JPH0791233B2 - Method for producing dialkyl carbonate - Google Patents

Method for producing dialkyl carbonate

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JPH0791233B2
JPH0791233B2 JP2164235A JP16423590A JPH0791233B2 JP H0791233 B2 JPH0791233 B2 JP H0791233B2 JP 2164235 A JP2164235 A JP 2164235A JP 16423590 A JP16423590 A JP 16423590A JP H0791233 B2 JPH0791233 B2 JP H0791233B2
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reaction
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carbonate
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旭化成工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ジアルキルカーボネートの製造方法に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a dialkyl carbonate.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

触媒の存在下に環状カーボネートとアルコールとを反応
させることによるジアルキルカーボネートの製造方法と
しては、種々の提案がなされている。例えば、触媒とし
て第3級脂肪族アミンを用いる方法(特公昭59−28542
号公報)、アルカリ金属またはアルカリ金属化合物を使
用する方法(米国特許第3642858号明細書)、タリウム
化合物を使用する方法(特公昭60−27658号公報)、錫
アルコキシド類を使用する方法(特公昭56−40708号公
報)、ルイス酸と含窒素有機塩基とを混合して用いる方
法(特公昭60−22698号公報)、第4級ホスホニウム塩
を用いる方法(特開昭56−10144号公報)等がある。
Various proposals have been made as a method for producing a dialkyl carbonate by reacting a cyclic carbonate with an alcohol in the presence of a catalyst. For example, a method using a tertiary aliphatic amine as a catalyst (Japanese Patent Publication No. 59-28542).
JP), a method using an alkali metal or an alkali metal compound (US Pat. No. 3,642,858), a method using a thallium compound (JP-B-60-27658), and a method using tin alkoxides (JP-B-SHO). 56-40708), a method of using a mixture of a Lewis acid and a nitrogen-containing organic base (JP-B-60-22698), a method of using a quaternary phosphonium salt (JP-A-56-10144), etc. There is.

通常、生成物であるジアルキルカーボネートを製品とし
て得るためには、分離操作として蒸留が必要である。し
かし、このような均一系触媒を使用する場合には、反応
混合物と触媒の分離が困難であり、蒸留中に触媒が存在
するために逆平衡反応が起き易くなりジアルキルカーボ
ネートとアルコールとの共沸組成物でしか得られないと
いうことや共生成物のグリコールの脱水縮合等が起こる
という問題がある。
Usually, distillation is required as a separation operation in order to obtain the product dialkyl carbonate as a product. However, when such a homogeneous catalyst is used, it is difficult to separate the reaction mixture from the catalyst, and the reverse equilibrium reaction is likely to occur due to the presence of the catalyst during the distillation, so that the azeotropic distillation of the dialkyl carbonate and alcohol occurs. There are problems that it can be obtained only with the composition and that dehydration condensation of the co-product glycol occurs.

これを防ぐために、不均一系触媒を用いる方法が発表さ
れている。例えば、シリカ−チタニア固体酸触媒(特公
昭61−5467号公報)、第3級脂肪族アミン基を含有する
弱塩基性交換樹脂(特公昭59−28542号公報)、第4級
アンモニウム基を交換基として有する強塩基性交換樹脂
(特開昭63−238043号公報)、スルホン酸基やカルボン
酸基を交換基として有するカチオン交換樹脂(特開昭64
−31737号公報)等を用いる方法がある。すなわち、反
応を回分式の反応器を用いて行う場合には、反応液は濾
過あるいはデカンテーションによる触媒分離操作にかけ
られた後、また、流通反応器を用いる場合には、触媒を
反応器に充填して固定床とすることにより(この場合、
反応と触媒分離操作が同時に行なわれている)反応液か
ら触媒が概ね分離された後、蒸留にかけられる。例えば
特開昭64−31737号公報によれば、まず最初、エチレン
カーボネート(ECと略す)とメタノール(MeOHと略す)
とを管型反応器で反応させた後(ここでの触媒分離操作
は、上述の流通反応器の場合に当たる)、得られたジメ
チルカーボネート(DMCと略す)、エチレングリコール
(EGと略す)、MeOH、ECからなる反応液を蒸留にかけ、
塔頂液として得られたMeOHおよびDMC混合液を、さらに
加圧下(約10atm)で蒸留し、純粋なDMCを得ている。
In order to prevent this, a method using a heterogeneous catalyst has been published. For example, a silica-titania solid acid catalyst (Japanese Patent Publication No. 61-5467), a weakly basic exchange resin containing a tertiary aliphatic amine group (Japanese Patent Publication No. 59-28542), and a quaternary ammonium group are exchanged. A strong basic exchange resin having a group (Japanese Patent Laid-Open No. 63-238043), a cation exchange resin having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group as an exchange group (Japanese Patent Laid-Open No. 64
-31737 gazette) and the like. That is, when the reaction is carried out using a batch reactor, the reaction solution is subjected to a catalyst separation operation by filtration or decantation, and when a flow reactor is used, the catalyst is charged into the reactor. And by making it a fixed bed (in this case,
After the reaction and the catalyst separation operation are simultaneously performed), the catalyst is almost separated from the reaction solution and then subjected to distillation. For example, according to JP-A-64-31737, first, ethylene carbonate (abbreviated as EC) and methanol (abbreviated as MeOH)
After reacting with and in a tubular reactor (the catalyst separation operation here corresponds to the case of the flow reactor described above), the obtained dimethyl carbonate (abbreviated as DMC), ethylene glycol (abbreviated as EG), MeOH , The reaction solution consisting of EC is subjected to distillation,
The MeOH and DMC mixture obtained as the overhead liquid was further distilled under pressure (about 10 atm) to obtain pure DMC.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかし、流通反応器の場合に、触媒成分(触媒の溶出物
や分解物等を指す)の反応液への混入を完全に避けるこ
とはできず、また、回分式反応器の場合も、濾過やデカ
ンテーション等の方法で反応液から触媒成分を完全に分
離することはできない。このため、反応後、触媒分離操
作をして得られた反応液、すなわち、微量の触媒成分を
含んだアルコール/ジアルキルカーボネート/グリコー
ル/環状カーボネートの4成分混合液を、より高温で蒸
留分離しようとすると、蒸留塔内で高沸成分の生成や、
ジアルキルカーボネートから環状カーボネートへの逆平
衡反応が起こり、ジアルキルカーボネートの回収量が低
減するという問題があった。
However, in the case of a flow reactor, it is not possible to completely avoid mixing of catalyst components (which refers to eluates and decomposed products of the catalyst) into the reaction liquid, and also in the case of a batch reactor, filtration or The catalyst component cannot be completely separated from the reaction solution by a method such as decantation. Therefore, after the reaction, the reaction liquid obtained by the catalyst separation operation, that is, the four-component alcohol / dialkyl carbonate / glycol / cyclic carbonate liquid mixture containing a trace amount of the catalyst component should be separated by distillation at a higher temperature. Then, generation of high boiling components in the distillation column,
There was a problem that the reverse equilibrium reaction of the dialkyl carbonate to the cyclic carbonate occurs and the recovery amount of the dialkyl carbonate is reduced.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明者らは、ジアルキルカーボネートの製造に関する
従来の問題点を解決し、高収率でジアルキルカーボネー
トを得ることを目的に鋭意検討を重ねた結果、本発明に
至った。
The present inventors have achieved the present invention as a result of intensive studies aimed at solving the conventional problems relating to the production of dialkyl carbonates and obtaining dialkyl carbonates in high yield.

すなわち、本発明は、環状カーボネートとアルコールと
を不均一系触媒の存在下で反応させたのち、この不均一
系触媒の分離操作を行い、触媒分離操作後も微量の触媒
成分を含む反応液に炭酸ガスを導入しながら蒸留するこ
とを特徴とするジアルキルカーボネートの製造方法であ
る。
That is, the present invention, after reacting the cyclic carbonate and alcohol in the presence of a heterogeneous catalyst, performs the separation operation of this heterogeneous catalyst, the reaction solution containing a trace amount of catalyst components even after the catalyst separation operation. A method for producing a dialkyl carbonate, which comprises distilling while introducing carbon dioxide gas.

本発明において、環状カーボネートとは、下記一般式
(1)で表される。
In the present invention, the cyclic carbonate is represented by the following general formula (1).

〔式中、R1は2価の基−(CH2)を表す。mは2〜6
の整数である。また、R1中の1個以上の水素原子が炭素
数1〜8のアルキル基やアルキレン基やアリール基で置
換されていてもよい。) 具体例としては、例えばエチレンカーボネート、プロピ
レンカーボネート等のアルキレンカーボネート;1,3−ジ
オキサシクロヘキサ−2−オン、1,3−ジオキサシクロ
ヘプタ−2−オンなどが挙げられる。また、それらの混
合物であってもよい。
[In the formula, R 1 represents a divalent group — (CH 2 ). m is 2-6
Is an integer. Further, one or more hydrogen atoms in R 1 may be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkylene group or an aryl group. ) Specific examples include alkylene carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; 1,3-dioxacyclohex-2-one and 1,3-dioxacyclohepta-2-one. It may also be a mixture thereof.

本発明において、アルコールとは、環状カーボネートと
反応して炭酸エステルを与えるものである。好ましくは
一般式R2OH〔R2が炭素数1〜18の飽和あるいは不飽和炭
化水素基等である。また、R2の水素原子はアルコキシ基
等で置換されていてもよい。〕で表される。具体例とし
てはメタノール、エタノール、プロパノール、1−メチ
ルエタノール、アリルアルコール、ブタノール、2−ブ
タノール、2−メチル−2−プロパノール、3−ブテン
−1−オール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコー
ル、2−メトキシエタノールなどが挙げられる。また、
これらの混合物でもよい。
In the present invention, the alcohol is one which reacts with a cyclic carbonate to give a carbonic acid ester. Preferably, the general formula R 2 OH [R 2 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or the like. Further, the hydrogen atom of R 2 may be substituted with an alkoxy group or the like. ] Is represented. Specific examples include methanol, ethanol, propanol, 1-methylethanol, allyl alcohol, butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 3-buten-1-ol, cyclohexanol, benzyl alcohol, 2-methoxyethanol. And so on. Also,
A mixture of these may be used.

本発明においては、下記式(2)に示すように環状カー
ボネート(1)に2分子のアルコール(2)を反応させ
ることにより、ジアルキルカーボネート(3)と共生成
物であるグリコール(4)とを得る周知の反応を適用す
ればよい。
In the present invention, as shown in the following formula (2), the cyclic carbonate (1) is reacted with two molecules of the alcohol (2) to prepare the dialkyl carbonate (3) and the co-product glycol (4). A well-known reaction to be obtained may be applied.

本発明において、不均一系触媒は、環状カーボネートと
アルコールとを反応させ、ジアルキルカーボネートを生
成しうる公知の不均一系触媒である。
In the present invention, the heterogeneous catalyst is a known heterogeneous catalyst capable of reacting a cyclic carbonate with an alcohol to produce a dialkyl carbonate.

具体例としては、第3級脂肪族アミン基を含有する塩基
性樹脂、または第4級アンモニウム基を含有する塩基性
樹脂であり、またこのような第3級脂肪族アミン基また
は第4級アンモニウム基を無機質担体に担持した固体塩
基でもよい。また、これらを混合して用いてもよい。
Specific examples thereof include a basic resin containing a tertiary aliphatic amine group or a basic resin containing a quaternary ammonium group, and such a tertiary aliphatic amine group or quaternary ammonium group. A solid base having a group supported on an inorganic carrier may be used. Further, these may be mixed and used.

第3級脂肪族アミン基を含有する塩基性樹脂とは、第3
級アミンのような弱塩基性官能基または第3級アミン、
アミド官能基を有する巨大網状及びゲルタイプのイオン
交換樹脂である。このような樹脂において末端アミン基
は、直接に、または1もしくはそれ以上の炭素原子を介
して、または炭素及び窒素結合の組合せを介して有機ポ
リマーに結合している。第3級アミンまたは第3級アミ
ン、アミド官能基は、例えば、ジメチルアミン基、ジエ
チルアミン基、ジメチルアミノベンジル基、ジエチルア
ミノベンジル基、ジメチルアミノプロピル基、ジメチル
アミノプロピルアミド基、ジエチルアミノプロピル基、
ジプロピルアミノおよびジメチルアミノヘキシルアミ
ド、ジメチルアミノメチルアミド、およびジメチルアミ
ノメチル基である。
A basic resin containing a tertiary aliphatic amine group means a tertiary resin
Weakly basic functional groups such as primary amines or tertiary amines,
It is a giant reticulated and gel type ion exchange resin having amide functional groups. In such resins, the terminal amine groups are attached to the organic polymer either directly or via one or more carbon atoms or via a combination of carbon and nitrogen bonds. Tertiary amine or tertiary amine, amide functional group is, for example, dimethylamine group, diethylamine group, dimethylaminobenzyl group, diethylaminobenzyl group, dimethylaminopropyl group, dimethylaminopropylamide group, diethylaminopropyl group,
Dipropylamino and dimethylaminohexylamide, dimethylaminomethylamide, and dimethylaminomethyl groups.

このような樹脂の例としては、ローム・アンド・ハース
社によって市販されているアンバ−リストA−21(スチ
レンとジビニルベンゼンを共重合させたマクロレティキ
ュラー型弱塩基性陰イオン交換樹脂であり、交換基はジ
メチルアミン基)(アンバーリストは登録商標である)
が挙げられる。
An example of such a resin is Amberlyst A-21 (a macroreticular weak basic anion exchange resin obtained by copolymerizing styrene and divinylbenzene, which is marketed by Rohm and Haas Co., Exchange group is dimethylamine group) (Amberlyst is a registered trademark)
Is mentioned.

第4級アンモニウム基を含有する塩基性樹脂としては、
第4級アンモニウム基が直接または1もしくはそれ以上
の炭素原子を介して、有機ポリマー基材に結合している
樹脂である。第4級アンモニウム基は、たとえば、水酸
化トリメチルアンモニウム基、塩化トリメチルアンモニ
ウム基または臭化トリメチルアンモニウム基などがあ
る。この種の市販されている樹脂の例としては、アンバ
ーリストA−26、A−27、アンバーライトIRA−904(ス
チレンとジビニルベンゼンを共重合させたマクロレティ
キュラー型強塩基性陰イオン交換樹脂であり、交換基は
トリメチルアンモニウム基である)、アンバーライトIR
A−410(スチレンとジビニルベンゼンを共重合させたゲ
ル型強塩基性陰イオン交換樹脂であり、交換基はトリメ
チルアンモニウム基である)、ダウエックスMSA−1
(スチレンとジビニルベンゼンを共重合させた強塩基性
陰イオン交換樹脂であり、交換基はトリメチルアンモニ
ウム基である)およびダイヤイオンPA316(スチレンと
ジビニルベンゼンを共重合させた強塩基性陰イオン交換
樹脂であり、交換基はトリメチルアンモニウム基であ
る)(アンバーライトはローム・アンド・ハース社の、
ダウエックスはダウ・ケミカル社の、ダイヤイオンは三
菱化成(株)の登録商標である)などが挙げられる。該
4級アンモニウム塩基のアニオン種は、塩素イオン、臭
素イオン以外の、ヨウ素イオン、炭酸イオン、重炭酸イ
オン、水酸基イオン、酢酸イオン、蟻酸イオンなどのイ
オン種に交換されていてもよい。
As the basic resin containing a quaternary ammonium group,
A resin in which a quaternary ammonium group is bonded to an organic polymer substrate either directly or through one or more carbon atoms. The quaternary ammonium group is, for example, a trimethylammonium hydroxide group, a trimethylammonium chloride group or a trimethylammonium bromide group. Examples of commercially available resins of this type are Amberlyst A-26, A-27, Amberlite IRA-904 (macroreticular type strongly basic anion exchange resin obtained by copolymerizing styrene and divinylbenzene). Yes, the exchange group is a trimethylammonium group), Amberlite IR
A-410 (a gel-type strongly basic anion exchange resin in which styrene and divinylbenzene are copolymerized, and the exchange group is a trimethylammonium group), Dowex MSA-1
(A strongly basic anion exchange resin that is a copolymer of styrene and divinylbenzene, and the exchange group is a trimethylammonium group) and DIAION PA316 (a strongly basic anion exchange resin that is a copolymer of styrene and divinylbenzene). And the exchange group is a trimethylammonium group) (Amberlite is from Rohm and Haas,
Dowex is a trademark of Dow Chemical Company, and Diaion is a registered trademark of Mitsubishi Kasei Co., Ltd.). The anion species of the quaternary ammonium salt group may be exchanged with ion species other than chlorine ion and bromine ion, such as iodine ion, carbonate ion, bicarbonate ion, hydroxyl ion, acetate ion, formate ion and the like.

さらに、セルロースの水酸基の一部または全部をトリア
ルキルアミノエチル化したものもよい。アルキル基とし
てはメチル、エチル、プロピル、ブチルなどが用いられ
る。この場合のアニオン種については上述のとうりであ
る。
Further, a part or all of the hydroxyl groups of cellulose may be trialkylaminoethylated. Methyl, ethyl, propyl, butyl and the like are used as the alkyl group. The anion species in this case are as described above.

本発明において、使用できる無機質担体担持固体塩基と
しては、無機質担体の表面水酸基の一部または全部を修
飾することにより、−O(CH2n N(R)または−O
(CH2)n N(R)3X基(Rはメチル、エチル、プロピ
ル、ブチルなどが用いられ、Xはアニオン種を表すもの
で、上述のとうりである。また、nは通常1〜6の整数
である。)を導入したものを意味する。無機質担体とし
ては、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、チタニア、
ゼオライトなどが使用され、好ましくはシリカ、シリカ
アルミナが用いられる。無償質担体の表面水酸基の修飾
方法としては、任意の方法を用いることができる。例え
ば無機質担体とアミノアルコールHO(CH2)n N(R)
を塩基触媒存在下に反応させることによりアミノアルコ
キシ化して第3級アミン基を有する固体塩基性触媒が得
られ、さらに、これをハロゲン化アルキルと反応させる
ことによって、第4級アンモニウム基を有する固体塩基
性触媒が得られる。これは、常法手段によりアニオン種
を変換して用いてもよい。
In the present invention, the inorganic support carrying solid base which can be used, by modifying some or all of the surface hydroxyl groups of the inorganic support, -O (CH 2) n N (R) 2 or -O
(CH 2 ) n N (R) 3 X group (R is methyl, ethyl, propyl, butyl or the like is used, and X is an anion species and is as described above. Further, n is usually 1 to It is an integer of 6). As the inorganic carrier, silica, alumina, silica-alumina, titania,
Zeolite or the like is used, and silica or silica alumina is preferably used. As a method for modifying the surface hydroxyl groups of the free carrier, any method can be used. For example, an inorganic carrier and amino alcohol HO (CH 2 ) n N (R) 2
In the presence of a base catalyst to give an aminoalkoxylation to give a solid basic catalyst having a tertiary amine group, which is further reacted with an alkyl halide to give a solid having a quaternary ammonium group. A basic catalyst is obtained. This may be used after converting the anion species by a conventional method.

これらの触媒を組み合わせて使用してもよい。These catalysts may be used in combination.

本発明において触媒分離操作後も反応液中に微量含まれ
る触媒成分とは、不均一触媒の混入物、触媒溶出物及び
触媒分解物等のことである。
In the present invention, the catalyst component contained in the reaction liquid in a trace amount even after the catalyst separation operation is a heterogeneous catalyst mixture, catalyst eluate, catalyst decomposition product, or the like.

触媒分離操作後の反応液中に含まれる触媒成分の量は、
重量濃度で0.01〜10,000ppm、好ましくは0.01〜1,000pp
mの範囲である。
The amount of the catalyst component contained in the reaction solution after the catalyst separation operation is
0.01 to 10,000 ppm by weight, preferably 0.01 to 1,000 pp
It is in the range of m.

本発明の反応では、回分式反応器を用いてもよく、ま
た、流通反応器を用いてもよい。いずれの反応形式の場
合にも、反応終了液は触媒分離操作にかけられる。すな
わち、反応を回分式の反応器を用いて行う場合には、反
応液は濾過あるいはデカンテーションすること等により
触媒分離操作され、また、流通反応器を用いる場合に
は、触媒を反応器に充填して固定床とすること等により
反応液は触媒と概ね分離されて取り出される。しかしな
がら触媒成分を反応液から完全に分離することは操作が
複雑で多数の工程を要する困難性がある。
In the reaction of the present invention, a batch reactor or a flow reactor may be used. In either case, the reaction-terminated liquid is subjected to a catalyst separation operation. That is, when the reaction is carried out using a batch reactor, the reaction solution is subjected to catalyst separation operation such as filtration or decantation, and when a flow reactor is used, the catalyst is filled in the reactor. Then, the reaction solution is separated from the catalyst by taking a fixed bed or the like, and then taken out. However, complete separation of the catalyst component from the reaction solution is complicated and requires many steps.

反応に用いる原料液の環状カーボネートとアルコールの
量比は、広い範囲で用いることができる。しかし、好ま
しくは原料の環状カーボネートに対するアルコールのモ
ル比は0.2〜20である。さらに好ましくは1〜5であ
る。
The amount ratio of cyclic carbonate and alcohol in the raw material liquid used in the reaction can be used in a wide range. However, preferably the molar ratio of alcohol to starting cyclic carbonate is from 0.2 to 20. More preferably, it is 1-5.

本発明の反応温度は、通常30〜300℃、好ましくは50〜2
60℃である。ただし、使用する触媒が固有の耐用温度を
持つ場合には、固有の耐用温度以下の温度範囲で行うこ
とが好ましい。
The reaction temperature of the present invention is usually 30 to 300 ° C, preferably 50 to 2
60 ° C. However, when the catalyst used has an inherent service temperature, it is preferable to carry out the reaction within a temperature range below the inherent service temperature.

本発明の反応時間は、原料である環状カーボネート及び
アルコールの種類及び組成比や、反応温度によっても変
わり得る。例えば、流通反応を行う場合の全供給液に対
する液時空間速度(LHSV)(反応器単位容積あたりの反
応液の供給容積速度)で表現して、通常0.05〜40hr-1
好ましくは0.2〜10hr-1が使用される。また、回分式反
応の場合には、通常0.05〜60時間、好ましくは0.2〜20
時間が使用される。
The reaction time of the present invention may vary depending on the type and composition ratio of the starting material cyclic carbonate and alcohol, and the reaction temperature. For example, when expressed in terms of liquid hourly space velocity (LHSV) (feed volume velocity of reaction liquid per unit volume of reactor) for all feed liquids when conducting a flow reaction, usually 0.05 to 40 hr -1 ,
Preferably 0.2 to 10 hr -1 is used. In the case of a batch reaction, it is usually 0.05 to 60 hours, preferably 0.2 to 20 hours.
Time is used.

本発明において、反応時の圧力は、重要ではなく、その
反応器のサイズや反応温度による反応物質の自己発生的
な圧力でよいが、ここでは好ましくは常圧〜20kg/cm
2(ゲージ圧)が用いられ、さらに好ましくは常圧〜10k
g/cm2が用いられる。
In the present invention, the pressure during the reaction is not important and may be the pressure of the self-generated reaction substance depending on the size of the reactor and the reaction temperature, but here it is preferably normal pressure to 20 kg / cm.
2 (gauge pressure) is used, more preferably atmospheric pressure to 10 k
g / cm 2 is used.

本発明の反応に用いる触媒量は、回分式の場合、原料に
対して0.01〜20重量%であり、好ましくは0.5〜10重量
%である。また、流通式の場合は、上述のLHSVの範囲に
なるようにする。
In the case of a batch system, the amount of the catalyst used in the reaction of the present invention is 0.01 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, based on the raw materials. Also, in the case of the distribution type, it should be within the above-mentioned LHSV range.

上で述べてきた反応条件下で、環状カーボネートとアル
コールとを反応させ、触媒分離操作を行い、未反応の環
状カーボネートとアルコール、反応生成物のジアルキル
カーボネートとグリコールとからなる反応液を得る。こ
の反応液には、触媒成分(微量の触媒、もしくは触媒分
解物等)が0.01〜10,000ppm含まれており、また、副生
成物等が含まれている場合もある。また、反応の温度、
時間、または触媒量を調節することにより、反応を平衡
に到達させても良いし、平衡前で止めても良い。
Under the reaction conditions described above, a cyclic carbonate is reacted with an alcohol, and a catalyst separation operation is performed to obtain a reaction liquid composed of an unreacted cyclic carbonate and an alcohol, and a reaction product of a dialkyl carbonate and a glycol. This reaction solution contains 0.01 to 10,000 ppm of catalyst components (a trace amount of catalyst, catalyst decomposition products, etc.) and may also contain by-products and the like. Also, the temperature of the reaction,
The reaction may be allowed to reach equilibrium or stopped before equilibration by adjusting the time or the amount of catalyst.

本発明において、蒸留操作は、回分式の装置でも、流通
式の装置を用いてもよい。
In the present invention, the distillation operation may use a batch type apparatus or a flow type apparatus.

本発明の蒸留装置は、常温〜250℃の蒸留塔底温度で行
うことが好ましく、さらに好ましくは50〜180℃であ
る。
The distillation apparatus of the present invention is preferably operated at a distillation column bottom temperature of room temperature to 250 ° C, more preferably 50 to 180 ° C.

蒸留時の圧力は、反応原料の種類や蒸留物の液組成によ
って変わるが、上述の蒸留温度の範囲内になるような圧
力ならば減圧、常圧、加圧、いずれの条件でもよい。
The pressure at the time of distillation varies depending on the type of reaction raw material and the liquid composition of the distillate, but may be any of reduced pressure, normal pressure and increased pressure as long as it falls within the range of the above-mentioned distillation temperature.

本発明においては、蒸留系内に炭酸ガスを導入する必要
がある。炭酸ガスを導入することによって、蒸留中の高
沸成分の生成や、ジアルキルカーボネートから環状カー
ボネートへの逆平衡反応を抑制することができる。
In the present invention, it is necessary to introduce carbon dioxide gas into the distillation system. By introducing carbon dioxide gas, it is possible to suppress the formation of high boiling components during distillation and the reverse equilibrium reaction of dialkyl carbonate to cyclic carbonate.

炭酸ガスを、蒸留系内に導入する手段としては、種々の
方法が可能であり、特に制限はない。例えば蒸留中に蒸
留塔の底部から導入する方法、または、蒸留にかける前
に炭酸ガスを反応液に溶解させることによって導入する
方法が用いられる。
Various methods can be used for introducing carbon dioxide into the distillation system, and there is no particular limitation. For example, a method of introducing from the bottom of the distillation column during distillation, or a method of introducing carbon dioxide gas by dissolving it in the reaction solution before distillation is used.

炭酸ガスの導入量は、蒸留にかける反応液量に対して少
なすぎると効果がなく、多すぎても経済的に無駄なだけ
である。通常、蒸留液処理量1に対して、0.001Nl〜4
00Nl、好ましくは0.01Nl〜40Nl導入する。炭酸ガスは、
不活性ガスにより薄めて導入してもかまわない。
If the amount of carbon dioxide gas introduced is too small with respect to the amount of the reaction liquid to be distilled, there is no effect, and if too large, it is economically wasteful. Usually, 0.001Nl ~ 4 for 1 distillate throughput
Introduce 00Nl, preferably 0.01Nl-40Nl. Carbon dioxide is
It may be diluted with an inert gas and introduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下に実施例を示し、本発明を具体的に述べる。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

実施例1 (触媒の前処理) アンバーリストA−21(ローム・アンド・ハース社製、
スチレンとジビニルベンゼンを共重合させた弱塩基性陰
イオン交換樹脂であり、交換基としてジメチルアミン基
を有する)を減圧下、60℃に加熱することによって予備
乾燥を行った。つぎに、管型反応器(外径12.7mm、内容
量37ml)に上記乾燥陰イオン交換樹脂を充填し、乾燥メ
タノールを60℃で送入した。送出されるメタノールをガ
スクロマトグラフィーによる分析にかけ、水分が0.01重
量%以下になるまで乾燥メタノールを送入した。
Example 1 (Pretreatment of catalyst) Amberlyst A-21 (Rohm and Haas,
A weakly basic anion exchange resin obtained by copolymerizing styrene and divinylbenzene and having a dimethylamine group as an exchange group) was heated at 60 ° C. under reduced pressure for preliminary drying. Next, a tubular reactor (outer diameter 12.7 mm, inner volume 37 ml) was filled with the above dry anion exchange resin, and dry methanol was fed at 60 ° C. The delivered methanol was analyzed by gas chromatography, and dry methanol was introduced until the water content was 0.01% by weight or less.

(反 応) 上記の乾燥触媒の入った管型反応器を反応に用いた。エ
チレンカーボネート(EC)とメタノール(MeOH)の混合
溶液(MeOH/ECモル比=2)を流量55ml/hr(LHSV=1.5h
r-1)で送液を開始し、反応系の圧力を7kg/cm2(ゲージ
圧)に保った状態で、反応器を100℃に加熱した。送出
液をガスクロマトグラフィーで分析し、送出液組成が定
常状態になった時点から、次工程の蒸留にかける反応液
を採集した。ECの転化率は32%であった。触媒成分の量
は、3.8ppmであった。
(Reaction) The tubular reactor containing the dry catalyst was used for the reaction. A mixed solution of ethylene carbonate (EC) and methanol (MeOH) (MeOH / EC molar ratio = 2) with a flow rate of 55 ml / hr (LHSV = 1.5 h
The liquid transfer was started at r −1 ), and the reactor was heated to 100 ° C. while maintaining the pressure of the reaction system at 7 kg / cm 2 (gauge pressure). The delivered liquid was analyzed by gas chromatography, and when the composition of the delivered liquid reached a steady state, the reaction liquid to be subjected to distillation in the next step was collected. The conversion rate of EC was 32%. The amount of catalyst component was 3.8 ppm.

(蒸 留) 500mlのガラス製蒸留装置に、反応液300.0gを仕込んで
蒸留を行った。ガス導入管をガラス容器の底に入れ、炭
酸ガス0.1Nl/hr導入しながら、常圧下で温度を上げて留
出させ、2時間かけて150℃になったところから、今度
は蒸留圧力を常圧から下げていき、2時間かけてMeOH/D
MC共沸物、DMC、EG及びECを順次抜き出した。高沸残渣
は0.1g以下であった。ガスクロマトグラフィーによる分
析の結果、反応液300.0g中にはDMC56.8g含んでおり、蒸
留回収分、すなわちDMC/MeOH共沸留分、及びDMC留分中
のDMCの合計は56.3gであった。
(Distillation) 300.0 g of the reaction solution was charged into a 500 ml glass distillation apparatus for distillation. Insert the gas inlet tube into the bottom of the glass container and raise the temperature under normal pressure to distill it while introducing 0.1 Nl / hr of carbon dioxide gas. After the temperature reached 150 ° C over 2 hours, the distillation pressure was kept constant. Decrease pressure and take MeOH / D over 2 hours
MC azeotrope, DMC, EG and EC were sequentially extracted. The high boiling residue was less than 0.1 g. As a result of analysis by gas chromatography, 300.0 g of the reaction solution contained 56.8 g of DMC, and the distillation recovery fraction, that is, the DMC / MeOH azeotropic fraction, and the total of DMC in the DMC fraction were 56.3 g. .

比較例1 実施例1と同じ反応液300.0gを用いて、炭酸ガスの変わ
りに窒素ガスを導入しながら、実施例1と同じ蒸留操作
を行った。高沸残渣は0.1g以下であったが、蒸留回収し
たDMCは50.6gしか得られなかった。
Comparative Example 1 Using 300.0 g of the same reaction solution as in Example 1, the same distillation operation as in Example 1 was performed while introducing nitrogen gas instead of carbon dioxide gas. The high boiling residue was 0.1 g or less, but only 50.6 g of DMC recovered by distillation was obtained.

実施例2 (触媒の前処理) 500mlのダウエックスMSA−1(ダウ・ケミカル社製、ス
チレンとジビニルベンゼンを共重合させた強塩基製アニ
オン交換樹脂であり、交換基としてトリメチルアンモニ
ウム基を有し、アニオン種は塩素イオン)を4%炭酸ナ
トリウム水溶液500ml中で1時間撹拌したのち、濾過
し、3,000mlの水で洗浄した。この一連の操作をさらに
2回繰り返した。得られた樹脂を減圧下60℃に加熱して
予備乾燥を行ったのち、これを実施例1で述べたと同じ
方法で、管型反応器に充填し、乾燥メタノールを送入す
ることによって乾燥した。
Example 2 (Catalyst pretreatment) 500 ml of Dowex MSA-1 (manufactured by Dow Chemical Co., a strong base anion exchange resin obtained by copolymerizing styrene and divinylbenzene) and having a trimethylammonium group as an exchange group. The anion species is chlorine ion), the mixture was stirred in 500 ml of a 4% sodium carbonate aqueous solution for 1 hour, filtered, and washed with 3,000 ml of water. This series of operations was repeated twice more. The resin thus obtained was heated at 60 ° C. under reduced pressure to be pre-dried, which was then charged into a tubular reactor in the same manner as described in Example 1 and dried by feeding dry methanol. .

(反 応) 管型反応器に送入する原料の流量を37ml/hr(LHSV=1hr
-1)に代える以外は、実施例1と同じ方法で反応を行っ
た。ECの転化率は42%であった。採集した反応液中の触
媒成分の量は、9.5ppmであった。
(Reaction) The flow rate of the raw material fed into the tubular reactor was 37 ml / hr (LHSV = 1 hr
-1 ) except that the reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The conversion rate of EC was 42%. The amount of the catalyst component in the collected reaction liquid was 9.5 ppm.

(蒸 留) 実施例1と同じ操作によって蒸留を行った。反応液300.
0g中のDMC74.4gに対して、回収したDMCは73.9gであっ
た。また、蒸留残渣は0.1g以下であった。
(Distillation) Distillation was performed by the same operation as in Example 1. Reaction liquid 300.
The recovered DMC was 73.9 g, compared with 74.4 g of DMC in 0 g. The distillation residue was 0.1 g or less.

比較例2 実施例2で得られた反応液を用いて、比較例1で記載し
たのと同じ方法で蒸留した。蒸留回収したDMCは68.1g、
蒸留残渣は0.4gであった。
Comparative Example 2 The reaction solution obtained in Example 2 was used for distillation in the same manner as described in Comparative Example 1. 68.1 g of DMC recovered by distillation,
The distillation residue was 0.4 g.

実施例3 実施例2で得られた反応液300.0gを用いて、導入炭酸ガ
ス量を0.5Nl/hr、温度を180℃まで上げて蒸留操作を行
った。73.7gのDMCが回収でき、蒸留残渣は0.3gであっ
た。
Example 3 Using 300.0 g of the reaction solution obtained in Example 2, the amount of introduced carbon dioxide gas was increased to 0.5 Nl / hr and the temperature was raised to 180 ° C. for distillation operation. 73.7 g of DMC could be recovered and the distillation residue was 0.3 g.

比較例3 炭酸ガスの代わりに、窒素ガスを用いる以外は、実施例
3と同じ操作を行った。蒸留回収したDMCは53.9g、蒸留
残渣は7.2gであった。
Comparative Example 3 The same operation as in Example 3 was performed except that nitrogen gas was used instead of carbon dioxide gas. The recovered DMC was 53.9 g and the distillation residue was 7.2 g.

実施例4 メタノールの代わりにエタノールを使用する以外は、実
施例2と同じ操作を行った。ECの転化率は43%、反応液
中の触媒成分は10.4ppmであった。反応液300.0g中にジ
エチルカーボネートは84.6g含まれており、蒸留によっ
て84.1gを回収した。蒸留残渣は0.1g以下であった。
Example 4 The same operation as in Example 2 was performed except that ethanol was used instead of methanol. The conversion rate of EC was 43%, and the catalyst component in the reaction solution was 10.4 ppm. 84.6 g of diethyl carbonate was contained in 300.0 g of the reaction solution, and 84.1 g was recovered by distillation. The distillation residue was 0.1 g or less.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、逆平衡反応を起こすことなしにジアルキルカ
ーボネートを蒸留することが可能になり、結果的に高収
率でジアルキルカーボネートを得ることができる。
The present invention makes it possible to distill a dialkyl carbonate without causing an inverse equilibrium reaction, and as a result, a dialkyl carbonate can be obtained in a high yield.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】環状カーボネートとアルコールとを不均一
系触媒の存在下で反応させたのち、この不均一系触媒の
分離操作を行い、触媒分離操作後も微量の触媒成分を含
む反応液に炭酸ガスを導入しながら蒸留することを特徴
とするジアルキルカーボネートの製造方法。
1. A cyclic carbonate and an alcohol are reacted in the presence of a heterogeneous catalyst, and then the separation operation of the heterogeneous catalyst is carried out. A method for producing a dialkyl carbonate, which comprises distilling while introducing gas.
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