JPH0825961B2 - Method for producing carbonic acid diester - Google Patents

Method for producing carbonic acid diester

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JPH0825961B2
JPH0825961B2 JP1274816A JP27481689A JPH0825961B2 JP H0825961 B2 JPH0825961 B2 JP H0825961B2 JP 1274816 A JP1274816 A JP 1274816A JP 27481689 A JP27481689 A JP 27481689A JP H0825961 B2 JPH0825961 B2 JP H0825961B2
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nitrite
acid diester
carbonic acid
carbon monoxide
reaction
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圭吾 西平
克彦 水垂
秀二 田中
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Ube Industries Ltd
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、炭酸ジエステルの製造法に関し、より詳
しくは、一酸化炭素と亜硝酸エステルとから炭酸ジエス
テルを選択的に製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a carbonic acid diester, and more particularly to a method for selectively producing a carbonic acid diester from carbon monoxide and a nitrite ester.

炭酸ジエステルは、医薬、農薬等の有機合成原料とし
て、また、ポリカーボネートやウレタン等の製造のため
の中間体として非常に有用な化合物である。
Carbonic acid diester is a very useful compound as an organic synthetic raw material for medicines, agricultural chemicals and the like, and as an intermediate for the production of polycarbonate, urethane and the like.

〔従来技術の説明〕 炭酸ジエステルの製造方法としては、ホスゲンとアル
コールとを反応させる方法が非常に古くから実施されて
いるが、ホスゲンは毒性が極めて強く、また、ホスゲン
とアルコールとの反応で塩酸が副生するため装置材質上
に問題があることなど、ホスゲンを使用しない製造法が
望まれていた。
[Description of the Prior Art] As a method for producing a carbonic acid diester, a method of reacting phosgene with an alcohol has been practiced for a long time, but phosgene is extremely toxic, and the reaction of phosgene with an alcohol causes hydrochloric acid. Since there is a by-product, there is a problem in the material of the device, and a manufacturing method that does not use phosgene has been desired.

このことからホスゲンを使用しない製造法として、ア
ルコールと一酸化炭素より炭酸ジエステルを合成する方
法等が各方面で研究され、提案されている(例えば、特
開昭60-75447号公報、特開昭63-72650号公報、特公昭63
-38018号公報、WO-87/7601号明細書などを参照)。これ
らは、ハロゲン化銅、ハロゲン化パラジウム等を触媒と
して用い、アルコールと一酸化炭素との酸素酸化反応に
より炭酸ジエステルを合成する方法であるが、二酸化炭
素が副生するために一酸化炭素基準の炭酸ジエステルの
選択率が低く、また水の生成により炭酸ジエステルの精
製にも手間がかかるという欠点がある。
From this, as a production method without using phosgene, a method of synthesizing a carbonic acid diester from alcohol and carbon monoxide has been studied and proposed in various fields (for example, JP-A-60-75447 and JP-A Sho-75447). 63-72650, Japanese Patent Publication Sho 63
-38018, WO-87 / 7601 specification, etc.). These are methods of synthesizing a carbonic acid diester by an oxygen oxidation reaction of an alcohol and carbon monoxide using copper halide, palladium halide, etc. as a catalyst. It has the disadvantages that the selectivity of carbonic acid diester is low and that it takes time to purify the carbonic acid diester due to the generation of water.

そこで、その改良法として、例えば、亜硝酸エステル
と一酸化炭素を、白金族金属もしくはその化合物を担体
に担持した固体触媒および一酸化炭素当たりO2として10
モル%以上の酸化剤の存在下、気相で反応させることか
らなる炭酸ジエステルの製造法が、特開昭60-181051号
公報に提案されている。
Therefore, as an improved method thereof, for example, a nitrite and carbon monoxide are used as a solid catalyst in which a platinum group metal or a compound thereof is supported on a carrier and O 2 per carbon monoxide of 10
JP-A-60-181051 proposes a method for producing a carbonic acid diester, which comprises reacting in a gas phase in the presence of an oxidant in an amount of at least mol%.

しかしながら、この方法は、シュウ酸ジエステルの副
生を抑えるために、一酸化炭素に対して上記のような割
合で酸素等の酸化剤を共存させているにもかかわらず、
かなりの量のシュウ酸ジエステルが副生しており、炭酸
ジエステルの選択率が低いと共に、反応速度も十分では
ない。また、反応に供される『亜硝酸エステル、一酸化
炭素、アルコール、酸素等から成る混合ガス』中におけ
る亜硝酸エステルの使用範囲が爆発限界を越えており、
安全上からも問題があるなど、工業的には必ずしも満足
できる方法ではない。
However, in this method, in order to suppress the by-production of oxalic acid diester, an oxidizing agent such as oxygen coexists with carbon monoxide in the above proportion,
A considerable amount of oxalic acid diester is by-produced, the selectivity of carbonic acid diester is low, and the reaction rate is not sufficient. Also, the range of use of nitrite in the "mixed gas consisting of nitrite, carbon monoxide, alcohol, oxygen, etc." used in the reaction exceeds the explosion limit,
It is not always an industrially satisfactory method because of safety issues.

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

亜硝酸エステルを使用する従来公知の炭酸ジエステル
の製造方法は、前述したように、一酸化炭素と亜硝酸エ
ステルとの反応速度が十分ではなく、また、炭酸ジエス
テルの選択率も低いため、生成した炭酸ジエステルの精
製処理が煩雑になるという欠点があったのである。さら
には、反応系における亜硝酸エステルの使用濃度範囲が
爆発限界を越えており、操作上危険を伴うという問題も
あったのである。
A conventionally known method for producing a carbonic acid diester using a nitrite is, as described above, produced because the reaction rate between carbon monoxide and a nitrite is not sufficient and the carbonic acid diester selectivity is low. The drawback is that the purification process of the carbonic acid diester becomes complicated. Further, there is a problem that the range of concentration of nitrite ester used in the reaction system exceeds the explosion limit, which is dangerous in operation.

そこで、この発明の目的は、反応生成物の分離回収が
容易な気相法により、温和な反応条件下に、炭酸ジエス
テルを高選択率、かつ、高収率で製造し得る工業的に好
適な炭酸ジエステルの製造法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is an industrially suitable method capable of producing a carbonic acid diester with a high selectivity and a high yield under mild reaction conditions by a gas phase method in which a reaction product is easily separated and recovered. It is to provide a method for producing a carbonic acid diester.

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

この発明者らは、従来公知の炭酸ジエステルの製造法
における前述したような問題点を克服すべく、一酸化炭
素と亜硝酸エステルとの気相接触反応によって、炭酸ジ
エステルを製造する際の触媒等、亜硝酸エステル使用に
よる炭酸ジエステルの合成反応について鋭意検討した結
果、温和な反応条件下、前述したような固定触媒を使用
すれば、極めて高収率で目的生成物の炭酸ジエステルが
得られることを見出してこの発明に到達した。
In order to overcome the above-mentioned problems in the conventionally known production method of carbonic acid diester, the present inventors have proposed a catalyst for producing carbonic acid diester by a gas phase catalytic reaction of carbon monoxide and nitrite ester. As a result of intensive studies on the synthesis reaction of carbonic acid diester by using nitrite, it was found that the carbonic acid diester of the target product can be obtained in extremely high yield by using the above-mentioned fixed catalyst under mild reaction conditions. Heading to this invention.

すなわち、この発明は、白金族金属またはその化合物
と、鉄、銅、ビスマス、コバルト、ニッケルおよび錫か
らなる群から選ばれた少なくとも1種類の金属の化合物
とを担体に担持した固体触媒の存在下、一酸化炭素と亜
硝酸エステルとを気相接触反応させることを特徴とする
炭酸ジエステルの製造法に関する。
That is, the present invention provides a solid catalyst in which a platinum group metal or a compound thereof and a compound of at least one metal selected from the group consisting of iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin are supported on a carrier. , A method for producing a carbonic acid diester, which comprises reacting carbon monoxide and a nitrite ester in a gas phase.

〔本発明の各要件の詳しい説明〕[Detailed description of each requirement of the present invention]

以下に、この発明の方法を詳しく説明する。 The method of the present invention will be described in detail below.

この発明で使用される亜硝酸エステルとしては、亜硝
酸メチル、亜硝酸エチル、亜硝酸n−(またはi−)プ
ロピル、亜硝酸n−(またはi−)ブチル、亜硝酸sec
−ブチル等の炭素数1〜4個の低級脂肪族一価アルコー
ルの亜硝酸エステル、亜硝酸シクロヘキシル等の脂環式
アルコールの亜硝酸エステル、亜硝酸ベンジル、亜硝酸
フェニルエチル等のアルアルキルアルコールの亜硝酸エ
ステルなどが好適に挙げられるが、特に前記の炭素数1
〜4個の低級脂肪族一価アルコールの亜硝酸エステルが
好ましく、中でも亜硝酸メチルおよび亜硝酸エチルが最
も好ましい。
Examples of the nitrite used in the present invention include methyl nitrite, ethyl nitrite, n- (or i-) propyl nitrite, n- (or i-) butyl nitrite, sec-nitrite.
-Nitrite esters of lower aliphatic monohydric alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as butyl, nitrite esters of cycloaliphatic alcohols such as cyclohexyl nitrite, and alalkyl alcohols such as benzyl nitrite and phenylethyl nitrite. Suitable examples include nitrous acid ester and the like, but especially the above-mentioned carbon number 1
Nitrite esters of 4 to 4 lower aliphatic monohydric alcohols are preferred, of which methyl nitrite and ethyl nitrite are most preferred.

また、この発明で用いられる固体触媒は、パラジウ
ム、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等の白金
族金属または該金属の化合物と、鉄、銅、ビスマス、コ
バルト、ニッケルおよび錫からなる群から選ばれた少な
くとも1種類の金属の化合物とを担体に担持したもので
あり、より好ましくは、前記白金族金属の化合物と、
鉄、銅、ビスマス、コバルト、ニッケルおよび錫からな
る群から選ばれた少なくとも1種類の金属の化合物とを
担体に担持したものである。
The solid catalyst used in the present invention is selected from the group consisting of a platinum group metal such as palladium, platinum, iridium, ruthenium and rhodium or a compound of the metal, and iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin. At least one metal compound is supported on a carrier, more preferably, the platinum group metal compound,
The carrier is loaded with a compound of at least one metal selected from the group consisting of iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin.

前記白金族金属の化合物としては、該金属の塩酸塩、
臭素酸塩、沃素酸塩、弗素酸塩等のハロゲン化合物、硝
酸塩、硫酸塩、燐酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、安息香酸
塩などが好適に挙げられる。
The compound of the platinum group metal, hydrochloride of the metal,
Preferable examples include halogen compounds such as bromate, iodate, and fluorate, nitrates, sulfates, phosphates, acetates, oxalates, and benzoates.

より具体的には、塩化パラジウム、臭化パラジウム、
沃化パラジウム、弗化パラジウム、硝酸パラジウム、硫
酸パラジウム、燐酸パラジウム、酢酸パラジウム、シュ
ウ酸パラジウム、安息香酸パラジウム、塩化白金、塩化
イリジウム、塩化ルテニウム、沃化ルテニウム、塩化ロ
ジウム、臭化ロジウム、沃化ロジウム、硝酸ロジウム、
硫酸ロジウム、酢酸ロジウムなどが挙げられる。
More specifically, palladium chloride, palladium bromide,
Palladium iodide, palladium fluoride, palladium nitrate, palladium sulfate, palladium phosphate, palladium acetate, palladium oxalate, palladium benzoate, platinum chloride, iridium chloride, ruthenium chloride, ruthenium iodide, rhodium chloride, rhodium bromide, iodide Rhodium, rhodium nitrate,
Examples thereof include rhodium sulfate and rhodium acetate.

上記の中でも、パラジウム、ルテニウムまたはロジウ
ムのハロゲン化合物が特に好ましく、さらには、塩化パ
ラジウムが最も好ましい。
Among the above, halogen compounds of palladium, ruthenium or rhodium are particularly preferable, and palladium chloride is most preferable.

前記鉄、銅、ビスマス、コバルト、ニッケル、錫等の
金属の化合物としては、これら金属の塩化物、臭化物、
沃化物、弗化物等のハロゲン化合物、硝酸塩、硫酸塩、
燐酸塩、酢酸塩などが挙げられるが、中でも前記のハロ
ゲン化合物が特に好適に挙げられる。
Examples of compounds of metals such as iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin include chlorides and bromides of these metals,
Halide compounds such as iodides and fluorides, nitrates, sulfates,
Phosphates, acetates and the like can be mentioned, and among them, the above halogen compounds are particularly preferable.

白金族金属またはその化合物、および、鉄、銅、ビス
マス、コバルト、ニッケルおよび錫からなる群から選ば
れた少なくとも1種類の金属の化合物を担持する担体と
しては、珪藻土、活性炭、シリコンカーバイド、チタニ
ア、アルミナなどが好適に挙げられるが、活性炭が最も
好ましい。
Platinum group metals or compounds thereof, and, as a carrier carrying a compound of at least one metal selected from the group consisting of iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin, diatomaceous earth, activated carbon, silicon carbide, titania, Alumina and the like are preferred, but activated carbon is most preferred.

前記の白金族金属またはその化合物、および、鉄、
銅、ビスマス、コバルト、ニッケル、錫等の金属の化合
物の担持方法は、特別なものである必要はなく通常実施
される方法、すなわち、含浸法(浸漬吸着法)、混練
法、沈着法、共沈法等でよいが、この発明では、含浸法
または混練法により調製されることが望ましい。
The platinum group metal or a compound thereof, and iron,
The method for supporting the compound of a metal such as copper, bismuth, cobalt, nickel or tin does not need to be special and is usually carried out, that is, an impregnation method (immersion adsorption method), a kneading method, a deposition method, Although a precipitation method or the like may be used, in the present invention, it is preferably prepared by an impregnation method or a kneading method.

そして、担体に担持する前記白金族金属またはその化
合物の担持量は、白金族金属の金属換算で担体に対し、
通常0.1〜10重量%、特には0.5〜2重量%が好ましい。
Then, the amount of the platinum group metal or the compound supported on the carrier is determined by converting the platinum group metal to the carrier,
Usually, 0.1 to 10% by weight, particularly 0.5 to 2% by weight is preferable.

また、鉄、銅、ビスマス、コバルト、ニッケル、錫等
の金属の化合物の担持量は、これら金属の量に換算して
白金族金属に対して1〜50グラム原子当量、好ましくは
1〜10グラム原子当量であることが好ましい。
Further, the supported amount of a compound of a metal such as iron, copper, bismuth, cobalt, nickel, or tin is 1 to 50 g atomic equivalent, preferably 1 to 10 g, based on the platinum group metal in terms of the amount of these metals. Atomic equivalents are preferred.

この発明では、前述したように、白金族金属またはそ
の化合物に加えて、さらに鉄、銅、ビスマス、コバル
ト、ニッケルおよび錫からなる群から選ばれた少なくと
も1種類の金属の化合物を担体に担持させた固体触媒を
使用することが特に特徴的である。すなわち、この発明
においては、これら金属の化合物は、助触媒的な役割を
果たすものであり、これら金属化合物を上記の量で担体
に担持することによって、白金族金属またはその化合物
単独担持の場合に比較して、一酸化炭素と亜硝酸エステ
ルとの反応速度が大幅に向上し、かつ、触媒の失活速度
も遅くなるのである。
In the present invention, as described above, in addition to the platinum group metal or the compound thereof, at least one metal compound selected from the group consisting of iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin is supported on the carrier. It is particularly characteristic to use solid catalysts. That is, in the present invention, the compounds of these metals play a co-catalyst function, and by supporting these metal compounds in the above amounts on the carrier, the platinum group metal or its compound alone is supported. In comparison, the reaction rate of carbon monoxide and nitrite is significantly improved, and the deactivation rate of the catalyst is also slowed.

また、この発明では、上記の触媒は、粉末もしくは粒
状のものが使用されるが、その粒径については、特に限
定されるものではなく、粉末の場合は、通常用いられる
20〜100μmのもの、そして粒状の場合は、4〜200メッ
シュ程度の通常用いられるものが好適である。
Further, in the present invention, the above catalyst is used in the form of powder or particles, but the particle size is not particularly limited, and in the case of powder, it is usually used.
Those having a particle size of from 20 to 100 μm and, in the case of a granular material, those having a mesh size of from 4 to 200 mesh and generally used are suitable.

さらに、一酸化炭素と亜硝酸エステルの接触反応は、
非常に温和な条件下で行えるのもこの発明の一つの特徴
である。例えば、0〜200℃、好ましくは50〜120℃の温
度で、常圧で行われ得る。もちろん、加圧系でも問題な
く行うことができ、1〜20kg/cm2Gの圧力および50〜150
℃の温度の範囲で実施することができる。
Furthermore, the catalytic reaction between carbon monoxide and nitrite is
One of the features of the present invention is that it can be performed under extremely mild conditions. For example, it can be carried out at a temperature of 0 to 200 ° C., preferably 50 to 120 ° C. and normal pressure. Of course, a pressurized system can also be used without problems, pressures of 1 to 20 kg / cm 2 G and 50 to 150
It can be carried out in the temperature range of ° C.

ところで、前述したような原料の亜硝酸エステルは、
例えば、亜硝酸ソーダ水溶液の硝酸もしくは硫酸分解に
より、一酸化窒素(NO)および二酸化窒素(NO2)の混
合ガスを発生させ、次いで、この混合ガス中のNOの一部
を分子状酸素で酸化して二酸化窒素(NO2)と成して、N
O/NO2=1/1(容量比)のNOXガスを得、これにアルコー
ルを接触させることにより、容易に合成されるものであ
るが、この亜硝酸エステルの合成までを含めて考える
と、前記一酸化炭素と亜硝酸エステルとの接触反応は、
2〜3kg/cm2G程度の若干の加圧系の方が特に望ましい。
By the way, the raw material nitrite ester as described above,
For example, decomposition of nitric acid or sulfuric acid in an aqueous solution of sodium nitrite produces a mixed gas of nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ), and then some of the NO in this mixed gas is oxidized with molecular oxygen. To form nitrogen dioxide (NO 2 ), N
O / NO 2 = 1/1 (volume ratio) NO X gas is obtained, and it is easily synthesized by bringing it into contact with alcohol. However, including the synthesis of this nitrite ester, The catalytic reaction between the carbon monoxide and the nitrite is
A slight pressure system of about 2 to 3 kg / cm 2 G is particularly desirable.

前記一酸化炭素と亜硝酸エステルとの反応の形式とし
ては、気相で、バッチ式、連続式の何れでも行うことが
できるが、連続式の方が工業的には有利である。また、
触媒の反応系への存在形態としては、固定床または流動
床の何れの反応器を用いても実施することができる。
The reaction between the carbon monoxide and the nitrite can be carried out in a gas phase in either a batch system or a continuous system, but the continuous system is industrially advantageous. Also,
The catalyst may be present in the reaction system in either a fixed bed or fluidized bed reactor.

この発明では、原料ガスの一酸化炭素および亜硝酸エ
ステルは、窒素ガス等の不活性ガスで希釈して前記の反
応器にフィードされることが望ましいが、その組成とし
ては、反応上からは特に限定されるものではない。しか
し、安全上の観点からすれば、前記亜硝酸エステルの濃
度は、20容量%以下、好ましくは5〜20容量%であるこ
とが望ましい。それに伴い、一酸化炭素の濃度は、5〜
20容量%の範囲にするのが経済的に好ましい。すなわ
ち、工業的な製造プロセスを考えれば、反応に供する一
酸化炭素、亜硝酸エステル等のガスを循環使用し、該循
環ガスの一部を系外へパージすることが好ましく、ま
た、一酸化炭素のワンパスの転化率が20〜30%程度であ
ることからして、一酸化炭素の濃度を20容量%より高く
してもロスが増えるだけであり、また、5容量%より低
くすると生産性が落ちるなどの問題があるのである。し
かし、この経済性を無視すれば、一酸化炭素の濃度は、
実際には80容量%までは可能である。つまり、亜硝酸エ
ステルを、前記不活性ガスの代わりに一酸化炭素で希釈
した形でフィードすることも可能なのである。
In the present invention, the carbon monoxide and the nitrite ester of the raw material gas are preferably diluted with an inert gas such as nitrogen gas and fed to the above reactor. It is not limited. However, from the viewpoint of safety, it is desirable that the concentration of the nitrite is 20% by volume or less, preferably 5 to 20% by volume. Accordingly, the concentration of carbon monoxide is 5 to
It is economically preferable to set it in the range of 20% by volume. That is, considering an industrial production process, it is preferable to circulate and use a gas such as carbon monoxide or a nitrite ester to be subjected to the reaction, and to purge a part of the circulated gas out of the system. Since the one-pass conversion rate is about 20 to 30%, even if the concentration of carbon monoxide is higher than 20% by volume, the loss will only increase, and if it is lower than 5% by volume, the productivity will decrease. There are problems such as falling. However, ignoring this economy, the concentration of carbon monoxide is
Actually, up to 80% by volume is possible. That is, it is possible to feed the nitrite in a form diluted with carbon monoxide instead of the inert gas.

従って、一酸化炭素と亜硝酸エステルの使用割合は、
亜硝酸エステル1モルに対して、一酸化炭素が、0.1〜1
0モル、好ましくは0.25〜1モルの範囲であることが望
ましい。
Therefore, the usage ratio of carbon monoxide and nitrite is
Carbon monoxide is 0.1 to 1 with respect to 1 mol of nitrite.
It is desirable that the amount is 0 mol, preferably 0.25 to 1 mol.

また、この発明では、前記反応器にフィードされる、
一酸化炭素および亜硝酸エステルを含有するガスの空間
速度は、500〜20000hr-1の範囲、好ましくは、2000〜50
00hr-1の範囲で行うことが望ましい。
Further, in the present invention, it is fed to the reactor,
The space velocity of the gas containing carbon monoxide and nitrite is in the range of 500 to 20000 hr -1 , preferably 2000 to 50.
It is desirable to carry out in the range of 00 hr -1 .

さらに、この発明の製法では、前記の亜硝酸エステル
は、反応に携わった後、分解して一酸化窒素(NO)を発
生するが、前記反応器から導出される反応ガスから、こ
のNOを回収し、酸素および前記亜硝酸エステルに対応す
るアルコールと反応させて、再度亜硝酸エステルに変換
せしめ、循環使用することが好ましい。
Further, in the production method of the present invention, the nitrite ester is decomposed to generate nitric oxide (NO) after being involved in the reaction, but the NO is recovered from the reaction gas discharged from the reactor. However, it is preferable to react with oxygen and an alcohol corresponding to the nitrite to convert the nitrite to the nitrite again, and to reuse the nitrite.

以上のようにして、反応器から、目的生成物の炭酸ジ
エステルの他に、シュウ酸ジエステル等の副生物、未反
応の一酸化炭素および亜硝酸エステル、一酸化窒素、二
酸化炭素、不活性ガスなどを含む反応ガスが導出される
が、例えば、この反応ガスを冷却後、一酸化炭素、亜硝
酸エステル、一酸化窒素、二酸化炭素、不活性ガス等の
未凝縮ガスは、前述した如く、その一部をパージしなが
ら、再度反応器に循環せしめる一方、凝縮液から例えば
蒸留等の常法により炭酸ジエステルを分離精製するので
ある。
As described above, from the reactor, in addition to the carbonic acid diester of the desired product, by-products such as oxalic acid diester, unreacted carbon monoxide and nitrite, nitric oxide, carbon dioxide, inert gas, etc. The reaction gas containing is discharged. For example, after the reaction gas is cooled, uncondensed gases such as carbon monoxide, nitrite, nitric oxide, carbon dioxide, and an inert gas are mixed as described above. While purging the part, it is circulated again in the reactor, while the diester carbonate is separated and purified from the condensate by a conventional method such as distillation.

なお、原料の亜硝酸エステルは、前述したように、通
常、アルコールと窒素酸化物を必要に応じて分子状酸素
の存在下に反応させて調製され、そのガス中には亜硝酸
エステルの他に、未反応のアルコール、窒素酸化物(特
に一酸化窒素)、場合によっては微量の水や酸素が含ま
れている。この発明では、このような亜硝酸エステル含
有ガスを、亜硝酸エステル源として使用する場合にも好
結果が得られるのである。
The nitrite ester as a raw material is usually prepared by reacting an alcohol and a nitrogen oxide in the presence of molecular oxygen as necessary, as described above, and the gas contains other than the nitrite ester. , Unreacted alcohol, nitrogen oxides (especially nitric oxide), and in some cases trace amounts of water and oxygen. According to the present invention, good results are obtained even when such a nitrite-containing gas is used as a nitrite source.

〔実施例〕〔Example〕

次に、実施例および比較例を挙げて、この発明の方法
を具体的に説明するが、これらは、この発明の方法を何
ら限定するものではない。
Next, the method of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but these do not limit the method of the present invention in any way.

なお、各実施例および比較例における空時収量(ST
Y)Y(g/l・hr)は、一酸化炭素と亜硝酸エステルの接
触反応時間をθ(hr)、その間に生成した炭酸ジエステ
ルの量をa(g)、そして反応管への触媒の充填量b
(l)として、次式により求めた。
The space-time yield (ST
Y) Y (g / l · hr) is the contact reaction time of carbon monoxide and nitrite is θ (hr), the amount of carbonic acid diester formed during that is a (g), and the amount of the catalyst to the reaction tube is Filling amount b
As (l), it was determined by the following equation.

Y=a/(b×θ) また、各実施例および比較例における選択率X(%)
は、何れも供給された一酸化炭素基準であり、上記のθ
(hr)に生成した炭酸ジエステル、シュウ酸ジエステル
および二酸化炭素の量を、それぞれ、c(mol)、d(m
ol)およびe(mol)として、次式により求めた。
Y = a / (b × θ) Further, the selectivity X (%) in each Example and Comparative Example
Is the supplied carbon monoxide standard, and the above θ
The amounts of carbonic acid diester, oxalic acid diester and carbon dioxide produced in (hr) are c (mol) and d (m
ol) and e (mol) were obtained by the following formula.

X={c/(c+2×d+e)}×100 実施例1 〔触媒の製造〕 塩化パラジウム0.35gおよび塩化第二銅(二水和物)
0.34gを5N塩酸100mlに溶かし、これに粒状活性炭10gを
浸漬した後、濾過し水洗したものを100℃で乾燥して、
活性炭に塩化パラジウム及び塩化第二銅を担持した触媒
(PdCl2-CuCl2/C)を製造した。
X = {c / (c + 2 × d + e)} × 100 Example 1 [Production of catalyst] 0.35 g of palladium chloride and cupric chloride (dihydrate)
0.34 g was dissolved in 100 ml of 5N hydrochloric acid, 10 g of granular activated carbon was immersed in the solution, filtered, washed with water and dried at 100 ° C.,
A catalyst (PdCl 2 -CuCl 2 / C) having palladium chloride and cupric chloride supported on activated carbon was prepared.

〔炭酸ジエステルの製造〕[Production of carbonic acid diester]

上記の触媒7mlを内径20mmの気相反応管(外部ジャケ
ット付)に充填した後、この反応管を垂直に固定し、反
応管ジャケットに熱媒を循環させ、触媒層内温度が100
℃になるように加熱制御した。
After filling 7 ml of the above catalyst into a gas-phase reaction tube with an inner diameter of 20 mm (with an outer jacket), this reaction tube was fixed vertically, and the heating medium was circulated in the reaction tube jacket to keep the temperature in the catalyst layer at 100
The heating was controlled so that the temperature became ° C.

この反応管の上部から、一酸化窒素、酸素およびメタ
ノールより合成した亜硝酸メチルを含むガスと一酸化炭
素との混合ガス、すなわち、亜硝酸メチル;15容量%、
一酸化炭素;10容量%、一酸化窒素;3容量%、メタノー
ル;6容量%および窒素;66容量%の組成からなる混合ガ
スを、3000hr-1の空間速度(GHSV)で供給し、常圧下に
反応させた。
From the upper part of this reaction tube, a mixed gas of carbon monoxide and a gas containing methyl nitrite synthesized from nitric oxide, oxygen and methanol, that is, methyl nitrite; 15% by volume,
A mixed gas composed of carbon monoxide; 10% by volume, nitric oxide; 3% by volume, methanol; 6% by volume and nitrogen; 66% by volume was supplied at a space velocity (GHSV) of 3000 hr -1 under normal pressure. To react.

次いで、この反応管を通過した反応生成物を、氷冷さ
れたメタノール中を通して捕集した。
Then, the reaction product passing through this reaction tube was passed through ice-cooled methanol and collected.

得られた捕集液をガスクロマトグラフィーによって分
析した結果、炭酸ジメチルがSTY220g/l・hr、選択率96
%で生成したことが判った。また、副生物として、シュ
ウ酸ジメチルおよび蟻酸メチルが確認された。
The obtained collected liquid was analyzed by gas chromatography to find that dimethyl carbonate had a STY of 220 g / lhr and a selectivity of 96.
It was found that it was generated in%. In addition, dimethyl oxalate and methyl formate were confirmed as by-products.

比較例1 〔触媒の製造〕 塩化パラジウム0.35gを5N塩酸100mlに溶かし、これに
粒状活性炭10gを浸漬した後、濾過し水洗したものを100
℃で乾燥して、活性炭に塩化パラジウムのみが担持され
た触媒(PdCl2/C)を製造した。
Comparative Example 1 [Production of catalyst] 0.35 g of palladium chloride was dissolved in 100 ml of 5N hydrochloric acid, 10 g of granular activated carbon was immersed in the solution, filtered and washed with water to give 100
After drying at ℃, a catalyst (PdCl 2 / C) in which only palladium chloride was supported on activated carbon was produced.

〔炭酸ジエステルの製造〕[Production of carbonic acid diester]

上記の触媒を用いた以外は、実施例1と同様にして、
炭酸ジメチルを製造した。
Example 1 was repeated except that the above catalyst was used.
Dimethyl carbonate was produced.

得られた捕集液をガスクロマトグラフィーによって分
析した結果、炭酸ジメチルがSTY120g/l・hrおよび選択
率90%で生成していることが判った。
As a result of analyzing the collected liquid by gas chromatography, it was found that dimethyl carbonate was produced with STY of 120 g / l · hr and a selectivity of 90%.

比較例2(炭酸ジエステルの製造) 比較例1において調製された触媒を用いたこと、およ
び、反応管の上部から供給した混合ガスの組成が、亜硝
酸メチル;15容量%、一酸化炭素;10容量%、酸素2容量
%、メタノール;6容量%および窒素;67容量%であった
ことのほかは、実施例1と同様にして、一酸化炭素と亜
硝酸メチルとの反応を行い、炭酸ジメチルを製造した。
Comparative Example 2 (Production of carbonic acid diester) The catalyst prepared in Comparative Example 1 was used, and the composition of the mixed gas supplied from the upper part of the reaction tube was methyl nitrite; 15% by volume, carbon monoxide; 10 The reaction between carbon monoxide and methyl nitrite was carried out in the same manner as in Example 1 except that the content was% by volume, 2% by volume of oxygen, 6% by volume of methanol and 67% by volume of nitrogen, and dimethyl carbonate was reacted. Was manufactured.

得られた捕集液のガスクロマトグラフィーによる分析
の結果、炭酸ジメチルがSTY90g/l・hr、選択率72%で生
成していることが判った。
As a result of gas chromatography analysis of the obtained collected liquid, it was found that dimethyl carbonate was produced with STY of 90 g / l · hr and a selectivity of 72%.

実施例2〜8 〔触媒の製造〕 各実施例において、実施例1の方法に準じて第1表に
示す『白金族金属化合物と、鉄、銅およびビスマスの内
から選ばれた少なくとも1種類の金属の化合物とを担持
した触媒』を製造した。
Examples 2 to 8 [Manufacture of catalyst] In each example, "a platinum group metal compound and at least one kind selected from iron, copper and bismuth" shown in Table 1 were prepared according to the method of Example 1. Catalyst carrying metal compound ”was produced.

なお、これらの触媒中の白金族金属化合物の担持量
は、全て、白金族金属として、担体に対して1重量%で
あった。
The loading amount of the platinum group metal compound in these catalysts was 1% by weight based on the carrier as platinum group metal.

〔炭酸ジエステルの製造〕[Production of carbonic acid diester]

各実施例において、上記の触媒をそれぞれ用いたこ
と、そして、実施例8においては、さらに、反応管の上
部から、一酸化窒素、酸素およびエタノールより合成し
た亜硝酸エチルを含むガスと一酸化炭素との混合ガス、
すなわち、亜硝酸エチル;15容量%、一酸化炭素;10容量
%、一酸化窒素;3容量%、メタノール;6容量%および窒
素;66容量%の組成からなる混合ガスを供給したことの
ほかは、実施例1と同様の操作で、実施例2〜7では炭
酸ジメチルを、そして、実施例8では炭酸ジエチルを製
造した。
In each of the Examples, the above-mentioned catalyst was used, and in Example 8, a gas containing carbon monoxide synthesized from nitric oxide, oxygen and ethanol and carbon monoxide was further added from the upper part of the reaction tube. Mixed gas with,
That is, except that a mixed gas having a composition of ethyl nitrite; 15% by volume, carbon monoxide; 10% by volume, nitric oxide; 3% by volume, methanol; 6% by volume and nitrogen; 66% by volume was supplied. In the same manner as in Example 1, dimethyl carbonate was produced in Examples 2 to 7, and diethyl carbonate was produced in Example 8.

結果を第1表に示す。 The results are shown in Table 1.

実施例9 〔炭酸ジエステルの製造〕 反応圧を3kg/cm2Gとした以外は、実施例1と同様にし
て炭酸ジメチルを製造した。
Example 9 [Production of carbonic acid diester] Dimethyl carbonate was produced in the same manner as in Example 1 except that the reaction pressure was 3 kg / cm 2 G.

得られた補集液のガスクロマトグラフィーによる分析
の結果、炭酸ジメチルがSTY350g/l・hr、選択率95%で
生成していることが判った。
As a result of gas chromatography analysis of the obtained collection liquid, it was found that dimethyl carbonate was produced with STY of 350 g / l · hr and a selectivity of 95%.

〔作用効果の説明〕 この発明の方法は、前述したように、従来公知の、一
酸化炭素と亜硝酸エステルとの気相接触反応による炭酸
ジエステルの製法が、その反応速度において十分満足の
行くものではなく、また、炭酸ジエステルの選択率も低
く、反応生成物からの炭酸ジエステルの分離精製操作が
煩雑となるという欠点があり、さらには、反応系におけ
る亜硝酸エステルの使用濃度範囲が爆発限界を越えてい
ることによって、操作上危険を伴うという問題もあった
のに対し、一酸化炭素と亜硝酸エステルとを、白金族金
属またはその化合物と、第二成分として、鉄、銅、ビス
マス、コバルト、ニッケルおよび錫からなる群から選ば
れた少なくとも1種類の金属の化合物とを担体に担持し
た触媒の存在下、低温・低圧の条件で気相反応させるこ
とによって、操作に危険を伴うことなく、温和な条件下
に、高選択率、かつ、高収率で炭酸ジエステルを製造す
る方法を提供し得る効果を奏するものである。
[Explanation of Action and Effect] As described above, the method of the present invention is a conventionally known method for producing a carbonic acid diester by a gas phase catalytic reaction of carbon monoxide and a nitrite, and the reaction rate thereof is sufficiently satisfactory. Moreover, the selectivity of carbonic acid diester is low, and there is a drawback that the operation for separating and purifying carbonic acid diester from the reaction product is complicated, and further, the concentration range of nitrite ester used in the reaction system has an explosion limit. There is also a problem in that it is dangerous in operation due to exceeding, on the other hand, carbon monoxide and nitrite ester, platinum group metal or its compound, and iron, copper, bismuth, cobalt as the second component. A gas phase reaction in the presence of a catalyst having at least one metal compound selected from the group consisting of nickel, tin and tin supported on a carrier at low temperature and low pressure. With the above, it is possible to provide a method for producing a carbonic acid diester with a high selectivity and a high yield under mild conditions without any danger in the operation.

また、従来公知の液相法に比べて、この発明の方法は
気相で行えるため、反応液からの触媒の分離の必要もな
く、触媒からの金属成分の溶出もないなど、反応液から
の炭酸ジエステルの分離精製が容易であり、工業的規模
の生産において、高い優位性を有する効果をも奏する。
Further, as compared with the conventionally known liquid phase method, since the method of the present invention can be carried out in the gas phase, there is no need to separate the catalyst from the reaction solution, and there is no elution of metal components from the catalyst. It is easy to separate and purify the carbonic acid diester, and also has an effect of having a high advantage in industrial scale production.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】白金族金属またはその化合物と、鉄、銅及
びビスマスからなる群から選ばれた少なくとも1種類の
金属の化合物とを担体に担持した固体触媒の存在下、一
酸化炭素と亜硝酸エステルとを気相接触反応させること
を特徴とする炭酸ジエステルの製造法。
1. Carbon monoxide and nitrous acid in the presence of a solid catalyst in which a platinum group metal or a compound thereof and a compound of at least one metal selected from the group consisting of iron, copper and bismuth are supported on a carrier. A process for producing a carbonic acid diester, which comprises subjecting an ester to a gas phase catalytic reaction.
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