JP2006160611A - モノクロルベンゼンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得るモノクロルベンゼンの製造方法であって、ベンゼンから高収率でモノクロルベンゼンを得るという優れた特徴を有するモノクロルベンゼンの製造方法を提供する。
【解決手段】 ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得るモノクロルベンゼンの製造方法であって、原料として供給する塩素／ベンゼンのモル比が１／５．２〜１／２０．０であるモノクロルベンゼンの製造方法。反応は、ベンゼン液相中に塩素（液体、気体いずれでも良い）を反応させ実施される。反応温度は２５〜１００℃であり、反応圧力は減圧、常圧、加圧いずれでもよいが、通常は常圧である。反応には触媒として鉄粉、塩化第二鉄、ヨウ素、塩化アルミニウム、五塩化アンチモン、各種金属塩化物などのルイス酸、ゼオライト、シリカアルミナ等の固体酸を用いることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モノクロルベンゼンの製造方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得るモノクロルベンゼンの製造方法であって、ベンゼンから高収率でモノクロルベンゼンを得るという優れた特徴を有するモノクロルベンゼンの製造方法に関するものである。

ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得る方法は公知である（たとえば、特許文献１、特許文献１、非特許文献１参照。）。

ところが、従来の技術においては、ベンゼンから高収率でモノクロルベンゼンを得ることができなかったという問題があった。

米国特許第３１２８２４０号明細書 特公昭５０−３４０１０ ハイドロカーボン プロセッシング ５２巻１２号 ７３〜８９ページ

かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得るモノクロルベンゼンの製造方法であって、ベンゼンから高収率でモノクロルベンゼンを得るという優れた特徴を有するモノクロルベンゼンの製造方法を提供する点にある。

すなわち、本発明は、ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得るモノクロルベンゼンの製造方法であって、原料として供給する塩素／ベンゼンのモル比が１／５．２〜１／２０．０であるモノクロルベンゼンの製造方法に係るものである。

本発明により、ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得るモノクロルベンゼンの製造方法であって、ベンゼンから高収率でモノクロルベンゼンを得るという優れた特徴を有するモノクロルベンゼンの製造方法を提供することができる。

ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得る方法については、特に制限はなく、公知の方法を使用することができる。具体的な方法の例を示すと、次のとおりである。反応は、ベンゼン液相中に塩素（液体、気体いずれでも良い）を反応させ実施される。反応温度は２５〜１００℃であり、反応圧力は減圧、常圧、加圧いずれでもよいが、通常は常圧である。反応には触媒として鉄粉、塩化第二鉄、ヨウ素、塩化アルミニウム、五塩化アンチモン、各種金属塩化物などのルイス酸、ゼオライト、シリカアルミナ等の固体酸を用いることができる。

本発明においては、原料として供給する塩素／ベンゼンのモル比が１／５．２〜１／２０.０であることが必要であり、好ましくは１／５.５〜１／１５.０であり、最も好ましくは１／６.０〜１／１０.０である。該比が過大であるとクロルベンゼン以外のベンゼン塩素化物が増大し、一方該比が過小であるとベンゼン反応率が大幅低下する。

ベンゼンと塩素を反応させた場合、モノクロルベンゼン以外のベンゼン塩素化物が副生する。モノクロルベンゼン以外のベンゼン塩素化物としては、１，２−、１,３−、又は１,４−ジクロルベンゼン等を例示することができる。本発明においては、ベンゼンと塩素を反応させて得られるモノクロルベンゼンを高収率で得る為には反応ベンゼン中のモノクロルベンゼンを含むベンゼン塩素化物の含有率が１．０モル％以下であることが好ましい。該含有率が過大であると反応して得られるモノクロルベンゼンの収率低下となる。ベンゼンと塩素を反応させる際に反応ベンゼンのベンゼン塩素化物の含有率を上記の範囲に入るようにするには、たとえばベンゼンと塩素を反応させて得られる未反応ベンゼンとモノクロルベンゼンを含むベンゼン塩素化物の反応混合物をベンゼン／塩素化ベンゼン分離工程に供し未反応ベンゼンを分離する際、ベンゼン中のモノクロルベンゼンを含むベンゼン塩素化物の濃度を１．０モル％以下になる様に分離し分離されたベンゼンを塩素化工程に供すればよい。

本発明においては、ベンゼンと塩素を反応させて得られる反応混合物からベンゼンを主とする部分を分離・回収し、該ベンゼンを主とする部分を、直接又は間接に、塩素と反応させてモノクロルベンゼンを得る原料にリサイクル使用することが好ましい。こうすることにより、ベンゼンと塩素を反応させる際、ベンゼンの反応率を低く設定してもベンゼンを有効に使用出来るという効果を得ることができる。

ベンゼン塩素化反応の生成物は、生成塩化水素や、除熱のために蒸発したベンゼンを主成分とするガス状生成物と、液状生成物があり、ガス状生成物は下記の塩化水素／ベンゼン分離工程へ、液状生成物は下記のベンゼン／ベンゼン塩素化物分離工程に送られることが好ましい。
塩化水素／ベンゼン分離工程：ガス状の生成物である塩化水素とベンゼンの混合物より、塩化水素ガスを主として含む部分と、ベンゼンを主として含む部分に分離し、ベンゼンを主として含む部分を直接的、または間接的に塩素化工程にリサイクルする工程
ベンゼン／ベンゼン塩素化物分離工程：ベンゼンと、塩素化生成物であるベンゼン塩素化物を分離し、ベンゼンは、塩素化工程にリサイクルする工程

ガス状生成物は、主にベンゼンと副生塩化水素からなるが、冷却してベンゼンを一部凝縮してもよい。冷却温度としては、６℃以上が好ましい。

液状生成物は、未反応ベンゼンと生成物のベンゼン塩素化物からなるが、溶存塩化水素や触媒の除去のため、中和操作をしてもよい。

ベンゼンと、ベンゼン塩素化物の分離は、蒸留によって行われる。

塩素化生成物のガス状生成物で、ベンゼン／ベンゼン塩素化物分離工程で凝縮されなかった塩化水素、ベンゼン成分は、さらに塩化水素／ベンゼン分離工程に送られることが好ましい。

ガス状生成物は、さらに加圧下で、ベンゼンを凝縮させ、蒸留して分離することもできる。

塩化水素中のベンゼンは、さらに他の溶媒等で吸収させて除去することもできる。塩化水素中のベンゼン、さらにはベンゼンを吸収させるために用いた溶媒等は、活性炭等で吸着分離することもできる。

回収したベンゼン成分は、直接的、またはベンゼン／ベンゼン塩素化物分離工程を経て間接的に塩素化工程にリサイクルできる。

本発明で得られるモノクロルベンゼンはフェノールの製造原料として使用することができる。

次に本発明を実施例により説明する。
実施例１
ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得た。反応は、液相のベンゼン中に塩素を吹き込む方式とし、反応温度８６℃、反応圧力０．１５ＭＰａとした。反応には触媒として塩化第２鉄を用いた。原料として供給する塩素／ベンゼンのモル比は１／７．３とした。反応混合物から取り出したベンゼン塩素化物中のモノクロルベンゼン以外のベンゼン塩素化物の含有率は０．４８モル％（ベンゼンからのモノクロルベンゼン収率９９.５２モル％）であった。本実施例のフローと物質収支を図１と表１に示す。

本発明を実施するフローの例である。

符号の説明

Ａ 塩素化工程
Ｂ モノクロルベンゼン／ベンゼン分離工程
Ｃ 塩化水素／ベンゼン分離工程
１〜９は表１の流体番号に対応する。

Claims (4)

1. ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得るモノクロルベンゼンの製造方法であって、原料として供給する塩素／ベンゼンのモル比が１／５．２〜１／２０．０であるモノクロルベンゼンの製造方法。
2. ベンゼンと塩素を反応させてモノクロルベンゼンを得る際塩素化されるベンゼン中のモノクロルべンゼンを含むベンゼン塩素化物の含有率が１．０モル％以下である請求項１記載の製造方法。
3. ベンゼンと塩素を反応させて得られる反応混合物からベンゼンを主とする部分を分離・回収し、該ベンゼンを主とする部分を、直接又は間接に、塩素と反応させてモノクロルベンゼンを得る原料にリサイクル使用する請求項１記載の製造方法。
4. 得られるモノクロルベンゼンがフェノール製造原料である請求項１記載の製造方法。

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