JPS59199647A - ジメチルエ−テルの製造方法 - Google Patents

ジメチルエ−テルの製造方法

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Publication number
JPS59199647A
JPS59199647A JP58073345A JP7334583A JPS59199647A JP S59199647 A JPS59199647 A JP S59199647A JP 58073345 A JP58073345 A JP 58073345A JP 7334583 A JP7334583 A JP 7334583A JP S59199647 A JPS59199647 A JP S59199647A
Authority
JP
Japan
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reaction
pressure
methanol
pressurized
dimethyl ether
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58073345A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Murai
村井 信行
Kazuya Nakamichi
中道 一也
Masayuki Otake
大竹 正之
Takashi Ushikubo
牛窪 孝
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 Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Kasei Corp filed Critical Mitsubishi Kasei Corp
Priority to JP58073345A priority Critical patent/JPS59199647A/ja
Publication of JPS59199647A publication Critical patent/JPS59199647A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメタノールからジメチルエーテルを生成する方
法に関するものであり、更に詳しくは、メタノールを気
相にて脱水反応した反応混合物を効率的に分離し得るジ
メチルエーテルの製造方法に関するものである。
スプレー噴射剤として、長年フロンが使用されてきたが
、近年フロンの環境への悪影響が問題となり、フロンの
代替品として各種のものの中でジメチルエーテルの使用
が注目されつ5ある。
しかして、ジメチルエーテルの製造法としては、従来よ
り、濃硫酸を触媒としてメタノールを脱水する液相脱水
方法が最も一般的であるが、この方法は硫酸の回収に多
大なコストが費やされ、また硫酸の強い腐食性に耐える
特別な材質の装置が必要である。
一方箋適当な固体触媒を用いて気相でメタノールを脱水
する気相法は、従来文献的には知られているが、それら
は具体的にはすべて常圧での実施方法しか開示しておら
ず、その場合精製に際して多大な工程的負担を避は得な
いという致命的な難点を有していた。その工程的負担と
は、例えば、ジメチルエーテル精製に際I〜で、反応ガ
スの圧縮液化、又は特開昭j/−/り7//号に示され
た如き反応ガスの深冷液化等が必要なことであって、こ
れらの難点のため現実に気相法が工業的に実施された例
は知られていない現状にある。
本発明者等は、上記の如き従来法の難点を克服して工業
的有利なジメチルエーテルの製造方法を開発すべく鋭意
検討を行なった結果、適当な加圧下での反応と、その圧
力を利用した加圧状態での分離精製を結合することによ
って、前記した問題点を解決して極めて工業的有利にジ
メチルエーテルを製造し得ることを見出し本発明に到達
した。
すなわち、本発明の要旨は、固体酸触媒の存在下、メタ
ノールを気相で脱水反応させ、次いで、反応混合物を蒸
留によってジメチルエーテルを回収する方法において、
脱水反応を2にダメ0以上の加圧状態で、かつメタノー
ルが気相を保持する温度条件下で行ない、反応混合物を
好1しくは冷却により一部を凝縮した後、前記脱水反応
の加圧状態を利用して加圧蒸留塔へ導入し、蒸留するこ
とを特徴とするジメチルエーテルの製造方法である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明で使用可能な固体酸触媒は往々挙げられるが、加
圧下でも反応選択率を低下させず、かつ長時間安定な活
性を維持するだめにはアルミナ系・ゼオライト以外のシ
リカ系の結晶形、無定形化合物が好ましく、特にアルミ
ナ形、中でもγ−アルミナ触媒が好適である。これらの
触媒は、通常、市販品を使用でき、その際、市販品はア
ルカリ金属を含有することが多いが、アルカリ金属含有
率が低いものを選択することが好ましい。
また1反応器度は原料メタノール及び生成物であるジメ
チルエーテルや水が液化しない温度域を選択する。通常
は1io−ysθCが好適であるが、熱力学的には低温
の方が平衡変換率が高く、かつ選択率も向上する傾向に
あるため、可能な限り反応温度を低下させた方が有利で
ある。
本発明は、上記の触媒、温度条件でメタノールから脱水
反応によってジメチルエーテルヲmるが、反応の際は反
応器の圧力を一!埒/cla以上に保持する。反応圧力
の上限は、反応器を耐圧構造とするために要するコスト
等によって制は、不活性ガスを導入する方法があるが、
反応ガスの冷却温度を制御して冷却温度下の反応混合物
の蒸気圧を利用して圧力を保つ方法、および両者を組み
合わせる方法が工業的に有利であシ、これらの場合では
圧力を保持するための特別な装置は不要である。反応混
合物の蒸気圧を利用する際は、反応圧力は利用する冷媒
の温度によって決定され、たとえば安価な工業用水を利
用する場合には3 kg / crd 0以上の圧力が
良い。
これらの点を勘案すると、好適な反応圧力は3〜3o 
ky /crd a 、更にはj〜スj ky /αt
Gが好適である。
反応器は気相流通方式であり、反応器は断熱型・多段分
割中間冷却型・多管型・流動床型等の種々公知のもので
良い。
原料メタノールは、メタノール蒸発の前後いずれかで加
圧したのち、固体酸触媒を光填した反応器へ導入し、脱
水反応を行なわせる。メタノールを蒸発後に加圧する場
合はコンプレッサーが必要であるのに対し、液相での加
圧はポンプのみで加圧可能であるため、メタノール加圧
は液相状態で行なう方法が好ましい。
このような加圧反応によって得られた反応混合物は、冷
却し、ガス状のまま、又は凝縮させて液状ないしは気液
混合状として反応器に接続された加圧蒸留塔へ導入する
が、蒸留における熱効率及び混合物の分離の観点から、
好ましくは、メタノール、水、ジメチルエーテルから成
る反応混合物の10〜20重量%、更に好適にけJθ〜
ど0重量%を部分凝縮させて該蒸留塔へ導入する。冷却
は通常の方法で実施され、冷媒として工業用水を用いる
方法、より好ましくけ原料メタノールの予熱のだめ熱交
換した後に工業用水で冷却する方法等あるが、反応を、
2に2/ cr/l a以上の加圧で行彦っているため
、深冷操作を実施する必要はない。
後続する蒸留分離においては2 kg / 7 G以上
の圧力に保持するが、本発明の最も好ましい態様として
敢えて更に昇圧することなく、シかも、可及的最大限に
該加圧状態を利用することが好ましい。これは、本発明
では物質移動に伴う自然圧損や、冷却時の非凝縮ガスの
一部を抜き出す際の損失などの与えられた条件下におけ
る不可避な損失を除いては、できる限り反応帯域の圧力
を維持することを意味する。従って、加圧蒸留塔を反応
器を同圧又は反応器より低い圧力に保持する時は、圧力
調節は圧力コントロールパルプなどを用いるのみで良い
また、何らかの理由で加圧蒸留塔を反応器より高い圧力
に保持する場合においても反応を2ky / crd 
G以上の加圧で行なっており、反応生成物が通常の冷却
手段で容易に凝縮するため、反応生成物の昇圧はポンプ
を用いた液体加圧のみで良く、加圧操作の負担は比較的
軽微である。
加圧蒸留は、段塔又は充填塔などの蒸留塔において実施
し、ジメチルエーテルを水、その他の副生物、及び未反
応メタノールから分離する。
その際、1つ又は1つ以上の蒸留塔を用いるが、複数の
蒸留塔を用いる場合は少くともジメチルエーテルを水及
び未反応メタノールから主として分離する蒸留塔を2 
ky / crd G以上とする限り、場合によって第
2、第3の蒸留塔は加圧下で蒸留しなくとも良い。  
、 本発明は、とのよ系な構成を有することによって、常圧
気相反応に対して反応速度、選択率、及び触媒の活性、
寿命等において水準以上の反応成績を維持しつつ、しか
も大幅に改善された気相反応法と本発明方法(原料メタ
ノールの加圧は液体で行うとする)とを以下に比較する
加圧に要する動力は、常圧気相反応法ではコンプレッサ
ーによる圧縮液化ないしは深冷液化後の圧縮が必要であ
るため本発明方法の2J倍ないし41.0倍もの電力を
必要とする。
その他に常圧気相反応法と本発明方法において差が生じ
るのは、主に原料メタノールの蒸発に要する熱量である
が、該熱量の大部分が潜熱であるため、加圧下での沸点
上昇の影響を考慮しても本発明方法で必要とする熱量は
常圧気相反応法の約へコ倍程度にしか過ぎない。更に、
本発明方法ではコンプレッサー、冷凍機を必要としない
ため建設費が低減できるのに加えて、可動部分が少なく
なることにより、装置のメンテナンス面においても著し
く有利である。
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。
実施例 Nanoをo、or重重量金含有る粒状γ−アルミナ、
23dを充填した反応器を温度を3.20〜330Cと
し、圧力を窒素ガスによって//に1/daに制御し、
メタノール蒸気ヲ≠2 ml /hrの速度で供給した
。反応器出口ガスは保温ガスザンプラーを通じてガスク
ロマトグラフによって分析を行なった。反応開始後io
o時間と1ooo時間の反応成績を第1表に示す。
反応器から流出した反応ガスは、工業用水を冷媒として
冷却液化して、圧力容器に捕集した。
この時、副生物である若干の非凝縮ガスを圧力制御に用
いた窒素ガスと共に圧力コントロールバルブより大気中
にパージした。得られた反応混合物をガスクロマトグラ
フによって分析したところ、ジメチルエーテル!り、5
重量%、未反応メタノール76.7重量%、水、2J、
&重量%の混合物である。
該反応混合物を続いて3TrWIのデイクンンパッキン
グを充填した加圧蒸留塔(、zmH,xs悶φ、充填層
高/、7m)に反応混合物中の水、メタノール、ジメチ
ルエーテルが合計<10重量%液化した状態で/夕Om
e / hr の速度で供給し、i o kg/ af
t Gの圧力下で連続蒸留を行なった。
塔頂よりメタンをO,オチ含むジメチルエーテルを0.
1部留出させ、缶出液としてジメチルエーテル、メタノ
ール及び水の混合物i、g夕部を得た。該nj出液の分
析をガスクロマトグラフによって行なったところ、ジメ
チルニーデルよりも低沸点の成分は検出されなかった。
得られた缶出液を更に、上記したと同じ加圧蒸量塔に/
 00 ml / h、r  の流量で供給し、圧力1
0ky/crlGで連続蒸留を実施し、留出液とl〜て
純度99.り部具上のジメチルエーテル0.9!第1表

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  固体酸触媒の存在下、メタノールを気相で脱
    水反応させ、次いで、反応混合物を冷却したのち蒸留に
    よってジメチルエーテルを回収する方法において、脱水
    反応を、2 ky / CrItG以上の加圧状態で、
    かつメタノールが気相を保持する温度条件下で行ない、
    反応混合物を前記脱水反応の加圧状態を利用して2kg
     / cr/l 0以上の加圧蒸留塔へ導入し、蒸留す
    ることを特徴とするジメチルエーテルの製造方法。
  2. (2)前記反応混合物を該反応混合物の10〜りO重量
    係が凝縮する条件で冷却した後、加圧蒸留塔へ導入する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のジメチル
    エーテルの製造方法。
  3. (3)  前記反応混合物を昇圧することなく、加圧蒸
    留塔へ導入することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載のジメチルエーテルの製造方法。
JP58073345A 1983-04-26 1983-04-26 ジメチルエ−テルの製造方法 Pending JPS59199647A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1396483B2 (en) 2002-09-06 2012-08-15 Toyo Engineering Corporation Process for producing dimethyl ether

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1396483B2 (en) 2002-09-06 2012-08-15 Toyo Engineering Corporation Process for producing dimethyl ether

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