JPH0899929A - 高純度シュウ酸の製造方法 - Google Patents

高純度シュウ酸の製造方法

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JPH0899929A
JPH0899929A JP24011894A JP24011894A JPH0899929A JP H0899929 A JPH0899929 A JP H0899929A JP 24011894 A JP24011894 A JP 24011894A JP 24011894 A JP24011894 A JP 24011894A JP H0899929 A JPH0899929 A JP H0899929A
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JP
Japan
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oxalic acid
purity
weight
water
distillation
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JP24011894A
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English (en)
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Yasuo Kitano
泰生 北野
Itsuo Asagami
逸夫 浅上
Toshihiro Fujita
俊啓 藤田
Kouichirou Awaya
幸一朗 粟屋
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、硫酸根を含むシュウ酸をアルコー
ルと反応させてシュウ酸ジエステルを生成させる第1工
程、第1工程で生成したシュウ酸ジエステルを蒸留によ
り分離する第2工程、第2工程で蒸留分離されたシュウ
酸ジエステルを加水分解してシュウ酸を生成させる第3
工程、第3工程で生成したシュウ酸を晶析する第4工程
の各工程からなることを特徴とする高純度シュウ酸の製
造方法に関する。 【効果】 本発明により、硫酸根等の不純物を含むシュ
ウ酸から、これら不純物の含有量が非常に低い高純度シ
ュウ酸を容易に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度シュウ酸の製造
方法、中でも硫酸根を多く含むシュウ酸から高純度シュ
ウ酸を製造する方法に関する。シュウ酸は、金属の表面
処理、希土類の抽出、食油の精製、澱粉糖の製造や、医
薬、染料及び可塑剤の原料として使用されるなど多くの
用途を有しているが、全用途の50%以上を占める医薬
原料や希土類の抽出剤には、特に高純度シュウ酸が使用
されている。
【0002】
【従来の技術】高純度シュウ酸を製造する一般的な方法
としては、シュウ酸を晶析する方法が挙げられる。しか
しながら、公知のギ酸ソーダ法(下記反応式参照)によ
って得られる、硫酸根等の不純物を多く含むシュウ酸に
対してこの方法を適用した場合には、硫酸根の除去が容
易ではないために精製効果が充分ではなく、また、晶析
母液に不純物が蓄積するために母液を多量にパージして
不純物を系外へ除かなければならず、シュウ酸のロスが
多くなるという問題もある。
【0003】
【化1】
【0004】その他の方法としてイオン交換による方法
が知られているが、シュウ酸に含まれる不純物の中に硫
酸根等の陰イオンが多く存在する場合は、これらの陰イ
オンを除いて高純度シュウ酸を得ることは容易ではな
い。更に、イオン交換樹脂やイオン交換膜は交換容量が
限られている上に、酸やアルカリによる再生を行わなけ
ればならず、排水処理等の問題も含めるとこの方法は煩
雑な方法であり、高純度シュウ酸を工業的に製造するに
は好ましい方法ではない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、硫酸根
等の不純物を多く含むシュウ酸から、高純度シュウ酸を
容易に製造できる工業的な方法は知られていなかった。
本発明は、硫酸根等の不純物を多く含むシュウ酸から、
これら不純物の含有量が非常に低い高純度シュウ酸を容
易に製造することができる、工業的に好適な高純度シュ
ウ酸の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、硫酸根
を含むシュウ酸をアルコールと反応させてシュウ酸ジエ
ステルを生成させる第1工程、第1工程で生成したシュ
ウ酸ジエステルを蒸留により分離する第2工程、第2工
程で蒸留分離されたシュウ酸ジエステルを加水分解して
シュウ酸を生成させる第3工程第、3工程で生成したシ
ュウ酸を晶析する第4工程の各工程からなることを特徴
とする高純度シュウ酸の製造方法によって達成される。
【0007】以下に本発明を詳しく説明する。第1工程
は、硫酸根を含むシュウ酸をアルコールと反応させて、
生成する水と未反応のアルコールを留出させながらシュ
ウ酸ジエステルを生成させるシュウ酸ジエステルのエス
テル化工程である。この硫酸根を含むシュウ酸は、前述
した公知のギ酸ソーダ法によって得られる硫酸根等の不
純物を多く含むシュウ酸で、不純物として、硫酸根(S
4 2- )、ナトリウム(Na+ )、カルシウム(C
2+)等を含んでいる。これら不純物の中では特に硫酸
根が多く、このような多量の硫酸根が高純度シュウ酸の
製造を非常に難しくしているものである。シュウ酸中の
硫酸根の含有量は通常500〜2000重量ppm程度
であり、その他、ナトリウムの含有量は通常10〜10
0ppm、カルシウムの含有量は通常5〜50ppm程
度である。
【0008】アルコールとしては、生成物の蒸留分離や
アルコールの回収等を考慮すると、メタノール、エタノ
ール、n−ブタノール、i−ブタノール等の炭素数1〜
6、特に2〜5の脂肪族低級アルコールが好ましいが、
中でも副生する水の分離が容易になることからn−ブタ
ノール、i−ブタノールが好ましい。
【0009】エステル化は、通常、蒸留塔を備えた反応
器(反応蒸留塔)を用いて、シュウ酸に対して2〜5倍
モルのアルコールを加えて60〜160℃の反応温度
で、連続又はバッチで行われる。このとき、副生する水
及び原料のシュウ酸がもつ結晶水を蒸留除去しながらエ
ステル化を行うことにより、高收率でシュウ酸ジエステ
ルを得ることができる。本発明では、このエステル化に
よってシュウ酸ジエステルを不純物と蒸留分離できるよ
うになるため、シュウ酸ジエステルを容易に精製するこ
とができ、その結果、高純度シュウ酸を容易に製造する
ことができるようになる。
【0010】第2工程は、第1工程で生成した反応液か
らシュウ酸ジエステルを蒸留により分離するシュウ酸ジ
エステルの精製工程である。蒸留は、通常、充填塔、棚
段塔などの蒸留塔で、ボトム側の温度上昇によるエステ
ルの熱劣化を防ぐため、5〜200mmHg、特に10
〜100mmHgの減圧下、100〜200℃、特に1
20〜190℃の温度範囲で行われる。この工程で、前
記エステル化の工程で生成したシュウ酸ジエステルと硫
酸根等の不純物が分離されて、純度99.5〜99.9
重量%の高純度シュウ酸ジエステルを得ることができ
る。このようにして得られたシュウ酸ジエステル中の硫
酸根の含有量は5重量ppm以下、ナトリウムの含有量
は1重量ppm以下、カルシウムの含有量は1重量pp
m以下である。
【0011】第3工程は、第2工程で蒸留分離されたシ
ュウ酸ジエステルを加水分解してシュウ酸を生成させる
シュウ酸ジエステルの加水分解工程である。加水分解
は、通常、攪拌機付き反応器を用いて、第2工程で得ら
れた高純度シュウ酸ジエステル100重量部に対して、
水15〜30重量部、アルコール15〜200重量部、
精製シュウ酸2〜10重量部を加えて、60〜100℃
で行われる。加水分解後、加水分解液を反応器より抜き
出してデカンター(セトラー)で分離すると、加水分解
で生成したアルコール、少量の未反応シュウ酸ジエステ
ル及び水を含む軽液と、シュウ酸、水及び少量のアルコ
ールを含む重液が得られる。この軽液に含まれるアルコ
ールは熱交換器等で加熱して蒸発回収され、未反応シュ
ウ酸ジエステルは再び反応器へ循環されて加水分解され
る。この結果、シュウ酸ジエステルのオーバーオールの
転化率は99.8モル%以上になる。なお、得られたシ
ュウ酸中の硫酸根の含有量は5重量ppm以下、ナトリ
ウムの含有量は1重量ppm以下、カルシウムの含有量
は1重量ppm以下である。
【0012】第4工程は、第3工程で生成した重液中の
シュウ酸を晶析するシュウ酸の晶析工程である。晶析
は、通常、第3工程で得られたシュウ酸、水及び一部の
アルコールを含む重液から、水及びアルコールを蒸留器
でストリッピングして除去しながらシュウ酸濃度を約1
0重量%以上、好ましくは15重量%以上、更に好まし
くは20重量%以上に上げた後、この溶液を必要であれ
ば晶析槽に移して、40℃以下、好ましくは35℃以
下、更に好ましくは0〜30℃に冷却してシュウ酸の結
晶を析出させることによって行われる。析出したシュウ
酸の結晶は遠心分離又は濾過などにより分離されて、通
常50〜80℃で乾燥される。以上のようにして得られ
たシュウ酸は、純度が99.9〜99.99重量%の高
純度のシュウ酸で、1分子当たり2分子の結晶水を含
み、硫酸根の含有量が5重量ppm以下で、ナトリウム
の含有量が1重量ppm以下、カルシウムの含有量が1
重量ppm以下のものである。
【0013】次に、本発明のプロセスを本発明の一実施
態様を示すフローシート図面に従って具体的に説明す
る。蒸留塔を備えた反応器1に前記の硫酸根等の不純物
を多く含むシュウ酸とn−ブタノールを導管11から導
入し、導管13から水−n−ブタノールの共沸混合物を
留出させながらエステル化が行われる。そして、生成し
たシュウ酸ジn−ブチルを通常80〜98重量%程度含
む反応液は導管12を通して蒸留塔2に導入される。
【0014】蒸留塔2では、導管12から導入された前
記のシュウ酸ジn−ブチルを含む反応液からシュウ酸ジ
n−ブチルが蒸留により分離精製される。分離精製され
た高純度シュウ酸ジn−ブチルは導管15を通して加水
分解槽3に導かれ、蒸留釜残は導管14からパージされ
る。
【0015】加水分解槽3では、導管15から導入され
た高純度シュウ酸ジn−ブチルに、導管16から導入さ
れるn−ブタノール及び導管17から導入される水と精
製シュウ酸の混合液を加えて、シュウ酸ジn−ブチルの
加水分解が行われる。加水分解液は加水分解槽から抜き
出され、導管18を通してセトラー4に導かれる。な
お、導管17から導入される水と精製シュウ酸の混合液
は、後述するように、導管23から抜き出されたシュウ
酸の結晶を分離して得られる水溶液が循環供給されて使
用される。また、このとき、加水分解で消費される水や
系外へ失われる水に相当する量の水が必要に応じて導管
17より補給される。
【0016】セトラー4では、抜き出された加水分解液
がn−ブタノール及び少量の未反応シュウ酸ジn−ブチ
ルと水を含む軽液と、シュウ酸、水及び少量のn−ブタ
ノールを含む重液とに分離される。重液は導管20を通
して蒸留塔5に導かれ、導管21よりn−ブタノールと
水が抜き出された後、導管22を通して晶析槽6に導入
される。また、軽液は導管19より抜き出され、導管2
1より抜き出されたn−ブタノール、シュウ酸ジn−ブ
チル及び水と共に導管16を通して加水分解槽3に循環
供給される。
【0017】晶析槽6では、導管22から供給されたn
−ブタノール及び水が留去されて前記のようにシュウ酸
濃度の高くなった重液が冷却されて、晶析が行われる。
析出したシュウ酸の結晶は導管23から抜き出された
後、遠心分離や濾過等によって分離されて乾燥される。
このとき分離されるシュウ酸を含む水溶液は導管17を
通して加水分解槽3に循環されて再使用される。なお、
晶析においては必要に応じて水を蒸発させて、シュウ酸
濃度を更に高くして晶析を行ってもよい。以上のように
して、硫酸根等の不純物を多く含むシュウ酸から、硫酸
根の含有量が5重量ppm以下であって他の不純物も殆
ど含まれていない高純度のシュウ酸を工業的に容易に得
ることができる。なお、本発明のプロセスは連続式又は
バッチ式いずれの方式でも実施することができるが、工
業的には連続式プロセスが好ましい。
【0018】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、シュウ酸エステルはガスクロマトグラフィ
ーにより、硫酸根(SO4 2- )はイオンクロマトグラフ
ィーにより、ナトリウム(Na+ )及びカルシウム(C
2+)は原子吸光法によりそれぞれ分析した。
【0019】実施例1 3リットル容ガラス製反応器に、硫酸根(SO4 2- )9
00重量ppm、ナトリウム(Na+ )81重量pp
m、カルシウム(Ca2+)5重量ppmを含むシュウ酸
200gと、n−ブタノール600gを入れ、反応温度
80〜105℃、反応圧760〜65mmHgで、水−
n−ブタノールの共沸混合物を留出させながら5時間エ
ステル化を行った。得られた反応液317gを分析した
ところ、シュウ酸ジn−ブチルが310g含まれていた
(收率96.7モル%)。なお、留出液は465gであ
った。
【0020】上記反応液317gを、内径50mm、高
さ3000mm、トレイ数30段の精製塔に導入し、還
流比10、10〜30mmHgの減圧下、塔底温度15
0℃、塔頂温度120℃で蒸留を行って、シュウ酸ジn
−ブチル267gを得た。このシュウ酸ジn−ブチルは
硫酸根が5重量ppm以下、ナトリウムが1重量ppm
以下、カルシウムが1重量ppm以下含まれているのみ
で非常に高純度であった。
【0021】1リットル容ガラス製反応器に、前記のエ
ステル化及び蒸留により得られた高純度シュウ酸ジn−
ブチルの250gと、n−ブタノール45g、水445
g及び高純度シュウ酸(純度99.8重量%以上)18
gを加え、攪拌下、80℃で8時間加熱して加水分解を
行った。加水分解終了後、加水分解液を静置して重液4
45gを分離した。この重液をロータリーエバポレータ
ーで60〜62℃/150mmHgで濃縮して水及びn
−ブタノールを完全に除去した後、30℃に冷却して、
70gのシュウ酸の結晶を得た。このシュウ酸は1分子
当たり2分子の結晶水を含み、純度が99.9〜99.
99重量%、硫酸根が5重量ppm以下、ナトリウムが
1重量ppm以下、カルシウムが1重量ppm以下で非
常に高純度であった。
【0022】
【発明の効果】本発明により、硫酸根等の不純物を多量
含むシュウ酸から、これら不純物の含有量が非常に低い
高純度シュウ酸を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例を示すフローチャート
である。
【符号の説明】
1は反応器、2は蒸留塔、3は加水分槽、4はセトラ
ー、5は蒸留塔、6は晶析槽を示し、11〜23は導管
を示す。
フロントページの続き (72)発明者 粟屋 幸一朗 山口県宇部市大字小串1978番地の10 宇部 興産株式会社宇部統合事業所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫酸根を含むシュウ酸をアルコールと反
    応させてシュウ酸ジエステルを生成させる第1工程、第
    1工程で生成したシュウ酸ジエステルを蒸留により分離
    する第2工程、第2工程で蒸留分離されたシュウ酸ジエ
    ステルを加水分解してシュウ酸を生成させる第3工程、
    第3工程で生成したシュウ酸を晶析する第4工程の各工
    程からなることを特徴とする高純度シュウ酸の製造方
    法。
JP24011894A 1994-10-04 1994-10-04 高純度シュウ酸の製造方法 Pending JPH0899929A (ja)

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