JPH0859558A - Production of dialkyl carbonate - Google Patents

Production of dialkyl carbonate

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JPH0859558A
JPH0859558A JP6198535A JP19853594A JPH0859558A JP H0859558 A JPH0859558 A JP H0859558A JP 6198535 A JP6198535 A JP 6198535A JP 19853594 A JP19853594 A JP 19853594A JP H0859558 A JPH0859558 A JP H0859558A
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JP
Japan
Prior art keywords
carbonate
catalyst
alcohol
reaction
alkylene carbonate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6198535A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriko Shimizu
典子 清水
Yuji Okago
祐二 大篭
Makoto Imanari
真 今成
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE: To obtain the subject compound in high yield and in high selectivity and to eliminate a catalyst recovery process without eluting a catalyst in a reaction solution by reacting an alkylene carbonate with an alcohol by using a specific solid catalyst. CONSTITUTION: This compound is obtained by reacting an alkylene carbonate (e.g. ethylene carbonate or propylene carbonate) with an alcohol (preferably methanol or ethanol) in the presence of bismuth oxide preferably at 100-200 deg.C reaction temperature under reaction pressure of atmospheric pressure-20kg/cm<2> G for 0.5-5 reaction hours. The molar ratio of the alcohol based on the alkylene carbonate is preferably 0.2-20. The amount of the catalyst is preferably 0.01-1mol based on 1mol of the alkylene carbonate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【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。詳しくは、特定の触媒を用いて
アルキレンカーボネートとアルコールとを反応せしめる
ことにより、高収率でジアルキルカーボネートを製造す
る方法に関するものである。ジアルキルカーボネートは
樹脂、塗料などの溶剤、アルキル化剤あるいはカーバメ
ートの合成原料として有用な化合物である。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a dialkyl carbonate. More specifically, the present invention relates to a method for producing a dialkyl carbonate in a high yield by reacting an alkylene carbonate with an alcohol using a specific catalyst. Dialkyl carbonate is a compound useful as a solvent for resins and paints, an alkylating agent, or a raw material for synthesizing carbamates.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルキレンカーボネートとアルコールか
らジアルキルカーボネートを製造する方法に用いられる
触媒としては、種々の均一系触媒、例えば、脂肪族3級
アミン(特開昭51−122025号公報)、アルカリ
金属またはアルカリ金属化合物(特開昭54−4871
5号公報)、タリウム化合物(特開昭54−48716
号公報)、錫アルコキシド類(特開昭54−63023
号公報)、第4級ホスホニウム塩(特開昭56−101
44号公報)等の提案がなされている。そして、これら
の方法では、通常、生成物であるジメチルカーボネート
を単離するためには、分離操作として蒸留方法が採用さ
れている。しかし、均一系触媒を用いた場合には、
(1)反応混合物と触媒の分離が困難であること;
(2)蒸留中に触媒が存在するため逆平衡が起き易くな
りジメチルカーボネートの選択率が低下すること等の欠
点がある。
2. Description of the Related Art As a catalyst used in a method for producing a dialkyl carbonate from an alkylene carbonate and an alcohol, various homogeneous catalysts such as aliphatic tertiary amines (JP-A-51-212025), alkali metals or Alkali metal compounds (JP-A-54-4871)
5) and thallium compounds (JP-A-54-48716).
No.), tin alkoxides (JP-A-54-63023).
), A quaternary phosphonium salt (JP-A-56-101)
No. 44) has been proposed. And in these methods, in order to isolate dimethyl carbonate which is a product, the distillation method is usually adopted as a separation operation. However, when a homogeneous catalyst is used,
(1) It is difficult to separate the reaction mixture and the catalyst;
(2) Since the catalyst is present during the distillation, reverse equilibrium is likely to occur and the selectivity of dimethyl carbonate is lowered.

【0003】一方、この問題を解決する不均一系触媒を
用いる方法として、例えば、シリカ−チタニア固体酸触
媒(特開昭54−125617号公報)、第4級アンモ
ニウム塩を交換基として含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)等が提案されている。しか
し、これらの固体触媒系は耐熱性や長時間使用に当たっ
ての安定性に問題があり、また触媒活性が充分でない等
の問題がある。また、アルカリ土類金属の塩基性化合物
(特開平6−48993号公報)が提案されているが、
この固体触媒は反応液への溶解性が大きいことが問題で
ある。又、最近、周期律表第3B族金属の酸化物(特開
平6−211751号公報)も報告されている。
On the other hand, as a method of using a heterogeneous catalyst which solves this problem, for example, a silica-titania solid acid catalyst (JP-A-54-125617) and a strong quaternary ammonium salt-containing exchange group are used. Basic exchange resins (JP-A-63-238043), cation exchange resins having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group as exchange groups (JP-A-64-31737), and the like have been proposed. However, these solid catalyst systems have problems in heat resistance, stability in long-term use, and insufficient catalytic activity. Further, a basic compound of alkaline earth metal (Japanese Patent Laid-Open No. 6-48993) has been proposed,
The problem with this solid catalyst is that it is highly soluble in the reaction solution. Recently, an oxide of a Group 3B metal of the periodic table (JP-A-6-211751) has also been reported.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、反応液中に
溶出することのない固体触媒を用い、アルキレンカーボ
ネートとアルコールとを反応せしめて、高収率でジアル
キルカーボネートを製造する方法を提供することを目的
とする。
The present invention provides a method for producing a dialkyl carbonate in a high yield by reacting an alkylene carbonate with an alcohol using a solid catalyst that does not elute in the reaction solution. The purpose is to

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、酸化ビスマス
の存在下、アルキレンカーボネートとアルコールとを反
応させることを特徴とする、高収率、高選択率でジアル
キルカーボネートが得られ、ジアルキルカーボネートが
極めて有利に製造できる、ジアルキルカーボネートの製
造方法である。
The present invention is characterized by reacting an alkylene carbonate with an alcohol in the presence of bismuth oxide to obtain a dialkyl carbonate with high yield and high selectivity. It is a method for producing a dialkyl carbonate, which can be produced extremely advantageously.

【0006】アルキレンカーボネートとアルコールとの
反応は下式の様に進行し、目的とするジアルキルカーボ
ネートと共に対応するアルキレングリコールが生成す
る。
The reaction between the alkylene carbonate and the alcohol proceeds as shown in the following formula to produce the corresponding dialkyl carbonate and the corresponding alkylene glycol.

【0007】[0007]

【化1】 Embedded image

【0008】原料のアルキレンカーボネートとしては、
例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート等の炭素数3〜7のアルキレ
ンカーボネートが用いられる。アルコールとしては、メ
タノール、エタノール、n−プロパール、i−プロパノ
ール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノー
ル等の炭素数1〜6の脂肪族アルコールが用いられる。
特に、反応性の点からメタノール、エタノールが好まし
い。
As the starting alkylene carbonate,
For example, an alkylene carbonate having 3 to 7 carbon atoms such as ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate is used. As the alcohol, aliphatic alcohols having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol, n-propyl, i-propanol, n-butanol, s-butanol and t-butanol are used.
In particular, methanol and ethanol are preferable from the viewpoint of reactivity.

【0009】アルキレンカーボネートとアルコールのモ
ル比は特に制限はないが、アルキレンカーボネートに対
するアルコールのモル比が大きすぎると回収するアルコ
ールの量が過大となり、また小さすぎるとアルキレンカ
ーボネートの転化率が低くなるため、アルキレンカーボ
ネートに対するアルコールのモル比として、0.1〜5
0、好ましくは0.2〜20の範囲で設定される。回分
法で行う場合は、通常、モル比は1以上である。
The molar ratio of the alkylene carbonate to the alcohol is not particularly limited, but if the molar ratio of the alcohol to the alkylene carbonate is too large, the amount of alcohol recovered will be too large, and if it is too small, the conversion rate of the alkylene carbonate will be low. , The molar ratio of alcohol to alkylene carbonate is 0.1 to 5
It is set to 0, preferably 0.2 to 20. When the batch method is used, the molar ratio is usually 1 or more.

【0010】本発明の方法では、触媒として酸化ビスマ
スを用いる。酸化ビスマスは、粉末状あるいは球形、円
柱状等の成形物として、固体触媒として使用される。触
媒量は特に制限はないが、通常アルキレンカーボネート
1モルに対して0.001〜10モル、好ましくは0.
01〜1モルの範囲である。
In the method of the present invention, bismuth oxide is used as a catalyst. Bismuth oxide is used as a solid catalyst in the form of powder, sphere, cylinder or the like. The amount of the catalyst is not particularly limited, but is usually 0.001 to 10 mol, preferably 0.
It is in the range of 01 to 1 mol.

【0011】反応の方法としては、回分法の場合、所定
量の原料及び触媒を反応容器に一括仕込み、反応容器内
を窒素置換した後、加熱、加圧して所定時間反応させる
方法が一般的である。連続法の場合は、一定温度に保た
れた反応器に、アルキレンカーボネートとアルコールの
混合溶液を連続的に供給するとともに、生成したジアル
キルカーボネートを未反応原料との混合溶液として連続
的に抜き出すことにより行われる。反応器としては、粉
末状の触媒を用いる場合は供給原料の混合溶液中に懸濁
させて触媒を連続的に供給する懸濁床式が、成形物触媒
を用いる場合は触媒を充填した管型反応器を用いる固定
床式が一般に使用される。
As a reaction method, in the case of a batch method, a method is generally used in which a predetermined amount of raw materials and a catalyst are charged in a reaction vessel all at once, and the inside of the reaction vessel is replaced with nitrogen, and then heated and pressurized to react for a predetermined time. is there. In the case of the continuous method, a reactor kept at a constant temperature is continuously fed with a mixed solution of alkylene carbonate and alcohol, and the produced dialkyl carbonate is continuously withdrawn as a mixed solution with unreacted raw materials. Done. As the reactor, when a powdered catalyst is used, a suspension bed type in which the catalyst is continuously supplied by suspending it in a mixed solution of feed materials is used. Fixed bed systems with reactors are commonly used.

【0012】反応温度は、通常、50〜300℃の範囲
である。反応温度が低すぎる場合には反応速度が低下す
るため、又、高すぎる場合には副反応が増すため、好ま
しくは100〜200℃の範囲である。反応時間は、原
料のアルキレンカーボネート、アルコールの種類及びモ
ル比、反応温度、触媒量、反応方法等により異なるが、
通常は0.2〜20時間、好ましくは0.5〜5時間の
範囲である。又、反応圧力は、特に限定はないが、通
常、1〜200Kg/cm2 G、好ましくは常圧〜20
Kg/cm2 Gの範囲である。
The reaction temperature is usually in the range of 50 to 300 ° C. If the reaction temperature is too low, the reaction rate will decrease, and if it is too high, side reactions will increase, so it is preferably in the range of 100 to 200 ° C. The reaction time varies depending on the raw material alkylene carbonate, the type and molar ratio of alcohol, the reaction temperature, the amount of catalyst, the reaction method, etc.
It is usually in the range of 0.2 to 20 hours, preferably 0.5 to 5 hours. The reaction pressure is not particularly limited, but is usually 1 to 200 Kg / cm 2 G, preferably atmospheric pressure to 20.
It is in the range of Kg / cm 2 G.

【0013】反応生成液は、目的とするジアルキルカー
ボネート、副生するアルキレングリコール、未反応のア
ルキレンカーボネート及びアルコール、並びに若干の副
反応生成物を含んでいる。反応終了後、必要に応じ反応
液から触媒を濾別し、減圧蒸留することにより目的物を
分離回収することができる。
The reaction product liquid contains the desired dialkyl carbonate, by-produced alkylene glycol, unreacted alkylene carbonate and alcohol, and some by-product. After completion of the reaction, the target product can be separated and recovered by filtering the catalyst from the reaction solution as necessary and distilling under reduced pressure.

【0014】[0014]

【実施例】以下に実験例を挙げ、本発明をさらに具体的
に説明する。尚、反応生成物の定量はガスクロマトグラ
フィーで行った。 (実施例)容量300mlの撹拌機を備えたステンレス
製オートクレーブに、エチレンカーボネート35.2g
(0.4mol)、酸化ビスマス3.0g(6.4mm
ol)、およびメタノール128.0g(4.0mo
l)を仕込み、反応器内を窒素置換したのち、窒素を圧
入し、2.0Kg/cm2 Gとした後、140℃で2時
間反応させた。反応時の圧力は8.5Kg/cm2 Gで
あった。反応終了後反応液を分析したところエチレンカ
ーボネートの転化率は56.0%であった。また、ジメ
チルカーボネートの収率は55.8%であったことから
エチレンカーボネート基準のジメチルカーボネートの選
択率は99.6%であった。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following experimental examples. The reaction product was quantified by gas chromatography. (Example) 35.2 g of ethylene carbonate was added to a stainless steel autoclave equipped with a stirrer having a capacity of 300 ml.
(0.4 mol), bismuth oxide 3.0 g (6.4 mm)
ol), and 128.0 g of methanol (4.0 mo)
After l) was charged and the inside of the reactor was replaced with nitrogen, nitrogen was injected under pressure to 2.0 Kg / cm 2 G, and then the mixture was reacted at 140 ° C for 2 hours. The pressure during the reaction was 8.5 Kg / cm 2 G. When the reaction solution was analyzed after the completion of the reaction, the conversion rate of ethylene carbonate was 56.0%. In addition, since the yield of dimethyl carbonate was 55.8%, the selectivity of dimethyl carbonate based on ethylene carbonate was 99.6%.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化ビスマスの存在下、アルキレンカー
ボネートとアルコールとを反応させ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 method for producing a dialkyl carbonate, which comprises reacting an alkylene carbonate with an alcohol in the presence of bismuth oxide.
JP6198535A 1994-08-23 1994-08-23 Production of dialkyl carbonate Withdrawn JPH0859558A (en)

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Effective date: 20040303