JP2001213824A - 精製1,3−ブチレングリコールの製造方法 - Google Patents
精製1,3−ブチレングリコールの製造方法Info
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- JP2001213824A JP2001213824A JP2000027031A JP2000027031A JP2001213824A JP 2001213824 A JP2001213824 A JP 2001213824A JP 2000027031 A JP2000027031 A JP 2000027031A JP 2000027031 A JP2000027031 A JP 2000027031A JP 2001213824 A JP2001213824 A JP 2001213824A
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 無臭ないし臭気の著しく低減された精製1,
3−ブチレングリコールを収率良く、経済的に製造す
る。 【解決手段】 アセトアルドール類を、触媒の存在下に
水素添加して1,3−ブチレングリコールを合成し、水
素添加反応粗液を蒸留して、低沸点成分を分離し、フラ
ッシュした後、蒸留により1,3−ブチレングリコール
を留出させ、該1,3−ブチレングリコール留出分をオ
ゾン処理する。
3−ブチレングリコールを収率良く、経済的に製造す
る。 【解決手段】 アセトアルドール類を、触媒の存在下に
水素添加して1,3−ブチレングリコールを合成し、水
素添加反応粗液を蒸留して、低沸点成分を分離し、フラ
ッシュした後、蒸留により1,3−ブチレングリコール
を留出させ、該1,3−ブチレングリコール留出分をオ
ゾン処理する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高沸点成分を缶残
として除去後の1,3−ブチレングリコールをオゾン処
理することを特徴とする、精製1,3−ブチレングリコ
ールの製造方法に関するものであり、得られた精製1,
3−ブチレングリコールは臭気が著しく少なく、化粧品
原料等として適する。
として除去後の1,3−ブチレングリコールをオゾン処
理することを特徴とする、精製1,3−ブチレングリコ
ールの製造方法に関するものであり、得られた精製1,
3−ブチレングリコールは臭気が著しく少なく、化粧品
原料等として適する。
【0002】
【従来の技術】1,3−ブチレングリコールは沸点20
8℃の粘調な無色透明、無臭の液体で、すぐれた溶解性
を有し、化学的安定性にすぐれた誘導体を生成する。そ
の用途は各種の合成樹脂、界面活性剤の原料として、ま
た、そのすぐれた吸湿特性、低揮発性、低毒性を利用し
て化粧品、吸湿剤、高沸点溶剤、不凍液の素材としても
利用されている。特に近年、化粧品業界では無毒、無刺
激の1,3−ブチレングリコールが保湿剤として優れた
性質を有するため、その需要を大きく伸ばしており、無
臭のブチレングリコールは化粧品グレードとして有用で
ある。しかしながら、従来の方法で得られた1,3−ブ
チレングリコールはタンクでの保存時に経時変化を起こ
して微臭が発生してくることから、長期間貯蔵すること
が困難であった。このため、臭気が無く、長期の貯蔵後
でも微臭のない1,3−ブチレングリコールの供給が望
まれている。従来、1,3−ブチレングリコールの製造
方法としては次の3方法が知られている。(I)アセト
アルデヒドをアルドール縮合させてアセトアルドール類
を得、接触還元することによって、1,3−ブチレング
リコールを得る方法(英国特許第853266号記載)。(I
I)1,3−ブチレンオキサイドの加水反応により1,
3−ブチレングリコールを得る方法。(III)プリンス
反応を利用してプロピレンとホルムアルデヒドから1,
3−ブチレングリコールを得る方法。しかしながら(I
I)の方法は、工業的製造方法が未だ確立していないの
で、実際的でない。又、(III)の方法は収率が低いの
で実用的ではない。工業的には(I)の方法で1,3−
ブチレングリコールが製造されているが、アセトアルド
ールは構造的に不安定な物質であり、脱水してクロトン
アルデヒドを生成したりするため、水素添加(以下、水
添と略す。)工程で種々の不純物、例えばブタノールや
2−ブタノン等が副生する他に、アセトアルデヒド回収
リサイクル工程に混入してアセトアルデヒド等と反応し
種々の不純物を生成する。これらの不純物は、蒸留など
による1,3−ブチレングリコールの精製工程において
分離が困難であり、製品、特に化粧品向けなどの製品の
品質、特に臭気に悪影響を及ぼす。特開昭62−212
384号公報には、アルカリ触媒の存在下でアセトアル
デヒドをアルドール縮合させて、アルドキサン(2,4
−ジメチル−1,3−ジオキサン−6−オールの慣用
名)を含む反応粗液を得、アセトアルデヒドを留出させ
ながらアルドキサンを熱分解することにより、実質上パ
ラアルドール(2−(2−ヒドロキシプロピル)−4−
メチル−1,3−ジオキサン−6−オールの慣用名)を
得る方法が開示されている。特開昭62−246529
号公報には、実質上の有効成分として、パラアルドール
を含有する出発原料を接触還元せしめる1,3−ブチレ
ングリコールの製造方法が開示されている。特開昭61
−65834号公報には、純度98%以上の1,3−ブ
チレングリコールに対し、減圧下で薄膜蒸発器を用い、
水を加えて連続的に蒸留精製する1,3−ブチレングリ
コールの精製方法が開示されている。特開昭63−15
6738号公報には、1,3−ブチレングリコールを蒸
留精製するプロセスにおいて、脱高沸蒸留に続いて脱低
沸蒸留を行い1,3−ブチレングリコールを缶出製品と
して得るに当たり、前もってアセトアルドールの水素添
加反応混合物を減圧下において速やかにフラッシュ蒸発
させる方法が開示されている。特開平6−329664
号公報には、アセトアルデヒドをアルカリ触媒の存在下
アルドール縮合させて、主にアルドキサン、アセトアル
デヒド、水および少量のクロトンアルデヒドを含む反応
粗液を製造し、次いで該アルドキサンを熱分解すること
によりアルドキサンおよびパラアルドールを主成分とす
る反応粗液を製造する際、アルドキサンの熱分解工程に
おいて熱分解塔の塔頂から留出するアセトアルデヒド
を、デカンターを具備したサイドカットラインを有する
蒸留塔を使用してアセトアルデヒドを精製して、実質的
にクロトンアルデヒドが存在しないアセトアルデヒドを
アルドール縮合工程にリサイクルするアルドキサンおよ
びパラアルドールを主成分とする反応粗液の製造法、及
び該反応粗液からの1,3−ブチレングリコールの製造
法が開示されている。特開平7−258129号公報に
は、アセトアルドールの液相水素還元法によって得られ
た反応混合物から、1,3−ブチレングリコールを蒸留
精製するプロセスに於て、脱高沸物蒸留を行う際に、苛
性ソーダ、苛性カリ、水素化硼素ナトリウム及び水素化
硼素カリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種類
の化合物を添加する方法が開示されている。しかしなが
ら上記技術は、無臭ないし臭気の著しく低減された精製
1,3−ブチレングリコールを収率よく、経済的に製造
するには、不充分である。
8℃の粘調な無色透明、無臭の液体で、すぐれた溶解性
を有し、化学的安定性にすぐれた誘導体を生成する。そ
の用途は各種の合成樹脂、界面活性剤の原料として、ま
た、そのすぐれた吸湿特性、低揮発性、低毒性を利用し
て化粧品、吸湿剤、高沸点溶剤、不凍液の素材としても
利用されている。特に近年、化粧品業界では無毒、無刺
激の1,3−ブチレングリコールが保湿剤として優れた
性質を有するため、その需要を大きく伸ばしており、無
臭のブチレングリコールは化粧品グレードとして有用で
ある。しかしながら、従来の方法で得られた1,3−ブ
チレングリコールはタンクでの保存時に経時変化を起こ
して微臭が発生してくることから、長期間貯蔵すること
が困難であった。このため、臭気が無く、長期の貯蔵後
でも微臭のない1,3−ブチレングリコールの供給が望
まれている。従来、1,3−ブチレングリコールの製造
方法としては次の3方法が知られている。(I)アセト
アルデヒドをアルドール縮合させてアセトアルドール類
を得、接触還元することによって、1,3−ブチレング
リコールを得る方法(英国特許第853266号記載)。(I
I)1,3−ブチレンオキサイドの加水反応により1,
3−ブチレングリコールを得る方法。(III)プリンス
反応を利用してプロピレンとホルムアルデヒドから1,
3−ブチレングリコールを得る方法。しかしながら(I
I)の方法は、工業的製造方法が未だ確立していないの
で、実際的でない。又、(III)の方法は収率が低いの
で実用的ではない。工業的には(I)の方法で1,3−
ブチレングリコールが製造されているが、アセトアルド
ールは構造的に不安定な物質であり、脱水してクロトン
アルデヒドを生成したりするため、水素添加(以下、水
添と略す。)工程で種々の不純物、例えばブタノールや
2−ブタノン等が副生する他に、アセトアルデヒド回収
リサイクル工程に混入してアセトアルデヒド等と反応し
種々の不純物を生成する。これらの不純物は、蒸留など
による1,3−ブチレングリコールの精製工程において
分離が困難であり、製品、特に化粧品向けなどの製品の
品質、特に臭気に悪影響を及ぼす。特開昭62−212
384号公報には、アルカリ触媒の存在下でアセトアル
デヒドをアルドール縮合させて、アルドキサン(2,4
−ジメチル−1,3−ジオキサン−6−オールの慣用
名)を含む反応粗液を得、アセトアルデヒドを留出させ
ながらアルドキサンを熱分解することにより、実質上パ
ラアルドール(2−(2−ヒドロキシプロピル)−4−
メチル−1,3−ジオキサン−6−オールの慣用名)を
得る方法が開示されている。特開昭62−246529
号公報には、実質上の有効成分として、パラアルドール
を含有する出発原料を接触還元せしめる1,3−ブチレ
ングリコールの製造方法が開示されている。特開昭61
−65834号公報には、純度98%以上の1,3−ブ
チレングリコールに対し、減圧下で薄膜蒸発器を用い、
水を加えて連続的に蒸留精製する1,3−ブチレングリ
コールの精製方法が開示されている。特開昭63−15
6738号公報には、1,3−ブチレングリコールを蒸
留精製するプロセスにおいて、脱高沸蒸留に続いて脱低
沸蒸留を行い1,3−ブチレングリコールを缶出製品と
して得るに当たり、前もってアセトアルドールの水素添
加反応混合物を減圧下において速やかにフラッシュ蒸発
させる方法が開示されている。特開平6−329664
号公報には、アセトアルデヒドをアルカリ触媒の存在下
アルドール縮合させて、主にアルドキサン、アセトアル
デヒド、水および少量のクロトンアルデヒドを含む反応
粗液を製造し、次いで該アルドキサンを熱分解すること
によりアルドキサンおよびパラアルドールを主成分とす
る反応粗液を製造する際、アルドキサンの熱分解工程に
おいて熱分解塔の塔頂から留出するアセトアルデヒド
を、デカンターを具備したサイドカットラインを有する
蒸留塔を使用してアセトアルデヒドを精製して、実質的
にクロトンアルデヒドが存在しないアセトアルデヒドを
アルドール縮合工程にリサイクルするアルドキサンおよ
びパラアルドールを主成分とする反応粗液の製造法、及
び該反応粗液からの1,3−ブチレングリコールの製造
法が開示されている。特開平7−258129号公報に
は、アセトアルドールの液相水素還元法によって得られ
た反応混合物から、1,3−ブチレングリコールを蒸留
精製するプロセスに於て、脱高沸物蒸留を行う際に、苛
性ソーダ、苛性カリ、水素化硼素ナトリウム及び水素化
硼素カリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種類
の化合物を添加する方法が開示されている。しかしなが
ら上記技術は、無臭ないし臭気の著しく低減された精製
1,3−ブチレングリコールを収率よく、経済的に製造
するには、不充分である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、無臭
ないし臭気の著しく低減された精製1,3−ブチレング
リコールの収率の良い、経済的な製造方法を提供する。
ないし臭気の著しく低減された精製1,3−ブチレング
リコールの収率の良い、経済的な製造方法を提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルデヒ
ドを含むアセトアルドール類の水添反応により得られた
粗液(水素添加反応粗液または水添粗液ともいう。)を
蒸留して、低沸点成分(L)を分離した後、さらに蒸留
して1,3−ブチレングリコールを留出させ、該1,3
−ブチレングリコール留出分(D)をオゾン処理するこ
とにより臭気の著しく少ないか無臭の精製1,3−ブチ
レングリコール(製品ともいう。)を、収率よく、経済
的に得られることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
ドを含むアセトアルドール類の水添反応により得られた
粗液(水素添加反応粗液または水添粗液ともいう。)を
蒸留して、低沸点成分(L)を分離した後、さらに蒸留
して1,3−ブチレングリコールを留出させ、該1,3
−ブチレングリコール留出分(D)をオゾン処理するこ
とにより臭気の著しく少ないか無臭の精製1,3−ブチ
レングリコール(製品ともいう。)を、収率よく、経済
的に得られることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
【0005】すなわち本発明の第1は、アセトアルデヒ
ドの縮合により得られたアセトアルドール類を、触媒の
存在下に水素添加して1,3−ブチレングリコールを合
成し、蒸留により精製1,3−ブチレングリコールを製
造する方法において、水素添加反応粗液を蒸留して低沸
点成分(L)を分離した後、1,3−ブチレングリコー
ルを留出させ、該1,3−ブチレングリコール留出分
(D)をオゾン処理することを特徴とする精製1,3−
ブチレングリコールの製造方法を提供する。本発明の第
2は、水素添加反応粗液を蒸留して低沸点成分(L)を
分離した後、速やかに蒸発させ、続いて蒸留により1,
3−ブチレングリコール留出分(D)を得ることを特徴
とする請求項1に記載の精製1,3−ブチレングリコー
ルの製造方法を提供する。本発明の第3は、1,3−ブ
チレングリコール留出分(D)1kg当たり0.001
〜1gのオゾンと接触させてオゾン処理することを特徴
とする本発明の第1又は2に記載の精製1,3−ブチレ
ングリコールの製造方法を提供する。本発明の第4は、
オゾン処理された1,3−ブチレングリコールから低沸
点成分(l)を分離することを特徴とする本発明の第1
〜3のいずれかに記載の精製1,3−ブチレングリコー
ルの製造方法を提供する。
ドの縮合により得られたアセトアルドール類を、触媒の
存在下に水素添加して1,3−ブチレングリコールを合
成し、蒸留により精製1,3−ブチレングリコールを製
造する方法において、水素添加反応粗液を蒸留して低沸
点成分(L)を分離した後、1,3−ブチレングリコー
ルを留出させ、該1,3−ブチレングリコール留出分
(D)をオゾン処理することを特徴とする精製1,3−
ブチレングリコールの製造方法を提供する。本発明の第
2は、水素添加反応粗液を蒸留して低沸点成分(L)を
分離した後、速やかに蒸発させ、続いて蒸留により1,
3−ブチレングリコール留出分(D)を得ることを特徴
とする請求項1に記載の精製1,3−ブチレングリコー
ルの製造方法を提供する。本発明の第3は、1,3−ブ
チレングリコール留出分(D)1kg当たり0.001
〜1gのオゾンと接触させてオゾン処理することを特徴
とする本発明の第1又は2に記載の精製1,3−ブチレ
ングリコールの製造方法を提供する。本発明の第4は、
オゾン処理された1,3−ブチレングリコールから低沸
点成分(l)を分離することを特徴とする本発明の第1
〜3のいずれかに記載の精製1,3−ブチレングリコー
ルの製造方法を提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明では、アセトアルドール類を、触媒の存在下に水
添して1,3−ブチレングリコールを合成し、水素添加
反応粗液を蒸留して、低沸点成分(L)を分離した後、
さらに蒸留して1,3−ブチレングリコールを留出さ
せ、該1,3−ブチレングリコール留出分をオゾン処理
することを特徴とする。
本発明では、アセトアルドール類を、触媒の存在下に水
添して1,3−ブチレングリコールを合成し、水素添加
反応粗液を蒸留して、低沸点成分(L)を分離した後、
さらに蒸留して1,3−ブチレングリコールを留出さ
せ、該1,3−ブチレングリコール留出分をオゾン処理
することを特徴とする。
【0007】アセトアルドール類 アセトアルデヒドは、例えば水酸化ナトリウム等の塩基
の存在下に縮合されて、主成分のアセトアルドール類
や、アセトアルドールが脱水されて副生分のクロトンア
ルデヒドやその他の不純物が生じる。本発明において、
アセトアルドール類とは水素添加により1,3−ブチレ
ングリコールを生成するもののことであり、具体的に
は、アセトアルドール、その環化二量体であるパラアル
ドール、アセトアルデヒドの一種の環状3量体であるア
ルドキサン等、又はこれらの混合物である。アセトアル
ドールやパラアルドールは、塩基性触媒の存在下にアセ
トアルデヒドのアルドール縮合により直接得られたもの
でも、アルドキサンの熱分解などで得られたものであっ
てもよい。本発明においては、水添原料としてはアセト
アルドール、パラアルドール、アルドキサン及びそれら
の混合物が使用できる。アセトアルデヒド縮合工程で得
られた生成液(反応粗液ともいう。)は、中和工程で、
通常酸により中和され、水添原料として使用する。上記
水添原料は、通常未反応アセトアルデヒドを縮合工程に
リサイクルするため、アセトアルデヒドの少なくとも一
部を留去したものであるが、残存アセトアルデヒド、ク
ロトンアルデヒド、他の少量のアルデヒド成分、低沸点
物、アルデヒドダイマーやトリマー等の高沸点物、水分
等を含有していてもよい。水添原料は、10〜20重量
%の水分を含んでいるものが使用できる。水分を除く、
アセトアルドール分換算純度95〜98重量%のものが
好ましく使用される。
の存在下に縮合されて、主成分のアセトアルドール類
や、アセトアルドールが脱水されて副生分のクロトンア
ルデヒドやその他の不純物が生じる。本発明において、
アセトアルドール類とは水素添加により1,3−ブチレ
ングリコールを生成するもののことであり、具体的に
は、アセトアルドール、その環化二量体であるパラアル
ドール、アセトアルデヒドの一種の環状3量体であるア
ルドキサン等、又はこれらの混合物である。アセトアル
ドールやパラアルドールは、塩基性触媒の存在下にアセ
トアルデヒドのアルドール縮合により直接得られたもの
でも、アルドキサンの熱分解などで得られたものであっ
てもよい。本発明においては、水添原料としてはアセト
アルドール、パラアルドール、アルドキサン及びそれら
の混合物が使用できる。アセトアルデヒド縮合工程で得
られた生成液(反応粗液ともいう。)は、中和工程で、
通常酸により中和され、水添原料として使用する。上記
水添原料は、通常未反応アセトアルデヒドを縮合工程に
リサイクルするため、アセトアルデヒドの少なくとも一
部を留去したものであるが、残存アセトアルデヒド、ク
ロトンアルデヒド、他の少量のアルデヒド成分、低沸点
物、アルデヒドダイマーやトリマー等の高沸点物、水分
等を含有していてもよい。水添原料は、10〜20重量
%の水分を含んでいるものが使用できる。水分を除く、
アセトアルドール分換算純度95〜98重量%のものが
好ましく使用される。
【0008】水素添加前の工程 水添反応前の原料としては、必要により、脱アルコール
蒸留、脱水蒸留、脱塩、脱不純物等の前処理工程により
処理して、未反応アセトアルデヒドやクロトンアルデヒ
ド等の副生物を除去したものを使用することができる。
前処理方法としては、蒸留、吸着、イオン交換、加熱高
沸点物化、分解などが挙げられる。蒸留は、減圧、常
圧、加圧、共沸、抽出、反応などの種々の蒸留方法が使
用できる。
蒸留、脱水蒸留、脱塩、脱不純物等の前処理工程により
処理して、未反応アセトアルデヒドやクロトンアルデヒ
ド等の副生物を除去したものを使用することができる。
前処理方法としては、蒸留、吸着、イオン交換、加熱高
沸点物化、分解などが挙げられる。蒸留は、減圧、常
圧、加圧、共沸、抽出、反応などの種々の蒸留方法が使
用できる。
【0009】水素 本発明で水添に使用する水素は、特に限定されるもので
はなく、通常、化学合成の水素添加に使用されるもので
あり、例えば純度99重量%以上、好ましくは純度9
9.5重量%以上のものである。
はなく、通常、化学合成の水素添加に使用されるもので
あり、例えば純度99重量%以上、好ましくは純度9
9.5重量%以上のものである。
【0010】触媒 本発明で水添に使用する触媒(水添触媒ともいう。)
は、特に限定されるものではないが、例えばラネーニッ
ケル等が使用できる。
は、特に限定されるものではないが、例えばラネーニッ
ケル等が使用できる。
【0011】水素添加工程 水素添加は、回分式、半回分式、又は連続式のいずれで
も行うことができる。触媒は、鹸濁又は充填して使用す
ることができるが、鹸濁させて使用することが好まし
い。例えば、水添原料100重量部に、触媒2〜20重
量部、好ましくは5〜10重量部を添加し、水素圧力8
0〜200kg/cm2、好ましくは120〜150k
g/cm2の下で、110〜140℃、好ましくは12
0〜135℃で、40〜100分間、好ましくは70〜
90分間、混合ないし撹拌下に鹸濁させて反応させる。
水素添加は、水添反応粗液中のアルデヒド基含有量が2
00重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下、
さらに好ましくは20重量ppm以下、特に好ましくは
10重量ppm以下になるように行われる。
も行うことができる。触媒は、鹸濁又は充填して使用す
ることができるが、鹸濁させて使用することが好まし
い。例えば、水添原料100重量部に、触媒2〜20重
量部、好ましくは5〜10重量部を添加し、水素圧力8
0〜200kg/cm2、好ましくは120〜150k
g/cm2の下で、110〜140℃、好ましくは12
0〜135℃で、40〜100分間、好ましくは70〜
90分間、混合ないし撹拌下に鹸濁させて反応させる。
水素添加は、水添反応粗液中のアルデヒド基含有量が2
00重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下、
さらに好ましくは20重量ppm以下、特に好ましくは
10重量ppm以下になるように行われる。
【0012】水素添加反応後の製造工程 水添反応粗液は、脱アルコール蒸留、脱水蒸留、蒸発、
脱不純物、残存二重結合の化学的処理、又はこれらの組
み合わせ等の工程により処理される。脱アルコール蒸留
は、発生したエタノール、イソプロピルアルコール、ブ
タノール等のアルコールを除去するものである。脱水蒸
留は、発生した水分や、不純物を共沸させるために加え
た水を除去するものである。蒸発は、触媒、中和塩、熱
分解性高沸点物等を除去するものであり、減圧下におけ
るフラッシュ蒸発や単蒸留等の加熱滞留時間の短かい操
作により行われる。フラッシュ蒸発は加圧、加熱された
液体を、フラッシュ弁又は絞りを通して減圧室に沸騰状
態で供給し気化させ、残液は蒸発潜熱を奪われ温度低下
する方法であり、単蒸留は薄膜蒸発器やパン型蒸発器等
を用いて、蒸発及び蒸発分の全凝縮を行う方法である。
速やかに蒸発させることにより、触媒、中和塩との長時
間の加熱接触による1,3−ブチレングリコールの劣化
や、熱分解性高沸点物からの不純物の発生を抑制させる
ことができる。残存二重結合の化学的処理は、二重結
合、特にカメレオン試験(JIS K1351の3.1
0)により反応する二重結合に水酸化アルカリなどを付
加したり、切断したり、ソジウムボロハイドライドなど
により還元したりする操作により行われる。脱不純物
は、その他の低沸点物ブタノン等や高沸点物等を分離す
るものであり、蒸留、吸着、イオン交換等の操作により
行われる。蒸留は、得られた1,3−ブチレングリコー
ルから、低沸点物、高沸点物、塩分等を分離できる蒸留
方法であれば、特に制限はなく、減圧、常圧、加圧、共
沸、抽出、反応などの種々の蒸留方法が使用できる。
脱不純物、残存二重結合の化学的処理、又はこれらの組
み合わせ等の工程により処理される。脱アルコール蒸留
は、発生したエタノール、イソプロピルアルコール、ブ
タノール等のアルコールを除去するものである。脱水蒸
留は、発生した水分や、不純物を共沸させるために加え
た水を除去するものである。蒸発は、触媒、中和塩、熱
分解性高沸点物等を除去するものであり、減圧下におけ
るフラッシュ蒸発や単蒸留等の加熱滞留時間の短かい操
作により行われる。フラッシュ蒸発は加圧、加熱された
液体を、フラッシュ弁又は絞りを通して減圧室に沸騰状
態で供給し気化させ、残液は蒸発潜熱を奪われ温度低下
する方法であり、単蒸留は薄膜蒸発器やパン型蒸発器等
を用いて、蒸発及び蒸発分の全凝縮を行う方法である。
速やかに蒸発させることにより、触媒、中和塩との長時
間の加熱接触による1,3−ブチレングリコールの劣化
や、熱分解性高沸点物からの不純物の発生を抑制させる
ことができる。残存二重結合の化学的処理は、二重結
合、特にカメレオン試験(JIS K1351の3.1
0)により反応する二重結合に水酸化アルカリなどを付
加したり、切断したり、ソジウムボロハイドライドなど
により還元したりする操作により行われる。脱不純物
は、その他の低沸点物ブタノン等や高沸点物等を分離す
るものであり、蒸留、吸着、イオン交換等の操作により
行われる。蒸留は、得られた1,3−ブチレングリコー
ルから、低沸点物、高沸点物、塩分等を分離できる蒸留
方法であれば、特に制限はなく、減圧、常圧、加圧、共
沸、抽出、反応などの種々の蒸留方法が使用できる。
【0013】本発明は、水素添加反応粗液を蒸留して、
低沸点成分(L)を分離した後、蒸留して1,3−ブチ
レングリコールを留出させ、該留出1,3−ブチレング
リコール(D)をオゾン処理することを特徴とする。低
沸点成分(L)とは、上記エタノール、イソプロピルア
ルコール、ブタノール等のアルコール;水分や水と共沸
される不純物;その他の低沸点物である。したがって、
低沸点成分(L)を分離する操作は、脱アルコール蒸
留、脱水蒸留、その他の低沸点物の蒸留の3種を別々に
行ってもよいし、一回の蒸留操作で行ってもよい。通
常、エタノールやブタノール等の有価物を回収する場合
には、別々に脱エタノール蒸留や脱ブタノール蒸留を行
うことができる。また、臭気をより減少させるために、
脱アルコール蒸留後、脱水蒸留を行うことができる。水
素添加反応粗液中には熱分解性高沸点物が含まれ、蒸留
して1,3−ブチレングリコールを留出させる際に劣化
して、1,3−ブチレングリコールと留出する成分を生
じ、純度低下、臭気、着色等の原因となる。したがっ
て、塩や触媒や熱分解性高沸点物を含む高沸点物を分離
するために、低沸点成分(L)を分離する操作の後に、
上記蒸発処理を加えることができる。蒸発処理後、蒸留
して1,3−ブチレングリコールを留出分(D)として
得る。
低沸点成分(L)を分離した後、蒸留して1,3−ブチ
レングリコールを留出させ、該留出1,3−ブチレング
リコール(D)をオゾン処理することを特徴とする。低
沸点成分(L)とは、上記エタノール、イソプロピルア
ルコール、ブタノール等のアルコール;水分や水と共沸
される不純物;その他の低沸点物である。したがって、
低沸点成分(L)を分離する操作は、脱アルコール蒸
留、脱水蒸留、その他の低沸点物の蒸留の3種を別々に
行ってもよいし、一回の蒸留操作で行ってもよい。通
常、エタノールやブタノール等の有価物を回収する場合
には、別々に脱エタノール蒸留や脱ブタノール蒸留を行
うことができる。また、臭気をより減少させるために、
脱アルコール蒸留後、脱水蒸留を行うことができる。水
素添加反応粗液中には熱分解性高沸点物が含まれ、蒸留
して1,3−ブチレングリコールを留出させる際に劣化
して、1,3−ブチレングリコールと留出する成分を生
じ、純度低下、臭気、着色等の原因となる。したがっ
て、塩や触媒や熱分解性高沸点物を含む高沸点物を分離
するために、低沸点成分(L)を分離する操作の後に、
上記蒸発処理を加えることができる。蒸発処理後、蒸留
して1,3−ブチレングリコールを留出分(D)として
得る。
【0014】オゾン処理 オゾン処理では、臭気原因物質等の不純物が分解、無臭
化等の化学変化を受ける。1,3−ブチレングリコール
留出分(D)1kg当たり1mg〜1g、好ましくは、
10mg〜0.5gのオゾンを供給して、1,3−ブチ
レングリコールの酸化限界温度以下、好ましくは常温〜
60℃、0.1〜6時間、好ましくは0.5〜2時間接
触させて、オゾン処理する。オゾン供給量が上記範囲よ
り少なすぎると、処理が不充分になり臭気等の原因物質
を減少させることが困難になり、上記範囲より多すぎる
と、不経済になったり、副反応が生じる。オゾンと1,
3−ブチレングリコール留出分(D)を接触させるに
は、オゾンを含む気体を吹き込んで処理するか、オゾン
を含む気体を撹拌により巻き込んで接触させる方法があ
るが、吹き込んで処理する方法が便利である。例えば、
1,3−ブチレングリコール留出分(D)を反応器に連
続的に供給し、該反応器の底部より、オゾンを含有する
気体を連続的に供給し、反応器頂部よりオゾン処理され
た1,3−ブチレングリコールを排出する。反応器とし
ては、特に制限は無く、従来の気液接触型の反応器が使
用できる。気液接触は、液体を反応器底部から供給し、
オゾンを含む気体を底部から供給する方法でも、液体を
反応器頂部から供給しオゾンを含む気体を底部から供給
する方法でもよい。反応液は循環させることもできる。
オゾンは、オゾン発生器に空気又は酸素を供給して無声
放電するか、硫酸水溶液の電気分解などにより発生させ
る。空気の無声放電の場合、0.1〜10重量%のオゾ
ンを発生することができる。さらに高濃度のオゾンは、
液体空気で冷却させながら、放電させることにより10
〜30重量%のオゾンを発生することができる。比重
1.1〜1.4の硫酸水溶液を使用する場合には、電気
分解により約20重量%のオゾンを発生することができ
る。オゾン処理された1,3−ブチレングリコールは、
必要により窒素、二酸化炭素又は空気を吹き込んで残存
オゾンをパージして貯蔵してもよい。
化等の化学変化を受ける。1,3−ブチレングリコール
留出分(D)1kg当たり1mg〜1g、好ましくは、
10mg〜0.5gのオゾンを供給して、1,3−ブチ
レングリコールの酸化限界温度以下、好ましくは常温〜
60℃、0.1〜6時間、好ましくは0.5〜2時間接
触させて、オゾン処理する。オゾン供給量が上記範囲よ
り少なすぎると、処理が不充分になり臭気等の原因物質
を減少させることが困難になり、上記範囲より多すぎる
と、不経済になったり、副反応が生じる。オゾンと1,
3−ブチレングリコール留出分(D)を接触させるに
は、オゾンを含む気体を吹き込んで処理するか、オゾン
を含む気体を撹拌により巻き込んで接触させる方法があ
るが、吹き込んで処理する方法が便利である。例えば、
1,3−ブチレングリコール留出分(D)を反応器に連
続的に供給し、該反応器の底部より、オゾンを含有する
気体を連続的に供給し、反応器頂部よりオゾン処理され
た1,3−ブチレングリコールを排出する。反応器とし
ては、特に制限は無く、従来の気液接触型の反応器が使
用できる。気液接触は、液体を反応器底部から供給し、
オゾンを含む気体を底部から供給する方法でも、液体を
反応器頂部から供給しオゾンを含む気体を底部から供給
する方法でもよい。反応液は循環させることもできる。
オゾンは、オゾン発生器に空気又は酸素を供給して無声
放電するか、硫酸水溶液の電気分解などにより発生させ
る。空気の無声放電の場合、0.1〜10重量%のオゾ
ンを発生することができる。さらに高濃度のオゾンは、
液体空気で冷却させながら、放電させることにより10
〜30重量%のオゾンを発生することができる。比重
1.1〜1.4の硫酸水溶液を使用する場合には、電気
分解により約20重量%のオゾンを発生することができ
る。オゾン処理された1,3−ブチレングリコールは、
必要により窒素、二酸化炭素又は空気を吹き込んで残存
オゾンをパージして貯蔵してもよい。
【0015】低沸点成分(l)の分離 さらに純度の高い1,3−ブチレングリコールを得るに
は、オゾン処理された1,3−ブチレングリコールから
低沸点成分(l)を分離する。低沸点成分(l)は、オ
ゾン処理された1,3−ブチレングリコール中に含まれ
る低沸点成分のことであり、具体的には、残存する微量
の低沸点成分(L)などのような水添反応後の時点で存
在した種類のものや、オゾン処理により発生した低沸点
物などである。低沸点成分(l)の分離としては、オゾ
ン処理された1,3−ブチレングリコールを蒸留塔に供
給して、低沸点成分(l)を蒸留により留出させる方
法、加熱によりトッピングさせる方法、窒素、二酸化炭
素又は空気等を底部より吹き込んでバブリングさせる方
法、過熱スチームを吹き込んで低沸点成分(l)等をス
チーム同伴させる方法;加熱1,3−ブチレングリコー
ルを減圧室に供給して低沸点成分(l)をフラッシュ蒸
発させる方法;膜分離する方法;吸着させる方法;これ
らの方法の組み合わせ等が挙げられ、これらの処理は常
圧下又は減圧下に行なえる。
は、オゾン処理された1,3−ブチレングリコールから
低沸点成分(l)を分離する。低沸点成分(l)は、オ
ゾン処理された1,3−ブチレングリコール中に含まれ
る低沸点成分のことであり、具体的には、残存する微量
の低沸点成分(L)などのような水添反応後の時点で存
在した種類のものや、オゾン処理により発生した低沸点
物などである。低沸点成分(l)の分離としては、オゾ
ン処理された1,3−ブチレングリコールを蒸留塔に供
給して、低沸点成分(l)を蒸留により留出させる方
法、加熱によりトッピングさせる方法、窒素、二酸化炭
素又は空気等を底部より吹き込んでバブリングさせる方
法、過熱スチームを吹き込んで低沸点成分(l)等をス
チーム同伴させる方法;加熱1,3−ブチレングリコー
ルを減圧室に供給して低沸点成分(l)をフラッシュ蒸
発させる方法;膜分離する方法;吸着させる方法;これ
らの方法の組み合わせ等が挙げられ、これらの処理は常
圧下又は減圧下に行なえる。
【0016】本発明により得られた精製1,3−ブチレ
ングリコールは、塗料用溶剤、各種化合物を製造するた
めの中間原料のみならず、特に純度が高く、臭気や味の
問題がないグレードのものが得られるので、保湿剤等の
化粧品原料や動物用餌の添加剤として使用可能である。
ングリコールは、塗料用溶剤、各種化合物を製造するた
めの中間原料のみならず、特に純度が高く、臭気や味の
問題がないグレードのものが得られるので、保湿剤等の
化粧品原料や動物用餌の添加剤として使用可能である。
【0017】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 臭気の評価方法:評価試料として、臭いを感じない1,
3−ブチレングリコールを1、ほとんど臭いを感じない
1,3−ブチレングリコールを5、僅かに臭いの感じら
れる1,3−ブチレングリコールを10として、その相
対評価で点数を付ける。1,3−ブチレングリコール
は、水と1:1容量比で混合し、共栓広口試薬瓶に入
れ、密栓し室温に放置した後、大気中で速やかに臭いを
嗅ぎ、比較する方法で行った。臭気不合格の1,3−ブ
チレングリコールは、上記点数が10以上のものであ
る。実験用オゾン発生器として、空気流量20NL(ノ
ルマルリットル)/時間で空気をオゾン発生器に供給
し、60Vで放電させると、濃度0.28容量%でオゾ
ンを0.12g/時間;80Vで放電させると、濃度
0.63容量%でオゾンを0.27g/時間;100V
で放電させると、濃度0.96容量%でオゾンを0.4
1g/時間発生させることができるものを使用した。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 臭気の評価方法:評価試料として、臭いを感じない1,
3−ブチレングリコールを1、ほとんど臭いを感じない
1,3−ブチレングリコールを5、僅かに臭いの感じら
れる1,3−ブチレングリコールを10として、その相
対評価で点数を付ける。1,3−ブチレングリコール
は、水と1:1容量比で混合し、共栓広口試薬瓶に入
れ、密栓し室温に放置した後、大気中で速やかに臭いを
嗅ぎ、比較する方法で行った。臭気不合格の1,3−ブ
チレングリコールは、上記点数が10以上のものであ
る。実験用オゾン発生器として、空気流量20NL(ノ
ルマルリットル)/時間で空気をオゾン発生器に供給
し、60Vで放電させると、濃度0.28容量%でオゾ
ンを0.12g/時間;80Vで放電させると、濃度
0.63容量%でオゾンを0.27g/時間;100V
で放電させると、濃度0.96容量%でオゾンを0.4
1g/時間発生させることができるものを使用した。
【0018】(実施例1)アセトアルデヒドを水酸化ナ
トリウム水溶液の存在下に縮合して得られたパラアセト
アルドール反応液を中和処理した後、未反応アセトアル
デヒドを分離除去して得られたパラアセトアルドール液
を、水添触媒であるラネーニッケルの鹸濁した連続懸濁
気泡塔に供給し、下記反応条件で水添反応を行い、ラネ
ーニッケルを濾別して、水添反応粗液を得た。反応条件
は、パラアセトアルドール100重量部に対して、触媒
10重量部、水素6重量部、滞留時間80分、反応温度
135℃、反応圧力140気圧である。水添反応粗液を
脱アルコール処理してエタノール、ブタノールを除き、
フラッシュにより、中和塩、触媒および熱分解性高沸点
物を分離した後、20段の連続蒸留塔に供給し、缶液温
度150℃、塔頂圧力20torrで、供給液量100重量
%として、高沸点物15重量%を缶出させ、1,3−ブ
チレングリコール留出分(D1)を得た。内径10c
m、高さ25cm、容積2リットルの撹拌機付き縦型反
応器の底部に、上記1,3−ブチレングリコール留出分
(D1)を2kg/時間で供給し、オゾンを0.28容
量%含有する空気を20NL/時間で吹込み、オゾン処
理を行った。この場合、オゾンの供給量は0.12g/
時間である。オゾン処理後の精製1,3−ブチレングリ
コールは臭気評価5であり、臭気が殆ど感じられなかっ
た。また、オゾン処理のみであり、精製1,3−ブチレ
ングリコールの収率が高い。
トリウム水溶液の存在下に縮合して得られたパラアセト
アルドール反応液を中和処理した後、未反応アセトアル
デヒドを分離除去して得られたパラアセトアルドール液
を、水添触媒であるラネーニッケルの鹸濁した連続懸濁
気泡塔に供給し、下記反応条件で水添反応を行い、ラネ
ーニッケルを濾別して、水添反応粗液を得た。反応条件
は、パラアセトアルドール100重量部に対して、触媒
10重量部、水素6重量部、滞留時間80分、反応温度
135℃、反応圧力140気圧である。水添反応粗液を
脱アルコール処理してエタノール、ブタノールを除き、
フラッシュにより、中和塩、触媒および熱分解性高沸点
物を分離した後、20段の連続蒸留塔に供給し、缶液温
度150℃、塔頂圧力20torrで、供給液量100重量
%として、高沸点物15重量%を缶出させ、1,3−ブ
チレングリコール留出分(D1)を得た。内径10c
m、高さ25cm、容積2リットルの撹拌機付き縦型反
応器の底部に、上記1,3−ブチレングリコール留出分
(D1)を2kg/時間で供給し、オゾンを0.28容
量%含有する空気を20NL/時間で吹込み、オゾン処
理を行った。この場合、オゾンの供給量は0.12g/
時間である。オゾン処理後の精製1,3−ブチレングリ
コールは臭気評価5であり、臭気が殆ど感じられなかっ
た。また、オゾン処理のみであり、精製1,3−ブチレ
ングリコールの収率が高い。
【0019】(比較例1)実施例1で得られた1,3−
ブチレングリコール留出分(D1)は、そのままでは臭
気の改善が必ずしも充分ではないので、次いで20段相
当の充填物入り連続蒸留塔に供給し、缶液温度115
℃、塔頂圧力15torr、還流比3で、供給液量100重
量%として、低沸点成分を20重量%カットし、精製
1,3−ブチレングリコールを得た。得られた精製1,
3−ブチレングリコールは、実施例1と同程度に臭気が
殆ど感じられなかったが、実施例1に比べて低沸点成分
カット時の還流比が高く、カット量も多く、蒸留収率が
低かった。
ブチレングリコール留出分(D1)は、そのままでは臭
気の改善が必ずしも充分ではないので、次いで20段相
当の充填物入り連続蒸留塔に供給し、缶液温度115
℃、塔頂圧力15torr、還流比3で、供給液量100重
量%として、低沸点成分を20重量%カットし、精製
1,3−ブチレングリコールを得た。得られた精製1,
3−ブチレングリコールは、実施例1と同程度に臭気が
殆ど感じられなかったが、実施例1に比べて低沸点成分
カット時の還流比が高く、カット量も多く、蒸留収率が
低かった。
【0020】(実施例2)実施例1で得られたオゾン処
理後の1,3−ブチレングリコールを、次いで20段相
当の充填物入り連続蒸留塔に供給し、缶液温度115
℃、塔頂圧力15torr、還流比1.5で、供給液量10
0重量%として、低沸点成分を5重量%カットし、精製
1,3−ブチレングリコールを得た。このものは、製造
直後に臭気評価1であり臭気が感じられず、3ヶ月貯蔵
後も臭気評価3であり、化粧品グレードとして良好に使
用可能であった。また、還流比も小さく、低沸点成分の
カット量も少なくて済んだ。
理後の1,3−ブチレングリコールを、次いで20段相
当の充填物入り連続蒸留塔に供給し、缶液温度115
℃、塔頂圧力15torr、還流比1.5で、供給液量10
0重量%として、低沸点成分を5重量%カットし、精製
1,3−ブチレングリコールを得た。このものは、製造
直後に臭気評価1であり臭気が感じられず、3ヶ月貯蔵
後も臭気評価3であり、化粧品グレードとして良好に使
用可能であった。また、還流比も小さく、低沸点成分の
カット量も少なくて済んだ。
【0021】(比較例2)実施例1で、水添反応粗液を
脱アルコール処理してエタノール、ブタノールを除き、
フラッシュにより触媒および熱分解性高沸点物を分離し
た後、水酸化ナトリウム濃度が0.5重量%となるよう
に10重量%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、蒸留
を行い、1,3−ブチレングリコールを塔頂より留出さ
せ、塔底より高沸物、水酸化ナトリウム及び1,3−ブ
チレングリコールの一部が排出された。この時の塔底か
らのカット率は15重量%であった。留出された1,3
−ブチレングリコールは、さらに蒸留塔に供給され、塔
頂から低沸物及び1,3−ブチレングリコールの一部が
留出され、塔底からは精製1,3−ブチレングリコール
が取り出された。この時の塔頂からのカット率は5重量
%であった。得られた精製1,3−ブチレングリコール
は実施例1と同様に、臭気評価5であるが、低沸点成分
のカットを行っており、蒸留収率が実施例1より低い。
また、同じ低沸点成分のカットを行った実施例2と比較
すると、臭気改善が不足である。
脱アルコール処理してエタノール、ブタノールを除き、
フラッシュにより触媒および熱分解性高沸点物を分離し
た後、水酸化ナトリウム濃度が0.5重量%となるよう
に10重量%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、蒸留
を行い、1,3−ブチレングリコールを塔頂より留出さ
せ、塔底より高沸物、水酸化ナトリウム及び1,3−ブ
チレングリコールの一部が排出された。この時の塔底か
らのカット率は15重量%であった。留出された1,3
−ブチレングリコールは、さらに蒸留塔に供給され、塔
頂から低沸物及び1,3−ブチレングリコールの一部が
留出され、塔底からは精製1,3−ブチレングリコール
が取り出された。この時の塔頂からのカット率は5重量
%であった。得られた精製1,3−ブチレングリコール
は実施例1と同様に、臭気評価5であるが、低沸点成分
のカットを行っており、蒸留収率が実施例1より低い。
また、同じ低沸点成分のカットを行った実施例2と比較
すると、臭気改善が不足である。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、純度が高く、臭気の問
題がないグレードの精製1,3−ブチレングリコールが
収率良く、経済的に製造され、合成樹脂、界面活性剤、
吸湿剤、高沸点溶剤、不凍液や、特に吸湿性、低揮発
性、低毒性を利用して化粧品の素材としても利用され
る。
題がないグレードの精製1,3−ブチレングリコールが
収率良く、経済的に製造され、合成樹脂、界面活性剤、
吸湿剤、高沸点溶剤、不凍液や、特に吸湿性、低揮発
性、低毒性を利用して化粧品の素材としても利用され
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 アセトアルデヒドの縮合により得られた
アセトアルドール類を、触媒の存在下に水素添加して
1,3−ブチレングリコールを合成し、蒸留により精製
1,3−ブチレングリコールを製造する方法において、
水素添加反応粗液を蒸留して低沸点成分(L)を分離し
た後、1,3−ブチレングリコールを留出させ、該1,
3−ブチレングリコール留出分(D)をオゾン処理する
ことを特徴とする精製1,3−ブチレングリコールの製
造方法。 - 【請求項2】 水素添加反応粗液を蒸留して低沸点成分
(L)を分離した後、速やかに蒸発させ、続いて蒸留に
より1,3−ブチレングリコール留出分(D)を得るこ
とを特徴とする請求項1に記載の精製1,3−ブチレン
グリコールの製造方法。 - 【請求項3】 1,3−ブチレングリコール留出分
(D)1kg当たり0.001〜1gのオゾンと接触さ
せてオゾン処理することを特徴とする請求項1又は2に
記載の精製1,3−ブチレングリコールの製造方法。 - 【請求項4】 オゾン処理された1,3−ブチレングリ
コールから低沸点成分(l)を分離することを特徴とす
る請求項1〜3のいずれかに記載の精製1,3−ブチレ
ングリコールの製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000027031A JP2001213824A (ja) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | 精製1,3−ブチレングリコールの製造方法 |
KR1020017010974A KR20010102420A (ko) | 2000-02-04 | 2001-02-02 | 고순도 1,3-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜의 제조 방법,및 부생 부탄올과 초산부틸의 제조 방법 |
US09/958,129 US6900360B2 (en) | 2000-02-04 | 2001-02-02 | High-purity 1,3-butylen glycol, process for producing 1,3-butylene glycol, and process for producing by-product butanol and butyl acetate |
PCT/JP2001/000771 WO2001056963A1 (en) | 2000-02-04 | 2001-02-02 | High-purity 1,3-butylene glycol, process for producing 1,3-butylene glycol, and process for producing by-product butanol and butyl acetate |
DE10190479T DE10190479T1 (de) | 2000-02-04 | 2001-02-02 | 1,3-Butylenglycol von hoher Reinheit, Verfahren zur Herstellung von 1,3-Butylenglycol und Verfahren zur Herstellung von Butanol als Nebenprodukt sowie von Butylacetat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000027031A JP2001213824A (ja) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | 精製1,3−ブチレングリコールの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001213824A true JP2001213824A (ja) | 2001-08-07 |
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ID=18552677
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---|---|---|---|
JP2000027031A Pending JP2001213824A (ja) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | 精製1,3−ブチレングリコールの製造方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2001213824A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112390705A (zh) * | 2019-08-14 | 2021-02-23 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种1,3-丁二醇脱味的纯化方法 |
WO2021045148A1 (ja) | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 株式会社ダイセル | 1,3-ブチレングリコール製品 |
WO2021132369A1 (ja) | 2019-12-28 | 2021-07-01 | 株式会社ダイセル | 1,3-ブチレングリコール製品 |
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