JP2000344692A - 塩化メチルの製造方法 - Google Patents

塩化メチルの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩化メチルの製造法を提供することである。 【解決手段】 その製造法は、少なくとも2つの部分に
分割され、第1の部分が115℃〜170℃の範囲内の
温度で第1の液体媒体の共存下においてプロセスに添加
されたメタノールの60〜95%を有する少なくとも理
論量のメタノールと、塩化水素とを接触させて、塩化メ
チレンを含有するガス状混合体を生成する工程;前記ガ
ス状混合体と第2のメタノール部分とを接触させて、1
00℃〜160℃の範囲内の温度で第2の液体媒体に添
加する工程;及びその塩化メチレンを分離及び回収する
工程から成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業の利用分野】本発明は、少なくとも2つの部分に
分割され、第1の部分が115℃〜170℃の範囲内の
温度で第1の液体媒体の共存下においてプロセスに添加
されたメタノールの60〜95%を有する少なくとも理
論量のメタノールと、塩化水素とを接触させて、塩化メ
チレンを含有するガス状混合体を生成する工程;前記ガ
ス状混合体と第2のメタノール部分とを接触させて、1
00℃〜160℃の範囲内の温度で第2の液体媒体に添
加する工程;及びその塩化メチレンを分離及び回収する
工程から成る塩化メチレンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】塩化水素とメタノールを接触させること
による塩化メチルの製造は、ガス相及び液相に触媒化法
を用いて行われてきた。その上、多くの方法は、メタノ
ールに対して過剰の塩化水素を使用して行われた結果、
副生物として未反応の塩化水素及びジメチルエーテルを
生じた。塩化水素の腐食性及び塩化水素の環境への排出
という環境問題のために、未反応の塩化水素回収は時間
と資本の増大するプロセスである。さらに、未反応の塩
化水素は水と共沸混合物を生成して蒸留による分離を極
めて困難にするために、未反応塩化水素の回収は困難で
ある。塩化メチルからジメチルを回収する典型的な方法
において、塩化メチルは濃硫酸と接触されて硫酸メチル
で汚染された希硫酸流を生成する。希硫酸流の生成は、
原料経費の増大の点で不経済である。ジメチルエーテル
を含有する有害な硫酸の投棄は、同様に環境問題をもた
らす。
【0003】米国特許第4,935,564号は、未反
応のアルコール、未反応のハロゲン化水素、ハロゲン化
アルキル及び水から成る混合物流が共流である栓流反応
器において、ハロゲン化水素を理論的に過剰のアルコー
ルと接触及び反応させることから成るハロゲン化アルキ
ルの製造法を記載している。
【0004】米国特許第4,922,043号は、メタ
ノール供給材料を複数の反応器に分割しながら塩化水素
を第1の反応器に供給することによって、液相のメタノ
ールの触媒的塩化水素処理による塩化メチルの製造法を
記載している。その方法は、メタノールに対して理論量
より過剰の塩化水素を使用し、かつ塩化水素回収装置を
必要としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、全ての
塩化水素を第1の反応器に供給し、メタノール供給材料
を多重反応器に分割することによって、第2の反応器へ
供給されるメタノールを比例的に増し、かつ第1の反応
器へのメタノールを比例的に減少させることによって、
低レベルのジメチルエーテル副生物が実証されることを
発見した。さらに、塩化水素に対して理論的に過剰量の
メタノールの供給が、より高い塩化水素%の塩化メチル
への転化をもたらす。塩化メチルへの塩化水素転化%の
増加は、塩化水素の回収及び再生のための加工工程を省
く。ジメチルエーテル生成の減少は、硫酸の使用を少な
くし、かつ硫酸の使用に伴う環境問題及び廃棄コストを
低減する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明により、少なくと
も2つの部分に分割され、第1の部分が115℃〜17
0℃の範囲内の温度で第1の液体媒体の共存下において
プロセスに添加されたメタノールの60〜95%を有す
る少なくとも理論量のメタノールと、塩化水素とを接触
させて、塩化メチレンを含有するガス状混合体を生成す
る工程;前記ガス状混合体と第2のメタノール部分とを
接触させて、100℃〜160℃の範囲内の温度で第2
の液体媒体に添加する工程;及びその塩化メチレンを分
離及び回収する工程から成る塩化メチレンの製造方法が
提供される。
【0007】
【実施例】図1において、第1の液体媒体6を含有する
第1の反応器4に無水の塩化水素ガス2が供給される。
その塩化水素ガス2は、第1の液体媒体6の存在下で第
1のメタノール部8と接触される。第1の反応器4は、
加熱コイル10によって加熱されて塩化メチルを含有す
るガス状混合体12を生成する。そのガス状混合体12
は、第1の反応器4から気相で回収されて、第2のメタ
ノール部14と接触され、そして第1の反応器4と直列
接続の第2の反応器18に含まれる第2の液体媒体16
に供給される。大部分の塩化メチル22を含有するガス
状混合体は第2の反応器18から回収され、次にその塩
化メチルは従来の方法によって回収そして精製される。
【0008】本法は、塩化水素との接触に適する加圧可
能反応器で実施され、そしてバッチ法又は望ましくは連
続法として実施される。本法は、例えば、連続攪拌タン
ク反応器、バブル−カラム反応器、又は栓流反応器で実
施される。
【0009】その塩化水素は、無水のガスとして工程に
供給することができる、そして塩化水素の全てがその工
程に直ちに供給されることが望ましい。別の実施態様に
おいては、塩化水素と水からなる水性塩酸を工程に供給
することができる。その工程に利用されるメタノール
は、液体であるが、通常の手段によって部分的に気化さ
れて、大部分が気相で工程に供給されることが望まし
い。そのメタノールは、工程に供給する前に90℃以上
に予熱してメタノールの分散を助けて工程の温度を制御
することが望ましい。メタノールは、工程に供給する前
に90℃〜170℃の範囲内の温度に予熱することが最
適である。工程に供給されるメタノールの量は、複数部
に分割される、そして第1の部分は工程に添加されるメ
タノールの60%以上から成る。そのメタノールの量は
2つの部分に分割して、第1の部分が工程に添加される
メタノール全量の60〜90%から成ることが望まし
い。メタノールの量は2つの部分に分割して、第1の部
分が工程に添加されるメタノール全量の70〜90%か
ら成ることが最適である。
【0010】塩化水素と、少なくとも理論量のメタノー
ルとの接触は、メタノール、塩化水素及び水からなる第
1の液体媒体(それは第1の反応器内で一定の濃度及び
レベルに維持されることが望ましい)の存在下で行う。
塩化水素とメタノールの接触は、第1の反応器において
又は第1の反応器の底部近くで第1の液体媒体に塩化水
素及び第1のメタノール部を添加して第1の液体媒体へ
の分散を促進するように行う。第1の液体媒体の濃度
は、典型的に5〜30重量%塩化水素、1〜10重量%
メタノール及び残り水である。第1の液体媒体の濃度
は、10〜20重量%塩化水素及び3〜7重量%メタノ
ールが望ましい。
【0011】第1の液体媒体の存在下における塩化水素
と第1のメタノール部との接触は115℃〜170℃の
温度範囲内で行う。その温度は120℃〜135℃の温
度範囲内が望ましい。その温度及び圧力は、第1の液体
媒体からの塩化メチルを含有するガス状混合体を気化さ
せ、かつ第1の液体媒体を一定レベルに維持するように
維持される。その圧力は、240〜900kPaGの範
囲内が望ましいが、240〜500kPaGの範囲内が
最適である。
【0012】塩化メチル含有混合体の生成において、工
程に添加される塩化水素の80〜90%が塩化メチルに
添加される。その塩化メチル含有混合体は、典型的に未
反応の塩化水素、メタノール、副生物のジメチルエーテ
ル及び水の一部を含有する。
【0013】その塩化メチル含有混合体は、第1の反応
器から蒸気として回収され、第2のメタノール部と接触
されて、第1の反応器に接続されている第2の反応器に
保持されているメタノール、塩化水素及び水から成る第
2の液体媒体に添加される。その第2のメタノール部
は、ガス状混合体に含有されている未反応塩化水素と反
応して、その未反応塩化水素は塩化メチルに添加され
る。第2の媒体において生成された水は、気化して第2
の反応器から取り出される。本法の別の実施態様におい
て、塩化メチルを含有するガス状混合体は、メタノー
ル、塩化水素及び水から成る第2の液体媒体の共存下で
第2のメタノール部と接触される。その第2のメタノー
ル部は気相であって、部分的に気化するが、液体である
ことが望ましい。第1と第2の反応器は直列に接続する
ことが望ましい。ガス状混合体及び第2のメタノール部
は第2の反応器において又はその底部近くで第2の液体
媒体に分散されることが望ましい。
【0014】塩化メチル含有ガス状混合体と第2のメタ
ノール部との接触は、100℃〜160℃の範囲内の温
度で行われる。その温度は110℃〜125℃の範囲内
が望ましい。その温度及び圧力は、塩化メチル含有ガス
状混合体及び第2の液体媒体からの未反応塩化水素、メ
タノール、副生物のジメチルエーテル及び水の部分を連
続的に気化させるように維持され、それによって連続法
を提供する。
【0015】本法において、塩化メチル含有ガス状混合
体は塩化水素に対して少なくとも理論量のメタノールを
有する。塩化水系1モル当たり1.2〜1.6モルのメ
タノールの範囲で理論量より過剰であることが望まし
い。塩化水素1モル当たり1.3〜1.4モル過剰のメ
タノールが最適である。さらに、塩化水素に対して理論
量より過剰のメタノールを供給すると、塩化水素の塩化
メチルヘの転化が著しく改善されることがわかった。第
2反応器の後、工程に転化される塩化水素の98%以上
が塩化メチルに転化される。
【0016】本法によって製造される塩化メチルの製造
に対する時空収率は100〜300kg/hr・m
範囲内である。その時空収率は150〜300kg/h
r・mの範囲内が望ましいが、300kg/hr・m
以上にすることができる。用語「時空収率」は単位時
間当たり反応器の単位容積当たりの生産性と定義され
る。
【0017】塩化メチル含有ガス状混合体は、第2の反
応器から取出される、そして少量の未反応の塩化水素、
メタノール及び水を含有する。その塩化メチルは、例え
ば、未反応のメタノール、水及び塩化水素を凝縮させ、
蒸留によって塩化メチルを回収することによってガス状
混合体から分離及び回収される。その未反応のメタノー
ルは液相から蒸留のような既知技術によって分離、回収
できる、その回収されたメタノールは反応器に再循環さ
れる。分離によって得られる水を少量の塩化水素と共に
廃棄できる。塩化メチルは、硫酸と接触させることによ
って精製して、圧縮及び冷却によって貯蔵用に液化でき
る。
【0018】技術的に既知の方法と異なり、塩化メタノ
ールを製造するために塩化水素と液体媒体における少な
くとも理論量のメタノールとの接触は、触媒の非存在下
で行われる。
【0019】次の実施例は、本発明の説明のためのもの
であって、本特許請求の範囲を限定するものではない。
【0020】実施例1 実験1では、110℃の温度で無水塩化水素(3000
kg/hr)及びメタノール3168kg/hr,及び
部分的に気化したものが、水、塩化水素及びメタノール
から成る第1の液体媒体を含有する連続反応器(第1の
反応器)に供給された。第1の反応器の温度は130℃
に、そして第1の液体媒体上の圧力は280kPaGに
維持された。第1の反応器は工程に供給されたメタノー
ル全量の88%を含有した。オーバーヘッド蒸気として
排出する塩化メチルを含有するガス状混合体は、432
kg/hrの第2のメタノール部と接触されて、第1の
反応器と直列に接続された第2の反応器に保持された第
2の液体媒体に供給された。第2の反応器の温度は13
0℃に、そしてその圧力は250kPaGに維持され
た。工程に供給されたメタノールのモル比は、塩化水素
1モル当たり1.36モルのメタノールであった。第2
の反応器を排出するガス状混合体は、ガスクロマトグラ
フィ−によって分析して生成されるジメチルエーテルの
レベルを測定した。そのガス状混合体の凝縮部は、塩基
での従来の滴定によって分析して塩化水素含量を測定し
た。表1は、実験結果の要約を示し、無水塩化水素及び
メタノールの供給量(kg/hr)、それらはそれぞれ
「HCl」及び「MeOH」として示す;MeOH/H
Clのモル比は「比」として示す;第1の反応器に供給
されたMeOHの%は「MeOH分割」として示す;M
eClの1000kg当たり生成されたジメチルエーテ
ルの量(kg)は、「DME」として示し、塩化メチル
へ転化された塩化水素の%は、「HCl%」そして示
す。
【表1】 MeOH 実験 HCl MeOH 分割 比 HCl% DME 1 3000 3600 88 1.36 99.5 11 2 3500 4200 86 1.36 99.3 9 3 3400 4080 83 1.36 99.3 8.3 4 3400 4080 82 1.36 99.3 8.0 5 3400 4080 80 1.36 99.2 7.8 6 3400 4080 78 1.36 99.1 7.5
【0021】実施例2 第1の反応器に78〜86%のメタノールを供給し、第
2の反応器に14〜22%のメタノールを供給すること
によって塩化メチルの製造を評価した。実施例1の方法
を反復したが、表1に示すように第1及び第2の反応器
に供給されるメタノールの量及び工程に供給される塩化
水素及びメタノールを変えた。実験2〜6の結果を表1
に示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】 塩化メチルを製造する本発明法の一実施態様
の略流れ図である。
【符号の説明】
2 塩化水素ガス 4 第1の反応器 6 第1の液体媒体 8 第1のメタノール部 10 加熱コイル 12 ガス混合体 14 第2のメタノール部 16 第2の液体媒体 18 第2の反応器 20 第2の加熱コイル 22 塩化メチル含有ガス混合体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニール フィリップ ロバーツ イギリス国エヌピー6 1アールエフ サ ウス ウォールス グエント ニューポー ト カーレオン ホームファーム クレス セント 31

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の工程(A)〜(C)から成ること
    を特徴とする塩化メチルの製造方法: (A) 少なくとも2つの部分に分割され、第1の部分
    が115℃〜170℃の範囲内の温度で第1の液体媒体
    の共存下においてプロセスに添加されたメタノールの6
    0〜95%を有する少なくとも理論量のメタノールと、
    塩化水素とを接触させて、塩化メチレンを含有するガス
    状混合体を生成する工程; (B) 前記ガス状混合体と第2のメタノール部分とを
    接触させて、100℃〜160℃の範囲内の温度で第2
    の液体媒体に添加する工程;及び (C) その塩化メチレンを回収する工程。
  2. 【請求項2】 前記第1のメタノール部分が、プロセス
    に供給される前に、90℃〜170℃の範囲内の温度で
    予熱されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記液体媒体の濃度は、5〜30重量%
    の塩化水素、1〜10重量%のメタノール及び残り水で
    あることを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記接触工程は、240〜900kPa
    Gの範囲内の圧力で、実施されることを特徴とする請求
    項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記プロセスは、連続法として実施され
    ることを特徴とする請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 塩化水素1モル当たり理論的に過剰の
    1.2〜1.6モルの範囲内のメタノールが存在するこ
    とを特徴とする請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 さらに、回収した塩化メチレンを硫酸と
    接触させる工程から成ることを特徴とする請求項1記載
    の方法。
  8. 【請求項8】 前記第2のメタノール部分が部分的に気
    化されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 下記の工程(A)〜(C)から成ること
    を特徴とする塩化メチルの製造方法: (A) 少なくとも2つの部分に分割され、第1の部分
    が115℃〜170℃の範囲内の温度で第1の液体媒体
    の共存下においてプロセスに添加されたメタノールの6
    0〜95%を有する少なくとも理論量のメタノールと、
    塩化水素酸とを接触させて、塩化メチレンを含有するガ
    ス状混合体を生成する工程; (B) 前記ガス状混合体と第2のメタノール部分とを
    接触させて、100℃〜160℃の範囲内の温度で第2
    の液体媒体に添加する工程;及び (C) その塩化メチレンを回収する工程。
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