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JPH06228026A - メタノールとジメチルカーボネートの分離法 - Google Patents

メタノールとジメチルカーボネートの分離法

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Publication number
JPH06228026A
JPH06228026A JP1462193A JP1462193A JPH06228026A JP H06228026 A JPH06228026 A JP H06228026A JP 1462193 A JP1462193 A JP 1462193A JP 1462193 A JP1462193 A JP 1462193A JP H06228026 A JPH06228026 A JP H06228026A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
methanol
dimethyl carbonate
extractant
carbon atoms
distillation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP1462193A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsushige Hayashi
勝茂 林
Takakiyo Mine
高清 峰
Masamichi Mizukami
政道 水上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority to JP1462193A priority Critical patent/JPH06228026A/ja
Publication of JPH06228026A publication Critical patent/JPH06228026A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メタノールとジメチルカーボネートの混合物
から両者を効率良く分離する。 【構成】 メタノールとジメチルカーボネートの混合物
に特定の化合物群から選ばれた抽出剤を添加することに
より共沸現象を破壊し、通常の蒸留操作により各成分を
効率よく高純度で分離回収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メタノールとジメチル
カーボネートの共沸性混合物を蒸留により効率よく分離
する方法に関するものである。ジメチルカーボネートは
芳香族カーボネートをはじめ種々の化学製品の原料とし
て有用である。
【0002】
【従来の技術】ジメチルカーボネートの製造法として
は、メタノールとホスゲンを反応させる方法(特開昭5
6−7745号)、適当な触媒の存在下メタノールを一
酸化炭素及び酸素と反応させる方法(特開昭51−13
8620号、特開昭53−44523号、特開昭54−
24827号、特開昭55−45655号、特開昭56
−167641号、特開昭60−75447号、特開平
2−19347号、特開平2−169549号、特開平
3−99041号、特開平4−108765号、特開平
4−270250号、特開平4−270251号)、環
状カーボネートとメタノールのエステル交換反応による
方法(特公昭56−40708号、特公昭59−285
42号、特公昭60−22697号、特公昭60−22
698号、特公昭61−4381号、特開昭54−48
715号、特開昭54−48716号、特開昭54−1
25617号、特開昭56−10144号、特開昭63
−238043号、特開平3−44354号、特開平3
−109358号、特開平4−9356号、特開平4−
198141号、米国特許第4661609号、米国特
許第4734518号)、適当な触媒の存在下一酸化炭
素と亜硝酸メチルを気相接触により反応させる方法(特
開昭60−181051号、特開平3−141243
号)がある。これらの方法ではいずれの場合も目的物で
あるジメチルカーボネートが原料であるメタノールとの
混合物で得られるため、それぞれを分離回収する工程が
不可欠となる。しかし、メタノールとジメチルカーボネ
ートは常圧下では、モル組成比86対14の共沸組成を
有するため通常の蒸留操作で分離することは困難であ
る。
【0003】そこで、メタノールとジメチルカーボネー
トを分離する方法としてこれまで多くの提案がなされて
いる。例えば、米国特許第3803201号では冷却に
よりジメチルカーボネートを晶析させた後、蒸留により
回収する方法を提示しているが、煩雑な操作を必要と
し、工業的見地から考え実用的でない。特公昭56−1
7333号では水を溶媒として抽出蒸留により分離する
方法が提示されているが、加水分解によりジメチルカー
ボネートのロスが生じ、さらに留出した水とメタノール
混合物からのメタノールの回収に大きなエネルギーを要
するという欠点がある。
【0004】特公昭59−3463号では加圧条件での
蒸留分離を提示しているが、完全に分離するには至って
いない。また、特開平2−212456号に於いては、
加圧蒸留塔と常圧蒸留塔の組合せによりメタノールとジ
メチルカーボネートの分離を行っているが、装置的に高
コストとなる上、共沸物とメタノールの沸点が極めて近
いために両者の分離に大きなエネルギーを要し、また安
定した運転を行うのが困難である。特開昭54−418
20号、特開昭63−205101号において、前者は
ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、後者はベンゼ
ンを添加することによりメタノールと添加物との共沸組
成物を形成しジメチルカーボネートとの分離を行ってい
るが、共沸組成の留出液からのメタノールと添加物との
分離が必要となり、そこに多大のコストが付加されるこ
とになる。特開昭60−106505号では、疎水性ゼ
オライトによるジメチルカーボネートの吸着分離を提示
しているが、吸着濃度が低く現実的ではない。また、米
国特許第4798674号では特殊な高分子膜を使用し
ての分離を試みているが、分離効率が十分ではなく工業
的にも好適な方法ではない。以上のごとく、メタノール
とジメチルカーボネートを効率よく分離する方法は、い
まだ見いだされていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、メタ
ノールとジメチルカーボネートを簡便かつ効率的に分離
回収する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明者らは、共沸組成を形成する二成分を蒸留分離
する際に特定の第三成分(抽出剤)を添加することによ
り共沸現象を破壊する抽出蒸留法に着目し鋭意検討を行
った。すなわち、本発明は、メタノールとジメチルカー
ボネートの共沸混合物を蒸留分離するに際し、両者の共
沸現象を破壊させる抽出剤として、 (A) 炭素数4〜15の炭酸ジエステル、 (B) 炭素数3〜5の環状カーボネート、 (C) 一般式(1)で表わされるアリルオキシ化合物、 Ar-O-R (1) (式中、Arはフェニル基またはトルイル基を、Rは炭素
数1〜3のアルキル基または水素を表す) (D) 一般式(2)で表わされる芳香族炭化水素化合物、
【化2】 (式中、X,Y,Zはメチル基、塩素または水素であって、
X,Y,Z の三者は同時には水素でない) (E) 炭素数6〜8の脂肪族ケトン化合物、 (F) 一般式(3)で表わされる2価のエステル化合物、 R1OOC(CH2)nCOOR2 (3) (式中、n は1〜3の整数、R1, R2は炭素数1〜3のア
ルキル基を表す)から選ばれた少なくとも1種を添加す
ることを特徴とするメタノールとジメチルカーボネート
の分離法である。
【0007】本発明により、メタノールとジメチルカー
ボネートの共沸現象が破壊され常圧下、通常の蒸留操作
により高純度で各成分を分離回収できる。抽出剤 (A)の
具体例としては、メチルフェニルカーボネート、ジフェ
ニルカーボネート、抽出剤 (B)の具体例としては、エチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネート、抽出剤
(C)の具体例としては、アニソール、フェノール、抽出
剤 (D)の具体例としては、メシチレン、パラジクロロベ
ンゼン、オルトクロロトルエン、抽出剤 (E)の具体例と
しては、シクロヘキサノン、ジブチルケトン、抽出剤
(F)の具体例としては、マロン酸ジメチル、コハク酸ジ
メチルなどが例示される。
【0008】これらの抽出剤が添加されたメタノール−
ジメチルカーボネート−抽出剤混合物は、どの二成分間
でも共沸関係を持たないため常圧下、適当な段数、還流
比で蒸留操作を行った場合、まず沸点の一番低いメタノ
ールが留出回収され、次にジメチルカーボネートが回収
され、蒸留塔のボトムには抽出剤が残る。本発明の抽出
剤は蒸留前にメタノール−ジメチルカ−ボネート混合物
に加えてもよく、メタノール−ジメチルカーボネート混
合物とは別個に蒸留塔に供給してもよい。さらに、必要
に応じ、蒸留塔の缶出液は循環再使用ができる。また、
図−1に示したように2本の蒸留塔を組合せ、第二の蒸
留塔の缶出液を第一の蒸留塔に循環して再使用すること
により連続的に蒸留を行うこともできる。いずれにして
も、抽出剤は蒸留操作において実質的に留出しいため、
エネルギー的にも無駄のない方法といえる。
【0009】抽出剤の添加量としては特に制限はない
が、分離効率の点から、メタノール、ジメチルカーボネ
ートおよび抽出剤の三者の合計モルに対して抽出剤を5
モル%以上好ましくは20モル%以上とすることが好ま
しい。本発明の抽出剤の添加により共沸現象が破壊され
ることを図で示す。すなわち、図−2は抽出剤が添加さ
れていない場合のメタノール−ジメチルカーボネートの
気液平衡図、図−3には抽出剤としてアニソ−ルを60
重量%含有した場合のメタノール−ジメチルカーボネー
トの気液平衡図を示している。これらの図より抽出剤が
添加された場合では、メタノール−ジメチルカーボネー
ト間に共沸組成が存在しなくなることがわかる。このよ
うな現象は本発明の抽出剤の添加において共通して起こ
る作用である。
【0010】
【実施例】以下に具体的な実施例を示すが、本発明はこ
れらの実施例に制限されるものではない。 実施例1 塔径30mm、48段のガラス製オールダショウ型蒸留
塔の塔頂から36段目より、メタノール30重量%、ジ
メチルカーボネート70重量%から成る60℃の混合液
を260g/Hrの流量で連続的にフィードし、同時に
塔頂から10段目より、抽出剤として予熱したメチルフ
ェニルカーボネートを390g/Hrの流量で連続的に
フィードした。還流比3.0の条件で塔頂温度が64.
5℃を維持するように運転を行い、定常状態になったと
ころでガスクロマトグラフィーにより留出液及び缶出液
の組成分析を行った。その結果、留出液はメタノール9
9.7重量%、ジメチルカーボネート0.3重量%、缶
出液はジメチルカーボネート31.8重量%、メチルフ
ェニルカーボネート68.2重量%の組成であった。ま
た、定常状態での留出液量は79g/Hr、缶出液量は
571g/Hr、ボトム缶中の液温は132℃であっ
た。
【0011】実施例2〜13 抽出剤種、還流比を変える以外は実施例1と同じ条件で
連続蒸留を行った時の結果を表−1に示す。
【0012】
【表1】 表−1 実施例 抽 出 剤 還流比 留出液組成(wt%) 缶出液組成(wt%) NO メタノール DMC DMC 抽出剤 2 ジフェニルカーボネート 4.0 99.9 0.1 31.8 68.2 3 エチレンカーボネート 3.0 99.7 0.3 31.8 68.2 4 プロピレンカーボネート 4.0 99.7 0.3 31.8 68.2 5 アニソール 3.0 99.9 0.1 31.8 68.2 6 フェノール 5.0 99.5 0.5 31.8 68.2 7 メシチレン 4.0 99.6 0.4 31.8 68.2 8 パラジクロロベンゼン 4.0 99.5 0.5 31.8 68.2 9 オルトクロロトルエン 4.0 99.5 0.5 31.8 68.2 10 シクロヘキサノン 3.0 99.4 0.6 31.8 68.2 11 ジブチルケトン 3.0 99.3 0.7 31.8 68.2 12 マロン酸ジメチル 3.0 99.8 0.2 31.8 68.2 13 コハク酸ジメチル 3.0 99.8 0.2 31.8 68.2 * 留出液量:80g/Hr, 缶出液量:570g/Hr
【0013】実施例14 塔径30mm、34段のオールダショウ型蒸留塔の塔頂
から14段目より実施例1で抜き出した缶出液を、予熱
して571g/Hrの流量で連続的にフィードした。還
流比2.0の条件で塔頂温度が91℃を維持するように
運転を行い、定常状態になったところで留出液及び缶出
液の組成分析を行った。その結果、留出液はジメチルカ
ーボネート100.0重量%、缶出液はジメチルカルボ
ネート0.1重量%、メチルフェニルカーボネート9
9.9重量%であった。定常状態での留出液量は181
g/Hr、缶出液量は390g/Hr、ボトム缶中の液
温は184℃であった。
【0014】実施例15〜26 実施例2〜13で抜き出した缶出液をフィード温度、フ
ィード量、還流比を変える以外は実施例13と同じ条件
でそれぞれ連続蒸留を行った。その結果を表−2に示
す。
【0015】
【表2】 表−2 実施例 フィード液 還流比 留出液組成(wt%) 缶出液組成(wt%) NO メタノール DMC DMC 抽出剤 15 実施例2缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 16 実施例3缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 17 実施例4缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 18 実施例5缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 19 実施例6缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 20 実施例7缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 21 実施例8缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 22 実施例9缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 23 実施例10缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 24 実施例11缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 25 実施例12缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 26 実施例13缶出液 2.0 100.0 0.0 0.1 99.9 * 留出液量:180g/Hr, 缶出液量:390g/Hr
【0016】比較例1 塔径30mm、48段のガラス製オールダショウ型蒸留
塔の塔頂から36段目より、メタノール30重量%、ジ
メチルカーボネート70重量%から成る60℃の混合液
を260g/Hrの流量で連続的にフィードした。還流
比3.0の条件で塔頂温度が64℃を維持するように運
転を行い、定常状態になったところでガスクロマトグラ
フィーにより留出液及び缶出液の組成分析を行った。そ
の結果、留出液はメタノール68.8重量%、ジメチル
カーボネート31.2重量%、缶出液はメタノール0.
1重量%、ジメチルカーボネート99.9重量%の組成
であった。また、定常状態での留出液量は113g/H
r、缶出液量は147g/Hr、ボトム缶中の液温は9
1℃であった。次に、得られた留出液を、塔径30m
m、48段のガラス製オールダショウ型蒸留塔の塔頂か
ら36段目より113g/Hrの流量で連続的にフィー
ドした。還流比1.0の条件で塔頂温度が64℃を維持
するように運転を行い、定常状態になったところで留出
液及び缶出液の組成分析を行った。その結果、留出液、
缶出液ともにメタノール68.8重量%、ジメチルカー
ボネート31.2重量%の共沸組成比の混合物であっ
た。
【0017】
【発明の効果】本発明に示した抽出剤の添加により、メ
タノールとジメチルカーボネートの共沸現象が破壊さ
れ、通常の蒸留操作で容易に各成分を分離回収すること
ができる。工業的にも極めて効率のよい優れた方法であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】2本の蒸留塔を組み合わせた、連続抽出蒸留プ
ロセスのフローシート
【図2】メタノールとジメチルカーボネートの気液平衡
測定図
【図3】アニソールを抽出剤として60重量%含有した
場合のメタノールとジメチルカーボネートの気液平衡測
定図
【符号の説明】
1 蒸留原料(主成分がメタノール、ジメチルカーボネ
ート混合物) 2 第一塔留出液(主成分がメタノール) 3 第一塔缶出液(主成分がジメチルカーボネート、抽
出剤混合物) 4 第二塔留出液(主成分がジメチルカーボネート) 5 第二塔缶出液(主成分が抽出剤) x メタノールの液相モル分率(2成分基準) y メタノールの気相モル分率(2成分基準)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタノールとジメチルカーボネートの共
    沸混合物を蒸留分離するに際し、両者の共沸現象を破壊
    させる抽出剤として、 (A) 炭素数4〜15の炭酸ジエステル、 (B) 炭素数3〜5の環状カーボネート、 (C) 一般式(1)で表わされるアリルオキシ化合物、 Ar-O-R (1) (式中、Arはフェニル基またはトルイル基を、Rは炭素
    数1〜3のアルキル基または水素を表す) (D) 一般式(2)で表わされる芳香族炭化水素化合物、 【化1】 (式中、X,Y,Zはメチル基、塩素または水素であって、
    X,Y,Z の三者は同時には水素でない) (E) 炭素数6〜8の脂肪族ケトン化合物、 (F) 一般式(3)で表わされる2価のエステル化合物、 R1OOC(CH2)nCOOR2 (3) (式中、n は1〜3の整数、R1, R2は炭素数1〜3のア
    ルキル基を表す)から選ばれた少なくとも1種を添加す
    ることを特徴とするメタノールとジメチルカーボネート
    の分離法。
JP1462193A 1993-02-01 1993-02-01 メタノールとジメチルカーボネートの分離法 Pending JPH06228026A (ja)

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