JP5614105B2 - Method for producing ketazine and hydrated hydrazine - Google Patents

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Description

本発明は、ケタジン及び水加ヒドラジンの工業的な製造方法に関するものである。   The present invention relates to an industrial process for producing ketazine and hydrated hydrazine.

ケタジンは一般に、ケトンの存在下でアンモニアを次亜塩素酸ナトリウムあるいは過酸化水素などの酸化剤で酸化して合成される。非特許文献1には、過酸化水素とアンモニアとケトンからケタジンを合成し、さらにケタジンの加水分解によって水加ヒドラジンを製造するプロセスについて記載されている。   Ketazine is generally synthesized by oxidizing ammonia with an oxidizing agent such as sodium hypochlorite or hydrogen peroxide in the presence of a ketone. Non-Patent Document 1 describes a process of synthesizing ketazine from hydrogen peroxide, ammonia and a ketone, and further producing hydrated hydrazine by hydrolysis of ketazine.

このプロセスでは、ケタジンを合成するのに作動液としてアセトアミドおよびリン酸ナトリウムを含む水溶液を用い、ケトンとしてメチルエチルケトンを用いている。このプロセスは連続運転により徐々に作動液の活性が低下するので、ケタジンを安定的に製造するには新規作動液の調製・補充が必要となる。しかしながら、新規作動液の調製・補充は一般に煩雑かつ複雑な操作を必要とする。   In this process, an aqueous solution containing acetamide and sodium phosphate is used as a working fluid to synthesize ketazine, and methyl ethyl ketone is used as a ketone. In this process, since the activity of the working fluid gradually decreases due to continuous operation, it is necessary to prepare and replenish a new working fluid in order to stably produce ketazine. However, preparation and replenishment of a new hydraulic fluid generally requires complicated and complicated operations.

そこで、特許文献1では作動液をイオン交換樹脂で精製して反応に悪影響を及ぼす不純物を除去してから循環再使用する方法が報告されている。これは、循環再使用する作動液中の副成生物を除去することで高収率でケタジンを製造するものである。しかしながら、同一反応装置により連続してケタジンを製造する際の反応残留液と作動液中のケタジン濃度の影響については何ら記載されていない。   Therefore, Patent Document 1 reports a method in which the working fluid is purified with an ion exchange resin to remove impurities that adversely affect the reaction, and then recycled and reused. In this method, ketazine is produced in a high yield by removing by-products from the working fluid to be recycled and reused. However, there is no description about the influence of the ketazine concentration in the residual reaction liquid and the working liquid when ketazine is continuously produced by the same reaction apparatus.

また、特許文献2ではケタジンから分離した作動液に水と共沸する物質を添加して蒸留し、作動液中の水分濃度を調整する方法が報告されている。これは、循環再使用する作動液成分の熱劣化を抑えつつ、作動液中の水分濃度を一定の範囲に保つことにより、高収率でケタジンを製造するものである。しかしながら、共沸物質の使用は経済的負担が大きく、また、共沸物質が混合した水の処理に手間がかかることから、工業的な製造方法としては問題があった。   Further, Patent Document 2 reports a method of adjusting the water concentration in the working fluid by adding a substance azeotropic with water to the working fluid separated from ketazine and distilling it. In this method, ketazine is produced in a high yield by keeping the water concentration in the working fluid within a certain range while suppressing thermal deterioration of the working fluid component that is circulated and reused. However, the use of an azeotropic substance has a large economic burden, and it takes time to treat water mixed with the azeotropic substance.

特許第3539433号公報Japanese Patent No. 3539433 特許第4131140号公報Japanese Patent No. 4131140

カークオスマー第3版、第12巻、734〜755頁Kirkusmer 3rd edition, volume 12, pages 734-755

同一反応装置を用いて連続してケタジン合成を行う場合には、ケタジン合成後の反応液は反応装置から可能な限り抜き出され、生成したケタジンと作動液を分離する工程に送られる。しかしながら、反応装置内の反応液を短時間で完全に抜き出すことは難しく、またはバッチ毎に反応装置内の洗浄を行うことは工業的には不可能であるため、前バッチの反応残留液が次バッチの反応液に混入し、次バッチのケタジン収率の安定化を妨げていた。
本発明は、従来技術における課題を解決し、同一反応装置を用いて連続してケタジン合成を行う際に、前バッチの反応残留液の影響を受けずに、かつ新規作動液の補充を実質的に必要とせずに、ケタジンを高収率で安定して製造することを目的とした。
When ketazine synthesis is continuously performed using the same reaction apparatus, the reaction liquid after ketazine synthesis is extracted from the reaction apparatus as much as possible, and sent to a step of separating the produced ketazine and the working liquid. However, it is difficult to completely extract the reaction solution in the reaction apparatus in a short time, or it is industrially impossible to wash the reaction apparatus for each batch. It was mixed in the reaction solution of the batch, preventing stabilization of the ketazine yield of the next batch.
The present invention solves the problems in the prior art, and when performing continuous ketazine synthesis using the same reaction apparatus, it is substantially free from the influence of the residual reaction liquid in the previous batch and supplemented with a new hydraulic fluid. The purpose of the present invention was to stably produce ketazine in a high yield.

本発明者らは、過酸化水素、アンモニア及びケトンを作動液に添加する前の作動液のケタジン濃度を特定の範囲に調製することにより、高収率で安定してケタジンの製造が可能となることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
(a)作動液の存在下、過酸化水素、アンモニア及びケトンからケタジンを合成する工程と、
(b)生成したケタジンと作動液とを分離し、分離した作動液を蒸留する工程と、
(c)蒸留した作動液を工程(a)に循環再使用する工程、
とを含むケタジンの製造方法であって、
工程(a)において、過酸化水素、アンモニア及びケトンを添加する前の作動液のケタジン濃度を0.1〜3.0重量%に調製することを特徴とするケタジンの製造方法に関するものである。
The present inventors can stably produce ketazine at a high yield by adjusting the ketazine concentration of the hydraulic fluid before adding hydrogen peroxide, ammonia and ketone to the hydraulic fluid within a specific range. As a result, the present invention has been completed.
That is, the present invention
(A) synthesizing ketazine from hydrogen peroxide, ammonia and ketone in the presence of a working fluid;
(B) separating the produced ketazine and the working fluid and distilling the separated working fluid;
(C) a step of circulating and reusing the distilled working fluid in step (a);
A method for producing ketazine comprising:
In the step (a), the present invention relates to a method for producing ketazine, characterized in that the concentration of ketazine in a working fluid before adding hydrogen peroxide, ammonia and ketone is adjusted to 0.1 to 3.0% by weight.

本発明のケタジンの製造方法によれば、工程(a)の反応残留液を完全に抜き出す必要がなく、反応液の抜き出し時間を短縮することも可能であり、さらに、作動液のケタジン濃度の調整には、工程(b)で蒸留した作動液を再使用することが可能であり、新規作動液の補充を実質的に必要せずに、高収率で安定してケタジンを製造することができることから、その工業的価値は多大である。   According to the method for producing ketazine of the present invention, it is not necessary to completely extract the reaction residual liquid in step (a), the reaction liquid extraction time can be shortened, and the ketazine concentration of the working liquid can be adjusted. In addition, the working fluid distilled in step (b) can be reused, and ketazine can be stably produced in a high yield without substantially replenishing the new working fluid. Therefore, its industrial value is great.

本発明の工程(a)は、作動液の存在下で、過酸化水素、アンモニア及びケトンからケタジンを合成する工程である。工程(a)においては、過酸化水素、アンモニア及びケトンを添加する前の作動液のケタジン濃度を調製してから、過酸化水素、アンモニア及びケトンを作動液に添加してケタジンを合成する。好ましくは、反応装置内の前バッチの反応残留液に工程(c)の作動液を混合して作動液のケタジン濃度を調製する。工程(c)の作動液を用いることで、新規作動液の補充は実質的に必要としないため工業的意義は大きい。また、過酸化水素、アンモニア及びケトンを添加する前の作動液には、工程(c)の作動液の他に、公知の方法で精製した作動液や新規作動液等を混合してもよい。   Step (a) of the present invention is a step of synthesizing ketazine from hydrogen peroxide, ammonia and a ketone in the presence of a working fluid. In step (a), the ketazine concentration of the working fluid before adding hydrogen peroxide, ammonia and ketone is adjusted, and then hydrogen peroxide, ammonia and ketone are added to the working fluid to synthesize ketazine. Preferably, the working liquid in step (c) is mixed with the reaction residual liquid in the previous batch in the reaction apparatus to prepare the ketazine concentration of the working liquid. By using the hydraulic fluid of the step (c), it is not necessary to replenish the new hydraulic fluid, so that the industrial significance is great. In addition to the working fluid in step (c), the working fluid before adding hydrogen peroxide, ammonia and ketone may be mixed with a working fluid purified by a known method, a new working fluid, or the like.

工程(a)において、過酸化水素、アンモニア及びケトンを添加する前の作動液のケタジン濃度は0.1〜3.0重量%、好ましくは0.5〜2.7重量%に調製される。作動液のケタジン濃度が、3.0重量%を超えると著しく反応を阻害し、ケタジン収率が低下する。一方、0.1重量%以下では反応をほとんど阻害しないことから更なるケタジン濃度の低減は経済的ではない。工程(a)において、過酸化水素、アンモニア及びケトンを添加する前の作動液のケタジン濃度の調製方法としては、例えば、反応装置内の前バッチの反応残留液に工程(c)の作動液を混合する際に、反応装置内の作動液のケタジン濃度が前記範囲内となるように、工程(c)の作動液の混合量を調整する方法が挙げられる。   In step (a), the ketazine concentration of the hydraulic fluid before adding hydrogen peroxide, ammonia and ketone is adjusted to 0.1 to 3.0% by weight, preferably 0.5 to 2.7% by weight. When the ketazine concentration of the hydraulic fluid exceeds 3.0% by weight, the reaction is remarkably inhibited and the ketazine yield is lowered. On the other hand, since the reaction is hardly inhibited at 0.1% by weight or less, further reduction of the ketazine concentration is not economical. In the step (a), as a method for adjusting the ketazine concentration of the hydraulic fluid before adding hydrogen peroxide, ammonia and ketone, for example, the hydraulic fluid of the step (c) is added to the reaction residual liquid of the previous batch in the reactor. A method of adjusting the mixing amount of the working fluid in the step (c) so that the ketazine concentration of the working fluid in the reaction device is within the above range when mixing.

本発明で用いる過酸化水素は、通常の市販品である30〜90重量%の過酸化水素水溶液を用いることができる。過酸化水素には、過酸化溶液の安定剤、たとえば、燐酸、ピロ燐酸、クエン酸、ニトリロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、またはこれらの酸のアンモニウム塩若しくはアルカリ金属等が添加されていてもよい。これらの安定剤の量は、反応物と作動液との合計量の1〜100ppm、好ましくは5〜25ppmである。   As the hydrogen peroxide used in the present invention, a 30 to 90% by weight aqueous hydrogen peroxide solution which is a normal commercial product can be used. Peroxide solution stabilizers such as phosphoric acid, pyrophosphoric acid, citric acid, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, or ammonium salts or alkali metals of these acids may be added to hydrogen peroxide. The amount of these stabilizers is 1 to 100 ppm, preferably 5 to 25 ppm, of the total amount of the reactant and the working fluid.

アンモニアは、アンモニア水あるいはアンモニアガスとして導入してもよい。アンモニアガスとして導入する方が、反応系中の水分濃度を低く保ちケタジン収率を向上できることから好ましい。   Ammonia may be introduced as aqueous ammonia or ammonia gas. It is preferable to introduce it as ammonia gas because the ketazine yield can be improved while keeping the water concentration in the reaction system low.

ケトンは、RC=O(ここでR、Rは、1〜12個の炭素原子を含むアルキル基、3〜12個の炭素原子を含む分岐アルキル基若しくはシクロアルキル基、6〜12個の炭素原子を含む芳香族基または3〜12個の炭素原子を含む直鎖若しくは分岐アルキレン基を表し、これらの基はハロゲン、NO基、ヒドロキシ基、アルコキシ基またはカルボン酸エステル、好ましくは、Cl、NOまたはCHOによって置換されてもよい。R、Rは、互いに同一でも異なっていてもよい。)で表されるものである。具体例として、アセトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキシルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンが挙げられる。特に、アセトン、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトンからなる群から選択される一種又は二種以上を使用するのがケタジンから水加ヒドラジンを得るために好ましい。 The ketone is R 1 R 2 C═O (where R 1 and R 2 are alkyl groups containing 1 to 12 carbon atoms, branched alkyl groups or cycloalkyl groups containing 3 to 12 carbon atoms, 6 Represents an aromatic group containing ˜12 carbon atoms or a linear or branched alkylene group containing 3-12 carbon atoms, these groups being halogen, NO 2 groups, hydroxy groups, alkoxy groups or carboxylic acid esters, Preferably, it may be substituted by Cl, NO 2 or CH 3 O. R 1 and R 2 may be the same or different from each other. Specific examples include acetone, 2-pentanone, 3-pentanone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl cyclohexyl ketone, acetophenone, benzophenone, cyclobutanone, cyclopentanone, and cyclohexanone. In particular, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone in order to obtain hydrazine hydrate from ketazine.

反応出発原料としてのケトン、アンモニアおよび過酸化水素は、任意の量で使用できるが、過酸化水素1モルに対してケトンは0.2〜5モル、好ましくは1.5〜4モル、アンモニアは0.1〜10モル、好ましくは1.5〜4モル使用することができる。作動液の量は過酸化水素1モルに対して0.1〜1kgの範囲である。   The ketone, ammonia and hydrogen peroxide as reaction starting materials can be used in any amount, but the ketone is 0.2 to 5 mol, preferably 1.5 to 4 mol, and ammonia is 1 mol of hydrogen peroxide. 0.1 to 10 mol, preferably 1.5 to 4 mol can be used. The amount of the working fluid is in the range of 0.1 to 1 kg per mole of hydrogen peroxide.

作動液は、有機または無機のアミド、アンモニウム塩、ニトリルまたはそれらの混合物の中から選択された1種または複数の化合物からなるケタジン合成反応を維持させる化合物を溶液にすることによって調製することができる。好ましいアミドの例として、ホルムアミド、アセトアミド、モノクロルアセトアミド及びプロピオンアミドがある。アンモニウム塩では、蟻酸塩、酢酸塩、モノクロロ酢酸塩、プロピオン酸塩等が好ましい。ニトリルでは、アセトニトリル、プロピオニトリル等が好ましい。   The working fluid can be prepared by bringing into solution a compound that maintains a ketazine synthesis reaction consisting of one or more compounds selected from organic or inorganic amides, ammonium salts, nitriles or mixtures thereof. . Examples of preferred amides are formamide, acetamide, monochloroacetamide and propionamide. Among the ammonium salts, formate, acetate, monochloroacetate, propionate and the like are preferable. As the nitrile, acetonitrile, propionitrile and the like are preferable.

また、作動液には、有機ヒ素化合物を使用することができる。具体的には、R'R''As(=O)OHもしくはR'''As(=O)(OH)(ここでR'、R''、R'''はアルキル基、もしくは芳香族基である)で表される有機アルソン酸、有機アルシン酸である。具体例としてはメチルアルソン酸、エチルアルソン酸、フェニルアルソン酸、メチルフェニルアルソン酸、メトキシフェニルアルソン酸、カルボキシフェニルアルソン酸、クロルフェニルアルソン酸、ニトロフェニルアルソン酸、カコジル酸、ジエチルアルシン酸、ジフェニルアルシン酸などが挙げられる。好ましい有機ヒ素化合物は、カコジル酸、フェニルアルソン酸、メチルアルソン酸、p−ニトロフェニルアルソン酸、ジフェニルアルシン酸である。また、これらの酸は、アンモニウム塩でもよい。 Moreover, an organic arsenic compound can be used for a hydraulic fluid. Specifically, R′R ″ As (═O) OH or R ′ ″ As (═O) (OH) 2 (where R ′, R ″, R ′ ″ are alkyl groups or aromatics) Organic arsonic acid and organic arsinic acid represented by a group). Specific examples include methylarsonic acid, ethylarsonic acid, phenylarsonic acid, methylphenylarsonic acid, methoxyphenylarsonic acid, carboxyphenylarsonic acid, chlorophenylarsonic acid, nitrophenylarsonic acid, cacodylic acid, diethylarsinic acid, diphenylarsinic acid Etc. Preferred organic arsenic compounds are cacodylic acid, phenylarsonic acid, methylarsonic acid, p-nitrophenylarsonic acid, diphenylarsinic acid. These acids may be ammonium salts.

有機ヒ素化合物を使用するときは、カルボン酸を使用することが好ましい。カルボン酸の例として、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ドデカン酸、リノレイン酸、オレイン酸等が挙げられる。特に、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、中でも酢酸が好ましい。カルボン酸は反応時に作動液中のアンモニア濃度を増加させ、収率の向上に寄与する。カルボン酸の作動液中の濃度は、好ましくは5〜35重量%、さらに好ましくは5〜25重量%である。   When using an organic arsenic compound, it is preferable to use a carboxylic acid. Examples of carboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, valeric acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, dodecanoic acid, linolenic acid, oleic acid and the like. In particular, formic acid, acetic acid, propionic acid, and among them, acetic acid is preferable. Carboxylic acid increases the ammonia concentration in the working fluid during the reaction and contributes to an improvement in yield. The concentration of the carboxylic acid in the working fluid is preferably 5 to 35% by weight, more preferably 5 to 25% by weight.

作動液は、水とアルコールの混合溶液にすることが好ましい。アルコールとしては、炭素数1〜6、特に炭素数1〜2の飽和脂肪族アルコールを使用するのが好ましい。また、炭素数2〜5のジオールも好適に使用できる。例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、および1,5−ペンタンジオールが挙げられる。   The hydraulic fluid is preferably a mixed solution of water and alcohol. As the alcohol, it is preferable to use a saturated aliphatic alcohol having 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 2 carbon atoms. Moreover, C2-C5 diol can also be used conveniently. Examples include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 1,5-pentanediol.

上記の水とアルコールの混合物に導入する上記アミド、酸、アンモニウム塩、またはニトリルの量は、反応前の作動液中の30〜80重量%が好ましい。また、有機ヒ素化合物の量は、好ましくは20〜45重量%、さらに好ましくは25〜40重量%である。有機ヒ素化合物は、作動液中に高濃度で存在することにより収率が向上するが、過剰に存在すると固形物が析出し反応の妨げとなる。   The amount of the amide, acid, ammonium salt, or nitrile introduced into the mixture of water and alcohol is preferably 30 to 80% by weight in the working fluid before the reaction. The amount of the organic arsenic compound is preferably 20 to 45% by weight, more preferably 25 to 40% by weight. The organic arsenic compound is improved in yield by being present at a high concentration in the working fluid, but if it is present in an excessive amount, a solid is precipitated and hinders the reaction.

過酸化水素、アンモニア、メチルエチルケトンを含む反応物と作動液の接触は任意の方法で行うことができる。好ましくは、均質媒体中またはケタジンを得るのに十分なだけ各反応物を可溶化できる媒体中で操作する。上記反応は広範囲な温度で行えるが、好ましくは30〜110℃であり、より好ましくは30〜70℃である。また、この反応は任意の圧力で行えるが、大気圧で操作するのがより簡便である。各反応物は、作動液に同時または個別に任意の順序で添加できる。反応装置としては、各反応物と作動液との接触が良好に行われる、攪拌混合槽または流動槽が好ましい。   The contact between the reactant containing hydrogen peroxide, ammonia, and methyl ethyl ketone and the working fluid can be performed by any method. Preferably, the operation is in a homogeneous medium or a medium in which each reactant can be solubilized enough to obtain ketazine. Although the said reaction can be performed in a wide temperature range, Preferably it is 30-110 degreeC, More preferably, it is 30-70 degreeC. This reaction can be carried out at any pressure, but it is easier to operate at atmospheric pressure. Each reactant can be added to the hydraulic fluid simultaneously or individually in any order. As the reaction apparatus, a stirring and mixing tank or a fluidized tank in which the contact between each reactant and the working liquid is favorably performed is preferable.

工程(b)において、上記の反応で得られたケタジンと作動液との分離は、例えば液−液抽出、蒸留等の公知の方法、及びこれらを組み合わせた方法で行うことができる。好ましくは、ミキサー/セトラーまたは遠心分離機による液々分離法である。   In the step (b), the ketazine obtained from the above reaction and the working fluid can be separated by a known method such as liquid-liquid extraction or distillation, or a method combining these. A liquid-liquid separation method using a mixer / settler or a centrifuge is preferable.

ケタジンと分離した作動液は、再利用する前に、反応原料に由来する水および反応により生成した水を蒸留により除去する。蒸留塔を用いる場合の運転条件としては、温度60〜129℃、好ましくは60〜100℃であり、圧力は、塔頂部で1〜67kPa、好ましくは1〜33kPaである。蒸留塔は好ましくは5〜50の理論段を有し、作動液の供給は好ましくは底部から3〜20番目の段に行われる。反応前の作動液中の水分濃度は、1〜15重量%、好ましくは6〜14重量%である。作動液に有機ヒ素化合物を含む場合、水分濃度が小さいと該化合物が析出し、濃度が高いと収率の低下を招く。   Before reusing the working fluid separated from ketazine, the water derived from the reaction raw material and the water produced by the reaction are removed by distillation. As operating conditions when using a distillation column, the temperature is 60 to 129 ° C, preferably 60 to 100 ° C, and the pressure is 1 to 67 kPa, preferably 1 to 33 kPa, at the top of the column. The distillation column preferably has 5 to 50 theoretical plates, and the working fluid is preferably fed to the 3rd to 20th stages from the bottom. The water concentration in the working fluid before the reaction is 1 to 15% by weight, preferably 6 to 14% by weight. When the hydraulic fluid contains an organic arsenic compound, the compound is precipitated when the water concentration is low, and the yield is reduced when the concentration is high.

工程(c)において、(b)工程で蒸留された作動液は工程(a)に循環再使用される。好ましくは、作動液を循環再使用する任意の段階で、作動液中の不純物を除去する。不純物の除去には、陽イオン交換樹脂及び/または陰イオン交換樹脂による精製が挙げられる。なお、蒸留した作動液の全量を精製する必要はなく、一部を精製すればよい。精製する作動液の量は、作動液中の不純物の量に依存するが、作動液中の不純物の量は、ケタジンの合成条件と、アンモニア、過酸化水素及びケトン中に既に存在する不純物の量に依存する。   In step (c), the working fluid distilled in step (b) is recycled and reused in step (a). Preferably, impurities in the working fluid are removed at any stage of circulating and reusing the working fluid. The removal of impurities includes purification with a cation exchange resin and / or an anion exchange resin. In addition, it is not necessary to refine | purify the whole quantity of the distilled working fluid, and what is necessary is just to refine | purify a part. The amount of working fluid to be purified depends on the amount of impurities in the working fluid, but the amount of impurities in the working fluid depends on the synthesis conditions of ketazine and the amount of impurities already present in ammonia, hydrogen peroxide and ketone. Depends on.

水加ヒドラジンは、ケタジンを加水分解することにより得られる。加水分解の方法としては、一定比率のケタジンと水とを蒸留塔に連続的に供給して加圧下で加水分解反応を行い、留出物としてケトンを、缶出物として水加ヒドラジン水溶液を得る方法が一般的である。   Hydrated hydrazine is obtained by hydrolyzing ketazine. As a hydrolysis method, a constant ratio of ketazine and water are continuously supplied to a distillation column to perform a hydrolysis reaction under pressure to obtain a ketone as a distillate and a hydrazine aqueous solution as a bottom. The method is common.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<分析条件>
作動液中のケタジン濃度は、酸化還元滴定法により求めた。作動液を3mlサンプリングし、2mol/L硫酸10mlでヒドラジンに加水分解した後、4kPaに減圧しながら60℃に加熱し、副生するケトンを除去した。次いで、4mol/L水酸化ナトリウム水溶液で余分な硫酸を中和した後、炭酸水素ナトリウムの存在下、0.05mol/Lヨウ素水溶液で滴定した。そして、終点に要したヨウ素量から作動液中のケタジン濃度を求めた。
ケタジン収率は、反応でのケタジン生成量と原料である過酸化水素の供給量の割合より求めた。反応でのケタジン生成量は、反応液中のケタジン濃度を上記と同様の酸化還元滴定法により求め、反応液のケタジン量と供給した作動液中のケタジン量の差より求めた。
<Analysis conditions>
The ketazine concentration in the working fluid was determined by a redox titration method. 3 ml of the working fluid was sampled, hydrolyzed to hydrazine with 10 ml of 2 mol / L sulfuric acid, and then heated to 60 ° C. while reducing the pressure to 4 kPa to remove by-produced ketone. Then, after excess sulfuric acid was neutralized with a 4 mol / L sodium hydroxide aqueous solution, titration was performed with a 0.05 mol / L iodine aqueous solution in the presence of sodium hydrogen carbonate. And the ketazine density | concentration in a hydraulic fluid was calculated | required from the amount of iodine required for the end point.
The ketazine yield was determined from the ratio of the amount of ketazine produced in the reaction and the supply amount of hydrogen peroxide as a raw material. The amount of ketazine produced in the reaction was determined from the difference between the amount of ketazine in the reaction solution and the amount of ketazine in the supplied working solution by determining the ketazine concentration in the reaction solution by the same oxidation-reduction titration method as described above.

実施例1
ケタジン合成の反応液から分離・蒸留した作動液(作動液の組成:カコジル酸アンモニウム38.8重量%、モノメチルアルソン酸アンモニウム1.2重量%、酢酸アンモニウム16.2重量%、水8.5重量%、エチレングリコール34.8重量%、ケタジン0.5重量%)21300kgを、内径2.8m、高さ5.95mのステンレス製反応器に投入した。次いで、1000kL/hの循環ポンプを用いて激しく攪拌しながら、60℃に加熱し、アンモニア850kgを20分かけて吹き込んで作動液中のアンモニアを飽和させた。その後、60重量%過酸化水素水2070kg、及び80重量%のメチルエチルケトン7000kgを40分かけて供給すると同時に、アンモニア1900kgを50分かけて吹き込んだ。アンモニア吹き込み終了後さらに30分撹拌することにより、反応を終了させた。その後、反応液を抜き取ったところ700kgの反応残留液が反応器内に残留した。
Example 1
Hydraulic fluid separated and distilled from the reaction liquid for ketazine synthesis (composition of hydraulic fluid: 38.8 wt% ammonium cacodylate, 1.2 wt% ammonium monomethylarsonate, 16.2 wt% ammonium acetate, 8.5 wt% water) %, Ethylene glycol 34.8 wt%, ketazine 0.5 wt%) was charged into a stainless steel reactor having an inner diameter of 2.8 m and a height of 5.95 m. Next, the mixture was heated to 60 ° C. with vigorous stirring using a 1000 kL / h circulation pump, and 850 kg of ammonia was blown in over 20 minutes to saturate the ammonia in the working fluid. Thereafter, 2070 kg of 60 wt% aqueous hydrogen peroxide and 7000 kg of 80 wt% methyl ethyl ketone were fed over 40 minutes, while 1900 kg of ammonia was blown in over 50 minutes. The reaction was terminated by stirring for another 30 minutes after the end of the ammonia blowing. Thereafter, when the reaction solution was extracted, 700 kg of a residual reaction solution remained in the reactor.

前記反応残留液に前記作動液を添加して、過酸化水素水、メチルエチルケトン、及びアンモニアを添加する前の作動液中のケタジン濃度(以下、濃度Aと記すことがある)を1.3重量%に調製した。その後、前記と同じ条件で反応を行いケタジンを製造した。反応で得られたケタジンの収率は供給した過酸化水素に対し86.5mol%であった。作動液、反応原料の詳細、および結果を表1に示した。   The working liquid is added to the reaction residual liquid, and the concentration of ketazine in the working liquid before adding hydrogen peroxide solution, methyl ethyl ketone, and ammonia (hereinafter sometimes referred to as concentration A) is 1.3% by weight. Prepared. Thereafter, the reaction was carried out under the same conditions as described above to produce ketazine. The yield of ketazine obtained by the reaction was 86.5 mol% with respect to the supplied hydrogen peroxide. The details of the working fluid and reaction raw materials and the results are shown in Table 1.

実施例2〜5
作動液の組成、作動液及び反応原料の供給量、並びに反応器内の反応残留液量を変えてケタジン濃度(濃度A)を表1に示した濃度に調製した以外は、実施例1と同様に行った。作動液、反応原料の詳細、および結果を表1に示した。
Examples 2-5
The same as in Example 1 except that the composition of hydraulic fluid, the supply amount of hydraulic fluid and reaction raw materials, and the amount of residual reaction liquid in the reactor were changed to adjust the ketazine concentration (concentration A) to the concentration shown in Table 1. Went to. The details of the working fluid and reaction raw materials and the results are shown in Table 1.

比較例1
作動液の組成、作動液及び反応原料の供給量、並びに反応器内の反応残留液量を変えてケタジン濃度(濃度A)を表1に示した濃度に調製した以外は、実施例1と同様に行った。作動液、反応原料の詳細、および結果を表1に示した。
Comparative Example 1
The same as in Example 1 except that the composition of hydraulic fluid, the supply amount of hydraulic fluid and reaction raw materials, and the amount of residual reaction liquid in the reactor were changed to adjust the ketazine concentration (concentration A) to the concentration shown in Table 1. Went to. The details of the working fluid and reaction raw materials and the results are shown in Table 1.

実施例1〜5に示されるように、過酸化水素、アンモニア及びケトンを接触させる前の作動液におけるケタジン濃度(濃度A)を2.7重量%以下にすることで、反応終了後のケタジン収率は80mol%以上の高水準を安定して示すことが分かった。さらに、循環再使用する作動液において触媒作用を示す有機ヒ素化合物の含有量が変化しても、作動液中のケタジン濃度(濃度A)を調製することで高収率でケタジンが製造できることが分かった。本願発明は、前バッチの反応残留液量の変動や作動液組成の変動による収率低下を、反応原料添加前の作動液のケタジン濃度を特定の範囲に調整することで容易に防止できる発明であり、その工業的な価値は多大である。   As shown in Examples 1 to 5, the ketazine concentration after completion of the reaction is reduced by setting the ketazine concentration (concentration A) in the working fluid before contacting hydrogen peroxide, ammonia and ketone to 2.7% by weight or less. It was found that the rate stably showed a high level of 80 mol% or more. Furthermore, even if the content of the organic arsenic compound that exhibits catalytic action in the working fluid to be recycled is changed, it is found that ketazine can be produced in a high yield by adjusting the ketazine concentration (concentration A) in the working fluid. It was. The present invention is an invention that can easily prevent a decrease in yield due to a change in the amount of residual reaction liquid in the previous batch or a change in the composition of the working fluid by adjusting the ketazine concentration of the working fluid before the addition of the reaction raw material to a specific range. Yes, its industrial value is great.

Figure 0005614105
Figure 0005614105

Claims (5)

(a)作動液の存在下、過酸化水素、アンモニア及びケトンからケタジンを合成する工程と、
(b)生成したケタジンと作動液とを分離し、分離した作動液を蒸留する工程と、
(c)蒸留した作動液を工程(a)に循環再使用する工程、
とを含むケタジンの製造方法であって、
工程(a)において、過酸化水素、アンモニア及びケトンを添加する前の作動液のケタジン濃度を1.3〜3.0重量%に調製し、前記過酸化水素、アンモニア及びケトンを添加する前の作動液が、前バッチの反応残留液に工程(c)の作動液を混合したものであることを特徴とするケタジンの製造方法。
(A) synthesizing ketazine from hydrogen peroxide, ammonia and ketone in the presence of a working fluid;
(B) separating the produced ketazine and the working fluid and distilling the separated working fluid;
(C) a step of circulating and reusing the distilled working fluid in step (a);
A method for producing ketazine comprising:
In step (a), the ketazine concentration of the hydraulic fluid before adding hydrogen peroxide, ammonia and ketone is adjusted to 1.3 to 3.0% by weight , and before adding the hydrogen peroxide, ammonia and ketone, A method for producing ketazine, wherein the working fluid is obtained by mixing the working fluid of step (c) with the reaction residual solution of the previous batch .
ケトンがアセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンからなる群から選択される一種以上である請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the ketone is one or more selected from the group consisting of acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. 作動液が有機ヒ素化合物を含有する請求項1または2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2 , wherein the hydraulic fluid contains an organic arsenic compound. 作動液がカルボン酸を含有する請求項1〜のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, hydraulic liquid contains a carboxylic acid. 請求項1〜のいずれかの方法で製造されたケタジンを加水分解して、水加ヒドラジンを製造する方法。 A method for producing a hydrazine hydrate by hydrolyzing the ketazine produced by the method according to any one of claims 1 to 4 .
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