JPS6326111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エポキシドまたはエポキシド含有混
合物の精製のための改良方法に関するものであ
る。本発明は特に、エポキシドから、またはエポ
キシドを含有する混合物からの、カルボニル基含
有化合物の除去に関するものである。たとえば、
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレ
ンオキシド、スチレンオキシド、エピクロロヒド
リンまたはグリシドールのようなエポキシド類
は、プラスチツクの分野において、たとえばポリ
ウレタンにおいて、あるいは接着剤の分野におい
て、広い用途を有する重要な中間物である。

量的には、低級オフレインのエポキシド、たと
えばエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド
は、もつとも重要なこの種の単量体化合物であ
る。最終生成物の品質にかんがみて、これらのエ
ポキシドには、きわめて高純度が要求される。特
に、カルボニル化合物、たとえば、それぞれ１〜
5Cの原子を有するアルデヒド、ケトンおよびエ
ステルは、エポキシド中できわめて低濃度におい
てのみ、存在が許されるに過ぎない。かくして、
たとえば、エポキシドからのポリエーテルの製造
において比較的高いアセトアルデヒド含量では着
色した製品が生ずるから、プロピレンオキシド中
のアセトアルデヒドの濃度を50ppm以下に保つこと
が必要である。以下においては、主として、製品
について要求される高純度の結果として、前記の
化合物を除去するためにきわめて多くの提案がな
されているプロピレンオキシドを１例として使用
して、説明を行なう。

低分子量エポキシドに対する従来から公知の製
造方法は、すべて相当するオフレインの酸化に基
づいている。これらの方法における酸化剤として
は、アルカリと組合わせた塩素、分子状酸素、有
機ヒドロペルオキシド、または過カルボン酸が用
いられる。電気化学的方法もまた、知られてい
る。カルボニル基の形態にある酸素を含有する副
生物は、多かれ少なかれ、これらの方法のすべて
において生成する。プロピレンオキシドの製造の
場合には、認められる副生物の例は、ホルムアル
デヒド、アセトアルデヒド、アセトン、プロピオ
ンアルデヒドおよび低分子量カルボン酸のエステ
ル、たとえばギ酸メチルである。これらのやつか
いな副生物は、プロピレンの酸化分解によつて生
ずるばかりでなく、反応の間に、または反応混合
物の後処理の間に、プロピレンオキシドからも生
成する。物理化学的な操作または化学反応の何れ
かに基づく多くの精製方法が、プロピレンオキシ
ドからのカルボニル基含有副生物の除去のため
に、既に提案されている。

エポキシドの精製のための物理化学的分離操作
として、蒸留が用いられる。しかしながら、多く
の場合に抽出蒸留方法、すなわち、向流する付加
的な溶剤の助けをかりて行なう方法のみが、充分
に満足できる結果を与える。

プロピレンオキシドからギ酸メチルを分離する
ためには、たとえば、西ドイツ特許明細書
1224293号によつて、炭化水素を使用して抽出蒸
留を行なうことが提案されている。アメリカ合衆
国特許3337425号においては、たとえばオレフイ
ン類、芳香族化合物およびそれらの混合物のよう
な炭化水素が、エポキシドから抽出蒸留によつ
て、酸素を含有し且つエポキシドの沸点の±５℃
の範囲内で沸とうする不純物を分離するための適
当な抽出剤として、記されている。プロピレンオ
キシドから分離すべき化合物としては、ギ酸メチ
ルおよびアセトアルデヒドが挙げられている。

アメリカ合衆国特許2622060号においては、抽
出剤としてアルカリ水溶液が推奨されており、こ
れによつて、たとえばアセトアルデヒドおよびギ
酸メチルのような不純物を、抽出蒸留により、プ
ロピレンオキシドから除去することができるとい
われている。アルカリ水溶液の存在で行なうこの
方法は、公知のように、アルカリ水溶液の存在に
おいてエポキシドは鹸化を受けてグリコールとな
るから、エポキシドの大きな損失を生じさせる。
その上、プロピレンオキシドからの水の分離は、
きわめて大きな費用を要する蒸留を用いてのみ、
可能であるに過ぎない（西ドイツ特許出願公開明
細書2015602号参照）。エポキシドの損失に基づく
不利益はさておき、プロピレンオキシドからカル
ボニル化合物を分離するためのすべての抽出蒸留
方法は、抽出剤を精製して、できる限り損失なく
再循環させることができるように、少なくとも１
の別の蒸留装置を必要とするという理由で、費用
がかかる。使用する抽出剤がオレフインオキシド
を汚染するという事実もまた、別の小さくない不
利益として、考慮しなければならない。

プロピレンオキシドから、カルボニル基を含有
する前記の不純物を、単なる蒸留によつて、充分
に満足すべき結果をもつて分離するということ
は、これらの化合物の沸点のかなりの相違によ
り、実際に予想され得ることではあるけれども、
可能ではない。認められる困難は、プロピレンオ
キシドの沸点に近い沸点を有する共沸混合物の生
成と部分的に関係する。低級アルデヒドの分離
は、特に難しいものと考えられる。この点に関し
て、西ドイツ特許出願公開明細書2454115号（第
２頁、第３段）において、工業用として申し分の
ないプロピレンオキシドは、プロピオンアルデヒ
ドとして表わして、約100ppm未満、好ましくは約
20ppm未満のアルデヒドを含有するに過ぎないもの
でなければならないから、一般に約２重量パーセ
ントに至るまでの量で存在するアルデヒドの分離
は、難しい問題であると記されている。

単なる蒸留、すなわち、抽出剤を使用しない蒸
留によるアセトアルデヒドとプロピレンオキシド
の分離の間に生ずるプロピレンオキシドの損失に
関しては、プロピレンオキシドの単離の過程で得
られるアセトアルデヒド含有留出物中のプロピレ
ンオキシドの約30％が損失となるということが、
西ドイツ特許出願公開明細書2454115号（３頁、
２段）中に記されている。

このような損失を減ずるために、西ドイツ特許
出願公開明細書2454115号においては、アセトア
ルデヒドおよびプロピレンアルデヒドを別々に２
蒸留装置中で分離し、アセトアルデヒドを最初に
留出物として取得することを提案している。それ
ぞれ90および62のトレーと高い還流比を有する蒸
留塔を使用する結果としての大きな費用に加え
て、少なくない量の水の存在においてプロピレン
オキシドが受ける熱への２回の暴露は、もう１つ
の重大な欠点とみなすべきである。

エポキシドからカルボニル基含有不純物を除去
するために、これまでに提案されたその他の方法
は、カルボニル化合物と結合することによつてエ
ポキシドを精製するための化学的な助剤を使用し
ている。しかしながら、これらの方法は、すべて
の場合に、工業的なプロセスへの適用が考慮され
ていないという大きな欠点を有している。

アメリカ合衆国特許3814478号においては、固
体重亜硫酸ナトリウムを用いる処理によつて、プ
ロピレンオキシドからホルムアルデヒド、アセト
アルデヒドおよびプロピオンアルデヒドを除去す
ることを提案している。この方法を遂行するため
に、重亜硫酸ナトリウムを固定床中に配置し、こ
の固定床上に不純なプロピレンオキシドを通じ
て、重亜硫酸塩とアルデヒドから付加化合物を生
成せしめる。精製において使用する有機仕込物
は、約２重量％の水を含有していなければならな
い。精製の過程で、副反応として、かなりの程度
のエポキシドの転化が生ずることは、なかんず
く、この方法の欠点とみなされなければならな
い。その上、精製されたエポキシドは、不純物と
して二酸化硫黄を含有している。重亜硫酸塩粒子
の表面がアルデヒド付加化合物でおおわれたとき
には、固定床を、不活性な有機溶剤で洗浄し、次
いで比較的高い温度で空気または窒素で処理する
ことにより、精製しなければならない。連続操作
の場合において存在せしめる第二の洗浄塔の設備
の必要は別にしても、このような２プロセス段階
は、プロセスにかなりの悪影響をもたらし且つそ
の実施をほとんど利益のないものと思わせる。

プロピオンオキシドからカルボニル基含有化合
物を除去するための別の方法が、イギリス特許
1035866号および対応する特公昭38−21711号公報
で提案されている。不純物の化学的修飾が、水素
化ホウ素ナトリウムを用いて行なわれる。この化
合物は、カルボニル基含有化合物と選択的に反応
するという利点を有しているが、重大な欠点をも
有している。すなわち、アルデヒド、ケトンおよ
びエステル類との水素化ホウ素ナトリウムの反応
において、ホウ素含有有機化合物が生成し、それ
は本質的に不溶解性であつて、この方法を工業的
に実施する場合に、高価な過装置を必要ならし
める。一方、水素化ホウ素ナトリウム自体はプロ
ピレンオキシド中に僅かな程度に可溶であり、そ
れが後続する蒸留の間に、管および熱交換器中で
の付着と閉塞をみちびく。

化学薬品を使用してプロピレンオキシドを精製
するための別の方法は、特公昭44−9650号公報
〔ケミカルアブストラクツ71、81128p（1969）〕に
記されている。この特許公報はプロピレンオキシ
ドからのプロピオンアルデヒドの除去のために、
ヒドラジン水溶液の使用を提案している。この方
法の欠点は、定量的なプロピオンアルデヒドの反
応を達成するためには室温において20時間の反応
時間が必要であるということである。滞留時間の
大きい場合にはきわめて反応器の容量を使用しな
ければならない故に、このような反応時間を工業
的に実施するためには、かなりの費用を必要とす
る。その上、このような長い反応時間の結果とし
て、同時に少なからず生ずる、ヒドラジンとプロ
ピレンオキシドまたはヒドラジン溶液中の水とプ
ロピレンオキシドとの副反応のために、プロピレ
ンオキシドの損失もまた生ずる。プロピレンオキ
シドからアセトアルデヒドを除くためにこの方法
を使用する場合には、精製すべきエポキシド中で
きわめて低い溶解度を有するにすぎない生成物が
生じ、その結果、この方法を工業的に実施する際
に、蒸発缶、装置およびパイプライン中で、これ
らの不溶解生成物によつて生ずる堆積および閉塞
が起らないようにするために費用のかかる手段を
とらねばならないという事実は、この特公昭44−
9650号公報による方法の別の欠点とみなすべきで
ある。

上記の欠点と限界を有する特公昭44−9650号公
報による方法は、このように、プロピオンアルデ
ヒドの除去に対してのみ適しているにすぎない。
たとえば、プロピレンオキシド含有混合物から、
その混合物中に存在する唯一のカルボニル化合物
としてのアセトアルデヒドを除去しなければなら
ない場合には、不溶解性物質の生成によつて生ず
る問題を回避するために、可溶化剤かのように働
らくプロピオンアルデヒドをも、既に存在するア
セトアルデヒドに加えて、混合物に添加すること
が必要である。しかしながら、プロピオンアルデ
ヒドの添加は、同時に、ヒドラジン水溶液の消費
の増大をも意味する。

エポキシドからカルボニル基含有不純物を除去
するために化学反応を利用する、これらのすべて
の方法は、過剰に使用する必要薬品、ならびに、
その薬品とカルボニル基含有化合物から生ずる反
応生成物が、余分な不純物となるという共通の欠
点を有している。それ故、自動的に必要となる反
応段階に加えて、引続く蒸留による反応混合物の
分離を省略することはできない。多くの場合にこ
の蒸留は、エポキシドと共沸する複雑な組成の混
合物の生成によつて、全く不可能とはならないま
でも、いつそう困難となる。

要約すると、カルボニル化合物を除去すべきエ
ポキシド、特にプロピレンオキシド、の精製のた
めに従来明らかにされた方法に関して、これらの
方法の何れもが、この問題に対する十分な解決を
提供するものではないということができる。

それに対して、エポキシドの精製のための工業
的に簡単で且つ経済的に有利な方法が見出された
が、この方法は、１〜５炭素原子を有するカルボ
ニル化合物を、エポキシドに対して、２重量％に
至るまで含有するエポキシドまたはエポキシド含
有混合物を、蒸留装置の中間区域中に送入し、１
以上の非置換NH₂基を有する化合物をエポキシ
ド含有物流の入口よりも上方に送入し、且つ精製
したエポキシドを、塔頂生成物として、または少
なくとも1NH₂基を有する該化合物が蒸留塔中に
入る場所よりも上方で、側流中に、取出すことを
特徴としている。

この方法は、たとえば、１〜50の理論段数を有
するストリツピング区域、１〜70の理論段数を有
する濃縮区域、蒸発缶および濃縮器を含有する蒸
留装置を用い、エポキシドまたはエポキシド含有
化合物をストリツピング区域と濃縮区域の間に送
入し、非置換NH₂基を有する化合物を、この点
よりも１〜20理論段数上方に送入し且つ精製した
エポキシドを、塔頂生成物として、または非置換
アミノ基含有化合物の仕込み点よりも１〜50理論
段数上方で、側流中に、取出すという手順によつ
て、遂行することができる。それによつて、エポ
キシド又はエポキシドを含有する混合物中に含ま
れるカルボニル化合物と非置換アミノ基含有化合
物との反応が確実に達成されそして精製エポキシ
ドを塔頂から取出すことを可能とする。本発明に
よる方法は、たとえば、エポキシドに対して２重
量％に至るまでの１〜５炭素原子を有するカルボ
ニル化合物を含有する、たとえば、エチレンオキ
シド、プロピレンオキシド、１，２−エポキシブ
タン、２，３−エポキシブタン、ビニルオキシラ
ンまたはスチレンオキシドのようなエポキシド
類、あるいはこれらのエポキシド類中の１種を含
有するエポキシド含有混合物を、１〜20理論段数
を有するストリツピング区域、蒸発缶および凝縮
器から成る蒸留装置中に仕込み、非置換NH₂基
を有する化合物を、エポキシドまたはエポキシド
含有混合物に対する入口よりも１〜10理論段数上
方に送入しそして精製したエポキシドを、0.01〜
2.5バールの塔頂圧力下に且つ0.1〜10：１の塔へ
の還流物の塔頂において取出す留出物に対する比
において、塔頂生成物として、または、NH₂基
を含有する化合物に対する入口よりも５〜40理論
段数上方で、側流中に、取出すという手順によつ
て、有利に遂行することができる。

本発明による方法に対して使用することができ
る蒸留装置は、たとえば段塔または充填塔のよう
な、常用の蒸留塔である。ワイヤガーゼ充填物、
またはガラス繊維布充填物、あるいはセラミツク
充填物を有する塔もまた、適当である。２導入点
間の塔の区域は、段塔の形態にあることが有利で
ある。

たとえば薄膜蒸発缶、流下薄膜蒸発缶、循環蒸
発缶または上昇薄膜蒸発缶のような公知の蒸発缶
設計を蒸発缶として使用することができる。一般
に、循環蒸発缶が全く適当である。

全蒸留塔、蒸発缶および凝縮器を組立てるため
に使用することができる材料は、化学工場の建設
において、この目的に対して一般的に用いられる
建設材料、たとえば、鋼、ガラス、高品質鋼およ
び焼付け鋼である。

本発明の方法によつて、有利な具合に精製する
ことができるエポキシドは、上記非置換アミノ基
含有化合物よりも沸点が低くしかも、２〜20炭素
原子、好ましくは２〜10炭素原子を有するモノエ
ポキシドおよびポリエポキシド、特に、低級オレ
フイン、たとえば２〜６炭素原子を有するオレフ
インのモノエポキシドおよびジエポキシド、たと
えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブ
チレンオキシド（１，２−エポキシブタンおよび
２，３−エポキシブタン）、イソブチレンオキシ
ドおよびビニルオキシラン（ブタジエンモノオキ
シド）、あるいは、塩素、アリールおよびヒドロ
キシルによつて置換したオレフインのエポキシ
ド、たとえばエピクロロヒドリン、グリシドー
ル、１，２−ジクロロ−３，４−エポキシブタ
ン、１，４−ジクロロ−２，３−エポキシブタ
ン、スチレンオキシドまたは１，２−ジフエニル
エチレンオキシドである。本発明による方法は、
エチレンオキシドおよびプロピレンオキシド、な
らびに１，２−エポキシブタンおよび２，３−エ
ポキシブタンの精製のために使用することが、特
に有利である。本発明による方法は、プロピレン
オキシドの精製に対して、特に著るしく有利に使
用することができる。

蒸留装置中に導入するエポキシド含有流は、エ
ポキシドに対して２重量％に至るまでのカルボニ
ル化合物を存在せしめることが可能な、主として
エポキシドから成るもの、あるいはエポキシドの
溶液から成るもの、とすることができる。使用す
るエポキシドを溶液の形態で用いる場合には、可
能性のあるエポキシド製品流は、工業的プロセス
によるエポキシドの製造における反応混合物の分
離の間に取得されるものである。使用するエポキ
シドに対する可能な好適溶剤は、それ故、エポキ
シドの製造工程において使用する溶剤である。か
かる溶剤の例は、エチルベンゼン、メチルフエニ
ルカルビノール、ベンゼン、トルエン、およびこ
れらの化合物の混合物である。エポキシドを希釈
する溶剤の量は、広い範囲内、たとえば10〜90重
量％の範囲で変えることができ、且つ本発明の方
法に対して特に重要なことではない。

エポキシドを純粋な形態で単離することを通常
には困難ならしめているが、本発明の方法を用い
れば除去することができる、カルボニル基含有不
純物の例は、何れの場合も分子中に１〜５の炭素
原子を含有するアルデヒド、ケトンおよびエステ
ル類、たとえば、ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、プロピオンアルデヒド、アセトン、アク
ロレイン、ジアセチル、メチルエチルケトン、ヒ
ドロキシアセトン、ブチルアルデヒド、クロトン
アルデヒド、ギ酸メチル、酢酸メチルエステル、
酢酸イソプロピルエステルおよびプロピオン酸エ
チルエステルである。一般に、これらの化合物
は、精製せしめるエポキシドよりも低い沸点を有
している。しかしながら、エポキシドよりも高い
沸点を有するが、エポキシドおよび、場合によつ
ては、水と共に、エポキシドの沸点よりも低いか
またはエポキシドの沸点に近い沸点を有する共沸
混合物を形成するカルボニル化合物もまた、エポ
キシドよりも低い沸点を有し且つ、ある場合には
かなりの量のエポキシドを含有する、エポキシド
よりも低い沸点の共沸混合物を形成するカルボニ
ル化合物と同様に、本発明の方法によつて上首尾
に分離することができる。著るしく異なる化学構
造を有するアルデヒド、ケトンおよび低級カルボ
ン酸のエステルが、異なる濃度で共存している混
合物から、簡単な方法でエポキシドを分離するこ
とができるということは、本発明による方法の特
別な利点である。かくして、たとえば、ホルムア
ルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、プ
ロピオンアルデヒド、アセトンおよびギ酸メチル
を、プロピレンオキシドから、１蒸留工程によつ
て、何らの困難もなく、且つそれによつて認めう
るほどのプロピレンオキシドの損失を生ずること
なく、分離することが可能である。

本発明に従う方法においては、分子中に１以上
の非置換NH₂基を含有する化合物を、前記の場
所において、蒸留装置中に供給する。そのために
は、分子中に少なくとも１のNH₂基を有してい
る、ほとんどすべての化合物を使用することがで
きる。

本発明による方法を遂行するために適するこの
種の化合物の個々の例は、次のものである：一般
式Ｒ−NH₂（ここでＲは、直鎖または枝分れ形態
にある置換または非置換脂肪族基あるいは芳香族
基である）のモノアミン、たとえば、エチルアミ
ン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、
ｎ−ブチルアミン、イソ−ブチルアミン、および
エタノールアミン、あるいはアニリン、トルイジ
ン、ｏ−ニトロアニリンおよびα−またはβ−ナ
フチルアミンである。本発明による方法に対して
使用することができるその他のアミンは、次のも
のである：たとえば、２または３炭素原子を有す
るアルキレン基を含有するジアミンたとえば、エ
チレンジアミン、１，２−ジアミノプロパン、
１，３−ジアミノプロパン、ヒドラジンならびに
非置換NH₂基を含有するヒドラジン誘導体もま
た、本発明による方法に対して適している。挙げ
ることのできる例は、ヒドラジン、ヒドラジンモ
ノヒドレート、たとえば、フエニルヒドラジンお
よび２，４−ジニトロフエニルヒドラジンのよう
な、アリールヒドラジン類、および、たとえばセ
ミカルバジド、アセトヒドラジド、安息香酸ヒド
ラジド、イソ酪酸ヒドラジドおよびチオカルボン
酸類のヒドラジドのような、ヒドラジド類であ
る。

分子中に遊離NH₂基を有する化合物に加えて、
鉱酸およびカルボン酸の相当する塩類、たとえ
ば、塩酸、硫酸および酢酸から誘導される、
NH₂基含有化合物のアンモニウム塩を用いるこ
ともできる。挙げることのできる例は、ｔ−ブチ
ルアミン塩酸塩、１，２−ジアミノエタンの重亜
硫酸塩または、たとえば硫酸ヒドラジンのような
ヒドラジニウム塩である。

２〜５炭素原子を有するｎ−アルキルアミン、
およびヒドラジドを、本発明に対して特に適する
ものとして、挙げることができる。

２又は３炭素原子を有する１，２−ジアミノア
ルカン、アニリン、フエニルヒドラジン、および
ヒドラジンヒドレートが、特にきわめて適してい
る。

通常の条件下に固体であるNH₂基含有化合物
は、不活性溶剤中の溶液として、蒸留塔に供給す
ることが有利である。液状のモノアミンまたはジ
アミン、またはヒドラジン誘導体は、一般に、非
希釈状態で塔中に導入する。

固体の状態にあるNH₂基含有化合物に対して
使用することができる適当な溶剤は、比較的高沸
点のエステル、塩素化炭化水素、芳香族類、エー
テル類、水および燐含有化合物である。ベンゼ
ン、トルエン、エチルベンゼンおよびキシレンが
特に適している。ジオキサンまたはその他の環状
エーテル類、あるいは、たとえば燐酸トリブチル
のような、燐酸エステルが、特に適している。一
般に、精製すべきエポキシド／NH₂基含有化合
物／溶剤系の確立においては、アミノ基を含有す
る化合物についての溶解性ばかりでなく、エポキ
シドと溶剤の沸点の差をも考慮する。本発明によ
る方法に対しては、エポキシドよりも少なくとも
20℃高い沸点を有する溶剤を選ぶことが好都合で
ある。一般に、エポキシドよりも少なくとも50℃
高い沸点を有する溶剤が、特に適している。エポ
キシドの沸点よりも60〜110℃高い沸点を有する
溶剤を用いることが有利である。

蒸留塔で使用する溶液中のNH₂基含有化合物
の濃度は、溶剤の種類に依存して、広い範囲内で
変えることができる。一般に、0.1〜90重量％の
含量が、きわめて適当である。これらの濃度は20
〜80重量％が有利であり、且つ30〜70重量％の濃
度が、特に、きわめて好適である。

本発明の方法に対して一般的に使用されるアミ
ノ基含有化合物の量は、精製すべきエポキシド中
のカルボニル化合物の含量に依存する。しかしな
がら、これは広い範囲内で変えることができる。
0.5：１のNH₂基含有化合物のカルボニル化合物
に対するモル比が、多くの場合に、既に十分であ
る。１〜５：１の範囲を、このモル比に対して選
ぶことが有利である。１〜３：１のNH₂基含有
化合物のカルボニル化合物に対するモル比を確立
することが、特に、きわめて有利である。

本発明による方法において使用する蒸留装置中
の圧力は、たとえば、0.01〜2.5バールとするこ
とができる。この圧力は、塔の上方の区域におい
て得た精製エポキシドを、たとえば、2.5℃の冷
却水を用いて凝縮させることができるように選ぶ
ことが適当である。蒸留装置中の、エポキシド導
入点とアミノ化合物すなわちNH₂基含有化合物
の溶液の導入点の間の区域における圧力条件もま
た、塔中の圧力の選択によつて決定される。しか
しながら、同時に、当該圧力におけるエポキシド
の沸点は一定であるから、この部分における温度
もまた、おおよそ決定される。かくして、如何な
るエポキシドを精製するかによつて、いいかえれ
ば、塔頂において１バール下に如何なる温度を設
定すべきかによつて、塔中における圧力は、エポ
キシドに対する導入点とアミノ化合物すなわち
NH₂基含有化合物の溶液に対する導入点によつ
て限られ且つ好ましくは１〜10理論段数を包含す
る塔のこの区域中で、10〜150℃、好ましくは20
〜100℃、もつとも好ましくは30〜80℃の温度が
設定されるように選ぶ。両導入点によつて限られ
る塔の区域が、１よりも多い理論段数、たとえば
５段、である場合には、一般に、最低段と最高段
の間に、一定の温度差が生ずる。この場合に、塔
のこの区域中で認められる両極の温度、すなわち
最高温度と最低温度、は前記の温度範囲内になけ
ればならない。

本発明による方法の蒸留装置の操作において用
いる還流比は、たとえば、0.1〜10：１とするこ
とができるが、この比は、塔上への還流物の量の
塔頂において取出す留出物の量に対する比として
理解すべきものである。

還流比は、上記の範囲よりも大きくても小さく
てもよい。たとえば、上記よりもかなり大きい還
流比で遂行することも可能である。

本発明の方法によつて、塔頂生成物として、ま
たは側流中において取得した精製エポキシドは、
アセトアルデヒドとして計算して、100ppm未満の
カルボニル化合物を含有している。この含量は50
ppm未満であることが好ましく、20ppm未満であるこ
とが特に好ましい。

精製したエポキシドの単離に加えて、蒸留装置
中に送入するエポキシドが混合物の形態にある場
合には、エポキシドと共に、溶剤として機能する
化合物の全部または一部を、塔頂生成物として単
離することもまた、可能である。この場合もま
た、かくして取得した精製エポキシドと溶剤の混
合物は、前記の規格を有している。

本発明による方法を遂行するための好適方法
を、１例としてプロピレンオキシドの製造につい
て、以下に説明する（この点に関しては第１図を
も参照）。

蒸留装置１を使用するが、そのストリツピング
区域２、すなわち、４より下方の塔の区域は、５
〜８理論段数から成つている。この塔は循環蒸発
缶３によつて加熱する。エチルベンゼン中のプロ
ピレンオキシド含有溶液に対する入口４とｎ−ブ
チルアミン含有溶液に対する入口５の間の塔区域
６は、３〜６理論段数を有するが、この理論段数
は泡鐘トレーの形態にある、約５〜８段の実際の
トレーによつて、実現される。ｎ−ブチルアミン
溶液の送入点５よりも上方の蒸留装置の区域７
は、15〜20の理論段数から成り且つガラスラツシ
ツシ環を含有する充填塔区域の形態にある。塔頂
を通過するプロピレンオキシドは、熱交換器８に
おいて凝縮する。塔上への還流は管路９によつて
行なわれる。蒸留装置１には、管路４を通じて、
エチルベンゼン中に10〜25重量％のプロピレンオ
キシドを含有する溶液を仕込む。プロピレンオキ
シドとエチルベンゼンに加えて、この仕込み流４
は、0.5〜1.5重量％のアセトアルデヒド、0.1〜
0.8重量％のプロピオンアルデヒド、0.05〜0.25重
量％のギ酸メチル、0.01〜0.2重量％のアクロレ
イン、約１重量％の水および痕跡量のアセトンを
も含有する。メタンホスホン酸ジメチルエステル
中に40〜50重通％のｎ−ブチルアミンと20〜30重
量％の水を含有する溶液を、管路５によつて塔中
に供給する。ｎ−ブチルアミンのカルボニル化合
物に対するモル比は、１：１〜2.5：１である。
蒸留装置を1.0〜1.5バールの圧力下に運転する。
還流比は５〜８：１である。塔の６で示した区域
中における温度は50〜70℃である。精製したプロ
ピレンオキシドを塔頂において取得して凝縮させ
たのち、管路１０を経て取出す。この生成物は50
ppm未満のカルボニル化合物を含有する。含水量は
100ppm未満である。窒素含有化合物は検出できな
い。

本発明による方法の利点は、次のように要約す
ることができる。

(1) 取得するエポキシドの高い純度； (2) 新規な向流反応性蒸留と呼ぶことができる、
簡単な処理手段に基づく低い技術的な努力； (3) エポキシドの無視できるほどの損失； (4) やつかいなカルボニル化合物のすべての１蒸
留塔中における除去、およびそれと同時の、溶
剤からのエポキシドの同一塔中における分離の
可能性； (5) カルボニル基を含有し且つエポキシドの不純
物となる化合物が、蒸留の間における熱への暴
露によつて他の化合物から遊離する場合におい
てすら可能な、この方法の適用性； (6) 分離せしめる純エポキシド、溶剤およびカル
ボニル化合物の単一蒸留塔中における単離（た
とえば、西ドイツ特許出願公開明細書2454115
号に従う方法において同様な結果を達成するた
めには、少なくとも２基の蒸留塔を必要とする
ということと比較すべきである）。

実施例 １ もつぱら、５cmの直径および10段の実際のトレ
ーから成るストリツピング区域および全体で25段
の実際のトレーから成る濃縮区域を有する気泡ト
レー塔の形態にある図に示すような蒸留装置に、
1.2重量％のカルボニル化合物および0.3重量％の
ブテンジオールおよびブテンジオールモノ酢酸エ
ステルならびに少量の水を含有する、純度98.5％
のビニルオキシラン（比重：0.87）を、250ml／
時間の割合で、管路４によつて仕込む。この製品
流を、塔への導入前に、65℃に加熱する。この塔
は、循環蒸発缶および、頭部に、凝縮器と留出物
タンクを有している。詳細には、1.2重量％のカ
ルボニル化合物は、次の化合物から成つている：
0.5重量％のクロトンアルデヒド、0.1重量％のア
セトアルデヒド、0.25重量％のメチルエチルケト
ン、0.08重量％のプロピオンアルデヒドおよび
0.27重量％のアクロレイン。ジオキサン中におけ
るセミカルバジドの濃度35重量％の溶液を、１時
間当り13.4ｇの量で、管路５によつて、ビニルオ
キシランに対する塔への入口４よりも５段の実際
のトレーだけ上方で、すなわち、塔底から数え
て、全体で15段目のトレーの水準において、塔中
に導入する。セミカルボジドのカルボニル化合物
に対するモル比は、かくして、1.5：１である。

塔を１バールの塔頂圧力および70〜72℃の塔内
温度の下に運転する。還流比は５：１であり、そ
れによつて１時間当り約1.23のビニルオキシラ
ンを管路９によつて、カラム上に再循環させる。
塔頂温度の設定は、68〜69℃である。13段目と14
段目のトレーの間の温度は約70〜72℃である。

99.95％の純度を有する、１時間当り214ｇのビ
ニルオキシランを、１０により留出物タンクから
取出す。カルボニル化合物の含量は50ppm以下であ
る。

物質流４および１０の比較は、ビニルオキシラ
ンの損失は、ほとんど測定誤差の範囲内である
0.5％に過ぎないことを示す。

実施例 ２ 全長にわたつて５cmの直径を有する蒸留塔を使
用する。ストリツピング区域は、４×４mmのガラ
スラツシツヒ環を詰めた長さ50cmのガラス塔部分
から成つており、一方、濃縮区域は、４段の気泡
トレーを有する管および高級鋼線金網環を詰めた
別の管から成つている。泡鐘塔区域は、材料仕込
み点の直上にある。この塔区域の上方には、1.5
cmの長さを有する金網環を詰めた塔区域が続いて
いる。塔は流下薄膜蒸発缶によつて加熱する。塔
に入れる前に70℃に予熱した、１時間当り450ml
のスチレンオキシド（比重：1.06）を、0.015バ
ール（塔頂圧力）および70〜72℃の塔内温度の下
に運転する塔中に導入する。スチレンオキシドは
99.2重量％の純度を有している。不純物は本質的
にアセトン、アセトアルデヒドおよびメチルエチ
ルケトンから成り、0.6重量％の量のアセトンが、
カルボニル基含有不純物の主成分である。これら
の不純物のほかに、スチレンオキシドは0.12重量
％の水をも含有している。

燐酸トリブチル中におけるアセトヒドラジドの
濃度25重量％の溶液に対する仕込み点は、４段の
気泡トレーを含有する塔区域の上端にある。１時
間当り25ｇのこの溶液を、塔中に導入する。

還流比は１：１であり、塔頂における温度は71
〜72℃である。100ppm以下のカルボニル化合物の
含量を有する、１時間当り470ｇのスチレンオキ
シドを、塔頂生成物として取得する。スチレンオ
キシドの損失は認められない。

実施例 ３ ベンゼンに加えて、32.5重量％のプロピレンオ
キシド、0.4重量％のプロピレングリコール、0.1
重量％のアセトアルデヒド、0.05重量％のギ酸メ
チルおよび0.01重量％のアセトンならびに0.3重
量％の水を含有する製品流を、１時間当り500ml
の量で、全体で45段の気泡トレーを備えた蒸留塔
中に導入する。５cmの直径を有する塔を循環蒸発
缶によつて加熱する。

プロピレンオキシド含有流のための塔中への入
口は、塔底から数えて、15段目と16段目のトレー
の間である。１時間当り0.92ｇの濃度64重量％の
ヒドラジン水溶液を、25段目と26段目のトレーの
間に導入する。かくして、1.3：１のカルボニル
化合物のヒドラジンに対するモル比が生ずる。

この塔を、1.33バールの塔頂圧力および43〜50
℃の塔内温度の下に運転する。塔頂温度は43〜44
℃であり、還流比は７：１である。塔頂の蒸気を
冷却水によつて凝縮させる。

１時間当り169mlの量の留出物として、塔から
プロピレンオキシドを取出す。取得する生成物
は、10ppm未満のアセトアルデヒドと200ppm未満の
水を含有する。ギ酸メチルとアセトンは、もはや
検出し得ない。

１時間当り290ｇのベンゼンを、塔底生成物と
して排出させる。塔底生成物は0.01重量％未満の
プロピレンオキシドを含有する。

実施例 ４ エチルベンゼンに加えて、4.5.2重量％のプロ
ピレンオキシド、0.08重量％のアセトアルデヒ
ド、0.01重量％のギ酸メチルおよび0.05重量％の
プロピオンアルデヒドならびに0.5重量％の水お
よび少量のプロピレングリコールを含有する混合
物を、１時間当り450ｇの量で、５cmの直径を有
し且つ50段の気泡トレーを備える蒸留塔中に導入
する。製品の仕込み、すなわちエチルベンゼン中
のプロピレンオキシドの溶液の、流下薄膜蒸発缶
によつて加熱する、塔中への導入は、塔底から数
えて20段目のトレーの水準である。ジオキサン中
におけるｎ−ブチルアミンの濃度10重量％の溶液
を、１時間当り17ｇの量で、同じく塔底から数え
て、30段目と31段目のトレーの間で、塔中に導入
する。アミンのカルボニル化合物に対するモル比
は、1.8：１である。塔は常圧および34〜40℃の
塔内温度の下に操作する。34℃の塔頂温度と約
6.5：１の還流比において、留出物として、１時
間当り244mlのプロピレンオキシドを取得する。
この生成物は10〜15ppmのアセトアルデヒドを含有
するのみである。その他のカルボニル化合物の含
量は50ppm以下である。

実施例 ５ 精製すべき２，３−トランスブチレンオキシド
は、ｔ−ブタノール中の溶液の形態にある。エポ
キシド含量は70.2重量％である。この溶液中に
は、0.15重量％のメチルエチルケトン、0.1重量
％のｎ−ブチルアルデヒドおよび0.08重量％のプ
ロピオンアルデヒドならびに痕跡のアクロレイン
と水もまた存在している。５段の気泡トレーを含
有する中間部分に至るまでは、４×４mmのガラス
還が詰めてある。長さ2.5ｍ、直径4.5cmの充填塔
を、蒸留塔として使用する。55℃に予熱し且つ
２，３−トランス−ブチレンオキシドを含有する
製品流のための入口は、気泡トレー塔区域の下方
であり、一方、ジオキサン中におけるフエニルヒ
ドラジンの濃度35重量％の溶液を、その区域の上
端で、なお上方の充填塔区域が始まる前に、導入
する。

エポキシドを含有する溶液は、１時間当り350
mlの量で塔内温度56〜62℃の塔中に導入し、ジオ
キサン中のフエニルヒドラジンの溶液は、１時間
当り9.5ｇの量で導入し、それによつてカルボニ
ル化合物のフエニルヒドラジンに対するモル比を
2.2：１とする。塔は常圧下に操作する。50ppm未
満のカルボニル化合物を含有する、１時間当り
237mlの２，３−トランス−ブチレンオキシドを、
56〜57℃の塔頂温度における留出物として取得す
る。塔底生成物としてｔ−ブタノールを塔から取
出す。

実施例 ６ 精製すべきエポキシドは同じく２，３−トラン
ス−ブチレンオキシドである。使用する蒸留塔
は、実施例５に記した直径を有している。製品含
有流は、やはり同様に気泡トレーを含有する塔区
域の下方に導入する。分離すべきブチレンオキシ
ドはベンゼン溶液の形態にあり、その組成は次の
とおりである：23.3重量％の２，３−トランスブ
テンオキシド、0.15重量％のｎ−ブチルアルデヒ
ド、0.12重量％のメチルエチルケトンおよび0.2
重量％のジアセチルならびに少量の水。

この溶液を、１時間当り300ｇの量で、塔中に
導入する。気泡トレーを含有する塔区域の上端
で、１時間当り1.7mlのエチレンジアミンを導入
する。

塔は常圧および58〜62℃の塔内温度の下に操作
する。100ppmのカルボニル化合物を含有する、１
時間当り68.5ｇの２，３−ブチレンオキシドを、
57℃の塔頂温度および９：１の還流比において、
留出物として取得する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を遂行するための蒸留装置
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エポキシドに対して２重量％に至るまでの１
   〜５個の炭素原子を有するカルボニル化合物を含
   有するエポキシド又はエポキシド含有混合物を、
   少なくとも１つの未置換NH₂基を含有する化合
   物を添加しそして蒸留により精製されたエポキシ
   ドを分離することによつて精製する方法であつ
   て、 (a) ヒドラジン、ヒドラジンヒドレード、モノア
   リールヒドラジン、ヒドラジド、式Ｒ−NH₂
   （ここでＲは置換されていてもよい脂肪族基又
   は芳香族基である）のモノアミン、C₁〜C₃ア
   ルキレンジアミン又は少なくとも１つのNH₂
   基を含有するこれらの化合物の相当する鉱酸塩
   もしくはカルボン酸塩が少なくとも１つの未置
   換NH₂基を含有する化合物として用いられ、
   そして (b) カルボニル化合物を含有ししかも上記少なく
   とも１つの未置換NH₂基を含有する化合物(a)
   よりも沸点が低い、炭素数２〜20個のエポキシ
   ド又はそのようなエポキシドを含有する混合物
   が蒸留装置の中央区域中に導入され、その際、
   １〜50の理論段数を有するストリツピング区
   域、１〜70の理論段数を有する濃縮区域、蒸発
   缶および濃縮器を有する蒸留装置が用いられ、
   そしてエポキシド又はエポキシド含有混合物は
   ストリツピング区域と濃縮区域の間に導入さ
   れ、そしてこの点よりも１〜20の理論段数上方
   で、少なくとも１つの未置換のNH₂基を含有
   する化合物を、場合により不活性溶媒中に溶解
   して、対カルボニル化合物のモル比0.5：１〜
   ５：１で添加し、そして導入点よりも１〜50の
   理論段数上方で、精製されたエポキシドを塔頂
   生成物としてまたは側流として取出す、 ことを特徴とする方法。 ２ ２仕込み点の間の塔部分はトレー塔の形態に
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ３ 少くとも１つのNH₂基を有する化合物を30
   〜70重量％濃度の溶液の形態で使用することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の方法。