JP2017190287A - Method for producing N-vinylformamide - Google Patents

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Fumiaki Sato
史彬 佐藤
将輝 中山
Masateru Nakayama
将輝 中山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing N-vinylformamide that can achieve high yields in a pressure condition of normal pressure or higher without decompression operation.SOLUTION: A method for producing N-vinylformamide includes the pyrolysis of an organic compound to be conducted at 80.0-300 kPa.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、N−ビニルホルムアミドの製造方法に関するもので、詳しくはN−(α−置換−エチル)ホルムアミドまたはエチリデンビスホルムアミドを、減圧操作を行わずに常圧以上の条件で気相熱分解することにより、N−ビニルホルムアミドを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing N-vinylformamide. Specifically, N- (α-substituted-ethyl) formamide or ethylidene bisformamide is subjected to gas phase pyrolysis under normal pressure or higher conditions without performing a decompression operation. The present invention relates to a method for producing N-vinylformamide.

N−ビニルホルムアミドは凝集剤などの用途に用いられる水溶性ポリマーを与える重合性モノマーとして重要な化合物である。その製造方法としては、例えば N−(α−置換−エチル)ホルムアミドまたはエチリデンビスホルムアミドを気相で熱分解する方法などが知られている。一般的な熱分解方法としては、N−(α−置換−エチル)ホルムアミドまたはエチリデンビスホルムアミドを反応原料として蒸発器で加熱してガス状にし、これを300〜600℃の温度で空塔、または充填物を充填した管状反応器において熱分解を行い、次いで、分解ガスを冷却してN−ビニルホルムアミドを得る方法(特許文献1、特許文献2)や前段を空塔式管状反応器、後段を充填式管状反応器にした複合反応器を用いて安定的にN−ビニルホルムアミドを得る方法(特許文献3)などが知られている。しかしながら、これらの方法で熱分解を行いN−ビニルホルムアミドを得る場合には、タール状および固形状の汚れ成分であるハルツの生成を防止し、高い生成物収率を得るためには熱分解反応をエネルギーコスト的、更には装置的に優位でない、減圧下で行う必要があった。このため、工業的には重装な減圧装置を使用しないN−ビニルホルムアミドの製造方法について更なる改良が求められている。   N-vinylformamide is an important compound as a polymerizable monomer that gives a water-soluble polymer used in applications such as a flocculant. As its production method, for example, a method of thermally decomposing N- (α-substituted-ethyl) formamide or ethylidenebisformamide in a gas phase is known. As a general thermal decomposition method, N- (α-substituted-ethyl) formamide or ethylidene bisformamide is heated as a reaction raw material in an evaporator and is made into a gaseous state, which is empty at a temperature of 300 to 600 ° C., or Thermal decomposition is carried out in a tubular reactor filled with a packing, and then the cracked gas is cooled to obtain N-vinylformamide (Patent Documents 1 and 2) or the former stage is an empty tubular reactor, and the latter stage is A method of stably obtaining N-vinylformamide using a composite reactor that is a packed tubular reactor (Patent Document 3) is known. However, when N-vinylformamide is obtained by pyrolysis by these methods, the formation of harz, which is a tar-like and solid soil component, is prevented, and in order to obtain a high product yield, the pyrolysis reaction Therefore, it is necessary to carry out the process under reduced pressure, which is not advantageous in terms of energy cost and apparatus. For this reason, further improvement is requested | required about the manufacturing method of N-vinylformamide which does not use an industrially evacuated decompression device.

特開昭50−076015号公報Japanese Patent Laid-Open No. 50-076015 特開昭61−134359号公報JP 61-134359 A 特開平5−301851号公報JP-A-5-301851

本発明は、減圧操作を行わずに常圧以上の圧力条件において、高い収率を達成することができるN−ビニルホルムアミドの製造方法を提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to provide the manufacturing method of N-vinylformamide which can achieve a high yield on the pressure conditions more than a normal pressure, without performing pressure reduction operation.

上記課題を鑑み、高い反応収率を達成しながら減圧条件を必要としない熱分解方法について鋭意検討を行なった結果、特定の反応条件を適用することにより、減圧操作を行わずに常圧下でも高反応収率でN−ビニルホルムアミドを製造できることを見出し本発明に到達した。   In view of the above problems, as a result of intensive studies on a thermal decomposition method that does not require a reduced pressure condition while achieving a high reaction yield, by applying specific reaction conditions, a high pressure can be obtained even under normal pressure without performing a reduced pressure operation. The inventors have found that N-vinylformamide can be produced in a reaction yield, and have reached the present invention.

即ち、本発明は、有機化合物の熱分解を80.0〜300kPaで行うN−ビニルホルムアミドの製造方法に関する。   That is, the present invention relates to a method for producing N-vinylformamide in which an organic compound is thermally decomposed at 80.0 to 300 kPa.

また、本発明は、前記有機化合物がN−(α−置換-エチル)ホルムアミドまたはエチリデンビスホルムアミドのうちの少なくとも一つである前記の製造方法に関する。   The present invention also relates to the above production method, wherein the organic compound is at least one of N- (α-substituted-ethyl) formamide or ethylidenebisformamide.

また、本発明は、反応管内の反応ガスの滞留時間が0.1〜2.0秒である前記の製造方法に関する。   The present invention also relates to the above production method wherein the residence time of the reaction gas in the reaction tube is 0.1 to 2.0 seconds.

また、本発明は、前記熱分解を減圧操作することなく行う前記の製造方法に関する。   The present invention also relates to the above-described production method in which the thermal decomposition is performed without depressurization.

更に、本発明は、前記反応管の内径が0.25〜1.00mmである前記の製造方法に関する。 Furthermore, this invention relates to the said manufacturing method whose internal diameter of the said reaction tube is 0.25-1.00 mm.

本発明の方法によれば、減圧操作を行わずに常圧以上の圧力条件において、高い収率を達成することができるN−ビニルホルムアミドの製造方法を提供することができる。   According to the method of the present invention, it is possible to provide a method for producing N-vinylformamide capable of achieving a high yield under pressure conditions of normal pressure or higher without performing a depressurization operation.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明の出発原料のN−(α−置換−エチル)ホルムアミドのエチル基のα−置換基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基などのアルコキシ基またはシアノ基などが挙げられる。なお、高級のアルコキシ基を有するN−(α−置換−エチル)ホルムアミドも使用することができる。上記化合物の中では、沸点が低く、蒸発が容易であることから、α−置換基がメトキシ基であるN−(α−メトキシエチル)ホルムアミドが特に好ましい。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. Examples of the α-substituent of the ethyl group of the starting material N- (α-substituted-ethyl) formamide of the present invention include, for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, s Examples thereof include alkoxy groups such as -butoxy group and t-butoxy group, and cyano groups. N- (α-substituted-ethyl) formamide having a higher alkoxy group can also be used. Among the above compounds, N- (α-methoxyethyl) formamide, in which the α-substituent is a methoxy group, is particularly preferable because of its low boiling point and easy evaporation.

これらの原料を熱分解すると、N−ビニルホルムアミドと副生物が生成する。原料のα−置換基にアルコキシ基を採用した場合は、対応するアルコール類が副生物として生成する。シアノ基を採用した場合は、毒性が高いシアン化水素が副生物として生成する。原料としてエチリデンビスホルムアミドを用いて熱分解した場合は、ホルムアミドが副生物として生成する。   When these raw materials are pyrolyzed, N-vinylformamide and by-products are produced. When an alkoxy group is employed as the α-substituent of the raw material, the corresponding alcohol is generated as a byproduct. When a cyano group is employed, highly toxic hydrogen cyanide is produced as a byproduct. When pyrolysis is performed using ethylidenebisformamide as a raw material, formamide is produced as a by-product.

前記熱分解に際してまず、原料N−(α−置換−エチル)ホルムアミドを減圧下において蒸発させガス状とするが、その際の圧力は、通常、常圧付近の圧力であり、また、加熱温度は、通常80〜210℃程度である。   At the time of the pyrolysis, first, the raw material N- (α-substituted-ethyl) formamide is vaporized under reduced pressure, and the pressure at that time is usually a pressure around normal pressure, and the heating temperature is Usually, it is about 80-210 degreeC.

前記熱分解の反応圧力の下限値としては80kPa以上が好ましく、90kPa以上がより好ましい。また、前記熱分解の反応圧力の上限値としては300kPa以下が好ましく、150kPa以下がより好ましい。前記範囲内であれば、常圧付近であるため、エネルギーコスト的にも装置的にも効率良く反応を行うことができる。   The lower limit of the reaction pressure for the thermal decomposition is preferably 80 kPa or more, more preferably 90 kPa or more. Moreover, as an upper limit of the reaction pressure of the said thermal decomposition, 300 kPa or less is preferable and 150 kPa or less is more preferable. If it is in the said range, since it is near atmospheric pressure, it can react efficiently also in terms of energy cost and apparatus.

前記熱分解の反応温度の下限値としては300℃以上が好ましく、380℃以上がより好ましい。また、前記熱分解の反応温度の上限値としては500℃以下が好ましく、450℃以下がより好ましい。前記範囲内であれば、エネルギーコスト的にも装置的にも効率良く反応を行うことができる。前記熱分解の反応温度を500℃以上とすることは、エネルギーコストの点で好ましくない。また300℃未満ではハルツが生成し収率の低下を招くため、好ましくない。前記反応温度を500℃より高くすることは大型の反応装置では比較的困難であり、また、エネルギーコストの点で好ましくない。また、前記反応温度が200℃未満では、管壁にハルツが少量付着し、閉塞を引き起こすとともに、N−ビニルホルムアミドの収率低下を引き起こすので好ましくない。   The lower limit of the thermal decomposition reaction temperature is preferably 300 ° C. or higher, and more preferably 380 ° C. or higher. Moreover, as an upper limit of the reaction temperature of the said thermal decomposition, 500 degrees C or less is preferable and 450 degrees C or less is more preferable. If it is in the said range, it can react efficiently also in terms of energy cost and apparatus. Setting the reaction temperature for the thermal decomposition to 500 ° C. or higher is not preferable in terms of energy cost. Further, if it is less than 300 ° C., Harz is generated and the yield is reduced, which is not preferable. It is relatively difficult to make the reaction temperature higher than 500 ° C. in a large reaction apparatus, and it is not preferable in terms of energy cost. On the other hand, when the reaction temperature is less than 200 ° C., a small amount of Harz adheres to the tube wall, causing clogging and reducing the yield of N-vinylformamide.

本発明における熱分解の反応温度は概略、300〜500℃程度であるので反応器を外部から加熱し、反応部の温度を保持する必要がある。加熱方法に制限はないが通常は電気ヒーターを内蔵した発熱体やオイル、または加熱蒸気などを使用することができる。前記熱分解反応は吸熱反応であるため反応部は外部から熱を迅速に供給する必要がある。そのため反応部の代表径は小さい方がよく、好ましくは管直径が概略、0.25〜1.0mm程度であることが好ましい。   Since the reaction temperature of the thermal decomposition in the present invention is approximately 300 to 500 ° C., it is necessary to heat the reactor from the outside and maintain the temperature of the reaction section. Although there is no restriction | limiting in a heating method, Usually, the heat generating body with which the electric heater was incorporated, oil, or heating steam can be used. Since the thermal decomposition reaction is an endothermic reaction, the reaction section needs to rapidly supply heat from the outside. Therefore, it is preferable that the representative diameter of the reaction part is small, and it is preferable that the tube diameter is approximately approximately 0.25 to 1.0 mm.

前記原料N−(α−メトキシエチル)ホルムアミドを常圧で蒸発させるには200℃以上が必要であるが、本発明では原料の気化から所定の熱分解温度への昇温を素早く行うため微小反応器、いわゆるマイクロリアクターを用いて急速加熱を行うこともできる。本発明においては、常圧以上で良好な熱分解を行う条件としては、反応管内のガス線速度が計算上0.1〜10m/秒であることが好ましい。ここに計算上のガス線速とは、理想気体としたときのガス流量(容量)を反応管断面積で割った値を意味する。   In order to evaporate the raw material N- (α-methoxyethyl) formamide at normal pressure, a temperature of 200 ° C. or higher is necessary. However, in the present invention, a minute reaction is performed in order to quickly raise the temperature from vaporization of the raw material to a predetermined thermal decomposition temperature. Rapid heating can also be carried out using a so-called microreactor. In the present invention, as a condition for performing good thermal decomposition at normal pressure or higher, the gas linear velocity in the reaction tube is preferably 0.1 to 10 m / sec in calculation. Here, the calculated gas linear velocity means a value obtained by dividing a gas flow rate (capacity) when an ideal gas is used by a reaction tube cross-sectional area.

反応器内のガスの滞留時間は、通常0.1〜2.0秒であることが好ましい。反応器内部はガス線速速度による圧力損失を伴うため、常圧付近から加圧状態となるがその際の圧力範囲は80〜300kPaであることが好ましい。前記範囲内であれば、常圧付近である程、エネルギーコスト的にも装置的にも効率良く反応を行うことができる。   The residence time of the gas in the reactor is usually preferably 0.1 to 2.0 seconds. Since the inside of the reactor is accompanied by a pressure loss due to the gas linear velocity, the pressurized state starts from around normal pressure, but the pressure range at that time is preferably 80 to 300 kPa. If it is in the said range, it can react more efficiently in terms of energy cost and apparatus, so that it is near normal pressure.

本発明の管状反応器は単管式、多重管式またはこれらを組合せたものでもよく、管径についても特に限定されないが、熱分解反応が吸熱反応であるため、特に、ガス混合物を所望の温度に十分、加熱保持し得る大きさを選ぶ必要がある。また、反応器としては特別の装置を用いることなく、通常の配管をそのまま利用した、パイプリアクターを用いることができる。   The tubular reactor of the present invention may be a single tube type, a multiple tube type, or a combination thereof, and the tube diameter is not particularly limited. However, since the pyrolysis reaction is an endothermic reaction, in particular, the gas mixture is heated to a desired temperature. It is necessary to select a size that can be heated and held sufficiently. Moreover, as a reactor, a pipe reactor using ordinary piping as it is can be used without using a special apparatus.

かかる熱分解反応器は、前段を縦型単管空塔式に、後段を多管充填式として、後段の外径を前段と異なるように設計することもできる。また、縦型空塔式反応器と、充填式反応器の2つを独立して設計し、それを接続して用いることもできる。この場合、2つの反応器の接続部分にハルツが生成しないように、該部分の温度を空塔式反応器の温度より低下しないように保持することが好ましい。   Such a pyrolysis reactor can also be designed so that the front stage is a vertical single tube empty type and the rear stage is a multi-tube packed type, and the outer diameter of the rear stage is different from that of the previous stage. Moreover, it is also possible to design a vertical type empty reactor and a packed reactor independently and connect them to each other. In this case, it is preferable to keep the temperature of the two reactors so as not to drop below the temperature of the empty reactor so that Harz is not generated at the connecting portion of the two reactors.

本発明における熱分解の反応温度は300〜500℃程度であるので、反応器を外部より加熱し、内部を熱分解の反応温度に保持する必要がある。本発明の管状反応器の加熱方法としては、通常、線状あるいは面状の電気ヒーターを内蔵した発熱体または、例えば、蒸気、油、および溶融した無機塩などにより反応器外部から加熱する方法を用いることもできる。また、反応圧力は前記原料N−(α−メトキシエチル)ホルムアミドを蒸発させるときの蒸発圧力と同程度でよく、80〜300kPaであることが好ましい。反応管内のガスの滞留時間は、通常0.1〜2秒程度である。   Since the reaction temperature of thermal decomposition in the present invention is about 300 to 500 ° C., it is necessary to heat the reactor from the outside and maintain the inside at the reaction temperature of thermal decomposition. The heating method of the tubular reactor of the present invention is usually a heating element incorporating a linear or planar electric heater, or a method of heating from the outside of the reactor with, for example, steam, oil, molten inorganic salt, or the like. It can also be used. The reaction pressure may be the same as the evaporation pressure when evaporating the raw material N- (α-methoxyethyl) formamide, and is preferably 80 to 300 kPa. The residence time of the gas in the reaction tube is usually about 0.1 to 2 seconds.

なお、前記管状反応器の温度とは、反応管内壁の温度をいう。本発明の熱分解反応を実施するには、常圧付近から微陽圧下、蒸発器で原料のN−(α−置換−エチル)ホルムアミドまたはエチリデンビスホルムアミドを加熱して蒸発させ、そのガスを直ちに、前記反応器へ導入し、熱分解反応を行ない、次いで分解したガスを冷却することにより、N−ビニルホルムアミドと前記副生物および若干の出発原料を含む混合物を凝縮回収することができる。   The temperature of the tubular reactor means the temperature of the inner wall of the reaction tube. In order to carry out the thermal decomposition reaction of the present invention, the raw material N- (α-substituted-ethyl) formamide or ethylidenebisformamide is evaporated by heating in the evaporator from near atmospheric pressure to slightly positive pressure, and the gas is immediately removed. The mixture containing N-vinylformamide, the by-product and some starting materials can be condensed and recovered by introducing into the reactor, performing a thermal decomposition reaction, and then cooling the decomposed gas.

なお、凝縮回収した混合物は、必要に応じて、蒸留精製することによりN−ビニルホルムアミドを単離することができる。
本発明により反応器内壁へのハルツ付着が防止できる理由については詳細は不明であるが以下のように考えられる。熱分解で生成するN−ビニルホルムアミドの一部より、200℃未満では、二量化反応などによる高沸点の副生物が生成するが、温度を200℃以上とすると該高沸点の副生物が再分解して、N−ビニルホルムアミドが生成するものと考えることができる。
In addition, N-vinylformamide can be isolated by distilling and purifying the condensed and recovered mixture as necessary.
The reason why Harz adhesion to the inner wall of the reactor can be prevented by the present invention is not clear in detail, but is considered as follows. From a part of N-vinylformamide produced by thermal decomposition, if it is less than 200 ° C., a by-product having a high boiling point is generated due to a dimerization reaction or the like. Thus, it can be considered that N-vinylformamide is formed.

熱分解反応は吸熱反応であるため、加温が充分でない場合、吸熱による反応器の壁温が低下しハルツ化を起こし易い。従って、反応器を空塔式にしておくと、急激な熱分解反応が抑制され、壁温がある程度保持され易いが、それでも少量のハルツが生成する。空塔反応器では、わずかながらも生成する高沸点の副生物が壁面に沈積し、ハルツ化するものと考えられる。空塔反応器では、高沸点の副生物が生成すると垂直状の壁面には付着しにくく、その大部分が下部の蒸留器部分に落下して系外に除去される。垂直状の壁面に高沸物が付着した場合には、微小滴となるので再蒸発、再分解を起こして、ハルツ化しないものと考えられる。   Since the thermal decomposition reaction is an endothermic reaction, if the heating is not sufficient, the wall temperature of the reactor due to the endotherm is lowered and hartzing is likely to occur. Therefore, if the reactor is kept empty, rapid thermal decomposition reaction is suppressed and the wall temperature is easily maintained to some extent, but a small amount of Harz is still generated. In the empty column reactor, it is thought that a small amount of by-product with a high boiling point is deposited on the wall and becomes harz. In the empty column reactor, when a high-boiling by-product is generated, it hardly adheres to the vertical wall surface, and most of it falls to the lower distiller and is removed from the system. When high boiling matter adheres to the vertical wall surface, it becomes a microdroplet, and it is considered that re-evaporation and re-decomposition occur and it does not become Harz.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

〈熱分解反応の評価方法〉
熱分解後の反応ガスの凝縮液を、純水で10000倍の重量に希釈し、HPLC(SHIMADZU SPD−20A)により分析した。分析条件は波長220nm、オーブン温度40℃、分離カラムはODP2HP−4E(SHODEX、φ4.6mm×250mm)、流速1.0mL/分、溶離液(リン二水素ナトリウム二水和物0.78wt%緩衝液)である。HPLCの分析値から絶対検量線法によりN−ビニルホルムアミドおよびN−(α−アルコキル−エチル)ホルムアミドの濃度を測定することで反応転化率および選択率を求めた。
<Evaluation method of thermal decomposition reaction>
The condensate of the reaction gas after pyrolysis was diluted 10,000 times with pure water and analyzed by HPLC (SHIMADZU SPD-20A). Analysis conditions are wavelength 220 nm, oven temperature 40 ° C., separation column is ODP2HP-4E (SHODEX, φ4.6 mm × 250 mm), flow rate 1.0 mL / min, eluent (sodium phosphate dihydrogen dihydrate 0.78 wt% buffer) Liquid). Reaction conversion and selectivity were determined by measuring the concentration of N-vinylformamide and N- (α-alkoxyl-ethyl) formamide from the analytical value of HPLC by an absolute calibration curve method.

〈反応原料〉
実施例および比較例記載の反応原料は94.0〜96.0wt%のN−(α−メトキシエチル)ホルムアミド(三菱レイヨン株式会社製)を使用した。反応原料中に不純物としてメタノール、ホルムアミド、アセトアルデヒドなどが0.1〜2.0wt%含まれていた。
<Reaction raw materials>
94.0 to 96.0 wt% N- (α-methoxyethyl) formamide (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was used as a reaction raw material described in Examples and Comparative Examples. The reaction raw material contained 0.1 to 2.0 wt% of methanol, formamide, acetaldehyde and the like as impurities.

〈熱分解装置と熱分解方法〉
実施例および比較例は、以下図1記載の装置を用いて熱分解反応を行った。熱分解装置は送液シリンジポンプ1(ハーバードPHD4400)、SUS製チューブ5、電気加熱式SUS製プレートヒーター3、冷却管2および4から構成されている装置を使用した。電気加熱式SUS製プレートヒーターは2枚のSUS製プレートから構成されており、片側表面には凹状の掘りがある。この凹部に、外径1/16インチの最大で長さ1mのSUS製チューブをはめ込んだものを使用した。プレートヒーターの両端には冷却管が設置してあるものを使用した。送液シリンジポンプにSUS製チューブを接続し、次いでSUS製チューブをSUS製プレートヒーター凹部にはめ込んだ。プレートヒーター両端のSUS製チューブは冷却管の内部を通過する。冷却管内は10℃の冷媒が冷却管内を循環(2a、2b、4a、4b)しており、SUS製チューブのプレートヒーター入口および出口の温度を冷媒の温度で一定に保った。この装置概略を図1に示した。
<Thermal decomposition equipment and thermal decomposition method>
In Examples and Comparative Examples, thermal decomposition reaction was performed using the apparatus shown in FIG. As the thermal decomposition apparatus, an apparatus including a liquid feeding syringe pump 1 (Harvard PHD4400), a SUS tube 5, an electrically heated SUS plate heater 3, and cooling tubes 2 and 4 was used. The electrically heated SUS plate heater is composed of two SUS plates and has a concave digging on one surface. In this recess, a SUS tube having a maximum outer diameter of 1/16 inch and a length of 1 m was used. What used the cooling pipe in the both ends of the plate heater was used. The SUS tube was connected to the liquid feeding syringe pump, and then the SUS tube was fitted into the SUS plate heater recess. The SUS tubes at both ends of the plate heater pass through the inside of the cooling pipe. In the cooling pipe, a 10 ° C. refrigerant circulated in the cooling pipe (2a, 2b, 4a, 4b), and the temperature of the plate heater inlet and outlet of the SUS tube was kept constant at the refrigerant temperature. An outline of this apparatus is shown in FIG.

熱分解反応はプレートヒーターの表面温度を300℃〜500℃の温度範囲で、±1.0℃の精度で制御することにより加熱されたSUS製チューブの内部で行った。気体の反応時間は、送液シリンジポンプの押し出し流速を操作することで、管内流速を制御しながら反応を行った。管内流速はプレート内部のSUS製チューブの長さおよび内径を変えることで制御することもできる。反応気体は出口冷却部で急速に冷却され、熱分解反応が停止する。反応圧力は、反応気体がSUS製チューブの圧力損失を伴うため、気体の線速と管内径に依存した圧力損失分の加圧状態となる。   The thermal decomposition reaction was performed inside a SUS tube heated by controlling the surface temperature of the plate heater in the temperature range of 300 ° C. to 500 ° C. with an accuracy of ± 1.0 ° C. For the reaction time of the gas, the reaction was performed while controlling the flow rate in the tube by operating the extrusion flow rate of the liquid delivery syringe pump. The flow rate in the tube can also be controlled by changing the length and inner diameter of the SUS tube inside the plate. The reaction gas is rapidly cooled at the outlet cooling section, and the thermal decomposition reaction stops. Since the reaction gas is accompanied by the pressure loss of the SUS tube, the reaction pressure is in a pressurized state corresponding to the pressure loss depending on the linear velocity of the gas and the tube inner diameter.

<実施例1>
プレートヒーターの表面温度(反応温度)を475℃に設定し、内径0.5mmのSUS製チューブを使用して、反応時間1.0秒となるように送液シリンジポンプの押し出し流速を設定し熱分解反応を行った。その結果、反応転化率96.5%、反応選択率98.2%で良好なN−ビニルホルムアミド生成液を得た。反応条件と反応結果を表1に記載した。
<Example 1>
Set the surface temperature (reaction temperature) of the plate heater to 475 ° C, use an SUS tube with an inner diameter of 0.5 mm, set the extrusion flow rate of the syringe pump so that the reaction time is 1.0 second, and heat A decomposition reaction was performed. As a result, a good N-vinylformamide product liquid was obtained with a reaction conversion rate of 96.5% and a reaction selectivity of 98.2%. The reaction conditions and reaction results are shown in Table 1.

<実施例2〜10>
表1に記載の反応条件に変えて実施例1と同様に熱分解反応を行った。反応条件と反応結果を表1に記載した。実施例2〜10いずれの場合も減圧操作することなく常圧付近または管内圧力損失分程度の陽圧条件にて熱分解反応を行うことができ、結果としてN−ビニルホルムアミド生成液を得ることができた。
<Examples 2 to 10>
A thermal decomposition reaction was carried out in the same manner as in Example 1 in place of the reaction conditions shown in Table 1. The reaction conditions and reaction results are shown in Table 1. In any of Examples 2 to 10, the thermal decomposition reaction can be carried out under normal pressure conditions of about normal pressure or about the pressure loss in the pipe without performing a pressure reduction operation, and as a result, an N-vinylformamide product liquid can be obtained. did it.

<実施例11>
プレートヒーターの表面温度(反応温度)を450℃に設定し、内径0.25mmのSUS製チューブを使用して、反応時間0.25秒となるように送液シリンジポンプの押し出し流速を設定し熱分解反応を行った。反応管内径0.25mmの条件では、管内の圧力損失は200kPaとなり、反応は200kPaの加圧条件で進行していた。反応の結果、反応転化率97.2%、反応選択率98.0%で良好なN−ビニルホルムアミド生成液を得た。反応条件と反応結果を表1に記載した。
<Example 11>
Set the surface temperature (reaction temperature) of the plate heater to 450 ° C, set the extrusion flow rate of the syringe pump to a reaction time of 0.25 seconds using a SUS tube with an inner diameter of 0.25 mm, and heat A decomposition reaction was performed. Under the condition of an inner diameter of the reaction tube of 0.25 mm, the pressure loss in the tube was 200 kPa, and the reaction proceeded under a pressurized condition of 200 kPa. As a result of the reaction, a good N-vinylformamide production solution was obtained with a reaction conversion rate of 97.2% and a reaction selectivity of 98.0%. The reaction conditions and reaction results are shown in Table 1.

<比較例1>
蒸発気化させた95.0%のN−(α−メトキシエチル)ホルムアミドを13.3kPaの減圧下、最大反応温度420℃となる条件で熱分解反応を行った。反応管の内径は40mmのものを使用し、反応時間は1.0秒であった。反応の結果、反応転化率98.0%、反応選択率98.0%で良好なN−ビニルホルムアミド生成液を得ることがきたが、重装な減圧装置とそれを使用した減圧操作を余儀なくされた。反応条件と反応結果を表1に記載した。
<Comparative Example 1>
Evaporated 95.0% N- (α-methoxyethyl) formamide was subjected to a thermal decomposition reaction under a reduced pressure of 13.3 kPa and a maximum reaction temperature of 420 ° C. A reaction tube having an inner diameter of 40 mm was used, and the reaction time was 1.0 second. As a result of the reaction, a good N-vinylformamide product liquid was obtained with a reaction conversion rate of 98.0% and a reaction selectivity of 98.0%. However, a heavy pressure reducing device and a pressure reducing operation using the same were required. It was. The reaction conditions and reaction results are shown in Table 1.

実施例3の場合には減圧操作がないにもかかわらず、反応時間が同じ比較例1よりも反応選択率、反応転化率共に高い反応成績であった。   In the case of Example 3, although there was no pressure reduction operation, both the reaction selectivity and the reaction conversion rate were higher than those of Comparative Example 1 having the same reaction time.

本発明によれば、減圧操作を行わずに常圧以上の圧力条件において、高い収率を達成することができるN−ビニルホルムアミドの製造方法として、広く適用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it can be widely applied as a method for producing N-vinylformamide capable of achieving a high yield under pressure conditions of normal pressure or higher without performing a pressure reduction operation.

熱分解装置の概略構成図Schematic configuration diagram of thermal decomposition equipment

1 送液シリンジポンプ
2 入口冷却管
2a 反応前冷媒入口
2b 反応前冷媒出口
3 SUS製プレートヒーター
4 出口冷却管
4a 反応後冷媒入口
4b 反応後冷媒出口
5 SUS製チューブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid feeding syringe pump 2 Inlet cooling pipe 2a Pre-reaction refrigerant inlet 2b Pre-reaction refrigerant outlet 3 SUS plate heater 4 Outlet cooling pipe 4a Post-reaction refrigerant inlet 4b Post-reaction refrigerant outlet 5 SUS tube

Claims (5)

有機化合物の熱分解を80.0〜300kPaで行うN-ビニルホルムアミドの製造方法。   A method for producing N-vinylformamide, wherein the organic compound is thermally decomposed at 80.0 to 300 kPa. 前記有機化合物がN−(α−置換-エチル)ホルムアミドまたはエチリデンビスホルムアミドのうちの少なくとも一つである請求項1に記載の製造方法。   The process according to claim 1, wherein the organic compound is at least one of N- (α-substituted-ethyl) formamide or ethylidenebisformamide. 反応管内の反応ガスの滞留時間が0.1〜2.0秒である請求項1または請求項2に記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein the residence time of the reaction gas in the reaction tube is 0.1 to 2.0 seconds. 前記熱分解を減圧操作することなく行う請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。   The manufacturing method as described in any one of Claims 1-3 performed without performing the said pressure decomposition by pressure reduction operation. 前記反応管の内径が0.25〜1.00mmである請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, wherein an inner diameter of the reaction tube is 0.25 to 1.00 mm.
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