JP2022156940A - Production method and production apparatus of dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate.
炭酸ジアルキルは、芳香族ポリカーボネートや医農薬等の合成原料として有用な化合物である。また、シュウ酸ジアルキルも、グリコール類、染料中間体、及び医薬等の合成原料として有用な化合物である(特許文献1を参照)。 Dialkyl carbonate is a useful compound as a raw material for synthesizing aromatic polycarbonates, medicines and agricultural chemicals, and the like. Dialkyl oxalates are also useful compounds as synthetic starting materials for glycols, dye intermediates, and pharmaceuticals (see Patent Document 1).
従来、次式のように、一酸化炭素と亜硝酸アルキルを触媒存在下で反応させて炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを生成させ(特許文献2を参照)、次いで、その反応で生成する一酸化窒素を酸素及びアルコールと反応させて亜硝酸アルキルを生成させ(再生し)、その亜硝酸アルキルを炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの生成反応で再使用しながら、連続的に炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを製造する方法が知られている。 Conventionally, as shown in the following formula, carbon monoxide and alkyl nitrite are reacted in the presence of a catalyst to produce dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate (see Patent Document 2). Nitrogen oxide is reacted with oxygen and alcohol to produce (regenerate) alkyl nitrite, and the alkyl nitrite is reused in the reaction to produce dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate while continuously producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate. Or a method for producing a dialkyl oxalate is known.
CO + 2RONO → CO(OR)2 + 2NO
2CO + 2RONO → (COOR)2 + 2NO
2NO + 2ROH + 1/2O2 → 2RONO + H2O
(式中、Rはアルキル基を表す。)
CO + 2RONO → CO(OR) 2 + 2NO
2CO + 2RONO → (COOR) 2 + 2NO
2NO + 2ROH + 1/ 2O2 → 2RONO + H2O
(In the formula, R represents an alkyl group.)
このように亜硝酸アルキルを再生・再使用しながら連続的に炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを製造する方法は、特許文献3などに開示されている。また、一酸化窒素と酸素とアルコールから亜硝酸アルキルを製造する方法は、その他に、特許文献4~6に開示されている。
Such a method for continuously producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate while regenerating and reusing alkyl nitrite is disclosed in
また、特許文献7には、硝酸及び亜硝酸を含む排水の処理装置及び処理方法が開示されている。該装置及び方法では、紫外線吸光度法式により測定された硝酸及び亜硝酸濃度と、イオン電極法式により測定された硝酸濃度とから排水中の硝酸濃度及び亜硝酸濃度を求めることにより、排水中の硝酸濃度及び亜硝酸濃度を迅速に測定することができることが開示されている。 Further, Patent Document 7 discloses a treatment apparatus and treatment method for waste water containing nitric acid and nitrous acid. In the apparatus and method, the concentration of nitric acid and nitrite in the wastewater is determined from the concentration of nitric acid and nitrite measured by the ultraviolet absorbance method and the concentration of nitric acid measured by the ion electrode method. and nitrite concentrations can be measured rapidly.
特許文献2~6の一酸化炭素と亜硝酸アルキルを触媒存在下で反応させる炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法では、亜硝酸アルキル源となる窒素成分の損失、特に一酸化窒素から亜硝酸アルキルを再生する際に硝酸が副生する。そのため、硝酸の窒素源としての再利用が検討されていたが、硝酸濃度が高い場合は、ステンレス製(以下、SUS製と言うことがある。)反応装置の腐食が進行し、長期間にわたる連続的な製造が困難となるとともに、廃液中の窒素源が増加するという問題があった。また、硝酸濃度が高い溶液中でアルコールと接触すると、硝酸アルキルが生成する可能性がある。
In the processes for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate in which carbon monoxide and alkyl nitrite are reacted in the presence of a catalyst in
一方、水溶液中の硝酸濃度を測定する方法として、紫外線吸光度法を用いる方法が知られているが、該方法では、硝酸及び亜硝酸をNOxとして測定してしまい、硝酸と亜硝酸の濃度を別個に測定することはできなかった。特許文献7の装置及び方法では、排水中の硝酸濃度及び亜硝酸濃度をリアルタイムで測定することが可能であるが、紫外線吸光度法式及びイオン電極法式を併用するため、装置及び操作が煩雑になり、より簡便な方法が求められていた。 On the other hand, as a method for measuring the concentration of nitric acid in an aqueous solution, a method using an ultraviolet absorbance method is known. could not be measured. In the apparatus and method of Patent Document 7, it is possible to measure the concentration of nitric acid and nitrous acid in wastewater in real time. A simpler method was desired.
本発明は、溶液中の硝酸濃度を安全に測定することができ、SUS製反応装置の腐食を抑制し、かつ、廃液中の窒素源を低減させることにより、長期間にわたる連続的な製造を可能とする炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法及び製造装置を提供することを課題とする。また、前記課題を解決しながら、反応活性を維持し、効率よく炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを製造することを課題とする。 The present invention can safely measure the nitric acid concentration in the solution, suppresses corrosion of the SUS reactor, and reduces the nitrogen source in the waste liquid, enabling continuous production over a long period of time. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate. Another object of the present invention is to efficiently produce a dialkyl carbonate and/or a dialkyl oxalate while maintaining the reaction activity while solving the above problems.
すなわち、本発明は、以下の[1]~[9]に関する。
[1]一酸化炭素と亜硝酸アルキルとを反応させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルと一酸化窒素とを生成する第一工程と、
第一工程で得られた生成物を、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを吸収する吸収液と接触させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを含む凝縮液と、一酸化窒素を含有する非凝縮ガスとを得る第二工程と、
第二工程で得られた一酸化窒素を含有する非凝縮ガス、分子状酸素及びアルコールを反応させて、主生成物である亜硝酸アルキル及び水、並びに副生成物である硝酸を得る第三工程と、
一酸化炭素及び/又は一酸化窒素、アルコール並びに第三工程で得られた硝酸を反応させて、亜硝酸アルキルを生成する第四工程と、
を有する炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法であって、
第三及び/又は第四工程は、該工程における任意の溶液中の硝酸の濃度をUV吸光度から測定し、測定された硝酸の濃度が目標の範囲内であるか否かを判断するサブ工程であって、前記濃度が目標の範囲外であるときに、前記溶液中の硝酸の量を調整し、前記濃度を目標の範囲内とするサブ工程を有する、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法。
[2]一酸化炭素と亜硝酸アルキルと一酸化窒素とを含有する第1ガスを第1反応器に導入し、触媒の存在下で一酸化炭素と亜硝酸アルキルとを反応させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルと一酸化窒素とを含有する第2ガスを生成させる第一工程と、
第2ガスを炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを吸収する吸収液と接触させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを含む凝縮液と、一酸化窒素を含有する非凝縮ガスとを得る第二工程と、
非凝縮ガス及び分子状酸素を混合して得られた混合ガスとアルコールとを第2反応器に導入し、一酸化窒素、分子状酸素及びアルコールを反応させて、主生成物である亜硝酸アルキル及び水、並びに副生成物である硝酸を生成し、未反応の一酸化窒素とともに亜硝酸アルキルを含有する第3ガス、並びに未反応のアルコール、硝酸及び水を含有する塔底液を得る第三工程と、
一酸化炭素及び/又は一酸化窒素並びに塔底液を第3反応器に導入、混合して混合液を得、混合液中の一酸化炭素及び/又は一酸化窒素、アルコール並びに硝酸を反応させて、亜硝酸アルキルを生成する第四工程であって、ここで、未反応の一酸化炭素及び/又は一酸化窒素とともに亜硝酸アルキルが第三工程の第2反応器に循環され、未反応のアルコール及び硝酸並びに水が廃液回収槽に移送される、工程と、
第三工程で得られた第3ガスと一酸化炭素とを混合して得られた前記第1ガスを第一工程に循環する第五工程と、
を有する炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法であって、
第三及び/又は第四工程は、第2反応器及び第2反応器と第3反応器との配管中の塔底液、第3反応器中の混合液、並びに第3反応器と廃液回収槽との配管及び廃液回収槽中の廃液からなる群より選択される少なくとも1つにおける硝酸の濃度をUV吸光度から測定し、制御部において、測定された硝酸の濃度が目標の範囲内であるか否かを判断するサブ工程であって、前記濃度が目標の範囲外であるときに、前記塔底液、混合液又は廃液中の硝酸の量を調整し、前記濃度を目標の範囲内とするサブ工程を有する、[1]に記載の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法。
[3]前記UV吸光度の測定波長が280nm~330nmである、[1]又は[2]に記載の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法。
[4]前記調整後の硝酸の濃度が0.001質量%~10質量%である、[1]~[3]のいずれか一つに記載の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法。
[5]アルコールがメタノールであり、亜硝酸アルキルが亜硝酸メチルであり、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルが炭酸ジメチル及び/又はシュウ酸ジメチルである、[1]~[4]のいずれか一つに記載の製造方法。
[6]一酸化炭素と亜硝酸アルキルとを反応させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルと一酸化窒素とを生成する触媒を有し、一酸化炭素と亜硝酸アルキルと一酸化窒素とを含有する第1ガスから炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルと一酸化窒素とを含有する第2ガスを生成する第1反応器と、
前記第2ガスと炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを吸収する吸収液とを接触させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを含む凝縮液と、前記一酸化窒素を含有する非凝縮ガスとに分離する吸収塔と、
前記非凝縮ガス及び分子状酸素の混合ガス並びにアルコールを導入し、前記一酸化窒素、分子状酸素及びアルコールを反応させて、未反応の一酸化窒素とともに亜硝酸アルキルを含有する第3ガス、並びに未反応のアルコール、硝酸及び水を含有する塔底液を生成する第2反応器と、
一酸化炭素及び/又は一酸化窒素並びに前記塔底液を導入、混合して混合液を得、前記一酸化炭素及び/又は一酸化窒素、アルコール並びに硝酸を反応させて、亜硝酸アルキルを生成する第3反応器と、
第3反応器の未反応のアルコール及び硝酸並びに水を含む廃液を回収する廃液回収槽と、
第1反応器で生成した第2ガスを吸収塔に移送する配管と、
吸収塔で分離された非凝縮ガスを第2反応器に移送する配管と、
第2反応器で生成した第3ガスを第1反応器に移送する配管と、
第2反応器で生成した塔底液を第3反応器に移送する配管と、
第3反応器で生成した亜硝酸アルキルを未反応の一酸化炭素及び/又は一酸化窒素とともに第2反応器に移送する配管と、
第3反応器で生成した廃液を廃液回収槽に移送する配管と、
廃液回収槽の出口に設置される配管と、
前記塔底液、第3反応器中の混合液又は廃液中の硝酸の濃度を検出するUV検出器と、
UV検出器で検出された硝酸の濃度が目標の範囲内であるか否かを判断し、前記濃度が目標の範囲外であるときに、前記塔底液、混合液又は廃液中の硝酸の量を調整し、前記濃度を目標の範囲内とする制御部と、
を備える、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置であって、
UV検出器は、第2反応器で生成した塔底液を第3反応器に移送する配管、第3反応器で生成した廃液を廃液回収槽に移送する配管、及び廃液回収槽の出口に設置される配管の少なくとも一つに設置される、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置。
[7]前記塔底液、第3反応器中の混合液又は廃液は、硝酸、アルコール、一酸化窒素及び亜硝酸アルキルを含有する、[6]に記載の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置。
[8]アルコールがメタノールであり、亜硝酸アルキルが亜硝酸メチルであり、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルが炭酸ジメチル及び/又はシュウ酸ジメチルである、[6]又は[7]に記載の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置。
[9]UV検出器による吸光度及び検量線を用いて、前記塔底液、第3反応器中の混合液又は廃液の硝酸の濃度をリアルタイムで測定することを特徴とする、[6]~[8]のいずれか一つに記載の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置。
That is, the present invention relates to the following [1] to [9].
[1] a first step of reacting carbon monoxide with an alkyl nitrite to produce a dialkyl carbonate and/or a dialkyl oxalate and nitric oxide;
The product obtained in the first step is brought into contact with an absorption liquid that absorbs dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate to obtain a condensate containing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and a non-nitrogen monoxide containing condensate. a second step of obtaining a condensed gas;
A third step of reacting the non-condensable gas containing nitrogen monoxide obtained in the second step, molecular oxygen and alcohol to obtain alkyl nitrite and water as main products and nitric acid as a by-product. When,
a fourth step of reacting carbon monoxide and/or nitrogen monoxide, alcohol and nitric acid obtained in the third step to produce an alkyl nitrite;
A method for producing a dialkyl carbonate and/or a dialkyl oxalate having
The third and / or fourth step is a sub-step of measuring the concentration of nitric acid in any solution in the step from UV absorbance and determining whether the measured concentration of nitric acid is within the target range. and adjusting the amount of nitric acid in the solution to bring the concentration within the target range when the concentration is outside the target range. Method.
[2] A first gas containing carbon monoxide, an alkyl nitrite, and nitrogen monoxide is introduced into a first reactor, and the carbon monoxide and the alkyl nitrite are reacted in the presence of a catalyst to produce a dialkyl carbonate. and/or a first step of producing a second gas containing dialkyl oxalate and nitric oxide;
Contacting the second gas with an absorbing liquid that absorbs the dialkyl carbonate and/or the dialkyl oxalate to obtain a condensed liquid containing the dialkyl carbonate and/or the dialkyl oxalate and a non-condensable gas containing nitrogen monoxide. process and
A mixed gas obtained by mixing a non-condensable gas and molecular oxygen and alcohol are introduced into a second reactor to react nitrogen monoxide, molecular oxygen and alcohol to produce alkyl nitrite as the main product. and water, and nitric acid as a by-product to obtain a third gas containing alkyl nitrite together with unreacted nitric oxide, and a bottom liquid containing unreacted alcohol, nitric acid and water. process and
Carbon monoxide and/or nitrogen monoxide and the column bottom liquid are introduced into a third reactor and mixed to obtain a mixed liquid, and carbon monoxide and/or nitrogen monoxide in the mixed liquid are reacted with alcohol and nitric acid. , a fourth step to produce an alkyl nitrite, wherein the alkyl nitrite is recycled to the second reactor of the third step along with unreacted carbon monoxide and/or nitrogen monoxide, and unreacted alcohol and nitric acid and water are transferred to a liquid waste collection tank;
a fifth step of circulating the first gas obtained by mixing the third gas obtained in the third step and carbon monoxide to the first step;
A method for producing a dialkyl carbonate and/or a dialkyl oxalate having
The third and / or fourth step includes the bottom liquid in the second reactor and the piping between the second reactor and the third reactor, the mixed liquid in the third reactor, and the third reactor and waste liquid recovery The concentration of nitric acid in at least one selected from the group consisting of the pipes to the tank and the waste liquid in the waste liquid collection tank is measured from the UV absorbance, and the control unit determines whether the measured concentration of nitric acid is within the target range. In the sub-step of determining whether or not the concentration is outside the target range, adjusting the amount of nitric acid in the bottom liquid, the mixed liquid, or the waste liquid to bring the concentration within the target range The method for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate according to [1], comprising substeps.
[3] The method for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate according to [1] or [2], wherein the UV absorbance is measured at a wavelength of 280 nm to 330 nm.
[4] The method for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate according to any one of [1] to [3], wherein the concentration of nitric acid after adjustment is 0.001% by mass to 10% by mass.
[5] Any one of [1] to [4], wherein the alcohol is methanol, the alkyl nitrite is methyl nitrite, and the dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate is dimethyl carbonate and/or dimethyl oxalate The manufacturing method described in 1.
[6] having a catalyst for reacting carbon monoxide and alkyl nitrite to produce dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and nitrogen monoxide, wherein carbon monoxide, alkyl nitrite and nitrogen monoxide are produced; a first reactor for producing a second gas containing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and nitric oxide from the first gas containing;
The second gas is brought into contact with an absorption liquid that absorbs dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, and the condensate containing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and the non-condensable gas containing nitrogen monoxide are mixed. a separating absorption tower;
a third gas containing an alkyl nitrite together with unreacted nitric oxide by introducing a mixed gas of said non-condensable gas and molecular oxygen and alcohol, and reacting said nitric oxide, molecular oxygen and alcohol; and a second reactor producing a bottom liquid containing unreacted alcohol, nitric acid and water;
Carbon monoxide and/or nitrogen monoxide and the bottom liquid are introduced and mixed to obtain a mixture, and the carbon monoxide and/or nitrogen monoxide, alcohol and nitric acid are reacted to produce alkyl nitrite. a third reactor;
a waste liquid recovery tank for recovering a waste liquid containing unreacted alcohol and nitric acid and water in the third reactor;
a pipe for transferring the second gas produced in the first reactor to the absorption tower;
a pipe for transferring the non-condensable gas separated in the absorption tower to the second reactor;
a pipe for transferring the third gas generated in the second reactor to the first reactor;
A pipe for transferring the bottom liquid produced in the second reactor to the third reactor;
piping for transferring the alkyl nitrite produced in the third reactor to the second reactor together with unreacted carbon monoxide and/or nitrogen monoxide;
A pipe for transferring the waste liquid generated in the third reactor to the waste liquid recovery tank;
a pipe installed at the outlet of the waste liquid recovery tank;
a UV detector for detecting the concentration of nitric acid in the bottom liquid, mixed liquid in the third reactor, or waste liquid;
Determine whether the concentration of nitric acid detected by the UV detector is within the target range, and when the concentration is outside the target range, the amount of nitric acid in the bottom liquid, mixed liquid, or waste liquid and a control unit that adjusts the concentration to be within a target range;
A device for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, comprising
The UV detector is installed in the pipe that transfers the bottom liquid generated in the second reactor to the third reactor, the pipe that transfers the waste liquid generated in the third reactor to the waste liquid collection tank, and the outlet of the waste liquid collection tank. A device for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, which is installed in at least one of the pipes.
[7] The dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate according to [6], wherein the bottom liquid, mixed liquid or waste liquid in the third reactor contains nitric acid, alcohol, nitrogen monoxide and alkyl nitrite. manufacturing device.
[8] The carbonate according to [6] or [7], wherein the alcohol is methanol, the alkyl nitrite is methyl nitrite, and the dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate is dimethyl carbonate and/or dimethyl oxalate. An apparatus for producing dialkyl and/or dialkyl oxalate.
[9] The concentration of nitric acid in the column bottom liquid, the mixed liquid in the third reactor, or the waste liquid is measured in real time using the absorbance by a UV detector and the calibration curve, [6] to [ 8], the apparatus for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate according to any one of
本発明によれば、溶液中の硝酸濃度を安全に測定することができ、SUS製反応装置の腐食を抑制し、かつ、廃液中の窒素源を低減させることにより、長期間にわたる連続的な製造を可能とする炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法及び製造装置を提供することができる。また、前記課題を解決しながら、反応活性を維持し、効率よく炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを製造することができる。 According to the present invention, the nitric acid concentration in the solution can be safely measured, the corrosion of the SUS reactor can be suppressed, and the nitrogen source in the waste liquid can be reduced, thereby enabling continuous production over a long period of time. It is possible to provide a method and an apparatus for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate that enable In addition, it is possible to efficiently produce a dialkyl carbonate and/or a dialkyl oxalate while maintaining the reaction activity while solving the above problems.
本発明の好適な実施形態を、場合により図面を参照して以下に説明する。各図面において、同一又は同等の要素には同一の番号を付し、場合により重複する説明を省略する。なお、以下の実施形態は、本発明の実施態様の一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Preferred embodiments of the invention are described below, optionally with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted as the case may be. In addition, the following embodiments are examples of embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.
本発明の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法は、一酸化窒素、酸素及びアルコールを反応させて原料である亜硝酸アルキルを再生する反応において、副生する硝酸濃度をリアルタイムで測定し、所定の数値範囲内に制御することで、SUS製反応装置の腐食を抑制し、かつ、廃液中の窒素源を低減させることにより、長期間にわたる連続的な製造を可能とする。また、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルのアルキルがメチルの場合は、硝酸メチルの生成を抑制することで、溶液中の硝酸の濃度を安全に測定することが可能となる。 In the method for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate of the present invention, nitric oxide, oxygen, and alcohol are reacted to regenerate raw material alkyl nitrite, and the concentration of nitric acid produced as a by-product is measured in real time, By controlling within a predetermined numerical range, it is possible to suppress corrosion of the SUS reactor and reduce the nitrogen source in the waste liquid, thereby enabling continuous production over a long period of time. In addition, when the alkyl of the dialkyl carbonate and/or the dialkyl oxalate is methyl, the production of methyl nitrate is suppressed, making it possible to safely measure the concentration of nitric acid in the solution.
[炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法]
以下、本発明の各工程を説明する。
[Method for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate]
Each step of the present invention will be described below.
(第一工程)
第一工程は、一酸化炭素と亜硝酸アルキルとを反応させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルと一酸化窒素とを生成する工程である。 第一工程は、一酸化炭素と亜硝酸アルキルと一酸化窒素とを含有する第1ガスを第1反応器に導入し、触媒の存在下で一酸化炭素と亜硝酸アルキルとを反応させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルと一酸化窒素とを含有する第2ガスを生成させる工程であることが好ましい。具体的には触媒を充填した第1反応器に第1ガスを導入し、一酸化炭素及び亜硝酸アルキルを気相で接触反応させることができる。反応器としては、単管式又は多管式触媒充填塔が有効である。
(First step)
The first step is a step of reacting carbon monoxide with alkyl nitrite to produce dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and nitric oxide. In the first step, a first gas containing carbon monoxide, an alkyl nitrite, and nitrogen monoxide is introduced into a first reactor, and the carbon monoxide and the alkyl nitrite are reacted in the presence of a catalyst, The step of generating the second gas containing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and nitrogen monoxide is preferred. Specifically, the first gas can be introduced into a first reactor filled with a catalyst, and carbon monoxide and alkyl nitrite can be catalytically reacted in the gas phase. A single-tubular or multi-tubular catalyst packed tower is effective as the reactor.
触媒としては、白金族金属固体触媒が好ましく、パラジウム系、白金系、ロジウム系、ルテニウム系、イリジウム系等の触媒が挙げられ、中でもパラジウム系が好ましい。これら金属の硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物及び酢酸塩、シュウ酸塩、安息香酸塩等の塩類も使用することができる。白金族金属固体触媒は、例えば、活性炭、アルミナ、シリカ、珪藻土、軽石、ゼオライト、モレキュラーシーブ等の不活性担体に担持させた形態であることができる。この場合、白金族金属の担持量は、白金族金属換算で担体に対して、0.01~10質量%、好ましくは0.2~2質量%である。 The catalyst is preferably a platinum group metal solid catalyst, and includes palladium-based, platinum-based, rhodium-based, ruthenium-based, iridium-based catalysts, etc. Among them, palladium-based catalysts are preferred. Nitrates, sulfates, phosphates, halides and salts of these metals such as acetates, oxalates and benzoates can also be used. The platinum group metal solid catalyst can be, for example, in the form of being carried on an inert carrier such as activated carbon, alumina, silica, diatomaceous earth, pumice, zeolite, molecular sieve and the like. In this case, the supported amount of the platinum group metal is 0.01 to 10% by mass, preferably 0.2 to 2% by mass, based on the carrier in terms of the platinum group metal.
第1ガスは、一酸化炭素と亜硝酸アルキルと一酸化窒素を含有する。第1ガスは、窒素ガス、炭酸ガス等の反応に不活性なガスで希釈して使用することができる。 The first gas contains carbon monoxide, alkyl nitrite and nitric oxide. The first gas can be used by diluting it with a gas that is inert to the reaction, such as nitrogen gas or carbon dioxide gas.
第1ガス中の亜硝酸アルキルの濃度は、広範囲に変えることができるが、満足すべき反応速度を得る点から、その濃度が1体積%以上となるように存在させることが好ましい。亜硝酸アルキルの濃度が高いほど、反応が速やかに進行するが、使用濃度は、反応帯内に炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの液相が生成しないように選択することが好ましく、例えば、3~30体積%の範囲とすることができる。亜硝酸アルキルが亜硝酸メチルの場合、副生する硝酸メチルの生成を抑制する観点から、好ましくは3~25体積%とすることができる。 Although the concentration of the alkyl nitrite in the first gas can be varied over a wide range, it is preferred that the concentration be 1% by volume or more in order to obtain a satisfactory reaction rate. The higher the concentration of the alkyl nitrite, the faster the reaction proceeds. It can be in the range of ~30% by volume. When the alkyl nitrite is methyl nitrite, the amount is preferably 3 to 25% by volume from the viewpoint of suppressing the production of by-product methyl nitrate.
第1ガス中の一酸化炭素の濃度は、広範囲に変えることができ、10~90体積%の範囲で選ぶことができる。 The concentration of carbon monoxide in the first gas can vary widely and can be chosen in the range of 10-90% by volume.
第1ガス中の一酸化窒素の濃度は、広範囲に変えることができ、1~20体積%の範囲で選ぶことができる。 The concentration of nitric oxide in the first gas can vary widely and can be chosen in the range of 1-20% by volume.
反応温度は、低温でも充分速やかに反応が進行し、また反応温度が低いほど副反応が少ない点から、所望の空時収量が維持される限り、比較的低温で行なうのが有利である。具体的には、50~200℃とすることができ、好ましくは80~150℃である。 As for the reaction temperature, it is advantageous to carry out the reaction at a relatively low temperature as long as the desired space-time yield is maintained, since the reaction proceeds sufficiently rapidly even at a low temperature, and the lower the reaction temperature, the less side reactions occur. Specifically, it can be 50 to 200°C, preferably 80 to 150°C.
反応圧力は、常圧~0.98MPa(ゲージ圧)とすることができ、好ましくは常圧~0.49MPa(ゲージ圧)の圧力であるが、場合によっては常圧よりやや低い圧力であってもよい。 The reaction pressure can be normal pressure to 0.98 MPa (gauge pressure), preferably normal pressure to 0.49 MPa (gauge pressure), but in some cases the pressure is slightly lower than normal pressure. good too.
反応時間は、10秒以下とすることができ、好ましくは0.2~5秒である。 The reaction time can be 10 seconds or less, preferably 0.2 to 5 seconds.
(第二工程)
第二工程は、第一工程で得られた生成物を、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを吸収する吸収液と接触させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを含む凝縮液と、一酸化窒素を含有する非凝縮ガスとを得る工程である。
第二工程は、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルと一酸化窒素とを含有する第2ガスを、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを吸収する吸収液と接触させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを含む凝縮液と、一酸化窒素を含有する非凝縮ガスとを得る工程であることが好ましい。ここで、非凝縮ガスは、非凝縮ガス1及び非凝縮ガス2に分配されて、それぞれ第2反応器及び第3反応器に導入することができる。
具体的には反応生成物である炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを凝縮器に導き、吸収液に接触させながら、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルが凝縮する温度以下に冷却し、凝縮液と非凝縮ガスとに分離することができる。
(Second step)
In the second step, the product obtained in the first step is brought into contact with an absorption liquid that absorbs dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, and a condensate containing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and monoxidation and a non-condensable gas containing nitrogen.
In the second step, a second gas containing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and nitrogen monoxide is brought into contact with an absorption liquid that absorbs dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate to obtain dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate. It is preferred to obtain a condensate containing dialkyl acid and a non-condensable gas containing nitric oxide. Here, the non-condensable gas can be divided into
Specifically, the dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, which are reaction products, are introduced into a condenser and cooled to a temperature below the temperature at which the dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate condense while being brought into contact with the absorbing liquid. It can be separated into non-condensable gas.
凝縮液には、一般に、目的物の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの他にギ酸アルキル等が含まれている。一方、非凝縮ガスには、第一工程の反応で生成した一酸化窒素の他に、未反応の一酸化炭素、亜硝酸アルキル等が含まれている。 The condensate generally contains alkyl formate and the like in addition to the target dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate. On the other hand, the non-condensable gas contains unreacted carbon monoxide, alkyl nitrite, etc., in addition to the nitrogen monoxide generated in the reaction in the first step.
第二工程では、目的物の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの一部が非凝縮ガスに同伴されるといった問題、また、目的物がシュウ酸ジメチルのように、融点が比較的高い場合には、目的物が凝縮器の壁等に固化付着し、ひいてはその閉塞をもたらしうるといった問題を回避するために、反応生成物を吸収液に接触させる。接触させる方法は、特に限定されず、向流接触法、バブリング接触法等が挙げられる。 In the second step, there is a problem that part of the target dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate is entrained in the non-condensable gas, and when the target has a relatively high melting point such as dimethyl oxalate, The reaction product is brought into contact with the absorption liquid in order to avoid the problem of the object solidifying and adhering to the walls of the condenser and the like, which can lead to blockage thereof. The contact method is not particularly limited, and examples thereof include a countercurrent contact method and a bubbling contact method.
吸収液は、目的物の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルが溶解しやすいものであれば限定されないが、アルコールであることが好ましく、より好ましくは炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルのアルキル部分と同じアルキル基を有するアルコールである。すなわち、目的物が炭酸ジメチル及び/又はシュウ酸ジメチルである場合、吸収液は好ましくはメタノールである。 The absorption liquid is not limited as long as it easily dissolves the target dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, but it is preferably an alcohol, more preferably the same as the alkyl portion of the dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate. It is an alcohol with an alkyl group. That is, when the target is dimethyl carbonate and/or dimethyl oxalate, the absorbing liquid is preferably methanol.
吸収液の供給量は、特に限定されず、目的物が炭酸ジメチル及び/又はシュウ酸ジメチルの場合には、被処理物、すなわち第2ガス100体積部に対し、吸収液、好ましくはメタノールは、0.01~0.1体積部であることが好ましい。例えば、第2ガス100体積部に対し、メタノールを0.01~0.1体積部流しながら、0~60℃の温度で冷却凝縮させることができる。 The supply amount of the absorbing liquid is not particularly limited, and when the object is dimethyl carbonate and/or dimethyl oxalate, the absorbing liquid, preferably methanol, is added to 100 parts by volume of the object to be treated, that is, the second gas. It is preferably 0.01 to 0.1 parts by volume. For example, cooling condensation can be performed at a temperature of 0 to 60° C. while flowing 0.01 to 0.1 volume part of methanol with respect to 100 volume parts of the second gas.
(第三工程)
第三工程は、第二工程で得られた一酸化窒素を含有する非凝縮ガス、分子状酸素及びアルコールを反応させて、主生成物である亜硝酸アルキル及び水、並びに副生成物である硝酸を得る工程である。
第三工程は、非凝縮ガス及び分子状酸素を混合して得られた混合ガスとアルコールとを第2反応器に導入し、一酸化窒素、分子状酸素及びアルコールを反応させて、主生成物である亜硝酸アルキル及び水、並びに副生成物である硝酸を生成し、未反応の一酸化窒素とともに亜硝酸アルキルを含有する第3ガス、並びに未反応のアルコール、硝酸及び水を含有する塔底液を得る工程であることが好ましい。
(Third step)
In the third step, the non-condensable gas containing nitrogen monoxide obtained in the second step, molecular oxygen and alcohol are reacted to produce alkyl nitrite and water as main products and nitric acid as a by-product. is the process of obtaining
In the third step, a mixed gas obtained by mixing non-condensable gas and molecular oxygen and alcohol are introduced into the second reactor, and nitrogen monoxide, molecular oxygen and alcohol are reacted to produce a main product and water as a by-product, and a third gas containing the alkyl nitrite together with unreacted nitric oxide, and the bottom containing unreacted alcohol, nitric acid and water. It is preferably a step of obtaining a liquid.
図1は、亜硝酸アルキル製造装置を示す図である。図1の亜硝酸アルキル製造装置100において、液状のアルコールは、アルコール供給ライン11(以下、「配管11」ともいう)から亜硝酸アルキル製造用反応塔1(以下、「反応塔1」ともいう)の上部に供給される。反応塔1は、第2反応器に相当する。
本明細書における反応塔1の上部とは、反応塔1の上下方向における中間部よりも上側の部分をいう。本明細書における反応塔1の中間部とは、反応塔1の高さを100としたとき、40~60の高さの区間をいう。本明細書における反応塔1の下部とは、反応塔1の上下方向における中間部よりも下側の部分をいう。
FIG. 1 is a diagram showing an alkyl nitrite production apparatus. In the alkyl
The upper part of the
反応塔1の上部には、アルコールを供給するための供給口が設けられている。当該供給口に配管11が接続されている。配管11を流通してこの供給口から反応塔1の上部に供給されたアルコールは、反応塔1の上部から下方に流下する。
The upper part of the
反応塔1の中間部よりも下側には、反応塔1に一酸化窒素を含有する非凝縮ガス1を供給するための供給口が設けられている。この供給口には原料ガス供給ライン12(以下、「配管12」ともいう)が接続されている。配管12を流通した非凝縮ガス1は、この供給口から反応塔1の下部に供給される。反応塔1の下部に供給された非凝縮ガス1は、反応塔1の下部から上方に上昇する。
A supply port for supplying the
図1では、酸素供給ライン15(以下、「配管15」ともいう)は、配管12に接続されている。配管15は、配管12を経由せず直接反応塔1の下部に接続されていてもよく、反応塔1の下部と配管12の両方に接続されていてもよい。酸素は分子状酸素である。酸素は、配管15を通って、配管12及び/又は反応塔1の下部に供給される。これらのうち、反応効率の点から、酸素は配管12に供給されることが好ましい。この場合、反応塔1の下部には、少なくとも一酸化窒素及び酸素を含有する混合ガスが供給される。
In FIG. 1 , an oxygen supply line 15 (hereinafter also referred to as “
反応塔1に供給された、アルコールと一酸化窒素と酸素とが反応塔1の内部で反応して、亜硝酸アルキルが生成する。このときの主反応は、下記式(1)で記載される。このとき、反応塔1では、下記式(2)で表される副反応が進行し、硝酸が副生する。式(1)及び(2)中、R1はアルキル基を示し、好ましくは炭素数1~4のアルキル基、より好ましくはメチル基又はエチル基、特に好ましくはメチル基である。つまり、アルコールはメタノールであることが好ましい。すなわち、アルコールがメタノールであり、亜硝酸アルキルが亜硝酸メチルであり、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルが炭酸ジメチル及び/又はシュウ酸ジメチルであることが好ましい。
2NO + 2R1OH + 1/2O2 → 2R1ONO + H2O (1)
NO + 3/4O2 + 1/2H2O → HNO3 (2)
The alcohol, nitrogen monoxide and oxygen supplied to the
2NO + 2R 1 OH + 1/2O 2 → 2R 1 ONO + H 2 O (1)
NO + 3/4O 2 + 1/2H 2 O → HNO 3 (2)
(1)の反応で生成した亜硝酸アルキルは未反応の一酸化窒素とともに第3ガスを形成し、第3ガスは更に第1ガスに導入され、第一工程で原料として使用され、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを生成する。炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルは、第二工程で、凝縮液中に回収されるが、一部非凝縮ガスに混入し、更に反応塔1に混入することになる。第三工程におけるアルコールがメタノールである場合、上記(1)の反応で亜硝酸メチルが生成し、第一工程で炭酸ジメチル及び/又はシュウ酸ジメチルが生成するため、反応塔1には炭酸ジメチル及び/又はシュウ酸ジメチルが混入することになる。
The alkyl nitrite produced in the reaction of (1) forms a third gas together with unreacted nitrogen monoxide, and the third gas is further introduced into the first gas and used as a raw material in the first step to produce dialkyl carbonate and / or produce a dialkyl oxalate. The dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate are recovered in the condensed liquid in the second step, but partly mixed with the non-condensed gas and further mixed into the
反応塔1の塔頂部には、第3ガス抜き出しライン13(以下、「配管13」ともいう)が接続されている。第3ガスは、未反応の一酸化窒素及び亜硝酸アルキルを含有する。上記式(1)等によって生成した亜硝酸アルキルを含有する第3ガスは、配管13を用いて反応塔1から抜き出すことができる。
A third gas extraction line 13 (hereinafter also referred to as “
反応塔1の底部には、上記(1)及び(2)で生成した硝酸及び水、並びに未反応のアルコール等を含む塔底液が残存する。
At the bottom of the
(第四工程)
第四工程は、一酸化炭素及び/又は一酸化窒素、アルコール並びに第三工程で得られた硝酸を反応させて、亜硝酸アルキルを生成する工程である。
第四工程は、一酸化炭素及び/又は一酸化窒素並びに塔底液を第3反応器に導入、混合して混合液を得、混合液中の一酸化炭素及び/又は一酸化窒素、アルコール並びに硝酸を反応させて、亜硝酸アルキルを生成する工程であることが好ましい。この工程で生成した亜硝酸アルキルは、未反応の一酸化炭素及び/又は一酸化窒素とともに、第三工程の第2反応器に循環され、未反応のアルコール及び硝酸並びに水が廃液回収槽に移送される。また、第四工程で使用するアルコールは、第三工程において未反応のアルコール又は新たに添加されたアルコールである。第四工程で使用するアルコールは、第三工程において未反応のアルコール及び新たに添加されたアルコールの混合液であってもよい。
(Fourth step)
The fourth step is a step of reacting carbon monoxide and/or nitrogen monoxide, alcohol and nitric acid obtained in the third step to produce alkyl nitrite.
In the fourth step, carbon monoxide and / or nitrogen monoxide and the column bottom liquid are introduced into the third reactor and mixed to obtain a mixed liquid, carbon monoxide and / or nitrogen monoxide in the mixed liquid, alcohol and The step of reacting nitric acid to produce an alkyl nitrite is preferred. The alkyl nitrite produced in this step is circulated to the second reactor of the third step together with unreacted carbon monoxide and/or nitrogen monoxide, and unreacted alcohol, nitric acid and water are transferred to the waste liquid recovery tank. be done. Moreover, the alcohol used in the fourth step is unreacted alcohol or newly added alcohol in the third step. The alcohol used in the fourth step may be a mixture of unreacted alcohol and newly added alcohol in the third step.
図1において、反応塔1の塔底液は、少なくとも水と未反応のアルコールと硝酸とを含有する。この塔底液は、反応塔1の下部から、塔底液抜き出しライン14(以下、「配管14」ともいう)を用いて抜き出され、硝酸変換用反応器2(以下、「反応器2」ともいう)に供給される。反応器2は、第3反応器に相当する。配管14は、反応塔1の下部の塔底液が抜き出せる位置に接続されていればよく、具体的には、反応塔1の底部に接続されていることが好ましい。配管14が反応器2に接続される位置は特に限定されず、反応器2への塔底液の供給のしやすさの点から、反応器2の上部に接続されていることが好ましい。
In FIG. 1, the bottom liquid of
配管14を経由して反応器2に供給された塔底液は、一酸化炭素及び/又は一酸化窒素と接触、混合して混合液となる。一酸化炭素及び一酸化窒素は、それぞれ一酸化窒素又は一酸化炭素の供給ライン16(以下、「配管16」ともいう)、又は一酸化窒素及び一酸化炭素の混合ガス供給ライン17(以下、「配管17」ともいう)を経由して、反応器2に供給される。混合液中で、例えば式(3)及び(4)に表される反応によって、亜硝酸アルキルを生成する。すなわち、硝酸とアルコールと一酸化炭素及び/又は一酸化窒素とが反応し、亜硝酸アルキルが生成される。なお、式(3)及び(4)中、R1は、前記と同義である。
HNO3 + CO + R1OH → R1ONO + H2O + CO2(3)
HNO3 + 2NO + 3R1OH → 3R1ONO + 2H2O (4)
The bottom liquid supplied to the
HNO3 + CO + R1OH → R1ONO + H2O + CO2 (3)
HNO3 + 2NO + 3R1OH → 3R1ONO + 2H2O (4)
反応器2で生成した亜硝酸アルキル、並びに未反応の一酸化炭素及び/又は一酸化窒素を含有する第4ガスは、第4ガス抜き出しライン18(以下、「配管18」ともいう)から抜き出され、反応塔1に供給される。配管18は、反応塔1の上下方向における中間部よりも上方に設けられた供給口に接続されていることが好ましい。これによって、第4ガスは、反応塔1の上部に供給される。反応器2中の未反応のアルコール及び硝酸並びに水が廃液回収槽に移送される。
A fourth gas containing alkyl nitrite produced in the
反応器2において、塔底液と接触させるガスとして、一酸化炭素を用いる場合には、反応効率を向上させる点から、触媒の存在下で塔底液と一酸化炭素とを接触させることが好ましい。ここで用いる触媒としては、白金族金属を含む触媒が好ましく、パラジウムを含む触媒がより好ましい。白金族金属を含む触媒としては、白金族金属が担体に担持された触媒が好ましい。また、反応器2中の反応液は、10~60℃に制御することが好ましい。
In the
このような触媒における白金族金属の担持量としては、担体に対して0.01~10質量%であることが好ましく、0.2~2質量%であることがより好ましい。触媒を構成する担体としては、活性炭、アルミナ、シリカ、珪藻土、軽石、ゼオライト、モレキュラーシーブ等の不活性担体が挙げられる。これらの中でもアルミナが好ましく、α-アルミナが特に好ましい。 The amount of the platinum group metal supported in such a catalyst is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.2 to 2% by mass, relative to the carrier. Examples of the carrier that constitutes the catalyst include inert carriers such as activated carbon, alumina, silica, diatomaceous earth, pumice, zeolite, and molecular sieves. Among these, alumina is preferred, and α-alumina is particularly preferred.
反応器2に一酸化炭素を供給する場合には、図1に示すように、一酸化炭素は一酸化炭素供給ライン16(以下、「配管16」ともいう)を用いて反応器2に供給される。一酸化炭素の反応効率の点から、配管16は、反応器2の下部に接続されていることが好ましい。すなわち、配管16は、反応器2の上下方向の中間部よりも下方に設けられた供給口に接続されることが好ましい。また、反応器2に一酸化炭素を供給する場合には、図1に示すように、配管18は反応塔1の高さ方向の中間部に接続されていることが好ましい。これにより、第4ガス中の一酸化炭素の酸化を低減することができる。
When supplying carbon monoxide to the
本明細書における反応器2の上部とは、反応器2の上下方向における中間部よりも上側の部分をいう。本明細書における反応器2の中間部とは、反応器2の高さを100としたとき、40~60の高さの区間をいう。本明細書における反応器2の下部とは、反応器2の上下方向における中間部よりも下側の部分をいう。
The upper part of the
配管16を経由して反応器2に供給される一酸化炭素と、後述する一酸化炭素供給ライン32を用いて供給される一酸化炭素とは、同じ一酸化炭素源から供給されるものであってもよく、異なる一酸化炭素源から供給されるものであってもよい。
The carbon monoxide supplied to the
反応器2は、複数の反応部に区画されていてもよい。反応器2は、配管によって複数の反応部(反応槽)に区画されていてもよく、内壁又は堰等によって複数に区画されていてもよい。反応器2を区画することによって形成される反応部の数は、反応の制御と経済性の観点から、2~5であってもよいし、2~3であってもよい。反応器2に形成される複数の反応部は、例えば図2に示されるように、原料である溶液又は反応液の流通方向に沿って直列に配設されていることが好ましい。なお、処理能力向上の観点から、並列に配設されていてもよく、直列に配設された反応器を並列に配設してもよい。配設の仕方は、製造の目的、製造量、設備等に応じて、適宜調節することもできる。
図2に、反応槽A~Cを直列に配設した反応器2の例を示す。直列に配設された複数の反応槽を有する反応器2は、反応温度が60℃~80℃である反応槽A、及び反応槽Aの下流側に反応温度が80℃~100℃である反応槽Cを有していてもよい。反応槽Aの反応温度は65℃~75℃であってもよい。反応槽Cの反応温度は85℃~95℃であってもよい。反応槽Bの反応温度は、反応槽Aの反応温度以上であり、反応槽Cの反応温度以下であることが好ましい。反応槽は二段以上の多段の反応槽を用いてもよい。
FIG. 2 shows an example of a
反応器2において、硝酸濃度が1質量%以上の反応器(反応部)においては、ガス空塔速度を20mm/秒~100mm/秒としてもよいし、30mm/秒~80mm/秒としてもよい。硝酸濃度が1質量%未満の反応器(反応部)においてはガス空塔速度を1mm/秒~20mm/秒としてもよいし、5mm/秒~15mm/秒としてもよい。このようなガス空塔速度とすることで、一層効率的に亜硝酸アルキルを製造することができる場合がある。本開示におけるガス空塔速度とは、反応器(反応部)を管状としたときの、反応器(反応部)の断面に基づくガス速度を示す。なお、断面が一定ではない場合、その平均値でガス空塔速度を求めることができる。
In the
反応器2(反応部)における滞留時間は、反応条件及び反応器2(反応部)の容積に応じて適宜変更してもよい。反応器2の総滞留時間は、1時間~20時間程度であってもよく、2時間~10時間程度であってもよい。各反応部における反応液の滞留時間は、各反応部での反応温度と転化率にもよるが、収率と品質の観点から、下流側の反応部(第2反応部)の滞留時間を、上流側の反応部(第1反応部)の滞留時間よりも長く設定してもよい。
The residence time in the reactor 2 (reaction section) may be appropriately changed according to the reaction conditions and the volume of the reactor 2 (reaction section). The total residence time in the
<硝酸濃度の測定>
第三及び/又は第四工程は、該工程における任意の溶液中の硝酸の濃度をUV吸光度から測定し、測定された硝酸の濃度が目標の範囲内であるか否かを判断するサブ工程であって、前記濃度が目標の範囲外であるときに、前記溶液中の硝酸の量を調整し、前記濃度を目標の範囲内とするサブ工程を有する。
好ましくは、第三及び/又は第四工程は、第2反応器及び第2反応器と第3反応器との配管中の塔底液、第3反応器中の混合液、並びに第3反応器と廃液回収槽との配管及び廃液回収槽中の廃液からなる群より選択される少なくとも1つにおける硝酸の濃度をUV吸光度から測定し、制御部において、測定された硝酸の濃度が目標の範囲内であるか否かを判断するサブ工程であって、前記濃度が目標の範囲外であるときに、前記塔底液、混合液又は廃液中の硝酸の量を調整し、前記濃度を目標の範囲内とするサブ工程を有する。
このようなサブ工程を設けることにより、塔底液、混合液又は廃液中の硝酸濃度を適切な範囲に調整することが可能となり、SUS製反応装置の腐食を抑制し、かつ、廃液中の窒素源を低減させることにより、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを長期間にわたって連続的かつ効率よく製造をすることが可能となる。前記塔底液、混合液又は廃液は硝酸とともに、アルコール又は/及び水を含むことがあり、溶液と称することがある。
<Measurement of nitric acid concentration>
The third and / or fourth step is a sub-step of measuring the concentration of nitric acid in any solution in the step from UV absorbance and determining whether the measured concentration of nitric acid is within the target range. and adjusting the amount of nitric acid in the solution when the concentration is outside the target range to bring the concentration within the target range.
Preferably, the third and / or fourth step includes the bottom liquid in the second reactor and the piping between the second reactor and the third reactor, the mixed liquid in the third reactor, and the third reactor The concentration of nitric acid in at least one selected from the group consisting of the pipes between and the waste liquid recovery tank and the waste liquid in the waste liquid recovery tank is measured from the UV absorbance, and the control unit determines that the measured nitric acid concentration is within the target range. wherein, when the concentration is outside the target range, adjusting the amount of nitric acid in the bottom liquid, the mixed liquid, or the waste liquid to bring the concentration within the target range It has a sub-step to be within.
By providing such a sub-process, it is possible to adjust the concentration of nitric acid in the bottom liquid, mixed liquid, or waste liquid to an appropriate range, suppress corrosion of the SUS reactor, and reduce nitrogen in the waste liquid. By reducing the source, continuous and efficient production of dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate can be achieved over a long period of time. The bottom liquid, mixed liquid or waste liquid may contain alcohol and/or water together with nitric acid, and may be referred to as a solution.
本明細書において、廃液回収槽とは、反応器2の後段に設置される槽及び装置等を指し、例えば、図1における硝酸濃縮塔3を含む。また、廃液とは、反応器2から排出される水溶液全般を指し、具体的には、図1の廃液回収ライン21以降を流れる水溶液全般を指す。
廃液中の窒素源を低減し、それを有効利用する観点から、廃液回収ライン21における硝酸の濃度を測定し、該濃度が目標の範囲内であるか否かを判断することが好ましい。
As used herein, the term "waste liquid recovery tank" refers to tanks, equipment, and the like installed in the rear stage of the
From the viewpoint of reducing the nitrogen source in the waste liquid and effectively utilizing it, it is preferable to measure the concentration of nitric acid in the waste
塔底液、混合液又は廃液におけるUV吸光度をリアルタイムで測定するために、第2反応器、第3反応器及び廃液回収槽並びにこれらを接続する配管中に、UV検出器が設置され、UV吸光度から前記塔底液、混合液又は廃液の硝酸の濃度が測定される。UV吸光度測定は、連続的又は間欠的に行うことができる。ここでいうUV吸光度とは、紫外領域(200~380nm)の光を対象試料に照射し、試料を透過した光の強度をUV検出器にて測定するものであり、公知の装置を使用すればよい。 In order to measure the UV absorbance in the bottom liquid, mixed liquid or waste liquid in real time, a UV detector is installed in the second reactor, the third reactor, the waste liquid recovery tank, and the piping connecting these, and the UV absorbance The concentration of nitric acid in the column bottom liquid, mixed liquid, or waste liquid is measured. UV absorbance measurements can be made continuously or intermittently. The UV absorbance referred to here is obtained by irradiating a target sample with light in the ultraviolet region (200 to 380 nm) and measuring the intensity of the light transmitted through the sample with a UV detector. good.
第3反応器の混合液は硝酸濃度が高いほど、亜硝酸アルキルの生成に有利であるが、SUS製反応器の腐食が進行することが知られている。化学装置材料耐食表p75 図52によれば、硝酸濃度が10質量%を超えると、0.0025mm/年でSUS表面の腐食が進むことが知られている。そのため、長期間の連続製造を行うには、塔底液、混合液又は廃液の硝酸濃度は0.001質量%以上10質量%以下で制御することが好ましく、更に好ましくは0.002質量%以上9質量%以下が好ましく、特に好ましくは0.003質量%以上8質量%以下である。 It is known that the higher the concentration of nitric acid in the mixture in the third reactor, the more advantageous it is for the production of alkyl nitrite, but the corrosion of the SUS reactor progresses. Chemical Equipment Material Corrosion Resistance Table p75 According to FIG. 52, it is known that when the concentration of nitric acid exceeds 10% by mass, the corrosion of the SUS surface progresses at 0.0025 mm/year. Therefore, in order to perform long-term continuous production, the nitric acid concentration of the column bottom liquid, mixed liquid or waste liquid is preferably controlled at 0.001% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.002% by mass or more. 9% by mass or less is preferable, and 0.003% by mass or more and 8% by mass or less is particularly preferable.
硝酸濃度のUVによる測定方法は、管路を通じて試料液を流しながら試料液の調整と吸光度の測定を行う連続流れ分析法に基づき、硝酸イオンに対して吸収域を有する複数の波長の測定光を用い、試料液の硝酸濃度に応じて測定光の波長を選択して吸光度を測定し、この吸光度から硝酸濃度を測定する方法である。
UV吸光度をリアルタイムで測定するために、第2反応器、第3反応器及び廃液回収槽並びにこれらを接続する配管にサンプルループを設けてもよい。例えば、第2反応器、第3反応器及び廃液回収槽並びにこれらを接続する配管に切替バルブを設置し、UV吸光度の測定時に、該バルブをサンプルループ側に切替え、試料を採取し、UV吸光度をリアルタイムで測定することができる。UV吸光度の測定の前に、UV吸光度と別の測定法による硝酸濃度から検量線を作成することが望ましい。別の測定法としては、滴定、クロマトグラフィーなど公知の分析法を使用することができる。
The nitrate concentration UV measurement method is based on the continuous flow analysis method in which the sample solution is adjusted and the absorbance is measured while the sample solution is flowing through the pipeline. In this method, the wavelength of the measurement light is selected according to the nitric acid concentration of the sample liquid, the absorbance is measured, and the nitric acid concentration is measured from this absorbance.
In order to measure the UV absorbance in real time, a sample loop may be provided in the second reactor, the third reactor, the waste liquid collection tank, and the piping connecting these. For example, a switching valve is installed in the second reactor, the third reactor, the waste liquid recovery tank, and the piping connecting them, and when measuring the UV absorbance, the valve is switched to the sample loop side, a sample is collected, and the UV absorbance is measured. can be measured in real time. Before measuring the UV absorbance, it is desirable to prepare a calibration curve from the UV absorbance and the nitric acid concentration by another measurement method. As another measuring method, known analytical methods such as titration and chromatography can be used.
図1において、塔底液抜き出しライン14(以下、「配管14」ともいう)にUV検出器を取り付けてもよいし、廃液回収ライン21(以下、「配管21」ともいう)、濃縮液抜き出しライン22(以下、「配管22」ともいう)及び/又は廃液抜き出しライン25(以下、「配管25」ともいう)に取り付けてもよい。配管14に設置すれば、反応器2に導入する硝酸濃度の制御に活用できる。配管21、22又は25に設置すれば、廃液中の窒素分の含有量を見積もることができる。図2であれば、配管34に取り付けると、反応器2に導入する硝酸濃度の制御に活用でき、配管37に取り付けると、廃液中の窒素分の含有量を見積もることができる。UV検出器は少なくとも1つあればよいし、複数設置してもよい。
In FIG. 1, a UV detector may be attached to the column bottom liquid extraction line 14 (hereinafter also referred to as "
予め試料液の硝酸濃度レベルが判明しているときには、この硝酸濃度のレベルに応じて測定光の波長を選択し、適切な波長の測定光を用いて吸光度を測定する。具体的には、硝酸の吸光度は300nm付近で最大となる。また吸光度の調整は光路長でも可能で、光路長が長いほど吸光度が大きくなる。波長は、280nm~330nmであることが好ましく、280nm~320nmであることがより好ましく、280nm~315nmであることがさらに好ましい。この波長範囲であれば、精度よく硝酸濃度を測定することができる。 When the nitric acid concentration level of the sample liquid is known in advance, the wavelength of the measurement light is selected according to the nitric acid concentration level, and the absorbance is measured using the measurement light of an appropriate wavelength. Specifically, the absorbance of nitric acid becomes maximum near 300 nm. The absorbance can also be adjusted by adjusting the optical path length. The longer the optical path length, the higher the absorbance. The wavelength is preferably 280 nm to 330 nm, more preferably 280 nm to 320 nm, even more preferably 280 nm to 315 nm. Within this wavelength range, nitric acid concentration can be measured with high accuracy.
硝酸イオンの検出に用いる分光光度計は一般に吸光度(Absorbance)を-0.5~3Abs.(Abs.は任意単位)の範囲で測定するので、この測定範囲内に吸光度が収まるように試料注入量および測定波長を調節する必要がある。通常用いられている分光光度計では硝酸濃度が10Mまでであれば試料の注入量を変更せずに測定波長を長波長側に変更するだけで試料の硝酸濃度を測定することができる。硝酸濃度が10Mを上回る場合には測定波長を長波長側に変更すると共に試料注入量を調整する必要がある。試料注入量を調整しないと一般の分光光度計では測定可能域(-0.5~3Abs.の吸光度)での測定ができない。なお、測定可能な範囲は使用する分光光度計によって異なるので、測定波長を切り替える基準硝酸濃度は測定系に用いられている分光光度計に応じて定めればよい。 A spectrophotometer used to detect nitrate ions generally has an absorbance of -0.5 to 3 Abs. (Abs. is an arbitrary unit), it is necessary to adjust the sample injection amount and the measurement wavelength so that the absorbance falls within this measurement range. With a commonly used spectrophotometer, if the nitric acid concentration is up to 10M, the nitric acid concentration of the sample can be measured simply by changing the measurement wavelength to the long wavelength side without changing the injection amount of the sample. When the nitric acid concentration exceeds 10M, it is necessary to change the measurement wavelength to the long wavelength side and adjust the sample injection amount. Unless the injection amount of the sample is adjusted, a general spectrophotometer cannot measure within the measurable range (absorbance of -0.5 to 3 Abs.). Since the measurable range varies depending on the spectrophotometer used, the reference nitric acid concentration for switching the measurement wavelength may be determined according to the spectrophotometer used in the measurement system.
測定した吸光度から硝酸濃度を知るには検量線を利用すればよい。検量線は種々の濃度(0~14M)の硝酸イオン標準液を用い、これを実際に測定して得られた最大吸光度をもって当該濃度の吸光度とし、各濃度の吸光度を結んだグラフとして作成される。なお、測定波長の変更および試料注入量の変更を行なうためには、これらの条件を考慮に入れた検量線を利用する。 A calibration curve can be used to determine the nitric acid concentration from the measured absorbance. The calibration curve is prepared by using nitrate ion standard solutions of various concentrations (0 to 14 M), taking the maximum absorbance obtained by actually measuring this as the absorbance of the concentration, and creating a graph connecting the absorbance of each concentration. . In addition, in order to change the measurement wavelength and the sample injection amount, a calibration curve that takes these conditions into consideration is used.
具体的には、一例として次式によって得られる検量線が用いられる。
X=(A-b)/a ・・・・(5)
X:硝酸イオン濃度(M)
A:測定吸光度(最大吸光度、Abs.)
a:硝酸イオン濃度1Mあたりの検出感度(Abs./M)
b:ブランク吸光度(硝酸濃度0Mを測定した場合の吸光度、Abs.)
ここで、検出感度aは測定波長および試料注入量により変化する。そこで予め測定に用いる各測定波長の硝酸イオンに対する検出感度(Τλ:ある特定波長におけるモル吸光係数、波長により設定)、および試料注入量V(μl:キャリアー流量C(μl/sec)と試料注入時間t(sec)の積)と検出感度の関係K(K=V×f、f:試料注入量を変化させた時の検出感度変化率)との関係から、次式に基づいて実験的に検出感度aを求めておき、それぞれ測定条件を変化させた場合に最適値を使用するように設定する。
a=Τλ×K、すなわち、X=(A-b)/(Τλ×K) ・・・・(6)
Specifically, as an example, a calibration curve obtained by the following equation is used.
X=(A−b)/a (5)
X: nitrate ion concentration (M)
A: measured absorbance (maximum absorbance, Abs.)
a: Detection sensitivity per 1 M nitrate ion concentration (Abs./M)
b: blank absorbance (absorbance when measuring nitric acid concentration 0M, Abs.)
Here, the detection sensitivity a varies depending on the measurement wavelength and sample injection amount. Therefore, detection sensitivity for nitrate ions at each measurement wavelength used for measurement in advance (Tλ: molar extinction coefficient at a certain wavelength, set according to wavelength), sample injection amount V (μl: carrier flow rate C (μl/sec) and sample injection time The product of t (sec)) and the detection sensitivity relationship K (K = V x f, f: the rate of change in detection sensitivity when the sample injection amount is changed) is experimentally detected based on the following formula: The sensitivity a is obtained in advance, and the optimum value is set to be used when the measurement conditions are changed.
a=Τλ×K, that is, X=(A−b)/(Τλ×K) (6)
この式を検量線として利用することにより、例えば、280nmの波長を用い最大1Mまでの硝酸濃度について検量線を作成すれば、測定波長および試料注入量を変化させても測定条件の変更に伴う硝酸イオンに対する検出感度変化を算出して硝酸イオン濃度を求めることができる。なお、この検量線データは測定装置の中央制御装置に記憶させておくことにより、リアルタイムでの自動測定化が可能である。 By using this equation as a calibration curve, for example, if a calibration curve is created for nitric acid concentrations up to 1 M using a wavelength of 280 nm, even if the measurement wavelength and sample injection amount are changed, the nitric acid concentration accompanying changes in the measurement conditions The nitrate ion concentration can be obtained by calculating the change in detection sensitivity for ions. By storing this calibration curve data in the central control unit of the measuring apparatus, real-time automatic measurement is possible.
塔底液測定用のUV検出器の設置場所は限定されない。複数設置してもよい。最初の硝酸の濃度について把握するために、反応塔1の下部から反応器2までの塔底液抜き出しライン14においては、硝酸濃度を測定するのが好ましい。また、図2において、それぞれの反応部中の硝酸濃度を測定してもよいし、各反応部間を繋ぐライン中の硝酸濃度を測定してもよい。最終的に反応器2における混合液中の硝酸濃度を測定してもよい。
The installation location of the UV detector for measuring the column bottom liquid is not limited. You can install multiple. In order to grasp the initial concentration of nitric acid, it is preferable to measure the concentration of nitric acid in the bottom
塔底液、混合液又は廃液中の硝酸濃度の範囲が10質量%以下である場合、前記塔底液、混合液又は廃液をそのまま試料液として用い、単一の波長の測定光に対する吸光度を測定し、この吸光度から硝酸濃度を測定することが好ましい。該方法を用いることにより、簡便かつ精度よく、硝酸濃度を測定することができる。この場合、単一の波長としては、280~320nmであることが好ましく、より好ましくは290~315nm、特に好ましくは300~305nmである。 When the range of nitric acid concentration in the column bottom liquid, mixed liquid or waste liquid is 10% by mass or less, the column bottom liquid, mixed liquid or waste liquid is used as it is as a sample liquid, and the absorbance is measured with respect to the measurement light of a single wavelength. Then, it is preferable to measure the nitric acid concentration from this absorbance. By using this method, the nitric acid concentration can be measured simply and accurately. In this case, the single wavelength is preferably 280-320 nm, more preferably 290-315 nm, and particularly preferably 300-305 nm.
第三及び/又は第四工程は、制御部において、測定された硝酸の濃度が目標の範囲内であるか否かを判断し、前記濃度が目標の範囲外であるときに、前記塔底液、混合液又は廃液中の硝酸の量を調整し、前記濃度を目標の範囲内とするサブ工程を有する。当該工程により、塔底液、混合液又は廃液中の硝酸濃度を目標の範囲内とし、反応器内の腐食の進行を防止するとともに、廃液中の窒素源を低減させることが可能となり、長期間にわたる連続的な製造が可能となる。硝酸濃度の目標範囲は、例えば、0.001質量%~10質量%であることが好ましく、より好ましくは0.002質量%~9質量%、特に好ましくは0.003質量%~8質量%である。 In the third and/or fourth step, the control unit determines whether the measured nitric acid concentration is within the target range, and when the concentration is outside the target range, the bottom liquid , adjusting the amount of nitric acid in the mixed liquid or waste liquid to bring the concentration within the target range. Through this process, the nitric acid concentration in the bottom liquid, mixed liquid, or waste liquid can be kept within the target range, preventing the progress of corrosion in the reactor, and reducing the nitrogen source in the waste liquid. Continuous production over The target range of nitric acid concentration is, for example, preferably 0.001% by mass to 10% by mass, more preferably 0.002% by mass to 9% by mass, and particularly preferably 0.003% by mass to 8% by mass. be.
前記塔底液、混合液又は廃液中の硝酸の量の調整とは、塔底液、混合液又は廃液中の硝酸濃度が目標の範囲外であるときに、目標の範囲内に制御することである。硝酸を含む溶液のフィード量を増やしたり、反応温度を低下させて、反応器内の硝酸濃度を高めてもよい。また、硝酸を含む溶液のフィード量を減らしたり、硝酸を含む溶液のフィードを停止させたり、硝酸を含む溶液に水などを添加して希釈した硝酸含有溶液をフィードさせたり、反応温度を高めるなどして、反応器内の硝酸濃度を低下させても良い。具体的には、上述の操作が挙げられるが、これらに限定されない。以上のような処置で、反応器内の腐食の進行を防止することができる。 The adjustment of the amount of nitric acid in the bottom liquid, the mixed liquid, or the waste liquid is to control the nitric acid concentration in the bottom liquid, the mixed liquid, or the waste liquid within the target range when it is out of the target range. be. The nitric acid concentration in the reactor may be increased by increasing the feeding amount of the nitric acid-containing solution or lowering the reaction temperature. In addition, reduce the feed amount of the solution containing nitric acid, stop feeding the solution containing nitric acid, feed the nitric acid containing solution diluted by adding water etc. to the solution containing nitric acid, raise the reaction temperature, etc. to reduce the concentration of nitric acid in the reactor. Specific examples include, but are not limited to, the operations described above. The progress of corrosion in the reactor can be prevented by the measures described above.
炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルのアルキルがメチルの場合、第三工程又は第四工程における塔底液、混合液又は廃液中の硝酸濃度の制御により、SUS製容器の腐食以外にも硝酸メチルの生成を抑える必要がある。このため、硝酸濃度の上限値を設けて運転することが、長期的な連続製造につながる。落追試験によれば、溶液中の硝酸メチルを2質量%未満とすることが求められる。 When the alkyl of the dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate is methyl, by controlling the concentration of nitric acid in the column bottom liquid, mixed liquid or waste liquid in the third or fourth step, corrosion of SUS containers and methyl nitrate production should be suppressed. Therefore, setting the upper limit of the nitric acid concentration for operation leads to long-term continuous production. A drop test requires less than 2% by weight of methyl nitrate in solution.
硝酸メチルは、硝酸濃度が40質量%、かつ、メタノールが30質量%、かつ、反応時間10時間、かつ、反応温度80℃の場合、生成量2質量%に達する可能性があり、硝酸濃度を40質量%未満に制御することが求められる。 Methyl nitrate may reach a production amount of 2% by mass when the nitric acid concentration is 40% by mass, the methanol is 30% by mass, the reaction time is 10 hours, and the reaction temperature is 80 ° C., and the nitric acid concentration is Controlling to less than 40% by mass is required.
硝酸濃度が40質量%を超えた場合、反応塔1又は反応器2への硝酸のフィード量を減少させて反応器内の硝酸濃度を低下させるか、メタノールのフィード量を減少させて反応塔1又は反応器2内のメタノール濃度を低下させるか、又は、反応温度を低下させる。以上のような処置で、反応塔1又は反応器2内の硝酸メチルの生成量を2質量%以下に抑えることができる。硝酸のフィードには、例えば、塔底液循環ライン19を用いることができる。
When the nitric acid concentration exceeds 40% by mass, the amount of nitric acid fed to the
亜硝酸アルキルの製造装置100は、反応器2からの反応液から低沸点分を留去して、硝酸分を濃縮する硝酸濃縮塔3を備えている。そして、この硝酸濃縮塔3からの硝酸濃縮液におけるアルコール濃度を4質量%以下に維持することによって、低沸点分に混入する硝酸アルキル等の硝酸分を十分に低減することができる。これによって、廃液処理される硝酸分の量を十分に低減することができる。そして、濃縮液循環ライン23により、硝酸濃縮液を反応器2に循環することによって、硝酸成分を有効に利用できる。したがって、原料として用いられる一酸化窒素を十分に低減することができる。
The alkyl
硝酸濃縮塔3の濃縮液中の硝酸濃度が低減できれば、中和処理の工程が短縮され、より環境に負担の小さい炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法となる。濃縮液中の硝酸濃度はSUS製配管の腐食を抑制する観点から、10質量%以下が好ましく、8質量%以下が更に好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
If the concentration of nitric acid in the concentrated liquid in the nitric
亜硝酸アルキルの製造装置100は、廃液抜き出しライン25を備える。廃液中の硝酸濃度が正確に把握できないと、中和に必要なアルカリ添加量に誤差が生じ、中和処理が完了しない状態で廃液を流出させることになる。本発明の製造方法は、廃液中の硝酸濃度をUV吸光度からオンラインで測定する工程を備えていてもよい。該工程を備えることにより、廃液中の硝酸濃度の正確な測定が可能となり、適切な廃液処理が可能となる。
The alkyl
(第五工程)
第五工程は、第三工程で得られた第3ガスと一酸化炭素とを混合して得られた前記第1ガスを第一工程に循環する工程である。一酸化炭素は、一酸化炭素供給ライン32を経由して第3ガスに供給される。第3ガスは、未反応の一酸化窒素とともに亜硝酸アルキルを含有しており、この工程により、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの原料である亜硝酸アルキルを有効利用することができる。
(Fifth step)
The fifth step is a step of circulating the first gas obtained by mixing the third gas obtained in the third step and carbon monoxide to the first step. Carbon monoxide is supplied to the third gas via a carbon
[炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置]
図3に、本発明の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法が適用される炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置の概略構成を示す。図3で使用される符号は、上記のとおりの意味を有する。図3は、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキル製造装置の例を示すものであり、本発明は、これらに限定されるものではない。
[Device for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate]
FIG. 3 shows a schematic configuration of an apparatus for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate to which the method for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate of the present invention is applied. The symbols used in FIG. 3 have the meanings described above. FIG. 3 shows an example of a dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate production apparatus, and the present invention is not limited to this.
本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、反応器2は、図2のような攪拌槽型のものに限定されない。例えば、反応器2は、充填塔又はシーブトレイ等のトレイを備える多段塔形式であってもよい。反応が気液接触反応であるため、攪拌機能を有するものであることが好ましい。また、反応器2としては、例えば、気液混合反応槽、充填塔、棚段塔又は気泡塔等であってもよい。反応器の種類はこれらに限定されず、上述したもの以外の一般的に知られているものを用いてもよい。攪拌槽型反応器を用いる場合は、攪拌性、及びガスの分散性を向上する観点から、羽根形状の攪拌機と回転装置等を有する、気液接触効率の高い反応器を用いることが好ましい。反応器が多段塔形式である場合、反応器は気液接触効率の高い充填材を有することが好ましい。生成した亜硝酸アルキルは、ガスに同伴させて反応系外に導出して(必要に応じて洗浄等により精製して)、他の反応に利用してもよい。
The present invention is by no means limited to the above embodiments. For example, the
炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置において、第2反応器もしくは配管中の塔底液、第3反応器もしくは配管中の混合液、又は廃液回収槽もしくは配管中の廃液は、硝酸、アルコール、一酸化窒素及び亜硝酸アルキルを含有することが好ましい。 In the dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate production equipment, the bottom liquid in the second reactor or piping, the mixed liquid in the third reactor or piping, or the waste liquid in the waste liquid recovery tank or piping contains nitric acid, alcohol , nitric oxide and alkyl nitrite.
炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置において、第2反応器及び第3反応器に導入されるアルコールがメタノールであり;第1反応器に導入され、第2反応器及び第3反応器で生成する亜硝酸アルキルが亜硝酸メチルであり;目的化合物である炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルが炭酸ジメチル及び/又はシュウ酸ジメチルであることが好ましい。 In the apparatus for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, the alcohol introduced into the second reactor and the third reactor is methanol; It is preferable that the alkyl nitrite to be produced is methyl nitrite; and that the target compound dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate is dimethyl carbonate and/or dimethyl oxalate.
炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置において、UV検出器が、前記塔底液、第3反応器中の混合液又は廃液の吸光度を測定し、検量線を用いて、前記塔底液、第3反応器中の混合液又は廃液の硝酸の濃度をリアルタイムで測定することが好ましい。 In the dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate production apparatus, a UV detector measures the absorbance of the column bottom liquid, the mixed liquid in the third reactor, or the waste liquid, and uses a calibration curve to determine the column bottom liquid, It is preferable to measure the concentration of nitric acid in the mixed liquid or waste liquid in the third reactor in real time.
検量線の作成(1)
UV検出器(株式会社島津製作所製、SPD-10A)に10質量%硝酸ナトリウム水溶液を通液し、303nmにおける吸光度を測定したところ、0.438であった。このときの硝酸イオン濃度を硝酸濃度に換算し、図4に示すとおり、硝酸濃度と吸光度の検量線を作成した。
Preparation of calibration curve (1)
A 10% by mass sodium nitrate aqueous solution was passed through a UV detector (SPD-10A manufactured by Shimadzu Corporation), and the absorbance at 303 nm was measured to be 0.438. The nitrate ion concentration at this time was converted into nitric acid concentration, and a calibration curve of nitric acid concentration and absorbance was prepared as shown in FIG.
実施例1-1
攪拌翼付き1Lオートクレーブに硝酸10質量%、メタノール30質量%、水60質量%の液を800ml仕込んだ。攪拌しながら常圧にて、10体積% NO-N2を1000ml/minで吹き込み、温度30℃で4時間反応させた。得られた硝酸還元槽(反応器2に対応)反応液をHPLC用UV検出器(株式会社島津製作所製、SPD-10A)に通液し、その吸光度(303nm)から硝酸濃度を算出した。硝酸濃度の算出には、図4に示す検量線を用いた。UV検出器により算出された硝酸濃度は9.22質量%であった。同じ反応液の硝酸濃度を中和滴定により測定したところ、10.06質量%であった。
Example 1-1
800 ml of a liquid containing 10% by mass of nitric acid, 30% by mass of methanol, and 60% by mass of water was introduced into a 1 L autoclave equipped with a stirring blade. 10% by volume of NO—N 2 was blown at 1000 ml/min under normal pressure while stirring, and the mixture was reacted at a temperature of 30° C. for 4 hours. The obtained reaction solution in the nitric acid reduction tank (corresponding to reactor 2) was passed through an HPLC UV detector (manufactured by Shimadzu Corporation, SPD-10A), and the nitric acid concentration was calculated from the absorbance (303 nm). The calibration curve shown in FIG. 4 was used to calculate the nitric acid concentration. The nitric acid concentration calculated by the UV detector was 9.22 mass %. When the nitric acid concentration of the same reaction liquid was measured by neutralization titration, it was 10.06% by mass.
実施例1-2
実施例1-1のメタノール濃度、硝酸濃度、反応圧力、反応温度、吹き込みNO濃度を変えて硝酸還元槽反応液を得た。各反応液を実施例1-1と同様の方法で分析し、吸光度による硝酸濃度を算出した。また、同じ反応液の硝酸濃度を中和滴定により測定した。横軸に滴定による硝酸濃度、縦軸に吸光度による硝酸濃度をプロットしたグラフを図5に示す。図5に示すとおり、傾きはほぼ1、R2=0.977であり、2つの測定法による硝酸濃度は高い相関関係を示した。
Example 1-2
A nitric acid reduction tank reaction solution was obtained by changing the methanol concentration, nitric acid concentration, reaction pressure, reaction temperature, and blown NO concentration of Example 1-1. Each reaction solution was analyzed in the same manner as in Example 1-1, and the nitric acid concentration was calculated from the absorbance. In addition, the nitric acid concentration of the same reaction solution was measured by neutralization titration. FIG. 5 shows a graph plotting the nitric acid concentration by titration on the horizontal axis and the nitric acid concentration by absorbance on the vertical axis. As shown in FIG. 5, the slope was approximately 1, R 2 =0.977, and the nitric acid concentrations from the two measurements were highly correlated.
実施例2
図1の亜硝酸アルキル製造装置の構成で、アルコールとしてメタノールを使用して、硝酸から亜硝酸メチルを再生した。図1の反応塔1の塔底液(再生塔ボトム液)、実施例1-2で得られた硝酸濃度2.99質量%の反応液に、60質量%硝酸水溶液を、添加量を変えてそれぞれ加えた水溶液、並びに模擬液の計5種類の硝酸水溶液を調製した。これらの水溶液について、中和滴定により硝酸濃度を求めたところ、それぞれ、13.10、7.49、5.26、9.60及び10.01質量%であった。
同じ水溶液について、280~380nmの波長で吸光度を測定した結果を表1に示す。例えば、表1において、実施例1-2で得られた硝酸濃度2.99質量%の反応液に60質量%硝酸水溶液を加えて5.26質量%に調整した水溶液の、波長302nmにおける吸光度は、1.1426である。測定には株式会社日立製作所製、U-2010形分光光度計(セル長2mm)を用いた。
Example 2
Methyl nitrite was regenerated from nitric acid using methanol as the alcohol in the configuration of the alkyl nitrite production apparatus shown in FIG. To the bottom liquid (regeneration tower bottom liquid) of the
Table 1 shows the results of measuring the absorbance at a wavelength of 280 to 380 nm for the same aqueous solution. For example, in Table 1, the absorbance at a wavelength of 302 nm of the aqueous solution adjusted to 5.26% by mass by adding a 60% by mass nitric acid aqueous solution to the reaction solution having a nitric acid concentration of 2.99% by mass obtained in Example 1-2 is , 1.1426. A spectrophotometer U-2010 (cell length: 2 mm) manufactured by Hitachi, Ltd. was used for the measurement.
表1に基づいて、280、302、303、313及び334nmにおける吸光度と中和滴定による硝酸濃度の関係をプロットしたグラフを図6に示す。図6に示すとおり、302nm及び303nmにおける吸光度は、中和滴定による硝酸濃度と良好な相関関係を示し、この波長を用いた吸光度の測定により、硝酸濃度の算出が可能であることが確認できた。 Based on Table 1, a graph plotting the relationship between absorbance at 280, 302, 303, 313 and 334 nm and nitric acid concentration by neutralization titration is shown in FIG. As shown in FIG. 6, the absorbance at 302 nm and 303 nm shows a good correlation with the nitric acid concentration by neutralization titration, and it was confirmed that the nitric acid concentration can be calculated by measuring the absorbance using this wavelength. .
実施例3
図1の亜硝酸アルキル製造装置の構成で、硝酸から亜硝酸メチルを再生した。図1の反応器2の混合液(硝酸還元槽反応液)(パイロット100L)について、HPLC用UV検出器(株式会社島津製作所製、SPD-10A)を用い、303nmにおける吸光度からの硝酸濃度を測定したところ、3.92質量%であった。同じ反応液の硝酸濃度を中和滴定により算出したところ、3.42質量%であった。
UV検出器を用いた硝酸濃度の算出には、HNO3/MeOH/H2O=5質量%/30質量%/65質量%の水溶液を使用して、303nmにおける吸光度から作成した検量線を用いた。
Example 3
Methyl nitrite was regenerated from nitric acid with the configuration of the alkyl nitrite production apparatus shown in FIG. For the mixed solution (reaction solution in the nitric acid reduction tank) (pilot 100 L) in the
For calculation of nitric acid concentration using a UV detector, a calibration curve prepared from absorbance at 303 nm using an aqueous solution of HNO 3 /MeOH/H 2 O = 5% by mass/30% by mass/65% by mass was used. board.
検量線の作成(2)
図1の亜硝酸アルキル製造装置の構成で、アルコールとしてメタノールを使用して、硝酸から亜硝酸メチルを再生した。図1の反応塔1の塔底液(再生塔ボトム液)と反応器2の混合液(硝酸還元槽反応液)を所定の割合で混合し、カンタムデザイン社製インラインUV計(C4422-EX/AF46-VB-EX)に通液し300nmで吸光度を測定したところ、2.066cuであった。この時の硝酸濃度は、イオンクロマト分析により1.63質量%であった。吸光度を横軸とし、硝酸濃度を縦軸とした関係から傾きを算出し、検量線とした。傾きは0.7882であった。
Creation of calibration curve (2)
Methyl nitrite was regenerated from nitric acid using methanol as the alcohol in the configuration of the alkyl nitrite production apparatus shown in FIG. The bottom liquid of the reaction tower 1 (regeneration tower bottom liquid) in FIG. AF46-VB-EX), and the absorbance measured at 300 nm was 2.066 cu. The nitric acid concentration at this time was 1.63% by mass by ion chromatography analysis. The slope was calculated from the relationship between the absorbance on the horizontal axis and the nitric acid concentration on the vertical axis, and used as a calibration curve. The slope was 0.7882.
実施例4-1
図3に示すシュウ酸ジアルキル製造装置の構成で、シュウ酸ジメチルの製造を行った。図3の反応器2の混合液(硝酸還元槽反応液)をカンタムデザイン社製インラインUV計(C4422-EX/AF46-VB-EX)に通液し、波長303nmにて吸光度を測定したところ1.159であった。検量線の作成(2)で得た検量線を用いて吸光度から計算した硝酸濃度は0.91質量%であった。またイオンクロマト分析による硝酸濃度は0.67質量%であり、硝酸メチルの濃度は6.8質量ppmであった。
Example 4-1
Dimethyl oxalate was produced with the configuration of the dialkyl oxalate production apparatus shown in FIG. The mixed solution (reaction solution in nitric acid reduction tank) in
実施例4-2
実施例4-1と同様にして、シュウ酸ジメチルの製造を行った。反応器2の混合液(硝酸還元槽反応液)並びに反応塔1の塔底液(再生塔ボトム液)及び前記混合液を混合して得られた溶液について、経時的にサンプリングして、実施例4-1と同様に、波長303nmにおける吸光度及びイオンクロマト分析から、それぞれ硝酸濃度を算出した。2つの測定から得られた硝酸濃度の相関関係を図7に示す。2つの測定から得られた硝酸濃度は、良好な相関関係を示した。
Example 4-2
Dimethyl oxalate was produced in the same manner as in Example 4-1. The solution obtained by mixing the mixed liquid of the reactor 2 (reaction liquid of the nitric acid reduction tank), the bottom liquid of the reaction tower 1 (regeneration tower bottom liquid), and the mixed liquid was sampled over time, and As in 4-1, the nitric acid concentration was calculated from the absorbance at a wavelength of 303 nm and ion chromatography analysis. The correlation of nitrate concentrations obtained from the two measurements is shown in FIG. The nitrate concentrations obtained from the two measurements showed good correlation.
1:亜硝酸アルキル製造用反応塔(第2反応器)
2:硝酸変換用反応器(第3反応器)
3:硝酸濃縮塔
4:冷却器
5:炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキル製造用反応器(第1反応器)
6:吸収塔
11:アルコール供給ライン
12:原料ガス供給ライン
13:第3ガス抜き出しライン
14:塔底液抜き出しライン
15:酸素供給ライン
16:一酸化窒素又は一酸化炭素の供給ライン
17:一酸化窒素及び一酸化炭素の混合ガス供給ライン
18:第4ガス抜き出しライン
19:塔底液循環ライン
20:パージライン
21:廃液回収ライン
22:濃縮液抜き出しライン
23:濃縮液循環ライン
24:留出液抜き出しライン
25:廃液抜き出しライン
26:第2ガス抜き出しライン
27:吸収液供給ライン
28:凝縮液抜き出しライン
32:一酸化炭素供給ライン
100:亜硝酸アルキル製造装置
200:炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキル製造装置。
A、B、C:反応槽
34:液供給ノズル
35:ガス供給ノズル
36:ガス抜出ノズル
37:液抜出ノズル
38:第1接続部
39:第2接続部
30:硝酸変換用反応器(第3反応器)
M::攪拌機。
1: Reactor for alkyl nitrite production (second reactor)
2: Reactor for nitric acid conversion (third reactor)
3: Nitric acid concentration tower 4: Cooler 5: Reactor for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate (first reactor)
6: Absorption tower 11: Alcohol supply line 12: Source gas supply line 13: Third gas extraction line 14: Column bottom liquid extraction line 15: Oxygen supply line 16: Nitrogen monoxide or carbon monoxide supply line 17: Monoxide Nitrogen and carbon monoxide mixed gas supply line 18: fourth gas extraction line 19: column bottom liquid circulation line 20: purge line 21: waste liquid recovery line 22: concentrated liquid extraction line 23: concentrated liquid circulation line 24: distillate Extraction line 25: Waste liquid extraction line 26: Second gas extraction line 27: Absorbing liquid supply line 28: Condensate extraction line 32: Carbon monoxide supply line 100: Alkyl nitrite production device 200: Dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate manufacturing device.
A, B, C: reaction tank 34: liquid supply nozzle 35: gas supply nozzle 36: gas extraction nozzle 37: liquid extraction nozzle 38: first connection part 39: second connection part 30: reactor for nitric acid conversion ( third reactor)
M:: Stirrer.
Claims (9)
第一工程で得られた生成物を、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを吸収する吸収液と接触させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを含む凝縮液と、一酸化窒素を含有する非凝縮ガスとを得る第二工程と、
第二工程で得られた一酸化窒素を含有する非凝縮ガス、分子状酸素及びアルコールを反応させて、主生成物である亜硝酸アルキル及び水、並びに副生成物である硝酸を得る第三工程と、
一酸化炭素及び/又は一酸化窒素、アルコール並びに第三工程で得られた硝酸を反応させて、亜硝酸アルキルを生成する第四工程と、
を有する炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法であって、
第三及び/又は第四工程は、該工程における任意の溶液中の硝酸の濃度をUV吸光度から測定し、測定された硝酸の濃度が目標の範囲内であるか否かを判断するサブ工程であって、前記濃度が目標の範囲外であるときに、前記溶液中の硝酸の量を調整し、前記濃度を目標の範囲内とするサブ工程を有する、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法。 a first step of reacting carbon monoxide with an alkyl nitrite to produce a dialkyl carbonate and/or a dialkyl oxalate and nitric oxide;
The product obtained in the first step is brought into contact with an absorption liquid that absorbs dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate to obtain a condensate containing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and a non-nitrogen monoxide containing condensate. a second step of obtaining a condensed gas;
A third step of reacting the non-condensable gas containing nitrogen monoxide obtained in the second step, molecular oxygen and alcohol to obtain alkyl nitrite and water as main products and nitric acid as a by-product. When,
a fourth step of reacting carbon monoxide and/or nitrogen monoxide, alcohol and nitric acid obtained in the third step to produce an alkyl nitrite;
A method for producing a dialkyl carbonate and/or a dialkyl oxalate having
The third and / or fourth step is a sub-step of measuring the concentration of nitric acid in any solution in the step from UV absorbance and determining whether the measured concentration of nitric acid is within the target range. and adjusting the amount of nitric acid in the solution to bring the concentration within the target range when the concentration is outside the target range. Method.
第2ガスを炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを吸収する吸収液と接触させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを含む凝縮液と、一酸化窒素を含有する非凝縮ガスとを得る第二工程と、
非凝縮ガス及び分子状酸素を混合して得られた混合ガスとアルコールとを第2反応器に導入し、一酸化窒素、分子状酸素及びアルコールを反応させて、主生成物である亜硝酸アルキル及び水、並びに副生成物である硝酸を生成し、未反応の一酸化窒素とともに亜硝酸アルキルを含有する第3ガス、並びに未反応のアルコール、硝酸及び水を含有する塔底液を得る第三工程と、
一酸化炭素及び/又は一酸化窒素並びに塔底液を第3反応器に導入、混合して混合液を得、混合液中の一酸化炭素及び/又は一酸化窒素、アルコール並びに硝酸を反応させて、亜硝酸アルキルを生成する第四工程であって、ここで、未反応の一酸化炭素及び/又は一酸化窒素とともに亜硝酸アルキルが第三工程の第2反応器に循環され、未反応のアルコール及び硝酸並びに水が廃液回収槽に移送される、工程と、
第三工程で得られた第3ガスと一酸化炭素とを混合して得られた前記第1ガスを第一工程に循環する第五工程と、
を有する炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法であって、
第三及び/又は第四工程は、第2反応器及び第2反応器と第3反応器との配管中の塔底液、第3反応器中の混合液、並びに第3反応器と廃液回収槽との配管及び廃液回収槽中の廃液からなる群より選択される少なくとも1つにおける硝酸の濃度をUV吸光度から測定し、制御部において、測定された硝酸の濃度が目標の範囲内であるか否かを判断するサブ工程であって、前記濃度が目標の範囲外であるときに、前記塔底液、混合液又は廃液中の硝酸の量を調整し、前記濃度を目標の範囲内とするサブ工程を有する、請求項1に記載の炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造方法。 A first gas containing carbon monoxide, an alkyl nitrite and nitrogen monoxide is introduced into a first reactor, and the carbon monoxide and the alkyl nitrite are reacted in the presence of a catalyst to produce a dialkyl carbonate and/or a first step of producing a second gas containing dialkyl oxalate and nitric oxide;
Contacting the second gas with an absorbing liquid that absorbs the dialkyl carbonate and/or the dialkyl oxalate to obtain a condensed liquid containing the dialkyl carbonate and/or the dialkyl oxalate and a non-condensable gas containing nitrogen monoxide. process and
A mixed gas obtained by mixing a non-condensable gas and molecular oxygen and alcohol are introduced into a second reactor to react nitrogen monoxide, molecular oxygen and alcohol to produce alkyl nitrite as the main product. and water, and nitric acid as a by-product to obtain a third gas containing alkyl nitrite together with unreacted nitric oxide, and a bottom liquid containing unreacted alcohol, nitric acid and water. process and
Carbon monoxide and/or nitrogen monoxide and the column bottom liquid are introduced into a third reactor and mixed to obtain a mixed liquid, and carbon monoxide and/or nitrogen monoxide in the mixed liquid are reacted with alcohol and nitric acid. , a fourth step to produce an alkyl nitrite, wherein the alkyl nitrite is recycled to the second reactor of the third step along with unreacted carbon monoxide and/or nitrogen monoxide, and unreacted alcohol and nitric acid and water are transferred to a liquid waste collection tank;
a fifth step of circulating the first gas obtained by mixing the third gas obtained in the third step and carbon monoxide to the first step;
A method for producing a dialkyl carbonate and/or a dialkyl oxalate having
The third and / or fourth step includes the bottom liquid in the second reactor and the piping between the second reactor and the third reactor, the mixed liquid in the third reactor, and the third reactor and waste liquid recovery The concentration of nitric acid in at least one selected from the group consisting of the pipes to the tank and the waste liquid in the waste liquid collection tank is measured from the UV absorbance, and the control unit determines whether the measured concentration of nitric acid is within the target range. In the sub-step of determining whether or not the concentration is outside the target range, adjusting the amount of nitric acid in the bottom liquid, the mixed liquid, or the waste liquid to bring the concentration within the target range 2. The method for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate according to claim 1, comprising substeps.
前記第2ガスと炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを吸収する吸収液とを接触させて、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルを含む凝縮液と、前記一酸化窒素を含有する非凝縮ガスとに分離する吸収塔と、
前記非凝縮ガス及び分子状酸素の混合ガス並びにアルコールを導入し、前記一酸化窒素、分子状酸素及びアルコールを反応させて、未反応の一酸化窒素とともに亜硝酸アルキルを含有する第3ガス、並びに未反応のアルコール、硝酸及び水を含有する塔底液を生成する第2反応器と、
一酸化炭素及び/又は一酸化窒素並びに前記塔底液を導入、混合して混合液を得、前記一酸化炭素及び/又は一酸化窒素、アルコール並びに硝酸を反応させて、亜硝酸アルキルを生成する第3反応器と、
第3反応器の未反応のアルコール及び硝酸並びに水を含む廃液を回収する廃液回収槽と、
第1反応器で生成した第2ガスを吸収塔に移送する配管と、
吸収塔で分離された非凝縮ガスを第2反応器に移送する配管と、
第2反応器で生成した第3ガスを第1反応器に移送する配管と、
第2反応器で生成した塔底液を第3反応器に移送する配管と、
第3反応器で生成した亜硝酸アルキルを未反応の一酸化炭素及び/又は一酸化窒素とともに第2反応器に移送する配管と、
第3反応器で生成した廃液を廃液回収槽に移送する配管と、
廃液回収槽の出口に設置される配管と、
前記塔底液、第3反応器中の混合液又は廃液中の硝酸の濃度を検出するUV検出器と、
UV検出器で検出された硝酸の濃度が目標の範囲内であるか否かを判断し、前記濃度が目標の範囲外であるときに、前記塔底液、混合液又は廃液中の硝酸の量を調整し、前記濃度を目標の範囲内とする制御部と、
を備える、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置であって、
UV検出器は、第2反応器で生成した塔底液を第3反応器に移送する配管、第3反応器で生成した廃液を廃液回収槽に移送する配管、及び廃液回収槽の出口に設置される配管の少なくとも一つに設置される、炭酸ジアルキル及び/又はシュウ酸ジアルキルの製造装置。 A first catalyst containing carbon monoxide, alkyl nitrite and nitrogen monoxide, which has a catalyst for reacting carbon monoxide and alkyl nitrite to produce dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and nitrogen monoxide; a first reactor for producing a second gas containing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and nitric oxide from one gas;
The second gas is brought into contact with an absorption liquid that absorbs dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, and the condensate containing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate and the non-condensable gas containing nitrogen monoxide are mixed. a separating absorption tower;
a third gas containing an alkyl nitrite together with unreacted nitric oxide by introducing a mixed gas of said non-condensable gas and molecular oxygen and alcohol, and reacting said nitric oxide, molecular oxygen and alcohol; and a second reactor producing a bottom liquid containing unreacted alcohol, nitric acid and water;
Carbon monoxide and/or nitrogen monoxide and the bottom liquid are introduced and mixed to obtain a mixture, and the carbon monoxide and/or nitrogen monoxide, alcohol and nitric acid are reacted to produce alkyl nitrite. a third reactor;
a waste liquid recovery tank for recovering a waste liquid containing unreacted alcohol and nitric acid and water in the third reactor;
a pipe for transferring the second gas produced in the first reactor to the absorption tower;
a pipe for transferring the non-condensable gas separated in the absorption tower to the second reactor;
a pipe for transferring the third gas generated in the second reactor to the first reactor;
A pipe for transferring the bottom liquid produced in the second reactor to the third reactor;
piping for transferring the alkyl nitrite produced in the third reactor to the second reactor together with unreacted carbon monoxide and/or nitrogen monoxide;
A pipe for transferring the waste liquid generated in the third reactor to the waste liquid recovery tank;
a pipe installed at the outlet of the waste liquid recovery tank;
a UV detector for detecting the concentration of nitric acid in the bottom liquid, mixed liquid in the third reactor, or waste liquid;
Determine whether the concentration of nitric acid detected by the UV detector is within the target range, and when the concentration is outside the target range, the amount of nitric acid in the bottom liquid, mixed liquid, or waste liquid and a control unit that adjusts the concentration to be within a target range;
A device for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, comprising
The UV detector is installed in the pipe that transfers the bottom liquid generated in the second reactor to the third reactor, the pipe that transfers the waste liquid generated in the third reactor to the waste liquid collection tank, and the outlet of the waste liquid collection tank. A device for producing dialkyl carbonate and/or dialkyl oxalate, which is installed in at least one of the pipes.
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