JP4610065B2 - Recovery method of organic solvent cleaning liquid - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の反応系において、副生する塩化カリウムを有機溶媒で洗浄した後、洗浄液から有機溶媒を効率的に蒸留回収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
2,2,2−トリフルオロエタノールは、医薬中間体、特に、麻酔剤の原料として、一方、有機カルボン酸2,2,2−トリフルオロエチルエステル、特に、ビニルエステルは、塗料分野および光学材料などに、極めて重要な化合物である。これらの重要な含フッ素化合物を製造する方法は、例えば、特公昭64−9299号公報、特公昭64−9300号公報に開示されている。このプロセスでは、所望の生成物に加えて、等モル量の塩化カリウムが副生する。この塩化カリウムは、フッ素を含む有機物および/または有機物のカリウム塩などを含んでおり、そのまま廃棄することは環境保護の観点から困難であった。
【0003】
本発明者らは、この塩化カリウムを特定の有機溶媒で洗浄すると、フッ素を含む有機物および/または有機物のカリウム塩などを効率的に取り除くことができること、および洗浄された塩化カリウムは、カリウム肥料として利用できることを見出し、特許出願した(特願平11−308905号)。しかしながら、特願平11−308905号によれば、洗浄に用いる特定の有機溶媒は、多量に必要であり、工業的プロセスを想定すると、当然ながら回収し再使用することが必要である。
【0004】
本発明者らは、特願平11−308905号明細書の技術を注意深くトレースし、副生した塩化カリウムの洗浄に使用した特定の有機溶媒を蒸留回収した。その結果、蒸留回収を行う際、缶液に不溶で粘ちょうな固形物が多量に析出した。この固形物は、排出時に底部液の抜き出し配管に詰るとか、蒸留釜の壁面に付着し、熱伝達を阻害して蒸留不能の原因となった。このため、蒸留回収設備の運転を中断し、この固形物を溶解することのできる有機溶媒で洗浄等を行うとか、蒸留塔、配管の溶媒洗浄、分解清掃等を行う必要があり、生産性の著しい低下、不定期な作業量の増加等、工業的な回収プロセスとしては、費用面、運転面で大きな問題となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明が解決しようとする課題は、副生した塩化カリウムの洗浄に使用した特定の有機溶媒を蒸留回収する方法において、缶液に不溶で粘ちょうな固形物が多量に析出し、蒸留回収操作が不可能となることを防止することである。この課題を解決することにより、前記公知文献に記載された2,2,2−トリフルオロエタノールおよび/または有機カルボン酸2,2,2−トリフルオロエチルエステルを製造するプロセスが始めて工業的なプロセスとなる。
【0006】
【発明が解決するための手段】
このような状況に鑑み、本発明者らは、この有機溶媒の蒸留回収について鋭意研究を重ねた。その結果、驚くべきことに、蒸留釜液中に界面活性剤を存在させるだけで、缶液に不溶で粘ちょうな固形物が多量に析出する問題点を防止することができることを見出し本発明を完成するに至ったものである。
【0007】
即ち、本発明は、非プロトン性極性溶媒の存在下に、1,1,1−トリフルオロ−2−クロロエタンと有機カルボン酸カリウム塩を反応させて、2,2,2−トリフルオロエタノールおよび/または有機カルボン酸2,2,2−トリフルオロエチルエステルを製造する工程で、副生する塩化カリウムを有機溶媒で洗浄した後、洗浄液から有機溶媒を蒸留回収する方法において、蒸留釜液中に界面活性剤を存在させることを特徴とする有機溶媒の蒸留回収方法に関するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明において、特定の有機溶媒で洗浄される塩化カリウムは、非プロトン性極性溶媒存在下に、1,1,1−トリフルオロ−2−クロロエタンと有機カルボン酸カリウム塩を反応させ、2,2,2−トリフルオロエタノールおよび/または有機カルボン酸の2,2,2−トリフルオロエチルエステルを製造法において副生される塩化カリウムである。
【0009】
ここで、非プロトン性極性溶媒とは、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチル−2−ピロリドン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。これらのうち、より好ましくは、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチル−2−ピロリドン、スルホランである。
【0010】
また、有機カルボン酸カリウム塩とは、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、蓚酸、マロン酸、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸、γ−ヒドロキシ酪酸、6−ヒドロキシヘキサン酸などの飽和、不飽和の脂肪族モノカルボン酸類、脂肪族ジカルボン酸類および水酸基を有する脂肪族カルボン酸、さらに安息香酸、フェニル酢酸、サリチル酸、フタル酸類などの芳香族カルボン酸類などのカリウム塩である。これらの有機カルボン酸のカリウム塩は、市販の有機カルボン酸と苛性カリより容易に合成できるし、また、入手可能ならば、市販品を利用できる。
【0011】
本発明によれば、前記の原料を用いて、塩化カリウムを副生する2,2,2−トリフルオロエタノールおよび/または有機カルボン酸の2,2,2−トリフルオロエチルエステルを製造する反応に実施することができる。反応の方法や諸条件は、前記の公知文献により適宜選択してよい。以下にその代表例として、γ−ブチロラクトンを溶媒とし、1,1,1−トリフルオロ−2−クロロエタンとγ−ヒドロキシ酪酸カリウムを反応させて、2,2,2−トリフルオロエタノールを合成する方法について説明する。
【0012】
加圧反応器に、溶媒のγ−ブチロラクトンを仕込み、原料の1,1,1−トリフルオロ−2−クロロエタンとγ−ヒドロキシ酪酸カリウムを加える。次に、反応温度を180〜220℃とし、4〜8時間攪拌下に反応を完結させる。このあと、未反応の1,1,1−トリフルオロ−2−クロロエタンをパ−ジした後、加圧容器中の反応溶液を蒸留塔釜に移液する。これを粗蒸留して、2,2,2−トリフルオロエタノール、水を抜き出すと、残りの釜液中にγ−ブチロラクトン、ヘビー留分と共に、副生した塩化カリウムがスラリーの形で含まれている。
【0013】
副生塩化カリウムは、このスラリー液より、例えば、濾過、遠心沈降等の操作により、γ−ブチロラクトンとヘビー留分から固液分離して回収される。分離された溶液は再び反応に利用される。一方、分離された副生塩化カリウムは、まだ溶媒を含み、さらに減圧下に加温し、この溶媒は回収される。
【0014】
このようにして得られた副生塩化カリウムは、白色またはうすい褐色の固体であり、数ミクロン〜数百ミクロンの粒子である。この副生塩化カリウムは、溶媒の種類、反応条件などにも左右されるが、通常、水分を殆ど含まない。
【0015】
この副生塩化カリウムを洗浄する有機溶媒としては、メタノール、エタノール、アセトン等を用いることができる。これらの有機溶媒は、含水有機溶媒として用いることが、水を含むことにより、付着している有機物の洗浄効果が高くなる点で好ましい。
【0016】
副生塩化カリウムの含水有機溶媒による洗浄法としては、例えば、容器に副生塩化カリウムと溶媒を仕込み、攪拌しながらスラリー液として洗浄する回分法や連続法、副生塩化カリウムに直接洗浄液を散布しながら洗浄するリンス法などが採用できる。
【0017】
これらの方法において、含水有機溶媒で洗浄するが、含まれる水の量は、有機溶媒に対して1〜50重量%であるが、好ましくは、5〜20重量%がよい。水含有量が1重量%未満では、洗浄効果が小さくなり、一方、50重量%を超えると、副生塩化カリウムが溶解し、洗浄用有機溶媒の中に塩化カリウム量が増え、循環することになるので、経済的に不利となる。
【0018】
洗浄に用いられる含水有機溶媒は、蒸留で回収することより、水の沸点より低い必要ことが望ましく、メタノール、エタノール、アセトン等を用いることができる。これらの溶媒は、単一溶媒または混合溶媒として用いることができる。
【0019】
蒸留回収の方法は、特に限定されるものではないが、バッチまたは連続のいずれでも構わない。また、蒸留塔の段数、還流比等は回収する溶媒の純度等により任意に選択できる。蒸留缶の型式は、自然循環式、強制循環式いずれの型式でも構わない。釜液の抜き出しは、Uシールによる抜き出し、液面計により制御する方法等の方法でも構わない。
【0020】
界面活性剤の添加方法は、バッチの場合は、洗浄液とともに適当量の水、界面活性剤を添加しておき、蒸留を行う方法がある。連続の場合は、釜液は連続的に抜き出すことになるが、界面活性剤の添加は、釜内の濃度が一定になるように、添加する。この界面活性剤の投入は、釜または蒸留塔供給液に添加するいずれの方法でも構わない。
【0021】
本発明において蒸留釜に存在させる界面活性剤は、陰イオン系、陽イオン系、両性系、非イオン系いずれを用いることも可能である。例えば、陰イオン系界面活性剤としては、脂肪酸石けん、N−アシルアミノ酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシルペプチド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホこはく酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルアリルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩、アルキル燐酸塩、アルキルエーテル燐酸塩、アルキルアリルエーテル燐酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルスルホン酸塩などが使用できる。陽イオン系としては、脂肪族アミン塩、脂肪族4級アンモニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ベンザルコニウム塩、ピリジニウム塩等が使用できる。両性系としては、カルボキシベタイン系、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタインなどが使用できる。非イオン系としては、ポリオキシエチレン2級アルコールエーテル、ポリオキシアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、グリセリン酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミドなどが使用できる。これらのうち好ましい界面活性剤として、陰イオン界面活性剤の脂肪酸石けん、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩等を挙げることができる。
【0022】
また、これらの、界面活性剤を混合して製品化している石けん、洗剤等も使用できる。
【0023】
添加する界面活性剤の濃度は、特に規定されるものではないが、水の量に対して望ましくは、0.01重量%から10重量%、さらに望ましくは0.1重量%から1重量%である。界面活性剤の添加量が0.01重量%未満では、缶液で不溶な粘ちょうな固形物が析出することを防止できず、また10重量%を超えると、添加量が大きくなり工業的なプロセスとして経済的ではなく好ましくない。
【0024】
界面活性剤の効果は、明確では無いが、洗浄液に溶け込んだ副生塩化カリウム中に含まれる高沸点有機化合物を蒸留釜内で凝固や固着させることなく、流動性を与えることができる。少量の界面活性剤で、粘ちょうで付着性の強い高沸点有機物を流動化させ、その状態に維持することができるため、蒸留釜内での付着、固体同士の再凝集がないためと考えられる。この高沸点有機物は、反応中に有機カルボン酸類の分解、重合等で生成したものと考えられる。これらの高沸点有機物は、有機溶媒には溶け易いが、水には解けずらいため、釜の水の濃度が高くなると、高濃度な粘ちょうな固形物として析出する。また、温度が低くなると粘度はさらに高くなり、固化し易くなる。また、水より比重が大きいため、釜の底部又は釜液の排出ラインに堆積し易い性質のものである。そのため、界面活性剤の存在なしに、蒸留釜にあると、液体のみ排出され、固形物は排出されず釜内に滞留し、つまりの原因になったり、釜内に付着し、ジャケット、コイル等からの伝熱を阻害して、蒸留釜の炊き上げることができなくなるものと考えられる。
【0025】
図1により、本発明の有機溶媒の蒸留回収方法の一実施形態を説明する。
【0026】
蒸留釜1に水または蒸留供給液を満たしておく。蒸留釜1のジャケットにスチーム9を供給し、蒸留操作を開始する。凝縮器3で凝縮された液はすべて還流ライン7より、蒸留塔2に還流させ平衡蒸留の状態で待機しておく。次に、蒸留塔2に蒸留供給液を5を供給開始する。回収される液は、留出ライン6を通じて、留出液受器4に回収される。回収液の含水率は、還流ライン7の流量と留出ライン6の液量の比(還流比)を変化させることにより調節できる。蒸留釜1には、水と高沸点の有機物が濃縮されるが、釜液排出ライン8より排出される。排出方法は、蒸留釜の液面変動を少なくするため、Uシールラインにより抜き出さす方法、液面計により液面を監視しながら抜き出す方法で行う。界面活性剤の投入は、蒸留釜中の濃度を考慮し、蒸留釜1に直接、連続または間欠で投入する。
【0027】
本発明によれば、かくして、洗浄に用いた有機溶媒を、釜液抜き出し時につまりを生じさせることなく、また蒸留釜の炊き上げ不能を起こすことなく、使用した有機溶媒を蒸留回収することが可能となった。
【0028】
【発明の効果】
非プロトン性極性溶媒の存在下に、1,1,1−トリフルオロ−2−クロロエタンと有機カルボン酸カリウム塩を反応させて、2,2,2−トリフルオロエタノールおよび/または有機カルボン酸の2,2,2−トリフルオロエチルエステルを製造する方法において、副生する塩化カリウムを有機溶媒類で洗浄後、洗浄液を回収する方法において、釜液の抜き出し時のつまり、蒸留釜の炊き上げ不能等の工業プロセスとしては大きな問題点があった。
【0029】
本発明により、これらの操作上の問題点を解消でき、この結果、操作性の大幅な向上、問題点を解消するための定期、不定期の分解清掃等の作業を行わなう頻度が著しく少なくすることが可能となり、溶媒回収にかかる費用、作業量の大幅な削減となった。
【0030】
【実施例】
つぎに実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【0031】
参考例1
電磁撹拌機を備えた2000Lオートクレーブにγ−ブチロラクトン1100kg、水35kg、γ−ヒドロキシ酪酸カリウム220kg、1,1,1−トリフルオロ−2−クロロエタン240kgを加え、密閉後200℃に加温し、6時間反応を行った。反応後、1,1,1−トリフルオロ−2−クロロエタン、2,2,2−トリフルオロエタノール、水と同伴するγ−ブチロラクトンを単蒸留により抜き出した。残査を室温まで冷却後、副生した塩化カリウムを濾別した。この固形物を2kPa下、110℃で4時間乾燥し、生塩155kgを得た。
【0032】
この生塩には水分は含まれず、有機物が7.9%残っており、これを生塩とした。有機物の測定は、生塩を空気中600℃で1時間強熱し、減量分を有機成分とした。
【0033】
実施例1
参考例1で得た生塩1000kgを10%含水メタノール1000kgと撹拌、静置して、その上澄み液を約700kg取得した。蒸留釜に水を満たして、この液を図1に示す常圧連続蒸留装置(塔径60mm、塔長(充填層)1000mm、充填物:ポールリング、リボイラ−:20L容器)で、フィ−ド速度2L/min、還流比2で回収蒸留を行った。蒸留の際、蒸留釜に2g/minで花王株式会社製「チェリーナ」(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸等含有、濃度23%)を添加した。5時間の蒸留中、配管の詰まり、操作上の変化等は無かった。
【0034】
比較例1
実施例1において、花王株式会社製チェリーナを添加せずに回収蒸留を行った。約1時間後、蒸留釜の液面の上昇があり、釜液の排出が無くなった。蒸留を停止して、配管を分解したところ、配管中に褐色の固形物が配管を閉塞していることが確認された。この固形物を除去後、回収蒸留を再開したが、約30分後の同様に蒸留釜の液面の上昇があり、釜液の排出が無くなり、排出ラインのつまりが発生し、蒸留を中断した。
【0035】
実施例2
実施例1において花王株式会社製チェリーナの添加速度を0.2g/minで行った以外、同様な回収蒸留を行った。5時間の蒸留中、配管のつまり、操作上の変化等は無かった。
【0036】
実施例3
実施例1において添加する界面活性剤を35%ラウリン酸ソーダ水溶液とした以外、同様な回収蒸留を行った。5時間の蒸留中、配管のつまり、操作上の変化等は無かった。
【0037】
実施例4
参考例1で得た生塩1000gを10%含水メタノール1000gと撹拌し、濾過して濾液を得た。ガラス製1500mlの3口フラスコに、その濾液に水100gと1gの35%ラウリン酸ソーダ水溶液を添加して、内径30mm、高さ200mmの蒸留塔に直系4mm長さ4mmのガラス製ラジヒリングを充填し、還流比1にてメタノールを蒸留した。約90%のメタノールを抜き出したところで、蒸留をやめて、3口フラスコを室温までもどした。この時、釜液は、褐色の固体が分散した状態のスラリーで、3口フラスコの壁に付着していなく、フラスコを傾けることによりスラリー状態で抜き出すことができた。
【0038】
比較例2
実施例4で35%ラウリン酸ソーダ水溶液を添加せずに、同様の蒸留をおこなった。この時、釜の液は、液体と褐色の粘調物に分離しており、フラスコを傾けることにより、釜液を抜き出そうとしたが、固形物はフラスコに付着しており、1/3程度しか抜き出すことができなかった。
【0039】
実施例5
35%ラウリン酸ソーダ水溶液の添加量を1gを0.1gに変えた以外は実施例4の方法と同様の蒸留操作を行った。その結果、この時、釜液は、褐色の固体を分散した状態のスラリーで、壁に付着していなく、フラスコを傾けることにより簡単にスラリー状態で抜き出すことができた。
【0040】
実施例6
35%ラウリン酸ソーダ水溶液をライオン株式会社製「ママレモン」(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等含有、濃度27%)に変えた以外実施例4同様な蒸留操作を行った。その結果、この時、釜液は、褐色の固体を分散した状態のスラリーで、壁に付着していなく、フラスコを傾けることにより簡単にスラリー状態で抜き出すことができた。
【0041】
実施例7
35%ラウリン酸ソーダ水溶液を粉末洗濯石けんに変えた以外実施例4同様な蒸留操作を行った。その結果、この時、釜液は、褐色の固体を分散した状態のスラリーで、壁に付着していなく、フラスコを傾けることにより簡単にスラリー状態で抜き出すことができた。
【0042】
実施例8
10%含水メタノールを10%含水エタノールに変えた以外は、実施例4同様な蒸留操作を行った。その結果、この時、釜液は、褐色の固体を分散した状態のスラリーで、壁に付着していなく、フラスコを傾けることにより簡単にスラリー状態で抜き出すことができた。
【0043】
実施例9
10%含水メタノールを10%含水アセトン変えた以外実施例4同様な蒸留操作を行った。その結果、この時、釜液は、褐色の固体を分散した状態のスラリーで、壁に付着していなく、フラスコを傾けることにより簡単にスラリー状態で抜き出すことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するための蒸留装置の一実施形態を示すフロー図。
【符号の簡単な説明】
1 蒸留釜
2 蒸留塔
3 凝縮器
4 留出液受器
5 蒸留供給液
6 留出ライン
7 還流ライン
8 釜液排出ライン
9 スチーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for efficiently distilling and recovering an organic solvent from a washing solution after washing potassium chloride by-produced with an organic solvent in a specific reaction system.
[0002]
[Prior art]
2,2,2-trifluoroethanol is a raw material for pharmaceutical intermediates, especially anesthetics, while organic carboxylic acid 2,2,2-trifluoroethyl esters, especially vinyl esters, are used in the paint field and optical materials. It is a very important compound. Methods for producing these important fluorine-containing compounds are disclosed in, for example, Japanese Patent Publication Nos. 64-9299 and 64-9300. In this process, in addition to the desired product, an equimolar amount of potassium chloride is by-produced. This potassium chloride contains an organic substance containing fluorine and / or a potassium salt of organic substance, and it is difficult to dispose of it as it is from the viewpoint of environmental protection.
[0003]
The present inventors can efficiently remove fluorine-containing organic substances and / or potassium salts of organic substances by washing the potassium chloride with a specific organic solvent, and the washed potassium chloride is used as a potassium fertilizer. After finding out that it can be used, a patent application was filed (Japanese Patent Application No. 11-308905). However, according to Japanese Patent Application No. 11-308905, a large amount of the specific organic solvent used for cleaning is necessary, and naturally, it is necessary to collect and reuse it when assuming an industrial process.
[0004]
The inventors carefully traced the technique of Japanese Patent Application No. 11-308905, and recovered by distillation the specific organic solvent used for washing the by-product potassium chloride. As a result, when performing distillation recovery, a large amount of a solid substance insoluble and viscous in the can liquid was precipitated. This solid matter clogged the piping for extracting the bottom liquid at the time of discharge, or adhered to the wall surface of the distillation kettle, hindering heat transfer and causing the inability to distill. For this reason, it is necessary to interrupt the operation of the distillation recovery equipment and perform washing with an organic solvent that can dissolve this solid matter, or perform solvent washing, decomposition cleaning, etc. of the distillation tower and piping. As an industrial recovery process, such as a significant decrease and an irregular increase in work volume, it has become a major problem in terms of cost and operation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that in the method of distilling and recovering the specific organic solvent used for washing the by-produced potassium chloride, a large amount of a solid substance insoluble and viscous in the can liquid is precipitated. This is to prevent the recovery operation from becoming impossible. By solving this problem, the process for producing 2,2,2-trifluoroethanol and / or organic carboxylic acid 2,2,2-trifluoroethyl ester described in the above-mentioned known literature is the first industrial process. It becomes.
[0006]
[Means for Solving the Invention]
In view of such a situation, the present inventors have intensively studied on the distillation recovery of the organic solvent. As a result, it was surprisingly found that the problem of the precipitation of a large amount of insoluble and viscous solid matter in the can liquid can be prevented only by the presence of the surfactant in the distillation pot liquid. It has come to be completed.
[0007]
That is, the present invention reacts 1,1,1-trifluoro-2-chloroethane with an organic carboxylic acid potassium salt in the presence of an aprotic polar solvent to produce 2,2,2-trifluoroethanol and / or Alternatively, in the process of producing 2,2,2-trifluoroethyl ester of organic carboxylic acid, by-product potassium chloride is washed with an organic solvent, and then the organic solvent is distilled and recovered from the washing liquid. The present invention relates to a method for distilling and recovering an organic solvent characterized in that an activator is present.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, potassium chloride washed with a specific organic solvent is obtained by reacting 1,1,1-trifluoro-2-chloroethane with an organic carboxylic acid potassium salt in the presence of an aprotic polar solvent. , 2-trifluoroethanol and / or 2,2,2-trifluoroethyl ester of organic carboxylic acid is by-product potassium chloride.
[0009]
Here, examples of the aprotic polar solvent include γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methyl-2-pyrrolidone, sulfolane, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, and the like. Of these, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methyl-2-pyrrolidone, and sulfolane are more preferable.
[0010]
The organic carboxylic acid potassium salt is formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, succinic acid, malonic acid, maleic acid, succinic acid, adipic acid, γ-hydroxybutyric acid, 6-hydroxy. Potassium salts such as saturated and unsaturated aliphatic monocarboxylic acids such as hexanoic acid, aliphatic dicarboxylic acids and aliphatic carboxylic acids having a hydroxyl group, and aromatic carboxylic acids such as benzoic acid, phenylacetic acid, salicylic acid and phthalic acids is there. These potassium salts of organic carboxylic acids can be easily synthesized from commercially available organic carboxylic acids and caustic potash, and commercially available products can be used if available.
[0011]
According to the present invention, the above raw material is used for the reaction for producing 2,2,2-trifluoroethanol and / or 2,2,2-trifluoroethyl ester of organic carboxylic acid as a by-product of potassium chloride. Can be implemented. The reaction method and various conditions may be appropriately selected according to the known literature. As a typical example, 2,2,2-trifluoroethanol is synthesized by reacting 1,1,1-trifluoro-2-chloroethane and potassium γ-hydroxybutyrate using γ-butyrolactone as a solvent. Will be described.
[0012]
A pressurized reactor is charged with γ-butyrolactone as a solvent, and raw materials 1,1,1-trifluoro-2-chloroethane and potassium γ-hydroxybutyrate are added. Next, the reaction temperature is 180 to 220 ° C., and the reaction is completed with stirring for 4 to 8 hours. Thereafter, unreacted 1,1,1-trifluoro-2-chloroethane is purged, and then the reaction solution in the pressure vessel is transferred to a distillation column kettle. When this was roughly distilled to extract 2,2,2-trifluoroethanol and water, the remaining kettle contained by-product potassium chloride in the form of a slurry together with γ-butyrolactone and a heavy fraction. Yes.
[0013]
By-product potassium chloride is recovered from this slurry by solid-liquid separation from γ-butyrolactone and a heavy fraction, for example, by operations such as filtration and centrifugal sedimentation. The separated solution is used again for the reaction. On the other hand, the separated by-product potassium chloride still contains a solvent and is further heated under reduced pressure, and this solvent is recovered.
[0014]
The by-product potassium chloride thus obtained is a white or light brown solid and is a particle of several microns to several hundred microns. This by-product potassium chloride usually depends on the type of solvent, reaction conditions, etc., but usually contains almost no water.
[0015]
As an organic solvent for washing the by-product potassium chloride, methanol, ethanol, acetone or the like can be used. These organic solvents are preferably used as a water-containing organic solvent in terms of enhancing the cleaning effect of adhering organic substances by containing water.
[0016]
As a washing method of by-product potassium chloride with a water-containing organic solvent, for example, a by-product potassium chloride and a solvent are charged in a container and washed as a slurry liquid while stirring, or a continuous method, or the washing solution is sprayed directly on the by-product potassium chloride. It is possible to adopt a rinsing method for washing while washing.
[0017]
In these methods, washing with a water-containing organic solvent is carried out. The amount of water contained is 1 to 50% by weight, preferably 5 to 20% by weight, based on the organic solvent. When the water content is less than 1% by weight, the cleaning effect is reduced. On the other hand, when the water content exceeds 50% by weight, the by-product potassium chloride dissolves, and the amount of potassium chloride increases in the organic solvent for cleaning and circulates. This is economically disadvantageous.
[0018]
It is desirable that the water-containing organic solvent used for washing is lower than the boiling point of water because it is recovered by distillation, and methanol, ethanol, acetone, or the like can be used. These solvents can be used as a single solvent or a mixed solvent.
[0019]
The method of distillation recovery is not particularly limited, but may be either batch or continuous. The number of distillation columns, the reflux ratio, and the like can be arbitrarily selected depending on the purity of the solvent to be recovered. The type of the distillation can may be either a natural circulation type or a forced circulation type. The hook liquid may be extracted by a method such as a method using a U-seal or a liquid level gauge.
[0020]
As a method for adding the surfactant, in the case of a batch, there is a method in which an appropriate amount of water and a surfactant are added together with the cleaning liquid, followed by distillation. In the case of continuous, the kettle liquid is continuously extracted, but the surfactant is added so that the concentration in the kettle becomes constant. The surfactant may be added by any method of adding to the kettle or the distillation column supply liquid.
[0021]
In the present invention, any of anionic, cationic, amphoteric, and nonionic surfactants can be used as the surfactant present in the distillation kettle. For example, as an anionic surfactant, fatty acid soap, N-acyl amino acid salt, alkyl ether carboxylate, acyl peptide, alkyl sulfonate, alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, sulfo succinate, α-olefin sulfonate, alkyl sulfate, alkyl ether sulfate, alkyl allyl ether sulfate, alkyl amide sulfate, alkyl phosphate, alkyl ether phosphate, alkyl allyl ether phosphate, fluoroalkyl carboxylate, fluoroalkyl Sulfonates and the like can be used. As the cationic system, aliphatic amine salts, aliphatic quaternary ammonium salts, benzethonium chloride, benzalkonium salts, pyridinium salts and the like can be used. As the amphoteric system, carboxybetaine system, aminocarboxylate, imidazolinium betaine, and the like can be used. As the nonionic system, polyoxyethylene secondary alcohol ether, polyoxyalkylphenyl ether, polyoxyethylene sterol ether, glyceric acid ester, polyethylene glycol fatty acid ester, fatty acid alkanolamide, polyoxyethylene fatty acid amide and the like can be used. Among these, preferred surfactants include anionic surfactants such as fatty acid soaps, alkyl sulfonates, alkyl benzene sulfonates, and alkyl ether carboxylates.
[0022]
Also, soaps, detergents and the like that are produced by mixing these surfactants can be used.
[0023]
The concentration of the surfactant to be added is not particularly limited, but is preferably 0.01% to 10% by weight, more preferably 0.1% to 1% by weight with respect to the amount of water. is there. If the addition amount of the surfactant is less than 0.01% by weight, it is impossible to prevent the sticky solid matter insoluble in the can liquid from being precipitated. If the addition amount exceeds 10% by weight, the addition amount becomes large and industrial. The process is not economical and not preferable.
[0024]
The effect of the surfactant is not clear, but it can provide fluidity without solidifying or fixing the high-boiling organic compound contained in the by-product potassium chloride dissolved in the cleaning liquid in the distillation kettle. A small amount of surfactant can be used to fluidize and maintain high-boiling organic substances that are sticky and strongly adherent. This is thought to be because there is no adhesion in the distillation kettle or reaggregation of solids. . This high boiling point organic substance is considered to have been generated by decomposition, polymerization, etc. of organic carboxylic acids during the reaction. These high boiling point organic substances are easily dissolved in an organic solvent, but are difficult to dissolve in water. Therefore, when the concentration of the water in the kettle increases, the high boiling point organic substance precipitates as a highly concentrated sticky solid. Moreover, when temperature becomes low, a viscosity will become still higher and it will become easy to solidify. Further, since the specific gravity is larger than that of water, it is easy to deposit on the bottom of the pot or the discharge line of the pot liquid. Therefore, in the distillation kettle without the presence of a surfactant, only the liquid is discharged and the solid matter is not discharged but stays in the kettle, or becomes stuck in the kettle, adheres to the kettle, jacket, coil, etc. It is thought that it is impossible to cook the still because the heat transfer from
[0025]
With reference to FIG. 1, an embodiment of the organic solvent distillation recovery method of the present invention will be described.
[0026]
The still 1 is filled with water or a distillation feed solution.
[0027]
According to the present invention, the organic solvent used for the washing can be recovered by distillation without causing clogging when the kettle liquid is extracted and without causing the cooking kettle to be uncooked. It became.
[0028]
【The invention's effect】
In the presence of an aprotic polar solvent, 1,1,1-trifluoro-2-chloroethane and an organic carboxylic acid potassium salt are reacted to form 2,2,2-trifluoroethanol and / or an organic carboxylic acid 2 In the method of producing 2,2,2-trifluoroethyl ester, the by-product potassium chloride is washed with an organic solvent, and then the washing liquid is recovered. There was a big problem as an industrial process.
[0029]
According to the present invention, these operational problems can be solved, and as a result, the operability is greatly improved, and the frequency of performing periodic and irregular disassembly and cleaning operations to solve the problems is extremely low. As a result, the cost and work amount for solvent recovery were greatly reduced.
[0030]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
[0031]
Reference example 1
To a 2000 L autoclave equipped with a magnetic stirrer, 1100 kg of γ-butyrolactone, 35 kg of water, 220 kg of potassium γ-hydroxybutyrate, 240 kg of 1,1,1-trifluoro-2-chloroethane were added, and after sealing, heated to 200 ° C., 6 Time reaction was performed. After the reaction, 1,1,1-trifluoro-2-chloroethane, 2,2,2-trifluoroethanol, and γ-butyrolactone accompanying water were extracted by simple distillation. The residue was cooled to room temperature, and by-produced potassium chloride was filtered off. This solid was dried at 110 ° C. for 4 hours under 2 kPa to obtain 155 kg of raw salt.
[0032]
This raw salt did not contain moisture and 7.9% of organic matter remained, and this was used as raw salt. The organic matter was measured by igniting raw salt in air at 600 ° C. for 1 hour, and using the weight loss as an organic component.
[0033]
Example 1
1000 kg of the raw salt obtained in Reference Example 1 was stirred with 1000 kg of 10% aqueous methanol and allowed to stand, and about 700 kg of the supernatant was obtained. Fill the distillation kettle with water, and feed this liquid into the atmospheric pressure continuous distillation equipment shown in Fig. 1 (column diameter 60mm, column length (packed bed) 1000mm, packing: pole ring, reboiler: 20L container). Recovery distillation was performed at a rate of 2 L / min and a reflux ratio of 2. During the distillation, “Cherina” manufactured by Kao Corporation (containing linear alkylbenzene sulfonic acid and the like, concentration 23%) was added to the distillation kettle at 2 g / min. During distillation for 5 hours, there was no clogging of piping, changes in operation, etc.
[0034]
Comparative Example 1
In Example 1, recovery distillation was performed without adding Karina Co., Ltd. CHERINA. After about 1 hour, the liquid level of the distillation pot increased, and the discharge of the pot liquid disappeared. When the distillation was stopped and the piping was disassembled, it was confirmed that brown solids blocked the piping in the piping. After removing this solid matter, the recovered distillation was resumed. However, after about 30 minutes, the liquid level of the distillation kettle increased, the liquid in the kettle was not discharged, the discharge line was clogged, and the distillation was interrupted. .
[0035]
Example 2
The same recovery distillation was performed except that the addition rate of Karina manufactured by Kao Corporation was 0.2 g / min in Example 1. During distillation for 5 hours, there was no change in piping, that is, operation.
[0036]
Example 3
The same recovery distillation was performed except that the surfactant added in Example 1 was 35% sodium laurate aqueous solution. During distillation for 5 hours, there was no change in piping, that is, operation.
[0037]
Example 4
1000 g of the raw salt obtained in Reference Example 1 was stirred with 1000 g of 10% aqueous methanol and filtered to obtain a filtrate. To a glass 1500 ml three-necked flask, add 100 g of water and 1 g of 35% sodium laurate aqueous solution to the filtrate, and fill a 4 mm long 4 mm glass radich ring into a distillation tower with an inner diameter of 30 mm and a height of 200 mm. The methanol was distilled at a reflux ratio of 1. When about 90% of methanol was extracted, distillation was stopped and the three-necked flask was returned to room temperature. At this time, the pot liquid was a slurry in which a brown solid was dispersed, and was not attached to the wall of the three-necked flask, and could be extracted in a slurry state by tilting the flask.
[0038]
Comparative Example 2
In Example 4, the same distillation was performed without adding 35% sodium laurate aqueous solution. At this time, the liquid in the kettle is separated into a liquid and a brown viscous product, and the flask is tilted to try to extract the liquid from the kettle, but the solid matter is attached to the flask. I was able to extract only the extent.
[0039]
Example 5
A distillation operation similar to the method of Example 4 was performed except that the amount of 35% sodium laurate aqueous solution added was changed from 1 g to 0.1 g. As a result, at this time, the pot liquid was a slurry in which a brown solid was dispersed, and was not attached to the wall, and could be easily drawn out in a slurry state by tilting the flask.
[0040]
Example 6
The same distillation operation as in Example 4 was performed except that 35% sodium laurate aqueous solution was changed to “Mama Lemon” manufactured by Lion Corporation (containing sodium linear alkylbenzenesulfonate, etc., concentration 27%). As a result, at this time, the pot liquid was a slurry in which a brown solid was dispersed, and was not attached to the wall, and could be easily drawn out in a slurry state by tilting the flask.
[0041]
Example 7
The same distillation operation as in Example 4 was performed except that 35% sodium laurate aqueous solution was changed to powdered soap. As a result, at this time, the pot liquid was a slurry in which a brown solid was dispersed, and was not attached to the wall, and could be easily drawn out in a slurry state by tilting the flask.
[0042]
Example 8
The same distillation operation as in Example 4 was performed except that 10% aqueous methanol was changed to 10% aqueous ethanol. As a result, at this time, the pot liquid was a slurry in which a brown solid was dispersed, and was not attached to the wall, and could be easily drawn out in a slurry state by tilting the flask.
[0043]
Example 9
The same distillation operation as in Example 4 was performed except that 10% aqueous methanol was changed to 10% aqueous acetone. As a result, at this time, the pot liquid was a slurry in which a brown solid was dispersed, and was not attached to the wall, and could be easily drawn out in a slurry state by tilting the flask.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of a distillation apparatus for carrying out the method of the present invention.
[Brief description of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Distilling pot 2 Distilling tower 3 Condenser 4
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