JP5698548B2 - ヘミホルマール濃縮物の製造方法及びホルムアルデヒドガスの製造方法 - Google Patents
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Description
(条件)
(A)アルコールが疎水性であること。具体的には(A)アルコールの水100gへの溶解度が、20℃、760mmHgの条件下で3.0g以下であること。
(A)アルコールの沸点が、190℃以上であること。
図1には、ヘミホルマール化法を実施するための装置の一例を模式的に示した。この装置は、図1に示すように、反応器1と、蒸発缶2と、分解器3とを備える。反応容器1内でヘミホルマール生成工程(S1)が行われ、蒸発缶2内で分離工程(S2)が行なわれ、分解器3内でホルムアルデヒドガス生成工程(S3)が行なわれる。
本発明のヘミホルマール濃縮物の製造方法は、ヘミホルマール生成工程(S1)と、分離工程(S2)とを備える。
ヘミホルマール生成工程(S1)は(A)アルコールと(B)ホルムアルデヒド水溶液とを反応させる工程である。本発明の製造方法は、ヘミホルマール生成工程(S1)で原料として用いるアルコールに特徴がある。
(A)アルコールが疎水性であること。具体的には、アルコールの水100gへの溶解度が、20℃、760mmHgの条件下で3.0g以下であること。
(A)アルコールの沸点が、760mmHgの条件下で190℃以上であること。
炭素数1以上10以下のアルキル基としては、直鎖状のアルキル基、分岐状のアルキル基のいずれであってもよい。直鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を例示することができる。分岐状のアルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tertブチル基等を例示することができる。
炭素数1以上10以下のヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシ−n−プロピル基、2−ヒドロキシ−n−プロピル基、3−ヒドロキシ−n−プロピル基、1−ヒドロキシ−n−ブチル基、2−ヒドロキシ−n−ブチル基、3−ヒドロキシ−n−ブチル基、4−ヒドロキシ−n−ブチル基、5−ヒドロキシ−n−ペンチル基、6−ヒドロキシ−n−ヘキシル基等を例示することができる。
ジエチルペンタンジオールとしては、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2,3−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,5−ジエチル−1,5−ペンタンジオール等を例示することができる。
エチルヘキサンジオールとしては、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、3−エチル−1,3−ヘキサンジオール、4−エチル−1,3−ヘキサンジオール等を例示することができる。
分離工程(S2)は、反応器1から蒸発缶2に送られたヘミホルマールと水とを含む反応物(未反応のまま残ったアルコール、アルデヒドも含まれる)を、(C)ヘミホルマール濃縮物と(D)水とに、蒸発脱水で分離する工程である。また、未反応のまま残った(A)アルコールは(C)ヘミホルマール濃縮物側に含まれ、ホルムアルデヒドは(C)ヘミホルマール濃縮物側と(D)水側の両方に含まれる。
本発明のホルムアルデヒドガスの製造方法は、上記の製法で得られたヘミホルマール濃縮物を熱分解することでホルムアルデヒドを製造する。具体的には、上記ホルムアルデヒドガス生成工程(S3)に記載されるような、分解器等を用いる従来公知の方法を採用することができる。
アルコール1:2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール(DEPD)、100gの水への溶解度(20℃、760mmHg)1.9g、沸点264℃(760mmHg下)
アルコール2:2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(EHD)、100gの水への溶解度(20℃、760mmHg)0.6g、沸点244℃(760mmHg下)
アルコール3:1−オクタノール(OcOH)、100gの水への溶解度(20℃、760mmHg)0.03×10−3g、沸点194℃(760mmHg下)
アルコール4:ポリエチレングリコール 300(PEG300)、100gの水への溶解度(20℃、760mmHg)無限大、沸点は無し(760mmHg下)
アルコール5:トリエチレングリコール(TEG)、100gの水への溶解度(20℃、760mmHg)無限大、沸点287℃(760mmHg下)
アルコール6:シクロヘキサノール(CHOL)、100gの水への溶解度(20℃、760mmHg)3.8g、沸点161℃(760mmHg下)
ホルムアルデヒドを50質量%含む(B)ホルムアルデヒド水溶液と、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール(DEPD)とを、ホルムアルデヒドのモル数とDEPDの水酸基のモル数の比(DEPDの水酸基のモル数/ホルムアルデヒド基のモル数)が、1.3になるように混合し、室温、反応時間12時間の条件で、ヘミホルマール化反応を行った。反応終了後、反応物であるヘミホルマール混合液を、1000g/hrで連続的に蒸発缶へフィードし、温度60〜70℃、操作圧力35mmHg、平均滞留時間70分の条件で減圧脱水(減圧脱水は本発明の蒸発脱水に相当する)行って、(C)ヘミホルマール濃縮物を得た。脱水操作で留出した(D)水中のホルムアルデヒド量(質量%)は、亜硫酸ナトリウムを用いた滴定法にて測定した。また、(D)水中のアルコール量は、核磁気共鳴装置(NMR)にて測定した。(C)ヘミホルマール濃縮物中の水分量(質量%)は、カールフィッシャー水分計を用いて測定した。測定結果を、表1に示した。なお、留出した(D)水に含まれるホルムアルデヒド量である留出HCHO量、及び留出した(D)水に含まれるアルコール量である留出アルコール量は、分析値より以下の式に従って算出された。
・留出HCHO量(質量%)=(留出した水に含まれるHCHO量(g))/(フィードしたHCHO量(g))×100
・留出アルコール量(質量%)=(留出した水に含まれるアルコール量(g))/(フィードしたアルコール量(g))×100
DEPDに代えて2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(EHD)を使用した以外は、実施例1と同様の方法で、留出HCHO量(質量%)、(C)ヘミホルマール濃縮物中の水分量(質量%)、留出アルコール量(質量%)を算出した。算出結果を表1に示した。
DEPDに代えて1−オクタノール(OcOH)を使用した以外は、実施例1と同様の方法で、留出HCHO量(質量%)、(C)ヘミホルマール濃縮物中の水分量(質量%)、留出アルコール量(質量%)を算出した。算出結果を表1に示した。
DEPDに代えてポリエチレングリコール300(PEG300)を使用した以外は、実施例1と同様の方法で、留出HCHO量(質量%)、(C)ヘミホルマール濃縮物中の水分量(質量%)、留出アルコール量(質量%)を算出した。算出結果を表1に示した。
DEPDに代えてトリエチレングリコール(TEG)を使用した以外は、実施例1と同様の方法で、留出HCHO量(質量%)、(C)ヘミホルマール濃縮物中の水分量(質量%)、留出アルコール量(質量%)を算出した。算出結果を表1に示した。
DEPDに代えてシクロヘキサノール(CHOL)を使用した以外は、実施例1と同様の方法で、留出HCHO量(質量%)、(C)ヘミホルマール濃縮物中の水分量(質量%)、留出アルコール量(質量%)を算出した。算出結果を表1に示した。
・留出アルコール量(質量%)=(留出した水に含まれるアルコール量(g))/(フィードしたアルコール量(g))×100
2 蒸発缶
3 分解器
Claims (7)
- (A)アルコールと、(B)ホルムアルデヒド水溶液とを反応させてヘミホルマールと水とを含む反応物を生成させ、前記反応物を蒸発脱水して(C)ヘミホルマール濃縮物と(D)水とに分離するヘミホルマール濃縮物の製造方法であって、
前記(A)アルコールの水100gへの溶解度が、20℃、760mmHgの条件下で3.0g以下であり、
前記(A)アルコールの沸点が、760mmHgの条件下で190℃以上であるヘミホルマールの製造方法。 - (A)アルコールと(B)ホルムアルデヒド水溶液との混合比率が、ホルムアルデヒドに対する(A)アルコール中の水酸基のモル比で、0.3以上5.0以下である請求項1又は2に記載のヘミホルマール濃縮物の製造方法。
- (D)水に含まれるホルムアルデヒド量が、ヘミホルマール化反応に供したホルムアルデヒド量に対して5.0質量%以下である請求項1から3のいずれかに記載のヘミホルマール濃縮物の製造方法。
- (C)ヘミホルマール濃縮物に含まれる水分量が、1.0質量%以下である請求項1から4のいずれかに記載のヘミホルマール濃縮物の製造方法。
- (D)水に含まれる(A)アルコール量は、0.5質量%以下である請求項1から5のいずれかに記載のヘミホルマール濃縮物の製造方法。
- 請求項1から6のいずれかに記載の製造方法で得られたヘミホルマール濃縮物を熱分解するホルムアルデヒドの製造方法。
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