JPH01249743A - メタクリル酸のメタクリル酸メチルとしての回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明はメタクリル酸およびメタクリル酸メチルの回収
法に関する。更に詳しくはメタクリル酸を蒸留分離した
缶残液およびメタクリル酸メチルを蒸留分離した缶残液
からメタクリル酸およびメタクリル酸メチルを回収する
方法に関するものである。

【従来の技術】

メタクリル酸の工業的な製造法としては、例えばイソブ
チレン、第３級ブタノールまたはメタクロレインを接触
空気酸化し、反応生成ガスの急冷、メタクリル酸の抽出
、抽剤とメタクリル酸の分離、メタクリル酸の精製等の
工程を経て高純度のメタクリル酸を得る方法が知られて
いる。 また、メタクリル酸メチルはメタクリル酸とメタノール
を酸触媒の存在化でエステル化し、メタノール、水、不
純物等を抽出、蒸留等の通常の精製手段で分離、精製し
製造する方法が種々提案されている。ところで、メタク
リル酸またはメタクリル酸メチルを市場に受けいれられ
るに足る充分な品質で、かつ安価に製造するためには、
抽出、蒸留等の各工程を経て次第に濃縮される重合禁止
剤、メタクリル酸またはメタクリル酸メチルの重合物お
よびその他の高沸点不純物を含む蒸留塔の缶残液からメ
タクリル酸およびメタクリル酸メチルを効率よく回収し
なければならない。 すなわち、メタクリル酸を精留留去した後の缶残液中に
は反応によって生成した高沸点不純物の他に相当量の重
合物や重合禁止剤が存在するため、メタクリル酸の留出
率（留出量／供給量）を高くしすぎるとメタクリル酸製
品の品質低下を招く恐れがある他、再沸器の熱効率の悪
化や更にはメタクリル酸の重合を助長する結果となる。 そこで、必然的にメタクリル酸の留出率をある範囲に制
御することにより、高沸点成分と共に相当量のメタクリ
ル酸が缶残液に含まれることになる。したがって、該缶
残液を廃棄または焼却するとメタクリル酸の損失をまね
きコスト増につながるため何らかの方法でメタクリル酸
の回収を図らねばならない。メタクリル酸メチルを精留
留去した後の缶残液についても同様なことが言える。 缶残液からメタクリル酸を回収する方法として従来考え
られてきたのは、蒸発缶等を用いてメタクリル酸を更に
蒸発させるか、有機溶剤を用いてメタクリル酸を抽出す
る方法であった。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、前者すなわち蒸発缶等による蒸発法では、そ
の操作中にメタクリル酸の重合が起こり、そのため蒸発
操作が円滑に進まず、またメタクリル酸の肝心の回収率
がよくない。一方、後者すなわち溶剤抽出法では抽出操
作時に多量の浮環が生成し、そのためエマルジョン化が
起こって相分離が円滑に進まず、また抽出操作を抽出塔
により実施しようとすると、フラッディングが起こり操
作不能となりやすい。 すなわち、従来考えられてきた方法は、いずれも好まし
い方法ではなかった。 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らはこのような問題点を解決するため鋭意研究
を行なった結果、メタクリル酸を蒸留分離した後の重合
禁止剤、重合物およびその他の高沸点不純物を含む缶残
液とメタクリル酸メチルを蒸留分離した後の缶残液とを
一緒にし、硫酸を触媒としてメタノールと共にエステル
化し、効率よく回収することを見い出し、本発明を完成
するに至った。 本発明による回収方法が対象とする缶残液はメタクリル
酸を蒸留して得られた缶残液およびメタクリル酸メチル
を蒸留して得られた缶残液であり、メタクリル酸缶残液
としては、例えばイソブチレン、第３級ブタノールまた
はメタクロレインを水蒸気の存在下に分子状酸素を含有
するガスにより接触酸化しこの酸化生成物を冷却するこ
とにより得られるメタクリル酸水溶液から、・溶媒によ
るメタクリル酸の抽出、溶媒の回収、メタクリル酸の蒸
留分離をした缶残液が挙げられる。この缶残液の組成は
通常メタクリル酸６０〜９５重量％、高沸点物３〜３０
重量％および重合物２〜ｌＯ重量％である０缶残液中の
高沸点成分はシトラコン酸、マレイン酸、テレフタル酸
、トリメリット酸等の酸類、Ｐ−トルアルデヒド、ベン
ズアルデヒド等のアルデヒド類および重合禁止剤として
添加されたハイドロキノン、フェノチアジン等であり、
また重合物はメタクリル酸の重合物である。また、メタ
クリル酸メチル蒸留缶残液としてはメタクリル酸とメタ
ノールとを陽イオン交換樹脂を触媒としてエステル化し
、メタクリル酸メチルの他に水、メタノール、メタクリ
ル酸およびその他の不純物を含むエステル化反応液を得
、これら抽出、蒸留等の操作により水、メタノール、メ
タクリル酸を分離した後のメタクリル酸メチル蒸留缶残
液が挙げられる。この缶残液の組成は通常メタクリル酸
メチル８５〜９８重量％、高沸点物１〜１０重量％およ
び重合物１〜５重量％である。缶残液中の高沸点成分は
メタクリル酸等の酸類および重合禁止剤として添加され
たフェノチアジン等であり、また重合物はメタクリル酸
メチルの重合物である。 本発明では、上記２種類の缶残液の処理として通常の分
離すなわち蒸留または抽出を行なうのではなく、反応蒸
留によりエステル化を行なった後、系内のメタクリル酸
回収塔に戻す方法をとる。 このとき、２種類の缶残液を別々に処理する必要はなく
、−緒にして処理できる。また缶残液をエステル化した
後は、そもそも系内に備わっている分離装置で処理でき
るので、缶残液から必要な成分を回収するための設備は
、非常に少なくてすむ。主要な機器として必要なのはエ
ステル化のための反応器だけである。 上記缶残液のエステル化は、２種類の缶残液とメタノー
ルを混ぜ、触媒として硫酸を用いて行なう。 このようなエステル化の方法をとることによって、通常
の蒸留操作ではマレイン酸等の酸類およびベンズアルデ
ヒド等のアルデヒド類から成る高沸点成分とメタクリル
酸との分離が困難であったのに対し、本発明ではメタク
リル酸をエステル化することによって得られたメタクリ
ル酸メチルと前記高沸点成分との分離が容易に達成され
ることがら高収率でメタクリル酸・をメタクリル酸メチ
ルとして回収することが可能となる。 更に、エステル化触媒として使用される硫酸はエステル
化原料として使用されるメタノールと一部反応して硫酸
メチルエステルの形で存在し高沸点成分および重合物の
溶媒としての作用を有することから、重合物の析出が抑
えられ、また高沸点成分および重合物が廃硫酸中に分離
、排出される。したがって、缶残液中のメタクリル酸お
よびメタクリル酸メチルを通常の蒸発缶等で再濃縮する
回収法よりも本誌は安定操業が可能であり、かつ回収率
も高く経済性に優れている。 本発明において該缶残液中に含まれるメタクリル酸をエ
ステル化するに当りメタノールはメタクリル酸１モルに
対し１．０〜３．０モルの範囲で、硫酸はメタクリル酸
に対し１．０〜５．０重量％の範囲でそれぞれ使用され
る。またエステル化反応器における反応液の滞留時間は
０．１〜２時間の範囲が採用される。メタクリル酸に対
するメタノールモル比力月、０未満であるとメタクリル
酸メチルの収率が低下する。また、このモル比が３．０
を越えた場合、メタクリル酸メチルの収率は向上するが
、その効果は顕著でなく、むしろジメチルエーテルの副
生量が増大しメタノール損失を招くなど工業的に有利な
条件とは言えない。一方、硫酸の使用量がメタクリル酸
に対して１．０重量％以下の場合はメタクリル酸メチル
の収率が低下し、かつ廃硫酸中の高沸点成分、重合物等
の濃度が上昇することによる重合物の析出、管路の閉塞
等をひき起し操業上の問題が発生するため好ましくない
。逆に硫酸使用量がメタクリル酸に対して５．０重量％
を越える場合は廃硫酸の中和処理等の経費負担が増大す
るために工業的に有利な条件とは言えない。 また、反応器滞留時間が０．１時間以下の場合はメタク
リル酸メチルの収率が低下する。反応器滞留時間が２時
間を越える場合はメタクリル酸メチルの収率向上は顕著
でなく反応器容積が大きくなることから設備費が高くな
るため工業的に不利である。 本発明を図面により具体的に説明する。 第１図は、本発明の一実施例によるフロー図である。イ
ソブチレン、第３級ブタノールまたはメタクロレインを
気相接触酸化して得られた反応生成ガスを冷却凝縮し、
得られるメタクリル酸水溶液から不純物を抽出および蒸
留に付して除去した後の粗メタクリル酸をライン１０を
経て、メタクリル酸精留塔１に供給する。塔頂液はライ
ン１２を経て、ライン１４からのメタノールと共に陽イ
オン交換樹脂を触媒とする第１エステル化反応器２に供
給され、塔底液はライン１３を経て硫酸を触媒とする第
２エステル化反応器８に導かれる。 第１エステル化反応液はライン１５を経てライン２９か
らの第２エステル化反応液と共にライン１６よりメタク
リル酸回収等３に供給される。回収塔塔頂液はライン１
７を経てメタノール抽出塔４に供給され、メタクリル酸
を主成分とする塔底液はライン１１よりメタクリル酸精
留塔にリサイクルされる。メタノール抽出塔４では抽出
水がライン１８より供給されメタノールを主成分とする
抽出液は塔底より抜き出され、ライン２０を経てメタノ
ール回収塔７に供給される。 一方、メタクリル酸メチルを主成分とする抽残液は塔頂
よりライン１９を経て低沸分離塔５に供給され塔頂より
低沸物をライン２１を経て系外に抜き出す。塔底液はラ
イン２２を経てメタクリル酸メチル精留塔６に供給され
、塔頂よりライン２３を経て製品メタクリル酸メチルが
得られる。塔底液はライン２４を経て第２エステル化反
応器に供給される。メタノール回収塔では塔頂よりライ
ン２５を経てメタノールを回収し、メタノール貯槽９を
経て第１及び第２エステル化反応器にリサイクル使用す
る。塔底液はライン２６を経て系外に排出される。第２
エステル化反応器８にはライン１３からのメタクリル酸
精留塔塔底液、ライン２４からのメタクリル酸メチル精
留塔塔底液、ライン２７からの硫酸およびライン２８か
らのメタノールが供給される。第２エステル化反応器で
反応蒸留されたメタクリル酸メチルを主成分とする反応
液はライン２９を経てメタクリル酸回収塔に供給され、
廃硫酸はライン３０から抜き出される。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。 イソブチレンを気相接触酸化して得られた反応生成ガス
を冷却凝縮し、得られたメタクリル酸水溶液から不純物
を抽出および蒸留に付して除去した後の粗メタクリル酸
を原料として、第１図に示すフローに従ってメタクリル
酸およびメタクリル酸メチルの回収を行なった。各装置
の概要とその操作条件を第１表に実施結果を第２表に示
した。 〔発明の効果Ｊ 本発明により、極めて簡単な操作で蒸留塔缶残液中に含
まれるメタクリル酸およびメタクリル酸メチルを効率的
、経済的かつ安定して回収することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるフロー図である。 １・・・・・・メタクリル酸精留塔、 ２・・・・・・第１エステル化反応器、３・・・・・・
メタクリル酸回収塔、 ４・・・・・・メタノニル抽出塔、 ５・・・・・・低沸分離塔、 ６・・・・・・メタクリル酸メチル精留塔、７・・・・
・・メタノール回収塔、 ８・・・・・・第２エステル化反応器、９・・・・・・
メタノール貯槽、 ｌＯ〜３０・・・・・・各ライン。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イソブチレン、第３級ブタノールまたはメタクロレイン
   の気相接触酸化により得られたメタクリル酸水溶液から
   不純物を抽出及び蒸留等で分離し、得られた粗メタクリ
   ル酸をメタクリル酸精留塔にて精製メタクリル酸と缶残
   液とに分離し、その精製メタクリル酸をメタノールと共
   に陽イオン交換樹脂を触媒とする第１のエステル化に付
   し、エステル化反応液中の未反応メタクリル酸をメタク
   リル酸回収塔で蒸留分離して缶残液として回収し、回収
   塔の留出液からメタノール、水、低沸点不純物を分離し
   て得たメタクリル酸メチルをメタクリル酸メチル精留塔
   で精製し、精留塔塔頂よりメタクリル酸メチル製品を得
   るに際して、メタクリル酸回収塔において缶残液として
   回収されるメタクリル酸をメタクリル酸精留塔に循環し
   、該メタクリル酸精留塔の缶残液をメタクリル酸メチル
   精留塔の缶残液とともに硫酸を触媒とする第２のエステ
   ル化に付し、第２のエステル化反応液と第１のエステル
   化反応液とを共にメタクリル酸回収塔に循環する方法で
   あって、該第２のエステル化を、メタクリル酸に対する
   メタノールモル比が１．０〜３．０、メタクリル酸に対
   する硫酸使用量が１．０〜５．０重量％、反応器滞留時
   間が０．１〜２時間の条件で反応蒸留することにより行
   なうことを特徴とするメタクリル酸およびメタクリル酸
   メチルの回収方法。