RU2804510C2 - Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing carbonate ether - Google Patents

Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing carbonate ether Download PDF

Info

Publication number
RU2804510C2
RU2804510C2 RU2020143944A RU2020143944A RU2804510C2 RU 2804510 C2 RU2804510 C2 RU 2804510C2 RU 2020143944 A RU2020143944 A RU 2020143944A RU 2020143944 A RU2020143944 A RU 2020143944A RU 2804510 C2 RU2804510 C2 RU 2804510C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reaction
aromatic
producing
nitrile compound
compound
Prior art date
Application number
RU2020143944A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020143944A (en
Inventor
Хидэфуми ХАРАДА
Такэхико ИСОБЭ
Кэйсукэ СИМОКАВА
Рётаро УМЕЗУ
Original Assignee
Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. filed Critical Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк.
Publication of RU2020143944A publication Critical patent/RU2020143944A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2804510C2 publication Critical patent/RU2804510C2/en

Links

Abstract

FIELD: organic chemistry.
SUBSTANCE: group of inventions is related to a method for producing an aromatic nitrile compound, which is 2-cyanopyridine, 3-cyanopyridine or 4-cyanopyridine. The method involves contacting an amide compound of 2-picolinamide, 3-picolinamide or 4-picolinamide with an alkali metal catalyst in a gas phase in a dehydration reaction. The group of inventions is also related to a method for producing a carbonate ester, containing the first stage, including production of a carbonate ester and water by reaction of an alcohol with carbon dioxide in presence of an aromatic nitrile compound, and hydration of an aromatic nitrile compound with the resulting water to form an aromatic amide compound; and a second step of separating the aromatic amide compound from the reaction system of the first step and then regenerating the aromatic amide compound to obtain an aromatic nitrile compound through the dehydration process specified above. In this case, at least part of the aromatic nitrile compound regenerated in the second stage of the reaction is used in the first stage of the reaction.
EFFECT: improvement in the method for producing an aromatic nitrile compound by reducing the reaction steps and increasing the dehydration rate to reduce the duration of the process. Additionally, the present invention implements a method for efficiently producing a carbonate ester by using the above-mentioned method for producing an aromatic nitrile compound.
14 cl, 3 dwg, 2 tbl, 7 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

[0001][0001]

Настоящее изобретение относится к способу получения ароматического нитрильного соединения, такого как цианопиридин, и к способу получения карбонатного эфира.The present invention relates to a method for producing an aromatic nitrile compound such as cyanopyridine, and to a method for producing a carbonate ester.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

[0002][0002]

"Карбонатный эфир" является общим названием для соединения, получаемого путем замещения одного или обоих из двух атомов водорода в угольной кислоте CO(OH)2 на алкильную группу или арильную группу, и он имеет структуру RO-C(=O)-OR' (R и R' представляют насыщенную углеводородную группу или ненасыщенную углеводородную группу)."Carbonate ester" is the common name for a compound produced by replacing one or both of the two hydrogen atoms in carbonic acid CO(OH) 2 with an alkyl group or aryl group, and it has the structure RO-C(=O)-OR' ( R and R' represent a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group).

[0003][0003]

Карбонатный эфир используется в качестве присадки, например, присадки к бензину для улучшения октанового числа и присадки к дизельному топливу для уменьшения количества частиц в выхлопном газе. Карбонатный эфир также используется, например, в качестве алкилирующего агента, карбонилирующего агента, растворителя или т.п. для синтеза смол или органических соединений, таких как поликарбонат, уретан, фармацевтические препараты, сельскохозяйственные химикаты или т.п., материала электролитического раствора литий-ионных элементов, материала смазочного масла или материала поглотителя кислорода для ингибирования ржавления бойлерных труб. Таким образом, карбонатный эфир является очень полезным соединением.Carbonate ester is used as an additive, such as a gasoline additive to improve the octane number and a diesel additive to reduce the number of particles in the exhaust gas. The carbonate ester is also used, for example, as an alkylating agent, carbonylating agent, solvent or the like. for the synthesis of resins or organic compounds such as polycarbonate, urethane, pharmaceuticals, agricultural chemicals or the like, lithium ion cell electrolytic solution material, lubricating oil material or oxygen scavenger material for inhibiting the rusting of boiler pipes. Thus, carbonate ester is a very useful compound.

[0004][0004]

В качестве обычного способа получения карбонатного эфира в основном применяется способ прямого проведения реакции фосгена, используемого в качестве источника карбонила, со спиртом. Фосген, используемый в этом способе, очень вреден и имеет высокую коррозионную активность, и поэтому требует крайней осторожности при обращении, например, при транспортировке или хранении. Контроль и управление оборудованием для получения фосгена, а также обеспечение безопасности требует больших затрат. Кроме того, в случае получения с использованием данного способа исходные материалы и катализаторы содержат галоген, такой как хлор, и полученный карбонатный эфир содержит следовое количество галогена, которое не может быть удалено с помощью простого этапа очистки. При использовании карбонатного эфира для присадки к бензину, легкой присадки к маслу или материала для электронного оборудования, такой галоген может нежелательным образом вызывать коррозию. По этой причине необходим этап тщательной очистки для уменьшения следового количества галогена, присутствующего в карбонатном эфире, до уровня чрезвычайно малого следового количества. Помимо этого, в последнее время административные учреждения вводят строгие административные указания и не разрешают создавать новые производственные сооружения с использованием данного способа, поскольку в этом способе применяется фосген, который очень вреден для человеческого организма. Соответственно, крайне необходим новый способ получения карбонатного эфира, в котором фосген не используется.As a conventional method for producing carbonate ester, the method generally used is to directly react phosgene, used as a carbonyl source, with an alcohol. Phosgene used in this method is very harmful and highly corrosive, and therefore requires extreme care when handling, for example during transportation or storage. Monitoring, managing and maintaining safety of phosgene production equipment is costly. In addition, when produced using this method, the starting materials and catalysts contain halogen, such as chlorine, and the resulting carbonate ester contains a trace amount of halogen that cannot be removed by a simple purification step. When carbonate ester is used as a gasoline additive, light oil additive, or electronic equipment material, the halogen may be undesirably corrosive. For this reason, a thorough purification step is necessary to reduce the trace amount of halogen present in the carbonate ester to extremely low trace levels. In addition, recently administrative agencies have introduced strict administrative regulations and do not allow the creation of new production facilities using this method, since this method uses phosgene, which is very harmful to the human body. Accordingly, a new method for producing carbonate ester that does not use phosgene is urgently needed.

[0005][0005]

Также известен способ прямого синтеза карбонатного эфира из спирта и диоксида углерода с использованием гетерогенного катализатора. В отношении этого способа были проведены исследования по использованию 2-цианопиридина или бензонитрила в качестве смачиваемого порошка для значительного увеличения получаемого количества и производительности при получении карбонатного эфира, для обеспечения легкого протекания реакция при давлении, близком к нормальному давлению, и для увеличения скорости реакции (см. Патентные документы 1 и 2). Однако существует проблема, касающаяся способа обработки или использования бензамида или т.п., образующегося в виде побочного продукта.There is also a known method for the direct synthesis of carbonate ester from alcohol and carbon dioxide using a heterogeneous catalyst. In relation to this process, research has been carried out on the use of 2-cyanopyridine or benzonitrile as a wettable powder to significantly increase the yield and productivity in the production of carbonate ester, to allow the reaction to proceed easily at near normal pressure, and to increase the rate of reaction (see .Patent documents 1 and 2). However, there is a problem regarding the processing method or use of benzamide or the like generated as a by-product.

Например, использование бензамида, образующегося в результате реакции между бензонитрилом и водой, ограничено некоторыми фармацевтическими и агрохимическими промежуточными соединениями. Таким образом, использование бензамида до некоторой степени ограничено. Поэтому при получении карбонатного эфира с использованием бензонитрила в качестве смачиваемого порошка желательно регенерировать получаемый побочно бензамид с получением бензонитрила и повторно использовать его. В настоящее время существует проблема осуществления реакции регенерации с высокой селективностью (поскольку считается, что если образуется побочный продукт, то повторное использование бензонитрила в качестве смачиваемого порошка является затруднительным) и с высоким выходом (поскольку, если выход низок, бензамид остается в большом количестве, что увеличивает объем работы, а именно загрузку, по отделению бензамида и бензонитрила друг от друга).For example, the use of benzamide, formed by the reaction between benzonitrile and water, is limited to certain pharmaceutical and agrochemical intermediates. Thus, the use of benzamide is limited to some extent. Therefore, when producing a carbonate ester using benzonitrile as a wettable powder, it is desirable to regenerate the by-product benzamide to produce benzonitrile and reuse it. The current problem is to carry out the regeneration reaction with high selectivity (because it is believed that if a by-product is formed, then reuse of benzonitrile as a wettable powder is difficult) and with high yield (because if the yield is low, benzamide remains in large quantities, which increases the amount of work, namely the load, to separate benzamide and benzonitrile from each other).

[0006][0006]

Ввиду вышеописанных проблем, относящихся к регенерации бензамида или т.п. с получением бензонитрила или т.п., существует известный способ выполнения вышеописанной регенерации без использования сильного реагента при подавлении образования побочного продукта (Патентный документ 3).In view of the above-described problems relating to the regeneration of benzamide or the like. to produce benzonitrile or the like, there is a known method for performing the above-described regeneration without using a strong reagent while suppressing the formation of a by-product (Patent Document 3).

Однако согласно этому способу для образования нитрила посредством дегидратации амидного соединения требуется 400 часов, и поэтому он не может быть сбалансирован, а именно, не может быть использован в сочетании с реакцией синтеза карбонатного эфира, для которой требуется только 24 часа. С этим способом также связана проблема, заключающаяся в том, что для разделения катализатора на твердую и жидкую фазу необходимы этапы экстракции, инфильтрации и т.п., что приводит к сложному процессу, имеющему множество этапов.However, according to this method, it takes 400 hours to form nitrile by dehydration of the amide compound, and therefore cannot be balanced, namely, cannot be used in combination with the carbonate ester synthesis reaction, which only requires 24 hours. Another problem with this method is that steps of extraction, infiltration, etc. are required to separate the catalyst into solid and liquid phases, resulting in a complex process having many steps.

ДОКУМЕНТЫ, ИЗВЕСТНЫЕ ИЗ УРОВНЯ ТЕХНИКИDOCUMENTS KNOWN FROM THE STATE OF THE ART

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫPATENT DOCUMENTS

[0007][0007]

Патентный документ 1: открытая публикация патента Японии №2010-77113Patent Document 1: Japanese Patent Open Publication No. 2010-77113

Патентный документ 2: открытая публикация патента Японии №2012-162523Patent Document 2: Japanese Patent Open Publication No. 2012-162523

Патентный документ 3: WO 2015/099053Patent Document 3: WO 2015/099053

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ В ИЗОБРЕТЕНИИPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION

[0008][0008]

Ввиду вышеописанных проблем предшествующего уровня техники, задачей настоящего изобретения является создание способа, обеспечивающего возможность реакции дегидратации, в котором может быть селективно получено требуемое соединение с высоким выходом при подавлении образования побочных продуктов в течение регенерации ароматического амидного соединения, такого как пиридинкарбоамид, с получением цианопиридина, представляющего собой соответствующее ароматическое нитрильное соединение. Другой задачей настоящего изобретения является создание способа получения ароматического нитрильного соединения, в котором может быть уменьшено количество этапов реакции дегидратации и значительно повышена скорость реакции для уменьшения продолжительности реакции.In view of the above-described problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a process enabling a dehydration reaction in which the desired compound can be selectively obtained in high yield while suppressing the formation of by-products during the regeneration of an aromatic amide compound such as pyridine carboamide to obtain cyanopyridine, representing the corresponding aromatic nitrile compound. Another object of the present invention is to provide a method for producing an aromatic nitrile compound in which the number of dehydration reaction steps can be reduced and the reaction rate can be significantly increased to reduce the reaction time.

Еще одной задачей настоящего изобретения является применение вышеописанного способа получения ароматического нитрильного соединения к способу получения карбонатного эфира для реализации способа эффективного получения карбонатного эфира.It is yet another object of the present invention to apply the above-described method for producing an aromatic nitrile compound to a method for producing a carbonate ester to realize a method for producing a carbonate ester efficiently.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧTOOLS FOR SOLVING PROBLEMS

[0009][0009]

Для решения вышеописанных проблем авторами настоящего изобретения были проведены исследования касательно способа получения ароматического нитрильного соединения, такого как цианопиридин, посредством дегидратации ароматического амидного соединения. Авторами настоящего изобретения были исследованы условия реакции дегидратации ароматического амидного соединения и реализован процесс реакции дегидратации, в котором путем приведения ароматического амидного соединения в виде газа или тумана в контакт с катализатором в газовой фазе в течение короткого времени может быть значительно повышена скорость реакции для уменьшения продолжительности реакции, и, кроме того, может быть избирательно получено требуемое соединение с высоким выходом при подавлении образования побочных продуктов.To solve the above-described problems, the inventors of the present invention conducted research on a method for producing an aromatic nitrile compound such as cyanopyridine by dehydrating an aromatic amide compound. The present inventors have investigated the dehydration reaction conditions of an aromatic amide compound and implemented a dehydration reaction process in which by bringing the aromatic amide compound in the form of a gas or mist into contact with a catalyst in the gas phase for a short time, the reaction rate can be significantly increased to reduce the reaction time. , and furthermore, the desired compound can be selectively obtained in high yield while suppressing the formation of by-products.

[0010][0010]

Согласно настоящему изобретению, описанному выше, может быть увеличена скорость регенерации ароматического амидного соединения с получением ароматического нитрильного соединения посредством реакции дегидратации, причем реакция дегидратации и скорость синтеза карбонатного эфира из CO2 и спирта с использованием ароматического нитрильного соединения может быть реализована в виде группы эффективных промышленных процессов. Авторами настоящего изобретения также были проведены исследования по применению вышеописанного решения к способу получения карбонатного эфира. Как следствие, также и в способе получения карбонатного эфира, в котором карбонатный эфир синтезируют непосредственно из спирта и диоксида углерода, было подтверждено, что преимущества достигаются, если ароматическое нитрильное соединение эффективно регенерируют на этапе контакта, на котором ароматическое амидное соединение в виде газа или тумана приводят в контакт с катализатором в газовой фазе в течение короткого времени. Ниже описывается сущность настоящего изобретения.According to the present invention described above, the regeneration rate of an aromatic amide compound to produce an aromatic nitrile compound through a dehydration reaction can be increased, and the dehydration reaction and the synthesis rate of carbonate ester from CO 2 and alcohol using an aromatic nitrile compound can be realized as a group of efficient industrial processes. The inventors of the present invention have also carried out studies on the application of the above-described solution to the carbonate ester production method. As a consequence, also in the carbonate ester production process in which the carbonate ester is synthesized directly from alcohol and carbon dioxide, it has been confirmed that advantages are achieved if the aromatic nitrile compound is effectively regenerated in a contact step in which the aromatic amide compound is in the form of a gas or mist brought into contact with the catalyst in the gas phase for a short time. The following describes the essence of the present invention.

[0011][0011]

(1) Способ получения ароматического нитрильного соединения, включающий реакцию дегидратации, в которой дегидратируют ароматическое амидное соединение,(1) A method for producing an aromatic nitrile compound, including a dehydration reaction in which the aromatic amide compound is dehydrated,

при этом способ включает этап контакта для приведения ароматического амидного соединения в контакт с катализатором в газовой фазе в ходе реакции дегидратации.wherein the method includes a contact step for bringing the aromatic amide compound into contact with the catalyst in the gas phase during a dehydration reaction.

(2) Способ получения ароматического нитрильного соединения по пункту (1), в котором катализатор включает щелочной металл.(2) The method for producing an aromatic nitrile compound according to item (1), wherein the catalyst includes an alkali metal.

(3) Способ получения ароматического нитрильного соединения по пункту (1) или (2), в котором ароматическое амидное соединение включает по меньшей мере гетероариламидное соединение, при этом ароматическое нитрильное соединение включает по меньшей мере гетероарилнитрильное соединение.(3) The method for producing an aromatic nitrile compound according to item (1) or (2), wherein the aromatic amide compound includes at least a heteroarylamide compound, wherein the aromatic nitrile compound includes at least a heteroarylnitrile compound.

(4) Способ получения ароматического нитрильного соединения по пункту (3), в котором гетероариламидное соединение включает 2-пиколинамид, при этом гетероарилнитрильное соединение включает 2-цианопиридин.(4) The method for producing an aromatic nitrile compound according to item (3), wherein the heteroarylamide compound includes 2-picolinamide, and the heteroarylnitrile compound includes 2-cyanopyridine.

(5) Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пунктов (1)-(4), в котором на этапе контакта дополнительно приводят в контакт с катализатором инертный газ и/или растворитель в парообразном состоянии.(5) The method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of paragraphs (1) to (4), in which, at the contact step, an inert gas and/or a solvent in a vapor state is additionally brought into contact with the catalyst.

(6) Способ получения ароматического нитрильного соединения по пункту (5), в котором инертный газ включает по меньшей мере газообразный азот.(6) The method for producing an aromatic nitrile compound according to item (5), wherein the inert gas includes at least nitrogen gas.

(7) Способ получения ароматического нитрильного соединения по пункту (5) или (6), в котором температура кипения растворителя при нормальном давлении составляет от 20 до 300°С.(7) The method for producing an aromatic nitrile compound according to item (5) or (6), in which the boiling point of the solvent at normal pressure is from 20 to 300°C.

(8) Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пунктов (5)-(7), в котором растворитель совместим с ароматическим амидным соединением.(8) The method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of (5) to (7), wherein the solvent is compatible with the aromatic amide compound.

(9) Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пунктов (5)-(8), в котором растворитель включает пиридиновое соединение и/или циклический кетон.(9) The method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of items (5) to (8), wherein the solvent includes a pyridine compound and/or a cyclic ketone.

(10) Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пунктов (1)-(9), в котором на этапе контакта температура, при которой ароматическое амидное соединение приводят в контакт с катализатором в газовой фазе, составляет 170°С или выше, но ниже 300°С.(10) The method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of items (1) to (9), wherein in the contact step, the temperature at which the aromatic amide compound is brought into contact with the catalyst in the gas phase is 170° C. or higher but lower 300°C.

(11) Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пунктов (1)-(10), в котором продолжительность приведения ароматического амидного соединения в контакт с катализатором в газовой фазе составляет 0,001 сек или больше, но меньше 10 сек.(11) The method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of items (1) to (10), wherein the duration of contacting the aromatic amide compound with the catalyst in the gas phase is 0.001 sec or more but less than 10 sec.

(12) Способ получения карбонатного эфира, содержащий:(12) A process for producing a carbonate ester, comprising:

первый этап реакции, включающий: реакцию получения карбонатного эфира, в которой проводят реакцию спирта с диоксидом углерода в присутствии ароматического нитрильного соединения для получения карбонатного эфира и воды, и реакцию гидратации, в которой гидратируют ароматическое нитрильное соединение с полученной водой для получения ароматического амидного соединения; иa first reaction step including: a carbonate ester production reaction in which the alcohol is reacted with carbon dioxide in the presence of an aromatic nitrile compound to produce a carbonate ester and water, and a hydration reaction in which the aromatic nitrile compound is hydrated with the resulting water to obtain an aromatic amide compound; And

второй этап реакции, на котором отделяют ароматическое амидное соединение от реакционной системы первого этапа реакции и затем регенерируют ароматическое амидное соединение с получением ароматического нитрильного соединения посредством реакции дегидратации для дегидратации ароматического амидного соединения, причем реакция дегидратации имеет этап контакта для приведения ароматического амидного соединения в контакт с катализатором в газовой фазе,a second reaction step in which the aromatic amide compound is separated from the reaction system of the first reaction step and then the aromatic amide compound is regenerated to obtain an aromatic nitrile compound through a dehydration reaction for dehydrating the aromatic amide compound, wherein the dehydration reaction has a contact step for bringing the aromatic amide compound into contact with catalyst in the gas phase,

при этом по меньшей мере часть ароматического нитрильного соединения, регенерированного на втором этапе реакции, используют на первом этапе реакции.wherein at least a portion of the aromatic nitrile compound recovered in the second reaction step is used in the first reaction step.

(13) Способ получения карбонатного эфира по пункту (12), в котором на втором этапе реакции получают ароматическое нитрильное соединение из ароматического амидного соединения согласно способу получения ароматического нитрильного соединения по любому из пунктов (2)-(11) для регенерации ароматического нитрильного соединения.(13) The carbonate ester production method of item (12), wherein in the second reaction step, an aromatic nitrile compound is produced from an aromatic amide compound according to the aromatic nitrile compound production method of any one of items (2) to (11) to regenerate the aromatic nitrile compound.

(14) Способ получения карбонатного эфира по пункту (12) или (13), в котором в реакции получения карбонатного эфира используют катализатор, включающий оксид церия.(14) The carbonate ester production method according to item (12) or (13), wherein a catalyst comprising cerium oxide is used in the carbonate ester production reaction.

(15) Способ получения карбонатного эфира по любому из пунктов (12)-(14), в котором спирт включает спирт, содержащий от 1 до 6 атомов углерода.(15) The method for producing a carbonate ester according to any one of items (12) to (14), wherein the alcohol includes an alcohol containing 1 to 6 carbon atoms.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯADVANTAGES OF THE INVENTION

[0012][0012]

Согласно настоящему изобретению может быть эффективно осуществлено получение (регенерация) ароматического нитрильного соединения, такого как цианопиридин, из ароматического амидного соединения, такого как пиридинкарбоамид (пиколинамид, никотинамид и т.д.) и бензамид. В частности, в реакции дегидратации ароматического амидного соединения для вышеописанной регенерации может быть подавлено образование побочных продуктов, может быть избирательно получено требуемое соединение с высоким выходом и может быть повышена скорость реакции. Таким образом, согласно настоящему изобретению может быть значительно уменьшена продолжительность реакции дегидратации для регенерации ароматического нитрильного соединения по сравнению с обычными способами. Кроме того, за счет применения газофазной реакции размер реакционной емкости может быть уменьшен в большей степени по сравнению с этапом дегидратации амидного соединения с использованием обычной жидкофазной реакции. Таким образом, согласно настоящему изобретению этап регенерации соответствующего ароматического нитрильного соединения из ароматического амидного соединения может быть легко реализован в промышленности.According to the present invention, the production (regeneration) of an aromatic nitrile compound such as cyanopyridine from an aromatic amide compound such as pyridine carboamide (picolinamide, nicotinamide, etc.) and benzamide can be effectively carried out. Particularly, in the dehydration reaction of an aromatic amide compound for the above-described regeneration, the formation of by-products can be suppressed, the desired compound can be selectively obtained in high yield, and the reaction rate can be improved. Thus, according to the present invention, the duration of the dehydration reaction for regenerating an aromatic nitrile compound can be significantly reduced compared with conventional methods. In addition, by using a gas-phase reaction, the size of the reaction vessel can be reduced to a greater extent compared with the amide compound dehydration step using a conventional liquid-phase reaction. Thus, according to the present invention, the step of regenerating the corresponding aromatic nitrile compound from the aromatic amide compound can be easily implemented in industry.

Кроме того, согласно настоящему изобретению за счет вышеописанного получения ароматического нитрильного соединения также может быть реализован способ эффективного получения карбонатного эфира.In addition, according to the present invention, by producing the aromatic nitrile compound as described above, a method for efficiently producing carbonate ester can also be realized.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0013][0013]

На фиг. 1 показан пример устройства для получения карбонатного эфира.In fig. 1 shows an example of a device for producing carbonate ester.

На фиг. 2 схематично показано устройство для получения цианопиридина, которое использовалось в рабочих примерах, в которых цианопиридин получали при повышенном или нормальном давлении.In fig. 2 schematically shows a cyanopyridine production apparatus that was used in working examples in which cyanopyridine was produced under elevated or normal pressure.

На фиг. 3 схематично показано устройство для получения цианопиридина, которое использовалось в рабочих примерах, в которых цианопиридин получали при пониженном давлении.In fig. 3 schematically shows the apparatus for producing cyanopyridine which was used in the working examples in which cyanopyridine was prepared under reduced pressure.

ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯOPTIONS FOR IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

[0014][0014]

Ниже подробно описываются предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения.Preferred embodiments of the present invention are described in detail below.

[0015][0015]

<1. Способ получения ароматического нитрильного соединения><1. Method for producing aromatic nitrile compound>

В способе получения ароматического нитрильного соединения согласно настоящему изобретению ароматическое амидное соединение, такое как пиридинкарбоамид (2-пиридинкарбоамид, 3-пиридинкарбоамид или 4-пиридинкарбоамид), дегидратируют в газовой фазе и превращают в ароматическое нитрильное соединение, такое как цианопиридин. В частности, в способе получения ароматического нитрильного соединения согласно настоящему изобретению, например, реакцию дегидратации вызывают с помощью этапа контакта, на котором ароматическое амидное соединение приводят в контакт с катализатором, несущим оксид основного металла в газовой фазе, тем самым получая ароматическое нитрильное соединение.In the method for producing an aromatic nitrile compound according to the present invention, an aromatic amide compound such as a pyridine carboamide (2-pyridine carboamide, 3-pyridine carboamide or 4-pyridine carboamide) is dehydrated in the gas phase and converted to an aromatic nitrile compound such as cyanopyridine. Particularly, in the method for producing an aromatic nitrile compound according to the present invention, for example, a dehydration reaction is caused by a contact step in which the aromatic amide compound is brought into contact with a catalyst bearing a base metal oxide in a gas phase, thereby obtaining an aromatic nitrile compound.

[0016][0016]

[0017][0017]

(Реакционная подложка)(Reaction substrate)

Примеры ароматического амидного соединения, используемого в способе получения ароматического нитрильного соединения, включают в себя амидные соединения, имеющие ароматическое углеводородное кольцо, такое как бензольное кольцо, нафталиновое кольцо и антраценовое кольцо или гетероарильное кольцо. Среди этих ароматических амидных соединений предпочтительно используется ароматическое амидное соединение, имеющее гетероарильное кольцо, т.е. гетероариламидное соединение, примеры гетероариламидного соединения включают в себя амидные соединения, имеющие пиридиновое кольцо, пиримидиновое кольцо, пиридазиновое кольцо, пиразиновое кольцо, триазиновое кольцо, пиррольное кольцо, фурановое кольцо, тиофеновое кольцо, имидазольное кольцо, пиразольное кольцо, оксазольное кольцо или т.п.Examples of the aromatic amide compound used in the method for producing the aromatic nitrile compound include amide compounds having an aromatic hydrocarbon ring such as a benzene ring, a naphthalene ring and an anthracene ring or a heteroaryl ring. Among these aromatic amide compounds, an aromatic amide compound having a heteroaryl ring, i.e., is preferably used. heteroarylamide compound, examples of the heteroarylamide compound include amide compounds having a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a pyrrole ring, a furan ring, a thiophene ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, an oxazole ring or the like.

Предпочтительные частные примеры гетероариламидного соединения включают в себя соединения, имеющие пиридиновое кольцо, такие как вышеописанный пиридинкарбоамид (2-пиридинкарбоамид, 3-пиридинкарбоамид и 4-пиридинкарбоамид).Preferred specific examples of the heteroarylamide compound include those having a pyridine ring, such as the above-described pyridinecarboamide (2-pyridinecarboamide, 3-pyridinecarboamide and 4-pyridinecarboamide).

Ароматическое нитрильное соединение, получаемое способом получения согласно настоящему изобретению, является продуктом реакции дегидратации, соответствующим вышеописанному ароматическому амидному соединению, как ясно из описанной выше формулы реакции. Соответственно, частные примеры ароматического нитрильного соединения, получаемого в способе получения согласно настоящему изобретению, включают в себя гетероарилнитрильное соединение. Предпочтительные частные примеры гетероарилнитрильного соединения включают в себя соединения, имеющие пиридиновое кольцо, такие как цианопиридин (2-цианопиридин, 3-цианопиридин и 4-цианопиридин).The aromatic nitrile compound obtained by the production method of the present invention is a dehydration reaction product corresponding to the above-described aromatic amide compound, as is clear from the reaction formula described above. Accordingly, particular examples of the aromatic nitrile compound obtained in the production method according to the present invention include a heteroarylnitrile compound. Preferred particular examples of the heteroarylnitrile compound include those having a pyridine ring such as cyanopyridine (2-cyanopyridine, 3-cyanopyridine and 4-cyanopyridine).

[0018][0018]

(Катализатор)(Catalyst)

В связи этим катализатор, используемый в вышеописанной реакции дегидратации согласно настоящему изобретению, предпочтительно включает оксид щелочного металла (K, Li, Na, Rb, Cs). В частности, в качестве катализатора, используемого в вышеописанной реакции, предпочтительно используется катализатор, включающий оксид по меньшей мере одного из Na, K, Rb и Cs (цезий). Кроме того, в качестве носителя вышеописанного катализатора может использоваться вещество, обычно служащее носителем катализатора, однако в результате исследования различных носителей предпочтительно включать SiO2 или ZrO2.In this regard, the catalyst used in the above-described dehydration reaction according to the present invention preferably includes an alkali metal oxide (K, Li, Na, Rb, Cs). Particularly, as the catalyst used in the above-described reaction, a catalyst comprising an oxide of at least one of Na, K, Rb and Cs (cesium) is preferably used. In addition, a substance generally used as a catalyst support can be used as the support for the above-described catalyst, but as a result of research on various supports, it is preferable to include SiO 2 or ZrO 2 .

[0019][0019]

Ниже описывается пример способа получения катализатора, используемого в реакции дегидратации согласно настоящему изобретению. В случае, когда носитель представляет собой SiO2, может быть использован коммерчески доступный порошковый или сферический SiO2, при этом предпочтительно подогнать размер частиц, например, до 4,0 мм или меньше, так что активный металл может переноситься равномерно, и выполнять предварительную термообработку на воздухе при 700°С в течение 1 часа для удаления влаги. Существуют продукты SiO2 с различными характеристиками, однако чем больше удельная площадь поверхности, тем лучше, поскольку активный металл может быть высокодисперсным, и количество получаемого ароматического нитрильного соединения увеличивается. В частности, удельная площадь поверхности предпочтительно составляет 300 м2/г или более. Однако удельная площадь поверхности катализатора после приготовления может быть уменьшена так, чтобы быть меньше удельной площади поверхности только SiO2 из-за взаимодействия между SiO2 и активным металлом или т.п. В этом случае удельная площадь поверхности катализатора после получения предпочтительно составляет 150 м2/г или более. Оксид металла, служащий в качестве активного вещества, может быть перенесен в соответствии со способом пропитки, таким как способ пропитки по влагоемкости и способ сушки выпариванием.An example of a method for producing a catalyst used in the dehydration reaction of the present invention is described below. In the case where the support is SiO 2 , commercially available powder or spherical SiO 2 can be used, and it is preferable to adjust the particle size to, for example, 4.0 mm or less, so that the active metal can be carried evenly, and perform pre-heat treatment in air at 700°C for 1 hour to remove moisture. There are SiO 2 products with different characteristics, but the higher the specific surface area the better, since the active metal can be highly dispersed and the amount of aromatic nitrile compound produced increases. In particular, the specific surface area is preferably 300 m 2 /g or more. However, the specific surface area of the catalyst after preparation may be reduced to be less than the specific surface area of SiO 2 alone due to interaction between SiO 2 and the active metal or the like. In this case, the specific surface area of the catalyst after production is preferably 150 m 2 /g or more. The metal oxide serving as the active substance can be transferred according to an impregnation method such as a moisture-capacity impregnation method and an evaporation drying method.

[0020][0020]

Достаточно, если соль металла, являющаяся предшественником катализатора, является водорастворимой, и если это щелочной металл, то могут быть использованы различные соединения, такие как карбонат, гидрокарбонат, хлористая соль, нитрат и силикат. Носитель пропитывают водным раствором предшественника основного металла с последующей сушкой и термообработкой, затем полученный продукт может быть использован в качестве катализатора. Температура термообработки варьируется в зависимости от используемого предшественника, но предпочтительно составляет от 400 до 600°С.It is sufficient if the metal salt which is the catalyst precursor is water-soluble, and if it is an alkali metal, then various compounds such as carbonate, hydrogen carbonate, chloride salt, nitrate and silicate can be used. The support is impregnated with an aqueous solution of the base metal precursor, followed by drying and heat treatment, then the resulting product can be used as a catalyst. The heat treatment temperature varies depending on the precursor used, but is preferably from 400 to 600°C.

[0021][0021]

Кроме того, в качестве катализатора, используемого в настоящем изобретении, предпочтителен катализатор, в котором только один или более оксидов щелочных металлов переносятся на носителе, состоящем из одного или обоих из SiO2 и ZrO2, однако кроме вышеописанных элементов, катализатор может содержать неизбежную примесь, примешанную в течение процесса получения катализатора или т.п. Однако целесообразно подавлять примешивание примеси, насколько это возможно.Moreover, as the catalyst used in the present invention, a catalyst in which only one or more alkali metal oxides are carried on a support consisting of one or both of SiO 2 and ZrO 2 is preferred, however, in addition to the above-described elements, the catalyst may contain an unavoidable impurity , mixed during the process of preparing a catalyst or the like. However, it is advisable to suppress the admixture of impurities as much as possible.

[0022][0022]

В этой связи используемый в настоящем изобретении катализатор, в котором оксид металла, служащий активным веществом, переносится на носителе, может быть либо в виде порошка или формованного тела, при этом в случае формованного тела он может быть любым из сферического типа, типа дробинки, цилиндрического типа, кольцевого типа, дискового типа, гранулированного типа и т.д. Кроме того, катализатор может быть фиксирован на несущей конструкции, такой как сотовый носитель, и использован.In this regard, the catalyst used in the present invention, in which the metal oxide serving as the active substance is carried on a carrier, can be either in the form of a powder or a molded body, wherein in the case of a molded body, it can be any of spherical type, pellet type, cylindrical type, ring type, disc type, granular type, etc. In addition, the catalyst can be fixed to a support structure, such as a honeycomb carrier, and used.

[0023][0023]

Размер носителя не ограничен, однако при использовании сферического носителя средний диаметр частиц катализатора (диаметр носителя) предпочтительно составляет от 0,01 до 8,0 мм, более предпочтительно от 0,03 до 6,0 мм и еще более предпочтительно от 0,05 до 5,0 мм. За счет использования катализатора, диаметр носителя которого относительно больше среднего диаметра (диаметр носителя) частиц катализатора, используемого в жидкофазной реакции, как описано выше, обеспечивается проточный канал реакционной подложки в газофазной реакции, и может быть обеспечена высокая объемная скорость. Следует отметить, что при использовании псевдоожиженного слоя в газофазной реакции предпочтительно используют катализатор с относительно небольшим диаметром частиц, так что катализатор может перемешиваться с небольшим количеством газового потока, и что при использовании неподвижного слоя в газофазной реакции предпочтительны относительно большой диаметр или форма частиц, так что возникновение потерь давления может быть предотвращено, насколько это возможно.The size of the support is not limited, however, when using a spherical support, the average diameter of the catalyst particles (support diameter) is preferably from 0.01 to 8.0 mm, more preferably from 0.03 to 6.0 mm, and even more preferably from 0.05 to 5.0 mm. By using a catalyst whose support diameter is relatively larger than the average diameter (support diameter) of the catalyst particles used in the liquid-phase reaction as described above, a flow path of the reaction support in the gas-phase reaction is provided, and a high space velocity can be achieved. It should be noted that when using a fluidized bed in a gas phase reaction, it is preferable to use a catalyst with a relatively small particle diameter so that the catalyst can be mixed with a small amount of the gas stream, and that when using a fixed bed in a gas phase reaction, a relatively large particle diameter or shape is preferred, so that the occurrence of pressure losses can be prevented as far as possible.

Диаметр носителя, т.е. средний диаметр частиц катализатора, относится к среднему диаметру частиц всего катализатора, включая каталитический компонент и носитель. Значение диаметра носителя катализатора измеряется на основе способа просеивания: Тестовое просеивание - Общие требования, определенные в JISZ8815 или т.п.Media diameter, i.e. average catalyst particle diameter refers to the average particle diameter of the entire catalyst, including the catalyst component and support. The catalyst support diameter value is measured based on the screening method: Test screening - General requirements specified in JISZ8815 or the like.

[0024][0024]

Кроме того, переносимое количество катализатора может быть задано подходящим образом, однако, исходя из общей массы катализатора, переносимое количество при превращении металла активных частиц, таких как оксид щелочного металла, предпочтительно составляет от 0,05 до 2,0 ммоль/г, более предпочтительно от 0,10 до 1,5 ммоль/г и еще более предпочтительно от 0,30 до 1,0 ммоль/г. Кроме того, количество катализатора, используемого в течение реакции, может быть также задано подходящим образом.In addition, the transfer amount of the catalyst can be suitably set, however, based on the total mass of the catalyst, the metal conversion transfer amount of active species such as alkali metal oxide is preferably 0.05 to 2.0 mmol/g, more preferably from 0.10 to 1.5 mmol/g and even more preferably from 0.30 to 1.0 mmol/g. In addition, the amount of catalyst used during the reaction can also be suitably set.

[0025][0025]

(Реакционная система и реакционная емкость)(Reaction system and reaction vessel)

В способе получения ароматического нитрильного соединения согласно настоящему изобретению предпочтительно использовать газофазную реакцию, в которой амидное соединение в виде газа или тумана пропускают через слой катализатора вместе с инертным газом, и к нему может быть применено устройство газофазной реакции с неподвижным слоем или псевдоожиженным слоем. Таким образом, на этапе контакта, на котором ароматическое амидное соединение приводят в контакт с катализатором в газовой фазе, предпочтительно используют ароматическое амидное соединение в полностью испаренном состоянии, однако также может быть использовано ароматическое амидное соединение в состоянии, в котором туман частично включен в газ.In the method for producing an aromatic nitrile compound according to the present invention, it is preferable to use a gas-phase reaction in which the amide compound in the form of a gas or mist is passed through a catalyst bed along with an inert gas, and a fixed-bed or fluidized-bed gas-phase reaction apparatus may be applied to it. Thus, in the contact step in which the aromatic amide compound is brought into contact with the catalyst in the gas phase, it is preferable to use the aromatic amide compound in a completely vaporized state, but the aromatic amide compound in a state in which the mist is partially included in the gas can also be used.

[0026][0026]

Целесообразно выполнять способ получения ароматического нитрильного соединения при удалении получаемой побочно воды посредством реакции дегидратации. Авторы настоящего изобретения провели тщательные исследования и обнаружили, что, например, когда испарительная камера присоединена к верхней части реакционной трубы, в которую помещен катализатор, ароматическое амидное соединение вводят в испарительную камеру, и амидное соединение проходит через слой катализатора в газовой фазе в течение короткого времени, может быть увеличено количество получаемого ароматического нитрильного соединения и может быть подавлено образование побочного продукта.It is advantageous to carry out the process for producing an aromatic nitrile compound by removing the by-product water through a dehydration reaction. The inventors of the present invention have made careful studies and found that, for example, when an evaporation chamber is attached to the top of the reaction tube in which the catalyst is placed, an aromatic amide compound is introduced into the evaporation chamber, and the amide compound passes through the catalyst layer in the gas phase within a short time , the amount of aromatic nitrile compound produced can be increased and the formation of by-product can be suppressed.

[0027][0027]

(Инертный газ)(Inert gas)

В вышеописанной реакции дегидратации предпочтительно приводить инертный газ в контакт с катализатором вместе с ароматическим амидным соединением в газовой фазе. Частные примеры инертного газа, используемого в реакции дегидратации, включают в себя газообразный азот и инертные газы, такие как гелий и аргон, и предпочтительно используется газообразный азот. Скорость потока и т.д. инертного газа описывается ниже.In the above-described dehydration reaction, it is preferable to bring an inert gas into contact with the catalyst together with an aromatic amide compound in the gas phase. Particular examples of the inert gas used in the dehydration reaction include nitrogen gas and inert gases such as helium and argon, and nitrogen gas is preferably used. Flow rate, etc. inert gas is described below.

[0028][0028]

(Растворитель)(Solvent)

В вышеописанной реакции дегидратации может быть использован растворитель. В частности, на этапе испарения ароматического амидного соединения с высокой температурой плавления путем предварительного смешивания ароматического амидного соединения с совместимым с ним растворителем и подачи этой смеси может быть предотвращена проблема закупоривания из-за осаждения ароматического амидного соединения. То есть предпочтительно использовать растворитель, совместимый с ароматическим амидным соединением в качестве мишени реакции дегидратации. Растворитель, совместимый с ароматическим амидным соединением, включает не только растворитель, который может быть смешан с ароматическим амидным соединением в любом соотношении, но также растворитель, который может растворять ароматическое амидное соединение в качестве мишени только до заданной степени растворимости, в количестве, при котором ароматическое амидное соединение может быть растворено до концентрации, равной или меньшей верхнего предела степени растворимости при заданной температуре. Кроме того, предпочтительно также испарять и использовать растворитель в реакции дегидратации (этап контакта). Температура кипения растворителя, испаряемого и используемого в вышеописанной реакции дегидратации, предпочтительно составляет от 20 до 300°С, более предпочтительно от 80 до 250°С, и еще более предпочтительно от 110 до 200°С при нормальном давлении.In the above-described dehydration reaction, a solvent may be used. Particularly, in the step of evaporating a high melting point aromatic amide compound, by premixing the aromatic amide compound with a solvent compatible therewith and supplying the mixture, the problem of clogging due to precipitation of the aromatic amide compound can be prevented. That is, it is preferable to use a solvent compatible with the aromatic amide compound as the dehydration reaction target. The solvent compatible with the aromatic amide compound includes not only a solvent that can be mixed with the aromatic amide compound in any ratio, but also a solvent that can dissolve the target aromatic amide compound only to a predetermined degree of solubility, in an amount at which the aromatic amide compound the amide compound may be dissolved to a concentration equal to or less than the upper limit of the degree of solubility at a given temperature. In addition, it is also preferable to evaporate and use the solvent in the dehydration reaction (contact step). The boiling point of the solvent evaporated and used in the above-described dehydration reaction is preferably 20 to 300°C, more preferably 80 to 250°C, and even more preferably 110 to 200°C at normal pressure.

[0029][0029]

Частные примеры растворителя, используемого в реакции дегидратации, включают в себя пиридиновое соединение, кетоновое соединение, соединение простого эфира, сложноэфирное соединение и спирт, предпочтительно используют пиридиновое соединение, кетоновое соединение и т.д.Particular examples of the solvent used in the dehydration reaction include a pyridine compound, a ketone compound, an ether compound, an ester compound and an alcohol, and preferably a pyridine compound, a ketone compound, etc. are used.

Примеры пиридинового соединения, т.е. соединения, имеющего пиридиновый скелет, служащего в качестве растворителя, включают в себя 2-алкилпиридин, 3-алкилпиридин и 4-алкилпиридин, такой как 4-метилпиридин и пиридин. В частности, в реакции дегидратации, в которой пиридин может образовываться в качестве побочного продукта, при использовании пиридинового соединения в качестве растворителя с предварительно заданными предпочтительными условиями не требуется этап удаления пиридина в качестве основного побочного продукта.Examples of pyridine compound, i.e. compounds having a pyridine skeleton serving as a solvent include 2-alkylpyridine, 3-alkylpyridine and 4-alkylpyridine such as 4-methylpyridine and pyridine. In particular, in a dehydration reaction in which pyridine may be formed as a by-product, using a pyridine compound as a solvent under predetermined preferred conditions does not require the step of removing pyridine as a major by-product.

Кроме того, примеры кетонового соединения, служащего в качестве растворителя, включают в себя соединение циклического кетона, такое как циклопентанон, циклогексан и ацетон.Moreover, examples of the ketone compound serving as a solvent include a cyclic ketone compound such as cyclopentanone, cyclohexane and acetone.

[0030][0030]

В качестве растворителя для реакции дегидратации предпочтительно использовать растворитель, состоящий только из одного или более веществ, выбранных из вышеописанных соединений, однако также может быть использован смешанный растворитель, дополнительно содержащий другое соединение.As the solvent for the dehydration reaction, it is preferable to use a solvent consisting of only one or more substances selected from the above-described compounds, but a mixed solvent further containing another compound can also be used.

[0031][0031]

(Условия реакции дегидратации, включая этап контакта)(Dehydration reaction conditions including contact step)

Как описано выше, способ получения ароматического нитрильного соединения содержит этап контакта для приведения ароматического амидного соединения в контакт с катализатором в газовой фазе в течение реакции дегидратации.As described above, the method for producing an aromatic nitrile compound comprises a contact step for bringing the aromatic amide compound into contact with a catalyst in the gas phase during a dehydration reaction.

На этапе контакта температура, при которой ароматическое амидное соединение и т.д. приводят в контакт с катализатором, предпочтительно составляет 170°С или выше, но ниже 300°С. Температура составляет, например, 180°С или выше, но ниже 290°С, или 190°С или выше, но ниже 280°С, более предпочтительно 210°С или выше, но ниже 280°С и еще более предпочтительно 220°С или выше, но ниже 260°С. Считается, что температура, при которой ароматическое амидное соединение и т.д. приводят в контакт с катализатором, равна, например, температуре внутри реакционной трубы (реакционной емкости), к которой прикреплен катализатор.In the contact stage, the temperature at which the aromatic amide compound, etc. brought into contact with the catalyst, preferably is 170°C or higher, but below 300°C. The temperature is, for example, 180°C or higher but lower than 290°C, or 190°C or higher but lower than 280°C, more preferably 210°C or higher but lower than 280°C, and even more preferably 220°C or above but below 260°C. It is believed that the temperature at which the aromatic amide compound, etc. brought into contact with the catalyst is equal, for example, to the temperature inside the reaction tube (reaction vessel) to which the catalyst is attached.

Кроме того, продолжительность приведения ароматического амидного соединения в контакт с катализатором на этапе контакта и в случае, когда инертный газ, растворитель и т.д. включены вместе с ароматическим амидным соединением, продолжительность приведения смешанного газа этих газовых композиций в контакт с катализатором предпочтительно составляют 0,001 сек или более, или 0,005 сек или более, например 0,01 сек или больше, но меньше 10 сек. Вышеописанная продолжительность контакта с катализатором более предпочтительно составляет 0,1 сек или больше, но меньше 5 сек, и еще более предпочтительно 0,5 сек или больше, но меньше 2 сек.In addition, the duration of bringing the aromatic amide compound into contact with the catalyst during the contact step and in the case where an inert gas, solvent, etc. included together with the aromatic amide compound, the duration of bringing the mixed gas of these gas compositions into contact with the catalyst is preferably 0.001 seconds or more, or 0.005 seconds or more, for example 0.01 seconds or more but less than 10 seconds. The above-described catalyst contact time is more preferably 0.1 sec or more but less than 5 sec, and even more preferably 0.5 sec or more but less than 2 sec.

Следует отметить, что продолжительность контакта с катализатором представляет собой среднюю продолжительность, в течение которой газ ароматического амидного соединения или вышеописанный смешанный газ проходит через слой катализатора, и она рассчитывается по формуле: Продолжительность контакта с катализатором (сек) = Высота слоя катализатора в реакторе (см) ÷ Линейная скорость газа в реакторе (см/сек).It should be noted that the catalyst contact time is the average duration during which the aromatic amide compound gas or the above-described mixed gas passes through the catalyst bed, and it is calculated by the formula: Catalyst contact time (sec) = Height of the catalyst bed in the reactor (cm ) ÷ Linear gas velocity in the reactor (cm/sec).

[0032][0032]

На этапе контакта молярное отношение между скоростью потока ароматического амидного соединения и скоростью потока газовой композиции предпочтительно составляет от 1:0 до 1:200, более предпочтительно от 1:1 до 1:100 и еще более предпочтительно от 1:1 до 1:20.In the contacting step, the molar ratio between the flow rate of the aromatic amide compound and the flow rate of the gas composition is preferably 1:0 to 1:200, more preferably 1:1 to 1:100, and even more preferably 1:1 to 1:20.

Объемная скорость (SV) всего газового компонента на этапе контакта предпочтительно составляет от 1000 до 50000 (час-1), более предпочтительно от 1500 до 30000 (час-1) и еще более предпочтительно от 2000 до 25000 (час-1). Кроме того, при выполнении этапа контакта при пониженном давлении объемная скорость (SV) всего газового компонента предпочтительно составляет от 1000 до 1000000 (час-1), более предпочтительно от 1500 до 700000 (час-1) и еще более предпочтительно от 1900 до 504000 (час-1).The space velocity (SV) of the entire gas component in the contact step is preferably 1000 to 50,000 (hr -1 ), more preferably 1,500 to 30,000 (hr -1 ), and even more preferably 2,000 to 25,000 (hr -1 ). In addition, when performing the contact step under reduced pressure, the space velocity (SV) of the entire gas component is preferably from 1000 to 1000000 (hr -1 ), more preferably from 1500 to 700000 (hr -1 ), and even more preferably from 1900 to 504000 ( hour -1 ).

[0033][0033]

Касательно условий реакции дегидратации, давление может находиться в диапазоне от повышенного давления (например, 506,5 (кПа)) до пониженного давления (например, 0,1 (кПа)), но без конкретного ограничения.Regarding the dehydration reaction conditions, the pressure may range from elevated pressure (eg, 506.5 (kPa)) to reduced pressure (eg, 0.1 (kPa)), but is not particularly limited.

Например, давление реакции составляет от 303,9 до 0,7 (кПа), предпочтительно от 202,6 до 0,9 (кПа) и более предпочтительно от 101,3 до 1,0 (кПа).For example, the reaction pressure is 303.9 to 0.7 (kPa), preferably 202.6 to 0.9 (kPa), and more preferably 101.3 to 1.0 (kPa).

[0034][0034]

Кроме того, предпочтительно дегидратировать ароматическое амидное соединение, когда оно находится в виде жидкости перед испарением. При использовании молекулярного сита в качестве дегидратирующего средства его тип и форма конкретно не ограничиваются, но, например, могут использоваться сферические или гранулированные молекулярные сита 3A, 4A, 5A и т.д., как правило имеющие высокую водопоглотительную способность. Например, подходящим образом может быть использовано ZEOLUM, производимое Tosoh Corporation.In addition, it is preferable to dehydrate the aromatic amide compound when it is in liquid form before evaporation. When using a molecular sieve as a dehydrating agent, its type and shape are not particularly limited, but for example, spherical or granular molecular sieves 3A, 4A, 5A, etc., generally having high water absorption capacity, can be used. For example, ZEOLUM manufactured by Tosoh Corporation can be suitably used.

[0035][0035]

(Пример побочного продукта в реакции дегидратации)(Example of a byproduct in a dehydration reaction)

[0036][0036]

Считается, что в реакции дегидратации ароматического амидного соединения пиридин получают побочно через ароматическую карбоновую кислоту из-за разложения вышеописанного ароматического амидного соединения. Однако в реакционном растворе почти не образуется побочный продукт, такой как пиридин, показанный в вышеописанной формуле, после реакции дегидратации с использованием этапа контакта согласно настоящему изобретению.It is believed that in the dehydration reaction of an aromatic amide compound, pyridine is produced by-product through an aromatic carboxylic acid due to the decomposition of the above-described aromatic amide compound. However, almost no by-product such as pyridine shown in the above formula is generated in the reaction solution after the dehydration reaction using the contact step of the present invention.

[0037][0037]

<2. Способ получения карбонатного эфира с использованием ароматического нитрильного соединения><2. Method for producing carbonate ester using an aromatic nitrile compound>

За счет использования этапа контакта в газовой фазе при регенерации ароматического амидного соединения с получением ароматического нитрильного соединения посредством реакции дегидратации, была успешно увеличена скорость реакции для значительного уменьшения продолжительности реакции. Таким образом, стало возможным достижение баланса между скоростью регенерации ароматического амидного соединения с получением ароматического нитрильного соединения посредством реакции дегидратации и скоростью синтеза карбонатного эфира из CO2 и спирта с использованием ароматического нитрильного соединения, и стала возможной реализация этих реакций в виде серии промышленных процессов. Соответственно, за счет применения этого открытия к способу получения карбонатного эфира авторами настоящего изобретения был успешно разработан описанный ниже способ получения карбонатного эфира.By using a gas phase contact step to regenerate an aromatic amide compound to produce an aromatic nitrile compound through a dehydration reaction, the reaction rate was successfully increased to significantly reduce the reaction time. Thus, it was possible to achieve a balance between the rate of regeneration of the aromatic amide compound to produce the aromatic nitrile compound through a dehydration reaction and the rate of synthesis of the carbonate ester from CO 2 and alcohol using the aromatic nitrile compound, and it became possible to implement these reactions in a series of industrial processes. Accordingly, by applying this discovery to a carbonate ester production method, the inventors of the present invention have successfully developed the carbonate ester production method described below.

[0038][0038]

(Первый этап реакции)(First stage of reaction)

Первый этап реакции в способе получения карбонатного эфира согласно настоящему изобретению включает реакцию, в которой непосредственно проводят реакцию спирта с диоксидом углерода в присутствии твердого катализатора, содержащего, например, CeO2 (оксид церия) и т.д., и ароматического нитрильного соединения для получения карбонатного эфира (реакция получения карбонатного эфира).The first reaction step in the carbonate ester production method according to the present invention includes a reaction in which the alcohol is directly reacted with carbon dioxide in the presence of a solid catalyst containing, for example, CeO 2 (cerium oxide), etc., and an aromatic nitrile compound to obtain carbonate ester (reaction to produce carbonate ester).

[0039][0039]

На этом этапе, когда проводят реакцию спирта с диоксидом углерода, также получают воду в дополнение к карбонатному эфиру и за счет реакции гидратации ароматического нитрильного соединения, присутствующего в реакционной системе, и полученной воды получают ароматическое амидное соединение, причем полученная вода может быть удалена из реакционной системы или восстановлена. За счет эффективного удаления воды из реакционной системы таким способом можно способствовать получению карбонатного эфира. Например, как показано в формуле ниже.At this stage, when the alcohol is reacted with carbon dioxide, water is also produced in addition to the carbonate ester and by the hydration reaction of the aromatic nitrile compound present in the reaction system and the resulting water, an aromatic amide compound is obtained, and the resulting water can be removed from the reaction system system or restored. By effectively removing water from the reaction system in this manner, the production of carbonate ester can be promoted. For example, as shown in the formula below.

[0040][0040]

[0041][0041]

(Спирт)(Alcohol)

В этой связи в качестве спирта может быть использован любой спирт, выбранный из одного или более из первичного спирта, вторичного спирта и третичного спирта. Например, метанол, этанол, 1-пропанол, изопропанол, 1-бутанол, 1-пентанол, 1-гексанол, 1-гептанол, 1-октанол, 1-нонанол, аллиловый спирт, 2-метил-1-пропанол, циклогексанметанол, бензиловый спирт, этиленгликоль, 1,2-пропандиол и 1,3-пропандиол предпочтительно используют ввиду получения высокого выхода продукта и высокой скорости реакции. В этих случаях получаемые карбонатные эфиры представляют собой соответственно диметилкарбонат, диэтилкарбонат, дипропилкарбонат, диизопропилкарбонат, дибутилкарбонат, дипентилкарбонат, дигексилкарбонат, дигептилкарбонат, диоктилкарбонат, динонанкарбонат, диаллилкарбонат, ди-2-метилпропилкарбонат, дициклогексанметилкарбонат, дибензилкарбонат, этиленкарбонат, 1,2-пропиленкарбонат и 1,3-пропиленкарбонат.In this regard, any alcohol selected from one or more of a primary alcohol, a secondary alcohol and a tertiary alcohol can be used as the alcohol. For example, methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol, allyl alcohol, 2-methyl-1-propanol, cyclohexanemethanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, 1,2-propanediol and 1,3-propanediol are preferably used due to high product yield and high reaction rate. In these cases, the resulting carbonate esters are respectively dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, diisopropyl carbonate, dibutyl carbonate, dipentyl carbonate, dihexyl carbonate, diheptyl carbonate, dioctyl carbonate, dinonane carbonate, diallyl carbonate, di-2-methylpropyl carbonate, dicyclohexane methyl carbonate, dibenzyl carbonate, ethylene carbonate, 1,2-propylene carbonate and 1 ,3-propylene carbonate.

Кроме того, на первом этапе реакции предпочтительно используют спирт, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, и более предпочтительно используют спирт, содержащий от 2 до 4 атомов углерода. В частности, при использовании карбонатного эфира, полученного в качестве исходного материала для диарилкарбоната, число атомов углерода в спирте предпочтительно устанавливают в вышеописанном диапазоне.In addition, in the first reaction step, it is preferable to use an alcohol containing 1 to 6 carbon atoms, and more preferably, an alcohol containing 2 to 4 carbon atoms is used. Particularly, when using a carbonate ester obtained as a starting material for a diaryl carbonate, the number of carbon atoms in the alcohol is preferably set in the above-described range.

Кроме того, на первом этапе реакции предпочтительно используют одноатомный спирт или двухатомный спирт.In addition, in the first reaction step, a monohydric alcohol or a dihydric alcohol is preferably used.

[0042][0042]

(Катализатор для получения карбонатного эфира)(Catalyst for carbonate ester production)

Кроме того, на первом этапе реакции при получении карбонатного эфира предпочтительно использовать один или оба из CeO2 и ZrO2 в качестве твердого катализатора. Например, предпочтительно использовать только CeO2, только ZrO2, смесь CeO2 и ZrO2, твердый раствор или сложный оксид CeO2 и ZrO2 или т.п., и в частности предпочтительно использовать только CeO2. Коэффициент смешивания CeO2 и ZrO2 в твердом растворе или его сложном оксиде как правило составляет 50:50, но может быть соответствующим образом изменен.In addition, in the first reaction step of producing a carbonate ester, it is preferable to use one or both of CeO 2 and ZrO 2 as a solid catalyst. For example, it is preferable to use only CeO 2 , only ZrO 2 , a mixture of CeO 2 and ZrO 2 , a solid solution or complex oxide of CeO 2 and ZrO 2 or the like, and it is particularly preferable to use only CeO 2 . The mixing ratio of CeO 2 and ZrO 2 in the solid solution or its complex oxide is typically 50:50, but can be adjusted accordingly.

[0043][0043]

В этой связи катализатор, используемый на первом этапе реакции, может быть либо в виде порошка или формованного тела, и в случае формованного тела он может быть любым из сферического типа, типа дробинки, цилиндрического типа, кольцевого типа, дискового типа, гранулированного типа и т.д.In this regard, the catalyst used in the first stage of the reaction may be either in the form of a powder or a shaped body, and in case of a shaped body, it may be any of spherical type, pellet type, cylindrical type, ring type, disk type, granular type, etc. .d.

[0044][0044]

(Диоксид углерода)(Carbon dioxide)

В качестве диоксида углерода, используемого в настоящем изобретении, может быть использован не только диоксид углерода, полученный в виде промышленного газа, но также диоксид углерода, отделенный и уловленный из выхлопных газов предприятий, производящих различные продукты, металлургических заводов, электростанций и т.д.As the carbon dioxide used in the present invention, not only carbon dioxide obtained as an industrial gas, but also carbon dioxide separated and collected from the exhaust gases of various product manufacturing plants, iron and steel plants, power plants, etc. can be used.

[0045][0045]

(Растворитель для реакции получения карбонатного эфира)(Solvent for the carbonate ester reaction)

В реакции получения карбонатного эфира предпочтительно использовать растворитель, имеющий более высокую точку кипения, чем точка кипения получаемого амидного соединения. Более предпочтительно растворитель в реакции получения карбонатного эфира содержит по меньшей мере один из диалкилбензола, алкилнафталина и дифенилбензола. Частные примеры включают в себя Barrel Process Oil B28AN и Barrel Process Oil B30 (изготавливаемые Matsumura Oil Co., Ltd.), каждый из которых содержит компоненты, включающие в себя диалкилбензол, алкилнафталин, дифенилбензол и т.д.In the carbonate ester reaction, it is preferable to use a solvent having a higher boiling point than the boiling point of the amide compound being produced. More preferably, the solvent in the carbonate ester reaction contains at least one of dialkylbenzene, alkylnaphthalene and diphenylbenzene. Particular examples include Barrel Process Oil B28AN and Barrel Process Oil B30 (manufactured by Matsumura Oil Co., Ltd.), each of which contains components including dialkylbenzene, alkylnaphthalene, diphenylbenzene, etc.

[0046][0046]

(Отделение перегонкой)(Distillation separation)

После этой реакции карбонатный эфир в качестве основного продукта, ароматическое амидное соединение в качестве побочного продукта, ароматическое нитрильное соединение, не вступившее в реакцию, и твердый катализатор, такой как CeO2, отделяют перегонкой, тем самым улавливая эти продукты.After this reaction, the carbonate ester as the main product, the aromatic amide compound as a by-product, the unreacted aromatic nitrile compound, and the solid catalyst such as CeO 2 are separated by distillation, thereby capturing these products.

[0047][0047]

(Второй этап реакции)(Second stage of reaction)

Затем, на втором этапе реакции в настоящем изобретении, ароматическое амидное соединение, получаемое побочно на первом этапе реакции, предпочтительно отделяют от системы, полученной после реакции получения карбонатного эфира, и затем получают ароматическое нитрильное соединение посредством реакции дегидратации. Второй этап реакции соответствует вышеописанному способу получения ароматического нитрильного соединения. В частности, на втором этапе реакции получения карбонатного эфира ароматическое нитрильное соединение получают из ароматического амидного соединения в соответствии со способом, описанном выше в разделе, относящемся к способу получения ароматического нитрильного соединения, тем самым регенерируя ароматическое нитрильное соединение. Соответственно, подробное описание второго этапа реакции опускается.Then, in the second reaction step of the present invention, the aromatic amide compound produced by-product in the first reaction step is preferably separated from the system obtained after the carbonate ester reaction, and then the aromatic nitrile compound is obtained through a dehydration reaction. The second reaction step corresponds to the above-described method for producing an aromatic nitrile compound. Specifically, in the second step of the carbonate ester production reaction, an aromatic nitrile compound is produced from an aromatic amide compound in accordance with the method described above in the section relating to a method for producing an aromatic nitrile compound, thereby regenerating the aromatic nitrile compound. Accordingly, a detailed description of the second reaction step will be omitted.

[0048][0048]

(Повторное использование ароматического нитрильного соединения)(Reuse of aromatic nitrile compound)

Ароматическое нитрильное соединение, регенерированное на втором этапе реакции, может быть повторно использовано на первом этапе реакции (реакция гидратации).The aromatic nitrile compound recovered in the second reaction step can be reused in the first reaction step (hydration reaction).

[0049][0049]

Согласно настоящему изобретению, как описано выше, путем проведения реакции дегидратации ароматического амидного соединения в газовой фазе ароматическое нитрильное соединение может быть эффективно регенерировано из ароматического амидного соединения при подавлении образования побочного продукта. Кроме того, за счет фиксации катализатора в реакционной трубе отпадает необходимость в этапе разделения катализатора на твердую и жидкую фазы, и ароматическое нитрильное соединение может быть легко уловлено. Таким образом, в настоящем изобретении можно избирательно регенерировать ароматическое нитрильное соединение из ароматического амидного соединения и способствовать серии реакций, отделяя соответствующие компоненты только путем дистилляции без разделения катализатора на твердую и жидкую фазы. Соответственно, может быть реализован эффективный процесс, описываемый подробно ниже.According to the present invention, as described above, by carrying out the dehydration reaction of the aromatic amide compound in the gas phase, the aromatic nitrile compound can be efficiently recovered from the aromatic amide compound while suppressing the formation of by-product. In addition, by fixing the catalyst in the reaction tube, the need for a solid-liquid separation step of the catalyst is eliminated, and the aromatic nitrile compound can be easily captured. Thus, in the present invention, it is possible to selectively regenerate an aromatic nitrile compound from an aromatic amide compound and promote a series of reactions by separating the corresponding components only by distillation without separating the catalyst into solid and liquid phases. Accordingly, an efficient process can be implemented, described in detail below.

[0050][0050]

<3. Устройство для получения карбонатного эфира><3. Device for producing carbonate ester>

Ниже посредством частного примера подробно описывается устройство для получения карбонатного эфира, используемого в настоящем изобретении. На фиг. 1 показан пример предпочтительного устройства.Below, by way of a particular example, a device for producing the carbonate ester used in the present invention is described in detail. In fig. 1 shows an example of a preferred device.

[0051][0051]

(Первый этап реакции)(First stage of reaction)

На первом этапе реакции исходные вещества, т.е. спирт (1-пропанол (PrOH); жидкая фаза), 2-цианопиридин (2-CP; жидкая фаза) и диоксид углерода (CO2; жидкая фаза, может подаваться через вспомогательный насос) непрерывно подают в промежуточную емкость 1 с использованием трубопровода 31 для подачи исходных материалов, трубопровода 15 перекачки СО2 из верхней части колонны для улавливания CO2 (трубопровод перекачки CO2 на верхней стороне колонны для улавливания CO2), трубопровода 19 перекачки жидкости из верхней части колонны для улавливания карбонатного эфира (трубопровод перекачки жидкости на верхней стороне колонны для улавливания карбонатного эфира) и трубопровода 21 перекачки жидкости из верхней части колонны отделения амидов (трубопровод перекачки жидкости на верхней стороне колонны отделения амидов). Этот смешанный раствор исходных материалов циркулирует между реактором 2 для получения карбонатного эфира проточного типа с неподвижным слоем, в котором твердый катализатор (твердая фаза), состоящий из одного или обоих из CeO2 и ZrO2, прикреплен к материалу-подложке (первая реакционная часть), и промежуточной емкостью 1 через трубопровод 11 циркуляции первого реакционного раствора и трубопровод 12 циркуляции второго реакционного раствора с использованием насоса (не показан), обеспечивая тем самым синтез дипропилкарбоната (DPrC). Реакционный раствор, содержащий DPrC, непрерывно отводят из трубопровода 12 циркуляции второго реакционного раствора в том же количестве, что и количество исходных материалов, подаваемых в промежуточную емкость 1, улавливают с использованием трубопровода 13 и подают на этап улавливания DPrC. PrOH и CO2 улавливают из реакционного раствора и перемещают в буферный резервуар 1 соответственно через трубопровод 19 перекачки жидкости из верхней части колонны для улавливания карбонатного эфира и трубопровод 15 перекачки СО2 из верхней части колонны для улавливания СО2, тем самым повторно используя их. В начале этой реакции используют новый 2-цианопиридин, однако 2-цианопиридин, регенерируемый из 2-пиколинамида, отделяют и очищают в колонне 6 отделения амидов и перемещают в промежуточную емкость 1 через верхний трубопровод 21 перекачки жидкости из верхней части колонны отделения амидов, тем самым повторно используя его.At the first stage of the reaction, the starting substances, i.e. alcohol (1-propanol (PrOH); liquid phase), 2-cyanopyridine (2-CP; liquid phase) and carbon dioxide (CO 2 ; liquid phase, can be supplied through an auxiliary pump) are continuously fed into the intermediate tank 1 using pipeline 31 for supplying raw materials, CO2 pumping pipeline 15 from the top of the CO 2 capture column (CO 2 pumping pipeline on the top side of the CO 2 capture column), liquid pumping pipeline 19 from the top of the carbonate ester capture column (liquid pumping pipeline on the top side of the carbonate ester recovery column) and a liquid transfer line 21 from the top of the amide separation column (liquid transfer line on the top side of the amide separation column). This mixed feed solution is circulated between a carbonate ester reactor 2 of a flow-through fixed-bed type in which a solid catalyst (solid phase) consisting of one or both of CeO 2 and ZrO 2 is attached to a support material (first reaction part) , and the intermediate container 1 through the first reaction solution circulation line 11 and the second reaction solution circulation line 12 using a pump (not shown), thereby allowing the synthesis of dipropyl carbonate (DPrC). The reaction solution containing DPrC is continuously withdrawn from the second reaction solution circulation line 12 in the same amount as the amount of raw materials supplied to the intermediate vessel 1, collected using the line 13, and supplied to the DPrC recovery step. PrOH and CO 2 are collected from the reaction solution and transferred to the buffer tank 1, respectively, through a liquid transfer line 19 from the top of the carbonate ester recovery column and a CO2 transfer line 15 from the top of the CO 2 recovery column, thereby reusing them. At the beginning of this reaction, new 2-cyanopyridine is used, however, the 2-cyanopyridine recovered from 2-picolinamide is separated and purified in the amide separation column 6 and transferred to the intermediate vessel 1 through the upper liquid transfer line 21 from the top of the amide separation column, thereby reusing it.

[0052][0052]

В качестве устройства прямого синтеза для карбонатного эфира с использованием CeO2, ZrO2 и т.д. в качестве твердого катализатора (реактор 2 для получения карбонатного эфира), может быть использован любой из проточных реакторов, такой как реактор периодического действия, реактор полупериодического действия, емкостный реактор непрерывного действия и трубчатый реактор. Если катализатор прикреплен к реактору, нет необходимости фильтровать и отделять катализатор. По этой причине предпочтителен реактор с неподвижным слоем.As a direct synthesis device for carbonate ester using CeO 2 , ZrO 2 etc. as the solid catalyst (carbonate ester reactor 2), any of the flow reactors such as a batch reactor, a semi-batch reactor, a continuous tank reactor and a tubular reactor can be used. If the catalyst is attached to the reactor, there is no need to filter and separate the catalyst. For this reason, a fixed bed reactor is preferred.

[0053][0053]

(Температура реакционного раствора)(Reaction solution temperature)

Температура реакционного раствора в реакторе 2 для получения карбонатного эфира предпочтительно составляет от 50 до 300°С. Если температура реакционного раствора ниже 50°С, то скорость реакции является низкой, реакция синтеза карбонатного эфира и реакция гидратации с 2-цианопиридином почти не протекают, и эффективность получения карбонатного эфира, как правило, является низкой. Если температура реакционного раствора выше 300°С, то скорость каждой реакции является высокой, однако карбонатный эфир легко разлагается или денатурируется, и 2-пиколинамид легко реагирует со спиртом. По этой причине выход карбонатного эфира, как правило, является низким. Температура реакционного раствора более предпочтительно составляет от 100 до 150°С. Однако, поскольку считается, что идеальная температура реакционного раствора варьируется в зависимости от типа и количества твердого катализатора, а также количества и соотношения исходных материалов (спирт и 2-цианопиридин), целесообразно установить оптимальные условия подходящим образом. Поскольку предпочтительная температура реакционного раствора составляет от 100 до 150°С, целесообразно предварительно нагреть исходные материалы (спирт и 2-цианопиридин) водяным паром или т.п. на стадии перед реактором для получения карбонатного эфира.The temperature of the reaction solution in the carbonate ester producing reactor 2 is preferably 50 to 300°C. If the temperature of the reaction solution is below 50° C., the reaction rate is low, the carbonate ester synthesis reaction and the hydration reaction with 2-cyanopyridine hardly occur, and the carbonate ester production efficiency is generally low. If the temperature of the reaction solution is above 300°C, the rate of each reaction is high, but the carbonate ester is easily decomposed or denatured, and 2-picolinamide easily reacts with alcohol. For this reason, carbonate ester yields are generally low. The temperature of the reaction solution is more preferably 100 to 150°C. However, since the ideal temperature of the reaction solution is believed to vary depending on the type and amount of solid catalyst and the amount and ratio of starting materials (alcohol and 2-cyanopyridine), it is advisable to set the optimal conditions appropriately. Since the preferred temperature of the reaction solution is 100 to 150° C., it is advantageous to preheat the starting materials (alcohol and 2-cyanopyridine) with steam or the like. at the stage before the reactor to obtain the carbonate ester.

[0054][0054]

(Давление реакции)(Reaction pressure)

Давление реакции в реакторе 2 для получения карбонатного эфира предпочтительно составляет от 0,1 до 20 МПа (абсолютное давление). Если давление реакции ниже 0,1 МПа (абсолютное давление), то требуется устройство уменьшения давления. Как следствие, оборудование усложняется, а стоимость увеличивается, и, кроме того, требуется энергия для уменьшения давления, что приводит к снижению энергетической эффективности. Если давление реакции выше 20 МПа, то реакция гидратации с 2-цианопиридином не протекает легко, что приводит к уменьшению выхода карбонатного эфира. Кроме того, требуется энергия для увеличения давления, что приводит к снижению энергетической эффективности. С точки зрения увеличения выхода карбонатного эфира давление реакции более предпочтительно составляет от 0,5 до 15 МПа (абсолютное давление) и еще более предпочтительно от 1,0 до 10 МПа (абсолютное давление).The reaction pressure in the carbonate ester producing reactor 2 is preferably 0.1 to 20 MPa (absolute pressure). If the reaction pressure is below 0.1 MPa (absolute pressure), a pressure reducing device is required. As a consequence, the equipment becomes more complex and the cost increases, and in addition, energy is required to reduce the pressure, which leads to a decrease in energy efficiency. If the reaction pressure is higher than 20 MPa, the hydration reaction with 2-cyanopyridine does not proceed easily, resulting in a decrease in the yield of carbonate ester. In addition, energy is required to increase the pressure, resulting in reduced energy efficiency. From the viewpoint of increasing the yield of carbonate ester, the reaction pressure is more preferably 0.5 to 15 MPa (absolute pressure), and even more preferably 1.0 to 10 MPa (absolute pressure).

[0055][0055]

(Количество 2-цианопиридина)(Amount of 2-cyanopyridine)

2-цианопиридин, используемый для реакции гидратации, предпочтительно используют в молярном количестве, в 0,1-5 раз большем теоретического молярного количества воды, получаемой побочно при реакции спирта и CO2 в качестве исходных материалов, и предпочтительно его вводят в реактор перед реакцией. Молярное количество 2-цианопиридина более предпочтительно в 0,2-3 раза и в частности предпочтительно в 0,3-1,5 раза больше теоретического молярного количества воды, получаемой побочно при реакции спирта и СО2 в качестве исходных материалов. Если молярное количество 2-цианопиридина слишком мало, поскольку количество 2-цианопиридина, участвующего в реакции гидратации, мало, то выход карбонатного эфира может быть уменьшен. Вместе с тем, если 2-цианопиридин вводят в избыточном молярном количестве относительно спирта в качестве исходного материала, то побочная реакция 2-цианопиридина увеличивается, и, таким образом, это нежелательно. Поскольку считается, что идеальные количества спирта и 2-цианопиридина относительно твердого катализатора варьируются в зависимости от типа и количества твердого катализатора, типа спирта и соотношения между спиртом и 2-цианопиридином, целесообразно установить оптимальные условия подходящим образом.The 2-cyanopyridine used for the hydration reaction is preferably used in a molar amount of 0.1 to 5 times the theoretical molar amount of water produced by the reaction of alcohol and CO 2 as raw materials, and is preferably introduced into the reactor before the reaction. The molar amount of 2-cyanopyridine is more preferably 0.2 to 3 times, and particularly preferably 0.3 to 1.5 times the theoretical molar amount of water produced by the reaction of alcohol and CO 2 as raw materials. If the molar amount of 2-cyanopyridine is too small because the amount of 2-cyanopyridine involved in the hydration reaction is small, the yield of carbonate ester may be reduced. However, if 2-cyanopyridine is introduced in an excess molar amount relative to the alcohol as a starting material, the side reaction of 2-cyanopyridine is increased and thus is undesirable. Since the ideal amounts of alcohol and 2-cyanopyridine relative to the solid catalyst are believed to vary depending on the type and amount of solid catalyst, the type of alcohol, and the ratio of alcohol to 2-cyanopyridine, it is advisable to set the optimal conditions appropriately.

[0056][0056]

(Отделение продуктов реакции)(Separation of reaction products)

Предпочтительно отделение продуктов реакции полностью выполняют путем перегонки. После реакции в реакторе 2 для получения карбонатного эфира реакционный раствор 13 перемещают в колонну 3 для улавливания CO2. Смесь PrOH, DPrC, 2-цианопиридина и 2-пиколинамида улавливают из нижней части колонны 3 для улавливания CO2 через трубопровод 14 перекачки жидкости из нижней части колонны для улавливания CO2, и CO2 улавливают из верхней части колонны 3 для улавливания CO2 через трубопровод 15 перекачки CO2 из верхней части колонны для улавливания CO2. Улавливаемый CO2 перемещают в промежуточную емкость 1 и повторно используют в реакции в реакторе 2 для получения карбонатного эфира.Preferably, the separation of the reaction products is carried out entirely by distillation. After the reaction in the reactor 2 to produce carbonate ester, the reaction solution 13 is transferred to the column 3 to collect CO 2 . A mixture of PrOH, DPrC, 2-cyanopyridine and 2-picolinamide is collected from the bottom of the CO 2 recovery column 3 through a liquid transfer line 14 from the bottom of the CO 2 recovery column, and CO 2 is recovered from the top of the CO 2 recovery column 3 through pipeline 15 for pumping CO 2 from the top of the column to capture CO 2 . The captured CO 2 is transferred to intermediate vessel 1 and reused in the reaction in reactor 2 to produce carbonate ester.

[0057][0057]

Смесь, улавливаемую из колонны 3 для улавливания CO2, подают в колонну 4 отделения дегидратирующего средства через трубопровод 14 перекачки жидкости из нижней части колонны для улавливания CO2. Смесь 2-цианопиридина и 2-пиколинамида улавливают из нижней части колонны 4 отделения дегидратирующего средства через трубопровод 16 перекачки жидкости из нижней части колонны отделения дегидратирующего средства, а PrOH и DPrC улавливают из верхней части колонны 4 отделения дегидратирующего средства через трубопровод 17 перекачки жидкости из верхней части колонны отделения дегидратирующего средства.The mixture collected from the CO 2 recovery column 3 is supplied to the dehydrating agent separation column 4 through a liquid transfer line 14 from the bottom of the CO 2 recovery column. A mixture of 2-cyanopyridine and 2-picolinamide is collected from the bottom of the dehydrating agent separation column 4 through a liquid transfer line 16 from the bottom of the dehydrating agent separation column, and PrOH and DPrC are collected from the top of the dehydrating agent separation column 4 through a liquid transfer line 17 from the top parts of the dehydrating agent separation column.

[0058][0058]

Смесь, улавливаемую из нижней части колонны 4 отделения дегидратирующего средства, перемещают в колонну 6 отделения амидов через трубопровод 16 перекачки жидкости из нижней части колонны отделения дегидратирующего средства. 2-пиколинамид (20) улавливают из нижней части колонны 6 отделения амидов, и 2-цианопиридин улавливают из верхней части колонны 6 отделения амидов. Улавливаемый 2-цианопиридин перемещают в промежуточную емкость 1 через трубопровод 21 перекачки жидкости из верхней части колонны отделения амидов и повторно используют в реакции в реакторе 2 для получения карбонатного эфира.The mixture collected from the bottom of the dehydrating agent separation column 4 is transferred to the amide separation column 6 through a liquid transfer line 16 from the bottom of the dehydrating agent separation column. 2-picolinamide (20) is collected from the bottom of the amide separation column 6, and 2-cyanopyridine is collected from the top of the amide separation column 6. The collected 2-cyanopyridine is transferred to the intermediate vessel 1 through the liquid transfer line 21 from the top of the amide separation column and is reused in the reaction in the reactor 2 to produce the carbonate ester.

[0059][0059]

PrOH и DPrC, улавливаемые из верхней части колонны 4 отделения дегидратирующего средства, перемещают в колонну 5 для улавливания карбонатного эфира через трубопровод 17 перекачки жидкости из верхней части колонны отделения дегидратирующего средства. DPrC улавливают из нижней части колонны 5 для улавливания карбоната эфира через трубопровод 18 перекачки жидкости из нижней части колонны для улавливания карбонатного эфира, и PrOH улавливают из верхней части колонны 5 для улавливания карбонатного эфира через трубопровод 19 перекачки жидкости из верхней части колонны для улавливания карбонатного эфира. Улавливаемый PrOH перемещают в промежуточную емкость 1 и повторно используют в реакции в реакторе 2 для получения карбонатного эфира.PrOH and DPrC collected from the top of the dehydrating agent separation column 4 are transferred to the carbonate ester recovery column 5 through a liquid transfer line 17 from the top of the dehydrating agent separation column. DPrC is recovered from the bottom of the carbonate ester recovery column 5 through a liquid transfer line 18 from the bottom of the carbonate ester recovery column, and PrOH is recovered from the top of the carbonate ester recovery column 5 through a liquid transfer line 19 from the top of the carbonate ester recovery column . The captured PrOH is transferred to intermediate vessel 1 and reused in the reaction in reactor 2 to produce carbonate ester.

[0060][0060]

(Второй этап реакции)(Second stage of reaction)

На втором этапе реакции получают 2-цианопиридин за счет реакции дегидратации 2-пиколинамида в газофазном реакторе 8 для регенерации нитрила.In the second stage of the reaction, 2-cyanopyridine is obtained through the dehydration reaction of 2-picolinamide in gas-phase reactor 8 for nitrile regeneration.

2-пиколинамид, улавливаемый из колонны 6 отделения амидов, перемещают в испаритель 7 через трубопровод 20 перекачки жидкости из нижней части колонны отделения амидов. Предпочтительно его смешивают с инертным газом, которым является азот или т.п., полученную смесь нагревают до температуры вблизи точки кипения амида для получения газа или смешанного газа, состоящего из газа и капель, и перемещают в газофазный реактор 8 для регенерации нитрила через трубопровод 22, соединяющий газофазный реактор регенерации нитрила и испаритель. Форма испарителя 7 для испарения амидного соединения и т.д. конкретно не ограничивается, и может быть использован любой испаритель эжекторного типа, испаритель контактного типа, барботажное устройство и т.д.The 2-picolinamide recovered from the amide separation column 6 is transferred to the evaporator 7 through a liquid transfer line 20 from the bottom of the amide separation column. Preferably, it is mixed with an inert gas, which is nitrogen or the like, the resulting mixture is heated to a temperature near the boiling point of the amide to produce a gas or a mixed gas consisting of gas and droplets, and transferred to the gas-phase reactor 8 for nitrile regeneration through line 22 , connecting the gas-phase nitrile regeneration reactor and the evaporator. Evaporator form 7 for evaporation of amide compound, etc. is not particularly limited, and any ejector type evaporator, contact type evaporator, bubbler device, etc. can be used.

[0061][0061]

В устройстве для получения нитрильного соединения, используемого в настоящем изобретении (газофазный реактор 8 для регенерации нитрила), 2-пиколинамид и предпочтительно инертный газ, который представляет собой азот или т.п., и т.д. вводят в контакт с катализатором, содержащим переносимый оксид основного металла в газовой фазе, чтобы вызвать реакцию дегидратации 2-пиколинамида. В результате этой реакции дегидратации получают 2-цианопиридин. При перемещении амидного соединения с целью предотвращения проблемы закупоривания амидное соединение может быть растворено в переносящем растворителе для перемещения жидкости. При использовании переносящего растворителя для амида предпочтительно, чтобы растворитель также испарялся вместе с амидом для проведения газофазной реакции регенерации нитрила. В этом случае вместо инертного газа может быть использован пар растворителя.In the apparatus for producing a nitrile compound used in the present invention (nitrile regeneration gas phase reactor 8), 2-picolinamide and preferably an inert gas which is nitrogen or the like, etc. contacted with a catalyst containing a transferred base metal oxide in the gas phase to cause a dehydration reaction of 2-picolinamide. This dehydration reaction produces 2-cyanopyridine. When transferring the amide compound, in order to prevent clogging problems, the amide compound may be dissolved in a transfer solvent to transfer the liquid. When using a transfer solvent for the amide, it is preferable that the solvent also evaporates along with the amide to conduct a gas-phase nitrile regeneration reaction. In this case, solvent vapor can be used instead of an inert gas.

[0062][0062]

Форма газофазного реактора 8 для регенерации нитрила конкретно не ограничивается. Предпочтительно использовать газофазную реакцию, в которой амидное соединение в виде газа или тумана пропускают через слой катализатора вместе с инертным газом или т.п., и к нему может быть применено устройство газофазной реакции с неподвижным слоем, псевдоожиженным слоем или т.п.The shape of the gas-phase nitrile regeneration reactor 8 is not particularly limited. It is preferable to use a gas-phase reaction in which the amide compound in the form of a gas or mist is passed through a catalyst bed along with an inert gas or the like, and a fixed-bed, fluidized-bed, or the like gas-phase reaction apparatus can be applied to it.

Таким образом, для эффективного способствования реакции дегидратации путем приведения 2-пиколинамида в контакт с катализатором и т.д. в газовой фазе соответственно используют вышеописанные различные условия реакции, относящиеся к реакции дегидратации, или условия реакции, описанные в примерах ниже.Thus, to effectively promote the dehydration reaction by bringing 2-picolinamide into contact with a catalyst, etc. in the gas phase, the various reaction conditions described above relating to the dehydration reaction or the reaction conditions described in the examples below are respectively used.

[0063][0063]

Смешанный газ, содержащий 2-цианопиридин, перемещают из газофазного реактора 8 в устройство 9 отделения H2O через трубопровод 23 перекачки продуктов газофазной реакции. Воду и газообразный азот отделяют от смешанного газа в устройстве 9 отделения H2O, и улавливаемые 2-цианопиридин и 2-пиколинамид перемещают из устройства 9 отделения H2O в колонну 6 отделения амидов через трубопровод 24 перекачки сред с высокой температурой кипения. Затем 2-пиколинамид улавливают из нижней части колонны 6 отделения амидов через трубопровод 20 перекачки жидкости из нижней части колонны отделения амидов и перемещают в испаритель 7, и 2-цианопиридин улавливают из верхней части колонны 6 отделения амидов. Улавливаемый 2-цианопиридин перемещают в промежуточную емкость 1 через трубопровод 21 перекачки жидкости из верхней части колонны отделения амидов и повторно используют в реакции в реакторе 2 для получения карбонатного эфира.The mixed gas containing 2-cyanopyridine is transferred from the gas-phase reactor 8 to the H 2 O separation device 9 through the pipeline 23 for pumping gas-phase reaction products. Water and nitrogen gas are separated from the mixed gas in the H 2 O separation device 9, and the captured 2-cyanopyridine and 2-picolinamide are transferred from the H 2 O separation device 9 to the amide separation column 6 through the high boiling point transfer line 24. Then, 2-picolinamide is recovered from the bottom of the amide separation column 6 through a liquid transfer line 20 from the bottom of the amide separation column and transferred to the evaporator 7, and 2-cyanopyridine is recovered from the top of the amide separation column 6. The collected 2-cyanopyridine is transferred to the intermediate vessel 1 through the liquid transfer line 21 from the top of the amide separation column and is reused in the reaction in the reactor 2 to produce the carbonate ester.

[0064][0064]

Затем газообразный азот и воду, отделенные в устройстве 9 отделения H2O, перемещают в устройство 10 улавливания N2 через трубопровод 25 перекачки сред с низкой температурой кипения, и воду отделяют в устройстве 10 улавливания N2 для улавливания газообразного азота. Воду, отделенную в устройстве 10 улавливания N2, перемещают наружу устройства получения карбонатного эфира через трубопровод 26 перекачки воды из устройства улавливания N2. Газообразный азот, улавливаемый в устройстве 10 улавливания N2, перекачивают в испаритель 7 через трубопровод 27 перекачки из устройства улавливания N2, и может быть использован в газофазной реакции. В случае использования переносящего растворителя для амидного соединения этап улавливания растворителя применяют отдельно, тем самым повторно используя растворитель для перемещения амидного соединения. Форма каждого из устройства 9 отделения H2O и устройства 10 улавливания N2 конкретно не ограничивается, и может быть использовано любое из охлаждающей системы, устройства мембранного отделения и т.д.Then, the nitrogen gas and water separated in the H 2 O separating device 9 are transferred to the N 2 collecting device 10 through the low boiling point media transfer line 25, and the water is separated in the N 2 collecting device 10 to collect the nitrogen gas. The water separated in the N 2 recovery device 10 is transferred to the outside of the carbonate ester production device through a water transfer line 26 from the N 2 recovery device. Nitrogen gas captured in the N 2 recovery device 10 is pumped to the evaporator 7 through a transfer line 27 from the N 2 recovery device, and can be used in the gas-phase reaction. In the case of using a transfer solvent for the amide compound, the solvent capture step is used separately, thereby reusing the solvent to transfer the amide compound. The shape of each of the H 2 O separating device 9 and the N 2 collecting device 10 is not particularly limited, and any one of a cooling system, a membrane separating device, etc. can be used.

[0065][0065]

Как описано выше, в настоящем изобретении дегидратации амидного соединения может способствовать этап контакта в газовой фазе, и, кроме того, продукт реакции и повторно используемые соединения могут быть отделены путем дистилляции или т.п. без разделения твердой и жидкой фаз. По этой причине, согласно настоящему изобретению, карбонатный эфир может быть эффективно получен за меньшее количество этапов получения с одновременным упрощением установки.As described above, in the present invention, dehydration of the amide compound can be promoted by a gas phase contact step, and further, the reaction product and recycled compounds can be separated by distillation or the like. without separation of solid and liquid phases. For this reason, according to the present invention, the carbonate ester can be efficiently produced in fewer production steps while simplifying the installation.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

[0066][0066]

Настоящее изобретение описывается более подробно ниже посредством примеров, однако настоящее изобретение не ограничивается ими. Ниже сначала описываются примеры и сравнительные примеры способа получения цианопиридина.The present invention is described in more detail below by way of examples, but the present invention is not limited to them. Below, examples and comparative examples of the method for producing cyanopyridine are first described.

[0067][0067]

(Пример 1)(Example 1)

SiO2 в качестве носителя (изготовлен Fuji Silysia Chemical Ltd., CARiACT, Q-6 (диаметр носителя: от 0,075 до 0,15 мм)) предварительно термообрабатывали при 700°С в течение примерно 1 часа. Затем для переноса Cs в качестве щелочного металла приготовляли водный раствор с использованием Cs2CO3 (изготовлен Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) так, чтобы конечное количество переносимого металлического Cs составляло 0,5 ммоль/г, и пропитывали SiO2 водным раствором. Затем полученный материал сушили при 110°С в течение примерно 6 часов и затем термообрабатывали при 500°С в течение примерно 3 часов с получением при этом катализатора Cs2O/ SiO2.SiO 2 as a support (manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., CARiACT, Q-6 (support diameter: 0.075 to 0.15 mm)) was pre-heat-treated at 700° C. for about 1 hour. Then, to transfer Cs as an alkali metal, an aqueous solution was prepared using Cs 2 CO 3 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) so that the final amount of Cs metal transferred was 0.5 mmol/g, and the aqueous solution was impregnated with SiO 2 . The resulting material was then dried at 110° C. for about 6 hours and then heat-treated at 500° C. for about 3 hours to thereby obtain a Cs 2 O/SiO 2 catalyst.

Реакционную трубу 40, выполненную из SUS 304, с внутренним диаметром 10,7 мм и длиной 30 см заполняли катализатором, полученным вышеописанным способом получения (см. фиг. 2). Кроме того, непосредственно над реакционной трубой 40 размещали испарительную камеру 42, выполненную из SUS 304, с внутренним диаметром 10,7 мм и длиной 30 см, и заполненную кольцом Рашига.A reaction tube 40 made of SUS 304 with an inner diameter of 10.7 mm and a length of 30 cm was filled with the catalyst obtained by the above-described production method (see FIG. 2). In addition, an evaporation chamber 42 made of SUS 304, with an inner diameter of 10.7 mm and a length of 30 cm, and filled with a Raschig ring, was placed directly above the reaction tube 40.

[0068][0068]

10 г 2-пиколинамида (2-PA) растворяли в 4-метилпиридине, служащем переносящим растворителем (90 г), и помещали полученную смесь в емкость 44 для исходного материала. Емкость 44 для исходного материала помещали на высокоточные весы, в раствор исходного материала опускали всасывающую трубу с фильтром, и уравновешивали весы.10 g of 2-picolinamide (2-PA) was dissolved in 4-methylpyridine as a transfer solvent (90 g), and the resulting mixture was placed in the starting material container 44. The container 44 for the starting material was placed on a high-precision balance, a suction pipe with a filter was lowered into the solution of the starting material, and the scale was balanced.

Через испарительную камеру 42, соединенную с емкостью 44 для исходного материала, и реакционную трубу 40 пропускали азот со скоростью потока 1000 мл/мин, и нагревали испарительную камеру 42 и реакционную трубу 40 до 230°С соответственно с помощью колбовых нагревателей 46 и 48. Кроме того, трубопровод 50 для подачи азота и трубопровод на выходной стороне реакционной трубы 40 поддерживали при температуре 150°С. Для улавливания продукта реакции улавливающую емкость 52 с охлаждением водой расположили на первой стадии, улавливающую емкость 54 с охлаждением сухим льдом/метанолом расположили на второй стадии, и улавливающую емкость с охлаждением жидким азотом (не показана) расположили на последней стадии.Nitrogen was passed through the evaporation chamber 42 connected to the feed container 44 and the reaction tube 40 at a flow rate of 1000 ml/min, and the evaporation chamber 42 and the reaction tube 40 were heated to 230° C., respectively, using flask heaters 46 and 48. In addition, the nitrogen supply line 50 and the outlet side line of the reaction tube 40 were maintained at a temperature of 150°C. To capture the reaction product, a water-cooled collection vessel 52 is positioned in the first stage, a dry ice/methanol-cooled collection vessel 54 is positioned in the second stage, and a liquid nitrogen-cooled collection vessel (not shown) is positioned in the last stage.

[0069][0069]

После того, как температура слоя катализатора стала стабильной, включали плунжерный насос 56 и проводили реакцию в течение времени, указанного в столбце продолжительность контакта с катализатором в таблице ниже. В течение реакции предотвращали чрезмерное повышение давления с помощью ограничителя 58 давления, так что давление в реакционной системе устройства для получения цианопиридина, показанного на фиг. 2, не превышало 506,5 (кПа).After the temperature of the catalyst bed became stable, the plunger pump 56 was turned on and the reaction was carried out for the time indicated in the catalyst contact time column in the table below. During the reaction, the pressure was prevented from increasing excessively by the pressure limiter 58, so that the pressure in the reaction system of the cyanopyridine producing apparatus shown in FIG. 2, did not exceed 506.5 (kPa).

[0070][0070]

Условия для вышеописанной контактной реакции (реакция дегидратации) были такими, как представлено в Таблице 1. После завершения реакции полученный продукт реакции улавливали и анализировали с помощью GC-FID.The conditions for the above-described contact reaction (dehydration reaction) were as presented in Table 1. After completion of the reaction, the resulting reaction product was captured and analyzed by GC-FID.

[0071][0071]

Условия анализа результатов контактной реакции (реакция дегидратации) были такими, как показано ниже.The analysis conditions for the results of the contact reaction (dehydration reaction) were as shown below.

[Условия анализа][Analysis conditions]

(GC-FID)(GC-FID)

Shimadzu GC-2014, колонна: TC-17 (длина: 30 м, внутренний диаметр: 0,25 мм ID, толщина жидкой фазы: 0,25 мкм)Shimadzu GC-2014, column: TC-17 (length: 30 m, internal diameter: 0.25 mm ID, liquid phase thickness: 0.25 μm)

Температура испарительной камеры: 250°С, детектор: 260°С, носитель He: 175 кПа, скорость потока колонны: 2,5 мл/мин, деление потока: 50Evaporation chamber temperature: 250°C, detector: 260°C, He carrier: 175 kPa, column flow rate: 2.5 ml/min, flow division: 50

Температурная программа: [выдерживали при 70°С в течение 5 мин] → [повышали до 190°С, 12°/мин] → [выдерживали при 190°С в течение 5 минут] → [повышали до 250°С, 12°С/мин] → [выдерживали при 250°С в течение 10 мин]Temperature program: [held at 70°C for 5 minutes] → [increased to 190°C, 12°/min] → [held at 190°C for 5 minutes] → [increased to 250°C, 12°C /min] → [kept at 250°C for 10 min]

[0072][0072]

[24-часовой выход на 1 г катализатора (ммоль/24 ч⋅г)] =[24-hour yield per 1 g of catalyst (mmol/24 h⋅g)] =

(Количество улавливаемого продукта после 24-часовой реакции (ммоль))/( Количество катализатора (г))(Amount of product recovered after 24 hour reaction (mmol))/(Amount of catalyst (g))

[Объемная скорость: SV (час-1)] =[Volumetric velocity: SV (hour -1 )] =

(Количество газа, прошедшего через слой катализатора (л⋅час-1))/(Количество катализатора (л))(Amount of gas passing through the catalyst layer (l⋅hour -1 ))/(Amount of catalyst (l))

Количество газа: сумма объемов газов азота, 2-PA и растворителя (л⋅час-1)Gas quantity: sum of volumes of nitrogen, 2-PA and solvent gases (l⋅h -1 )

[Высота заполнения катализатором (высота слоя катализатора в реакторе)]: высота катализатора, заполненного в реакционной трубе (см)[Catalyst filling height (height of the catalyst layer in the reactor)]: height of the catalyst filled in the reaction tube (cm)

[Продолжительность контакта с катализатором (сек)] =[Duration of contact with catalyst (sec)] =

[Высота заполнения катализатором (см)]/[ Линейная скорость (линейная скорость газа в реакторе) (см/сек)][Catalyst filling height (cm)]/[Linear velocity (linear gas velocity in the reactor) (cm/sec)]

[0073][0073]

[Диаметр носителя катализатора][Diameter of catalyst carrier]

Значение диаметра носителя катализатора измерялось на основе способа просеивания: Тестовое просеивание - Общие требования, определенные в JIS Z8815.The catalyst support diameter value was measured based on the screening method: Test screening - General requirements defined in JIS Z8815.

[0074][0074]

(Примеры 2-15)(Examples 2-15)

В Примере 2 или далее реакцию проводили так же, как в Примере 1, за исключением того, что условия были изменены, как представлено в Таблице 1. Результаты представлены в Таблице 1.In Example 2 onwards, the reaction was carried out in the same way as in Example 1, except that the conditions were changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

В каждом из примеров и сравнительных примеров активным компонентом катализатора был Cs2O; в качестве носителя использовали CARiACT Q-6 (основным компонентом является SiO2), изготовленный Fuji Silysia Chemical Ltd.; и количество активного металла, переносимого катализатором (переносимое количество при превращении металла активных веществ в расчете на общую массу катализатора), составляло 0,5 ммоль/г. Кроме того, в каждом из примеров и сравнительных примеров использовали 2-пиколинамид (2-PA) в качестве ароматического амидного соединения.In each of the Examples and Comparative Examples, the active component of the catalyst was Cs 2 O; the carrier used was CARiACT Q-6 (the main component is SiO 2 ), manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd.; and the amount of active metal carried by the catalyst (transferred amount during metal conversion of active substances based on the total mass of the catalyst) was 0.5 mmol/g. Moreover, in each of the Examples and Comparative Examples, 2-picolinamide (2-PA) was used as the aromatic amide compound.

[0075][0075]

(Пример 16)(Example 16)

В отличие от примеров 1-15, в примере 16 контактную реакцию (реакция дегидратации) ароматического амидного соединения проводили при пониженном давлении. В частности, ее выполняли так, как описано ниже.Unlike examples 1-15, in example 16 the contact reaction (dehydration reaction) of the aromatic amide compound was carried out under reduced pressure. In particular, it was performed as described below.

100 г 2-пиколинамида (2-PA) растворяли в циклопентаноне, служащем переносящим растворителем (900 г), и размещали эту смесь в емкость для исходного материала.100 g of 2-picolinamide (2-PA) was dissolved in cyclopentanone as a transfer solvent (900 g), and the mixture was placed in a starting material container.

Пропускали азот через реакционную линию (от эжектора 62 к ловушке 64, показанной на фиг. 3), соединенную с емкостью 60 для исходного материала, со скоростью потока 1000 мл/мин. После прекращения подачи азота, к ловушке 64 присоединяли вакуумный насос 66 и снижали давление в реакционной системе до 0,5 кПа. Испаритель 68 и реактор 70 нагревали до 220°С соответственно с помощью электрических печей (не показаны). Затем нагревали трубопровод на выходной стороне реакционной линии до 150°С с использованием ленточного нагревателя (не показан). Для улавливания продукта реакции расположили улавливающую емкость 64 с охлаждением сухим льдом/метанолом (ловушка 64A для первой фракции и улавливающая ловушка 64B на фиг. 3), и рядом с ней расположили улавливающую емкость с охлаждением жидким азотом (не показана).Nitrogen was passed through the reaction line (from ejector 62 to trap 64 shown in FIG. 3) connected to feed container 60 at a flow rate of 1000 ml/min. After stopping the supply of nitrogen, a vacuum pump 66 was connected to trap 64 and the pressure in the reaction system was reduced to 0.5 kPa. The evaporator 68 and the reactor 70 were heated to 220°C, respectively, using electric ovens (not shown). The conduit on the outlet side of the reaction line was then heated to 150° C. using a band heater (not shown). To collect the reaction product, a dry ice/methanol cooled trap 64 (first fraction trap 64A and trap 64B in FIG. 3) was positioned, and a liquid nitrogen cooled trap (not shown) was positioned adjacent thereto.

После того, как температура слоя катализатора (не показан), помещенного в реакторе 70, стала стабильной, запускали плунжерный насос 72 и проводили реакцию. В течение 90 минут с момента, когда внутренняя часть слоя катализатора достигла стационарного состояния, продукт реакции улавливали с помощью улавливающей ловушки 64B. В течение реакции давление в реакционной системе устройства для получения цианопиридина, показанного на фиг. 3, контролировали с помощью регулятора 74 понижения давления и игольчатого клапана 76. Следует отметить, что до достижения внутренней частью слоя катализатора стационарного состояния и после улавливания продукта реакции с помощью улавливающей ловушки 64B после того, как внутренняя часть слоя катализатора достигла стационарного состояния, продукт реакции улавливали с помощью ловушки 64A для первой фракции.After the temperature of the catalyst bed (not shown) placed in the reactor 70 became stable, the plunger pump 72 was started and the reaction was carried out. Within 90 minutes from the time when the inside of the catalyst layer reached a steady state, the reaction product was collected using a collection trap 64B. During the reaction, the pressure in the reaction system of the cyanopyridine production apparatus shown in FIG. 3 was controlled by the pressure reduction regulator 74 and the needle valve 76. It should be noted that before the inside of the catalyst bed reaches a steady state and after the reaction product is captured by the trap 64B after the inside of the catalyst bed reaches a steady state, the reaction product captured using Trap 64A for the first fraction.

Условия для вышеописанной контактной реакции (реакция дегидратации) были такими, как представлено в Таблице 1. После завершения реакции полученный продукт реакции улавливали и анализировали с помощью GC-FID.The conditions for the above-described contact reaction (dehydration reaction) were as presented in Table 1. After completion of the reaction, the resulting reaction product was captured and analyzed by GC-FID.

[0076][0076]

(Примеры 17-21)(Examples 17-21)

В Примере 17 или далее реакцию проводили так же, как в Примере 16, за исключением того, что условия были изменены, как представлено в Таблице 1.In Example 17 onwards, the reaction was carried out in the same manner as in Example 16, except that the conditions were changed as shown in Table 1.

[0077][0077]

Результаты примеров 1-21 представлены ниже в Таблице 1.The results of Examples 1-21 are presented below in Table 1.

Таблица 1Table 1

[0078][0078]

(Сравнительные примеры 1-9)(Comparative examples 1-9)

В сравнительных примерах 1-9 использовали растворитель для удаления воды, получаемой в результате реакции, наружу реакционной системы, и проводили реакцию дегидратации в жидкой фазе.In Comparative Examples 1 to 9, a solvent was used to remove the reaction water to the outside of the reaction system, and a dehydration reaction was carried out in the liquid phase.

[0079][0079]

(Сравнительный пример 1)(Comparative example 1)

SiO2 в качестве носителя (изготовлен Fuji Silysia Chemical Ltd., CARiACT, Q-6 (диаметр носителя: от 0,075 до 0,15 мм)) предварительно термообрабатывали при 700°С в течение примерно 1 часа. Затем для переноса Cs в качестве щелочного металла приготовляли водный раствор с использованием Cs2CO3 (изготовлен Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) так, чтобы конечное количество переносимого металлического Cs составляло 0,5 ммоль/г, и пропитывали SiO2 водным раствором. Затем полученный материал сушили при 110°С в течение примерно 6 часов и затем термообрабатывали при 500°C в течение примерно 3 часов с получением при этом катализатора Cs2O/SiO2.SiO 2 as a support (manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., CARiACT, Q-6 (support diameter: 0.075 to 0.15 mm)) was pre-heat-treated at 700° C. for about 1 hour. Then, to transfer Cs as an alkali metal, an aqueous solution was prepared using Cs 2 CO 3 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) so that the final amount of Cs metal transferred was 0.5 mmol/g, and the aqueous solution was impregnated with SiO 2 . The resulting material was then dried at 110°C for about 6 hours and then heat-treated at 500°C for about 3 hours to thereby obtain a Cs 2 O/SiO 2 catalyst.

[0080][0080]

Затем в качестве реактора использовали трехгорлую круглодонную колбу и в реактор вводили магнитную мешалку, вышеописанный катализатор Cs2O/SiO2, 2-пиколинамид (изготовленный Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) и 1,3-диметоксибензол (изготовленный Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).Then, a three-neck round-bottom flask was used as a reactor, and a magnetic stirrer, the above-described Cs 2 O/SiO 2 catalyst, 2-picolinamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 1,3-dimethoxybenzene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co.) were introduced into the reactor. ., Ltd.).

Затем к реактору прикрепляли термометр и трубу воздушного охлаждения, содержащую 10 г молекулярного сита 4А, и к верхнему концу трубы воздушного охлаждения прикрепляли конденсатор Либиха для создания реакционного устройства.A thermometer and an air-cooling tube containing 10 g of 4A molecular sieve were then attached to the reactor, and a Liebig condenser was attached to the upper end of the air-cooling tube to create a reaction device.

Затем нагревали реакционный раствор при нормальном давлении и поддерживали в кипящем состоянии, адсорбировали побочно получаемую воду на молекулярном сите без возврата в реактор для проведения дегидратации, тем самым проводя реакцию.Then, the reaction solution was heated at normal pressure and kept in a boiling state, and the by-product water was adsorbed onto a molecular sieve without returning to the dehydration reactor, thereby carrying out the reaction.

Реакцию начинали, когда реакционный раствор начинал кипеть, и проводили реакцию в течение 24 часов.The reaction was started when the reaction solution began to boil, and the reaction was carried out for 24 hours.

После реакции температуру понижали до комнатной температуры. Из реакционного раствора отбирали пробу и разбавляли в два раза этанолом, к нему добавляли 1-гексанол в качестве вещества внутреннего стандарта. Полученное вещество подвергали качественному анализу с помощью GC-MS (газовый хроматограф - масс-спектрометр) и количественному анализу с помощью GC-FID.After the reaction, the temperature was lowered to room temperature. A sample was taken from the reaction solution and diluted twice with ethanol, and 1-hexanol was added to it as an internal standard substance. The obtained substance was subjected to qualitative analysis using GC-MS (gas chromatograph - mass spectrometer) and quantitative analysis using GC-FID.

[0081][0081]

(Сравнительные примеры 2-7)(Comparative examples 2-7)

В сравнительных примерах 2-7 реакцию проводили так же, как в сравнительном примере 1, за исключением того, что условия были изменены, как представлено в Таблице 2.In Comparative Examples 2 to 7, the reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that the conditions were changed as shown in Table 2.

[0082][0082]

(Сравнительные примеры 8-9)(Comparative examples 8-9)

В сравнительных примерах 8-9 условия были изменены, как представлено в Таблице 2, и, кроме того, были изменены конфигурация устройства и условия реакции, как описано ниже, тем самым проводя реакцию.In Comparative Examples 8-9, the conditions were changed as shown in Table 2, and further, the apparatus configuration and reaction conditions were changed as described below, thereby carrying out the reaction.

[0083][0083]

SiO2 в качестве носителя (изготовлен Fuji Silysia Chemical Ltd., CARiACT, Q-6 (диаметр носителя: от 0,075 до 0,15 мм)) измельчали до 100 меш или меньше и предварительно термообрабатывали при 700°С в течение примерно 1 часа. Затем для переноса Cs в качестве щелочного металла приготовляли водный раствор с использованием Cs2CO3 (изготовлен Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) так, чтобы конечное количество переносимого металлического Cs составляло 0,5 ммоль/г, и пропитывали SiO2 водным раствором. Затем полученный материал сушили при 110°С в течение примерно 6 часов и затем термообрабатывали при 500°С в течение примерно 3 часов с получением при этом катализатора Cs2O/SiO2.SiO 2 as a support (manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., CARiACT, Q-6 (support diameter: 0.075 to 0.15 mm)) was ground to 100 mesh or less and pre-heat-treated at 700° C. for about 1 hour. Then, to transfer Cs as an alkali metal, an aqueous solution was prepared using Cs 2 CO 3 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) so that the final amount of Cs metal transferred was 0.5 mmol/g, and the aqueous solution was impregnated with SiO 2 . The resulting material was then dried at 110°C for about 6 hours and then heat-treated at 500°C for about 3 hours to thereby obtain a Cs 2 O/SiO 2 catalyst.

[0084][0084]

Затем в качестве реактора использовали трехгорлую круглодонную колбу и в реактор вводили магнитную мешалку, вышеописанный катализатор Cs2O/SiO2, 2-пиколинамид (изготовленный Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) и дифениловый эфир (изготовленный Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).Then, a three-neck round-bottom flask was used as a reactor, and a magnetic stirrer, the above-described Cs 2 O/SiO 2 catalyst, 2-picolinamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and diphenyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were introduced into the reactor. .).

Затем к реактору прикрепляли термометр и первую трубу воздушного охлаждения в качестве дистилляционной колонны, к верхнему концу первой трубы воздушного охлаждения прикрепляли дистилляционную головку, оснащенную термометром, и к дистилляционной головке присоединяли вторую трубу воздушного охлаждения, приемник и вакуумный насос для создания устройства для реакционной дистилляции. Следует отметить, что вокруг первой трубы воздушного охлаждения намотали ленточный нагреватель для регулировки температуры. Затем охлаждали охлаждающую ловушку жидким азотом для улавливания испаренного пиридина.Then, a thermometer and a first air-cooling pipe were attached to the reactor as a distillation column, a distillation head equipped with a thermometer was attached to the upper end of the first air-cooling pipe, and a second air-cooling pipe, a receiver, and a vacuum pump were attached to the distillation head to form a reactive distillation apparatus. It should be noted that a heater strip was wound around the first air cooling pipe to regulate the temperature. The cooling trap was then cooled with liquid nitrogen to capture the evaporated pyridine.

Затем уменьшали давление в устройстве для реакционной дистилляции до 13,3 кПа (100 торр) с использованием вакуумного насоса. Первую трубу воздушного охлаждения нагревали до 60°С, что было выше точки кипения воды и ниже точки кипения дифенилового эфира при давлении реакции. Реакционный раствор поддерживали в кипящем состоянии при 184°С, что было равно или выше точки кипения дифенилового эфира и ниже точки кипения 2-пиколинамида при давлении реакции. Путем регулировки температуры данным способом частично испаренный дифениловый эфир в реакционной системе охлаждали в первой трубе воздушного охлаждения и возвращали в реактор, тогда как получаемую побочно воду перегоняли наружу системы без возврата в реактор, тем самым проводя реакцию.The pressure in the reactive distillation apparatus was then reduced to 13.3 kPa (100 Torr) using a vacuum pump. The first air cooling tube was heated to 60° C., which was above the boiling point of water and below the boiling point of diphenyl ether at the reaction pressure. The reaction solution was maintained in a boiling state at 184°C, which was equal to or above the boiling point of diphenyl ether and below the boiling point of 2-picolinamide at the reaction pressure. By adjusting the temperature in this manner, the partially vaporized diphenyl ether in the reaction system was cooled in the first air cooling tube and returned to the reactor, while the by-product water was distilled to the outside of the system without returning to the reactor, thereby carrying out the reaction.

Реакцию начинали, когда реакционный раствор начинал кипеть, и проводили реакцию в течение 24 часов.The reaction was started when the reaction solution began to boil, and the reaction was carried out for 24 hours.

После реакции температуру понижали до комнатной температуры. Из реакционного раствора отбирали пробу и разбавляли в два раза этанолом, к нему добавляли 1-гексанол в качестве вещества внутреннего стандарта. Полученное вещество подвергали качественному анализу с помощью GC-MS (газовый хроматограф - масс-спектрометр) и количественному анализу с помощью GC-FID.After the reaction, the temperature was lowered to room temperature. A sample was taken from the reaction solution and diluted twice with ethanol, and 1-hexanol was added to it as an internal standard substance. The obtained substance was subjected to qualitative analysis using GC-MS (gas chromatograph - mass spectrometer) and quantitative analysis using GC-FID.

[0085][0085]

Результаты сравнительных примеров 1-9 представлены ниже в Таблице 2.The results of Comparative Examples 1-9 are presented below in Table 2.

Таблица 2table 2

[0086][0086]

Выше со ссылкой на прилагаемые чертежи подробно описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, однако настоящее изобретение не ограничивается этими примерами. Очевидно, что специалисты в области техники, относящейся к настоящему изобретению, могут предложить любой из различных измененных или модифицированных примеров в пределах объема технической идеи, изложенной в формуле изобретения, понятно, что такие измененные или модифицированные примеры должным образом включены в объем правовой охраны настоящего изобретения.Preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these examples. Obviously, those skilled in the art pertaining to the present invention may propose any of various altered or modified examples within the scope of the technical idea set forth in the claims, it is understood that such altered or modified examples are duly included within the scope of the present invention. .

СПИСОК НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙLIST OF ITEM NUMBERS

[0087][0087]

1 промежуточная емкость (CO2, PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)1 intermediate tank (CO 2 , PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)

2 реактор для получения карбонатного эфира (CO2, PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA, фиксированный катализатор)2 reactor for the production of carbonate ester (CO 2 , PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA, fixed catalyst)

3 колонна для улавливания CO2 (CO2, PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)3 column for CO 2 capture (CO 2 , PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)

4 колонна отделения дегидратирующего средства (PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)4 dehydrating agent separation column (PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)

5 колонна для улавливания карбонатного эфира (PrOH, DPrC)5 column for carbonate ether recovery (PrOH, DPrC)

6 колонна отделения амидов (2-CP, 2-PA)6 amide separation column (2-CP, 2-PA)

7 испаритель (N2, 2-PA)7 evaporator (N 2 , 2-PA)

8 газофазный реактор для регенерации нитрила (N2, H2O, 2-CP, 2-PA, катализатор)8 gas-phase reactor for nitrile regeneration (N 2 , H 2 O, 2-CP, 2-PA, catalyst)

9 устройство отделения H2O (N2, H2O, 2-CP, 2-PA)9 H2O separation device ( N2 , H2O , 2-CP, 2-PA)

10 устройство для улавливания N2 (N2, H2O)10 device for collecting N 2 (N 2 , H 2 O)

11 трубопровод циркуляции первого реакционного раствора (CO2, PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)11 circulation pipeline of the first reaction solution (CO 2 , PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)

12 трубопровод циркуляции второго реакционного раствора (CO2, PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)12 circulation pipeline of the second reaction solution (CO 2 , PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)

13 трубопровод для отвода реакционного раствора (CO2, PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)13 pipeline for removing the reaction solution (CO 2 , PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)

14 трубопровод перекачки жидкости из нижней части колонны для улавливания CO2 (PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)14 pipeline for pumping liquid from the bottom of the column to capture CO 2 (PrOH, DPrC, 2-CP, 2-PA)

15 трубопровод перекачки СО2 из верхней части колонны для улавливания CO2 (CO2)15 pipeline for pumping CO2 from the top of the column to capture CO 2 (CO 2 )

16 трубопровод перекачки жидкости из нижней части колонны отделения дегидратирующего средства (2-CP, 2-PA)16 pipeline for pumping liquid from the bottom of the dehydrating agent separation column (2-CP, 2-PA)

17 трубопровод перекачки жидкости из верхней части колонны отделения дегидратирующего средства (PrOH, DPrC)17 pipeline for pumping liquid from the top of the dehydrating agent separation column (PrOH, DPrC)

18 трубопровод перекачки жидкости из нижней части колонны для улавливания карбонатного эфира (DPrC)18 pipeline for pumping liquid from the bottom of the column to capture carbonate ether (DPrC)

19 трубопровод перекачки жидкости из верхней части колонны для улавливания карбонатного эфира (PrOH)19 pipeline for pumping liquid from the top of the column to capture carbonate ether (PrOH)

20 трубопровод перекачки жидкости из нижней части колонны отделения амидов (2-PA)20 pipeline for pumping liquid from the bottom of the amide separation column (2-PA)

21 трубопровод перекачки жидкости из верхней части колонны отделения амидов (2-CP)21 pipelines for transferring liquid from the top of the amide separation column (2-CP)

22 трубопровод, соединяющий газофазный реактор для регенерации нитрила и испаритель (N2, 2-PA)22 pipeline connecting the gas-phase reactor for nitrile regeneration and the evaporator (N 2 , 2-PA)

23 трубопровод перекачки продуктов газофазной реакции (N2, H2O, 2-CP, 2-PA)23 pipeline for pumping gas-phase reaction products (N 2 , H 2 O, 2-CP, 2-PA)

24 трубопровод перекачки сред с высокой температурой кипения из устройства отделения H2O (2-CP, 2-PA)24 pipeline for pumping media with high boiling points from the H 2 O separation device (2-CP, 2-PA)

25 трубопровод перекачки сред с низкой температурой кипения из устройства отделения H2O (N2, H2O)25 pipeline for pumping media with low boiling points from the H 2 O (N 2 , H 2 O) separation device

26 трубопровод перекачки воды из устройства улавливания N2 (H2O)26 pipeline for pumping water from the N 2 (H 2 O) capture device

27 трубопровод перекачки N2 из устройства улавливания N2 (N2)27 pipeline for pumping N 2 from the N 2 recovery device (N 2 )

31 трубопровод для подачи исходных материалов (CO2, PrOH)31 pipelines for supplying raw materials (CO 2 , PrOH)

40 реакционная труба40 reaction tube

42 испарительная камера42 evaporation chamber

44 емкость для исходного материала44 capacity for source material

46, 48 колбовый нагреватель46, 48 bulb heater

50 трубопровод для подачи газообразного азота50 pipeline for supplying nitrogen gas

52 улавливающая емкость с охлаждением водой52 water-cooled catch tank

54 улавливающая емкость с охлаждением сухим льдом/метанолом54 dry ice/methanol cooled catch tank

56 плунжерный насос56 plunger pump

58 ограничитель давления58 pressure limiter

60 емкость для исходного материала60 capacity for starting material

62 эжектор62 ejector

64 ловушка64 trap

64A ловушка для первой фракции64A trap for the first fraction

64B улавливающая ловушка64B catch trap

66 вакуумный насос66 vacuum pump

68 испаритель68 evaporator

70 реактор70 reactor

72 плунжерный насос72 plunger pump

74 регулятор понижения давления74 pressure reduction regulator

76 игольчатый клапан76 needle valve

Claims (20)

1. Способ получения ароматического нитрильного соединения, включающий реакцию дегидратации, в которой дегидратируют ароматическое амидное соединение, 1. A method for producing an aromatic nitrile compound, comprising a dehydration reaction in which the aromatic amide compound is dehydrated, при этом способ включает этап контакта для приведения ароматического амидного соединения в контакт с катализатором в газовой фазе в ходе реакции дегидратации,wherein the method includes a contact step for bringing the aromatic amide compound into contact with the catalyst in the gas phase during a dehydration reaction, при этом катализатор включает щелочной металл иwherein the catalyst includes an alkali metal and при этом ароматическое амидное соединение представляет собой 2-пиколинамид, 3-пиколинамид или 4-пиколинамид; и ароматическое нитрильное соединение представляет собой 2-цианопиридин, 3-цианопиридин или 4-цианопиридин.wherein the aromatic amide compound is 2-picolinamide, 3-picolinamide or 4-picolinamide; and the aromatic nitrile compound is 2-cyanopyridine, 3-cyanopyridine or 4-cyanopyridine. 2. Способ получения ароматического нитрильного соединения по п.1, в котором катализатор включает оксид щелочного металла.2. A method for producing an aromatic nitrile compound according to claim 1, wherein the catalyst includes an alkali metal oxide. 3. Способ получения ароматического нитрильного соединения по п.1, в котором ароматическое амидное соединение представляет собой 2-пиколинамид, при этом ароматическое нитрильное соединение представляет собой 2-цианопиридин.3. A method for producing an aromatic nitrile compound according to claim 1, wherein the aromatic amide compound is 2-picolinamide, wherein the aromatic nitrile compound is 2-cyanopyridine. 4. Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пп.1-3, в котором на этапе контакта дополнительно приводят в контакт с катализатором инертный газ и/или растворитель в парообразном состоянии.4. A method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of claims 1-3, in which, at the contact stage, an inert gas and/or a solvent in a vapor state is additionally brought into contact with the catalyst. 5. Способ получения ароматического нитрильного соединения по п.4, в котором инертный газ включает по меньшей мере газообразный азот.5. A method for producing an aromatic nitrile compound according to claim 4, wherein the inert gas comprises at least nitrogen gas. 6. Способ получения ароматического нитрильного соединения по п.4 или 5, в котором температура кипения растворителя при нормальном давлении составляет от 20 до 300 °C.6. A method for producing an aromatic nitrile compound according to claim 4 or 5, in which the boiling point of the solvent at normal pressure is from 20 to 300 °C. 7. Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пп.4-6, в котором растворитель совместим с ароматическим амидным соединением.7. A method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of claims 4 to 6, wherein the solvent is compatible with the aromatic amide compound. 8. Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пп.4-7, в котором растворитель представляет собой пиридиновое соединение и/или кетоновое соединение.8. A method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of claims 4 to 7, wherein the solvent is a pyridine compound and/or a ketone compound. 9. Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пп.1-8, в котором на этапе контакта температура, при которой ароматическое амидное соединение приводят в контакт с катализатором в газовой фазе, составляет 170 °C или выше, но ниже 300 °C.9. A method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of claims 1 to 8, wherein in the contact step, the temperature at which the aromatic amide compound is brought into contact with the catalyst in the gas phase is 170 °C or higher but lower than 300 °C. 10. Способ получения ароматического нитрильного соединения по любому из пп.1-9, в котором продолжительность приведения ароматического амидного соединения в контакт с катализатором в газовой фазе составляет 0,001 с или больше, но меньше 10 с.10. A method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of claims 1 to 9, wherein the duration of bringing the aromatic amide compound into contact with the catalyst in the gas phase is 0.001 s or more but less than 10 s. 11. Способ получения карбонатного эфира, включающий: 11. A method for producing carbonate ester, including: первый этап реакции, включающий: реакцию получения карбонатного эфира, в которой проводят реакцию спирта с диоксидом углерода в присутствии ароматического нитрильного соединения с получением карбонатного эфира и воды, и реакцию гидратации, в которой гидратируют ароматическое нитрильное соединение с полученной водой с получением ароматического амидного соединения; и a first reaction step including: a carbonate ester production reaction in which the alcohol is reacted with carbon dioxide in the presence of an aromatic nitrile compound to produce a carbonate ester and water, and a hydration reaction in which the aromatic nitrile compound is hydrated with the resulting water to produce an aromatic amide compound; And второй этап реакции, на котором отделяют ароматическое амидное соединение от реакционной системы первого этапа реакции и затем регенерируют ароматическое амидное соединение с получением ароматического нитрильного соединения посредством реакции дегидратации для дегидратации ароматического амидного соединения согласно способу по любому по любому из пп.1-10, a second reaction step in which the aromatic amide compound is separated from the reaction system of the first reaction step and then the aromatic amide compound is regenerated to obtain an aromatic nitrile compound through a dehydration reaction for dehydrating the aromatic amide compound according to the method according to any one of claims 1 to 10, при этом по меньшей мере часть ароматического нитрильного соединения, регенерированного на втором этапе реакции, используют на первом этапе реакции.wherein at least a portion of the aromatic nitrile compound recovered in the second reaction step is used in the first reaction step. 12. Способ получения карбонатного эфира по п.11, в котором на втором этапе реакции получают ароматическое нитрильное соединение из ароматического амидного соединения согласно способу получения ароматического нитрильного соединения по любому из пп.2-10 для регенерации ароматического нитрильного соединения.12. The method for producing a carbonate ester according to claim 11, wherein in the second reaction step, an aromatic nitrile compound is produced from an aromatic amide compound according to the method for producing an aromatic nitrile compound according to any one of claims 2 to 10 for regenerating the aromatic nitrile compound. 13. Способ получения карбонатного эфира по п.11 или 12, в котором в реакции получения карбонатного эфира используют катализатор, включающий оксид церия.13. The method for producing a carbonate ester according to claim 11 or 12, in which a catalyst comprising cerium oxide is used in the reaction for producing the carbonate ester. 14. Способ получения карбонатного эфира по любому из пп.11-13, в котором спирт включает спирт, содержащий от 1 до 6 атомов углерода.14. A method for producing a carbonate ester according to any one of claims 11 to 13, wherein the alcohol includes an alcohol containing from 1 to 6 carbon atoms.
RU2020143944A 2018-07-27 2019-07-25 Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing carbonate ether RU2804510C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-141487 2018-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020143944A RU2020143944A (en) 2022-09-05
RU2804510C2 true RU2804510C2 (en) 2023-10-02

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0492233A1 (en) * 1990-12-21 1992-07-01 F. Hoffmann-La Roche Ag Method for the preparation of 5-cyano-4-alkyl-oxazol
EP0749956A1 (en) * 1995-06-21 1996-12-27 Hüls Aktiengesellschaft Process for the preparation of 2-hydroxybenzonitrile
RU2255937C2 (en) * 1999-09-13 2005-07-10 Берингер Ингельхайм Фармасьютиклз, Инк. New derivatives of heterocyclic compounds, pharmaceutical composition, method for modulation of autoimmune diseases, method for preparing these compounds
JP2012162523A (en) * 2011-01-20 2012-08-30 Nippon Steel Corp Method for producing carbonic acid ester
WO2015099053A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 新日鐵住金株式会社 Cyanopyridine manufacturing method, benzonitrile manufacturing method, carbonate ester manufacturing method, and carbonate ester manufacturing apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0492233A1 (en) * 1990-12-21 1992-07-01 F. Hoffmann-La Roche Ag Method for the preparation of 5-cyano-4-alkyl-oxazol
EP0749956A1 (en) * 1995-06-21 1996-12-27 Hüls Aktiengesellschaft Process for the preparation of 2-hydroxybenzonitrile
RU2255937C2 (en) * 1999-09-13 2005-07-10 Берингер Ингельхайм Фармасьютиклз, Инк. New derivatives of heterocyclic compounds, pharmaceutical composition, method for modulation of autoimmune diseases, method for preparing these compounds
JP2012162523A (en) * 2011-01-20 2012-08-30 Nippon Steel Corp Method for producing carbonic acid ester
WO2015099053A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 新日鐵住金株式会社 Cyanopyridine manufacturing method, benzonitrile manufacturing method, carbonate ester manufacturing method, and carbonate ester manufacturing apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Campbell et al., Laboratory-scale synthesis of nitriles by catalysed dehydration of amides and oximes under flash vacuum pyrolysis (FVP) conditions. Synthesis, 2007, no.20, pp.3179-3184. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7276156B2 (en) Method for producing carbonate ester
KR102460771B1 (en) Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing carbonic acid ester
US20230348367A1 (en) Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing carbonate ester
RU2804510C2 (en) Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing carbonate ether
CN110072852B (en) Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing carbonate
KR20200062250A (en) Catalyst regeneration method and carbonic acid ester production method
WO2022181670A1 (en) Method for producing 2-furonitrile and method for producing carbonic acid ester
RU2783523C2 (en) Method for production of carbonic acid ester