JPH11124357A - ジブチルカーボネートとブチルカーバメートの分離方法 - Google Patents

ジブチルカーボネートとブチルカーバメートの分離方法

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JPH11124357A
JPH11124357A JP28691397A JP28691397A JPH11124357A JP H11124357 A JPH11124357 A JP H11124357A JP 28691397 A JP28691397 A JP 28691397A JP 28691397 A JP28691397 A JP 28691397A JP H11124357 A JPH11124357 A JP H11124357A
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JP
Japan
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distillation column
dibutyl carbonate
butyl carbamate
carbonate
distillation
Prior art date
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Pending
Application number
JP28691397A
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English (en)
Inventor
Masamichi Mizukami
政道 水上
Takuro Oshida
卓朗 大信田
Hidefumi Harada
英文 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Publication date
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的にジブチルカーボネートとブチルカー
バメートを連続的に分離する方法を提供する。 【解決手段】 ジブチルカーボネートとブチルカーバメ
ートを含む液からジブチルカーボネートとブチルカーバ
メートを分離する方法において、二つの蒸留塔を用い、
第1蒸留塔を第2蒸留塔よりも低い圧力で操作し、ジブ
チルカーボネートとブチルカーバメートを連続的に分離
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は有機カーボネートの
分離方法に関し、更に詳しくはジブチルカーボネートと
ブチルカーバメートを含む混合物からジブチルカーボネ
ートとブチルカーバメートを効率的に分離する方法に関
する。ジブチルカーボネートは他のカーボネート、特に
ジフェニルカーボネートをはじめとする芳香族カーボネ
ートの原料として有用である。尚、本明細書において単
にブチルと記す場合はn−ブチルを示すものとする。
【0002】
【従来の技術】尿素またはブチルカーバメートを原料と
してジブチルカーボネートを製造する方法は既に知られ
ている。例えば米国特許2834799号の実施例4に
おいては、少なくとも化学量論量のBF3 を用いて尿素
とブタノールからブチルカーバメート及びジブチルカー
ボネートを製造しているが、生成物中のジブチルカーボ
ネートの割合が2%程度と極めて低く、またジブチルカ
ーボネートの分離についての記載はない。
【0003】特開昭57−26645号明細書の実施例
14には、ブチルカーバメートとブタノールからジブチ
ルカーボネートを製造することが記されている。該特許
においては本来共沸するはずである17ミリバールで蒸
留により、ブチルカーバメートを含む反応液からカーボ
ネートを分離しているが、共沸するとの記載はない。
【0004】本反応を連続的に行なう場合、反応を完全
に進行させることは困難である。従って工業的にジブチ
ルカーボネートの製造を行なう場合には、未反応のブチ
ルカーバメートと生成物であるジブチルカーボネートを
分離し、未反応のブチルカーバメートを原料としてリサ
イクルする必要がある。しかしながら、我々が詳細に検
討した結果、ジブチルカーボネートとブチルカーバメー
トは広い範囲で共沸し、通常の蒸留法では完全に分離す
ることができなかった。
【0005】従って、尿素とブチルアルコールとの反応
によって得られた反応液を蒸留する場合には、予め未反
応のブタノールを除去した反応液を蒸留塔に供給し、塔
頂よりジブチルカーボネートとブチルカーバメートの共
沸混合物を分離し、塔底よりジブチルカーボネートを得
る方法が考えられる。ところが、塔頂から得られる液は
共沸組成であるため、以下に示すような特別な蒸留方法
をしない限りはそのまま反応器へ戻さざるを得ない。と
ころが、共沸組成はジブチルカーボネートの含量の方が
多いため、大量のジブチルカーボネートが反応器を循環
することになり、それだけ生産効率が低下する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題点
に鑑み、効率的にジブチルカーボネートとブチルカーバ
メートを分離することにより、反応系に循環するジブチ
ルカーボネートの量を実質的になくすることを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ジブチル
カーボネートとブチルカーバメートの共沸組成について
詳細に検討した結果、蒸留塔の操作圧力を低くすればす
るほど共沸組成中のジブチルカーボネートの比率が上が
ることを見い出した。しかし、工業的に用いることので
きる真空度には限界があるため、この方法で純粋なジブ
チルカーボネートを得ることは困難である。
【0008】ところが本発明者らは、高真空下で蒸留を
行なって得られる塔頂共沸混合物を中程度の減圧下ない
し常圧で再度蒸留することで、塔底から純粋なジブチル
カーボネートが容易に得られることを見い出し、本発明
を完成させるに至った。
【0009】
【発明の実施の形態】即ち本発明は、ジブチルカーボネ
ートとブチルカーバメートを含む液からジブチルカーボ
ネートとブチルカーバメートを分離する方法において、
二つの蒸留塔を組み合わせて用い、第1蒸留塔を第2蒸
留塔よりも低い圧力で操作する連続的分離方法である。
【0010】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明
する。
【0011】図1は本発明の方法によるジブチルカーボ
ネートとブチルカーバメートの分離プロセスの好ましい
実施態様を示す工程図である。ジブチルカーボネートと
ブチルカーバメートを含む液を導管3から第1蒸留塔の
中段付近に供給する。この第1蒸留塔は第2蒸留塔より
低い圧力で操作される。第1蒸留塔の塔頂からジブチル
カーボネートとブチルカーバメートの共沸混合物が留出
し、塔底5からほぼ純粋のブチルカーバメートが得られ
る。塔底5から取り出された液は再び反応系に戻され
る。
【0012】第1蒸留塔の留出液は、続いて第1蒸留塔
より高い圧力で操作される第2蒸留塔に導管4により供
給され、塔頂から当該圧力下のジブチルカーボネートと
ブチルカーバメートの共沸混合物が留出し、塔底7より
ほぼ純粋なジブチルカーボネートが得られる。塔頂から
の共沸混合物は導管6を通り、第1蒸留塔の原料導入管
3に近い段または同一の段にリサイクルする。
【0013】ここで、第1蒸留塔と第2蒸留塔のそれぞ
れの操作圧力は圧力差が付いていればどのようなもので
あっても理論上は操作可能であるが、工業的に実施する
場合には好ましい条件が存在する。
【0014】まず2つの蒸留塔の操作圧力差であるが、
差が小さすぎると2つの蒸留塔間のリサイクル流量が多
くなりすぎ経済性を失うし、操作の安定性にも問題を生
ずる。従って好ましくは50mmHg以上、更に好まし
くは100mmHg以上の圧力差で操作するのが好まし
い。
【0015】次にそれぞれの操作圧であるが、これは用
いる熱源や冷媒の条件に従い場合場合に最適な設定が存
在するが、基本的には第1蒸留塔を50mmHg以下、
第2蒸留塔を100mmHg〜760mmHgの圧力で
操作することが好ましい。
【0016】第1蒸留塔においては、なるべく純度の高
いジブチルカーボネートを塔頂から抜き出す方が有利で
ある。実施例中の参考実験に示すように、共沸組成物に
占めるジブチルカーボネートの割合は圧力が低いほど高
くなるため、好ましくは50mmHg以下、更に好まし
くは30mmHg以下で行なうのが好ましい。圧力はい
くら低くとも構わないが、実際の装置では一定の限界が
あり、1mmHg以下にすることは難しい。
【0017】第1蒸留塔の操作圧力を50mmHg以下
にするには経済的な理由もある。即ち、第1蒸留塔の塔
底温度を第2蒸留塔の塔頂温度より低く設定すると、第
2蒸留塔の塔頂蒸気で第1蒸留塔の加熱を行なうことが
可能となるため、経済的に有利である。第2蒸留塔の操
作圧力を250mmHgとした場合、第2蒸留塔の塔頂
温度は166℃となるが、第1蒸留塔の操作圧力を50
mmHgで操作した場合は塔底温度は約140℃とな
り、第1蒸留塔の加熱源を第2蒸留塔の塔頂蒸気でまか
なうことが容易である。第1蒸留塔を20mmHgで操
作した場合は塔底温度は約120℃となり、第1蒸留塔
の加熱源を第2蒸留塔の塔頂蒸気でまかなうことが更に
容易となる。
【0018】第2蒸留塔においては、なるべく多くのブ
チルカーバメートを塔頂から抜き出す方が有利である。
実施例中の参考実験に示すように、共沸組成物に占める
ブチルカーバメートの割合は圧力が高いほど高くなるた
め、好ましくは100mmHg以上、より好ましくは2
00mmHg以上で行なうのが好ましい。操作圧力を高
くすることにより第2蒸留塔の塔頂温度が上がり、上述
の熱の有効利用が行ないやすくなる利点もある。但し、
ブチルカーバメートは200℃程度の高温では比較的不
安定な物質である。従って第2蒸留塔の蒸留操作を76
0mmHg以上の圧力で行なうことはカーバメートの分
解を促すため好ましくない。
【0019】尿素とブタノールからジブチルカーボネー
トを製造する場合、反応液には生成物であるジブチルカ
ーボネート、未反応のブタノール、中間体であるブチル
カーバメート、および触媒が含まれる。また、反応に溶
媒を使用した場合は更に溶媒も含まれる。
【0020】上記反応液を本分離方法で使用する場合
は、そのまま導入しても構わないが、予め未反応のブタ
ノールを除いておくことが好ましい。完全に除去しきれ
ない場合、または、低沸点の不純物が存在する場合は、
導管6を流れる液の一部を抜き出して、低沸点物の除去
工程に回し、低沸物の滞留を避けることが好ましい。
【0021】触媒は予め除去しても良いし、除去しなく
とも良い。溶媒を用いた場合も溶媒を予め除去しておい
ても良いが、ブチルカーバメート及びジブチルカーボネ
ートよりも沸点の高い溶媒であれば特に除去しておく必
要はない。尚、触媒および高沸点の溶媒が導入液に含ま
れている場合には、これらは塔底5からブチルカーバメ
ートと一緒に取り出される。
【0022】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【0023】参考実験 [共沸データの測定]オスマー式気液平衡測定装置を用
い、ジブチルカーボネート(DBC)とブチルカーバメ
ート(BCM)の気液平衡を測定した。その結果得られ
た共沸組成を以下に示す。
【0024】実施例1 [第1蒸留塔]真空ジャケット付きのガラス製充填塔
(スルザーラボパック充填、内径50mmφ、充填部高
さ:濃縮部550mm、回収部550mm)の中央部か
ら、ジブチルカーボネート77.6重量%とブチルカー
バメート22.4重量%含む液を毎時393g、105
℃でフィードし、20mmHgの圧力で連続蒸留を行な
った。蒸留塔は還流比5で運転し、塔頂からの留出液が
毎時326gになるように調節し、定常化した。このと
き、塔頂留出液として、ジブチルカーボネート93.3
重量%とブチルカーバメート6.7重量%を含む共沸混
合物を得、塔底からはブチルカーバメート99.1%と
ジブチルカーボネート0.9重量%を含む、ほぼ純粋な
ブチルカーバメートが毎時67g得られた。このときの
塔頂温度は101℃、塔底温度は119℃であった。 [第2蒸留塔]上記実験で得られた塔頂留出液を、第1
蒸留塔の実験に用いた蒸留塔と同一の蒸留塔にフィード
し、250mmHgの圧力で連続蒸留を行なった。即
ち、蒸留塔の中央部から、ジブチルカーボネート93.
3重量%とブチルカーバメート6.7重量%含む液を毎
時326g、170℃でフィードし、連続蒸留を行なっ
た。蒸留塔は還流比5で運転し、塔頂からの留出液が毎
時140gになるように調節し、定常化した。このと
き、塔頂留出液として、ジブチルカーボネート85.7
重量%とブチルカーバメート14.3重量%を含む共沸
混合物を得、塔底からはジブチルカーボネート99.1
%とブチルカーバメート0.9重量%を含む、ほぼ純粋
なジブチルカーボネートが毎時186g得られた。この
ときの塔頂温度は166℃、塔底温度は169℃であっ
た。
【0025】実施例2 [第1蒸留塔]実施例1の第1蒸留塔のフィード液に実
施例1の第2蒸留塔の塔頂留出液を加えたものをフィー
ド液として用い、留去量を変更した以外は実施例1と同
様の実験を行なった。これは図1において、導管6を経
由して液を循環させた場合に相当する。即ち、実施例1
と同様の蒸留塔の中央部から、ジブチルカーボネート7
9.7重量%とブチルカーバメート20.3重量%含む
液を毎時533g、105℃でフィードし、20mmH
gの圧力で連続蒸留を行なった。蒸留塔は還流比5で運
転し、塔頂からの留出液が毎時455gになるように調
節し、定常化した。このとき、塔頂留出液として、ジブ
チルカーボネート93.3重量%とブチルカーバメート
6.7重量%を含む共沸混合物を得、塔底からはブチル
カーバメート99.4%とジブチルカーボネート0.6
重量%を含む、ほぼ純粋なブチルカーバメートが毎時7
8g得られた。このときの塔頂温度は101℃、塔底温
度は121℃であった。 [第2蒸留塔]上記実験で得られた塔頂留出液を、第1
蒸留塔の実験に用いた蒸留塔と同一の蒸留塔にフィード
し、250mmHgの圧力で連続蒸留を行なった。即
ち、蒸留塔の中央部から、ジブチルカーボネート93.
3重量%とブチルカーバメート6.7重量%含む液を毎
時455g、170℃でフィードし、連続蒸留を行なっ
た。蒸留塔は還流比5で運転し、塔頂からの留出液が毎
時212gになるように調節し、定常化した。このと
き、塔頂留出液として、ジブチルカーボネート86.4
重量%とブチルカーバメート13.6重量%を含む共沸
混合物を得、塔底からはジブチルカーボネート99.2
%とブチルカーバメート0.8重量%を含む、ほぼ純粋
なジブチルカーボネートが毎時243g得られた。この
ときの塔頂温度は166℃、塔底温度は171℃であっ
た。
【0026】
【発明の効果】本発明の方法により、共沸混合物を形成
するジブチルカーボネートとブチルカーバメートを含む
液から多大なエネルギー負荷をかけることなくジブチル
カーボネートとブチルカーバメートを連続的に分離する
ことが可能となった。そのため反応系にリサイクルされ
るブチルカーバメートに同伴するジブチルカーボネート
が実質的になくなり、反応の収率、選択性を向上させる
ことが可能となった。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸留装置のフローシート図である。
【符号の説明】
1 第1蒸留塔 2 第2蒸留塔 3 粗反応液供給ライン 4 第1蒸留塔塔頂留出液供給ライン 5 第1蒸留塔の塔底 6 第2蒸留塔塔頂留出液リサイクルライン 7 第2蒸留塔の塔底
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07B 63/00 C07B 63/00 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジブチルカーボネートとブチルカーバメ
    ートを含む液からジブチルカーボネートとブチルカーバ
    メートを分離する方法において、二つの蒸留塔を用い、
    第1蒸留塔を第2蒸留塔よりも低い圧力で操作すること
    を特徴とするジブチルカーボネートとブチルカーバメー
    トの連続的分離方法。
  2. 【請求項2】 第1蒸留塔の圧力を第2蒸留塔の圧力よ
    り50mmHg以上低くする請求項1に記載のジブチル
    カーボネートとブチルカーバメートの連続的分離方法。
  3. 【請求項3】 第1蒸留塔を50mmHg以下、第2蒸
    留塔を100mmHg〜760mmHgの圧力で蒸留す
    る請求項1に記載のジブチルカーボネートとブチルカー
    バメートの連続的分離方法。
  4. 【請求項4】 第2蒸留塔の留出液を第1蒸留塔に供給
    する請求項1に記載のジブチルカーボネートとブチルカ
    ーバメートの連続的分離方法。
JP28691397A 1997-10-20 1997-10-20 ジブチルカーボネートとブチルカーバメートの分離方法 Pending JPH11124357A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0965577A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-22 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for separation between dialkyl carbonate and alkyl carbamate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0965577A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-22 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for separation between dialkyl carbonate and alkyl carbamate

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