JPH0419979B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0419979B2
JPH0419979B2 JP12971682A JP12971682A JPH0419979B2 JP H0419979 B2 JPH0419979 B2 JP H0419979B2 JP 12971682 A JP12971682 A JP 12971682A JP 12971682 A JP12971682 A JP 12971682A JP H0419979 B2 JPH0419979 B2 JP H0419979B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
reaction
methanol
peroxide
formaldehyde
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP12971682A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5826832A (en
Inventor
John Kollar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Redox Technologies Inc
Original Assignee
Redox Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Redox Technologies Inc filed Critical Redox Technologies Inc
Publication of JPS5826832A publication Critical patent/JPS5826832A/en
Publication of JPH0419979B2 publication Critical patent/JPH0419979B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメタノールからのエチレングリコール
製法に関する。 生産の衰える石油はとつておかれ、価格高とう
の油の代りにメタノール、ホルムアルデヒドおよ
びエチレングリコールの様な種々の薬品の出発原
料として合成ガスの使用に重点がおかれつつあ
る。合成ガスの利点はそれが石油以外の原料、例
えば天然ガス又は石炭および可能的にオイルシエ
ールおよびタール砂から製造できる点である。 合成ガスを出発物質とするエチレングリコール
の工業的製法例は酸触媒の存在のもとでホルムア
ルデヒドを1酸化炭素および水と高圧(300気圧
以上)で反応させるヒドロキシ酢酸(グリコール
酸とした後メタノールと反応させてメチルエステ
ルとしこれを接触水素添加によりグリコールに転
化する方法である。コツカーリルの1943年4月13
日公告米国特許第2316564号、ラーソンの1939年
4月4日公告米国特許第2153064号、およびロー
ダーの1939年4月4日公告米国特許第2152852号、
1942年6月9日公告米国特許第2385448号および
1943年10月5日公告米国特許第2331094号を参照
されたい。 エチレングリコール製造に合成ガスを使用する
他の方法はロジウム接触高圧法を用いるメタノー
ル1酸化炭素の反応である。ヴアイダルらの米国
特許第4115428号およびコスベイらの1978年9月
19日公告米国特許第4115433号を参照されたい。 ここに発表されたエチレングリコールの製法方
式について重要なことは過酸化水素による種々の
有機化合物の酸化2量体化又は脱水2量体化は遊
離基論家M.S.カーラツシユとその学生が開発し
た非常に古い方法であることである。この研究は
ずつとあとの遊離基化学の基礎となつた。カーラ
ツシユらはJACS16、15、1943にアセチルパーオ
キサイドによる酢酸のこはく酸への脱水2量体化
をアセチルパーオキサイドを基準として50モル%
利用選択性(利用選択性=
生成脱水2量体モル数/変化したパーオキサイドモル数
)でできること を報告している。イソ安息香酸は42.4モル%利用
選択性でテトラメチルこはく酸を生成した。カー
ラツシユらはJ.Org.Chem.10、386、1945にエス
テルメチルクロロアセテイトがアセチルパーオキ
サイドにより41%利用選択性でジメチルクロロス
クシネイトに2量化されることを発表している。
カーラツシユらはJ.Org.Chem.10、401、1945に
クメンおよびエチルベンゼンをアセチルパーオキ
サイドにより2量化してそれぞれ61.9モル%と
321モル%でそれらの脱水2量体としている。ワ
イルスらはI.E&C,1949年8月1682ページにク
メン2量体化に対するジ−t−ブチルパーオキサ
イドと2,2ビス(t−プチルペルオキシ)ブタ
ンの効率を報告している。ベンジルアルコールの
ベンゾエイトエステルのジ−t−ブチルパーオキ
サイドによる対応するグリコール、ジフエニレン
グリコールのジベンゾエイトエステルへの2量体
化はラストらのJACS70,3258(1948)に報告さ
れている。 一般に消費パーオキサイド基準20〜50モル%の
利用選択性で非常に低濃度の脱水2量体を生成す
る文献例は数多くある。これらの選択性は一般に
工業的開発に考えられる方法としては低すぎる。 エチレングリコールに関してパーオキサイド使
用反応の2報告について言及する必要がある。 第1はシユウエツトリツクらのAngew.Chem.
72,1960,No.21,779〜780ページのジ−第3ブチ
ルパーオキサイドとメタノールの混合物を1:20
のモル比でオートクレイブ中又は還流のもとで
140℃で10時間加熱する方法である。エチレング
リコール収率26%が報告され、過剰アルコールの
増加で収率が上昇するとしている。 エチレングリコールへの第2の本発明に関連し
ている点でより重要な他の反応方法はオヤマのJ.
Org.Chem.30,2429〜2432,1965年7月、に記載
されている。特にオヤマはメタノール9モル、15
%ホルムアルデヒド水溶液1.8モルおよびt−ブ
チルパーオキサイド(ジ−第3ブチルパーオキサ
イド)を140℃で12時間反応させて0.21モルのエ
チレングリコール(2430ページの表右列上部)
を生成し表の直下にこう記載している:「ホル
ムアルデヒドとメタノールの反応におけるエチレ
ングリコールの収率はメタノールのt−ブチルパ
ーオキサイドによつておこる2量体化反応の収率
よりも高い。この事実はヒドロキシメチル基(D)が
ホルムアルデヒドに付加することを示唆してい
る。」オヤマはこの反応実施とえた生成物につい
て詳細記載しまたこれを2431ページの“実験”部
(特にこの部の題は“メタノールとホルムアルデ
ヒドの反応”であり2432ページに“メタノールの
2量体化”がある)にt−ブチルパーオキサイド
が存在しホルムアルデヒドのない場合のメタノー
ルの脱水2量体化と比較している。 オヤマによつてえられたエチレングリコールの
収率はかなり低い。オヤマのメタノールの使用の
唯一試験(メタノール、水性ホルムアルデヒドお
よびt−ブチルパーオキサイドの140℃、12時間
の上記反応である)は僅か1.86重量%のエチレン
グリコールを生成した。 上記反応はオヤマの使用したホルムアルデヒド
とメタノール量に対して使用有機過酸化物量を実
質的に減少することによつてエチレングリコール
をより高収率で生成できるのである。更にオヤマ
の使用量に比べて反応混合物中の他成分に比較し
てメタノール量の増加と水量の減少はエチレング
リコールのより高収率生成にも寄与すると思われ
る。したがつて例えばメタノール78.5重量%、ジ
−第3ブチルパーオキサイド1.5重量%、ホルム
アルデヒド6.9重量%および水13.1重量%の混合
物を155℃で2時間加熱すれば反応混合物中に収
率4.5重量%のエチレングリコールがえられる。
これは使用t−第3ブチルパーオキサイドモル当
り約71モルのエチレングリコール収量に相当す
る。(オヤマはその反応においてジ−第3ブチル
パーオキサイドモル当りエチレングリコール
0.466モルをえた)。この改良法は1980年9月2日
出願米国特許出願番号183537号に詳記されてい
る。 1981年7月28日出願の米国特許出願番号第
286721号はメタノールと有機過酸化物のみ又はホ
ルムアルデヒドと水の存在において、反応中生成
される水素イオンを減少するに十分な量の塩基性
物質の存在において副成物生成によつて甚しくエ
チレングリコール生成が減少することのないメタ
ノールと有機過酸化物反応からのエチレングリコ
ールの製法を記載している。この出願における塩
基性物質は生成中生成されるぎ酸の様なメタノー
ルとホルムアルデヒドからのメチラール生成を接
触する酸を減少した。エチレングリコール生成物
の精製に要する甚しく多量の又は経費のかかる蒸
留を避けるにはメチラール生成を最少に抑えるこ
とは非常に望ましい。 本発明によればエチレングリコールは反応混合
物重量を基準としてメタノール、6を超え約25重
量%までの量の有機過酸化物、ホルムアルデヒド
および約0.5乃至約35重量%の水の反応によつて
生成される。よい結果をうるに水の使用量は過酸
化物の使用量による。この方法によつて生成され
るエチレングリコール量は前記オヤマの文献に記
載の反応混合物重量を基準としてメタノール40.5
%、ホルムアルデヒド7.55%、ジ−第3−ブチル
パーオキサイド9.18%および水42.77%を使用す
る方法により生成された量より多い。反応の水含
量を35%以下に減少すれば、過酸化物量6を超え
約25%までを用いるオヤマの文献におけるよりも
エチレングリコールのジ−第3ブチルパーオキサ
イドに対する量(モル比基準)が改善される。エ
チレングリコール改善の他に本発明の方法でオヤ
マの方法に比べて第3ブチルアルコール対ジ−第
3ブチルパーオキサイドのより高い価(モル比基
準)がえられる。オヤマ文献のアセトン対ジ−第
3ブチルパーオキサイドのモル比は一般に本発明
のアセトン対ジ−第3ブチルパーオキサイドモル
比よりも高かつた。第3ブチルアルコール生成は
ガソリン添加剤用中間体として並びにガソリン添
加剤そのものとしての用途に特に重要な意味をも
つ。 本発明の目的に対し有機過酸化物と水の使用量
範囲は次のとおりである: 過酸化物 6重量%を超え約12重量%まで
約0.5乃至約35重量% 約12重量%を超え約15重量%まで
約0.5乃至約25重量% 約15重量%を超え約20重量%まで
約0.5乃至約15重量% 約20重量%を超え約25重量%まで
約0.5乃至約10重量% 反応混合物中に含まれるホルムアルデヒド量は
約0.5乃至約13重量%、好ましくは約2乃至約12
重量%である。反応混合物中にあるメタノール量
は反応生成物残量から100%迄である。例えば反
応体の次の範囲の量が使用できる。 【表】 好ましい範囲は 6を超え約10まで 5−10 2−12 68−87 この反応一般に約100乃至約200℃、好ましくは
約125゜乃至約175℃の温度で約8時間を超えない
時間、普通約0.25乃至約8時間、好ましくは約
0.5乃至約4時間の滞留時間で行なわれる。一般
に温度が高い程反応を望む完了状態とするに要す
る反応時間は短かい。反応を行なわせる圧力につ
いては殆んど又は全く制限はない。自然発生圧か
ら約600psigの間の圧力が使用できる。 本発明に使われる有機過酸化物は式: R−O−O−R′ (但しRとR′は各炭素原子3乃至12をもつア
ルキル又はアラルキルを表わす)をもつ。使用で
きる有機過酸化物は例えばジ−第3ブチルパ−オ
キサイド、ジ−クミルパ−オキサイド、第3ブチ
ルクミルパ−オキサイドおよび第3ブチルエチル
ベンジルパ−オキサイドである。好ましい有機過
酸化物は第3ブチルパ−オキサイドである。 この方法に不活性溶媒を使用できるが、殆んど
の場合それを使わない方がよい。操作条件のもと
で反応しない溶媒、例えばベンゼンおよび第3ブ
チルアルコールが使用できる。溶媒を使用する場
合普通全反応媒質重量基準で約25重量%までの量
であるが、場合によつてはより多量も使用でき
る。 反応は撹拌オートクレイプに初期反応混合物を
入れて反応させた後全反応混合物をとり出して精
製する様なバツチ方式で実施できる。他のバツチ
方式は初期反応混合物としてメタノール、水およ
びホルムアルデヒド(普通少量の水と混合して)
とパ−オキサイドの1部を入れた後ホルムアルデ
ヒドとパ−オキサイドの残部およびある場合塩基
性物質をメタノール反応媒質に連続追加する方法
である。反応体部分を全部添加後望む反応の完了
迄反応を続けさせた後反応生成物をとり出し精製
する。他の方法はメタノール反応媒質に初期反応
混合物と反応体の追加分を入れ反応を完了させ生
成混合物を反応器から定期的に取出し精製する準
連続法である。 連続式反応は反応条件のもとでパ−オキサイド
とホルムアルデヒドの最初の部分を加えた点とグ
リコール含有生成物をとり出す点との間にグリコ
ール濃度傾斜をつくる様な構造の反応器中で行な
わせることができる。したがつてパ−オキサイと
ホルムアルデヒドのあとの部分は先の2点間に加
えられる。例えば連続法はパイプに液体反応媒質
を流しパイプにそつて間隔をおいてホルムアルデ
ヒドとパ−オキサイド反応体の部分を加えパイプ
をとおつて流れるにつれてグリコール濃度傾斜を
もつ移動反応媒質を形成して行なわれる。故に反
応体の各個々の部分はパイプにそつて特殊移動反
応媒質に調節されて加えられ遂に反応体の全部が
加えられる。パイプ反応器の終点において反応媒
質中の反応体各部分の転化が完了し望むエチレン
グリコール量を含む生成流がえられる。また初期
供給流の入口と生成流の出口の間にパ−オキサイ
ドとホルムアルデヒドの追加部分を加えてグリコ
ール濃度傾斜をもたせた液体反応媒質を入れた隔
板付き反応器が使用できる。いづれの場合も生成
混合物は蒸留又は溶媒抽出の様な普通の方法で精
製され望む純度、好ましくは繊維級のエチレング
リコールと第3ブチルアルコール、メチラール、
メチルホーメイト、グリセリンおよびアセトンの
様な副成物がえられる。 次の実施例は本発明を例証するものである。 実施例 1〜18 撹拌オートクレイプにメタノール(MeOH)、
ジ−第3ブチルパーオキサイド(DtBP)、ホル
ムアルデヒド(CH2O)および水より成る初期反
応混合物を次の方法で装入した:撹拌オートクレ
イプに全部であるが初期装入物の約20重量%のメ
タノール、ホルムアルデヒドおよび水を室温で入
れた。混合物を反応温度迄加熱し残り20重量%の
メタノール中ジ−第3ブチルパーオキサイドの溶
液をオートクレイプに加えて反応を開始させた。
反応圧は窒素で500psigに保つた。上記反応時間
の後生成混合物をオートクレイプからとり出しエ
チレングリコール(EG)、アセトン(A)、第3
ブチルアルコール(TBA)、未反応ジ−第3ブチ
ルパーオキサイドおよび他の少量生成物について
分析した。 本発明を前記オヤマの文献の方法と比較するた
め実施例15はオヤマの方法の結果を示している。
この試験は304ステインレス鋼ホーク反応機にメ
タノール、ジ−第3ブチルパーオキサイド、ホル
ムアルデヒドおよび水を装入して大気圧で行なつ
た。反応機の蓋をし所定反応温度の恒温油浴中に
入れ自然発生圧で1時間反応させた。反応時間完
了後反応機を急冷し排気し内容物をとり出しエチ
レングリコール、アセトン、第3ブチルアルコー
ル、未反応ジ−第3ブチルパーオキサイドおよび
他の少量生成物について分析した。 実施例16,17および18は304ステインレス鋼ホ
ーク反応機中で35.7乃至45重量%の水とパ−オキ
サイド、ホルムアルデヒドおよびメタノールを使
用した反応結果を示している。各試験に0.015重
量%の重炭酸ナトリウムを初期反応混合物に加え
た。反応機の蓋をして155℃恒温油浴中に自然発
生圧で1時間入れておいた。反応完了後反応機を
急冷し排気し内容物をとり出しエチレングリコー
ル、アセトン、第3ブチルアルコール、未反応ジ
−第3ブチルパーオキサイドおよび他の少量生成
物について分析した。実施例16においてはエチレ
ングリコールと未反応ジ−第3ブチルパーオキサ
イドの分析をしたが、アセトンと第3ブチルアル
コールについては分析を行なわなかつた。上記実
施例の結果はすべて表に示している。表に反応
に使用した初期装入物組成、温度、圧力、および
反応時間を示した。 エチレングリコール製造の実施例15(オヤマの
方法)の結果は文献でえた結果と同じであつた。
実施例15の結果を本発明の実施例1〜14の結果と
比較すれば、重要なことは実施例1〜14のすべて
がオヤマの実施例15の試験結果よりもエチレング
リコール対ジ−第3ブチルパーオキサイドと第3
ブチルアルコール対ジ−第3ブチルパーオキサイ
ドの各モル比が大きいことである。アセトンにつ
いては実施例1〜14のアセトン対ジ−第3ブチル
パーオキサイドのモル比よりも実施例15のモル比
の方が大きかつた。実施例16〜18は本発明の範囲
外であるが、反応混合物中に35重量%以上の水使
用の場合を示している。1981年7月28日出願の係
争中の出願通し番号第286721号に特許請求した発
明により反応混合物中に副成物メチラール生成減
少とエチレングリコール生成増加の効果をもつ塩
基、即ち0.015重量%の重炭酸ナトリウムをたと
い使用しても、これら実施例で生成されたエチレ
ングリコールの重量%はオヤマの方法でえられた
ものより小さかつた。 【表】 【表】 【表】 装入ジ−第3ブチルパーオキサイド(重量%)
と種々の水量においてえられたエチレングリコー
ル対ジ−第3ブチルパーオキサイドのモル比との
相関を示している実施例1〜18の結果を付図のグ
ラフにプロツトした。実施例13は水使用量2.3重
量%の1点のみなのでグラフにプロツトしなかつ
た。図は水量を減少するにつれて、オヤマの方法
の結果よりもよい結果をえるにはより高いジ−第
3ブチルパーオキサイド量が使用できることを示
している。故にある水量範囲に対応して使用でき
るパ−オキサイドの割合範囲は次のとおりであ
る: パ−オキサイド 6を超え約12重量%まで 約0.5乃至約35重量% 約12を超え約15重量%まで
約0.5乃至約25重量% 約15を超え約20重量%まで
約0.5乃至約15重量% 約20を超え約25重量%まで
約0.5乃至約10重量% 実施例 19〜22 これらの実施態様は重炭酸ナトリウム
(NaHCO3)の存在におけるホルムアルデヒド
(CH2O)含有水(H2O)、ジ−第3ブチルパーオ
キサイド(DtBP)およびメタノール(MeOH)
の反応によるエチグリコール(EG)の製造にお
ける1段反応および多段反応に同じ合計量の反応
体使用を例証するものである。これらの実施例に
使つたホルムアルデヒドは使用ホルムアルデヒド
1重量%当り4.54ppmの水酸化ナトリウムを含ん
でいた。反応器は液体容量約85mlの直径1インチ
316ステインレス鋼管であつた。1段反応では全
反応成分を反応器に入れて封じ自然発生圧で155
℃で1時間加熱した。多段反応では反応体、ジ−
第3ブチルパーオキサイド、ホルムアルデヒドお
よび水の1部および重炭酸ナトリウムを初め全メ
タノールを含む反応器に加え155℃で1時間加熱
した。反応1時間後、反応体の追加部分を加え更
に1時間反応を行なわせた。2時間後反応体の残
りを反応器に加え更に1時間反応させた。第1段
及び各多段反応における反応終了後反応器を急冷
し排気し内容物をとり出しガスクロマトグラフ法
によつてエチレングリコール(EG)および他の
生成物について分析した。これらの実施例の結果
を種々の段階におけるメタノール含有反応器へ装
入したパ−オキサイド、ホルムアルデヒドおよび
水の合計量の組成について表に示している。反
応体使用量はその段階迄の反応器中の合計物質重
量%として報告した。エチレングリコール量は全
生成混合物の重量%として報告した。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing ethylene glycol from methanol. Oil, which is in decline in production, is being put aside and emphasis is being placed on the use of syngas as a starting material for various chemicals such as methanol, formaldehyde and ethylene glycol in place of expensive oil. The advantage of syngas is that it can be produced from raw materials other than petroleum, such as natural gas or coal and possibly oil shale and tar sand. An example of an industrial method for producing ethylene glycol using synthesis gas as a starting material is to react formaldehyde with carbon monoxide and water at high pressure (more than 300 atmospheres) in the presence of an acid catalyst. This is a method of reacting to produce methyl ester, which is then converted to glycol by catalytic hydrogenation. Kotskaril April 13, 1943
U.S. Pat. No. 2,316,564, issued on April 4, 1939 to Larson, and U.S. Pat. No. 2,152,852 to Lauder, issued on April 4, 1939;
U.S. Patent No. 2,385,448, published June 9, 1942;
See US Pat. No. 2,331,094, published October 5, 1943. Another method of using synthesis gas for ethylene glycol production is the methanol carbon monoxide reaction using a rhodium catalyzed high pressure process. U.S. Pat. No. 4,115,428 to Vaidar et al. and September 1978 to Kosbey et al.
See U.S. Pat. No. 4,115,433, published on the 19th. The important thing about the ethylene glycol manufacturing method announced here is that the oxidative dimerization or dehydration dimerization of various organic compounds using hydrogen peroxide is a very simple process developed by free radical theorist MS Karlasch and his students. It is an old method. This work became the basis for Zuzu and later free radical chemistry. Carlatsushi et al. reported in JACS 16, 15, 1943 that the dehydration dimerization of acetic acid to succinic acid by acetyl peroxide was 50 mol% based on acetyl peroxide.
Usage selectivity (usage selectivity =
It has been reported that this can be done by dividing the number of moles of dehydrated dimer produced/the number of moles of peroxide changed. Isobenzoic acid produced tetramethylsuccinic acid with a utilization selectivity of 42.4 mol%. reported in J.Org.Chem. 10, 386, 1945 that the ester methylchloroacetate was dimerized to dimethylchlorosuccinate with acetyl peroxide with a utilization selectivity of 41%.
In J.Org.Chem. 10, 401, 1945, cumene and ethylbenzene were dimerized with acetyl peroxide to give 61.9 mol% of each.
321 mol% of these dehydrated dimers. Wiles et al., I.E&C, August 1949, page 1682, report the efficiency of di-t-butyl peroxide and 2,2-bis(t-butylperoxy)butane for cumene dimerization. Dimerization of the benzoate ester of benzyl alcohol with di-t-butyl peroxide to the corresponding glycol, diphenylene glycol, to the dibenzoate ester is reported in Last et al., JACS 70, 3258 (1948). There are numerous examples in the literature of producing very low concentrations of dehydrated dimer with utilization selectivity typically between 20 and 50 mole percent based on consumed peroxide. These selectivities are generally too low for methods considered for industrial development. Two reports of peroxide-using reactions with respect to ethylene glycol need to be mentioned. The first is Angew.Chem.
72, 1960, No. 21, pages 779-780, a mixture of di-tert-butyl peroxide and methanol at a ratio of 1:20.
in an autoclave or under reflux in a molar ratio of
This method involves heating at 140°C for 10 hours. An ethylene glycol yield of 26% was reported, and it is said that the yield increases with an increase in excess alcohol. Another reaction method to ethylene glycol that is more important in relation to the second invention is described by Oyama, J.
Org. Chem. 30, 2429-2432, July 1965. In particular, Oyama has 9 moles of methanol, 15
% formaldehyde aqueous solution and t-butyl peroxide (di-tert-butyl peroxide) at 140°C for 12 hours to produce 0.21 mole of ethylene glycol (top right column of table on page 2430)
and the following is written just below the table: ``The yield of ethylene glycol in the reaction of formaldehyde and methanol is higher than the yield of the dimerization reaction that occurs with t-butyl peroxide of methanol. The facts suggest that the hydroxymethyl group (D) adds to formaldehyde.'' Oyama gives a detailed description of the products obtained from carrying out this reaction, and describes this in the ``Experimental'' section on page 2431 (especially the title of this section). is the "reaction of methanol and formaldehyde" and "dimerization of methanol" is on page 2432), compared to the dehydration and dimerization of methanol in the presence of t-butyl peroxide and the absence of formaldehyde. . The yield of ethylene glycol obtained by Oyama is quite low. Oyama's only test of the use of methanol (the above reaction of methanol, aqueous formaldehyde and t-butyl peroxide at 140°C for 12 hours) produced only 1.86% by weight of ethylene glycol. The above reaction can produce ethylene glycol in a higher yield by substantially reducing the amount of organic peroxide used compared to the amount of formaldehyde and methanol used in Oyama. Furthermore, the increase in the amount of methanol and decrease in the amount of water compared to the other components in the reaction mixture compared to the amount of Oyama used also appears to contribute to the production of higher yields of ethylene glycol. Therefore, for example, if a mixture of 78.5% by weight methanol, 1.5% by weight di-tert-butyl peroxide, 6.9% by weight formaldehyde and 13.1% by weight water is heated at 155°C for 2 hours, a yield of 4.5% by weight will be produced in the reaction mixture. Ethylene glycol is obtained.
This corresponds to a yield of about 71 moles of ethylene glycol per mole of t-tert-butyl peroxide used. (Oyama uses ethylene glycol per mole of di-tert-butyl peroxide in the reaction.
0.466 mol). This improved method is detailed in US patent application Ser. No. 183,537, filed September 2, 1980. U.S. Patent Application No. filed July 28, 1981
No. 286721 states that in the presence of methanol and organic peroxide alone or formaldehyde and water, by-product formation in the presence of a basic substance in an amount sufficient to reduce the hydrogen ions produced during the reaction significantly degrades ethylene glycol. A method for producing ethylene glycol from the reaction of methanol and organic peroxide without reduction in production is described. The basic material in this application reduced the acids that contact the methylal formation from methanol and formaldehyde, such as formic acid, formed during the formation. Minimizing methylal formation is highly desirable to avoid the extremely large or expensive distillations required to purify ethylene glycol products. In accordance with the present invention, ethylene glycol is produced by the reaction of methanol, an organic peroxide in an amount of greater than 6 to about 25% by weight, formaldehyde, and about 0.5 to about 35% by weight of water, based on the weight of the reaction mixture. Ru. The amount of water used to obtain good results depends on the amount of peroxide used. The amount of ethylene glycol produced by this method is 40.5 methanol based on the weight of the reaction mixture described in the Oyama literature.
%, formaldehyde 7.55%, di-tert-butyl peroxide 9.18% and water 42.77%. Reducing the water content of the reaction to below 35% improves the amount of ethylene glycol to di-tert-butyl peroxide (on a molar ratio basis) than in the Oyama literature, which uses peroxide amounts greater than 6 and up to about 25%. be done. In addition to the ethylene glycol improvement, the process of the present invention provides a higher value (on a molar ratio basis) of tert-butyl alcohol to di-tert-butyl peroxide compared to the Oyama process. The acetone to di-tert-butyl peroxide molar ratio of the Oyama literature was generally higher than the acetone to di-tert-butyl peroxide molar ratio of the present invention. Tertiary butyl alcohol production is of particular importance for use as an intermediate for gasoline additives as well as as a gasoline additive itself. For purposes of the present invention, the range of amounts used for organic peroxide and water is as follows: greater than 6% by weight of peroxide water up to about 12% by weight.
About 0.5 to about 35% by weight More than about 12% to about 15% by weight
About 0.5 to about 25% by weight More than about 15% to about 20% by weight
About 0.5 to about 15% by weight More than about 20% to about 25% by weight
About 0.5 to about 10% by weight The amount of formaldehyde included in the reaction mixture is about 0.5 to about 13% by weight, preferably about 2 to about 12% by weight.
Weight%. The amount of methanol present in the reaction mixture is up to 100% of the remaining amount of reaction product. For example, the following ranges of amounts of reactants can be used: [Table] Preferred ranges are greater than 6 to about 10 5-10 2-12 68-87 This reaction generally takes place at a temperature of about 100 to about 200°C, preferably about 125° to about 175°C, for a time not exceeding about 8 hours. , usually about 0.25 to about 8 hours, preferably about
Residence times of 0.5 to about 4 hours are used. Generally, the higher the temperature, the shorter the reaction time required to bring the reaction to the desired completion state. There is little or no restriction on the pressure at which the reaction is run. Pressures between naturally occurring pressure and approximately 600 psig can be used. The organic peroxide used in the present invention has the formula: R-O-O-R', where R and R' each represent alkyl or aralkyl having from 3 to 12 carbon atoms. Organic peroxides that can be used are, for example, di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide and t-butyl ethylbenzyl peroxide. A preferred organic peroxide is tertiary butyl peroxide. Although inert solvents can be used in this method, in most cases it is better not to use them. Solvents that do not react under the operating conditions, such as benzene and tertiary butyl alcohol, can be used. If a solvent is used, it will normally be used in amounts up to about 25% by weight, based on the weight of the total reaction medium, although higher amounts may be used in some cases. The reaction can be carried out in a batch manner in which the initial reaction mixture is placed in a stirred autoclave, reacted, and then the entire reaction mixture is taken out and purified. Other batch systems include methanol, water and formaldehyde (usually mixed with a small amount of water) as the initial reaction mixture.
After adding a portion of the methanol and peroxide, formaldehyde and the remainder of the peroxide and, in some cases, a basic substance are successively added to the methanol reaction medium. After all of the reactant portions have been added and the reaction is allowed to continue until the desired reaction is complete, the reaction product is removed and purified. Another method is a semi-continuous process in which the methanol reaction medium is charged with the initial reaction mixture and additional amounts of reactants to complete the reaction and the product mixture is periodically removed from the reactor for purification. The continuous reaction is carried out in a reactor constructed such that reaction conditions create a glycol concentration gradient between the point of addition of the first portion of peroxide and formaldehyde and the point of withdrawal of the glycol-containing product. can be set. The subsequent portions of peroxide and formaldehyde are therefore added between the previous two points. For example, a continuous process may be carried out by flowing a liquid reaction medium through a pipe and adding portions of formaldehyde and peroxide reactants at intervals along the pipe to form a mobile reaction medium with a glycol concentration gradient as it flows through the pipe. . Thus, each individual portion of the reactants is added in a controlled manner along the pipe to the special transfer reaction medium until all of the reactants have been added. At the end of the pipe reactor, the conversion of each portion of the reactants in the reaction medium is complete and a product stream containing the desired amount of ethylene glycol is obtained. Also, a diaphragm reactor can be used containing a liquid reaction medium between the inlet of the initial feed stream and the outlet of the product stream, with additional portions of peroxide and formaldehyde added to provide a glycol concentration gradient. In either case, the product mixture is purified by conventional methods such as distillation or solvent extraction to the desired purity, preferably fiber grade, of ethylene glycol and tertiary butyl alcohol, methylalcohol,
By-products such as methylformate, glycerin and acetone are obtained. The following examples illustrate the invention. Examples 1-18 Methanol (MeOH) in a stirred autoclave,
An initial reaction mixture consisting of di-tert-butyl peroxide (DtBP), formaldehyde (CH 2 O) and water was charged in the following manner: total but approximately 20% by weight of the initial charge into a stirred autoclave. of methanol, formaldehyde and water at room temperature. The mixture was heated to reaction temperature and the remaining 20% by weight solution of di-tert-butyl peroxide in methanol was added to the autoclave to initiate the reaction.
The reaction pressure was maintained at 500 psig with nitrogen. After the above reaction time, the resulting mixture was removed from the autoclave, and ethylene glycol (EG), acetone (A), and
It was analyzed for butyl alcohol (TBA), unreacted di-tert-butyl peroxide and other minor products. To compare the present invention with the method of the Oyama literature, Example 15 shows the results of the Oyama method.
The test was conducted at atmospheric pressure in a 304 stainless steel Hawk reactor charged with methanol, di-tert-butyl peroxide, formaldehyde, and water. The reactor was covered with a lid, placed in a constant temperature oil bath at a predetermined reaction temperature, and reacted for 1 hour at naturally occurring pressure. After the reaction time was completed, the reactor was rapidly cooled, evacuated, and the contents removed and analyzed for ethylene glycol, acetone, tert-butyl alcohol, unreacted di-tert-butyl peroxide, and other minor products. Examples 16, 17, and 18 show reaction results using 35.7 to 45 weight percent water with peroxide, formaldehyde, and methanol in a 304 stainless steel Hawk reactor. For each test 0.015% by weight of sodium bicarbonate was added to the initial reaction mixture. The reactor was capped and placed in a constant temperature oil bath at 155°C for 1 hour at autogenous pressure. After the reaction was completed, the reactor was rapidly cooled and evacuated, and the contents were removed and analyzed for ethylene glycol, acetone, tert-butyl alcohol, unreacted di-tert-butyl peroxide, and other minor products. In Example 16, ethylene glycol and unreacted di-tert-butyl peroxide were analyzed, but acetone and tert-butyl alcohol were not analyzed. All the results of the above examples are shown in the table. The table shows the initial charge composition, temperature, pressure, and reaction time used in the reaction. The results of Example 15 (Oyama's method) for the production of ethylene glycol were the same as those obtained in the literature.
If we compare the results of Example 15 with the results of Examples 1 to 14 of the present invention, it is important to note that all of Examples 1 to 14 have lower ethylene glycol vs. Butyl peroxide and tertiary
The molar ratio of butyl alcohol to di-tert-butyl peroxide is high. Regarding acetone, the molar ratio of acetone to di-tert-butyl peroxide in Examples 1-14 was greater than that in Example 15. Examples 16-18, which are outside the scope of the present invention, illustrate the use of 35% by weight or more of water in the reaction mixture. In accordance with the invention claimed in pending Application Serial No. 286721 filed on July 28, 1981, a base, i.e., 0.015% by weight of bicarbonate, has the effect of reducing the formation of by-product methylal and increasing the formation of ethylene glycol in the reaction mixture. Even though sodium was used, the weight percent of ethylene glycol produced in these examples was less than that obtained by Oyama's method. [Table] [Table] [Table] Charged di-tertiary butyl peroxide (wt%)
The results of Examples 1-18 are plotted in the accompanying figure, showing the correlation between the molar ratio of ethylene glycol to di-tert-butyl peroxide obtained at various amounts of water. In Example 13, there is only one point where the amount of water used is 2.3% by weight, so it was not plotted on the graph. The figure shows that as the amount of water is reduced, higher amounts of di-tert-butyl peroxide can be used to obtain better results than those of Oyama's method. Therefore, the percentage range of peroxide that can be used for a given water amount range is as follows: More than 6% peroxide water up to about 12% by weight About 0.5 to about 35% by weight More than about 12 to about 15% by weight to
About 0.5 to about 25% by weight More than about 15 to about 20% by weight
About 0.5 to about 15% by weight More than about 20 to about 25% by weight
About 0.5 to about 10% by weight Examples 19-22 These embodiments include formaldehyde (CH 2 O) containing water (H 2 O) in the presence of sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), di-tert-butyl peroxide (DtBP ) and methanol (MeOH)
Figure 2 illustrates the use of the same total amount of reactants in single-stage and multi-stage reactions in the production of ethyl glycol (EG) by the reaction of EG. The formaldehyde used in these examples contained 4.54 ppm sodium hydroxide per weight percent formaldehyde used. The reactor is 1 inch in diameter with a liquid capacity of approximately 85 ml.
It was made of 316 stainless steel pipe. In the first-stage reaction, all reaction components are placed in a reactor and sealed at a naturally occurring pressure of 155
Heated at ℃ for 1 hour. In multi-stage reactions, the reactants, di-
Tert-butyl peroxide, formaldehyde and a portion of water and sodium bicarbonate were initially added to a reactor containing all methanol and heated at 155°C for 1 hour. After 1 hour of reaction, an additional portion of reactants was added and the reaction was allowed to proceed for an additional hour. After 2 hours, the remainder of the reactant was added to the reactor and reacted for an additional hour. After completion of the first stage and each multistage reaction, the reactor was rapidly cooled, evacuated, and the contents were taken out and analyzed for ethylene glycol (EG) and other products by gas chromatography. The results of these examples are tabulated for the composition of the total amount of peroxide, formaldehyde and water charged to the methanol-containing reactor at various stages. Reactant usage was reported as weight percent of total material in the reactor up to that stage. The amount of ethylene glycol was reported as weight percent of the total product mixture. 【table】

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

付図は本発明の方法における装入ジ−第3ブチ
ルパーオキサイドと種々の水量においてえられた
エチレングリコール対ジ−第3ブチルパーオキサ
イドのモル比との関係を示す曲線図である。縦軸
に装入ジ−第3ブチルパーオキサイド(重量%)
をとり横軸にエチレングリコール対ジ−第3ブチ
ルパーオキサイドのモル比をとつている。
The accompanying figure is a curve diagram showing the relationship between the charged di-tert-butyl peroxide and the molar ratio of ethylene glycol to di-tert-butyl peroxide obtained at various amounts of water in the process of the invention. Di-tertiary butyl peroxide charged on the vertical axis (wt%)
The horizontal axis shows the molar ratio of ethylene glycol to di-tert-butyl peroxide.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水の存在におけるメタノール式: R−O−O−R′ (但しRとR′は各々炭素原子3乃至12をもつ
アルキル又はアラルキルを表わす)をもつ有機パ
ーオキサイドおよびホルムアルデヒドの反応によ
るエチレングリコールの製法において、初期反応
混合物中にあるメタノール、有機パ−オキサイ
ド、ホルムアルデヒドおよび水の全重量を基準と
して次の範囲: パ−オキサイド 約6を超え約12重量%まで
約0.5乃至約35重量% 約12を超え約15重量%まで
約0.5乃至約25重量% 約15を超え約20重量%まで
約0.5乃至約15重量% 約20を超え約25重量%まで
約0.5乃至約10重量% 内において有機パーオキサイドと水を使用する
ことを特徴とする改良法。 2 有機パーオキサイドがジ−第3ブチルパーオ
キサイドである特許請求の範囲第1項に記載の方
法。 3 反応時間が8時間を超えない特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 4 初期反応混合物が約0.5乃至約13重量%のホ
ルムアルデヒドを含み残りがメタノールでありか
つ反応温度が約100乃至約200℃であり反応時間が
約0.25乃至約8時間である特許請求の範囲第2項
に記載の方法。 5 初期反応混合物が約41乃至約91.5重量%のメ
タノール、約6を超え約12重量%までのジ−第3
ブチルパーオキサイド、約0.5乃至約35重量%の
水および約2乃至約12重量%のホルムアルデヒド
を含んでおりかつ反応温度が約125℃乃至約175℃
でありまた反応時間が約0.5乃至約4時間である
特許請求の範囲第2項に記載の方法。 6 初期反応混合物が約48乃至約85.5重量%のメ
タノール、約12乃至約15重量%のジ−第3ブチル
パーオキサイド、約0.5乃至約25重量%の水およ
び約2乃至約12重量%のホルムアルデヒドを含ん
でおりかつ反応温度が約125乃至約175℃でありま
た反応時間が約0.5乃至約4時間である特許請求
の範囲第2項に記載の方法。 7 初期反応混合物が約53乃至約82.5重量%のメ
タノール、約15乃至約20重量%のジ−第3ブチル
パーオキサイド、約0.5乃至約15重量%の水およ
び約2乃至約12重量%のホルムアルデヒドを含ん
でおりかつ反応温度が125乃至175℃でありまた反
応時間が約0.5乃至約4時間である特許請求の範
囲第2項に記載の方法。 8 初期反応混合物が約53乃至約77.5重量%のメ
タノール、約20乃至約25重量%のジ−第3ブチル
パーオキサイド、約0.5乃至約10重量%の水およ
び約2乃至約12重量%のホルムアルデヒドを含ん
でおりかつ反応温度が125乃至約175℃であり反応
時間が約0.5乃至約4時間である特許請求の範囲
第2項に記載の方法。 9 初期反応混合物が約68乃至約87重量%のメタ
ノール、6を超え約10重量%までのジ−第3ブチ
ルパーオキサイド、約2乃至約12重量%のホルム
アルデヒドおよび約5乃至約10重量%の水を含ん
でおりかつ反応温度が125乃至175℃であり反応時
間が約0.5乃至約4時間である特許請求の範囲第
2項に記載の方法。
[Claims] 1. Organic peroxides and formaldehydes with the methanol formula in the presence of water: R-O-O-R' (where R and R' each represent alkyl or aralkyl having 3 to 12 carbon atoms) In the method for producing ethylene glycol by the reaction of ethylene glycol, based on the total weight of methanol, organic peroxide, formaldehyde and water in the initial reaction mixture, the following range: more than about 6% peroxide water and up to about 12% by weight
About 0.5 to about 35% by weight More than about 12 to about 15% by weight
About 0.5 to about 25% by weight More than about 15 to about 20% by weight
About 0.5 to about 15% by weight More than about 20 to about 25% by weight
An improved process characterized by the use of organic peroxide and water within about 0.5 to about 10% by weight. 2. The method according to claim 1, wherein the organic peroxide is di-tert-butyl peroxide. 3. The method according to claim 1, wherein the reaction time does not exceed 8 hours. 4. Claim 2, wherein the initial reaction mixture contains about 0.5 to about 13% by weight formaldehyde, the remainder being methanol, and the reaction temperature is about 100 to about 200°C and the reaction time is about 0.25 to about 8 hours. The method described in section. 5 The initial reaction mixture contains from about 41 to about 91.5% by weight methanol, from about 6 to about 12% by weight di-tertiary
butyl peroxide, containing about 0.5 to about 35% by weight water and about 2 to about 12% by weight formaldehyde, and having a reaction temperature of about 125°C to about 175°C.
and the reaction time is about 0.5 to about 4 hours. 6 The initial reaction mixture is about 48 to about 85.5 weight percent methanol, about 12 to about 15 weight percent di-tert-butyl peroxide, about 0.5 to about 25 weight percent water, and about 2 to about 12 weight percent formaldehyde. 3. The method of claim 2, wherein the reaction temperature is from about 125 to about 175°C and the reaction time is from about 0.5 to about 4 hours. 7 The initial reaction mixture is about 53 to about 82.5 weight percent methanol, about 15 to about 20 weight percent di-tert-butyl peroxide, about 0.5 to about 15 weight percent water, and about 2 to about 12 weight percent formaldehyde. 3. The method of claim 2, wherein the reaction temperature is 125 to 175°C and the reaction time is about 0.5 to about 4 hours. 8 The initial reaction mixture is about 53 to about 77.5 weight percent methanol, about 20 to about 25 weight percent di-tert-butyl peroxide, about 0.5 to about 10 weight percent water, and about 2 to about 12 weight percent formaldehyde. 3. The method of claim 2, wherein the reaction temperature is from 125 to about 175°C and the reaction time is from about 0.5 to about 4 hours. 9. The initial reaction mixture contains about 68 to about 87% by weight methanol, greater than 6 to about 10% by weight di-tert-butyl peroxide, about 2 to about 12% by weight formaldehyde, and about 5 to about 10% by weight. 3. The method of claim 2, comprising water and a reaction temperature of 125 to 175°C and a reaction time of about 0.5 to about 4 hours.
JP12971682A 1981-07-28 1982-07-27 Ethylene glycol manufacture Granted JPS5826832A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28672181A 1981-07-28 1981-07-28
US286721 1981-07-28
US352920 1982-02-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5826832A JPS5826832A (en) 1983-02-17
JPH0419979B2 true JPH0419979B2 (en) 1992-03-31

Family

ID=23099871

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57129715A Granted JPS5826828A (en) 1981-07-28 1982-07-27 Improved manufacture of ethylene glycol
JP12971682A Granted JPS5826832A (en) 1981-07-28 1982-07-27 Ethylene glycol manufacture

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57129715A Granted JPS5826828A (en) 1981-07-28 1982-07-27 Improved manufacture of ethylene glycol

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JPS5826828A (en)
ZA (2) ZA825422B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786545A (en) * 1986-02-28 1988-11-22 Seiko Epson Corporation Circuit substrate and method for forming bumps on the circuit substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5826828A (en) 1983-02-17
ZA825419B (en) 1984-03-28
JPH0419978B2 (en) 1992-03-31
JPS5826832A (en) 1983-02-17
ZA825422B (en) 1984-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4328375A (en) Process for the production of ethanol and/or acetaldehyde in the presence of metal complex catalyst systems
EP0018032B1 (en) A process for the preparation of a hydrocarbon mixture, and hydrocarbon mixtures so prepared
EP0130058A1 (en) Catalytic conversion of ethers to esters and alcohols
US4484009A (en) Process for the manufacture of glycol monoethers
US4337371A (en) Production of ethylene glycol by reaction of methanol, an organic peroxide and formaldehyde
US6166263A (en) Processes for the manufacture of acrolein
US5345009A (en) Conjoint production of ditertiary butyl peroxide and tertiary butyl alcohol from tertiary butyl hydroperoxide
US4556744A (en) Process for the production of ethanol and/or acetaldehyde by the metal catalysed liquid phase reaction of methanol, carbon monoxide and hydrogen in the presence of a solvent
US6187963B1 (en) Processes for the manufacture of acrolein derivatives
US4412085A (en) Process for producing ethylene glycol
US4357480A (en) Process for the production of ethanol by the liquid phase hydrocarbonylation of methanol
JPH0419979B2 (en)
US4380681A (en) Hydrocarbonylation of methanol to ethanol in the presence of added compounds
US2497304A (en) Preparation of carboxylic acid anhydrides
US3506722A (en) Di(hydroxymethyl)methyl-cyclopentanes
EP0071458B1 (en) Process for producing ethylene glycol
US4644078A (en) Process for the coproduction of dialkyl carbonate and tertiary butanol
EP0071457B1 (en) Improved process for producing ethylene glycol
AU558487B2 (en) Process for the production of dihydrocarbyl oxalates
US3709923A (en) Conversion of aldehydes to esters
US2986568A (en) Manufacture of butyrolactones
US4435605A (en) Process for preparation of 2-phenylethyl alcohols from aromatic aldehydes
US4006190A (en) Production of hydroxyl compounds
FR2489306A1 (en) IMPROVED PROCESS FOR THE PREPARATION OF ETHYLENE GLYCOL
JPS6139294B2 (en)