JPS6176435A - フッ化イソブチリルの気液製造法及びその装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一酸化炭素、プロピレンおよびフッ化水素から
フッ化イソブチリルの製造方法に関する。

（従来の技術） 米国特許第２．１３３１．８７７号はオレフィン、一酸
化炭素、フッ化水素の如き酸性媒体および水からカルボ
ン酸を製造するバッチ法を記載している。しかしながら
、この方法は経済的ではない。高分子の酸やその他の化
合物が生成しカルボン酸の低収率をもたらすからである
。

米国特許第３，０５９，００７号はモノオレフィン性仕
込物を反応前に水素化して重合を生起するポリオレフィ
ン性物質を除去するという改良法を記載しているが、モ
ノカルボン酸の収率は５３．６〜６２％にすぎない。

ヨーロッパ特許出願０−０１７−４４１号は三フッ化ホ
ウ素触媒とアルコールとを等モル量で反応させ続いて生
成エステルおよび触媒を分離することを記載している。

この方法はフッ化イソブチリルの形成に使用できない。

ヨーロッパ特許第０　、０３１”、　８８６号はイソ醋
酸またはその低級アル二トルエステルの製造方法を記載
しているが、この方法はフッ化イソブチリルを製造する
のに使用できない。しかしながら、前記の先行技術のい
ずれも一酸化炭素を回収、循環するという高価なコスト
をいかに低減するかにつき何ら教示しておらず、また示
唆もしていない。

（発明の要約） □本発明は複雑な共流気液反応（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ
　ｇａｓ−１ｉｑｕｉｄ　ｒｅａｃｔｉｏｎ）に関する
先行技術の高価な一酸化炭素の回収、循環を解決するも
のである。

本発明は一酸化炭素、フッ化水素およびプロピレンから
フッ化イソブチリルを製造するための連続式の共流加圧
気液方法並びにその装置を提供する。

上記方法は、 工程（ａｌ、一酸化炭素およびプロピレンからなる第一
流体混合物を反応器中でフッ化水素からなる第一液体と
所定条件で加圧下に共流的に反応させてフッ化イソブチ
リルを形成し、工程（ｂｌ、工程＋８１からの生成物混
合物を反応圧に実質的に等しい圧力で一酸化炭素からな
る第二ガス混合物とフッ化イソブチリル、フッ化水素お
よび一酸化炭素からなる第二液体とに分離し、 工程（ｃｌ、工程（ｂ）からの第二液体を反応圧力より
実質的に低い圧力で一酸化炭素からなる第三ガス混合物
とフッ化イソブチリルおよびフッ化水素からなる第三液
体とに分離し、 工程（ｄｌ、工程（ｂｌおよび（ｃ１からの第二ガス混
合物および第三ガス混合物を補給の一酸化炭素およびプ
ロピレンと共に第一流体混合物に生成し、工程Ｔｅｌ、
工程（ｄｌからの第一流体混合物を工程（ａ）に循環し
て反応させフッ化イソブチリルを連続的に生成する 諸工程からなる。別態様に於いて、フッ化水素を分離し
循環する。

（発明の説明） （ａｌ　　一般的な説明 本発明は一酸化炭素、プロピレンおよびフッ化水素から
フッ化イソブチリルを製造するための連続式気液加圧法
に関し、これにより一酸化炭素あるいは一酸化炭素とフ
ッ化水素の両者を廉価に循環しその結果廃棄一酸化炭素
または廃棄フッ化水素および一酸化炭素を最小に保つ。

上記方法は以下の諸工程に基づくものである。

工程、８）、共流反応器（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ　ｒｅ
ａｃｔｏｒ）ＩＩＪ−ｒ　一酸化炭素およびプロピレン
からなる第一流体混合物をフッ化水素からなる第一液体
と所定°　条件で加圧下に共流的に反応させてフッ化イ
ソブチリルを形成し； 工程（ｈｌ、工程（ａｌで生成した生成物混合物を上記
反応圧に実質的に等しい（一般的には反応圧の９０〜９
６％の）圧力で一酸化炭素からなる第二ガス混合物とフ
ッ化イソブチリル、フッ化水素および一酸化炭素からな
る第二液体とに分離し； 工程ＩＣＩ、工程（ｂｌからの第二液体を上記反応圧よ
り実質的に低い（一般的に反応圧の約２〜約１１％の）
圧力で一酸化炭素からなる第三ガス混合物とフッ化イソ
ブチリルおよびフッ化水素からなる第三液体とに分離し
； 工程（ｄ）、工程（ｂ）およびｆｃｌからの第二ガス混
合物と第三ガス混合物と補給の一酸化炭素およびプロピ
レンとから第一流体混合物を形成し；工程（ｅ）、工程
（ｄｌからの第一流体混合物を工程（ａ）の反応用反応
器に循環し、これによりフッ化イソブチリルを連続法で
生成する。

第一液体はフッ化水素、好ましくは無水フッ化水素から
なり、少量のフッ化イソブチリル、一酸化炭素および二
酸化炭素、窒素および反応を害しないアルカン類の如き
その他の不活性物質を含み得る。

第一流体混合物は一酸化炭素とプロピレンとからなり、
好ましくはガスとしてのこれら化合物からなるが、プロ
パンのようなアルカン類及び／又は二酸化炭素及び／又
は窒素の如きその他の不活性物質をも含み得る。

上記反応の別態様として、工程ｆｃ）の第二気液骨離か
ら生成した第三液体からフッ化水素を分離する。この分
離は簡単な蒸留により容易に行ない得る。分離したフッ
化水素はまた工程（ａｌに循環し反応させる。

（ｂｌ　　装置の一般吟ケ託所 フッ化水素からなる液体と一酸化炭素およびプロピレン
からなる流体混合物とからフッ化イソブチリルを形成す
るための加圧下の連続式共流気液法を行なう装置（反応
器とも云う）１０は添付図面に図示されている。装置は
後端部３０と前端部２５を有している少くとも一つの反
応管２０からなる。前端部２５はプロピレンおよび一酸
化炭素の如き流体混合物を液体に注入する装置３５を反
応管に連結しており、その結果気液反応’ＩＦ１合物は
反応用反応管２０に入る。流体混合物注入用装置３５は
アスピレーターノスル、シエ’７トノズル、またはその
他の当業界で公知の好適な装置であり得る。

加圧下のフッ化水素からなる液体を導入するための装置
４０は反応管２０の前端部２５に連結し１　つ ている。一つのこのような装置は管により反応管２０の
前端部２５に連結された図示されている液体ポンプから
なる。当業界で公知のその他の好適な装置も使用し得る
。

液体部５１とガス部５０を備えた第一気液分離器４５（
冷却装置を有している）は反応管２０の後端部３０に連
結している。

プロピレンを流体形態の液体またはガス、あるいはその
両者として、好ましくはガスとして反応器１０に導入す
るための装置４２は流体混合物を液体流に注入するため
の装置３５に連結されている。図示されているプロピレ
ン導入装置４２は流体注入装置３５に連結する一定の流
量の液体ポンプおよび管からなる。当業界に公知のその
他の好適な装置がプロピレンを反応器に導入するのに使
用し得る。

ガス部５６と液体部５７とを有する第二気液分離器５５
は少くとも一つの減圧弁５８に連結している。減圧弁５
８は第一気液分離器４５の液体部５１と第二気液分離器
５５のガス部５６とに連結ｊ している。

第一圧縮機ポンプ６０、好ましくは多段式圧縮機ポンプ
を使用して第二気液分離器のガス部５６から第二管６５
を通ってくる主として一酸化炭素からなるガス混合物を
圧縮する。

第一圧縮機ポンプ６０は一酸化炭素源６２、例えば精製
所からの一酸化炭素源に連結されている。

第一圧縮機ポンプ６０は源６２からの一酸化炭素と第二
気液分離器５５からのガス混合物を反応管２０内の圧力
より高い圧力に圧縮し、その結果第一圧縮機ポンプ６０
からのガスは本明細書に記載の反応のため反応管２０に
入る。

第一管６３は第一圧縮機ポンプ６０の出口とプロピレン
からなる流体を上記混合物に導入するための装置４２と
に連結しており、これにより第一圧縮機ポンプ６０を出
るガスはプロピレンからなる流体に移され、これは反応
管２０に導入される。

第二管６５は第二気液分離器５５のガス部５６と第一圧
縮機ポンプ６０とに連結しており、これにより第二気液
分離器５５内からのガスは第−圧縮機ポンプ６０に移る
。

第二圧縮機ポンプ７０は第一気液分離器のガス部５０と
第一圧縮機ポンプ６０の出口に連結している第一管６３
とに連結している。第二圧縮機ポンプ７０は第一気液分
離器４５を出るガスの圧力を第一管６３内の圧力より高
い圧力に高め、これにより第一気液分離器４５からのガ
スは反応管２０に循環される。

第三管７５は第一管６３と第二圧縮機ポンプ７０の出口
とに連結しており、これにより第二圧縮機ポンプからの
ガスは第一圧縮機６０からのガスに移される。

第二気液分離器５５から第二液体を除去するための装置
８０は液体部５７に連結されており、これにより液体フ
ッ化水素およびフッ化イソブチリルからなる第二液体は
装置（反応器）１０から除去される。第二液体は、更に
処理するため好適な貯蔵タンクまたはコンベアタンクに
移すことができる。好ましくは、第二液体は蒸留装置の
如き分離装置（図示されていない）に移され、これによ
リッツ化イソブチリルおよびフ・ノ化水素が分離され、
ついでフッ化水素は液化され、循環のため加圧下に液体
フッ化水素を導入するための装置４０に移される。

犬旌開 以下の実施例により本発明の方法並びに装置を説明する
。

」Ｙ 本明細書に記載の方法および装置を実施する実施例に於
いて、源６２からの一酸化炭素は第一圧縮機６０中を通
り管６３へと流れ、ここで第二圧縮機７０から第三管７
５を通ってくるＣＯからなるガス混合物と混合される。

第一管６３を出るガス混合物はプロピレン導入装置４２
からのプロピレンからなる流体と混ざり第一流体混合物
を形成し、この混合物は注入装置３５を通り反応管２０
の前端部２５に入り、液体フッ化水素を反応管２０に導
入するための装置４０を通って反応管２０の前端部に流
れる液体フッ化水素と混ざる。気液の反応混合物は反応
管２０中で共流的に反応してフ・ノ化イソブチリルを生
成し、例えば未反応プロピレン、一酸化炭素、フッ化水
素およびフッ化イソブチリルからなる生成物混合物およ
び可能な不活性物質は第一気液分離器４５に入る。第一
気液分離器４５からのガスは第二圧縮機７０に入り、こ
こで圧縮され前記のように第一管６３に通される。

第一気液分離器４５　（冷却装置を有している）の液体
部５１からの、ＣＯを溶解してなる第一液体は減圧弁５
８中を通り第二気液分離器５５に入る。

第二気液分離器５５のガス部５６からのガスは第二管６
５を通って第一圧縮機に入り、ここで源６２からの補給
一酸化炭素と共に本明細書に記載のとおり反応管２０中
の反応に循環される。

実施例１ この実施例は前記の操作に従った。反応は５５０ポンド
／平方インチ絶対圧（ｐｓｉａ）　　（３７，９バール
）１１３’Ｆ（４５℃）、２４，８４．１ポンド／時間
（１１，２７８ｋｇ／時間）のプロピレン流量、および
１１５，８００ポンド／時間（５２，５７３ｋｇ／時間
）の一酸化炭素流量で行なった。

第一圧縮機６０は効率７０％でデルタ（Δ）圧力５５０
−１５ｐｓｉ　（３６，５バール）の型である。

第二圧縮機７０は効率７０％でデルタ（Δ）圧力（５５
０−５００）　ｐｓｉ　　（３，４５バール）の高圧力
変換（ループ）の型である。

馬力（ＩＩＰ）の量および冷却要求量（効率）（肝）を
表Ｉに示す。

実施例２ この実施例は実施例１と同様であるが、但し第一圧縮機
６０は効率７０％でデルタ（Δ）圧力２５００−１５ｐ
ｓｉ　　（１７１，４バール）の型である。第二圧縮機
７０の高圧ループは圧力差（ΔＰ）（２５００−２４０
０ｐｓｉ　）　　（６，９０バール）の型である。反応
圧力は２５００ｐｓｉａ　（１７２バール）である。馬
力（Ｉｌ、Ｐ、）の量および（１１，Ｐ、）として示し
た冷却要求量（効率）を表１に示す。

北較炎 以下の比較例３と４は、実施例１および２と同じ流量、
反応器圧力および圧力条件に基づく方法の馬力およびＩ
ｌ、Ｐ、として示した冷却効率を示す。

これらの比較例に於いて、使用装置は第二圧縮機７０、
第三管７５または第一気液分離管４５を有していない。

その代わり、反応管２０からの生成物混合物は減圧弁５
８を通り第二気液分離器５５に入る。

比較例３ この比較例は実施例１と同じ条件に基づいたが、但し唯
一の圧縮機６０を用いた。圧縮馬力の量及び冷却効率（
Ｈ，Ｐ、とじて）の量を表Ｉに示す。

比較例４ □この比較例は実施例２のようにして行なったが、但し
一個の圧縮機６０を用いた。圧縮馬力の量および冷却効
率（Ｈ，Ｐ、として）の量を表Ｉに示す。

上記の例から、本明細書に記載の方法及び装置はコスト
およびエネルギー要求量の大きな節約、例えば５５０ｐ
ｓｉａで５．２２１１１．ｌ’、の節約、２５００ｐｓ
ｉａで６　、０３０１１．Ｐ、の節約をもたらすことが
わかる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法及び反応器の略図を示す。 手続補正書く方式） １、事件の表示　　　昭和６０年特許願第１３２８７０
号３、補正をする者 事件との関係　　出願人 ４、代理人

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）一酸化炭素およびプロピレンからなる第一
   流体流を共流反応器中でフッ化水素からなる第一液体と
   加圧下に共流的に反応させてフッ化イソブチリルを生成
   し、 （ｂ）工程（ａ）で生成された生成物混合物を反応圧に
   実質的に等しい圧力で一酸化炭素からなる第二ガス混合
   物とフッ化イソブチリル、フッ化水素および一酸化炭素
   からなる第二液体とに分離し、 （ｃ）工程（ｂ）からの第二液体を反応圧力より実質的
   に低い圧力で一酸化炭素からなる第三ガス混合物とフッ
   化イソブチリルおよびフッ化水素からなる第三液体とに
   分離し、 （ｄ）工程（ｂ）および（ｃ）からの第二ガス混合物お
   よび第三ガス混合物からの一酸化炭素およびプロピレン
   と補給の一酸化炭素およびプロピレンとからなる第一流
   体混合物を生成し、 （ｅ）工程（ｄ）の第一流体混合物を工程（ａ）に循環
   して反応させフッ化イソブチリルを連続法で生成する ことからなる、一酸化炭素およびフッ化水素によるプロ
   ピレンのカルボニル化によりフッ化イソブチリルを製造
   する連続式の共流気液方法。
2. （２）（ａ）一酸化炭素およびプロピレンからなる第一
   流体流を共流反応器中で所定条件下でフッ化水素からな
   る第一液体流と共流的に反応させてフッ化イソブチリル
   を生成し、 （ｂ）工程（ａ）で生成された生成物混合物を反応圧に
   実質的に等しい圧力で一酸化炭素からなる第二ガス混合
   物とフッ化イソブチリル、フッ化水素および一酸化炭素
   からなる第二液体とに分離し、 （ｃ）工程（ｂ）からの第二液体を反応圧力より実質的
   に低い圧力で一酸化炭素からなる第三ガス混合物とフッ
   化イソブチリルおよびフッ化水素からなる第三液体とに
   分離し、 （ｄ）工程（ｂ）および（ｃ）からの第二ガス混合物お
   よび第三ガス混合物からの一酸化炭素およびプロピレン
   と補給の一酸化炭素およびプロピレンとからなる第一流
   体混合物を生成し、 （ｅ）工程（ｃ）の第三液体からフッ化水素を分離し、
   ついで、 （ｆ）工程（ｅ）からのフッ化水素および工程（ｄ）か
   らの第一流体混合物を工程（ａ）の反応のため反応器に
   循環して連続的にフッ化イソブチリルを生成する ことからなる、フッ化水素中一酸化炭素によるプロピレ
   ンのカルボニル化によりフッ化イソブチリルを製造する
   連続式の共流気液方法。
3. （３）反応管２０に連結され流体混合物を液体流に注入
   する装置３５を備えた、後端部３０と前端部２５を有す
   る反応管２０； 反応管２０の前端部２５に連結された、加圧下にフッ化
   水素からなる液体を導入する装置４０； 反応管２０の後端部３０に連結されたガス部５０と液体
   部５１とを有する第一気液分離器４５； 流体混合物を液体流に注入する装置３５に連結されたプ
   ロピレン導入装置４２； ガス部５６と液体部５７とを有する気液分離器５５； 第一気液分離器４５の液体部５１および第二気液分離器
   ５５のガス部５６に連結された減圧弁５８、これにより
   第一気液分離器４５からの第一液体が第二気液分離器５
   ５に入る； ＣＯ源６２に連結され、第二気液分離器５５からのガス
   を反応管２０内の圧力より高い圧力に圧縮する第一圧縮
   機６０； 第一圧縮器６０の出口およびプロピレンからなる流体を
   上記混合物に導入する装置４２に連結された第一管６３
   、これにより第一圧縮機ポンプ６０からのガスが反応管
   ２０に導入されるプロピレンからなる流体に移される； 第二気液分離器５５のガス部５６および第一圧縮機６０
   に連結された第二管６５、これにより第二気液分離器５
   ５内からのガスが第一圧縮機６０に移る； 第一気液分離器４５からのガスの圧力を第一管６３内の
   圧力より高い圧力に高める第二圧力機７０、これにより
   第一気液分離器４５からのガスを反応管２０に循環する
   ； 第一管６３および第二圧縮機７０の出口に連結された第
   三管７５、これにより第二圧縮機ポンプからのガスが第
   一圧縮機６０からのガスに移される；および 第二気液分離器５５からフッ化水素およびフッ化イソブ
   チリルからなる第二液体を除去する装置８０、これによ
   り第二液体が装置１０から除去される、 からなることを特徴とする、フッ化水素からなる液体お
   よび一酸化炭素およびプロピレンからなる流体混合物か
   ら加圧下にフッ化イソブチリルを形成する連続式共流気
   液方法を実施する装置１０。
4. （４）第二液体をフッ化水素およびフッ化イソブチリル
   に分離しフッ化水素を加圧下に導入する装置４０にフッ
   化水素を移し、かくしてフッ化水素を循環する装置を更
   に含むことを特徴とする、特許請求の範囲第（３）項記
   載の装置。
5. （５）工程（ｂ）の分離圧力が工程（ａ）の反応圧力の
   約９０〜９６％であり、工程（ｃ）の分離圧力が工程（
   ａ）の反応圧力の約２〜約１１％である特許請求の範囲
   第（１）項または第（２）項記載の方法。