JPS5943930B2 - Method for producing methyl chloride - Google Patents

Method for producing methyl chloride

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JPS5943930B2
JPS5943930B2 JP3365081A JP3365081A JPS5943930B2 JP S5943930 B2 JPS5943930 B2 JP S5943930B2 JP 3365081 A JP3365081 A JP 3365081A JP 3365081 A JP3365081 A JP 3365081A JP S5943930 B2 JPS5943930 B2 JP S5943930B2
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hydrogen chloride
reaction
methyl
methyl alcohol
chloride
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紀一 幅田
今朝治 市川
睦夫 清水
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩化水素とメチルアルコールから塩化メチルを
製造する方法の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improved method for producing methyl chloride from hydrogen chloride and methyl alcohol.

塩化水素とメチルアルコールから塩化メチルを製造する
方法は、従来から数多く報告されているが、現在工業化
されている代表的な方法は、1気相においてアルミナな
どの触媒を用いて反応させる気相触媒法、2液相におい
て塩化亜鉛などの触媒を用いて反応させる液相触媒法、
および3液相において触媒の存在なしに反応させる液相
無触媒法に大別される。しかしながら、これらの従来法
には、それぞれ種々の不利な点があり、必ずしも満足す
べきものとは言いがたい。
Many methods for producing methyl chloride from hydrogen chloride and methyl alcohol have been reported, but the typical method currently being industrialized is a gas phase catalyst in which the reaction is carried out in one gas phase using a catalyst such as alumina. method, a liquid phase catalytic method in which a reaction is carried out using a catalyst such as zinc chloride in two liquid phases,
and a liquid phase non-catalyst method in which the reaction is carried out in three liquid phases without the presence of a catalyst. However, each of these conventional methods has various disadvantages and cannot be said to be necessarily satisfactory.

例えば、気相触媒法は、反応温度が300〜500℃と
高いためジメチルエーテルの副生が、他の方法と比べて
多いことや、触媒劣化のために触媒の交換または再生が
必要である。
For example, in the gas phase catalytic method, the reaction temperature is as high as 300 to 500° C., so the by-product of dimethyl ether is larger than in other methods, and the catalyst needs to be replaced or regenerated due to catalyst deterioration.

また液相触媒法は、液相無触媒法に比べ反応温度が高く
かつ触媒を用いるため、ジメチルエーテルが副生しやす
く、原料塩化水素にともなう水および反応に生じた水を
蒸発させて除く必要があるために加熱量が多くなる場合
があり、また反応速度が小さくまた反応率が低いため未
反応塩化水素およびメタノールが蒸発するために、それ
らの回収設備が必要となるなどの欠点がある。
In addition, in the liquid phase catalytic method, the reaction temperature is higher than in the liquid phase non-catalytic method, and since a catalyst is used, dimethyl ether is more likely to be produced as a by-product, and it is necessary to remove water accompanying the raw material hydrogen chloride and water generated during the reaction by evaporation. Because of this, the amount of heating may be large, and because the reaction rate is slow and the reaction rate is low, unreacted hydrogen chloride and methanol evaporate, which requires equipment for recovering them.

さらに液相無触媒法においては、ジメチルエーテルの副
生は前二者に比べて少ないが反応速度が非常に小さいた
め、過大な反応容積を必要とし、J 反応率が低いため
未反応の塩化水素およびメチルアルコールの回収設備が
必要となるなどの欠点があつた。
Furthermore, in the liquid phase non-catalytic method, the by-product of dimethyl ether is smaller than in the former two methods, but the reaction rate is very low, so an excessive reaction volume is required, and the J reaction rate is low, so unreacted hydrogen chloride and There were drawbacks such as the need for methyl alcohol recovery equipment.

本発明と同じ液相無触媒法の例としては、多くの例が知
られているが、たとえば特開昭53−−34704号で
は同様の反応を塩化水素過剰の状態で行なつているが、
副生してくる水を液状にて取出しているため、未反応塩
化水素が副生水に同伴し、塩化水素の反応率が低く、副
生塩酸を再利用するためには多大の精製エネルギーを要
するなどの不利な点がある。
Many examples are known of the same liquid phase non-catalytic method as the present invention. For example, in JP-A No. 53-34704, a similar reaction was carried out in an excess of hydrogen chloride.
Since the by-product water is extracted in liquid form, unreacted hydrogen chloride accompanies the by-product water, resulting in a low reaction rate of hydrogen chloride, and a large amount of refining energy is required to reuse the by-product hydrochloric acid. There are disadvantages such as the need for

本発明の方法の最大の特徴は液相無触媒において塩化メ
チルを製造するに当り、従来技術に比べて(1)反応器
単位容積当りの生産速度(以下容時収率と称する)が大
きく塩化メチルの収率を高め、(2)原料として導入さ
れた塩化水素の塩化メチルへの転化をほぼ化学量論的に
行ない、(3)未反応物として反応器より取出される塩
化水素をほとんど無くし、(4)さらに反応により生成
した水を、塩化メチルとともに塩化水素をほとんど含ま
ない水として反応器より取出すことにより未反応メチル
アルコール等の未反応物の回収設備を飛躍的に簡略化し
た製造方法を提供することを目的とするものである。
The greatest feature of the method of the present invention is that in producing methyl chloride in a liquid phase without catalyst, compared to the conventional technology, (1) the production rate per unit volume of the reactor (hereinafter referred to as the "volume hourly yield") is higher. (2) almost stoichiometrically converts hydrogen chloride introduced as a raw material into methyl chloride; and (3) almost eliminates hydrogen chloride taken out of the reactor as an unreacted product. , (4) Furthermore, a production method that dramatically simplifies the equipment for recovering unreacted substances such as unreacted methyl alcohol by removing the water produced by the reaction from the reactor together with methyl chloride as water containing almost no hydrogen chloride. The purpose is to provide the following.

すなわち本発明は水、メチルアルコールおよび塩化水素
からなる温度70〜150℃の反応溶液中に、塩化水素
とメチルアルコールとを導入し、反応させることを特徴
とする塩化メチルの製造方法に関するものである。
That is, the present invention relates to a method for producing methyl chloride, which is characterized by introducing hydrogen chloride and methyl alcohol into a reaction solution containing water, methyl alcohol, and hydrogen chloride at a temperature of 70 to 150°C, and causing the reaction to occur. .

ところで、塩化メチルの生成速度は塩化水素、水および
メチルアルコールからなる溶液を反応媒体とする場合、
その溶液の温度、塩化水素濃度およびメチルアルコール
濃度を増せば増大することは知られているが、これらを
増せば、塩化水素およびメチルアルコールの蒸気圧が増
大し生成した塩化メチルガスにともなつて塩化水素およ
びメチルアルコールの蒸気の飛散が増大するので、それ
だけ塩化メチルの収率が低下する。
By the way, the production rate of methyl chloride is as follows when the reaction medium is a solution consisting of hydrogen chloride, water and methyl alcohol.
It is known that increasing the temperature, hydrogen chloride concentration, and methyl alcohol concentration of the solution will increase the concentration. The yield of methyl chloride is reduced accordingly as the scattering of hydrogen and methyl alcohol vapors increases.

さらにまたメチルアルコール濃度が高くなると、ジメチ
ルエーテルの副生が増大する。しかしながら、本発明者
らは水、メチルアルコールおよび塩化水素からなる、実
質的に触媒を含まない[反応溶液」を反応媒体とし、そ
の中に塩化水素ガスとメチルアルコールとを導入した場
合には、おどろくべきことに上記「反応溶液」の温度を
それほど高くする必要なしに、かつ塩化水素濃度および
メチルアルコール濃度を高くする必要なしに、したがつ
て塩化水素およびメチルアルコールの飛散にともなう塩
化メチルの収率低下およびジメチルエーテルの副生増大
を何らともなうことなく、塩化メチルの生成速度が著し
く増大することを確認した。
Furthermore, as the methyl alcohol concentration increases, the by-product of dimethyl ether increases. However, when the present inventors used a substantially catalyst-free reaction solution consisting of water, methyl alcohol, and hydrogen chloride as a reaction medium, and introduced hydrogen chloride gas and methyl alcohol into the reaction medium, Surprisingly, it is possible to recover methyl chloride from the scattering of hydrogen chloride and methyl alcohol without the need to raise the temperature of the above-mentioned "reaction solution" so high and without increasing the hydrogen chloride and methyl alcohol concentrations. It was confirmed that the production rate of methyl chloride was significantly increased without any decrease in production rate or increase in by-product of dimethyl ether.

このような注目すべき効果がもたらされる理由はつぎの
ように考えられる。
The reason for this remarkable effect is thought to be as follows.

すなわち、反応溶液の中に塩化水素ガスとメチルアルコ
ールとを導入すると、これらは気泡となつて反応溶液の
中を上昇しながら、気液界面を通して、反応溶液に溶解
するため、気液界面およびその近傍では、温度、塩化水
素濃度およびメチルアルコール濃度が反応溶液の温度、
塩化水素濃度およびメチルアルコール濃度に比べて高く
なる。液相反応における塩化メチルの生成速度は温度、
塩化水素濃度およびメチルアルコール濃度のわずかな増
加により著しく増大するから、気液界面およびその近傍
での塩化メチルの生成速度は反応溶液のその他部分にお
ける生成速度に比べて著しく大きく、その結果全体とし
ての塩化メチルの生成速度が増大するものと考えられる
。ガス状で導入され、反応溶液中を上昇していく気泡は
、その過程で反応成分である、塩化水素およびメチルア
ルコールが減少し、したがつて気液界面および近傍の温
度、塩化水素濃度およびメチルアルコール濃度は次第に
反応溶液の温度および濃度に近づき、ついにほぼ同じに
なるので、生成した塩化メチルに同伴されて塩化水素お
よびメチルアルコールが飛散する量は大きくなることが
なく、塩化メチルの収率は高い値を保持できる。
In other words, when hydrogen chloride gas and methyl alcohol are introduced into the reaction solution, they become bubbles and rise in the reaction solution, passing through the gas-liquid interface and dissolving into the reaction solution. In the vicinity, the temperature, hydrogen chloride concentration and methyl alcohol concentration are related to the temperature of the reaction solution,
Higher than hydrogen chloride and methyl alcohol concentrations. The production rate of methyl chloride in liquid phase reaction depends on temperature,
Since the hydrogen chloride and methyl alcohol concentrations increase significantly with small increases, the rate of methyl chloride formation at and near the gas-liquid interface is significantly higher than that in other parts of the reaction solution, resulting in an overall increase in methyl chloride concentration. It is thought that the production rate of methyl chloride increases. Bubbles introduced in gaseous form and rising through the reaction solution reduce the reaction components, hydrogen chloride and methyl alcohol, and therefore reduce the temperature, hydrogen chloride concentration, and methyl alcohol at and near the gas-liquid interface. The alcohol concentration gradually approaches the temperature and concentration of the reaction solution and eventually becomes almost the same, so the amount of hydrogen chloride and methyl alcohol that is entrained in the generated methyl chloride and scattered does not increase, and the yield of methyl chloride is Can hold high values.

反応溶液の温度、塩化水素濃度およびメチルアルコール
濃度を実質的に増加させることなく、塩化メチルの生成
速度を、反応溶液における均一液相反応のみによる生成
速度に比べて著しく増大させることができるということ
は、塩化水素あるいはメチルアルコールの飛散損失およ
びジメチルエーテル副生の増大を全くともなわない(こ
れらを低く抑えることができる)ということであり、き
わめて重要とされる利点である。一般に塩化水素ガスお
よびメチルアルコールの物理的な吸収速度および溶解速
度は反応速度に比べきわめて高いために、前記界面およ
びその近傍の容積はきわめて小さく全体の反応速度を向
上する程の効果はないと考えられているにもかかわらず
前述の如く全体の反応速度を著しく向上させる効果が得
られることはおどろくべきことである。
The fact that the production rate of methyl chloride can be significantly increased compared to the production rate by homogeneous liquid phase reaction alone in the reaction solution without substantially increasing the temperature, hydrogen chloride concentration, and methyl alcohol concentration of the reaction solution. This is an extremely important advantage because it does not involve any loss of hydrogen chloride or methyl alcohol and no increase in dimethyl ether by-product (these can be kept low). In general, the physical absorption rate and dissolution rate of hydrogen chloride gas and methyl alcohol are extremely high compared to the reaction rate, so the volume at and near the interface is extremely small and is considered to have no effect on improving the overall reaction rate. It is surprising that the effect of significantly improving the overall reaction rate as described above can be obtained despite the above-mentioned effects.

以上説明したように、本発明は本質的には塩化水素ガス
およびメチルアルコールを前記反応溶液中に導入するこ
とによつて反応溶液の中に気液昇面を形成させて、塩化
水素濃度、メチルアルコール濃度および温度が高く、塩
化メチルの生成速度がきわめて高いこれらの痒面もしく
はこれら界面近傍における反応を有効に利用することに
より実現される。本発明の効果をより有効に達成するた
めには、反応溶液中の塩化水素濃度を25重量%以下に
保つことが必要とされる。この濃度が25重量%を越え
た場合には、生成した塩化メチルおよび水にともなう塩
化水素の損失量が増大し、塩化メチルの収率が低下する
ようになるからである。なお塩化水素一水、および塩化
水素一水一メチルアルコール系では最高共沸点が存在す
るので、損失した塩化水素の回収が著しく困難であり、
塩化メチルの収率低下を余儀なくされる。反応温度は7
0〜150℃(反応溶液の温度)とすることが必要とさ
れる。
As explained above, the present invention essentially involves forming a gas-liquid rising surface in the reaction solution by introducing hydrogen chloride gas and methyl alcohol into the reaction solution, thereby increasing the concentration of hydrogen chloride and methyl alcohol. This can be achieved by effectively utilizing reactions at or near these interfaces, where the alcohol concentration and temperature are high and the production rate of methyl chloride is extremely high. In order to more effectively achieve the effects of the present invention, it is necessary to maintain the hydrogen chloride concentration in the reaction solution at 25% by weight or less. If this concentration exceeds 25% by weight, the amount of hydrogen chloride lost to the produced methyl chloride and water increases, resulting in a decrease in the yield of methyl chloride. Note that hydrogen chloride monowater and hydrogen chloride monowater monomethyl alcohol systems have a maximum azeotropic point, so it is extremely difficult to recover the lost hydrogen chloride.
The yield of methyl chloride is forced to decrease. The reaction temperature is 7
A temperature of 0 to 150°C (reaction solution temperature) is required.

これは70℃以下では塩化メチルの生成速度が小さくな
り、一方150℃以上ではジメチルエーテルの副生増加
などの好ましくない結果がもたらされることによるもの
である。なお、反応溶液中におけるメチルアルコール濃
度については、ことさらに厳密な制限を設ける必要はな
い。
This is because at temperatures below 70°C, the production rate of methyl chloride decreases, while at temperatures above 150°C, unfavorable results such as an increase in the by-product of dimethyl ether are brought about. Note that there is no need to set particularly strict restrictions on the methyl alcohol concentration in the reaction solution.

要は塩化水素濃度を25重量%以下に維持し、温度を7
0〜150℃に維持できるようなメチルアルコール濃度
であれば良く、おおむね0.5〜40重量%とすればよ
い。これが0.5重量%以下では塩化水素を25重量%
以下に保つことが困難となり、40重量%以上では反応
温度を70〜150℃に保つことが困難となる。ジメチ
ルエーテルの副生量をなるべく低く抑える点からはメチ
ルアルコール濃度は上記範囲内でもなるべく低目にする
ことが望ましい。反応圧力は反応溶液の温度を70〜1
50℃に維持し、塩化水素濃度を25重量%以下に維持
することができる圧力であればよいが、反応成績をより
向上させるためには加圧状態が望ましい。
The key is to maintain the hydrogen chloride concentration below 25% by weight and keep the temperature at 7%.
The methyl alcohol concentration may be such that it can be maintained at 0 to 150°C, and may be approximately 0.5 to 40% by weight. If this is 0.5% by weight or less, 25% by weight of hydrogen chloride
If it exceeds 40% by weight, it becomes difficult to maintain the reaction temperature at 70 to 150°C. From the viewpoint of keeping the amount of dimethyl ether by-product as low as possible, it is desirable to keep the methyl alcohol concentration as low as possible within the above range. The reaction pressure is the temperature of the reaction solution at 70-1
Any pressure can be used as long as the temperature can be maintained at 50° C. and the hydrogen chloride concentration can be maintained at 25% by weight or less, but a pressurized state is preferable in order to further improve the reaction results.

塩化水素ガスの反応溶液への導入は、反応溶液は静止状
態にしておくことが望ましい。機械的かくはん等により
激しく流動している反応溶液中に導入すると、塩化水素
ガスの反応溶液への吸収速度が大きくなるので、空時収
率の大きさの割には塩化水素濃度が高くなる。また塩化
水素ガスの反応溶液への導入速度は反応溶液11当り、
毎時1007以上とすることが望ましく、導入速度をこ
れより小さくすると空時収率が低下するばかりでなく反
応溶液に吸収される塩化水素ガスの割合が多くなり、空
時収率の大きさの割合には、反応溶液中の塩化水素濃度
は低くならない。反応溶液への塩化水素とメチルアルコ
ールとの供給モル比は厳密に規定する必要はなく、メチ
ルアルコール(MeOH)と塩化水素(HCl)とのモ
ル比(MeOH)/(HCl)をおおむね0.5〜3.
0の範囲になるようにすればよい。
When hydrogen chloride gas is introduced into the reaction solution, it is desirable to keep the reaction solution in a static state. When introduced into a reaction solution that is vigorously flowing due to mechanical stirring or the like, the rate of absorption of hydrogen chloride gas into the reaction solution increases, so the hydrogen chloride concentration becomes high relative to the size of the space-time yield. In addition, the introduction rate of hydrogen chloride gas into the reaction solution is per 11 of the reaction solution,
It is desirable to set the rate to 1007 per hour or more, and if the introduction rate is lower than this, not only will the space-time yield decrease, but also the proportion of hydrogen chloride gas absorbed into the reaction solution will increase, and the proportion of the size of the space-time yield will increase. In this case, the hydrogen chloride concentration in the reaction solution does not decrease. The molar ratio of hydrogen chloride and methyl alcohol supplied to the reaction solution does not need to be strictly defined, and the molar ratio of methyl alcohol (MeOH) to hydrogen chloride (HCl) (MeOH)/(HCl) is approximately 0.5. ~3.
It is sufficient if the value is within the range of 0.

これが0.5以下になると反応溶液中における塩化水素
濃度を25重量%以下に維持することが困難となるし、
一方3.0以上になるとメチルアルコール濃度が増大し
反応溶液の温度を70〜150℃に維持することが困難
となる。化学量論的にはこのモル比を1.0にすること
が望ましいが、たとえば1.0以上のメチルアルコール
過剰とした場合でも、過剰のメチルアルコールは塩化メ
チル生成反応により生じた水と共に塩化メチルに同伴さ
せて、反応系外に取出した後、メチルアルコールは分離
して再び反応系へ供給すればよい。塩化水素とメチルア
ルコールをそれぞれガス状で反応溶液中に導入した場合
には反応系は発熱系となり、反応溶液を冷却する必要が
ある。
If this becomes 0.5 or less, it becomes difficult to maintain the hydrogen chloride concentration in the reaction solution at 25% by weight or less,
On the other hand, if it exceeds 3.0, the methyl alcohol concentration increases and it becomes difficult to maintain the temperature of the reaction solution at 70 to 150°C. Stoichiometrically, it is desirable to set this molar ratio to 1.0, but even if methyl alcohol is in excess of 1.0 or more, the excess methyl alcohol will be converted into methyl chloride together with the water produced by the methyl chloride production reaction. After being taken out of the reaction system, the methyl alcohol may be separated and supplied to the reaction system again. When hydrogen chloride and methyl alcohol are each introduced into the reaction solution in gaseous form, the reaction system becomes exothermic and it is necessary to cool the reaction solution.

これに対し、メチルアルコールを液体で導入した場合は
反応系は吸熱系となり、反応溶液を加熱する必要がある
が、メチルアルコールの一部をガス状で残りを液状で反
応溶液中に導入させ、発熱反応と吸熱反応をバランスさ
せることができ、これによれば反応制御のためのエネル
ギーを節約することができる。つぎに本発明の方法を実
施するための工程を添付した図面に基づいて説明する。
On the other hand, when methyl alcohol is introduced in liquid form, the reaction system becomes endothermic and the reaction solution needs to be heated. It is possible to balance exothermic and endothermic reactions, thereby saving energy for reaction control. Next, steps for carrying out the method of the present invention will be explained based on the attached drawings.

まず、図面は本発明の方法を実施するための工程を概略
的に例示したものである。
First, the drawings schematically illustrate steps for carrying out the method of the present invention.

図中1は反応器であり、これに前記した反応溶液を保有
させる。
In the figure, 1 is a reactor, which holds the above-mentioned reaction solution.

この反応器は槽型あるいは塔型のいずれでもよい。この
反応器1の底部に塩化水素とメチルアルコールを導入し
、反応させるが、塩化水素はガス状、メチルアルコール
はガス状および/または液体状で行なわれる。図面はガ
ス状で導入される場合を示したもので2はメチルアルコ
ール用の蒸発器である。なお、反応器1内に保有される
反応溶液を上下に仕切るための仕切板があれば塩化水素
およびメチルアルコールの濃度を下部を高く上部を低く
することができ、これによればよりすぐれた成績をあげ
ることができる。
This reactor may be either a tank type or a tower type. Hydrogen chloride and methyl alcohol are introduced into the bottom of the reactor 1 and reacted. Hydrogen chloride is carried out in a gaseous state, and methyl alcohol is carried out in a gaseous and/or liquid state. The drawing shows the case where the gas is introduced, and 2 is an evaporator for methyl alcohol. Furthermore, if there is a partition plate to separate the reaction solution held in the reactor 1 into upper and lower parts, the concentration of hydrogen chloride and methyl alcohol can be made higher in the lower part and lower in the upper part, which results in better results. can be given.

さらに反応溶液はガスを含むことによる反応器内の実液
量の時間的なバラツキや変化をなくすため反応器上部よ
り常に一定量をタンク3にみちびきポンプ4にて反応器
内に循環させる。しかし循環は前記理由からあまり激し
くならないようにすべきである。このようにして反応さ
せることにより、塩化メチルが生成され、これはガス状
で反応器1の上部から還流コンデンサ−5を経て、回収
コンデンサー6に導びかれる。
Further, a constant amount of the reaction solution is always circulated from the upper part of the reactor into the tank 3 by a pump 4 in order to eliminate temporal variations and changes in the amount of actual liquid in the reactor due to gas inclusion. However, the circulation should not be too vigorous for the reasons mentioned above. By reacting in this manner, methyl chloride is produced, which is introduced in gaseous form from the upper part of the reactor 1 through the reflux condenser 5 and into the recovery condenser 6.

還流コンデンサ−5では同伴された水メチルアルコール
が一部還流されるが、反応により副生した水に相当する
量の水はメチルアルコールと共に回収コンデンサ−6に
導びかれ、ここで凝縮されて水レシーバ−7に入る。一
方未凝縮の塩化メチルは深冷コンデンサ−8に導びかれ
、ここで凝縮して塩化メチルレシーバ−9に貯えられる
。なお水レシーバ−7中の水−メチルアルコールは蒸留
等によりメチルアルコールを分離して、塩化水素をほと
んど含まない水を排出する。
In the reflux condenser 5, part of the entrained water and methyl alcohol is refluxed, but an amount of water corresponding to the water by-produced by the reaction is led together with the methyl alcohol to the recovery condenser 6, where it is condensed and converted into water. Enter receiver 7. On the other hand, uncondensed methyl chloride is led to a cryogenic condenser 8, where it is condensed and stored in a methyl chloride receiver 9. Note that methyl alcohol is separated from the water-methyl alcohol in the water receiver 7 by distillation or the like, and water containing almost no hydrogen chloride is discharged.

以下に本発明の利点を要約列記する。The advantages of the present invention are summarized below.

(1)本発明は触媒を使用しない方法であり、従来技術
のように多量の触媒を使用する経済的不利と生成物への
混入という不利を完全に回避することができる。
(1) The present invention is a method that does not use a catalyst, and can completely avoid the economic disadvantage of using a large amount of catalyst and the disadvantage of contamination with the product as in the prior art.

(2)空時収率を著しく高めることができ、経済的工業
的利点がきわめて大である。
(2) The space-time yield can be significantly increased, and the economic and industrial advantages are extremely large.

空時収率は反応設備の経済性を大きく左右するものであ
り、本発明の方法によれば塩化メチルの空時収率を20
0〜400kg/m3hrにもすることができる。(3
)塩化水素とメチルアルコールの反応収率を著しく向上
させることができる。
The space-time yield greatly influences the economic efficiency of reaction equipment, and according to the method of the present invention, the space-time yield of methyl chloride can be reduced to 20%.
It can also be made 0 to 400 kg/m3hr. (3
) The reaction yield of hydrogen chloride and methyl alcohol can be significantly improved.

反応溶液中の塩化水素濃度を25重量%以下に低めても
、十分経済性のある空時収率を得ることができ、その結
果生成する塩化メチルにともなつて留出する水には塩化
水素はほとんど含まれないので、塩化水素は反応器の1
回の通過でほぼ100%塩化メチルに利用することがで
きる。この利用率が低い場合には、生成する水にともな
われて塩化水素が損失するが、この塩化水素を水から分
離回収するには複雑な共沸蒸留システムと多大なエネル
ギーを必要とする。
Even if the hydrogen chloride concentration in the reaction solution is lowered to 25% by weight or less, a sufficiently economical space-time yield can be obtained, and as a result, the water distilled out with the generated methyl chloride contains hydrogen chloride. Hydrogen chloride is contained in reactor 1.
Almost 100% methyl chloride can be utilized in one pass. When this utilization rate is low, hydrogen chloride is lost along with the water produced, but separating and recovering this hydrogen chloride from water requires a complicated azeotropic distillation system and a large amount of energy.

実施例 1 内容積2000ml、内径50mmのパイレツクス製ガ
ラスカラムの上部にオーバーフロー管を設け1600m
′の液を保有できるようにした反応器とこの上部オーバ
ーフロー管よりオーバーフローした液を受ける1000
mlのタンクに水、メチルアルコールおよび塩化水素か
らなる反応溶液を仕込み、これらを加熱した。
Example 1 An overflow pipe was installed at the top of a Pyrex glass column with an internal volume of 2000 ml and an internal diameter of 50 mm, and the length was 1600 m.
A reactor capable of holding a liquid of
A reaction solution consisting of water, methyl alcohol and hydrogen chloride was charged into a ml tank and heated.

反応系内の圧力は1.5k9/cdGに保ち、反応溶液
の温度が100℃になつた時点で、タンクより反応器へ
反応溶液をポンプ循環しながら反応器底部ヘノズルを経
て塩化水素ガスとメチルアルコールの供給を同時に開始
した。
The pressure in the reaction system was maintained at 1.5k9/cdG, and when the temperature of the reaction solution reached 100°C, hydrogen chloride gas and methyl were pumped and circulated from the tank to the reactor through the nozzle at the bottom of the reactor. Alcohol supply was started at the same time.

塩化水素の供給速度は2737/時に調節した。メチル
アルコールは定量ポンプにて蒸発器に送りガス状にして
導入し供給速度は3347/時に調節した。反応の進行
にともない、塩化メチル、水および少量のジメチルエー
テルが生成する。
The hydrogen chloride feed rate was adjusted to 2737/hour. Methyl alcohol was introduced into the evaporator in gas form using a metering pump, and the feed rate was adjusted to 3347/hour. As the reaction progresses, methyl chloride, water and a small amount of dimethyl ether are produced.

生成した塩化メチルは反応器上部から気相で取出し還流
コンデンサーを経て回収コンデンサーに導く。この塩化
メチルには水、メチルアルコールおよび塩化水素が同伴
されるが、還流コンデンサーの働きで、それらの一部が
還流される際に塩化水素はほとんど還流されるので、次
工程には移動しない。この還流コンデンサーから回収コ
ンデンサーへは塩化メチルと反応により生成した水およ
びこれに同伴するメチルアルコールを導き、ここで凝縮
した水、メチルアルコールは水レシーバーに入れ、未凝
縮の塩化メチルは深冷コンデンサーに導き、ここで凝縮
させて塩化メチルレシーバーに貯蔵した。水レシーバー
中の水、メチルアルコールおよび溶け込んでいる若干の
塩化メチルについては塩化メチルは加熱により気化して
回収し、メチルアルコールは分離し反応に有効利用した
。反応が定常運転されているときの反応液の温度は12
0℃であり、反応溶液中の塩化水素濃度は16.5重量
%、メチルアルコール濃度は5重量%であつた。
The produced methyl chloride is taken out in the gas phase from the top of the reactor and led to a recovery condenser via a reflux condenser. This methyl chloride is accompanied by water, methyl alcohol, and hydrogen chloride, but due to the action of the reflux condenser, when some of these are refluxed, most of the hydrogen chloride is refluxed, so it is not transferred to the next step. The water produced by the reaction with methyl chloride and the accompanying methyl alcohol are led from this reflux condenser to the recovery condenser, where the condensed water and methyl alcohol are put into a water receiver, and the uncondensed methyl chloride is sent to a deep-cooled condenser. where it was condensed and stored in a methyl chloride receiver. Regarding the water, methyl alcohol, and some dissolved methyl chloride in the water receiver, the methyl chloride was vaporized and recovered by heating, and the methyl alcohol was separated and effectively used for the reaction. The temperature of the reaction solution when the reaction is in steady operation is 12
The temperature was 0°C, and the concentration of hydrogen chloride in the reaction solution was 16.5% by weight, and the concentration of methyl alcohol was 5% by weight.

水レシーバーには水、メチルアルコールがそれぞれ13
67/時、93?/時の割合で得られ、この中には塩化
水素はほとんど含まれていなかつた。一方塩化メチルは
3797/時の割合で得られ、これにはジメチルエーテ
ルがO.5重量%含まれていた。
The water receiver contains 13% water and 13% methyl alcohol each.
67/hour, 93? /hour, and contained almost no hydrogen chloride. On the other hand, methyl chloride was obtained at a rate of 3797/hour, which included dimethyl ether at a rate of 3797/hour. It contained 5% by weight.

なお、メチルアルコールの実消費量は242ク/時、塩
化水素の塩化メチルへの反応率は99.9%、メチルア
ルコールの塩化メチルへの反応率は71.5%(ただし
同伴したメチルアルコールを回収再使用したことを考慮
すれば99.0%となる)であり、塩化メチルの空時収
率は237kg/Rrl′Hrであつた。実施例 2 実施例1の方法に準じ、塩化水素とメチルアルコールを
反応させた。
The actual consumption of methyl alcohol is 242 k/hour, the reaction rate of hydrogen chloride to methyl chloride is 99.9%, and the reaction rate of methyl alcohol to methyl chloride is 71.5% (however, the accompanying methyl alcohol is (99.0% considering that it was recovered and reused), and the space-time yield of methyl chloride was 237 kg/Rrl'Hr. Example 2 According to the method of Example 1, hydrogen chloride and methyl alcohol were reacted.

ただし反応液上部から発生する塩化メチルに同伴する水
、メチルアルコールおよび塩化水素は還流コンデンサー
で全量凝縮させ反応器中へ還流させ、また塩化水素一メ
チルアルコールの供給速度はそれぞれ280ク/時およ
び242ク/時とした。このようにして反応させると副
生される水は反応器中に蓄積されるので、反応溶液の一
部をタンクの底部から抜出した。
However, water, methyl alcohol, and hydrogen chloride accompanying methyl chloride generated from the upper part of the reaction solution are all condensed in a reflux condenser and refluxed into the reactor, and the supply rate of hydrogen chloride monomethyl alcohol is 280 k/hour and 242 k/hour, respectively. ku/time. When the reaction was carried out in this manner, by-product water was accumulated in the reactor, so a portion of the reaction solution was extracted from the bottom of the tank.

定常状態時における反応温度110℃、塩化水素濃度1
8重量%、メチルアルコール濃度9.1重量%であり、
この結果塩化メチルは3507/時の割合で得られ、こ
れにはジメチルエーテルが1.6重量%含まれていた。
反応により副生する水は反応溶液を1727/時の割合
でタンク底部から抜出すことにより系外に排出したが、
反応溶液中には上記濃度の塩化水素およびメチルアルコ
ールを含んでいるので、これが同時に排出されたことに
なつた。
Reaction temperature at steady state: 110°C, hydrogen chloride concentration: 1
8% by weight, methyl alcohol concentration 9.1% by weight,
As a result, methyl chloride was obtained at a rate of 3507/hr, which contained 1.6% by weight of dimethyl ether.
The water produced as a by-product of the reaction was discharged from the system by withdrawing the reaction solution from the bottom of the tank at a rate of 1727/hour.
Since the reaction solution contained hydrogen chloride and methyl alcohol at the above concentrations, these were discharged at the same time.

塩化水素の塩化メチルへの反応率は90.0%、メチル
アルコールの反応率は90.0%であり、塩化メチルの
空時収率は219kg/M3hrであつた。
The reaction rate of hydrogen chloride to methyl chloride was 90.0%, the reaction rate of methyl alcohol was 90.0%, and the space-time yield of methyl chloride was 219 kg/M3hr.

実施例 3実施例1の方法に準じ、塩化水素とメチルア
ルコールを反応させた。
Example 3 According to the method of Example 1, hydrogen chloride and methyl alcohol were reacted.

ただし、水レシーバ一中の水、メチルアルコール、塩化
水素と若干の塩化メチルからなる混合物を内径50mm
s高さ1000mmで10mmラツシヒリングを充填し
た蒸留塔に供給し、塔頂より塩化メチル、メチルアルコ
ールおよび少量の水を抜出して、これを反応塔に戻し、
一方メチルアルコールの供給速度を242′?/時とし
た。
However, a mixture of water, methyl alcohol, hydrogen chloride, and some methyl chloride in a water receiver with an inner diameter of 50 mm
s A distillation column having a height of 1000 mm and packed with 10 mm Ratschig rings is supplied, and methyl chloride, methyl alcohol and a small amount of water are extracted from the top of the column and returned to the reaction column.
On the other hand, the feeding rate of methyl alcohol is 242'? / Tokito.

この結果、塩化メチルは3797/時の割合で得られ、
これにはジメチルエーテル0.5重量%含まれていた。
As a result, methyl chloride was obtained at a rate of 3797/hour,
This contained 0.5% by weight of dimethyl ether.

塩化水素とメチルアルコールの塩化メチルへの反応率は
、それぞれ99.9%、99%であり、塩化メチルの空
時収率は2371<g/M3hrであつた。
The reaction rates of hydrogen chloride and methyl alcohol to methyl chloride were 99.9% and 99%, respectively, and the space-time yield of methyl chloride was 2371<g/M3hr.

実施例 4実施例1の方法に準じて塩化水素とメチルア
ルコールを反応させた。
Example 4 According to the method of Example 1, hydrogen chloride and methyl alcohol were reacted.

ただし、塩化水素およびメチルアルコールの供給速度を
それぞれ4707/時および3877/時とした。
However, the supply rates of hydrogen chloride and methyl alcohol were 4707/hour and 3877/hour, respectively.

定常状態における反応溶液の温度110℃、塩化水素濃
度21.4重量%、メチルアルコール濃度7.5重量%
であつた。
Temperature of reaction solution in steady state: 110°C, hydrogen chloride concentration: 21.4% by weight, methyl alcohol concentration: 7.5% by weight
It was hot.

この結果塩化メチルは571ク/時の割合で得られ、こ
れにはジメチルエーテルが0.9重量%含まれていた。
As a result, methyl chloride was obtained at a rate of 571 k/hr, which contained 0.9% by weight of dimethyl ether.

塩化水素およびメチルアルコールの塩化メチルへの反応
率はそれぞれ87.0%、92.3%であり塩化メチル
の空時収率は357k9/M3hrであつた。
The reaction rates of hydrogen chloride and methyl alcohol to methyl chloride were 87.0% and 92.3%, respectively, and the space-time yield of methyl chloride was 357k9/M3hr.

実施例 5 実施例2の方法に準じ塩化水素とメチルアルコールを反
応させた。
Example 5 Hydrogen chloride and methyl alcohol were reacted according to the method of Example 2.

ただし、反応圧力は大気圧、反応溶液温度88℃、塩化
水素およびメチルアルコールの供給速度はそれぞれ27
77/時および2357/時として反応させ、定常状態
における反応溶液の塩化水素およびメチルアルコールの
濃度はそれぞれ24.5重量%および17.0重量%で
あつた。
However, the reaction pressure was atmospheric pressure, the reaction solution temperature was 88°C, and the supply rates of hydrogen chloride and methyl alcohol were each 27°C.
The reaction was carried out at 77/hour and 2357/hour, and the concentrations of hydrogen chloride and methyl alcohol in the reaction solution at steady state were 24.5% by weight and 17.0% by weight, respectively.

この結果、塩化メチルは3187/時の割合で得られ、
これにはジメチルエーテルが0.3重量%含まれていた
。塩化水素およびメチルアルコールの塩化メチルへの反
応率はそれぞれ82.8%、85.4%であり、塩化メ
チルの空時収率は199kg/M3hl−であつた。
As a result, methyl chloride was obtained at a rate of 3187/hour,
This contained 0.3% by weight dimethyl ether. The reaction rates of hydrogen chloride and methyl alcohol to methyl chloride were 82.8% and 85.4%, respectively, and the space-time yield of methyl chloride was 199 kg/M3hl-.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の方法を実施するための概略工程図を示し
たものである。 1・・・・・・反応器、2・・・・・・蒸発器、3・・
・・・・タンク、5・・・・・・還流コンデンサー 6
・・・・・・回収コンデンサー 7・・・・・・水レシ
ーバ一、8・・・・・・深冷コンデンサー 9・・・・
・・塩化メチルレシーバ一。
The drawings show a schematic process diagram for carrying out the method of the invention. 1... Reactor, 2... Evaporator, 3...
... Tank, 5 ... Reflux condenser 6
... Recovery condenser 7 ... Water receiver 1, 8 ... Deep cooling condenser 9 ...
...Methyl chloride receiver.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水、メチルアルコールおよび塩化水素からなり、塩
化水素含有量25重量%以下、温度70〜150℃であ
る反応溶液中に、塩化水素ガスとメチルアルコールとを
導入し反応させることを特徴とする塩化メチルの製造方
法。 2 塩化水素ガスを反応溶液に導入するに際し、導入し
た塩化水素ガスが反応溶液中で気泡として存在すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 反応溶液1l当り、塩化水素ガスを毎時100g以
上の速度で導入することを特徴とする特許請求の範囲第
1項または第2項記載の方法。 4 塩化メチル生成反応を大気圧ないし3kg/cm^
2Gで行うことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載
の方法。 5 塩化メチル生成反応により副生する水を反応溶液よ
りガス状で取出すことを特徴とする特許請求の範囲第4
項記載の方法。
[Claims] 1. Hydrogen chloride gas and methyl alcohol are introduced into a reaction solution consisting of water, methyl alcohol, and hydrogen chloride, and has a hydrogen chloride content of 25% by weight or less and a temperature of 70 to 150°C to cause a reaction. A method for producing methyl chloride, characterized by: 2. The method according to claim 1, wherein when hydrogen chloride gas is introduced into the reaction solution, the introduced hydrogen chloride gas exists as bubbles in the reaction solution. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that hydrogen chloride gas is introduced at a rate of 100 g per hour or more per liter of reaction solution. 4 Methyl chloride production reaction at atmospheric pressure to 3 kg/cm^
The method according to claim 3, characterized in that the method is carried out in 2G. 5. Claim 4, characterized in that water produced as a by-product in the methyl chloride production reaction is extracted from the reaction solution in gaseous form.
The method described in section.
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