JPS6236507B2 - - Google Patents
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- JPS6236507B2 JPS6236507B2 JP55046987A JP4698780A JPS6236507B2 JP S6236507 B2 JPS6236507 B2 JP S6236507B2 JP 55046987 A JP55046987 A JP 55046987A JP 4698780 A JP4698780 A JP 4698780A JP S6236507 B2 JPS6236507 B2 JP S6236507B2
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- extractant
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/09—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides from carboxylic acid esters or lactones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C51/48—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by liquid-liquid treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、蟻酸メチルの加水分解により得られ
る蟻酸水溶液から、水不含の又はほとんど水不含
の蟻酸を収得するための新規な方法に関する。
る蟻酸水溶液から、水不含の又はほとんど水不含
の蟻酸を収得するための新規な方法に関する。
ウルマンス・エンチクロペデイ・デル・テヒニ
ツシエン、ヘミー4版7巻365頁によれば、蟻酸
アミドを硫酸を用いて加水分解することにより蟻
酸を製造することが知られている。これは工業的
規模で実施される方法であるが、化学量論量の硫
酸アンモニウムの生成を免れないことがその欠点
となつている。
ツシエン、ヘミー4版7巻365頁によれば、蟻酸
アミドを硫酸を用いて加水分解することにより蟻
酸を製造することが知られている。これは工業的
規模で実施される方法であるが、化学量論量の硫
酸アンモニウムの生成を免れないことがその欠点
となつている。
この欠点にもかかわらず、同様に公知で一見す
ると本質的により好ましく思える蟻酸メチルの加
水分解による下記方法(ウルマンの同書366頁参
照) HCOOCH3+H2OHCOOH+CH3OH は、これまで工業的に採用されなかつた。その理
由は逆エステル化の速度が大きいからで、これは
蟻酸の触媒作用が強いことによる。したがつて四
成分がいずれも高い分量で存在する加水分解平衡
は望ましくない。蒸留して希望の生成物を除去す
ることによる平衡移動は不可能である。なぜなら
ば蟻酸メチル(沸点32℃)は、メタノール(沸点
65℃)及び蟻酸(沸点101℃)よりも著しく沸点
が低いからである。従来の実験によれば、抽出剤
を用いて蟻酸を平衡から除去することも成果をあ
げ得なかつた。
ると本質的により好ましく思える蟻酸メチルの加
水分解による下記方法(ウルマンの同書366頁参
照) HCOOCH3+H2OHCOOH+CH3OH は、これまで工業的に採用されなかつた。その理
由は逆エステル化の速度が大きいからで、これは
蟻酸の触媒作用が強いことによる。したがつて四
成分がいずれも高い分量で存在する加水分解平衡
は望ましくない。蒸留して希望の生成物を除去す
ることによる平衡移動は不可能である。なぜなら
ば蟻酸メチル(沸点32℃)は、メタノール(沸点
65℃)及び蟻酸(沸点101℃)よりも著しく沸点
が低いからである。従来の実験によれば、抽出剤
を用いて蟻酸を平衡から除去することも成果をあ
げ得なかつた。
そこでドイツ特許出願公開2744313号明細書に
よれば、加水分解を有機塩基の存在下に行う方法
が知られている。この場合は蟻酸と塩基の付加物
が生成し、これから他の反応関与体を容易に蒸留
分別することができる。しかしこの方法の欠点
は、全体として蒸留の費用がかさむばかりでな
く、付加物の分解が比較的厳しい蒸留条件を必要
にし、その場合に蟻酸及び塩基がすでに分解し始
めるという事情にある。この方法によると、蟻酸
メチルを経て蟻酸を経済的に製造することはでき
ない。
よれば、加水分解を有機塩基の存在下に行う方法
が知られている。この場合は蟻酸と塩基の付加物
が生成し、これから他の反応関与体を容易に蒸留
分別することができる。しかしこの方法の欠点
は、全体として蒸留の費用がかさむばかりでな
く、付加物の分解が比較的厳しい蒸留条件を必要
にし、その場合に蟻酸及び塩基がすでに分解し始
めるという事情にある。この方法によると、蟻酸
メチルを経て蟻酸を経済的に製造することはでき
ない。
ドイツ特許出願公開2545658号明細書によれ
ば、加水分解混合物から蟻酸メチル及びメタノー
ルを蒸留分別したのちに得られる蟻酸水溶液を、
N−ジ−n−ブチルホルムアミド又は類似のカル
ボン酸アミドを用いて液−液抽出する方法が知ら
れている。しかしこの方法だけでは、蟻酸を工業
的かつ経済的に製造することの問題は解決されな
い。
ば、加水分解混合物から蟻酸メチル及びメタノー
ルを蒸留分別したのちに得られる蟻酸水溶液を、
N−ジ−n−ブチルホルムアミド又は類似のカル
ボン酸アミドを用いて液−液抽出する方法が知ら
れている。しかしこの方法だけでは、蟻酸を工業
的かつ経済的に製造することの問題は解決されな
い。
古いドイツ特許出願2859991号明細書に記載の
方法によれば、蟻酸メチルの加水分解及び蟻酸の
脱水が単一の反応塔で行われる。
方法によれば、蟻酸メチルの加水分解及び蟻酸の
脱水が単一の反応塔で行われる。
すべての公知方法のエネルギー決算は結局不満
足である。なぜならば、水の全量又は少なくとも
大部分を、絶えず蒸発及び凝縮しながら循環中に
供給せねばならないからである。この場合水の大
きい気化熱のため、特に大量のエネルギーが浪費
される。
足である。なぜならば、水の全量又は少なくとも
大部分を、絶えず蒸発及び凝縮しながら循環中に
供給せねばならないからである。この場合水の大
きい気化熱のため、特に大量のエネルギーが浪費
される。
この理由から、これまでは水の量をできるだけ
少なくすること、すなわち加水分解に要する量よ
り著しく多量の水は用いないようにするのが常で
あつた。このことは、加水分解平衡を過剰の水に
より蟻酸のために改善することの可能性を失わせ
た。
少なくすること、すなわち加水分解に要する量よ
り著しく多量の水は用いないようにするのが常で
あつた。このことは、加水分解平衡を過剰の水に
より蟻酸のために改善することの可能性を失わせ
た。
したがつて本発明の目的は、蟻酸メチルの加水
分解混合物から、水不含の又はほとんど水不含の
蟻酸を経済的に収得することであつた。
分解混合物から、水不含の又はほとんど水不含の
蟻酸を経済的に収得することであつた。
本発明者らは、(a)蟻酸メチルを加水分解し、(b)
得られた加水分解混合物からメタノール及び過剰
の蟻酸メチルを留去し、(c)蟻酸及び水から成る蒸
留(b)の塔底液を、主として蟻酸を吸収しうる抽出
剤を用いて液−液抽出法により抽出し、(d)こうし
て得られた蟻酸、抽出剤及び一部の水から成る抽
出相を蒸留し、(e)この蒸留によつて得られた、蒸
留中に移行した水の全量又は部分量及び蟻酸の一
部から成る頂部生成物を、蒸気状で段階(b)の蒸留
塔の下部に返送し、(f)抽出剤、場合により部分量
の水及び大部分の蟻酸から成る蒸留段階(d)の底部
生成物を、蒸留により無水又はほとんど無水の蟻
酸と抽出剤に分別し、(g)段階(f)から得られる抽出
剤を操作工程に再供給するとき、蟻酸メチルの加
水分解により、水不含の又はほとんど水不含の蟻
酸が有利に得られることを見出した。
得られた加水分解混合物からメタノール及び過剰
の蟻酸メチルを留去し、(c)蟻酸及び水から成る蒸
留(b)の塔底液を、主として蟻酸を吸収しうる抽出
剤を用いて液−液抽出法により抽出し、(d)こうし
て得られた蟻酸、抽出剤及び一部の水から成る抽
出相を蒸留し、(e)この蒸留によつて得られた、蒸
留中に移行した水の全量又は部分量及び蟻酸の一
部から成る頂部生成物を、蒸気状で段階(b)の蒸留
塔の下部に返送し、(f)抽出剤、場合により部分量
の水及び大部分の蟻酸から成る蒸留段階(d)の底部
生成物を、蒸留により無水又はほとんど無水の蟻
酸と抽出剤に分別し、(g)段階(f)から得られる抽出
剤を操作工程に再供給するとき、蟻酸メチルの加
水分解により、水不含の又はほとんど水不含の蟻
酸が有利に得られることを見出した。
本発明者らはさらに、(h)蒸留段階(b)及び(d)をこ
れらの段階の各塔の機能を備えた単一の塔内で行
い、及び/又は(i)加水分解に必要な水を蒸気状
で、段階(b)の塔の下部に導入し、及び/又は(k)段
階(a)の加水分解において、蟻酸メチル及び水を
1:2ないし1:10のモル比で使用し、及び/又
は(l)抽出剤として、一般式 (式中R1及びR2はアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基又はアルアルキル基あるいは一緒
になつて1〜8個の炭素原子を有する1・4−も
しくは1・5−アルキレン基を意味し、ただし
R1及びR2の炭素原子の合計は7〜14でかつ一方
の基だけがアリール基であり、そしてR3は好ま
しくは水素原子又はC1〜C4−アルキル基を意味
する)で表わされるカルボン酸アミドを使用し、
及び/又は(m)抽出剤(l)を使用する場合に、加
水分解(a)を抽出剤の存在下に行うことが、この方
法の特に好ましい実施態様であることも見出し
た。
れらの段階の各塔の機能を備えた単一の塔内で行
い、及び/又は(i)加水分解に必要な水を蒸気状
で、段階(b)の塔の下部に導入し、及び/又は(k)段
階(a)の加水分解において、蟻酸メチル及び水を
1:2ないし1:10のモル比で使用し、及び/又
は(l)抽出剤として、一般式 (式中R1及びR2はアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基又はアルアルキル基あるいは一緒
になつて1〜8個の炭素原子を有する1・4−も
しくは1・5−アルキレン基を意味し、ただし
R1及びR2の炭素原子の合計は7〜14でかつ一方
の基だけがアリール基であり、そしてR3は好ま
しくは水素原子又はC1〜C4−アルキル基を意味
する)で表わされるカルボン酸アミドを使用し、
及び/又は(m)抽出剤(l)を使用する場合に、加
水分解(a)を抽出剤の存在下に行うことが、この方
法の特に好ましい実施態様であることも見出し
た。
本発明方法は図面により説明され、これは次の
反応による一酸化炭素及び水からの蟻酸の全合成
の一部としての利益を実証するものである。
反応による一酸化炭素及び水からの蟻酸の全合成
の一部としての利益を実証するものである。
CO+CH3−OH→CH3−O−CO−H
CH3−O−CO−H+H2O→CH3−OH+H−CO
−OH 総括:CO+H2O→H−CO−OH メタノール又は抽出剤のような補助物質がある
程度消費されることは当然なので、これについて
の説明は省略する。
−OH 総括:CO+H2O→H−CO−OH メタノール又は抽出剤のような補助物質がある
程度消費されることは当然なので、これについて
の説明は省略する。
第1図は装置H,D1,E,D2及びD3で行
われる操作が、一般的形式において操作上の特色
(a)ないし(g)に従うことを示す。
われる操作が、一般的形式において操作上の特色
(a)ないし(g)に従うことを示す。
加水分解用反応器Hから出てくる蟻酸メチル
(MF)、水(W)、蟻酸(AS)及びメタノール
(Me)から成る混合物は、まず蒸留塔D1に送ら
れ、そこで操作段階(b)により蟻酸メチル及びメタ
ノールが蟻酸水溶液から蒸留分別される。全合成
に関してその場合次のように操作することが好ま
しい。すなわち完全にメタノール不含にする必要
のない蟻酸メチルを塔頂から取り出し、加水分解
用反応器Hに返送し、若干の蟻酸メチルを含有し
うるメタノールを高沸点側流として取り出して合
成用反応器Rに返送する。
(MF)、水(W)、蟻酸(AS)及びメタノール
(Me)から成る混合物は、まず蒸留塔D1に送ら
れ、そこで操作段階(b)により蟻酸メチル及びメタ
ノールが蟻酸水溶液から蒸留分別される。全合成
に関してその場合次のように操作することが好ま
しい。すなわち完全にメタノール不含にする必要
のない蟻酸メチルを塔頂から取り出し、加水分解
用反応器Hに返送し、若干の蟻酸メチルを含有し
うるメタノールを高沸点側流として取り出して合
成用反応器Rに返送する。
蟻酸及び水から成るD1の塔底生成物は、液−
液抽出塔Eに送られ、そこで操作段階(c)により抽
出剤(Ex)を用いて向流で大部分の水が除去さ
れる。多くの場合に水及び蟻酸は、抽出剤ならび
に主として抽出剤、蟻酸及び水から成る抽出相よ
り重いので、供給部及び排出部がEに設けられ
る。供給部及び排出部を対応して入れ替えると、
事情は逆になる。普通はEの下部から排出される
水は、好ましくはHにより再供給され、なお水を
含有する抽出相は絶えず蒸留塔D2に送られる。
液抽出塔Eに送られ、そこで操作段階(c)により抽
出剤(Ex)を用いて向流で大部分の水が除去さ
れる。多くの場合に水及び蟻酸は、抽出剤ならび
に主として抽出剤、蟻酸及び水から成る抽出相よ
り重いので、供給部及び排出部がEに設けられ
る。供給部及び排出部を対応して入れ替えると、
事情は逆になる。普通はEの下部から排出される
水は、好ましくはHにより再供給され、なお水を
含有する抽出相は絶えず蒸留塔D2に送られる。
主として水及び少量の蟻酸から成るこの蒸留(d)
の頂部生成物は、操作段階(e)により蒸気状でD1
に再供給され、そこで必要なエネルギーの一部又
は全量が提供される。蟻酸及び抽出剤から成るD
2の塔底生成物は、操作段階(f)によりD3でその
成分に分けられ、抽出剤は操作段階(g)によりEに
再供給される。特別な実施態様(m)において必
要とするならば、追加の線で記入された導管によ
つて示されるように、抽出剤の一部を加水分解用
反応器Hに返送する。この場合はHからD1を経
てEへの生成物流は、さらに抽出剤を含有する。
の頂部生成物は、操作段階(e)により蒸気状でD1
に再供給され、そこで必要なエネルギーの一部又
は全量が提供される。蟻酸及び抽出剤から成るD
2の塔底生成物は、操作段階(f)によりD3でその
成分に分けられ、抽出剤は操作段階(g)によりEに
再供給される。特別な実施態様(m)において必
要とするならば、追加の線で記入された導管によ
つて示されるように、抽出剤の一部を加水分解用
反応器Hに返送する。この場合はHからD1を経
てEへの生成物流は、さらに抽出剤を含有する。
D2での分離効果を減少すると、D2の塔底生
成物として水含有混合物が得られ、これはD3に
おいて水不含の代わりに対応する水含有蟻酸を与
え、これは多くの目的に適する。
成物として水含有混合物が得られ、これはD3に
おいて水不含の代わりに対応する水含有蟻酸を与
え、これは多くの目的に適する。
加水分解に必要な水は、液状で供給される。し
かし工業用水蒸気なしで済ますには、水を好まし
くは蒸気状で添加する。これによつてエネルギー
要求の一部が補足されるからである。たとえば水
蒸気を液流D2−D1に吸収し、これをD1の下
部に供給することができる。
かし工業用水蒸気なしで済ますには、水を好まし
くは蒸気状で添加する。これによつてエネルギー
要求の一部が補足されるからである。たとえば水
蒸気を液流D2−D1に吸収し、これをD1の下
部に供給することができる。
第2図は、蒸留塔D1及びD2で行なわれる操
作段階(b)及び(c)を、好ましい実施態様(h)により単
一の塔Gで実施する場合の空間的配置を示すもの
である。これによつて知られるように、一般的操
作法の場合との差は、D1とD2が直結している
ので、D2からD1へのAS/W蒸気の導管が無
いことだけであるから、より詳しい説明は省略す
る。
作段階(b)及び(c)を、好ましい実施態様(h)により単
一の塔Gで実施する場合の空間的配置を示すもの
である。これによつて知られるように、一般的操
作法の場合との差は、D1とD2が直結している
ので、D2からD1へのAS/W蒸気の導管が無
いことだけであるから、より詳しい説明は省略す
る。
操作段階(a)ないし(m)ならびにその装置につ
いての詳細は下記に説明する。
いての詳細は下記に説明する。
操作段階(a):
加水分解(a)は、一般に常法により80〜150℃で
行われる。特別な実施態様(k)及び(m)は後
記に説明する。
行われる。特別な実施態様(k)及び(m)は後
記に説明する。
操作段階(b):
加水分解混合物の蒸留は原則として任意の圧力
(約0.5〜2バール)で行われるが、一般に常圧で
操作することが推奨される。この場合温度は塔底
で約110℃、塔頂で約30〜40℃となる。加水分解
混合物を好ましくは80〜150℃で添加し、メタノ
ールは55〜65℃で液状で取り出す。混合物を一方
の蟻酸メチル及びメタノールと、他方の水性蟻酸
(蟻酸水溶液)とに、満足すべき分離を行うこと
は、25の理論的棚段を用いて既に可能であるが、
60より多い段数はもはや利益をもたらさない。理
論的棚段数は35〜45が優れている。塔D1の構造
様式は任意であるが、棚段塔又は充填体塔が好ま
しい。なぜならば耐食性材料からのその仕上がり
が比較的簡単であるため、その他の様式の塔より
も製造が安価だからである。
(約0.5〜2バール)で行われるが、一般に常圧で
操作することが推奨される。この場合温度は塔底
で約110℃、塔頂で約30〜40℃となる。加水分解
混合物を好ましくは80〜150℃で添加し、メタノ
ールは55〜65℃で液状で取り出す。混合物を一方
の蟻酸メチル及びメタノールと、他方の水性蟻酸
(蟻酸水溶液)とに、満足すべき分離を行うこと
は、25の理論的棚段を用いて既に可能であるが、
60より多い段数はもはや利益をもたらさない。理
論的棚段数は35〜45が優れている。塔D1の構造
様式は任意であるが、棚段塔又は充填体塔が好ま
しい。なぜならば耐食性材料からのその仕上がり
が比較的簡単であるため、その他の様式の塔より
も製造が安価だからである。
メタノール及び蟻酸メチルは、合成用反応器R
又は加水分解用反応器Hに返送することが好まし
いが、このことは本発明方法の必須要件ではな
い。合成における少量の蟻酸メチルも加水分解に
おける少量のメタノールも、同様にほとんど障害
とならないので、蒸留によつて蟻酸メチル及びメ
タノールを完全に分離する必要はない。それぞれ
の純度は一般に90重量%でよい。
又は加水分解用反応器Hに返送することが好まし
いが、このことは本発明方法の必須要件ではな
い。合成における少量の蟻酸メチルも加水分解に
おける少量のメタノールも、同様にほとんど障害
とならないので、蒸留によつて蟻酸メチル及びメ
タノールを完全に分離する必要はない。それぞれ
の純度は一般に90重量%でよい。
操作段階(c):
蟻酸をその水溶液から抽出剤を用いて液−液抽
出することは、好ましくは常圧及び60〜120℃特
に70〜90℃の温度で、このために普通の技術によ
り向流で行われる。抽出剤の種類によつて通常は
1〜12の理論的分離段階を必要とし、唯1個の分
離段階の場合は、塔は1個の分離器となる。多く
の場合に4〜6の理論的分離段階で満足すべき結
果が得られる。操作は原則として分離装置の構造
に依存しない。すなわち脈動を有し又は有しない
棚段塔又は充填体塔を使用することもできるし、
また回転機構を有する装置又はミキサーセツトラ
ー装置を使用することもできる。
出することは、好ましくは常圧及び60〜120℃特
に70〜90℃の温度で、このために普通の技術によ
り向流で行われる。抽出剤の種類によつて通常は
1〜12の理論的分離段階を必要とし、唯1個の分
離段階の場合は、塔は1個の分離器となる。多く
の場合に4〜6の理論的分離段階で満足すべき結
果が得られる。操作は原則として分離装置の構造
に依存しない。すなわち脈動を有し又は有しない
棚段塔又は充填体塔を使用することもできるし、
また回転機構を有する装置又はミキサーセツトラ
ー装置を使用することもできる。
抽出剤の種類は本発明において厳密ではなく、
むしろ蟻酸を溶解しそして水と混合しないか又は
わずかに混合しうるすべての溶剤が適している。
しかしこの前提だけでは工業上の目的を満足しな
いことが多い。例えば極性の親水性化合物に対し
親和性の弱い抽出剤、例えばベンゾール又は塩素
化炭化水素を使用すると、抽出相は少量の水及び
比較的多量の蟻酸を含むが、抽出相中の蟻酸自体
の量は少量にすぎない。この場合は充分な生産性
を達するために、過度に大量の抽出剤を装置及び
エネルギーに関する大きい費用を要して循環路に
供給せねばならない。
むしろ蟻酸を溶解しそして水と混合しないか又は
わずかに混合しうるすべての溶剤が適している。
しかしこの前提だけでは工業上の目的を満足しな
いことが多い。例えば極性の親水性化合物に対し
親和性の弱い抽出剤、例えばベンゾール又は塩素
化炭化水素を使用すると、抽出相は少量の水及び
比較的多量の蟻酸を含むが、抽出相中の蟻酸自体
の量は少量にすぎない。この場合は充分な生産性
を達するために、過度に大量の抽出剤を装置及び
エネルギーに関する大きい費用を要して循環路に
供給せねばならない。
他方、抽出剤の蟻酸への親和性がきわめて強い
ときは、水の蟻酸に対する親和性が大きいため多
量の水が抽出相に含まれることが多い。この場合
は欠点があるが、それは本発明方法にとつて重要
なことではない。従つて選択性を有するが吸収能
の小さい抽出剤の欠点と、選択性は小さいが吸収
能を有する抽出剤の欠点との間の経済的妥協は、
後者の抽出剤の方にある。
ときは、水の蟻酸に対する親和性が大きいため多
量の水が抽出相に含まれることが多い。この場合
は欠点があるが、それは本発明方法にとつて重要
なことではない。従つて選択性を有するが吸収能
の小さい抽出剤の欠点と、選択性は小さいが吸収
能を有する抽出剤の欠点との間の経済的妥協は、
後者の抽出剤の方にある。
抽出剤の作用は、純粋な物理的溶解、あるいは
熱により容易に分解される塩様化合物又は水素橋
付加物を形成する化学的吸収に基づく。後者の場
合は、抽出剤を好ましくは蟻酸に対しほぼ当モル
ないし少し過剰の量で、すなわち蟻酸を1として
1:1ないし3:1のモル比で使用する。溶解の
場合は、この比は一般に2:1ないし5:1であ
る。溶解抽出と化学的吸収との混合型の場合は、
両方の範囲に対応する平均値でよい。
熱により容易に分解される塩様化合物又は水素橋
付加物を形成する化学的吸収に基づく。後者の場
合は、抽出剤を好ましくは蟻酸に対しほぼ当モル
ないし少し過剰の量で、すなわち蟻酸を1として
1:1ないし3:1のモル比で使用する。溶解の
場合は、この比は一般に2:1ないし5:1であ
る。溶解抽出と化学的吸収との混合型の場合は、
両方の範囲に対応する平均値でよい。
抽出剤としては、次式のカルボン酸アミドがあ
る程度の化学的親和性を有するので好適である。
る程度の化学的親和性を有するので好適である。
この式中、R1及びR2はアルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基又はアルアルキル基を意味
し、あるいは一緒になつて1〜8個の炭素原子を
有する1・4−もしくは1・5−アルキレン基を
形成してもよい。ただしR1及びR2の炭素原子の
合計は7〜14で、一方の基だけがアリール基であ
りうる。R3は好ましくは水素原子又はC1〜C4−
アルキル基を意味する。
ルキル基、アリール基又はアルアルキル基を意味
し、あるいは一緒になつて1〜8個の炭素原子を
有する1・4−もしくは1・5−アルキレン基を
形成してもよい。ただしR1及びR2の炭素原子の
合計は7〜14で、一方の基だけがアリール基であ
りうる。R3は好ましくは水素原子又はC1〜C4−
アルキル基を意味する。
この種の抽出剤として特にN−ジ−n−ブチル
ホルムアミドのほか、下記のものがあげられる。
N−ジ−n−ブチルアセトアミド、N−メチル−
N−2−ヘプチルホルムアミド、N−n−ブチル
−N−2−エチルヘキシルホルムアミド、N−n
−ブチル−N−シクロヘキシルホルムアミド、N
−エチルホルムアミドならびこれらの混合物。よ
り高級の酸のアミドの場合はアミド交換が起こる
可能性があり、その際蟻酸によつてこの酸が遊離
化するおそれがあるので、一般にはホルムアミド
が優れている。
ホルムアミドのほか、下記のものがあげられる。
N−ジ−n−ブチルアセトアミド、N−メチル−
N−2−ヘプチルホルムアミド、N−n−ブチル
−N−2−エチルヘキシルホルムアミド、N−n
−ブチル−N−シクロヘキシルホルムアミド、N
−エチルホルムアミドならびこれらの混合物。よ
り高級の酸のアミドの場合はアミド交換が起こる
可能性があり、その際蟻酸によつてこの酸が遊離
化するおそれがあるので、一般にはホルムアミド
が優れている。
他の適当な抽出剤は、ジイソプロピルエーテ
ル、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、燐酸
トリブチル及びブタンジオールの蟻酸エステルで
ある。
ル、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、燐酸
トリブチル及びブタンジオールの蟻酸エステルで
ある。
精製物相としては、いずれの場合もほとんど水
が得られ、そのほか若干の蟻酸及び少量の抽出剤
が含まれる。しかし随伴物質は循環系中の抽出段
階に再供給されるので、障害にならない。
が得られ、そのほか若干の蟻酸及び少量の抽出剤
が含まれる。しかし随伴物質は循環系中の抽出段
階に再供給されるので、障害にならない。
抽出相は主としてほとんど全量の蟻酸、ほとん
ど全量の抽出剤及び蟻酸に対し約30〜60重量%の
水から成る。
ど全量の抽出剤及び蟻酸に対し約30〜60重量%の
水から成る。
操作段階(d):
Eから来る抽出相を塔D2で蒸留して、蟻酸、
抽出剤及び場合により(含水蟻酸を得ようとする
とき)水から成る液相と、水及び少量の蟻酸から
成る気相とに分ける。ここで抽出剤が添加され、
それが水のほか一部の同様に蒸気状の蟻酸を液相
中に吸収するので、操作段階(d)は抽出蒸留とも呼
ばれる。
抽出剤及び場合により(含水蟻酸を得ようとする
とき)水から成る液相と、水及び少量の蟻酸から
成る気相とに分ける。ここで抽出剤が添加され、
それが水のほか一部の同様に蒸気状の蟻酸を液相
中に吸収するので、操作段階(d)は抽出蒸留とも呼
ばれる。
この蒸留の塔底温度は好ましくは140〜180℃で
ある。完全な分離効果(すなわち水が塔底に残ら
ないこと)は、5個までの理論的棚段で達せられ
る。90%の含水蟻酸を収得する場合は、もちろん
同様になお5個の理論的棚段が必要で、より低い
温度の場合は4又は3個の棚段で足りる。塔D1
の場合に塔D2の構造も説明したので、ここでは
D1と同じことが当てはまる。
ある。完全な分離効果(すなわち水が塔底に残ら
ないこと)は、5個までの理論的棚段で達せられ
る。90%の含水蟻酸を収得する場合は、もちろん
同様になお5個の理論的棚段が必要で、より低い
温度の場合は4又は3個の棚段で足りる。塔D1
の場合に塔D2の構造も説明したので、ここでは
D1と同じことが当てはまる。
操作段階(e):
蒸気状で行われる蟻酸−水混合物のD2からD
1への返送は、本発明の特に本質的な特色であ
る。公知方法に比して、全水量と関係なしに、抽
出に際して抽出相に行く量の水だけを蒸発すれば
足りること、ならびに蒸発エネルギーを直接にD
1で再利用しうることが重要である。このエネル
ギーはいずれにせよ消費されるのであるから、D
2における抽出蒸留はほとんどエネルギー不要で
進行する。
1への返送は、本発明の特に本質的な特色であ
る。公知方法に比して、全水量と関係なしに、抽
出に際して抽出相に行く量の水だけを蒸発すれば
足りること、ならびに蒸発エネルギーを直接にD
1で再利用しうることが重要である。このエネル
ギーはいずれにせよ消費されるのであるから、D
2における抽出蒸留はほとんどエネルギー不要で
進行する。
従来の操作法に対しエネルギー節約は、純蟻酸
1トンにつき少なくとも5ギガジユールになる。
1トンにつき少なくとも5ギガジユールになる。
操作段階(f)及び(g):
この操作工程は普通の技術に相当し、本発明の
本質的部分ではない。その特別な説明は本発明の
教示を補足するだけのものにすぎない。したがつ
て単に塔D3を好ましくは減圧で、かつそれに対
応する低い沸騰温度で(約50〜300ミリバール及
び30〜60℃)操作し、これによつて蟻酸の分解を
避けることに留意すべきである。
本質的部分ではない。その特別な説明は本発明の
教示を補足するだけのものにすぎない。したがつ
て単に塔D3を好ましくは減圧で、かつそれに対
応する低い沸騰温度で(約50〜300ミリバール及
び30〜60℃)操作し、これによつて蟻酸の分解を
避けることに留意すべきである。
操作工程(h):
この工程は、D1及びD2を連結して総合塔G
に構成し、そして導管D2−D1を省略して短絡
すると、段階(b)及び(d)に相当する。この特に望ま
しい実施態様については、段階(b)及び(d)に関する
説明が役立つので、詳しい説明を省略する。
に構成し、そして導管D2−D1を省略して短絡
すると、段階(b)及び(d)に相当する。この特に望ま
しい実施態様については、段階(b)及び(d)に関する
説明が役立つので、詳しい説明を省略する。
操作工程(i):
この操作も本発明の重要な実施態様であつて、
工業用水蒸気が自由に使える限り、加水分解に必
要な水を同時に熱エネルギーとして蒸気の形で処
理工程に供給することを目的としている。熱エネ
ルギーが必要でなければ、新しい水を実際上任意
の位置から液状で加水分解用反応器に加入しても
よい。
工業用水蒸気が自由に使える限り、加水分解に必
要な水を同時に熱エネルギーとして蒸気の形で処
理工程に供給することを目的としている。熱エネ
ルギーが必要でなければ、新しい水を実際上任意
の位置から液状で加水分解用反応器に加入しても
よい。
操作工程(k):
この操作法は特に重要である。この操作は、蟻
酸メチル及び過剰モル量の水から製造された加水
分解混合物から出発して、他の操作上の特徴と組
合わせると経済上意義がある。これによつて平衡
は蟻酸の方へ移動するので、未反応の蟻酸メチル
のための蒸留費用が節約され、蟻酸収得の生産量
が向上する。大きい水量によると常に大きい装置
が必要であるが、エネルギー消費は実際上増大し
ない。なぜならば追加の水は液状で循環するので
気化する必要がないからである。
酸メチル及び過剰モル量の水から製造された加水
分解混合物から出発して、他の操作上の特徴と組
合わせると経済上意義がある。これによつて平衡
は蟻酸の方へ移動するので、未反応の蟻酸メチル
のための蒸留費用が節約され、蟻酸収得の生産量
が向上する。大きい水量によると常に大きい装置
が必要であるが、エネルギー消費は実際上増大し
ない。なぜならば追加の水は液状で循環するので
気化する必要がないからである。
操作工程(l):
この操作は抽出剤(I)特にジ−n−ブチルホルム
アミドを使用する場合に好適である。詳しい説明
は段階(c)について記載されている。
アミドを使用する場合に好適である。詳しい説明
は段階(c)について記載されている。
操作工程(m):
加水分解を抽出剤(I)特にN−ジ−n−ブチルホ
ルムアミドの存在下に行うと、加水分解段階(a)の
平衡を、蟻酸の方へ移動させうることが見出され
た。この場合好ましくは蟻酸メチルの1モルにつ
き抽出剤を0.5〜2モル使用する。好ましい水量
は蟻酸メチル1モルにつき0.5〜2モルである。
この操作法によると水循環中の水量をかなり減少
することができる。これによつて抽出の効果が向
上するので、特にこの場合は1つの分離段階で、
すなわち分離装置としての単一の分離器で足り
る。それゆえ抽出のための抽出剤の量が少なくて
よいので、この場合は特に操作法(h)が推奨され
る。なぜならば、これによるとD3及びE1の抽
出剤の量を抽出に必要な量だけにすることができ
る。連続した工程(h)の代わりに単独工程(b)及び(d)
を含む基本的操作法では、E以後の抽出剤の全量
をEにおける量よりも多くせねばならない。エネ
ルギーに関してはこれによつて不利が生ずること
はない。
ルムアミドの存在下に行うと、加水分解段階(a)の
平衡を、蟻酸の方へ移動させうることが見出され
た。この場合好ましくは蟻酸メチルの1モルにつ
き抽出剤を0.5〜2モル使用する。好ましい水量
は蟻酸メチル1モルにつき0.5〜2モルである。
この操作法によると水循環中の水量をかなり減少
することができる。これによつて抽出の効果が向
上するので、特にこの場合は1つの分離段階で、
すなわち分離装置としての単一の分離器で足り
る。それゆえ抽出のための抽出剤の量が少なくて
よいので、この場合は特に操作法(h)が推奨され
る。なぜならば、これによるとD3及びE1の抽
出剤の量を抽出に必要な量だけにすることができ
る。連続した工程(h)の代わりに単独工程(b)及び(d)
を含む基本的操作法では、E以後の抽出剤の全量
をEにおける量よりも多くせねばならない。エネ
ルギーに関してはこれによつて不利が生ずること
はない。
原料物質及び補助物質の操作技術上の理由によ
り少量の損失を除いては、蟻酸の全合成において
水及び一酸化炭素だけを消費することになる。操
作条件をわずかに変更することによつて、同一の
装置を用いて、約75%から実際上100%までのす
べての工業上利用される品位の蟻酸を製造するこ
とができる。
り少量の損失を除いては、蟻酸の全合成において
水及び一酸化炭素だけを消費することになる。操
作条件をわずかに変更することによつて、同一の
装置を用いて、約75%から実際上100%までのす
べての工業上利用される品位の蟻酸を製造するこ
とができる。
実施例 1
この例は第2図に示す実験用装置を用いて、す
なわち操作上の特徴(h)を含む好ましい実施態様に
より行われた。
なわち操作上の特徴(h)を含む好ましい実施態様に
より行われた。
内径5cm、高さ5m及び泡鐘棚段80の総合塔G
に、120℃で35段(下から)の高さの所に、蟻酸
16.8重量%、蟻酸メチル16.4重量%、メタノール
12.3重量%及び水54.2重量%から成る120℃で得
られた加水分解混合物毎時1734gを供給した。こ
れは加水分解における最初の蟻酸メチル/水の比
率1:5.3に相当する。
に、120℃で35段(下から)の高さの所に、蟻酸
16.8重量%、蟻酸メチル16.4重量%、メタノール
12.3重量%及び水54.2重量%から成る120℃で得
られた加水分解混合物毎時1734gを供給した。こ
れは加水分解における最初の蟻酸メチル/水の比
率1:5.3に相当する。
70段の高さの所で定常運転において60℃で、毎
時メタノール167g及び蟻酸メチル25gを取り出
し、そして塔頂から34℃で毎時蟻酸メチル313g
及びメタノール17gを排出した。蟻酸メチル留分
を加水分解用反応器Hに送り、メタノール留分は
合成用反応器Rに送つた。21段の高さの所から
104℃で、毎時蟻酸268g、N−ジ−n−ブチルホ
ルムアミド28g及び水1232gから成る混合物1528
gを取り出し、これを3mmのガラス環を充填した
高さ3mで内径3cmの脈動抽出塔Eに供給した。
時メタノール167g及び蟻酸メチル25gを取り出
し、そして塔頂から34℃で毎時蟻酸メチル313g
及びメタノール17gを排出した。蟻酸メチル留分
を加水分解用反応器Hに送り、メタノール留分は
合成用反応器Rに送つた。21段の高さの所から
104℃で、毎時蟻酸268g、N−ジ−n−ブチルホ
ルムアミド28g及び水1232gから成る混合物1528
gを取り出し、これを3mmのガラス環を充填した
高さ3mで内径3cmの脈動抽出塔Eに供給した。
この塔は6の理論的棚段数を有する。向流で毎
時N−ジ−n−ブチルホルムアミド1287gを供給
した。これは蟻酸1モルに対し1.54モルに相当す
る。抽出相として毎時抽出剤1306g、蟻酸266g
及び水180gから成る混合物が得られ、これを塔
Gの20段の高さの所に新しい水106gと共に供給
した。毎時水1052g、蟻酸6g及び抽出剤5gか
ら成るEで得られた精製物相を、加水分解用反応
器Hに返送した。
時N−ジ−n−ブチルホルムアミド1287gを供給
した。これは蟻酸1モルに対し1.54モルに相当す
る。抽出相として毎時抽出剤1306g、蟻酸266g
及び水180gから成る混合物が得られ、これを塔
Gの20段の高さの所に新しい水106gと共に供給
した。毎時水1052g、蟻酸6g及び抽出剤5gか
ら成るEで得られた精製物相を、加水分解用反応
器Hに返送した。
塔Gの塔底から毎時170℃で、蟻酸248g、水10
g及び抽出剤1283gから成る混合物を取り出し、
これを棚段数30、高さ2.5m及び内径5cmの泡鐘
塔D3の第10段の所に供給した。塔頂圧93ミリバ
ール及び還流比1.5の蒸留で、毎時96重量%蟻酸
が255g得られた。少量の水を含む抽出剤は抽出
塔に返送された。
g及び抽出剤1283gから成る混合物を取り出し、
これを棚段数30、高さ2.5m及び内径5cmの泡鐘
塔D3の第10段の所に供給した。塔頂圧93ミリバ
ール及び還流比1.5の蒸留で、毎時96重量%蟻酸
が255g得られた。少量の水を含む抽出剤は抽出
塔に返送された。
実施例 2
この操作法は原則的に実施例1と同じである
が、重要な差異点は、エネルギーをN−ジ−n−
ブチルホルムアミドの存在下に140℃で加水分解
を行つたことである。これによつて同一の蟻酸収
率が得られたが、生成物流中の成分の量は変わつ
た。この場合加水分解混合物の量は毎時2017g
で、そのうち蟻酸メチルは12.6重量%、メタノー
ルは9.3重量%、水は15.3重量%そして抽出剤は
43.5重量%であつた。
が、重要な差異点は、エネルギーをN−ジ−n−
ブチルホルムアミドの存在下に140℃で加水分解
を行つたことである。これによつて同一の蟻酸収
率が得られたが、生成物流中の成分の量は変わつ
た。この場合加水分解混合物の量は毎時2017g
で、そのうち蟻酸メチルは12.6重量%、メタノー
ルは9.3重量%、水は15.3重量%そして抽出剤は
43.5重量%であつた。
抽出のためには毎時抽出剤367gを要した。実
施例1と同様に毎時96重量%蟻酸が245g得られ
た。
施例1と同様に毎時96重量%蟻酸が245g得られ
た。
第1図は本発明を原則的に説明するための工程
図、第2図は実施例1に用いられる装置を示す工
程図であつて、Rは合成用反応器、Hは加水分解
用反応器、Dは蒸留塔、Eは抽出装置を示し、
Meはメタノール、MFは蟻酸メチル、ASは蟻
酸、Wは水、Exは抽出剤、括弧は少量を意味す
る。
図、第2図は実施例1に用いられる装置を示す工
程図であつて、Rは合成用反応器、Hは加水分解
用反応器、Dは蒸留塔、Eは抽出装置を示し、
Meはメタノール、MFは蟻酸メチル、ASは蟻
酸、Wは水、Exは抽出剤、括弧は少量を意味す
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a)蟻酸メチルを加水分解し、(b)得られた加水
分解混合物からメタノール及び過剰の蟻酸メチル
を留去し、(c)蟻酸及び水から成る蒸留(b)の塔底液
を、主として蟻酸を吸収しうる抽出剤を用いて液
−液抽出法により抽出し、(d)こうして得られた蟻
酸、抽出剤及び一部の水から成る抽出相を蒸留
し、(e)この蒸留によつて得られた、蒸留中に移行
した水の全量又は部分量及び蟻酸の一部から成る
頂部生成物を、蒸気状で段階(b)の蒸留塔の下部に
返送し、(f)抽出剤、場合により部分量の水及び大
部分の蟻酸から成る蒸留段階(d)の底部生成物を、
蒸留により無水又はほとんど無水の蟻酸と抽出剤
に分別し、(g)段階(f)から得られる抽出剤を操作工
程に再供給することを特徴とする、蟻酸メチルの
加水分解による水分含の又はほとんど水不含の蟻
酸の製法。 2 蒸留段階(b)及び(d)をこれらの段階の各塔の機
能を備えた単一の塔内で行うことを特徴とする、
特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 加水分解に必要な水を蒸気状で、段階(b)の塔
の下部に導入することを特徴とする、特許請求の
範囲第1項に記載の方法。 4 加水分解に必要な水を蒸気状で、塔の中部に
導入することを特徴とする、特許請求の範囲第2
項に記載の方法。 5 段階(a)の加水分解において、蟻酸メチル及び
水を1:2ないし1:10のモル比で使用すること
を特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし第4
項のいずれかに記載の方法。 6 抽出剤として、一般式 (式中R1及びR2はアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基又はアルアルキル基あるいは一緒
になつて1〜8個の炭素原子を有する1・4−も
しくは1・5−アルキレン基を意味し、ただし
R1及びR2の炭素原子の合計は7〜14でかつ一方
の基だけがアリール基であり、そしてR3は好ま
しくは水素原子又はC1〜C4−アルキル基を意味
する)で表わされるカルボン酸アミドを使用する
ことを特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし
第5項のいずれかに記載の方法。 7 抽出剤()を使用する場合に、加水分解(a)
を抽出剤の存在下に行うことを特徴とする、特許
請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記載
の方法。
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DE (2) | DE2914671A1 (ja) |
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NO (1) | NO152371C (ja) |
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- 1979-04-11 DE DE19792914671 patent/DE2914671A1/de not_active Withdrawn
-
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- 1980-04-03 AT AT80101788T patent/ATE1670T1/de not_active IP Right Cessation
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- 1980-04-10 ES ES490435A patent/ES490435A0/es active Granted
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- 1980-04-11 JP JP4698780A patent/JPS568341A/ja active Granted
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