JPH0343259B2 - - Google Patents

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JPH0343259B2
JPH0343259B2 JP3182A JP3182A JPH0343259B2 JP H0343259 B2 JPH0343259 B2 JP H0343259B2 JP 3182 A JP3182 A JP 3182A JP 3182 A JP3182 A JP 3182A JP H0343259 B2 JPH0343259 B2 JP H0343259B2
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Japan
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carboxylic acid
unsaturated carboxylic
sulfuric acid
acid
recovering
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JP3182A
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Japanese (ja)
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Akira Iio
Yoshihisa Nakase
Masatoshi Arakawa
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JSR Corp
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Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、触媒として硫酸を用いて不飽和カル
ボン酸(以下単に「カルボン酸」という。)を低
級アルコール(以下単に「アルコール」という。)
とエステル化反応せしめて行われる不飽和カルボ
ン酸エステル(以下単に「エステル」という。)
の製造において生ずる廃硫酸中のカルボン酸の回
収方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses sulfuric acid as a catalyst to convert unsaturated carboxylic acids (hereinafter simply referred to as "carboxylic acids") into lower alcohols (hereinafter simply referred to as "alcohols").
Unsaturated carboxylic acid ester (hereinafter simply referred to as "ester") produced by esterification reaction with
The present invention relates to a method for recovering carboxylic acid from waste sulfuric acid generated in the production of sulfuric acid.

カルボン酸のエステル化反応において、触媒と
して硫酸を用いることはよく知られている。また
エステル化反応が平衡反応であることから、アル
コールを当量以上に加えてカルボン酸の反応率を
向上せしめる方法もよく知られており、これは工
業的に有効なエステル化方法ということができ
る。
It is well known that sulfuric acid is used as a catalyst in the esterification reaction of carboxylic acids. Furthermore, since the esterification reaction is an equilibrium reaction, a method in which the reaction rate of carboxylic acid is improved by adding more than an equivalent amount of alcohol is also well known, and this can be said to be an industrially effective esterification method.

而してこのように硫酸を触媒として用い、アル
コール過剰の条件でカルボン酸のエステル化を行
つた場合には、得られる反応液中には反応生成物
であるエステル及び水の他に、未反応のアルコー
ル、カルボン酸、硫酸等が含まれる。このような
反応液から、エステル及びカルボン酸を分離する
方法としては、疎水性有機溶剤を抽剤として使用
して抽出する方法が考えられる。そして特開昭53
−21114号公報に記載されているメタクリル酸の
エステル化の例のように、エステル化反応器に抽
剤としての有機溶剤を供給し、エステル化と分離
とを同時に行い得る、工業的に有利な方法もあ
る。
Therefore, when esterifying a carboxylic acid using sulfuric acid as a catalyst and under conditions of excess alcohol, the resulting reaction solution contains unreacted substances in addition to the reaction products ester and water. Contains alcohol, carboxylic acid, sulfuric acid, etc. As a method for separating ester and carboxylic acid from such a reaction solution, a method of extraction using a hydrophobic organic solvent as an extractant can be considered. And JP-A-53
As in the example of esterification of methacrylic acid described in Publication No. 21114, an industrially advantageous method that allows esterification and separation to be performed simultaneously by supplying an organic solvent as an extractant to an esterification reactor. There is a way.

本発明者らの検討によれば、エステル化反応液
からのエステルの分離は、疎水性有機溶剤を抽剤
として用いる抽出による方法によつて比較的容易
に実施することができる。しかしながら、カルボ
ン酸は水及び硫酸との相溶性が比較的高いことか
ら、疎水性有機溶剤による抽出によつて完全には
抽出することができず、廃硫酸中にカルボン酸が
相当量残存するようになる。一方アルコールはカ
ルボン酸以上に水及び硫酸との相溶性が高いた
め、その大半が廃硫酸中に残存するようになる。
従つてこの廃硫酸をそのまま廃棄することは、単
に公害問題を発生せしめるだけでなく、資源の有
効利用の面からも好ましくないので、廃硫酸中の
有用成分をできるだけ回収し、必要に応じて蒸留
濃縮後、循環再使用することが好ましい。ここに
有用成分としては、アルコール、エステル、カル
ボン酸等があるが、このうちアルコールは蒸留に
より容易に廃硫酸から分離することができる。ま
たエステルも蒸留により廃硫酸から分離すること
も可能ではあるが、一般ににエステルはアルコー
ルと共沸混合物を形成することが多いので、アル
コールの蒸留分離を行う前に、疎水性有機溶剤に
より抽出して回収しておく方法が経済的に有利で
ある。然るにカルボン酸は沸点が高い上に重合性
が大きいため、蒸留による分離が困離であり、一
方疎水性有機溶剤を用いて単に抽出する方法によ
つては、既述の理由から十分に分離回収すること
ができない。
According to studies by the present inventors, separation of the ester from the esterification reaction solution can be carried out relatively easily by an extraction method using a hydrophobic organic solvent as an extractant. However, since carboxylic acids have relatively high compatibility with water and sulfuric acid, they cannot be completely extracted by extraction with hydrophobic organic solvents, and a considerable amount of carboxylic acids may remain in the waste sulfuric acid. become. On the other hand, since alcohol has higher compatibility with water and sulfuric acid than carboxylic acid, most of it remains in the waste sulfuric acid.
Therefore, disposing of this waste sulfuric acid as it is not only causes pollution problems, but is also undesirable from the standpoint of effective resource utilization. Therefore, useful components in the waste sulfuric acid should be recovered as much as possible and distilled as necessary. After concentration, it is preferable to recycle and reuse. Useful components here include alcohol, ester, carboxylic acid, etc. Among these, alcohol can be easily separated from waste sulfuric acid by distillation. It is also possible to separate esters from waste sulfuric acid by distillation, but since esters generally form an azeotrope with alcohol, they must be extracted with a hydrophobic organic solvent before distilling the alcohol. It is economically advantageous to collect the waste. However, since carboxylic acids have a high boiling point and high polymerizability, it is difficult to separate them by distillation.On the other hand, simple extraction using a hydrophobic organic solvent does not allow sufficient separation and recovery for the reasons mentioned above. Can not do it.

また廃硫酸は再使用のために硫酸濃縮工程に付
され、実際にはその沸点が水より高いために硫酸
濃縮用蒸留塔塔底部に分配されるが、以上のよう
にこの廃硫酸中にカルボン酸が残存していると、
その高い重合性のために硫酸濃縮用蒸留塔塔底部
において重合ロス及び重合生成物による装置の閉
塞を引き起こしてしまうという欠点がある。それ
故廃硫酸を硫酸濃縮工程へ供給する前に、当該廃
硫酸中のカルボン酸を極力回収しておくことが強
く望まれていた。
In addition, waste sulfuric acid is subjected to a sulfuric acid concentration process for reuse, and since its boiling point is actually higher than that of water, it is distributed to the bottom of the distillation column for sulfuric acid concentration, but as described above, carbon dioxide is present in this waste sulfuric acid. If acid remains,
Due to its high polymerizability, it has the drawback of causing polymerization loss and clogging of the equipment by polymerization products at the bottom of the distillation column for sulfuric acid concentration. Therefore, it has been strongly desired to recover as much carboxylic acid from the waste sulfuric acid as possible before supplying the waste sulfuric acid to the sulfuric acid concentration process.

なお、既述の抽出によるカルボン酸の回収にお
いて、抽出工程に供給する疎水性有機溶剤の量を
多くして全体としての抽出能力を向上させ、これ
によつてカルボン酸の回収率を高くすることも可
能ではあるが、この場合には、疎水性有機溶剤と
カルボン酸との分離に要するエネルギーコストが
徒に増加すると共に抽出設備の容量の増加が必要
となつて設備コストも増大し、却つてカルボン酸
回収コストが大幅に増大することになる。
In addition, in the recovery of carboxylic acid by extraction as described above, it is possible to increase the amount of hydrophobic organic solvent supplied to the extraction process to improve the overall extraction ability and thereby increase the recovery rate of carboxylic acid. Although it is possible, in this case, the energy cost required to separate the hydrophobic organic solvent and the carboxylic acid increases unnecessarily, and the capacity of the extraction equipment needs to be increased, which increases the equipment cost. Carboxylic acid recovery costs will increase significantly.

本発明者らは、上記の観点から廃硫酸中のカル
ボン酸の回収について鋭意検討した結果、 疎水性有機溶剤による廃硫酸中のエステルの
抽出は、カルボン酸のそれに比べて遥かに容易
であること 廃硫酸中のエステルを除去すれば、カルボン
酸が過剰のアルコールと容易に反応し、比較的
速やかにエステルが生成すること 等を見い出し、これらの知見に基づいて本発明を
完成するに至つた。
The present inventors have conducted extensive studies on the recovery of carboxylic acids from waste sulfuric acid from the above viewpoint, and have found that extraction of esters from waste sulfuric acid using hydrophobic organic solvents is much easier than extraction of carboxylic acids. The inventors have discovered that if the ester in the waste sulfuric acid is removed, the carboxylic acid easily reacts with excess alcohol and the ester is produced relatively quickly, and the present invention has been completed based on these findings.

すなわち本発明は、触媒として硫酸を用いて炭
素数が3又は4のカルボン酸とアルコールとを反
応せしめて行われるエステルの製造において生ず
る廃硫酸中のカルボン酸を高い回収率で容易に且
つ有利に回収することのできる方法を提供するも
のであり、その特徴とするところは、以下の工程
(a)−(b)−(c)又は工程(b)−(c)を行う点にある。(a)
廃硫酸中に含まれるカルボン酸及びエステルを
疎水性有機溶剤により抽出回収する工程 (b) 廃硫酸中に残存するカルボン酸をアルコール
とエステル化反応させてエステルを生成させる
工程 (c) 工程(b)において得られる反応液を疎水性有機
溶剤と接触させ、カルボン酸及びエステルを抽
出回収する工程 本発明方法の対象とする廃硫酸とは、カルボン
酸とアルコールとを硫酸触媒によりエステル化し
た反応液から、例えば抽出等により大半のエステ
ルとカルボン酸を除いたもの、或いは組成がそれ
に類似したものであり、主に硫酸、水、アルコー
ルからなり、少量のエステル、カルボン酸を含有
する混合物である。ここにカルボン酸が炭素数が
3又は4のものであり、具体的には、アクリル
酸、メタクリル酸等が挙げられる。
That is, the present invention easily and advantageously converts carboxylic acid in waste sulfuric acid generated in the production of ester by reacting a carboxylic acid having 3 or 4 carbon atoms with an alcohol using sulfuric acid as a catalyst with a high recovery rate. It provides a method that can be recovered, and its characteristics include the following steps.
The point is to perform steps (a)-(b)-(c) or steps (b)-(c). (a)
Step (b) of extracting and recovering carboxylic acids and esters contained in waste sulfuric acid with a hydrophobic organic solvent; Step (c) of producing esters by esterifying the carboxylic acid remaining in waste sulfuric acid with alcohol; Step (b) ) The reaction solution obtained in step ) is brought into contact with a hydrophobic organic solvent to extract and recover carboxylic acid and ester. from which most of the esters and carboxylic acids have been removed, for example, by extraction, or something similar in composition, and is a mixture consisting mainly of sulfuric acid, water, and alcohol, and containing small amounts of esters and carboxylic acids. Here, the carboxylic acid has 3 or 4 carbon atoms, and specific examples include acrylic acid and methacrylic acid.

本発明においては、廃硫酸中に残存するカルボ
ン酸をアルコールと反応させてエステル化する工
程(b)を必須のものとして含むが、この工程におい
て用いるアルコールは、好ましくは炭素数が1〜
3のものであり、具体的には、メタノール、エタ
ノール、プロパノール等が挙げられる。そして、
本発明の対象である廃硫酸を生ずるエステルの製
造において、そのエステル化反応がアルコール過
剰の条件で行われ、従つて工程(b)に供される廃硫
酸中に十分多量のアルコールが含まれている場合
には工程(b)を行うためにアルコールを新たに供給
することは不要である。しかしながらエステルの
製造において、アルコールがカルボン酸に対して
当量以下の条件或いはアルコールがカルボン酸に
対して僅かに過剰の条件でそのエステル化反応が
行われた場合には、工程(b)の実施に際し別途アル
コールを供給することが必要であり或いは極めて
有効である。そして工程(b)に供される廃硫酸を、
それに残存するカルボン酸に対してモル比で10以
上の量のアルコールを含有するものとすることが
カルボン酸の回収率を向上せしめる上で好まし
い。
The present invention includes the step (b) of reacting the carboxylic acid remaining in the waste sulfuric acid with an alcohol to esterify it, but the alcohol used in this step preferably has 1 to 1 carbon atoms.
Specific examples include methanol, ethanol, propanol, etc. and,
In the production of esters that produce waste sulfuric acid, which is the subject of the present invention, the esterification reaction is carried out under conditions with an excess of alcohol, and therefore the waste sulfuric acid used in step (b) contains a sufficiently large amount of alcohol. If so, it is not necessary to newly supply alcohol to carry out step (b). However, in the production of esters, if the esterification reaction is carried out under conditions where the alcohol is equivalent to or less than the carboxylic acid, or under conditions where the alcohol is slightly in excess of the carboxylic acid, when performing step (b), A separate supply of alcohol is necessary or very effective. Then, the waste sulfuric acid used in step (b) is
In order to improve the recovery rate of carboxylic acid, it is preferable that the alcohol be contained in a molar ratio of 10 or more to the remaining carboxylic acid.

以上の工程(b)におけるエステル化反応の反応温
度は、通常30〜100℃、好ましくは40〜70℃であ
る。反応温度が低すぎると反応速度が低くなり、
また逆に高すぎるとエステル、カルボン酸の重
合、さらには硫酸による装置の腐食が発生して別
の問題を生ずる場合がある。またこのエステル化
反応の反応時間は、通常0.5時間以上好ましくは
1〜6時間である。しかし反応時間が余り長い
と、エステル、カルボン酸の重合が進むことと、
反応装置を大きくすることが必要となる等の問題
がある。リアクターの形態は特に限定されず、い
わゆる槽型反応器であつてもよいが、厳密な温度
制御或いは激しい撹拌を必要としないため、例え
ばタンク或いは工程(a)若しくは(c)において用いら
れる塔の一部をリアクターとして代用することも
可能である。
The reaction temperature of the esterification reaction in the above step (b) is usually 30 to 100°C, preferably 40 to 70°C. If the reaction temperature is too low, the reaction rate will be low;
On the other hand, if it is too high, polymerization of esters and carboxylic acids and further corrosion of equipment by sulfuric acid may occur, leading to other problems. The reaction time of this esterification reaction is usually 0.5 hours or more, preferably 1 to 6 hours. However, if the reaction time is too long, the polymerization of esters and carboxylic acids will proceed.
There are problems such as the need to increase the size of the reactor. The form of the reactor is not particularly limited and may be a so-called tank reactor, but since strict temperature control or vigorous stirring is not required, it may be used, for example, in a tank or in the column used in step (a) or (c). It is also possible to substitute a part of it as a reactor.

本発明の第1の方法では、以上の工程(b)の前後
において、疎水性有機溶剤を抽剤とする抽出回収
工程即ち工程(a)及び工程(c)が行われ、第2の方法
では工程(b)の後において工程(c)が行われる。ここ
に用いられる疎水性有機溶剤は、沸点0〜250℃
の脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、芳香族炭化
水素から選ばれた1種又は2種以上の混合物であ
り、その具体例としては、ブタン、ペンタン、ヘ
キサン、ヘプタン、ノナン、オクタン、デカン、
シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロ
ヘキサン、プロピルシクロヘキサン、ベンゼン、
トルエン、エチルベンゼン、キシレン、クメン等
が挙げられる。
In the first method of the present invention, an extraction and recovery step using a hydrophobic organic solvent as an extractant, that is, step (a) and step (c), are performed before and after the above step (b), and in the second method, Step (c) is performed after step (b). The hydrophobic organic solvent used here has a boiling point of 0 to 250℃
It is one type or a mixture of two or more types selected from aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons, and specific examples thereof include butane, pentane, hexane, heptane, nonane, octane, and decane. ,
Cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, propylcyclohexane, benzene,
Examples include toluene, ethylbenzene, xylene, and cumene.

以上の如き疎水性有機溶剤の使用量は、通常被
抽出液に対して重量比で0.05〜5.0、好ましくは
0.3〜1.0である。疎水性有機溶剤の使用量が少な
いとカルボン酸及びエステルの回収率が低くな
り、また逆に多すぎると、疎水性有機溶剤の分離
回収のためのコストが増大する。抽出装置の運転
温度は通常15〜100℃、好ましくは30〜70℃であ
る。この温度を過度に低い温度に設定すると冷却
のための冷熱コストが大きくなつて工業的に不利
となり、逆に過度に高い温度に設定すると抽出効
率が低下する結果、エステル、カルボン酸の回収
率が低下する。
The amount of the above-mentioned hydrophobic organic solvent used is usually 0.05 to 5.0, preferably 0.05 to 5.0 in weight ratio to the liquid to be extracted.
It is between 0.3 and 1.0. If the amount of hydrophobic organic solvent used is too small, the recovery rate of carboxylic acid and ester will be low, and if it is too large, the cost for separating and recovering the hydrophobic organic solvent will increase. The operating temperature of the extractor is usually 15-100°C, preferably 30-70°C. If this temperature is set too low, the cost of cooling will increase, which is industrially disadvantageous.On the other hand, if it is set too high, the extraction efficiency will decrease, resulting in a decrease in the recovery rate of esters and carboxylic acids. descend.

ここに用いられる抽出装置は、一般的に用いら
れる抽出装置でよいが、疎水性有機溶剤と廃硫酸
とが向流に効率よく接触できるものが望ましく、
例えばラシヒリング等を充填した充填塔、段塔型
抽出塔等を好適に用いいることができる。
The extraction device used here may be any commonly used extraction device, but it is preferably one that allows the hydrophobic organic solvent and waste sulfuric acid to come into contact with each other efficiently in countercurrent flow.
For example, a packed column filled with a Raschig ring or the like, a tray column type extraction column, etc. can be suitably used.

本発明の第1の方法においては、エステル化工
程(工程(b))の前後に合計2回の抽出工程が行わ
れるが、抽剤として使用する疎水性有機溶剤は必
ずしも各々別個に供給する必要はなく、一方の抽
出工程で得られる抽出液を他方の抽出工程の抽剤
として供給することもできる。これは疎水性有機
溶剤に量に対して被抽出液中のエステル、カルボ
ン酸量が少ないために可能なことであり、このよ
うにすることにより、全体における疎水性有機溶
剤の使用量を減少せしめることができ疎水性有機
溶剤回収のためのエネルギーコストを低下させる
ことができる。
In the first method of the present invention, a total of two extraction steps are performed before and after the esterification step (step (b)), but the hydrophobic organic solvent used as the extractant does not necessarily need to be supplied separately for each step. Instead, the extract obtained in one extraction process can be supplied as an extractant for the other extraction process. This is possible because the amount of esters and carboxylic acids in the extracted liquid is small relative to the amount of hydrophobic organic solvent, and by doing this, the overall amount of hydrophobic organic solvent used can be reduced. The energy cost for hydrophobic organic solvent recovery can be reduced.

本発明の第1の方法においては、工程(b)の前に
工程(a)を行なうことによつて、工程(b)及びこれに
続く工程(c)によるカルボン酸の回収を高い効率で
行うことができるのであるが、エステルの製造に
おいて生ずる廃硫酸におけるエステル含量が例え
ば0.5重量%以下と非常に小さい場合には、工程
(b)の前の抽出工程即ち工程(a)が省略された第2の
方法を適用することができる。即ち、この工程(a)
における抽出は、工程(b)のエステル化において、
その系の化学平衡を、エステル化が促進される方
向へ移すことが主目的であり、従つて廃硫酸のエ
ステル含量が少なくて廃硫酸中のカルボン酸がエ
ステル化され得る状態にあるのであれば、直ちに
工程(b)を行うことができ、最終的に得られる廃硫
酸中のカルボン酸の含有量を極めて僅かなものと
することができる。
In the first method of the present invention, by performing step (a) before step (b), carboxylic acid can be recovered with high efficiency in step (b) and subsequent step (c). However, if the ester content in the waste sulfuric acid generated during ester production is very small, for example, 0.5% by weight or less, the process
A second method can be applied in which the extraction step before (b), ie step (a), is omitted. That is, this step (a)
In the esterification of step (b),
The main purpose is to shift the chemical equilibrium of the system to a direction that promotes esterification, and therefore, if the ester content of the waste sulfuric acid is low and the carboxylic acid in the waste sulfuric acid is in a state where it can be esterified. Step (b) can be carried out immediately, and the content of carboxylic acid in the finally obtained waste sulfuric acid can be made extremely small.

なお、本発明による回収処理を行つた後に、さ
らに工程(b)のエステル化及び工程(c)の抽出を繰り
返すことにより、カルボン酸の回収率を向上せし
めることは、場合によつては有効であるが、工程
(b)におけるエステル化反応が比較的速やかに起こ
り、しかも工程(c)におけるエステルの抽出率が高
いので、一般には、工程(b)及び工程cは一度行う
だけで、十分高い回収率でカルボン酸を回収する
ことができる。
In addition, it may be effective in some cases to improve the recovery rate of carboxylic acid by repeating the esterification in step (b) and the extraction in step (c) after performing the recovery treatment according to the present invention. Yes, but the process
Since the esterification reaction in (b) occurs relatively quickly and the extraction rate of ester in step (c) is high, generally steps (b) and c can be performed only once to obtain a sufficiently high recovery rate of carboxyl. Acid can be recovered.

以上のように本発明の主たる特徴とするところ
は、疎水性有機溶剤の抽出だけでは回収が困難な
廃硫酸中のカルボン酸を、回収の容易なエステル
に変化させて回収することにある。そして本発明
方法は、エステルの製造工程に付帯して行われる
ものであるので、カルボン酸をそのままの形で回
収する必要はなく、エステルの形で回収がなされ
ることは、結局エステルの収率が向上することに
もなる。しかもカルボン酸を回収の容易なエステ
ルとして回収することにより、カルボン酸の形で
回収する場合に比べ、同じ回収率を得ようとする
なら、抽剤として用いる疎水性有機溶剤の量を遥
かに少なくすることができ、従つて疎水性有機溶
剤を分離回収するに要するエネルギーコストを大
幅に低下せしめることができるという利点があ
る。
As described above, the main feature of the present invention is to convert the carboxylic acid in waste sulfuric acid, which is difficult to recover only by extraction with a hydrophobic organic solvent, into an easily recoverable ester and recover it. Since the method of the present invention is carried out incidentally to the ester production process, it is not necessary to recover the carboxylic acid as it is, and recovering the carboxylic acid in the form of an ester ultimately increases the yield of the ester. It will also improve. Moreover, by recovering carboxylic acid as an easily recoverable ester, the amount of hydrophobic organic solvent used as an extractant can be far reduced compared to recovering the carboxylic acid form to obtain the same recovery rate. Therefore, there is an advantage that the energy cost required for separating and recovering the hydrophobic organic solvent can be significantly reduced.

次に本発明の好ましい実施態様を図面を用いて
説明する。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described using the drawings.

本発明が適用されるべき廃硫酸を生ずる工程、
即ち、カルボン酸とアルコールとを硫酸触媒下で
エステル化反応させることによりエステルが合成
され、反応系に含まれる大半のエステルとカルボ
ン酸とが分離されて廃硫酸が生成される工程は、
特に限定されないが、例として特開昭53−21114
号公報に即した方法で行われるエステルの製造を
行うものとして説明する。
A process of producing waste sulfuric acid to which the present invention is applied;
That is, the process in which an ester is synthesized by esterifying a carboxylic acid and an alcohol under a sulfuric acid catalyst, and most of the ester and carboxylic acid contained in the reaction system are separated to produce waste sulfuric acid is as follows:
Although not particularly limited, an example is JP-A-53-21114.
The following explanation assumes that ester production is carried out in accordance with the method described in the publication.

第1図において、Pはエステル製造系を示し、
この系は3つの完全混合槽型リアクター5,6,
7がこれらリアクター5,6,7にそれぞれ接続
された分離器19,20,21を介して直列に接
続されて成り、初段のリアクター7には管1より
反応媒体としての疎水性有機溶剤及びカルボン酸
が供給され、最終段のリアクター5には管2によ
り触媒としての硫酸水溶液及び過剰のアルコール
が供給され、各リアクター5,6,7においては
供給された反応物質が向流に接触されて反応し、
得られた反応液は分離器19,20,21におい
て硫酸、水、アルコールを主成分とする相と、カ
ルボン酸、エステル、疎水性有機溶剤を主成分と
する相とに分離され、最終段の分離器19の管3
からは、疎水性有機溶剤、エステルを主成分とす
る粗エステルが得られ、初段の分離器21の管4
からは廃硫酸が得られる。この廃硫酸を、本発明
においては次のように処理してカルボン酸を回収
する。
In FIG. 1, P indicates an ester production system,
This system consists of three complete mixing tank reactors 5, 6,
7 are connected in series through separators 19, 20, and 21 connected to these reactors 5, 6, and 7, respectively, and the first stage reactor 7 is supplied with a hydrophobic organic solvent and carboxyl as a reaction medium from the tube 1. Acid is supplied, and a sulfuric acid aqueous solution as a catalyst and excess alcohol are supplied through pipe 2 to reactor 5 at the final stage, and in each reactor 5, 6, and 7, the supplied reactants are brought into contact in countercurrent and reacted. death,
The obtained reaction liquid is separated in separators 19, 20, and 21 into a phase containing sulfuric acid, water, and alcohol as main components, and a phase containing carboxylic acid, ester, and hydrophobic organic solvent as main components. Separator 19 tube 3
From this, a hydrophobic organic solvent, a crude ester mainly composed of ester, is obtained, which is passed through the tube 4 of the first stage separator 21.
Waste sulfuric acid can be obtained from In the present invention, this waste sulfuric acid is treated as follows to recover carboxylic acid.

即ち、管4よりの廃硫酸は、必要に応じて熱交
換器8で冷却された後、抽出塔9の塔上部に供給
され、管11を径て塔下部に供給される疎水性有
機溶剤を主成分とする抽剤により、前記廃硫酸中
の大半のエステル及びカルボン酸の一部が抽出さ
れる。抽出塔9の塔頂よりの抽出液は管10を経
て排出され、各成分の分離工程(図示せず)へ送
られる。この抽出塔9の塔底の管12からは、大
半のエステルと一部のカルボン酸が除去された廃
硫酸が抜き出され、必要により熱交換器等で昇温
した後、エステル化リアクター13に供給され
る。ここに供給される廃硫酸は、抽出塔9におい
て大半のエステルが除去されたことにより、エス
テル化が促進される方向に化学平衡が移つたもの
となつており、このためリアクター13において
は、供給された廃硫酸中の大半のカルボン酸が、
過剰に含有されているアルコールと反応してエス
テルが生成する。
That is, the waste sulfuric acid from the pipe 4 is cooled by a heat exchanger 8 if necessary, and then is supplied to the upper part of the extraction tower 9, and the hydrophobic organic solvent is supplied to the lower part of the tower through the pipe 11. Most of the esters and some of the carboxylic acids in the waste sulfuric acid are extracted by the extractant, which is the main component. The extract from the top of the extraction tower 9 is discharged through a pipe 10 and sent to a separation step (not shown) for each component. From the pipe 12 at the bottom of the extraction tower 9, waste sulfuric acid from which most of the esters and some of the carboxylic acids have been removed is extracted, and after being heated with a heat exchanger or the like if necessary, it is transferred to the esterification reactor 13. Supplied. Most of the esters in the waste sulfuric acid supplied here have been removed in the extraction tower 9, so that the chemical equilibrium has shifted in a direction that promotes esterification. Most of the carboxylic acids in the waste sulfuric acid
Ester is produced by reaction with excess alcohol.

ここで、リアクター13に供給されるアルコー
ルの含有率が低い場合には、管22よりアルコー
ルを別個に供給してアルコールの量を、カルボン
酸に対し、モル比で10以上に調整することが好ま
しい。
Here, when the content of alcohol supplied to the reactor 13 is low, it is preferable to supply alcohol separately from the pipe 22 and adjust the amount of alcohol to a molar ratio of 10 or more with respect to the carboxylic acid. .

前記リアクター13の反応液は管14を経て抜
き出され、必要に応じ熱交換器15で冷却した
後、抽出塔16に供給され、この抽出塔16にお
いて管17を経て当該抽出塔16に供給される疎
水性有機溶剤により、大部分のエステル及びカル
ボン酸の一部が抽出される。この抽出塔16より
の疎水性有機溶剤を主成分とする抽出液は、抽出
塔9へ抽剤として管11を経て供給される。そし
て抽出塔16の塔底の管18からはエステル及び
びカルボン酸を殆んど含有しない廃硫酸が得ら
れ、これは通常、硫酸濃縮工程に送られる。
The reaction liquid from the reactor 13 is extracted through a pipe 14, cooled by a heat exchanger 15 as necessary, and then supplied to an extraction tower 16, where it is supplied to the extraction tower 16 through a pipe 17. Most of the esters and some of the carboxylic acids are extracted by a hydrophobic organic solvent. The extract containing a hydrophobic organic solvent as a main component from the extraction column 16 is supplied to the extraction column 9 as an extractant through a pipe 11. Waste sulfuric acid containing almost no esters and carboxylic acids is obtained from the pipe 18 at the bottom of the extraction tower 16, and is normally sent to a sulfuric acid concentration step.

以上において管1及び管17に供給する疎水性
有機溶剤は互に異なる種類のものであつてもよい
が、同一のものであることが好ましい。また、リ
アクター5,6,7或いはリアクター13での反
応温度が低い場合には、熱交換器8或いは熱交換
器15は不要のこともある。
In the above, the hydrophobic organic solvents supplied to tube 1 and tube 17 may be of different types, but are preferably the same. Moreover, when the reaction temperature in the reactors 5, 6, 7 or the reactor 13 is low, the heat exchanger 8 or the heat exchanger 15 may not be necessary.

なお第1図の例においては、独立のリアクター
13を用いたが、第2図に示すように当該リアク
ター13が抽出塔9の塔底に一体に構成された装
置を用いてもよいし、或いは第3図に示すように
抽出塔9及び16を一体化し、塔の中央部分の容
種を大きくしてリアクター13の機能を有せしめ
た装置を用いてもよい。また抽出塔9,16の容
積を大きくし滞留時間を長くすることにより、抽
出を行いながら反応を進める等、装置上種々の変
更を加えることもでき、本発明の趣旨を逸脱しな
い限りこれらの変更は全て本発明に包含される。
Although an independent reactor 13 is used in the example shown in FIG. 1, a device in which the reactor 13 is integrated with the bottom of the extraction column 9 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, an apparatus may be used in which the extraction columns 9 and 16 are integrated and the central portion of the column is enlarged to have the function of the reactor 13. Furthermore, various changes can be made to the apparatus, such as increasing the volume of the extraction towers 9 and 16 to lengthen the residence time to allow the reaction to proceed while extraction is being carried out, and these changes may be made without departing from the spirit of the present invention. All are included in the present invention.

実施例 1 第1図に示したフローシートに従う構成の装置
を用いてメタクリル酸とメタノールによりメタク
リル酸メチルの製造を行つた。即ちそのエステル
製造系Pにおいては、管1には、重合防止剤とし
てハイドロキノン500p.p.m.を含有するメタクリ
ル酸とノルマルヘキサンをそれぞれ299g/hr及
び146g/hrの流量で加えると共に、管2にはメ
タノール及び濃度70%の硫酸水溶液をそれぞれ
234g/hr及び235g/hrの流量で供給し、リアク
ター5,6,7において反応温度65℃、滞留時間
6時間でエステル化反応させた。
Example 1 Methyl methacrylate was produced using methacrylic acid and methanol using an apparatus configured according to the flow sheet shown in FIG. That is, in the ester production system P, methacrylic acid and n-hexane containing 500 ppm of hydroquinone as a polymerization inhibitor are added to tube 1 at flow rates of 299 g/hr and 146 g/hr, respectively, and methanol is added to tube 2. and 70% concentration sulfuric acid aqueous solution, respectively.
The esterification reaction was carried out in reactors 5, 6, and 7 at a reaction temperature of 65° C. and a residence time of 6 hours.

その結果、管3よりは、ノルマルヘキサン28.4
重量%、メタクリル酸メチル64.5重量%及びメタ
ノール6.1重量%の組成を有し更に少量のメタク
リル酸、硫酸、水等を含む粗エステルが、511
g/hrの流量で得られ、管4よりは、ノルマルヘ
キサン0.3重量%、メタクリル酸メチル2.5重量
%、メタクリル酸1.0重量%、メタノール23.3重
量%、硫酸40.7重量%、水32.2重量%からなる廃
硫酸が403g/hrの流量で得られた。
As a result, from tube 3, normal hexane 28.4
A crude ester having a composition of 64.5% by weight of methyl methacrylate and 6.1% by weight of methanol and further containing small amounts of methacrylic acid, sulfuric acid, water, etc.
g/hr, and from pipe 4, waste consisting of 0.3% by weight of n-hexane, 2.5% by weight of methyl methacrylate, 1.0% by weight of methacrylic acid, 23.3% by weight of methanol, 40.7% by weight of sulfuric acid, and 32.2% by weight of water. Sulfuric acid was obtained at a flow rate of 403 g/hr.

斯くして得られた廃硫酸を、熱交換器8におい
て冷却水により40℃に冷却した後、内経2.5cm、
20段の回転多翼板型抽出塔9の最上段に403g/
hrの流量で供給すると共に、その最下段には抽出
塔16の塔頂より得られる97重量%のノルマルヘ
キサン、メタクリル酸メチル等を含む抽出液を抽
剤として供給して抽出を行つた。
The waste sulfuric acid thus obtained was cooled to 40°C with cooling water in the heat exchanger 8, and then heated to a tube with an internal diameter of 2.5 cm.
403 g /
hr flow rate, and an extract containing 97% by weight of normal hexane, methyl methacrylate, etc. obtained from the top of the extraction column 16 was supplied as an extractant to the bottom stage for extraction.

その結果、抽出塔9の塔頂の管10より、ノル
マルヘキサン89.1重量%、メタクリル酸メチル
8.5重量%及び少量のメタクリル酸、メタノール
等からなる液が137g/hrの流量で得られ、また
抽出塔9の塔底の管12からは、メタノール、硫
酸、水を主成分とし、0.6重量%のメタクリル酸
及び0.05重量%のメタクリル酸メチルを含む液
が、391g/hrの流量で得られた。この管12の
液を図示していない熱交換器で60℃に加温した後
リアクター13に供給し、平均滞留時間2時間、
反応温度60℃でメタノール酸のエステル化を行つ
た。その結果、管12よりの液中のメタクリル酸
の63重量%がエステル化し、リアクター13の管
14より得られた反応液中のメタクリル酸の濃度
は0.23重量%、メタクリル酸メチルの濃度は0.5
重量%であつて、この管14よりの反応液を熱交
換器15で水により40℃に冷却した後、抽出塔9
と全く同じ構造及び容量の抽出塔16の最上段に
供給すると共に、その最下段には管17よりノル
マルヘキサンを121g/hrの流量で供給して抽出
を行つた。
As a result, from the pipe 10 at the top of the extraction tower 9, 89.1% by weight of normal hexane and methyl methacrylate were extracted.
A liquid consisting of 8.5% by weight and small amounts of methacrylic acid, methanol, etc. was obtained at a flow rate of 137 g/hr, and from the tube 12 at the bottom of the extraction column 9, a liquid containing 0.6% by weight of methanol, sulfuric acid, and water as main components was obtained. of methacrylic acid and 0.05% by weight of methyl methacrylate was obtained at a flow rate of 391 g/hr. The liquid in the tube 12 was heated to 60°C using a heat exchanger (not shown) and then supplied to the reactor 13 for an average residence time of 2 hours.
Esterification of methanol acid was carried out at a reaction temperature of 60°C. As a result, 63% by weight of methacrylic acid in the liquid from tube 12 was esterified, and the concentration of methacrylic acid in the reaction liquid obtained from tube 14 of reactor 13 was 0.23% by weight, and the concentration of methyl methacrylate was 0.5.
% by weight, and the reaction liquid from this tube 14 was cooled to 40°C with water in a heat exchanger 15, and then transferred to an extraction column 9.
Extraction was carried out by supplying n-hexane to the uppermost stage of an extraction column 16 having the same structure and capacity as , and to the lowermost stage thereof from a pipe 17 at a flow rate of 121 g/hr.

その結果、その抽出塔16の塔頂の管11より
ノルマルヘキサンを主成分とする抽出液が得られ
たが、この液は前述の通り、抽出塔9へ供給し
た。抽出塔16の塔底の管18からは、0.1重量
%のメタノール酸と0.06重量%のメタクリル酸メ
チルを含み、メタノール、硫酸、水を主成分とす
る液が387g/hrの流量で排出された。
As a result, an extract containing n-hexane as a main component was obtained from the pipe 11 at the top of the extraction tower 16, and this liquid was supplied to the extraction tower 9 as described above. A liquid containing 0.1% by weight of methanol acid and 0.06% by weight of methyl methacrylate and whose main components were methanol, sulfuric acid, and water was discharged from the pipe 18 at the bottom of the extraction column 16 at a flow rate of 387 g/hr. .

以上のようにして48時間連続運転した結果、メ
タクリル酸の回収率は90%であり、回収されたメ
タクリル酸のうち42%はメタクリル酸メチルとし
て回収された。
As a result of continuous operation for 48 hours as described above, the recovery rate of methacrylic acid was 90%, and 42% of the recovered methacrylic acid was recovered as methyl methacrylate.

比較例 1 第1図に示すフローシートにおいて、リアクタ
ー13及び熱交換器15を除去して抽出塔9と抽
出塔16を直列に接続した装置を用いたこと以外
は、実施例1と全く同様の操作を行つた。
Comparative Example 1 In the flow sheet shown in FIG. 1, the same procedure as in Example 1 was used except that the reactor 13 and heat exchanger 15 were removed and an apparatus in which the extraction tower 9 and the extraction tower 16 were connected in series was used. I performed the operation.

その結果、抽出塔9の塔頂の管10よりは、ノ
ルマルヘキサン89.6重量%、メタクリル酸メチル
7.3重量%、メタクリル酸1.9重量%、メタノール
1.2重量%からなる液が136g/hrの流量で得ら
れ、抽出塔16の塔底の管18からは、メタノー
ル、硫酸、水を主成分とし、0.02重量%のメタク
リル酸メチル、0.36重量%のメタクリル酸を含む
液が388g/hrの流量で排出され、結局65%の回
収率でメタクリル酸を回収することができたが、
抽出塔の段数、抽剤のノルマルヘキサンの量は実
施例1と同じであるにもかかわらず、エステル化
反応を行わないため、メタクリル酸回収率は実施
例1に比べ大幅に低下していることが明らかであ
る。
As a result, from the pipe 10 at the top of the extraction tower 9, 89.6% by weight of n-hexane and methyl methacrylate were extracted.
7.3% by weight, methacrylic acid 1.9% by weight, methanol
A liquid consisting of 1.2% by weight was obtained at a flow rate of 136 g/hr, and from the pipe 18 at the bottom of the extraction column 16, a liquid containing methanol, sulfuric acid, and water as main components, 0.02% by weight of methyl methacrylate, and 0.36% by weight of The liquid containing methacrylic acid was discharged at a flow rate of 388 g/hr, and methacrylic acid was eventually recovered with a recovery rate of 65%.
Although the number of plates in the extraction column and the amount of n-hexane as the extractant were the same as in Example 1, the methacrylic acid recovery rate was significantly lower than in Example 1 because no esterification reaction was performed. is clear.

比較例 2 管17から抽出塔16に供給するノルマルヘキ
サンの流量を363g/hrに変えたこと以外は比較
例1と同様の操作を行つた。
Comparative Example 2 The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that the flow rate of normal hexane supplied from the pipe 17 to the extraction column 16 was changed to 363 g/hr.

この結果、抽出塔9の塔頂の管10よりは、ノ
ルマルヘキサン96.0重量%、メタクリル酸メチル
2.6重量%、メタクリル酸1.0重量%、メタノール
0.4重量%からなる液が379g/hrの流量で得ら
れ、一方抽出塔16の塔底の管18からは、メタ
ノール、硫酸、水を主成分とし、0.02重量%のメ
タクリル酸メチル、0.09重量%のメタクリル酸を
含む液が387g/hrの流量で得られ、結局91%の
回収率でメタクリル酸を回収することができた。
As a result, from the pipe 10 at the top of the extraction tower 9, 96.0% by weight of normal hexane and methyl methacrylate were extracted.
2.6% by weight, methacrylic acid 1.0% by weight, methanol
A liquid consisting of 0.4% by weight was obtained at a flow rate of 379 g/hr, while a liquid containing methanol, sulfuric acid, and water as main components, 0.02% by weight of methyl methacrylate, and 0.09% by weight was obtained from the pipe 18 at the bottom of the extraction column 16. A liquid containing methacrylic acid was obtained at a flow rate of 387 g/hr, and methacrylic acid could be recovered with a recovery rate of 91%.

この例によれば、実施例1と略同等の回収率が
得られたが、エステル化反応を行わないため、実
施例1に比べて約3倍ものノルマルヘキサンを使
用しており、ノルマルヘキサンの回収に大きなエ
ネルギーが必要となることが明らかである。
According to this example, almost the same recovery rate as in Example 1 was obtained, but since no esterification reaction was performed, about three times as much normal hexane as in Example 1 was used. It is clear that a large amount of energy is required for recovery.

実施例 2 実施例1におけると全く同じ装置を用いてアク
リル酸とメタノールによりアクリル酸メチルを製
造した。即ち、そのエステル製造系Pにおいて
は、管1には、重合防止剤としてハイドロキノン
500p.p.m.を含有するアクリル酸とノルマルペタ
ンンをそれぞれ251g/hr及び302g/hrの流量で
供給すると共に、管2にはメタノールと濃度70%
の硫酸水溶液をそれぞれ234g/hr及び230g/hr
の流量で供給し、リアクター5,6,7において
反応温度60℃、滞留時間5時間でエステル化反応
させた。
Example 2 Methyl acrylate was produced from acrylic acid and methanol using exactly the same equipment as in Example 1. That is, in the ester production system P, hydroquinone is added to the tube 1 as a polymerization inhibitor.
Acrylic acid and normal petane containing 500 p.pm are supplied at flow rates of 251 g/hr and 302 g/hr, respectively, and methanol and 70% concentration are supplied to tube 2.
of sulfuric acid aqueous solution at 234g/hr and 230g/hr, respectively.
The esterification reaction was carried out in reactors 5, 6, and 7 at a reaction temperature of 60° C. and a residence time of 5 hours.

その結果、管3よりはノルマルペンタン48.1重
量%、アクリル酸メチル44.5重量%、メタノール
6.1重量%の組成を有し少量のアクリル酸、硫酸、
水等を含む粗エステルが625g/hrの流量で得ら
れ、管4よりは、ノルマルペンタン0.3重量%、
アクリル酸メチル2.5重量%、アクリル酸1.0重量
%、メタノール22.6重量%、硫酸40.8重量%、水
32.8重量%からなる廃硫酸が392g/hrの流量で
得られた。
As a result, tube 3 contained 48.1% by weight of normal pentane, 44.5% by weight of methyl acrylate, and methanol.
With a composition of 6.1% by weight, small amounts of acrylic acid, sulfuric acid,
Crude ester containing water etc. was obtained at a flow rate of 625 g/hr, and from tube 4, 0.3% by weight of normal pentane,
Methyl acrylate 2.5% by weight, acrylic acid 1.0% by weight, methanol 22.6% by weight, sulfuric acid 40.8% by weight, water
Waste sulfuric acid consisting of 32.8% by weight was obtained at a flow rate of 392 g/hr.

斯くして得られた廃硫酸を熱交換器8で冷却水
により40℃に冷却した後、抽出塔9に供給する一
方、管17より抽出塔16にノルマルペンタンを
234g/hrの流量で供給し、廃硫酸中にアクリル
酸メチル、アクリル酸の回収を行つた。抽出塔9
の塔底の管12から得られた液は、図示していな
い熱交換器で50℃に加温し、リアクター13に供
給した。リアクター13においては、平均滞留時
間2時間、反応温度50℃で抽出塔9で回収できな
かつたアクリル酸のエステル化を行い、その塔底
の管14よりの反応液を熱交換器15において水
により40℃に冷却した後、抽出塔16に供給しア
クリル酸メチル、アクリル酸の回収を行つた。
The waste sulfuric acid thus obtained was cooled to 40°C with cooling water in the heat exchanger 8 and then supplied to the extraction tower 9, while normal pentane was introduced into the extraction tower 16 from the pipe 17.
Methyl acrylate and acrylic acid were recovered in the waste sulfuric acid by supplying it at a flow rate of 234 g/hr. Extraction tower 9
The liquid obtained from the tube 12 at the bottom of the column was heated to 50° C. by a heat exchanger (not shown) and supplied to the reactor 13. In the reactor 13, the acrylic acid that could not be recovered in the extraction column 9 is esterified at a reaction temperature of 50° C. for an average residence time of 2 hours, and the reaction liquid from the tube 14 at the bottom of the column is exchanged with water in a heat exchanger 15. After cooling to 40°C, it was supplied to an extraction column 16 to recover methyl acrylate and acrylic acid.

その結果、抽出塔9の塔頂の管10より92.6重
量%のノルマルペンタン、4.3重量%のアクリル
酸メチル及び少量のアクリル酸、メタノール等か
らなる液が254g/hrの流量で得られた。一方抽
出塔16の塔底の管18からは、0.08重量%のア
クリル酸と0.01重量%のアクリル酸メチルを含
み、メタノール、硫酸、水を主成分とする液が
372g/hrの流量で得られた。以上のようにして
48時間連続運転した結果、アクリル酸の回収率は
92%であり、回収されたアクリル酸のうち27%は
アクリル酸メチルとして回収された。なお、リア
クター13でのアクリル酸の反応率は57%であつ
た。
As a result, a liquid containing 92.6% by weight of normal pentane, 4.3% by weight of methyl acrylate, and small amounts of acrylic acid, methanol, etc. was obtained from the pipe 10 at the top of the extraction column 9 at a flow rate of 254 g/hr. On the other hand, from the pipe 18 at the bottom of the extraction column 16, a liquid containing 0.08% by weight of acrylic acid and 0.01% by weight of methyl acrylate, and whose main components are methanol, sulfuric acid, and water, is released.
Obtained at a flow rate of 372 g/hr. As above
As a result of continuous operation for 48 hours, the recovery rate of acrylic acid was
92%, and 27% of the recovered acrylic acid was recovered as methyl acrylate. Note that the reaction rate of acrylic acid in reactor 13 was 57%.

比較例 3 第1図に示すフローシートにおいて、リアクタ
ー13及び熱交換器15を除去して、抽出塔9と
抽出塔16を直列に接続した装置を用いたこと以
外は実施例2と全く同様の操作を行つた。
Comparative Example 3 In the flow sheet shown in FIG. 1, the reactor 13 and the heat exchanger 15 were removed, and an apparatus in which the extraction tower 9 and the extraction tower 16 were connected in series was used. I performed the operation.

その結果、抽出塔9の塔頂の管10よりは、ノ
ルマルペンタン93.2重量%アクリル酸メチル3.9
重量%、アクリル酸1.1重量%その他メタノール
等からなる液が252g/hrの流量で得られ、抽出
塔16の塔底の管18からは、メタノール、硫
酸、水を主成分とし、0.03重量%のアクリル酸メ
チル、0.32重量%のアクリル酸を含む液が374
g/hrの流量で得られ、結局70%の回収率でアク
リル酸を回収することができたが、抽出塔の段
数、抽剤のノルマルペンタンの量は実施例2と同
じであるにもかかわらず、エステル化反応を行わ
ないため、実施例2に比べアクリル酸の回収率は
大幅に低下していることが明らかである。
As a result, from the pipe 10 at the top of the extraction column 9, 93.2% by weight of n-pentane and 3.9% methyl acrylate were extracted.
A liquid consisting of 1.1% by weight of acrylic acid, 1.1% by weight of acrylic acid, and methanol etc. was obtained at a flow rate of 252 g/hr, and from the pipe 18 at the bottom of the extraction column 16, a liquid consisting of methanol, sulfuric acid, and water as main components and 0.03% by weight of Methyl acrylate, a liquid containing 0.32% by weight of acrylic acid, is 374
g/hr, and was able to recover acrylic acid with a recovery rate of 70%, although the number of plates in the extraction column and the amount of n-pentane as the extractant were the same as in Example 2. First, since no esterification reaction was performed, it is clear that the recovery rate of acrylic acid was significantly lower than in Example 2.

実施例 3 5重量%のメタクリル酸、21.5重量%のメタノ
ール、40.2重量%の硫酸、33.2重量%の水からな
り0.1重量%のメタクリル酸メチルを含む廃硫酸
中のメタクリル酸のエステル化に先行する抽出を
行わないほかは、既述の実施例に準ずる方法で回
収した。即ち、当該廃硫酸を390g/hrの流量で
直接リアクター13に供給し、平均滞留時間2時
間、反応温度50℃でメタクリル酸のエステル化を
行い、こうして得られた液を実施例1の抽出塔1
6と全く同じ構造及び容量の抽出塔の最上段に供
給し、当該抽出塔の最下段には156g/hrの流量
でノルマルヘキサンを供給し抽出を行つた。
Example 3 Preceding esterification of methacrylic acid in waste sulfuric acid consisting of 5% by weight methacrylic acid, 21.5% by weight methanol, 40.2% by weight sulfuric acid, 33.2% by weight water and containing 0.1% by weight methyl methacrylate It was recovered in the same manner as in the previous example except that extraction was not performed. That is, the waste sulfuric acid was directly supplied to the reactor 13 at a flow rate of 390 g/hr, esterification of methacrylic acid was performed at a reaction temperature of 50° C. for an average residence time of 2 hours, and the resulting liquid was transferred to the extraction tower of Example 1. 1
The mixture was supplied to the top of an extraction column having the same structure and capacity as No. 6, and normal hexane was supplied to the bottom of the extraction column at a flow rate of 156 g/hr for extraction.

この結果、抽出塔の塔頂よりは、87.7重量%の
ノルマルヘキサン8.3重量%のメタクリル酸メチ
ル、2.5重量%のメタクリル酸、その他少量のメ
タノール等からなる粗エステルが178g/hrの流
量で得られ、一方抽出塔の塔底からは、0.05重量
%のメタクリル酸メチル、0.7重量%のメタクリ
ル酸を含み、メタノール、硫酸、水を主成分とす
る液が368g/hrの流量で得られた。
As a result, a crude ester consisting of 87.7% by weight of n-hexane, 8.3% by weight of methyl methacrylate, 2.5% by weight of methacrylic acid, and a small amount of methanol was obtained from the top of the extraction column at a flow rate of 178 g/hr. On the other hand, from the bottom of the extraction column, a liquid containing 0.05% by weight of methyl methacrylate and 0.7% by weight of methacrylic acid, and whose main components were methanol, sulfuric acid, and water, was obtained at a flow rate of 368 g/hr.

以上のようにして48時間連続運転した結果、メ
タクリル酸の回収率は87%であつた。なお、リア
クターでのメタクリル酸の反応率は65%であつ
た。
As a result of continuous operation for 48 hours as described above, the recovery rate of methacrylic acid was 87%. Note that the reaction rate of methacrylic acid in the reactor was 65%.

このように回収すべきカルボン酸の含有量が微
量であるときは、廃硫酸を、抽出工程を経ずにエ
ステル化して抽出する方法により、高い回収率で
回収することができた。
When the amount of carboxylic acid to be recovered is small, it was possible to recover the waste sulfuric acid at a high recovery rate by esterifying and extracting the waste sulfuric acid without an extraction step.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第3図はそれぞれ本発明の実施に好適
に用いられる工程のフローシート図である。 5,6,7,13…リアクター、9,16…抽
出塔、19,20,21…分離器。
FIGS. 1 to 3 are flow sheet diagrams of steps preferably used in carrying out the present invention. 5,6,7,13...reactor, 9,16...extraction column, 19,20,21...separator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 触媒として硫酸を用いて炭素数が3又は4の
不飽和カルボン酸と低級アルコールとを反応せし
めて行われる不飽和カルボン酸エステルの製造に
おいて生ずる廃硫酸中の不飽和カルボン酸を以下
の工程(a)−(b)−(c)により回収することを特徴とす
る不飽和カルボン酸の回収方法。 (a) 廃硫酸中に含まれる不飽和カルボン酸及び不
飽和カルボン酸エステルを疎水性有機溶剤によ
り抽出回収する工程 (b) 廃硫酸中に残存する不飽和カルボン酸を低級
アルコールとエステル化反応させて不飽和カル
ボン酸エステルを生成させる工程 (c) 工程(b)において得られる反応液を疎水性有機
溶剤と接触させ、不飽和カルボン酸及び不飽和
カルボン酸エステルを抽出回収する工程 2 低級アルコールが、炭素数が1〜3のアルコ
ールである特許請求の範囲第1項記載の不飽和カ
ルボン酸の回収方法。 3 疎水性有機溶剤が沸点0〜250℃の脂肪族炭
化水素、脂環族炭化水素及び芳香族炭化水素から
選ばれた少なくとも1種である特許請求の範囲第
1項又は第2項記載の不飽和カルボン酸の回収方
法。 4 触媒として硫酸を用いて炭素数が3又は4の
不飽和カルボン酸と低級アルコールとを反応せし
めて行われる不飽和カルボン酸エステルの製造に
おいて生ずる廃硫酸中の不飽和カルボン酸を以下
の工程(b)−(c)により回収することを特徴とする不
飽和カルボン酸の回収方法。 (b) 廃硫酸中に残存する不飽和カルボン酸を低級
アルコールとエステル化反応させて不飽和カル
ボン酸エステルを生成させる工程 (c) 工程(b)において得られる反応液を疎水性有機
溶剤と接触させ、不飽和カルボン酸及び不飽和
カルボン酸エステルを抽出回収する工程 5 低級アルコールが、炭素数が1〜3のアルコ
ールである特許請求の範囲第4項記載の不飽和カ
ルボン酸の回収方法。 6 疎水性有機溶剤が沸点0〜250℃の脂肪族炭
化水素、脂環族炭化水素及び芳香族炭化水素から
選ばれた少なくとも1種である特許請求の範囲第
4項又は第5項記載の不飽和カルボン酸の回収方
法。
[Claims] 1. Unsaturated carboxylic acid in waste sulfuric acid produced in the production of an unsaturated carboxylic acid ester by reacting an unsaturated carboxylic acid having 3 or 4 carbon atoms with a lower alcohol using sulfuric acid as a catalyst. A method for recovering an unsaturated carboxylic acid, the method comprising recovering the acid through the following steps (a)-(b)-(c). (a) A step of extracting and recovering unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid esters contained in waste sulfuric acid using a hydrophobic organic solvent. (b) Esterifying the unsaturated carboxylic acid remaining in the waste sulfuric acid with a lower alcohol. Step (c) of producing an unsaturated carboxylic acid ester by contacting the reaction solution obtained in step (b) with a hydrophobic organic solvent to extract and recover the unsaturated carboxylic acid and the unsaturated carboxylic acid ester. The method for recovering an unsaturated carboxylic acid according to claim 1, wherein the alcohol is an alcohol having 1 to 3 carbon atoms. 3. The hydrophobic organic solvent according to claim 1 or 2, wherein the hydrophobic organic solvent is at least one selected from aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons having a boiling point of 0 to 250°C. Method for recovering saturated carboxylic acid. 4. The unsaturated carboxylic acid in the waste sulfuric acid produced in the production of unsaturated carboxylic acid esters, which is carried out by reacting an unsaturated carboxylic acid having 3 or 4 carbon atoms with a lower alcohol using sulfuric acid as a catalyst, is purified by the following process ( A method for recovering an unsaturated carboxylic acid, the method comprising recovering an unsaturated carboxylic acid according to b)-(c). (b) A step of esterifying the unsaturated carboxylic acid remaining in the waste sulfuric acid with a lower alcohol to produce an unsaturated carboxylic acid ester. (c) Contacting the reaction solution obtained in step (b) with a hydrophobic organic solvent. Step 5 of extracting and recovering unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid esters by extracting and recovering unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic esters. The method for recovering unsaturated carboxylic acids according to claim 4, wherein the lower alcohol is an alcohol having 1 to 3 carbon atoms. 6. The non-container according to claim 4 or 5, wherein the hydrophobic organic solvent is at least one selected from aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons having a boiling point of 0 to 250°C. Method for recovering saturated carboxylic acid.
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