JP2005154435A - Isolating process for monocarboxylic acid - Google Patents

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Atsushi Isotani
篤志 磯谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for effectively isolating and collecting monocarboxylic acid from a mixture comprising the monocarboxylic acid and metal salt of monocarboxylic acid. <P>SOLUTION: The invention relates to the method for isolating and collecting the monocarboxylic acid as vapor by heating the mixture comprising the monocarboxylic acid and the metal salt of the monocarboxylic acid in the presence of an amide compound of the monocarboxylic acid. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、モノカルボン酸とモノカルボン酸金属塩を含む混合物からモノカルボン酸を分離回収する方法に関する。本発明はまた、モノカルボン酸アンモニウムからモノカルボン酸とアンモニアを分離回収する方法に関する。特に、種々の医薬、農薬、有機電子材料、食品添加物、合成原料として、或いは、ポリエステル原料等として工業的に重要な有機酸等の製造工程等において副生するモノカルボン酸アンモニウムを分解して、モノカルボン酸とアンモニアとを効率的に分離回収する方法に関する。   The present invention relates to a method for separating and recovering a monocarboxylic acid from a mixture containing a monocarboxylic acid and a metal salt of a monocarboxylic acid. The present invention also relates to a method for separating and recovering monocarboxylic acid and ammonia from ammonium monocarboxylate. In particular, it decomposes ammonium monocarboxylate produced as a by-product in the production process of industrially important organic acids as various pharmaceuticals, agricultural chemicals, organic electronic materials, food additives, synthetic raw materials, or polyester raw materials. The present invention relates to a method for efficiently separating and recovering monocarboxylic acid and ammonia.

モノカルボン酸及びアンモニアを用いる化学プロセスにおいては、副生物としてしばしばモノカルボン酸アンモニウムが生成する。このようなモノカルボン酸アンモニウムは環境に与える影響と廃棄物処理の経済的理由などにより、モノカルボン酸とアンモニアに分解してそれぞれ再利用することが望まれる。   In chemical processes using monocarboxylic acids and ammonia, ammonium monocarboxylate is often produced as a by-product. Such ammonium monocarboxylate is desired to be decomposed into monocarboxylic acid and ammonia and reused due to the influence on the environment and economic reasons for waste disposal.

モノカルボン酸アンモニウムからカルボン酸を製造する方法としては、一般的に硫酸等の強酸を加えてモノカルボン酸を単離する方法があるが、この方法は硫安等の強酸のアンモニウム塩が生じ、大量の廃棄物を処理しなければならず、さらにアンモニアを同時に回収できないという問題点があった。   As a method for producing carboxylic acid from ammonium monocarboxylate, there is generally a method in which a monocarboxylic acid is isolated by adding a strong acid such as sulfuric acid. This method produces an ammonium salt of a strong acid such as ammonium sulfate. However, there is a problem that ammonia cannot be recovered at the same time.

この問題点を解決するために、直接、易熱変性モノカルボン酸のアンモニウム塩を、イオン交換樹脂を用いて分解する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この方法では、高濃度のアンモニアを処理する場合、樹脂再生のためイオン交換樹脂の膨張収縮を頻繁に繰り返すため劣化が早く、イオン交換樹脂の取り替えコストがかかるという問題がある。   In order to solve this problem, a method of directly decomposing an ammonium salt of a heat-modified monocarboxylic acid using an ion exchange resin has been proposed (for example, see Patent Document 1). However, this method has a problem that when high-concentration ammonia is processed, the ion exchange resin is repeatedly expanded and contracted for resin regeneration, so that the deterioration is quick and the replacement cost of the ion exchange resin is high.

また、モノカルボン酸アンモニウムをエーテル中で加熱する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、特に食品添加物や医薬品の製造に関わるプロセスとしては溶媒の混入に十分に注意を要し、好ましいとは言えない。さらに、この文献では溶媒の再生法が具体的に示されておらず、溶媒中からの高沸点物の分離については水蒸気ストリッピングを提案しているが、水蒸気コストが大きくなる事が考えられる。   A method of heating ammonium monocarboxylate in ether has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). However, in particular, the process relating to the production of food additives and pharmaceuticals requires a sufficient attention to the mixing of the solvent and cannot be said to be preferable. Furthermore, this document does not specifically describe a method for regenerating a solvent and proposes steam stripping for the separation of high-boiling substances from the solvent. However, it is considered that the cost of steam increases.

さらに、アルカリ塩を用いてモノカルボン酸アンモニア塩を分解する方法も知られている(例えば、特許文献3参照)。この方法においては、モノカルボン酸の金属塩が生成するが、モノカルボン酸の金属塩は、本来フリーであるべきモノカルボン酸とクラスターを形成しているため、分離が困難である。そのため、モノカルボン酸とモノカルボン酸金属塩とを分離して、これらを再利用するためには、従来では260℃という高温が必要とされてきた。
特開昭62−238232号公報 国際公開第99/00350号パンフレット 米国特許第2,090,947号明細書
Furthermore, a method of decomposing monocarboxylic acid ammonia salt using an alkali salt is also known (for example, see Patent Document 3). In this method, a metal salt of a monocarboxylic acid is produced, but the metal salt of a monocarboxylic acid forms a cluster with a monocarboxylic acid that should be free, and is difficult to separate. Therefore, in order to separate the monocarboxylic acid and the monocarboxylic acid metal salt and reuse them, a high temperature of 260 ° C. has been conventionally required.
Japanese Patent Laid-Open No. 62-238232 WO99 / 00350 pamphlet U.S. Pat. No. 2,090,947

本発明は、モノカルボン酸とモノカルボン酸金属塩を含む混合物から、効率よくモノカルボン酸を分離回収する方法を提供することを課題とする。本発明はまた、モノカルボン酸アンモニウム塩から、効率よくモノカルボン酸とアンモニアを分離回収する方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for efficiently separating and recovering a monocarboxylic acid from a mixture containing a monocarboxylic acid and a monocarboxylic acid metal salt. Another object of the present invention is to provide a method for efficiently separating and recovering monocarboxylic acid and ammonia from monocarboxylic acid ammonium salt.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、モノカルボン酸とモノカルボン酸金属塩を含む混合物からモノカルボン酸を分離回収する際に、十分な量のアミド化物を共存させることにより、金属塩を液状物質として取り扱う事が可能となり、モノカルボン酸を効率よく分離回収できることを見出した。また、この方法を応用することにより、モノカルボン酸アンモニウム塩から、効率よくモノカルボン酸とアンモニアを分離回収できることを見出した。これらによって、本発明を完成するに至った。   The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, when separating and recovering the monocarboxylic acid from the mixture containing the monocarboxylic acid and the monocarboxylic acid metal salt, it becomes possible to handle the metal salt as a liquid substance by coexisting a sufficient amount of the amidated product, It has been found that monocarboxylic acids can be separated and recovered efficiently. Further, it has been found that by applying this method, the monocarboxylic acid and ammonia can be efficiently separated and recovered from the monocarboxylic acid ammonium salt. Thus, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
(1) モノカルボン酸とモノカルボン酸金属塩を含む混合物からモノカルボン酸を分離回収する方法であって、前記混合物をモノカルボン酸のアミド化物の共存下において加熱し、モノカルボン酸を蒸気として分離回収することを特徴とする方法。
(2) 共存させるアミド化物の量が、前記モノカルボン酸金属塩の5重量%以上である、(1)の方法。
(3) 加熱を140℃以上で行う、(1)又は(2)の方法。
(4) 加熱を200mmHg以下に減圧した状態で行う、(1)〜(3)のいずれかの方法。
(5) 前記モノカルボン酸が、酢酸、プロピオン酸、又はこれらの混合物である、(1)〜(4)のいずれかの方法。
(6) 前記モノカルボン酸金属塩に含まれる金属が、ナトリウム、カリウムのいずれか1種又は両種である、(1)〜(5)のいずれかの方法。
(7) モノカルボン酸アンモニウムからモノカルボン酸とアンモニアを分離回収する方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)モノカルボン酸アンモニウムとともにモノカルボン酸金属塩及びモノカルボン酸アミド化物を含む混合液を加熱し、アンモニア蒸気を分離回収する工程、及び
(b)前記モノカルボン酸アミド化物を含む残存液を加熱し、該残存液からモノカルボン酸を蒸気として分離回収する工程。
That is, the present invention is as follows.
(1) A method for separating and recovering a monocarboxylic acid from a mixture containing a monocarboxylic acid and a monocarboxylic acid metal salt, wherein the mixture is heated in the presence of an amidated monocarboxylic acid, and the monocarboxylic acid is used as a vapor. A method characterized by separating and collecting.
(2) The method of (1), wherein the amount of the amidated compound to be coexisted is 5% by weight or more of the monocarboxylic acid metal salt.
(3) The method of (1) or (2), wherein heating is performed at 140 ° C. or higher.
(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the heating is performed in a state where the pressure is reduced to 200 mmHg or less.
(5) The method according to any one of (1) to (4), wherein the monocarboxylic acid is acetic acid, propionic acid, or a mixture thereof.
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein the metal contained in the monocarboxylic acid metal salt is one or both of sodium and potassium.
(7) A method for separating and recovering monocarboxylic acid and ammonia from ammonium monocarboxylate, which comprises the following steps:
(A) heating a mixed liquid containing a monocarboxylic acid metal salt and a monocarboxylic acid amidated product together with ammonium monocarboxylic acid to separate and recover ammonia vapor; and (b) a residual liquid containing the monocarboxylic acid amidated product. A step of heating and separating and recovering the monocarboxylic acid as a vapor from the remaining liquid.

本発明の方法を用いることにより、モノカルボン酸アンモニウム塩から、効率よくモノカルボン酸とアンモニアを得る方法を分離回収することができる。また、モノカルボン酸金属塩とモノカルボン酸の混合物からモノカルボン酸を効率良く分離回収し、塩分解システムのリサイクルストリームを減らし、省エネルギーを実現することができる。   By using the method of the present invention, a method for efficiently obtaining a monocarboxylic acid and ammonia from a monocarboxylic acid ammonium salt can be separated and recovered. Further, the monocarboxylic acid can be efficiently separated and recovered from the mixture of the monocarboxylic acid metal salt and the monocarboxylic acid, the recycle stream of the salt decomposition system can be reduced, and energy saving can be realized.

本発明は、モノカルボン酸、及びモノカルボン酸金属塩を含む混合物からモノカルボン酸を分離回収する方法に係る発明(以下、第1の発明と呼ぶ)、及びモノカルボン酸アンモニウムからモノカルボン酸とアンモニアを分離回収する方法に係る発明(以下、第2の発明と呼ぶ)を提供する。以下に、これらの発明について詳細に説明する。   The present invention relates to an invention relating to a method for separating and recovering a monocarboxylic acid from a mixture containing a monocarboxylic acid and a monocarboxylic acid metal salt (hereinafter referred to as the first invention), and from an ammonium monocarboxylate to a monocarboxylic acid. An invention relating to a method for separating and recovering ammonia (hereinafter referred to as a second invention) is provided. These inventions are described in detail below.

<1>モノカルボン酸、及びモノカルボン酸金属塩を含む混合物からモノカルボン酸を分離回収する方法
第1の発明は、モノカルボン酸とモノカルボン酸金属塩を含む混合物からモノカルボン酸を分離回収する方法であって、前記混合物をモノカルボン酸のアミド化物の共存下において加熱し、モノカルボン酸を蒸気として分離回収することを特徴とする方法に係る発明である。
<1> Method for Separating and Recovering Monocarboxylic Acid from Mixture Containing Monocarboxylic Acid and Monocarboxylic Acid Metal Salt The first invention separates and recovers monocarboxylic acid from a mixture containing monocarboxylic acid and monocarboxylic acid metal salt And the mixture is heated in the presence of an amidated monocarboxylic acid to separate and recover the monocarboxylic acid as a vapor.

モノカルボン酸の種類は特に限定されないが、好ましくは酢酸又はプロピオン酸が挙げられる。モノカルボン酸は2種以上であってもよい。
混合物に含まれるモノカルボン酸金属塩は、混合物に含まれるモノカルボン酸と同種のカルボン酸と金属によって形成される塩であることが好ましい。モノカルボン酸金属塩を形成する金属としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が挙げられる。アルカリ金属は特に限定されないが、安全性や経済性や扱い易さを考慮すると、ナトリウム又はカリウムが好ましい。一方、アルカリ土類金属としてはマグネシウムやカルシウムなどを挙げることができるが、モノカルボン酸アルカリ土類金属塩は架橋構造をとりやすく、高粘度や結晶化の問題を起こす可能性があるため、アルカリ金属の方がより好ましい。なお、モノカルボン酸金属塩を形成する金属は、2種以上であってもよい。
Although the kind of monocarboxylic acid is not specifically limited, Preferably an acetic acid or propionic acid is mentioned. Two or more monocarboxylic acids may be used.
The monocarboxylic acid metal salt contained in the mixture is preferably a salt formed by the same kind of carboxylic acid and metal as the monocarboxylic acid contained in the mixture. Examples of the metal forming the monocarboxylic acid metal salt include alkali metals and alkaline earth metals. The alkali metal is not particularly limited, but sodium or potassium is preferable in view of safety, economy, and ease of handling. On the other hand, examples of the alkaline earth metal include magnesium and calcium. However, alkaline earth metal monocarboxylic acid salt easily takes a cross-linked structure and may cause a problem of high viscosity and crystallization. Metal is more preferred. In addition, the metal which forms monocarboxylic acid metal salt may be 2 or more types.

モノカルボン酸、及びモノカルボン酸金属塩を含む混合物は水を含む混合液であることが好ましい。該混合液中では、モノカルボン酸金属塩がイオンに電離していてもよい。混合液中の水の量はモノカルボン酸の種類や金属の種類と量、反応装置の構造や滞留時間分布などにより適宜選択されるが、一般には、混合液中の含有量として、15重量%から70重量%であり、より好ましくは25重量%から55重量%である。また、混合液のpHは6.5以上であることが好ましく、pH7以上10以下であることがより好ましい。   The mixture containing the monocarboxylic acid and the monocarboxylic acid metal salt is preferably a mixed solution containing water. In the mixed solution, the monocarboxylic acid metal salt may be ionized into ions. The amount of water in the mixed solution is appropriately selected depending on the type of monocarboxylic acid, the type and amount of metal, the structure of the reactor, the residence time distribution, etc. Generally, the content in the mixed solution is 15% by weight. To 70% by weight, more preferably 25% to 55% by weight. Further, the pH of the mixed solution is preferably 6.5 or more, and more preferably from 7 to 10.

共存させるアミド化物は、モノカルボン酸の水酸基がアミノ基に置換されたものであれば特に限定されないが、プロセスの簡略化のためには、混合物中に含まれるモノカルボン酸と同種のモノカルボン酸の水酸基がアミノ基に置換されたものを用いることが好ましい。すなわち、例えば、混合物中に酢酸が含まれる場合はアセトアミドを、プロピオン酸が含まれる場合はプロピオンアミドを用いることが好ましい。モノカルボン酸アミド化物は、モノカルボン酸、及びモノカルボン酸金属塩を含む混合物に添加することが好ましいが、モノカルボン酸アンモニウムの加熱により副生するものを用いることもできる。   The amidated product to be coexisting is not particularly limited as long as the hydroxyl group of the monocarboxylic acid is substituted with an amino group, but for the simplification of the process, the same monocarboxylic acid as the monocarboxylic acid contained in the mixture is used. It is preferable to use those in which the hydroxyl group is substituted with an amino group. That is, for example, it is preferable to use acetamide when acetic acid is contained in the mixture, and to use propionamide when propionic acid is contained. The monocarboxylic acid amidation product is preferably added to a mixture containing a monocarboxylic acid and a metal salt of a monocarboxylic acid, but a by-product produced by heating ammonium monocarboxylate can also be used.

該アミド化物は、モノカルボン酸金属塩の重量に対し、好ましくは5重量%以上かつ200重量%以下、より好ましくは10重量%以上かつ150重量%以下、特に好ましくは20重量%以上かつ125重量%以下の量で共存させる。   The amidated compound is preferably 5% by weight or more and 200% by weight or less, more preferably 10% by weight or more and 150% by weight or less, and particularly preferably 20% by weight or more and 125% by weight, based on the weight of the monocarboxylic acid metal salt. Coexist in an amount of less than%.

モノカルボン酸及びモノカルボン酸金属塩を含む混合物のアミド化合物共存下での加熱は、好ましくは140℃以上、より好ましくは150℃以上で行う。さらに、200mmHg以下に減圧して行うことが好ましい。より好ましくは150mmHg以下である。加熱時間は、混合物の量やモノカルボン酸金属塩の種類等によって異なり特に制限されないが、好ましくは0.1秒〜60分、より好ましくは0.1秒〜10分、特に好ましくは0.1秒〜5分で加熱を行う。   The heating of the mixture containing the monocarboxylic acid and the monocarboxylic acid metal salt in the presence of the amide compound is preferably performed at 140 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher. Furthermore, it is preferable to carry out pressure reduction to 200 mmHg or less. More preferably, it is 150 mmHg or less. The heating time varies depending on the amount of the mixture and the kind of the monocarboxylic acid metal salt and is not particularly limited, but is preferably 0.1 seconds to 60 minutes, more preferably 0.1 seconds to 10 minutes, and particularly preferably 0.1. Heat is applied in seconds to 5 minutes.

アミド化合物が共存することにより、混合物中では、モノカルボン酸アルカリ金属塩は、モノカルボン酸とクラスターをほとんど形成することなく液状物質として存在している。したがって、加熱することによりモノカルボン酸を特異的に気化させて、混合物から分離することができる。なお、分離したモノカルボン酸にモノカルボン酸アミド化物が含まれる場合があるが、この場合は、例えば蒸留装置などを用いて該アミド化物を除去することにより高純度のモノカルボン酸を回収することができる。   Due to the coexistence of the amide compound, the alkali metal salt of monocarboxylic acid exists in the mixture as a liquid substance with little formation of clusters with the monocarboxylic acid. Therefore, by heating, the monocarboxylic acid can be specifically vaporized and separated from the mixture. The separated monocarboxylic acid may contain a monocarboxylic acid amidated product. In this case, for example, a high purity monocarboxylic acid is recovered by removing the amidated product using a distillation apparatus or the like. Can do.

<2>モノカルボン酸アンモニウムからモノカルボン酸とアンモニアを分離回収する方法
第2の発明は、モノカルボン酸アンモニウムからモノカルボン酸とアンモニアを分離回収する方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)モノカルボン酸アンモニウムとともにモノカルボン酸金属塩及びモノカルボン酸アミド化物を含む混合液を加熱し、アンモニア蒸気を分離回収する工程、及び
(b)前記モノカルボン酸アミド化物を含む残存液を加熱し、該残存液からモノカルボン酸を蒸気として分離回収する工程、にかかる発明である。
<2> Method for Separating and Recovering Monocarboxylic Acid and Ammonia from Ammonium Monocarboxylate The second invention is a method for separating and recovering monocarboxylic acid and ammonia from ammonium monocarboxylate, and includes the following steps:
(A) heating a mixed liquid containing a monocarboxylic acid metal salt and a monocarboxylic acid amidated product together with ammonium monocarboxylic acid to separate and recover ammonia vapor; and (b) a residual liquid containing the monocarboxylic acid amidated product. The invention relates to a step of heating and separating and recovering monocarboxylic acid as a vapor from the remaining liquid.

モノカルボン酸アンモニウム、モノカルボン酸金属塩及びモノカルボン酸アミド化物に含まれるモノカルボン酸の種類は特に限定されないが、好ましくは酢酸又はプロピオン酸が挙げられる。モノカルボン酸は2種以上であってもよい。ただし、モノカルボン酸アンモニウム、モノカルボン酸金属塩及びモノカルボン酸アミド化物に含まれるモノカルボン酸の種類は同種であることが好ましい。すなわち、(a)の工程に用いる混合液は、モノカルボン酸が酢酸の場合、酢酸アンモニウム、酢酸金属塩及びアセトアミドを含む混合液であることが好ましく、モノカルボン酸がプロピオン酸の場合、プロピオン酸アンモニウム、プロピオン酸金属塩及びプロピオンアミドを含む混合液であることが好ましい。   Although the kind of monocarboxylic acid contained in monocarboxylic acid ammonium, monocarboxylic acid metal salt, and monocarboxylic acid amidation is not specifically limited, Preferably it is an acetic acid or propionic acid. Two or more monocarboxylic acids may be used. However, it is preferable that the monocarboxylic acid contained in the ammonium monocarboxylic acid, the monocarboxylic acid metal salt, and the monocarboxylic acid amidated compound is the same. That is, when the monocarboxylic acid is acetic acid, the mixed solution used in the step (a) is preferably a mixed solution containing ammonium acetate, metal acetate and acetamide, and when the monocarboxylic acid is propionic acid, propionic acid is used. A mixed solution containing ammonium, propionic acid metal salt and propionamide is preferable.

モノカルボン酸金属塩に含まれる金属としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が挙げられる。アルカリ金属は特に限定されないが、安全性や経済性や扱い易さを考慮すると、ナトリウム又はカリウムが好ましい。一方、アルカリ土類金属としてはマグネシウムやカルシウムなどを挙げることができるが、モノカルボン酸アルカリ土類金属塩は架橋構造をとりやすく、高粘度や結晶化の問題を起こす可能性があるため、アルカリ金属の方がより好ましい。モノカルボン酸金属塩を形成する金属は、2種以上であってもよい。   Examples of the metal contained in the monocarboxylic acid metal salt include alkali metals and alkaline earth metals. The alkali metal is not particularly limited, but sodium or potassium is preferable in view of safety, economy, and ease of handling. On the other hand, examples of the alkaline earth metal include magnesium and calcium. However, alkaline earth metal monocarboxylic acid salt easily takes a cross-linked structure and may cause a problem of high viscosity and crystallization. Metal is more preferred. Two or more metals may be used to form the monocarboxylic acid metal salt.

混合液中のモノカルボン酸金属塩とモノカルボン酸アンモニウムの割合は特に限定されないが、モノカルボン酸金属塩が、モノカルボン酸アンモニウムの0.2〜2重量倍であることが好ましく、モノカルボン酸アンモニウムの0.5〜1.5重量倍であることがより好ましい。なお、混合液中では、モノカルボン酸アンモニウム及びモノカルボン酸金属塩はイオンに電離していてもよい。   The ratio of the monocarboxylic acid metal salt and the ammonium monocarboxylate in the mixed solution is not particularly limited, but the monocarboxylic acid metal salt is preferably 0.2 to 2 times the weight of the ammonium monocarboxylate, More preferably, it is 0.5 to 1.5 times the weight of ammonium. In the mixed solution, ammonium monocarboxylate and metal salt of monocarboxylic acid may be ionized into ions.

混合液中のモノカルボン酸アミド化物の量は、モノカルボン酸金属塩の重量に対し、5重量%以上かつ200重量%以下であることが好ましく、10重量%以上かつ150重量%以下であることがより好ましく、20重量%以上かつ150重量%以下であることが特に好ましい。   The amount of the monocarboxylic acid amidated product in the mixed solution is preferably 5% by weight or more and 200% by weight or less, preferably 10% by weight or more and 150% by weight or less based on the weight of the monocarboxylic acid metal salt. Is more preferably 20% by weight or more and 150% by weight or less.

モノカルボン酸アンモニウム、モノカルボン酸金属塩及びモノカルボン酸アミド化物を含む混合液は、例えば、モノカルボン酸金属塩とモノカルボン酸アンモニウムを含む混合液にモノカルボン酸アミド化物を添加することにより得ることができる。この場合のモノカルボン酸金属塩とモノカルボン酸アンモニウムを含む混合液は、例えば、モノカルボン酸アンモニウム溶液にモノカルボン酸金属塩を添加することによって得ることができる。モノカルボン酸アンモニウム溶液としては、例えば、アンモニウムイオン等を含有する培養液中で微生物を培養して有機酸を製造する微生物発酵生産において、生成した有機酸アンモニウム塩を、酢酸等のモノカルボン酸で塩交換し、析出した有機酸を分離して得られる、モノカルボン酸アンモニウム溶液を挙げることができる。また、金属イオンを含有する培養液中で微生物を培養して有機酸を製造する微生物発酵生産において、生成した有機酸金属塩をアンモニアで塩交換し、得られた有機酸アンモニウム塩を、酢酸等のモノカルボン酸で塩交換し、析出した有機酸を分離して得られる、モノカルボン酸アンモニウム溶液を挙げることができる。   A mixed solution containing ammonium monocarboxylate, monocarboxylic acid metal salt and monocarboxylic acid amidate is obtained, for example, by adding monocarboxylic acid amidate to a mixed solution containing monocarboxylic acid metal salt and ammonium monocarboxylate. be able to. The mixed liquid containing the monocarboxylic acid metal salt and the ammonium monocarboxylate in this case can be obtained, for example, by adding the monocarboxylic acid metal salt to the ammonium monocarboxylate solution. As the ammonium monocarboxylate solution, for example, in microbial fermentation production in which a microorganism is cultured in a culture solution containing ammonium ions and the like to produce an organic acid, the produced organic acid ammonium salt is replaced with a monocarboxylic acid such as acetic acid. Mention may be made of ammonium monocarboxylate solutions obtained by salt exchange and separation of the precipitated organic acid. In addition, in microbial fermentation production in which microorganisms are cultured in a culture solution containing metal ions to produce organic acids, the resulting organic acid metal salt is exchanged with ammonia, and the resulting organic acid ammonium salt is converted to acetic acid, etc. Examples thereof include an ammonium monocarboxylate solution obtained by salt exchange with a monocarboxylic acid, and separating a deposited organic acid.

モノカルボン酸アンモニウム、モノカルボン酸金属塩及びモノカルボン酸アミド化物を含む混合液中では、モノカルボン酸金属塩とモノカルボン酸アンモニウムの間で、以下に示す平衡反応が起こる。なお、これらの反応式は、モノカルボン酸が酢酸であり、金属がナトリウムである場合を例に挙げて記載している。   In a mixed solution containing ammonium monocarboxylate, metal monocarboxylic acid salt, and monocarboxylic acid amidate, the following equilibrium reaction occurs between the metal monocarboxylic acid salt and ammonium monocarboxylate. Note that these reaction formulas are described with an example where the monocarboxylic acid is acetic acid and the metal is sodium.

Figure 2005154435
Figure 2005154435

この反応は平衡反応であるが、右方向に反応を進行させてアンモニアを得るためには、水溶液のpHが好ましくは6.5〜10、より好ましくは7〜9の範囲で反応を行う。式の反応にしたがって、上記水溶液中にはアンモニアが生成するので、加熱によりアンモニアを蒸気(気体)として分離することができる。加熱は、好ましくは80℃以上であって、モノカルボン酸アンモニウムの融点及びモノカルボン酸の沸点のいずれよりも低い温度で行う。すなわち、モノカルボン酸アンモニウムが酢酸アンモニウムの場合、80℃以上114℃(酢酸アンモニウムの融点)以下、プロピオン酸アンモニウムの場合、80℃以上141℃(プロピオン酸の沸点)以下で行うことが好ましい。WO03/95409に示されるように蒸留塔の形態をとる場合、これらの温度範囲は塔頂における温度条件となる。加熱時間は混合液の量などによって異なり特に制限されないが、好ましくは1分〜3時間、より好ましくは20分〜1時間である。なお、モノカルボン酸アミド化物は沸点が高い(例えば、アセトアミドの沸点は222℃)ため、上記反応には影響を与えず、工程(a)ではほとんど反応しない。   This reaction is an equilibrium reaction, but in order to obtain ammonia by advancing the reaction in the right direction, the reaction is carried out in a pH range of preferably 6.5 to 10, more preferably 7 to 9. According to the reaction of the formula, ammonia is generated in the aqueous solution, so that the ammonia can be separated as vapor (gas) by heating. The heating is preferably performed at a temperature of 80 ° C. or higher and lower than both the melting point of ammonium monocarboxylate and the boiling point of monocarboxylic acid. That is, when ammonium monocarboxylate is ammonium acetate, it is preferably carried out at 80 ° C. or higher and 114 ° C. (melting point of ammonium acetate), and when ammonium propionate is used, it is preferably 80 ° C. or higher and 141 ° C. (boiling point of propionic acid) or lower. When taking the form of a distillation column as shown in WO03 / 95409, these temperature ranges are the temperature conditions at the top of the column. The heating time varies depending on the amount of the mixed solution and is not particularly limited, but is preferably 1 minute to 3 hours, more preferably 20 minutes to 1 hour. In addition, since monocarboxylic acid amidation has a high boiling point (for example, the boiling point of acetamide is 222 degreeC), it does not influence the said reaction and hardly reacts in process (a).

分離したアンモニアは、直接、或いは凝縮した後、減圧下或いは常圧下において、モノカルボン酸アンモニウムの融点以下の温度で気液分離、気固分離或いは気液固分離することが好ましい。分離したアンモニアは後述するような蒸留装置などを用いて行うことができる。   The separated ammonia is preferably subjected to gas-liquid separation, gas-solid separation, or gas-liquid solid separation at a temperature not higher than the melting point of ammonium monocarboxylate under reduced pressure or normal pressure directly or after condensation. The separated ammonia can be carried out using a distillation apparatus as described later.

次に、工程(b)では、工程(a)でアンモニアを分離した残存液を加熱して、該残存液からモノカルボン酸を分離する。該残存液には、モノカルボン酸、モノカルボン酸金属塩(水溶液中では一部が金属イオンとモノカルボン酸イオンに電離)、及びモノカルボン酸アミド化物が含まれる。したがって、この残存液を好ましくは140℃以上、より好ましくは150℃以上で加熱することによって、モノカルボン酸及びモノカルボン酸金属塩の混合物が、モノカルボン酸アミドの共存下で加熱され、該混合物からモノカルボン酸を蒸気として分離取得できる。なお、上記残存液には未反応のモノカルボン酸アンモニウム塩が存在する場合があるが、この場合、該アンモニウム塩がアミド化するのを防止するために加熱時間は短い方が好ましい。工程(b)の反応条件等は、上述した第1の発明と同様である。   Next, in step (b), the residual liquid from which ammonia has been separated in step (a) is heated to separate the monocarboxylic acid from the residual liquid. The residual liquid contains monocarboxylic acid, monocarboxylic acid metal salt (partially ionized into metal ion and monocarboxylic acid ion in aqueous solution), and monocarboxylic acid amidated product. Therefore, the mixture of monocarboxylic acid and monocarboxylic acid metal salt is heated in the coexistence of monocarboxylic acid amide by heating the residual liquid preferably at 140 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher. Monocarboxylic acid can be separated and obtained as a vapor. The residual liquid may contain an unreacted ammonium monocarboxylic acid salt. In this case, it is preferable that the heating time is short in order to prevent the ammonium salt from being amidated. The reaction conditions and the like in the step (b) are the same as in the first invention described above.

本発明のうち、第2の発明については、以下に、実施の一形態を挙げて説明する。ただし、第2の発明は、以下の態様に限定されない。   Of the present invention, the second invention will be described below with reference to an embodiment. However, the second invention is not limited to the following modes.

(a)工程
まず、モノカルボン酸アンモニウムと水との混合液にモノカルボン酸金属塩及びモノカルボン酸アミド化物を添加した液(以下「原料液」と称す場合がある。)を加熱して、原料液中に生成した塩基性水溶液(アンモニア)の気体を抜き出す。以下、この加熱工程を「加熱工程(イ)」と称し、この加熱操作を「加熱操作(イ)」と称す場合がある。
Step (a) First, a liquid obtained by adding a monocarboxylic acid metal salt and a monocarboxylic acid amidated product to a mixed liquid of ammonium monocarboxylate and water (hereinafter sometimes referred to as “raw material liquid”) is heated. The gas of the basic aqueous solution (ammonia) generated in the raw material liquid is extracted. Hereinafter, this heating process may be referred to as “heating process (I)”, and this heating operation may be referred to as “heating operation (I)”.

そして、抜き出した塩基性水溶液の気体を直接、或いは凝縮した後、減圧下或いは常圧下において、モノカルボン酸アンモニウムの融点以下の温度で気液分離、気固分離或いは気液固分離する。以下、この分離工程を「加熱工程(イ)」と称し、この分離操作を「分離操作(ロ)」と称す場合がある。   Then, after the extracted basic aqueous solution gas is directly or condensed, gas-liquid separation, gas-solid separation, or gas-liquid solid separation is performed at a temperature below the melting point of ammonium monocarboxylate under reduced pressure or normal pressure. Hereinafter, this separation step may be referred to as “heating step (b)”, and this separation operation may be referred to as “separation operation (b)”.

この加熱工程(イ)で用いる装置は、加熱操作が可能で気相と液相とを分離することができるものであればどのような装置であっても良い。加熱と気液分離は別々の装置であっても良く、熱交換器とフラッシュドラムの組み合わせでも良い。ケトル式の熱交換器であれば一つの装置で加熱と気液分離とを行うことができる。また、加熱機構についても特に制限はなく、例えばジャケットや伝熱コイルを備えるフラッシュドラムであっても良い。   The apparatus used in this heating step (A) may be any apparatus as long as it can perform a heating operation and can separate a gas phase and a liquid phase. The heating and gas-liquid separation may be separate devices, or a combination of a heat exchanger and a flash drum. If it is a kettle type heat exchanger, heating and gas-liquid separation can be performed with one apparatus. The heating mechanism is not particularly limited, and may be a flash drum provided with a jacket or a heat transfer coil, for example.

加熱と共に気液分離を効率良く行うには、蒸留塔が最も望ましい。蒸留塔としては充填塔、棚段塔のいずれでも良く、構造についても特に制約はないが、後述の通り滞留時間の確保のためには棚段塔が望ましい。また、リボイラは内蔵式であっても、外付け式であっても良い。外付け式リボイラを用いる場合、強制循環式のリボイラ、サーモサイホン式リボイラ、ケトル式リボイラなどが考えられるが、これらに何ら限定されるものではない。本発明では、蒸留塔とリボイラを組み合わせて実施させる操作を加熱操作(イ)とみなす。   A distillation column is most desirable for efficient gas-liquid separation with heating. The distillation column may be either a packed column or a plate column, and there are no particular restrictions on the structure, but a plate column is desirable for securing the residence time as described later. The reboiler may be a built-in type or an external type. In the case of using an external reboiler, a forced circulation reboiler, a thermosiphon reboiler, a kettle reboiler, and the like are conceivable, but are not limited thereto. In the present invention, an operation performed by combining a distillation column and a reboiler is regarded as a heating operation (ii).

コンデンサーの有無には制約はなく、コンデンサーは加熱操作の一部を構成するものではない。理論的には、ケトル式熱交換器や加熱装置付フラッシュドラムも1段の蒸留塔とみなすことができる。   There is no restriction on the presence or absence of a condenser, and the condenser does not form part of the heating operation. Theoretically, a kettle heat exchanger and a flash drum with a heating device can also be regarded as a one-stage distillation column.

加熱工程(イ)で抜き出される気体は、アンモニアを含んでおり、必然的にpHが7よりも大きくなるため、本発明では、これを塩基性水溶液の気体を抜き出す加熱工程(イ)と称す。   Since the gas extracted in the heating step (a) contains ammonia and inevitably has a pH higher than 7, in the present invention, this is referred to as the heating step (a) for extracting the gas of the basic aqueous solution. .

この塩基性水溶液の気体を抜き出す加熱操作(イ)を実施する装置の中で、最も望ましいものは蒸留塔であるため、以下に、主に蒸留塔を用いる加熱工程(イ)について説明する。   Among the apparatuses for performing the heating operation (ii) for extracting the gas of the basic aqueous solution, the most desirable one is a distillation column. Therefore, the heating step (ii) mainly using the distillation column will be described below.

塩効果によるモノカルボン酸と水との分離効果を得、同時にモノカルボン酸アンモニウム塩を分解するには蒸留塔が適している。即ち、この分解反応のためには所定の滞留時間が必要である。そのため、より効率的に加熱工程(イ)を実施するには、液のホールドアップが重要になる。蒸留塔としては、充填塔であっても液のホールドアップは少なからずあるが、より確実に、塩効果によるモノカルボン酸と水との分離効果とモノカルボン酸アンモニウムの分解効果を同時に得るには、充填塔よりも棚段(トレイ)塔であることが望ましい。棚段塔のトレイタイプについては、スタートアップやシャットダウンにおける運転範囲を考慮した場合、容易にウィーピングが起きるシーブトレイは実用上劣る。運転レートが遅い、或は、ゼロであっても、ウィーピングが起こりにくく、液が確実にトレイ上にホールドされるトレイが好ましい。こうしたトレイとは固定式のトレイの場合、一例として泡鐘トレイがある。泡鐘トレイであれば、トレイ上における気液接触を良くするために、ダウンカマーの堰以外に、泡鐘部分の機構上トレイ上のガス穴に堰が存在し液深を保つことが可能となる。また、バルブキャップトレイなどのように、トレイ上の穴を可動式キャップで塞ぐタイプのトレイもウィーピングを起こし難く、本発明への適用に好ましい。   A distillation column is suitable for obtaining the effect of separating the monocarboxylic acid and water by the salt effect and simultaneously decomposing the monocarboxylic acid ammonium salt. That is, a predetermined residence time is required for this decomposition reaction. Therefore, in order to carry out the heating step (A) more efficiently, it is important to hold up the liquid. As a distillation column, even if it is a packed column, the liquid hold-up is not a little, but more reliably, it is possible to simultaneously obtain the separation effect of monocarboxylic acid and water by the salt effect and the decomposition effect of ammonium monocarboxylate simultaneously. It is desirable that it is a tray column rather than a packed column. As for the tray type of the tray tower, when considering the operating range at startup and shutdown, the sheave tray in which weeping easily occurs is inferior in practice. Even if the operation rate is slow or zero, a tray is preferred in which weeping hardly occurs and the liquid is reliably held on the tray. As an example of such a tray, there is a bubble bell tray. In the bubble bell tray, in order to improve gas-liquid contact on the tray, in addition to the downcomer weir, there is a weir in the gas hole on the tray on the mechanism of the bubble bell part, and the liquid depth can be maintained. Become. In addition, a tray of a type in which a hole on the tray is closed with a movable cap, such as a valve cap tray, is less likely to cause weeping and is preferable for application to the present invention.

塩効果によるモノカルボン酸と水との分離効果を装置全体で得るには、蒸留塔の場合、原料を、塔上部から供給する、いわゆる抽出蒸留の形で実施することが好ましいが、この原料の供給段は特に指定されるものではない。   In order to obtain the separation effect of monocarboxylic acid and water due to the salt effect in the entire apparatus, in the case of a distillation column, it is preferable to carry out the raw material in the form of so-called extractive distillation, which is supplied from the upper part of the column. The supply stage is not particularly specified.

塔の圧力は特に制約は受けないが、モノカルボン酸アンモニウムの効率的な分解のために、少なくとも塔底の温度は80℃以上、好ましくは115℃以上180℃以下になるような温度にする。更に、塔頂が当該モノカルボン酸アンモニウムの融点(あるいはモノカルボン酸の沸点)のいずれか高い方より低い温度であれば、塔頂部はその後の分離工程の気液分離装置とみなすことができるので、加熱工程(イ)と分離工程(ロ)とを一つの装置で行うことが可能となり、装置の数を減らすことができるので投資コスト上は好ましい。この場合の塔頂の温度条件は、モノカルボン酸アンモニウムが酢酸アンモニウムの場合、114℃(酢酸アンモニウムの融点)以下であり、プロピオン酸アンモニウムの場合、141℃(プロピオン酸の沸点)以下である。   The column pressure is not particularly limited, but at least the column bottom temperature is 80 ° C. or higher, preferably 115 ° C. or higher and 180 ° C. or lower for efficient decomposition of ammonium monocarboxylate. Furthermore, if the top of the column is lower than the higher of the melting point of the ammonium monocarboxylate (or the boiling point of the monocarboxylic acid), the top of the column can be regarded as a gas-liquid separation device in the subsequent separation step. The heating step (b) and the separation step (b) can be performed with one apparatus, and the number of apparatuses can be reduced, which is preferable in terms of investment cost. In this case, the temperature condition at the top of the column is 114 ° C. (melting point of ammonium acetate) or lower when ammonium monocarboxylate is ammonium acetate, and 141 ° C. (boiling point of propionic acid) or lower when ammonium monopropionate is used.

塔頂の条件を満たす圧力条件とはモノカルボン酸やアルカリ(土類)金属の種類とその使用量、水の量、要求される水/モノカルボン酸の分離の度合いなどにより変動するが、通常は2.0atm(0.2MPa)以下、好ましくは常圧(1atm(0.1MPa))以下である。また、前述の塔底の条件を満たす圧力条件とはモノカルボン酸やアルカリ(土類)金属の種類とその使用量、水の量、要求される水/モノカルボン酸の分離の度合い、更にはトレイや充填物による圧力損失などにより変動するが、通常は80mmHg(10.6kPa)以上、好ましくは200mmHg(26.7kPa)以上である。   The pressure conditions that satisfy the conditions at the top of the column vary depending on the type and amount of monocarboxylic acid and alkali (earth) metal used, the amount of water, the required degree of water / monocarboxylic acid separation, etc. Is 2.0 atm (0.2 MPa) or less, preferably normal pressure (1 atm (0.1 MPa)) or less. The pressure conditions that satisfy the above-mentioned conditions for the bottom of the column are the types of monocarboxylic acid and alkali (earth) metal and the amount used, the amount of water, the required degree of water / monocarboxylic acid separation, Although it varies depending on the pressure loss due to the tray and packing, it is usually 80 mmHg (10.6 kPa) or more, preferably 200 mmHg (26.7 kPa) or more.

原料を塔頂部へ供給する場合、ストリッピング効果やエントレイメント(飛沫同伴)によってモノカルボン酸や塩が留去されてしまうことがある。その場合、蒸留塔のみで加熱操作(イ)と分離操作(ロ)の条件を満たすことができても、ストリッピングによる塩の除去の効果を狙って分離操作(ロ)に相当する気液分離装置を加えて設置する、或は供給段を下げるなどの対応が必要となる場合がある。   When supplying a raw material to a tower top part, monocarboxylic acid and a salt may be distilled off by the stripping effect and entrainment (entrainment entrainment). In that case, even if the conditions of the heating operation (b) and the separation operation (b) can be satisfied only with the distillation column, the gas-liquid separation corresponding to the separation operation (b) is aimed at the effect of removing the salt by stripping. It may be necessary to take measures such as installing the apparatus or lowering the supply stage.

これに対して、加熱用装置の一つである蒸留塔と気液分離装置を分ける場合には、蒸留塔の塔頂から抜き出された塩基性水溶液の気体はコンデンサーで一度凝縮した後、気液(気液固、気固)分離装置に供給しても良い。また、必要に応じて圧力調整器を塔頂からの抜き出しラインに設置するなどして、コンデンサーを気液(気液固、気固)分離装置としても良い。前者の場合、気液分離装置への供給は主に液になるが、気液のまま供給してもよい。後者の場合、気液分離装置への供給はエントレイメント(飛沫同伴)があるものの、殆ど気体である。   On the other hand, when separating the distillation column, which is one of the heating devices, and the gas-liquid separation device, the gas of the basic aqueous solution extracted from the top of the distillation column is once condensed by a condenser, You may supply to a liquid (gas-liquid solid, gas-solid) separation apparatus. In addition, the condenser may be a gas-liquid (gas-liquid solid, gas-solid) separation device by installing a pressure regulator in the extraction line from the top of the tower as necessary. In the former case, the supply to the gas-liquid separator is mainly liquid, but the gas-liquid may be supplied as it is. In the latter case, the supply to the gas-liquid separator is almost gas, although entrainment (entrainment) is present.

気液(気液固、気固)分離装置から抜き出された液体、固体、或は、スラリーは主にストリッピング効果によって留去されたモノカルボン酸アンモニウムが濃縮されたものである。これは加熱工程(イ)を実施する加熱装置に戻すか、或は、新たに供給されるモノカルボン酸アンモニウム水溶液、或いは酢酸水溶液に混合して、分解されるまで循環処理する。   The liquid, solid, or slurry extracted from the gas-liquid (gas-liquid solid, gas-solid) separation apparatus is a concentrated ammonium monocarboxylate distilled off mainly by the stripping effect. This is returned to the heating device for carrying out the heating step (a), or mixed with a newly supplied ammonium monocarboxylate aqueous solution or acetic acid aqueous solution and circulated until it is decomposed.

加熱工程(イ)の蒸留塔と分離工程(ロ)の気液(気液固、気固)分離装置が一体の場合も、これらが別々の装置の場合も、塔底から抜き出された液は、常法、例えば薄膜蒸発器やエバポレータなどによりモノカルボン酸とモノカルボン酸アルカリ(土類)金属塩に分けられる。或は、加熱器である蒸留塔の回収部(回収段)からガス抜き出しをしても良い。   The liquid extracted from the bottom of the tower, whether the distillation column in the heating step (ii) and the gas-liquid (gas-liquid solid, gas-solid) separation device in the separation step (b) are integrated or separate. Can be divided into monocarboxylic acid and alkali (earth) metal salt of monocarboxylic acid by a conventional method, for example, a thin film evaporator or an evaporator. Or you may extract gas from the collection | recovery part (collection stage) of the distillation column which is a heater.

(b)工程
以上のようにしてアンモニアを分離することにより得られた溶液には、モノカルボン酸、モノカルボン酸金属塩、未分解のモノカルボン酸アンモニウム及びモノカルボン酸アミド化物が存在する。モノカルボン酸アミド存在下で、この溶液を好ましくは140℃以上、より好ましくは150℃以上で加熱することで、モノカルボン酸金属塩とモノカルボン
酸の分離が可能になる。以上のようにして、モノカルボン酸アンモニウム塩から(a)工程でアンモニアを、(b)工程でモノカルボン酸を分離することができる。
Step (b) The solution obtained by separating ammonia as described above contains monocarboxylic acid, monocarboxylic acid metal salt, undecomposed ammonium monocarboxylate and monocarboxylic acid amidated product. By heating this solution in the presence of monocarboxylic amide, preferably at 140 ° C. or higher, more preferably at 150 ° C. or higher, the monocarboxylic acid metal salt and the monocarboxylic acid can be separated. As described above, ammonia can be separated from the monocarboxylic acid ammonium salt in the step (a) and the monocarboxylic acid can be separated in the step (b).

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

<実施例1>
酢酸20.00g 酢酸カリウム10.00gを200ccのナス型フラスコ入れ、ロータリーエバポレータに設置した。ロータリーエバポレータは水冷式で、真空ポンプの吸い込み口の前にドライアイスで冷却したエタノールを用いたトラップを設置し、水冷で留去できないガスを凝固させた。圧力を60mmHgにし、180℃に加熱したオイルバスに徐々に浸けた。約4分でいきなり固化し、直ちにオイルバスから出した。留分(水冷による回収+トラップ内凝固)は10.9g、残分は15.92gであった。酢酸と酢酸カリウムしかなく、酢酸カリウムは蒸発しないので、この条件では酢酸カリウムは酢酸を5.5g吸蔵している事が分かった。
<Example 1>
Acetic acid 20.00 g Potassium acetate 10.00 g was placed in a 200 cc eggplant-shaped flask and placed on a rotary evaporator. The rotary evaporator was water-cooled, and a trap using ethanol cooled with dry ice was installed in front of the suction port of the vacuum pump to solidify the gas that could not be distilled off by water-cooling. The pressure was 60 mmHg, and the bath was gradually immersed in an oil bath heated to 180 ° C. It suddenly solidified in about 4 minutes and was immediately removed from the oil bath. The fraction (recovery by water cooling + solidification in the trap) was 10.9 g, and the residue was 15.92 g. Since there were only acetic acid and potassium acetate, and potassium acetate did not evaporate, it was found that potassium acetate occluded 5.5 g of acetic acid under these conditions.

<実施例2>
酢酸20.00g 酢酸カリウム10.00g、アセトアミド3.00gを200ccのナス型フラスコ入れ、同様にロータリーエバポレータに設置した。圧力を60mmHgにし、180℃に加熱したオイルバスに徐々に浸けた。約18分行った所で急激に析出が起こり、固化したので終了した。留分は11.85g、残分は16.32gであった。留分中からはアセトアミドが検出されなかった。残分からは15.7wt%(2.41g相当)検出された。これにより酢酸カリウム中に吸蔵される酢酸は3.3gである事が分かった。
<Example 2>
20.00 g of acetic acid 10.00 g of potassium acetate and 3.00 g of acetamide were placed in a 200 cc eggplant-shaped flask and placed in a rotary evaporator in the same manner. The pressure was 60 mmHg, and the bath was gradually immersed in an oil bath heated to 180 ° C. Precipitation occurred suddenly at about 18 minutes and solidified to complete. The fraction was 11.85 g and the residue was 16.32 g. Acetamide was not detected in the fraction. 15.7 wt% (equivalent to 2.41 g) was detected from the residue. As a result, it was found that acetic acid stored in potassium acetate was 3.3 g.

<実施例3>
酢酸20.02g 酢酸カリウム10.00g、アセトアミド3.02gを200ccのナス型フラスコ入れ、同様にロータリーエバポレータに設置した。圧力を60mmHgにし、160℃に加熱したオイルバスに徐々に浸けた。固化しなかったが約27分行った所で終了した。留分は8.31g、残分は21.50gであった。留分からはアセトアミドが検出されなかった。これにより酢酸カリウムに吸蔵される酢酸は8.5gである事が分かった。
<Example 3>
Acetic acid 20.02 g Potassium acetate 10.00 g and acetamide 3.02 g were placed in a 200 cc eggplant-shaped flask and placed in a rotary evaporator in the same manner. The pressure was 60 mmHg, and the bath was gradually immersed in an oil bath heated to 160 ° C. Although it did not solidify, it ended after about 27 minutes. The fraction was 8.31 g and the residue was 21.50 g. Acetamide was not detected from the fraction. As a result, it was found that acetic acid stored in potassium acetate was 8.5 g.

<実施例4>
酢酸20.02g 酢酸カリウム10.01g、アセトアミド3.01gを200ccのナス型フラスコ入れ、同様にロータリーエバポレータに設置した。圧力を120mmHgにし、180℃に加熱したオイルバスに徐々に浸けた。固化しなかったが約30分行った所で終了した。留分は8.43g、残分は21.70gであった。留分からはアセトアミドが0.67wt%(0.06g相当)検出された。これにより酢酸カリウムに吸蔵される酢酸は8.7gである事が分かった。
<Example 4>
Acetic acid 20.02 g Potassium acetate 10.01 g and acetamide 3.01 g were placed in a 200 cc eggplant-shaped flask and similarly placed on a rotary evaporator. The pressure was 120 mmHg, and the bath was gradually immersed in an oil bath heated to 180 ° C. Although it did not solidify, it was finished after about 30 minutes. The fraction was 8.43 g and the residue was 21.70 g. From the fraction, 0.67 wt% (corresponding to 0.06 g) of acetamide was detected. As a result, it was found that acetic acid stored in potassium acetate was 8.7 g.

<実施例5>
酢酸20.01g 酢酸カリウム10.00g、アセトアミド2.00gを200ccのナス型フラスコ入れ、同様にロータリーエバポレータに設置した。圧力を60mmHgにし、180℃に加熱したオイルバスに徐々に浸けた。固化しなかったが約31分行った所で終了した。留分は13.33g、残分は15.40gであった。留分からはアセトアミドが0.55wt%(0.07g相当)検出された。これにより酢酸カリウムに吸蔵される酢酸は3.5gである事が分かった。
<Example 5>
20.01 g of acetic acid 10.00 g of potassium acetate and 2.00 g of acetamide were placed in a 200 cc eggplant-shaped flask and similarly placed on a rotary evaporator. The pressure was 60 mmHg, and the bath was gradually immersed in an oil bath heated to 180 ° C. Although it did not solidify, it was finished after about 31 minutes. The fraction was 13.33 g and the residue was 15.40 g. From the fraction, 0.55 wt% (corresponding to 0.07 g) of acetamide was detected. As a result, it was found that the acetic acid stored in potassium acetate was 3.5 g.

<実施例6>
酢酸20.00g 酢酸カリウム10.00g、アセトアミド4.01gを200ccのナス型フラスコ入れ、同様にロータリーエバポレータに設置した。圧力を120mmHgにし、180℃に加熱したオイルバスに徐々に浸けた。固化しなかったが約33分行った所で終了した。留分は12.47g、残分は17.92gであった。留分からはアセトアミドが0.78wt%(0.1g相当)検出された。これにより酢酸カリウムに吸蔵される酢酸は4.0gである事が分かった。
<Example 6>
Acetic acid 20.00 g Potassium acetate 10.00 g and acetamide 4.01 g were placed in a 200 cc eggplant-shaped flask and placed in a rotary evaporator in the same manner. The pressure was 120 mmHg, and the bath was gradually immersed in an oil bath heated to 180 ° C. Although it did not solidify, it was finished after about 33 minutes. The fraction was 12.47 g and the residue was 17.92 g. From the fraction, 0.78 wt% (corresponding to 0.1 g) of acetamide was detected. As a result, it was found that acetic acid stored in potassium acetate was 4.0 g.

実施例2〜4より、ユーティリティーの温度が180℃、60mmHgの条件で、より効率よく酢酸を分離できることがわかった。実施例1,2,5及び6の結果を表1に結果をまとめた。これによると、アセトアミドを共存させることにより、酢酸の分離効率が顕著に上昇することがわかる。   From Examples 2 to 4, it was found that acetic acid can be separated more efficiently under the conditions where the utility temperature is 180 ° C. and 60 mmHg. The results of Examples 1, 2, 5, and 6 are summarized in Table 1. According to this, it can be seen that the coexistence of acetamide significantly increases the separation efficiency of acetic acid.

Figure 2005154435
Figure 2005154435

更に、プロセス温度を検証するために単蒸留実験を行った。
<実施例7>
単蒸留装置のフラスコに酢酸30g、酢酸アンモニウム5g、水3.7g、酢酸カリウム32g、アセトアミド50gを入れ、圧力を40mmHgに減圧し、徐々に加熱した。フラスコ内の温度とオイルバスの温度の差を30℃以上40℃以下に維持した。
フラスコ内の温度が140℃に達したら、オイルバスから出し、一旦、減圧をブレイクし、缶残から分析試料0.1gを採取した。140℃における缶残の分析値はアセトアミド49重量%、酢酸39重量%、カリウム16重量%であり、酢酸とカリウムのモル比は1.6であった。このときのオイルバスの温度は170℃であった。
更に、147℃になった所で、フラスコ内に析出が認められたので、実験を停止し、缶残を分析した。実験終了時点における缶残の分析値はアセトアミド43重量%、酢酸39重量%、カリウム20重量%であり、酢酸とカリウムのモル比は1.26であった。このときのオイルバスの温度は186℃であった。
実験終了時点での組成を、酢酸カリウムと酢酸の比に直すと、酢酸カリウム1モルに対して酢酸が0.26モルと言う事になり、十分に酢酸を分離する効果が認められることが分かった。
In addition, a simple distillation experiment was conducted to verify the process temperature.
<Example 7>
A flask of a simple distillation apparatus was charged with 30 g of acetic acid, 5 g of ammonium acetate, 3.7 g of water, 32 g of potassium acetate, and 50 g of acetamide, and the pressure was reduced to 40 mmHg and gradually heated. The difference between the temperature in the flask and the temperature of the oil bath was maintained at 30 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
When the temperature in the flask reached 140 ° C., the flask was taken out from the oil bath, once the vacuum was broken, and 0.1 g of an analytical sample was collected from the remainder of the can. The analytical values of the residue at 140 ° C. were acetamide 49% by weight, acetic acid 39% by weight, potassium 16% by weight, and the molar ratio of acetic acid to potassium was 1.6. The temperature of the oil bath at this time was 170 ° C.
Furthermore, since precipitation was observed in the flask at 147 ° C., the experiment was stopped, and the can residue was analyzed. The analytical values of the can residue at the end of the experiment were 43% by weight of acetamide, 39% by weight of acetic acid and 20% by weight of potassium, and the molar ratio of acetic acid to potassium was 1.26. The temperature of the oil bath at this time was 186 ° C.
When the composition at the end of the experiment was adjusted to the ratio of potassium acetate to acetic acid, acetic acid was 0.26 mol per mol of potassium acetate, and it was found that the effect of sufficiently separating acetic acid was recognized. It was.

<実施例8>
単蒸留装置のフラスコに酢酸30g、酢酸アンモニウム5g、水2g、酢酸カリウム32g、アセトアミド80gを入れ、圧力を150mmHgに減圧し、徐々に加熱した。フラスコ内の温度とオイルバスの温度の差を30℃以上40℃以下に維持した。
フラスコ内の温度が170℃に達したら、オイルバスから出し、一旦、減圧をブレイクし、缶残から分析試料0.1gを採取した。170℃における缶残の分析値はアセトアミド61.6重量%、酢酸29.7重量%、カリウム12.3重量%であり、酢酸とカリウムのモル比は1.56であった。このときのオイルバスの温度は209℃であった。
更に、フラスコ内の温度が175℃になった所で、同様に缶残を分析した。このときの
オイルバスの温度は210℃であった。缶残の分析値はアセトアミド59.2重量%、酢酸28.2重量%、カリウム15.3重量%であり、酢酸とカリウムのモル比は1.2であった。酢酸カリウムと酢酸の比に直すと、酢酸カリウム1モルに対して酢酸が0.2モルと言う事になり、十分に酢酸を分離する効果が認められることが分かった。
<Example 8>
A flask of a simple distillation apparatus was charged with 30 g of acetic acid, 5 g of ammonium acetate, 2 g of water, 32 g of potassium acetate, and 80 g of acetamide, and the pressure was reduced to 150 mmHg and gradually heated. The difference between the temperature in the flask and the temperature of the oil bath was maintained at 30 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
When the temperature in the flask reached 170 ° C., the flask was taken out from the oil bath, once the pressure reduction was broken, and 0.1 g of an analytical sample was collected from the remainder of the can. The analytical values of the residue at 170 ° C. were 61.6% by weight of acetamide, 29.7% by weight of acetic acid, 12.3% by weight of potassium, and the molar ratio of acetic acid to potassium was 1.56. The temperature of the oil bath at this time was 209 ° C.
Further, the can residue was similarly analyzed when the temperature in the flask reached 175 ° C. The temperature of the oil bath at this time was 210 ° C. The analytical values of the can residue were acetamide 59.2 wt%, acetic acid 28.2 wt%, potassium 15.3 wt%, and the molar ratio of acetic acid to potassium was 1.2. When the ratio of potassium acetate to acetic acid was adjusted, it was found that acetic acid was 0.2 mol per mol of potassium acetate, and it was found that the effect of sufficiently separating acetic acid was recognized.

<実施例9>
単蒸留装置のフラスコに酢酸30g、酢酸アンモニウム5g、水2g、酢酸カリウム32g、アセトアミド80gを入れ、圧力を200mmHgに減圧し、徐々に加熱した。フラスコ内の温度とオイルバスの温度の差を30℃以上40℃以下に維持した。
フラスコ内の温度が170℃に達したら、オイルバスから出し、一旦、減圧をブレイクし、缶残から分析試料0.1gを採取した。170℃における缶残の分析値はアセトアミド59.9重量%、酢酸34.0重量%、カリウム9.9重量%であり、酢酸とカリウムのモル比は2.23であった。このときのオイルバスの温度は205℃であった。
更に、フラスコ内の温度が180℃になった所で、同様に缶残を分析した。このときのオイルバスの温度は210℃であった。缶残の分析値はアセトアミド64.5重量%、酢酸27.1重量%、カリウム12.2重量%であり、酢酸とカリウムのモル比は1.45であった。酢酸カリウムと酢酸の比に直すと、酢酸カリウム1モルに対して酢酸が0.45モルと言う事になり、この条件でもいくらか酢酸を分離する効果が認められることが分かった。
<Example 9>
A flask of a simple distillation apparatus was charged with 30 g of acetic acid, 5 g of ammonium acetate, 2 g of water, 32 g of potassium acetate and 80 g of acetamide, and the pressure was reduced to 200 mmHg and gradually heated. The difference between the temperature in the flask and the temperature of the oil bath was maintained at 30 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
When the temperature in the flask reached 170 ° C., the flask was taken out from the oil bath, once the pressure reduction was broken, and 0.1 g of an analytical sample was collected from the remainder of the can. The analytical values of the residue at 170 ° C. were acetamide 59.9% by weight, acetic acid 34.0% by weight, potassium 9.9% by weight, and the molar ratio of acetic acid to potassium was 2.23. The temperature of the oil bath at this time was 205 ° C.
Furthermore, the can residue was similarly analyzed when the temperature in the flask reached 180 ° C. The temperature of the oil bath at this time was 210 ° C. The analytical values of the can residue were 64.5% by weight of acetamide, 27.1% by weight of acetic acid and 12.2% by weight of potassium, and the molar ratio of acetic acid to potassium was 1.45. When the ratio of potassium acetate to acetic acid is corrected, the amount of acetic acid is 0.45 mol per mol of potassium acetate, and it was found that some effect of separating acetic acid is recognized even under this condition.


実施例7、8、9より、十分なアセトアミドを保持し、十分に減圧することによって、プロセス温度として140℃以上であれば、十分に酢酸と酢酸カリウムを分離できる事が分かった。また、圧力は200mmHg以下であれば、175℃で酢酸と酢酸カリウムは分離できていることが分かった。これらより米国特許第2,090,947号明細書に示される260℃以上での加熱による分離に比べ、著しく穏やかな温度で操作できる事が示された。

From Examples 7, 8, and 9, it was found that acetic acid and potassium acetate can be sufficiently separated if the process temperature is 140 ° C. or higher by maintaining sufficient acetamide and sufficiently reducing the pressure. It was also found that acetic acid and potassium acetate could be separated at 175 ° C. when the pressure was 200 mmHg or less. From these, it was shown that the operation can be carried out at a remarkably gentle temperature as compared with the separation by heating at 260 ° C. or higher shown in US Pat. No. 2,090,947.

Claims (7)

モノカルボン酸とモノカルボン酸金属塩を含む混合物からモノカルボン酸を分離回収する方法であって、前記混合物をモノカルボン酸のアミド化物の共存下において加熱し、モノカルボン酸を蒸気として分離回収することを特徴とする方法。 A method for separating and recovering a monocarboxylic acid from a mixture containing a monocarboxylic acid and a metal salt of a monocarboxylic acid, wherein the mixture is heated in the presence of an amidated product of the monocarboxylic acid, and the monocarboxylic acid is separated and recovered as a vapor. A method characterized by that. 共存させるアミド化物の量が、前記モノカルボン酸金属塩の5重量%以上である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the amount of the amidated compound to be coexisted is 5% by weight or more of the monocarboxylic acid metal salt. 加熱を140℃以上で行う、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the heating is performed at 140 ° C or higher. 加熱を200mmHg以下に減圧した状態で行う、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heating is performed under a reduced pressure of 200 mmHg or less. 前記モノカルボン酸が、酢酸、プロピオン酸、又はこれらの混合物である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the monocarboxylic acid is acetic acid, propionic acid, or a mixture thereof. 前記モノカルボン酸金属塩に含まれる金属が、ナトリウム、カリウムのいずれか1種又は両種である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal contained in the monocarboxylic acid metal salt is one or both of sodium and potassium. モノカルボン酸アンモニウムからモノカルボン酸とアンモニアを分離回収する方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)モノカルボン酸アンモニウムとともにモノカルボン酸金属塩及びモノカルボン酸アミド化物を含む混合液を加熱し、アンモニア蒸気を分離回収する工程、及び
(b)前記モノカルボン酸アミド化物を含む残存液を加熱し、該残存液からモノカルボン酸を蒸気として分離回収する工程。
A method for separating and recovering monocarboxylic acid and ammonia from ammonium monocarboxylate, comprising the following steps:
(A) heating a mixed liquid containing a monocarboxylic acid metal salt and a monocarboxylic acid amidated product together with ammonium monocarboxylic acid to separate and recover ammonia vapor; and (b) a residual liquid containing the monocarboxylic acid amidated product. A step of heating and separating and recovering the monocarboxylic acid as a vapor from the remaining liquid.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4954324A (en) * 1972-09-29 1974-05-27
JPS50117713A (en) * 1974-02-20 1975-09-16
JPS59227838A (en) * 1983-05-31 1984-12-21 バスフ アクチエン ゲゼルシヤフト Formic acid distillation collection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4954324A (en) * 1972-09-29 1974-05-27
JPS50117713A (en) * 1974-02-20 1975-09-16
JPS59227838A (en) * 1983-05-31 1984-12-21 バスフ アクチエン ゲゼルシヤフト Formic acid distillation collection

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