JPH0196146A - メタクリル酸の精製法 - 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の新規な精製法に関する。さらに
詳しくはイソブチレン、第３級ブタノール、メタクロレ
インまたはイソブチルアルデヒドの気相接触酸化反応に
よってメタクリル酸を製造するプロセスにおいて、酸化
反応器から出たメタクリル酸含有ガスを冷却して得られ
るメタクリル酸水溶液から高純度でかつ高品質のメタク
リル酸を得るための精製法に関する。

（従来の技術と問題点〕 イソブチレン、第３級ブタノール、メタクロレインまた
はイソブチルアルデヒドを水蒸気の存在下に分子状酸素
で一段または二段の反応で接触酸化して得られる反応ガ
ス中には目的物のメタクリル酸のほかに、たとえばギ酸
、酢酸、プロピオン酸、マレイン酸、シトラコン酸、安
息香酸、トルイル酸、テレフタル酸等のカルボン酸類や
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアル
デヒド、メタクロレイン、ベンズアルデヒド、トルアル
デヒド、フルフラール等のアルデヒド類が副生物として
含まれる。これらの不純物の大部分は抽出や蒸留等の通
常の精製手段により高純度の製品とすることができる。

しかし微量に含まれる不純物を除去することは難しく、
たとえばマレイン酸やシトラコン酸およびアルデヒド類
を完全に除去することは困難である。特にアルデヒド類
が含まれる場合は、紫外部領域に吸収がみられ、重合反
応時に重合が抑制されて長い反応時間を要したり、得ら
れたポリマーが着色をきたす等の不都合な現象をひき起
すことが多い。

メタクリル酸中に含まれるアルデヒド類の除去方法とし
ては、ヒドラジン、エチレンジアミン、アニリン、ポリ
アミン等のアミン類（特開昭４９−５１２１７　、同５
２−２３０１７　）　、エチレングリコール（特開昭５
８−１２８３３６）　、重亜硫酸塩（特開昭５９−４４
３３７　、同５９−４４３３８　、同５９−９３０２７
　、同６〇−２５２４４）　、メルカプタン類（特開昭
６０−６６３５）、レゾルシン、ピロガロール、α−ナ
フトール（特開昭６０−１３０５４６）等を添加する方
法がそれぞれ知られている。しかしながら、アミン類は
アルデヒド除去効果が充分でなく処理後の蒸留工程で重
合を起こし易い。グリコール、重亜硫酸塩、メルカプタ
ン類も除去効果が弱く、多量に添加する必要があり、添
加物質によるメタクリル酸の二次汚染や反応損失の原因
となる。またレゾルシン等のフェノール類は、硫酸、塩
酸等の強酸性物質の共存下においてはじめて除去効果が
発揮され把ものであり、操作が煩雑化すると共に実装置
においては高級な設備材質を選定使用する必要がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記した問題点を解決し、メタクリル酸中
に含まれる微量のマレイン酸やアルデヒド類を簡便かつ
有効に除去する方法について研究した結果、２．４−ジ
アミノジフェニルアミンおよびメタトルイレンジアミン
がこれらの不純物の除去に卓越した効果を発揮すること
を見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、イソブチレン、第３級ブタノール、
メタクロレインまたはイソブチルアルデヒドの気相接触
酸化反応によってメタクリル酸を製造するに際し、該反
応によって得られる粗メタクリル酸を２．４−ジアミノ
ジフェニルアミンまたはメタトルイレンジアミンと接触
処理したのち蒸留精製するメタクリル酸の精製法を提供
するものである。

〔発明の詳細な説明〕

メタクリル酸は、通常、イソブチレン、第３級ブタノー
ル、メタクロレインまたはイソブチルアルデヒドを一段
ないしは二段の触媒層によって接触酸化して得られる。

このような方法において、メタクリル酸は反応生成ガス
を冷却凝縮捕集したメタクリル酸を含む水溶液から溶剤
抽出した後、抽出溶剤分離工程、軽沸点物分離工程およ
び重質物分離工程の蒸留操作を経て精製される。

本発明の方法において処理される粗メタクリル酸として
は、上記工程のどの部分のものでもよく、メタクリル酸
水溶液、メタクリル酸含有抽出液、抽出溶剤分離後のメ
タクリル酸、軽沸点物分離後のメタクリル酸あるいは重
質物分離後のメタクリル酸等のいずれも適用できるが、
最小量の添加物により最大の除去効果を得るためには、
軽沸点物分離後、即ち、抽出溶剤を分離後、酢酸、アク
リル酸、プロピオン酸およびイソ酪酸等の低沸点成分を
除去した後のメタクリル酸、またはその後引続きマレイ
ン酸の一部、重合禁止剤、ポリマー、その他高沸点成分
を缶出液として分離した後の最終鯖密蒸留に付されるメ
タクリル酸に対して適用することが望ましい。本発明の
方法はまたメタクリル酸とメタノールとから陽イオン交
換樹脂によってメタクリル酸メチルを製造する工程にお
いて回収される未反応のメタクリル酸に対しても適用す
ることができる。

本発明において使用する２、４−ジアミノジフェニルア
ミンまたはメタトルイレンジアミンの量は、メタクリル
酸中に含まれる不飽和二塩基酸にもとず〈カルボン酸基
およびアルデヒド基に対して等モル以上、好ましくは２
倍モル以上、特に好ましくは３倍モル以上である。メタ
クリル酸製造工程における実液中の微量の多成分の不純
物を厳密に分析することは困難であり、また本発明を適
用するメタクリル酸がどのような分＃蹟製工程を経てき
たかによっても異なるが、通常は定量可能な不飽和二塩
基酸にもとず〈カルボン酸基およびアルデヒド基に対し
て３〜ｌＯ倍モルの範囲で使用される。

２．４−ジアミノジフェニルアミンまたはメタトルイレ
ンジアミンとメタクリル酸との接触処理は常温下で両者
を混合するだけでもよいが、反応処理を短時間に完結さ
せるために５０〜１００℃の温度範囲に加熱することが
好ましい。接触処理時間は通常１〜６０分でよいが、通
常２．４−ジアミノジフェニルアミンまたはメタトルイ
レンジアミンを加えたメタクリル酸は続く蒸留工程にお
いて加熱されるため、特別な加温処理を省略することも
できる。

たとえば２．４−ジアミノジフェニルアミンまたはメタ
トルイレンジアミンをメタクリル酸蒸留塔の供給液、缶
液または塔内へ所定量添加するだけの簡便な操作で実施
することも可能である。

メタクリル酸の蒸留に際しては、重合を防止するために
通常ハイドロキノン、フェノチアジン等の存在下に蒸留
を行なうが、本発明の２．４−ジアミノジフェニルアミ
ンはそれ自体が重合禁止効果を有するため、併用する重
合禁止剤を減少ないし無くすることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明の方法により温和な条件下に極めて簡便な操作で
メタクリル酸中に含まれるマレイン酸やアルデヒド類を
効率よく除去することが可能となった。また得られる高
純度メタクリル酸には着色もなく、ポリマーの製造にお
いても重合挙動の異常現象は認められない。

〔実施例〕

実施例１ 高純度メタクリル酸１ｋｇに不純物としてフルフラール
、ベンズアルデヒドおよびパラトルアルデヒドを各々１
０ｐｐｍとマレイン酸１１００ｐｐを添加し、第１表に
示す試薬を所定量添加し８０℃で２時間加熱処理したの
ち不純物を分析し、各々の除去率を算出した。猶、表中
の実験番号１〜５は本発明例であり、実験番号６〜１５
は比較例である。なお、フルフラール、ベンズアルデヒ
ドおよびバラトルアルデヒドについては反応液を中和し
たのちガスクロマトグラフで分析し、マレイン酸につい
ては液クロマトグラフで分析した。

蒸留時の重合性： 第１表において酸触媒を使用しなくても除去効率の良か
った実験番号１〜６についてハイドロキノン５００ｐｐ
ｍを添加し、常法に従ってバッチ蒸留した（塔頂温度９
５℃、圧力６ｏｍｍＨｇ）結果、実験番号１〜５は蒸留
時の重合トラブルもなく、留出メタクリル酸中には不純
物が検出されなかったが、実験番号６については重合体
の生成が顕著に認められ安定に蒸留することができなか
った。

実施例２ イソブチレンを気相接触酸化し、留出物を冷却凝縮捕集
し、得られたメタクリル酸水溶液を沈降濾過して副生す
る固型分を分離し、次いでヘキサンでメタクリル酸を抽
出した。この抽出液よりヘキサンおよび低沸点成分を蒸
留除去して第２表に示す粗メタクリル酸を得た。粗メタ
クリル酸中のマレイン酸に基づくカルボキシル基および
フルフラール、ベンズアルデヒドに基づくアルデヒド基
の合計量に対して７倍モルの２．４−ジアミノジフェニ
ルアミンまたはメタトルイレンジアミンを加え、同一条
件下で単蒸留を行ない留出したメタクリル酸中の不純物
含有量を同じ第２表に示した。

マレイン酸およびフルフラールについてはほぼ１００％
、ベンズアルデヒドについても９７％以上が除去される
ことが認められた。

蒸留メタクリル酸の着色： 第２表には蒸留メタクリル酸の吸光度（ｌＯｌｎＩ［ｌ
のガラスセルを使用し、３５０ｎｍの一１ｏｇ　Ｔを測
定）を示した。２．４−ジアミノジフェニルアミンおよ
びメタトルイレンジアミン処理により夫々着色が大巾に
改良されたことを示している。

実施例３ 第３級ブタノールを気相接触酸化し、実施例２と同様に
してメタクリル酸抽出液を得た。この抽出液から抽出溶
剤を蒸留除去した粗メタクリル酸中には、マレイン酸５
０ｐｐ［１１、フルフラール１１０ｐｐｍ、ベンズアル
デヒド１４０ｐｐｍが含まれていた。この粗メタクリル
酸１０Ｋｇにメタトルイレンジアミン１０ｇを加え、減
圧蒸留して低沸点成分を除去し缶液８．７にｇを得た。

缶液はわずかに固型物を析出したのでこれを濾別したの
ち、段数２０段のオールダシヨウカラムで還流比０．５
で連続蒸留し、製品メタクリル酸７．６Ｋｇを得た。こ
の製品中に含まれる上記不純物量は夫々、ガスクロマト
グラフおよび液クロマトグラフの検出限界値以下であっ
た。一方、添加物を加えることなく同一の処理を行なっ
て得たメタクリル酸中には、マレイン酸２５ｐｐｍ　、
フルフラール９０ｐｐｍ、ベンズアルデヒド＋００ｐｐ
ｍが残存していた。

実施例４ （メタクリル酸を含む水溶液に通用した場合）実施例２
と同様の方法で得られたメタクリル酸水溶液を沈降濾過
して、副生ずる固型分を分離した。得られたメタクリル
酸の水溶液はマレイン酸０．３％、フルフラール３００
ｐｐｍ、ベンズアルデヒド１７０ｐｐｍを含み、この液
に一ト記不純物の合計量に対し５倍モルのメタトルイレ
ンジアミンを加え８０℃で２時間加熱処理したのち不純
物を分析し、各々の除去率を算出したところマレイン酸
、フルフラールおよびベンズアルデヒドについて各々９
０％、１００％、８５％であった。

実ｔＪ籠例５ （メタクリル酸抽出液に適用した場合）実施例２と同様
の方法で得られだメタクリル酸水溶液を沈降Ｍ過して副
生ずる固型分を分離したのちヘプタンでメタクリル酸を
抽出した。このメタクリル酸の抽出液中にはマレイン酸
に基づくカルボキシル基部よびフルフラール、ベンズア
ルデヒドに基づくアルデヒド基の合計量が各々２９０ｐ
ｐｍ、３００　ｐｐｍが含まれていた。この抽出液２０
０ｇに対しメタトルイレンジアミン１．０　ｇを加え、
５０℃で６０分加熱処理を行なった。この液中の前記ア
ルデヒド基およびカルボキシル基の残存量は各々Ｏｐｐ
ｍおよび５　ｐｐｍであった。

実施例６ （高沸点物分離後に適用した場合） イソブチレンを気相接触酸化し、冷却凝縮捕集して得ら
れたメタクリル酸水溶液を沈降濾過して副生ずる固型分
を分離したのちヘキサンでメタクリル酸を抽出した。こ
の抽出液よりヘキサンおよび低沸点成分を蒸留除去した
後、段数２０段のオールダシヨウカラムで還流比０．５
で連続蒸留し、メタクリル酸を高沸点成分から分離した
。このメタクリル酸中にはマレイン酸５０ｐｐｍ　、フ
ルフラール３０ｐｐｍ　、ベンズアルデヒド５０ｐｐｍ
が含まれているので、これに２．４−ジアミノジフェニ
ルアミン６倍モルを加え同一条件下で単蒸留をして上記
不純物が検出限界以下の製品メタクリル酸を得た。

特許出願人　三井東圧化学株式会社 協和ガス化学工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イソブチレン、第３級ブタノール、メタクロレイ
   ンまたはイソブチルアルデヒドの気相接触酸化反応によ
   ってメタクリル酸を製造するに際し、該反応によって得
   られる粗メタクリル酸を２，４−ジアミノジフェニルア
   ミンまたはメタトルイレンジアミンと接触処理したのち
   蒸留精製することを特徴とするメタクリル酸の精製法。