JPH07206778A - Continuous production of dimethyl carbonate - Google Patents
Continuous production of dimethyl carbonateInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、一酸化炭素と亜硝酸メ
チルを固体触媒の存在下で気相接触反応させて炭酸ジメ
チルを工業的に製造する方法、特に炭酸ジメチルを大規
模に製造する方法において、亜硝酸メチルを再生するた
めに必要とされる窒素酸化物を効果的に補給して炭酸ジ
メチルを連続的に製造する方法に関する。炭酸ジメチル
は、芳香族ポリカーボネートや医農薬等の合成原料とし
て、また溶剤として有用な化合物である。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for industrially producing dimethyl carbonate by subjecting carbon monoxide and methyl nitrite to a gas phase catalytic reaction in the presence of a solid catalyst, and particularly to producing dimethyl carbonate on a large scale. A method for continuously producing dimethyl carbonate by effectively replenishing nitrogen oxides required to regenerate methyl nitrite. Dimethyl carbonate is a compound useful as a synthetic raw material for aromatic polycarbonates, pharmaceuticals and agricultural chemicals, and as a solvent.
【0002】[0002]
【従来の技術】一酸化炭素と亜硝酸メチルを固体触媒の
存在下で気相接触反応させて炭酸ジメチルを連続的に製
造する方法は、例えば、特願平3−269950号に示
されるように、一酸化炭素と亜硝酸メチルを反応器で固
体触媒の存在下に気相接触反応させて炭酸ジメチルを生
成させる第1工程、第1工程において生成した炭酸ジメ
チルを炭酸ジメチル吸収塔(吸収塔)で吸収溶媒のシュ
ウ酸ジメチルに吸収させる第2工程、第2工程における
非凝縮ガス中の一酸化窒素を亜硝酸メチル再生塔(再生
塔)で分子状酸素及びメタノールと接触させて亜硝酸メ
チルを生成させる第3工程、及び第2工程においてシュ
ウ酸ジメチルに吸収分離された炭酸ジメチルを抽出蒸留
塔及び炭酸ジメチル蒸留塔で蒸留分離する第4の工程か
ら成っている。2. Description of the Related Art A method for continuously producing dimethyl carbonate by subjecting carbon monoxide and methyl nitrite to a gas phase catalytic reaction in the presence of a solid catalyst is disclosed, for example, in Japanese Patent Application No. 3-269950. , A first step in which carbon monoxide and methyl nitrite are subjected to a gas phase catalytic reaction in a reactor in the presence of a solid catalyst to produce dimethyl carbonate, and the dimethyl carbonate produced in the first step is a dimethyl carbonate absorption tower (absorption tower) In the second step of absorbing with dimethyl oxalate as an absorption solvent in step 2, the nitric oxide in the non-condensed gas in the second step is contacted with molecular oxygen and methanol in a methyl nitrite regeneration tower (regeneration tower) to remove methyl nitrite. It comprises a third step of producing and a fourth step of distilling and separating the dimethyl carbonate absorbed and separated into dimethyl oxalate in the extractive distillation column and the dimethyl carbonate distillation column.
【0003】このプロセスにおいて、亜硝酸メチル及び
一酸化窒素は下記の反応式に示されるように反応全体で
は実質的に消費されず触媒的な存在であるが、実際は吸
収塔の吸収液や再生塔の缶液への溶解や、第1工程、第
2工程、及び第3工程の間を循環するガス(循環ガス)
のパージによるロスが避けられず、亜硝酸メチル又は窒
素酸化物(NOX )の補給が行われている。In this process, methyl nitrite and nitric oxide are catalytically present and are not substantially consumed in the entire reaction as shown in the following reaction formula. Gas dissolved in the can solution and circulated between the first step, the second step, and the third step (circulation gas)
Inevitably, the loss due to the purging of Mn is unavoidable, and methyl nitrite or nitrogen oxides (NO x ) are being replenished.
【0004】[0004]
【化1】 [Chemical 1]
【0005】亜硝酸メチル又はNOX を補給するには、
亜硝酸ソーダと硝酸や硫酸などの無機酸との反応によっ
て発生するNOX が、第2工程における非凝縮ガス及び
分子状酸素含有ガスと混合されて第3工程の再生塔に導
入される。しかしながら、この方法はNOX を発生させ
る上では簡便で優れた方法であるが、原料の亜硝酸ソー
ダが特殊であり、更に硝酸ソーダが副生するなどの問題
があり、特に芳香族ポリカーボネート等の製造に使用す
るために炭酸ジメチルを大規模に製造するプロセスにお
いては好適な方法ではない。To replenish methyl nitrite or NO x ,
NO X generated by the reaction between sodium nitrite and an inorganic acid such as nitric acid or sulfuric acid is mixed with the non-condensable gas and the molecular oxygen-containing gas in the second step and introduced into the regeneration tower in the third step. However, although this method is a simple and excellent method for generating NO x , it has a problem that sodium nitrite as a raw material is special, and sodium nitrate is further produced as a by-product. It is not the preferred method in the process of producing dimethyl carbonate on a large scale for use in production.
【0006】また、NOX の製造方法としてアンモニア
を空気酸化する方法も知られているが、この方法では空
気中の大量の窒素ガスがNOX に同伴するため、上記の
炭酸ジメチルの製造プロセスに適用した(即ち、アンモ
ニアの酸化ガスを第3工程の再生塔に導入した)場合に
は大量のガス(循環ガス)をパージする必要がある。こ
の場合、パージガス中の亜硝酸メチル及び一酸化窒素
は、例えば、特開平1−121250号公報記載の方法
により回収できるものの、一酸化炭素を回収することは
困難でそのロスが非常に大きくなるという問題がある。[0006] Further, a method of air-oxidizing ammonia is also known as a method for producing NO x . However, in this method, a large amount of nitrogen gas in the air is entrained in NO x , so that in the above-mentioned process for producing dimethyl carbonate. When applied (that is, the oxidizing gas of ammonia is introduced into the regeneration tower of the third step), it is necessary to purge a large amount of gas (circulation gas). In this case, although methyl nitrite and nitric oxide in the purge gas can be recovered by, for example, the method described in JP-A-1-121250, it is difficult to recover carbon monoxide, and the loss thereof is very large. There's a problem.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、炭酸ジメチ
ルを大規模に製造するプロセスにおいて、亜硝酸メチル
を再生するために必要とされる窒素酸化物(NOX )の
好適な補給方法、特に一酸化炭素のロスを増大させるこ
とのない好適なNOX の補給方法によって亜硝酸メチル
を再生して炭酸ジメチルを製造することができる工業的
に好適な炭酸ジメチルの連続的製造法を提供することを
目的とするものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a preferable method for replenishing nitrogen oxides (NO x ) required for regenerating methyl nitrite in a process for producing dimethyl carbonate on a large scale, and particularly, PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrially preferable continuous production method of dimethyl carbonate capable of regenerating methyl nitrite to produce dimethyl carbonate by a preferable NO x supplementing method without increasing carbon monoxide loss. The purpose is.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、一酸化
炭素と亜硝酸メチルを反応器で固体触媒の存在下に気相
接触反応させて炭酸ジメチルを生成させる第1工程、第
1工程において生成した炭酸ジメチルを炭酸ジメチル吸
収塔で吸収溶媒のシュウ酸ジメチルに吸収させる第2工
程、第2工程における非凝縮ガス中の一酸化窒素を亜硝
酸メチル再生塔で分子状酸素及びメタノールと接触させ
て亜硝酸メチルを生成させる第3工程、第2工程におけ
る吸収液中の炭酸ジメチルを蒸留分離する第4工程、及
びガス循環系からのパージガスとアンモニアの酸化ガス
を亜硝酸メチル回収塔に供給してガス中の窒素酸化物を
メタノールと接触させて亜硝酸メチルを生成させる第5
工程の各工程から成ることを特徴とする炭酸ジメチルの
連続的製造法によって達成される。The object of the present invention is to carry out a gas phase catalytic reaction of carbon monoxide and methyl nitrite in the presence of a solid catalyst in a reactor to produce dimethyl carbonate. In the dimethyl carbonate absorption tower to absorb the dimethyl carbonate produced in step 2), contacting the nitric oxide in the non-condensed gas in the second step with molecular oxygen and methanol in the methyl nitrite regeneration tower To supply methyl nitrite recovery column with purge gas from the gas circulation system and ammonia oxidizing gas. And contacting the nitrogen oxides in the gas with methanol to produce methyl nitrite
It is achieved by a continuous process for the production of dimethyl carbonate, characterized in that it consists of individual steps.
【0009】最初に本発明の各工程の概要を説明する。
第1工程は、白金族金属及び/又はその化合物並びに助
触媒が担持された固体触媒を充填した反応器に、一酸化
炭素及び亜硝酸メチルを含有する原料ガスを導入して気
相で接触反応させることによって炭酸ジメチルを生成さ
せ、炭酸ジメチルを含有する反応ガスを得る炭酸ジメチ
ル合成工程である。第2工程は、第1工程における反応
ガスを炭酸ジメチル吸収塔(以下、吸収塔と称する)に
導き、吸収溶媒として添加されるシュウ酸ジメチルと接
触させて、第1工程の接触反応で生成した一酸化窒素を
含有する非凝縮ガスと、生成した炭酸ジメチルを吸収し
た吸収液とに分離する炭酸ジメチル吸収工程である。First, the outline of each step of the present invention will be described.
The first step is to introduce a raw material gas containing carbon monoxide and methyl nitrite into a reactor filled with a solid catalyst carrying a platinum group metal and / or its compound and a co-catalyst to carry out a gas phase catalytic reaction. This is a dimethyl carbonate synthesis step in which dimethyl carbonate is produced to obtain a reaction gas containing dimethyl carbonate. In the second step, the reaction gas in the first step was introduced into a dimethyl carbonate absorption tower (hereinafter referred to as an absorption tower), brought into contact with dimethyl oxalate added as an absorption solvent, and produced in the catalytic reaction of the first step. It is a dimethyl carbonate absorption step in which a non-condensed gas containing nitric oxide and an absorption liquid absorbing the generated dimethyl carbonate are separated.
【0010】第3工程は、第2工程における非凝縮ガス
を亜硝酸メチル再生塔(以下、再生塔と称する)に導
き、供給される分子状酸素及びメタノールと接触させ
て、非凝縮ガス中の一酸化窒素を亜硝酸メチルに再生
し、これを第1工程の反応器に循環供給する亜硝酸メチ
ル再生工程である。第4工程は、第2工程でシュウ酸ジ
メチルに吸収分離された炭酸ジメチルから抽出蒸留によ
ってメタノールを除き、次いで炭酸ジメチルを蒸留分離
する炭酸ジメチル精製工程である。In the third step, the non-condensed gas in the second step is introduced into a methyl nitrite regenerator (hereinafter referred to as a regenerator), brought into contact with the molecular oxygen and methanol supplied, and the non-condensed gas in the non-condensed gas is introduced. This is a methyl nitrite regeneration step in which nitric oxide is regenerated to methyl nitrite and is circulated and fed to the reactor in the first step. The fourth step is a dimethyl carbonate purification step in which methanol is removed from the dimethyl carbonate absorbed and separated into dimethyl oxalate in the second step by extractive distillation, and then dimethyl carbonate is separated by distillation.
【0011】一酸化炭素と亜硝酸メチルを含有するガス
は、上記の第1工程、第2工程及び第3工程の間を循環
しているが(以下、第1工程、第2工程及び第3工程の
間を循環するガスを循環ガス、そしてこの系をガス循環
系と称する)、前記接触反応で副生する炭酸ガスなどが
蓄積してくるために、このガス循環系から循環ガスがパ
ージされる。循環ガスのパージは第3工程の再生塔から
導出されるガス(再生ガス)の一部をパージすることに
よって行われ、パージ量は少なくとも循環ガス中に蓄積
される副生ガスの量以上である。The gas containing carbon monoxide and methyl nitrite is circulated between the first step, the second step and the third step (hereinafter, referred to as the first step, the second step and the third step). The gas that circulates between the steps is referred to as a circulation gas, and this system is referred to as a gas circulation system.) Carbon dioxide produced as a by-product of the catalytic reaction accumulates, so that the circulation gas is purged from the gas circulation system. It The circulation gas is purged by purging a part of the gas (regeneration gas) derived from the regeneration tower of the third step, and the purge amount is at least the amount of the by-product gas accumulated in the circulation gas. .
【0012】炭酸ジメチルを製造するための有効成分で
ある一酸化炭素、亜硝酸メチル及び一酸化窒素は上記の
循環ガスのパージによって失われ、亜硝酸メチルと一酸
化窒素は更に第2工程の吸収塔の吸収液や第3工程の再
生塔の缶液への溶解によっても失われる。このため、本
発明では、亜硝酸メチル源の窒素酸化物(以下、NO X
と称する)として、下記のように循環ガスのパージ量を
抑えそして一酸化炭素のロスを増大させることなく、ア
ンモニアの酸化ガスが必要量補給される。An active ingredient for producing dimethyl carbonate
Some carbon monoxide, methyl nitrite and nitric oxide are
Lost due to circulating gas purge, methyl nitrite and monoacid
Nitrogen nitride is further absorbed by the absorption liquid of the absorption tower of the second step and the recycle of the third step.
It is also lost by dissolution in the can of the raw tower. For this reason, the book
In the invention, nitrogen oxide of methyl nitrite source (hereinafter referred to as NO X
The purge amount of the circulating gas is as follows.
Control and increase carbon monoxide loss without increasing
The required amount of ammonia gas is supplied.
【0013】第5工程は、アンモニアの酸化ガスと上記
のガス循環系からのパージガスとを、亜硝酸メチル及び
一酸化窒素を回収する亜硝酸メチル回収塔(以下、回収
塔と称する)に導いて、ガス中のNOX をメタノールと
接触させて亜硝酸メチルに再生すると共に、再生された
亜硝酸メチルをパージガス中の亜硝酸メチルと併せてメ
タノールに吸収させ、これを第3工程の再生塔に循環供
給する亜硝酸メチル回収工程である。In the fifth step, the oxidizing gas of ammonia and the purge gas from the gas circulation system are led to a methyl nitrite recovery tower (hereinafter referred to as a recovery tower) for recovering methyl nitrite and nitric oxide. , NO x in the gas is contacted with methanol to be regenerated into methyl nitrite, and the regenerated methyl nitrite is also absorbed into methanol together with methyl nitrite in the purge gas, which is used in the regeneration tower of the third step. This is a process for recovering and supplying methyl nitrite.
【0014】アンモニアの酸化ガスはアンモニアの空気
酸化によって簡便に低コストで得ることができ、大量の
NOX を必要とする場合に特に好適である。このガスは
アンモニアに対してかなり過剰の空気を用いて製造さ
れ、NOX と共に大量の窒素ガスを含有している。この
ため、ガス循環系へこのガスが直接供給されるとガス循
環系に大量の窒素ガスが持ち込まれることになり、循環
ガスの大量のパージが必要となって有効成分である一酸
化炭素の大きなロスが生じることになる。従って、本発
明では、これを防ぐために、アンモニアの酸化ガスはガ
ス循環系の系外にある回収塔へ供給されて、同伴する窒
素ガスが廃ガスとして排出される。そして、アンモニア
の酸化ガス中のNOX は、パージガス中のNOXと共に
亜硝酸メチルに変換及び再生され、生成した亜硝酸メチ
ルのメタノール溶液のみが再生塔へ供給されることにな
る。Ammonia oxidizing gas can be conveniently obtained at low cost by air oxidation of ammonia, and is particularly suitable when a large amount of NO x is required. This gas is produced using a large excess of air with respect to ammonia, it contains a large amount of nitrogen gas together with NO X. For this reason, when this gas is directly supplied to the gas circulation system, a large amount of nitrogen gas is brought into the gas circulation system, and it becomes necessary to purge a large amount of the circulation gas. There will be a loss. Therefore, in the present invention, in order to prevent this, the oxidizing gas of ammonia is supplied to the recovery tower outside the gas circulation system, and the accompanying nitrogen gas is discharged as waste gas. Then, NO X in the oxidizing gas ammonia is converted and reproduced together with NO X in the purge gas to methyl nitrite, only methanol generated methyl nitrite is to be supplied to the regeneration tower.
【0015】アンモニアの酸化ガスを製造する方法は、
例えば、硝酸の製造プロセスで工業的に実施されている
方法でよく、アンモニアと空気をO2 /NH3 =0.5
〜5、好ましくは0.8〜3のモル比で混合して、白金
や鉄−ビスマス等の触媒上で気相接触反応させる方法が
よい。反応器としてはこれら固体触媒を充填した単管式
反応器が好適である。The method for producing the oxidizing gas of ammonia is as follows:
For example, the method used industrially in the nitric acid production process may be used, and ammonia and air may be used as O 2 / NH 3 = 0.5.
˜5, preferably 0.8 to 3 are mixed, and a gas phase catalytic reaction is carried out on a catalyst such as platinum or iron-bismuth. As the reactor, a single tube reactor filled with these solid catalysts is suitable.
【0016】次に、本発明の第1工程から第3工程、及
び第5工程を更に詳しく説明する。 第1工程 第1工程の炭酸ジメチルの合成は、白金族金属及び/又
はその化合物並びに助触媒が担体に担持された固体触媒
を充填した反応器に、一酸化炭素及び亜硝酸メチルを含
有する原料ガスを導入して気相接触反応を行うことによ
って行われる。Next, the first to third steps and the fifth step of the present invention will be described in more detail. First Step The synthesis of dimethyl carbonate in the first step is carried out by using a raw material containing carbon monoxide and methyl nitrite in a reactor filled with a platinum group metal and / or a compound thereof and a solid catalyst in which a co-catalyst is supported on a carrier. It is carried out by introducing a gas to carry out a gas phase catalytic reaction.
【0017】前記固体触媒としては、例えば、特開平3
−141243号公報などに記載されている白金族金属
及び/又はその化合物並びに助触媒が担体に担持された
ものが有効である。これらの固体触媒で白金族金属及び
/又はその化合物として担体に担持される白金族金属と
しては、パラジウム、白金、イリジウム、ルテニウム及
びロジウムが挙げられるが、中でもパラジウムが最も好
ましい。パラジウム化合物としては、塩化パラジウム、
臭化パラジウム等のパラジウムのハロゲン化物、硝酸パ
ラジウム、硫酸パラジウム等のパラジウムの無機酸塩、
酢酸パラジウム、安息香酸パラジウム等のパラジウムの
有機酸塩、テトラクロロパラジウム酸リチウム等のパラ
ジウムのハロゲン化物含有錯体、テトラアンミンパラジ
ウムクロリド、テトラアンミンパラジウムナイトレート
等のパラジムのアンミン錯体などが挙げられる。これら
のパラジウム化合物の中では、塩化パラジウムが最も好
ましい。Examples of the solid catalyst include, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3
It is effective to use a platinum group metal and / or a compound thereof and a co-catalyst supported on a carrier as described in JP-A-1411243. Examples of the platinum group metal supported on the carrier as a platinum group metal and / or a compound thereof by these solid catalysts include palladium, platinum, iridium, ruthenium and rhodium, with palladium being most preferred. As the palladium compound, palladium chloride,
Palladium halides such as palladium bromide, palladium nitrate, palladium inorganic acid salts such as palladium sulfate,
Examples thereof include organic acid salts of palladium such as palladium acetate and palladium benzoate, halide-containing complexes of palladium such as lithium tetrachloropalladate, and paramine ammine complexes such as tetraamminepalladium chloride and tetraamminepalladium nitrate. Of these palladium compounds, palladium chloride is most preferred.
【0018】また、前記固体触媒では、白金族金属以外
に、銅、鉄、ビスマス、セリウムなどの金属の化合物が
助触媒として担体に担持されていても差し支えない。な
お、前記固体触媒では、担体として、活性炭、アルミ
ナ、シリカ、ケイ藻土、ゼオライト、粘土鉱物などを使
用することができる。In the solid catalyst, a compound of a metal such as copper, iron, bismuth or cerium may be supported on the carrier as a co-catalyst in addition to the platinum group metal. In the solid catalyst, activated carbon, alumina, silica, diatomaceous earth, zeolite, clay mineral, or the like can be used as a carrier.
【0019】一酸化炭素及び亜硝酸メチルは、通常、窒
素や炭酸ガスなどの反応に不活性なガスで希釈されて、
前記固体触媒との接触時間が通常10秒以下、好ましく
は0.2〜5秒であるように原料ガスとして反応器に供
給される。なお、固体触媒を充填する反応器としては、
単管式又は多管式反応器が好適である。Carbon monoxide and methyl nitrite are usually diluted with a reaction-inert gas such as nitrogen or carbon dioxide,
The raw material gas is supplied to the reactor so that the contact time with the solid catalyst is usually 10 seconds or less, preferably 0.2 to 5 seconds. In addition, as a reactor for filling the solid catalyst,
Single-tube or multi-tube reactors are preferred.
【0020】原料ガス中の亜硝酸メチルの濃度は反応速
度及び安全性の面から決定される。即ち、満足すべき反
応速度を得るためには亜硝酸メチルの濃度が好適には1
容量%以上であることが必要であるが、亜硝酸メチルが
爆発性の化合物であるために余りに高濃度であることは
好ましくなく、本発明では通常3〜25容量%の濃度が
好適である。また、原料ガス中の一酸化炭素の濃度は広
範囲に変えられるが、連続プロセスでは前記のように循
環ガスの一部をパージするために、高濃度になると系外
へのロスが増えて経済的に好ましくない。従って、好適
な一酸化炭素の濃度は工業的には通常1〜50容量%、
好ましくは5〜30容量%である。The concentration of methyl nitrite in the raw material gas is determined in terms of reaction rate and safety. That is, the concentration of methyl nitrite is preferably 1 to obtain a satisfactory reaction rate.
It is necessary that the concentration is not less than volume%, but it is not preferable that the concentration is too high because methyl nitrite is an explosive compound. In the present invention, a concentration of 3 to 25 volume% is usually preferable. Further, the concentration of carbon monoxide in the raw material gas can be varied over a wide range, but in the continuous process, a portion of the circulating gas is purged as described above, so if the concentration becomes high, loss to the outside of the system increases and it is economical. Not good for Therefore, a suitable concentration of carbon monoxide is industrially usually 1 to 50% by volume,
It is preferably 5 to 30% by volume.
【0021】反応温度は、所望の反応速度が得られる限
り、比較的低温が好ましく、通常50〜200℃、更に
好ましくは80〜150℃が好適である。また、反応圧
力は、通常、常圧から10kg/cm2 (ゲージ圧)、
好ましくは1〜6kg/cm2 (ゲージ圧)が好適であ
る。The reaction temperature is preferably a relatively low temperature as long as a desired reaction rate can be obtained, and is usually 50 to 200 ° C., more preferably 80 to 150 ° C. The reaction pressure is usually from normal pressure to 10 kg / cm 2 (gauge pressure),
It is preferably 1 to 6 kg / cm 2 (gauge pressure).
【0022】このようにして炭酸ジメチルの合成反応を
行って、炭酸ジメチル、シュウ酸ジメチル、一酸化窒
素、炭酸ガス、未反応の一酸化炭素及び亜硝酸メチル、
不活性ガスなどを含む反応ガスが反応器から導出され
る。目的の炭酸ジメチルは、この反応ガスを第2工程の
吸収塔に導いて、吸収塔上部から供給されるシュウ酸ジ
メチルに吸収させることによって分離される。By carrying out the synthesis reaction of dimethyl carbonate in this manner, dimethyl carbonate, dimethyl oxalate, nitric oxide, carbon dioxide gas, unreacted carbon monoxide and methyl nitrite,
A reaction gas containing an inert gas or the like is discharged from the reactor. The target dimethyl carbonate is separated by introducing this reaction gas into the absorption tower of the second step and absorbing it by dimethyl oxalate supplied from the upper part of the absorption tower.
【0023】第2工程 第2工程の炭酸ジメチルの吸収は、次のように吸収塔で
上記の反応ガスを吸収溶媒のシュウ酸ジメチルと接触さ
せて行われる。吸収塔におけるシュウ酸ジメチルの供給
量は、吸収塔に導入される上記反応ガス中の炭酸ジメチ
ルの量によるが、通常、炭酸ジメチルに対して3〜10
重量倍、好ましくは4〜6重量倍が好適である。吸収塔
の操作温度としては、炭酸ジメチルの吸収を効率よく行
うために低温である方がよいが、余りに低温であるとシ
ュウ酸ジメチルの固化が起こり、またエネルギー的にも
不利であるので、通常0〜100℃、好ましくは30〜
80℃がよい。Second Step The absorption of dimethyl carbonate in the second step is carried out by bringing the above-mentioned reaction gas into contact with dimethyl oxalate as an absorption solvent in an absorption tower as follows. The supply amount of dimethyl oxalate in the absorption tower depends on the amount of dimethyl carbonate in the reaction gas introduced into the absorption tower, but is usually 3 to 10 relative to dimethyl carbonate.
A weight times, preferably 4 to 6 times by weight is suitable. The operating temperature of the absorption tower is preferably low in order to efficiently absorb dimethyl carbonate, but if the temperature is too low, solidification of dimethyl oxalate occurs, and it is also disadvantageous in terms of energy. 0 to 100 ° C, preferably 30 to
80 ° C is good.
【0024】吸収塔における非凝縮ガスには、少量の炭
酸ジメチル及びシュウ酸ジメチルが同伴するが、これら
は次の第3工程に持ち込まれると全くのロスとなるの
で、吸収塔頂部より少量のメタノールを供給して同伴す
る炭酸ジメチル及びシュウ酸ジメチルを回収することが
好ましい。このとき、メタノールの供給量としては、通
常、上記反応ガス中の炭酸ジメチルに対して5〜30重
量%、好ましくは10〜20重量%が好適である。ま
た、この非凝縮ガス中には、未反応の一酸化炭素及び亜
硝酸メチル以外に第1工程で生成した多量の一酸化窒素
が含まれているが、この一酸化窒素は次の第3工程の再
生塔において亜硝酸メチルに再生される。なお、このよ
うにしてシュウ酸ジメチルに吸収された炭酸ジメチル
は、前記の第4工程で、公知のように、メタノールや反
応で副生した微量のギ酸メチルなどの低沸点化合物がシ
ュウ酸ジメチルによる抽出蒸留によって分離された後、
更に蒸留により分離精製される。A small amount of dimethyl carbonate and dimethyl oxalate are entrained in the non-condensed gas in the absorption tower, but they are completely lost when they are brought into the next third step, and therefore a small amount of methanol from the top of the absorption tower. It is preferable to recover dimethyl carbonate and dimethyl oxalate accompanied by feeding. At this time, the amount of methanol supplied is usually 5 to 30% by weight, preferably 10 to 20% by weight, based on dimethyl carbonate in the reaction gas. In addition to the unreacted carbon monoxide and methyl nitrite, a large amount of nitric oxide produced in the first step is contained in the non-condensed gas. Is regenerated to methyl nitrite in the regeneration tower. It should be noted that the dimethyl carbonate absorbed in the dimethyl oxalate in this manner is the known low-boiling compound such as methanol or a trace amount of methyl formate by-produced in the reaction due to dimethyl oxalate in the fourth step. After being separated by extractive distillation,
Further, it is separated and purified by distillation.
【0025】第3工程 第3工程の亜硝酸メチルの再生は、次のように再生塔で
上記の非凝縮ガスを分子状酸素含有ガス及びメタノール
と接触させて行われる。このとき、再生塔としては、充
填塔、気泡塔、スプレー塔、段塔などの通常の気液接触
装置が用いられる。Third Step Regeneration of methyl nitrite in the third step is carried out by contacting the non-condensed gas with the molecular oxygen-containing gas and methanol in the regeneration tower as follows. At this time, as the regeneration tower, a usual gas-liquid contact device such as a packed tower, a bubble tower, a spray tower, or a plate tower is used.
【0026】分子状酸素含有ガスとしては、純酸素ガ
ス、窒素等の不活性ガスで希釈された酸素ガス又は空気
が、個別又は前記非凝縮ガスとの混合状態で使用され
る。再生塔では、通常、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が酸素基準
で0.08〜0.2モル供給される。これらのガスは6
0℃以下の温度のメタノールと接触させるのがよく、そ
の接触時間は0.5〜2秒であることが好ましい。メタ
ノールは、一酸化窒素と分子状酸素から生成する二酸化
窒素及びこれとほぼ等モルの一酸化窒素を完全に吸収反
応させるのに必要とされる量以上使用され、通常、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2〜
5モル使用される。As the molecular oxygen-containing gas, pure oxygen gas, oxygen gas diluted with an inert gas such as nitrogen, or air is used individually or in a mixed state with the non-condensed gas. In the regeneration tower, the molecular oxygen-containing gas is usually supplied in an amount of 0.08 to 0.2 mole based on oxygen with respect to 1 mole of nitric oxide in the gas introduced into the regeneration tower. These gases are 6
It is preferable to contact with methanol at a temperature of 0 ° C. or lower, and the contact time is preferably 0.5 to 2 seconds. Methanol is used in an amount equal to or more than that required for completely absorbing and reacting nitrogen dioxide produced from nitric oxide and molecular oxygen and almost equimolar amount of nitric oxide, and is usually introduced into a regeneration tower. 2 to 1 mol of nitric oxide in the gas
5 mol is used.
【0027】再生塔で使用されるメタノールには、再生
塔上部に直接供給されるものと、回収塔でパージガスと
接触させて亜硝酸メチルを吸収させた後に再生塔中段に
供給されるものがある。両者の使用割合は循環ガスのパ
ージ量によるが、通常、再生塔で使用される全メタノー
ルのうち、30〜90%、好ましくは50〜80%が再
生塔上部から再生塔に直接供給される。The methanol used in the regenerator is directly supplied to the upper part of the regenerator, or it is supplied to the middle stage of the regenerator after contacting with purge gas in the recovery column to absorb methyl nitrite. . The ratio of both used depends on the purge amount of the circulating gas, but usually 30 to 90%, preferably 50 to 80% of the total methanol used in the regeneration tower is directly supplied to the regeneration tower from the upper part of the regeneration tower.
【0028】再生塔から導出される液は亜硝酸メチルの
再生反応で生成した水を含むメタノール溶液であるの
で、蒸留などの操作によってメタノール中の水分が通常
2容量%以下、好ましくは0.2容量%以下であるよう
に精製した後に、第2工程や第3工程及び回収塔で再利
用することが工業的に有利である。また、再生塔から導
出されるガス(再生ガス)は、ガス循環系に従って第1
工程の反応器に純関されて炭酸ジメチル合成反応に再使
用される。このとき、反応での消費量や循環ガスのパー
ジによる減少量に合わせて、一酸化炭素が必要量ガス循
環系に補給される。Since the liquid discharged from the regeneration tower is a methanol solution containing water produced by the methyl nitrite regeneration reaction, the water content in methanol is usually 2% by volume or less, preferably 0.2% by an operation such as distillation. It is industrially advantageous to reuse it in the second step, the third step, and the recovery column after purifying it so that the content is less than or equal to volume%. Further, the gas (regenerated gas) discharged from the regeneration tower is the first gas according to the gas circulation system.
It is purely used in the process reactor and reused in the dimethyl carbonate synthesis reaction. At this time, a required amount of carbon monoxide is replenished to the gas circulation system in accordance with the amount consumed in the reaction and the amount reduced by purging the circulating gas.
【0029】第5工程 第5工程の亜硝酸メチルの回収は、NOX を補給するた
めに供給されるアンモニアの酸化ガスとガス循環系から
のパージガスとを回収塔に供給して、これらガス中のN
OX をメタノールと接触させて亜硝酸メチルに変換及び
再生すると共に、生成した亜硝酸メチルとパージガス中
の亜硝酸メチルとをメタノールに吸収させることによっ
て行われる。なお、アンモニアの酸化ガスは前記のよう
にアンモニアの空気酸化によって、パージガスは再生塔
から導出される再生ガスの一部を抜き出すことによって
得られる。The recovery of methyl nitrite in the fifth step fifth step, by supplying the purge gas from the oxidizing gas and the gas circulation system of ammonia to be supplied for replenishing the NO X in the recovery column, these gases N
The O X as well as conversion and playback methyl nitrite is contacted with methanol, the generated and methyl nitrite in methyl nitrite and in the purge gas is done by absorption in methanol. The oxidizing gas of ammonia is obtained by air oxidation of ammonia as described above, and the purge gas is obtained by withdrawing a part of the regenerating gas discharged from the regenerating tower.
【0030】回収塔は、充填塔、棚段塔、泡鐘塔など通
常用いられる気液接触型の塔形式の吸収装置が好まし
く、アンモニアの酸化ガスはパージガスと共にこの塔の
ボトムに供給される。このとき、アンモニアの酸化ガス
及びパージガスはそれぞれ回収塔に直接供給してもよい
が、両者を混合した後に回収塔に供給することが更に好
ましい。パージガスの量は、循環ガス中の炭酸ガス等の
副生ガスの蓄積量によるが、通常、反応器、吸収塔及び
再生塔の三つの装置を含む循環系の気相部分の容積の
0.1〜30容量%/hr、好ましくは0.1〜20%
容量/hrである。そして、アンモニアの酸化ガスの供
給量は、通常、上記気相部分に含まれる亜硝酸メチル及
び一酸化窒素の合計モル数の0.1〜30モル%/hr
に相当するNOX が含有される量である。なお、必要で
あれば、パージガス中の一酸化窒素の量に応じて前記再
生塔におけると同様に分子状酸素含有ガスが導入され
る。The recovery column is preferably a gas-liquid contact type column type absorption device which is usually used such as a packed column, a plate column, a bubble column column, and the oxidizing gas of ammonia is supplied to the bottom of this column together with a purge gas. At this time, the oxidizing gas of ammonia and the purge gas may be directly supplied to the recovery tower, but it is more preferable to supply both to the recovery tower after mixing the both. The amount of purge gas depends on the amount of accumulated by-product gas such as carbon dioxide gas in the circulating gas, but is usually 0.1% of the volume of the gas phase portion of the circulation system including the reactor, the absorption tower and the regeneration tower. -30% by volume / hr, preferably 0.1-20%
Capacity / hr. The supply amount of the oxidizing gas of ammonia is usually 0.1 to 30 mol% / hr of the total number of moles of methyl nitrite and nitric oxide contained in the gas phase portion.
Is an amount containing NO X corresponding to. If necessary, the molecular oxygen-containing gas is introduced according to the amount of nitric oxide in the purge gas as in the regeneration tower.
【0031】回収塔で使用されるメタノールは、パージ
ガス中の一酸化窒素からの亜硝酸メチルの再生、アンモ
ニアの酸化ガス中のNOX の亜硝酸メチルへの変換、及
び生成した亜硝酸メチルの吸収を行うために、この塔の
上部から供給される。その供給量は、パージガス中の一
酸化窒素及び亜硝酸メチルとアンモニアの酸化ガス中の
NOX との合計モル数に対して、通常5〜200倍モ
ル、特に20〜50倍モルであることが好ましい。な
お、このメタノールは、生成する亜硝酸メチルの吸収効
率を高くするために、冷却されたもの、好ましくは20
℃以下、特には10℃以下のものを使用することが好ま
しい。The methanol used in the recovery column is the regeneration of methyl nitrite from nitric oxide in the purge gas, the conversion of NO x in the oxidizing gas of ammonia to methyl nitrite, and the absorption of the produced methyl nitrite. Is fed from the top of this tower to The supply amount thereof is usually 5 to 200 times mol, particularly 20 to 50 times mol, based on the total number of moles of nitric oxide and methyl nitrite in the purge gas and NO x in the ammonia oxidizing gas. preferable. This methanol is cooled in order to increase the absorption efficiency of the produced methyl nitrite, preferably 20%.
It is preferable to use one having a temperature of not higher than 0 ° C, particularly 10 ° C or lower.
【0032】次に、本発明のプロセスを本発明の一実施
態様を示すフローシート図面に従って具体的に説明す
る。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、亜硝酸メチル及び一酸化
窒素を含有する原料ガスが、導管20に設置するガス循
環機(図示せず)で加圧されて導管22を通して導入さ
れる。反応器1において気相で接触反応が行われ、触媒
層を通過した反応ガスが反応器の下部から取り出され、
導管11を通して吸収塔2に導入される。Next, the process of the present invention will be specifically described with reference to the flow sheet drawings showing one embodiment of the present invention. A gas circulator in which a raw material gas containing carbon monoxide, methyl nitrite and nitric oxide is installed in a conduit 20 above a multi-tube reactor 1 having a reaction tube filled with a platinum group metal-based solid catalyst (Fig. It is pressurized with (not shown) and introduced through conduit 22. In the reactor 1, the catalytic reaction is carried out in the gas phase, the reaction gas passing through the catalyst layer is taken out from the lower part of the reactor,
It is introduced into the absorption tower 2 through the conduit 11.
【0033】吸収塔2では、上記反応ガスと導管13、
14からそれぞれ導入されるメタノール、シュウ酸ジメ
チルとの接触により、反応ガス中の炭酸ジメチルがシュ
ウ酸ジメチルに吸収されて分離される。炭酸ジメチル、
シュウ酸ジメチル及びメタノールからなる液は下部から
導管15を通して取り出されて公知の精製工程(図示せ
ず)で分離精製される。一方、未反応の一酸化炭素、亜
硝酸メチル及び上記接触反応で生成した一酸化窒素など
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。In the absorption tower 2, the reaction gas and the conduit 13,
Upon contact with methanol and dimethyl oxalate introduced from 14, dimethyl carbonate in the reaction gas is absorbed by dimethyl oxalate and separated. Dimethyl carbonate,
A liquid consisting of dimethyl oxalate and methanol is taken out from the lower part through a conduit 15 and separated and purified by a known purification process (not shown). On the other hand, the non-condensed gas containing unreacted carbon monoxide, methyl nitrite, and nitric oxide produced by the above catalytic reaction is passed through the conduit 12 from the upper part to the regeneration tower 3
Will be introduced at the bottom of.
【0034】再生塔3では、非凝縮ガス及び導管16を
通して導入される分子状酸素含有ガスと、導管19を通
して上部から導入されるメタノールとの向流接触が行わ
れ、亜硝酸メチルが再生される。再生塔3から導出され
るガス(再生ガス)は、導管20、22を通して、導管
21より新しく供給される一酸化炭素と共に反応器1に
供給される。一方、再生塔3で副生した水はメタノール
溶液の形で下部から導管18を通して取り出される。こ
のメタノール溶液は、蒸留などの操作によって液中の水
分が除去された後、導管13、19、25を通して吸収
塔2、再生塔3又は回収塔4に供給されるメタノールと
して循環再使用される。In the regeneration tower 3, the non-condensing gas and the molecular oxygen-containing gas introduced through the conduit 16 are brought into countercurrent contact with methanol introduced from the upper portion through the conduit 19 to regenerate methyl nitrite. . The gas discharged from the regeneration tower 3 (regeneration gas) is supplied to the reactor 1 through the conduits 20 and 22 together with carbon monoxide newly supplied from the conduit 21. On the other hand, the water by-produced in the regeneration tower 3 is taken out from the lower portion through the conduit 18 in the form of a methanol solution. This methanol solution is reused as methanol to be supplied to the absorption tower 2, the regeneration tower 3 or the recovery tower 4 through the conduits 13, 19 and 25 after water in the liquid is removed by an operation such as distillation.
【0035】再生塔3から導出されるガス(再生ガス)
の一部は導管23を通してガス循環系からパージされ
る。このパージガスは、導管17を通して供給されるア
ンモニアを空気酸化して得られたNOX を含有するガス
と共に回収塔4の下部に導入される。このとき、必要な
らば導管27から分子状酸素含有ガスが導入される。回
収塔4では、下部から導入されるこれら混合ガスと導管
25を通して上部から導入されるメタノールとの向流接
触が行われ、NOX が亜硝酸メチルに再生及び変換され
る。Gas discharged from the regeneration tower 3 (regeneration gas)
Is purged from the gas circulation system through conduit 23. This purge gas is introduced into the lower part of the recovery column 4 together with the gas containing NO x obtained by air-oxidizing the ammonia supplied through the conduit 17. At this time, if necessary, the molecular oxygen-containing gas is introduced from the conduit 27. In the recovery tower 4, these mixed gases introduced from the lower part are brought into countercurrent contact with methanol introduced from the upper part through the conduit 25 to regenerate and convert NO X into methyl nitrite.
【0036】回収塔4で得られた亜硝酸メチルはメタノ
ール溶液の形で下部から取り出され、導管24を通して
再生塔3の中段に供給される。そして、回収塔4に供給
されたパージガス、NOX 含有ガス及び分子状酸素含有
ガスに含まれる窒素ガスや少量の副生ガスは導管26を
通して系外へ排出される。The methyl nitrite obtained in the recovery tower 4 is taken out from the lower part in the form of a methanol solution and supplied to the middle stage of the regeneration tower 3 through the conduit 24. The purge gas supplied to the stripping column 4, nitrogen gas or a small amount of by-product gas contained in the NO X containing gas and molecular oxygen-containing gas is discharged out of the system through the conduit 26.
【0037】[0037]
【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明の方
法を具体的に説明する。なお、実施例及び比較例におけ
る炭酸ジメチルの空時収量(STY)(kg/m3 ・h
r)は、一酸化炭素と亜硝酸メチルとの接触反応時間を
θ(hr)、その間に生成した炭酸ジメチルの量をa
(kg)、そして反応管への触媒の充填量をb(m3 )
として次式により求めた。EXAMPLES Next, the method of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The space-time yield (STY) of dimethyl carbonate (kg / m 3 · h in Examples and Comparative Examples)
r) is the contact reaction time between carbon monoxide and methyl nitrite, θ (hr), and the amount of dimethyl carbonate formed during that time is a (hr).
(Kg), and the amount of catalyst packed in the reaction tube is b (m 3 ).
Was calculated by the following equation.
【0038】[0038]
【数1】 [Equation 1]
【0039】実施例1 〔炭酸ジメチルの製造〕内径27mm、高さ3.0mの
チューブ20本よりなるステンレス製多管式反応器のチ
ューブ内に、特開平3−141243号公報に示される
ような活性炭(白鷺:武田製)に塩化パラジウムと塩化
第二銅を担持した固体触媒(4mmφ×6mm)34.
0lを充填した。この触媒層に上部からガス圧縮機で、
4.02kg/cm2 (ゲージ圧)に加圧した原料ガス
(組成:一酸化炭素20.0容量%、亜硝酸メチル1
0.0容量%、一酸化窒素4.0容量%、メタノール
7.0容量%、炭酸ガス1.0容量%、窒素58.0容
量%)を熱交換器で約90℃に予熱した後、136Nm
3 /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の温度を約125℃に保持
して反応を行った。このとき、炭酸ジメチルの空時収量
(STY)は342kg/m3 ・hrであった。Example 1 [Production of dimethyl carbonate] In a tube of a stainless multi-tube reactor composed of 20 tubes having an inner diameter of 27 mm and a height of 3.0 m, as shown in JP-A-3-141243. Solid catalyst (4 mmφ × 6 mm) in which palladium chloride and cupric chloride are supported on activated carbon (Shirasagi: manufactured by Takeda) 34.
0 l was filled. With a gas compressor from the top to this catalyst layer,
Raw material gas pressurized to 4.02 kg / cm 2 (gauge pressure) (composition: carbon monoxide 20.0% by volume, methyl nitrite 1
0.0% by volume, 4.0% by volume of nitric oxide, 7.0% by volume of methanol, 1.0% by volume of carbon dioxide, 58.0% by volume of nitrogen) were preheated to about 90 ° C. by a heat exchanger, 136 Nm
It was supplied at a rate of 3 / hr and hot water was passed through the shell side of the reactor to keep the temperature of the central portion of the catalyst layer at about 125 ° C. to carry out the reaction. At this time, the space-time yield (STY) of dimethyl carbonate was 342 kg / m 3 · hr.
【0040】上記触媒層を通過したガスを、内径300
mm、高さ5.0mのポールリング充填式気液接触吸収
装置(吸収塔)の塔底に導き、塔頂からメタノール3.
6l/hrを、また塔頂から1000mm下の所からシ
ュウ酸ジメチル50.0kg/hrを導入しながら、塔
頂温度35℃、塔底温度55℃で向流接触を行った。そ
の結果、塔底から得られた吸収液65.8kg/hrの
組成は、シュウ酸ジメチル77.6重量%、炭酸ジメチ
ル17.3重量%、メタノール4.2重量%、ギ酸メチ
ル0.1重量%、亜硝酸メチル0.3重量%であった。The gas which has passed through the above catalyst layer has an inner diameter of 300
mm, height 5.0 m, led to the bottom of a pole-ring-filled gas-liquid contact absorber (absorption tower), and methanol from the top of the tower 3.
Countercurrent contact was carried out at a column top temperature of 35 ° C. and a column bottom temperature of 55 ° C. while introducing 6 l / hr and dimethyl oxalate 50.0 kg / hr from a position 1000 mm below the column top. As a result, the composition of the absorption liquid 65.8 kg / hr obtained from the bottom of the tower was as follows: dimethyl oxalate 77.6% by weight, dimethyl carbonate 17.3% by weight, methanol 4.2% by weight, methyl formate 0.1% by weight. %, And methyl nitrite was 0.3% by weight.
【0041】一方、吸収塔の塔頂から得られた非凝縮ガ
ス(再生塔に導入するガス)132.6Nm3 /hr中
の亜硝酸メチルの濃度は原料ガス中におけるよりも低下
しているので、次の再生塔で亜硝酸メチルの再生を行っ
た。即ち、非凝縮ガスに酸素ガス1.54Nm3 /hr
を混入した後、これを内径300mm、高さ6.4mの
気液接触吸収装置(再生塔)に導き、塔頂から導入した
メタノール20l/hrと塔頂温度30℃、塔底温度4
0℃で向流接触させて亜硝酸メチルの再生を行った。ま
た、この再生塔の中段には、亜硝酸メチル回収塔で亜硝
酸メチルを吸収したメタノール溶液14l/hrを同時
に供給した。On the other hand, the concentration of methyl nitrite in the non-condensed gas (gas introduced into the regeneration tower) 132.6 Nm 3 / hr obtained from the top of the absorption tower is lower than that in the raw material gas. , Methyl nitrite was regenerated in the next regeneration tower. That is, the non-condensable gas contains oxygen gas of 1.54 Nm 3 / hr.
After being mixed, the mixture was introduced into a gas-liquid contact absorption device (regeneration tower) having an inner diameter of 300 mm and a height of 6.4 m, and 20 l / hr of methanol introduced from the top of the tower, a top temperature of 30 ° C., and a bottom temperature of 4
The methyl nitrite was regenerated by contacting it in countercurrent at 0 ° C. Further, 14 l / hr of a methanol solution having absorbed methyl nitrite in the methyl nitrite recovery tower was simultaneously supplied to the middle stage of the regeneration tower.
【0042】再生塔から導出した再生ガス132.7N
m3 /hrの組成は、一酸化炭素17.6容量%、亜硝
酸メチル10.3容量%、一酸化窒素4.1容量%、メ
タノール7.1容量%、炭酸ガス1.1容量%、窒素5
9.0容量%であったので、このうち、400Nl/h
rをパージした。このパージガスを、下記の方法によっ
て製造したアンモニアの酸化ガス1.37Nm3 /hr
(組成:一酸化窒素4.1容量%、二酸化窒素5.7容
量%、酸素1.1容量%、水分1.5容量%、窒素8
7.6容量%)と混合した後、内径70mm、高さ12
00mmの気液接触装置(回収塔)に導いて塔頂から導
入した10℃に冷却したメタノール14.0l/hrと
向流接触させ、NOX を亜硝酸メチルに変換してメタノ
ールに吸収させた。得られた吸収液は4.3重量%の亜
硝酸メチルを含んでおり、塔底から抜き出して再生塔の
中段へ供給した。このとき、回収塔の塔頂から排出した
廃ガス1.5Nm3 /hrには、NOX 530ppm、
亜硝酸メチル1330ppm、一酸化炭素4.7容量%
(7.5Nl/hr)が含有されていた。Regenerated gas led from the regeneration tower 132.7N
The composition of m 3 / hr was as follows: carbon monoxide 17.6% by volume, methyl nitrite 10.3% by volume, nitric oxide 4.1% by volume, methanol 7.1% by volume, carbon dioxide gas 1.1% by volume, Nitrogen 5
Since it was 9.0% by volume, of this, 400 Nl / h
r was purged. This purge gas was used as an ammonia oxidizing gas produced by the following method: 1.37 Nm 3 / hr
(Composition: 4.1% by volume of nitric oxide, 5.7% by volume of nitrogen dioxide, 1.1% by volume of oxygen, 1.5% by volume of water, 8% of nitrogen
7.6% by volume), then inner diameter 70 mm, height 12
A countercurrent contact was made with 14.0 l / hr of methanol cooled to 10 ° C. introduced from the top of the gas-liquid contactor (recovery tower) of 00 mm to convert NO x into methyl nitrite and absorbed into methanol. . The obtained absorbing liquid contained 4.3% by weight of methyl nitrite and was withdrawn from the bottom of the tower and supplied to the middle stage of the regeneration tower. At this time, in the waste gas 1.5 Nm 3 / hr discharged from the top of the recovery tower, NO x 530 ppm,
Methyl nitrite 1330ppm, carbon monoxide 4.7vol%
(7.5 Nl / hr) was contained.
【0043】パージを行った後の再生ガス132.3m
3 /hrは前記ガス圧縮機で加圧した後、一酸化炭素
3.3Nm3 /hr及び窒素0.3Nm3 /hrを追加
供給して、一酸化炭素20.0容量%、亜硝酸メチル1
0.0容量%、一酸化窒素4.0容量%、メタノール
7.0容量%、炭酸ガス1.0容量%及び窒素58.0
容量%の組成で反応器に導いた。再生塔から導出した1
2.6重量%の水を含むメタノール24l/hrは蒸留
によって水を除去した後、再生塔などにおけるメタノー
ル源として再使用した。なお、炭酸ジメチルは前記吸収
塔から導出した吸収液65.8kg/hrから蒸留によ
り11.2kg/hrで連続的に得られた。Regenerated gas after purging 132.3 m
3 / hr after pressurizing with said gas compressor, and additionally supplied carbon monoxide 3.3 nM 3 / hr and nitrogen 0.3 Nm 3 / hr, carbon monoxide 20.0% by volume, methyl nitrite 1
0.0% by volume, 4.0% by volume nitric oxide, 7.0% by volume methanol, 1.0% by volume carbon dioxide and 58.0% nitrogen.
It was introduced into the reactor at a composition of% by volume. 1 derived from the regeneration tower
24 l / hr of methanol containing 2.6% by weight of water was reused as a methanol source in a regeneration tower or the like after removing water by distillation. Dimethyl carbonate was continuously obtained at 11.2 kg / hr by distillation from 65.8 kg / hr of the absorption liquid derived from the absorption tower.
【0044】〔アンモニア酸化ガスの製造〕白金−ルテ
ニウム網触媒3枚を入れた内径30mmのステンレス製
反応器に、アンモニアガス192Nl/hrと空気14
90Nl/hrの混合ガスを予熱器で100℃に加熱し
て供給した。反応器の反応部の温度が800〜850℃
になるように反応器の外部に備えた電気炉で制御してア
ンモニアの空気酸化を行って、得られたアンモニアの酸
化ガスをクーラーに通してガス中に含まれる水分を部分
凝縮させて分離した後、実施例及び比較例のNOX の補
給に用いた。なお、補給するときのガスの組成は、一酸
化窒素4.1容量%、二酸化窒素5.7容量%、酸素
1.1容量%、水分1.5容量%、窒素87.6容量%
であった。[Production of Ammonia Oxidizing Gas] Ammonia gas 192 Nl / hr and air 14 were placed in a stainless steel reactor having an inner diameter of 30 mm containing three platinum-ruthenium mesh catalysts.
A mixed gas of 90 Nl / hr was heated to 100 ° C. by a preheater and supplied. The temperature of the reaction part of the reactor is 800 to 850 ° C.
Ammonia is oxidized in air by controlling it with an electric furnace provided outside the reactor so that the obtained oxidizing gas of ammonia is passed through a cooler to partially condense the water contained in the gas and separate it. After that, it was used for supplementing NO X in Examples and Comparative Examples. The composition of the gas at the time of replenishment is 4.1% by volume of nitric oxide, 5.7% by volume of nitrogen dioxide, 1.1% by volume of oxygen, 1.5% by volume of water, and 87.6% by volume of nitrogen.
Met.
【0045】比較例1 実施例1と同様に反応器で炭酸ジメチルを生成させ(S
TY:342kg/m 3 ・hr)、吸収塔でシュウ酸ジ
メチルに炭酸ジメチルを吸収させた後、以下のようにア
ンモニアの酸化ガスを再生塔に供給して亜硝酸メチルの
再生操作を行った。吸収塔の塔頂から得られた非凝縮ガ
ス(再生塔へ導入するガス)132.6Nm3 /hr
に、NOX を補給するために上記のアンモニアの酸化ガ
ス1.37Nm3 /hr(組成:一酸化窒素4.1容量
%、二酸化窒素5.7容量%、酸素1.1容量%、水分
1.5容量%、窒素87.6容量%)を混合し、更に酸
素ガス1.54Nm3 /hrを混合した後、この混合ガ
スを再生塔に導いて、亜硝酸メチル回収塔を通して塔頂
から導入したメタノール20l/hrと、塔頂温度30
℃、塔底温度40℃で向流接触させて亜硝酸メチルの再
生を行った。また、この再生塔の中段には回収塔で亜硝
酸メチルを吸収したメタノール溶液14l/hrを同時
に供給した。Comparative Example 1 Dimethyl carbonate was produced in the reactor in the same manner as in Example 1 (S
TY: 342 kg / m 3· Hr), oxalic acid dihydrate in the absorption tower
After absorbing dimethyl carbonate in methyl, proceed as follows.
The ammonia gas is supplied to the regeneration tower to supply methyl nitrite.
Playback operation was performed. Non-condensed gas obtained from the top of the absorption tower
Gas (gas introduced into the regeneration tower) 132.6 Nm3/ Hr
And NOXTo replenish the above
Space 1.37 Nm3/ Hr (Composition: Nitric oxide 4.1 volume
%, Nitrogen dioxide 5.7% by volume, oxygen 1.1% by volume, moisture
(1.5% by volume, 87.6% by volume of nitrogen) and mixed with acid.
Elementary gas 1.54 Nm3/ Hr, and then mix
To the regeneration tower and pass through the methyl nitrite recovery tower
20 l / hr of methanol introduced from the column and a top temperature of 30
℃, the bottom temperature of 40 ℃ and contact with countercurrent to recycle methyl nitrite.
I went live. In the middle stage of this regeneration tower, a recovery tower is used
Simultaneously with 14 l / hr of methanol solution that absorbed methyl acid
Supplied to.
【0046】再生塔から導出したガス133.9Nm3
/hrの組成は、一酸化炭素17.5容量%、亜硝酸メ
チル10.2容量%、一酸化窒素4.1容量%、炭酸ガ
ス1.1容量%、メタノール7.1容量%、窒素60.
0容量%であったので、窒素濃度を維持するためにこの
ガスから1.96Nm3 /hrをパージした。このパー
ジガスに空気110Nl/hrを混合した後、実施例1
と同様に回収塔へ供給し、回収塔の塔頂から導入した1
0℃に冷却したメタノール14l/hrとの向流接触を
行ってパージガス中の一酸化窒素を亜硝酸メチルに変換
すると共に、パージガス中に含有されていた亜硝酸メチ
ルと併せてメタノールに吸収させた。得られた吸収液は
6.9重量%の亜硝酸メチルを含んでおり、塔底から抜
き出して再生塔の中段へ供給した。このとき、回収塔の
塔頂から排出した廃ガス1.64Nm3 /hrには、N
OX 500ppm、亜硝酸メチル1200ppm、一酸
化炭素20.9容量%(324Nl/hr)が含有され
ていた。Gas discharged from the regeneration tower 133.9 Nm 3
The composition of / hr is as follows: carbon monoxide 17.5% by volume, methyl nitrite 10.2% by volume, nitric oxide 4.1% by volume, carbon dioxide gas 1.1% by volume, methanol 7.1% by volume, nitrogen 60. .
Since it was 0% by volume, 1.96 Nm 3 / hr was purged from this gas to maintain the nitrogen concentration. After mixing 110 Nl / hr of air with this purge gas, Example 1
1 was supplied to the recovery tower and introduced from the top of the recovery tower.
Countercurrent contact with 14 l / hr of methanol cooled to 0 ° C. was performed to convert the nitric oxide in the purge gas into methyl nitrite, and at the same time, it was absorbed in methanol together with the methyl nitrite contained in the purge gas. . The obtained absorption liquid contained 6.9% by weight of methyl nitrite and was withdrawn from the bottom of the tower and supplied to the middle stage of the regeneration tower. At this time, the waste gas 1.64 Nm 3 / hr discharged from the top of the recovery tower contains N
It contained O x 500 ppm, methyl nitrite 1200 ppm, and carbon monoxide 20.9% by volume (324 Nl / hr).
【0047】パージを行った後の再生ガス132.0m
3 /hrは前記ガス圧縮機で加圧した後、一酸化炭素
3.6Nm3 /hr及び窒素0.3Nm3 /hrを追加
供給して、一酸化炭素20.0容量%、亜硝酸メチル1
0.0容量%、一酸化窒素4.0容量%、メタノール
7.0容量%、炭酸ガス1.0容量%及び窒素58.0
容量%の組成で反応器に導いた。なお、その他の操作は
実施例1と同様に行い、その結果は実施例1と同様であ
った。表1に実施例及び比較例におけるパージガス及び
回収塔から排出されるガス(廃ガス)の組成を示す。Regeneration gas after purging 132.0 m
3 / hr was pressurized by the gas compressor, and then carbon monoxide (3.6 Nm 3 / hr) and nitrogen (0.3 Nm 3 / hr) were additionally supplied, and carbon monoxide (20.0% by volume) and methyl nitrite (1) were added.
0.0% by volume, 4.0% by volume nitric oxide, 7.0% by volume methanol, 1.0% by volume carbon dioxide and 58.0% nitrogen.
It was introduced into the reactor at a composition of% by volume. The other operations were performed in the same manner as in Example 1, and the results were the same as in Example 1. Table 1 shows the compositions of the purge gas and the gas (waste gas) discharged from the recovery tower in Examples and Comparative Examples.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明の方法により、一酸化炭素と亜硝
酸メチルを固体触媒の存在下で反応させて工業的に炭酸
ジメチルを製造する方法において、アンモニアの酸化ガ
スを使用して亜硝酸メチルの再生に必要とされるNOX
を補給する際、同伴する大量の不活性ガスを反応器、吸
収塔及び再生塔の間を循環するガス循環系の外でパージ
することができるために、有効成分である一酸化炭素の
ロスを増大させることがなくなり、更に、パージガス中
の亜硝酸メチル及び一酸化窒素も殆ど回収できるように
なって、工業的に好適な炭酸ジメチルの連続的製造法、
特に炭酸ジメチルを大規模に製造するプロセスにおいて
優れた炭酸ジメチルの連続的製造法を提供することがで
きる。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the method of the present invention, carbon monoxide and methyl nitrite are reacted in the presence of a solid catalyst to industrially produce dimethyl carbonate. NO X needed to regenerate
When replenishing the gas, a large amount of the accompanying inert gas can be purged outside the gas circulation system circulating between the reactor, the absorption tower and the regeneration tower, so that the loss of carbon monoxide as an active ingredient is reduced. In addition, it is possible to recover almost no methyl nitrite and nitric oxide in the purge gas without increasing the amount, and an industrially suitable continuous production method of dimethyl carbonate,
Particularly, it is possible to provide an excellent continuous production method of dimethyl carbonate in a process for producing dimethyl carbonate on a large scale.
【図1】図1は本発明の一実施例を示すフローシートで
ある。FIG. 1 is a flow sheet showing an embodiment of the present invention.
1は反応器、2は吸収塔、3は再生塔、4は回収塔、1
1〜27は導管を示す。1 is a reactor, 2 is an absorption tower, 3 is a regeneration tower, 4 is a recovery tower, 1
1-27 show conduits.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 68/08 // C07B 61/00 300 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display area C07C 68/08 // C07B 61/00 300
Claims (1)
体触媒の存在下に気相接触反応させて炭酸ジメチルを生
成させる第1工程、第1工程において生成した炭酸ジメ
チルを炭酸ジメチル吸収塔で吸収溶媒のシュウ酸ジメチ
ルに吸収させる第2工程、第2工程における非凝縮ガス
中の一酸化窒素を亜硝酸メチル再生塔で分子状酸素及び
メタノールと接触させて亜硝酸メチルを生成させる第3
工程、第2工程における吸収液中の炭酸ジメチルを蒸留
分離する第4工程、及びガス循環系からのパージガスと
アンモニアの酸化ガスを亜硝酸メチル回収塔に供給して
ガス中の窒素酸化物をメタノールと接触させて亜硝酸メ
チルを生成させる第5工程の各工程から成ることを特徴
とする炭酸ジメチルの連続的製造法。1. A first step in which carbon monoxide and methyl nitrite are subjected to a gas phase catalytic reaction in a reactor in the presence of a solid catalyst to produce dimethyl carbonate, and the dimethyl carbonate produced in the first step is a dimethyl carbonate absorption tower. Second step of absorbing with dimethyl oxalate as an absorption solvent in step 3, third step of contacting nitric oxide in the non-condensed gas in the second step with molecular oxygen and methanol in a methyl nitrite regeneration tower to produce methyl nitrite
Step, the fourth step of distilling and separating dimethyl carbonate in the absorbing solution in the second step, and the purge gas from the gas circulation system and the oxidizing gas of ammonia are supplied to the methyl nitrite recovery column to remove the nitrogen oxides in the gas from methanol. A continuous process for the production of dimethyl carbonate, which comprises the steps of the fifth step of contacting with and producing methyl nitrite.
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