JP6933718B2 - 無機塩基の存在下でポリオールを併産する方法 - Google Patents
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Description
図1に、2つの反応ゾーンにおけるトリメチロールプロパンおよびネオペンチルグリコールの併産のための可能性のある構成スキームを示す。両方の反応ゾーンは、互いに結合して運転され、第1の反応ゾーンからの反応混合物が第2の反応ゾーンのための原料流として利用される。追加的に、トリメチロールプロパンおよびネオペンチルグリコール含有反応混合物のその後のワークアップのためのさらなる可能性のある経路も示されている。
個別の生成物を分離するために、粗生成物が、低沸点物質の分離のために利用される第1の蒸留装置25の中央部に入れられ、上部からライン26を経由して低沸点物質、例えば抽出媒体の残り、水、ならびに2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオールおよびトリメチロールプロパンの単環式ホルマールのような揮発性副生成物が除去される。第1の蒸留装置25は、例えば理論段数10〜25段を有する充填塔として形成することができ、これは、例えば塔底温度が135〜150℃および圧力が常圧〜60hPaで運転される。第1の蒸留装置からの塔底排出物は、続いて、ライン27を経由して、高沸点物質の分離のために使用される第2の蒸留装置28の中央部に導かれる。第2の蒸留装置は、例えば充填塔として形成することができ、塔底温度200〜330℃および低い圧力10〜90hPaで運転することができる。ライン29を経由して高沸点物質含有塔底流が排出され、例えばこの熱を利用することができる。トリメチロールプロパンよりも低い沸点を有するネオペンチルグリコールと中沸点物質との混合物が上部に発生し、ライン30を経由して排出される。精製されたトリメチロールプロパンが側流31を経由して第2の蒸留塔28から取り出され、これは、少なくとも含量95重量%を有する。ライン30を経由して第2の蒸留装置から排出された塔頂部生成物は、続いて第3の蒸留装置32の中央部に入れられる。ネオペンチルグリコールよりも高い沸点を有する、第3の蒸留塔に供給された中沸点物質が、ライン34を経由して放出される間に、精製されたネオペンチルグリコールも、同様にライン33を経由して排出される。第3の蒸留装置は、例えば分留塔または理論段数40〜70段を有する分割型蒸留塔として形成することができ、これは、温度210〜270℃および圧力範囲600hPa〜ゲージ圧0.2MPaで運転される。ライン33を経由して引き抜かれる物質流は、少なくとも97重量%のネオペンチルグリコール含量を有する。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の態様として以下も包含し得る。
1.無機塩基の存在下で脂肪族アルデヒドとホルムアルデヒドとを反応させることにより、少なくとも2種の異なるポリオールを同時に連続的に製造するための方法であって、
第1の方法ステップにおいて、脂肪族C2〜C9アルデヒドを無機塩基の存在下でホルムアルデヒドと反応させ、反応溶液のワークアップなしに、第2の方法ステップにおいて、第1の方法ステップからの反応溶液を、第1の方法ステップのアルデヒドとは異なる少なくとも1種の脂肪族C2〜C9アルデヒドの添加下でさらに反応させることを特徴とする、方法。
2.第1の方法ステップにおいて2位非分岐脂肪族C2〜C9アルデヒドを、および第2の方法ステップにおいて2位分岐脂肪族C2〜C9アルデヒドを反応させる、上記1に記載の方法。
3.第1の方法ステップにおいて使用されるアルデヒドが、n−プロパナール、n−ブチルアルデヒド、バレルアルデヒドからなる群から選択され、第2の方法ステップにおいて使用されるアルデヒドが、イソブチルアルデヒドである、上記1または2のいずれか一つに記載の方法。
4.第1および第2の方法ステップが、10℃以上105℃以下の温度で実施される、上記1〜3のいずれか一つに記載の方法。
5.第2の方法ステップにおいて、追加的に無機塩基が反応溶液に添加される、上記1〜4のいずれか一つに記載の方法。
6.第1および第2の方法ステップにおいて同じ無機塩基が使用される、上記5に記載の方法。
7.無機塩基が、NaOH、KOH、Ca(OH) 2 またはそれらの混合物からなる群から選択される、上記1〜6のいずれか一つに記載の方法。
8.両方の方法ステップにおける無機塩基と脂肪族アルデヒドとのモル比が、1:1〜1.6:1である、上記1〜7のいずれか一つに記載の方法。
9.第1の方法ステップにおけるホルムアルデヒドが、5重量%以上50重量%以下のホルムアルデヒド含量を有するホルムアルデヒド水溶液の形態で添加される、上記1〜8のいずれか一つに記載の方法。
10.第1の方法ステップにおけるホルムアルデヒドと脂肪族アルデヒドとのモル比が、3.1:1〜12:1であり、第2の方法ステップにおけるホルムアルデヒドと脂肪族アルデヒドとのモル比が、2.1:1〜7:1である、上記1〜9のいずれか一つに記載の方法。
11.ホルムアルデヒドが、第1の方法ステップでのみ添加される、上記1〜10のいずれか一つに記載の方法。
12.第1および/または第2の方法ステップにおける少なくとも1種の出発物質の添加が、段階的に行われる、上記1〜11のいずれか一つに記載の方法。
13.第1の方法ステップにおける脂肪族アルデヒドが、反応混合物に段階的に添加される、上記12に記載の方法。
14.反応混合物中のアルデヒドの転化率が、第1の方法ステップの終わりに50%以上である、上記1〜13のいずれか一つに記載の方法。
15.両方の方法ステップにおいて反応器の容積および時間あたりに処理される出発物質の体積(V/Vh)が、0.3以上4.0以下である、上記1〜14のいずれか一つに記載の方法。
例
トリメチロールプロパンの製造のためのカニッツァーロ反応を、スターラー、内部温度計および2つの滴下器を備える2L容四首フラスコ中で行った。
NPGの製造のためのカニッツァーロ−反応を、スターラー、内部温度計および2つの滴下器を備える2L容四首フラスコ中で行った。
ネオペンチルグリコールおよびトリメチロールプロパンの同時製造のためのカニッツァーロ−反応を、スターラー、内部温度計および2つの滴下器を備える2L容四首フラスコ中で行った。
NPGおよびTMPの製造のための連続同時カニッツァーロ反応を、それぞれスターラー、内部温度計、オーバーフロー、内部フローバッフル、ならびに原料n−ブタナール、イソブタナール、水酸化カリウム溶液および/またはホルマリンのための送液ポンプを有する入口を備える2つの1L反応器を有する撹拌槽カスケードで行った。
ネオペンチルグリコールおよびトリメチロールプロパンの製造のためのカニッツァーロ反応を、スターラー、内部温度計および2つの滴下器を備える2L容四首フラスコ中で行った。
ネオペンチルグリコールおよびトリメチロールプロパンの併産のためのカニッツァーロ反応を、長さ175mおよび管内径3mmの管型反応器中で行った。管全体は、それぞれ熱浴を用いて所望の反応温度に調整された2つの管型反応器部分に分割されている。
第2の方法ステップにより転化されなかったホルムアルデヒドの利用は、直接、反応に続いて除去される過剰のホルムアルデヒド流の発生がより小さくなることにつながる。これは、直接、省エネルギーにつながり、ホルマリンが軽度の沸点降下をもたらすので、省エネルギーと除去されるべきホルムアルデヒド量とは、ほぼ比例する。
Claims (14)
- 無機塩基の存在下で脂肪族アルデヒドとホルムアルデヒドとを反応させることにより、少なくとも2種の異なるポリオールを同時に連続的に製造するための方法であって、
第1の方法ステップにおいて、脂肪族C2〜C9アルデヒドを無機塩基の存在下でホルムアルデヒドと反応させ、反応溶液のワークアップなしに、第2の方法ステップにおいて、第1の方法ステップからの反応溶液を、第1の方法ステップのアルデヒドとは異なる少なくとも1種の脂肪族C2〜C9アルデヒドの添加下でさらに反応させることを特徴とし、
第1の方法ステップにおいて2位非分岐脂肪族C2〜C9アルデヒドを、および第2の方法ステップにおいて2位分岐脂肪族C2〜C9アルデヒドを反応させる、方法。 - 第1の方法ステップにおいて使用されるアルデヒドが、n−プロパナール、n−ブチルアルデヒド、バレルアルデヒドからなる群から選択され、第2の方法ステップにおいて使用されるアルデヒドが、イソブチルアルデヒドである、請求項1に記載の方法。
- 第1および第2の方法ステップが、10℃以上105℃以下の温度で実施される、請求項1または2に記載の方法。
- 第2の方法ステップにおいて、追加的に無機塩基が反応溶液に添加される、請求項1〜3のいずれか一つに記載の方法。
- 第1および第2の方法ステップにおいて同じ無機塩基が使用される、請求項4に記載の方法。
- 無機塩基が、NaOH、KOH、Ca(OH)2またはそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。
- 両方の方法ステップにおける無機塩基と脂肪族アルデヒドとのモル比が、1:1〜1.6:1である、請求項1〜6のいずれか一つに記載の方法。
- 第1の方法ステップにおけるホルムアルデヒドが、5重量%以上50重量%以下のホルムアルデヒド含量を有するホルムアルデヒド水溶液の形態で添加される、請求項1〜7のいずれか一つに記載の方法。
- 第1の方法ステップにおけるホルムアルデヒドと脂肪族アルデヒドとのモル比が、3.1:1〜12:1であり、第2の方法ステップにおけるホルムアルデヒドと脂肪族アルデヒドとのモル比が、2.1:1〜7:1である、請求項1〜8のいずれか一つに記載の方法。
- ホルムアルデヒドが、第1の方法ステップでのみ添加される、請求項1〜9のいずれか一つに記載の方法。
- 第1および/または第2の方法ステップにおける少なくとも1種の出発物質の添加が、段階的に行われる、請求項1〜10のいずれか一つに記載の方法。
- 第1の方法ステップにおける脂肪族アルデヒドが、反応混合物に段階的に添加される、請求項11に記載の方法。
- 反応混合物中の脂肪族C2〜C9アルデヒドの転化率が、第1の方法ステップの終わりに50%以上である、請求項1〜12のいずれか一つに記載の方法。
- 両方の方法ステップにおいて反応器の容積および時間あたりに処理される出発物質の体積(V/Vh)が、0.3以上4.0以下である、請求項1〜13のいずれか一つに記載の方法。
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