JPH07291900A - 活性炭上の吸着によつてエチレングリコールカーボネート(egc)を精製するための方法 - Google Patents
活性炭上の吸着によつてエチレングリコールカーボネート(egc)を精製するための方法Info
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- JPH07291900A JPH07291900A JP7115211A JP11521195A JPH07291900A JP H07291900 A JPH07291900 A JP H07291900A JP 7115211 A JP7115211 A JP 7115211A JP 11521195 A JP11521195 A JP 11521195A JP H07291900 A JPH07291900 A JP H07291900A
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Abstract
製造プロセスからの、比較的高沸の二次的成分によって
汚染されたそして多分触媒を含んだEGCのための精製
方法であって、二次的成分のできる限り完全な除去を導
くが低い触媒損失しか導かない精製方法を提供すること
である。 【構成】 EGCの製造又は後処理プロセスからの、不
純物を含むEGCの連続式又はバッチ式精製のための方
法であって、汚染されたEGCに、40〜250℃でそ
して1〜200barで、200〜3,000m2/g
のBET表面積を有する活性炭による処理を施すことを
特徴とする方法が提供される。
Description
造又は後処理プロセスからの、不純物を含むエチレング
リコールカーボネート(EGC)を精製するための方法
に関する。
を回避する目的のために、EGCを製造するための反応
回路から流出されるEGC流れの精製を可能にする。
方流れのEGC製造及び後処理回路中への実質的に完全
なリサイクル性を可能にし、そしてそれによってEGC
の製造における物質節約形態の運転に寄与する。
ル及びホスゲンから(DE−AS(ドイツ公告特許明細
書)1 226 117)、エチレンオキシド又はエチ
レンクロロヒドリン及び二酸化炭素から(Chem.I
ng.Techn.43(1971)、903頁以降;
Fette,Seifen,Anstrichmitt
el 73(1971)、396頁以降;US 4,3
14,945に対応するDE−OS(ドイツ公開特許明
細書)2 855 232;Ind.Eng.Che
m.50(1958)、767〜770;DE−OS
(ドイツ公開特許明細書)4,141,189;DE
4,138,438;DE 4,210,943)そし
てまたエチレン、酸素及び二酸化炭素から(US 3,
025,305)EGCを製造することができることが
知られている。ここで、EGCは、一般に、製造プロセ
スからの種々の物質及び二次的成分によって汚染された
形で得られる。
するプロセスにおいては、粗製生成物は、溶解された触
媒、例えば第四級アンモニウム化合物、アルカリ金属ハ
ロゲン化物、又は亜鉛ハロゲン化物と組み合わせられた
アルカリ金属ハロゲン化物を更に含む。これは、例えば
分別蒸留によって、最後の精製に先立って粗製生成物か
ら除去しなければならない。かくして、例えば、Che
m.Ing.Techn.及びFette,Seife
n,Anstrichmittel(上で引用した)中
に述べられたプロセスにおいては、最後の精製に先立っ
て触媒を除去するために2回の薄膜蒸留を実施する。次
に、この分離された触媒は、EGCのための製造反応に
殆どリサイクルすることができる。この薄膜蒸留におい
ては、温和な条件(最大50mbar)を維持する場合
においてさえも、EGCは部分的に分解される。分解生
成物は、揮発性に依存して、留出物中に又は蒸留の液相
中に集まる。EGCの分解の危険性は、純粋なEGCが
留去する結果として蒸留の液相中に触媒が濃縮されるこ
とそしてEGCの分解の程度はその中に溶かされた触媒
の濃度に強く依存することに特に起因する。かくして、
0.25〜0.5重量%の触媒の入り口濃度に関して
は、90〜95%未満のEGCしか留去することができ
ない。加えて、触媒それ自体が、この蒸留プロセスにお
いて分解される可能性がある。濃縮された触媒溶液に相
当する、蒸留の液相を製造反応中へリサイクルすること
が望まれる場合には、触媒の一部を廃棄しそして新しい
触媒で置き換えなければならない。かくして、例えば、
30%の触媒溶液の置き換えが推奨される。触媒溶液の
置き換えは、EGC製造及び後処理回路から触媒溶液の
一部を外に流出させそして同時に対応する量の新鮮な触
媒を中に供給することによって実施する(Ind.En
g.Chem.、上で引用した;DE 4,141,1
89)。
理の間に生成される可能性がある不純物、例えば比較的
高沸の二次的成分の集積を回避する。
条件に依存して、≧90%までのEGCを含み、そして
それ故それを廃棄しなければならない場合には、かなり
の損失に相当する。
比較的低い圧力及び低い分離割合を使用するDE 4,
141,189におけるようなEGCの断熱的製造によ
って、製造及び後処理を実施する時には、このことは特
に真実である。このような温和な製造及び後処理におい
ては、流出流れは約99%のEGCである可能性さえあ
る。
的高沸の二次的成分によって汚染されたそして多分触媒
を含んだEGCのための精製方法であって、二次的成分
のできる限り完全な除去を導くが低い触媒損失しか導か
ない精製方法を持つことが望ましかった。更にまた、こ
の精製方法はそれ自体、EGC及び触媒に対するストレ
スに相当してはならず、そしてエネルギーを節約するも
のでなければならない。
較的高沸の二次的成分によって汚染されたEGC粗製生
成物の又はEGC触媒溶液の活性炭による処理において
は、二次的成分はEGCから実質的に完全に除去するこ
とができ、一方触媒は小さな程度までしか活性炭の上に
吸着されないことが、ここに驚くべきことに見い出され
た。このやり方においては、90〜約99%のEGCを
含む流出流れの焼却を回避することができ、そして精製
された流れを製造プロセスにリサイクルすることができ
る。精製されたEGCを反応回路にリサイクルする時に
は、活性炭の上に吸着された小さな割合の触媒を新鮮な
触媒によって置き換えなければならない。小さな割合の
吸着された触媒のこの置き換えは、反応及び後処理の間
に起きる触媒不活性化をそれによって補う場合には、望
ましくさえあり得る。
利な結果は、精製ステップそれ自体はEGC及び触媒に
対する付加的なストレスに相当しないことである。
ーボネート(EGC)の製造又は後処理プロセスから
の、不純物を含むEGCを精製するためのの連続式又は
バッチ式方法であって、汚染されたEGCに、40〜2
50℃、好ましくは40〜200℃、特に好ましくは4
0〜160℃でそして1〜200bar、好ましくは1
〜100bar、特に好ましくは1〜30barで、2
00〜3,000m2/g、好ましくは300〜2,0
00m2/g、特に好ましくは500〜1,500m2/
gのBET表面積を有する活性炭による処理を施すこと
を特徴とする方法を提供する。
EGCは、更なる最後の精製ステップを施される予定の
予備精製されたEGCでも、又はEGCの製造プロセス
から直接に生じる粗製反応混合物でも良い。上で述べた
比較的高沸の二次的成分の実質的に完全な除去と、同時
に、触媒の低い吸着のために、本発明の精製方法は、副
生成物集積を回避するために反応及び後処理回路から取
られるそしてそれにも拘わらず主にEGCから成る流出
流れの後処理のために特に適切である。
明の精製方法は、不活性化された触媒を置き換える目的
のための、一部の触媒の同時の除去として役立つことが
できる。
の集積速度そしてかくして二次的成分集積を回避するた
めに必要な流出流れは、当業者には知られている。活性
炭を使用する精製は、反応パラメーター(例えば滞留時
間)の機能として、当業者に知られたやり方で流出流れ
からの二次的成分の実質的に完全な除去を達成する。非
常に小さな程度までは起きる活性炭の上の触媒の吸着
は、同様に吸着のための選ばれたパラメーターに依存す
る。しかしながら、不活性化された触媒を置き換える目
的のためには、個々のケースにおいて容易に決定される
ある量の触媒を回路から除去すべきである。
全に又は部分的にだけ行うのどちらにすべきか、そして
この精製においてパラメーターの適切な選択によって二
次的成分の完全な除去をもたらすべきか否かを判断する
ことができる。
流れを後処理の残渣から取る。何故ならば、ここにおい
て、二次的成分の濃度は最高でありそして流出流れの精
製は最も効果的であるからである。真空蒸留による後処
理においては、残渣は蒸留の液相に対応する。しかしな
がら、EGCのためのその他の後処理方法もまた考え得
るが、流出流れの精製は同様に有用でありそして実施す
ることが可能である。例えば、精製されたEGCは、製
造プロセスの出発物質、副生成物及び/又は触媒の中か
らの、不純物を含む汚染されたEGCからの分別溶融結
晶化によって得ることができる。この方法においては、
生成された結晶化物が精製されたEGCに相当し、その
中に不純物が溶かされている残りの溶融液がリサイクル
されるべき残渣に相当する。
化及びそれに続く結晶化物の真空蒸留も同様に考え得
る。この場合には、結晶化からの溶融液及び蒸留からの
液相を製造プロセスにリサイクルすることができ、そし
てこれらが流出流れを取るためのプロセス内の適切な点
に相当する。
製されたEGC流れを製造回路にリサイクルする。活性
炭の上の吸着によってEGCを精製するための本発明の
方法は、バッチ式によってか又は精製されるべきEGC
と活性炭との連続的な接触によってかのどちらかで実施
することができる。好ましくはそれは連続的な接触によ
って実施される。
よる精製のためには、使用される吸着方法は、例えば、
Ullmann’s Enzyklopaedie d
ertechnischen Chemie,4th
edition,Vol.2,pp.600〜619中
に、そしてその中に引用された文献中に述べられたよう
なもの、そして当業者に知られているもので良い。これ
らは、例えば、活性炭が固定されそして精製されるべき
出発物質が、一杯になった状態で又は細流相としてかの
どちらかで、下向きにそうでなければボトムから上向き
に活性炭を通って流れる固定床方法である。固定床吸着
装置の建造に関しては、例えば、水平又は垂直吸着装置
と単純な吸着タンクとの間に区別がなされる。その他の
吸着方法は、代わりに、例えば移動床において又は流動
床において吸着剤を動かして使用して運転する。粉の活
性炭を使用する時には、撹拌された容器中に精製される
べき出発物質と共に吸着剤が撹拌して入れられそして後
でフィルタープレス中で濾別される撹拌混入方法と、ま
ず懸濁によってフィルターの上に吸着剤床が製造されそ
して精製されるべき出発物質が床を通してプレスされる
フィルター床方法との間に区別がなされる。
Cの精製のためには、固定床方法を使用することが好ま
しい。有利には、二つの吸着床を備え、その結果、一つ
の吸着床の消耗に際して、他の一つに切り換えそして使
用された活性炭を再生するか又は交換することができる
ようにする。選ばれた方法に依存して、本発明による吸
着によるEGCの精製には、濾過ステップが続かなけれ
ばならない。
いて設定されるべきパラメーター例えば温度、圧力、滞
留時間は、吸着方法の選択に依存し、そして当業者には
知られたやり方で精製の結果に影響する。例えば、EG
Cの融点よりも高い、即ち約40℃よりも高い温度を、
EGCの精製の間、維持しなければならない。可能な最
高温度は、EGCの沸点、即ち250℃である。EGC
は、特に触媒の存在下で、比較的高い温度では分解する
可能性があるので、比較的高い温度を選択する時には比
較的高い圧力を使用することがまた勧められる。
好ましくは40〜200℃そして特に好ましくは40〜
160℃の吸着温度を設定すべきである。圧力は、1〜
200bar、好ましくは1〜100bar、特に好ま
しくは1〜30barの範囲にあるべきである。
Cの精製は、好ましくは湿気を排除して実施される。
の炭素生成前駆体から製造することができる。活性な形
への転換のための方法は、同様に、非常に異なり得る。
このような製造方法は、200〜3,000m2/g、
好ましくは300〜2,000m2/g、特に好ましく
は500〜1,500m2/gのBET表面積、及び2
50〜550g/lの嵩密度を有する活性炭を与える。
活性炭を製造するための出発物質の述べて良い例は、お
がくず及びその他の木材廃物、わら、種々のタイプの石
炭、例えば瀝青炭又は褐炭、堅果の殻、鉱油タール、リ
グニン、多糖類、ポリアクリロニトリル、骨及びピート
である。更にまた、褐炭及び黒炭からのコークス生成物
を使用することもまた可能である。述べて良い好ましい
例は、木材、セルロース、リグニン、瀝青炭又は褐炭、
ピート又は黒炭コークスである。
によって、例えばリン酸又は塩化亜鉛を使用する化学的
活性化によって、スチーム、酸素又は三価の窒素を含む
ガスを使用するガス活性化によって活性化することがで
きる。このような予備活性化された前駆体は、次に、熱
的に、即ちコーキングによって本発明の方法のための活
性炭に転換される。これらの製造方法は当業者には知ら
れていてそして、このようにして得ることができる種々
の種類の活性炭の詳細な説明と全く同様に、文献中に分
かるように述べられている(Ullmann’s En
cyclopedia of Industrial
Chemistry,5th,Edition,Vo
l.A5(1986),pp.124〜140及びその
中に引用された参照文献を参照せよ)。
素、砕かれた炭素及び粉の炭素を、本発明の方法におい
て使用することができる。通常は粉末からの押出成形に
よって製造されそして円筒状の形を有するか又は、もっ
と稀にはペレットとして存在する造形された炭素の場合
には、適切な径は通常は1〜数mmの範囲にある。粉の
炭素の場合には、特に十分な濾過性に注意を払わねばな
らない。
されるべき活性炭の最適の形を良く知っているであろ
う。
塩及び色を発現する化合物を、所望の場合には、水、メ
タノール、メタノール/水、グリコール又はグリコール
/水混合物を使用して活性炭から洗浄することができ、
そしてこのやり方で再生を達成することができる。連続
的な手順においては、使用される活性炭は吸着装置中に
長期間留まることができる。不溶性の有機堆積物は、1
50〜800℃で、必要に応じて下位の量の空気(使用
されるスチームの量を基にして約0.1〜20重量%)
を添加して、過熱されたスチームを通過させることによ
って、又は0.01〜5重量%の酸素含有希釈ガス例え
ば窒素、一酸化炭素若しくは二酸化炭素を通過させるこ
とによって、又は200〜800℃で二酸化炭素単独に
よって除去することができる。好ましい再生温度は、2
50〜700℃、特に好ましくは250〜600℃であ
る。
性炭との連続式及びバッチ式接触、そして同様に精製さ
れるべきEGC中に溶かされた触媒に対する活性炭吸着
の効果を示す。
成は、ガスクロマトグラフィーによって測定した。粗製
のそして純粋な生成物の色純度のための敏感な尺度とし
て、EGCサンプル中の、例えばアセトアルデヒドの重
縮合された下流生成物に起因する、黄色の色合いの量を
計るハーゼン色数を使用した。
は、無機塩を使用した時には、原子吸光分光分析によっ
て、そして触媒としてハロゲン化アンモニウムの場合に
は、銀滴定によって測定した。
媒溶液及び1部の活性炭(重量比)を、各々の場合にお
いて、撹拌しながら50〜60℃でお互いに接触させ
た。それぞれ30分、1、3及び24時間後に、EGC
のサンプルを取りそして、活性炭の残渣を分離した後
で、ハーゼン色数及び触媒濃度を測定した。以下の5つ
の活性炭を試験した: A:Norit R 2030,A−9421*(≒2
mm、ロッド/675m2/g) B:Norit R2,A−5997*(≒1.5m
m、ロッド/1100m2/g) C:Norit RB1,A−9661*(<1mm、
ロッド/1000m2/g) D:Sorbonorit 2,A−8008*(≒
1.5mm、ロッド/1250m2/g) E:Chemviron CPG LF**(1〜2m
m、粒状の/1000m2/g) * Noritの市販の製品 ** Calgonの市販の製品 これらの5つの実験においては、400のハーゼン色数
を有する同一のEGCグレード、並びに0.22モル%
のNaBr及び0.11モル%のZnBr2の触媒のN
aBr及びZnBr2装填量を使用した。この出発のE
GCの品質は、GC分析によれば99.02%のEGC
であり、既に非常に高かった。
す。活性炭の上の触媒の吸着の尺度として、精製された
EGC溶液中のZnBr2の濃度をここに示す。
するEGCの精製;比:1部の活性炭/5部のEGC;
50〜60℃。
できる: * 本発明による吸着によるEGCの精製のためには、
種々の活性炭が適切である。
された炭素の中で最も適切なものは、活性炭Chemv
iron CPG LFである。僅かに30分後には、
EGCの色数は400から80まで落ち、3時間後に
は、それは僅かに30である。
て触媒の約10〜20%を吸着する。
C触媒溶液(GC分析によれば99.7%のEGC、色
数 35、触媒として1.21重量%のEt4NBr)
及び1部の活性炭(Chemviron CPG L
F、実施例1参照)を、撹拌しながら50〜60℃でお
互いに接触させた。30分後に、EGCのサンプルを取
り、そして活性炭残渣を無くした。するとハーゼン色数
は10であり、そして触媒含量は出発のサンプルと比較
して5%だけ落ちた。
hemviron CPG LFの上で連続的に吸着を
実施し、精製されるべきEGCを一定の体積流れでトッ
プから下向きに一杯になった状態で通過させた。各々の
場合において二三時間の間隔で、流出物のある瞬間のサ
ンプルを取りそして分析した。
た(床高さ 16cm、50ml床体積、嵩密度 0.
46g/mlbed、実験の開始に先立つ活性炭の乾燥
130℃で36時間、窒素、滞留時間 10分)。
この実験においては、50mlのChemviron
CPG LFの上で精々55の色数まで精製した(吸着
床の142倍の体積)。実験の始めには、僅かに35〜
40の色数を有する2lの溶出物さえ得られた。
である。
GC)の製造又は後処理プロセスからの、不純物を含む
EGCの連続式又はバッチ式精製のための方法であっ
て、汚染されたEGCに、40〜250℃、好ましくは
40〜200℃、特に好ましくは40〜160℃でそし
て1〜200bar、好ましくは1〜100bar、特
に好ましくは1〜30barで、200〜3,000m
2/g、好ましくは300〜2,000m2/g、特に好
ましくは500〜1,500m2/gのBET表面積を
有する活性炭による処理を施すことを特徴とする方法。
積を回避するためにEGC反応及び後処理回路から取ら
れた流出流れ及び/又はEGC後処理の残渣からの流出
流れであることを特徴とする、上記1記載の方法。
造プロセスからの触媒を含み、そして活性炭による処理
が触媒の部分的除去を同時にもたらすことを特徴とす
る、上記2記載の方法。
供給されること及び/又はこの精製において二次的成分
の部分的な除去だけが引き起こされることを特徴とす
る、上記3記載の方法。
流出流れをEGC製造プロセスにおける反応及び後処理
回路中にリサイクルすることを特徴とする、上記2記載
の方法。
徴とする、上記1記載の方法。
することを特徴とする、上記1記載の方法。
とする、上記1記載の方法。
/lの嵩密度を有することを特徴とする、上記1記載の
方法。
その他の木材廃物、わら、幾つかのタイプの石炭、堅果
の殻、鉱油タール、リグニン、多糖類、ポリアクリロニ
トリル、骨、褐炭又は黒炭からのピート又はコークス生
成物から、好ましくは木材、セルロース、リグニン、瀝
青炭又は褐炭、ピート又は黒炭コークスから製造された
ことを特徴とする、上記1記載の方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 エチレングリコールカーボネート(EG
C)の製造又は後処理プロセスからの、不純物を含むE
GCの連続式又はバッチ式精製のための方法であって、
汚染されたEGCに、40〜250℃、好ましくは40
〜200℃、特に好ましくは40〜160℃でそして1
〜200bar、好ましくは1〜100bar、特に好
ましくは1〜30barで、200〜3,000m2/
g、好ましくは300〜2,000m2/g、特に好ま
しくは500〜1,500m2/gのBET表面積を有
する活性炭による処理を施すことを特徴とする方法。
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