JP2015519323A - 有機塩形成のためのグリセリンを反応させる方法 - Google Patents

有機塩形成のためのグリセリンを反応させる方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2015519323A
JP2015519323A JP2015509400A JP2015509400A JP2015519323A JP 2015519323 A JP2015519323 A JP 2015519323A JP 2015509400 A JP2015509400 A JP 2015509400A JP 2015509400 A JP2015509400 A JP 2015509400A JP 2015519323 A JP2015519323 A JP 2015519323A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glycerin
hydroxide
reaction
temperature
weight
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.)
Granted
Application number
JP2015509400A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6013589B2 (ja
Inventor
ロリンゲル,ガイ
ケンプ,アルミン
マテルノヴァ,インジジュカ
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.)
D01 PACHolding
Original Assignee
D01 PACHolding
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 D01 PACHolding filed Critical D01 PACHolding
Publication of JP2015519323A publication Critical patent/JP2015519323A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6013589B2 publication Critical patent/JP6013589B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/02Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides from salts of carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/41Preparation of salts of carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C55/00Saturated compounds having more than one carboxyl group bound to acyclic carbon atoms
    • C07C55/02Dicarboxylic acids
    • C07C55/06Oxalic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C59/00Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
    • C07C59/01Saturated compounds having only one carboxyl group and containing hydroxy or O-metal groups
    • C07C59/08Lactic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C53/00Saturated compounds having only one carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or hydrogen
    • C07C53/08Acetic acid
    • C07C53/10Salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C59/00Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
    • C07C59/01Saturated compounds having only one carboxyl group and containing hydroxy or O-metal groups
    • C07C59/06Glycolic acid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本発明は、グリセリンを反応させる方法に関し、グリセリンをMe水酸化物の水系溶液内で150℃を超える温度にて反応させ、Me水酸化物の濃度は室温での飽和濃度よりも大きく、Meはアルカリ金属及びアルカリ土類金属並びにそれらの混合物類からなる群から選択されるものであり、反応により、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、シュウ酸塩、乳酸塩、ブチル酸塩、吉草酸塩、クエン酸塩、アジピン酸塩、コハク酸塩、リンゴ酸塩および炭酸塩並びにそれらの混合物類で成る群から選択される少なくとも1種の塩、並びに水素ガス(H2)またはメタン(CH4)およびそれらの混合物類を提供する。

Description

本発明は一般に、高濃度である金属水酸化物の水系溶液内でのグリセリンの反応方法に関する。
グリセリン(IUPACグリセロール、単にグリセリンとも言う)はプロパン−1,2,3−トリオールの俗名および慣用名である。グリセリンは、プロピレンから中間生成物である塩化アリルおよびエピクロロヒドリンを介して石油化学的に製造できる。あるいは、石鹸の合成において天然油脂を鹸化する際に副産物として化学的に発生する。大量のグリセリンがバイオディーゼル製造の副産物として生成されてきた。このことは、主として植物油をメタノールでトランスエステル化することによって実施される。1脂肪分子(トリアシルグリセリド)が3分子のメタノールと反応し、グリセリンと3つの脂肪酸メチルエステル(FAME)が生成される。
トランスエステル化のプロセスによっては、100kgのグリセリンがトン当たりのバイオディーゼル油で形成される。現在に至るまで、このグリセリンに対して商業的な開発計画はほとんど存在しなかった。化粧品、食品、飲料品および薬品産業でのグリセリンの伝統的な利用分野は現在ほぼ存在しない。
その結果、バイオディーゼル油製造からの余剰グリセリンは、一部が廃水として廃棄され、あるいは発電のために燃焼されている。
別例の利用形態は、バイオガスの生成、燃料または潤滑油への化学変換、あるいは食品添加物としての利用である。
その良好な化学反応性のため、石油からも生成が可能な化学品の生成のためにグリセリンはまた適した原材料である。原材料としてグリセリンを活用する新規な分野を開拓するため、新規なグリセリンベースの生成プロセス、例えば、エピクロロヒドリンまたはプロピレングリコールの生成のためのプロセスが実験中であり、多数の研究計画において開発途上である。
しかし、原料グリセリンのための充分に開発された回収技術はほとんど存在しない。
米国特許7829740B2は、アルカリ条件下でグリセリンを水熱反応に供してグリセリンから乳酸塩を生成するプロセスを説明する。
米国特許第7,829,740号公報
本発明の1目的はグリセリンを商業的価値がある製品に変換させ、好適にはグリセリンをバイオディーゼル油の生成から商業的価値がある製品に変換させることである。
この目的は請求項1の方法で達成される。
特に、この目的は、グリセリンを、150℃を超える温度のMe水酸化物の水系溶液内にて反応させ、Me水酸化物の濃度が室温での飽和濃度よりも大きく、Meがアルカリ金属類およびアルカリ土類金属類並びにそれらの混合物で成る群から選択されるプロセスによって達成され、この反応は、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、シュー酸塩、乳酸塩、ブチル酸塩、吉草酸塩、クエン酸塩、アジピン酸塩、コハク酸塩、リンゴ酸塩、および炭酸塩並びにそれらの混合物で成る群から選択される少なくとも1種の塩、および水素ガス(H)またはメタン(CH)およびそれら混合物を提供する。
従って、融点と沸点の間の温度、好適には沸点に近い温度である物質系の液相範囲の温度にて、Me水酸化物の濃度が室温での飽和濃度よりも大きい高濃度のMe水酸化物の水溶液内でこのプロセスは実施される。
好適にはこのプロセスは、800hPaから1500hPaの間、好適には950hPaから1050hPaの間、特に好適には外気圧下で実施される。
NaOHまたはKOHあるいはそれらの混合物がMe水酸化物として好適に使用される。
1好適実施形態によれば、Me水酸化物の濃度は54重量%以上、好適には60重量%以上、特に好適には70重量%以上であり、さらに好適には80重量%以上、最も好適には85重量%以上である。
反応は好適には150℃以上、特に好適には160℃以上、さらに好適には180℃以上、最も好適には200℃以上で実行される。
米国特許US7829740B2で解説されているプロセスと較べて、本発明のプロセスは高圧を利用せずに実施できる。なぜなら、高濃度Me水酸化物の溶液の沸点は大きく上昇し、100℃を大幅に超えているからである。加えて、得られる塩は、追加の分離ステップを活用することなく反応の直接ステップにおいて少なくとも部分的に分離される。従って、このプロセスは米国特許US7829740B2のプロセスと較べて大幅に簡単で安全な手法によって実施される。高濃度の水酸化物は高圧を利用せずにこのプロセスを高温で実行させる。なぜなら、Me水酸化物の高濃度水溶液の沸点は水の沸点よりも大幅に高いからである。
この反応は好適には水酸化物溶液の沸騰温度で実施される。この沸点は水酸化物溶液の濃度の増加に伴って上昇する。好適には水が反応容器から出て行かないように還流冷却器が利用される。反応の過程で発生する水蒸気を冷却面で凝結し、反応混合物内に戻すことが可能である。例えば流水が還流冷却器の冷媒として採用される。
本発明における「沸点の温度」とは、Me水酸化物の沸点の15℃以内、好適には10℃以内、さらに好適には7.5℃以内、最も好適には5℃以内を意味すると解釈されるものである。
例えば、水酸化ナトリウム溶液の沸点が150℃であるなら、本発明が想定する温度範囲は135℃から165℃になる。さらに、グリセリンの添加は、2成分材料であるMe水酸化物−HOが多成分物質に変化することと、添加したグリセリンの結果としての反応生成物によって沸点を想定外に変化させる。
1好適実施形態によれば、このプロセスは、濃度範囲が60%から80%、温度が180℃未満でNaOHにより実施される。これらの温度では主として乳酸塩が生成される。
これらの条件下では、97%を超える乳酸塩の産成量はこの範囲よりも大幅に大きいことが驚きをもって発見された。本発明に関わる実験は、例えば、83%のNaOHと222℃ではたった10.5%の乳酸塩が形成されることを示した。一方、67%と175℃では最終製品の乳酸塩含有量は約98%である。
第2の実施例によれば、このプロセスは220℃から260℃、好適には235℃で実施され、酢酸塩、プロピオン酸塩またはシュウ酸塩およびそれらの混合物が主として生成される。大気圧下で濃度が85%を超えるNaOH、好適には93%を超えるNaOHで、220℃を超える温度、好適には260℃を超える温度では主として酢酸塩またはプロピオン酸塩およびそれらの混合物が生成される。
これらの温度では主として酢酸塩、プロピオン酸塩およびシュウ酸塩が得られ、乳酸塩が得られないのは驚きを以って発見された。乳酸塩はもっと低い温度で得られる。本発明に関わる実験で、例えば、235℃では、35重量%の酢酸塩、30重量%のプロピオン酸塩および25重量%のシュウ酸塩が形成され、260℃では、52重量%の酢酸塩と42重量%のプロピオン酸塩が形成される。
別実施形態によれば、Me水酸化物の水溶液は、継続して撹拌されている状態で沸点に近い温度に保たれ、グリセリンはMe水酸化物溶液内に計量投入される。
グリセリンは、好適にはMe水酸化物溶液内に計量投入される前に予加熱される。
Me水酸化物としてNaOHが特に好適に使用される。
好適にはグリセリンはバイオディーゼル油の生成に由来するものである。
このプロセスは連続的であっても、バッチ式であってもよい。
1好適実施形態によれば、グリセリンの変換で得られる水は全部またはその一部が除去される。
実施例に基礎づいた発明の詳細な説明
本発明のさらなる詳細と利点は実施形態例に基づいた以下の可能な実施例の詳細な説明によって明確になるであろう。
53重量%以上の高濃度のNaOH水溶液でのグリセリンの変換が、NaOH溶液の沸点に近い温度で実験された。バイオディーゼル油生成由来のグリセリンがグリセリンとして好適に利用された。しかし説明を簡単にするため、純粋グリセリンおよび類似水分含有量のグリセリンから、バイオディーゼル油生成由来の未精製グリセリンまでがこの実験で使用された。
実験ではプロセスは以下のステップを含んでいた。
*固体NaOHペレットがH2Oと様々な割合で混合され、還流形態で加熱された。
*最大適用温度は大気圧でのNaOH−H2O混合物の沸点によって決定され、約140℃から300℃以上への温度範囲でNaOH濃度が50重量%を超える濃度のものであった。
*グリセリンは撹拌されているNaOH溶液の表面下に計量投入され、急速発熱反応が起こった。バッチ式のプロセスでグリセリン、水およびNaOHが混合され、続いて加熱された。
*主な気体の反応生成物はHとCHであり、H含有量は90体積%以上であった。
*反応生成物はソーダ水(NaCO)、およびギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、シュウ酸塩、乳酸塩、ブチル酸塩、吉草酸塩、クエン酸塩、アジピン酸塩、コハク酸塩およびリンゴ酸塩から成る群からの有機ナトリウム塩であった。
*特定塩が好適に形成されるよう反応は選択的に制御できた。
比較例:大気圧下での54%未満のNaOHによるバッチプロセス(ラボ施設)
約200gのNaOHを約150mlのHOに加えることで沈積物を有した飽和溶液が室温(23℃)で作成された。名目上47重量%であるHOと53重量%であるNaOHを含んだ飽和溶液(文献の相図通り)が沈積物から多径ガラスフラスコ内に注液された。純粋グリセリン(2ml、99.6%)が加えられ、混合物は撹拌しながらゆっくりと加熱された。加熱前に、ヘッドスペースがまず排気され、続いて窒素で浄化された。発生した気体は閉止弁を備えたY状具を越え、重畳気体冷却管を通してガスメータに導かれた。
反応混合物の温度は浸沈された熱電対で測定された。泡の発生は、沸点(文献147℃)が達成されたことによって確定する144℃で開始した。接続されていたガスメータでは体積の増加は確認されなかった。温度は沸点の直下にまで低下し、1時間を越えて維持された。隔離された気体の泡は拡大レンズにより観察できたが、材料の反応からの気体であるのか、水蒸気の泡であるのかは確認できなかった。
反応混合物のイオンクロマトグラフィ分析で反応性生物が存在しないことが示された。量が少な過ぎたためにガス分析は可能ではなかった。
実施例1:大気圧下でのバッチ式プロセス(パイロットプラント)
固体NaOH(25kg)、水(5kg)およびグリセリン(3.3kg)(75:15:10)が室温の不活性ガス(N2)存在下で撹拌されている反応器内に投入されて混合された。NaOHの一部のみ(純水に対して最大で約5kg)が室温で溶解され、粘り気のあるスラリーが得られた。この均質な混合物は2℃/分の速度でゆっくりと加熱され、NaOHが徐々に溶解した。NaOHが溶解するに連れて混合物の沸騰温度は上昇した。混合物が沸騰開始しないように気が配られた。
均質な液体混合物相が約185℃でまず達成された。その前に約160℃で最初の気体泡(H)が観察された。これは所望の反応の開始を意味した。温度の上昇に伴って気体の発生は増加した。温度は218℃にまで安定的に上昇した。混合物が激しく沸騰したため、この方式においては常圧下ではこれが最高の温度であった。
反応混合物はさらに4時間、215℃で穏やかに沸騰させながら維持された。発生する気体は排出管を通して導かれ、還流冷却器内で蒸気と共に冷却された。
気体の組成は熱伝導率セルで継続的に測定され、最大値100体積%の水素に到達した。
反応時間が進行するに連れ、液体反応混合物内で固体分散相の増加が観察された。この縣濁液のサンプルが後分析のために吸い取り採取された。
毛管電気泳動の手段による有機ナトリウム塩の分析が実行された。その結果を下表に示す。3.3kgのグリセリン開始物質が4.1kgの有機塩を産成した。重量の観点による産生量は100%を超えていた。その結果、炭素収支のみが表示されている。すなわちグリセリン開始物質(C−グリセリン)の全炭素に対する生成物(C−塩)の形態で回収された炭素の割合が表示されている。
Figure 2015519323
要約すると、70重量%を超える当初炭素が有機Na塩生成物内に、主として酢酸塩およびシュウ酸塩として発見される。当初炭素の残り部分は、NaCOの形態で無機的に結合される。メタン成分内の炭素含有量は無視され、計算には考慮されなかった。
従ってグリセリンの変換はほぼ完全であったと考えられる。
実施例2:大気圧下での半連続または流加バッチ式プロセス(ラボ施設)
実施例2a:50重量%未満のNaOH使用
ガラスフラスコ内でNaOH(15.04g)は水(34.34g)と混合され、窒素で浄化した後に、その混合物はサンドバス内で沸点にまで加熱された。名目上30.45%のNaを含有した混合物は沸騰温度(浸沈熱電対による測定温度:119℃)に維持され、発生した蒸気は還流冷却器で凝結され、水は溶液内に滴下によって戻された。
無水純粋グリセリン(0.5ml)が沸騰する混合物の表面下に毛管によって注入された。これが2分後に繰り返され、10分後に1mlで再び繰り返された。反応混合物は105分の間、沸点温度に維持された。
例えば、泡立ち、濁り、等々の形態の反応は一切観察できなかった。
冷却後、反応混合物全体がイオンクロマトグラフィの手段で分析された。反応生成物は全く発見できなかった。
実施例2b:54重量%を超えるNaOH使用
固体NaOHペレット(87.5g)と蒸留水(14.6g)(85.7重量%のNaOHと14.3重量%のH2Oに対応)が多径ガラスフラスコ内に計量投入された。フラスコはNで浄化され、続いてNaOHが完全に溶解するまで撹拌されながら還流下で加熱された(約220℃)。還流冷却器の排出口はガスメータに接続されていた。
温度は大気圧下で混合物の最大可能な利用温度すなわち名目上230℃(文献から推測)の沸点にまでゆっくりと上昇されたが、実際には243℃と測定された(その相違は還流システムで循環する水の一部による濃度の変化によると考えられる)。温度は反応混合物に浸沈された熱電対によって測定された。
温度が沸点で安定したなら、多少予加熱されている純粋(99.6%、約35℃)グリセリン(0.7g)が、目盛付2mlの注射器と、ガラスフラスコの径部の密封ステンレス鋼毛管を通って撹拌されているNaOH溶液の表面下の約1cmに急速添加された。
ガスの急発生はグリセリンの添加によるものであった。約10分ごとにガスサンプルが気密注射器によって隔膜を通して採取され、直ちにガスクロマトグラフィで分析された。その結果は約96体積%のHと4体積%のCHであった。
約1時間後、グリセリン(1.31g)が再び加えられ、ガスサンプルが採取された。これは約98体積%のHと2体積%のCHであった。
グリセリンを加えると直ちに白色固体の形成が観察された。それは撹拌状態では縣濁形態で残り、実験の進行に伴って反応混合物の粘性が増加した(撹拌がますます困難になった)。
炭酸塩と有機物の成分に関してフラスコの中身が分析された。NaCO、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、およびシュウ酸ナトリウムが検出された。しかし、この方法の限界のために全ての物質を確定することはできなかった。個別の物質は単離されず、定量的に分析されることもなかった。
実施例3:大気圧下での半継続的または流加バッチ式プロセス(パイロットプラント)
水蒸気がほとんど形成されないように水(20kg)が撹拌されている反応器内で約70℃に予加熱された。溶液の高温によって上昇する温度が溶液の沸点を大きく下回る温度に保たれ、水蒸気が充填容器を通じて逃避しないよう、NaOHが充填容器を通じて分割添加され、撹拌された。得られた少量の水蒸気は還流冷却器で凝結され、充填容器内のNaOHに吸収された。充填容器はプラスチックカバーで密封された。さらに撹拌されながら、NaOHは全部で100kgになるまで分割して添加され、NaOHが完全に溶解するまで混合物の温度は反応器の外部加熱によって連続的に上昇された。複数の浸沈熱電対によって測定された液体温度は180℃から190℃の間であった(83.3重量%のNaOHの文献値=185℃)。充填容器の密封後、反応器の中身は還流下で沸点温度にまで加熱され、続いてその温度またはその温度より5℃低い温度に保たれた。
窒素での浄化後、純粋グリセリン(99.6%)が充填(供給)容器内で70℃に予加熱され、約25cmの円形ノズルを介して撹拌されている反応混合物の表面下に加えられた。
類似した方法による複数の連続実験では、NaOHの濃度は68重量%と93重量%の間で変動した。反応温度は175℃と270℃の間であり、グリセリン供給速度は0.5kg/時と25kg/時の間であった。
急速に増加するH2含有物でのガスの即時発生は添加直後に開始した。体積とガス組成物はインライン形態で確定されるか、あるいはガスメータと特殊熱伝導センサーの手段によって分析された。
様々なガス形成速度が測定され、異なる生成物の形成を伴う連続的な複数の二次反応で考慮された。
約30分から90分の間の反応時間後に、常に、決して97体積%を下回ることがなかった水素濃度の最大値に到達し、100体積%にさえ到達した。さらに向上した正確な分析のためにガス流からサンプル容器で追加のガスサンプルが採取された。ガスサンプル内にはppm範囲である少量のメタンおよび少量の追加有機物質のみがガスクロマトグラフィによって発見された。
撹拌されている反応器の内部は覗きガラスを通して視覚的にモニターできた。よってガス形成に加えて固体反応生成物の形成も観測できた。固体生成物は円形ノズルから上昇し、厚ケーキ状に継続コンパクト化された遊離泡層を形成したガスバブルによって表面の全領域上に浮遊した。
グリセリンの添加が終了した後、温度は少なくとも2時間は維持され、その後のガス発生の反応が観察された。ガスの発生がほぼ終了したとき(1リットル/分未満となったとき)反応器は窒素で浄化され、開かれて浮遊生成物は完全に掬い取られた。
毛管電気泳動、イオンクロマトグラフィ、FTIR、XRD、TIC、TOC、TGAによる後の分析は、反応条件に応じた可変成分それぞれに有機ナトリウム塩(カルボン酸ナトリウム)の混合物を示した。以下のナトリウム塩が発見された:ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、シュウ酸塩、n−ブチル酸塩、i−ブチル酸塩、n−吉草酸塩、i−吉草酸塩、乳酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩、およびリンゴ酸塩、並びにそれぞれの検出方法では明確に分類できない他の種類。さらに、サンプルには無機塩NaCOが発見され、中身は酸滴定によって確定された。
同様に浮遊固体物下の液体融解物からサンプルが採取された。それらは量的に同じ有機塩を含んでいたが、別な量的組成であった。
その後に残留融解物は流し出され、固化するに任せた。ここで、異なる組成の種々な固体相が異なる温度にて種々な冷却相において結晶化された。
以下の表は、総量内、すなわち、生成物(C−塩類)の回収された炭素のグリセリン開始物質(C−グリセリン)の総炭素に対する比として表される残留融解物および産成物の計測された量を含んだ総量内のそれぞれのNa塩の割合を示す。
Figure 2015519323
塩部分は温度によって変化することが明白である。例えば:
*酢酸塩部分は0重量%から約52重量%に275℃から260℃の間隔で増加する。
*乳酸塩部分は約98重量%から0重量%に175℃から260℃の間隔で減少する。
*ギ酸塩部分は180℃から200℃の間にて約19%で最大となる。
よって、どの塩の製造が優先的に意図されているかに応じて反応温度が選択される制御パラメータとして使用できる。
さらに、固体および融解物内の塩類の異なる割合が選択的生成のために利用できる。
加えて、残留融解物の制御された(分留された)結晶化によって高度に純粋な様々な塩類が選択的に得られる。
有機ナトリウム塩の産成量(最終欄)は温度の増加に伴って減少する。カルボン酸ナトリウムの産成量は同時的に増加する。最終欄の100%では存在しない炭素部分は、カルボン酸ナトリウムによってほぼ支配的にカバーされている。
実施例4:
実施例3と同様に、反応器には水(20kg)と固体NaOH(60kg)が入れられた。これはNaOH濃度75重量%に相当する。この濃度の液体範囲は約124℃(融点71℃と沸点195℃の間)である。
温度は180℃、すなわち沸点を15℃下回る温度に調整された。
窒素で浄化した後、80℃に予加熱された純粋グリセリン(99.6%)が14kg/時の割合で加えられ、総量で32.5kgが加えられた。
反応は約1時間15分、一定温度180℃で継続された。その後、維持されたコントローラの温度セットポイントにも拘わらず、反応混合物の実際温度はゆっくり降下を開始した。これは、反応による水の形成(例:C+NaOH→CHCH(OH)COONa+HO+H)によって反応混合物がゆっくりと希釈される事実で説明できる。反応混合物の濃度は当初は一定の温度で沸騰ラインまで変化し、続いて、追加の希釈で物質の沸騰温度(沸点)(=理論的最高温度)は低下する。
反応温度のさらなる低下は水蒸気相からの凝縮水の制御された除去(約16g/分)によって対抗された。残りの反応時間の間、このように物質は沸点173℃で一定に保たれた。文献によれば、これは通常の濃度である約66重量%から67重量%のNaOHに相当する。
続く工程と観察は実施例3に対応する。そこでは本実施例の場合には、大きく引き延ばされた二次反応が観察された。すなわち8時間後にさえ、総量約9000リットルで99.8%の水素含有量のガスの形成は完全には終了していなかった。
固体浮遊生成物は51:25:12:1の割合で乳酸塩、シュウ酸塩、ギ酸塩および酢酸塩を含んでいた。
残留融解物はシュウ酸塩を一切含んでおらず、乳酸塩、ギ酸塩および酢酸塩だけを54:11:1の割合で含んでいた。
以下の表はグリセリン開始物質に基づいた総産生量を示す。
Figure 2015519323
総量で約80%だけのグリセリンが反応しただけであった。実験は反応が完全に終結する前に終了したのであろう。
恐らく、他の実験に較べて少ない変換率は、一義的には高い供給速度によるものであり、二義的には供給時の変換が、可能な最高物質温度(沸点)では起きず、さらに結果的に低い反応率で行われたためであろう。

Claims (15)

  1. グリセリンをMe水酸化物の水系溶液内で150℃を超える温度にて反応させ、
    前記Me水酸化物の濃度は室温での飽和濃度よりも大きく、
    前記Meはアルカリ金属およびアルカリ土類金属並びにそれらの混合物類で成る群から選択され、
    前記反応により、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、シュウ酸塩、乳酸塩、ブチル酸塩、吉草酸塩、クエン酸塩、アジピン酸塩、コハク酸塩、リンゴ酸塩および炭酸塩並びにそれらの混合物類で成る群から選択される少なくとも1種の塩、並びに水素ガス(H)またはメタン(CH)およびそれらの混合物類を生成させる、グリセリンを反応させる方法。
  2. 800hPaから1500hPaの圧力下、好適には950hPaから1050hPaの圧力下、特に好適には大気圧下で実施される、請求項1記載の方法。
  3. 前記Me水酸化物として、NaOH若しくはKOH又はそれらの混合物を用いる、請求項1又は2記載の方法。
  4. 前記Me水酸化物として、NaOHを用いる、請求項1又は2記載の方法。
  5. 前記Me水酸化物の濃度は54重量%を超え、好適には60重量%を超え、特に好適には70重量%を超え、さらに好適には80重量%を超え、特にさらに好適には85重量%を超える、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記Me水酸化物溶液の沸点の15℃以内、好適には10℃以内、さらに好適には7.5℃以内、特に好適には5℃以内で実施される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 160℃を超える温度で、好適には170℃から180℃で、特に好適には175℃で実施され、乳酸塩が主に生成される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 230℃から260℃で、好適には235℃で実施され、酢酸塩、プロピオン酸塩およびシュウ酸塩が主に生成される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記Me水酸化物の水系溶液は、その沸点近辺の温度で連続的に撹拌しながら維持され、前記グリセリンは該Me水酸化物の水溶液内に計量投入される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記Me水酸化物の水系溶液内に計量投与される前に、前記グリセリンが予加熱される、請求項9記載の方法。
  11. 使用される前記グリセリンはバイオディーゼル油の生成に由来する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
  12. 還流冷却を利用して実施される、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  13. 連続的形態である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
  14. バッチ式形態である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
  15. 本方法におけるグリセリンの反応によって発生する水は、全体的または部分的に除去される、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
JP2015509400A 2012-05-03 2013-04-29 有機塩形成のためのグリセリンを反応させる方法 Expired - Fee Related JP6013589B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LULU91993 2012-05-03
LU91993A LU91993B1 (de) 2012-05-03 2012-05-03 Verfahren zur Umsetzung von Glycerin zu organischen Salzen
PCT/EP2013/058875 WO2013164301A1 (de) 2012-05-03 2013-04-29 Verfahren zur umsetzung von glycerin zu organischen salzen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015519323A true JP2015519323A (ja) 2015-07-09
JP6013589B2 JP6013589B2 (ja) 2016-10-25

Family

ID=48236934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015509400A Expired - Fee Related JP6013589B2 (ja) 2012-05-03 2013-04-29 有機塩形成のためのグリセリンを反応させる方法

Country Status (15)

Country Link
US (1) US9193658B2 (ja)
EP (1) EP2844632B1 (ja)
JP (1) JP6013589B2 (ja)
CN (1) CN104321299B (ja)
AU (1) AU2013255900B2 (ja)
BR (1) BR112014027091B1 (ja)
CA (1) CA2871022C (ja)
DK (1) DK2844632T3 (ja)
ES (1) ES2573786T3 (ja)
IN (1) IN2014DN10201A (ja)
LU (1) LU91993B1 (ja)
PL (1) PL2844632T3 (ja)
PT (1) PT2844632E (ja)
RU (1) RU2617420C2 (ja)
WO (1) WO2013164301A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61260039A (ja) * 1985-05-14 1986-11-18 シエル・インタ−ナシヨネイル・リサ−チ・マ−チヤツピイ・ベ−・ウイ カルボン酸塩の製造方法
WO2007001043A1 (ja) * 2005-06-29 2007-01-04 Hitachi Zosen Corporation 乳酸の製造方法および乳酸製造装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU810663A1 (ru) * 1979-01-09 1981-03-07 Днепропетровский Химико-Технологи-Ческий Институт Им. Ф.Э.Дзержинского Способ получени формиата натри
JP4501028B2 (ja) * 2004-01-15 2010-07-14 兵治 榎本 酢酸の製造方法
JP4224097B2 (ja) * 2006-12-01 2009-02-12 株式会社日本触媒 アクロレインの製造方法
JP5679411B2 (ja) * 2010-06-17 2015-03-04 日立造船株式会社 ポリ乳酸の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61260039A (ja) * 1985-05-14 1986-11-18 シエル・インタ−ナシヨネイル・リサ−チ・マ−チヤツピイ・ベ−・ウイ カルボン酸塩の製造方法
WO2007001043A1 (ja) * 2005-06-29 2007-01-04 Hitachi Zosen Corporation 乳酸の製造方法および乳酸製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6013589B2 (ja) 2016-10-25
BR112014027091B1 (pt) 2020-12-15
ES2573786T3 (es) 2016-06-10
DK2844632T3 (en) 2016-05-23
EP2844632B1 (de) 2016-03-30
CA2871022A1 (en) 2013-11-07
BR112014027091A2 (pt) 2017-06-27
AU2013255900B2 (en) 2016-10-27
CN104321299B (zh) 2017-02-22
PL2844632T3 (pl) 2016-09-30
LU91993B1 (de) 2013-11-04
US20150094489A1 (en) 2015-04-02
CA2871022C (en) 2018-11-27
RU2014148495A (ru) 2016-06-20
US9193658B2 (en) 2015-11-24
PT2844632E (pt) 2016-06-03
RU2617420C2 (ru) 2017-04-25
EP2844632A1 (de) 2015-03-11
WO2013164301A1 (de) 2013-11-07
AU2013255900A1 (en) 2014-11-06
CN104321299A (zh) 2015-01-28
IN2014DN10201A (ja) 2015-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4906720B2 (ja) 乳酸の製造方法および乳酸製造装置
WO2013085031A1 (ja) 脂肪酸モノグリセライド含有混合物の製造方法
JP4204926B2 (ja) 脂肪酸エステルの製造方法
CN103880672A (zh) 高纯度dha藻油乙酯及其转化为甘油酯的制备方法
CN104411677A (zh) 亚硝酸酯的制造方法、以及草酸二烷基酯及碳酸二烷基酯的制造方法
JP6013589B2 (ja) 有機塩形成のためのグリセリンを反応させる方法
CN102976897A (zh) 一种四氟丙醇的提纯方法
BRPI0513484B1 (pt) processos para preparar óleos vegetais hidróxi-funcionais e óleos vegetais hidróxi-funcionais assim obtidos
Krzyżanowska et al. Continuous dehydrochlorination of 1, 3-dichloropropan-2-ol to epichlorohydrin: process parameters and by-products formation
CN101648873B (zh) 一种连续制备三乙胺氟化氢络合物的方法及其用反应装置
US8815198B2 (en) Method of purifying gas streams
CN101550118A (zh) 维生素c钠盐合成工艺
CN104831311A (zh) 电解氧化煤矿瓦斯制甲醇的方法
CN104961720A (zh) 一种碳酸丙烯酯的制备方法
CN100516016C (zh) 丙二酸酯的制备方法
CN106518686B (zh) 一种制备硝酸酯的方法及其装置
CN101210026A (zh) 一种四苯硼钠的制备方法
CN102766054B (zh) 一种双(4-硝基苯)碳酸酯的工业合成、提纯方法
JP6753193B2 (ja) 2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロピル(メタ)アクリレートおよび/または3−ヒドロキシ−3−メチル−1−ブチル(メタ)アクリレートの製造方法、ならびに、精製方法および組成物
Heng Optimization of Biodiesel Production Process over Solid Base Catalyst
CN112028760A (zh) 一种用于化工原料生产用的环丁基甲醛联合制备方法
Donny Liquid-liquid Equilibria for Methanol-methyl Oleate-water-oleic Acid System
CN107266412A (zh) Co2或碳酸盐或甲酸盐和水为原料制备三聚甲醛等环醚的方法及应用
NO125491B (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151005

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160510

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160830

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160921

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6013589

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees