JP2006335645A - METHOD FOR PRODUCING t-BUTYL CARBOXYLATE - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はメタクリル酸t−ブチルエステル等のカルボン酸t−ブチルエステルを製造する方法に関する。例えば、メタクリル酸t−ブチルは重合性を有することから、各種アクリル系塗料の成分等として工業的に広範囲に使用されており、他の物質との相溶性が良いこと、吸湿性が低いこと、重合体の耐熱性が良いこと等の特徴を有しているので、その用途は更に広がるものと期待されている化合物である。 The present invention relates to a process for producing a carboxylic acid t-butyl ester such as methacrylic acid t-butyl ester. For example, since t-butyl methacrylate has polymerizability, it is widely used industrially as a component of various acrylic paints, and has good compatibility with other substances, low hygroscopicity, Since the polymer has characteristics such as good heat resistance, it is a compound that is expected to further expand its uses.
従来、カルボン酸t−ブチルエステルの合成はカルボン酸とイソブチレンとの付加反応により行われている。例えば、特許文献1には硫酸等の均一系触媒を用いる方法が記載されている。しかしながら、この方法では硫酸を使用するため、耐食性の材質を使用した設備が必要である。また均一系の反応となるため、触媒と反応液の分離工程が必要である。従って設備費が高価になるという問題があった。 Conventionally, synthesis of carboxylic acid t-butyl ester has been carried out by an addition reaction of carboxylic acid and isobutylene. For example, Patent Document 1 describes a method using a homogeneous catalyst such as sulfuric acid. However, since this method uses sulfuric acid, equipment using a corrosion-resistant material is required. Moreover, since it becomes a homogeneous reaction, the separation process of a catalyst and a reaction liquid is required. Therefore, there is a problem that the equipment cost becomes expensive.
このため、特許文献2にはスルホン酸基含有イオン交換樹脂を用いてカルボン酸とイソブチレンとを付加させる方法が開示されている。 For this reason, Patent Document 2 discloses a method of adding carboxylic acid and isobutylene using a sulfonic acid group-containing ion exchange resin.
しかしながら、この方法では、イオン交換樹脂内に保持される水とイソブチレンとの水和反応によりt−ブタノールが副生し、また、反応条件によりイソブチレンの二量体や三量体が副生するため、原単位が悪化するという問題があった。 However, in this method, t-butanol is produced as a by-product by the hydration reaction of water and isobutylene retained in the ion exchange resin, and isobutylene dimer or trimer is produced as a by-product depending on the reaction conditions. There was a problem that the basic unit deteriorated.
このようなカルボン酸とイソブチレンとの付加反応における副反応を抑制する方法として、特許文献3には転化率を意図的に抑える方法、特許文献4には反応温度を経時的に低下させる方法が開示されている。
As methods for suppressing such side reactions in the addition reaction between carboxylic acid and isobutylene,
しかしながら、特許文献3に記載の方法では、副生物を若干抑制することができるが、完全に抑制することは難しい。また転化率が低いため生産性が悪いという問題があった。
However, the method described in
また、特許文献4に記載の方法では、副生物を若干抑制することができるが、完全に抑制することは難しく、また段階的に反応温度を下げていく必要があるため、操作が煩雑になるという問題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的はカルボン酸とイソブチレンとを付加反応させた際の副生物を有効利用し、より低コストでカルボン酸t−ブチルエステルを製造する方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object thereof is to effectively use a by-product when an addition reaction between a carboxylic acid and isobutylene is performed, and tert-butyl carboxylate can be produced at a lower cost. It is to provide a method for producing an ester.
本発明者らは上記課題を解決するために、カルボン酸t−ブチルエステルの製造方法について鋭意検討した。その結果、カルボン酸とイソブチレンとを付加反応させた際の副生物には、系内の水とイソブチレンとの水和反応によるt−ブタノールが含まれていること、この副生物中のt−ブタノールを触媒上で脱水分解しイソブチレンとすることで反応系にリサイクルできることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors diligently studied a method for producing a carboxylic acid t-butyl ester. As a result, the by-product upon addition reaction of carboxylic acid and isobutylene contains t-butanol by hydration reaction of water and isobutylene in the system, and t-butanol in this by-product. It was found that the product can be recycled to the reaction system by dehydrating and decomposing it on the catalyst to form isobutylene, and the present invention has been completed.
すなわち本発明の第1の要旨は、イソブチレンとカルボン酸とをエステル化反応させるエステル化工程、
前記エステル化工程において得られた反応液からt−ブタノールを含む低沸物を分離する精製工程、
前記精製工程において分離されたt−ブタノールの少なくとも一部を脱水反応させてイソブチレンに変換する分解工程、および、
前記分解工程で得られたイソブチレンを、前記エステル化工程に供給するリサイクル工程
を含むことを特徴とするカルボン酸t−ブチルエステルの製造方法である。
That is, the first gist of the present invention is an esterification step in which isobutylene and carboxylic acid are esterified.
A purification step of separating low-boiling substances containing t-butanol from the reaction solution obtained in the esterification step;
A decomposition step in which at least a part of t-butanol separated in the purification step is subjected to a dehydration reaction to convert it to isobutylene; and
It is a manufacturing method of carboxylic acid t-butyl ester characterized by including the recycling process which supplies the isobutylene obtained at the said decomposition | disassembly process to the said esterification process.
本発明においては、精製工程において、エステル化工程において得られた反応液(反応混合物)から脱気操作により未反応イソブチレンを分離した後、減圧蒸留操作によりt−ブタノールを含む低沸物を分離することが好ましい。 In the present invention, in the purification step, unreacted isobutylene is separated from the reaction solution (reaction mixture) obtained in the esterification step by degassing operation, and then low-boiling matter containing t-butanol is separated by vacuum distillation operation. It is preferable.
本発明の第2の要旨は、前記精製工程において分離されたt−ブタノールを含む低沸物から、t−ブタノールの少なくとも一部を分離し、分離したt−ブタノールを前記分解工程に供給するt−ブタノール分離工程を含む、前記カルボン酸t−ブチルエステルの製造方法である。 The second gist of the present invention is to separate at least a part of t-butanol from the low boiling point product containing t-butanol separated in the purification step, and to supply the separated t-butanol to the decomposition step. -It is a manufacturing method of the said carboxylic acid t-butyl ester including a butanol separation process.
本発明においては、t−ブタノール分離工程において、蒸留操作によりt−ブタノールの少なくとも一部を分離することが好ましい。 In this invention, it is preferable to isolate | separate at least one part of t-butanol by distillation operation in a t-butanol separation process.
本発明においては、エステル化工程、精製工程、t−ブタノール分離工程、分解工程およびリサイクル工程を連続的に行うことが好ましい。 In the present invention, it is preferable to continuously perform the esterification step, the purification step, the t-butanol separation step, the decomposition step, and the recycling step.
本発明によれば、カルボン酸とイソブチレンとを付加反応させた際の副生物を有効利用し、カルボン酸t−ブチルエステルをより低コストで製造することが出来る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, by-product at the time of carrying out addition reaction of carboxylic acid and isobutylene can be utilized effectively, and carboxylic acid t-butyl ester can be manufactured at lower cost.
以下、本発明の製造方法について説明する。なお、本明細書中の圧力は絶対圧である。 Hereinafter, the production method of the present invention will be described. In addition, the pressure in this specification is an absolute pressure.
エステル化工程
エステル化工程に使用するカルボン酸としては、例えば、酢酸、(メタ)アクリル酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、カプロン酸、イソカプロン酸、2−メチル吉草酸、プロピオル酸、クロトン酸、ペンテン酸、リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、リシノール酸、アラキドン酸等が挙げられる。なお、(メタ)アクリル酸とはアクリル酸およびメタクリル酸の総称である。中でもメタクリル酸が好ましい。
The carboxylic acid used in the esterification step esterification process, for example, acetic acid, (meth) acrylic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, caproic acid, isocaproic acid, 2-methyl valeric acid Propiolic acid, crotonic acid, pentenoic acid, linolenic acid, linoleic acid, oleic acid, ricinoleic acid, arachidonic acid and the like. In addition, (meth) acrylic acid is a general term for acrylic acid and methacrylic acid. Of these, methacrylic acid is preferred.
エステル化工程を実施する際には触媒を使用することが好ましい。触媒はカルボン酸とイソブチレンをエステル化反応させてカルボン酸t−ブチルエステルを生成させるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、強酸性イオン交換樹脂、鉱酸、アルキルスルホン酸等が使用できる。中でも強酸性イオン交換樹脂は固体酸であり、生成物と触媒の分離が容易であるため好ましい。 In carrying out the esterification step, it is preferable to use a catalyst. The catalyst is not particularly limited as long as the carboxylic acid and isobutylene are esterified to produce a carboxylic acid t-butyl ester. For example, a strongly acidic ion exchange resin, a mineral acid, an alkylsulfonic acid, or the like is used. it can. Among these, strong acid ion exchange resins are preferable because they are solid acids and the product and catalyst can be easily separated.
エステル化工程を実施する反応器の形態としては特に限定されず、管型反応器、槽型反応器等が使用できる。エステル化工程の触媒が固体酸である場合には固定床の管型反応器が好ましい。反応器への反応流体の供給方法は一回通過でも良く、反応器通過後の流体の一部を反応器入り口に循環させて使用しても良い。 It does not specifically limit as a form of the reactor which implements an esterification process, A tubular reactor, a tank reactor, etc. can be used. When the esterification catalyst is a solid acid, a fixed bed tubular reactor is preferred. The method of supplying the reaction fluid to the reactor may be a single pass, or a part of the fluid after passing through the reactor may be circulated to the reactor inlet.
エステル化工程の反応温度は、−20〜20℃が好ましく、−10〜10℃がより好ましい。反応速度を十分に大きくするためには−20℃以上で反応を行うことが好ましく、イソブチレンの多量化反応を抑制するためには20℃以下で反応を行うことが好ましい。 The reaction temperature in the esterification step is preferably -20 to 20 ° C, more preferably -10 to 10 ° C. In order to sufficiently increase the reaction rate, the reaction is preferably performed at −20 ° C. or higher, and in order to suppress the isobutylene multimerization reaction, the reaction is preferably performed at 20 ° C. or lower.
エステル化工程の反応圧力は、600〜900torrが好ましく、700〜800torrがより好ましい。イソブチレンをカルボン酸に十分溶解させて反応を進行させるためには600torr以上が好ましく、安価な設備ですむことから900torr以下が好ましい。 The reaction pressure in the esterification step is preferably 600 to 900 torr, more preferably 700 to 800 torr. In order to sufficiently dissolve isobutylene in carboxylic acid and proceed the reaction, 600 torr or more is preferable, and 900 torr or less is preferable because inexpensive equipment is required.
エステル化工程においては、イソブチレンとカルボン酸とのエステル化反応とともに、系内の水分とイソブチレンの水和反応が起こる。この水和反応によってt−ブタノールが副生する。系内の水分源としては、原料であるカルボン酸中に含まれているもの、触媒中に含まれているもの等がある。特に触媒としてスルホン酸基含有イオン交換樹脂を使用した場合にはスルホン酸基の性質により水和が起こりやすく、水和により樹脂内に保持された水がイソブチレンと反応し多量のt−ブタノールが副生する。 In the esterification step, the water in the system and the isobutylene are hydrated together with the esterification reaction of isobutylene and carboxylic acid. This hydration reaction produces t-butanol as a by-product. Examples of the moisture source in the system include those contained in the raw material carboxylic acid, those contained in the catalyst, and the like. In particular, when a sulfonic acid group-containing ion exchange resin is used as a catalyst, hydration tends to occur due to the nature of the sulfonic acid group, and the water retained in the resin by hydration reacts with isobutylene and a large amount of t-butanol is added as a by-product. To be born.
精製工程
エステル化工程により得られた反応混合物は精製工程に送られる。精製工程は、t−ブタノールを含む低沸物を精製分離する工程であり、精製分離方法としては特に限定されず、蒸留分離、膜分離、吸着分離等の通常の分離方法で実施することができる。中でも経済的な観点からは蒸留分離が好ましい。蒸留装置としては特に限定されず、脱気槽、棚段塔、充填塔、薄膜蒸発器、フラッシュ蒸留塔等が使用できる。
Purification step The reaction mixture obtained by the esterification step is sent to the purification step. The purification step is a step of purifying and separating low-boiling substances containing t-butanol, and the purification separation method is not particularly limited, and can be carried out by a usual separation method such as distillation separation, membrane separation, and adsorption separation. . Of these, distillation separation is preferred from the economical viewpoint. The distillation apparatus is not particularly limited, and a degassing tank, a plate tower, a packed tower, a thin film evaporator, a flash distillation tower, and the like can be used.
精製工程の圧力は、10〜1000torrが好ましく、50〜800torrがより好ましい。一般的に行われている減圧方法で容易に達することができるため10torr以上とすることが好ましく、被精製流体の温度の上昇を抑えて重合を回避するため1000torr以下が好ましい。 The pressure in the purification step is preferably 10 to 1000 torr, more preferably 50 to 800 torr. The pressure is preferably 10 torr or more because it can be easily achieved by a generally performed decompression method, and 1000 torr or less is preferable in order to avoid the polymerization by suppressing the increase in the temperature of the fluid to be purified.
精製工程の温度は、塔底は200℃以下にすることが好ましく、塔頂は100℃以下にすることが好ましい。 The temperature of the purification step is preferably 200 ° C. or lower at the bottom and preferably 100 ° C. or lower at the top.
精製工程は、複数の分離操作で構成されていてもよい。精製分離したt−ブタノールを主とした低沸物を凝縮しやすくするため、精製工程の前に、エステル化工程後の反応混合物から脱気操作により低沸点の未反応イソブチレンを分離しておくことが好ましい。未反応イソブチレンを分離する際の温度は−10〜100℃が好ましく、圧力は大気圧以下が好ましく、10〜100torrがより好ましい。 The purification step may be composed of a plurality of separation operations. In order to make it easy to condense the low-boiling products mainly composed of purified t-butanol, unreacted isobutylene having a low boiling point should be separated from the reaction mixture after the esterification step by degassing before the purification step. Is preferred. The temperature at which unreacted isobutylene is separated is preferably −10 to 100 ° C., the pressure is preferably atmospheric pressure or lower, and more preferably 10 to 100 torr.
精製工程においては、t−ブタノールを含む低沸物が反応混合物から分離される。分離されたt−ブタノールを含む低沸物は、直接分解工程に供給することもできるが、t−ブタノールを含む低沸物中には、少量のイソブチレンオリゴマーやカルボン酸t−ブチルエステル、また未反応のカルボン酸などが含まれるため、後述するt−ブタノール分離工程を経た後に分解工程に供給することが、分解工程に供給する流体中のt−ブタノール濃度が向上し、分解工程の転化率・選択率が向上するため好ましい。 In the purification step, low boilers containing t-butanol are separated from the reaction mixture. The separated low-boiler containing t-butanol can be fed directly to the cracking process, but in the low-boiler containing t-butanol, a small amount of isobutylene oligomer, carboxylic acid t-butyl ester, Since the reaction includes carboxylic acid and the like, supply to the decomposition step after the t-butanol separation step described later improves the concentration of t-butanol in the fluid supplied to the decomposition step, and the conversion rate of the decomposition step This is preferable because the selectivity is improved.
t−ブタノール分離工程
t−ブタノール分離工程は、t−ブタノールを含む低沸物中からt−ブタノールの少なくとも一部を分離する工程であり、分離方法としては特に限定されず、蒸留分離、膜分離、抽出分離、吸着分離等で行うことができる。これらの分離操作は複数組み合わせても良い。中でも経済的な観点から、蒸留分離が好ましい。
t-Butanol Separation Step The t-butanol separation step is a step of separating at least a part of t-butanol from a low-boiling substance containing t-butanol, and the separation method is not particularly limited. , Extraction separation, adsorption separation and the like. A plurality of these separation operations may be combined. Of these, distillation separation is preferred from an economical viewpoint.
t−ブタノール分離工程の温度は、塔底は200℃以下にすることが好ましく、塔頂は100℃以下にすることが好ましい。 As for the temperature of the t-butanol separation step, the column bottom is preferably 200 ° C. or lower, and the column top is preferably 100 ° C. or lower.
t−ブタノール分離工程の圧力は、10〜1000torrが好ましく、50〜800torrがより好ましい。一般的に行われている減圧方法で容易に達することができることから10torr以上とすることが好ましく、被精製流体の温度の上昇を抑えて重合を回避するためには1000torr以下が好ましい。 The pressure in the t-butanol separation step is preferably 10 to 1000 torr, more preferably 50 to 800 torr. It is preferably 10 torr or more because it can be easily achieved by a generally performed decompression method, and 1000 torr or less is preferable in order to prevent polymerization by suppressing an increase in the temperature of the fluid to be purified.
蒸留分離装置としては、t−ブタノールを含む低沸物中のt−ブタノール濃度が高まる方法であれば特に限定されず、棚段塔、充填塔、蒸発器、フラッシュ蒸発器、薄膜蒸発器等を使用することが出来る。 The distillation separation apparatus is not particularly limited as long as the concentration of t-butanol in a low-boiling product containing t-butanol is increased. A plate tower, a packed tower, an evaporator, a flash evaporator, a thin film evaporator, etc. Can be used.
分解工程
精製工程において分離されたt−ブタノールを含む低沸物、あるいはさらにt−ブタノール分離工程において分離されたt−ブタノールは分解工程に供給される。分解工程はこれらのt−ブタノールの少なくとも一部を脱水反応によりイソブチレンに変換する工程である。
Decomposition process The low boiling point substance containing t-butanol separated in the purification process, or t-butanol separated in the t-butanol separation process is supplied to the decomposition process. The decomposition step is a step of converting at least a part of these t-butanols into isobutylene by a dehydration reaction.
分解工程を実施する際には触媒を使用することが好ましい。触媒としては、t−ブタノールの脱水反応を促進するものであれば特に限定されず、シリカアルミナ、スルホン酸基含有イオン交換樹脂、硫酸、p−トルエンスルホン酸、活性アルミナ、メタンスルホン酸等を使用することが出来る。中でもシリカアルミナが好ましい。 It is preferable to use a catalyst when carrying out the decomposition step. The catalyst is not particularly limited as long as it promotes the dehydration reaction of t-butanol, and silica alumina, sulfonic acid group-containing ion exchange resin, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, activated alumina, methanesulfonic acid, etc. are used. I can do it. Of these, silica alumina is preferred.
分解工程を実施する反応器の形態としては特に限定されず、管型反応器、槽型反応器等が使用できる。分解工程の触媒が固体酸である場合には固定床の管型反応器が好ましい。管型反応器への反応流体の供給方法は一回通過でも良く、反応器通過後の流体の一部を反応器入り口に循環させて使用しても良い。 It does not specifically limit as a form of the reactor which implements a decomposition process, A tube type reactor, a tank type reactor, etc. can be used. When the catalyst in the cracking step is a solid acid, a fixed bed tubular reactor is preferred. The method of supplying the reaction fluid to the tubular reactor may be a single pass, or a part of the fluid after passing through the reactor may be circulated to the reactor inlet.
分解工程では、t−ブタノールを、ガス状あるいは液状にて触媒を用いた反応器に供給し、生成するイソブチレンを効率よく連続的に反応系外へ取り出しながら行うことが好ましい。 In the decomposition step, it is preferable that t-butanol is supplied in a gaseous or liquid state to a reactor using a catalyst while isobutylene to be produced is efficiently and continuously taken out from the reaction system.
例えば、強酸性イオン交換樹脂を充填した反応器をもつ外部循環型の反応器と別に蒸留設備を付帯し、加熱下、反応器には直接t−ブタノールを連続的に供給しながら生成するイソブチレンを蒸発により連続的に系外に取り出し、反応残液は、蒸留設備に導いてt−ブタノールおよびイソブチレンオリゴマーを蒸発成分として再度反応器に供給して行う方法、あるいは、蒸発器にt−ブタノールを連続的に供給しながら蒸発させ、ガス状にて固体強酸触媒上で脱水分解する方法等が挙げられる。 For example, a distillation facility is attached separately from an external circulation type reactor having a reactor filled with a strongly acidic ion exchange resin, and isobutylene produced while continuously supplying t-butanol is directly supplied to the reactor under heating. The reaction residual liquid is continuously taken out by evaporation and introduced into a distillation facility, and t-butanol and isobutylene oligomer are supplied again to the reactor as evaporation components, or t-butanol is continuously supplied to the evaporator. For example, a method of evaporating while supplying gas and dehydrating and decomposing the gas on a solid strong acid catalyst may be used.
分解工程の反応温度は、50〜500℃が好ましく、100〜300℃が好ましい。反応速度を十分大きくする点で、反応温度を50℃以上とすることが好ましく、高温の熱源を必要とせず、コストが低くなる点で300℃以下とすることが好ましい。 50-500 degreeC is preferable and, as for the reaction temperature of a decomposition | disassembly process, 100-300 degreeC is preferable. From the viewpoint of sufficiently increasing the reaction rate, the reaction temperature is preferably 50 ° C. or higher, and a high temperature heat source is not required, and the cost is preferably 300 ° C. or lower.
分解工程の圧力は特に限定されないが、500〜1000torrが好ましい。 The pressure in the decomposition step is not particularly limited, but is preferably 500 to 1000 torr.
リサイクル工程
分解工程で得られたイソブチレンは、エステル化工程の原料の少なくとも一部として使用するためエステル化工程に供給され、リサイクルされる。
The isobutylene obtained in the recycling process decomposition process is supplied to the esterification process and recycled for use as at least part of the raw material of the esterification process.
本発明の方法では、エステル化工程、精製工程、t−ブタノール分離工程、分解工程およびリサイクル工程を連続的に行うことが好ましい。このようなリサイクル工程を実施することにより原料イソブチレンの利用効率が大幅に向上し、原単位が向上するため非常に経済的にカルボン酸t−ブチルエステルを製造することが可能となる。 In the method of the present invention, it is preferable to continuously perform the esterification step, the purification step, the t-butanol separation step, the decomposition step, and the recycling step. By carrying out such a recycling step, the utilization efficiency of the raw material isobutylene is greatly improved, and the basic unit is improved, so that the carboxylic acid t-butyl ester can be produced very economically.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples.
実施例中で使用される各選択率、転化率は以下のように定義され、ガスクロマトグラフィーを使用して測定した。
<実施例1>
《イソブチレン溶解工程》
図1に示されるイソブチレン溶解槽1(ガラス製、内容量1L)にメタクリル酸供給ライン8からメタクリル酸(含有水分:1000重量ppm)を1715g/hで供給し、ガス状のイソブチレンをイソブチレン供給ライン7およびリサイクルイソブチレン供給ライン9から561g/h(このうち488g/hは各工程からのリサイクル)で吹き込み溶解させた。メタクリル酸に溶解したイソブチレンは151g/hであり、溶解しなかったイソブチレンは回収し原料として再利用した。
<Example 1>
<< Isobutylene dissolution process >>
Methacrylic acid (containing water: 1000 ppm by weight) is supplied at a rate of 1715 g / h from the methacrylic
《エステル化工程》
イソブチレンが溶解したメタクリル酸を1865g/hでロームアンドハース社製イオン交換樹脂アンバーライトIR−200cH(商品名)を2L充填したジャケット付ガラスカラム2(内径50mm、高さ1200mm)に連続的に供給しエステル化反応を実施した。ガラスカラム内の温度は5℃とした。反応結果を表1に示す。
Methacrylic acid in which isobutylene is dissolved is continuously supplied to a glass column 2 with a jacket (inner diameter 50 mm, height 1200 mm) filled with 2 liters of ion exchange resin Amberlite IR-200cH (trade name) manufactured by Rohm and Haas at 1865 g / h. The esterification reaction was then carried out. The temperature in the glass column was 5 ° C. The reaction results are shown in Table 1.
《精製工程》
得られた反応混合物は脱気槽3(ガラス製、内容量1L)に導入し、反応混合物中のイソブチレンを80torrで減圧脱気した。分離されたイソブチレンは回収し、リサイクルイソブチレン供給ライン9に送り、原料として再利用した。脱気後の液は減圧蒸留塔4(ガラス製オールダーショウ、内径25mm、高さ1000mm、理論段20段相当)に供給し、高沸点成分(塔底液)と低沸点成分(留出液)に分離した。塔底液の組成は、メタクリル酸91.6重量%、メタクリル酸t−ブチルエステル8.4重量%であった。留出液の組成は表2に示す。
The obtained reaction mixture was introduced into a degassing tank 3 (made of glass, content 1 L), and isobutylene in the reaction mixture was degassed under reduced pressure at 80 torr. The separated isobutylene was recovered, sent to the recycled isobutylene supply line 9, and reused as a raw material. The degassed liquid is supplied to a vacuum distillation column 4 (glass old show, inner diameter 25 mm, height 1000 mm, equivalent to 20 theoretical plates), and high-boiling components (column bottom liquid) and low-boiling components (distillate). ). The composition of the column bottom liquid was 91.6% by weight of methacrylic acid and 8.4% by weight of tert-butyl methacrylate. The composition of the distillate is shown in Table 2.
《分解工程》
前記留出液はガス化した後、シリカアルミナ触媒である日揮化学製N631HN(商品名)が充填された反応管6(SUS製、内径13mm、充填高さ115mm)に導入し、脱水分解反応を実施した。反応管内の温度は150℃とした。反応結果を表3に示す。
The distillate is gasified and then introduced into a reaction tube 6 (made of SUS, inner diameter 13 mm, filling height 115 mm) filled with N631HN (trade name) manufactured by JGC Chemical Co., Ltd., which is a silica-alumina catalyst. Carried out. The temperature in the reaction tube was 150 ° C. The reaction results are shown in Table 3.
反応混合物中のイソブチレンは冷却回収され、リサイクルイソブチレン供給ライン9に送り、原料として再利用した。その結果、11g/hのイソブチレンを再利用することができた。 The isobutylene in the reaction mixture was recovered by cooling, sent to the recycle isobutylene supply line 9, and reused as a raw material. As a result, 11 g / h of isobutylene could be reused.
<実施例2>
図2に示されるように、精製工程の後にt−ブタノール分離工程を設けた他は実施例1と同様の方法で行った。
<Example 2>
As shown in FIG. 2, the same procedure as in Example 1 was performed except that a t-butanol separation step was provided after the purification step.
《t−ブタノール分離工程》
精製工程で分離された留出液をt−ブタノール分離塔10(ガラス製オールダーショウ、内径25mm、高さ500mm、理論段10段相当)に供給し、高沸点成分(塔底液)と低沸点成分(留出液)に分離した。高沸点成分からはメタクリル酸を24g/hで、製品であるメタクリル酸t−ブチルエステルを11g/hで回収することが出来た。低沸点成分の組成を表4に示す。
The distillate separated in the purification step is supplied to a t-butanol separation tower 10 (glass old show, inner diameter 25 mm, height 500 mm, equivalent to 10 theoretical plates), and high boiling point components (column bottom liquid) and low Separated into boiling components (distillate). From the high boiling point components, methacrylic acid was recovered at 24 g / h, and the product methacrylic acid t-butyl ester was recovered at 11 g / h. Table 4 shows the composition of the low boiling point component.
留出液は蒸発器5によりガス化され、分解工程の反応管6に導入された。分解工程における結果を表5に示す。
反応混合物中のイソブチレンは冷却回収され、リサイクルイソブチレン供給ライン9に送り、原料として再利用した。その結果、12g/hのイソブチレンを再利用することができた。また、t−ブタノール分解工程を設けることにより、分解工程に供給する流体中のt−ブタノール濃度が向上し、分解工程の転化率および選択率が向上した。 The isobutylene in the reaction mixture was recovered by cooling, sent to the recycle isobutylene supply line 9, and reused as a raw material. As a result, 12 g / h of isobutylene could be reused. Further, by providing the t-butanol decomposition step, the t-butanol concentration in the fluid supplied to the decomposition step was improved, and the conversion rate and selectivity of the decomposition step were improved.
1.イソブチレン溶解槽
2.ジャケット付きガラスカラム(エステル化反応器)
3.脱気槽
4.減圧蒸留塔
5.蒸発器
6.反応管(分解反応器)
7.イソブチレン供給ライン
8.メタクリル酸供給ライン
9.リサイクルイソブチレン供給ライン
10.t−ブタノール分離塔
1. 1. Isobutylene dissolution tank Jacketed glass column (esterification reactor)
3. Deaeration tank 4. 4. Vacuum distillation tower 5. Evaporator Reaction tube (decomposition reactor)
7). 7. Isobutylene supply line Methacrylic acid supply line9. Recycled isobutylene supply line10. t-Butanol separation tower
Claims (2)
前記エステル化工程において得られた反応液からt−ブタノールを含む低沸物を分離する精製工程、
前記精製工程において分離されたt−ブタノールの少なくとも一部を脱水反応させてイソブチレンに変換する分解工程、および、
前記分解工程で得られたイソブチレンを、前記エステル化工程に供給するリサイクル工程
を含むことを特徴とするカルボン酸t−ブチルエステルの製造方法。 An esterification step in which isobutylene and carboxylic acid are esterified;
A purification step of separating low-boiling substances containing t-butanol from the reaction solution obtained in the esterification step;
A decomposition step in which at least a part of t-butanol separated in the purification step is subjected to a dehydration reaction to convert it to isobutylene; and
The manufacturing method of carboxylic acid t-butyl ester characterized by including the recycling process which supplies the isobutylene obtained at the said decomposition | disassembly process to the said esterification process.
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