JPH02184656A - Method and reaction vessel for preparing alkyl nitrite - Google Patents

Method and reaction vessel for preparing alkyl nitrite

Info

Publication number
JPH02184656A
JPH02184656A JP30795588A JP30795588A JPH02184656A JP H02184656 A JPH02184656 A JP H02184656A JP 30795588 A JP30795588 A JP 30795588A JP 30795588 A JP30795588 A JP 30795588A JP H02184656 A JPH02184656 A JP H02184656A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
section
liquid
oxygen
reaction
reaction vessel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30795588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
James R Nelson
ジェームス、ラッセル、ネルソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Priority to JP30795588A priority Critical patent/JPH02184656A/en
Publication of JPH02184656A publication Critical patent/JPH02184656A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain an alkyl nitrite useful as an additive for motor fuel, a stabilizer for vinyl compounds, a dizo reagent, etc., in a high yield by the reaction/rectification of a nitrogen oxide, a lower alcohol, and oxygen using a specified container.
CONSTITUTION: A nitrogen oxide, a lower alcohol, and oxygen are reacted at 50-200°C in the presence of a platinum group catalyst using a reactor having a reactor section and a rectification section to obtain alkyl nitrite. A scrubbing agent for washing water and nitric acid produced in the reactor is supplied above the rectification section, a gas reaction product flow containing an alkyl nitrite is taken out from the rectification section, and a liquid flow containing the scrubbing agent and water is taken out from the lower part of the reactor section.
COPYRIGHT: (C)1990,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はアルキルナイトライト、詳しくはメチルナイト
ライトの製造方法及び該方法を実施する几めの反応容器
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a process for making alkyl nitrite, particularly methyl nitrite, and a compact reaction vessel in which the process is carried out.

関連技術の説明 アルキルナイトライト、即ち、亜硝酸のエステルが自動
車燃料の添加剤、鎮哩剤のようなビニル化合物用安定剤
、ジアゾ化試薬及び化学合成試薬を含む種々の分野で有
用であることがわかっている。アルキルナイトライトを
製造する方法は、特に米国特許下4.229,591号
、第4,353,843号及び東4,629.806号
並びに日本特許出願番号下53−8268号において見
出すことができる。アルキルナイトライトを製造する方
法(本明細書においては、「ナイトライドプロセス」と
言う)は次の式を参照することによってさらに十分に理
解できるはずである。
DESCRIPTION OF RELATED ART Alkyl nitrites, i.e., esters of nitrous acid, are useful in a variety of fields, including as additives in automotive fuels, stabilizers for vinyl compounds such as quenching agents, diazotization reagents, and chemical synthesis reagents. I know. Methods for producing alkyl nitrites can be found in particular in U.S. Pat. . The method of producing alkyl nitrite (referred to herein as the "nitride process") may be more fully understood by reference to the following equation.

(1)   2 No + O,$  2 No。(1) 2 No + O, $ 2 No.

(2)  No、+No          N、O。(2) No, +No, N, O.

(3)   ROH+NtOs         RO
NO+HONO(4)  ROH+HONO−RONO
+H,0(5)  N、0.+H,02HONO(6)
   2 No、            Nto4(
7)  ROH+NtO4RONO+HNO3(8) 
 NtO4+HtOHONO+HNO。
(3) ROH+NtOs RO
NO+HONO(4) ROH+HONO-RONO
+H, 0 (5) N, 0. +H,02HONO(6)
2 No, Nto4(
7) ROH+NtO4RONO+HNO3(8)
NtO4+HtOHONO+HNO.

(式中、Rはメチル又はエチル基を表わす)。(wherein R represents a methyl or ethyl group).

アルキルナイトライトを生成するのに望ましい一連の反
応は反応(1)〜(4)によって生じる。これらの反応
を統合するど次の全生成反応となる。
The desired series of reactions to produce alkyl nitrite occurs through reactions (1) to (4). Integrating these reactions results in the following total product reaction:

(I) 2 ROH+ 2 No+ !/20.−2 
RONO+H,0反応(4)で生成した水は二酸化二窒
素(Nto8)と反応できるので、反応(5)が生じる
。アルキルナイトライトとさらに水とを生じる反応(4
)に従って反応(5)で生成する実質的に全ての亜硝酸
と反応するノニ十分なアルコールが供給されるならば、
反応(囚は許容することができる。
(I) 2 ROH+ 2 No+! /20. -2
Since the water produced in the RONO+H,0 reaction (4) can react with dinitrogen dioxide (Nto8), reaction (5) occurs. Reaction producing alkyl nitrite and further water (4
), if sufficient alcohol is supplied to react with substantially all of the nitrous acid produced in reaction (5),
reaction (prisoner can tolerate)

反応(6)〜反応(8)は製品としてのアルキルナイト
から引き続き除去しなければならない化合物である硝酸
を生成することになるので、それらの反応は望ましくな
い。さらに、これらの反応は望ましくない硝酸を生成す
るのに酸化窒素を消費する。
Reactions (6) to (8) are undesirable because they result in the production of nitric acid, a compound that must subsequently be removed from the alkyl night product. Additionally, these reactions consume nitric oxide to produce undesirable nitric acid.

反応(6)による四酸化二窒素(N、O,)の生成を減
少する几めに、NOlの気相濃度をNOの気相濃度に較
べて低くすべきである。このようにして、Nto。
In order to reduce the formation of dinitrogen tetroxide (N, O,) by reaction (6), the gas phase concentration of NOl should be lower compared to the gas phase concentration of NO. In this way, Nto.

がN、O,の代シに優先的に生成される。反応(1)の
化学量論によって示される0、に比較して過剰モル、即
ち、O21モル当94モルより多いNOを最初に供給す
ることによって、相対的に高いNo対NO2比を維持す
ることができる。即ち、メチルナイトライト又はエチル
ナイトライトのようなアルキルナイトライトの生成を向
上させるために、過剰モル、好ましくは実質的に全ての
0.を消費するような量のNoを供、給するのが一般に
好ましい。
is preferentially generated instead of N, O, and so on. Maintaining a relatively high No to NO2 ratio by initially supplying a molar excess compared to 0, indicated by the stoichiometry of reaction (1), i.e. more than 94 moles of NO per mole of O2. Can be done. That is, to enhance the formation of alkyl nitrites such as methyl nitrite or ethyl nitrite, a molar excess, preferably substantially all of the 0. It is generally preferred to supply No in such an amount that it consumes .

上述の一般手頭によるアルキルナイトライトの気相生成
(ナイトライドプロセス)を、循環操作である総合気相
プロセス(ナイトライド−オキザレートプロセス)(例
えば、米国時M 4,629,806号参照)となるよ
うに統一生成サイクルにおいてアルキルナイトライトと
一散化炭素とからのジアルキルオキザレートの気相生成
(オキザレートプロセス)と組合せ、関連させる。その
ようなプロセスは副生物の生成制限、操作の容易さ及び
生産能率に関して有利である。ジアルキルオキザレート
の気相生成は固体触媒の存在下にカルボニル化反応帯中
で一酸化炭素とアルキルナイトライトとを接触させるこ
とによって行われる。主反応は次式によって表わされる
The gas-phase production of alkyl nitrite (nitride process) using the general method described above can be combined with a comprehensive gas-phase process (nitride-oxalate process) which is a circulation operation (see, for example, U.S. Pat. No. 4,629,806). It is combined and associated with the gas phase production of dialkyl oxalate (oxalate process) from alkyl nitrite and monodispersed carbon in a unified production cycle so that Such processes are advantageous with regard to limited by-product formation, ease of operation, and production efficiency. Gas phase production of dialkyl oxalates is carried out by contacting carbon monoxide with alkyl nitrite in a carbonylation reaction zone in the presence of a solid catalyst. The main reaction is expressed by the following formula.

(II)  2 CO+ 2 RONO−−一→(式中
Rはメチル又はエチル基を表わす)。
(II) 2 CO+ 2 RONO--1→ (in the formula, R represents a methyl or ethyl group).

ジアルキルオキザレートの製造は、これらの化合物が様
々に使用されるので、化学工業に特に重要である。これ
らのジエステルは、氷結防止液、不凍液及び作動油に並
びにアルキド樹脂、溶剤及びポリエステル繊維の製造に
おいて用途がある商業的に価値のある化学物質であるエ
チレングリコールのようなアルキレングリコールを製造
するための出発原料として役立ちうる。これらのジエス
テルは染料、医薬品等を製造する中間体としても有効で
ある。
The production of dialkyl oxalates is of particular importance to the chemical industry due to the wide variety of uses of these compounds. These diesters are used to make alkylene glycols such as ethylene glycol, which are commercially valuable chemicals that have applications in deicing fluids, antifreeze and hydraulic fluids, as well as in the production of alkyd resins, solvents and polyester fibers. Can serve as starting material. These diesters are also effective as intermediates for producing dyes, pharmaceuticals, and the like.

反応(II)を表わす式から明らかなように、1モルの
アルキルナイトライトが消費される毎に、1モルの酸化
窒素が生成される。生成されt酸化窒素を再循環して、
反応CI)に従ってアルキルナイトライトを生成する几
めの出発物質として使用することができる。このように
して、ナイトライド−オキザレート反応サイクルを完成
する。カルボニル化反応帯で生成されたジアルキルオキ
ザレートを精製して、製品として回収することができ、
又は、例えば、水素化反応帯中で水素と接触させること
によってさらに反応させて、エチレングリコールを製造
することができる。
As is clear from the equation representing reaction (II), for every 1 mol of alkyl nitrite consumed, 1 mol of nitrogen oxide is produced. Recirculating the produced nitric oxide,
It can be used as a starting material for the preparation of alkyl nitrites according to reaction CI). In this way, the nitride-oxalate reaction cycle is completed. The dialkyl oxalate produced in the carbonylation reaction zone can be purified and recovered as a product,
Alternatively, it can be further reacted to produce ethylene glycol, for example by contacting with hydrogen in a hydrogenation reaction zone.

アルキルナイトライトを製造する効果的な方法を得るた
めには多数の性能的基準を考慮し、かつ満足させなけれ
ばならない。
A number of performance criteria must be considered and met in order to have an effective method of producing alkyl nitrite.

第一に、好ましくは酸素転化率は、他の反応器性能特性
に有意の悪影響を及ぼすことなく、できるだけ100%
に近くあるべきである。 (すなわち、アルキルナイト
ライト反応器から流出する酸素の量は最小であることが
好ましい)、実質的にすべての高級窒素酸化物、すなわ
ち酸化窒素以外の窒素の酸化物がアルキルナイトライト
反応器内において消費されることも好ましい。
First, the oxygen conversion is preferably as high as 100% without significantly adversely affecting other reactor performance characteristics.
should be close to. (i.e., the amount of oxygen exiting the alkyl nitrite reactor is preferably minimal), so that substantially all higher nitrogen oxides, i.e., oxides of nitrogen other than nitric oxide, are present in the alkyl nitrite reactor. It is also preferable that it be consumed.

第二に、酸化窒素のアルキルナイトライトへの転化効率
、すなわち所望の生成物であるアルキルナイトライトに
転化する酸化窒素の100分率はアルキルナイトライト
反応器中において量大化され、しかも硝酸のような望ま
しくない生成物の生成が最小化される。
Second, the conversion efficiency of nitrogen oxide to alkyl nitrite, i.e., the percentage of nitrogen oxide converted to the desired product alkyl nitrite, is increased in the alkyl nitrite reactor, and the nitric acid The formation of undesirable products such as

アルキルナイトライト反応器中に生成される実質的にす
べての水及び硝酸を、水及び硝酸を洗浄するスクラピン
グ剤を供給することにより気体生成物流から液体テール
(tail)の流れ中に除去することが好ましい、この
ようにして、アルキルナイトライト反応器からの気体生
成物流中に存在する水及び硝酸の量が最小化される。逆
に同様にして、アルキルナイトライト反応器からの液体
テール流中に存在する、好ましい生成物であるアルキル
ナイトライトの量が最小化される。
Substantially all of the water and nitric acid produced in the alkyl nitrite reactor can be removed from the gaseous product stream into the liquid tail stream by providing a scraping agent that scrubs the water and nitric acid. Preferably, in this way the amount of water and nitric acid present in the gaseous product stream from the alkyl nitrite reactor is minimized. Conversely, the amount of alkyl nitrite, the preferred product, present in the liquid tail stream from the alkyl nitrite reactor is minimized.

上記に論じた要件を満たすのに必要な分離を行うために
要するスクラピング剤の量を最小化することが好ましい
、なぜならば過剰のスクラピング剤物質の使用は不経済
であるからである。
It is preferable to minimize the amount of scraping agent required to perform the separation necessary to meet the requirements discussed above, since the use of excess scraping agent material is uneconomical.

最後に、反応Iは高度に発熱性であり、アルキルナイト
ライト反応器から除熱することが必要である、 発明の記載 本発明は反応容器を含めてアルキルナイトライトの製造
方法に関し、該方法は上記に示した性能標準に実質的に
適合し、下記を包含して成る:(a)  酸化窒素、低
級アルコール及び酸素を反応帯域において前記酸化窒素
、低級アルコール及び酸素の少なくとも一部が反応して
アルキルナイトライトを生成する条件下に接触させ、こ
こに前記反応帯域は少なくとも二つの区画、すなわち反
応器区画と精留区画とを包含し; (b)  液体スクラピング剤を前記精留区画の上方部
分に供給し; (c)  アルキルナイトライトを包含する気体反応生
成物の流れを前記精留区画から取り出し;(d)  ス
クラピング剤及び水を包含する液体の流れを前記反応器
区画の下部から取り出し;この場合、前記反応器区画は
酸化窒素のアルキルナイトライトへの転化率を高めるの
に十分な、密接な気−液接触と冷却とを与え、かつ前記
精留区画は酸素の転化率を高めるのに十分な蒸気滞留時
間と、気体反応生成物中の水及び硝酸の量及び、液体の
流れ中のアルキルナイトライトの量を減少させるに十分
な精留容量とを与えるものとする。
Finally, Reaction I is highly exothermic and requires heat removal from the alkyl nitrite reactor. DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing alkyl nitrite, including a reaction vessel, the process comprising: substantially complying with the performance standards set forth above and comprising: (a) nitrogen oxides, lower alcohols, and oxygen in a reaction zone where at least a portion of said nitrogen oxides, lower alcohols, and oxygen have reacted; (b) contacting a liquid scraping agent under conditions to produce alkyl nitrite, wherein said reaction zone includes at least two compartments, a reactor compartment and a rectification compartment; (b) a liquid scraping agent in an upper portion of said rectification compartment; (c) withdrawing a gaseous reaction product stream comprising alkyl nitrite from said rectifying section; (d) withdrawing a liquid stream comprising a scraping agent and water from the lower portion of said reactor section; In this case, the reactor section provides sufficient intimate gas-liquid contact and cooling to increase the conversion of nitrogen oxides to alkyl nitrite, and the rectification section provides sufficient intimate gas-liquid contact and cooling to increase the conversion of oxygen. and sufficient rectifying capacity to reduce the amount of water and nitric acid in the gaseous reaction products and the amount of alkyl nitrite in the liquid stream.

ま九本発明は酸化窒素、低級アルコール及び酸素を接触
させることによりアルキルナイトライトを製造する九め
の好ましい反応容器にも関する。
The present invention also relates to a ninth preferred reaction vessel for producing alkyl nitrite by contacting nitrogen oxide, a lower alcohol, and oxygen.

該反応容器は(a)下部充てん床区画、(b)上部精留
区画、(c)上部精留区画に液体スクラピング剤を供給
するための手段、(d)上部精留区画から気体の流れを
取り出すための手段、及び(e)下部充てん床区画から
液体塔底物の流れを取り出すための手段を包含する。下
部充てん床区画は酸化窒素のアルキルナイトライトへの
転化率を高めるのに十分な、密接な気−液接触を与え、
しかも上部精留区画は酸素の転化率を高めるのに十分な
蒸気滞留時間と気体反応生成物の流れ中における水及び
硝酸の量ならびに液体塔底物の流れ中におけるアルキル
ナイトライトの量を減少させるに十分な精留窓1とを与
える。
The reaction vessel includes (a) a lower packed bed section, (b) an upper rectifying section, (c) means for supplying liquid scraping agent to the upper rectifying section, and (d) a flow of gas from the upper rectifying section. and (e) means for removing a stream of liquid bottoms from the lower packed bed section. The lower packed bed section provides intimate gas-liquid contact sufficient to increase the conversion of nitrogen oxides to alkyl nitrite;
Moreover, the upper rectifying section provides sufficient vapor residence time to increase the conversion of oxygen and reduce the amount of water and nitric acid in the gaseous reaction product stream and the amount of alkyl nitrite in the liquid bottoms stream. 1 and a sufficient rectification window.

本発明は図面を参照することにより一層容易に理解され
るであろう。まず第1図において、アルキルナイトライ
トは低級アルコールの存在下に酸化窒素と酸素とを接触
させることによジアルキルナイトライト反応器又はアル
キルナイトライト再化カラム1o (ANRC)におい
て生成される。本発明の用語において、低級アルコール
上C8〜C4アルコールを包含し、好ましくはメタノー
ル、エタノール及びそれらの混合物から選択される。メ
タノールが最も好ましく、シ友がって、低級アルコール
としてメタノールを、生成物としてメチルナイトライト
を使用して4本発明を記述する。
The invention will be more easily understood by referring to the drawings. First, referring to FIG. 1, alkyl nitrite is produced in a dialkyl nitrite reactor or alkyl nitrite regeneration column 1o (ANRC) by contacting nitrogen oxide with oxygen in the presence of a lower alcohol. In the terminology of the present invention, lower alcohols include C8 to C4 alcohols, preferably selected from methanol, ethanol and mixtures thereof. Methanol is most preferred and the present invention will therefore be described using methanol as the lower alcohol and methyl nitrite as the product.

典型的には補給酸化窒素(実線31及び又は点線32)
により補充される再循環酸化窒素を管路20を経由して
ANRC中に供給する。酸素は管路21を経由してAN
RCに供給する。酸化窒素の流れ及び酸素の流れはAN
RCの底部に供給することが好ましい。液体メタノール
を、管路22を経由し−CANRCの頂部に供給する。
Typically supplemental nitric oxide (solid line 31 and/or dotted line 32)
Recycled nitric oxide supplemented by the nitric oxide is supplied to the ANRC via line 20. Oxygen is passed through line 21 to AN
Supply to RC. The flow of nitrogen oxide and the flow of oxygen are AN
Preferably, it is fed to the bottom of the RC. Liquid methanol is fed to the top of the -CANRC via line 22.

下記に詳述するように、メタノールは反応物及びスクラ
ピング剤の両方として有利に作用する。
As detailed below, methanol advantageously acts as both a reactant and a scraping agent.

上述のようにANRCにおける酸化窒素対識素のモル比
は好ましくは4:1以上であり、典型的には4;1より
もわずかに上から5:1tでの範囲にわ几る。種々の反
応物のANRCへの実際流量はANRCの設計及び大き
さにより広く変動する、メタノール対酸素のモル比は典
型的には約4:1ないし約12:1又はそれ以上の範囲
にある。
As mentioned above, the molar ratio of nitric oxide to nitrogen in the ANRC is preferably greater than or equal to 4:1, typically ranging from slightly above 4:1 to 5:1t. The actual flow rates of the various reactants to the ANRC vary widely depending on the design and size of the ANRC, with methanol to oxygen molar ratios typically ranging from about 4:1 to about 12:1 or more.

メチルナイトライトの生成は、実質的にすべての酸化窒
素及びメチルナイトライトと一部のみの低級アルコール
(メタノール)とを蒸気状態に保つのに十分に高い温度
において連続方式において行うことが好ましい。ANR
C内の温度は典型的には約10℃から約150℃までの
範囲にわたシ、好ましくは約20℃から約130℃まで
、最も好ましくは約30℃から約110℃までの範囲に
わたる。
Preferably, the production of methyl nitrite is carried out in a continuous manner at a temperature high enough to keep substantially all of the nitrogen oxides and methyl nitrite and only some of the lower alcohol (methanol) in vapor form. ANR
The temperature within C typically ranges from about 10°C to about 150°C, preferably from about 20°C to about 130°C, and most preferably from about 30°C to about 110°C.

ANRC内の圧力は典型的には約大気圧から約100p
siatで、好ましくは約20 psiaから約60p
siaまでの範囲にある。所望によシ大気圧以下の圧力
、すなわち14.7 psia以下の圧力を使用するこ
とができる。
Pressure within the ANRC typically ranges from about atmospheric pressure to about 100p
siat, preferably from about 20 psia to about 60 psia
It is in the range up to sia. Subatmospheric pressures, ie, 14.7 psia or less, can be used if desired.

ANRCにおけるガス毎時空間速度は一般的に約120
7時から約36,000/時まで、好ましくは約180
0/時から約36,0007時までの範囲にわ九る。十
分な反応時間が与えられる限り、採用される温度、圧力
、反応物モル比、気体希釈剤及び供給適度によって、よ
り小さな、又はより大きな空間速度を採用することがで
きる。そのほか、反応器のデザイン及び幾何学形状もま
た影響する場合もある。
The gas hourly space velocity in ANRC is typically about 120
from 7 o'clock to about 36,000/hour, preferably about 180
It ranges from 0/hour to approximately 36,0007 hours. Lower or higher space velocities can be employed depending on the temperature, pressure, reactant molar ratio, gas diluent and feed rate employed, as long as sufficient reaction time is allowed. Additionally, the design and geometry of the reactor may also have an effect.

一般的にメチルナイトライト生成方法は触媒の使用を必
要としない。しかしながら所望により適当な触媒及び/
又は触媒担体を使用することもできる。
Methyl nitrite production methods generally do not require the use of catalysts. However, if desired a suitable catalyst and/or
Alternatively, a catalyst support can also be used.

反応帯域に供給される種々の供給物の流れの混合は一般
的に、該流れの導入点に存在するかく乱状態によって達
成されるけれど、混合は他の手段によっても同様に誘導
することができる。
Although mixing of the various feed streams fed to the reaction zone is generally achieved by perturbing conditions present at the point of introduction of the streams, mixing can be induced by other means as well.

ANRCに供給された反応物は下記反応式(I):(D
  2NO+′J//、02+2ROH→2 RONO
+ H,0(式中、Rはメチルである)にしたがって反
応することが好ましい。
The reactants supplied to ANRC have the following reaction formula (I): (D
2NO+'J//, 02+2ROH→2 RONO
Preference is given to reacting according to + H,0, where R is methyl.

不都合なことには若干の酸化窒素は前述し之副反応を経
由して硝酸にも転化する。すなわちANRCを出る物質
は典型的には酸化窒素、−酸化炭素、酸素及びメチルナ
イトライトと共に少量の硝酸、水及びメタノールより成
る。ANRCから流出する酸化窒素、未反応酸素及びメ
チルナイトライト生成物の実質的にすべてをANRCの
頂部から管路23を経由して気相状態で取り出す。
Unfortunately, some of the nitrogen oxides are also converted to nitric acid via the aforementioned side reactions. Thus, the material exiting the ANRC typically consists of nitrogen oxides, carbon oxides, oxygen, and methyl nitrite, as well as small amounts of nitric acid, water, and methanol. Substantially all of the nitrogen oxides, unreacted oxygen and methyl nitrite products exiting the ANRC are removed in the gas phase from the top of the ANRC via line 23.

上述し友ようにANRCに供給されるメタノールの一部
は反応物を構成するけれど、その一部はスクラピング剤
として液相中に残留してANRC中の硝酸及び水の実質
的にすべてを浄化する。すなわち、ANRCから流出す
る硝酸及び水の実質的にすべてを液体メタノール含有光
24中に除去する。
Although some of the methanol fed to the ANRC constitutes the reactant as mentioned above, some of it remains in the liquid phase as a scraping agent to clean up substantially all of the nitric acid and water in the ANRC. . That is, substantially all of the nitric acid and water exiting the ANRC is removed into the liquid methanol-containing light 24.

該液体メタノール含有流はANRCの底部から取り出す
ことが好ましい。メタノール含有流24を経由してAN
RCから流出しない水のすべては管路23を経由してA
NRCの頂部から気相状態で取り出される。ANRCか
ら流出するメタノールの少量部分もまたW路23を経由
してANRCの頂部から気相状態で取り出される。
Preferably, the liquid methanol-containing stream is withdrawn from the bottom of the ANRC. AN via methanol-containing stream 24
All the water that does not flow out from RC is routed to A via pipe 23.
It is extracted from the top of the NRC in a gaseous state. A small portion of the methanol exiting the ANRC is also removed in gas phase from the top of the ANRC via W line 23.

管路24を経由してANRCから取り出される液体の流
れは蒸留、抽出などによって精製してその水及び硝酸の
含量を減少させることができる。該精製された生成物は
次いで低級アルコール(すなわちメタノール)として再
循環させることができる。
The liquid stream removed from the ANRC via line 24 may be purified by distillation, extraction, etc. to reduce its water and nitric acid content. The purified product can then be recycled as lower alcohol (ie methanol).

第1図に示される総合的アルキルナイトライトージアル
キルオキザレー゛ト法においてANRCからの塔頂留出
物蒸気流23の少なくとも一部、一般的には大部分を、
管路26を経由して供給される一酸化炭素と好ましくは
気相状態において混合し、次いでカルボニル化反応帯域
又はオキザレート反応器11に供給する。オキザレート
反応器に流入される物質のすべてが実質的に完全に気相
状態であることが好ましい。反応器11においてメチル
ナイトライトと一酸化炭素とを触媒の存在下に接触させ
て、反応式(■): (n)  2 Co + 2 RONO−一→C0OR
+ 2 N。
In the integrated alkyl nitrite dialkyl oxalate process shown in FIG.
It is mixed, preferably in the gas phase, with carbon monoxide fed via line 26 and then fed to the carbonylation reaction zone or oxalate reactor 11. Preferably, all of the material entering the oxalate reactor is substantially entirely in the gas phase. Methyl nitrite and carbon monoxide are brought into contact with each other in the presence of a catalyst in the reactor 11, and the reaction formula (■): (n) 2 Co + 2 RONO-1→C0OR
+2N.

I 0OR (式中、Rは低級アルギル、例えばこの記載の目的に対
してはメチルである)にしたがってジメチルオキザレー
ト及び酸化窒素を生成させる。
Dimethyl oxalate and nitric oxide are produced according to I 0OR where R is lower argyl, eg, methyl for the purposes of this description.

窒素又は二酸化炭素のような不活性気体希釈剤の存在下
にカルボニル化反応を行うことが好ましいことがある。
It may be preferable to carry out the carbonylation reaction in the presence of an inert gas diluent such as nitrogen or carbon dioxide.

二酸化炭素は窒素に比較して、より高い熱容量を与える
ので二酸化炭素が好ましい。
Carbon dioxide is preferred as it provides a higher heat capacity compared to nitrogen.

このような気体希釈剤は気体供給物の約0ないし約99
容量%を構成することができる。典型的には該気体希釈
剤の濃度は約1ないし約90容量%の範囲にわたる。
Such gaseous diluents contain from about 0 to about 99% of the gaseous feed.
Capacity% can be configured. Typically the concentration of the gaseous diluent ranges from about 1 to about 90% by volume.

反応混合物中における一酸化炭素の適当な濃度は、採用
されるアルキルナイトライト及びその濃度、使用される
触媒、もし希釈剤を使用するならば不活性気体希釈剤の
濃度、及び選択されるプロセス条件に関係する。一般的
にアルキルナイトライトの濃度が大きければ大きいほど
カルボニル化反応が速(なる。アルキルナイトライト対
−酸化炭素の容量比は典型的には約0.05ないし約3
.0、好ましくは約0.2ないし約1.0の範囲にある
。通常にはモル過剰の一酸化炭素が使用される。
The appropriate concentration of carbon monoxide in the reaction mixture depends on the alkyl nitrite employed and its concentration, the catalyst used, the concentration of the inert gas diluent, if a diluent is used, and the process conditions selected. related to. Generally, the higher the concentration of alkyl nitrite, the faster the carbonylation reaction. The volume ratio of alkyl nitrite to carbon oxide is typically from about 0.05 to about 3.
.. 0, preferably in the range of about 0.2 to about 1.0. Usually a molar excess of carbon monoxide is used.

カルボニル化反応はカルボニル化反応帯域11における
液相の形成を実質的に回避する条件下において行われる
。これらの条件は個々のアルキルナイトライト及びその
濃度によって変動することがある。カルボニル化反応は
一般的に約50ないし約200℃、好ましくは約75な
いし約160℃、最も好ましくは約120ないし約15
0℃の温度・において行われる。カルボニル化反応圧力
は一般的に約大気圧から約220 psiaまで、更に
好ましくは約大気圧から約100 psiaまで、最も
好ましくは約15 psiaから約60psiaまでで
ある。所望によシ大気圧以下の圧力を採用することがで
きる。
The carbonylation reaction is conducted under conditions that substantially avoid the formation of a liquid phase in the carbonylation reaction zone 11. These conditions may vary depending on the particular alkyl nitrite and its concentration. The carbonylation reaction is generally carried out at a temperature of about 50 to about 200°C, preferably about 75 to about 160°C, most preferably about 120 to about 15°C.
It is carried out at a temperature of 0°C. The carbonylation reaction pressure is generally from about atmospheric pressure to about 220 psia, more preferably from about atmospheric pressure to about 100 psia, and most preferably from about 15 psia to about 60 psia. Pressures below atmospheric pressure can be employed if desired.

カルボニル化反応器に対するガス毎時空間速度は一般的
に約120/時よりも大きく、好ましくは約360/時
ないし約72,000/時である。
The gas hourly space velocity for the carbonylation reactor is generally greater than about 120/hour, preferably from about 360/hour to about 72,000/hour.

カルボニル化反応帯域11は水を含有しないことが好ま
しい。反応帯域における非常に少量の水は容認できるけ
れど、ANRC中に生成した水の実質的にすべてを除去
してからANRC生成物の流れをカルボニル化反応帯域
11中に導入することが好ましい。オキザレート生成反
応帯域における水の量は約5容量%以下であることが好
ましい。
Preferably, carbonylation reaction zone 11 does not contain water. Although very small amounts of water in the reaction zone are acceptable, it is preferred to remove substantially all of the water produced during ANRC before introducing the ANRC product stream into carbonylation reaction zone 11. Preferably, the amount of water in the oxalate production reaction zone is about 5% by volume or less.

カルボニル化反応は細長い管状帯域の系列下に連続方式
で行うことが好ましいけれど、その代りの帯域幾何学形
状及び設計を採用することもできる。構成材料は、それ
らが反応物及び生成物に対して不活性であり、しかも反
応温度及び反応圧力に耐えることのできるよ5なもので
あるべきである。カルボニル化反応の発熱性の故に、カ
ルボニル化反応帯域11は温度制御のための内部又は外
部の熱交換装置を備えることができる。一般的にカルボ
ニル化反応帯域11における混合は、種々の気体成分に
対する導入点におけるかく乱によって達成される。その
他の混合機構もまた同様に採用することができる。
Although it is preferred that the carbonylation reaction is carried out in a continuous manner in a series of elongated tubular zones, alternative zone geometries and designs may be employed. The materials of construction should be such that they are inert to the reactants and products, yet able to withstand the reaction temperatures and pressures. Due to the exothermic nature of the carbonylation reaction, carbonylation reaction zone 11 may be equipped with internal or external heat exchange equipment for temperature control. Mixing in carbonylation reaction zone 11 is generally achieved by perturbation at the point of entry for the various gaseous components. Other mixing mechanisms may be employed as well.

カルボニル化反応帯域11は白金族金属系の固体触媒に
より充てんすることが好ましい。好ましい白金族触媒物
質はパラジウムである。しかしながら白金、ロジウム、
ルテニウム、及びイリジウムもま友有用である。更には
硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物、酢酸塩、シ
ュウ酸塩、又はベンゾエートのような、これら金属の塩
類を使用することもできる。これらの物質は活性炭、ア
ルミナ、シリカ、シリカ・アルミナ、けいそ5±、軽石
、マグネシア、又はゼオライトのような担体上に担持さ
せることができる。一般的に白金族金属の量は担体に対
して一般的に約0.01ないし約10重量%、好ましく
は約0.2ないし約2重量%の範囲にわ友る。一般的に
固体触媒は固定床として、又は流動床として供給するこ
とができる。
The carbonylation reaction zone 11 is preferably filled with a solid catalyst based on a platinum group metal. A preferred platinum group catalyst material is palladium. However, platinum, rhodium,
Ruthenium and iridium are also useful. It is also possible to use salts of these metals, such as nitrates, sulfates, phosphates, halides, acetates, oxalates, or benzoates. These materials can be supported on supports such as activated carbon, alumina, silica, silica-alumina, silica, pumice, magnesia, or zeolite. In general, the amount of platinum group metal will generally range from about 0.01 to about 10%, preferably from about 0.2 to about 2%, by weight of the carrier. Generally, the solid catalyst can be supplied as a fixed bed or as a fluidized bed.

パラジウム触媒が使用される場合には亜硝酸及び硝酸が
触媒の失活速度を促進することがわかっている。それ故
ANRCにおいて生成されるか、又はそれに供給される
亜硝酸の実質的にすべてをANRCにおいて消費するこ
とが好ましい。更には、酸素も上記のような触媒に対し
て同様な有害な効果を有するので、ANRCから回収し
たアルキルナイトライト生成物中における未消費酸素の
量を最小化することが重要である。
It has been found that when a palladium catalyst is used, nitrite and nitric acid accelerate the rate of catalyst deactivation. It is therefore preferred that substantially all of the nitrite produced in or supplied to the ANRC is consumed in the ANRC. Furthermore, since oxygen has similar deleterious effects on catalysts such as those described above, it is important to minimize the amount of unconsumed oxygen in the alkyl nitrite product recovered from ANRC.

ジメチルオキザレート及び酸化窒素を包含するカルボニ
ル化反応流出物28t−気相状態においてカルボニル化
反応帯域11から実質的に完全に取り出し、好ましくは
オキザレートスクラバー12に供給する。管路乙9を経
由してオキザレートスクラバー12に供給される液体ス
クラピング剤はカルボニル化反応流出物からのジメチル
オキザレートの実質的にすべてを浄化(5crub )
する、該スクラピング剤はANRCにおけるスクラピン
グ剤と同一物質、すなわちメタノールであることが好ま
しい。スクラピング剤及びジメチルオキザレートを包含
する液体塔底物をオキザレートスクラバー12から取り
出す、カルボニル化反応流出物28中に含有される酸化
窒素の実質的にすべて、すなわち95%又はそれ以上、
好ましくは99%又はそれ以上をオキザレートスクラバ
ー12から気体塔頂留出物の流れ20に取り出し、次い
で好ましくはANRCに再循環させ、それによりナイト
ライド−オキザレートサイクルを完成させる。
Carbonylation reaction effluent 28t containing dimethyl oxalate and nitrogen oxide is substantially completely removed from carbonylation reaction zone 11 in the gas phase and preferably fed to oxalate scrubber 12 . A liquid scraping agent fed to the oxalate scrubber 12 via line O 9 cleans substantially all of the dimethyl oxalate from the carbonylation reaction effluent.
The scraping agent is preferably the same substance as the scraping agent in ANRC, namely methanol. Substantially all, i.e., 95% or more, of the nitrogen oxides contained in the carbonylation reaction effluent 28, which removes liquid bottoms including the scraping agent and dimethyl oxalate from the oxalate scrubber 12;
Preferably 99% or more is removed from the oxalate scrubber 12 into gaseous overhead stream 20 and then preferably recycled to the ANRC, thereby completing the nitride-oxalate cycle.

若干の酸化窒素がANRCにおける副反応、例えば望ま
しくない硝酸の生成によって消費されるので、典型的に
はオキザレートスクラバーから回収される酸化窒素を、
管路31を経由する別の流れとしてANRCに供給され
る補給酸化窒素により補充するか、又は点線32を経由
して再循環酸化窒素の流れ20中に導入しなければなら
ない。
Typically, the nitrogen oxides recovered from the oxalate scrubber are
It must be supplemented by make-up nitric oxide supplied to the ANRC as a separate stream via line 31 or introduced into the recycled nitric oxide stream 20 via dotted line 32.

本発明によるANRCは好都合には細長い管状反応帯域
、好ましくはカラムから成ることができるけれど別の帯
域幾何学形°状を採用することもできる。該カラムは少
なくとも二つの区画、すなわち上部精留区画及び下部反
応器区画を包含する。下部反応器区画は好ましくは充て
ん床を包含し、−方上部精留区画は好ましくは一連の間
隔を置いた蒸留トレーを包含する。構成材料は、それら
が反応条件下に反応物及び生成物に対して不活性であゃ
、しかも遭遇する温度及び圧力に耐え得るものであるべ
きである。
The ANRC according to the invention may conveniently consist of an elongated tubular reaction zone, preferably a column, although other zone geometries may be employed. The column includes at least two sections: an upper rectification section and a lower reactor section. The lower reactor section preferably includes a packed bed and the upper rectification section preferably includes a series of spaced apart distillation trays. The materials of construction should be inert to the reactants and products under the reaction conditions and should be able to withstand the temperatures and pressures encountered.

好ましくは気相状態における酸化窒素及び酸素はANR
Cの下部反応器区画、好ましくは充てん物の下方に供給
する。酸化窒素の酸化(上述の反応式(I))によって
酸素が消費される:(D    2NO+0□    
  2 Nozこの反応は比較的に緩漫で、かつ主とし
て気相中において生ずると思われ、ANRC内の蒸気ポ
ケット(vapor pocket )ということので
きるものの中で進行する。下部反応器区画において該蒸
気ポケットは充てん床における連続液相中に配置さ瓢該
液相を通って上方へ移蛎する気泡より主として成る。上
部精留又は蒸留区画において該蒸気ポケットは主として
トレー間、すなわちトレー上の液泡(1iquid f
roth )の上方で、かつ上のトレーの下方に位、置
する空間における蒸気空間よ構成る。
Preferably, nitrogen oxide and oxygen in the gas phase have an ANR
C is fed into the lower reactor section, preferably below the packing. Oxygen is consumed by the oxidation of nitrogen oxide (reaction formula (I) above): (D 2NO+0□
2 Noz This reaction is relatively slow and appears to occur primarily in the gas phase, proceeding in what can be described as a vapor pocket within the ANRC. In the lower reactor section, the vapor pockets are disposed in a continuous liquid phase in the packed bed and consist primarily of gas bubbles that migrate upwardly through the liquid phase. In the upper rectification or distillation section, the vapor pocket is mainly between the trays, i.e. the liquid bubbles on the trays (1quid f
roth) and below the upper tray.

該蒸気ポケット中に生ずる2flの反応は上記論じた反
応(2)及び(6)である: (2)   NO+ No、□N20゜(6)   2
 N()、 丘=9N、O。
The 2fl reactions occurring in the vapor pocket are reactions (2) and (6) discussed above: (2) NO+ No, □N20° (6) 2
N(), Hill=9N,O.

反応(2)において生成されたN、O,と反応(3)に
よるメタノールとの反応は非常に速やかであり、かつA
NRC内の液体ポケットと称される液相中で進行すると
思われる。下記反応器区画において該液体ポケットは充
てん床内に配置され、かつ一般的に該充てん床を通って
下方に移動する実質的に連続の液相よシ主として成る。
The reaction between N, O, produced in reaction (2) and methanol in reaction (3) is very rapid, and
It appears to proceed in a liquid phase called a liquid pocket within the NRC. In the reactor section described below, the liquid pockets are disposed within a packed bed and generally consist primarily of a substantially continuous liquid phase moving downwardly through the packed bed.

上部精留区画において該液体ポケットは各蒸留トレー上
の液泡よシ主として成る。
In the upper rectification section, the liquid pocket consists primarily of liquid bubbles on each distillation tray.

反応(2)において生成したN、03もまた気相におい
て酸素と反応することができると思われる。このような
N、0.の、それ以上の反応は硝酸前駆物質(N、05
+ H,O←2 HNO3) 全生成し、t、 九カッ
チ酸化窒素をアルキルナイトライトに転化する、系の効
率を減少させる。し九がって、酸化窒素のアルキルナイ
トライトへの転化効率を高めるためには反応(2)にお
いて生成されるNtO,を、反応(3)にしたがって低
級アルコールにょシ生成され几比較的直後に強制的に反
応させることが好ましい。NtO。
It appears that the N,03 produced in reaction (2) can also react with oxygen in the gas phase. Such N, 0. The further reaction of nitric acid precursor (N,05
+H,O←2HNO3) Totally produced, t, converts the 9-catch nitrogen oxide to alkyl nitrite, reducing the efficiency of the system. Therefore, in order to increase the conversion efficiency of nitrogen oxide to alkyl nitrite, the NtO produced in reaction (2) should be converted to lower alcohol produced in reaction (3) relatively soon after. It is preferable to force the reaction. NtO.

と低級アルコールとの反応は主として気体と液体とが接
触するに至った場合に生ずると思われる。
The reaction between the gas and the lower alcohol appears to occur primarily when the gas and liquid come into contact.

反応(6)もまた酸化窒素をアルキルナイトライトに転
化させる系の効率を減少させ、かつ一般的に反応(7)
及び(8)を経由して望ましくない硝酸の生成をもたら
す。反応(6)は気相において生ずると思われる。硝酸
の生成を最小化するためには、反応(1)により生成さ
れたNO□を生成後間もなく反応(2)にしたがってN
Oと反応させ、次いで直ちに液相において低級アルコー
ル、例えばメタノールとの反応によりアルキルナイトラ
イト、すなわちメチルナイトライトを生成させることが
好ましい。密接な気液接触及び、比較的に低いガスホー
ルドアツプ軸as hold−up)を与える、充てん
床反応器のような反応器区画によって、上記の考慮事項
が満たされ得ることがわかった。充てん床デザインにお
いて存在することのある有意の蒸気ポケットの不存在下
に、気相と液体アルコール相との密接な接触と関連する
酸素に比してのNOのモル過剰を使用することは選択的
に反応(1)〜(4)を促進し、かつ反応(5)〜(8
)を妨害する。したがって望ましい生成物であるアルキ
ルナイトライトが硝酸の代りに生成される。充てん床デ
ザインの代りとして反応器区画をスプレー区画とするこ
ともできる。
Reaction (6) also reduces the efficiency of the system in converting nitrogen oxides to alkyl nitrite and generally reduces the efficiency of reaction (7).
and (8) resulting in the formation of undesirable nitric acid. Reaction (6) appears to occur in the gas phase. In order to minimize the production of nitric acid, the NO
Preferably, alkyl nitrite, ie methyl nitrite, is produced by reaction with O and then immediately in the liquid phase with a lower alcohol, such as methanol. It has been found that the above considerations can be met by a reactor section, such as a packed bed reactor, which provides intimate gas-liquid contact and a relatively low gas hold-up axis. In the absence of significant vapor pockets that may be present in packed bed designs, it is selective to use a molar excess of NO over oxygen associated with intimate contact between the gas and liquid alcohol phases. to promote reactions (1) to (4), and to promote reactions (5) to (8).
). The desired product, alkyl nitrite, is therefore produced in place of nitric acid. As an alternative to a packed bed design, the reactor compartment can also be a spray compartment.

上記の背景のもとに、好ましいANRC容器のデザイン
を更に詳細に説明する。ANRCの設計要件は塔の底部
から頂部までにわたって有意に変化する。
With the above background, preferred ANRC container designs will now be described in further detail. ANRC design requirements vary significantly from the bottom of the column to the top.

硝酸及び酸素は酸化窒素が化学量論的過剰量において、
す・なわちNO:0□のモル比が4:1以上である量に
おいて存在するようなモル比においてANRCの底部に
供給される。十分にモル過剰の酸化窒素が使用される限
り酸素濃度は、酸素が酸化窒素との反応によって少なく
とも部分的に消耗されたANRCの残りの部分に比較し
て、ANRCの底部において、より高濃度である。換言
すれば初期過剰酸素を使用するならば、一般的に酸化窒
素/酸素のモル比はANRCの底部において、ANRC
のいがなる他の場所よりも低い。その結果、反応(1)
の速度は一般的にANRCのいかなる他の場所よりもA
NRCの底部において高い。No、の高生成速度の故に
反応(2)の速度もまた、塔の残りの部分に比較してA
NPCの底部において大きい。酸化窒素のアルキルナイ
トライトへの転化効率を最大化するためには、N2O3
の生成が特に速やかであるANRCの底部区画において
NzO+ (反応(2)を経て生成される)と低級アル
コール、例えばメタノールとの接触を最大化すべきであ
る。これは底部区画における蒸気と液体とを密接に接触
させることにより行われる。それ故、般的に蒸気と液体
との密接な接触を生じさせる充てん(packing)
がANRCの底部区画において行われる。
Nitric acid and oxygen in a stoichiometric excess of nitrogen oxide,
i.e. fed to the bottom of the ANRC in a molar ratio such that the molar ratio of NO:0□ is present in an amount greater than or equal to 4:1. As long as a sufficient molar excess of nitric oxide is used, the oxygen concentration will be higher at the bottom of the ANRC compared to the rest of the ANRC, where oxygen has been at least partially depleted by reaction with the nitric oxide. be. In other words, if an initial excess of oxygen is used, the nitric oxide/oxygen molar ratio will generally be lower than the ANRC at the bottom of the ANRC.
It is lower than other places where Noiharu occurs. As a result, reaction (1)
The speed of A is generally faster than anywhere else in the ANRC.
High at the bottom of the NRC. Because of the high production rate of No., the rate of reaction (2) is also lower than that of A compared to the rest of the column.
Larger at the bottom of the NPC. To maximize the conversion efficiency of nitrogen oxide to alkyl nitrite, N2O3
The contact between NzO+ (formed via reaction (2)) and lower alcohols, such as methanol, should be maximized in the bottom compartment of the ANRC, where the formation of NzO+ is particularly rapid. This is done by bringing the vapor and liquid into intimate contact in the bottom compartment. Therefore, packing that generally results in intimate contact between vapor and liquid
takes place in the bottom compartment of the ANRC.

一般的に若干の酸素は消耗されない充てん区画を通過し
、次いで上方区画に入る。上記に示したように、オキザ
レート反応器に配送されるメチルナイトライト生成物中
に酸素が実質的に存在しないことが望ましい。ANRC
内における酸素の消費を最大化し、かつこの目標を達成
するためには、ANRCの上方区画に入る酸素の実質的
に全部を消費する手段を設けることが望ましい。一般的
に酸素の濃度が次第に低くなるにつれて塔中における高
い濃度が測定される。この理由により反応(1)の速う
に、ANRCにおける酸化窒素のメチルナイトライトへ
の全体的な転化効率に重大な悪影響を及ぼすことなく酸
素の消費を完了させるために塔の上部精留区画において
必要な比較的に低度の気液接触と共に、比較的に大きな
気相滞留時間を与えるべきである。ANRCの上部精留
区画における気相滞留時間を比較的に長くすることによ
り、上部精留区画に入る酸素の実質的にすべて、典型的
には99%又はそれ以上が消費されることができる。十
分な気相滞留時間は、トレー付き蒸留区画より成る上方
精留区画において容易に与えることができる。
Generally some oxygen passes through the unconsumed fill compartment and then enters the upper compartment. As indicated above, it is desirable that there be substantially no oxygen in the methyl nitrite product delivered to the oxalate reactor. ANRC
In order to maximize the consumption of oxygen within the ANRC and achieve this goal, it is desirable to provide a means for consuming substantially all of the oxygen that enters the upper compartment of the ANRC. Generally, higher concentrations in the column are measured as the concentration of oxygen becomes progressively lower. For this reason, the speed of reaction (1) is required in the upper rectifying section of the column to complete the consumption of oxygen without significantly adversely affecting the overall conversion efficiency of nitrogen oxide to methyl nitrite in the ANRC. A relatively large gas phase residence time should be provided along with a relatively low degree of gas-liquid contact. By providing a relatively long gas phase residence time in the upper rectifying section of the ANRC, substantially all of the oxygen entering the upper rectifying section can be consumed, typically 99% or more. Sufficient gas phase residence time can easily be provided in the upper rectification section consisting of a trayed distillation section.

前記発明の背景の項において論じた理由から、ANRC
の蒸気生成物中に含有される水及び硝酸の量ならびにA
NRCの液体塔底物の流れ中におけるメチルナイトライ
トの量は最小化されることが好ましい。ANRC内にお
いて温度及び圧力はANRC内において化合物の適当な
分離が行われるように保つ。この結果を最良に達成する
ためには、スクラピング剤を精留区画の上方部分、好ま
しくは最上トレーの上方に導入して分離を助ける。好ま
しくは、反応物として供給されたメタノールがスクラピ
ング剤としても作用する。一般的により多くのスクラピ
ング剤を使用するほど、より良い精留が得られる。成る
分離を行うために要するスクラピング剤の量はANRC
により多くのトレーを設けることによって減少させるこ
とができる。したがって大量のスクラピング剤を使用す
ることと、ANRC内により多くのトレーを設けること
との闇に経済的最適化が存在する。
For the reasons discussed in the background section above, the ANRC
the amount of water and nitric acid contained in the steam product of A
Preferably, the amount of methyl nitrite in the NRC liquid bottoms stream is minimized. Temperature and pressure within the ANRC are maintained such that proper separation of the compounds occurs within the ANRC. To best achieve this result, a scraping agent is introduced in the upper part of the rectification compartment, preferably above the top tray, to aid in separation. Preferably, the methanol supplied as reactant also acts as a scraping agent. Generally, the more scraping agent used, the better the rectification obtained. The amount of scraping agent required to perform a separation of
It can be reduced by providing more trays. Therefore, there is an economic optimization behind using large amounts of scraping agent and having more trays in the ANRC.

適度な気相滞留時間を与えることによりANRCに供給
される酸素の実質的に全部、すなわち99%またはそれ
以上と酸化窒素以外の窒素酸化物の実質的に全部、すな
わち99%又はそれ以上がANRCにおいて消費される
Substantially all of the oxygen supplied to the ANRC, i.e., 99% or more, and substantially all of the nitrogen oxides other than nitrogen oxides, i.e., 99% or more, are supplied to the ANRC by providing a moderate gas phase residence time. consumed in

最後に、発明の背景の項において論じたように、反応熱
をANRCから効果的に除去しなければならない。一般
的にANRC内に発生した全熱量の約90%以上、典型
的には95%又はそれ以上が下部充てん床区画において
生成する。除熱は下部反応区画からの液体の側流を熱交
換器を通して再循環させることにより達成することが好
ましい。
Finally, as discussed in the Background of the Invention section, the heat of reaction must be effectively removed from the ANRC. Generally, about 90% or more of the total heat generated within the ANRC is generated in the lower packed bed section, typically 95% or more. Heat removal is preferably achieved by recycling a side stream of liquid from the lower reaction section through a heat exchanger.

ANRCの上方精留区画の下方部分においても除熱する
ことが好ましい、これもまた上述の手段に類似する追加
の熱交換手段を設けることによって達成することができ
る0例えば液体を1個のトレーから取り出し、冷却器を
通過させ、次いでANRCの、より上方のトレーに戻す
ことができる。
Preferably heat is also removed in the lower part of the upper rectification section of the ANRC, this can also be achieved by providing additional heat exchange means similar to those described above. It can be removed, passed through a cooler, and then returned to the higher trays of the ANRC.

本発明による好ましいANRCを第2図によシ説明する
。第2図において下部充てん床反応器区画40は約20
垂直フィートの充てん物を包含することができる。上部
精留区画41は約2フィートのトレー間隔を有する約3
6個のトレーを包含する。上部精留区画41において充
てん物を使用す2ることもできるけれど、十分な精留を
保証する九めに必要な適度な液体分布についての問題が
存在することがある。しかしながら、このような問題が
なくても充てん物について追加されるコストは正当化さ
れない。なぜならばかなりに大きいガスの停滞(hol
d−up)は解決困難ではなく、しかも実際的には酸素
消費を達成するために望ましいからである。し友がって
トレーが好ましい。
A preferred ANRC according to the present invention will be explained with reference to FIG. In FIG. 2, the lower packed bed reactor section 40 has approximately 20
Vertical foot infills can be included. The upper rectification section 41 has a tray spacing of about 3 with a tray spacing of about 2 feet.
Contains 6 trays. Although it is possible to use a packing in the upper rectification section 41, there may be problems with the proper liquid distribution necessary to ensure sufficient rectification. However, even without such problems, the added cost of the filling is not justified. This is because the gas stagnation (hol) is quite large.
d-up) is not difficult to solve and is actually desirable to achieve oxygen consumption. A friendly tray is preferred.

好ましい実施態様において、下部反応器区画と上部精留
区画とは1個の区分されたカラム穀として提供される。
In a preferred embodiment, the lower reactor section and the upper rectification section are provided as one segmented column grain.

いずれにせよ、ガス/蒸気を充てん床反応器区画から上
部精留区画内に直接に通し液体を精留区画から充てん床
反応器区画内に直接に誘導する手段が提供される。
In either case, a means is provided for directing gas/vapor from the packed bed reactor section directly into the upper rectification section and liquid from the rectification section directly into the packed bed reactor section.

再循環酸化窒素、補給酸化窒素及び酸素を、それぞれ管
路42.43及び44を経由して、充てん物の下方の、
反応器区画の下部においてANRCの底部に供給する。
Recirculating nitric oxide, make-up nitric oxide and oxygen are carried below the charge via lines 42, 43 and 44, respectively.
Feed the bottom of the ANRC at the bottom of the reactor section.

液体メタノールを管路45を経由して、精留区画の上部
における最上部トレー上の位置に供給する。メタノール
、酸化窒素及び水を包含する液体の流れ46を反応器区
画の下部の、充てん物の下方から取り出す。液体の流れ
46の一部を熱交換器47において冷却し、次いで管路
48を経由して充てん床区分の直上の位置においてAN
RCに戻す。そのほか、ANRC内の底部トレーから取
り出される液体の流れを第二の熱交換器50を通し、管
路51を経由して、上部精留区画の底部から第23番目
のトレー上においてAN[に戻す。生成物のメチルナイ
トライトを包含する塔頂留出物の流れ52をANRCの
頂部から取り出す。
Liquid methanol is supplied via line 45 to a location on the top tray at the top of the rectification section. A liquid stream 46 containing methanol, nitrogen oxide and water is withdrawn from the lower part of the reactor section, below the packing. A portion of the liquid stream 46 is cooled in a heat exchanger 47 and then passed via line 48 to the AN at a location directly above the packed bed section.
Return to RC. In addition, the liquid stream withdrawn from the bottom tray in the ANRC is passed through a second heat exchanger 50 and returned to the AN via line 51 on the 23rd tray from the bottom of the upper rectifying section. . An overhead stream 52 containing the product methyl nitrite is removed from the top of the ANRC.

本発明により、(1)酸素の実質的に完全な転化率、す
なわち少なくとも95%、好ましくは99%又はそれ以
上、最も好ましくは99.5%またはそれ以上の転化率
、(2)高級酸化窒素の実質的に完全な転化率、及び(
3)酸化窒素のメチルナイトライトの高い転化効率、す
なわち少なくとも95%、好ましくは99%又はそれ以
上の転化効率を伴った効率的な態様においてメチルナイ
トライトを生成させることができる。そのほか、ANR
Cにおいて生成される、すべての硝酸及び水は液体テー
ル(tail)の流れを経由して除去され、一方メチル
ナイトライトを包含する気体塔頂留出物の流れはこれら
の物質を実質的に含有しない。
The present invention provides (1) substantially complete conversion of oxygen, i.e., at least 95%, preferably 99% or more, most preferably 99.5% or more; (2) higher nitrogen oxides; substantially complete conversion of and (
3) Methyl nitrite can be produced in an efficient manner with a high conversion efficiency of nitrogen oxide to methyl nitrite, i.e. at least 95%, preferably 99% or more. In addition, ANR
All nitric acid and water produced at C are removed via the liquid tail stream, while the gaseous overhead stream containing methyl nitrite substantially contains these materials. do not.

本発明は下記の実施例を参照することにより、よシ容易
に理解することができる。実施例は説明として示すもの
であシ本発明を限定するものではない。
The present invention can be more easily understood by referring to the following examples. The examples are given by way of illustration and are not intended to limit the invention.

実施例 本実施例は本発明にしたがって設計された好ましいAN
RCのコンピューターシミュレーションの結果を示す。
EXAMPLE This example describes a preferred AN designed in accordance with the present invention.
The results of computer simulation of RC are shown.

ANRCは′!J2図のデザインに合わせて設計され、
充てん物の20垂直フィートを有する下部光てん床反応
器区画と、8理論当量分離段階(theoretica
l equilibrium 5eparation 
stages )を有する上部精留区画(高さ69フィ
ート)とを包含した。実際には上部精留区画の下部43
フィートは精留に対してわずかに1当量段階としてのみ
寄与する。なぜならば第2図に示すように側面冷却ルー
プ(1oop )はANRCのこの部分を−まとめにし
てい九からである。
ANRC is'! Designed according to the design of J2 diagram,
A lower photonic bed reactor section with 20 vertical feet of packing and 8 theoretic equivalent separation stages.
l equilibrium 5eparation
an upper rectification section (69 feet high) with stages). Actually the lower part 43 of the upper rectifying section
Feet contribute only one equivalent step to the rectification. This is because, as shown in FIG. 2, the side cooling loop (1oop) summarizes this part of the ANRC.

このシミュレーションにおいてANRCは約5気圧及び
50℃において操作した。No及び0.を該充てん床区
画の底部に約5:10モル比において供給し、この間に
実質的に純粋なメタノールを精留区画の頂部に導入した
。この手項にょ#)ANRCに供給され&NOの99%
以上がメチルナイトライトに転化され、10 ppm未
満の臣ノ、とわずかに約20 ppmの水、及び50 
ppmの酸素を含有する塔頂留出物を生成した。このこ
とはANRCにおける約99.7%の酸素転化率を示す
。反応器区画の下部から取り出される液体の流れは約1
3モル%のメタノール、約1モル%の所す、及びわずか
に約0.1モル%を含有し、残余分は水であっ几。
In this simulation, the ANRC operated at approximately 5 atmospheres and 50°C. No and 0. was fed to the bottom of the packed bed section in an approximately 5:10 molar ratio while substantially pure methanol was introduced to the top of the rectification section. This procedure is supplied to ANRC & NO 99%
more than 20% is converted to methyl nitrite, less than 10 ppm of water, and only about 20 ppm of water, and 50 ppm of water.
An overhead distillate containing ppm of oxygen was produced. This indicates an oxygen conversion of about 99.7% in ANRC. The liquid flow withdrawn from the bottom of the reactor compartment is approximately 1
It contains 3 mole % methanol, about 1 mole % and only about 0.1 mole %, with the balance being water.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はアルキルナイトライト−ジアルキルオキザレー
ト生成サイクルの流れ系統図である。 第2図は本発明による好ましいアルキルナイトライト反
応器の概略図である。 FIG、2
FIG. 1 is a flow diagram of the alkyl nitrite-dialkyl oxalate production cycle. FIG. 2 is a schematic diagram of a preferred alkyl nitrite reactor according to the present invention. FIG.2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(a)酸化窒素、低級アルコール及び酸素を反応帯
域において前記酸化窒素、低級アルコール及び酸素の少
なくとも一部が反応してアルキルナイトライトを生成す
る条件下に接触させ、ここに前記反応帯域は少なくとも
二つの区画、すなわち反応器区画と精留区画とを包含し
; (b)液体スクラピング剤を前記精留区画の上方部分に
供給し; (c)アルキルナイトライトを包含する気体反応生成物
の流れを前記精留区画から取り出し;(d)スクラピン
グ剤及び水を包含する液体の流れを前記反応器区画から
取り出し; この場合、前記反応器区画は酸化窒素のアルキルナイト
ライトへの転化率を高めるのに十分な、密接な気−液接
触と冷却とを与え、かつ前記精留区画は酸素の転化率を
高めるのに十分な蒸気滞留時間と、気体反応生成物の流
れ中の水及び硝酸の量及び液体の流れ中のアルキルナイ
トライトの量を減少させるに十分な精留容量とを与える
ものとする、 ことを包含して成るアルキルナイトライトの製造方法。 2、アルキルナイトライトがメチルナイトライトであり
、低級アルコールがメタノールであり、しかも液体スク
ラピング剤がメタノールである請求項1記載の方法。 3、アルキルナイトライトがエチルナイトライトであり
、低級アルコールがエタノールであり、しかも液体スク
ラピング剤がエタノールである請求項1記載の方法。 4、反応器区画から液体側流を取り出し、前記液体側流
を冷却し、次いで前記液体側流を反応帯域に戻すことに
より反応帯域から熱を除去する請求項1記載の方法。 5、精留区画が間隔を置いたトレーの系列を包含し前記
精留区画の最下部トレーから第二の液体側流を取り出し
、前記第二の液体側流を冷却し、次いで該側流を前記最
下部トレーよりも高い前記精留区画の位置において前記
精留区画に戻すことにより反応帯域から追加の熱を除去
する請求項4記載の方法。 6、反応容器における酸素の転化率が少なくとも95%
であり、酸化窒素のメチルナイトライトへの転化率が少
なくとも95%である請求項2記載の方法。 7、反応容器における酸素の転化率が99%又はそれ以
上であり、酸化窒素のメチルナイトライトへの転化率が
99%又はそれ以上である請求項2記載の方法。 8、(a)下部充てん床区画; (b)上部精留区画; (c)前記上部精留区画に液体スクラピング剤を供給す
る手段; (d)前記上部精留区画から気体反応生成物の流れを取
り出すための手段; (e)前記下部充てん床区画から液体の流れを取り出す
ための手段; を包含し、 この場合前記下部充てん床区画は酸化窒素のアルキルナ
イトライトへの転化率を高めるのに十分な密接な気−液
接触を与え、しかも前記上部精留区画は酸素の転化率を
高めるのに十分な蒸気滞留時間と、気体反応精製物の流
れにおける水及び硝酸の量ならびに液体の流れにおける
アルキルナイトライトの量を減少させるのに十分な精留
容量を与えるものとする、 ことを包含して成る酸化窒素、低級アルコール及び酸素
を接触させることによりアルキルナイトライトを製造す
るための反応容器。 9、反応容器が更に、前記反応容器から熱を除去する手
段を包含する請求項8記載の反応容器。 10、反応容器から熱を除去する手段が下部充てん床区
画から液体側流を取り出し、前記液体側流を冷却し、次
いでそれを前記反応容器に戻す手段を包含する請求項9
記載の反応容器。 11、反応容器から熱を除去する手段が上部精留区画か
ら液体側流を取り出し、第二の液体側流を冷却し、次い
でそれを前記上部精留区画の高い場所に戻す手段を包含
する請求項10記載の反応容器。 12、上部精留区画が多数の、間隔を置いた蒸留トレー
を包含する請求項8記載の反応容器。 13、上部精留区画が約36トレーを包含し、しかも下
部充てん床区画が約20垂直フィートの充てん物を包含
する請求項12記載の反応容器。 14、酸化窒素、メタノール及び酸素を反応帯域におい
て接触させ、ここに前記反応帯域は少なくとも二つの区
画、すなわち下部充てん床区画と、間隔を置いた蒸留ト
レーを有する上部精留区画とを包含し、この場合; (1)酸素転化率が99%又はそれ以上であり、しかも
、 (2)アルキルナイトライトへの酸化窒素の効率が99
%又はそれ以上である、 ことを包含して成るメチルナイトライトの製造方法。
[Claims] 1. (a) bringing nitrogen oxide, a lower alcohol, and oxygen into contact in a reaction zone under conditions such that at least a portion of the nitrogen oxide, lower alcohol, and oxygen react to produce alkyl nitrite; wherein said reaction zone includes at least two sections, namely a reactor section and a rectification section; (b) a liquid scraping agent is provided to an upper portion of said rectification section; (c) an alkyl nitrite is included. (d) a stream of liquid containing a scraping agent and water is removed from the reactor section; the rectification section provides sufficient intimate gas-liquid contact and cooling to increase the conversion of oxygen, and the rectifying section has sufficient vapor residence time to increase the conversion of oxygen and and a rectifying capacity sufficient to reduce the amount of water and nitric acid in the liquid stream and the amount of alkyl nitrite in the liquid stream. 2. The method according to claim 1, wherein the alkyl nitrite is methyl nitrite, the lower alcohol is methanol, and the liquid scraping agent is methanol. 3. The method of claim 1, wherein the alkyl nitrite is ethyl nitrite, the lower alcohol is ethanol, and the liquid scraping agent is ethanol. 4. The method of claim 1, wherein heat is removed from the reaction zone by removing a liquid side stream from the reactor compartment, cooling the liquid side stream, and then returning the liquid side stream to the reaction zone. 5. a rectifying section including a series of spaced trays, removing a second liquid side stream from the lowest tray of said rectifying section, cooling said second liquid side stream, and then discharging said side stream; 5. The method of claim 4, wherein additional heat is removed from the reaction zone by returning to the rectification section at a location in the rectification section that is higher than the bottom tray. 6. The conversion rate of oxygen in the reaction vessel is at least 95%.
3. The method of claim 2, wherein the conversion of nitrogen oxide to methyl nitrite is at least 95%. 7. The method according to claim 2, wherein the conversion rate of oxygen in the reaction vessel is 99% or more, and the conversion rate of nitrogen oxide to methyl nitrite is 99% or more. 8. (a) a lower packed bed section; (b) an upper rectifying section; (c) means for supplying a liquid scraping agent to said upper rectifying section; (d) a flow of gaseous reaction products from said upper rectifying section. (e) means for removing a stream of liquid from said lower packed bed section, wherein said lower packed bed section is adapted to increase the conversion of nitrogen oxides to alkyl nitrite. The upper rectifying section provides sufficient intimate gas-liquid contact, yet the upper rectifying section has sufficient vapor residence time to increase the conversion of oxygen and the amount of water and nitric acid in the gaseous reaction product stream and in the liquid stream. A reaction vessel for producing alkyl nitrite by contacting nitrogen oxide, a lower alcohol, and oxygen, the reaction vessel comprising: providing a rectification capacity sufficient to reduce the amount of alkyl nitrite. 9. The reaction vessel of claim 8, wherein the reaction vessel further includes means for removing heat from said reaction vessel. 10. Claim 9, wherein the means for removing heat from the reaction vessel includes means for removing a liquid side stream from a lower packed bed section, cooling said liquid side stream, and then returning it to said reaction vessel.
Reaction vessel as described. 11. Claim 11, wherein the means for removing heat from the reaction vessel includes means for removing a liquid side stream from an upper rectifying section, cooling a second liquid side stream, and then returning it to an elevated location in said upper rectifying section. Item 10. Reaction container according to item 10. 12. The reaction vessel of claim 8, wherein the upper rectification section includes multiple spaced distillation trays. 13. The reaction vessel of claim 12, wherein the upper rectification section includes about 36 trays and the lower packed bed section includes about 20 vertical feet of packing. 14. contacting nitrogen oxide, methanol and oxygen in a reaction zone, said reaction zone comprising at least two sections, a lower packed bed section and an upper rectification section having spaced apart distillation trays; In this case; (1) the oxygen conversion rate is 99% or more, and (2) the efficiency of nitrogen oxide to alkyl nitrite is 99%.
% or more.
JP30795588A 1988-12-07 1988-12-07 Method and reaction vessel for preparing alkyl nitrite Pending JPH02184656A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30795588A JPH02184656A (en) 1988-12-07 1988-12-07 Method and reaction vessel for preparing alkyl nitrite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30795588A JPH02184656A (en) 1988-12-07 1988-12-07 Method and reaction vessel for preparing alkyl nitrite

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02184656A true JPH02184656A (en) 1990-07-19

Family

ID=17975182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30795588A Pending JPH02184656A (en) 1988-12-07 1988-12-07 Method and reaction vessel for preparing alkyl nitrite

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02184656A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0310191B1 (en) Process and reaction vessel for production of alkyl nitrite
US4879401A (en) Process for removal of impurities in alkyl nitrite formation
CN101190884B (en) Method for synthesizing dimethyl oxalate and coproducing dimethyl carbonate
CA2326888C (en) Continuous production of 1,3-dioxolan-2-ones
JP2931753B2 (en) Method for producing C1-C4-alkyl nitrite
CA2896290C (en) Method for producing dimethyl oxalate
JPH0769995A (en) Production of dimethyl carbonate
US4461909A (en) Process for continuously preparing a diester of oxalic acid
US9546123B2 (en) Process for preparing acrylic acid from formaldehyde and acetic acid
EP0911316B1 (en) Process for producing alkyl nitrite
CA1160250A (en) Process for continuous preparation of diester of oxalic acid
EP0655433B1 (en) Process for continuously producing dimethyl carbonate
US4629806A (en) Vapor state formation of diesters of oxalic acid
JPH02184656A (en) Method and reaction vessel for preparing alkyl nitrite
JP6048135B2 (en) Process for producing dialkyl oxalate
JP2000063319A (en) Acetic acid reactive distillation process based on carbonylation of dme/methanol
EP0655432B1 (en) Process for continuously producing dimethyl carbonate
EP0057629B1 (en) Vapor state process for the preparation of diesters of oxalic acid
JP3780742B2 (en) Production method of dialkyl carbonate
JPH11189570A (en) Production of nitrous ester
US4251460A (en) Process for production of dimethylformamide
JPH06298707A (en) Production of c1-c4-alkyl nitrite
JPH11246477A (en) Production of alkyl ester of oxalic acid
JPH06306017A (en) Production of chloroformic acid ester
JPH06306016A (en) Production of chloroformic acid ester