JPH01203024A - 気液接触反応における排ガス処理方法 - 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〕 本発明は気液接触反応における排ガス処理方法に関し、
さらに詳細には、原料、中間体及び反応生成物の少なく
とも一つが常温で固体である気液接触反応において、排
ガス中に含まれた原料等を回収し且つ排ガス管の閉塞を
防止する排ガス処理方法に関する。

〔従来の技術〕

気液接触反応は、反応物質を含む溶液に反応ガスである
空気、酸素あるいは塩素等を吹き込み、酸化反応や塩素
化反応を気液二相間で起こさせるものである。

このような気液接触反応において、過剰の未反応ガスや
反応生成ガスは反応容器から配管等を介して外部に排出
され、あるいは凝縮槽に導かれる。この際、溶液中に含
まれ且つ常温で固体である原料、中間体、最終反応生成
物の一部もこれらのガスに同伴して反応系から排出され
、反応生成物の歩留りを低下させていた。さらに、排ガ
ス中に含まれた反応生成物等は排ガス配管内で凝縮する
ため、配管を閉塞させ反応操作を中断させることがあっ
た。

このため、反応を加圧下で行い生成物等のガスへの同伴
量を減少させたり、コンデンサーを設けてガスに含有し
た原料等の凝縮を防止させる等の対策が行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような対策により排ガスラインを介
して外部へ排出される反応生成物等の絶対量は減少する
が、それでも排ガス管の閉塞は避けられず、反応操作を
しばしば中断しなければならなかった。また、排ガスラ
インを２系列以上設け、一方が詰まった場合に他方を使
用して反応操作自体の中断を回避する方法もあるが、設
備が大掛かりになり配管の清掃は不可欠である。

そこで、本発明の目的は、気液接触反応において、排ガ
スによる配管の閉塞を防止し、且つ排ガスから有効成分
を回収することが可能な新規な排ガス処理方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討・研究
した結果、排出ガスラインに溶媒抽出可能な簡単な回収
器を設けるだけで、配管の閉塞を防止すると同時に生成
物の収率を向上できる処理方法を開発することに成功し
た。

即ち、本発明は、原料、中間体及び反応生成物の少なく
とも一つが常温で固体である気液接触反応系において、
反応器から排出したガスを水と接触させた後、該水中に
捕捉された固形物を有機溶剤により抽出分離することを
特徴とする気液接触反応における排ガス処理方法を提供
するものである。

本発明における気液接触反応は、反応溶液中に含まれる
原料、中間体及び反応生成物の少なくとも一つが常温で
固体である反応系を対象とする。このような常温で固体
の原料、中間体または反応生成物（以下、凝縮物質とい
う）は、反応槽から排出後、排ガスライン内で凝縮して
配管を閉塞させるため本発明による処理が必要とされる
。反応ガスとしては、例えば、酸素、空気、塩素等の非
凝縮性のガスが使用される。

このような気液接触反応は、芳香族化合物の塩素化反応
に頻繁に使用されている。

本発明に従えば、反応器から排出された凝縮物質を含む
排ガスを水に接触させる。接触方法は排ガスを容器内の
水中を通過させるなどいかなる方法でもよい。この水は
、純水、水道水に限らず、例えば塩酸水、アルカリ水や
、後の工程で溶媒抽出された後の残液も使用でき、その
主成分が水であれば特に限定されない。また、かかる接
触操作は、凝縮物の堆積を極力防止すべく、反応槽に近
い排ガスライン上で行うのがよい。

本発明に従えば、上記接触処理された水溶液に有機溶剤
を加えて凝縮物質を溶媒抽出する。

このような有機溶媒は、水と混和せず且つ水中で捕捉さ
れた固形物である上記凝縮物質を溶解させることが必要
である。また操作上、水溶液よりも比重の高い溶剤が好
適であり、例えば、四塩化炭素、１．２−ジクロロエタ
ン、ジクロロメタン、トリクロロエチレン等が挙げられ
、回収しようとする凝縮物質の種類によって適宜選択で
きる。こうして抽出された有価物の溶液は比較的高濃度
であるため、蒸溜により簡単に有価物を回収できる。

以下、本発明の排ガス処理方法を、本発明に使用される
装置の概念図により説明する。

第１図は、本発明に使用される装置の一具体例であり、
主に、反応器１、冷却器２、回収器３、排ガス配管４か
ら構成され、冷却器２と反応器ｌ及び回収器３とはそれ
ぞれ排ガス配管４により気密に連結されている。反応器
１は、気液接触反応のための反応槽であり、内部に反応
物質を溶解した溶液を収容し、反応ガスを溶液内に供給
すべく反応ガス導入口５が設けられている。回収器３は
、排ガス中の凝集物質を回収するために内部に水が充填
され、水に接触した排ガスを排出するための排ガス出口
６が設けられてる。また、冷却器２は、凝縮器として働
き、通常使用されるタイプの冷却器でよく、冷却器２内
に凝縮した凝縮液を反応器１に戻してリサイクル処理す
べく冷却器底部と反応器１を連結する配管を設けてもよ
い。また、冷却器２と反応器１及び回収器３を連結する
排ガス配管４は、その外周に温水、蒸気等による加熱・
保温装置を備え、配管内に凝縮物質が堆積しないように
配管内部の温度を調節している。

このような装置を使用して本発明の排ガス処理方法を実
施するには、反応槽ｌ内に予め反応原料を溶解させてお
き、反応ガス導入口５から反応ガスを導入する。この際
、槽内から発生したガス及び過剰の反応ガスは排ガス配
管４を通って冷却器２内に入り凝縮されて一部が液体と
なる。この冷却温度は凝縮液が固化しない範囲に制御す
る必要がある。冷却器２内で凝縮されなかった排ガス中
の凝縮物質は、排ガスとともに配管４を通って回収器３
内に入り、回収器３内で水に接触して水中で凝縮する。

ここで、水中で凝縮物質を十分に凝縮させるため、回収
器３の外周に水冷ジャケット等を設けて冷却するとよい
。排ガスを水に十分に接触させた後、回収器内液適当な
有機溶媒を投入して該凝縮物質を溶媒抽出し、抽出液を
蒸溜分離して凝縮物質を回収する。

上記のような回収工程において、通常、反応終了後の回
収器内の有価物水溶液は取り扱いが困難である。即ち、
常温でスラリー状であり、特殊な設備を必要とし、しか
も気温の差により配管の閉塞やスケーリング等の問題が
生じる。

また、そのような水溶液中の有価物の濃度は通常それ程
高くなく、高濃度になる迄回収器内の残液を繰り返し使
用すると回収器内での取り扱いが困難となる。一方、該
水溶液を蒸発脱水し、有価物を回収する方法では、有価
物が水と共沸するため有効な分離を行い難く、エネルギ
ー的な不利益も大きい。このため、上記のような溶媒抽
出が極めて有利となる。

こうして抽出除去される有価物の量は、回収器内の有価
物の全量でなくても、抽出後の残液が次の反応の回収器
内の充填液に使用できるため問題ない。この意味から抽
出剤の使用量は比較的少量でよく、回収器内液を繰り返
し用いることも同時に可能となる。

〔実　施　例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらに何等限定されるない。

実施例１ 第１図に示した装置を用い、２．６−ジクロロピリジン
を塩素化して、２．３．５．６−テトラクロロピリジン
を合成する気液接触反応を行った。

反応器には容量１．５ｍ３のグラスライニング製のもの
を用い、２．６−ジクロロピリジンを１．０００ｋｇ、
触媒として塩化第二鉄を２５ｋｇ、開始剤としてヨウ素
を１．５ｋｇ仕込み、加熱、融解した後、塩素ガスを反
応器底部より２．３ｍ３／ｈｒの流量で吹き込み、反応
させた。この際、反応温度を１８０℃に保ち、ゲージ圧
１　ｋｇ／ｃｍ２の加圧下で行った。

一方、予め、容量２００１の回収器に、濃塩酸水を１０
０ｋｇ仕込んでおき、反応中は回収器のジャケットに冷
却水を通し、室温付近に保った。また、冷却器には９０
℃の熱水を通し、排ガス配管は１１０℃以上になるよう
加熱調整した。

反応は１６０時間程で終了した。テトラクロロピリジン
の収率は２，６−ジクロロピリジン基準で９５％であり
、回収器には２．６−ジクロロピリジン（ｍ、　ｐ、　
８７〜８８℃”）　、２．３．６−　）ジクロロピリジ
ン（［１１，ｐ、　６６〜ｂ ロロピリジン（ｍ、　ｐ、　９０〜９１℃）の混合物が
２．６−ジクロロピリジン換算で４．９％捕捉された。

この混合物は常温ではスラリー状であり、ここへ１，２
−ジクロロエタン２０ｋｇを加え撹拌混合した後、下層
の１，２−ジクロロエタン層を抜き取った。この結果、
抽残層である回収器内液中、有価物の濃度は２．６−ジ
クロロピリジン換算で１．５％となった。一方、１．２
−ジクロロエタン層の有価物濃度は１４．９％であった
。

反応中の配管閉塞による反応中断は一度も起らなかった
。

比較例１ 回収器に塩酸を仕込まなかった以外は、実施例１と同様
に反応を行った。この際、塩素ガス吹き込みの合計時間
は１７０時間で終了したが、その間、回収器出口の配管
閉塞が５０回起こり、その度に塩素ガス吹き込みを停止
し配管解体清掃を行わなければならなかった。

比較例２ 実施例１に於いて、抽剤を使用することなく、捕捉され
た有価物を含む水溶液として回収し、これを蒸発して水
を留出除去した。

しかし、共沸が起こり、得られた流出液は２゜６−ジク
ロロピリジンを主成分とする有価物及び水よりなるスラ
リーであるため、有価物の回収は容易にできなかった。

留出液中の有価物を別の分析法により分析したところ、
２，６−ジクロロピリジン換算で３．２％含有されてい
た。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明は、気液接触反応にお
いて、排ガス中の凝縮物質の凝縮による排ガスラインの
閉塞を防止できると同時に、排ガス中の有効成分を簡単
な工程で回収できるという優れた排ガス処理方法である
。

このため、本発明の方法は、芳香族系の塩素化等の気液
接触反応に有用であり、化学工業にふける本発明の価値
は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の排ガス処理方法に使用される装置の
概念図である。 〔主な参照番号〕 ■・・反応器 ２・・冷却器 ３・・回収器 ４・・排ガス配管 ５・・反応ガス導入口 ６・・ガス排出口 出願人代理人　　古　谷　　　馨 手続補正書（自発） 気液接触反応における排ガス処理方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （２９０）ダイセル化学工業株式会社 ４、代理人 東京都中央区日本橋横山町１の３中井ビル明細書の発明
の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１〕　　明細書１０頁３行ｒ２０ｋｇＪをｒ２００　
ｋｇ」と訂正 （１）同１０頁７行「１．５％」を「２．０％」と訂正 正

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原料、中間体及び反応生成物の少なくとも一つが常温で
   固体である気液接触反応系において、反応器から排出し
   たガスを水と接触させた後、該水中に捕捉された固形物
   を有機溶剤により抽出分離することを特徴とする気液接
   触反応における排ガス処理方法。