JP2017137263A - Method for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane - Google Patents

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聡洋 齋藤
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俊輔 保坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane by adding carbon tetrachloride to ethylene in a liquid phase in which a metal complex is dissolved and by efficiently removing the metal complex from a reaction mixture obtained without decomposing the target 1,1,1,3-tetrachloropropane.SOLUTION: The method for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane comprises: applying centrifugal force to a reaction mixture obtained by carrying out the addition reaction for phase separation; and separating and removing a light phase containing the metal complex.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、1,1,1,3−テトラクロロプロパンを製造するための方法に関する。より詳しくは、1,1,1,3−テトラクロロプロパンを製造する場合に生じる、金属錯体を効率よく除去する製造技術に関する。   The present invention relates to a process for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane. More specifically, the present invention relates to a production technique for efficiently removing a metal complex that is produced when 1,1,1,3-tetrachloropropane is produced.

塩素化炭化水素は、農薬、医薬品、フロン代替材料等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1,1,1,3−テトラクロロプロパンから出発し、脱塩化水素化して製造した1,1,3−トリクロロ−1−プロペンを塩素化することによって、各種工業製品において重要な塩素化合物中間体の1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパンを合成することが出来る。   Chlorinated hydrocarbons are important as raw materials or intermediates for producing various products such as agricultural chemicals, pharmaceuticals, and CFC substitute materials. For example, by chlorinating 1,1,3-trichloro-1-propene produced by dehydrochlorination starting from 1,1,1,3-tetrachloropropane, an important chlorine compound intermediate in various industrial products 1,1,1,2,3-pentachloropropane can be synthesized.

上記で挙げた1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法としては、エチレンに四塩化炭素を付加して得る反応(以下、付加反応とも言う)が知られている。   As a method for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane mentioned above, a reaction obtained by adding carbon tetrachloride to ethylene (hereinafter also referred to as an addition reaction) is known.

この反応は、四塩化炭素からなる液相と、主としてエチレンからなる気相とからなる反応系において、バッチ方式で行われることが多い。具体的には、特許文献1に、エチレンと四塩化炭素との付加反応を、金属鉄とホスホリル基含有りん化合物の存在下で行い、1,1,1,3−テトラクロロプロパンとする製造方法が開示されている。   This reaction is often carried out batchwise in a reaction system consisting of a liquid phase composed of carbon tetrachloride and a gas phase composed mainly of ethylene. Specifically, Patent Document 1 discloses a production method in which an addition reaction between ethylene and carbon tetrachloride is performed in the presence of metallic iron and a phosphoryl group-containing phosphorus compound to obtain 1,1,1,3-tetrachloropropane. It is disclosed.

特許文献2には、鉄−リン酸エステル触媒の存在下、上記反応を行う1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法が開示されており、触媒成分として用いるリン酸類を多段に分けて追加添加する方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane in which the above reaction is performed in the presence of an iron-phosphate ester catalyst, and phosphoric acids used as catalyst components are divided into multiple stages. A method of additional addition is disclosed.

特許文献1〜2で開示されているとおり、前記反応は、いずれも液相反応であり、液相中に溶解した金属錯体が触媒として作用している。ところで、得られた反応液に、該金属錯体の残留があると、蒸留精製工程や次なる反応工程等の後工程において、目的物である1,1,1,3−テトラクロロプロパンの熱分解が進み収率が低下するだけではなく、装置腐食や装置内でのスケーリング等による運転トラブルが発生する虞がある。   As disclosed in Patent Documents 1 and 2, all of the reactions are liquid phase reactions, and a metal complex dissolved in the liquid phase acts as a catalyst. By the way, if the metal complex remains in the obtained reaction solution, thermal decomposition of 1,1,1,3-tetrachloropropane, which is the target product, may occur in subsequent steps such as the distillation purification step and the next reaction step. In addition to a decrease in the progress yield, there is a risk that operation troubles may occur due to device corrosion or scaling in the device.

具体的には、スケールの付着は、熱交換器の伝熱能力を低下させる他、送液配管の閉塞に繋がる恐れがあり、反応後の1,1,1,3−テトラクロロプロパン液から金属錯体を分離除去するプロセスは、工業的規模のプロセスにおいて生産性を向上させるためにも不可欠である。   Specifically, scale adhesion reduces the heat transfer capability of the heat exchanger and may lead to blockage of the liquid supply piping. From the 1,1,1,3-tetrachloropropane solution after the reaction, the metal complex The process of separating and removing is also indispensable for improving productivity in an industrial scale process.

上記金属錯体を分離除去する手段として、金属錯体と目的物である1,1,1,3−テトラクロロプロパンとの比重差を利用して、金属錯体を多く含む軽相を分離除去することが考えられる。しかしながら、反応後に得られた反応液は、液中に金属錯体が微細に分散した状態であり、軽相と重相に有利に分離するまでには長い時間を要し、課題が残されていた。   As a means for separating and removing the metal complex, it is considered to separate and remove a light phase containing a large amount of the metal complex using the specific gravity difference between the metal complex and the target 1,1,1,3-tetrachloropropane. It is done. However, the reaction solution obtained after the reaction is in a state in which the metal complex is finely dispersed in the solution, and it took a long time to advantageously separate into the light phase and the heavy phase, and problems remained. .

特許文献3には、鉄−アミド系錯体の存在下、四塩化炭素と塩化ビニルを反応させて、類似の1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパンを得、得られたクロロプロパンをフッ化水素と反応させて、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロパンを得る製造方法が開示されており、更には、上記1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパンの製造後、用いた前記鉄−アミド系錯体を一定濃度以下に制限することにより、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロパンの製造工程における、触媒寿命の短縮、反応抑制、装置スケーリングや腐食等の問題が改善することが記載されている。そして、上記金属錯体からなる触媒成分を一定濃度以下に制限する手段として、吸着法、水洗法、膜分離法、蒸留法等により分離除去することが記載されている。   In Patent Document 3, carbon tetrachloride and vinyl chloride are reacted in the presence of an iron-amide complex to obtain a similar 1,1,1,3,3-pentachloropropane, and the resulting chloropropane is fluorinated. A production method for obtaining 1-chloro-3,3,3-trifluoropropane by reacting with hydrogen is disclosed. Further, after the production of 1,1,1,3,3-pentachloropropane, By restricting the iron-amide complex to a certain concentration or less, problems such as shortening of catalyst life, reaction suppression, equipment scaling and corrosion in the production process of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropane Is described as improving. As a means for limiting the catalyst component composed of the metal complex to a certain concentration or less, it is described that the catalyst component is separated and removed by an adsorption method, a water washing method, a membrane separation method, a distillation method, or the like.

しかしながら、これら分離除去手段を適用した場合、吸着法では活性アルミナ、シリカゲル等吸着剤のランニングコストがかかり、水洗法では水との接触により目的物が分解し収率の低下を招く他、水洗後に脱水工程を設ける必要が生じる。また、膜分離法では、処理流束が小さいことから処理コストが多大になる上、膜の汚れ、閉塞による洗浄、交換等の対応も必要となる、等の課題が残されていた。   However, when these separation and removal means are applied, the adsorption method requires a running cost of an adsorbent such as activated alumina and silica gel, and the water washing method decomposes the target product due to contact with water and causes a decrease in yield. It is necessary to provide a dehydration step. Further, in the membrane separation method, since the processing flux is small, the processing cost becomes large, and there are still problems such as the necessity of dealing with membrane contamination, cleaning due to clogging, and replacement.

特公平02−47969号公報Japanese Examined Patent Publication No. 02-47969 特開2012−36190号公報JP 2012-36190 A 特開2013−139414号公報JP 2013-139414 A

したがって、本発明の目的は、前記付加反応後得られた反応液より、目的物である1,1,1,3−テトラクロロプロパンを分解することなく、効率的に金属錯体が除去された1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法を提供することである。   Therefore, the object of the present invention is to remove the metal complex efficiently from the reaction solution obtained after the addition reaction without decomposing the target 1,1,1,3-tetrachloropropane. It is to provide a method for producing 1,1,3-tetrachloropropane.

本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、付加反応後得られた反応液に遠心力を加えることにより、金属錯体を含む軽相と目的物である1,1,1,3−テトラクロロプロパンを主成分とする重相とに効率よく分離することを見出した。即ち、遠心力を付加した反応液より上記金属錯体を含む軽相を分離除去し、上記課題を達成したものである。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors applied a centrifugal force to the reaction solution obtained after the addition reaction, whereby the light phase containing the metal complex and the target 1,1,1 It has been found that it is efficiently separated into a heavy phase mainly composed of 1,3-tetrachloropropane. That is, a light phase containing the metal complex is separated and removed from a reaction solution to which a centrifugal force is applied, thereby achieving the above object.

即ち本発明は、金属錯体が溶解する液相中で、エチレンに四塩化炭素を付加反応させ、得られた1,1,1,3−テトラクロロプロパンを含有する反応液に対して遠心力を加えて相分離を生じせしめ、上記金属錯体を含有する軽相を分離除去することを特徴とする1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法である。   That is, the present invention applies an addition reaction of ethylene to carbon tetrachloride in a liquid phase in which the metal complex is dissolved, and applies centrifugal force to the resulting reaction liquid containing 1,1,1,3-tetrachloropropane. In this process, 1,1,1,3-tetrachloropropane is produced by separating and removing the light phase containing the metal complex.

付加反応より得られた反応液に遠心力を加えて、含まれる金属錯体を効率よく分離除去することにより、後工程における配管、機器類への腐食、スケーリング、および、精製工程における1,1,1,3−テトラクロロプロパンの分解を低減することができる。また、非水系でプロセスを構築できることから、水洗後の脱水工程の導入も省略でき、設備コストを低減することができ、工業的に極めて有用である。   By applying centrifugal force to the reaction solution obtained from the addition reaction to efficiently separate and remove the contained metal complex, corrosion in pipes, equipment in the subsequent process, scaling, and 1,1, The decomposition of 1,3-tetrachloropropane can be reduced. Moreover, since the process can be constructed in a non-aqueous system, the introduction of a dehydration step after washing with water can be omitted, the equipment cost can be reduced, and this is extremely useful industrially.

図1は、本発明方法を実施するための装置の一例を示す。FIG. 1 shows an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention. 図2は、模擬実験による金属錯体濃度とクロロプロパンの分解率との関係を示す。FIG. 2 shows the relationship between the metal complex concentration and the decomposition rate of chloropropane by a simulation experiment. 図3は、模擬実験による金属錯体濃度とステンレス鋼「SUS304」の腐食速度との関係を示す。FIG. 3 shows the relationship between the metal complex concentration and the corrosion rate of stainless steel “SUS304” by a simulation experiment. 図4は、遠心力の付加と、静置時間と、重相反応液中の金属錯体濃度との関係を示す。FIG. 4 shows the relationship between the application of centrifugal force, the standing time, and the metal complex concentration in the heavy phase reaction solution.

本発明は、金属錯体が溶解する液相中で、エチレンに四塩化炭素を付加反応させ、得られた1,1,1,3−テトラクロロプロパンを含有する反応液に対して遠心力を加えて相分離を生じせしめ、上記金属錯体を含有する軽相を分離除去することを特徴とする1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法である。   In the liquid phase in which the metal complex is dissolved, the present invention is obtained by adding carbon tetrachloride to ethylene and applying centrifugal force to the resulting reaction liquid containing 1,1,1,3-tetrachloropropane. It is a method for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane characterized by causing phase separation and separating and removing the light phase containing the metal complex.

まず、上記付加反応について説明する。本発明において、エチレンに四塩化炭素を液相で付加する付加反応は、金属錯体が溶解する液相中で行われる。   First, the addition reaction will be described. In the present invention, the addition reaction for adding carbon tetrachloride to ethylene in a liquid phase is performed in a liquid phase in which the metal complex is dissolved.

該金属錯体は、四塩化炭素の液相中に溶解していれば良いのであってその由来は特に限定されるものではないが、一般には、金属を、金属可溶化剤を用いて四塩化炭素の液相中に溶解させることで、前記状態に調整される。即ち、金属に上記金属可溶化剤が配位子として結合して、該金属錯体が形成され、四塩化炭素の液相中に溶解する。   The metal complex only needs to be dissolved in the liquid phase of carbon tetrachloride, and the origin thereof is not particularly limited. Generally, however, the metal complex is obtained by using a metal solubilizer and carbon tetrachloride. It is adjusted to the said state by dissolving in the liquid phase. That is, the metal solubilizer binds to a metal as a ligand to form the metal complex and dissolves in the liquid phase of carbon tetrachloride.

本発明では、金属錯体を形成する金属として、鉄、銅、アルミニウム等が挙げられ、中でも鉄が反応性に富む上、安価に調達できることから、好ましく使用できる。上記鉄は特に限定されないが、例えば金属鉄、純鉄、軟鉄、炭素鋼、フェロシリコン鋼、鉄を含む合金(例えばステンレス鋼等)等を挙げることができる。銅やアルミニウムについても特に限定されないが、具体的には、純銅、銅合金、黄銅、純アルミニウム、アルミニウム合金等を挙げることができる。   In this invention, iron, copper, aluminum etc. are mentioned as a metal which forms a metal complex, Since iron is rich in reactivity and can be procured cheaply, it can be preferably used. The iron is not particularly limited, and examples thereof include metallic iron, pure iron, soft iron, carbon steel, ferrosilicon steel, and an alloy containing iron (for example, stainless steel). Although it does not specifically limit about copper and aluminum, Specifically, pure copper, a copper alloy, brass, pure aluminum, an aluminum alloy etc. can be mentioned.

金属を、四塩化炭素の液相中に溶解させる際に使用する、該金属の形状としては、例えば粉末状、粒状、塊状、棒状、球状、板状、繊維状等の任意の形状であることができるほか、これらを用いてさらに任意の加工をした金属片、蒸留充填物等であってもよい。該金属と金属可溶化剤、及び四塩化炭素との接触面積を十分に確保する観点から、形状は粉末状又は繊維状であることが好ましい。同様の観点から、窒素を吸着質としてBET法により測定した金属の比表面積が0.001〜5m/gであることが好ましい。 The shape of the metal used when the metal is dissolved in the liquid phase of carbon tetrachloride is, for example, any shape such as powder, granule, lump, rod, sphere, plate, and fiber. In addition, a metal piece, a distilled packing, and the like that are further processed using these may be used. From the viewpoint of ensuring a sufficient contact area between the metal and the metal solubilizer and carbon tetrachloride, the shape is preferably powder or fiber. From the same viewpoint, it is preferable that the specific surface area of the metal measured by the BET method using nitrogen as an adsorbate is 0.001 to 5 m 2 / g.

本発明において、前記金属の可溶化剤は、用いた金属を溶解すればよく特に制限されるものではない。たとえば、プロトン性極性溶媒、あるいは非プロトン性極性溶媒等の極性溶媒が挙げられる。   In the present invention, the metal solubilizer is not particularly limited as long as the metal used is dissolved. For example, polar solvents, such as a protic polar solvent or an aprotic polar solvent, are mentioned.

上記プロトン性極性溶媒として、具体的には、1−ブタノール、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、アミン系溶媒等を挙げることができ、上記アミン系溶媒のうち、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が好ましく使用できる。   Specific examples of the protic polar solvent include 1-butanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, amine solvents, etc. Among the amine solvents, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and the like. Can be preferably used.

上記非プロトン性極性溶媒として、具体的には、アセトン、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アミド系溶媒、リン酸エステル系溶媒等を挙げることができる。上記アミド系溶媒として、具体的には、N−エチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)等が挙げられる。また、上記リン酸エステル系溶媒として、具体的には、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチル、リン酸ジエチル、リン酸ジブチル、リン酸モノフェニル、リン酸モノブチル、リン酸ジメチルフェニル、リン酸ジエチルフェニル、リン酸ジメチルエチル、リン酸フェニルエチルメチル等が挙げられる。これらのうち、アミド系溶媒、およびリン酸エステル系溶が好ましく使用できる。アミド系溶媒であれば、特にN,N−ジメチルアセトアミドが好ましく、リン酸エステル系溶媒であれば、リン酸トリアルキルエステルであることが好ましく、具体的には、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル又はリン酸トリブチルが特に好ましい。   Specific examples of the aprotic polar solvent include acetone, acetylacetone, methyl ethyl ketone, diethyl ether, ethyl acetate, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, amide solvents, phosphate ester solvents, and the like. Specific examples of the amide solvent include N-ethylformamide, N, N-dimethylformamide (DMF), N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide (DMAC) and the like. Specific examples of the phosphate ester solvent include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, diethyl phosphate, dibutyl phosphate, monophenyl phosphate, monobutyl phosphate, phosphorus And dimethylphenyl phosphate, diethylphenyl phosphate, dimethylethyl phosphate, and phenylethylmethyl phosphate. Of these, amide solvents and phosphate esters can be preferably used. If it is an amide solvent, N, N-dimethylacetamide is particularly preferable, and if it is a phosphate ester solvent, it is preferably a trialkyl phosphate, specifically, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, Tripropyl phosphate or tributyl phosphate is particularly preferred.

前記金属と上記金属可溶化剤との組み合わせは、金属が錯体を形成して反応液中に溶解すればよいのであって、特にその組み合わせを制限されるものではないが、金属−非プロトン極性溶媒の触媒系であることが好ましく、中でも鉄−アミド系触媒、又は、鉄−リン酸エステル系触媒であることが、高い転化率が得られることから好ましい。その他の金属−金属可溶化剤の触媒系として、銅−アミン系触媒も好適な例として挙げられる。   The combination of the metal and the metal solubilizer is not particularly limited as long as the metal forms a complex and dissolves in the reaction solution, and the metal-aprotic polar solvent is not limited. In particular, an iron-amide catalyst or an iron-phosphate ester catalyst is preferable because a high conversion can be obtained. As a catalyst system for other metal-metal solubilizers, a copper-amine catalyst is also a suitable example.

上記金属の使用量は、高い反応転化率及び高い選択率を両立するとの観点から、使用する四塩化炭素の1モルに対して、0.001モル以上とすることが好ましく、0.005モル以上とすることがより好ましく、特に0.01モル以上とすることが好ましい。金属の使用量の上限は特に限定されないが、金属の使用量を多くしても、活性及び選択性にはほとんど影響しないが、金属の体積相当量分、反応器に導入できる原料の絶対量が少なくなり、また反応に関与せずに無駄となる金属が多くなる点で、経済上不利益となる。かかる観点から、金属の使用量は使用する四塩化炭素の1モルに対して、10モル以下とすることが好ましく、5モル以下とすることが好ましく、1モル以下とすることがさらに好ましく、特に0.1モル以下とすることが好ましい。   The amount of the metal used is preferably 0.001 mol or more, and 0.005 mol or more with respect to 1 mol of carbon tetrachloride to be used from the viewpoint of achieving both a high reaction conversion rate and a high selectivity. It is more preferable that the amount be 0.01 mol or more. The upper limit of the amount of metal used is not particularly limited, but even if the amount of metal used is increased, the activity and selectivity are hardly affected, but the absolute amount of the raw material that can be introduced into the reactor is equivalent to the volume of the metal. It is economically disadvantageous in that it is reduced and more metal is wasted without being involved in the reaction. From this viewpoint, the amount of metal used is preferably 10 mol or less, preferably 5 mol or less, more preferably 1 mol or less, particularly 1 mol of carbon tetrachloride used. The amount is preferably 0.1 mol or less.

金属可溶化剤の使用量は、高い転化率および高い選択率を担保するとの観点から、その金属と金属可溶化剤との組合せにおいて、使用する金属1モルに対して、当該組合せで形成される金属錯体に必要な理論配位数量の等モル以上、より好ましくは1.5モル以上とするのが良好である。この金属可溶化剤の使用量は、通常は、四塩化炭素の1モルに対して、0.001モル以上、さらには、0.002モル以上の範囲において、前記関係を満足するように採択される。   The use amount of the metal solubilizer is formed from the combination of the metal and the metal solubilizer with respect to 1 mole of the metal used in terms of ensuring high conversion and high selectivity. It is preferable that the theoretical coordination quantity necessary for the metal complex is at least equimolar, more preferably at least 1.5 molar. The amount of the metal solubilizer used is usually selected so as to satisfy the above relationship in a range of 0.001 mol or more, and further 0.002 mol or more with respect to 1 mol of carbon tetrachloride. The

金属可溶化剤の使用量の上限は特に限定されないが、使用量を過度に多くすると、発熱により反応の制御が難しくなり、また反応に関与せずに無駄となる金属可溶化剤が多くなる点で、経済上不利益となる。かかる観点から、金属可溶化剤の使用量は、使用した金属1モルに対して、100モル以下とすることが好ましく、10モル以下とすることがより好ましく、5モル以下であってもよい。上記金属可溶化剤の使用量は、四塩化炭素の1モルに対して、1モル以下、0.1モル以下、さらには、0.05モル以下の範囲において、前記関係を満足するように採択されるのが好ましい。   The upper limit of the amount of metal solubilizer used is not particularly limited. However, if the amount used is excessively large, it becomes difficult to control the reaction due to heat generation, and more metal solubilizer is wasted without being involved in the reaction. This is economically disadvantageous. From this viewpoint, the amount of the metal solubilizer used is preferably 100 mol or less, more preferably 10 mol or less, and may be 5 mol or less, relative to 1 mol of the metal used. The amount of the metal solubilizer used is 1 mol or less, 0.1 mol or less, and 0.05 mol or less with respect to 1 mol of carbon tetrachloride. Preferably it is done.

上記触媒種の反応系への添加は、反応開始前に各全量を反応系中に一度に投入して行う方法によるか、あるいは鉄の全量及び金属可溶化剤の一部を反応開始前に添加し、金属可溶化剤は付加反応の進行中に追加添加する方法により行うことができる。付加反応時、上記触媒によって形成される金属錯体量は、平均的におよそ反応液全体の0.5〜1質量%を占めることが多い。但し、触媒として用いた金属可溶化剤量に比例するところが大きいため、この範囲に限定されるものではない。   Addition of the above catalyst species to the reaction system is carried out by adding each amount in the reaction system all at once before starting the reaction, or adding all of the iron and a part of the metal solubilizer before starting the reaction. In addition, the metal solubilizer can be added by a method of additionally adding during the progress of the addition reaction. During the addition reaction, the amount of the metal complex formed by the catalyst often occupies approximately 0.5 to 1% by mass of the entire reaction solution on average. However, it is not limited to this range because it is largely proportional to the amount of the metal solubilizer used as the catalyst.

付加反応の反応温度は、高い転化率と高い選択率とを両立するために、70〜180℃とすることが好ましく、90〜150℃とすることが更に好ましい。反応圧力は、上記反応温度において反応系が液相を維持し得る圧力であればよく、一般には0.05〜3MPaGとすることができ、好ましくは0.1〜2MPaGである。反応圧力を0.05MPa未満とすると、液相へのエチレン濃度が過少となり、反応添加率が不足する場合がある。一方、3MPaを超える圧力では多量体が生成する割合が高くなって選択率が損なわれる場合がある。   The reaction temperature of the addition reaction is preferably 70 to 180 ° C, and more preferably 90 to 150 ° C in order to achieve both a high conversion rate and a high selectivity. The reaction pressure may be any pressure as long as the reaction system can maintain a liquid phase at the above reaction temperature, and can be generally 0.05 to 3 MPaG, preferably 0.1 to 2 MPaG. If the reaction pressure is less than 0.05 MPa, the ethylene concentration in the liquid phase becomes too low, and the reaction addition rate may be insufficient. On the other hand, when the pressure exceeds 3 MPa, the ratio of multimer formation increases and the selectivity may be impaired.

上記付加反応は、四塩化炭素の転化率が30〜100%となるまで続ければよく、より好ましくは80〜98%となるまで続ければよい。四塩化炭素の転化率は不飽和化合物の消費量から判断することができるし、反応混合液を直接、ガスクロマトグラフィなどによって分析することによって把握できる。   The addition reaction may be continued until the conversion rate of carbon tetrachloride reaches 30 to 100%, more preferably 80 to 98%. The conversion rate of carbon tetrachloride can be determined from the consumption of unsaturated compounds, and can be grasped by directly analyzing the reaction mixture by gas chromatography or the like.

また反応時間は特に限定されるものではないが、上述した如き条件下では、その合計の反応時間が1〜12時間となることが多く、2〜10時間となるのが一般的である。この範囲から大幅に外れる場合には、不飽和化合物の供給速度や反応温度を適宜変更することが望ましい。   Further, the reaction time is not particularly limited, but under the conditions as described above, the total reaction time is often 1 to 12 hours, and generally 2 to 10 hours. In the case of significantly deviating from this range, it is desirable to appropriately change the supply rate of the unsaturated compound and the reaction temperature.

反応終了後の反応液は、液中に金属錯体が微細に分散した状態であって、単相の液体である。本発明の最も特徴とするところであるが、該反応液に遠心力を加えて、金属錯体を多く含む軽相液と目的物である1,1,1,3−テトラクロロプロパンを主成分とする重相反応液とに相分離させる。   The reaction liquid after completion of the reaction is a single-phase liquid in which the metal complex is finely dispersed in the liquid. The most characteristic feature of the present invention is that a centrifugal force is applied to the reaction solution, so that a light phase solution containing a large amount of metal complex and a 1,1,1,3-tetrachloropropane, which is the target product, are the main components. Phase separation into phase reaction solution.

即ち、遠心力を加えることにより、上記相分離における金属錯体の凝集速度を促進させて、重相反応液中に含まれる金属錯体濃度を効率的に低減することが可能となる。したがって、上記軽相を形成する液分を分離除去することにより、金属錯体濃度が低減された反応液を得ることができる。   That is, by applying centrifugal force, it is possible to accelerate the aggregation rate of the metal complex in the phase separation and efficiently reduce the concentration of the metal complex contained in the heavy phase reaction liquid. Therefore, a reaction solution with a reduced metal complex concentration can be obtained by separating and removing the liquid component forming the light phase.

本発明において、加える遠心力の大きさは、最終的に重相反応液に含まれる金属錯体の濃度が所望の濃度となるよう調整すれば良いのであって特に限定されないが200G以上とすることが好ましく400G以上とすることがより好ましい。反応液に加える遠心加速度は大きければ大きいほど本発明の効果が顕著に得られるが、大きくても4000G程度が実用的である。遠心力をかける処理時間は、上記遠心力の大きさを勘案して決定すればよいが、5秒以上とすることが好ましく、10秒以上とすることがより好ましい。遠心力を加える処理時間は、長ければ長い程望ましいが、効果が頭打ちになるばかりでなく、時間的効率が低下するため300秒程度で十分である。   In the present invention, the magnitude of the centrifugal force to be applied is not particularly limited as long as the concentration of the metal complex contained in the heavy phase reaction solution finally becomes a desired concentration. Preferably it is 400 G or more. The greater the centrifugal acceleration applied to the reaction solution, the more the effect of the present invention can be obtained, but about 4000 G is practical at most. The treatment time for applying the centrifugal force may be determined in consideration of the magnitude of the centrifugal force, but is preferably 5 seconds or more, and more preferably 10 seconds or more. The longer the processing time for applying the centrifugal force, the better. However, not only the effect reaches a peak, but also the time efficiency is lowered, and about 300 seconds is sufficient.

遠心分離機はバッチ式あるいは流通式のどちらでも良い。遠心加速度が低すぎたり、処理時間が短すぎると、十分な金属錯体の凝集効果が得られない場合もあるので、実運転においては反応液の処理量に応じて適宜条件を設定して遠心力を掛ければ良い。   The centrifuge may be either a batch type or a distribution type. If the centrifugal acceleration is too low or the treatment time is too short, there may be cases where sufficient coagulation effect of the metal complex cannot be obtained.In actual operation, the centrifugal force should be set appropriately depending on the amount of reaction liquid treated. Multiply it.

また、遠心処理時の反応液の液温が高温(80℃以上)である場合、金属錯体による配管および設備への腐食が懸念されるため、反応液の温度を好ましくは60℃以下、より好ましくは40℃以下、更に好ましくは常温に降温した後、遠心分離器に移液することが望ましい。   Moreover, when the liquid temperature of the reaction liquid at the time of the centrifugal treatment is high (80 ° C. or higher), there is a concern about corrosion of the piping and equipment by the metal complex, and therefore the temperature of the reaction liquid is preferably 60 ° C. or lower, more preferably. Is preferably lowered to 40 ° C. or less, more preferably to room temperature, and then transferred to a centrifuge.

遠心力を加えた後の液は、一旦容器に移液し、軽相液を分離除去するのであるが、好ましい態様として、一旦容器に移液した後に、さらに静置時間を設けることができる。遠心力を加えた後の液は、急速に分離が進むため、静置時間を設けることは、短時間であっても重相反応液中の金属錯体濃度を効率的に低減させる上で有効である。   The liquid after applying the centrifugal force is once transferred to a container and the light phase liquid is separated and removed. However, as a preferred embodiment, after the liquid is once transferred to the container, a standing time can be further provided. Since the liquid after applying centrifugal force is rapidly separated, it is effective to provide a standing time to effectively reduce the metal complex concentration in the heavy phase reaction liquid even for a short time. is there.

静置時間は、加える遠心力の大きさを考慮し、最終的に重相反応液に含まれる金属錯体の濃度が所望の濃度となるよう設定すればよい。上記静置時間は特に限定されないが、30分以上とすることが好ましく、60分以上とすることがより好ましい。静置時間は長ければ長いほど好ましいが、あまり長く設定しても得られる効果が頭打ちとなるばかりか処理時間が膨大となり非効率となるため、5時間以下とすることが好ましく、3時間以下とすることがさらに好ましい。   The standing time may be set so that the concentration of the metal complex finally contained in the heavy phase reaction solution becomes a desired concentration in consideration of the magnitude of the centrifugal force to be applied. Although the said standing time is not specifically limited, It is preferable to set it as 30 minutes or more, and it is more preferable to set it as 60 minutes or more. The longer the standing time is, the more preferable, but the effect obtained even if it is set too long not only reaches a peak, but the processing time becomes enormous and inefficient, so it is preferably 5 hours or less, and 3 hours or less. More preferably.

上記相分離により、重相反応液に含まれる金属錯体の濃度は、0.1質量%以下とすることが好ましく、0.01質量%以下とすることがより好ましく、0.001質量%以下とすることが特に好ましい。重相反応液に含まれる金属錯体の濃度を上記範囲とすることによって、後工程における配管、機器類の腐食、スケーリング、および、精製工程における1,1,1,3−テトラクロロプロパンの分解を効率的に抑制できる。   By the phase separation, the concentration of the metal complex contained in the heavy phase reaction liquid is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, and 0.001% by mass or less. It is particularly preferable to do this. By making the concentration of the metal complex contained in the heavy phase reaction liquid within the above range, corrosion of pipes and equipment in the post-process, scaling, and decomposition of 1,1,1,3-tetrachloropropane in the purification process are efficient. Can be suppressed.

本発明において、1,1,1,3−テトラクロロプロパンを含有する反応液から、前記金属錯体を含有する軽相を分離除去する方法は特に制限されない。例えば、遠心力を加えた後の液を容器に移液して2相に分離させた後、軽相液を吸引して除去する、マットに吸着させて除去する、もしくは重相を容器の低部より抜き出す等の手段が挙げられ、容易かつ効率的に反応液から金属錯体を分離除去することが可能となる。   In the present invention, the method for separating and removing the light phase containing the metal complex from the reaction solution containing 1,1,1,3-tetrachloropropane is not particularly limited. For example, the liquid after applying centrifugal force is transferred to a container and separated into two phases, and then the light phase liquid is sucked and removed, adsorbed on a mat, or removed to reduce the heavy phase. For example, it is possible to easily and efficiently separate and remove the metal complex from the reaction solution.

上記吸引除去を行う場合、吸引器は特に制限されず、たとえば、スポイト、アスピレータ−、吸引装置等を適宜使用し、軽相を吸引すればよい。   When performing the suction removal, the suction device is not particularly limited. For example, a light phase may be sucked by appropriately using a dropper, an aspirator, a suction device, or the like.

上記軽相をマット吸着させる場合、軽相を優先的に吸着できるマットであれば特に限定されない。吸着マットの素材としては、たとえば、天然繊維(木綿等)、合成繊維(ポリプロピレン、ポリエチレン)を使用することができる。使用後のマットは、アセトン等の極性溶媒で洗浄、乾燥することによって、容易に再生することができる。   When the light phase is made to adsorb the mat, there is no particular limitation as long as the light phase can adsorb the light phase preferentially. As a material of the adsorption mat, for example, natural fibers (cotton etc.) and synthetic fibers (polypropylene, polyethylene) can be used. The used mat can be easily regenerated by washing and drying with a polar solvent such as acetone.

次に、重相を容器の低部より抜き出す場合、容器低部に抜き出し口を設けておき、該抜き出し口より重相反応液を抜き出す。このとき抜き出し量に応じて軽相が降下してくるため軽相が抜き出し口に到達する前に抜き出しを停止する。上記操作(遠心力を加えた反応液を容器に移液し、重相反応液を抜き出す)を繰り返すうちに軽相が徐々に蓄積し増加するため、容器の上部より軽相液をオーバーフローさせてもよいし、容器の上部に軽相液を排出するための排出口を設け排出してもよい。   Next, when extracting the heavy phase from the lower part of the container, an extraction port is provided in the lower part of the container, and the heavy phase reaction liquid is extracted from the extraction port. At this time, since the light phase descends according to the amount of extraction, the extraction is stopped before the light phase reaches the extraction port. The light phase gradually accumulates and increases as the above operation (transferring the reaction solution with centrifugal force to the vessel and extracting the heavy phase reaction solution) is repeated, so the light phase solution overflows from the top of the vessel. Alternatively, a discharge port for discharging the light phase liquid may be provided at the top of the container.

該容器は、反応時間、蒸留時間、および静置時間とを考慮し、複数設置することもできる。また、分離速度を速くするために、同容量であってもより高さの低い容器とすることも好ましい。   A plurality of such containers can be installed in consideration of reaction time, distillation time, and standing time. Further, in order to increase the separation speed, it is also preferable to use a container having a lower height even with the same capacity.

斯様にして金属錯体を含有する軽相を分離除去された反応液(重相)は、精製工程に供して蒸留により、さらに純度の高い1,1,1,3−テトラクロロプロパンとした後、次なる反応に供するのが好適である。したがって、遠心力を加えて相分離させて、軽相液を分離除去する工程は、反応が終了した後、精製工程に供給するまでに設けることが好ましい。   The reaction liquid (heavy phase) from which the light phase containing the metal complex has been separated and removed in this manner is subjected to a purification step and distilled to obtain 1,1,1,3-tetrachloropropane having a higher purity. It is suitable to use for the next reaction. Therefore, it is preferable to provide a step of separating and removing the light phase liquid by applying centrifugal force to separate and remove the light phase liquid until the reaction is completed and then supplied to the purification step.

反応液に金属錯体が含有されていると、蒸留における加熱下の過酷な環境では、装置壁材に対するスケール付着や腐食の問題がより顕在化するため、本発明の方法に次いで、得られた反応液(重相)を、このように蒸留に供することは、本発明の効果がよれ顕著に発揮されて特に好ましい態様になる。   When a metal complex is contained in the reaction solution, problems of scale adhesion and corrosion to the apparatus wall material become more apparent in a severe environment under heating in distillation. Subjecting the liquid (heavy phase) to distillation in this way is a particularly preferred embodiment because the effects of the present invention are more remarkably exhibited.

蒸留を行う際の条件等は、特に制限されない。常圧で行い(101kPa)、蒸留塔頂部の温度を得られた1,1,1,3−テトラプロパンの沸点付近でも行うことができるが、蒸留塔頂部の温度が高すぎると(塔底部の温度も高くなり)1,1,1,3−テトラプロパンが分解しやすくなり、また蒸留塔頂部の温度が低すぎると蒸留時、蒸留塔頂部を冷やすエネルギーが増大となり、または、圧力を非常に低くしないとならないため、設備の費用、運転費用が高額になる。そのため、蒸留時に塔底の温度の範囲としては、20℃〜200℃とすることが好ましく、50℃〜150℃とすることがより好ましく、70℃〜120℃とすることが特に好ましい。蒸留時の圧力は、上記温度で1,1,1,3−テトラプロパンが気化し、蒸留塔頂部まで到達する圧力であれば特に制限されないが、1kPa〜110kPaで行うことが好ましい。ここでの圧力は絶対圧力である。   The conditions for performing distillation are not particularly limited. The reaction can be performed at normal pressure (101 kPa) and near the boiling point of 1,1,1,3-tetrapropane from which the temperature at the top of the distillation column was obtained, but if the temperature at the top of the distillation column is too high (at the bottom of the column) (The temperature also increases) 1,1,1,3-tetrapropane is likely to be decomposed, and if the temperature at the top of the distillation column is too low, the energy for cooling the top of the distillation column increases during distillation, or the pressure is greatly increased. Since it must be reduced, the cost of the equipment and the operating cost become high. Therefore, the temperature range at the bottom of the column during distillation is preferably 20 ° C to 200 ° C, more preferably 50 ° C to 150 ° C, and particularly preferably 70 ° C to 120 ° C. The pressure at the time of distillation is not particularly limited as long as 1,1,1,3-tetrapropane is vaporized at the above temperature and reaches the top of the distillation column, but is preferably 1 kPa to 110 kPa. The pressure here is an absolute pressure.

なお、図4は本発明を実施するための製造装置の一例を示す模式図である。即ち、原料および生成した反応混合物を溜める反応器(1)、反応器にて生成した反応混合物を抜き出す液抜出管(2)、抜き出した反応後液に遠心力を掛けるための遠心分離機(3)、遠心処理を行った反応後液を静定分離槽に移送するための液抜出管(4)、反応後液中に含まれる金属錯体と反応液を静定分離し、二相に分けるための静定槽(5)、静定分離して二相に分かれた金属錯体を移送する軽相液抜出管(6)、同じく静定分離し、金属錯体を取り除いた反応液を回収する重相抜出管(7)を有してなる。   FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing apparatus for carrying out the present invention. That is, a reactor (1) for storing raw materials and the generated reaction mixture, a liquid extraction pipe (2) for extracting the reaction mixture generated in the reactor, and a centrifuge for applying centrifugal force to the extracted post-reaction liquid ( 3) The liquid extraction tube (4) for transferring the centrifuged post-reaction liquid to the static separation tank, the metal complex and the reaction liquid contained in the post-reaction liquid are statically separated into two phases A static tank (5) for separation, a light-phase liquid extraction pipe (6) for transporting the metal complex that has been separated into two phases by static separation, and a reaction liquid that has also been statically separated to remove the metal complex. A heavy phase extraction pipe (7).

以下、実施例を示して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限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

また、以下実施例において、反応液中の金属錯体量は、ICP(誘導結合プラズマ)装置を用い発光分光分析法にて金属量を定量し、該金属量から想定される金属錯体の量に換算した。なお、想定される金属錯体の構造は、銅−リン酸トリエチルの系では[Cu・(CO)PO]、鉄−リン酸トリエチルの系では[Fe・(CO)PO]、鉄 −N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)の系では[FeCl・2FeCl・6(CNO)]である。反応液の組成は、ガスクロマトグラフィ(FID検出)にて分析した。
実施例1
(1,1,1,3−テトラクロロプロパンの合成)
撹拌機を備えた容積1Lのガラス製オートクレーブに、四塩化炭素5.5mol、鉄0.03mol(四塩化炭素を100mol%として0.55mol%)、N,N−ジメチルアセトアミド0.005mol(四塩化炭素を100mol%として0.1mol%)を仕込み、密閉した。
In the following examples, the amount of metal complex in the reaction solution is converted to the amount of metal complex expected from the amount of metal obtained by quantifying the amount of metal by emission spectroscopy using an ICP (inductively coupled plasma) apparatus. did. In addition, the structure of the assumed metal complex is [Cu · (C 2 H 5 O) 3 PO] in the copper-triethyl phosphate system, and [Fe · (C 2 H 5 O) in the iron-triethyl phosphate system. ) 3 PO], iron -N, in a system of N- dimethylacetamide (DMAc) is [FeCl 2 · 2FeCl 3 · 6 (C 4 H 9 NO)]. The composition of the reaction solution was analyzed by gas chromatography (FID detection).
Example 1
(Synthesis of 1,1,1,3-tetrachloropropane)
In a 1 L glass autoclave equipped with a stirrer, 5.5 mol of carbon tetrachloride, 0.03 mol of iron (0.55 mol% with respect to 100 mol% of carbon tetrachloride), 0.005 mol of N, N-dimethylacetamide (tetrachloride) Carbon was added as 100 mol% and 0.1 mol%) was charged and sealed.

オートクレーブ内の空気を窒素置換した後、続いてエチレン置換を行い、400rpmで撹拌しながら130℃まで昇温した。気相における圧力が0.6MPaGとなるように系内へエチレンを供給して付加反応を開始した。   After the air in the autoclave was purged with nitrogen, it was subsequently purged with ethylene, and the temperature was raised to 130 ° C. while stirring at 400 rpm. Addition reaction was started by supplying ethylene into the system so that the pressure in the gas phase was 0.6 MPaG.

反応中は、130℃、気相における全圧が0.6MPaGを維持するように、エチレンを連続的に供給するとともに、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)を0.0002mol/minで連続的に系内へ供給した。N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)の投入量は、仕込み量と合わせ全量で0.035molであった。5時間後、反応を終了して、常温まで降温した後、オートクレーブから反応液を抜き出してPP製容器((容量1L)に充填した。得られた反応液の組成は、四塩化炭素の転化率94%、目的物である1,1,1,3−テトラクロロプロパンの選択率98%であった。また、反応直後の液中鉄−N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)錯体濃度は0.6質量%であった。
(軽相液の分離除去)
得られた該反応液は遠心分離機にて2000rpm(400G相当)で3min保持した後、取り出して3時間静置した。該反応液は2相に分離しており、軽相液をポリスポイトで吸引してPP製容器(容量50ml)に回収したところ、反応液全量に対して0.6質量%であり、軽相を分離除去された重相反応液は99.4質量%であった。また、該重相反応液中の鉄−N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)錯体濃度は0.01質量%であった。
(模擬実験)
続いて、長期間連続的に蒸留を行った際の塔内の状態を模擬的に作り出すために、以下の実験を行い、長期間連続運転を行った際の安定性を評価した。
During the reaction, ethylene is continuously supplied so that the total pressure in the gas phase is maintained at 130 ° C. and 0.6 MPaG, and N, N-dimethylacetamide (DMAc) is continuously supplied at 0.0002 mol / min. Supplied into the system. The total amount of N, N-dimethylacetamide (DMAc) added was 0.035 mol in total with the amount charged. After 5 hours, the reaction was completed and the temperature was lowered to room temperature. Then, the reaction solution was extracted from the autoclave and filled into a PP container (capacity 1 L). The composition of the obtained reaction solution was the conversion rate of carbon tetrachloride. The selectivity for the target 1,1,1,3-tetrachloropropane was 94%, and the concentration of iron-N, N-dimethylacetamide (DMAc) complex in the liquid immediately after the reaction was 0.6. It was mass%.
(Separation and removal of light phase liquid)
The obtained reaction solution was kept at 2000 rpm (equivalent to 400 G) for 3 min in a centrifuge, then taken out and left to stand for 3 hours. The reaction solution is separated into two phases. When the light phase solution is sucked with a poly dropper and collected in a PP container (capacity 50 ml), it is 0.6% by mass with respect to the total amount of the reaction solution. Was 99.4% by mass. Further, the concentration of iron-N, N-dimethylacetamide (DMAc) complex in the heavy phase reaction solution was 0.01% by mass.
(Simulation experiment)
Subsequently, in order to create a simulated state in the tower when distillation was performed continuously for a long period of time, the following experiment was conducted to evaluate the stability when a continuous operation was performed for a long period of time.

500ccのガラス製丸底フラスコに上記重相反応液を500g充填し、縦19×横15×厚み1.5mmのSUS304製テストピースを該液に浸漬させた。該丸底フラスコ開口部にはガラス製蛇管冷却器を取り付け、気化した重相反応液を還流で該丸底フラスコ中に戻しながら、110℃に加熱したオイルバス中で16時間保持した。模擬実験終了後、重相反応液の組成を模擬実験前後で分析し、1,1,1,3−テトラクロロプロパン純度変化の差をクロロプロパン分解率として算出した結果、クロロプロパン分解率は0.8%であった。また、模擬実験前後のテストピースの重量変化を測定してスケール付着量を求めたところ、0.9mgであった。
比較例1
実施例1と同様の手順で1,1,1,3−テトラクロロプロパンを合成し、反応終了直後にオートクレーブから抜き出した反応液を、軽相液の分離除去操作なしに丸底フラスコに充填した他は、実施例1と同様の手順で行った。このとき、上記反応液中の鉄−N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)錯体濃度は0.7質量%であり、模擬実験後のクロロプロパン液の分解率は2.34%であった。また、スケール付着量は54.3mgであった。
実施例2および参考例1〜3
実施例1と同様の手順で1,1,1,3−テトラクロロプロパンを合成した。得られた反応液の組成は、四塩化炭素の転化率94%、目的物である1,1,1,3−テトラクロロプロパンの選択率98%であった。また、反応直後の液中鉄−N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)錯体濃度は0.6質量%であった。
A 500 cc glass round bottom flask was charged with 500 g of the above heavy phase reaction solution, and a SUS304 test piece measuring 19 × 15 × 1.5 mm in thickness was immersed in the solution. A glass serpentine condenser was attached to the opening of the round bottom flask, and the vaporized heavy phase reaction liquid was returned to the round bottom flask by refluxing and kept in an oil bath heated to 110 ° C. for 16 hours. After completion of the simulation experiment, the composition of the heavy phase reaction solution was analyzed before and after the simulation experiment, and the difference in 1,1,1,3-tetrachloropropane purity change was calculated as the chloropropane decomposition rate. As a result, the chloropropane decomposition rate was 0.8%. Met. Moreover, when the weight change of the test piece before and behind a simulation experiment was measured and the amount of scale adhesion was calculated | required, it was 0.9 mg.
Comparative Example 1
In addition to synthesizing 1,1,1,3-tetrachloropropane in the same procedure as in Example 1, the reaction liquid extracted from the autoclave immediately after the completion of the reaction was charged into a round bottom flask without the operation of separating and removing the light phase liquid. The same procedure as in Example 1 was performed. At this time, the concentration of iron-N, N-dimethylacetamide (DMAc) complex in the reaction solution was 0.7% by mass, and the decomposition rate of the chloropropane solution after the simulation experiment was 2.34%. Moreover, the amount of scale adhesion was 54.3 mg.
Example 2 and Reference Examples 1-3
1,1,1,3-tetrachloropropane was synthesized in the same procedure as in Example 1. The composition of the obtained reaction solution was 94% conversion of carbon tetrachloride and 98% selectivity of 1,1,1,3-tetrachloropropane as the target product. Moreover, the iron-N, N-dimethylacetamide (DMAc) complex concentration in the liquid immediately after the reaction was 0.6% by mass.

続いて、実施例1と同様の手順で、得られた反応液から軽相液を回収した。回収された軽相液は、反応液全量に対して0.6質量%であり、軽相を分離除去された重相反応液は99.4質量%であった。また、該重相反応液中の金属錯体濃度は0.01質量%であった。   Subsequently, the light phase liquid was recovered from the obtained reaction liquid in the same procedure as in Example 1. The recovered light phase liquid was 0.6 mass% with respect to the total amount of the reaction liquid, and the heavy phase reaction liquid from which the light phase was separated and removed was 99.4 mass%. The metal complex concentration in the heavy phase reaction solution was 0.01% by mass.

なお、上記回収した軽相反応液は、後述の模擬実験において金属錯体疑似液として使用した。
(模擬実験)
100ccのガラス製ナスフラスコを4つ準備し、それぞれに、縦19×横15×厚み1.5mmのSUS304製テストピースと上記軽相が除去された重相反応液を80gづつ充填し、参考例1〜3については、さらに、金属錯体濃度が表1に記された量となるよう、前記金属錯体疑似液をそれぞれ添加した。続いて、各ナスフラスコの開口部にガラス製蛇管冷却器を取り付け、気化した重相反応液を還流しナスフラスコ中に戻しながら、130℃に加熱したオイルバス中で1週間保持した。上記模擬実験終了後、それぞれの模擬実験前後のテストピースの重量変化を測定してスケール付着量、腐食速度を求めた。また、重相反応液の組成を模擬実験前後で分析し、1,1,1,3−テトラクロロプロパン純度変化の差からクロロプロパン分解率を算出した。各々の結果を表1、図2、および図3に示す。
結果より、金属錯体濃度に対するクロロプロパン分解率、腐食速度、スケール付着量、それぞれ殆ど直線的に比例して増加した。
The recovered light phase reaction solution was used as a metal complex simulation solution in a simulation experiment described later.
(Simulation experiment)
Four 100 cc glass eggplant flasks were prepared, and each was filled with 80 g of a SUS304 test piece of length 19 × width 15 × thickness 1.5 mm and the heavy phase reaction liquid from which the light phase had been removed. About 1-3, the said metal complex pseudo | simulation liquid was further added so that a metal complex density | concentration might be the quantity described in Table 1, respectively. Subsequently, a glass snake tube cooler was attached to the opening of each eggplant flask, and the vaporized heavy phase reaction liquid was refluxed and returned to the eggplant flask, and held in an oil bath heated to 130 ° C. for 1 week. After completion of the simulation experiment, the weight change of the test piece before and after each simulation experiment was measured to determine the amount of scale adhesion and the corrosion rate. In addition, the composition of the heavy phase reaction solution was analyzed before and after the simulation experiment, and the chloropropane decomposition rate was calculated from the difference in 1,1,1,3-tetrachloropropane purity change. Each result is shown in Table 1, FIG. 2, and FIG.
From the results, the chloropropane decomposition rate, the corrosion rate, and the scale adhesion amount with respect to the metal complex concentration increased in almost linear proportion.

Figure 2017137263
Figure 2017137263

実施例3
撹拌機を備えた容積2LのSUS316製オートクレーブに、四塩化炭素11mol、鉄0.07mol(四塩化炭素を100mol%として0.65mol%)、リン酸トリエチル0.01mol(四塩化炭素を100mol%として0.1mol%)を仕込み、密閉した。オートクレーブ内の空気を窒素置換した後、続いてエチレン置換を行い、350rpmで撹拌しながら110℃まで昇温した。気相における全圧が、0.5MPaGとなるように系内へエチレンを供給して付加反応を開始した。
Example 3
In a 2 L SUS316 autoclave equipped with a stirrer, 11 mol of carbon tetrachloride, 0.07 mol of iron (0.65 mol% of carbon tetrachloride as 100 mol%), 0.01 mol of triethyl phosphate (100 mol% of carbon tetrachloride) 0.1 mol%) was charged and sealed. After the air in the autoclave was purged with nitrogen, it was subsequently purged with ethylene, and the temperature was raised to 110 ° C. while stirring at 350 rpm. The addition reaction was started by supplying ethylene into the system so that the total pressure in the gas phase was 0.5 MPaG.

反応中は、110℃、気相における全圧が0.5MPaGを維持するように、エチレンを連続的に供給するとともに、リン酸トリエチルを0.0001mol/minで連続的に系内へ供給した。リン酸トリエチルの投入量は、仕込み量と合わせ全量で0.052molであった。7時間後に反応を終了して常温まで降温した後、オートクレーブから反応液を抜き出してPP製容器に充填した。得られた反応液は、四塩化炭素の転化率95%、目的物である1,1,1,3−テトラクロロプロパンの選択率96%の反応液が得られた。   During the reaction, ethylene was continuously supplied so that the total pressure in the gas phase at 110 ° C. was maintained at 0.5 MPaG, and triethyl phosphate was continuously supplied into the system at 0.0001 mol / min. The total amount of triethyl phosphate added together with the amount charged was 0.052 mol. After 7 hours, the reaction was completed and the temperature was lowered to room temperature, and then the reaction solution was extracted from the autoclave and filled into a PP container. As a result, a reaction liquid having a carbon tetrachloride conversion rate of 95% and a 1,1,1,3-tetrachloropropane selectivity of 96% was obtained.

続いて、該反応液を遠心分離機にて2000rpm(400G相当)で3min保持した。遠心分離器より取り出した反応液を0.25時間静置した。静置後の反応液は2相に分離しており、重相反応液中における鉄−リン酸トリエチル錯体の濃度は0.11質量%であった。
実施例4
遠心分離後に該反応液を1時間静置した以外は実施例1と同様の手順で行った。静置後の反応液は2相に分離しており、重相反応液中における鉄−リン酸トリエチル錯体濃度は0.03質量%であった。
実施例5
遠心分離後に該反応液を3時間静置した以外は実施例1と同様の手順で行った。静置後の反応液は2相に分離しており、重相反応液中における鉄−リン酸トリエチル錯体濃度は0.02質量%であった。
比較例2
オートクレーブから取り出した反応液を遠心分離機にかけず、また、1時間静置した以外は、実施例3と同様の手順で行った。1時間静置後の反応液は2相に分離しており、重相反応液中における鉄−リン酸トリエチル錯体濃度は0.47質量%であった。
比較例3
静置時間を3時間とした以外は、比較例1と同様の手順で行った。静置後の反応液は2相に分離しており、重相反応液中における鉄−リン酸トリエチル錯体濃度は0.28質量%であった。
比較例4
静置時間を6時間とした以外は、比較例1と同様の手順で行った。静置後の反応液は2相に分離しており、重相反応液中における鉄−リン酸トリエチル錯体濃度は0.09質量%であった。
比較例5
静置時間を15時間とした以外は、比較例1と同様の手順で行った。静置後の反応液は2相に分離しており、重相反応液中における鉄−リン酸トリエチル錯体濃度は0.01質量%であった。
Subsequently, the reaction solution was held for 3 min at 2000 rpm (equivalent to 400 G) in a centrifuge. The reaction solution taken out from the centrifuge was allowed to stand for 0.25 hours. The reaction liquid after standing was separated into two phases, and the concentration of the iron-triethyl phosphate complex in the heavy phase reaction liquid was 0.11% by mass.
Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed except that the reaction solution was allowed to stand for 1 hour after centrifugation. The reaction solution after standing was separated into two phases, and the concentration of iron-triethyl phosphate complex in the heavy phase reaction solution was 0.03% by mass.
Example 5
The same procedure as in Example 1 was performed except that the reaction solution was allowed to stand for 3 hours after centrifugation. The reaction liquid after standing was separated into two phases, and the concentration of the iron-triethyl phosphate complex in the heavy phase reaction liquid was 0.02% by mass.
Comparative Example 2
The reaction solution taken out from the autoclave was subjected to the same procedure as in Example 3 except that it was not subjected to a centrifuge and allowed to stand for 1 hour. The reaction liquid after standing for 1 hour was separated into two phases, and the concentration of iron-triethyl phosphate complex in the heavy phase reaction liquid was 0.47% by mass.
Comparative Example 3
The same procedure as in Comparative Example 1 was performed except that the standing time was 3 hours. The reaction liquid after standing was separated into two phases, and the concentration of the iron-triethyl phosphate complex in the heavy phase reaction liquid was 0.28% by mass.
Comparative Example 4
The procedure was the same as in Comparative Example 1 except that the standing time was 6 hours. The reaction liquid after standing was separated into two phases, and the concentration of iron-triethyl phosphate complex in the heavy phase reaction liquid was 0.09% by mass.
Comparative Example 5
The procedure was the same as in Comparative Example 1 except that the standing time was 15 hours. The reaction solution after standing was separated into two phases, and the concentration of the iron-triethyl phosphate complex in the heavy phase reaction solution was 0.01% by mass.

実施例3〜5、比較例2〜5の結果を図4に示す。
実施例6
撹拌機を備えた容積120ccのSUS316製オートクレーブに、四塩化炭素0.5mol、銅粉0.012mol(四塩化炭素を100mol%として2.4mol%)、リン酸トリエチル0.003mol(四塩化炭素を100mol%として0.6mol%)を仕込み、密閉した。
The results of Examples 3 to 5 and Comparative Examples 2 to 5 are shown in FIG.
Example 6
In a 120 cc SUS316 autoclave equipped with a stirrer, 0.5 mol of carbon tetrachloride, 0.012 mol of copper powder (2.4 mol% with respect to 100 mol% of carbon tetrachloride), 0.003 mol of triethyl phosphate (carbon tetrachloride was added) 100 mol% as 0.6 mol%) was charged and sealed.

オートクレーブ内の空気を窒素置換した後、続いてエチレン置換を行い、350rpmで撹拌しながら110℃まで昇温した。気相における全圧が0.3MPaGとなるよう系内へエチレンを供給して付加反応を開始した。   After the air in the autoclave was purged with nitrogen, it was subsequently purged with ethylene, and the temperature was raised to 110 ° C. while stirring at 350 rpm. The addition reaction was started by supplying ethylene into the system so that the total pressure in the gas phase was 0.3 MPaG.

反応中は、110℃、気相における全圧が0.3MPaGを維持するように、エチレンを連続的に供給した。6時間後、反応を終了して常温まで降温した後、オートクレーブから反応液をPP製容器に抜き出した。結果、四塩化炭素の転化率12%、目的物である1,1,1,3−テトラクロロプロパンの選択率25%の反応液が得られ、該液中の銅−リン酸トリエチル錯体濃度は0.62質量%であった。   During the reaction, ethylene was continuously supplied so that the total pressure in the gas phase at 110 ° C. was maintained at 0.3 MPaG. After 6 hours, the reaction was completed and the temperature was lowered to room temperature, and then the reaction solution was extracted from the autoclave into a PP container. As a result, a reaction solution having a carbon tetrachloride conversion rate of 12% and a target 1,1,1,3-tetrachloropropane selectivity of 25% was obtained, and the concentration of the copper-triethyl phosphate complex in the solution was 0. It was 0.62% by mass.

続いて、得られた上記反応液を遠心分離機にて2000rpm(400G相当)で3min保持した後、取り出して3時間静置した。該反応液は2相に分離しており、重相反応液中における銅−リン酸トリエチル錯体濃度は0.01質量%であった。   Subsequently, the obtained reaction solution was held at 2000 rpm (equivalent to 400 G) for 3 min by a centrifuge, then taken out and allowed to stand for 3 hours. The reaction solution was separated into two phases, and the concentration of the copper-triethyl phosphate complex in the heavy phase reaction solution was 0.01% by mass.

(1)反応器
(2)液抜出管
(3)遠心分離機
(4)遠心処理後液抜出管
(5)静定槽
(6)軽相抜出管
(7)重相抜出管
(1) Reactor (2) Liquid extraction tube (3) Centrifuge (4) Liquid extraction tube after centrifugation (5) Static settling tank (6) Light phase extraction tube (7) Heavy phase extraction tube

Claims (6)

金属錯体が溶解する液相中で、エチレンに四塩化炭素を付加反応させ、得られた1,1,1,3−テトラクロロプロパンを含有する反応液に対して遠心力を加えて相分離を生じせしめ、上記金属錯体を含有する軽相を分離除去することを特徴とする1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法。 In the liquid phase in which the metal complex is dissolved, carbon tetrachloride is added to ethylene and the resulting reaction solution containing 1,1,1,3-tetrachloropropane is subjected to centrifugal force to cause phase separation. And a process for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane characterized by separating and removing the light phase containing the metal complex. 遠心力の大きさが、200G以上であり、且つ遠心力を加える処理時間が、5秒以上である請求項1に記載の1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法。 The method for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane according to claim 1, wherein the magnitude of the centrifugal force is 200 G or more, and the treatment time for applying the centrifugal force is 5 seconds or more. 金属錯体を含有する軽相を分離除去した後の反応液に含まれる金属錯体量が、0.01質量%以下である請求項1又は2に記載の1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法。 The amount of the metal complex contained in the reaction solution after separating and removing the light phase containing the metal complex is 0.01% by mass or less, of 1,1,1,3-tetrachloropropane according to claim 1 or 2. Production method. 金属錯体が、金属に金属可溶化剤が配位子として結合した構造である請求項1〜3のいずれか1項に記載の1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法。 The method for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal complex has a structure in which a metal solubilizer is bonded to a metal as a ligand. 金属錯体が、鉄−リン酸エステル錯体、銅−リン酸エステル錯体、及び鉄−アミド錯体からなる群より選ばれた少なくても1種類である請求項1〜4のいずれか1項に記載の1,1,1,3−テトラクロロプロパンの製造方法。 5. The metal complex according to claim 1, wherein the metal complex is at least one selected from the group consisting of an iron-phosphate ester complex, a copper-phosphate ester complex, and an iron-amide complex. A method for producing 1,1,1,3-tetrachloropropane. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法により得られた、金属錯体を含有する軽相が分離除去された反応液を、さらに蒸留に供して1,1,1,3−テトラクロロプロパンの純度を高める前記製造方法。 The reaction solution obtained by separating and removing the light phase containing the metal complex obtained by the method according to any one of claims 1 to 4 is further subjected to distillation to obtain 1,1,1,3-tetrachloropropane. The said manufacturing method which raises the purity of.
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