有機化学プロセスにおけるHPPO

プロピレンオキシド（PO）は、コスト効率に優れた最新のHPPO法により、プロピレンと過酸化水素から製造する方式が現在の主流となっています。この製法で得られたプロピレンオキシドは、主にポリウレタンの中間原料の製造に使用され、そこからさらにフォーム材、断熱材、発泡材、塗料、コーティング剤、接着剤など、さまざまな製品に利用されます。通常、HPPOプラントの上流側には過酸化水素の製造設備が設置されており、場合によってはこの設備を別の事業者が運転し、"フェンス越し供給"としてHPPOプラントに専属供給することもあります。これは、まさに理想的な形態です。他の製法とは異なり、処理や販売の手間がかかる副生成物が実質的に発生しないためです。加えて、本プロセスでは約95%という非常に高い収率が得られます。こうした背景により、環境負荷を抑えながら、少ない投資額で製造を行うことが可能となっています。
一般的に、過酸化水素の製造には、アントラキノン誘導体の水素化と酸化を交互に行う循環プロセス – AO法 – が用いられます。最初の工程である水素化は、パラジウムなどの触媒を用いて、2～4 bar程度の中圧条件下で行われます。その後、触媒はろ過によって再度除去されます。2～8 barで行う酸化工程では、触媒は不要です。この時点で、いわゆる作動液に溶解している過酸化水素は、その後水によって抽出されます。作動液は抽出と乾燥の工程を経た後、水素化工程に戻されます。これにより、一つのサイクルが完結します。
過酸化水素は、後のHPPOプロセスで使用できるようにメタノールに溶解され、プロピレンをプロピレンオキシドへ酸化する際の酸化剤として用いられます。これにより、主反応器においてプロピレンオキシド（PO）への高い転化率が達成されます。抽出された粗プロピレンオキシドを分離した後は、通常、精製反応器での処理、酸素（O₂）の除去、水とグリコールの分離、そしてメタノールの回収と精製が行われます。最終段階として、プロピレンオキシドが最後の蒸留工程で高沸点成分から分離、除去されます。

HPPO技術を扱う際は、反応プロセス全体を通じて信頼性の高いプロセス監視が求められます。プロセスパラメータを正確に記録することは、エネルギーや原料の消費を抑え、最大収率を得るうえで非常に重要です。KROHNEの製品ラインアップには、多様な計測に対応する機器が揃っています。例えば、プロセス圧力の測定用の堅牢な圧力伝送器から、静水圧式レベル測定器、磁気式レベル指示計、高精度が求められる複雑なHPPO用途に適した電磁流量計まで網羅しています。革新的な検証ツール OPTICHECKは、当社の多くの計測システムに対応しており、KROHNEの計測機器の試運転、検証、監視、機器設定を簡単に管理することができます。現場でもリモートでも、プロセスを停止させることなく利用可能です。