JPH0796522B2 - Method for producing carboxylic acid from ammonium carboxylate aqueous solution - Google Patents

Method for producing carboxylic acid from ammonium carboxylate aqueous solution

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JPH0796522B2
JPH0796522B2 JP61079161A JP7916186A JPH0796522B2 JP H0796522 B2 JPH0796522 B2 JP H0796522B2 JP 61079161 A JP61079161 A JP 61079161A JP 7916186 A JP7916186 A JP 7916186A JP H0796522 B2 JPH0796522 B2 JP H0796522B2
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ammonium
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ammonia
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修 永野
潔 川上
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軽質留分新用途開発技術研究組合
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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、カルボン酸アンモニウム水溶液からアンモニ
アを回収すると共に、カルボン酸を製造する方法に関す
るものである。カルボン酸のうち特にアクリル酸および
メタクリル酸は、アクリル酸メチルおよびメタクリル酸
メチルの合成原料のみでなく、種々の高級エステルの原
料としても有用である。また、ジカルボン酸のうちコハ
ク酸およびアジピン酸もポリマーの原料として有用であ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for recovering ammonia from an aqueous solution of ammonium carboxylate and producing carboxylic acid. Among carboxylic acids, acrylic acid and methacrylic acid are particularly useful as raw materials for various higher esters as well as synthetic raw materials for methyl acrylate and methyl methacrylate. Among the dicarboxylic acids, succinic acid and adipic acid are also useful as raw materials for the polymer.

(従来の技術) 従来、カルボン酸アンモニウム水溶液よりカルボン酸を
回収する方法として、ほぼ理論量の強酸を加えてカルボ
ン酸を単離する方法があるが、この方法は、多量の廃酸
や強酸のアンモニウム塩が発生し、その処理に伴う費用
が大きく経済的に問題があつた。
(Prior Art) Conventionally, as a method of recovering a carboxylic acid from an aqueous solution of ammonium carboxylate, there is a method of isolating a carboxylic acid by adding an approximately theoretical amount of a strong acid. Ammonium salt was generated, and the cost associated with the treatment was large, which was economically problematic.

また、カルボン酸アンモニウム塩を熱分解し、アンモニ
アを遊離させてカルボン酸を単離させる方法もあるが、
この方法は、一般に高温で行なわれるため、副反応が生
じ、アマイド、ニトリル類等の副生物が生成しやすい。
その上、二重結合を有するカルボン酸アンモニウム塩に
おいては、重合反応が生じてしまうといつた欠点があつ
た。
There is also a method of thermally decomposing a carboxylic acid ammonium salt to liberate ammonia to isolate the carboxylic acid,
Since this method is generally performed at a high temperature, a side reaction occurs and by-products such as amides and nitriles are easily generated.
In addition, the carboxylic acid ammonium salt having a double bond has a drawback when a polymerization reaction occurs.

この対策として、英国特許第967352号公報において、不
飽和カルボン酸アンモニウム塩に少量の水を添加したも
のを、炭化水素等の有機溶媒中で80℃以上の温度で全還
流させながら加熱することにより、アンモニアを遊離除
去し、不飽和カルボン酸を得る方法がある。しかしなが
ら、カルボン酸アンモニウム水溶液にこの方法を適用さ
せた場合、水溶液を一旦乾固するか、または濃縮しなけ
ればならない上、有機溶媒を全還流させながら使用する
ため、エネルギーコストが大きくなる。
As a countermeasure against this, in British Patent No. 967352, by adding a small amount of water to an unsaturated carboxylic acid ammonium salt, by heating while totally refluxing at a temperature of 80 ° C. or higher in an organic solvent such as a hydrocarbon, , There is a method of removing ammonia freely to obtain unsaturated carboxylic acid. However, when this method is applied to an aqueous solution of ammonium carboxylate, the aqueous solution must be once dried to dryness or concentrated, and the organic solvent is used while being totally refluxed, resulting in a large energy cost.

さらに特公昭61−2055において、アクリル酸またはメタ
クリル酸のアンモニウム塩水溶液に、水と60〜100℃の
温度で共沸する不活性有機溶媒を添加して共沸蒸留を行
ない、水および遊離したアンモニアを留出除去してアク
リル酸またはメタクリル酸を得る方法が報告されてい
る。しかしながら、この方法においても多量の不活性有
機溶媒を水と共沸蒸留させなければならないため、エネ
ルギーコストが大きくなる (発明が解決しようとする問題点) 英国特許第967352号および特公昭61−2055号のいずれの
方法においても強酸を使用しないため、廃酸や強酸のア
ンモニウム塩の発生がないという点では注目に値する
が、カルボン酸アンモニウム水溶液に対して大過剰の有
機溶媒の蒸発操作が必要であり、エネルギーコストが大
きく工業的に満足すべき方法ではなかつた。
Further, in Japanese Examined Patent Publication No. 61-2055, an azeotropic distillation is carried out by adding an inert organic solvent which is azeotropic with water at a temperature of 60 to 100 ° C to an aqueous solution of an ammonium salt of acrylic acid or methacrylic acid, and water and liberated ammonia are released. A method for distilling off and obtaining acrylic acid or methacrylic acid has been reported. However, even in this method, a large amount of inert organic solvent has to be azeotropically distilled with water, resulting in high energy cost (problems to be solved by the invention) British Patent No. 967352 and Japanese Patent Publication No. 61-2055. It is worth noting that none of the methods described in No. 1 does not generate a strong acid or ammonium salt of a strong acid because no strong acid is used, but it is necessary to evaporate the organic solvent in a large excess with respect to the ammonium carboxylate aqueous solution. However, the energy cost is high and it is not an industrially satisfactory method.

(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、このような問題点の解決を目標にして、
カルボン酸アンモニウム水溶液から有利にカルボン酸を
製造する方法について鋭意研究を行なつた結果、陰イオ
ン交換樹脂と特定の有機溶媒を使用して、カルボン酸ア
ンモニウム水溶液からカルボン酸を回収する方法が極め
て有効であることを見出し、本発明を完成した。
(Means for Solving Problems) The present inventors aim to solve such problems,
As a result of earnest research on a method for producing a carboxylic acid from an aqueous solution of ammonium carboxylate, a method of recovering the carboxylic acid from the aqueous solution of ammonium carboxylate using an anion exchange resin and a specific organic solvent is extremely effective. Therefore, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、カルボン酸アンモニウム水溶液か
らカルボン酸とアンモニアを分離する方法において、陰
イオン交換樹脂にカルボン酸イオンを吸着させた後、ア
ルコール類、ケトン類、環状エーテル類、ニトリル類、
エステル類、ピロリドン類、ジメチルスルホキシド、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドから選ばれ
る少なくとも一種の有機溶媒を用いて吸着したカルボン
酸イオンをカルボン酸として脱離回収することを特徴と
するカルボン酸アンモニウム水溶液からのカルボン酸の
製造法である。
That is, the present invention is a method for separating carboxylic acid and ammonia from an aqueous solution of ammonium carboxylate, after adsorbing carboxylate ions on an anion exchange resin, alcohols, ketones, cyclic ethers, nitriles,
Carboxylates from ammonium carboxylate aqueous solution characterized by desorbing and recovering carboxylate ions adsorbed using at least one organic solvent selected from esters, pyrrolidones, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, and dimethylacetamide as carboxylic acids. It is a method of producing an acid.

本発明に用いられるカルボン酸アンモニウムとして
は、水に可溶性のものであれば、すべて対象となり得
る。陰イオン交換樹脂への吸着および陰イオン交換樹脂
からの脱離を考慮した場合、カルボン酸アンモニウムを
構成するカルボン酸の水溶液中(25℃)における酸解離
定数(Ka)が10-2から10-7(pKa表示で2から7)の範
囲にあるものが適している。例えば、サリチル酸アンモ
ニウム、安息香酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、プ
ロピオン酸アンモニウム、ノルマルおよびイソ酪酸アン
モニウム、ノルマルおよびイソ吉草酸アンモニウム、ア
クリル酸アンモニウム、メタクリル酸アンモニウム、コ
ハク酸アンモニウム、マロン酸アンモニウム、アジピン
酸アンモニウムなどが利用できる。カルボン酸アンモニ
ウム水溶液の濃度は高濃度である程、陰イオン交換樹脂
にカルボン酸イオンを多量に吸着させることができるの
で有利であるが、通常0.1〜70重量%の濃度である。ま
た、アクリル酸アンモニウムやメタクリル酸アンモニウ
ムのような二重結合を有するカルボン酸アンモニウムの
水溶液を取り扱う場合は、重合しやすいため、ハイドロ
キノンやメトキシハイドロキノンなどの一般的重合防止
剤を添加することが望ましい。重合防止剤の添加量は、
操作温度および操作時間などによつて決定されるが、通
常0.01〜0.5重量%の添加でよい。
Any ammonium carboxylate used in the present invention can be used as long as it is soluble in water. Considering the desorption from the adsorption and anion exchange resin to anion exchange resin, acid dissociation constant in aqueous solution of a carboxylic acid that constitutes the ammonium carboxylate (25 ℃) (Ka) is 10 -2 to 10 - Those in the range of 7 (2 to 7 in pKa display) are suitable. For example, ammonium salicylate, ammonium benzoate, ammonium acetate, ammonium propionate, normal and ammonium isobutyrate, normal and ammonium isovalerate, ammonium acrylate, ammonium methacrylate, ammonium succinate, ammonium malonate, ammonium adipate, etc. Available. The higher the concentration of the ammonium carboxylate aqueous solution is, the more the carboxylate ions can be adsorbed on the anion exchange resin, which is advantageous, but the concentration is usually 0.1 to 70% by weight. Further, when handling an aqueous solution of ammonium carboxylate having a double bond such as ammonium acrylate or ammonium methacrylate, it is preferable to add a general polymerization inhibitor such as hydroquinone or methoxyhydroquinone because it is easily polymerized. The amount of polymerization inhibitor added is
Although it depends on the operating temperature and operating time, etc., it is usually 0.01 to 0.5% by weight.

使用する陰イオン交換樹脂としては、カルボン酸イオ
ンを吸着できるものであるならばいずれの樹脂でもよい
が、樹脂からの有機溶媒によるカルボン酸の脱離を考慮
した場合、弱塩基性の陰イオン交換樹脂が望ましい。好
ましくはNH4 +のpKa値9.25(25℃)より大きなpKa値の官
能基をもつ樹脂がよく、三級のアミン基を有した陰イオ
ン交換樹脂が特に適している。
The anion exchange resin to be used may be any resin as long as it can adsorb carboxylate ions, but in consideration of desorption of the carboxylic acid from the resin by the organic solvent, a weakly basic anion exchange resin is used. Resin is preferred. A resin having a functional group having a pKa value larger than the pKa value of NH 4 + of 9.25 (25 ° C.) is preferable, and an anion exchange resin having a tertiary amine group is particularly suitable.

樹脂に吸着したカルボン酸イオンをカルボン酸として
脱離するために使用する有機溶媒としては、カルボン酸
と反応しない有機溶媒であればいずれでもよいが、水を
含んだ樹脂内への拡散を考慮した場合、親水性の有機溶
媒が望ましい。具体的な例としては、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、ノルマルおよびイソプロパノー
ル、グリコール類等のアルコール類、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、1,4
−ジオキサン等の環状エーテル類、アセトニトリル、ア
クリロニトリル等のニトリル類、酢酸メチル、酢酸エチ
ル等のエステル類があげられるが、親水性であり、かつ
樹脂に対しても親和性を示すジメチルスルホキシド、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ピロリド
ン類は特に適している。
The organic solvent used for desorbing the carboxylate ion adsorbed to the resin as a carboxylic acid may be any organic solvent that does not react with the carboxylic acid, but in consideration of diffusion into the resin containing water. In this case, a hydrophilic organic solvent is desirable. Specific examples include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, normal and isopropanol, glycols, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, 1,4
-Cyclic ethers such as dioxane, nitriles such as acetonitrile and acrylonitrile, and esters such as methyl acetate and ethyl acetate are mentioned, but dimethyl sulfoxide and dimethylformamide which are hydrophilic and have an affinity for resins. , Dimethylacetamide, pyrrolidones are particularly suitable.

操作温度は、陰イオン交換樹脂に対するカルボン酸イ
オンの吸着率、吸着したカルボン酸イオンのカルボン酸
としての脱離率、樹脂の耐熱温度、水溶液の凝固温度等
を考慮すれば、0℃から120℃の範囲が適用できる。し
かしながら、樹脂内への溶液の拡散速度、樹脂の寿命を
考慮すれば、15℃から90℃の範囲が好ましい。さらに好
まくは、カルボン酸イオンの吸着時には15℃から70℃の
温度範囲が、そして、カルボン酸の有機溶媒による脱離
時には50℃から90℃の温度範囲が好ましい。また、操作
圧力に関しては、減圧、常圧、加圧のいずれの条件でも
実施することが可能である。使用する有機溶媒の蒸気圧
が低い場合は、沸騰を防ぐために加圧系で実施するのが
望ましい。使用する装置としては、流動床式装置、固定
床式装置および連続イオン交換式装置のいずれを用いて
もよいが、実用的な面から考慮すれば溶液と樹脂の接触
効率の良い固定床式装置および連続イオン交換式装置が
適している。
The operating temperature is 0 ° C to 120 ° C in consideration of the adsorption rate of carboxylate ion to the anion exchange resin, the desorption rate of the adsorbed carboxylate ion as carboxylic acid, the heat resistant temperature of the resin, the coagulation temperature of the aqueous solution, and the like. The range of can be applied. However, considering the diffusion rate of the solution into the resin and the life of the resin, the range of 15 ° C to 90 ° C is preferable. More preferably, the temperature range of 15 ° C. to 70 ° C. is preferable when adsorbing carboxylate ions, and the temperature range of 50 ° C. to 90 ° C. is preferable when desorbing carboxylic acid with an organic solvent. Regarding the operating pressure, it can be carried out under any conditions of reduced pressure, normal pressure and increased pressure. When the vapor pressure of the organic solvent used is low, it is desirable to carry out the treatment with a pressurized system in order to prevent boiling. As a device to be used, any of a fluidized bed device, a fixed bed device and a continuous ion exchange device may be used, but from a practical point of view, a fixed bed device having a good contact efficiency between a solution and a resin. And continuous ion exchange equipment is suitable.

このように、陰イオン交換樹脂にカルボン酸アンモニウ
ム水溶液を接液し、まず、樹脂相にカルボン酸イオンを
吸着させることにより、アンモニアとカルボン酸の分離
が可能となる。次に、カルボン酸イオンを吸着した陰イ
オン交換樹脂を一旦水洗した後、有機溶媒(以降、脱離
溶媒と記述する)で洗浄すると、吸着していたカルボン
酸イオンがカルボン酸として樹脂より脱離し、カルボン
酸を含んだ脱離溶媒溶液が得られる。この溶液から蒸
留、晶析などの方法により、目的とするカルボン酸を回
収することができる。一方、陰イオン交換樹脂に吸着し
ないアンモニウムイオンは、アンモニア水溶液として回
収されるが、さらに、この水溶液を蒸留することによ
り、濃縮したアンモニア水として回収することも可能で
ある。
Thus, by contacting the ammonium carboxylate aqueous solution with the anion exchange resin and first adsorbing the carboxylate ion on the resin phase, the ammonia and the carboxylic acid can be separated. Next, the anion-exchange resin having adsorbed carboxylate ion is once washed with water and then washed with an organic solvent (hereinafter referred to as a desorption solvent), and the adsorbed carboxylate ion is desorbed from the resin as a carboxylic acid. A desorption solvent solution containing carboxylic acid is obtained. The target carboxylic acid can be recovered from this solution by a method such as distillation or crystallization. On the other hand, ammonium ions that are not adsorbed on the anion exchange resin are recovered as an aqueous ammonia solution, but by further distilling this aqueous solution, it is also possible to recover it as concentrated aqueous ammonia.

(作用および効果) カルボン酸アンモニウム水溶液からアンモニアを回収す
ると共に、カルボン酸を製造する方法において、カルボ
ン酸アンモニウム水溶液を単に加熱するだけでは、アン
モニアとカルボン酸への分解率が低い。
(Operation and effect) In the method of recovering ammonia from an aqueous solution of ammonium carboxylate and producing carboxylic acid, the decomposition rate into ammonia and carboxylic acid is low by simply heating the aqueous solution of ammonium carboxylate.

しかしながら、驚くべきことに、本発明にあるように、
陰イオン交換樹脂と樹脂に吸着したカルボン酸イオンに
対して脱離能力をもつ有機溶媒を用いることにより、低
い温度でカルボン酸アンモニウムの分解反応をほぼ定量
的に行なうことができて、しかも、アンモニアおよびカ
ルボン酸の回収率を大幅に向上させることが可能になつ
た。また、本発明は、従来法と比較すれば、目的とする
カルボン酸より沸点の高い脱離溶媒を選択すれば、水お
よび有機溶媒の蒸発量を著しく減少させることができる
ので、エネルギーコストが低く経済的に有利な方法とな
つた。さらには、脱離溶媒として特定のアルコールを選
択すれば、目的とするカルボン酸のアルコール溶液が得
られ、これより直接エステル化が可能となるので、経済
的に有利な方法となつた。
However, surprisingly, as in the present invention,
By using an anion exchange resin and an organic solvent capable of desorbing carboxylate ions adsorbed on the resin, the decomposition reaction of ammonium carboxylate can be carried out almost quantitatively at a low temperature, and furthermore, ammonia can be decomposed. It has also become possible to significantly improve the recovery rate of carboxylic acids. Further, the present invention, compared with the conventional method, by selecting a desorbing solvent having a higher boiling point than the target carboxylic acid, it is possible to significantly reduce the evaporation amount of water and organic solvent, the energy cost is low. It became an economically advantageous method. Furthermore, if a specific alcohol is selected as the elimination solvent, an alcohol solution of the desired carboxylic acid can be obtained, and direct esterification can be carried out from this, which is an economically advantageous method.

(実施例) 以下、実施例によりさらに具体的に説明する。(Examples) Hereinafter, the present invention will be described more specifically.

実施例1 ジメチルアミン基(CH32N−を官能基としてもつ3級
アミン系の樹脂(三菱化成製DIATON WA−30)をジヤケ
ツト付ガラスカラム(8φ×1m)に充填し、予め用意し
てあつた0.1重量%のハイドロキノンを含む8.9重量%の
アクリル酸アンモニウム水溶液を、25℃、常圧でカラム
上部から通液した。流出液を約5gずつサンプリングし、
ガスクロマトグラフイーで各サンプル中のアンモニアと
アクリル酸を分析したところ、サンプリング総量が約40
gのところで、アンモニア臭のする水溶液が流出し始
め、さらに約20gをサンプリングしたならば、アクリル
酸イオンが流出してきた。得られたアンモニア水の最高
濃度は、約1.7重量%であり、得られたアンモニアの総
量は、硫酸による中和適定を行なつた結果、36mmolであ
つた。次に、カラム内に水を流し、アクリル酸アンモニ
ウム水溶液を水で置換した後、カラムジヤケツト部に70
℃の温水を通液し、カラム内の圧力を5kg/cm2に保ちな
がら、エタノールを脱離溶媒として流した。流出液を約
5gずつサンプリングし、ガスクロマトグラフイーで各サ
ンプル中のエタノールとアクリル酸を分析したところ、
サンプリング総量が約40gのところで、エタノールとア
クリル酸が流れ出してきた。さらに約20gをサンプリン
グしたところで、7.2重量%のアクリル酸のエタノール
溶液が得られた。アクリル酸が流出してこなくなるまで
サンプリングを行ない、得られた各サンプルのアクリル
酸を加算し総量を求めたところ、36.2mmolが得られた。
Example 1 A glass column with a jacket (8φ × 1 m) was filled with a tertiary amine resin (DIATON WA-30 manufactured by Mitsubishi Kasei) having a dimethylamine group (CH 3 ) 2 N− as a functional group, and prepared in advance. An aqueous solution of 8.9% by weight of ammonium acrylate containing 0.1% by weight of hydroquinone was passed from the top of the column at 25 ° C. and normal pressure. Sampling the effluent by about 5 g each,
Analysis of ammonia and acrylic acid in each sample by gas chromatography showed that the total sampling amount was about 40.
At g, an aqueous solution having an ammonia odor started to flow out, and if about 20 g was sampled, acrylate ions started to flow out. The maximum concentration of the obtained aqueous ammonia was about 1.7% by weight, and the total amount of the obtained ammonia was 36 mmol as a result of titration with sulfuric acid. Next, water is poured into the column to replace the ammonium acrylate aqueous solution with water, and then the column jacket is
Hot water at ℃ was passed through, and ethanol was run as a desorbing solvent while maintaining the pressure inside the column at 5 kg / cm 2 . About effluent
Sampling 5g each and analyzing ethanol and acrylic acid in each sample by gas chromatography,
Ethanol and acrylic acid flowed out when the total sampling amount was about 40 g. Further, when about 20 g was sampled, a 7.2 wt% acrylic acid ethanol solution was obtained. Sampling was performed until acrylic acid did not flow out, and acrylic acid of each sample obtained was added to obtain a total amount, which was 36.2 mmol.

実施例2 −CH2NHCH2−基を官能基としてもつ2級アミン系の樹脂
(三菱化成製DIATON WA−20)を実施例1と同じ装置に
充填し、15.4重量%の酢酸アンモニウム水溶液をカラム
上部から、30℃、常圧の条件下で通液した。脱離溶媒と
して1,4−ジオキサンを用いた以外は、実施例1と同様
の操作を行なつた。酢酸イオンの吸着時および酢酸の脱
離時における各流出液サンプル中のアンモニア、酢酸お
よび1,4−ジオキサンを分析した結果、アンモニア水と
して回収できたアンモニアの総量は39.1mmmolであり、
得られたアンモニア水の最高濃度は3.4重量%であつ
た。また、1,4−ジオキサンによつて樹脂から脱離でき
た酢酸の総量は39.2mmolであり、流出流サンプル中の最
高濃度は8.4重量%であつた。
Example 2 A secondary amine resin (DIATON WA-20 manufactured by Mitsubishi Kasei) having a —CH 2 NHCH 2 — group as a functional group was packed in the same apparatus as in Example 1, and a 15.4 wt% ammonium acetate aqueous solution was used as a column. The liquid was passed from the top under the conditions of 30 ° C. and normal pressure. The same operation as in Example 1 was performed except that 1,4-dioxane was used as the elimination solvent. As a result of analyzing ammonia, acetic acid and 1,4-dioxane in each effluent sample at the time of adsorbing acetate ions and desorbing acetic acid, the total amount of ammonia that could be recovered as aqueous ammonia was 39.1 mmol, and
The maximum concentration of the obtained ammonia water was 3.4% by weight. The total amount of acetic acid that could be desorbed from the resin by 1,4-dioxane was 39.2 mmol, and the maximum concentration in the effluent sample was 8.4% by weight.

実施例3〜10 実施例1と同様の操作の行なつて、各種カルボン酸アン
モニウム水溶液からカルボン酸を回収する実験を行なつ
た結果を表1に示す。
Examples 3 to 10 Table 1 shows the results of an experiment in which carboxylic acid was recovered from various ammonium carboxylate aqueous solutions by the same operation as in Example 1.

比較例1 ヘリパツクNo.2を充填した充填塔(18φ×150mm)およ
び還流調節器を備えた500mlフラスコに、メタクリル酸
アンモニウムの50重量%水溶液200gとハイドロキノン0.
2gを入れ、還流比をタイマー設定にて5とし、塔頂圧力
を375mmHgとして蒸留を行なつた。塔底液温度を88℃ま
で上昇させたところ、塔頂よりアンモニア水溶液の留出
が始まり、蒸留開始5時間後、塔底温度が110℃まで上
昇したところで蒸留をうち切つた。その間に塔頂より得
られたアンモニア水は108gで、その濃度は3.5重量%で
あり、仕込メタクリル酸アンモニウムを100%とした時
のアンモニア分解率は24%であつた。なお、メタクリル
アミドへの変質が約2%であり、重合物への変質が約1.
5%あつた。
Comparative Example 1 In a 500 ml flask equipped with a packed column (18φ × 150 mm) filled with helipack No. 2 and a reflux controller, 200 g of a 50 wt% aqueous solution of ammonium methacrylate and hydroquinone.
Distillation was carried out by adding 2 g, setting the reflux ratio to 5 by setting a timer, and setting the column top pressure to 375 mmHg. When the temperature of the liquid at the bottom of the column was raised to 88 ° C., the aqueous ammonia solution began to distill from the top of the column, and 5 hours after the start of distillation, the distillation was stopped when the temperature of the column bottom increased to 110 ° C. During that time, the amount of ammonia water obtained from the top of the column was 108 g, the concentration was 3.5% by weight, and the ammonia decomposition rate was 24% when the charged ammonium methacrylate was 100%. The conversion to methacrylamide was about 2%, and the conversion to polymer was about 1.
5% Atsuta.

比較例2 イソ酪酸アンモニウムの75重量%水溶液200gを、比較例
1と同一の装置および運転条件にて蒸留を行なつた。塔
底液温度を112℃まで上昇させたところ、塔頂よりアン
モニア水溶液の留出が始まり、蒸留開始5時間後、塔底
温度が165℃まで上昇したところで蒸留をうち切つた。
その間に塔頂より得られたアンモニア水は50gで、その
濃度は16重量%であり、仕込イソ酪酸アンモニアを100
%とした場合のアンモニア分解率は32%であつた。しか
し、イソ酪酸アミドへの変質が20%程度見られた。
Comparative Example 2 200 g of a 75 wt% aqueous solution of ammonium isobutyrate was distilled under the same apparatus and operating conditions as in Comparative Example 1. When the temperature of the liquid at the bottom of the column was raised to 112 ° C., the aqueous ammonia solution started to distill from the top of the column, and 5 hours after the start of distillation, the distillation was stopped when the temperature of the column bottom increased to 165 ° C.
During that time, the amount of ammonia water obtained from the top of the tower was 50 g, the concentration thereof was 16% by weight, and the charged isobutyric acid ammonia was 100%.
The ammonia decomposition rate was 32% when it was defined as%. However, about 20% of the conversion to isobutyric acid amide was observed.

実施例11 ジメチルアミン基(CH32N−を官能基としてもつ3級
アミン系の樹脂(オルガノIRA−94)をジヤケツト付ガ
ラスカラム(20φ,1m)に充填した後、ジヤケツト部に8
4℃の温水を流し、カラム内部の温度を80℃に保つた。
次に、0.1重量%のメトキシハイドロキノンを含むメタ
クリル酸アンモニウムの10.3重量%の水溶液を、80℃に
調整した予熱器を通してカラムに通液し、流出液を約20
gずつサンプリングした。各サンプリング中のアンモニ
アおよびメタクリル酸をガスクロマトグラフイーにより
分析したところ、サンプリング総量が約250gのところで
アンモニアが検出され始め、さらに約120gサンプリング
したところでメタクリル酸イオンが検出され始めた。流
出液サンプル中のメタクリル酸イオンの濃度が8.6重量
%になつたところでサンプリングを止め、それまでに得
られたアンモニアの総量を、硫酸中和滴定を行なつて求
めた結果、250mmolであつた。また、得られたアンモニ
ア水の最高濃度は1.7重量%であつた。次に、カラム上
部より80℃の温水を流し、カラム内のメタクリル酸アン
モニウム水溶液を回収したところ、10重量%のメタクリ
ル酸アンモニウム水溶液が得られた(メタクリル酸アン
モニウムとしての回収率は99%以上)。次に、カラム内
の圧力を5kg/cm2に保ちながら、80℃に調整した予熱器
を通して、カラム下部よりメタノールを脱離溶媒として
流した。カラム上部より流出液を約15gずつサンプリン
グし、ガスクロマトグラフイーで各サンプル中のメタノ
ールとメタクリル酸を分析したところ、サンプリング総
量が約220gのところでメタノールとメタクリル酸が検出
され始め、さらに約100gサンプリングしたところで8.0
重量%のメタクリル酸のメタノール溶液が得られた。メ
タクリル酸が流出してこなくなるまでサンプリングを行
ない、得られた各サンプル中のメタクリル酸を加算して
総量を求めたところ、249mmolとなつた。さらに、この
メタクリル酸のメタノール溶液に濃硫酸5mlを添加し、6
0℃で2時間還流しながら反応させたところ、220mmolの
メタクリル酸メチルが得られた。
Example 11 A glass column with a jacket (20φ, 1 m) was filled with a tertiary amine-based resin (organo IRA-94) having a dimethylamine group (CH 3 ) 2 N- as a functional group, and then the jacket portion was filled with 8
The temperature inside the column was kept at 80 ° C by pouring hot water at 4 ° C.
Next, a 10.3% by weight aqueous solution of ammonium methacrylate containing 0.1% by weight of methoxyhydroquinone was passed through the column through a preheater adjusted to 80 ° C, and the effluent was filtered to about 20%.
G was sampled. When ammonia and methacrylic acid in each sampling were analyzed by gas chromatography, ammonia started to be detected when the total sampling amount was about 250 g, and methacrylic acid ion started to be detected after further sampling about 120 g. Sampling was stopped when the concentration of methacrylate ions in the effluent sample reached 8.6% by weight, and the total amount of ammonia obtained up to that point was found to be 250 mmol as a result of sulfuric acid neutralization titration. The maximum concentration of the obtained ammonia water was 1.7% by weight. Next, when warm water of 80 ° C was poured from the upper part of the column to recover the ammonium methacrylate aqueous solution in the column, an ammonium methacrylate aqueous solution of 10% by weight was obtained (the recovery rate as ammonium methacrylate was 99% or more). . Next, while keeping the pressure in the column at 5 kg / cm 2 , methanol was made to flow from the lower part of the column as a desorbing solvent through a preheater adjusted to 80 ° C. About 15 g of effluent was sampled from the upper part of the column, and when methanol and methacrylic acid in each sample were analyzed by gas chromatography, methanol and methacrylic acid began to be detected at a total sampling amount of about 220 g, and about 100 g was sampled. By the way 8.0
A methanol solution of methacrylic acid in weight% was obtained. Sampling was performed until methacrylic acid did not flow out, and methacrylic acid in each obtained sample was added to obtain a total amount, which was 249 mmol. Further, add 5 ml of concentrated sulfuric acid to the methanol solution of methacrylic acid,
When the reaction was carried out under reflux at 0 ° C. for 2 hours, 220 mmol of methyl methacrylate was obtained.

実施例12 ジメチルアミン基(CH32N−を官能基としてもつ3級
アミン系の樹脂(オルガノIRA−94)を実施例11と同じ
充填カラムに詰めた後、ジヤケツト部に53℃の温水を流
して、カラム内部の温度を50℃に保つた。0.1重量%の
ハイドロキノンを含むメタクリル酸アンモニウムの20重
量%の水溶液を、予め50℃に調整した予熱器を通してカ
ラム下部より通液し、カラム上部からの流出液を約20g
ずつサンプリングした。実施例11と同じ方法で各サンプ
リング中のアンモニアとメタクリル酸を分析したとこ
ろ、得られたアンモニアの総量は294mmolであり、その
最高濃度は3.3重量%であつた。次に、カラム上部より5
0℃の温水を流し、カラム内のメタクリル酸アンモニウ
ム水溶液を押し出したところ、19重量%のメタクリル酸
アンモニウム水溶液が回収できた(メタクリル酸アンモ
ニウムとしての回収率は99%以上)。その後、ジヤケツ
ト部に90℃の温水を流して、カラム内部の温度を86℃に
保つた。次に、予め90℃に予熱してあつたジメチルスル
ホキシドを脱離溶媒として、カラム上部から流した。実
施例11と同様の操作および分析を行なつた結果、得られ
たメタクリル酸の総量は301mmolであり、メタクリル酸
の最高濃度は20重量%であつた。ここで得られたメタク
リル酸のジメチルスルホキシド溶液に、5mlの濃硫酸と
メタノール900mmolを添加し、70℃で4時間還流を行な
つたところ、210mmolのメタクリル酸メチルが生成し
た。
Example 12 A tertiary amine resin having a dimethylamine group (CH 3 ) 2 N- as a functional group (Organo IRA-94) was packed in the same packed column as in Example 11, and then warm water at 53 ° C. was placed in the jacket. To maintain the temperature inside the column at 50 ° C. A 20% by weight aqueous solution of ammonium methacrylate containing 0.1% by weight of hydroquinone was passed through the preheater adjusted to 50 ° C from the bottom of the column, and about 20 g of the effluent from the top of the column was passed.
Each was sampled. When ammonia and methacrylic acid in each sampling were analyzed by the same method as in Example 11, the total amount of ammonia obtained was 294 mmol, and the maximum concentration thereof was 3.3% by weight. Then from the top of the column 5
When hot water at 0 ° C was poured and the ammonium methacrylate aqueous solution in the column was extruded, a 19 wt% ammonium methacrylate aqueous solution could be recovered (the recovery rate as ammonium methacrylate was 99% or more). Then, 90 ° C. warm water was flown through the jacket to keep the internal temperature of the column at 86 ° C. Next, dimethyl sulfoxide, which had been preheated to 90 ° C. in advance, was made to flow from the upper part of the column as a desorption solvent. As a result of performing the same operation and analysis as in Example 11, the total amount of methacrylic acid obtained was 301 mmol, and the maximum concentration of methacrylic acid was 20% by weight. To the dimethylsulfoxide solution of methacrylic acid obtained here, 5 ml of concentrated sulfuric acid and 900 mmol of methanol were added, and the mixture was refluxed at 70 ° C. for 4 hours, whereby 210 mmol of methyl methacrylate was produced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−14917(JP,A) 特開 昭61−500553(JP,A) DIAION Manual of I on Exchange Resins (2)〔Revised Editio n〕,第29−30頁,三菱化成工業株式会社 (昭和52年) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-54-14917 (JP, A) JP-A-61-550553 (JP, A) DIAION Manual of Ion Exchange Resins (2) [Revised Edition], Pages 29-30, Mitsubishi Kasei Co., Ltd. (1972)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】カルボン酸アンモニウム水溶液からカルボ
ン酸とアンモニアを分離する方法において、陰イオン交
換樹脂にカルボン酸イオンを吸着させた後、アルコール
類、ケトン類、環状エーテル類、ニトリル類、エステル
類、ピロリドン類、ジメチルスルホキシド、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミドから選ばれる少なく
とも一種の有機溶媒を用いて吸着したカルボン酸イオン
をカルボン酸として脱離回収することを特徴とするカル
ボン酸アンモニウム水溶液からのカルボン酸の製造法。
1. A method for separating carboxylic acid and ammonia from an aqueous solution of ammonium carboxylate, which comprises adsorbing a carboxylate ion on an anion exchange resin, and then alcohols, ketones, cyclic ethers, nitriles, esters, Production of carboxylic acid from ammonium carboxylate aqueous solution characterized by desorbing and recovering carboxylate ion adsorbed by using at least one organic solvent selected from pyrrolidones, dimethylsulfoxide, dimethylformamide and dimethylacetamide Law.
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