JPH0632762A - Recovery of carboxylic ester reaction product - Google Patents

Recovery of carboxylic ester reaction product

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JPH0632762A
JPH0632762A JP5138890A JP13889093A JPH0632762A JP H0632762 A JPH0632762 A JP H0632762A JP 5138890 A JP5138890 A JP 5138890A JP 13889093 A JP13889093 A JP 13889093A JP H0632762 A JPH0632762 A JP H0632762A
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JP
Japan
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azeotrope
stream
reaction
alcohol
reaction product
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JP5138890A
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Japanese (ja)
Inventor
Der Beek Douwe Christiaan Van
ドウヴエ・クリスチアーン・ウアン・デル・ベーク
Blank Peter Bastiaan De
ペーテル・バスチアーン・デ・ブランク
Kishor Jhalaria
キシヨール・ジヤーラリア
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C67/52Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C67/54Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation

Abstract

PURPOSE: To recover a carboxylate ester reaction product through specified processes from a reaction mixture contg. an azeotrope-forming alcohol precursor and further impurities.
CONSTITUTION: The reaction mixture contg. a carboxylate ester reaction product mixed with at least one azeotrope-forming alcohol precursor, e.g. an alkanol and further impurities is drawn and fractionated and the carboxylate ester reaction product is recovered from the reaction system as follows; the reaction mixture is first fractionated into a carboxylate ester product-contg. stream and a 1st azeotrope stream, an additional azeotrope-forming alcohol precursor is sufficiently added to the 1st azeotrope stream so as to provide a total concn. of the alcohol in excess of its azeotropic concn. and the resultant alcohol- enriched stream is fractionated into a 2nd azeotrope stream for recycle to the reaction system and a 1st residue stream for disposal.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも1種の共沸
混合物生成性アルコール前駆体および更に不純物と混合
しているカルボン酸エステルを含む反応混合物の取り出
し及び分別により、反応帯域からカルボン酸エステル反
応生成物を回収する方法に係る。更に特定的には、本発
明は、連続生産プロセスにおける反応流出物からの、好
ましくはアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステ
ルである精製されたカルボン酸エステルの回収に係り、
その反応流出物は、該エステルと共沸混合物を形成する
対応するアルコールと混合しているカルボン酸エステル
生成物、ならびにカルボン酸エステル及び/又はアルコ
ールと共沸混合物を生成してもしなくてもよい更なる不
純物を含むものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the removal of a reaction mixture containing at least one azeotrope-forming alcohol precursor and a carboxylic acid ester further mixed with impurities and fractionation thereof from the reaction zone. The present invention relates to a method for collecting a reaction product. More specifically, the present invention relates to the recovery of a purified carboxylic acid ester, preferably an alkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid, from a reaction effluent in a continuous production process,
The reaction effluent may or may not form an azeotrope with the carboxylic ester and / or the carboxylic ester and / or alcohol mixed with the corresponding alcohol to form an azeotrope with the ester. It contains further impurities.

【0002】[0002]

【従来の技術】種々のカルボン酸エステルの製造プロセ
スが、カルボン酸エステルに対するアルコール前駆体
を、反応帯域において所要の化学量論的量を越えて用い
て行われている。例えば、平衡反応において、反応はか
くして完了近くまでなされ得る。これに代えて、接触反
応において単位触媒および時間あたりに生産される生成
物として表現される変換率は、増大させ得る。所要の化
学量論的量を越えて用いられるアルコール前駆体は、若
しそれが安価であれば、廃棄しても良いが、好ましくは
プロセスの連続的又は半連続的操作モードにおいて、反
応帯域にリサイクルされる。いずれにしても、それは、
反応生成物から、例えば分別により分離しなければなら
ない。
BACKGROUND OF THE INVENTION Various carboxylic acid ester production processes have been carried out using alcohol precursors to the carboxylic acid ester in the reaction zone in excess of the required stoichiometric amount. For example, in an equilibrium reaction, the reaction can thus be run to near completion. Alternatively, the conversion, expressed as product produced per unit catalyst and time in the catalytic reaction, can be increased. Alcohol precursors that are used in excess of the required stoichiometric amount may be discarded if they are cheap, but are preferably added to the reaction zone in the continuous or semi-continuous mode of operation of the process. Be recycled. In any case, it is
It must be separated from the reaction product, for example by fractionation.

【0003】適用されている温度及び圧力の条件下で液
体の形にある、カルボン酸エステル反応生成物及び過剰
量のアルコール前駆体の混和物を含む反応混合物に関し
て、この分別は、例えば蒸留により、分離すべき成分の
異なる揮発度を利用することが便利である。これは、各
成分が不連続の揮発度を有する共沸混合性の反応混合物
に対して何らの問題も生じない。また、反応生成物及び
/又はリサイクルされるアルコール前駆体の、ライトエ
ンド及び/又はヘビーエンドの汚染物質からのトッピン
グ及び/又はテイリングは、標準的化学技術を用いて行
われ得る。
For reaction mixtures containing a mixture of carboxylic acid ester reaction product and an excess of alcohol precursor in liquid form under the conditions of temperature and pressure applied, this fractionation is carried out, for example by distillation. It is convenient to take advantage of the different volatility of the components to be separated. This does not cause any problems for azeotropic reaction mixtures where each component has discontinuous volatility. Also, the topping and / or tailing of reaction products and / or recycled alcohol precursors from light-end and / or heavy-end contaminants can be done using standard chemistry techniques.

【0004】しかしながら、若しカルボン酸エステル反
応生成物とアルコール前駆体とが共沸混合物を形成する
と、この共沸混合物は、カルボン酸エステル反応生成物
の揮発度より高い、あるいは、時折低い揮発度により分
離される。この共沸混合物は、反応生成物の一部を含ん
でいるので、通常経済的理由で反応にリサイクルされ
る。連続プロセスでは、反応流出物の一部をリサイクル
する時、反応体、副反応又は触媒残査から生じるような
汚染物質の蓄積を避ける手立てが行われるべきである。
したがって、かような汚染物質を含むブリード流れがプ
ロセスから取り出されるべきである。反応生成物又は共
沸混合物の揮発度より低い揮発度を有するヘビーエンド
及び高い揮発度を有するライトエンドは、在来の方法を
用いて、フラッシングにより、又はブリード流れ及び/
又は蒸留オーバーヘッド又はボトムとして適当な位置に
おいて、好ましくは当該汚染物質の最大濃度が生じる位
置において分離除去することが出来る。これらのトッピ
ング又はテイリング工程は、共沸混合物の揮発度と反応
生成物の揮発度との間の揮発度を有するかあるいはこの
揮発度の範囲で反応生成物と更なる共沸混合物を形成す
る中間体汚染物質を除去するもので無い。
However, if the carboxylic acid ester reaction product and the alcohol precursor form an azeotrope, the azeotrope will have a volatility higher or, at times, lower than that of the carboxylic acid ester reaction product. Separated by. This azeotrope contains some of the reaction products and is usually recycled into the reaction for economic reasons. In a continuous process, when recycling a portion of the reaction effluent, measures should be taken to avoid the accumulation of contaminants such as those resulting from reactants, side reactions or catalyst residues.
Therefore, a bleed stream containing such contaminants should be removed from the process. Heavy ends having a volatility lower than that of the reaction product or azeotrope and light ends having a higher volatility can be used by conventional methods, by flashing or by bleed flow and / or
Alternatively, it can be separated off at a position suitable as a distillation overhead or bottom, preferably at the position where the maximum concentration of the contaminant occurs. These topping or tailing processes have a volatility between that of the azeotrope and that of the reaction product, or intermediate to form a further azeotrope with the reaction product in this volatility range. It does not remove body contaminants.

【0005】米国特許第4280010号は、アクリル
酸と過剰量の低級アルコールとの反応によるアルキルア
クリレート製造のための連続プロセスを開示している
が、そこでは、アクリル酸エステルおよび前駆体アルコ
ールよりなる生成物流れの有機相が蒸留塔に供給され、
反応器へリサイクルされる塔頂部からのアルコールとエ
ステルとの共沸混合物流れ、および、更に純粋になるま
で蒸留による精製を受ける塔底部からの粗エステル生成
物の流れへと分別される。ヘビーエンドは、反応器から
のブリード流れで系から除去され、一方、エステル/ア
ルコール共沸混合物と純粋なエステルとの間で沸騰する
汚染物質は明らかに、最終の精製工程で除去される。
US Pat. No. 4,280,0010 discloses a continuous process for the production of alkyl acrylates by reacting acrylic acid with an excess of a lower alcohol, in which a product consisting of an acrylate ester and a precursor alcohol is formed. The organic phase of the product stream is fed to the distillation column,
Fractionation into an azeotrope stream of alcohol and ester from the top of the column recycled to the reactor and a crude ester product stream from the bottom of the column which undergoes purification by distillation until more pure. Heavy ends are removed from the system with the bleed stream from the reactor, while contaminants boiling between the ester / alcohol azeotrope and pure ester are obviously removed in the final purification step.

【0006】米国特許第4250328号は、直接エス
テル化プロセスによるメチル・イソブチレート又はメタ
クリレートの製造を開示しているが、そこでは、過剰量
のイソ酪酸又はメタクリル酸前駆体が、反応帯域におい
て反応平衡をずらし反応流出物中におけるアルコールの
量を最小化するために使用され、共沸混合物生成に関連
する課題を克服する試みがなされている。しかしなが
ら、この方法は、エステル交換およびカルボニル化のよ
うな遊離酸以外の前駆体を使用するプロセスには適用で
きず;所要のブリード流れによるメタクリル酸の損失を
生じ;また、メタクリル酸リサイクル流れにおける重合
の問題を生じ得る。
US Pat. No. 4,250,328 discloses the production of methyl isobutyrate or methacrylate by a direct esterification process, in which an excess of isobutyric acid or methacrylic acid precursor drives the reaction equilibrium in the reaction zone. It has been used to minimize the amount of alcohol in the staggered reaction effluent and attempts have been made to overcome the problems associated with azeotrope formation. However, this method is not applicable to processes that use precursors other than free acids such as transesterification and carbonylation; resulting in the loss of methacrylic acid due to the required bleed flow; and also in the methacrylic acid recycle stream. Can cause problems.

【0007】近接した揮発度を有する成分の分離を目指
した、これ以外のプロセスは、例えば米国特許第407
0254号、米国特許第4518462号及び欧州特許
出願公開公報第390577号から知られており、これ
らは、除去すべき不純物と共沸混合物を生成させるた
め、精製すべき生成物からより容易に分離できる外来成
分を混合物に添加するものである。
Other processes aimed at separating components of close volatility have been described, for example, in US Pat. No. 407.
No. 0254, US Pat. No. 4,518,462 and EP-A-390577, which produce an azeotrope with the impurities to be removed and thus can be more easily separated from the product to be purified. The exogenous component is added to the mixture.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】共沸混合物生成によ
り、公知の回収プロセスは共通に、アルコール前駆体の
過剰量を含む分離された流れが、カルボン酸エステル生
成物の一部も含む。実際上、カルボン酸エステル反応生
成物の共沸混合物流れ中の濃度は、その共沸混合濃度よ
りも寧ろ高くなる。第1に、商業的に操業している蒸留
塔において、理論的な分離度は、経済的に受入れられる
装置を使用してのみ近づけられ得る。第2に、カルボン
酸エステル生成物の精製が回収プロセスの主な目標なの
で、蒸留は、カルボン酸エステルに関する最も効果的な
分離を、エステルの揮発度と共沸混合物との揮発度との
間の範囲の揮発度を有する反応流出物中に存在する、更
なる不純物に関しても達成されるように操業することが
好ましい。それ故、共沸混合物が純粋カルボン酸エステ
ルの揮発度より高い揮発度を有する場合、反応流出物
を、純粋カルボン酸エステルの揮発度より直ぐ上の揮発
度でカットすることが、より軽質の不純物が実質上無い
生成物流れ、および全ての共沸混合物生成性アルコール
前駆体及び中間体不純物並びにカルボン酸エステルのか
なりの量を含む共沸混合物流れへの分別を達成するため
に、好ましい。反応帯域にリサイクルされるので、原理
上、この部分のカルボン酸エステル生成物は失われな
い。しかしながら、中間体不純物の存在は、連続プロセ
ス内における不所望の蓄積を招く。これは、リサイクル
流れの一部をブリードすること又はリサイクルされる実
質的に純粋な共沸混合物および廃棄される中間体不純物
を含む塔底物質に、更なる分別を適用することにより、
避けられるべきである。
Due to azeotrope formation, known recovery processes commonly have a separated stream containing an excess of alcohol precursor also containing a portion of the carboxylic ester product. In practice, the concentration of the carboxylic ester reaction product in the azeotrope stream will be much higher than the azeotrope concentration. First, in commercially operating distillation columns, the theoretical degree of separation can only be approximated using economically acceptable equipment. Second, since purification of the carboxylic ester product is the main goal of the recovery process, distillation provides the most effective separation for carboxylic esters between the volatility of the ester and that of the azeotrope. Preference is given to operating so that further impurities present in the reaction effluent having a volatility in the range are also achieved. Therefore, if the azeotrope has a volatility higher than that of the pure carboxylate ester, it is desirable to cut the reaction effluent at a volatility just above the volatility of the pure carboxylate ester to obtain lighter impurities. Is substantially free of azeotrope, and fractionation into an azeotrope stream containing a significant amount of all azeotrope-forming alcohol precursor and intermediate impurities and carboxylic acid esters is preferred. In principle, the carboxylic acid ester product of this part is not lost since it is recycled to the reaction zone. However, the presence of intermediate impurities leads to unwanted accumulation in the continuous process. This is done by bleeding a portion of the recycle stream or by applying further fractionation to the bottoms material containing the substantially pure azeotrope recycled and the intermediate impurities discarded.
Should be avoided.

【0009】実質的に純粋な共沸混合物の分離の後、こ
の塔底物質流れは、その主要成分として、幾らかのカル
ボン酸エステル生成物を含むものとなるが、それは中間
体不純物の含有量から見て廃棄され、その結果このカル
ボン酸エステル製造プロセスの全収率の低下を招く。更
に、この塔底物質流れにおける、水のようなある不純物
は、混和性の問題を引き起こす。
After separation of the substantially pure azeotrope, this bottoms material stream will have some of its carboxylic ester product as its major component, which is due to the content of intermediate impurities. It is discarded in view of this, resulting in a reduction in the overall yield of this carboxylic ester production process. Moreover, some impurities in this bottoms stream, such as water, cause miscibility problems.

【0010】本発明は、これらの問題を、プロセスから
ブリードされるべき中間体不純物のためのキャリヤとし
て貴重な反応生成物の使用を回避した回収プロセスを提
供することにより、解決することを目的とする。
The present invention aims to solve these problems by providing a recovery process which avoids the use of valuable reaction products as carriers for intermediate impurities to be bleed from the process. To do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】従って、上記したような
回収プロセスが提供される、そのプロセスは: a)反応混合物を、カルボン酸エステル生成物含有の流
れ、および第1の共沸混合物の流れに分別する工程; b)工程a)で得た第1の共沸混合物の流れに、追加的
共沸混合物生成性アルコール前駆体を充分に加えて、そ
の共沸混合物濃度を越える全アルコール濃度を提供する
工程;および c)工程b)で得たアルコール富化の流れを分別して、
反応帯域へのリサイクル用の第2の共沸混合物の流れ、
および廃棄用の第1の残査の流れとする工程を含む。
Accordingly, a recovery process as described above is provided, which comprises: a) a reaction mixture, a carboxylic ester product-containing stream, and a first azeotrope stream. B) Addition of sufficient additional azeotrope-forming alcohol precursor to the stream of the first azeotrope obtained in step a) to bring the total alcohol concentration above that azeotrope concentration. Providing; and c) fractionating the alcohol-enriched stream obtained in step b),
A second azeotrope stream for recycling to the reaction zone,
And a step of making the first residue stream for disposal.

【0012】[0012]

【作用】本発明のプロセスによつて、カルボン酸エステ
ル製造プロセスから取り出すべき中間体不純物を含む第
1の残査の流れは、その主要なキャリヤ成分としてアル
コール前駆体を含むことが達成される。かように、貴重
なエステル生成物のよりも安価なアルコール前駆体の量
が廃棄され、生成物の全収率は結果的に増大する。更
に、アルコールは、一般にエステルより多能な溶媒特性
を有しているので、第1の残査の流れの水性成分との混
和性の問題は避けられる。
By the process of the present invention, it is achieved that the first retentate stream containing the intermediate impurities to be removed from the carboxylic ester production process contains an alcohol precursor as its major carrier component. Thus, less expensive amounts of alcohol precursor than the valuable ester product are wasted, resulting in an overall increase in product yield. Furthermore, since alcohols generally have more versatile solvent properties than esters, miscibility problems with the aqueous component of the first residue stream are avoided.

【0013】また、本回収方法は、非常に都合よくカル
ボン酸エステル製造プロセスに組み込まれる。工程b)
で加えられた追加的共沸混合物生成性アルコール前駆体
の一部は、工程c)で得た共沸混合物の流れの量の相対
的増加により、反応帯域にリサイクルされ、カルボン酸
エステル製造プロセスの供給物(の一部)として役立
つ。この特定の量は、正規のアルコール前駆体供給物の
対応する減少により容易に補償され得る。更に、本方法
は、何等の外来成分を導入しないので、精製工程を何等
複雑化することが無い。
The present recovery method is also very conveniently incorporated into the carboxylic acid ester production process. Step b)
A portion of the additional azeotrope-forming alcohol precursor added in step c) is recycled to the reaction zone due to the relative increase in the amount of azeotrope stream obtained in step c), and the carboxylic acid ester production process Serves as (part of) a supply. This particular amount can be easily compensated by a corresponding decrease in the regular alcohol precursor feed. Furthermore, since the present method does not introduce any foreign component, the purification step is not complicated at all.

【0014】本回収方法は、前駆体の一種としてカルボ
ン酸エステル生成物と共沸混合物を形成するアルコール
を使用する、種々のカルボン酸エステル製造プロセスか
らの反応流出物に適用することが出来る。かようなプロ
セスには、典型的に、カルボン酸とアルコールとの直接
エステル化、カルボン酸エステルと異なるアルコールと
のエステル交換、およびエチレン的及び/又はアセチレ
ン的に不飽和な化合物のアルコール存在下でのカルボニ
ル化が含まれる。
The present recovery method can be applied to reaction effluents from various carboxylic ester production processes that use an alcohol that forms an azeotrope with the carboxylic ester product as one of the precursors. Such processes typically involve the direct esterification of a carboxylic acid with an alcohol, transesterification of a carboxylic acid ester with a different alcohol, and the presence of an alcohol of an ethylenically and / or acetylenically unsaturated compound. Carbonylation of

【0015】好ましくは、かようなプロセスは、例え
ば、平衡をずらし、あるいは触媒の効率を増大させるた
めに、反応帯域における化学量論的に過剰な量のアルコ
ール前駆体を用いて行われる。しかしながら、当量のア
ルコール前駆体供給物を用いる時もまた、反応流出物
は、反応の不完全さにより残存アルコール前駆体を含み
得、その場合本回収方法を適用することができる。かよ
うな流出物はまた、精製工程を複雑化する他の前駆体の
対応する未反応の量も含んでいるので、後者の操作モー
ドは好まれない。
Preferably, such a process is carried out with a stoichiometric excess of alcohol precursor in the reaction zone, eg to shift the equilibrium or increase the efficiency of the catalyst. However, also when using an equivalent amount of alcohol precursor feed, the reaction effluent may contain residual alcohol precursor due to incomplete reaction, in which case the present recovery method can be applied. The latter mode of operation is not preferred because such effluents also contain corresponding unreacted amounts of other precursors which complicate the purification process.

【0016】カルボン酸エステルと対応するアルコール
との対の典型的な例は、メタノール/メチルアセテー
ト、メタノール/メチルイソブチレート、メタノール/
メチルアクリレート、メタノール/メチルメタクリレー
ト、n−ブタノール/n−ブチルホルメートおよびn−
ペンタノール/n−ペンチルホルメートが挙げられ、い
ずれも二元共沸混合物を形成する。本回収方法はまた、
カルボン酸エステルと対応するアルコールとが、反応流
出物中に存在する更なる成分と共に三元又はそれより高
元の共沸混合物を形成する場合、例えば、水/メタノー
ル/メチルクロロアセテート、水/エタノール/エチル
アセテート、水/n−プロパノール/n−プロピルアセ
テートおよび水/イソアミルアルコール/イソアミルア
セテートにも適用できる。
Typical examples of carboxylic acid ester and corresponding alcohol pairs are methanol / methyl acetate, methanol / methyl isobutyrate, methanol /
Methyl acrylate, methanol / methyl methacrylate, n-butanol / n-butyl formate and n-
Pentanol / n-pentyl formate are mentioned, both of which form a binary azeotrope. This recovery method also
Where the carboxylic acid ester and the corresponding alcohol form a ternary or higher azeotrope with further components present in the reaction effluent, for example water / methanol / methylchloroacetate, water / ethanol It is also applicable to / ethyl acetate, water / n-propanol / n-propyl acetate and water / isoamyl alcohol / isoamyl acetate.

【0017】共沸組成物及び特定の物理的条件に対する
補正ファクターのための信頼し得る実験式に関する広範
囲の文献データは入手可能である。これに基づき、アル
コールのその共沸濃度を超過する全濃度を達成するのに
要する共沸混合物生成性アルコール前駆体の追加的最小
量は、容易に計算出来る。より多い量は、添加してもよ
く、またより高い程度の精製に貢献し得る。上限は、本
質的に経済的配慮により決定される。
Extensive literature data is available on reliable empirical formulas for azeotropic compositions and correction factors for specific physical conditions. On this basis, the additional minimum amount of azeotrope-forming alcohol precursor required to achieve a total concentration of alcohol that exceeds its azeotropic concentration can be readily calculated. Larger amounts may be added and may contribute to a higher degree of purification. The upper limit is essentially determined by economic considerations.

【0018】本発明プロセスにより回収されるべき反応
生成物が不飽和カルボン酸のエステルであることは、か
ような生成物が、それらの不純物に対して厳しい基準を
課している重合プロセスにおける広範囲の用途を有して
いるので、好ましい。代表的な不飽和カルボン酸は、3
から6個の炭素原子を有し得る。
The fact that the reaction products to be recovered by the process of the present invention are esters of unsaturated carboxylic acids means that such products impose stringent standards on their impurities in a wide range of polymerization processes. It is preferable because it has the use of Typical unsaturated carboxylic acid is 3
May have from 6 to 6 carbon atoms.

【0019】本発明プロセスにおける共沸混合物生成性
アルコール前駆体は、好ましくは、典型的に1から6個
まで、より典型的には1から4個までの炭素原子を有す
るアルカノールである。従って、対応する反応生成物
は、不飽和カルボン酸のアルキルエステルである。
The azeotrope-forming alcohol precursor in the process of the present invention is preferably an alkanol, which typically has from 1 to 6, more typically from 1 to 4 carbon atoms. Thus, the corresponding reaction product is an alkyl ester of unsaturated carboxylic acid.

【0020】最も好ましい反応生成物は、C1 〜C4
ルキル・アクリレートおよびメタクリレートのクラスに
より構成され、その場合、共沸混合物生成性アルコール
前駆体は、対応するC1 〜C4 アルカノールである。最
も好ましい反応生成物の例は、メチルアクリレート、エ
チルアクリレート、n−ブチルアクリレート、メチルメ
タクリレートおよびn−ブチルメタクリレートである。
The most preferred reaction products consist of the class of C 1 -C 4 alkyl acrylates and methacrylates, in which case the azeotrope-forming alcohol precursor is the corresponding C 1 -C 4 alkanol. Examples of the most preferred reaction products are methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, methyl methacrylate and n-butyl methacrylate.

【0021】メチルメタクリレートのような最も好まし
い反応生成物は、メタクリル酸とメタノールとの、例え
ば、酸触媒の存在下における直接エステル化により、又
は、プロピンと一酸化炭素およびエタノールとの、カチ
オンパラジュウム/ホスフィン触媒の存在下における反
応により作られて来た。上述したように、アルコール
は、反応帯域において普通、それぞれメタクリル酸また
はプロピンに関して化学量論的に過剰に存在していた。
全てのメタクリル酸またはプロピンが変換されようがさ
れまいが、その場合、反応流出液が、メチルメタクリレ
ート生成物の他に残存アルコールを含むことになる。
The most preferred reaction products such as methylmethacrylate are the cationic palladium / methoxides by direct esterification of methacrylic acid with methanol, for example in the presence of an acid catalyst, or with propyne with carbon monoxide and ethanol. It has been made by reaction in the presence of a phosphine catalyst. As mentioned above, the alcohol was usually in stoichiometric excess with respect to methacrylic acid or propyne, respectively, in the reaction zone.
Whether all methacrylic acid or propyne is converted, the reaction effluent will then contain residual alcohol in addition to the methylmethacrylate product.

【0022】本発明に従って、カルボン酸エステル反応
生成物が回収されるべき反応混合物は、中間体不純物の
他に、高い及び/又は低い沸点のエンドを含み得、それ
は、それぞれ反応生成物または共沸混合物より低いまた
は高い揮発度を有する、もしくは、若しその共沸混合物
が負の共沸混合物であれば、その逆の揮発度を有する不
純物を意味する。純粋な生成物を得るためには、かよう
な不純物を除去することが望ましい。
According to the present invention, the reaction mixture from which the carboxylic acid ester reaction product is to be recovered may contain, in addition to intermediate impurities, high and / or low boiling point endo, which is the reaction product or the azeotrope, respectively. Impurities with lower or higher volatility than the mixture, or if the azeotrope is a negative azeotrope, have the opposite volatility. In order to obtain a pure product, it is desirable to remove such impurities.

【0023】それゆえ、本発明の好ましい具体例によれ
ば、そのプロセスは更に、反応生成物及び共沸混合物の
揮発度より低い揮発度を有するヘビーエンドを含む流れ
を分離する工程を含む。このヘビーエンドのテイリング
は、例えば蒸留などの普通の化学技術を用いて行われ得
る。このヘビーエンドは、確実なやり方で廃棄して良
い。このヘビーエンドは、しばしば触媒又は触媒残査を
含み、その場合、再生後であって良い触媒又はその成分
のリサイクリングは、経済的理由を考慮しても良い。ヘ
ビーエンドのテイリング工程は、共沸混合物の流れの分
離に先立ち、又はその後に行われ得る。
Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, the process further comprises the step of separating the stream containing the reaction product and the heavy end having a volatility lower than that of the azeotrope. This heavy-end tailing can be done using conventional chemical techniques such as distillation. This heavy end may be disposed of in a reliable manner. The heavy ends often contain catalysts or catalyst residues, in which case recycling of the catalyst or its components, which may be after regeneration, may be considered for economic reasons. The heavy-end tailing step may occur prior to or after separation of the azeotrope stream.

【0024】本発明のプロセスの別の好ましい具体例に
よれば、そのプロセスは更に、共沸混合物及び反応生成
物の揮発度より高い揮発度を有するライトエンドを含む
流れを分離する工程を含む。このライトエンドのトッピ
ングは、例えば蒸留又はフラッシングなどの普通の化学
技術を用いて行われ得る。本発明による分別において、
幾つかの流れが、それらの異なる揮発度により差別され
且つ分離される。この分別は、等圧条件の下で温度勾配
を適用することにより行われ得る。それは又、等温又は
疑似等温条件の下での、多段階圧力解放により行われ得
る。この分別は、蒸留により行われることが好ましい。
According to another preferred embodiment of the process of the present invention, the process further comprises the step of separating a stream containing an azeotrope and a light end having a volatility higher than that of the reaction product. This light end topping can be done using conventional chemical techniques such as distillation or flushing. In the sorting according to the present invention,
Several streams are differentiated and separated by their different volatility. This fractionation can be done by applying a temperature gradient under isobaric conditions. It can also be done by multi-stage pressure release under isothermal or quasi-isothermal conditions. This fractionation is preferably performed by distillation.

【0025】[0025]

【実施例】例示目的の例として取り上げると、メチルメ
タクリレート(MMA)製造のための、メタノール(M
eOH)存在下のプロピンのカルボニル化の反応流出物
は、水およびアセトンのような少量の不純物の他に、5
2モル%のMMA及び46モル%のMeOHを含み得
る。MMA生成物が本発明に従って回収されるべき時、
反応流出物は、トレイNo.6に供給物入口を備えた1
6個のトレイを有する第1蒸留塔において、0.5バー
ル(絶対)の圧力、それぞれ塔底で80℃、塔頂で43
℃の温度で、分別され得る。これは、純MMAの沸点よ
り僅かに低い温度での流れのカットをもたらし、塔底か
らのヘビーエンド含有MMA生成物の流れ、塔頂では、
MMAより揮発し易い痕跡量の不純物の他に、9.34
モル%のMMA、90.45モル%のMeOHおよび
0.21モル%の水を含む第1共沸混合物の流れをもた
らす。若し所望であれば、共沸混合物の沸点より低い沸
点の不純物は、この点で、例えば、フラッシング又は蒸
留により、プロセスから除去されて良い。適用された条
件下の共沸混合物組成は、4モル%のMMAおよび96
モル%のMeOHである。
EXAMPLES Taken as an example for illustrative purposes, methanol (M) for the production of methyl methacrylate (MMA).
The reaction effluent of the carbonylation of propyne in the presence of (eOH) contains, in addition to water and minor impurities such as acetone, 5
It may contain 2 mol% MMA and 46 mol% MeOH. When the MMA product is to be recovered according to the present invention,
The reaction effluent was tray no. 1 with 6 feed inlets
In a first distillation column with 6 trays, a pressure of 0.5 bar (absolute), 80 ° C. at the bottom and 43 at the top, respectively.
It can be fractionated at a temperature of ° C. This results in a stream cut at a temperature slightly below the boiling point of pure MMA, with a heavy end-containing MMA product stream from the bottom of the column, at the top.
In addition to trace amounts of impurities that are more volatile than MMA, 9.34
This results in a first azeotrope stream comprising mol% MMA, 90.45 mol% MeOH and 0.21 mol% water. If desired, impurities with boiling points below the boiling point of the azeotrope may be removed from the process at this point, for example by flashing or distillation. The azeotrope composition under the applied conditions is 4 mol% MMA and 96
Mol% MeOH.

【0026】共沸混合物と純MMAとの間の範囲で沸騰
する、アセトンのような、痕跡量の不純物の、第2塔
(10個のトレイ:供給物入口:トレイNo.6,p=
0.5バール(絶対),Tbot =59℃,Ttop =45
℃)からの蒸留的分別による除去(本発明の教示を適用
しない)のための共沸混合物の流れの直接テイリング
は、実質上中間体不純物の無い、7.59モル%のMM
A、92.37モル%のMeOHおよび0.04モル%
の水を含むリサイクル用塔頂生成物および、この点でプ
ロセスから取り去られる中間体不純物の他に、57.5
9モル%のMMA、37.11モル%のMeOHおよび
5.30モル%の水を含む廃棄用塔底生成物をもたら
す。
A second column of trace impurities, such as acetone, boiling in the range between the azeotrope and pure MMA (10 trays: feed inlet: tray No. 6, p =
0.5 bar (absolute), T bot = 59 ° C, T top = 45
Direct tailing of the azeotrope stream for distillative removal from C. C.) (without applying the teachings of the invention) is substantially free of intermediate impurities at 7.59 mol% MM.
A, 92.37 mol% MeOH and 0.04 mol%
57.5 in addition to the recycle overhead product containing water and intermediate impurities removed from the process at this point.
This gives a waste bottoms product containing 9 mol% MMA, 37.11 mol% MeOH and 5.30 mol% water.

【0027】本発明によると、第1の共沸混合物の流れ
に、追加的なMeOHがそのモル濃度を94.60モル
%まで上げるために添加され、それにより、痕跡量の不
純物の他に、5.28モル%のMMA、94.60モル
%のMeOHおよび0.12モル%の水の組成のアルコ
ール富化の第1の共沸混合物の流れが得られる。この流
れの第2塔(10個のトレイ,供給物入口:トレイN
o.6,p=0.5バール(絶対),Tbot =55℃,
top =45℃)からの分別は、実質上中間体不純物の
無い、5.33モル%のMMA、94.66モル%のM
eOHおよび0.01モル%の水を含むリサイクル用塔
頂生成物、および中間体不純物の他に、3.26モル%
のMMA、91.72モル%のMeOHおよび5.00
モル%の水を含む廃棄用塔底生成物をもたらす。
According to the invention, additional MeOH is added to the stream of the first azeotrope in order to raise its molar concentration to 94.60 mol%, whereby, in addition to trace impurities, An alcohol-enriched first azeotrope stream is obtained having a composition of 5.28 mol% MMA, 94.60 mol% MeOH and 0.12 mol% water. Second tower of this stream (10 trays, feed inlet: tray N
o. 6, p = 0.5 bar (absolute), T bot = 55 ° C.,
(T top = 45 ° C.), practically no intermediate impurities, 5.33 mol% MMA, 94.66 mol% M
3.26 mol% in addition to the recycle overhead product containing OH and 0.01 mol% water, and intermediate impurities
MMA, 91.72 mol% MeOH and 5.00
A waste bottom product containing mol% water is obtained.

【0028】本発明は、第2塔の塔底から廃棄されるM
MAの割合の大幅な低減をもたらすことが判る。更に、
本発明に従って得られた、この塔底の流れ中のメタノー
ルの高い割合は、存在する水の量に関する混和性問題を
排除する。第1の共沸混合物の流れをMMA380.5
0kg/hrの割合で生じるプロセスの場合の流れで表
現した、モル組成データを次表に挙げる。
In the present invention, M is discarded from the bottom of the second tower.
It can be seen that this results in a significant reduction in the proportion of MA. Furthermore,
The high proportion of methanol in the bottoms stream obtained according to the invention eliminates miscibility problems with the amount of water present. The first azeotrope stream was added to MMA 380.5
The following table lists the molar composition data, expressed as a flow for the process occurring at a rate of 0 kg / hr.

【0029】[0029]

【表1】 本発明 発明以外第1の共沸混合物 MMA 380.5kg/hr 380.5kg/hr MeOH 1179.9kg/hr 1179.9kg/hr 水 1.6kg/hr 1.6kg/hr MeOH(添加) 1000 kg/hrリサイクル流れ MMA 375.2kg/hr 298.7kg/hr MeOH 2132.1kg/hr 1163.0kg/hr 水 0.1kg/hr 0.2kg/hr廃棄流れ MMA 5.3kg/hr 81.8kg/hr MeOH 47.8kg/hr 16.9kg/hr 水 1.5Kg/hr 1.4Kg/hrThe present invention Other than the invention The first azeotropic mixture MMA 380.5 kg / hr 380.5 kg / hr MeOH 1179.9 kg / hr 1179.9 kg / hr water 1.6 kg / hr 1.6 kg / hr MeOH (addition ) 1000 kg / hr recycle stream MMA 375.2 kg / hr 298.7 kg / hr MeOH 2132.1 kg / hr 1163.0 kg / hr water 0.1 kg / hr 0.2 kg / hr waste stream MMA 5.3 kg / hr 81. 8 kg / hr MeOH 47.8 kg / hr 16.9 kg / hr Water 1.5 Kg / hr 1.4 Kg / hr

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドウヴエ・クリスチアーン・ウアン・デ ル・ベーク オランダ国 2596 エイチ・アール、 ハ ーグ、カレル・ウアン・ビラントラーン 30 (72)発明者 ペーテル・バスチアーン・デ・ブランク オランダ国 2596 エイチ・アール、 ハ ーグ、カレル・ウアン・ビラントラーン 30 (72)発明者 キシヨール・ジヤーラリア オランダ国 4791 アール・エス、 クル ンデルト、 ヴエステリーケ・ランドヴエ グ 1 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Douwe Kristian van der Beek Holland 2596 H.A.R., The Hague, Karel van Bilantran 30 (72) Inventor Peter Bastien De・ Blank Country 2596 H.A.R., The Hague, Karel Juan Villantran 30 (72) Inventor Kishjor Giararia The Netherlands 4791 A.R.S., Krundelt, Vesterike Landvueg 1

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共沸混合物生成性アルコール前駆体およ
び更に不純物と混合しているカルボン酸エステルを含む
反応混合物の取り出し及び分別により、反応帯域からカ
ルボン酸エステル反応生成物を回収する方法であって、
次記工程を含む方法: a)反応混合物を、カルボン酸エステル生成物含有の流
れ、および第1の共沸混合物の流れに分別する工程; b)工程a)で得た第1の共沸混合物の流れに、追加的
共沸混合物生成性アルコール前駆体を充分に添加して、
その共沸混合物濃度を越える全アルコール濃度を提供す
る工程;および c)工程b)で得たアルコール富化の流れを、反応帯域
へのリサイクル用の第2の共沸混合物の流れ、および廃
棄用の第1の残査の流れに分別する工程。
1. A method for recovering a carboxylic acid ester reaction product from a reaction zone by taking out and fractionating a reaction mixture containing an azeotrope-forming alcohol precursor and a carboxylic acid ester further mixed with impurities. ,
A method comprising the steps of: a) fractionating the reaction mixture into a carboxylic ester product-containing stream and a first azeotrope stream; b) the first azeotrope obtained in step a). To the stream of the azeotrope with sufficient additional azeotrope-forming alcohol precursor to add,
Providing a total alcohol concentration above its azeotrope concentration; and c) the alcohol-enriched stream obtained in step b) to a second azeotrope stream for recycling to the reaction zone and for disposal. The step of separating into the first residual flow of.
【請求項2】 更に、反応生成物及び共沸混合物の揮発
度より低い揮発度を有するヘビーエンドを含む流れを分
離する工程を含む請求項1に記載の方法。
2. The method of claim 1 further comprising the step of separating a stream containing the reaction product and a heavy end having a volatility less than that of the azeotrope.
【請求項3】 更に、共沸混合物及び反応生成物の揮発
度より高い揮発度を有するライトエンドを含む流れを分
離する工程を含む請求項1又は2に記載の方法。
3. A process according to claim 1 or 2 further comprising the step of separating a stream comprising a light end having a volatility higher than that of the azeotrope and the reaction product.
【請求項4】 反応生成物が、不飽和カルボン酸のエス
テルである請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the reaction product is an ester of an unsaturated carboxylic acid.
【請求項5】 共沸混合物生成性アルコール前駆体が、
アルカノールである請求項4に記載の方法。
5. The azeotrope-forming alcohol precursor comprises:
The method according to claim 4, which is an alkanol.
【請求項6】 反応生成物が、アルキル・アクリレート
又はメタクリレートであり、且つ共沸混合物生成性アル
コール前駆体が対応するアルカノールである請求項5に
記載の方法。
6. The method of claim 5 wherein the reaction product is an alkyl acrylate or methacrylate and the azeotrope-forming alcohol precursor is the corresponding alkanol.
【請求項7】 分別が蒸留により行われる請求項1〜6
のいずれかに記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the fractionation is performed by distillation.
The method described in any one of.
JP5138890A 1992-05-20 1993-05-18 Recovery of carboxylic ester reaction product Pending JPH0632762A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS51146418A (en) * 1975-06-10 1976-12-16 Nippon Zeon Co Ltd Purification of methacrylic esters
DE3161884D1 (en) * 1980-06-20 1984-02-16 Asahi Chemical Ind Process for purifying methyl methacrylate

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SG48903A1 (en) 1998-05-18
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DE69309535T2 (en) 1997-07-24
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