATEX / FM ロールループを装備しています。しかし、そのような • ISM診断機能 プロセス環境の中で多くのpHセンサには脆弱な部 分があり、頻繁なクリーニングとセンサ校正が必要 c www.mt.com/InPro4800 とされ、メンテナンス技術者には大きな負担となり c www.mt.com/M400-2wire ます。 c www.mt.com/pro-pHguide メトラー・トレドのソリューション InProおよびISMはメトラー・トレド グループの登録商標です。 InPro®  4800 i pHセンサは、環状のPTFE液絡部と非 常に長い拡散パスを持ち、このような特定のプロ Mettler-Toledo GmbH www.mt.com/pro Process Analytics 詳細はウェブサイトへ Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Switzerland © 04 / 2017 pH Control in Propylene Oxide Production