JP4391822B2 - t−ブチルアルコールの精製 - Google Patents

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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/76Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment

Description

本発明はt-ブチルアルコールの精製に関し、特に不純物を含むt-ブチルアルコールをナトリウム型の13Xゼオライトのような大きな細孔のゼオライトと接触させることによる、沸点の近い酸化された少量の不純物の分離に関する。
一般にオキシラン法などの酸化方法によって製造されるt-ブチルアルコールは、少量であるが有意量の不純物、すなわち水、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、イソブタナルぎ酸エステル類、s-ブチルアルコールなどを含んでいる。ある用途では、そのような不純物の存在は望ましい使用に問題を引き起こす。前記の不純物が好都合に分離できる方法を提供することが望まれる。
沸点の近い酸化された不純物が、念入りな広範囲に及ぶ蒸留操作によってt-ブチルアルコールからかなりの程度分離できることは既知である。米国特許4,239,926を参照されたい。しかしながら、そのような方法はコストが大きく時間を浪費し多大の資本投資と用役費を必要とする。
米国特許4,543,432は、Ambersorb(登録商標)XE-347のような不均整炭素質吸収剤中での吸収によるt-ブチルアルコール工程流からイソプロパノールの分離を提示している。t-ブタノール中のイソプロパノール合成溶液に対する各種吸着剤の平衡容量を与えるデータが表IIに提示されている。タイプJA及び13Xモレキュラーシーブに対するデータが掲げられており、タイプJAがタイプ13Xよりも若干高い平衡容量を有することを示している。タイプJAに関する追加データが表IVに示されている。
比較的簡単ですっきりした方法でt-ブチルアルコール工程流を好都合に処理して沸点の近い不純物を分離できる簡潔な方法を所有することが望まれる。
本発明にしたがって、通常t-ブチルアルコールに伴う少量の不純物を含むt-ブチルアルコール工程流を、ナトリウム型の13Xゼオライト又はゼオライトYのような大きな細孔を有するゼオライトと液相で接触させる。この接触の結果、不純物がゼオライト上に保持されてt-ブチルアルコールから除去又は分離され;汚染不純物の量が減少した製品のt-ブチルアルコールが容易に回収される。接触物質は長い間使用するとその不純物除去効果を失うので時折この接触物質を再生しなければならないため、複数の接触ゾーンで運転することが一般に有利である。複数の処理ゾーンによって、t-ブチルアルコールは、一方のゾーンが再生中に他方のゾーンで処理できる。
商業的に、例えばオキシラン法、によって製造されるt-ブチルアルコールは、例えば0.1〜約2.0重量%の少量ながら有意量の不純物を含んでいる。そのような不純物の例は、水、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、イソブタノール、ぎ酸エステル、及びs-ブチルアルコールなどである。処理されるt-ブチルアルコールの流れは、例えば重量%で上記不純物のそれぞれ10ppm〜2%、通常約20ppm〜1%を含む。メタノールやメチルt-ブチルエーテルなどのように蒸留によって容易に分離できる他の物質も存在する。本発明にしたがって、液相の、不純物を含むt-ブチルアルコールが13Xゼオライトのような固体のナトリウム型の大きな細孔のゼオライトと接触して不純物が接触ゼオライト固体に保持され、不純物含量の減少した液体製品のt-ブチルアルコールが好都合に分離される。この接触は適度の温度、例えば0〜150℃、で行なわれるが、温度は決定的要因ではない。接触固体はその上に吸着した不純物を保持し、これにより精製されたt-ブチルアルコールが分離できる。当初は、不純物の実質的完全除去ができ、回収したt-ブチルアルコールはすぐれた純度のものである。時間が経つにつれ接触固体はこれら成分の除去に対して徐々に効果が劣るようになる。本発明にしたがって、分離効率が望ましい点以下に低下する予め決めた時間に、固体接触物質は、300℃以上の温度の窒素又は空気などの加熱されたガス流との接触により、又はメタノールあるいは水のような溶媒での洗浄によって効果的に再生される。複数の類似の接触ゾーンを使用するのが有利であり、その結果、一方のゾーンが再生されている間、新しい又は再生された接触物質を含む他方のゾーンをフィードが通過するので最適な不純物除去を達成することができる。
本発明に使用されるゼオライト接触物質は、13X又はゼオライトYで説明した大きな細孔直径(10オングストローム)のものである。
大きな細孔のゼオライトは、通常t-ブチルアルコール工程流に伴う前述の不純物をほとんど完全に除去するのに有用である。
本発明の決定的な特徴は、効果的な不純物除去を行うため、この大きな細孔を有するゼオライトが酸型ではなくてナトリウム型であると云うことである。
本発明の実際を説明するため、以下の実施例が提供される。
実施例1
内径1.0cmのジャケット付きカラムに、14/30メッシュに粉砕したナトリウム
型のゼオライトY(SiO2/Al23=5.1)91ccを装入して窒素中300℃で18時間加熱した。93.98%(以下、%は重量%を表す)TBA、4.04%イソオクタン、0.61%水、0.48%アセトン、0.24%IPA、0.10%SBA、0.32%TBF、0.08%iBuOH、及び0.13%IBFからなるフィードを95cc/分の流速でベッドを通してポンプで送った。分析のためサンプルを25ccカットで採取した。結果を表1に示す:
Figure 0004391822
t-ブチルアルコールから不純物を除去するのにナトリウム型のゼオライトYが極めて効果的であることがわかる。
対照的に、以下の比較例1〜3は、酸型のゼオライトYが極めて効果が劣ることを示す。
比較例1
85ccの酸型ゼオライトY(SiO2/Al23=5.2)を使用し、82cc/分
のフィード速度で実施例1を反復した。結果を表2に示す:
Figure 0004391822
比較例2
86ccの酸型ゼオライトY(SiO2/Al23=60)を使用し、92cc/分の
フィード速度で実施例1を繰り返した。結果を表3に示す:
Figure 0004391822
比較例3
86ccの酸型ゼオライトY(SiO2/Al23=80)を使用し、89cc/分の
フィード速度で実施例1を繰り返した。結果を表4に示す:
Figure 0004391822
比較例1〜3は、SiO2/Al23比の小さい酸型のY-ゼオライトを使用する必要性を示している。
実施例2
93ccの13Xモレキュラーシーブ、及び97.51%TBA、0.61%水、0.
79%アセトン、0.25%IPA、0.12%MEK、0.04%SBA、0.39%TBF、0.10%iBuOH、及び0.20%IBFからなるフィードを使用して実施例1を繰り返した。カラムを40℃に加熱し、フィードを88cc/分の速度でポンプでベッドに送った。分析のため、サンプルを50ccカットで採取した。結果を表5に示す:
Figure 0004391822
不純物の破過が観測されるまで接触を続け、この時点で約300℃の窒素と接触させて13Xを再生した。
上記のようなサイクルを10回繰り返し後、13Xの不純物除去能力は実質的に変わらなかった。
実施例2は、13Xモレキュラーシーブ(ナトリウム型の)も不純物除去に対して極めて有効であることを示している。
比較例4
89ccの5Aモレキュラーシーブ、及び92.91%TBA、4.73%イソオクタ
ン、0.61%水、0、73%アセトン、0.23%IPA、0、11%MEK、0.04%SBA、0.36%TBF、0.09%iBuOH、及び0.18%IBFからなるフィードを使用して実施例1を繰り返した。
フィードを92cc/分の速度でベッドにポンプで送った。分析のため25ccカットでサンプルを採集した。結果を表6に示す。
Figure 0004391822
この比較例は5Aモレキュラーシーブが不純物除去には効果がないことを示している。
比較例5
86ccのゼオライトZSM-5(SiO2/Al23=80)及びフィード速度の76cc/分を使用して実施例1を繰り返した。結果を表7に示す:
Figure 0004391822
この例は、TBF及びiBuOH除去の非効率な点ならびにZSM-5によるTBAの著しい脱水が水及びイソブチレンを生成させることを示している。
比較例6
酸性を減らすためスチーミングした85ccのゼオライトZSM-5(SiO2/Al
23=80)を使用し、90cc/分のフィード速度で比較例5を繰り返した。結果を
表8に示す:
Figure 0004391822
この例は、酸性を減らすためのゼオライトスチーミングは脱水を減らすが、TBF又はiBuOHの好ましい分離は依然として得られないことを示している。
比較例7
酢酸ナトリウムでイオン交換した97ccのゼオライトZSM-5(SiO2/Al2
3=80)(仕上がりゼオライトは0.52%のナトリウムを含んでいた)及び99cc/分のフィード速度を使用して比較例5を繰り返した。結果を表9に示す:
Figure 0004391822
この例は、ZSMのナトリウム処理がTBF及びiBuOH除去に若干の改善とともに脱水の増加をもたらしたことを示す。
上記諸例では、次の省略語を使用した。
TBA=t-ブチルアルコール
IPA=イソプロパノール
MEK=メチルエチルケトン
SBA=s-ブチルアルコール
TBF=t-ブチルフォーメート
iBuOH=イソブタノール
IBF=イソブチルフォーメート

Claims (4)

  1. 少量の不純物を含むt−ブチルアルコール工程流のフィードから該不純物を除去する方法であって、t−ブチルアルコールフィードを液相で通過させてナトリウム型のゼオライト13XおよびゼオライトYからなる群から選ばれる固体の大きな細孔ゼオライトと接触させること、及び前記不純物含量が減少したt−ブチルアルコール製品流を回収すること、この際前記不純物は、水、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、イソブタノール、S−ブチルアルコールおよびギ酸エステル類からなる群から選ばれるものである、を含む前記方法。
  2. 前記t−ブチルアルコールフィードから除去される不純物が、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、イソブタノール、S−ブチルアルコールおよびギ酸エステル類からなる群から選ばれるものを少なくとも含む請求項1に記載の方法。
  3. 前記ゼオライトが13Xである、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記ゼオライトがゼオライトYである、請求項1または2に記載の方法。
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