KR100759746B1 - Process for making butenyl esters from butadiene - Google Patents

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    • C07C69/145Acetic acid esters of monohydroxylic compounds of unsaturated alcohols

Abstract

부타디엔을 포함하는 탄화수소 부분 또는 부타디엔을, 포화된 지방족 모노카르복실산과 반응시키는 것에 의해 부타디엔으로부터 부테닐 에스테르를 제조하는 방법으로, 여기에서 촉매는 레늄(VII)옥시드 또는 분자당 2 개 이상의 술폰산기를 포함하는 유기 술폰산이며, 유기 술폰산에서 탄소원자 수 대 술폰산기 수의 비는 1:1 내지 1:0.15의 범위이다. 바람직한 촉매는 유기 디술폰산으로, 예를 들면, 에탄-1,2-디술폰산이다. 상기 방법은 불포화 에스테르 제조용, 또는, 생산물의 수소첨가에 의해, 예를 들면 부틸 아세테이트와 같은 포화된 에스테르 제조용에 사용될 수 있다. 촉매는 정제되어 반응기로 재순환될 수 있다. A process for preparing butenyl esters from butadiene by reacting a hydrocarbon moiety or butadiene comprising butadiene with a saturated aliphatic monocarboxylic acid, wherein the catalyst is a rhenium (VII) oxide or at least two sulfonic acid groups per molecule. Organic sulfonic acids, wherein the ratio of carbon atoms to sulfonic acid groups in the organic sulfonic acid ranges from 1: 1 to 1: 0.15. Preferred catalysts are organic disulfonic acids, for example ethane-1,2-disulfonic acid. The process can be used for preparing unsaturated esters or for the production of saturated esters such as, for example, butyl acetate by hydrogenation of the product. The catalyst can be purified and recycled to the reactor.

부타디엔, 부틸 에스테르, 1,2-디술폰산, 수소첨가, 레늄(VII)옥시드, 유기 술폰산Butadiene, butyl ester, 1,2-disulfonic acid, hydrogenated, rhenium (VII) oxide, organic sulfonic acid

Description

부타디엔으로부터 부테닐 에스테르의 제조 방법{PROCESS FOR MAKING BUTENYL ESTERS FROM BUTADIENE}Production method of butenyl ester from butadiene {PROCESS FOR MAKING BUTENYL ESTERS FROM BUTADIENE}

부타디엔으로부터 에스테르의 제조 방법Process for preparing esters from butadiene

본 발명은 브렌스테드 또는 루이스 산 촉매의 존재하에서 부타디엔을 카르복실산과 반응시켜 불포화된 에스테르를 형성하는 에스테르를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a process for preparing esters which react butadiene with carboxylic acids in the presence of a Brentstead or Lewis acid catalyst to form unsaturated esters.

에스테르, 예컨대 n-부틸 아세테이트가 많은 경로를 통해 생산될 수 있다는 것은 공지이다. 예를 들면, 아세트산의 존재하에서 프로필렌의 히드로포르밀화는 n-부틸 아세테이트와 이소-부틸 아세테이트의 혼합물을 생산하는 방법이다. 대안적 방법은 산 촉매의 존재하에서 에틸렌을 비닐 아세테이트와 반응시킨 후, 생성된 불포화된 에스테르를 수소첨가하는 것이다. 또다른 방법은 염기 촉매의 존재하에서 부탄올을 형성하는 에틸렌의 에탄올과의 반응, 및 부틸 아세테이트를 형성하는 이의 아세트산과의 반응이다. 2 개의 이성체화 C4 부테닐 아세테이트에 대한 반응 선택도를 향상시키기 위해 벌크한 상대이온을 갖는 이온-교환 수지 촉매를 사용하는 아세트산에 부타디엔의 산 촉매 첨가가, 수 개의 특허, 즉 US-A-4,450,288(알킬 피리디늄), US-A-4,450,287(4차 암모늄), US-A-4,450,289(4차 포스포늄)에 개시된다. 부타디엔은 정제과정의 상대적으로 저렴한 부산물이고, 부틸 에스테르를 제조하기 위한 잠재적 공급원료이다. 이는 정제된 화학물질 또는 탄화수소 커트의 구성성분, 예를 들면, 나프타 스트림 균열로부터 수득된 혼합된 C4 스트림의 구성 성분으로서 시중에서 구입할 수 있다. 전형적으로 이러한 스트림은 부타디엔에 부가하여 부탄, 1-부텐, 2-부텐, 이소부탄 및 이소부텐과 같은 종류를 포함한다. 부타디엔을 사용한 방법이 이러한 스트림을 이용할 수 있다는 것은 장점이다. 그러나, 부타디엔은 또한 부타디엔의 Diels Alder 이량체인 4-비닐 시클로헥센과 평형상태에 있다. 이 이량체는 열적으로 균열되어 다시 부타디엔이 될 수 있다: It is known that esters such as n-butyl acetate can be produced via many routes. For example, hydroformylation of propylene in the presence of acetic acid is a method of producing a mixture of n-butyl acetate and iso-butyl acetate. An alternative method is to react ethylene with vinyl acetate in the presence of an acid catalyst and then hydrogenate the resulting unsaturated ester. Another method is the reaction of ethylene with ethanol to form butanol in the presence of a base catalyst, and its acetic acid to form butyl acetate. Acid-catalyzed addition of butadiene to acetic acid using ion-exchange resin catalysts with bulk counterions to improve reaction selectivity for two isomerized C 4 butenyl acetates has been described in several patents, namely US-A- 4,450,288 (alkyl pyridinium), US-A-4,450,287 (quaternary ammonium), US-A-4,450,289 (quaternary phosphonium). Butadiene is a relatively inexpensive byproduct of the purification process and a potential feedstock for the production of butyl esters. It is commercially available as a component of the purified chemical or hydrocarbon cut, for example as a component of mixed C 4 streams obtained from naphtha stream cracking. Typically such streams include varieties such as butane, 1-butene, 2-butene, isobutane and isobutene in addition to butadiene. It is an advantage that the method using butadiene can utilize this stream. However, butadiene is also in equilibrium with 4-vinyl cyclohexene, the Diels Alder dimer of butadiene. This dimer can be thermally cracked to become butadiene again:

Figure 112004044649881-pct00001
Figure 112004044649881-pct00001

그 때문에 공급원료로서 부타디엔의 사용을 포함하는 어떠한 방법도 이러한 가역반응을 고려해야할 필요가 있다. As such, any method involving the use of butadiene as feedstock needs to account for this reversible reaction.

EP-A-84133은 불포화 알콜 및/또는 불포화 알콜의 에스테르 생산 방법을 기술한다. 상기 참조문헌은 콘쥬게이트화 디엔 및 물 또는 수성 카르복실산 사이의 반응을 기술한다. 생성된 산물은 불포화 이성체화 알콜 및 에스테르의 복잡한 혼합물이다. EP-A-84133 describes methods for producing unsaturated alcohols and / or esters of unsaturated alcohols. This reference describes the reaction between the conjugated diene and water or aqueous carboxylic acid. The resulting product is a complex mixture of unsaturated isomerized alcohols and esters.

US-A-4405808은 방향족 디술폰산 및 이들의 에스테르로 이루어지는 군에서 선택된 촉매에서 수증기의 존재 중 증기상에서, 아세트산을 지방족 저급 올레핀과 반응시켜 아세트산 에스테르를 제조하는 방법을 개시한다. 지방족 저급 올레핀 대신에 디엔을 사용한 개시는 없다. US-A-4405808의 구체적인 예는 단지 에틸 아세테이트 및 이소프로필 아세테이트의 생산에 관한 것이다. US-A-4405808 discloses a process for preparing acetic acid esters by reacting acetic acid with aliphatic lower olefins in the vapor phase in the presence of water vapor in a catalyst selected from the group consisting of aromatic disulfonic acids and esters thereof. There is no disclosure using dienes in place of aliphatic lower olefins. Specific examples of US-A-4405808 relate only to the production of ethyl acetate and isopropyl acetate.

본 출원인의 것인 WO 00/26175는 첫번째 단계로서 부타디엔을 포함하는 탄화수소 부분 또는 부타디엔과 포화된 지방족 모노카르복실산과의 반응으로 n-부테닐 및 이차 부테닐 에스테르의 혼합물 형성을 포함하는, 부타디엔으로부터 부틸 에스테르를 제조하는 방법을 개시한다. Applicant's WO 00/26175 from the butadiene, comprising the formation of a mixture of n-butenyl and secondary butenyl esters by reaction of a hydrocarbon moiety comprising butadiene or butadiene with a saturated aliphatic monocarboxylic acid as a first step Disclosed is a process for preparing butyl esters.

상기 방법은 이종 또는 동종 촉매에 의한 촉매작용에 적합한 것으로 언급된다. 적합한 동종 촉매는 모노술폰산, 트리플릭(트리플루오로메탄술폰)산 및 이의 염(트리플레이트)을 포함하는 것으로 언급된다. 개시된 적합한 유기 술폰산은 메탄 술폰산, p-톨루엔 술폰산 및 술폰화 칼릭스아렌이다. The process is said to be suitable for catalysis by heterogeneous or homogeneous catalysts. Suitable homogeneous catalysts are said to include monosulfonic acid, tricyclic (trifluoromethanesulfonic acid) and salts (triplates) thereof. Suitable organic sulfonic acids disclosed are methane sulfonic acid, p-toluene sulfonic acid and sulfonated calyx arene.

본 발명자들은 상기 방법이 일정한 특이적 촉매를 사용하여 선택도 및 수율의 향상된 조합으로 수행될 수 있다는 것을 발견하였다. The inventors have found that the process can be performed with an improved combination of selectivity and yield using certain specific catalysts.

따라서, 본 발명은 부타디엔으로부터 부틸 에스테르를 제조하는 방법을 제공하며, 이 방법은 부타디엔을 포함하는 탄화수소 부분 또는 부타디엔을 포화된 지방족 모노카르복실산과 반응시키는 것을 포함하며, 여기에서 촉매는 레늄(VII) 옥시드 또는 분자당 2 개 이상의 술폰산기를 포함하는 유기 술폰산을 포함하며, 유기 술폰산 중의 탄소원자 수 대 술폰산기 수의 비는 1:1 내지 1:0.15의 범위이다. Accordingly, the present invention provides a process for preparing butyl esters from butadiene, the process comprising reacting a hydrocarbon moiety or butadiene comprising butadiene with a saturated aliphatic monocarboxylic acid, wherein the catalyst is rhenium (VII) Organic sulfonic acids comprising at least two sulfonic acid groups per oxide or molecule, wherein the ratio of carbon atoms to sulfonic acid groups in organic sulfonic acids ranges from 1: 1 to 1: 0.15.

본 발명의 방법에 사용된 술폰산 촉매에서, 탄소원자 대 술폰산기의 수의 비는 바람직하게는 1:1 내지 1:0.2 범위, 더욱 바람직하게는 1:1 내지 1:0.5 범위이며 가장 바람직하게는 1:1 내지 1:0.7의 범위이다. 술폰산은 바람직하게는 2 내지 30 개 탄소원자, 더욱 바람직하게는 2 내지 10 개의 탄소원자 및 가장 바람직하게는 2 내지 8 개의 탄소원자를 포함한다. In the sulfonic acid catalyst used in the process of the invention, the ratio of the number of carbon atoms to sulfonic acid groups is preferably in the range of 1: 1 to 1: 0.2, more preferably in the range of 1: 1 to 1: 0.5 and most preferably In the range from 1: 1 to 1: 0.7. The sulfonic acid preferably contains 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms and most preferably 2 to 8 carbon atoms.

반응 혼합물의 액상에서 사용된 규정된 술폰산 또는 레늄 옥시드 촉매의 농도는 반응내내 일정하게 유지될 수 있거나, 또는 여전히 목적하는 결과를 달성하면서, 변할 수 있거나 광범위한 농도 범위내에서 변하도록 할 수 있다. The concentration of the defined sulfonic acid or rhenium oxide catalyst used in the liquid phase of the reaction mixture can be kept constant throughout the reaction, or can vary or still be within a wide range of concentrations, while still achieving the desired result.

상기 반응은, 예를 들면, 부타디엔 가스를 점진적으로 반응내로 펌프하면서, 카르복실산 일부 또는 전부에 용해된 레늄 옥시드 촉매 또는 규정된 술폰산 촉매의 단일 분취물을 사용하여 회분식 조건하에서 수행될 수 있다. 이러한 조건하에서, 점점 더 많은 부타디엔이 액체 에스테르를 형성하며 액상으로 진입하면서 희석 효과로 인해, 일반적으로 촉매의 농도는 감소한다. 대안적으로, 반응은 목적하는 수준으로 촉매 및 반응물의 농도를 유지하기 위해 부타디엔 및/또는 촉매 및/또는 카르복실산을 연속적으로 또는 간헐적으로 공급하여 수행될 수 있다. 상기 촉매는 고체 또는 액체로서 공급될 수 있다. 반응기에 공급된 촉매는 원한다면 용매 또는 반응물의 하나에 용해될 수 있는데, 예를 들면 촉매는 원한다면 추가의 카르복실산에 용해될 수 있다. The reaction can be carried out under batch conditions, for example, using a single aliquot of a rhenium oxide catalyst or a defined sulfonic acid catalyst dissolved in some or all of the carboxylic acid, while gradually pumping butadiene gas into the reaction. . Under these conditions, the concentration of the catalyst generally decreases due to the dilution effect as more butadiene forms liquid esters and enters the liquid phase. Alternatively, the reaction may be carried out by continuously or intermittently feeding butadiene and / or catalyst and / or carboxylic acid to maintain the concentration of catalyst and reactants at a desired level. The catalyst can be supplied as a solid or a liquid. The catalyst supplied to the reactor can be dissolved in one of the solvents or reactants if desired, for example the catalyst can be dissolved in additional carboxylic acid if desired.

바람직하게 상기 촉매 농도는 총 반응 혼합물의 중량에 기재하여 0.2 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 이상 내지 7 중량%, 가장 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 술폰산 촉매 또는 레늄 옥시드 촉매를 포함하도록 유지된다. 본 발명의 술폰산 촉매 또는 레늄 옥시드 촉매는 바람직하게는 반응 혼합물에 가용성이다. Preferably the catalyst concentration comprises 0.2 to 10% by weight, preferably at least 0.5 to 7% by weight and most preferably 1 to 5% by weight of sulfonic acid catalyst or rhenium oxide catalyst, based on the weight of the total reaction mixture. maintain. The sulfonic acid catalyst or rhenium oxide catalyst of the present invention is preferably soluble in the reaction mixture.

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반응 혼합물이 단일의 액상을 형성하는 것이 바람직하지만, 반응 혼합물은 원한다면 2 개 이상의 상을 포함할 수 있다. Although the reaction mixture preferably forms a single liquid phase, the reaction mixture may comprise two or more phases if desired.

적합한 술폰산 촉매의 예는 1,2-에탄 디술폰산, 벤젠-1,2-디술폰산, 벤젠-1,3-디술폰산, 벤젠-1,4-디술폰산, 나프탈렌-1,5-디술폰산, 나프탈렌-2,6-디술폰산, 나프탈렌-2,7-디술폰산, 4-클로로벤젠-1,3-디술폰산, 4-플루오로벤젠-1,3-디술폰산, 4-브로모벤젠-1,3-디술폰산, 4,6-디클로로벤젠-1,3-디술폰산, 2,5-디클로로벤젠-1,3-디술폰산, 2,4,6-트리클로로벤젠-1,3-디술폰산, 3-클로로나프탈렌-2,6-디술폰산, 벤젠 트리술폰산 및 나프탈렌 트리술폰산이다. Examples of suitable sulfonic acid catalysts include 1,2-ethane disulfonic acid, benzene-1,2-disulfonic acid, benzene-1,3-disulfonic acid, benzene-1,4-disulfonic acid, naphthalene-1,5-disulfonic acid, Naphthalene-2,6-disulfonic acid, naphthalene-2,7-disulfonic acid, 4-chlorobenzene-1,3-disulfonic acid, 4-fluorobenzene-1,3-disulfonic acid, 4-bromobenzene-1 , 3-disulfonic acid, 4,6-dichlorobenzene-1,3-disulfonic acid, 2,5-dichlorobenzene-1,3-disulfonic acid, 2,4,6-trichlorobenzene-1,3-disulfonic acid , 3-chloronaphthalene-2,6-disulfonic acid, benzene trisulfonic acid and naphthalene trisulfonic acid.

본 발명에 사용된 규정된 술폰산 촉매는 분자당 2 개 이상의 술폰산기를 포함한다. 규정된 술폰산 촉매에 대한 전체적 평균 탄소: 술폰산의 비가 1:1 내지 1:0.15의 범위라면, 상기 규정된 술폰산 촉매는 단일 술폰산 화합물 또는 복수의 상이한 술폰산 화합물(각각은 규정된 술폰산에 따름)을 포함할 수 있다. The defined sulfonic acid catalysts used in the present invention comprise two or more sulfonic acid groups per molecule. If the ratio of the overall average carbon to sulfonic acid catalysts defined is in the range of 1: 1 to 1: 0.15, the sulfonic acid catalysts defined above comprise a single sulfonic acid compound or a plurality of different sulfonic acid compounds, each according to the defined sulfonic acid. can do.

원한다면, 상기 규정된 본 발명의 술폰산 촉매는 첨가 반응을 촉매하는데 효과적인 것으로 공지된 하나 이상의 다른 촉매와 혼합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 규정된 술폰산은 모노술폰산 촉매와 혼합으로 사용될 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 상기 술폰산 촉매는 총 촉매 함량의 5 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 10 중량% 이상, 가장 바람직하게는 50 중량% 이상을 형성한다. 규정된 술 폰산 촉매의 80 내지 100 중량%를 함유하는 촉매의 사용이 특히 바람직하다. If desired, the sulfonic acid catalyst of the present invention as defined above may be used in admixture with one or more other catalysts known to be effective for catalyzing the addition reaction. For example, the sulfonic acid as defined above can be used in admixture with a monosulfonic acid catalyst. Preferably the sulfonic acid catalyst of the present invention forms at least 5%, more preferably at least 10%, most preferably at least 50% by weight of the total catalyst content. Particular preference is given to the use of a catalyst containing 80 to 100% by weight of the defined sulfonic acid catalyst.

본 발명에 사용된 부타디엔은 실질적으로 순수한 부타디엔의 형태로 사용될 수 있다. 대안적으로, 부타디엔을 포함하는 탄화수소 혼합물이 사용될 수 있으며, 예를 들면 부타디엔을 포함하는 공업용 탄화수소 가스 스트림이 사용될 수 있다. 하나의 구현예에서 특히 부타디엔, 이소부텐, 1-부텐, 2-부텐 및 부탄을 함유하는 원(raw)(예를 들면 미정제 또는 고갈된) C4 스트림이 사용된다. 이러한 스트림은 60% 부타디엔까지 포함할 수 있다. Butadiene used in the present invention may be used in the form of substantially pure butadiene. Alternatively, hydrocarbon mixtures comprising butadiene may be used, for example industrial hydrocarbon gas streams comprising butadiene. In one embodiment a raw (eg crude or depleted) C 4 stream is used, in particular containing butadiene, isobutene, 1-butene, 2-butene and butane. Such streams may contain up to 60% butadiene.

본 발명에 사용된 포화된 지방족 모노카르복실산은 바람직하게는 C1 내지 C30, 더욱 바람직하게는 C2 내지 C15, 가장 바람직하게는 C2 내지 C6 산이다. 아세트산이 특히 바람직하다.The saturated aliphatic monocarboxylic acids used in the present invention are preferably C 1 to C 30 , more preferably C 2 to C 15 , most preferably C 2 to C 6 acids. Acetic acid is particularly preferred.

상기 반응은 바람직하게는 물의 존재 중에서 수행된다. 예를 들면, 액상은 총 액상에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 5 중량% 물을 포함할 수 있다. 일반적으로 낮은 수준의 물, 예를 들면 총 반응 혼합물에 기재하여 0.1 내지 5.0 중량%의 범위가 목적하는 반응에 매우 유익한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 5 %w/w를 초과하는 수준에서 촉매 활성은 상당히 감소하는 경향이 있는 반면, 0.05 %w/w미만의 수준에서는 활성이 높기는 하지만 수용할 수 없는 선택도 손실이 일어날 수 있다는 것이 밝혀졌다. 결과적으로 반응 구역에서 물 수준은 적합하게는 카르복실산에 대해 0.05 내지 5 %w/w의 범위, 바람직하게는 0.05 내지 1 %w/w 범위이다. 또한 고수준의 물에서, 생산물 에스테르의 가수분해가 많아질 수 있으며, 예를 들면 알릴릭 알콜을 포함하는 산출되는 생산 혼합물은 생산물 워크업 시에 추가의 비용을 초래할 수 있다. The reaction is preferably carried out in the presence of water. For example, the liquid phase may comprise 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.05 to 5% by weight of water, based on the total liquid. In general, a range of 0.1 to 5.0% by weight, based on low levels of water, for example the total reaction mixture, has been found to be very beneficial for the desired reaction. Thus, at levels above 5% w / w, catalytic activity tends to decrease significantly, while at levels below 0.05% w / w it is found that higher activity but unacceptable selectivity loss may occur. lost. As a result, the water level in the reaction zone is suitably in the range of 0.05 to 5% w / w, preferably in the range of 0.05 to 1% w / w for carboxylic acids. Also at high levels of water, the hydrolysis of the product esters can be high, for example the resulting production mixture comprising allylic alcohols can incur additional costs in product workup.

반응은 용매의 존재하에서 액체 또는 액체/가스의 혼합된 상에서 적절하게 수행된다. 반응은 부타디엔 및 카르복실산 사이의 반응이 액상에서 일어나는 조건하에서 바람직하게 수행된다. 만약 용매가 사용된다면, 양 반응물 모두를 용매에 완전히 용해시키는 것이 필수적인 것은 아니다. 그러나, 만약 선택된 용매가 양 반응물 모두를 적절하게 용해할 수 있으면 유리하다. 이러한 용매의 구체적인 예는, 데칸 및 톨루엔과 같은 탄화수소 및 글림, 에테르 및 에스테르와 같은 산화된 용매, 예를 들면 n-부틸 아세테이트 또는 과량의 카르복실산 반응물 및 재순환된 고급 에스테르, 예컨대 C8 아세테이트 및 재순환된 sec-부테닐 아세테이트를 포함한다. 반응물로서 과량의 카르복실산의 사용은 본 발명의 방법이 미정제 스트림으로부터 부타디엔을 추출하는 방법의 일부로 사용되는 경우에 유리할 수 있는데, 이는 부타디엔의 높은 전환도로, 또는 공정 관점에서는, 부타디엔 제거의 고효율로 반응을 용이하게 하기 때문이다. 현재 상업상 실시에서, 정제성 스트림으로부터 부타디엔의 제거 또는 회수는 별도의 처리단계를 요구한다. The reaction is suitably carried out in a liquid or mixed phase of liquid / gas in the presence of a solvent. The reaction is preferably carried out under conditions in which the reaction between butadiene and carboxylic acid occurs in the liquid phase. If a solvent is used, it is not necessary to completely dissolve both reactants in the solvent. However, it is advantageous if the solvent chosen can dissolve both reactants properly. Specific examples of such solvents include hydrocarbons such as decane and toluene and oxidized solvents such as glim, ethers and esters such as n-butyl acetate or excess carboxylic acid reactants and recycled higher esters such as C 8 acetate and Recycled sec-butenyl acetate. The use of excess carboxylic acid as reactant may be advantageous when the process of the present invention is used as part of a process for extracting butadiene from a crude stream, which may result in high conversion of butadiene, or from a process point of view, high efficiency of butadiene removal. This is because the reaction is facilitated. In current commercial practice, the removal or recovery of butadiene from the purified stream requires a separate treatment step.

본 발명의 방법에서 중합 억제제, 예컨대 알킬화 페놀(예를 들면, 2,6-디-tert-부틸-p-크레솔로도 불리는 BHT 부틸화 히드록시톨루엔)을 사용하는 것이 또한 유리하다. 이러한 시리즈의 다른 일원은 Ciba Gigy의 Irganox

Figure 112006050502798-pct00002
시리즈의 물질, Great Lakes Chemical Corporation의 Lowinox
Figure 112006050502798-pct00003
시리즈의 물질, ICI의 tropanol
Figure 112006050502798-pct00004
시리즈 및 t-부틸카테콜, 일산화질소, 니트록시드 및 유도체들(예를 들면 디-t-부틸니트록시드, 및 n,n-디메틸-4-니트로소아닐린), 안정한 라디칼(예를 들면 2,2,6,6-테트라메틸-피페리딘-1-옥실, 2,2,6,6-테트라메틸-4-히드록시피페리딘-1-옥실 및 2,2,6,6-테트라메틸피롤리딘-1-옥실)을 포함한다. It is also advantageous in the process of the invention to use polymerization inhibitors such as alkylated phenols (eg BHT butylated hydroxytoluene, also called 2,6-di-tert-butyl-p-cresol). Other members of these series are Irganox of Ciba Gigy
Figure 112006050502798-pct00002
Series of materials, Lowinox, Great Lakes Chemical Corporation
Figure 112006050502798-pct00003
Substance of series, ICI tropanol
Figure 112006050502798-pct00004
Series and t-butylcatechol, nitrogen monoxide, nitroxides and derivatives (e.g. di-t-butylnitroxide, and n, n-dimethyl-4-nitrosoaniline), stable radicals (e.g. 2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidine-1-oxyl and 2,2,6,6- Tetramethylpyrrolidine-1-oxyl).

첨가반응에서 부타디엔 대 카르복실산 반응물의 상대적 몰 비는 적절하게는 5:1 내지 1:50의 범위이고, 바람직하게는 1:1 내지 1:10 범위이다. The relative molar ratio of butadiene to carboxylic acid reactant in the addition reaction is suitably in the range from 5: 1 to 1:50, preferably in the range from 1: 1 to 1:10.

상기 반응은 적절하게는 20 내지 140℃, 바람직하게는 20 내지 130℃, 더욱 바람직하게는 30 내지 120℃, 및 가장 바람직하게는 40 내지 90℃의 온도 범위에서 수행된다. 반응 압력은 바람직하게는 부타디엔 스트림에 존재하는 과량의 반응물 및 불순물, 용매의 부재 존재, 반응온도와 같은 인자에 의해 결정되는 자생 반응 압력이다. 만약, 예를 들면 액상(이는 선택적으로는 용매를 함유할 수 있음)에 부가하여 부타디엔 가스상이 없는 단일의 액상이 바람직하다면, 추가의 압력이 시스템에 적용될 수 있다. The reaction is suitably carried out in a temperature range of 20 to 140 ° C, preferably 20 to 130 ° C, more preferably 30 to 120 ° C, and most preferably 40 to 90 ° C. The reaction pressure is preferably an autogenous reaction pressure determined by factors such as excess reactants and impurities present in the butadiene stream, the absence of solvent, the reaction temperature. If a single liquid phase without the butadiene gas phase is desired, for example in addition to the liquid phase, which may optionally contain a solvent, additional pressure may be applied to the system.

반응에 공급된 스트림은 바람직하게는 부식 금속 및/또는 염기성 불순물, 예를 들면 이들에서 유래된 암모니아 또는 유기 염기를 제거하기 위해 처리된다. 이러한 부식 금속 또는 염기는 예를 들면 술폰산 촉매와 반응하여 이를 불활성화시킬 수 있다. The stream fed to the reaction is preferably treated to remove corrosive metals and / or basic impurities such as ammonia or organic bases derived from them. Such corrosive metals or bases can be reacted with, for example, sulfonic acid catalysts to inactivate it.

상기 반응을 수행하는 장치는 당업자에게 잘 공지될 것이다. 예를 들면, 상기 반응은 플러그 플로우(plug flow) 반응기, 슬러리 반응기 또는 연속 교반 탱크 반응기에서 적절하게 수행될 수 있다. 플러그 플로우 반응기가 사용되는 경우에는, 사용되지 않은 부타디엔은 플래시 제거되어 증기 액체 분리기를 경유하여 반응기로 재순환되는 것이 바람직하다. 플러그 플로우 반응기의 경우에, 부타디엔은 부분적으로는 분리된 가스상 및 용해된 상태로 존재할 수 있으며 이는 예를 들면 트리클(trickle) 베드 장치 또는 버블 베드 장치에서의 작동을 허락할 것이다. 부타디엔 공급이 예를 들면 반응기의 여러 곳에서 (예를 들면 플러그 플로우 반응기의 길이를 따라 간격을 두고) 첨가될 수 있다. 버블 베드 장치의 경우에, 상기 부타디엔은 원한다면, 카르복실산 공급에 역류 방향으로 첨가될 수 있다. 카르복실산에 대한 전형적인 LHSV(liquid hourly space velocity: 액체 시간별 공간 속도 = 공급액체 부피/촉매 베드 부피)는 0.1 내지 20, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5이다. 연속 교반 탱크 반응기의 경우에, 원한다면 일련의 복수의 반응기가 사용될 수 있으며, 임의의 불활성화된 촉매의 연속 블리드가 취해질 수 있다. 이 경우에 촉매의 이용도를 향상시키기 위해 다양한 불활성화 단계에서 촉매와 함께 실시하는 것이 경제적으로 유리하다. 이는 고수준, 예를 들면 반응 충진의 50 %w/w 이상에 이르는 총 촉매(활성 + 불활성)의 로딩을 초래할 수 있다. 반응기(들) 중의 활성 촉매의 목적하는 수준을 유지하기 위해 원한다면, 신규한 촉매를 연속적으로 또는 간헐적으로 첨가할 수 있다. Devices for carrying out this reaction will be well known to those skilled in the art. For example, the reaction may suitably be carried out in a plug flow reactor, slurry reactor or continuous stirred tank reactor. If a plug flow reactor is used, the unused butadiene is preferably flash removed and recycled to the reactor via a vapor liquid separator. In the case of a plug flow reactor, butadiene may be present in partly in a gaseous and dissolved state, which will allow operation, for example, in a trickle bed device or a bubble bed device. Butadiene feed may be added, for example, at various places in the reactor (eg spaced along the length of the plug flow reactor). In the case of a bubble bed device, the butadiene can be added in the countercurrent direction to the carboxylic acid feed, if desired. Typical liquid hourly space velocity (liquid hourly space velocity = feed liquid volume / catalyst bed volume) for carboxylic acids is 0.1-20, more preferably 0.5-5. In the case of a continuous stirred tank reactor, a plurality of reactors in series can be used if desired, and a continuous bleed of any deactivated catalyst can be taken. In this case it is economically advantageous to carry out with the catalyst in various inactivation steps in order to improve the utilization of the catalyst. This can lead to high levels of loading of the total catalyst (active + inert), for example up to 50% w / w or more of the reaction charge. If desired, new catalysts can be added continuously or intermittently if desired to maintain the desired level of active catalyst in the reactor (s).

바람직하게는, 부타디엔을 포화된 지방족 모노카르복실산에, 예를 들면 회분 반응기에서 일정 압력으로 다중 주입에 의해 점진적으로 첨가할 수 있다. 이런식으로 부타디엔을 점진적으로 첨가함으로써, 예를 들면 부타디엔의 중합화에 이르는 부반응이 최소화될 수 있다. Preferably, butadiene can be added gradually to the saturated aliphatic monocarboxylic acid, for example, by multiple injections at constant pressure in a batch reactor. By gradually adding butadiene in this way, side reactions leading to, for example, the polymerization of butadiene can be minimized.

본 발명의 첨가반응에 이어 본 출원인의 종전 출원인 WO 00/26175에 개시된 대로, 이성체화 부테닐 에스테르, 예를 들면 n-부테닐 에스테르 및 이차 부테닐 에스테르의 분리가 임의로 뒤따를 수 있다. sec-부테닐 에스테르는 회수되어 부타디엔 및 카르복실산 사이의 초기 첨가반응으로 재순환될 수 있다. 반응조건하에서 상기 sec-부테닐 에스테르가 부타디엔, 유리 카르복실산 및 크로틸 에스테르와 상호 전환된다는 것이 밝혀졌다. 상기 sec-부테닐 에스테르의 유리 카르복실산 및 부타디엔으로의 전환은 예를 들면 증기상에서 실리카알루미나와 같은 산성 지지체로의 처리로 달성될 수 있다. 첨가반응기에 카르복실산 및 부타디엔으로의 반환 전에 이러한 별도의 예비처리의 사용은, 생산성 및 선택도에 유리한 효과를 가질 수 있다. The addition of the present invention may be followed by separation of isomerized butenyl esters, such as n-butenyl esters and secondary butenyl esters, as disclosed in the applicant's prior application WO 00/26175. The sec-butenyl ester can be recovered and recycled to the initial addition reaction between butadiene and carboxylic acid. It was found that the sec-butenyl esters were interconverted with butadiene, free carboxylic acid and crotyl esters under the reaction conditions. The conversion of the sec-butenyl ester to free carboxylic acid and butadiene can be accomplished by treatment with an acidic support such as, for example, silica alumina in the vapor phase. The use of such separate pretreatment prior to return to carboxylic acid and butadiene in the addition reactor can have a beneficial effect on productivity and selectivity.

1,3-부타디엔에 대한 아세트산 첨가반응의 경우에, 모노술폰산 촉매 대신 본 발명의 규정된 술폰산 촉매의 사용은 활성도의 관점에서 상당한 장점을 제공한다. 산출된 1,3-부타디엔 기질의 향상된 양성자 첨가는, 예를 들면 하기의 실시예에서 나타낸 바와 같이 본 발명의 술폰산 촉매의 경우에 크로틸 및 sec-부테닐 아세테이트로의 더욱 바람직한 경로를 제공한다. 비록 첨가반응으로의 증가된 활성이 시약에 대한 선택도의 손실로 점철되지만, 전체적인 생산성은 본 발명의 술폰산 촉매 시스템의 경우가 훨씬 더 크다.In the case of acetic acid addition to 1,3-butadiene, the use of the defined sulfonic acid catalysts of the present invention instead of monosulfonic acid catalysts provides significant advantages in terms of activity. Improved protonation of the resulting 1,3-butadiene substrate provides a more preferred route to crotyl and sec-butenyl acetate for the sulfonic acid catalyst of the present invention, for example, as shown in the examples below. Although the increased activity in the addition reaction is marked by a loss of selectivity for the reagents, the overall productivity is much greater for the sulfonic acid catalyst system of the present invention.

이론적 공정 흐름도가 도 1에 도식화된다. 액상 반응기에 물 및 촉매의 존재 중에서 부타디엔 및 아세트산을 공급한다. 스트림을 취하여 디켄터(decanter)(V1)에서 분리 전에 시클로헥산과 혼합한다. 상기 수성상은 반응기로 재순환되며, 반면 수성상을 포함하는 시클로헥산은 더 많은 물로 희석되어 제 2 디켄터(V2)로 보내지고 여기에서 임의의 잔류 촉매는 수성상과 함께 제거된다(앞선 칼럼이 오염되는 것을 방지하기 위함임). 칼럼 D1은 반응기로의 재순환을 위해 헤드 위로 부타디엔을 플래시한다. 시클로헥산을 반응기 유래의 스트림으로 반환시키기 위해 측면 드로(draw)가 취해지고, 반면 칼럼 베이스 유래의 스트림(물, 아세트산, 크로틸 아세테이트, sec-부테닐 아세테이트 및 반응 부산물을 포함함)은 제 2 칼럼(D2)으로 공급된다. 이 칼럼은 칼럼 베이스 유래의 미정제 크로틸 아세테이트 스트림을 제거하기 위해 작동될 것이며, 반면 물/아세트산/sec-부테닐 아세테이트는 헤드 위로 증류되어 부타디엔과 반응기로 되돌아가서 재순환된다. 미정제 크로틸 아세테이트 스트림은 가드 베드(guard bed)(미량의 산을 제거하기 위한 것임)를 통해 공급되며 이어서 수소첨가된다. 목적하는 부틸 아세테이트 스트림은 이어서 잔류하는 중(heavy) 보일러로부터 최종 증류에 의해 분리될 수 있다. 증류 칼럼 D3은 크로틸 아세테이트의 수소첨가로 생산된 부틸 아세테이트의 정제용으로 제공된다. 증류 칼럼 D4는 원하는 경우에 그 자체로 또는 이러한 에스테르의 사포닌화에서 수득한 알콜로서 가치를 가질 수 있는 C8 아세테이트 에스테르 부산물의 정제용으로 제공된다. The theoretical process flow diagram is illustrated in FIG. 1. The butadiene and acetic acid are fed to the liquid phase reactor in the presence of water and a catalyst. The stream is taken and mixed with cyclohexane before separation in decanter (V1). The aqueous phase is recycled to the reactor, while the cyclohexane comprising the aqueous phase is diluted with more water and sent to the second decanter (V2) where any residual catalyst is removed with the aqueous phase (previous column is contaminated). To prevent them). Column D1 flashes butadiene over the head for recycle to the reactor. A side draw is taken to return the cyclohexane to the stream from the reactor, while the stream from the column base (including water, acetic acid, crotyl acetate, sec-butenyl acetate and reaction byproducts) It is fed to column D2. This column will be operated to remove crude crotyl acetate stream from the column base, while water / acetic acid / sec-butenyl acetate is distilled over the head and returned to the reactor with butadiene and recycled. The crude crotyl acetate stream is fed through a guard bed (to remove traces of acid) and then hydrogenated. The desired butyl acetate stream can then be separated by final distillation from the remaining heavy boiler. Distillation column D3 is provided for purification of butyl acetate produced by hydrogenation of crotyl acetate. Distillation column D4 is provided for the purification of C8 acetate ester by-products, which may be of value if desired on their own or as alcohols obtained from saponification of such esters.

도 1A는 본 발명에 사용된 촉매를 정제 및/또는 농축하는 절차를 보여주는 이론적 공정 흐름도이다. 본 발명의 첨가 반응은 점진적으로 소량의 비휘발성 부산물을 생산하는 경향이 있으며, 장기간의 작동 후에는 희석 효과에 의해 촉매의 효과적 활성도를 감소시키는 경향이 있다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 촉매는 이러한 부산물의 제거로 연속적으로 또는 간헐적으로 정제된다. 상기 정제 과정은 반응 혼합물의 일부를 물로 희석하고, 물과 섞이지 않는 용매와 혼합하여 생성된 혼합물에서 유기물질을 추출하고, 임의로 생성된 촉매 수용액을 농축하고, 상기 촉매 용액을 반응기로 반환시키는 것을 포함한다. 1A is a theoretical process flow diagram illustrating a procedure for purifying and / or concentrating a catalyst used in the present invention. Addition reactions of the present invention tend to produce progressively small amounts of non-volatile by-products and, after prolonged operation, tend to reduce the effective activity of the catalyst by dilution effects. In a preferred embodiment of the invention, the catalyst is purified continuously or intermittently with the removal of these byproducts. The purification process involves diluting a portion of the reaction mixture with water, mixing it with a solvent that is not mixed with water, extracting organics from the resulting mixture, optionally concentrating the resulting aqueous catalyst solution, and returning the catalyst solution to the reactor. do.

따라서, 도 1A는 예를 들면 부타디엔 및 아세트산으로부터 부테닐 아세테이트의 제조에 있어서 술폰산 촉매의 반응으로의 재순환에 적용할 수 있는 절차를 도식화한다. 상기 반응은 예를 들면, 버블, 관, 또는 교반 탱크 반응기일 수 있는 용기에서 수행된다. 비전환된 반응물, 반응 부산물 및 반응 생산물로 이루어지는 방출 생산물 스트림은 여전히 활성 촉매를 포함하며, 만약 생산물 워크업 동안 장시간 반응 생산물과 접촉하도록 방치된다면, 역반응을 촉매하여 부타디엔, 반응물의 방출 및 생산물의 손실을 초래한다. 증류 조건하에서 목적하는 반응 생산물과 촉매의 접촉시간을 최소화하는 것이 상기 역반응 정도를 감소시킬 수 있다. 이는 증류 장치의 세심한 고안으로 수월해질 수 있는데 이러한 예에서 반응물 방출 혼합물이 먼저 플래시 탱크 중의 휘발성 성분으로부터 분리되며 이는 예컨대 부타디엔 및 비닐 시클로헥산과 같은 휘발성 성분의 재순환 스트림을 생산하고, 이어서 상당한 정제를 거친다. 상기 정제의 첫번째 단계는 강하 경막, 분자(short path) 또는 박막 (wiped film) 증류 장치일 수 있다. 이러한 생성된 헤비 엔드 스트림은 고비등점 성분으로서 촉매를 포함한다. 많은 고비등점 반응 부산물이 표적 반응 생산물 및 개시 물질과 동적 평형 상태에 있어 많은 이러한 물질을 촉매와 함께 재순환하는 것이 우연이라는 것이 발견되었다. 목적하지 않는 불순물이 임의의 재순환 고리에서 축적될 것이며 이는 공정 디자인 기술의 당업자에게 종종 이러한 물질의 방출이 필요하게 만든다. 촉매 재순환 스트림의 경우에 이는 값비싼 촉매의 원치 않는 손실을 초래할 수 있으며 이러한 잔류 스트림의 액체 추출이 부산물 오일상으로부터 수성상에 있는 촉매의 회수를 가능하게 한다는 것이 발견되었다. 이러한 분리는 대부분 물에 불용성인 작용제, 예컨대 탄화수소 예를 들면 시클로헥산의 첨가로 수월해질 수 있다. Thus, Figure 1A illustrates a procedure that can be applied to the recycling of the sulfonic acid catalyst to the reaction, for example in the preparation of butenyl acetate from butadiene and acetic acid. The reaction is carried out in a vessel which may be, for example, a bubble, tube, or stirred tank reactor. The discharge product stream, which consists of unconverted reactants, reaction by-products and reaction products, still contains the active catalyst, and if left to come into contact with the reaction product for a long time during the product work-up, catalyze the reverse reaction to release butadiene, reactant and loss of product Brings about. Minimizing the contact time of the desired reaction product with the catalyst under distillation conditions can reduce the degree of reverse reaction. This can be facilitated with the careful design of the distillation apparatus, in which the reactant release mixture is first separated from the volatile components in the flash tank, which produces a recycle stream of volatile components such as butadiene and vinyl cyclohexane, which is then subjected to considerable purification. . The first step of the purification may be a falling film, short path or wiped film distillation apparatus. This resulting heavy end stream contains the catalyst as a high boiling point component. It has been found that by chance that many high-boiling reaction by-products are in dynamic equilibrium with the target reaction products and starting materials, recycling many of these materials with the catalyst. Undesired impurities will accumulate in any recycle ring, which often requires the release of such materials to those skilled in the process design art. In the case of a catalyst recycle stream it has been found that this can lead to unwanted losses of expensive catalysts and that liquid extraction of this residual stream enables the recovery of the catalyst in the aqueous phase from the byproduct oil phase. This separation can be facilitated by the addition of agents which are mostly insoluble in water such as hydrocarbons such as cyclohexane.

본 발명은 이제 하기 실시예를 참조로 하여 설명되며, 여기에서 실시예 1은 부테닐 아세테이트의 생산에 있어서 본 발명의 반응을 보여주며 실시예 2는 촉매의 추출 및 정제 절차를 실험적으로 상세하게 보여준다. The present invention is now described with reference to the following examples, where Example 1 shows the reaction of the invention in the production of butenyl acetate and Example 2 shows experimental details of the extraction and purification procedures of the catalyst. .

실시예 1Example 1

부타디엔의 아세트산과의 반응Reaction of Butadiene with Acetic Acid

실험은 100g의 총 반응물 스케일로 대기압 부근에서 실시하도록 회분 반응에 맞추어진 유리용기에서 수행되었다. 재현성을 극대화하기 위해 이러한 방법을 사용한 수 개의 실험이 동시에 실시되었다. 1,2-에탄디술폰산 및 1,5-나프탈렌디술폰산을 에탄술폰산, 모노술폰산과 비교하였다. 레늄(VII) 옥시드를 또한 시험하였다. 시약은 Aldrich에서 공급된 대로 사용하였다. The experiment was carried out in a glass vessel adapted to the batch reaction to run near atmospheric pressure on a total reactant scale of 100 g. Several experiments using this method were conducted simultaneously to maximize reproducibility. 1,2-ethanedisulfonic acid and 1,5-naphthalenedisulfonic acid were compared with ethanesulfonic acid, monosulfonic acid. Rhenium (VII) oxide was also tested. Reagents were used as supplied from Aldrich.

전형적인 반응 충진:Typical reaction charges:

아세트산(약 500ppm의 BHT를 포함함) 97.9g97.9 g of acetic acid (containing about 500 ppm BHT)

물 0.1g 0.1 g of water                 

촉매 2.0g2.0 g of catalyst

상기 아세트산 공급물의 물함량은 Karl-Fischer 적정 방법을 사용하여 측정하였으며(분석은 0.05 %w/w 내의 값으로 반복되었음), 수준은 요구되는 것으로 조정하였다. 상기 반응 용기를 물 재킷(jacket)을 통하여 60℃로 가열하고 아세트산(질소로 예비 퍼지됨), 물, 억제제(BHT-2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀 또는 부틸화 히드록시톨루엔) 및 촉매를 요구되는 양으로 로딩하였다. 자석 교반막대를 넣고 내용물이 조(bath)의 온도와 평형되도록 두었다. 1,3-부타디엔을 액체 공급 렉쳐(lecture)병으로부터 측면 분지를 통해 반응 용기로 직접 반응 액체 내로 넣고 약간의 과압의 부타디엔이 가능하도록 고안된 가스 다기관을 통한 제 2 측면 분지를 통하여 환기하였다. 상기 용기는 10분 동안 일정(정해진)유속에서 부타디엔으로 퍼지되었다. 이 첨가 지점이 t=0으로 간주되고 교반되는 오토클레이브 내용물은 규칙적 간격으로 시료 채취되어 불꽃 이온화 검출기(FID) 가스 크로마토그래피(GC)로 분석되었다. GC 피크의 규명은 모델 화합물의 합성 및 GC/MS로 하였다. GC는 순수한 화합물, 예를 들면, 아세트산, 부테닐 아세테이트, sec-부테닐 아세테이트, 및 4-비닐 시클로헥산을 구입 및 합성하는 방식으로 검정되었다. 반응에서 유래한 더 높은 비등점의 부산물에 부테닐 아세테이트에 대하여 측정된 동일한 반응 인자를 부여하여 대략 정량 하였다. 이러한 모든 더 높은 비등점 물질 피크는 서로 조합되었고 - "고비등점 물질들"로 명명됨 - 상기 계산된 %w/w가 반응 선택도의 계산에 사용되었다. The water content of the acetic acid feed was measured using the Karl-Fischer titration method (analysis was repeated with values within 0.05% w / w) and the level was adjusted to what is required. The reaction vessel was heated to 60 ° C. through a water jacket, acetic acid (prepurged with nitrogen), water, inhibitor (BHT-2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol or butylated hydroxy) Toluene) and catalyst were loaded in the required amounts. A magnetic stir bar was inserted and the contents allowed to equilibrate with the bath temperature. 1,3-butadiene was introduced into the reaction liquid directly from the liquid supply leach bottle through the side basin into the reaction liquid and vented through a second side branch through a gas manifold designed to allow some overpressure of butadiene. The vessel was purged with butadiene at a constant flow rate for 10 minutes. This addition point was considered t = 0 and the stirred autoclave contents were sampled at regular intervals and analyzed by flame ionization detector (FID) gas chromatography (GC). The GC peak was characterized by synthesis of the model compound and GC / MS. GC was assayed by purchasing and synthesizing pure compounds such as acetic acid, butenyl acetate, sec-butenyl acetate, and 4-vinyl cyclohexane. The higher boiling by-products from the reactions were approximately quantified by assigning the same reaction factors as measured for butenyl acetate. All these higher boiling point peaks were combined with each other-named "high boiling point substances"-the calculated% w / w was used in the calculation of the reaction selectivity.

하기 표 1은 로딩 중량 기준에 대하여 중량으로 계산하여(실시 1 내지 4), 모노술폰산 ESA(에탄술폰산) 촉매된 실험의 총 C4 아세테이트(sec-부테닐 및 크로틸 아세테이트)수율이, 디술폰산 EDSA(1,2-에탄 디술폰산)로 한 동등한 실험에 대한 수율의 반 미만임을 나타낸다. ESA 대 EDSA의 경우 2g 촉매에 기재한 술폰산기의 비는 5:6이며, 이는 디술폰산 시스템에서 술폰산기당 활성도의 상당한 향상을 증명한다. 술폰산기 활성의 추가의 향상은 1,5-나프탈렌 디술폰산(실시 5)의 경우에도 관찰된다. C4 아세테이트 생성에 대한 증가하는 물함량의 영향은 상기 두 시스템에서 다르다. ESA에 대하여는 0.3 부터 1.0% (약 11%)로 이동해가는 경우에 약간의 활성도의 증가가 관찰되고, 반면 EDSA는 활성도의 감소를 나타낸다(14%). 가깝게 근접한 산점(acid site) 사이의 보조된 산도라는 아이디어가 EDSA에 대한 활성도 감소를 설명할 것이며, 이는 실시 6에 의해 추가로 예시화된다. 실시 7 및 9는 더 낮은 로딩에서 동일한 촉매에 대하여 유사한 결과를 보여준다(2 부터 1 %w/w로 이동해가는 경우 양 경우에 모두 약간의 감소가 관찰됨). 동일한 조건하에서 레늄(VII) 옥시드(실시 8)는 EDSA에 비교하여 ESA 보다 상당히 많은 약 80%의 C4 아세테이트를 생산한다. Table 1 below shows the total C 4 acetate (sec-butenyl and crotyl acetate) yields of the monosulfonic acid ESA (ethanesulfonic acid) catalyzed experiments, calculated by weight relative to the loading weight criteria (dissulfonic acid). It is less than half of the yield for the equivalent experiment with EDSA (1,2-ethane disulfonic acid). For ESA to EDSA the ratio of sulfonic acid groups based on the 2 g catalyst is 5: 6, which demonstrates a significant improvement in activity per sulfonic acid group in the disulfonic acid system. Further improvement in sulfonic acid group activity is also observed for 1,5-naphthalene disulfonic acid (Example 5). The effect of increasing water content on C 4 acetate production is different in the two systems. For ESA, a slight increase in activity was observed when moving from 0.3 to 1.0% (about 11%), whereas EDSA showed a decrease in activity (14%). The idea of assisted acidity between closely adjacent acid sites will explain the decrease in activity against EDSA, which is further illustrated by Example 6. Runs 7 and 9 show similar results for the same catalyst at lower loading (a slight decrease is observed in both cases when moving from 2 to 1% w / w). Under the same conditions, rhenium (VII) oxide (Example 8) produces about 80% C 4 acetate, which is significantly more than ESA compared to EDSA.

Figure 112004044649881-pct00005
Figure 112004044649881-pct00005

상기 표의 주석:Comments in the table above:

ESA - 에탄술폰산(비교예); EDSA - 1,2-에탄디술폰산; RO - 레늄(VII) 옥시드; NDSA - 1,5-나프탈렌디술폰산.ESA-ethanesulfonic acid (comparative); EDSA-1,2-ethanedisulfonic acid; RO-rhenium (VII) oxide; NDSA-1,5-naphthalenedisulfonic acid.

하기의 표2는 균질한 촉매의 선택도를 비교하여 이들을 생산성의 계산에 의해 이들 각각의 활성도에 연관시킨다. 선택도는, 아세트산 및 부타디엔 모두에 관하여, 모노술폰산으로부터 디술폰산기로 이동해가면서 동등한 시스템의 경우에 감소한다. 이는 디술폰산의 보조된 산도 문제가 C4 아세테이트의 생성을 향상시킬 뿐만 아니라 더 큰 정도로 부산물로의 경로를 향상시키는 것, 즉 향상된 산도가 C4 아세테이트 보다 C8 아세테이트 및 부타디엔 올리고머의 형성을 선호한다는 것을 암시한다. 레늄(VII)옥시드는 또한 ESA 보다 불량한 선택도를 나타낸다. 선택도 및 활성도를 연관시킴으로써, 전체적 촉매 성능에 대해 이루어지는 비교를 위해 생산성 값이 촉매에 할당될 수 있다. 이러한 계산은 주어진 세트의 반응조건에 대하여 EDSA가 C4 아세테이트를 생산하는데 있어 ESA 보다 전체적으로 훨씬 훌륭한 성능을 나타낸다는 것을 제시한다. NDSA 및 레늄(VII)옥시드는 EDSA에 근접한 생산성을 나타낸다. Table 2 below compares the selectivity of the homogeneous catalysts and associates them to their respective activities by calculation of productivity. The selectivity decreases with respect to both acetic acid and butadiene in the case of equivalent systems, moving from monosulfonic acid to disulfonic acid groups. This suggests that the aid of acidity of disulfonic acids not only improves the production of C 4 acetate but also improves the route to by-products to a greater extent, i.e., improved acidity favors the formation of C 8 acetate and butadiene oligomers over C 4 acetate. Imply that. Rhenium (VII) oxide also exhibits poor selectivity than ESA. By associating selectivity and activity, productivity values can be assigned to catalysts for comparisons made to overall catalyst performance. These calculations suggest that, for a given set of reaction conditions, EDSA performs much better overall than ESA in producing C 4 acetate. NDSA and rhenium (VII) oxides exhibit productivity close to EDSA.

Figure 112004044649881-pct00006
Figure 112004044649881-pct00006

상기 표에 대한 주석 :Comment on the table above:

a - ESA -에탄술폰산(110.13); EDSA - 1,2-에탄디술폰산(FW 190.20); RO - 레늄(VII) 옥시드(FW 484.40); NDSA - 1,5-나프탈렌디술폰산 테트라히드레이트(FW 360.36).a-ESA-ethanesulfonic acid (110.13); EDSA-1, 1,2-ethanedisulfonic acid (FW 190.20); RO-rhenium (VII) oxide (FW 484.40); NDSA-1,5-naphthalenedisulfonic acid tetrahydrate (FW 360.36).

b - C4 선택도(부타디엔에 대한 것임) = [C4 아세테이트]/([C4 아세테이트] + 2[C8 아세테이트] + 2[이량쳬] + [올리고머 + 삼량체])b-C 4 selectivity (relative to butadiene) = [C 4 acetate] / ([C 4 acetate] + 2 [C 8 acetate] + 2 [dimer]] + [oligomer + trimer])

c - C4 선택도(아세트산에 대한 것임) = [C4 아세테이트]/([C4 아세테이트] + [C8 아세테이트])c-C 4 selectivity (relative to acetic acid) = [C 4 acetate] / ([C 4 acetate] + [C 8 acetate])

d - 생산성 = (부타디엔에 대한 선택도/100) * 총 C4 아세테이트d-productivity = (selectivity / 100 for butadiene) * total C 4 acetate

하기의 표3 및 4 및 도4 및 5에 나타낸 바와 같이, 메탄술폰산(MSA)을 EDSA와 비교하는 유사한 실험을 수행하였다(2% 촉매 로딩, 0.12% 물, 60℃). As shown in Tables 3 and 4 below and FIGS. 4 and 5, similar experiments were performed comparing methanesulfonic acid (MSA) to EDSA (2% catalyst loading, 0.12% water, 60 ° C.).

Figure 112004044649881-pct00007
Figure 112004044649881-pct00007


Figure 112004044649881-pct00008
Figure 112004044649881-pct00008

종전 시스템의 경우에 있어서는, 산기당 C4 아세테이트의 초기 생성은 디술폰산이 모노술폰산의 경우 보다 훨씬 높지만, 이 시스템에서 C4 아세테이트 농도는 더욱 빨리 평형에 도달한다. 따라서 각각의 시스템에서 최종 C4 아세테이트 수준은, 초기의 실시 (도 2 및 3)의 것보다 훨씬 더 서로 근접하여 있다. 명확하게, 직접 첨가반응의 경우, 특히 더 짧은 반응 시간(반응속도에 대한 평형 인자가 덜 제한적임)에서 모노술폰산 촉매에 대하여 디술폰산 촉매를 사용하는 것이 유리하다. In the case of previous systems, the initial production of C 4 acetate per acid group is much higher in disulfonic acid than in monosulfonic acid, but in this system the C 4 acetate concentration reaches equilibrium faster. Thus the final C 4 acetate level in each system is much closer to each other than that of the initial run (FIGS. 2 and 3). Clearly, in the case of direct addition reactions, it is advantageous to use disulfonic acid catalysts for monosulfonic acid catalysts, especially at shorter reaction times (the equilibrium factor for the reaction rate is less limited).

실시예 2Example 2

1. 실험적인 것1. Experimental

부가의 정제 없이 Aldrich Chemical 회사에서 공급된 대로 시약을 사용하였다. 이러한 실험에 표준 "Quickfit" 실험실용 유리용기를 사용하였다. 이러한 실험은 다른 언급이 없으면 대기압에서 수행하였다. 촉매를 회수하여 수성 추출로 재순환되는 일련의 7 개의 연속 회분 반응을 수행하였다. Reagents were used as supplied by Aldrich Chemical Company without further purification. Standard "Quickfit" laboratory glass containers were used for this experiment. These experiments were performed at atmospheric pressure unless otherwise noted. The catalyst was recovered and subjected to a series of seven successive batch reactions recycled to aqueous extraction.

초기 실시의 경우에 3 개의 목이 있는 둥근 바닥의 플라스크에 1,2-에탄디술폰산(10.26g, 2.07 %w/w) 및 아세트산(486.10g, Karl-Fisher 분석으로 0.84%w/w의 물을 함유함)을 충진하고 기계적으로 교반하여 용해를 보조하였다(15분). 상기 플라스크를 부타디엔 공급 입구(inlet) (렉쳐 병 유래) 및 유리 버블러 환기 배출구(outlet)에 연결하고, 장치를 영점화된(tared) 저울에 올려놓았다. 30-40g이 반응 매질로 용해될 때까지 부타디엔의 흐름을 반응에 공급하였다. 이어서 상기 부타디엔 공급을 단리한 다음, 플라스크를 "Haake" 수조 및 중앙의 목을 통해 부착된 기계적 교반기에 의해 60℃로 유지되는 수조로 옮겼다. 상기 반응은 교반기가 켜지면 개시되도록 되어있다. 약 18시간 후에 시료(약 3g)를 Suba seal을 통하여 주사기로 반응 혼합물로부터 추출하여 반응 성분의 GC 분석에 사용하였다. 교반기 및 수조를 끄고 반응이 냉각되도록 하였다. In the initial run, three necked round bottom flasks were equipped with 1,2-ethanedisulfonic acid (10.26 g, 2.07% w / w) and acetic acid (486.10 g, Karl-Fisher analysis, 0.84% w / w water). Containing) and mechanically stirred to aid dissolution (15 min). The flask was connected to a butadiene feed inlet (from Lecture bottle) and a glass bubbler vent outlet, and the device was placed on a tared balance. A stream of butadiene was fed to the reaction until 30-40 g dissolved in the reaction medium. The butadiene feed was then isolated and then the flask was transferred to a " Haake " bath and a bath maintained at < RTI ID = 0.0 > 60 C < / RTI > by a mechanical stirrer attached through the middle neck. The reaction is intended to begin when the stirrer is turned on. After about 18 hours a sample (about 3 g) was extracted from the reaction mixture with a syringe through a Suba seal and used for GC analysis of the reaction components. The stirrer and bath were turned off and the reaction allowed to cool.

냉각되면, 촉매를 하기의 액체-액체 추출기술로 회수하였다. 미정제 혼합물을 물(200g)로 희석하고 시클로헥산(2x200g)으로 추출하였다. 수성 아세트산 상을 뷰흐너(buchner) 플라스크에 충진하고 더 이상의 휘발성 물질이 제거되지 않을 때까지 회전식 증발기(약 30mBar, <50℃)에서 오일로 농축하였다. 상기 오일을 신규한 아세트산(490g)에 용해하고, 물 수준은 필요한 경우 약 1%로 맞추고, 혼합물을 후속 실시를 위해 반응 플라스크로 옮겼다. 이 시점에서 시료(약 3g)를 취하여 충진물의 초기 조성을 측정하였다(GC 분석). 상기 플라스크를 이어서 30-40g의 부타디엔(종전과 같음)으로 충진하고 실시를 다시 재개하였다. 상기 공정은 촉매가 7회 사용될때 까지 반복되었다. Once cooled, the catalyst was recovered by the following liquid-liquid extraction technique. The crude mixture was diluted with water (200 g) and extracted with cyclohexane (2x200 g). The aqueous acetic acid phase was charged to a Buchner flask and concentrated to oil in a rotary evaporator (about 30 mBar, <50 ° C.) until no more volatiles were removed. The oil was dissolved in fresh acetic acid (490 g), the water level was adjusted to about 1% if necessary, and the mixture was transferred to the reaction flask for subsequent runs. At this point a sample (approximately 3 g) was taken to determine the initial composition of the fill (GC analysis). The flask was then filled with 30-40 g butadiene (as before) and the run was resumed. The process was repeated until the catalyst was used seven times.

실시 (run) 1-7Run 1-7

상기의 실시 동안 분석용 시료 채취는 촉매의 손실을 야기하므로 촉매의 특이적 활성도를 결정하기 위해 촉매량을 또한 측정하였다. As the sampling for analysis during the above run caused a loss of the catalyst, the amount of catalyst was also measured to determine the specific activity of the catalyst.

GC 분석은 자동 시료채취 장치가 구비된 Perkin-Elmer Autosystem 크로마토그래프(100m 실리카로 지지된 칼럼)상에서 수행되었다. C4 아세테이트 생산물 및 반응 부산물(주로 C8 아세테이트 및 부타디엔 이량체/올리고머)의 조성을 수득하기 위해 데칸(약 1%)을 내부 표준으로 사용하였다. 매번 시료의 실시 후에 블랭크 THF 시료를 수행하여 칼럼으로부터 더 무거운 성분(예를 들면 부타디엔 삼량체, 올리고머)의 용출을 확인하였다. 결과는 내부 표준에 대해 검정된, 총 조성물 중량에 대한 중량%로 나타내었다. GC analysis was performed on a Perkin-Elmer Autosystem chromatograph (column supported with 100 m silica) equipped with an automated sampling device. Decane (about 1%) was used as internal standard to obtain the composition of C 4 acetate product and reaction byproducts (mainly C 8 acetate and butadiene dimer / oligomer). A blank THF sample was performed after each run of the sample to confirm the elution of heavier components (eg butadiene trimers, oligomers) from the column. Results are expressed in weight percent of total composition weight, assayed against internal standards.

재순환 공정동안 빠져나가는 임의의 촉매의 정도를 측정하기 위해 각 실시로부터의 시클로헥산 추출물을 황에 대하여 분석하였다. 할당 값은 시료채취 공정동안 손실된 촉매에 대한 계산에 포함되었다. Cyclohexane extracts from each run were analyzed for sulfur to determine the extent of any catalyst exiting during the recycle process. The assigned value was included in the calculation for the catalyst lost during the sampling process.

표 1- 실시 1에 대한 질량 균형 데이터Table 1- Mass Balance Data for Run 1

기술Technology 중량(g)Weight (g) 충진된 아세트산(0.84 %w/w)Packed acetic acid (0.84% w / w) 486.10486.10 충진된 EDSAFilled EDSA 10.26a 10.26 a 아세트산 + 충진된 촉매Acetic Acid + Filled Catalyst 496.36496.36 부타디엔butadiene 35.6135.61 실시 종료시 반응 혼합물Reaction mixture at the end of the run 501.26501.26 추정된 부타디엔 흡수b Estimated butadiene absorption b 12.7712.77 혼합물에 첨가된 물Water added to the mixture 195.91195.91 시클로헥산 추출물 1Cyclohexane Extract 1 198.52198.52 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 207.77207.77 시클로헥산 추출물 2Cyclohexane Extract 2 136.73136.73 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 148.13148.13 아세트산/물 제거후 잔류물Residue after acetic acid / water removal 13.1113.11 제거된 시료Sample removed 7.87c 7.87 c 시료 채취동안 손실된 촉매Catalyst lost during sampling 0.16d 0.16 d

a - 촉매 농도 = 10.26/496.36 = 2.07 %w/wa-catalyst concentration = 10.26 / 496.36 = 2.07% w / w

b - (종료시 혼합물 + 취한 시료) - (아세트산 + 충진된 촉매)b-(mixture at end + sample taken)-(acetic acid + packed catalyst)

c - 제거된 시료 = 100 x 7.87/496.36 = 총량의 1.58%c-sample removed = 100 x 7.87 / 496.36 = 1.58% of total

d - 손실된 촉매 = 1.58 x 10.26/100 = 0.16gd-lost catalyst = 1.58 x 10.26 / 100 = 0.16 g

표 2 - 실시 1에 대한 GC 데이터Table 2-GC Data for Implementation 1

시료sample 시간time 중량(g)Weight (g) 크로틸 아세테이트(%w/w)Crotyl acetate (% w / w) Sec-부테닐 아세테이트(%w/w)Sec-butenyl acetate (% w / w) 총 C4 아세테이트(%w/w)Total C 4 Acetate (% w / w) 실시 1-1Conduct 1-1 1One 3.993.99 0.0570.057 0.0990.099 0.1560.156 실시 1-2Practice 1-2 1818 3.883.88 1.1081.108 1.0491.049 2.1572.157

실시 2Conduct 2

표 3 - 실시 1에 대한 질량 균형 데이터Table 3-Mass Balance Data for Run 1

추정된 촉매농도 = 2.01% Estimated catalyst concentration = 2.01%

기술Technology 중량(g)Weight (g) 재충진된 아세트산(1.01 %w/w)Refilled acetic acid (1.01% w / w) 490.05490.05 잔류물 질량Residue mass 13.1113.11 잔류물 + 아세트산 충진Residue + Acetic Acid Filling 503.16503.16 부타디엔butadiene 35.2035.20 실시 종료후 반응 혼합물Reaction mixture after the end of the run 501.35501.35 추정된 부타디엔 흡수Estimated Butadiene Absorption 10.3210.32 혼합물에 첨가된 물Water added to the mixture 197.19197.19 시클로헥산 추출물Cyclohexane extract 198.05198.05 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 203.26203.26 시클로헥산 추출물 2Cyclohexane Extract 2 201.61201.61 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 215.63215.63 아세트산/물 제거후 잔류물Residue after acetic acid / water removal 16.9916.99 제거된 시료Sample removed 12.1312.13 시료 채취동안 손실된 촉매Catalyst lost during sampling 0.240.24

표 4 - 실시 2에 대한 GC 데이터Table 4-GC Data for Run 2

시료sample 시간time 중량(g)Weight (g) 크로틸 아세 테이트(%w/w)Crotyl Acetate (% w / w) Sec-부테닐 아세테이트 (%w/w)Sec-butenyl acetate (% w / w) 총 C4 아세테이트 (%w/w)Total C 4 Acetate (% w / w) 실시 2-1Conduct 2-1 00 3.523.52 0.0620.062 0.060.06 0.1220.122 실시 2-2Act 2-2 1616 4.774.77 1.0451.045 1.0031.003 2.0482.048 실시 2-3Conduct 2-3 1818 3.843.84 1.31.3 1.211.21 2.512.51

실시 3Conduct 3

추정된 촉매 농도 = 1.94%Estimated catalyst concentration = 1.94%

표 5 - 실시 3에 대한 질량 균형 데이터Table 5-Mass Balance Data for Run 3

기술Technology 중량(g)Weight (g) 재충진된 아세트산(1.36 %w/w)Refilled acetic acid (1.36% w / w) 490.92490.92 잔류물Residue 16.9916.99 잔류물 + 아세트산 충진Residue + Acetic Acid Filling 507.91507.91 부타디엔butadiene 31.5631.56 실시 종료시 반응 혼합물Reaction mixture at the end of the run 508.82508.82 추정된 부타디엔 흡수Estimated Butadiene Absorption 7.397.39 혼합물에 첨가된 물Water added to the mixture 200.53200.53 시클로헥산 추출물 1Cyclohexane Extract 1 198.13198.13 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 208.80208.80 시클로헥산 추출물 2Cyclohexane Extract 2 198.42198.42 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 209.36209.36 아세트산/물 제거후 잔류물Residue after acetic acid / water removal 12.3312.33 제거된 시료Sample removed 6.486.48 시료 채취동안 손실된 촉매Catalyst lost during sampling 0.130.13

표 6- 실시 3에 대한 GC 데이터Table 6- GC Data for Run 3

시료sample 시간time 중량(g)Weight (g) 크로틸 아세 테이트(%w/w)Crotyl Acetate (% w / w) Sec-부테닐 아세테이트 (%w/w)Sec-butenyl acetate (% w / w) 총 C4 아 세테이트 (%w/w)Total C 4 Acetate (% w / w) 실시3-1Act 3-1 22 3.973.97 0.0710.071 0.1220.122 0.1930.193 실시3-2Act 3-2 1818 2.512.51 0,870,87 0.8510.851 1.7211.721

실시 4Conduct 4

추정된 촉매 농도 = 1.92%Estimated Catalyst Concentration = 1.92%

표 7 - 실시 4에 대한 질량 균형 데이터Table 7-Mass Balance Data for Run 4

기술Technology 중량(g)Weight (g) 재충진된 아세트산(1.01 %w/w)Refilled acetic acid (1.01% w / w) 495.30495.30 잔류물Residue 12.3312.33 잔류물 + 아세트산Residue + acetic acid 507.63507.63 부타디엔butadiene 35.2035.20 실시 종료시 반응 혼합물Reaction mixture at the end of the run 504.43504.43 추정된 부타디엔 흡수Estimated Butadiene Absorption 5.435.43 혼합물에 첨가된 물Water added to the mixture 200.74200.74 시클로헥산 추출물 1Cyclohexane Extract 1 201.60201.60 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 212.45212.45 시클로헥산 추출물 2Cyclohexane Extract 2 200.48200.48 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 207.84207.84 아세트산/물 제거후 잔류물Residue after acetic acid / water removal 32.9932.99 제거된 시료Sample removed 8.638.63 시료 채취동안 손실된 촉매Catalyst lost during sampling 0.170.17

표 8- 실시 4에 대한 GC 데이터Table 8- GC Data for Run 4

시료sample 시간time 중량(g)Weight (g) 크로틸 아세 테이트(%w/w)Crotyl Acetate (% w / w) Sec-부테닐 아세테이트 (%w/w)Sec-butenyl acetate (% w / w) 총 C4아 세테이트 (%w/w)Total C 4 Acetate (% w / w) 실시4-1Act 4-1 00 4.044.04 0.0530.053 0.0490.049 0.1020.102 실시4-2Act 4-2 1818 4.594.59 0.9590.959 0.9070.907 1.8661.866

실시 5Conduct 5

추정된 촉매 농도 = 1.82%Estimated Catalyst Concentration = 1.82%

표 9 - 실시 5에 대한 질량 균형 데이터Table 9-Mass Balance Data for Run 5

기술Technology 중량(g)Weight (g) 재충진된 아세트산(1.78 %w/w)Refilled acetic acid (1.78% w / w) 492.62492.62 잔류물Residue 32.9932.99 잔류물 + 아세트산Residue + acetic acid 525.61525.61 부타디엔butadiene 37.4337.43 실시 종료시 반응 혼합물Reaction mixture at the end of the run 527.44527.44 추정된 부타디엔 흡수Estimated Butadiene Absorption 9.279.27 혼합물에 첨가된 물Water added to the mixture 199.97199.97 시클로헥산 추출물 1Cyclohexane Extract 1 203.25203.25 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 214.94214.94 시클로헥산 추출물 2Cyclohexane Extract 2 200.29200.29 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 213.53213.53 아세트산/물 제거후 잔류물Residue after acetic acid / water removal 20.6620.66 제거된 시료Sample removed 7.447.44 시료 채취동안 손실된 촉매Catalyst lost during sampling 0.140.14

표 10- 실시 5에 대한 GC 데이터Table 10- GC Data for Run 5

시료sample 시간time 중량(g)Weight (g) 크로틸 아세 테이트(%w/w)Crotyl Acetate (% w / w) Sec-부테닐 아세테이트 (%w/w)Sec-butenyl acetate (% w / w) 총 C4 아 세테이트 (%w/w)Total C 4 Acetate (% w / w) 실시5-1Act 5-1 00 3.443.44 0.0530.053 0.0490.049 0.1020.102 실시5-2Act 5-2 1818 4.004.00 0.530.53 0.5850.585 1.1151.115

실시 6Conduct 6

추정된 촉매 농도 = 1.84%Estimated catalyst concentration = 1.84%

표 11 - 실시 6에 대한 질량 균형 데이터Table 11-Mass Balance Data for Run 6

기술Technology 중량(g)Weight (g) 재충진된 아세트산(1.61 %w/w)Refilled acetic acid (1.61% w / w) 490.46490.46 잔류물Residue 21.3421.34 잔류물 + 아세트산Residue + acetic acid 511.80511.80 부타디엔butadiene 30.3530.35 실시 종료시 반응 혼합물Reaction mixture at the end of the run 516.60516.60 추정된 부타디엔 흡수Estimated Butadiene Absorption 13.7713.77 혼합물에 첨가된 물Water added to the mixture 200.05200.05 시클로헥산 추출물 1Cyclohexane Extract 1 199.65199.65 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 209.64209.64 시클로헥산 추출물 2Cyclohexane Extract 2 201.46201.46 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 212.33212.33 아세트산/물 제거후 잔류물Residue after acetic acid / water removal 12.0812.08 제거된 시료Sample removed 8.978.97 시료 채취동안 손실된 촉매Catalyst lost during sampling 0.170.17

표 12- 실시 6에 대한 GC 데이터Table 12- GC Data for Run 6

시료sample 시간time 중량(g)Weight (g) 크로틸 아세테이트 (%w/w)Crotyl acetate (% w / w) Sec-부테닐 아세테이트 (%w/w)Sec-butenyl acetate (% w / w) 총 C4 아세테이트 (%w/w)Total C 4 Acetate (% w / w) 실시6-1Act 6-1 00 4.574.57 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 실시6-2Act 6-2 1818 4.404.40 0.7640.764 0.7860.786 1.5501.550

실시 7Conduct 7

추정된 촉매 농도 = 1.84%Estimated catalyst concentration = 1.84%

표 13 - 실시 7에 대한 질량 균형 데이터Table 13-Mass Balance Data for Run 7

기술Technology 중량(g)Weight (g) 재충진된 아세트산(0.98 %w/w)Refilled acetic acid (0.98% w / w) 490.70490.70 잔류물Residue 11.9211.92 잔류물 + 아세트산Residue + acetic acid 502.62502.62 부타디엔butadiene 32.3332.33 실시 종료시 반응 혼합물Reaction mixture at the end of the run 504.37504.37 추정된 부타디엔 흡수Estimated Butadiene Absorption 10.4710.47 혼합물에 첨가된 물Water added to the mixture 200.22200.22 시클로헥산 추출물 1Cyclohexane Extract 1 202.81202.81 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 245.47245.47 시클로헥산 추출물 2Cyclohexane Extract 2 208.45208.45 회수된 시클로헥산Recovered Cyclohexane 214.91214.91 아세트산/물 제거후 잔류물Residue after acetic acid / water removal 14.7914.79 제거된 시료Sample removed 8.728.72 시료 채취동안 손실된 촉매Catalyst lost during sampling 0.160.16

표 14 - 실시 7에 대한 GC 데이터Table 14-GC Data for Implementation 7

시료sample 시간time 중량(g)Weight (g) 크로틸 아세테이트 (%w/w)Crotyl acetate (% w / w) Sec-부테닐 아세테이트 (%w/w)Sec-butenyl acetate (% w / w) 총 C4 아세테이트 (%w/w)Total C 4 Acetate (% w / w) 실시7-1Act 7-1 00 4.574.57 0.0040.004 0.0000.000 0.0040.004 실시7-2Act 7-2 1818 4.154.15 0.8720.872 0.8190.819 1.6811.681

표 15Table 15

Figure 112004044649881-pct00009


Figure 112004044649881-pct00009


Claims (20)

부타디엔을 포함하는 탄화수소 혼합물 또는 부타디엔을 포화된 지방족 모노카르복실산과 반응시키는 것을 포함하는, 부타디엔으로부터 부테닐 에스테르를 제조하는 방법으로, 여기에서 촉매가 유기 술폰산 중의 탄소원자 수 대 술폰산기의 수의 비가 1:1 내지 1:0.15의 범위이고, 분자당 2 개 이상의 술폰산기를 포함하는 유기 술폰산을 함유하며, 상기 반응이 액체 또는 혼합된 액체/가스상에서 수행되는 방법. A process for preparing butenyl esters from butadiene, comprising reacting a hydrocarbon mixture comprising butadiene or butadiene with a saturated aliphatic monocarboxylic acid, wherein the catalyst comprises a ratio of the number of carbon atoms to the number of sulfonic acid groups in organic sulfonic acid. A process ranging from 1: 1 to 1: 0.15, containing organic sulfonic acids comprising at least two sulfonic acid groups per molecule, wherein the reaction is carried out in a liquid or mixed liquid / gas phase. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 유기 술폰산 촉매가 2 내지 30 개의 탄소원자를 포함하는 방법. The process of claim 1 wherein said organic sulfonic acid catalyst comprises 2 to 30 carbon atoms. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 반응 혼합물이 총 반응 혼합물의 중량에 대하여 0.2 내지 10 중량%의 촉매를 포함하는 방법. The process of claim 1 wherein the reaction mixture comprises from 0.2 to 10% by weight of catalyst, based on the weight of the total reaction mixture. 제 4 항에 있어서, 상기 유기 술폰산 촉매가 하기로 부터 선택되는 방법 : 1,2-에탄 디술폰산, 벤젠-1,2-디술폰산, 벤젠-1,3-디술폰산, 벤젠-1,4-디술폰산, 나프탈렌-1,5-디술폰산, 나프탈렌-2,6-디술폰산 및 나프탈렌-2,7-디술폰산, 4-클로로벤젠-1,3-디술폰산, 4-플루오로벤젠-1,3-디술폰산, 4-브로모벤젠-1,3-디술폰산, 4,6-디클로로벤젠-1,3-디술폰산, 2,5-디클로로벤젠-1,3-디술폰산, 2,4,6-트리클로로벤젠-1,3-디술폰산, 3-클로로나프탈렌-2,6-디술폰산, 벤젠 트리술폰산 및 나프탈렌 트리술폰산.The process according to claim 4, wherein the organic sulfonic acid catalyst is selected from: 1,2-ethane disulfonic acid, benzene-1,2-disulfonic acid, benzene-1,3-disulfonic acid, benzene-1,4- Disulfonic acid, naphthalene-1,5-disulfonic acid, naphthalene-2,6-disulfonic acid and naphthalene-2,7-disulfonic acid, 4-chlorobenzene-1,3-disulfonic acid, 4-fluorobenzene-1, 3-disulfonic acid, 4-bromobenzene-1,3-disulfonic acid, 4,6-dichlorobenzene-1,3-disulfonic acid, 2,5-dichlorobenzene-1,3-disulfonic acid, 2,4, 6-trichlorobenzene-1,3-disulfonic acid, 3-chloronaphthalene-2,6-disulfonic acid, benzene trisulfonic acid and naphthalene trisulfonic acid. 제 1 항에 있어서, 본 발명에 사용된 포화된 지방족 모노카르복실산이 C2 내지 C6 산인 방법.The process of claim 1 wherein the saturated aliphatic monocarboxylic acid used in the invention is a C 2 to C 6 acid. 제 1 항에 있어서, 부타디엔을 포함하는 탄화수소 혼합물 또는 부타디엔을 포화된 지방족 모노카르복실산과 반응시키는 반응이 용매의 존재 중에서 액체 또는 혼합된 액체/가스상에서 수행되는 방법. The process of claim 1 wherein the reaction of reacting a hydrocarbon mixture comprising butadiene or butadiene with a saturated aliphatic monocarboxylic acid is carried out in a liquid or mixed liquid / gas phase in the presence of a solvent. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 중합화 억제제가 반응에 포함되는 방법.The method of claim 1 wherein the polymerization inhibitor is included in the reaction. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 첨가 반응에서 부타디엔 대 카르복실산 반응물의 상대적 몰 비가 5:1 내지 1:50의 범위인 방법.The process of claim 1 wherein the relative molar ratio of butadiene to carboxylic acid reactant in the addition reaction is in the range of 5: 1 to 1:50. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 부타디엔을 포함하는 탄화수소 혼합물 또는 부타디엔을 포화된 지방족 모노카르복실산과 반응시키는 반응이 용매로서 과량의 지방족 모노카르복실산 반응물의 존재 중에서 수행되는 방법.The process of claim 1 wherein the reaction of the butadiene hydrocarbon mixture or butadiene with a saturated aliphatic monocarboxylic acid is carried out in the presence of excess aliphatic monocarboxylic acid reactant as a solvent. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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