JPH0753689B2 - メタクリル酸の精製法 - Google Patents

メタクリル酸の精製法

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JPH0753689B2
JPH0753689B2 JP2292188A JP2292188A JPH0753689B2 JP H0753689 B2 JPH0753689 B2 JP H0753689B2 JP 2292188 A JP2292188 A JP 2292188A JP 2292188 A JP2292188 A JP 2292188A JP H0753689 B2 JPH0753689 B2 JP H0753689B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、メタクリル酸の精製法に関し、詳しくは、イ
ソブチレン、第三級ブタノール、メタクロレインまたは
イソブチルアルデヒドの気相接触酸化反応によってメタ
クリル酸を製造するプロセスにおいて、酸化反応器から
誘導されたメタクリル酸含有ガスを冷却して得られるメ
タクリル酸水溶液から高純度でかつ高品質のメタクリル
酸を得るための精製方法に関する。
〔従来の技術〕
イソブチレン、第三級ブタノール、メタクロレインまた
はイソブチルアルデヒドを水蒸気の存在下に分子状酸素
で一段または二段の反応で接触酸化して得られる反応ガ
ス中には、目的物のメタクリル酸のほかに、例えば、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸、マレイン酸、シトラコン酸、
安息香酸、トルイル酸、テレフタル酸等のカルボン酸類
やホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンア
ルデヒド、メタクロレイン、ベンズアルデヒド、トルア
ルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類が副生物とし
て含まれている。これらの不純物の大部分は、抽出や蒸
留等の通常の精製手段で分離精製が可能である。しか
し、微量に含まれる不純物を除去することは難しく、例
えばマレイン酸、シトラコン酸およびアルデヒド類を完
全に除去することは困難である。特にアルデヒド類が含
まれる場合は、紫外部領域に吸収がみられ、得られたメ
タクリル酸製品の着色をきたす不都合な現象を引き起す
ことが多く、好ましくない。
メタクリル酸中に含まれるアルデヒド類の除去方法とし
ては、ヒドラジン、エチレンジアミン、アニリン、ポリ
アミン等のアミン類(特開昭49-51217、同52-23017)、
エチレングリコール(特開昭58-128336)、重亜硫酸塩
(特開昭59-44337、同59-44338、同59-93027、同60-252
44)、メルカプタン類(特開昭60-6635)、レゾルシ
ン、ピロガロール、α−ナフトール(特開昭60-13054
6)等を添加する方法がそれぞれ知られている。本発明
者らもすでに特願昭61-308728によりメタフェニレンジ
アミンおよび/またはメタアミノフェノールを、特開平
1-96146号公報により2,4−ジアミノジフェニルアミノま
たは、メタトルイレンジアミン(別名2,4−ジアミノト
ルエン)を添加接触処理して除去する方法を提案してい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、アミン類はアルデヒド除去効果が充分で
なく処理後のメタクリル酸蒸留工程で重合を起こし易
い。グリコール、重亜硫酸塩、メルカプタン類も除去効
果が弱く、多量に添加する必要があり、添加物質による
メタクリル酸の二次汚染や反応損失の原因となる。ま
た、レゾルシン等のフェノール類は、硫酸、塩酸等の強
酸性物質の共在下においてはじめて除去効果が発揮され
るものであり、操作が煩雑化すると共に、実装置におい
ては高級な設備材料を選定使用する必要がある。
また、メタフェニレンジアミン、メタアミノフェノー
ル、2,4−ジアミノジフェニルアミンまたはメタトルイ
レンジアミンの使用においても、アルデヒド除去効果は
著しいものがあるが、メタクリル酸中に含まれるアルデ
ヒド類が多量に存在する場合、必然的にこれら添加物の
使用量が増加する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者等は、前記問題点を解決するため鋭意研究を行
った結果、粗メタクリル酸を蒸留精製する際に蒸留塔濃
縮部中段よりサイドカットすることにより、単純な蒸留
や抽出方法では除去困難なアルデヒド類の少ないメタク
リル酸が得られることを見出し本発明を完成するに至っ
たものである。
すなわち本発明のメタクリル酸の精製法は、酸化触媒の
存在下にイソブチレン、第三級ブタノール、メタクロレ
インまたは、イソブチルアルデヒドの気相接触酸化して
得られる粗メタクリル酸を溶剤抽出し、次いで抽出溶剤
を蒸留分離して得られる粗メタクリル酸を蒸留するに際
し、蒸留塔濃縮部中段より抜き出した留分とメタフェニ
レンジアミン、メタアミノフェノール、2,4−ジアミノ
ジフェニルアミン、メタトルイレンジアミンからなる群
から選ばれた化合物の一種または二種以上の混合物とを
接触処理したのち蒸留精製することを特徴とするもので
ある。
メタクリル酸は、通常、イソブチレン、第三級ブタノー
ル、メタクロレインまたはイソブチルアルデヒドを一段
ないしは二段の触媒層によって接触酸化して得られる。
このような方法において、メタクリル酸は反応生成ガス
を冷却凝縮捕集したメタクリル酸を含む水溶液から溶剤
抽出した後、抽出溶剤分離工程、軽沸点物分離工程およ
び重質物分離工程の蒸留操作を経て精製される。
本発明の方法で処理される粗メタクリル酸としては、上
記工程の抽出溶剤分離後のメタクリル酸、軽沸点物分離
後のメタクリル酸あるいは重質物分離後のメタクリル酸
等のいずれも適用でき、経済的に、より最大の除去効果
を得るためには、より少ないアルデヒド類含有の留分を
用いることが好ましい。例えば、メタクリル酸抽出溶剤
の除去された後のメタクリル酸から、重質物を除去する
ための蒸留塔濃縮部中段より抜き出した留分からは、通
常塔頂から得られる留分に対し、アルデヒド類で50%程
度しか含まれていないメタクリル酸が得られる。蒸留塔
フィード口より上部を濃縮部とした場合、本発明におい
て蒸留塔濃縮部中段とは、フィード口と塔頂との中間領
域を指す。具体的には、フィード液組成、留分組成、缶
出組成、還流比、その他の運転条件によって適宜中段の
位置が決められる。
本発明において使用するメタフェニレンジアミン、メタ
アミノフェノール、2,4−ジアミノジフェニルアミン、
メタトルイレンジアミンのうち一種または二種以上の混
合物の添加量は、メタクリル酸中に含まれる不飽和二塩
基酸に基づくカルボン酸基およびアルデヒド基に対して
等モル以上、好ましくは2倍モル以上、特に好ましくは
3倍モル以上である。メタクリル酸製造工程における実
液中の多成分の不純物を厳密に分析することは困難であ
り、また、本発明を適用するメタクリル酸がどのような
分離精製工程を経てきたかによっても異なるが、通常は
定量可能な不飽和二塩基酸に基づくカルボン酸基および
アルデヒド基に対して3〜10倍モルの範囲で使用され
る。
メタフェニレンジアミン、メタアミノフェノール、2,4
−ジアミノジフェニルアミン、メタトルイレンジアミン
のうちの一種または二種以上の混合物とメタクリル酸と
の接触処理は、例えば反応槽において常温下で両者を混
合するだけでよいが、反応処理を短時間に完結させるた
めに50〜100℃の温度範囲に加熱することが好ましい。
接触処理時間は通常1〜60分でよいが、続く蒸留工程に
おいて加熱されるため、特別な加熱処理を省略すること
もできる。例えば、メタフェニレンジアミン、メタアミ
ノフェノール、2,4−ジアミノジフェニルアミン、メタ
トルイレンジアミンのうちの一種または二種以上の混合
物を粉体のまま、あるいは高純度のメタクリル酸等に溶
解して反応槽に供給するか、またはサイドカットされた
メタクリル酸の第二蒸留塔の供給液、缶液、または塔内
へ所定量添加するだけの簡便な操作で実施することも可
能である。
〔図面の説明〕
本発明を図面により具体的に説明する。
第1図は、本発明の一実施例によるフロー図である。
軽沸点物、抽出溶剤等の除去された粗メタクリル酸を高
沸点成分を除去する第一蒸留塔(1)ヘライン(4)を
介して供給する。第一蒸留塔(1)において、一部を塔
頂より留出させ、一部を濃縮部中段より抜き出し、残り
を塔底より高沸点成分として缶出する。塔頂よりの留分
はライン(5)を介し次工程のエステル化工程へ、該塔
(1)濃縮部中段より抜き出された留分は、ライン
(7)を介して反応槽(2)に送られ、ライン(8)よ
り供給される高純度メタクリル酸等に溶解したメタフェ
ニレンジアミン、メタアミノフェノール、2,4−ジアミ
ノジフェニルアミン、メタトルイレンジアミンのうち一
種または二種以上の混合物と接触混合処理されたのち第
二蒸留塔(3)に供給される。第二蒸留塔(3)におい
て、塔頂よりアルデヒド類の除去された精メタクリル酸
が、塔底よりはアルデヒド類と反応したメタフェニレン
ジアミン、メタアミノフェノール、2,4−ジアミノジフ
ェニルアミン、メタトルイレンジアミン等が高沸点成分
と共に缶出される。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
本発明に用いる蒸留塔および反応槽の概要を第1表に示
す。
実施例1 第三級ブタノールを酸化触媒の存在下に分子状酸素を含
有するガスと気相接触反応させ、高温反応生成ガスを急
冷し、得られるメタクリル酸水溶液からメタクロレイン
等の軽沸物を除去し、更にメタクリル酸水溶液をヘキサ
ンで抽出した。この抽出液よりヘキサンおよび低沸点成
分を蒸留除去して第2表に示す粗メタクリル酸を得た。
塔頂温度95℃、圧力60mmHg、還流比0.5で運転している
第一蒸留塔(1)へ該粗メタクリル酸を20Kg/Hで供給し
た。塔頂より12Kg/Hで留出し次工程のエステル化工程
へ、濃縮部中段からは6Kg/Hの割合で抜き出して反応槽
(2)へ供給した。反応槽(2)は60℃に調節されてお
り、高純度メタクリル酸に溶解したメタフェニレンジア
ミン1wt%溶液を0.3Kg/Hで反応槽(2)へ供給し、該濃
縮部中段留分との接触混合処理が滞留時間30分程度とな
るように6.3Kg/Hで第二蒸留塔(3)へ供給した。
第二蒸留塔(3)は、第一蒸留塔(1)と同様に塔頂温
度95℃、圧力60mmHg、還流比0.5で運転し、塔頂より4.3
Kg/Hの精製された精メタクリル酸を得、塔底より2.0Kg/
Hのアルデヒド類等と反応したメタフェニレンジアミン
および高沸点成分を缶出した。第2表に粗メタクリル
酸、第一蒸留塔の塔頂留分および濃縮部中段抜き出し留
分、第二蒸留塔の塔頂留分の組成および吸光度(10mmの
ガラスセルを使用し、350nmの−Log Tを測定)を各々示
した。第一蒸留塔濃縮部中段抜き出しのメタクリル酸中
にはアルデヒド類が少なく、少量のメタフェニレンジア
ミンで処理することができ、且つ、第二蒸留塔塔頂部分
は着色が著しく改良されている。
実施例2 高純度メタクリル酸に溶解した1wt%メタフェニレンジ
アミンを1wt%メタアミノフェノールに変えた他は実施
例1と同様に行った結果、第二蒸留塔の塔頂留分につい
て吸光度を測定した結果−Log Tが0.03であり着色の改
良された精メタクリル酸が得られた。
比較例1 メタフェニレンジアミンをアニリンに変えた他は実施例
1と同様に行った。第二蒸留塔の塔頂留分について吸光
度を測定した結果−Log Tが0.15であり着色の改善は認
められなかった。
実施例3 実施例1と同様の方法において、反応槽を除きメタフェ
ニレンジアミンを第二蒸留塔内に直接供給した結果実施
例1と同様の結果を得た。
実施例4〜8 実施例1で得られた第一蒸留塔濃縮部中段留分を、操作
圧力60mmHg、還流比0.5で20段数オルダーショウを用い
て第3表に示す添加物を、マレイン酸、フルフラール、
ベンズアルデヒドの合計量の5倍モルになるように添加
し、各々蒸留して得られたメタクリル酸の吸光度を測定
した結果、第3表に示す様に何れも合格値が得られた。
〔発明の効果〕
本発明の方法により極めて簡便な操作でメタクリル酸中
に含まれるアルデヒド類を効率的、且つ、経済的に除去
できることから、着色のない高品位のメタクリル酸を得
る優れた方法を提供することができ産業上利用価値が高
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例によるフロー図である。 1……第一蒸留塔、2……反応槽、3……第二蒸留塔、
4……粗メタクリル酸供給ライン、5〜11……各ライ
ン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬川 博三 新潟県北蒲原郡中条町協和町2―1 (72)発明者 與口 勝治 大阪府高石市加茂4―7―411 (56)参考文献 特開 昭64−100143(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化触媒の存在下にイソブチレン、第三級
    ブタノール、メタクロレインまたは、イソブチルアルデ
    ヒドを気相接触酸化して得られる粗メタクリル酸を溶剤
    抽出し、次いで抽出溶剤を蒸留分離して得られる粗メタ
    クリル酸を蒸留するに際し、蒸留塔濃縮部中段より抜き
    出した留分とメタフェニレンジアミン、メタアミノフェ
    ノール、2,4−ジアミノジフェニルアミン、メタトルイ
    レンジアミンからなる群から選ばれた化合物の一種また
    は二種以上の混合物とを接触処理したのち蒸留精製する
    ことを特徴とするメタクリル酸の精製法。
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