JP2011046649A - Method for producing chloroalkane - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a chloroalkane in a high conversion rate and in high selectivity by using compact production facilities in a short process time. <P>SOLUTION: In the method for producing a chloroalkane including performing a dehydrochlorination reaction of a compound represented by the formula C<SB>a</SB>H<SB>b</SB>Cl<SB>c</SB>(wherein a is an integer of 3-5; b and c are each independently an integer of 1 to 2a+1 with the proviso that b+c=2a+2; the carbon molecule chain is a straight chain) to give a reaction product and then performing a chlorination reaction of the reaction product to give a compound represented by the formula C<SB>a</SB>H<SB>b-1</SB>Cl<SB>c+1</SB>(wherein a, b and c are each as shown above), both the dehydrochlorination reaction and the chlorination reaction are carried out in a vapor phase and the reaction mixture after the dehydrochlorination reaction is directly supplied to the chlorination reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、クロロアルカンの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing chloroalkane.

クロロアルカンは、農薬、医薬品、フロン代替材料などの各種製品を製造するための原料ないし中間体として重要である。例えば1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパンは、除草剤として有用なトリクロロアリルジイソプロピルチオカルバメートを製造する際の重要な中間体である。
クロロアルカンの代表的な製造方法としては、オレフィンまたはクロロオレフィンに四塩化炭素を付加して第一のクロロアルカンとし(第一反応)、次いで該第一のクロロアルカンを脱塩化水素してアルケンまたはクロロアルケンとし(第二反応)、さらに該アルケンまたはクロロアルケンに塩素を付加して目的物であるクロロアルカンを得る(第三反応)方法が公知である。
かかる三段階反応において、上記第二反応は気相で、第三反応は液相でそれぞれ行われ(特許文献1)、さらに第二反応の反応生成物は蒸留精製に供して副生物である塩化水素を予め除いておくことが一般的である。そのため、第二反応用の反応器と第三反応用の反応器との間に蒸留塔および中間タンクを設置する必要が生じて大型の製造プラントを要することとなるとともに、蒸留精製に格別の時間を要することとなる。さらに第三反応が液相で行われるため、使用する反応物および触媒を溶媒へ溶解するのに20分程度を要するうえ、第三反応自体が1時間程度の反応時間を要するので、反応効率は著しく低い。
工業的に有用なクロロアルカンを、コンパクトな製造設備を用いて短い工程時間で効率的に製造する方法は従来知られていない。
Chloroalkane is important as a raw material or intermediate for producing various products such as agricultural chemicals, pharmaceuticals, and CFC substitute materials. For example, 1,1,1,2,3-pentachloropropane is an important intermediate in the production of trichloroallyldiisopropylthiocarbamate useful as a herbicide.
As a typical method for producing a chloroalkane, carbon tetrachloride is added to an olefin or chloroolefin to form a first chloroalkane (first reaction), and then the first chloroalkane is dehydrochlorinated to alkene or A method is known in which a chloroalkene is converted (second reaction), and chlorine is further added to the alkene or chloroalkene to obtain a target chloroalkane (third reaction).
In such a three-stage reaction, the second reaction is carried out in the gas phase, the third reaction is carried out in the liquid phase (Patent Document 1), and the reaction product of the second reaction is subjected to distillation purification and is a byproduct, chlorination. It is common to remove hydrogen beforehand. For this reason, it is necessary to install a distillation tower and an intermediate tank between the reactor for the second reaction and the reactor for the third reaction, which requires a large production plant. Will be required. Furthermore, since the third reaction is performed in a liquid phase, it takes about 20 minutes to dissolve the reactants and catalyst to be used in the solvent, and the third reaction itself requires a reaction time of about one hour. Remarkably low.
A method for efficiently producing industrially useful chloroalkanes in a short process time using a compact production facility has not been known.

特公平2−47969号公報Japanese Examined Patent Publication No. 2-47969

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、工業的に有用なクロロアルカンを、コンパクトな製造設備を用いて短い工程時間により、高い転化率および高い選択率で製造する方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to produce industrially useful chloroalkanes with high conversion and high selectivity in a short process time using compact manufacturing equipment. To provide a method.

本発明によれば、本発明の上記課題は、
下記一般式(1)
Cl (1)
(式(1)中、aは3〜5の整数であり、bおよびcは、それぞれ独立に、1〜2a+1の整数であり、ただしb+c=2a+2であり、炭素分子の連鎖は直鎖状である。)
で表される化合物の脱塩化水素反応を行い、次いでその反応生成物の塩素化反応を行って下記一般式(2)
b−1Clc+1 (2)
(式(2)中、a、bおよびcは、それぞれ、上記一般式(1)におけるa、bおよびcと同義である。)
で表される化合物とするクロロアルカンの製造方法において、
上記脱塩化水素化反応および塩素化反応の双方をともに気相で行い、そして
上記脱塩化水素反応後の反応混合物をそのまま上記塩素化反応に供するクロロアルカンの製造方法によって達成される。
According to the present invention, the above problem of the present invention is as follows.
The following general formula (1)
C a H b Cl c (1)
(In formula (1), a is an integer of 3 to 5, b and c are each independently an integer of 1 to 2a + 1, provided that b + c = 2a + 2 and the chain of carbon molecules is linear. is there.)
A dehydrochlorination reaction of the compound represented by the formula (2), followed by a chlorination reaction of the reaction product, the following general formula (2)
C a H b-1 Cl c + 1 (2)
(In the formula (2), a, b and c have the same meanings as a, b and c in the general formula (1), respectively.)
In the method for producing a chloroalkane as a compound represented by
The dehydrochlorination reaction and the chlorination reaction are both carried out in the gas phase, and the reaction mixture after the dehydrochlorination reaction is directly subjected to the chlorination reaction.

本発明によれば、工業的に有用なクロロアルカンを、第二反応用の反応器と第三反応用の反応器との間に蒸留塔および中間タンクを要しないコンパクトな製造設備を用いて短い工程時間により、高い転化率および高い選択率で効率的に製造する方法が提供される。   According to the present invention, industrially useful chloroalkanes can be shortened using a compact production facility that does not require a distillation column and an intermediate tank between the reactor for the second reaction and the reactor for the third reaction. The process time provides a method of efficiently producing with high conversion and high selectivity.

本発明のクロロアルカンの製造方法は、
上記一般式(1)で表される化合物の脱塩化水素反応を行い、次いでその反応生成物の塩素化反応を行って上記一般式(2)で表される化合物とするクロロアルカンの製造方法において、
上記脱塩化水素化反応および塩素化反応の双方をともに気相で行い、そして
上記脱塩化水素反応後の反応混合物をそのまま上記塩素化反応に供する
ことを特徴とする。
以下、本発明について詳細に説明する。
The method for producing a chloroalkane of the present invention comprises:
In the method for producing a chloroalkane, the dehydrochlorination reaction of the compound represented by the general formula (1) is performed, and then the chlorination reaction of the reaction product is performed to obtain the compound represented by the general formula (2). ,
Both the dehydrochlorination reaction and the chlorination reaction are carried out in the gas phase, and the reaction mixture after the dehydrochlorination reaction is directly subjected to the chlorination reaction.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

<脱塩化水素化反応>
本発明のクロロアルカンの製造方法において原料として用いられる上記一般式(1)で表される化合物の具体例としては、
式(1)におけるaが3である化合物として、例えば1,2−ジクロロプロパン1,1,1−トリクロロプロパン、1,1,1,3−テトラクロロプロパン、1,1,1,2−テトラクロロプロパン、1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパン、1,1,1,2,2−ペンタクロロプロパン、1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン、1,1,1,2,3,3−ヘキサクロロプロパン、1,1,1,3,3,3−ヘキサクロロプロパン、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタクロロプロパン等を;
aが4である化合物として、例えば1,1,1,2−テトラクロロブタン、1,1,1,3−テトラクロロブタン、1,1,1,4−テトラクロロブタン、1,1,1,2,2−ペンタクロロブタン、1,1,1,2,4−ペンタクロロブタン、1,1,1,3,4−ペンタクロロブタン、1,1,1,2,3,4−ヘキサクロロブタン等を;
aが5である化合物として、例えば1,1,1,2−テトラクロロペンタン、1,1,1,3−テトラクロロペンタン、1,1,1,4−テトラクロロペンタン、1,1,1,5−テトラクロロペンタン、1,1,1,2,3−ペンタクロロペンタン、1,1,1,2,4−ペンタクロロペンタン、1,1,1,2,5−ペンタクロロペンタン、1,1,1,3,4−ペンタクロロペンタン、1,1,1,4,5−ペンタクロロペンタン、1,1,1,2,3,4−ヘキサクロロペンタン等を、それぞれ挙げることができる。
<Dehydrochlorination>
Specific examples of the compound represented by the general formula (1) used as a raw material in the method for producing chloroalkane of the present invention include:
Examples of the compound in which a in Formula (1) is 3 include 1,2-dichloropropane 1,1,1-trichloropropane, 1,1,1,3-tetrachloropropane, 1,1,1,2-tetrachloropropane, and the like. 1,1,1,3,3-pentachloropropane, 1,1,1,2,2-pentachloropropane, 1,1,1,2,3-pentachloropropane, 1,1,1,2,3, 3-hexachloropropane, 1,1,1,3,3,3-hexachloropropane, 1,1,1,2,3,3,3-heptachloropropane and the like;
Examples of the compound in which a is 4 include 1,1,1,2-tetrachlorobutane, 1,1,1,3-tetrachlorobutane, 1,1,1,4-tetrachlorobutane, 1,1,1. , 2,2-pentachlorobutane, 1,1,1,2,4-pentachlorobutane, 1,1,1,3,4-pentachlorobutane, 1,1,1,2,3,4-hexachloro Butane etc .;
Examples of the compound in which a is 5 include 1,1,1,2-tetrachloropentane, 1,1,1,3-tetrachloropentane, 1,1,1,4-tetrachloropentane, 1,1,1. , 5-tetrachloropentane, 1,1,1,2,3-pentachloropentane, 1,1,1,2,4-pentachloropentane, 1,1,1,2,5-pentachloropentane, 1,1,3,4-pentachloropentane, 1,1,1,4,5-pentachloropentane, 1,1,1,2,3,4-hexachloropentane, and the like.

上記一般式(1)で表される化合物としては、上記のうち、式(1)におけるaが3である化合物が好ましく、特に好ましくは1,2−ジクロロプロパンまたは1,1,1,3−テトラクロロプロパンである。ここで、上記式(1)で表される化合物として1,2−ジクロロプロパンを用いた場合、脱塩化水素体として1−クロロプロペン、2−プロロプロペンおよび3−クロロプロペンよりなる群から選ばれる少なくとも1種(好ましくは3−クロロプロペン)を経て、その塩素化体として1,2,3−トリクロロプロパンを得ることができる。また、上記式(1)で表される化合物として1,1,1,3−テトラクロロプロパンを用いた場合、脱塩化水素体として1,1,3−トリクロロプロペンおよび3,3,3−トリクロロプロペンよりなる群から選ばれる少なくとも1種(好ましくは1,1,3−トリクロロプロペン)を経て、その塩素化体として1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパンを得ることができる。これらのクロロプロパンは、種々の化合物の中間体として工業的に重要であり、特に好ましい。
このような上記一般式(1)で表される化合物の脱塩化水素化反応は気相で行われる。この気相脱塩化水素化反応は、触媒反応または熱分解反応であることが好ましい。以下、上記一般式(1)で表される化合物の脱塩化水素化反応につき、触媒反応による場合および熱分解反応による場合に分けて、順に説明する。
As the compound represented by the general formula (1), among the above, a compound in which a in the formula (1) is 3 is preferable, and 1,2-dichloropropane or 1,1,1,3- is particularly preferable. Tetrachloropropane. Here, when 1,2-dichloropropane is used as the compound represented by the above formula (1), at least selected from the group consisting of 1-chloropropene, 2-prolopropene and 3-chloropropene as the dehydrochloride. Through one kind (preferably 3-chloropropene), 1,2,3-trichloropropane can be obtained as its chlorinated product. When 1,1,1,3-tetrachloropropane is used as the compound represented by the above formula (1), 1,1,3-trichloropropene and 3,3,3-trichloropropene are used as dehydrochlorides. Through at least one selected from the group consisting of (preferably 1,1,3-trichloropropene), 1,1,1,2,3-pentachloropropane can be obtained as the chlorinated product. These chloropropanes are industrially important as intermediates of various compounds and are particularly preferable.
Such a dehydrochlorination reaction of the compound represented by the general formula (1) is performed in a gas phase. This gas phase dehydrochlorination reaction is preferably a catalytic reaction or a thermal decomposition reaction. Hereinafter, the dehydrochlorination reaction of the compound represented by the general formula (1) will be described in order by dividing the reaction into a catalytic reaction and a thermal decomposition reaction.

[脱塩化水素化反応を触媒反応による場合]
上記触媒反応としては、例えば上記一般式(1)で表される化合物を、触媒としての、結晶性リン酸アルミニウムを主成分とする結晶性リン酸塩と非酸化性雰囲気下で接触させる気相触媒反応であることが好ましい。
前記結晶性リン酸アルミニウムを主成分とする結晶性リン酸塩は、結晶性リン酸アルミニウムのみからなるものであっても触媒効果を十分に発揮することができるが、希土類の結晶性リン酸塩を複合体として含有することが、より向上された触媒作用を有する結晶性リン酸塩を容易に調製しうることとなる点で好ましい。この場合、結晶性リン酸塩中において、アルミニウムイオンと希土類イオンのの合計数に対してアルミニウムイオンの占める割合は、80モル%以上であることが好ましい。かかる組成を有する結晶性リン酸塩は、下記一般式(3)によって表すことができる。
αAlPO・(100−α)Ln(PO (3)
(式(3)において、Lnは希土類イオンであり、xはy/3(ただし、yは希土類イオンの原子価である。)であり、αは80〜100の数である。)
上記一般式(3)におけるLnは、希土類イオンである。希土類イオンは、すべて一般に3価の原子価をとりやすく、例外的にEu、YbおよびSmにおいては3価のほかに2価の原子価をとることができ、Ce、TbおよびPrにおいては3価のほかに4価の原子価をとることができる。本発明で使用される結晶性リン酸塩としては、上記一般式(3)におけるLnがこれらうちのいずれであってもよいが、希土類の3価のイオンであることが好ましく、CeまたはLaの3価イオンであることが好ましく、特にCeの3価イオンであることが好ましい。
上記一般式(3)におけるαは、80〜100の数であるが、80〜95であることが好ましく、特に85〜95であることが好ましい。
[Dehydrochlorination reaction by catalytic reaction]
As the catalytic reaction, for example, a gas phase in which the compound represented by the general formula (1) is brought into contact with a crystalline phosphate mainly composed of crystalline aluminum phosphate as a catalyst in a non-oxidizing atmosphere. A catalytic reaction is preferred.
The crystalline phosphate mainly composed of crystalline aluminum phosphate can sufficiently exhibit a catalytic effect even if it is composed only of crystalline aluminum phosphate. Is preferably used as a complex in that a crystalline phosphate having a further improved catalytic action can be easily prepared. In this case, the proportion of aluminum ions in the crystalline phosphate with respect to the total number of aluminum ions and rare earth ions is preferably 80 mol% or more. The crystalline phosphate having such a composition can be represented by the following general formula (3).
αAlPO 4 · (100-α) Ln (PO 4 ) x (3)
(In Formula (3), Ln is a rare earth ion, x is y / 3 (where y is the valence of the rare earth ion), and α is a number from 80 to 100.)
Ln in the general formula (3) is a rare earth ion. All rare earth ions generally have a trivalent valence. In exceptional cases, Eu, Yb and Sm can have a trivalent valence, and Ce, Tb and Pr can have a trivalent valence. In addition to the above, a tetravalent valence can be taken. As the crystalline phosphate used in the present invention, Ln in the above general formula (3) may be any of these, but is preferably a rare earth trivalent ion, and Ce or La A trivalent ion is preferable, and a trivalent ion of Ce is particularly preferable.
Α in the general formula (3) is a number of 80 to 100, preferably 80 to 95, and particularly preferably 85 to 95.

本発明において好ましく用いられる結晶性リン酸塩は、結晶性を有するものである。この結晶性はX線回折によって確認することができる。すなわち、本発明において用いられる結晶性リン酸塩は、X線回折において2θ=20.5°、21.6°および23.2°にシャープなピークを示す。また、結晶性リン酸塩が希土類の結晶性リン酸塩を含有する場合には、X線回折において上記のピークに加えて希土類の結晶性リン酸塩に由来するピークを示すこととなり、例えば希土類元素がCeの場合には、2θ=26.9°、28.8°および31.1°のピークがそれぞれ独立して観察される。このことより、結晶性リン酸塩が希土類の結晶性リン酸塩を含有するものである場合、該結晶性リン酸塩は、AlPOの部分とLn(POの部分とが、別々の結晶として混在しているものと推察される。
本発明において好ましく用いられる結晶性リン酸について、窒素を吸着質としてBET(Brunauer−Emmett−Teller)法によって測定した比表面積は、10〜400m/gであることが好ましく、20〜400m/gであることがより好ましい。触媒のこのような範囲の比表面積を有する結晶性リン酸塩を用いることにより、より高い触媒活性を得ることができ、好ましい。
The crystalline phosphate preferably used in the present invention has crystallinity. This crystallinity can be confirmed by X-ray diffraction. That is, the crystalline phosphate used in the present invention shows sharp peaks at 2θ = 20.5 °, 21.6 ° and 23.2 ° in X-ray diffraction. Further, when the crystalline phosphate contains a rare earth crystalline phosphate, in addition to the above-mentioned peak in X-ray diffraction, it shows a peak derived from the rare earth crystalline phosphate. When the element is Ce, peaks at 2θ = 26.9 °, 28.8 °, and 31.1 ° are observed independently. From this, when the crystalline phosphate contains a rare earth crystalline phosphate, the crystalline phosphate has a portion of AlPO 4 and a portion of Ln (PO 4 ) x separately. It is inferred that they are mixed as crystals.
The preferred crystalline phosphoric acid used in the present invention, BET specific surface area measured by (Brunauer-Emmett-Teller) method as adsorbate nitrogen is preferably 10~400m 2 / g, 20~400m 2 / More preferably, it is g. By using a crystalline phosphate having a specific surface area in such a range of the catalyst, higher catalytic activity can be obtained, which is preferable.

かかる結晶性リン酸塩を調製する方法には特に制限はないが、例えば硝酸アルミニウムおよび所望により希土類の硝酸塩、ならびにリン酸を含有する水溶液を準備し、これに適当なアルカリ、例えばアンモニア水、を滴下して水溶液のpHを4〜9程度として生成した沈殿を回収して十分に洗浄したうえ、好ましくは乾燥した後に焼成する方法によることができる。上記水溶液におけるリン酸の含量としては、該水溶液中のアルミニウム原子および希土類原子に対して、反応当量を加えることが好ましい。
上記水溶液において、水以外の成分の合計重量が水溶液の全重量に占める割合は、5〜40重量%程度とすることが好ましい。前記乾燥は、例えば80〜150℃、好ましくは100〜130℃の温度において、例えば1〜48時間、好ましくは4〜24時間、熱処理する方法によることができる。乾燥の際の周囲雰囲気は空気中でよい。乾燥後に得られた乾燥体は、粉砕して、分級または成型した後に焼成に供することが好ましい。焼成の条件は、例えば500〜1,500℃、好ましくは600〜1,400℃、より好ましくは700〜1,200℃の温度において、例えば1〜50時間、好ましくは2〜24時間とすることができる。焼成の際の周囲雰囲気は、空気中とすることが好ましい。
本発明の方法のうち、脱塩化水素化反応に好ましく供される結晶性リン酸塩の形状は、いかなる形状であってもよく、例えば粉末状、板状、円柱状、筒状、網状、塊状等の任意の形状であることができる。
A method for preparing such a crystalline phosphate is not particularly limited. For example, an aqueous solution containing aluminum nitrate and optionally a rare earth nitrate and phosphoric acid is prepared, and an appropriate alkali such as aqueous ammonia is added thereto. It is possible to use a method in which the precipitate formed by dripping and adjusting the pH of the aqueous solution to about 4 to 9 is recovered and thoroughly washed, and preferably dried and then fired. As the phosphoric acid content in the aqueous solution, it is preferable to add reaction equivalents to the aluminum atoms and rare earth atoms in the aqueous solution.
In the aqueous solution, the ratio of the total weight of components other than water to the total weight of the aqueous solution is preferably about 5 to 40% by weight. The drying can be performed, for example, by a heat treatment at a temperature of 80 to 150 ° C., preferably 100 to 130 ° C., for example, for 1 to 48 hours, preferably 4 to 24 hours. The ambient atmosphere during drying may be in the air. The dried body obtained after drying is preferably pulverized, classified or molded and then subjected to firing. The firing conditions are, for example, 500 to 1,500 ° C., preferably 600 to 1,400 ° C., more preferably 700 to 1,200 ° C., for example, 1 to 50 hours, preferably 2 to 24 hours. Can do. The ambient atmosphere during firing is preferably in the air.
Among the methods of the present invention, the shape of the crystalline phosphate preferably used for the dehydrochlorination reaction may be any shape, for example, powder, plate, column, cylinder, network, lump. Or any other shape.

上記一般式(1)で表される化合物の脱塩化水素反応を行うに当たっては、上記一般式(1)で表される化合物を、上記の如き結晶性リン酸塩と非酸化性雰囲気下で接触させる。
この脱塩化水素方法反応は、気相で行われる限り、固定床流通方式、流動床流通方式、固定床バッチ方式、流動床バッチ方式のいずれによってもよいが、触媒として上記の如き結晶性リン酸塩を用いる場合には反応速度に優れ、短い反応時間で高い反応転化率を達成することができるので、固定床流通方式または流動床流通方式によることが、反応の効率性の面から好ましい。
In carrying out the dehydrochlorination reaction of the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (1) is contacted with the crystalline phosphate as described above in a non-oxidizing atmosphere. Let
As long as this dehydrochlorination method reaction is carried out in the gas phase, any of a fixed bed flow method, a fluidized bed flow method, a fixed bed batch method, and a fluidized bed batch method may be used. When a salt is used, the reaction rate is excellent, and a high reaction conversion rate can be achieved in a short reaction time. Therefore, the fixed bed flow method or the fluidized bed flow method is preferable from the viewpoint of reaction efficiency.

本発明における脱塩化水素反応において反応器に供給される供給ガスとしては、上記一般式(1)で表される化合物のみを用いてもよく、あるいは上記一般式(1)で表される化合物とともに希釈ガスを使用してもよい。
上記一般式(1)で表される化合物の脱塩化水素方法において、反応器に供給される供給ガス中における上記式(1)で表される化合物の濃度としては、供給ガスの全量に対して、10モル%以上とすることが好ましく、20〜100モル%以上とすることがより好ましく、さらに50〜100モル%とすることが好ましい。この割合を10モル%未満とすると経済的に不利となる。なお、一般的な気相反応においては、供給ガス中の反応物の濃度を高くしすぎると未反応物が多くなって反応効率に劣ることとなり、あるいは触媒の早期劣化を来たすこととなるが、本発明における結晶性リン酸塩を用いる方法は反応効率に優れるものであり、触媒としての結晶性リン酸塩の寿命は極めて長いものであるため、供給ガス中の上記式(1)で表される化合物の濃度を高くすることができ、例えば希釈ガスを全く用いないことも可能である。
As the feed gas supplied to the reactor in the dehydrochlorination reaction in the present invention, only the compound represented by the general formula (1) may be used, or together with the compound represented by the general formula (1). A dilution gas may be used.
In the dehydrochlorination method for the compound represented by the general formula (1), the concentration of the compound represented by the formula (1) in the supply gas supplied to the reactor is based on the total amount of the supply gas. It is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 to 100 mol% or more, and further preferably 50 to 100 mol%. If this ratio is less than 10 mol%, it is economically disadvantageous. In general gas phase reactions, if the concentration of reactants in the supply gas is too high, the amount of unreacted substances will increase and the reaction efficiency will deteriorate, or the catalyst will deteriorate prematurely. Since the method using the crystalline phosphate in the present invention is excellent in reaction efficiency and the lifetime of the crystalline phosphate as a catalyst is extremely long, it is represented by the above formula (1) in the supply gas. It is possible to increase the concentration of the compound, for example without using any dilution gas.

供給ガス中に含まれる希釈ガス(上記式(1)で表される化合物以外の成分)としては、不活性ガスを使用することが好ましく、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等を好ましく使用することができるが、希釈ガスの経済性の観点から特に窒素を用いることが好ましい。本発明の方法における気相脱塩化水素反応は非酸化性雰囲気下で行われるので、希釈ガス中の酸素濃度は1%以下に調整することが好ましい。また、この脱塩化水素反応によって得られる生成物が水を含んでいると、その除去のために余分の精製工程を考慮する必要がある。これを避けるため、希釈ガス中の水分濃度は1,000ppm以下に調整することが好ましい。
上記一般式(1)で表される化合物と上記の結晶性リン酸塩との接触の際の周囲雰囲気を非酸化性雰囲気とすることは、供給ガスに希釈ガスを用いないか、あるいは希釈ガスとして上記の如き酸素濃度の低い不活性ガスを用いることによって実現することができる。
供給ガスは、反応器に供給される前に、適当な温度に予熱しておくことが好ましい。この予熱温度としては、100℃以上とすることが好ましく、200℃以上とすることがより好ましい。また、予熱温度の上限は、次に説明する反応温度をT℃とした場合に、(T+100)℃とすることが好ましく、より好ましくは(T+50)℃である。
脱塩化水素方法の反応温度としては、200〜500℃とすることが好ましく、200〜400℃とすることがより好ましい。また、滞留時間は、0.5〜10秒とすることが好ましく、0.5〜5秒とすることが好ましい。
さらに、脱塩化水素方法における空間速度(SV値、space velocity)、すなわち触媒の単位体積あたりの供給ガス量としては、300〜10,000hr−1とすることが好ましく、700〜10,000hr−1とすることがより好ましい。
As the diluent gas (component other than the compound represented by the above formula (1)) contained in the supply gas, it is preferable to use an inert gas, for example, nitrogen, argon, helium, etc. can be preferably used. However, it is particularly preferable to use nitrogen from the viewpoint of economical efficiency of the dilution gas. Since the gas phase dehydrochlorination reaction in the method of the present invention is performed in a non-oxidizing atmosphere, the oxygen concentration in the dilution gas is preferably adjusted to 1% or less. Further, if the product obtained by this dehydrochlorination reaction contains water, it is necessary to consider an extra purification step for the removal. In order to avoid this, it is preferable to adjust the water concentration in the dilution gas to 1,000 ppm or less.
Making the surrounding atmosphere in the contact of the compound represented by the general formula (1) and the crystalline phosphate non-oxidizing atmosphere does not use a dilution gas as a supply gas, or uses a dilution gas. Can be realized by using an inert gas having a low oxygen concentration as described above.
The feed gas is preferably preheated to a suitable temperature before being fed to the reactor. The preheating temperature is preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 200 ° C. or higher. The upper limit of the preheating temperature is preferably (T + 100) ° C., more preferably (T + 50) ° C. when the reaction temperature described below is T ° C.
The reaction temperature of the dehydrochlorination method is preferably 200 to 500 ° C, more preferably 200 to 400 ° C. The residence time is preferably 0.5 to 10 seconds, and more preferably 0.5 to 5 seconds.
Furthermore, the space velocity (SV value, space velocity) in the dehydrochlorination method, that is, the amount of gas supplied per unit volume of the catalyst is preferably 300 to 10,000 hr −1, and preferably 700 to 10,000 hr −1. More preferably.

[脱塩化水素化反応を熱分解反応による場合]
一方、上記一般式(1)で表される化合物の脱塩化水素化反応を熱分解反応によって行うには、上記式(1)で表される化合分をその熱分解温度以上の温度において加熱する方法によることができる。
この熱分解反応は、気相で行われる限り、固定床流通方式、流動床流通方式、固定床バッチ方式、流動床バッチ方式のいずれによってもよいが、本発明における方法は短い反応時間で高い反応転化率を達成することができるので、固定床流通方式または流動床流通方式によることが、反応の効率性の面から好ましい。
上記加熱温度としては好ましくは300〜600℃であり、より好ましくは350〜550℃である。加熱時間(滞留時間)は、上記一般式(1)で表される化合物の種類および加熱温度によって適宜に選択されるべきであるが、例えば1〜10秒とすることが好ましく、1〜5秒とすることがより好ましく、さらに1〜3秒とすることが好ましい。ここで、加熱温度が300℃未満であるかあるいは加熱時間が1秒未満であると熱分解が困難となり、一方、加熱温度600℃を超えるかあるいは加熱時間が10秒を超えると反応の選択率が低くなる場合があり、いずれも好ましくない。なお、1,2−ジクロロエタンの脱塩化水素反応は一般に熱分解法により行われているが、この場合には、70秒程度の長い加熱時間を要するのが一般である。しかしながら本発明においては、上述の如く極めて短い加熱時間で脱塩化水素反応を行うことができる。このことにより、目的の脱塩化水素体の選択率を高くすることが可能となるのである。
[When dehydrochlorination reaction is by thermal decomposition reaction]
On the other hand, in order to perform the dehydrochlorination reaction of the compound represented by the general formula (1) by a pyrolysis reaction, the compound represented by the formula (1) is heated at a temperature equal to or higher than the pyrolysis temperature. Can depend on the method.
As long as this pyrolysis reaction is carried out in the gas phase, any of a fixed bed flow method, a fluidized bed flow method, a fixed bed batch method, and a fluidized bed batch method may be used, but the method in the present invention is a high reaction with a short reaction time. Since the conversion rate can be achieved, the fixed bed flow method or the fluidized bed flow method is preferable from the viewpoint of reaction efficiency.
The heating temperature is preferably 300 to 600 ° C, more preferably 350 to 550 ° C. The heating time (residence time) should be appropriately selected depending on the kind of the compound represented by the general formula (1) and the heating temperature, and is preferably 1 to 10 seconds, for example, 1 to 5 seconds. It is more preferable to set it as 1 to 3 seconds. Here, if the heating temperature is less than 300 ° C. or the heating time is less than 1 second, thermal decomposition becomes difficult. On the other hand, if the heating temperature exceeds 600 ° C. or the heating time exceeds 10 seconds, the reaction selectivity May be low, both of which are not preferred. The dehydrochlorination reaction of 1,2-dichloroethane is generally carried out by a thermal decomposition method. In this case, a long heating time of about 70 seconds is generally required. However, in the present invention, the dehydrochlorination reaction can be carried out with an extremely short heating time as described above. This makes it possible to increase the selectivity of the target dehydrochloride.

上記熱分解反応において反応器に供給される供給ガスとしては、上記一般式(1)で表される化合物のみを用いてもよく、あるいは上記一般式(1)で表される化合物とともに希釈ガスを使用してもよい。ここで使用することのできる希釈ガスについては、脱塩化水素反応を触媒反応として行う場合に使用することのできる希釈ガスとして上記したところと同様である。反応器に供給される供給ガス中における上記式(1)で表される化合物の濃度としては、供給ガスの全量に対して、20モル%以上とすることが好ましく、50モル%以上とすることがより好ましい。希釈ガスを全く用いないことも可能である。
熱分解反応後のガスは、速やかに冷却することが、副生成物を減らす観点から好ましい。ここで、熱分解反応器から上記の熱分解温度で排出されるガスを、好ましくは350℃未満、より好ましくは300℃未満の温度に、好ましくは2秒以内に冷却することが有利である。この冷却は公知の方法、例えば供給ガスとの熱交換法、脱塩化水素体の液滴を噴霧してその気化潜熱により冷却する方法等、により行うことができる。
As the supply gas supplied to the reactor in the thermal decomposition reaction, only the compound represented by the general formula (1) may be used, or a dilution gas may be used together with the compound represented by the general formula (1). May be used. The diluent gas that can be used here is the same as that described above as the diluent gas that can be used when the dehydrochlorination reaction is performed as a catalytic reaction. The concentration of the compound represented by the above formula (1) in the supply gas supplied to the reactor is preferably 20 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, based on the total amount of the supply gas. Is more preferable. It is also possible to use no dilution gas at all.
It is preferable to cool the gas after the pyrolysis reaction promptly from the viewpoint of reducing by-products. Here, it is advantageous to cool the gas discharged from the pyrolysis reactor at the above pyrolysis temperature, preferably to a temperature below 350 ° C., more preferably below 300 ° C., preferably within 2 seconds. This cooling can be performed by a known method, for example, a heat exchange method with a supply gas, a method of spraying droplets of a dehydrochlorinated body and cooling with the latent heat of vaporization, or the like.

<脱塩化水素反応の反応生成物の塩素化反応>
上記の如くして得られた脱塩化水素反応の反応混合物(反応器からの排出ガス)は、そのまま次工程の塩素化反応に供される。ここで、反応混合物である排出ガスから特に塩化水素(HCl)を除く必要のないことが本発明の方法の特徴の一つである。このことにより、脱塩化水素反応の反応器と塩素化反応の反応器との間に蒸留塔および中間タンクを設ける必要がなくなり、クロロアルカンの製造設備をコンパクトに設計することが可能となるのである。
従来、クロロアルカンの脱塩化水素反応に引き続いて塩素化反応を行う場合、脱塩素化反応で生成した塩化水素を何らかの方法(例えば蒸留)によって除去した後に塩素化反応を行うのが通常であった。これは、塩素化反応の際に塩化水素が共存していると、これが脱塩化水素体に再付加し、塩素化反応の選択率に悪影響を及ぼすものと信じられていたことによる。しかしながら本発明者らの検討により、塩素化反応の際に塩化水素が共存していたとしても、一定の反応条件を選択することにより、塩素化反応が優先的に起こり、極めて高い選択率で上記一般式(2)で表される塩素化体が得られることを見出して本発明に至ったのである。
ここで、「反応混合物(排出ガス)をそのまま塩素化反応に供する」とは、脱塩化水素反応の反応器からの排出ガスについて特段の精製(特に塩化水素の除去)を行わない出口組成のまま次工程の塩素化反応の反応器に移送することをいうのであって、決して排出後のガス温度の調整や塩素化反応に必要な塩素ガスの追加までを除外するものではない。
<Chlorination reaction of reaction product of dehydrochlorination>
The reaction mixture (exhaust gas from the reactor) of the dehydrochlorination reaction obtained as described above is directly used for the chlorination reaction in the next step. Here, it is one of the features of the method of the present invention that it is not particularly necessary to remove hydrogen chloride (HCl) from the exhaust gas as the reaction mixture. This eliminates the need to provide a distillation column and an intermediate tank between the dehydrochlorination reactor and the chlorination reactor, making it possible to design a chloroalkane production facility in a compact manner. .
Conventionally, when a chlorination reaction is carried out following a dehydrochlorination reaction of a chloroalkane, it has been usual to carry out the chlorination reaction after removing the hydrogen chloride produced by the dechlorination reaction by some method (for example, distillation). . This is because it was believed that if hydrogen chloride coexists during the chlorination reaction, it re-adds to the dehydrochloride and adversely affects the selectivity of the chlorination reaction. However, according to the study by the present inventors, even if hydrogen chloride coexists during the chlorination reaction, the chlorination reaction takes place preferentially by selecting certain reaction conditions, and the above-mentioned at a very high selectivity. The inventors have found that a chlorinated product represented by the general formula (2) can be obtained, and have reached the present invention.
Here, “the reaction mixture (exhaust gas) is subjected to the chlorination reaction as it is” means that the exhaust gas from the reactor of the dehydrochlorination reaction does not undergo any special purification (especially removal of hydrogen chloride) and has an outlet composition. This refers to the transfer to the reactor for the chlorination reaction in the next step, and it does not exclude the adjustment of the gas temperature after discharge or the addition of chlorine gas necessary for the chlorination reaction.

本発明の方法における塩素化反応は、気相反応として行われる。この塩素化反応は、気相で行われる限り、固定床流通方式、流動床流通方式、固定床バッチ方式、流動床バッチ方式のいずれによってもよいが、本発明における方法は短い反応時間で高い反応転化率を達成することができるので、固定床流通方式または流動床流通方式によることが、反応の効率性の面から好ましい。
本発明の方法における塩素化反応は、上記の如き脱塩化水素反応の排出ガスと塩素ガスとの混合ガスを、所定温度で所定時間加熱することによって行うことができる。
塩素ガスの使用割合としては、脱塩化水素反応の反応混合物中に含まれる脱塩化水素体の1モルに対して、好ましくは0.9〜2.0モルであり、より好ましくは1.0〜1.5モルである。この値が0.9モル未満であると塩素化反応の反応転化率が損なわれる場合があり、一方2.0モルを超えると副生物の生成が増大するとの不都合が生じる場合があり、いずれも好ましくない。
塩素化反応の反応温度としては、気相状態を維持し、かつ副生物の生成を抑制するとの観点から、脱塩化水素体の沸点以上かつ300℃以下とすることが好ましく、沸点以上〜280℃とすることがより好ましい。反応時間は、好ましくは1〜60秒であり、より好ましくは1〜40秒である。
この塩素化反応は発熱反応であり、反応の進行に従って反応熱が発生する。そこで、塩素化反応系と上記脱塩化水素反応系の間で熱交換を行うことが、エネルギー効率上有利であり、好ましい。すなわち、上記脱塩化水素反応が、上記塩素化反応により発生した熱を供給しつつ行われるものであることが好ましい。
The chlorination reaction in the method of the present invention is carried out as a gas phase reaction. As long as this chlorination reaction is carried out in the gas phase, any of a fixed bed flow method, a fluid bed flow method, a fixed bed batch method, and a fluid bed batch method may be used, but the method in the present invention is a high reaction with a short reaction time. Since the conversion rate can be achieved, the fixed bed flow method or the fluidized bed flow method is preferable from the viewpoint of reaction efficiency.
The chlorination reaction in the method of the present invention can be carried out by heating a mixed gas of the exhaust gas of the dehydrochlorination reaction and the chlorine gas as described above at a predetermined temperature for a predetermined time.
The use ratio of the chlorine gas is preferably 0.9 to 2.0 mol, more preferably 1.0 to 1 mol with respect to 1 mol of the dehydrochloride contained in the reaction mixture of the dehydrochlorination reaction. 1.5 moles. If this value is less than 0.9 mol, the reaction conversion rate of the chlorination reaction may be impaired. On the other hand, if it exceeds 2.0 mol, there may be a disadvantage that the production of by-products increases. It is not preferable.
The reaction temperature of the chlorination reaction is preferably not less than the boiling point of the dehydrochloride and not more than 300 ° C., from the viewpoint of maintaining a gas phase state and suppressing the formation of by-products, and not less than the boiling point to 280 ° C. More preferably. The reaction time is preferably 1 to 60 seconds, more preferably 1 to 40 seconds.
This chlorination reaction is an exothermic reaction, and heat of reaction is generated as the reaction proceeds. Therefore, it is advantageous in terms of energy efficiency to perform heat exchange between the chlorination reaction system and the dehydrochlorination reaction system. That is, the dehydrochlorination reaction is preferably performed while supplying heat generated by the chlorination reaction.

<本発明の方法によって得られるクロロアルカン等>
本発明の方法によって上記の如くして塩素化反応器から得られる生成物は、上記一般式(2)で示されるクロロアルカンである。
上記一般式(2)で示されるクロロアルカンとしては、出発物質である前記一般式(1)で示される化合物を脱塩化水素し、次いで塩素化したものが得られる。代表的な生成物を例示すれば、出発物質として1,1,1,3−テトラクロロプロパン、1,1,1,2−テトラクロロプロパンまたは1,2−ジクロロプロパンを使用した場合、1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン、1,1,1,2,2−ペンタクロロプロパンまたは1,2,3−トリクロロプロパンを、それぞれ得ることができる。
なお、後述の実施例においては、出発物質として1,1,1,3−テトラクロロプロパンを用いて1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパンを製造する方法および出発物質として1,2−ジクロロプロパンを用いて1,2,3−トリクロロプロパンを製造する方法についてのみ説明したが、これらの方法はその他の化合物を出発原料とする場合についても同様に適用することができ、同様な効果を発揮することができる。
また、前記塩素化反応器から排出されるガスは、脱塩化水素反応で生成した塩化水素および塩素化反応における未反応の塩素ならびに希釈ガス(使用した場合)のほかに、高い転化率および高い選択率で目的物に転化したクロロアルカンを含むものである。従って、本発明の方法による塩素化反応器からの排出ガスは、これに含有される塩化水素および塩素ならびに希釈ガスを分離すれば、これをそのまま製品として用いることができる。所望により、その後に精製を行うことができるが、該精製方法はごく簡単なものでよく、例えば理論段数2〜10段程度の簡易な精製により、高純度の製品とすることができる。
また、上記で分離された塩化水素および塩素は、それぞれ定法によって精製した後、他の用途に再利用することが可能である。
<Chloroalkanes obtained by the method of the present invention>
The product obtained from the chlorination reactor as described above by the method of the present invention is a chloroalkane represented by the above general formula (2).
As the chloroalkane represented by the general formula (2), a compound obtained by dehydrochlorinating and then chlorinating the compound represented by the general formula (1) as a starting material can be obtained. Illustrative of typical products, when 1,1,1,3-tetrachloropropane, 1,1,1,2-tetrachloropropane or 1,2-dichloropropane is used as the starting material, 1,2,3-pentachloropropane, 1,1,1,2,2-pentachloropropane or 1,2,3-trichloropropane can be obtained, respectively.
In the examples described later, a method for producing 1,1,1,2,3-pentachloropropane using 1,1,1,3-tetrachloropropane as a starting material and 1,2-dibenzene as a starting material. Although only the method for producing 1,2,3-trichloropropane using chloropropane has been described, these methods can be similarly applied to other compounds as starting materials and exhibit the same effects. can do.
In addition to the hydrogen chloride produced by the dehydrochlorination reaction, the unreacted chlorine in the chlorination reaction and the dilution gas (when used), the gas discharged from the chlorination reactor is high in conversion and high in selection. Containing chloroalkanes converted to the desired product at a high rate. Therefore, the exhaust gas from the chlorination reactor according to the method of the present invention can be used as a product as it is if the hydrogen chloride, chlorine and diluent gas contained therein are separated. If desired, purification can be carried out thereafter. However, the purification method may be very simple. For example, a simple product having about 2 to 10 theoretical plates can be used to obtain a high-purity product.
The hydrogen chloride and chlorine separated as described above can be reused for other purposes after being purified by a conventional method.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。
<結晶性リン酸塩の調製例>
調製例1(90AlPO・10CePOの調製)
原料の水溶液として、55.4gのAl(NO・9HO、7.1gのCe(NO・6HOおよび18.9gの85重量%リン酸水溶液を400mLの純水に溶解した。これをミキサーで攪拌しながら、10%重量アンモニア水を、溶液のpHが4.5になるまで2時間かけて滴下した。析出した90AlPO・10CePOを濾取し、繰り返し水洗を行った。水洗後の90AlPO・10CePOを、120℃に調温した乾燥機中で12時間乾燥した後、1,000℃の電気炉を用いて空気中、5時間の焼成処理を行った。
焼成後の90AlPO・10CePOについてX線回折分析を行ったところ、2θ=20.5°、21.6°および23.2°にシャープなピークが確認され、このものは結晶性であることが分かった。また、CePOの結晶に由来する2θ=26.9°、28.8°および31.1°にシャープなピークも独立して確認された。さらに、この90AlPO・10CePOについて窒素を吸着質としてBET法によって測定した比表面積は73m/gであった。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<Preparation example of crystalline phosphate>
Preparation Example 1 (Preparation of 90AlPO 4 · 10CePO 4)
400 mL of pure water containing 55.4 g of Al (NO 3 ) 3 .9H 2 O, 7.1 g of Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O, and 18.9 g of 85 wt% phosphoric acid aqueous solution as the raw material aqueous solution Dissolved in. While stirring this with a mixer, 10% by weight aqueous ammonia was added dropwise over 2 hours until the pH of the solution reached 4.5. The precipitated 90AlPO 4 · 10CePO 4 was collected by filtration and repeatedly washed with water. The 90AlPO 4 · 10CePO 4 after washed with water, dried for 12 hours in a dryer controlled at 120 ° C., in air in an electric furnace at 1,000 ° C., was fired for 5 hours.
When X-ray diffraction analysis was performed on 90AlPO 4 · 10CePO 4 after firing, sharp peaks at 2θ = 20.5 °, 21.6 ° and 23.2 ° were confirmed, and this was crystalline. I understood. Further, sharp peaks derived from CePO 4 crystals at 2θ = 26.9 °, 28.8 ° and 31.1 ° were also independently confirmed. Further, the specific surface area of this 90AlPO 4 · 10CePO 4 measured by BET method using nitrogen as an adsorbate was 73 m 2 / g.

<クロロアルカンの製造例>
以下の実施例および参考例においては、以下のごとき脱塩化水素用反応器および塩素化用反応器を直列に接続した2連の反応装置を用いてクロロアルカンの製造試験を行った。
(1)脱塩化水素工程
脱塩化水素用反応器としては、内径4.35mm、長さ300mmのSUS316製反応管を用いた。該反応管の内部は、中空のまま(実施例1、3〜5および参考例1)または触媒を充填して(実施例2)用いた。該反応管の外側には電気炉を配置し、反応管を所定の温度に加熱することができる。
所定の滞留時間となるように流量調節器によって流量を調節された原料化合物は、200℃の温度に設定された予熱器を介して前記反応管にガスとして供給されるように構成されている。
脱塩化水素反応は常圧にて行った。
反応器からの排出ガスの分析は、反応開始60分後に排出ガスの一部をとってこれを0℃に冷却して液化したものを試料として、ガスクロマトグラフィーによって行った。
(2)塩素化工程
塩素化反応器としては、内径4.35mm、長さ300mmのSUS製反応管を用いた。該反応管の内部は中空のまま用いた。
上記脱塩化水素反応器からの排出ガスは、内部に挿入した温度センサーが所定の温度になるように冷却器によって調整され、流量調節器を介して供給される塩素ガスと混合された後、塩素化反応器に供給される。塩素化反応における滞留時間の設定は、塩素ガスの流量を調整することにより行った。
脱塩素化反応は常圧にて行った。
反応器からの排出ガスの分析は、反応開始60分後に排出ガスの一部をとってこれを0℃に冷却して液化したものを試料として、ガスクロマトグラフィーによって行った。なお、表1に示したこの段階における選択率は、中間体のトリクロロプロペンを基準とした値である。
<Production example of chloroalkane>
In the following examples and reference examples, chloroalkane production tests were conducted using two reactors in which a dehydrochlorination reactor and a chlorination reactor were connected in series as described below.
(1) Dehydrochlorination step As a dehydrochlorination reactor, a SUS316 reaction tube having an inner diameter of 4.35 mm and a length of 300 mm was used. The inside of the reaction tube was used in a hollow state (Examples 1, 3 to 5 and Reference Example 1) or filled with a catalyst (Example 2). An electric furnace is disposed outside the reaction tube, and the reaction tube can be heated to a predetermined temperature.
The raw material compound whose flow rate is adjusted by the flow rate regulator so as to have a predetermined residence time is configured to be supplied as a gas to the reaction tube via a preheater set to a temperature of 200 ° C.
The dehydrochlorination reaction was performed at normal pressure.
The analysis of the exhaust gas from the reactor was performed by gas chromatography using a part of the exhaust gas taken 60 minutes after the start of the reaction, cooled to 0 ° C. and liquefied, as a sample.
(2) Chlorination step As the chlorination reactor, an SUS reaction tube having an inner diameter of 4.35 mm and a length of 300 mm was used. The inside of the reaction tube was used as it was hollow.
The exhaust gas from the dehydrochlorination reactor is adjusted by a cooler so that a temperature sensor inserted therein becomes a predetermined temperature, mixed with chlorine gas supplied through a flow controller, Fed to the reactor. The residence time in the chlorination reaction was set by adjusting the flow rate of chlorine gas.
The dechlorination reaction was performed at normal pressure.
The analysis of the exhaust gas from the reactor was performed by gas chromatography using a part of the exhaust gas taken 60 minutes after the start of the reaction, cooled to 0 ° C. and liquefied, as a sample. The selectivity at this stage shown in Table 1 is a value based on the intermediate trichloropropene.

実施例1
(1)脱塩化水素工程
原料化合物として1,1,1,3−テトラクロロプロパンを用い、滞留時間2.5秒、反応温度500℃の条件で脱塩化水素反応を行った。
この脱塩化水素反応における反応転化率は99.7%、目的化合物である1,1,3−トリクロロプロペンの選択率は99.0%であった。
(2)塩素化工程
上記脱塩化水素工程の排出ガスを150℃に冷却し、流量調節した塩素ガスと混合したうえで反応器に供給し、滞留時間1.24秒の条件で塩素化反応を行った。
この塩素化反応における反応転化率は99.0%、目的化合物である1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパンの選択率は95.0%であった。
実施例2
上記実施例1の(1)脱塩化水素工程において、反応管に上記調製例1で調製した後、90AlPO・10CePOの1gを充填し、窒素流通下、400℃で、2時間乾燥処理した後、反応温度を300℃、滞留時間を0.5秒とし、ほかは実施例1と同様にして1,1,1,3−テトラクロロプロパンの脱塩化水素反応、およびこれに引き続いて塩素化反応を行った。
反応結果は表1に示した。
Example 1
(1) Dehydrochlorination step 1,1,1,3-tetrachloropropane was used as a raw material compound, and a dehydrochlorination reaction was performed under the conditions of a residence time of 2.5 seconds and a reaction temperature of 500 ° C.
In this dehydrochlorination reaction, the reaction conversion rate was 99.7%, and the selectivity for 1,1,3-trichloropropene as the target compound was 99.0%.
(2) Chlorination process The exhaust gas from the above dehydrochlorination process is cooled to 150 ° C, mixed with the chlorine gas whose flow rate has been adjusted, supplied to the reactor, and subjected to a chlorination reaction under the condition of a residence time of 1.24 seconds. went.
In this chlorination reaction, the reaction conversion rate was 99.0%, and the selectivity for 1,1,1,2,3-pentachloropropane as the target compound was 95.0%.
Example 2
In the (1) dehydrochlorination step of Example 1 above, the reaction tube was prepared in Preparation Example 1 above, and then 1 g of 90AlPO 4 · 10CePO 4 was filled and dried at 400 ° C. for 2 hours under nitrogen flow. Thereafter, the reaction temperature was set to 300 ° C. and the residence time was set to 0.5 seconds. Otherwise, the dehydrochlorination reaction of 1,1,1,3-tetrachloropropane and the chlorination reaction in the same manner as in Example 1. Went.
The reaction results are shown in Table 1.

実施例3
上記実施例1において、原料化合物として1,2−ジクロロプロパンとしたほかは、実施例1と同様にして脱塩化水素反応、およびこれに引き続いて塩素化反応を行った。
反応結果は表1に示した。なおここで、(1)脱塩化水素工程における目的物は3−クロロプロペンであり、(2)塩素化工程における目的物は1,2,3−トリクロロプロパンである。
実施例4
上記実施例1の(2)塩素化工程において、滞留時間を4.24秒としたほかは実施例1と同様にして1,1,1,3−テトラクロロプロパンの脱塩化水素反応、およびこれに引き続いて塩素化反応を行った。
反応結果は表1に示した。
Example 3
In Example 1, except that 1,2-dichloropropane was used as the starting compound, a dehydrochlorination reaction and a chlorination reaction were performed in the same manner as in Example 1.
The reaction results are shown in Table 1. Here, (1) the target product in the dehydrochlorination step is 3-chloropropene, and (2) the target product in the chlorination step is 1,2,3-trichloropropane.
Example 4
In the (2) chlorination step of Example 1 above, the dehydrochlorination reaction of 1,1,1,3-tetrachloropropane was performed in the same manner as in Example 1 except that the residence time was 4.24 seconds, and Subsequently, a chlorination reaction was performed.
The reaction results are shown in Table 1.

実施例5
上記実施例1の(2)塩素化工程において、反応温度(すなわち(1)脱塩化水素工程の排出ガスの温度調整後の温度)を200℃としたほかは実施例1と同様にして1,1,1,3−テトラクロロプロパンの脱塩化水素反応、およびこれに引き続いて塩素化反応を行った。
反応結果は表1に示した。
参考例
上記実施例1において、(1)脱塩化水素工程後の排出ガスを、一旦1,1,3−トリクロロプロペンの液化温度まで冷却して塩化水素を分離、除去した後に(2)塩素化工程に供し、塩素ガスの供給速度を、360NmL/分(0℃、1気圧換算値)とし、さらに各反応器からの排出ガスの分析を反応開始270分後としたほかは実施例1と同様にして1,1,1,3−テトラクロロプロパンの脱塩化水素反応、およびこれに引き続いて塩素化反応を行い、その結果を表1に示した。本参考例における滞留時間は、脱水素化反応において2.5秒、塩素化反応において1.24秒であった。
表1に示した結果から容易に理解されるように、脱塩化水素反応後に塩化水素を除去せずにそのまま塩素化反応を行う本発明の方法は、塩化水素を除去する従来技術の方法(本参考例)と同程度の転化率および選択率を、よりコンパクトな製造設備を用いてより短い工程時間でより安価に達成することができる。
Example 5
In the (2) chlorination step of Example 1, the reaction temperature (that is, the temperature after adjusting the temperature of the exhaust gas in (1) dehydrochlorination step) was set to 200 ° C., The dehydrochlorination reaction of 1,1,3-tetrachloropropane, followed by the chlorination reaction.
The reaction results are shown in Table 1.
Reference Example In Example 1 above, (1) The exhaust gas after the dehydrochlorination step was once cooled to the liquefaction temperature of 1,1,3-trichloropropene to separate and remove hydrogen chloride, and then (2) chlorination The same as in Example 1 except that the supply rate of chlorine gas was 360 NmL / min (0 ° C., 1 atm converted value), and the analysis of the exhaust gas from each reactor was performed 270 minutes after the start of the reaction. The dehydrochlorination reaction of 1,1,1,3-tetrachloropropane and the subsequent chlorination reaction are shown in Table 1. The residence time in this reference example was 2.5 seconds for the dehydrogenation reaction and 1.24 seconds for the chlorination reaction.
As can be easily understood from the results shown in Table 1, the method of the present invention in which the chlorination reaction is carried out as it is without removing the hydrogen chloride after the dehydrochlorination reaction is the conventional method for removing hydrogen chloride (the present method). Conversion and selectivity comparable to those of the Reference Example can be achieved at a lower cost in a shorter process time using a more compact production facility.

Figure 2011046649
Figure 2011046649

なお、表1における原料化合物の略称は、それぞれ以下の意味である。
PTC:1,1,1,3−テトラクロロプロパン
PDC:1,2−ジクロロプロパン
In addition, the abbreviation of the raw material compound in Table 1 has the following meaning, respectively.
PTC: 1,1,1,3-tetrachloropropane PDC: 1,2-dichloropropane

Claims (6)

下記一般式(1)
Cl (1)
(式(1)中、aは3〜5の整数であり、bおよびcは、それぞれ独立に、1〜2a+1の整数であり、ただしb+c=2a+2であり、炭素分子の連鎖は直鎖状である。)
で表される化合物の脱塩化水素反応を行い、次いでその反応生成物の塩素化反応を行って下記一般式(2)
b−1Clc+1 (2)
(式(1)中、a、bおよびcは、それぞれ、上記一般式(1)におけるa、bおよびcと同義である。)
で表される化合物とするクロロアルカンの製造方法において、
上記脱塩化水素化反応および塩素化反応の双方をともに気相で行い、そして
上記脱塩化水素反応後の反応混合物をそのまま上記塩素化反応に供することを特徴とする、クロロアルカンの製造方法。
The following general formula (1)
C a H b Cl c (1)
(In formula (1), a is an integer of 3 to 5, b and c are each independently an integer of 1 to 2a + 1, provided that b + c = 2a + 2 and the chain of carbon molecules is linear. is there.)
A dehydrochlorination reaction of the compound represented by the formula (2), followed by a chlorination reaction of the reaction product, the following general formula (2)
C a H b-1 Cl c + 1 (2)
(In the formula (1), a, b and c have the same meanings as a, b and c in the general formula (1), respectively.)
In the method for producing a chloroalkane as a compound represented by
A method for producing a chloroalkane, characterized in that both the dehydrochlorination reaction and the chlorination reaction are carried out in the gas phase, and the reaction mixture after the dehydrochlorination reaction is directly subjected to the chlorination reaction.
上記脱塩化水素反応が、上記塩素化反応により発生した熱を供給しつつ行われるものである、請求項1に記載のクロロアルカンの製造方法。   The method for producing a chloroalkane according to claim 1, wherein the dehydrochlorination reaction is performed while supplying heat generated by the chlorination reaction. 上記一般式(1)におけるaが3である、請求項1または2に記載のクロロアルカンの製造方法。   The method for producing a chloroalkane according to claim 1 or 2, wherein a in the general formula (1) is 3. 上記一般式(1)で表される化合物が1,2−ジクロロプロパンまたは1,1,1,3−テトラクロロプロパンである、請求項3に記載のクロロアルカンの製造方法。   The method for producing a chloroalkane according to claim 3, wherein the compound represented by the general formula (1) is 1,2-dichloropropane or 1,1,1,3-tetrachloropropane. 上記脱塩化水素反応が、上記一般式(1)で表される化合物を、結晶性リン酸アルミニウムを主成分とする結晶性リン酸塩と非酸化性雰囲気下で接触させることにより行われるものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のクロロアルカンの製造方法。   The dehydrochlorination reaction is performed by bringing the compound represented by the general formula (1) into contact with a crystalline phosphate mainly composed of crystalline aluminum phosphate in a non-oxidizing atmosphere. The manufacturing method of the chloroalkane as described in any one of Claims 1-4 which exists. 上記脱塩化水素反応が、上記一般式(1)で表される化合物を熱分解することにより行われるものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のクロロアルカンの製造方法。   The method for producing a chloroalkane according to any one of claims 1 to 4, wherein the dehydrochlorination reaction is carried out by thermally decomposing the compound represented by the general formula (1).
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