JPH01128955A - イソ酪酸の連続的製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ほぼ化学量論的量のプロピレン、一酸化炭素
および場合紀よシ水またはアルコールから、コツホの触
媒として液体フッ化水素中で加圧下に高い循環混合下で
コツホの合成によりイソ酪酸またはその誘導体を連続的
に製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

西ドイツ国特許出願公開第３０３３６５５号による公知
の種類の方法には、適当な反応器として、ガス相と液相
との密接な接触および反応混合物の高い循環率が保証さ
れる限り、気泡塔または噴射反応器が提案される。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の根底をなす課題は、この前提条件を、液相およ
びガス相用の機械的混合装置および供給装置のできるだ
け少ない費用で満足することである。その際、攪拌機軸
のパツキン箱において容易に起りうるような密封の問題
は十分て排除されるべきである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は請求項１に記載した方法によって解決される
。本発明によれば、反応混合物を連続的循環で少なくと
もヰつの反応室に導通させ、その際 ａ）前記出発物質および７ツ化水素の少なくとも１部か
らなり、そのうち少なくとも１つの混合物成分がガス状
でかつ少なくとも１つの混合物成分が液状で存在する混
合物は第１の反応室に導入され、循環運動する反応混合
物と混合され、 ｂ）第１の反応室からの反応混合物は、その上方に配置
された第２の反応室に入り、 Ｃ）第２の反応室からの反応混合物は、その上方に配置
された第３の反応室に入り、この第３の反応室の上方範
囲で混合物から発生するガス状成分の気泡はガス相とし
てたまり、ここから気泡は第１の反応室に返送され、ｄ
）第３の反応室からの反応混合物は、その下方に配置さ
れた第４の反応室に入り、第４の反応室の下端部は第１
の反応室中で、第２の反応室への移行部のレベルの下方
に開口していて、 その際反応室の少なくとも一部の周υに冷却剤を流して
不変の反応温度が維持されるようにし、かつ反応室の少
なくとも１つから連続的に出発物質の流入量に相当する
量の反応混合物を取り出す。

〔利点〕

第２の反応室は、単に反応混合物の液相およびガス相の
密接な混合を保証するだけでなく、４つの全ての反応室
を通る液相の持続的循環をも惹起する気泡塔の作用を有
する。循環は、第２の反応室中での気泡含有の液相と第
４の反応室中での気泡の少ない液相との間の密度差によ
って起きる。この密度差は第２の反応室中での液相の持
続的上昇および第４の室中での液相の下降を惹起する。

有利な１構成により、第３の反応室中で液相から分離さ
れたガス相は、機械的循環装置なしに、混合ノズルを通
って流れる流状出発物質により吸込まれて第１の反応室
中へ返送される。

これにより、ガス相用の循環ポンプも不要になる。

機械的攪拌装置および循環装置の断念とともに、この種
の装置にかかる設備費が不要となる。

特に、著しく攻撃的な反応媒体が通常の攪拌装置および
循環装置に対して作用する際に無条件に生じる全ての腐
食および密封の問題が回避される。

〔発明の実施〕

本発明の方法を実施するための反応器は、第１図および
第２図に断面図で略示されている。

プロピレン、一酸化炭素および水それぞれ１モルからの
イソ酪酸のコツホの合成のために、コツホの触媒として
フッ化水素が他の成分に対して５〜１５倍モル量で連続
的に反応器中へ導入される。形成する圧力（通常５０〜
１５０バール）では、フッ化水素は６０℃の導入温度で
も液体である。プロピレンは液体またはガス状で導入す
ることができる。水は液体で導入され、これと異なシー
酸化炭素はガスとして導入される。反応器中のガス相は
、主に過剰に存在する一酸化炭素、ならびに反応温度に
おけるその分圧に相応するフッ化水素中ル および水の蒸気圧は、わずかな量のため定常状態では無
視できる。

イソ酪酸エステルを製造する場合には、水の代シに相応
するアルコール、たとえばメタノールが使用される。記
載した出発物質の代りに、全部または部分的にそれらの
付加生成物を使用することもできる（たとえばプロピレ
ンおよび水の代シにインプロパツール、一酸化炭素およ
び水の代シにギ酸、またはプロピレンおよびフッ化水素
の代シにフッ化イソプロピル）。相応する方法で、メタ
ノールまたは他のアルコールの付加生成物を使用するこ
ともできる。反応条件下では、記載した全ての付加生成
物は不安定であり、使用された成分と同じ反応混合物を
生じる。

反応生成物として、フッ化水素中のイン酪酸またはその
エステル、または場合によジイソ酪酸の無水物またはフ
ッ化物の溶液が取り出される。ガス相は、ガス状の不純
物、たとえば水素またはプロパンを排出するのに必要な
程度でのみ交換される。一酸化炭素は消費量に応じて補
給される。イン酪酸の高い収率および選択率には、第２
ないし第４の反応室中で、プロピレンおよび水、ないし
はアルコールの濃度を１重量％ないし５モル％（液相に
対して）よシ下に保持する場合が有利である。このため
には、相応する配量のほかに反応混合物の高い再混合が
必要である；つま９導入個所の背後に出発物質の滞留が
生じてはならない。

この目的は、本発明により全反応室を４つの部分反応室
に分割することにより達成される。

これらの室は、第１図にＩ、ｎ、ＩＩ［および■で表わ
されている。第１図および第２図に示された有利な実施
例により、反応室Ｉは反応器１のドーム状に湾曲した耐
圧底２および管板３により仕切られている。この反応室
中へ、液状およびガス状の出発物質とからなる混合物が
導管４によって供給される。反応混合物の少なくとも１
成分がガス状で存在することにより、管板３の下方に密
度の減少した気泡に富む層がたまシ、管板を通してその
上方に配置された反応室■へ上昇する。この室は、有利
に多数の平行して垂直に配置された気泡カラムに分割さ
れている。

これらのカラムは、■と同様に管板５とドーム状蓋６と
によって仕切られている反応室■中に開口している。気
泡カラムは、管７が管板５からいくらか突出しているの
で、管板上に反応混合物の気泡貧有液層がたまる。混合
物から出る気泡は、反応室■の上方部分にたまってガス
相８を形成する。管板５により、比重の大きい、気泡不
含液相は、再び多数の垂直の管に分割されている反応室
■へ下降する。これらの管は、管９が反応室■中で管板
３の下方に開口しているので、気泡富有層はそこに流入
することができない。

反応室■中の気泡富有反応混合物は反応室■中の気泡不
含混合物よりも大きい体積を占めるので、反応室■の断
面は小さくてもよい。個々の管の断面が同じ場合、反応
室■および■の個個の管の数は約２＝１の割合であって
もよい。

有利には、第２図による六角形分配であり、この図では
反応室■の管は円形気泡により表わされている。管は円
筒形ケーシング１０により取り囲まれておシ、このケー
シングは管自体が耐圧性である場合、耐圧に設計されて
いる必要がない。反応熱の排出および一定の反応温度の
維持のために、冷媒が管の周りを流れ、この冷媒は接合
管１１および１２によって流入あるいは流出し、有利に
は反応媒体よシも低い圧力を有する。冷媒はそらせ板１
３によって数回転向させることができる。

反応室■中のガス空間８から、ガス相は反応器の外部の
圧力管１４を通って混合室１５に流れる。混合室でガス
相は、高速でノズル１６から管に流入する、連続的に供
給される液状出発物質からなる液相によって吸込まれ、
反応器中へ連行される。吸込まれたガス相を反応混合物
の静水圧に抗して反応室■へ送入するためには、液相は
、反応室中の圧力を著しく上回る圧力下で混合ノズル１
６中へ流入しなければならない。

付加的に一酸化炭素は消費の程度により、導管１７によ
るかまたは管１４中へ供給される。反応室ｒの底２で、
連続的に気泡不含の反応混合物が管１８によ°つて生成
物として取り出される。

循環速度が可変に調節可能であるようにする場合に、圧
力導管１４中にガス循環ポンプが接続されていてもよい
。混合室１５の代りに、圧送管１４中に返送されたガス
を第１反応室中へ導入し、反応混合物中に分散させるた
めに、他の装置を選択することもできる。たとえば第１
反応室の下部に、新規のガスおよび返送されたガスを導
入するため、筒底または多数のガスノズルが配置されて
いてもよい。この場合には、液状出発物質を直接第１反
応室中へ導入することができる。

反応混合物と接触する全ての部分に、十分に耐腐食性お
よび耐圧性の材料からなっていなければならない。この
ために、西ドイツ国特許出願公開第３１３９６５３号明
細書により、アルミニウムおよびニッケルのほかに１な
かんずく耐腐食性のニッケル・クロム・鉄合金（Ｎｉ　
３０〜５０％、Ｃｒ２Ｏ，〜３０％、Ｆｅ１８〜５Ｃ１
）が挙げられる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明方法を実施するための反応器の略示断
面図で、第１図は垂直断面図であり、第２図は水平断面
図である。 １・・・反応器、２・・・耐圧底、３・・・管板、牛・
・・導管、５・・・管板、６・・・蓋、７・・・管、８
・・・ガス相、９・・・管、１０・・・ケーシング、１
１．１２・・・接合管、１３・・・そらせ板、１４・・
・圧力管、１５・・・混合室、１６・・・混合ノズル、
１７．１８・・・導管、１、Ｉｌ、ＩＩｌ、ＩＶ・・・
反応室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ほぼ化学量論的量のプロピレン、一酸化炭素および
   場合により水素またはアルコールから、コツホの触媒と
   して液体フッ化水素中で加圧下に高い循環混合下でコツ
   ホの合成によりイソ酪酸またはその誘導体を連続的に製
   造する方法において、反応混合物を連続的循環で少なく
   とも４つの反応室に導通させ、その際 ａ）前記出発物質およびフッ化水素の少なくとも１部か
   らなり、その少なくとも１つの 混合物成分がガス状でかつ少なくとも１つ の混合物成分が液状で存在する混合物は第 １の反応室に導入され、循環運動する反応 混合物と混合され、 ｂ）第１の反応室からの反応混合物は、その上方に配置
   された第２の反応室に入り、 ｃ）第２の反応室からの反応混合物は、その上方に配置
   された第３の反応室に入り、こ の反応室の上方範囲に、混合物から生じる ガス状成分の気泡はガス相としてたまり、 ここから気泡は第１の反応室に返送され、 ｄ）第３の反応室からの反応混合物は、その下方に配置
   された第４の反応室に入り、こ の反応室の下端部は第１の反応室中で、第 ２の反応室への移行部のレベルの下方に開 口していて、 その際反応室の少なくとも一部の周りに冷却剤を流して
   不変の反応温度が維持されるようにし、かつ反応室の少
   なくとも１つから連続的に、出発物質の流入量に相当す
   る量の反応混合物を取り出すことを特徴とするイソ酪酸
   またはその誘導体の製造方法。 ２、第３の反応室中にたまつたガス相は、機械的循環装
   置なしに、混合ノズルを通つて流れる液状出発物質によ
   つて吸引され、第１の反応室中へ返送される請求項１記
   載の方法。 ３、第２の反応室中で反応混合物は多数の部分流に分割
   されている請求項１または２記載の方法。 ４、第４の反応室中で反応混合物は多数の部分流に分割
   されている請求項１から３までのいずれか１項記載の方
   法。 ５、第２の反応室中で部分流は六角形に分割され、第４
   の反応室中の部分流の数は第２の反応室中の部分流の数
   の半分であり、第４の反応室のそれぞれ１つの部分流は
   第２の反応室の６つの部分流により仕切られた空間を通
   る請求項３または４記載の方法。 ６、第２および第４の反応室中の部分流は垂直でかつ互
   いに平行に案内された管により送られ、その管の周りを
   液状冷媒が流れる請求項３から５までのいずれか１項記
   載の方法。 ７、冷媒が反応混合物よりも低い圧力を有する請求項６
   記載の方法。