JP2010523704A - ポリヒドロキシ脂肪族炭化水素化合物の塩化水素処理中の蒸気相精製の方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
(a)液相反応混合物は、塩化水素処理条件下で最も低い沸点を有するクロロヒドリン生成物の沸点より低くかつ前記少なくとも1種の不純物の沸点より高い温度に維持され、そして
(b)前記少なくとも1種の不純物を含む蒸気相ガス抜き流れが、液相反応混合物から取り除かれることを特徴とする方法。
(1)少なくともポリヒドロキシ脂肪族炭化水素化合物および/またはそのエステルおよび/またはモノクロロヒドリンおよび/またはそのエステルを含む液体反応混合物の中に、少なくとも1種の塩素化剤を含む塩素化剤供給原料流れを導入するのに適した少なくとも1つの反応器、および
(2)少なくとも1つの反応器へ再循環するために塩素化剤を回収するための少なくとも1つの気液接触装置
を含むクロロヒドリンを製造するための装置であって、
少なくとも1つの反応器(1)は、反応器(1)内の蒸気相から不純物を取り除くための少なくとも1つのガス抜きを有し、
前記少なくとも1つの接触装置(2)は、塩素化剤と結合したまたは反応した液体の気体洗浄剤を含む流れを前記少なくとも1つの反応器へ導くことために、少なくとも1つの反応器に接続され、そして
少なくとも1つのガス抜きは、前記少なくとも1つの反応器(1)から、蒸気相ガス抜き流れから塩素化剤を取り除くために蒸気相ガス抜き流れを気体洗浄剤と接触するための少なくとも1つの接触装置(2)に、蒸気相ガス抜き流れを導くために、少なくとも1つの接触装置(2)に接続され、および/または
少なくとも1つの反応器(1)は、塩素化された液体の気体洗浄剤流出液を反応混合物の中に導入するために、少なくとも1つの接触装置(2)から少なくとも1つの反応器(1)に塩素化された液体の気体洗浄剤流出液を導くことために、少なくとも1つの接触装置(2)に接続されている
ことを特徴とする装置。
ここで用いるときは、用語「ポリヒドロキシ脂肪族炭化水素化合物(multihydroxylated-aliphatic hydrocarbon compound)」(以下「MAHC」と略す。)とは、2個の別個の隣接炭素原子に共有結合で結合した少なくとも2個のヒドロキシル基を含有し、エーテル結合基を含有しない化合物をいう。それらは、各々OH基を有する少なくとも2個のsp3混成炭素を含有する。MAHCとしては、任意の隣接ジオール(1,2−ジオール)またはトリオール(1,2,3−トリオール)含有炭化水素が挙げられるが、より多くの近接または隣接反復単位を含むものでもよい。MAHCの定義は、また、たとえば1種以上の1,3−、1,4−、1,5−および1,6−ジオール官能基をも含む。たとえば、ジェミナルジオールはこのMAHCの分類から除かれる。
塩化水素処理は、当技術分野においてよく知られた任意の塩化水素処理プロセスによって行うことができる。たとえば、独国特許発明第197308号明細書は、無水塩化水素によるグリセリンの触媒塩化水素処理によってクロロヒドリンを調製するプロセスを教示している。国際公開第2005/021476号は、カルボン酸の触媒作用により気体の塩化水素でグリセリンおよび/またはモノクロロプロパンジオールを塩化水素処理することによってジクロロプロパノールを調製するための連続プロセスを開示している。国際公開第2006/020234号は、実質的に水を除去せずに、有機酸触媒の存在下において、MAHC、MAHCのエステルまたはそれらの混合物を超大気圧分圧の塩化水素源と接触させて、クロロヒドリン、クロロヒドリンのエステルまたはそれらの混合物を生成する工程を含む、グリセロールまたはそのエステルまたはそれらの混合物をクロロヒドリンに転化するプロセスについて記載している。上記の文献は、上記開示に関して引用によってここに組み込まれる。
反応容器に導入される塩素化剤の供給流量は、蒸気相ガス抜き流れ中の塩素化剤の流量よりも好ましくは1%以上多く、より好ましくは少なくとも4倍、さらに好ましくは少なくとも10倍である。
(c)蒸気相ガス抜き流れを、塩素化剤を吸着するまたは塩素化剤と反応することができる液体の気体洗浄剤と接触させて、蒸気相ガス抜き流れから塩素化剤を除去する工程、または
(c′)塩素化剤供給原料流れを、塩素化剤を吸着するまたは塩素化剤と反応することができる液体の気体洗浄剤と接触させて、塩素化剤供給原料流れから塩素化剤を除去する工程、および所望により
(d)気体洗浄剤の少なくとも一部を、工程(c)または(c′)の後に、塩化水素処理反応に導入する工程。
この実施例は、図2に示された本発明に従って行なわれた方法を例証する。この実施例は、商業的に利用できるソフトウェアならびに主要な成分の所有権のある物性、熱力学および反応速度論モデルを使用して、本発明を模擬実験することによって作られた。
この実施例は、図3に示されるような本発明に従って行なわれた方法を例証する。この実施例は、商業的に利用できるソフトウェアならびに主要な成分の所有権のある物性、熱力学および反応速度論モデルを使用して、本発明を模擬実験することによって作られた。
この実施例は、図4に示されるような本発明に従って行なわれた方法を例証する。この実施例は、商業的に利用できるソフトウェアならびに主要な成分の所有権のある物性、熱力学および反応速度論モデルを使用して、本発明を模擬実験することによって作られた。
この実施例は、図5に示されるような本発明に従って行なわれた方法を例証する。この実施例は、商業的に利用できるソフトウェアならびに主要な成分の所有権のある物性、熱力学および反応速度論モデルを使用して、本発明を模擬実験することによって作られた。
実施例5は、図3、4および5に示されるような本発明に記載されたHCl吸収装置の性能を例証する。
実施例6は、図3、4および5に示されるような本発明で記載されたHCl吸収装置の性能を例証する。
Claims (60)
- ポリヒドロキシ脂肪族炭化水素化合物および/またはそのエステルおよび/またはモノクロロヒドリンおよび/またはそのエステルの1種以上を含む液相反応混合物を、少なくとも1種の塩素化剤および塩化水素処理条件下で最も低い沸点を有するクロロヒドリン生成物の沸点よりも低い沸点を有する少なくとも1種の不純物を含む少なくとも1つの塩素化剤供給原料流れと、所望により、水、1種以上の触媒および/または1種以上の重質副生成物の存在下に、反応容器の中で、塩化水素処理条件下で接触させる工程を含むクロロヒドリンを製造する方法であって、
(c)液相反応混合物は、塩化水素処理条件下で最も低い沸点を有するクロロヒドリン生成物の沸点より低くかつ前記少なくとも1種の不純物の沸点より高い温度に維持され、そして
(d)前記少なくとも1種の不純物を含む蒸気相ガス抜き流れが、液相反応混合物から取り除かれることを特徴とする方法。 - 前記少なくとも1種の不純物が、塩化水素処理条件下で反応混合物と反応しない1種以上の蒸気を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 塩素化剤供給原料流れが、クロロヒドリン以外の物質の製造の副生成物を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 塩素化剤供給原料流れは、ホスゲンが反応物の1つである化学反応の副生成物を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化剤流れが、トルエンジイソシアナート、メチレンジ(フェニルイソシアナート)および/または重合したメチレンジ(フェニルイソシアナート)の製造の副生成物を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化剤供給原料流れは、エチレンまたはプロピレンが反応物の1つである化学反応または一連の化学反応の副生成物を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化剤供給原料流れが、1,3−ジクロロプロペンと塩化アリルの同時製造の副生成物を含むことを特徴とする請求項1〜3および6のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化剤供給原料流れが、塩化エチレンが反応物の1つである化学反応の副生成物を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化剤供給原料流れが、塩化ビニルの製造の副生成物を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化剤供給原料流れは、塩素化炭化水素と水素の反応生成物を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1種の不純物が、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、ホスゲン、塩素化された有機化合物、水素、塩素、水、アミン、アンモニア、メタノール、脂肪族炭化水素化合物、もしくはオレフィン炭化水素化合物、またはそれらの組合わせを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化源が塩化水素であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 反応工程が、クロロヒドリン、クロロヒドリンのエステルまたはそれらの混合物を生成させるために、ポリヒドロキシ脂肪族炭化水素、ポリヒドロキシ脂肪族炭化水素のエステルまたはそれらの混合物を、超大気圧分圧の塩化水素源と、触媒の存在下に接触させることによって起こり、該接触させる工程が実質的に水を除去しないで行なわれることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 反応工程および吸収工程への供給原料流れの1つ以上は、HClの分圧が大気圧を超えることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化剤供給原料流れが、クロロヒドリンまたは塩化水素処理条件下でクロロヒドリンを生成するために用いられる反応物と反応しない不純物を含有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化剤供給原料流れが、蒸気相で反応混合物の中に導入されることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
- 塩素化剤が塩化水素を含むことを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。
- 反応容器の中に導入される塩素化剤の分圧が、蒸気相ガス抜き流れ中の塩素化剤の分圧より高いことを特徴とする請求項16または17に記載の方法。
- 反応容器の中に導入される塩素化剤の供給流量が、蒸気相ガス抜き流れ中の塩素化剤の流量よりも1%超大きいことを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 反応容器の中に導入される塩素化剤の供給流量が、蒸気相ガス抜き流れ中の塩素化剤の流量の4倍を超えることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。
- 反応容器の中に導入される塩素化剤の供給流量が、蒸気相ガス抜き流れ中の塩素化剤の流量の10倍を超えることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の方法。
- (c)蒸気相ガス抜き流れから塩素化剤を除去するために、蒸気相ガス抜き流れが、塩素化剤を吸着するまたは塩素化剤と反応することができる液体の気体洗浄剤と接触させられる、または
(c′)塩素化剤供給原料流れから塩素化剤を除去するために、塩素化剤供給原料流れが、塩素化剤を吸着するまたは塩素化剤と反応することができる液体の気体洗浄剤と接触させられる
ことを特徴とする請求項1〜21のいずれか1項に記載の方法。 - 工程(c)の気体洗浄剤が溶媒を含むことを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 溶媒が、少なくとも1種のアルコール、ハロゲン化液体、エーテル、もしくは飽和炭化水素、またはそれらの混合物を含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 気体洗浄剤が、蒸気相ガス抜き流れからの塩素化剤と反応して、クロロヒドリンを形成することができることを特徴とする請求項22〜24のいずれか1項に記載の方法。
- 気体洗浄剤が少なくとも1種のポリヒドロキシ脂肪族炭化水素化合物および/またはそのエステルを含むことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 気体洗浄剤が少なくとも1種のモノクロロヒドリンまたはそのエステルを含むことを特徴とする請求項25または26に記載の方法。
- 気体洗浄剤が、反応混合物に含有された、少なくとも1種のポリヒドロキシ脂肪族炭化水素および/またはモノクロロヒドリン、および/またはそれらのエステルを含むことを特徴とする請求項25〜27のいずれか1項に記載の方法。
- 反応混合物が反応容器から取り出され、反応混合物中の塩素化剤およびジクロロヒドリンの少なくともいくらかが1つ以上の単位操作で反応混合物から取り除かれ、反応混合物中の塩素化剤およびジクロロヒドリンの少なくともいくらかが1つ以上の単位操作で反応混合物から取り除かれ、そして塩素化剤およびジクロロヒドリンの一部が取り除かれた反応混合物の残りが気体洗浄剤として使用されることを特徴とする請求項22〜28のいずれか1項に記載の方法。
- 液体の気体洗浄剤が少なくとも1種の触媒またはそのエステルを含むことを特徴とする請求項22〜29のいずれか1項に記載の方法。
- 気体洗浄剤が、蒸気相ガス抜き流れまたは塩素化剤供給原料流れに対して向流方向に流れる供給原料流れとして導入されることを特徴とする請求項22〜30のいずれか1項に記載の方法。
- 前記接触が反応蒸留によって行なわれることを特徴とする請求項22〜31のいずれか1項に記載の方法。
- 反応容器が、連続撹拌槽型反応器、管型反応器、円筒型反応器、気泡塔反応器、充填塔、段塔、噴霧塔、ベンチュリー抽出器、熱交換器、流下薄膜接触装置またはそれらの任意の組合わせであることを特徴とする請求項1〜32のいずれか1項に記載の方法。
- (d)気体洗浄剤の少なくとも一部が、工程(c)または(c′)の後に、塩化水素処理反応の中に導入される
ことを特徴とする請求項22〜33のいずれか1項に記載の方法。 - 反応容器が蒸気相ガス抜き流れの源であり、そして気液接触装置からの塩素化された液体の気体洗浄剤流出液の少なくとも一部が、工程(c)の気液接触装置のための蒸気相ガス抜き流れの源である反応容器の中に導入されることを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 蒸気相ガス抜き流れの源が連続撹拌槽型反応器であることを特徴とする請求項34または35に記載の方法。
- 蒸気相ガス抜き流れの源が気泡塔反応器であることを特徴とする請求項1〜36のいずれか1項に記載の方法。
- 蒸気相ガス抜き流れの源が棚段式蒸留塔反応器であることを特徴とする請求項1〜37のいずれか1項に記載の方法。
- 蒸気相ガス抜き流れの源が、前記少なくとも1つの反応器の下流にあるフラッシュ室であることを特徴とする請求項1〜38のいずれか1項に記載の方法。
- 気体洗浄剤が、蒸気相ガス抜き流れの源である反応容器に接続された少なくとも1つの下流の反応容器の中に導入されることを特徴とする請求項22〜39のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの下流の反応容器が、栓流滞留時間特性を有する少なくとも1つの反応器を含むことを特徴とする請求項40に記載の方法。
- ポリヒドロキシ脂肪族炭化水素化合物がグリセリンを含み、モノクロロヒドリンが3−クロロ−1,2−プロパンジオールおよび/または2−クロロ−1,3−プロパンジオールを含み、そしてジクロロヒドリンが1,3−ジクロロ−2−プロパノールおよび/または2,3−ジクロロ−1−プロパノールを含むことを特徴とする請求項1〜41のいずれか1項に記載の方法。
- 該方法の複数の工程が少なくとも1時間同時にかつ連続的に行なわれることを特徴とする請求項1〜42のいずれか1項に記載の方法。
- (1)少なくともポリヒドロキシ脂肪族炭化水素化合物および/またはそのエステルおよび/またはクロロヒドリンおよび/またはそのエステルを含む液体反応混合物の中に、少なくとも1種の塩素化剤を含む塩素化剤供給原料流れを導入するのに適した少なくとも1つの反応器、および
(2)少なくとも1つの反応器へ再循環するために塩素化剤を回収するための少なくとも1つの気液接触装置
を含むクロロヒドリンを製造する装置であって、
少なくとも1つの反応器(1)は、反応器(1)内の蒸気相から不純物を取り除くための少なくとも1つのガス抜きを有し、
前記少なくとも1つの接触装置(2)は、塩素化剤と結合したまたは反応した液体の気体洗浄剤を含む流れを前記少なくとも1つの反応器へ導くために、少なくとも1つの反応器に接続され、そして
少なくとも1つのガス抜きは、前記少なくとも1つの反応器(1)から、蒸気相ガス抜き流れから塩素化剤を取り除くために蒸気相ガス抜き流れを気体洗浄剤と接触するための少なくとも1つの接触装置(2)に、蒸気相ガス抜き流れを導くために、少なくとも1つの接触装置(2)に接続され、および/または
少なくとも1つの反応器(1)は、塩素化された液体の気体洗浄剤流出液を反応混合物の中に導入するために、少なくとも1つの接触装置(2)から少なくとも1つの反応器(1)に塩素化された液体の気体洗浄剤流出液を導くために、少なくとも1つの接触装置(2)に接続されている
ことを特徴とする装置。 - 少なくとも1つの反応器(1)からの液体反応混合物流出液流れを少なくとも1つの分離容器(3)に導くために少なくとも1つの反応器(1)に接続された、未反応のおよび部分的に反応した反応物から塩素化剤およびジクロロヒドリンの少なくともいくらかを分離するための少なくとも1つの分離容器(3)をさらに含む、請求項44に記載の装置。
- 少なくとも1つの分離容器(3)は、蒸気相ガス抜き流れから塩素化剤を取り除くための液体の気体洗浄剤として使用するために、少なくとも1つの分離容器(3)から塩素化剤およびジクロロヒドリンを分離した後の液体の残りの少なくとも一部を含む流れを少なくとも1つの接触装置(2)に導くために、接触装置(2)に接続されていることを特徴とする請求項45に記載の装置。
- 接触装置(2)が気体洗浄塔を含むことを特徴とする請求項44〜46のいずれか1項に記載の装置。
- 接触装置が流下薄膜吸収装置を含むことを特徴とする請求項44〜47のいずれか1項に記載の装置。
- 接触装置が、流下薄膜吸収装置、熱交換器もしくは気体洗浄塔、またはそれらの任意の組合わせを含むことを特徴とする請求項44〜48のいずれか1項に記載の装置。
- 接触装置(2)が、液体の気体洗浄剤をガス抜きからの蒸気相ガス抜き流れと向流方式で接触させるように構成されていることを特徴とする請求項44〜49のいずれか1項に記載の装置。
- 接触装置(2)が接触装置(2)から熱を取り除くように構成されていることを特徴とする請求項44〜50のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの反応器(1)が連続撹拌槽型反応器を含むことを特徴とする請求項44〜51のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの反応器(1)が気泡塔反応器を含むことを特徴とする請求項44〜52のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの反応器(1)が棚段式蒸留塔反応器を含むことを特徴とする請求項44〜53のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの反応器(1)は、第1の反応器から第2の反応器に反応器流出液を導くために第2の反応器に接続された第1の反応器を含むことを特徴とする請求項44〜54のいずれか1項に記載の装置。
- 第1の反応器のガス抜きは、第1の反応器からの蒸気相ガス抜き流れを少なくとも1つの接触装置(2)に導くために、接触装置(2)に接続され、そして接触装置(2)は、塩素化剤および/または塩素化された化合物と結合したまたは反応した気体洗浄剤を含む流れを第2の反応器へ導くために、第2の反応器に接続されていることを特徴とする請求項55に記載の装置。
- 第1の反応器が連続撹拌槽型反応器であることを特徴とする請求項55または56に記載の装置。
- 第2の反応器が栓流滞留時間特性を有する反応器であることを特徴とする請求項55〜57のいずれか1項に記載の装置。
- 接触装置(2)が、液体の気体洗浄剤を冷却するように、および/またはガス抜きからの蒸気相ガス抜き流れを冷却するように構成された冷却装置を含むことを特徴とする請求項44〜58のいずれか1項に記載の装置。
- 気液接触装置は液体の気体洗浄剤を塩素化するための不純物を含む塩素化剤供給原料流れに接続され、そして少なくとも1つの反応器(1)は、塩素化された液体の気体洗浄剤流出液を反応混合物の中に導入するために、少なくとも1つの接触装置(2)からの塩素化された液体の気体洗浄剤流出液を少なくとも1つの反応器(1)に導くために、少なくとも1つの接触装置(2)に接続されていることを特徴とする請求項44〜59のいずれか1項に記載の装置。
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