JP2005089413A - Method for purifying propylene oxide - Google Patents
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Description
本発明は、プロピレンオキサイドの精製方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、触媒の存在下、有機過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、少なくともアルデヒド類を含有する反応液を原料液とし、該原料液からプロピレンオキサイドを分離・回収するプロピレンオキサイドの精製方法であって、高純度のプロピレンオキサイドを効率的にかつ安定的に得ることができるプロピレンオキサイドの精製方法に関するものである。 The present invention relates to a method for purifying propylene oxide. More specifically, the present invention relates to a reaction liquid obtained by reacting an organic peroxide and propylene in the presence of a catalyst, and having a reaction liquid containing at least aldehyde as a raw material liquid. The present invention relates to a method for purifying propylene oxide for separating and recovering propylene oxide from a liquid, and relates to a method for purifying propylene oxide capable of efficiently and stably obtaining high-purity propylene oxide.
触媒の存在下、有機過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得る方法は公知である(特許文献)。この場合、目的物であるプロピレンオキサイドの他に、水、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、プロピレン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素が副生する。よって、高純度のプロピレンオキサイドを得るためには、プロピレンオキサイドを分離・回収する精製工程が必要となる。不純物として水、ギ酸メチル、アセトアルデヒドを含むプロピレンオキサイドを炭素数6〜18のパラフィンを抽出溶媒として抽出蒸留することは、特許文献2で公知である。さらに、水、メタノール、ギ酸メチル、プロピオンアルデヒド、アセトンを含むプロピレンオキサイドを多段精製し、抽剤として炭素数8のアルカンを使用する方法は特許文献3で公知である。 A method for obtaining propylene oxide by reacting an organic peroxide with propylene in the presence of a catalyst is known (patent document). In this case, in addition to the target propylene oxide, alcohols such as water, methanol and ethanol, aldehydes such as acetone, formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde, and hydrocarbons such as propylene, pentane and hexane are by-produced. Therefore, in order to obtain high purity propylene oxide, a purification process for separating and recovering propylene oxide is required. It is well known in Patent Document 2 that propylene oxide containing water, methyl formate, and acetaldehyde as impurities is extracted and distilled using paraffin having 6 to 18 carbon atoms as an extraction solvent. Furthermore, Patent Document 3 discloses a method in which propylene oxide containing water, methanol, methyl formate, propionaldehyde, and acetone is purified in multiple stages and an alkane having 8 carbon atoms is used as an extractant.
かかる現状において、本発明が解決しようとする課題は、触媒の存在下、有機過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、少なくともアルデヒド類を含有する反応液を原料液とし、該原料液からプロピレンオキサイドを分離・回収するプロピレンオキサイドの精製方法であって、高純度のプロピレンオキサイドを効率的にかつ安定的に得ることができるプロピレンオキサイドの精製方法を提供することである。 Under such circumstances, the problem to be solved by the present invention is a reaction liquid obtained by reacting an organic peroxide with propylene in the presence of a catalyst, and a reaction liquid containing at least aldehydes. To provide a method for purifying propylene oxide, which is a raw material liquid, and that separates and recovers propylene oxide from the raw material liquid, and which can efficiently and stably obtain high-purity propylene oxide. It is.
すなわち、本発明は、触媒の存在下、有機過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、少なくともアルデヒド類を含有する反応液を原料液とし、該原料液からプロピレンオキサイドを分離・回収するプロピレンオキサイドの精製方法であって、下記の工程を含むプロピレンオキサイドの精製方法に係るものである。
第一工程:原料液を蒸留塔に付し、プロピレンオキサイドより沸点が高いアルデヒド類を含む塔底留分に分離する工程
第二工程:第一工程の塔頂留分を炭素数7〜10の炭化水素を抽剤とする抽出蒸留に付し、水、アルデヒド類のほとんどを含む塔頂留分と、プロピレンオキサイド、抽剤を含む塔底留分に分離する工程
第三工程:第二工程で得た塔底留分をプロピレンオキサイドを含む塔頂留分と抽剤を含む塔底留分に分離する工程
第四工程:第三工程で得た塔頂留分を蒸留塔に付し、プロピレンオキサイドより沸点が低いアルデヒド類を含む塔頂留分とプロピレンオキサイドからなる塔底留分に分離する工程
That is, the present invention provides a reaction liquid obtained by reacting an organic peroxide and propylene in the presence of a catalyst, and a reaction liquid containing at least aldehydes is used as a raw material liquid. This is a method for purifying propylene oxide for separating and recovering propylene oxide, and relates to a method for purifying propylene oxide including the following steps.
1st process: The process which attaches a raw material liquid to a distillation tower, and isolate | separates it into the tower bottom fraction containing aldehydes whose boiling point is higher than propylene oxide The 2nd process: C7-C10 A process of subjecting it to extractive distillation using hydrocarbons as an extractant and separating it into a top fraction containing most of water and aldehydes and a bottom fraction containing propylene oxide and an extractant. Third step: In the second step A step of separating the obtained bottom fraction into a top fraction containing propylene oxide and a bottom fraction containing an extractant. Fourth step: The top fraction obtained in the third step is attached to a distillation column, and propylene is added. Separating into a tower top fraction containing aldehydes having a boiling point lower than that of oxide and a tower bottom fraction comprising propylene oxide
本発明により、触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液であって、少なくともアルデヒド類を含有する反応液を原料液とし、該原料液からプロピレンオキサイドを分離・回収するプロピレンオキサイドの精製方法であって、下記の工程を含むプロピレンオキサイドの精製方法であって、高純度のプロピレンオキサイドを効率的かつ安定に得ることができるプロピレンオキサイドの精製方法を提供することができた。 According to the present invention, a reaction liquid obtained by reacting a peroxide with propylene in the presence of a catalyst, wherein a reaction liquid containing at least aldehydes is used as a raw material liquid, and propylene oxide is converted from the raw material liquid. A method for purifying propylene oxide to be separated and recovered, the method for purifying propylene oxide including the following steps, and a method for purifying propylene oxide capable of efficiently and stably obtaining high-purity propylene oxide I was able to.
本発明の精製方法に付される原料液は、触媒の存在下、過酸化物とプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドを得た反応液である。過酸化物としては、過酸化水素、エチルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等があげられる。 The raw material liquid subjected to the purification method of the present invention is a reaction liquid obtained by reacting a peroxide with propylene in the presence of a catalyst to obtain propylene oxide. Examples of the peroxide include hydrogen peroxide, ethylbenzene hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and the like.
過酸化物とプロピレンを反応させる触媒としては、目的物を高収率及び高選択率下に得る観点から、チタン含有珪素酸化物からなる触媒の存在下に実施することが好ましい。これらの触媒は、珪素酸化物と化学的に結合したチタンを含有する、いわゆるチタン−シリカ触媒が好ましい。たとえば、チタン化合物をシリカ担体に担持したもの、共沈法やゾルゲル法で珪素酸化物と複合したもの、あるいはチタンを含むゼオライト化合物などをあげることができる。 The catalyst for reacting the peroxide with propylene is preferably carried out in the presence of a catalyst comprising a titanium-containing silicon oxide from the viewpoint of obtaining the desired product with high yield and high selectivity. These catalysts are preferably so-called titanium-silica catalysts containing titanium chemically bonded to silicon oxide. For example, a titanium compound supported on a silica carrier, a compound compounded with silicon oxide by a coprecipitation method or a sol-gel method, a zeolite compound containing titanium, and the like can be given.
過酸化物とプロピレンを反応させる条件としては、たとえば本発明において、溶媒を用いて液相中で実施できる。溶媒は、反応時の温度及び圧力のもとで液体であり、かつ反応体及び生成物に対して実質的に不活性なものでなければならない。溶媒は使用される過酸化物溶液中に存在する物質からなるものであってよい。たとえば過酸化物がクメンハイドロパーオキサイドである場合、クメンとからなる混合物である場合には、特に溶媒を添加することなく、これを溶媒の代用とすることも可能である。その他、有用な溶媒としては、芳香族の単環式化合物(たとえばベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン)及びアルカン(たとえばオクタン、デカン、ドデカン)、アルコール(メタノール、エタノール)、水などがあげられる。反応温度は一般に0〜200℃であるが、25〜200℃の温度が好ましい。圧力は、反応混合物を液体の状態に保つのに充分な圧力でよい。一般に圧力は100〜10000kPaであることが有利である。反応型式は、スラリー又は固定床の形の触媒を使用して有利に実施できる。大規模な工業的操作の場合には、固定床を用いるのが好ましい。また、回分法、半連続法、連続法等によって実施できる。また、プロピレンオキサイド収率を高収率で行うために、プロピレンを供給される過酸化物の等量より過剰に使用することが好ましい。この場合、過剰のプロピレンは、回収後、反応器にリサイクルされる。 As a condition for reacting the peroxide and propylene, for example, in the present invention, the reaction can be carried out in a liquid phase using a solvent. The solvent must be liquid under the temperature and pressure during the reaction and be substantially inert to the reactants and products. The solvent may consist of substances present in the peroxide solution used. For example, when the peroxide is cumene hydroperoxide or a mixture comprising cumene, it is possible to substitute the solvent without adding a solvent. Other useful solvents include aromatic monocyclic compounds (eg benzene, toluene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene) and alkanes (eg octane, decane, dodecane), alcohols (methanol, ethanol), water and the like. . The reaction temperature is generally 0 to 200 ° C, but a temperature of 25 to 200 ° C is preferred. The pressure may be sufficient to keep the reaction mixture in a liquid state. In general, the pressure is advantageously between 100 and 10000 kPa. The reaction mode can be advantageously carried out using a catalyst in the form of a slurry or fixed bed. For large scale industrial operations, it is preferred to use a fixed bed. Moreover, it can implement by a batch method, a semi-continuous method, a continuous method, etc. Moreover, in order to perform a propylene oxide yield with a high yield, it is preferable to use it more than the equivalent of the peroxide supplied with propylene. In this case, excess propylene is recycled to the reactor after recovery.
触媒存在下、過酸化物とプロピレンを反応したあとの反応液には、蟻酸、酢酸等の有機酸、蟻酸メチル、酢酸メチル等のエステル類、水、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、プロピレン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素等の不純物を含有する。 In the presence of a catalyst, the reaction solution after reacting peroxide with propylene includes organic acids such as formic acid and acetic acid, esters such as methyl formate and methyl acetate, alcohols such as water, methanol and ethanol, acetone and formaldehyde And impurities such as aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde, and hydrocarbons such as propylene, pentane and hexane.
本発明で言う第一工程においては、少なくともアルデヒド類を含むプロピレンオキサイド含有液を原料液とし、該原料液を蒸留塔に付し、プロピレンオキサイドより沸点が高い不純物を含む塔底留分とプロピレンオキサイドに分離する。プロピレンオキサイドより沸点が高い不純物としては、有機酸、エステル類、水、プロピオンアルデヒド、メタノール、ヘキサン、ヘプタン等の炭素数6以上の炭化水素があげられる。蒸留塔の操作条件としては、理論段で5〜200段、運転圧力として絶対圧力で0.05から5MPa、温度は0℃〜300℃の間で操作される。 In the first step referred to in the present invention, a propylene oxide-containing liquid containing at least aldehydes is used as a raw material liquid, the raw material liquid is attached to a distillation column, and a bottom fraction containing impurities having a boiling point higher than that of propylene oxide and propylene oxide To separate. Examples of impurities having a boiling point higher than that of propylene oxide include hydrocarbons having 6 or more carbon atoms such as organic acids, esters, water, propionaldehyde, methanol, hexane, and heptane. The operating conditions of the distillation column are 5 to 200 theoretical plates, 0.05 to 5 MPa absolute pressure as the operating pressure, and the temperature is 0 ° C to 300 ° C.
第二工程においては、第一工程で得られる塔頂留分を蒸留塔に付し、更にヘプタン、オクタン等の炭素数7〜10の炭化水素を抽剤として抽出蒸留を行い、水、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、メタノールを塔頂より、塔底よりプロピレンオキサイド、抽剤を分離する。操作条件としては、理論段で5〜200段、運転圧力として絶対圧力で0.05から5MPa、温度は0℃〜300℃の間で操作され、供給する抽剤の量は、供給されるプロピレンオキサイドの重量に対して、重量比で0.1〜20倍の量を供給する。 In the second step, the column top fraction obtained in the first step is attached to a distillation column, and further, extractive distillation is performed using a hydrocarbon having 7 to 10 carbon atoms such as heptane and octane as an extractant, and water, formaldehyde, Acetaldehyde and methanol are separated from the tower top, and propylene oxide and extractant are separated from the tower bottom. The operating conditions are 5 to 200 in the theoretical stage, 0.05 to 5 MPa in absolute pressure as the operating pressure, the temperature is operated between 0 ° C. and 300 ° C., and the amount of the extract to be supplied is the propylene supplied An amount of 0.1 to 20 times the weight ratio of the oxide is supplied.
第三工程においては、第二工程で得られた塔底留分を原料として蒸留塔に供給し、塔頂よりプロピレンオキサイドを、塔底より抽剤を分離する。操作条件としては、理論段で5〜200段、運転圧力として絶対圧力で0.05から5MPa、温度は0℃〜300℃の間で操作される。また、供給されるプロピレンオキサイド中に炭素数6〜10の炭化水素を含む場合は、抽剤としてヘプタン、オクタン等の炭素数7〜10の炭化水素を抽剤として蒸留塔に供給し、抽出蒸留することにより分離除去できる。また、塔底の抽剤は、精製後、第二工程及び/又は第三工程にリサイクルしてもよい。 In the third step, the bottom fraction obtained in the second step is supplied as a raw material to the distillation column, and propylene oxide is separated from the column top, and the extractant is separated from the column bottom. The operating conditions are 5 to 200 in the theoretical stage, 0.05 to 5 MPa in absolute pressure as the operating pressure, and the temperature is operated between 0 ° C and 300 ° C. When the propylene oxide to be supplied contains hydrocarbons having 6 to 10 carbon atoms, hydrocarbons having 7 to 10 carbon atoms such as heptane and octane are supplied as extractants to the distillation tower and extracted and distilled. Can be separated and removed. Further, the extractant at the bottom of the column may be recycled to the second step and / or the third step after purification.
第四工程においては、第二工程で除去できなかったホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピレン、ブタン、ペンタン等の炭素数3〜5の炭化水素を蒸留塔で除去する工程であり、塔頂より第二工程で除去できなかったホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピレン、ブタン、ペンタン等の炭素数3〜5の炭化水素を塔底よりプロピレンオキサイドを分離する。操作条件としては、理論段で5〜200段、運転圧力として絶対圧力で0.05から5MPa、温度は0℃〜300℃の間で操作される。 The fourth step is a step of removing hydrocarbons having 3 to 5 carbon atoms such as formaldehyde, acetaldehyde, propylene, butane, pentane, etc. that could not be removed in the second step with a distillation column. Propylene oxide is separated from the bottom of a hydrocarbon having 3 to 5 carbon atoms such as formaldehyde, acetaldehyde, propylene, butane, pentane and the like that could not be removed. The operating conditions are 5 to 200 in the theoretical stage, 0.05 to 5 MPa in absolute pressure as the operating pressure, and the temperature is operated between 0 ° C and 300 ° C.
本発明者は、上記操作を行う事により、プロピレンオキサイドの損失を最低限に抑制し、かつ安定的にプロピレンオキサイドを精製する方法を見出した。たとえば、第四工程を最初に操作を行うと、高濃度のアルデヒド類を塔頂に濃縮し、アルデヒド類が重質化することにより、塔オーバーヘッド配管や機器を閉塞させ、安定運転が困難となる。さらに、これら閉塞を抑制するため、プロピレンオキサイドの損失を犠牲にして除去しなければならず、非常に不経済な運転となる。従って、あらかじめ、第一工程、第二工程でアルデヒド類を水やメタノール存在下の状態で粗分離しておき、最後に製品規格まで第四工程で除去する事により、プロピレンオキサイドの損失を最低限に抑制し、安定的にプロピレンオキサイドを精製する事ができる。
The present inventor has found a method for purifying propylene oxide stably by minimizing the loss of propylene oxide by performing the above-described operation. For example, when the fourth step is operated first, high-concentration aldehydes are concentrated at the top of the tower, and the aldehydes become heavier, thereby blocking tower overhead piping and equipment and making stable operation difficult. . Furthermore, in order to suppress these blockages, it must be removed at the expense of the loss of propylene oxide, resulting in a very uneconomic operation. Therefore, by preliminarily separating aldehydes in the presence of water and methanol in the first step and the second step in advance, and finally removing them in the fourth step up to the product standard, the loss of propylene oxide is minimized. The propylene oxide can be stably purified.
Claims (2)
第一工程:原料液を蒸留塔に付し、プロピレンオキサイドより沸点が高いアルデヒド類を含む塔底留分に分離する工程
第二工程:第一工程の塔頂留分を炭素数7〜10の炭化水素を抽剤とする抽出蒸留に付し、水、アルデヒド類のほとんどを含む塔頂留分と、プロピレンオキサイド、抽剤を含む塔底留分に分離する工程
第三工程:第二工程で得た塔底留分をプロピレンオキサイドを含む塔頂留分と抽剤を含む塔底留分に分離する工程
第四工程:第三工程で得た塔頂留分を蒸留塔に付し、プロピレンオキサイドより沸点が低いアルデヒド類を含む塔頂留分とプロピレンオキサイドからなる塔底留分に分離する工程 A reaction liquid obtained by reacting an organic peroxide with propylene in the presence of a catalyst, wherein the reaction liquid containing at least aldehydes is used as a raw material liquid, and propylene oxide is separated and recovered from the raw material liquid. A method for purifying propylene oxide, comprising the following steps.
1st process: The process which attaches a raw material liquid to a distillation tower, and isolate | separates it into the tower bottom fraction containing aldehydes whose boiling point is higher than propylene oxide The 2nd process: C7-C10 A process of subjecting it to extractive distillation using hydrocarbons as an extractant and separating it into a top fraction containing most of water and aldehydes and a bottom fraction containing propylene oxide and an extractant. Third step: In the second step A step of separating the obtained bottom fraction into a top fraction containing propylene oxide and a bottom fraction containing an extractant. Fourth step: The top fraction obtained in the third step is attached to a distillation column, and propylene is added. Separating into a tower top fraction containing aldehydes having a boiling point lower than that of oxide and a tower bottom fraction comprising propylene oxide
The method for purifying propylene oxide according to claim 1, wherein the organic peroxide is cumene hydroperoxide.
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WO2020075417A1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | 住友化学株式会社 | Propylene oxide purification system and method for producing propylene oxide |
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