JPH08511030A - クメンヒドロペルオキシドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、クメンからのフェノールの製造の分野に関する。本発明は、酸素の存在下で液相中でクメンを酸化することによってクメンヒドロペルオキシドを連続的に製造する方法に関する。本発明に従う方法は、アルカリ金属及び（又は）アルカリ土類金属の水酸化物及び炭酸塩から選択される少なくとも１種の試薬の存在下で実施され、前記試薬は、導入したクメンの量に対して２〜１０ｐｐｂ（水酸化ナトリウムとして表わして）の範囲の量で用いられる。本発明はまた、こうして得られたヒドロペルオキシドをフェノールの製造に用いることにも関する。

Description

【発明の詳細な説明】 クメンヒドロペルオキシドの製造方法 この発明は、クメンからのフェノールの製造の分野に位置付けられる。より特 定的には、この発明は、この方法の第一段階、即ちクメンヒドロペルオキシドの 製造に関する。 クメンからのフェノールの製造は工業的によく知られた方法であり、連続的に 実施され、本質的に２つの段階を含む。 第一の段階は、酸素含有気体を用いてクメンを液相中で酸化してクメンヒドロ ペルオキシドにすることから成る。こうして得られたヒドロペルオキシドを次い で第二段階において分解して、フェノール及びアセトンを得る。 この第二段階の前に、生成したヒドロペルオキシドを濃縮することが必要であ る。実際、プロセスの効率及び安全性の理由で、クメンの酸化反応は、反応混合 物中のヒドロペルオキシドがある濃度になったら、それ以上は実施されない。そ の理由は、一定濃度以上になると生成したヒドロペルオキシドの早期の開裂が起 こり、この開裂は制御不能になることがあり、従ってこの早期の開裂を防止する ためである。反応混合物のヒドロペルオキシド含有率は一般的に４０重量％を越 えず、従ってフェノ ールへの開裂の前に濃縮段階が必要である。 この方法の最初の部分の際には、クメンヒドロペルオキシドが生成するのと同 時に、様々な副生成物、例えば特にジメチルフェニルカルビノール、過酸化ジク ミル又はアセトフェノン、並びにフェノール及び有機酸が生成する。後者の化合 物の存在は、反応にとって有害であることが認識されている。実際、酸はヒドロ ペルオキシドのフェノールへの開裂を促進し、フェノールはそれ自体酸化反応の 抑制剤である。 この理由のために、多くの方法は、クメンの酸化反応を様々な添加剤の存在下 、例えば特に前記の化合物を中和する、アルカリ金属の水酸化物若しくは炭酸塩 又はクメンヒドロペルオキシドのアルカリ金属塩から選択される試薬の存在下で 実施することを推奨している。 クメンヒドロペルオキシドを製造するための第一のタイプの方法は、数％程度 の量で中和剤を存在させた下で反応を実施することから成る。しかしながら、こ れらの方法には、比較的有意の含有率でかかる試薬を用いることによる問題点が ある。 一方で、この量が有意の量であるということは、プロセスのための追加の原料 費用が無視できないものであるということを意味する。 他方で、これらは、クメンヒドロペルオキシドの濃縮段階の前に追加の装置の 使用を必要とする。実際、このタイプの添加剤を使用するとアルカリ金属塩が生 成し、 このアルカリ金属塩は、濃縮段階の際に用いられる装置の汚れ付着を防止するた めに、この濃縮段階の前に反応混合物から除去しなければならない。この操作は 、反応混合物を１回以上水で洗浄することによってのみ可能である。しかしなが ら、このような方法は、前記のヒドロペルオキシドの濃縮段階の前に、洗浄され た反応混合物の予備濃縮段階を実施することを必要とする。 アルカリ金属塩を除去するために、反応混合物を炉過するというような別の手 段を考えることができる。しかしながら、既知の方法において用いられる試薬の 量は、このような方法を産業的規模で実施することを不可能にする。何故ならば 、フィルターは塩の堆積によって非常に迅速に汚れ付着して、使用不能になるか らである。さらに、この分離操作は、濾過された塩が粘稠性を有し、濾過自体及 び続いてのフィルターの洗浄を実施困難にするので、比較的問題があるものであ る。 最後に、前記の塩は不安定であり、空気にさらされた時に自然に発火すること があるので、安全性の問題が生じることがある。 クメンヒドロペルオキシドを製造するための第二のタイプの方法は、媒体中に 存在するクメンに対して数百ｐｐｍの程度の量で中和剤を用いて反応を実施する ことから成る。かかる方法は特に日本特許出願３２８７５７４号に記載されてい る。しかしながら、この方法は高圧において実施される。 クメンヒドロペルオキシドを製造するための別のタイプの既知の方法は、中和 剤を添加することなくクメンの酸化を実施することから成る。その代わりに、反 応の進行中に反応が行なわれる反応器内で酸性度が高まった時には、好ましい反 応条件に戻すためにプロセスのある種の操作特徴を変更することが推奨されてい る。かくして、その他の全ての反応パラメーターを一定に保ちながら温度を下げ ることができるが、しかし、酸化速度の低減及びその結果としてのプロセスの生 産性の低下という不利益が伴う。別の可能な経路は、良好な生産性を維持するた めに温度を高めることだろう。しかしながら、このような場合には、この良好な 生産性は、製造されるクメンヒドロペルオキシドの早期の開裂の可能性の結果と して、選択性及びおそらく安全性を犠牲にして達成されるだろう。 ヒドロペルオキシド製造の反応温度の制御の問題は、特にヨーロッパ特許公開 第３２７５８号明細書において取り扱われている。かくして、温度の移動が観察 された時には、反応混合物１トン当たりに塩基性物質０.０５〜２０ｇを添加す ることが推奨されている。さらに、好ましくは、反応混合物の温度を下げるべき であると示されている。しかしながら、この文献は、具体的には、クメンより反 応性が低い化合物であるエチルベンゼンヒドロペルオキシドの製造の場合を取り 扱っているだけである。 従って、本発明の目的は、クメンからのフェノールの既知の製造方法、より特 定的にはクメンの酸化段階の前記の問題点を解消することにある。かくして、本 発明に従う方法は、前記の酸化反応を有意の酸化速度で、この酸化速度を維持す るために一時的にでも反応を生産性にとって好ましくない条件下に置く必要なく 、実施することを可能にするものである。さらに、本発明に従う方法は、生成し たヒドロペルオキシドの濃縮段階の前に置かれるフィルターの汚れ付着の問題を なくすことを可能にする。 これらの目的及びその他の目的は、本発明によって達成される。従って、本発 明は、酸素含有気体の存在下でクメンを含む反応用混合物を液相中で酸化するこ とによってクメンヒドロペルオキシドを連続的に製造する方法であって、アルカ リ金属及び（又は）アルカリ土類金属の水酸化物及び炭酸塩から選択される少な くとも１種の試薬の存在下で酸化反応を実施すること並びに前記試薬を導入した クメンの量に対して２〜１０ｐｐｂ（水酸化ナトリウムとして表わして）の範囲 の量で用いることを特徴とする、前記方法に関する。 全く驚くべきことに、前記の量のように低い量は、産業として開発して利益を 上げられる酸化条件を維持するのに充分であるということがわかった。比較とし て、従来技術に従った反応混合物中の中和剤の濃度はかなり高く、通常０.１〜 数％の範囲である。 さらに、前記試薬の存在の結果として、安定な操作条件を維持するために反応 パラメーターを変更することはもはや必要ではなく、単に中和剤の量を調節する だけでよい。 その他の利点及び特徴は、以下の説明及び実施例を読めばさらにはっきりする だろう。 前記のように、クメンからのフェノールの製造方法は２つの主な段階、即ち、 クメンを酸化してヒドロペルオキシドにする段階と、このペルオキシドを分解し てアセトンとフェノールとの混合物にする段階とを含む。 クメンの酸化反応は一般的に１個又は直列の多数の装置（又は酸化装置）中で 実施される。より特定的には、この酸化反応は２〜８個の装置中で実施される。 最後の酸化装置の出口における反応混合物は、その中に見出されるアルカリ金 属塩の痕跡を除去するように処理される。この処理には、当業者に周知の任意の 方法を用いることができる。しかしながら、特に有利な方法は、濾過法を用いて 反応混合物からのこの塩の分離を実施するものである。 次いで、この反応混合物を、一方で未反応クメンをクメンヒドロペルオキシド から分離するために、他方で前記ペルオキシドを流出物中のこの化合物の含有率 が約８０〜８５％になるまで濃縮するために、処理する。 この操作は、一段階で実施することもでき、多段階で実施することもできる。 慣用的には、１個又はそれ以上 の分別カラムを用いた真空下での蒸留の原理を利用する。 次いで、濃縮されたヒドロペルオキシド流を分解して、フェノール及びアセト ンにする。 この方法の第一段階の際に、クメンは一段階で又は多段階で酸素含有気体によ って酸化される。 酸化装置に導入されるクメンは、一部が新たなクメンから成り、一部が再循環 されたクメンから成る。 実際、前記のように、導入したクメンの全部がヒドロペルオキシドに転化する わけではない。一般的に、クメンの転化率は２０〜４０％の範囲である。従って 、明白な経済性の理由で、多くの場合、未反応クメンをプロセスに再循環する。 再循環されるクメンの割合は臨界的なものではなく、当業者ならばそれを調節 することができる。 クメンの性状（新たなクメンか再循環クメンか）に拘らず、クメンは少なくと も９９.５％、より特定的には少なくとも９９.８％の純度を有するのが好ましい 。 さらに、クメンは、酸及びフェノールを実質的に含有しないものである。 従って、未反応クメンは、プロセスに導入する前に処理して、それが含有して いた任意の不純物、より特定的には酸性不純物がなくなるようにする。 慣用的には、クメンを１回又は多数の洗浄サイクルに付す。各段階の後に沈降 による分離を行なう。最初の工 程においては、塩基、特にアルカリ金属又はアルカリ土類金属水酸化物から選択 される塩基の水性溶液を用いて処理を実施する。これらの溶液の濃度は１０〜２ ０％の範囲である。こうして処理されたクメンを次いで、残留しているアルカリ 金属又はアルカリ土類金属塩の痕跡を全て除去するために、水による洗浄／沈降 段階による分離に１回以上付す。 これらの操作は一般的に２５〜４５℃の範囲の温度において行なう。 本発明に従う方法は、副生成物、特にフェノールのような副生成物の生成を促 進しないということに注目すべきである。従って、汚染物質の含有率は低減し（ この汚染物質は主としてクメンの洗浄液中に見出される）、その結果、その精製 が容易になる。 酸化反応は、酸素含有気体の存在下で実施される。この目的のためには、純粋 な酸素源を用いてもよく、空気のような希釈された酸素源（必要ならば酸素富化 されたもの）を用いてもよい。空気をクメンの酸化剤として用いるのが有利であ る。 各酸化装置には、酸素含有気体導入手段を具備させる。一般的に、そして液体 ／気体の混合の品質を最適化するためには、当業者に周知の任意の手段によって 酸化装置の脚部において酸素の導入を実施する。 反応用混合物中に導入される酸素の割合は、少なくとも８％、好ましくは少な くとも２０％である。 一般的に、そして安全性の理由のために、各酸化装置から出てくる気体中の酸 素の量は、６.５％以下に保つ。より特定的には、この酸素の量は、２〜６.５％ の範囲、好ましくは４.５〜６.５％の範囲に保つ。 本発明の本質的な特徴は、アルカリ金属及び（又は）アルカリ土類金属の水酸 化物及び炭酸塩から選択される試薬を酸化装置に導入すること、並びにこの試薬 を既知の方法の量よりもかなり低い量で用いること｛この量は導入されるクメン の量に対して２〜１０ｐｐｂ（水酸化ナトリウムとして表わして）である｝にあ る。 この試薬の導入量は、２〜５ｐｐｂ（水酸化ナトリウムとして表わして）の範 囲であるのが好ましい。 選択される試薬は、より特定的には、アルカリ金属を基とする化合物、例えば 特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムであ る。 この試薬を、好ましくは水性溶液の形で、反応用混合物と接触させる。溶液中 の試薬の濃度は、前記混合物中に２〜１０ｐｐｂ（水酸化ナトリウムとして表わ して）の濃度範囲を乱さないような濃度である。 この試薬の導入は、連続的に実施することもでき、不連続で実施することもで き、そして酸化装置の１つに対して実施するだけでもよく、各酸化装置に対して 行なうこともできる。各酸化装置に試薬を導入する場合、反応用混合物中の試薬 の合計量は、導入されるクメンの量に対して１０ｐｐｂ（水酸化ナトリウムとし て表わして） を越えないようにする。 この試薬は、反応用混合物のｐＨが３〜５の範囲にとどまるように注入する。 各酸化装置中の反応用混合物の滞留時間は、１０〜４８時間の範囲である。 反応温度は、７０〜１１０℃の範囲である。この温度は、７５〜９０℃の範囲 であるのが好ましい。 一般的に、反応温度は酸化装置内で変化し、より特定的には、クメンヒドロペ ルオキシドの濃度が高くなった時には反応温度を低下させるということに留意す べきである。この処置は当業者に周知であり、ペルオキシドの早期の分解の危険 性を回避して良好な収率を維持するために、必要である。 酸化反応は、大気圧下又は僅かに正圧下で実施することができる。かくして、 酸化は、絶対圧として１〜３バールの範囲の圧力下で好適に実施することができ る。 連続的な酸化段階の後の反応混合物を、アルカリ金属及び（又は）アルカリ土 類金属塩の痕跡を除去するために濾過する。驚くべきことに、クメンの酸化反応 をアルカリ金属又はアルカリ土類金属試薬の存在下で実施した事実のせいでのフ ィルターの汚れ付着は観察されなかった。従って、本発明に従う方法は、工業的 規模でフィルターを使用することを可能にし、反応混合物からのアルカリ金属又 はアルカリ土類金属塩の分離段階の有意の簡略化をもたらす。 こうして処理された反応混合物は、次いで、真空下での蒸留によって分別濃縮 される。この操作は、１段階で又は多段階で実施される。 この蒸留から回収されたクメンは、前記した方法に従って精製された後に、酸 化装置に再循環される。 クメンヒドロペルオキシドは、約８５％の濃度で得られる。 次いで、当業者によく知られた条件に従って、ヒドロペルオキシドのフェノー ル及びアセトンへの開裂を実施する。 以下、本発明に従う方法の非限定的な具体的実施例を示す。 例： 総容量８ｌの連続スチール製反応器中で、ＣＨＰＯ（クメンヒドロペルオキシ ド）を０.１％含有する洗浄クメン溶液、空気及び水酸化ナトリウム水性溶液を 連続的に供給して、酸化段階を実施した。 水酸化ナトリウムの供給の停止の影響は、ＣＨＰＯ含有率の低下並びにフェノ ール含有率及び酸性度の上昇によって証明される。生産性を維持するためには、 温度を上昇させなければならない。この変更は、反応塊の追加の劣化につながる 。 正常な酸化速度を回復させるために注入される水酸化ナトリウムの量は非常に 低く、１００％水酸化ナトリウムとして５ｐｐｂ程度である。このことは、下流 の濃縮 及び蒸留装置の性能を低下させることなく、ユニットを顕著な信頼性で運転する ことを可能にする。 これらの結果を、次の表に示す。

【手続補正書】 【提出日】１９９６年３月１３日 【補正内容】 請求の範囲 １．酸素含有気体の存在下でクメンを含む反応用混合物を液相中で酸化すること によってクメンヒドロペルオキシドを連続的に製造する方法であって、アルカリ 金属及び（又は）アルカリ土類金属の水酸化物及び炭酸塩から選択される少なく とも１種の試薬の存在下で酸化反応を実施すること並びに前記試薬を導入したク メンの量に対して２〜１０ｐｐｂ（水酸化ナトリウムとして表わして）の範囲の 量で用いることを特徴とする、前記方法。 ２．前記試薬を導入したクメンの量に対して２〜５ｐｐｂの量で用いることを特 徴とする、請求の範囲第１項記載の方法。 ３．水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから 選択される試薬を用いることを特徴とする、請求の範囲第１又は２項記載の方法 。 ４．少なくとも９９.５％の純度を有するクメン流を用いることを特徴とする、 請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の方法。 ５．酸及びフェノールを実質的に含有しないクメン流を用いることを特徴とする 、請求の範囲第１〜４項のいず れかに記載の方法。 ６．酸素を少なくとも８％含む反応用混合物を用いることを特徴とする、請求の 範囲第１〜５項のいずれかに記載の方法。 ７．７５〜１２０℃の範囲範囲の温度において反応を実施することを特徴とする 、請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウザール，グザビエ フランス国 エフ59500 ブロン，リュ カルノ，９ (72)発明者 ロラン，フィリプ フランス国 エフ38150 ルシヨン，リュ ビアロン，13 (72)発明者 ノワイエリ，ロラン フランス国 エフ38150 サレーズ スュ ール サンヌ，リュ デュ ラックジャコ ブ（番地なし) (72)発明者 カントン，イブミシェル フランス国 エフ69560 サントコロンブ, リュ デュ ドクトゥールトルネル，13, レ テラス デュ ローヌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．酸素含有気体の存在下でクメンを含む反応用混合物を液相中で酸化すること によってクメンヒドロペルオキシドを連続的に製造する方法であって、アルカリ 金属及び（又は）アルカリ土類金属の水酸化物及び炭酸塩から選択される少なく とも１種の試薬の存在下で酸化反応を実施すること並びに前記試薬を導入したク メンの量に対して２〜１０ｐｐｂ（水酸化ナトリウムとして表わして）の範囲の 量で用いることを特徴とする、前記方法。 ２．前記試薬を導入したクメンの量に対して２〜５ｐｐｂの量で用いることを特 徴とする、請求の範囲第１項記載の方法。 ３．水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから 選択される試薬を用いることを特徴とする、請求の範囲第１又は２項記載の方法 。 ４．少なくとも９９.５％、好ましくは少なくとも９９.８％の純度を有するクメ ン流を用いることを特徴とする、請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の方法 。 ５．酸及びフェノールを実質的に含有しないクメン流を用いることを特徴とする 、請求の範囲第１〜４項のいず れかに記載の方法。 ６．酸素を少なくとも８％、好ましくは少なくとも２０％含む反応用混合物を用 いることを特徴とする、請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の方法。 ７．７５〜１２０℃の範囲、好ましくは７５〜１１０℃の範囲の温度において反 応を実施することを特徴とする、請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の方法 。 ８．請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載の方法を実施することによって得ら れたヒドロペルオキシドを用いる、フェノールの製造方法。