JP6048135B2 - Process for producing dialkyl oxalate - Google Patents
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Description
本発明は、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 a dialkyl oxalate.
従来、一酸化炭素と亜硝酸アルキルを触媒の存在下で反応させ、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知られている。これらの方法の目的物は、化学品の合成原料として有用であり、工業的に適用し、工業的規模で目的物の製造を行うため、プロセスの改良が常に求められている。中でも、シュウ酸ジアルキルの製造方法において、目的物を効率よく分離して得られる方法に対するニーズは高い。 Conventionally, a process for producing dialkyl carbonate and / or oxalate oxalate by reacting carbon monoxide and alkyl nitrite in the presence of a catalyst is known. The object of these methods is useful as a raw material for the synthesis of chemical products, and since it is applied industrially and produces the object on an industrial scale, improvement of the process is always required. Especially, in the manufacturing method of dialkyl oxalate, there is a high need for a method that can be obtained by efficiently separating the target product.
本発明は、シュウ酸ジアルキルの製造方法において、目的物を効率よく分離して得る方法に関する。 The present invention relates to a method for efficiently separating a target product in a method for producing a dialkyl oxalate.
本発明1は、一酸化炭素と亜硝酸アルキルを触媒の存在下で反応させて反応生成物を得る第1工程;
反応生成物をアルコールと接触させ、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2工程;
凝縮液を蒸留して炭酸ジアルキル含有アルコールを留出させ、シュウ酸ジアルキルを得る第3工程;
第3工程で留出させた炭酸ジアルキル含有アルコールにシュウ酸ジアルキルを添加し、アルコールを留出させ、シュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を得る第4工程;
第4工程で得られた混合物を蒸留し、シュウ酸ジアルキルを得る第5工程
を含む、シュウ酸ジアルキルの製造方法に関する(第一の態様ともいう)。
本発明2は、第2工程で得られた非凝縮ガスを、分子状酸素含有ガス及びアルコールと接触させ、得られた亜硝酸アルキル含有ガスを第1工程に循環する第6工程をさらに含む連続製造方法である、本発明1のシュウ酸ジアルキルの製造方法に関する。
本発明3は、第3工程で留出させたアルコールを、第1工程及び/又は第6工程に再利用する本発明1又は2のシュウ酸ジアルキルの製造方法に関する。
本発明4は、一酸化炭素と亜硝酸アルキルを触媒の存在下で反応させて反応生成物を得る第1’工程;
反応生成物をアルコールと接触させ、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2’工程;
凝縮液を蒸留してアルコールを留出させ、シュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を得る第3’工程;
第3’工程で得られた混合物を蒸留し、シュウ酸ジアルキルを得る第4’工程
を含む、シュウ酸ジアルキルの製造方法に関する(第二の態様ともいう)。
本発明5は、第2’工程で得られた非凝縮ガスを、分子状酸素含有ガス及びアルコールと接触させ、得られた亜硝酸アルキル含有ガスを第1’工程に循環する第5’工程をさらに含む連続製造方法である、本発明4のシュウ酸ジアルキルの製造方法に関する。
本発明6は、第3’工程で留出させたアルコールを、第1’工程及び/又は第5’工程に再利用する本発明4又は5のシュウ酸ジアルキルの製造方法に関する。
本発明7は、亜硝酸アルキルが亜硝酸メチルであり、シュウ酸ジアルキルがシュウ酸ジメチルであり、炭酸ジアルキルが炭酸ジメチルであり、アルコールがメタノールである、本発明1〜6のいずれかのシュウ酸ジアルキルの製造方法に関する。
The present invention 1 includes a first step of obtaining a reaction product by reacting carbon monoxide and an alkyl nitrite in the presence of a catalyst;
A second step of contacting the reaction product with an alcohol to obtain a condensate containing dialkyl oxalate and a non-condensable gas containing nitric oxide;
A third step of distilling the condensate to distill the dialkyl carbonate-containing alcohol to obtain a dialkyl oxalate;
A fourth step of adding a dialkyl oxalate to the dialkyl carbonate-containing alcohol distilled in the third step to distill the alcohol to obtain a mixture of dialkyl oxalate and dialkyl carbonate;
The present invention relates to a method for producing dialkyl oxalate (also referred to as a first embodiment), which includes a fifth step of distilling the mixture obtained in the fourth step to obtain dialkyl oxalate.
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The
A 2 ′ step in which the reaction product is contacted with an alcohol to obtain a condensate containing dialkyl oxalate and a non-condensable gas containing nitric oxide;
A third step for distilling the condensate to distill alcohol to obtain a mixture of dialkyl oxalate and dialkyl carbonate;
The present invention relates to a method for producing dialkyl oxalate (also referred to as a second embodiment), which includes a fourth step of obtaining a dialkyl oxalate by distilling the mixture obtained in the third 3 step.
The
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本発明によれば、シュウ酸ジアルキルの製造方法において、目的物を効率よく分離して得ることができる。本発明のシュウ酸ジアルキルは連続製造方法であることもでき、有用性が高い。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the target object can be efficiently isolate | separated and obtained in the manufacturing method of a dialkyl oxalate. The dialkyl oxalate of the present invention can be a continuous production method and is highly useful.
本発明におけるシュウ酸ジアルキルとしては、シュウ酸の炭素原子数1〜4のジアルキルエステルが挙げられ、例えば、シュウ酸ジメチル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸メチルエチルである。中でも、シュウ酸ジメチルの製造方法の有用性が高い。 Examples of the dialkyl oxalate in the present invention include C1-C4 dialkyl esters of oxalic acid, such as dimethyl oxalate, diethyl oxalate, and methyl ethyl oxalate. Especially, the usefulness of the manufacturing method of dimethyl oxalate is high.
原料である亜硝酸エステルは、シュウ酸ジアルキルに対応する亜硝酸エステルであって、亜硝酸の炭素原子数1〜4のアルキルエステルが挙げられ、亜硝酸メチル、亜硝酸エチルであり、好ましくは亜硝酸メチルである。炭酸ジアルキルは副生物の位置づけであり、シュウ酸ジアルキルに対応する炭酸ジアルキルであって、炭酸の炭素原子数1〜4のジアルキルエステルが挙げられ、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチルである。 The nitrite as a raw material is a nitrite corresponding to dialkyl oxalate, and examples thereof include alkyl esters having 1 to 4 carbon atoms of nitrous acid, such as methyl nitrite and ethyl nitrite. Methyl nitrate. Dialkyl carbonate is a by-product and is a dialkyl carbonate corresponding to dialkyl oxalate, and examples thereof include dialkyl esters having 1 to 4 carbon atoms of carbonic acid, such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate. .
以下、本発明の第一の態様の各工程を説明する。
(第1工程)
第1工程は、一酸化炭素と亜硝酸アルキルを触媒の存在下で反応させて反応生成物を得る工程である。具体的には触媒を充填した反応器に、一酸化炭素及び亜硝酸アルキルを含有する原料ガスを導入し、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。
Hereafter, each process of the 1st aspect of this invention is demonstrated.
(First step)
The first step is a step of obtaining a reaction product by reacting carbon monoxide and alkyl nitrite in the presence of a catalyst. Specifically, a raw material gas containing carbon monoxide and alkyl nitrite is introduced into a reactor filled with a catalyst, and a catalytic reaction can be performed in a gas phase. As the reactor, a single-tube type or multi-tube type catalyst packed tower is effective.
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重量%、好ましくは0.2〜2重量%である。 As the catalyst, a platinum group metal solid catalyst is preferable, and examples thereof include palladium-based, platinum-based, rhodium-based, ruthenium-based, and iridium-based catalysts. Of these, palladium-based catalysts are preferable. These metal nitrates, sulfates, phosphates, halides and salts such as acetates, oxalates and benzoates can also be used. The platinum group metal solid catalyst may be in the form of being supported on an inert carrier such as activated carbon, alumina, silica, diatomaceous earth, pumice, zeolite, or molecular sieve. In this case, the supported amount of the platinum group metal is 0.01 to 10% by weight, preferably 0.2 to 2% by weight, based on the support in terms of platinum group metal.
一酸化炭素及び亜硝酸アルキルを含有する原料ガスは、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 raw material gas containing carbon monoxide and alkyl nitrite can be diluted with a gas inert to the reaction such as nitrogen gas and carbon dioxide gas.
原料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容量%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容量%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、亜硝酸メチルが爆発性化合物であることを考慮して、好ましくは3〜25容量%とすることができる。 The concentration of alkyl nitrite in the raw material gas can be varied over a wide range, but it is preferable that the concentration be 1 vol% or more from the viewpoint of obtaining a satisfactory reaction rate. The higher the alkyl nitrite concentration, the faster the reaction proceeds. However, the concentration used is preferably selected so that a liquid phase of dialkyl oxalate does not form in the reaction zone. It can be a range. When the alkyl nitrite is methyl nitrite, considering that methyl nitrite is an explosive compound, it can be preferably 3 to 25% by volume.
原料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容量%の範囲で選ぶことができる。 The concentration of carbon monoxide in the raw material gas can be varied in a wide range and can be selected in the range of 10 to 90% 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。 Since the reaction proceeds sufficiently rapidly even at a low temperature, and the side reaction is smaller as the reaction temperature is lower, it is advantageous to carry out the reaction at a relatively low temperature as long as the desired space-time yield is maintained. Specifically, it can be set to 50 to 200 ° C, and preferably 80 to 150 ° C.
反応圧力は、常圧〜10kg/cm2(ゲージ圧)とすることができ、好ましくは常圧〜5kg/cm2(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 10 kg / cm 2 (gauge pressure), preferably normal pressure to 5 kg / cm 2 (gauge pressure), but in some cases, the pressure is slightly lower than normal pressure. There may be.
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2工程)
第2工程は、第1工程で得られた反応生成物をアルコールと接触させ、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。具体的には反応生成物を凝縮器に導き、反応生成物をアルコールに接触させながら、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)
The second step is a step of bringing the reaction product obtained in the first step into contact with alcohol to obtain a condensate containing dialkyl oxalate and a non-condensable gas containing nitric oxide. Specifically, the reaction product is guided to a condenser, and while the reaction product is brought into contact with alcohol, the reaction product is cooled to a temperature below which the dialkyl oxalate is condensed, and can be separated into a condensate and a non-condensable gas.
凝縮液であるアルコール溶液には、一般に、目的物のシュウ酸ジアルキルの他に、炭酸ジアルキル、ギ酸アルキル等が含まれている。一方、非凝縮ガスには、第1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。 In general, the alcohol solution as the condensate contains dialkyl carbonate, formate, and the like in addition to the target dialkyl oxalate. On the other hand, the non-condensable gas contains unreacted carbon monoxide, alkyl nitrite, and the like in addition to nitrogen monoxide generated by the reaction in the first step.
第2工程では、目的物の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、反応生成物をアルコールに接触させる。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 oxalate is entrained in the non-condensable gas, and when the target has a relatively high melting point such as dimethyl oxalate, the target is condensed. In order to avoid problems such as solidification and adhesion to the walls of the vessel, which can lead to their blockage, the reaction product is brought into contact with alcohol. The method for contacting is not particularly limited, and examples thereof include a countercurrent contact method and a bubbling contact method.
アルコールは、目的物の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ず、好ましく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、目的物がシュウ酸ジメチルである場合、好ましくはメタノールである。 The alcohol is not limited as long as the target dialkyl oxalate can be easily dissolved, and is preferably an alcohol having the same alkyl group as the alkyl portion of the dialkyl oxalate. That is, when the target product is dimethyl oxalate, it is preferably methanol.
アルコールの供給量は、特に限定されず、目的物がシュウ酸ジメチルの場合には、被処理物100容量部に対し、メタノールは0.01〜0.1容量部であることが好ましい。例えば、処理物100容量部に対し、メタノールを0.01〜0.1容量部流しながら、0〜60℃の温度で冷却凝縮させることができる。 The supply amount of alcohol is not particularly limited, and when the target product is dimethyl oxalate, methanol is preferably 0.01 to 0.1 part by volume with respect to 100 parts by volume of the object to be processed. For example, it is possible to cool and condense at a temperature of 0 to 60 ° C. while flowing 0.01 to 0.1 part by volume of methanol with respect to 100 parts by volume of the processed product.
(第3工程)
第3工程は、第2工程で得られた凝縮液を蒸留して炭酸ジアルキル含有アルコールを留出させ、シュウ酸ジアルキルを得る工程である。具体的には第2工程で得られた凝縮液を蒸留塔(1)に導き、蒸留により、シュウ酸ジアルキルを蒸留残液として得ることができる。
(Third step)
The third step is a step of distilling the condensate obtained in the second step to distill the dialkyl carbonate-containing alcohol to obtain dialkyl oxalate. Specifically, the condensate obtained in the second step is led to the distillation column (1), and dialkyl oxalate can be obtained as a distillation residue by distillation.
蒸留は、常圧で64〜200℃、好ましくは常圧で90〜190℃の条件で行なうことができる。留出分は、アルコールの他、第1工程で副生した炭酸ジアルキルを含む、炭酸ジアルキル含有アルコールである。 The distillation can be carried out at a normal pressure of 64 to 200 ° C., preferably 90 to 190 ° C. at normal pressure. The distillate is a dialkyl carbonate-containing alcohol containing dialkyl carbonate by-produced in the first step in addition to the alcohol.
目的物がシュウ酸ジメチルであり、第2工程でアルコールとしてメタノールを使用した場合、常圧で64〜200℃、好ましくは常圧で65〜180℃の条件を採用することによって、メタノールと第1工程で副生した炭酸ジメチルとを共沸蒸留により留出させて、効率的にシュウ酸ジメチルを得ることができる。 When the target product is dimethyl oxalate and methanol is used as the alcohol in the second step, it is possible to use methanol and the first by adopting conditions of 64 to 200 ° C. at normal pressure, preferably 65 to 180 ° C. at normal pressure. Dimethyl oxalate can be efficiently obtained by distilling dimethyl carbonate by-produced in the process by azeotropic distillation.
(第4工程)
第3工程で留出させた炭酸ジアルキル含有アルコールには、シュウ酸ジアルキルの製造に再利用できるアルコールと、燃料添加剤等として有用な炭酸ジアルキルが含まれている。本発明の第一の態様は、まず主生成物であるシュウ酸ジアルキルと炭酸ジアルキル含有アルコールと分離した後に、炭酸ジアルキル含有アルコールにシュウ酸ジアルキルを敢えて加えて、アルコールと炭酸ジアルキルとを抽出蒸留により分離することをも対象とする。そのための工程が第4工程であり、それに続く第5工程である。具体的に、第4工程では、第3工程で留出させた炭酸ジアルキル含有アルコールを蒸留塔(2)に導き、シュウ酸ジアルキルを添加し、抽出蒸留によりアルコールを分離して、シュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を蒸留残液として得ることができる。シュウ酸ジアルキルの添加は、炭酸ジアルキル含有アルコール中に含まれるシュウ酸ジアルキルが、蒸留によるアルコールの分離の際に同伴しないようにするために行われる。好ましくは、シュウ酸ジアルキルを添加しながら、アルコールの蒸留を行なう。
これにより、シュウ酸ジアルキルの製造において、アルコールを再利用しても、系内に炭酸ジアルキルが蓄積していくことを抑制することができると共に、燃料添加剤等として有用な炭酸ジアルキルを得ることができる。
また、第4工程で得られたアルコールは、第1工程及び/又は第6工程で用いるアルコールとして再利用することができる。その際、第4工程で得られたアルコールを再度蒸留した後に、第1工程及び/又は第6工程に再利用してもよい。
(4th process)
The dialkyl carbonate-containing alcohol distilled in the third step contains an alcohol that can be reused in the production of dialkyl oxalate and a dialkyl carbonate that is useful as a fuel additive. In the first aspect of the present invention, first, dialkyl oxalate and dialkyl carbonate-containing alcohol, which are main products, are separated, and then dialkyl oxalate is added to the dialkyl carbonate-containing alcohol, and the alcohol and dialkyl carbonate are extracted by distillation. The separation is also targeted. The step for that is the fourth step, and the fifth step that follows. Specifically, in the fourth step, the dialkyl carbonate-containing alcohol distilled in the third step is led to the distillation column (2), the dialkyl oxalate is added, the alcohol is separated by extractive distillation, the dialkyl oxalate and A mixture of dialkyl carbonates can be obtained as a distillation residue. The addition of the dialkyl oxalate is carried out so that the dialkyl oxalate contained in the dialkyl carbonate-containing alcohol is not entrained during the separation of the alcohol by distillation. Preferably, the alcohol is distilled while adding the dialkyl oxalate.
Thereby, in the production of dialkyl oxalate, it is possible to suppress the accumulation of dialkyl carbonate in the system even when alcohol is reused, and to obtain dialkyl carbonate useful as a fuel additive or the like. it can.
The alcohol obtained in the fourth step can be reused as the alcohol used in the first step and / or the sixth step. At that time, after the alcohol obtained in the fourth step is distilled again, it may be reused in the first step and / or the sixth step.
シュウ酸ジアルキルの添加量は、炭酸ジアルキルとアルコールとの分離を容易に行うことができる点から、炭酸ジアルキル含有アルコールの重量に対して、0.1〜2倍重量、好ましくは0.5〜1.5倍重量である。 The amount of dialkyl oxalate added is 0.1 to 2 times the weight of the dialkyl carbonate-containing alcohol, preferably 0.5 to 1 from the viewpoint that the dialkyl carbonate and the alcohol can be easily separated. .5 times the weight.
蒸留は、常圧の条件で行なうことができ、また、加圧又は減圧の条件で行なうこともできる。加圧又は減圧条件下で行う場合は、圧力変化に応じて温度を変化させることができる。 Distillation can be carried out under normal pressure conditions, or under pressure or reduced pressure. In the case of performing under pressure or reduced pressure, the temperature can be changed according to the pressure change.
目的物がシュウ酸ジメチルの場合、アルコールとしてメタノールを使用して、常圧で64〜120℃、好ましくは常圧で65〜100℃、特に好ましくは常圧で65〜75℃の条件を採用することによって、炭酸ジメチル含有メタノールから、メタノールを留出させて、効率的にシュウ酸ジメチル及び炭酸ジメチルの混合物を得ることができる。 When the target product is dimethyl oxalate, methanol is used as the alcohol, and the conditions of 64 to 120 ° C. at normal pressure, preferably 65 to 100 ° C. at normal pressure, particularly preferably 65 to 75 ° C. at normal pressure are adopted. Accordingly, methanol can be distilled from dimethyl carbonate-containing methanol to efficiently obtain a mixture of dimethyl oxalate and dimethyl carbonate.
(第5工程)
第5工程は、第4工程で得られた混合物を蒸留し、シュウ酸ジアルキルを得る工程である。具体的に、第5工程では、第4工程の蒸留残液であるシュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を蒸留塔(3)に導き、蒸留により炭酸ジアルキルを分離して、シュウ酸ジアルキルを蒸留残液として得ることができる。
第5工程で得られる炭酸ジアルキルを再度蒸留することもできる。
(5th process)
The fifth step is a step in which the mixture obtained in the fourth step is distilled to obtain dialkyl oxalate. Specifically, in the fifth step, a mixture of dialkyl oxalate and dialkyl carbonate, which is the distillation residue of the fourth step, is led to the distillation column (3), and the dialkyl carbonate is separated by distillation, and the dialkyl oxalate is distilled off. It can be obtained as a liquid.
The dialkyl carbonate obtained in the fifth step can also be distilled again.
蒸留は、常圧で90〜200℃、好ましくは常圧で90〜190℃の条件で行なうことができる。 Distillation can be carried out under conditions of 90 to 200 ° C. at normal pressure, preferably 90 to 190 ° C. at normal pressure.
目的物がシュウ酸ジメチルの場合、常圧で90〜200℃、好ましくは常圧で90〜180℃の条件を採用することによって、炭酸ジメチル分離して、シュウ酸ジメチルを得ることができる。
蒸留は、常圧の条件で行なうことができ、また、加圧又は減圧の条件で行なうこともできる。加圧又は減圧条件下で行う場合は、圧力変化に応じて温度を変化させることができる。
When the target substance is dimethyl oxalate, dimethyl oxalate can be obtained by separating dimethyl carbonate by adopting conditions of 90 to 200 ° C. at normal pressure, preferably 90 to 180 ° C. at normal pressure.
Distillation can be carried out under normal pressure conditions, or under pressure or reduced pressure. In the case of performing under pressure or reduced pressure, the temperature can be changed according to the pressure change.
(第6工程)
本発明の第一の態様は、第2工程で得られた非凝縮ガスを、分子状酸素含有ガス及びアルコールと接触させ、得られた亜硝酸アルキル含有ガスを第1工程に循環させる工程を加えて、連続製造方法とすることができる。具体的には、第2工程で得られた非凝縮ガスを再生塔に導き、分子状酸素含有ガス及びアルコールと接触させて、ガス中の一酸化窒素を亜硝酸アルキルに再生することができる。
(6th process)
The first aspect of the present invention includes a step of bringing the non-condensable gas obtained in the second step into contact with a molecular oxygen-containing gas and alcohol, and circulating the obtained alkyl nitrite-containing gas to the first step. Thus, it can be a continuous production method. Specifically, the non-condensed gas obtained in the second step can be guided to a regeneration tower and brought into contact with a molecular oxygen-containing gas and alcohol to regenerate nitrogen monoxide in the gas to alkyl nitrite.
再生塔としては、充填塔、気泡塔、スプレー塔、段塔等の通常の気液接触装置が挙げられる。 Examples of the regeneration tower include ordinary gas-liquid contact devices such as a packed tower, a bubble tower, a spray tower, and a plate tower.
非凝縮ガス及び分子状酸素ガスは、個別に又は混合状態で再生塔に導入することができる。再生塔では、一酸化窒素の一部を分子状酸素含有ガスにより二酸化窒素に酸化するとともに、これらをアルコールに吸収反応させて亜硝酸アルキルに再生することができる。 Non-condensable gas and molecular oxygen gas can be introduced into the regeneration tower individually or in a mixed state. In the regeneration tower, a part of nitric oxide can be oxidized to nitrogen dioxide with a molecular oxygen-containing gas, and these can be regenerated to alkyl nitrite by absorption reaction with alcohol.
分子状酸素含有ガスとしては、純酸素又は不活性ガスで希釈された酸素を使用することができ、再生ガス中の一酸化窒素の濃度が2〜7容量%になるようにフィードすることが好ましい。この範囲であれば、一酸化窒素が高濃度になることによって反応を阻害することが抑制され、触媒の活性も維持できる。 As the molecular oxygen-containing gas, pure oxygen or oxygen diluted with an inert gas can be used, and feed is preferably performed so that the concentration of nitric oxide in the regeneration gas is 2 to 7% by volume. . Within this range, the inhibition of the reaction due to the high concentration of nitric oxide is suppressed, and the activity of the catalyst can be maintained.
再生塔に導入されるガス中の一酸化窒素1モルに対して、分子状酸素含有ガスは、酸素基準で0.08〜0.2モル供給することができ、これらのガスを使用に供されるアルコールの沸点以下の温度でアルコールと接触させるのが好ましく、その接触時間は0.5〜20秒とすることができる。アルコールの使用量は、生成する二酸化窒素、及びこれとほぼ等モルの一酸化窒素とを、完全に吸収反応させる必要量以上とすることができ、再生塔に導入されるガス中の一酸化窒素1容量部に対し、アルコールが2〜5容量部であることが好ましい。 The molecular oxygen-containing gas can be supplied in an amount of 0.08 to 0.2 mol on an oxygen basis with respect to 1 mol of nitric oxide in the gas introduced into the regeneration tower, and these gases are used for use. It is preferable to make it contact with alcohol at the temperature below the boiling point of this alcohol, and the contact time can be 0.5 to 20 second. The amount of alcohol used can be more than the necessary amount for completely absorbing and reacting the generated nitrogen dioxide and this with approximately equimolar nitric oxide, and the nitrogen monoxide in the gas introduced into the regeneration tower. It is preferable that alcohol is 2-5 volume parts with respect to 1 volume part.
目的物がシュウ酸ジメチルの場合、非凝縮ガスと分子状酸素含有ガスとを60℃以下の温度でメタノールと接触させることが好ましく、その接触時間は0.5〜2秒が好ましい。メタノールは、再生塔に導入されるガス中の一酸化窒素1容量部に対し、2〜5容量部とすることができる。 When the target product is dimethyl oxalate, the non-condensable gas and the molecular oxygen-containing gas are preferably brought into contact with methanol at a temperature of 60 ° C. or less, and the contact time is preferably 0.5 to 2 seconds. Methanol can be 2 to 5 parts by volume with respect to 1 part by volume of nitric oxide in the gas introduced into the regeneration tower.
第6工程を加え、連続製造方法とする場合、亜硝酸アルキルが、吸収塔の吸収液や再生塔の缶液に少量溶解して系外に同伴したり、循環ガスの一部をパージしたりすることにより、酸化窒素分が損失するので、その補給は第1工程の反応器に亜硝酸アルキルを供給するか、あるいは第3工程の再生塔に一酸化窒素、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素等の窒素酸化物又は硝酸を導入することによっても行える。 In the case of adding a sixth step to obtain a continuous production method, alkyl nitrite dissolves in a small amount in the absorption liquid of the absorption tower or the can liquid of the regeneration tower and is accompanied outside the system, or a part of the circulating gas is purged. As a result, the nitrogen oxide content is lost. Therefore, the replenishment is performed by supplying alkyl nitrite to the reactor of the first step, or by supplying nitric oxide, nitrogen dioxide, dinitrogen trioxide, It can also be carried out by introducing nitrogen oxides such as dinitrogen tetroxide or nitric acid.
第2工程における非凝縮ガス中の一酸化窒素の含有量が多く、第6工程で一酸化窒素を亜硝酸アルキルに再生する際、必要量以上の亜硝酸アルキルが得られる場合には、非凝縮ガスを全量再生塔に導くことなく、その一部を第1工程における反応器に直接循環供給してもよい。再生塔から導出される液は、再生反応で副生した水を含むアルコール溶液であるので、これは蒸留等の操作によって、アルコール中の水分が好適には2容量%以下、好ましくは0.2容量%以下に精製した後、第2工程や第3工程で再使用するのが工業的に有利である。 When the content of nitric oxide in the non-condensable gas in the second step is large and when regenerating nitric oxide to alkyl nitrite in the sixth step, more than the required amount of alkyl nitrite is obtained, non-condensation A part of the gas may be directly circulated and supplied to the reactor in the first step without introducing the entire amount of gas into the regeneration tower. Since the liquid derived from the regeneration tower is an alcohol solution containing water produced as a by-product in the regeneration reaction, the water in the alcohol is suitably 2% by volume or less, preferably 0.2% by distillation or the like. It is industrially advantageous to reuse it in the second step or the third step after purification to a volume% or less.
次に、本発明の第一の態様のプロセスの一例を、図1のフローシートに従って具体的に説明する。図中、1は反応器、2は凝縮器、3は再生塔、4は蒸留塔(1)、5は蒸留塔(2)、6は蒸留塔(3)であり、11〜23、31〜35は導管である。 Next, an example of the process of the first aspect of the present invention will be specifically described according to the flow sheet of FIG. In the figure, 1 is a reactor, 2 is a condenser, 3 is a regeneration column, 4 is a distillation column (1), 5 is a distillation column (2), and 6 is a distillation column (3). 35 is a conduit.
白金族金属系固体触媒を反応管に充填した多管式反応器1の上部に、一酸化炭素、亜硝酸アルキル、一酸化窒素を含有するガスを、導管20に設置するガス循環機(図示せず)で加圧して導管21を通して導入する。反応器1において気相で接触反応を行い、触媒層を通過した反応生成ガスは下部から取り出され、導管11を通して凝縮器2に導入される。
A gas circulator (not shown) in which a gas containing carbon monoxide, alkyl nitrite, and nitric oxide is installed in the
凝縮器2では、導管13から導入されるアルコールと接触させながら、反応生成ガスを凝縮させる。シュウ酸ジアルキルを含有する凝縮液は、下部から導管14を通して蒸留塔(1)4に導かれる。
In the
一方、未反応の一酸化炭素と亜硝酸アルキル、及び副生した一酸化窒素等を含む非凝縮ガスは、上部から導管12を通して再生塔3の下部に導入される。
On the other hand, non-condensed gas containing unreacted carbon monoxide, alkyl nitrite, and by-produced nitric oxide is introduced into the lower part of the
再生塔3において非凝縮ガスは、下部に導管16を通して導入される分子状酸素含有ガスを混合し、上部に導管18を通して導入されるアルコールと向流接触により反応させて、亜硝酸アルキルを再生させる。この再生塔3では、一酸化窒素の二酸化窒素への酸化反応に引き続きメタノールへの吸収反応が起こり、亜硝酸アルキルを生成することができる。なお亜硝酸アルキルを生成するに十分な窒素源が不足する場合には導管15を通して窒素酸化物を混入してもよい。
In the
再生塔3で生成した亜硝酸アルキル含有ガスは、導管19、21を通して、導管20より新しく供給される一酸化炭素とともに、反応器1に循環供給される。一方、再生塔3で副生した水は、アルコール水溶液の形で底部から導管17を通して取り出される。このアルコール水溶液は、蒸留等の操作によって液中の水分を除去した後、導管18、13を通して凝縮器2又は再生塔3に供給されるアルコールとして循環再利用することができる。
The alkyl nitrite-containing gas generated in the
蒸留塔(1)4では、炭酸ジアルキル等を含有するアルコールを留出させ、目的物のシュウ酸ジアルキル液を導管22を通して取得する。
In the distillation column (1) 4, alcohol containing dialkyl carbonate and the like is distilled, and the target dialkyl oxalate solution is obtained through the
蒸留塔(1)4で留出させた炭酸ジアルキル含有アルコールは、導管23を通して、蒸留塔(2)5に導入される。蒸留塔(2)5には、導管31を通してシュウ酸ジアルキルが供給され、アルコールを導管32を通して留出させ、シュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を取得する。
The dialkyl carbonate-containing alcohol distilled in the distillation column (1) 4 is introduced into the distillation column (2) 5 through the
蒸留塔(2)5の蒸留残液であるシュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物は、導管33を通して、蒸留塔(3)6に導入される。蒸留塔(3)6で炭酸ジメチルを留出させ、目的物のシュウ酸ジアルキルを導管35を通して取得する。
A mixture of dialkyl oxalate and dialkyl carbonate, which is a distillation residue of the distillation column (2) 5, is introduced into the distillation column (3) 6 through a
以下、本発明の第二の態様の各工程を説明する。
(第1’及び2’工程)
第1’及び2’工程は、第一の態様の第1及び2工程と同様であり、第一の態様に関する第1及び2工程についての記載及び好ましい形態が適用される。
Hereafter, each process of the 2nd aspect of this invention is demonstrated.
(1 'and 2' steps)
The first and second steps are the same as the first and second steps of the first aspect, and the descriptions and preferred forms of the first and second steps relating to the first aspect are applied.
(第3’工程)
第3’工程は、第2’工程で得られた凝縮液を蒸留してアルコールを留出させ、シュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を得る工程である。具体的には第2’工程で得られた凝縮液を蒸留塔(1’)に導入し、蒸留により、アルコールを留出させ、シュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を蒸留残液として得ることができる。
この際、シュウ酸ジアルキルを蒸留塔(1’)の上部に導入し、蒸留塔内部を流下させることが好ましい。
(3rd step)
The 3 ′ step is a step of distilling the condensate obtained in the 2 ′ step to distill alcohol to obtain a mixture of dialkyl oxalate and dialkyl carbonate. Specifically, the condensate obtained in the 2 ′ step is introduced into a distillation column (1 ′), and the alcohol is distilled by distillation to obtain a mixture of dialkyl oxalate and dialkyl carbonate as a distillation residue. it can.
At this time, it is preferable to introduce dialkyl oxalate into the upper part of the distillation column (1 ′) and let the inside of the distillation column flow down.
蒸留は、常圧で64〜200℃、好ましくは常圧で65〜190℃の条件で行なうことができる。留出分は、実質的にアルコールである。
蒸留は、常圧の条件で行なうことができ、また、加圧又は減圧の条件で行なうこともできる。加圧又は減圧条件下で行う場合は、圧力変化に応じて温度を変化させることができる。
第3’工程で得られたアルコールは、第1’工程及び/又は第5’工程で用いられるアルコールとして再利用することができる。その際、第3’工程で得られたアルコールを再度蒸留して第1’工程及び/又は第5’工程に再利用することもできる。
Distillation can be carried out under conditions of 64 to 200 ° C. at normal pressure, preferably 65 to 190 ° C. at normal pressure. The distillate is substantially alcohol.
Distillation can be carried out under normal pressure conditions, or under pressure or reduced pressure. In the case of performing under pressure or reduced pressure, the temperature can be changed according to the pressure change.
The alcohol obtained in the 3 ′ step can be reused as the alcohol used in the 1 ′ step and / or the 5 ′ step. At that time, the alcohol obtained in the 3 ′ step can be distilled again and reused in the 1 ′ step and / or the 5 ′ step.
目的物がシュウ酸ジメチルであり、第2工程でアルコールとしてメタノールを使用した場合、常圧で64〜200℃、好ましくは常圧で65〜190℃の条件を採用することによって、効率的にメタノールを留出させることができ、蒸留残液として、シュウ酸ジメチル及び炭酸ジメチルの混合物を得ることができる。 When the target product is dimethyl oxalate and methanol is used as the alcohol in the second step, methanol is efficiently used by adopting conditions of 64 to 200 ° C. at normal pressure, preferably 65 to 190 ° C. at normal pressure. And a mixture of dimethyl oxalate and dimethyl carbonate can be obtained as a distillation residue.
(第4’工程)
第4’工程は、第3’工程で得られた混合物を蒸留し、シュウ酸ジアルキルを得る工程である。具体的には第3’工程で得られた混合物を蒸留塔(2’)に導入し、蒸留により、炭酸ジアルキルを留出させ、シュウ酸ジアルキルを蒸留残液として得ることができる。
(4th process)
The 4 ′ step is a step in which the mixture obtained in the 3 ′ step is distilled to obtain a dialkyl oxalate. Specifically, the mixture obtained in the 3 ′ step is introduced into a distillation column (2 ′), and dialkyl carbonate can be distilled by distillation to obtain dialkyl oxalate as a distillation residue.
蒸留は、常圧で90〜200℃、好ましくは常圧で90〜180℃の条件で行なうことができる。
蒸留は、常圧の条件で行なうことができ、また、加圧又は減圧の条件で行なうこともできる。加圧又は減圧条件下で行う場合は、圧力変化に応じて温度を変化させることができる。
The distillation can be carried out at 90 to 200 ° C. at normal pressure, preferably 90 to 180 ° C. at normal pressure.
Distillation can be carried out under normal pressure conditions, or under pressure or reduced pressure. In the case of performing under pressure or reduced pressure, the temperature can be changed according to the pressure change.
目的物がシュウ酸ジメチルである場合、常圧で90〜200℃、好ましくは常圧で90〜190℃の条件を採用することによって、効率的に炭酸ジメチルを留出させることができ、蒸留残液として、シュウ酸ジメチルを得ることができる。 When the target product is dimethyl oxalate, dimethyl carbonate can be efficiently distilled by adopting conditions of 90 to 200 ° C. at normal pressure, preferably 90 to 190 ° C. at normal pressure. As a liquid, dimethyl oxalate can be obtained.
(第5’工程)
発明の第二の態様において、第2’工程で得られた非凝縮ガスを、分子状酸素含有ガス及びアルコールと接触させ、得られた亜硝酸アルキル含有ガスを第1’工程に循環させる工程を加えて、連続製造方法とすることができる。具体的には、第2’工程で得られた非凝縮ガスを再生塔に導き、分子状酸素含有ガス及びアルコールと接触させて、ガス中の一酸化窒素を亜硝酸アルキルに再生することができる。第5’工程は、第一の態様の第6工程と同様であり、第一の態様に関する第6工程についての記載及び好ましい形態が適用される。
(5th step)
In the second aspect of the invention, the step of bringing the non-condensed gas obtained in the 2 ′ step into contact with the molecular oxygen-containing gas and alcohol, and circulating the obtained alkyl nitrite-containing gas to the 1 ′ step. In addition, it can be set as a continuous manufacturing method. Specifically, the non-condensable gas obtained in the 2 ′ step can be guided to a regeneration tower and brought into contact with a molecular oxygen-containing gas and alcohol to regenerate nitrogen monoxide in the gas to alkyl nitrite. . The 5 ′ step is the same as the sixth step of the first embodiment, and the description and preferred form of the sixth step relating to the first embodiment are applied.
次に、本発明の第二の態様のプロセスの一例を、図2のフローシートに従って具体的に説明する。図中、1は反応器、2は凝縮器、3は再生塔、7は蒸留塔(1’)、8は蒸留塔(2’)であり、11〜21、41〜45は導管である。 Next, an example of the process of the second aspect of the present invention will be specifically described according to the flow sheet of FIG. In the figure, 1 is a reactor, 2 is a condenser, 3 is a regeneration column, 7 is a distillation column (1 '), 8 is a distillation column (2'), and 11 to 21, 41 to 45 are conduits.
白金族金属系固体触媒を反応管に充填した多管式反応器1の上部に、一酸化炭素、亜硝酸アルキル、一酸化窒素を含有するガスを、導管20に設置するガス循環機(図示せず)で加圧して導管21を通して導入する。反応器1において気相で接触反応を行い、触媒層を通過した反応生成ガスは下部から取り出され、導管11を通して凝縮器2に導入される。
A gas circulator (not shown) in which a gas containing carbon monoxide, alkyl nitrite, and nitric oxide is installed in the
凝縮器2では、導管13から導入されるアルコールと接触させながら、反応生成ガスを凝縮させ、シュウ酸ジアルキルを含有する凝縮液は、下部から導管14を通して蒸留塔(1’)7に導かれる。
In the
一方、未反応の一酸化炭素と亜硝酸アルキル、及び副生した一酸化窒素等を含む非凝縮ガスは、上部から導管12を通して再生塔3の下部に導入される。
On the other hand, non-condensed gas containing unreacted carbon monoxide, alkyl nitrite, and by-produced nitric oxide is introduced into the lower part of the
再生塔3において非凝縮ガスは、下部に導管16を通して導入される分子状酸素含有ガスを混合し、上部に導管18を通して導入されるアルコールと向流接触により反応させて、亜硝酸アルキルを再生させる。この再生塔3では、一酸化窒素の二酸化窒素への酸化反応に引き続きメタノールへの吸収反応が起こり、亜硝酸アルキルを生成するができる。なお亜硝酸アルキルを生成するに十分な窒素源が不足する場合には導管15を通して窒素酸化物を混入してもよい。
In the
再生塔3で生成した亜硝酸アルキル含有ガスは、導管19、21を通して、導管20より新しく供給される一酸化炭素とともに、反応器1に循環供給される。一方、再生塔3で副生した水は、アルコール水溶液の形で底部から導管17を通して取り出される。このアルコール水溶液は、蒸留等の操作によって液中の水分を除去した後、前記導管18、13を通して凝縮器2又は再生塔3に供給されるアルコールとして循環再利用することができる。
The alkyl nitrite-containing gas generated in the
蒸留塔(1’)7では、アルコールを導管41を通して留出させ、シュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を蒸留残液として取得する。留出させたアルコールは、導管18、13を通して凝縮器2又は再生塔3に供給されるアルコールとして循環再利用することができる
In the distillation column (1 ') 7, the alcohol is distilled through the
蒸留塔(1’)7で得られたシュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物は、導管42を通して、蒸留塔(2’)8に導入される。蒸留塔(2’)8で炭酸アルキルを留出させ、目的物のシュウ酸ジアルキルを導管44を通して取得する。シュウ酸ジアルキルは、蒸留塔(1’)7の上部に導管45を通して導入し、蒸留塔内部を流下させる。
The mixture of dialkyl oxalate and dialkyl carbonate obtained in the distillation column (1 ') 7 is introduced into the distillation column (2') 8 through a conduit. The distillation column (2 ') 8 distills the alkyl carbonate, and the target dialkyl oxalate is obtained through the
次に実施例によって具体的に説明する。 Next, specific examples will be described.
実施例1
内径27.1mm、高さ500mmのチューブ6本よりなるステンレス製多管反応器のチューブ内に、特願平2−257042号で示されるような活性炭(武田(株)白鷺4mmφ×6mm)にパラジウムを担持した触媒780g(パラジウムの担持量1.731重量%)を充填した。この触媒層に上部からダイヤフラム式ガス循環ポンプで、2.5kg/cm2(ゲージ圧)に圧縮した原料ガス(組成:一酸化炭素15.0容量%、亜硝酸メチル15.0容量%、一酸化窒素3.5容量%、メタノール1.8容量%、炭酸ガス2.2容量%および窒素62.5容量%)を予め熱交換器で約90℃に予熱した後6.9Nm3/hrの速度で供給し、反応器のシェル側に熱水を通すことにより触媒層の中央部温度を約120℃に保持した。
Example 1
In a tube of a stainless steel multi-tube reactor composed of 6 tubes with an inner diameter of 27.1 mm and a height of 500 mm, palladium is applied to activated carbon (Takeda Co., Ltd.
触媒層を通過したガスを、内径100mm、高さ1300mmのラシヒリング充填式気液接触凝縮器の塔底に導き、該塔頂からメタノールを0.2l/hrの速度で導入し、塔頂温度5℃、塔底温度20℃で向流接触した。塔底から凝縮液(組成:シュウ酸ジメチル76.7重量%、炭酸ジメチル19.6重量%、メタノール3.7重量%、ギ酸メチル0.1重量%)3.8kg/hrを得た。一方塔頂から非凝縮ガス(組成:一酸化炭素12.8容量%、亜硝酸メチル10.3容量%、一酸化窒素8.7容量%、メタノール1.9容量%、炭酸ガス2.2容量%および窒素64.0容量%)6.8Nm3/hrを得た。 The gas that has passed through the catalyst layer is led to the bottom of a Raschig ring-packed gas-liquid contact condenser having an inner diameter of 100 mm and a height of 1300 mm. Methanol is introduced from the top of the tower at a rate of 0.2 l / hr. Countercurrent contact was performed at a temperature of 20 ° C. and a bottom temperature of 20 ° C. A condensate (composition: dimethyl oxalate 76.7% by weight, dimethyl carbonate 19.6% by weight, methanol 3.7% by weight, methyl formate 0.1% by weight) was obtained from the bottom of the column at 3.8 kg / hr. On the other hand, non-condensable gas from the top of the tower (composition: carbon monoxide 12.8 vol%, methyl nitrite 10.3 vol%, nitric oxide 8.7 vol%, methanol 1.9 vol%, carbon dioxide 2.2 vol. % And nitrogen 64.0% by volume) 6.8 Nm 3 / hr.
この非凝縮ガスに、酸素87.2Nl/hrおよび一酸化窒素14.0容量%を含む窒素ガス7.5Nl/hrを混入した後、内径158mm、高さ1400mmの気液接触式再生塔の塔底に導き、該塔頂からメタノール5.0l/hrの速度で導入し、塔頂温度30℃、塔底温度40℃で向流接触させ、ガス中の一酸化窒素を亜硝酸メチルに再生した。再生塔における再生ガス(組成:一酸化炭素12.8容量%、亜硝酸メチル15.4容量%、一酸化窒素3.7容量%、メタノール1.9容量、炭酸ガス2.3容量%及び窒素64.1容量%)6.6Nm3/hrは、前記ガス循環ポンプに供給圧縮した。次いで吐出ガスに一酸化炭素0.2Nm3/hrを補給混合してステンレス製多管反応器へ導いた。一方この再生塔から導出された2.2重量%含水メタノール4.0l/hrは、蒸留によって水を除去後、該塔におけるメタノール源として再使用した。 After mixing this non-condensed gas with 7.5 Nl / hr of nitrogen gas containing 87.2 Nl / hr of oxygen and 14.0% by volume of nitrogen monoxide, the tower of a gas-liquid contact type regenerative tower having an inner diameter of 158 mm and a height of 1400 mm Introduced to the bottom, introduced at a rate of 5.0 l / hr of methanol from the top of the column, brought into countercurrent contact at a top temperature of 30 ° C. and a bottom temperature of 40 ° C., and regenerated nitrogen monoxide in the gas into methyl nitrite. . Regeneration gas in the regeneration tower (composition: carbon monoxide 12.8 vol%, methyl nitrite 15.4 vol%, nitric oxide 3.7 vol%, methanol 1.9 vol, carbon dioxide 2.3 vol% and nitrogen 64.1% by volume) 6.6 Nm 3 / hr was supplied and compressed to the gas circulation pump. Subsequently, carbon monoxide 0.2 Nm 3 / hr was replenished and mixed with the discharge gas, and led to a stainless steel multi-tube reactor. On the other hand, the 2.2 wt% water-containing methanol 4.0 l / hr derived from the regeneration tower was reused as a methanol source in the tower after removing water by distillation.
前記凝縮器から導出された凝縮液3.5kg/hrを、内径50mm、高さ2500mmの蒸留塔の中段に導き、塔頂温度90℃、塔底温度170℃で蒸留した。塔底から、シュウ酸ジメチル100重量%を2.68kg/hで得た。一方、塔頂から、炭酸ジメチル83.8重量%、メタノール15.8重量%、ギ酸メチル0.4重量%からなる留出液0.82kg/hrを得た。 The condensate 3.5 kg / hr derived from the condenser was introduced into the middle stage of a distillation column having an inner diameter of 50 mm and a height of 2500 mm, and distilled at a column top temperature of 90 ° C. and a column bottom temperature of 170 ° C. From the column bottom, 100% by weight of dimethyl oxalate was obtained at 2.68 kg / h. On the other hand, a distillate of 0.82 kg / hr consisting of 83.8% by weight of dimethyl carbonate, 15.8% by weight of methanol and 0.4% by weight of methyl formate was obtained from the top of the column.
この蒸留塔の塔頂から得られた留出液を、内径50mm、高さ2500mmの蒸留塔の中段に導き、蒸留塔上部(塔頂から300mm下)にシュウ酸ジメチル液を0.3kg/hrの速度で導入し、塔頂温度64℃、塔底温度146℃で蒸留した。塔底から、炭酸ジメチル69.7重量%、シュウ酸ジメチル30.3重量%の混合液0.99kg/hrを得た。一方、塔頂から、メタノール97.5重量%、ギ酸メチル2.5重量%からなるメタノール液0.13kg/hrを得た。このメタノール液は再度蒸留精製して、前記再生塔及び凝縮器に循環再使用した。 The distillate obtained from the top of this distillation column is led to the middle stage of a distillation column having an inner diameter of 50 mm and a height of 2500 mm, and dimethyl oxalate solution is added at 0.3 kg / hr to the upper part of the distillation column (300 mm below the top). At a column top temperature of 64 ° C. and a column bottom temperature of 146 ° C. From the bottom of the tower, 0.99 kg / hr of a mixed solution of 69.7% by weight of dimethyl carbonate and 30.3% by weight of dimethyl oxalate was obtained. On the other hand, from the top of the tower, a methanol solution of 0.13 kg / hr consisting of 97.5% by weight of methanol and 2.5% by weight of methyl formate was obtained. This methanol solution was purified by distillation again and recycled to the regeneration tower and condenser.
一方、塔底から導出された炭酸ジメチルとシュウ酸ジメチルの混合液を、内径65mm、高さ1600mmの充填塔に導き、塔頂温度90℃、塔底温度163℃で蒸留した。塔頂からは純度99.4%の炭酸ジメチル0.68kg/hrを得た。また、塔底からはほぼ100%純度のシュウ酸ジメチル4.69kg/hrを抜き出した。この結果、98%の生成収率で高純度のシュウ酸ジメチルを連続的に得ることができた。 On the other hand, a mixed liquid of dimethyl carbonate and dimethyl oxalate derived from the tower bottom was introduced into a packed tower having an inner diameter of 65 mm and a height of 1600 mm, and distilled at a tower top temperature of 90 ° C. and a tower bottom temperature of 163 ° C. From the top of the column, 0.68 kg / hr of dimethyl carbonate having a purity of 99.4% was obtained. Further, 4.69 kg / hr of dimethyl oxalate having a purity of almost 100% was extracted from the bottom of the column. As a result, high-purity dimethyl oxalate was continuously obtained with a production yield of 98%.
実施例2
実施例1と同様のシュウ酸ジメチルの製造設備の凝縮器から、凝縮液(組成:シュウ酸ジメチル76.7重量%、炭酸ジメチル19.6重量%、メタノール3.7重量%、ギ酸メチル0.1重量%)3.8kg/hrを得た。
前記凝縮器から導出された凝縮液3.5kg/hrを、内径50mm、高さ2500mmの蒸留塔の中段に導き、塔の上部(塔頂から300mm下)にシュウ酸ジメチルを1.4kg/hrの速度で導入し、塔頂温度64℃、塔底温度146℃で蒸留した。塔底からシュウ酸ジメチル85.9重量%、炭酸ジメチル14.1重量%の混合液4.75kg/hrを得た。一方、塔頂からメタノール97.4重量%、ギ酸メチル2.6重量%からなる留出液0.15kg/hrを得た。
Example 2
Condensate (composition: dimethyl oxalate 76.7% by weight, dimethyl carbonate 19.6% by weight, methanol 3.7% by weight, methyl formate 0. 1% by weight) 3.8 kg / hr was obtained.
The condensate 3.5 kg / hr derived from the condenser is led to the middle stage of a distillation column having an inner diameter of 50 mm and a height of 2500 mm, and dimethyl oxalate is added to the top of the column (300 mm below the top of the column) at 1.4 kg / hr. At a column top temperature of 64 ° C. and a column bottom temperature of 146 ° C. From the tower bottom, 4.75 kg / hr of a mixed solution of 85.9% by weight of dimethyl oxalate and 14.1% by weight of dimethyl carbonate was obtained. On the other hand, a distillate of 0.15 kg / hr consisting of 97.4% by weight of methanol and 2.6% by weight of methyl formate was obtained from the top of the column.
この蒸留塔の塔底から得られた混合液を内径50mm、高さ2500mmの蒸留塔の中段に導き、塔頂温度90℃、塔底温度170℃で蒸留した。塔底からはほぼ100%純度のシュウ酸ジメチルを4.08kg/hrで得た。また塔頂からは純度99.6%の炭酸ジメチルを0.67kg/hrで得た。 The mixed liquid obtained from the bottom of this distillation column was led to the middle stage of a distillation column having an inner diameter of 50 mm and a height of 2500 mm, and distilled at a column top temperature of 90 ° C. and a column bottom temperature of 170 ° C. From the bottom of the column, dimethyl oxalate having a purity of almost 100% was obtained at 4.08 kg / hr. From the top of the column, 99.6% pure dimethyl carbonate was obtained at 0.67 kg / hr.
一方、塔頂から得た留出液(メタノール97.4重量%、ギ酸メチル2.6重量%)は、再度蒸留精製して、再生塔及び凝縮器に循環再使用した。 On the other hand, the distillate (97.4% by weight of methanol, 2.6% by weight of methyl formate) obtained from the top of the column was purified by distillation again and recycled to the regeneration tower and condenser.
本発明によれば、シュウ酸ジアルキルの製造方法において、目的物を効率よく分離して得ることができる。本発明のシュウ酸ジアルキルは連続製造方法であることもでき、有用性が高い。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the target object can be efficiently isolate | separated and obtained in the manufacturing method of a dialkyl oxalate. The dialkyl oxalate of the present invention can be a continuous production method and is highly useful.
1 反応器
2 凝縮器
3 再生塔
4 蒸留塔(1)
5 蒸留塔(2)
6 蒸留塔(3)
7 蒸留塔(1’)
8 蒸留塔(2’)
11〜23、31〜35、41〜45 導管
1
5 Distillation tower (2)
6 Distillation tower (3)
7 Distillation tower (1 ')
8 Distillation tower (2 ')
11-23, 31-35, 41-45 conduit
Claims (7)
反応生成物をアルコールと接触させ、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2工程;
凝縮液を蒸留して炭酸ジアルキル含有アルコールを留出させ、シュウ酸ジアルキルを得る第3工程;
第3工程で留出させた炭酸ジアルキル含有アルコールに0.1〜2.0倍重量のシュウ酸ジアルキルを添加して、アルコールを留出させ、シュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を得る第4工程;及び
第4工程で得られた混合物を1塔の蒸留塔を用いて蒸留し、シュウ酸ジアルキルを得る第5工程
を含む、シュウ酸ジアルキルの製造方法。 A first step of reacting carbon monoxide and alkyl nitrite in the presence of a catalyst to obtain a reaction product;
A second step of contacting the reaction product with an alcohol to obtain a condensate containing dialkyl oxalate and a non-condensable gas containing nitric oxide;
A third step of distilling the condensate to distill the dialkyl carbonate-containing alcohol to obtain a dialkyl oxalate;
Fourth step of obtaining a mixture of dialkyl oxalate and dialkyl carbonate by adding 0.1 to 2.0 times weight of dialkyl oxalate to the dialkyl carbonate-containing alcohol distilled in the third step to distill the alcohol. And a method of producing dialkyl oxalate, comprising a fifth step of distilling the mixture obtained in the fourth step using a single distillation column to obtain dialkyl oxalate.
をさらに含む連続製造方法である、請求項1記載のシュウ酸ジアルキルの製造方法。 The non-condensed gas obtained in the second step is a continuous production method further comprising a sixth step of contacting the molecular oxygen-containing gas and alcohol with the obtained alkyl nitrite-containing gas in the first step. The manufacturing method of the dialkyl oxalate of Claim 1.
反応生成物をアルコールと接触させ、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2’工程;
第2’工程で得られた凝縮液を蒸留塔の中段に導き、シュウ酸ジアルキルを蒸留塔の上部に導入し、蒸留塔内部を流下させながら、凝縮液を蒸留してアルコールを留出させ、シュウ酸ジアルキル及び炭酸ジアルキルの混合物を得る第3’工程;及び
第3’工程で得られた混合物を1塔の蒸留塔を用いて蒸留し、シュウ酸ジアルキルを得る第4’工程
を含む、シュウ酸ジアルキルの製造方法。 A first step of obtaining a reaction product by reacting carbon monoxide with alkyl nitrite in the presence of a catalyst;
A 2 ′ step in which the reaction product is contacted with an alcohol to obtain a condensate containing dialkyl oxalate and a non-condensable gas containing nitric oxide;
The condensate obtained in the second step is led to the middle stage of the distillation tower, dialkyl oxalate is introduced into the upper part of the distillation tower, and the condensate is distilled off while allowing the alcohol to distill while flowing down the inside of the distillation tower . A third step for obtaining a mixture of dialkyl oxalate and dialkyl carbonate; and a fourth step for distilling the mixture obtained in step 3 ' using a single distillation column to obtain dialkyl oxalate. Method for producing dialkyl acid.
をさらに含む連続製造方法である、請求項4記載のシュウ酸ジアルキルの製造方法。 The non-condensed gas obtained in the 2 ′ step is brought into contact with a molecular oxygen-containing gas and alcohol, and the continuous production method further includes a 5 ′ step in which the obtained alkyl nitrite-containing gas is circulated to the 1 ′ step. The method for producing a dialkyl oxalate according to claim 4, wherein
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