JP2007099690A

JP2007099690A - Ｎ−メチル−２−ピロリドンの精製方法。

Info

Publication number: JP2007099690A
Application number: JP2005292029A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Matsushita; 竜二松下; Osamu Moriya; 修守谷
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2007-04-19

Abstract

【課題】過酸化物の生成を抑制すると共に、無機塩による閉塞を起こすことなく、無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を蒸留して高回収率でＮ−メチル−２−ピロリドンを蒸留精製する方法を提供する。
【解決手段】本発明の無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドンの精製方法は、無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を、掻き取り式薄膜蒸発器を用いて蒸留してＮ−メチル−２−ピロリドンを分離することを特徴とし、その際に、蒸発器の器底温度を５０〜１５０℃で行うことが好ましく、さらに、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物を添加して行うことが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、Ｎ−メチル−２−ピロリドンの精製方法に関する。詳しくは、無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を蒸留して精製する方法に関する。

Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと称することがある。）は、溶剤、洗浄剤等として広く使用されている。例えば、レゾルシンと２，６−ジクロロベンゾニトリルからポリシアノアリールエーテルを製造する際に重合溶媒として使用し、洗浄等に使用した水と共に、ＮＭＰ３７．０重量％、水６２．１重量％および無機塩０．９重量％からなるＮＭＰ水溶液として回収され、これを蒸留塔で蒸留して水を分離し、塔底から無機塩を含有するＮＭＰ溶液を得ている（特許文献１参照。）。

一方、ＮＭＰは酸素に接触すると過酸化物が生成し、蒸留等の加熱条件下で生成が顕著になり、爆発等の危険が生じる可能性がある。過酸化物の生成を抑制してＮＭＰを蒸留して精製する方法として、実験で求めた、過酸化物濃度と蒸留塔の塔底温度との特定の関係式および留出割合と滞留時間、塔底温度との特定の関係式を満足するように蒸留塔を用いて蒸留する方法（特許文献２参照。）、充填塔、棚段塔を用いてアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物を添加して蒸留する方法（特許文献３参照。）が知られている。
しかしながら、無機塩を含有するＮＭＰ溶液を蒸留する場合には、過酸化物の生成と共に、回収率を上げると無機塩が析出し、閉塞を起こしたり、伝熱が低下したりするといった問題を有している。
特開平３−２８１５３１号公報特開平８−２７１０５号公報特開２００４−２８４９５８号公報

本発明の目的は、過酸化物の生成を抑制すると共に、無機塩による閉塞を起こすことなく、無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を蒸留して高回収率でＮ−メチル−２−ピロリドンを精製する方法を提供することにある。

本発明者らはかかる課題を解決するために、無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液の精製方法について鋭意検討した結果、無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を掻き取り式薄膜蒸発器を用いて蒸留することによって、滞留時間を短くして過酸化物の発生を抑制し、無機塩の析出による閉塞や、伝熱の低下を無くし、高回収率でＮ−メチル−２−ピロリドンを分離できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を、掻き取り式薄膜蒸発器を用いて蒸留してＮ−メチル−２−ピロリドンを分離することを特徴とするＮ−メチル−２−ピロリドンの精製方法である。

無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液から、過酸化物の発生を抑制し、無機塩の析出による閉塞や、伝熱の低下を無くし、高回収率でＮ−メチル−２−ピロリドンを分離することができる。

本発明における無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液の由来は特に限定されるものではないが、通常、溶媒として使用し、洗浄等に使用した水と共に回収された無機塩を含有するＮＭＰの水溶液から水を蒸留して除いた溶液等である。無機塩としては、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられる。
無機塩を含有するＮＭＰ溶液には、残存する水分、中和等に使用された酸またはアルカリ、有機物を含んでいても良い。

使用する掻き取り式薄膜蒸発器は、薄膜蒸発器の円筒状の蒸発面内に回転羽根を有し、回転羽根の先端部が蒸発面に接触し、蒸発面の付着物を掻き取る方式の蒸発器であり、例えば、ハイエバオレーター（櫻製作所製）として市販されている。

本発明において、蒸発器の器底温度を約５０〜１５０℃、好ましくは約８０〜１３０℃で、必要により減圧下に行う。
滞留時間は、約１０分以内、好ましくは約５分以内とする。この掻き取り式薄膜蒸発器を用いて、通常の蒸留操作を行えば、この滞留時間は達成される。
過酸化物の生成を抑制する観点から、上記の範囲で出来るだけ低い温度、短い滞留時間で蒸留するのが好ましい。
蒸発器から蒸発する蒸気を凝縮して精製されたＮＭＰが得られ、蒸発器の器底からは、ＮＭＰ、高沸点物および無機塩を含む固体状の物質が得られる。

上記の方法で無機塩を含有するＮＭＰ溶液を蒸留することによって、過酸化物の生成を抑制し、かつ無機塩の析出による閉塞や伝熱低下を起こすことなく、ＮＭＰを精製することができるが、無機塩を含有するＮＭＰ溶液にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物を添加して行うと、より過酸化物の生成が抑制されるので好ましい。アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物の添加量は、ＮＭＰ溶液の約０．０５〜０．３重量％、好ましくは約０．１〜０．２重量％である。この水酸化物は、通常、水溶液として添加される。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
なお、過酸化物濃度の測定は、ヨウ素滴定法で行った。

実施例１
掻き取り式蒸発器（直径５５ｍｍφ、伝熱面積０．０４ｍ^２）を用い、窒素ガスを流しながら、塩化カルシウムを含有するＮＭＰ溶液（ＣａＣｌ_２：３．３重量％、ＮＭＰ：９６．５５重量％、過酸化物：２０ｐｐｍ）を平均１０８ｇ／分で供給し、器底温度１５０℃で連続蒸留を行った。滞留時間は約１分であった。ＮＭＰの留出量は平均９０ｇ／分で回収率は８６％であった。得られたＮＭＰ中の過酸化物濃度は５０ｐｐｍであった。
器底からは固体状の物質が得られた。

実施例２
塩化カルシウムを含有するＮＭＰ溶液に水酸化ナトリウムを添加（ＮＭＰ溶液の０．１５重量％）した溶液を供給した以外は実施例１と同様に連続蒸留を行った。滞留時間は約１分であった。ＮＭＰの留出量は平均９０ｇ／分で回収率は８６％であった。得られたＮＭＰ中の過酸化物濃度は１０ｐｐｍ以下であった。

比較例１
充填塔（理論段数：１０段、塔径３０ｍｍ、缶容積３０００ｍｌ）に、実施例１と同じ塩化カルシウムを含有するＮＭＰ溶液を３０００ｇ仕込み、窒素ガスを流しながら塔底温度１２５〜１３０℃で回分蒸留を６時間行った。ＮＭＰの留出量は１８００ｇで回収率は６２％であった。得られたＮＭＰ中の過酸化物濃度は１３０ｐｐｍであった。

Claims

無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を、掻き取り式薄膜蒸発器を用いて蒸留してＮ−メチル−２−ピロリドンを分離することを特徴とするＮ−メチル−２−ピロリドンの精製方法。
蒸発器の器底温度を５０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１記載の精製方法。
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物を添加して行うことを特徴とする請求項１記載の精製方法。
無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン溶液が、無機塩を含有するＮ−メチル−２−ピロリドン水溶液を蒸留して水を除いて得られる溶液であることを特徴とする請求項１記載の精製方法。