KR20050074504A - Removal of impurities formed during the production of 1,3-propanediol - Google Patents

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로버트 로렌스 블랙본
스티븐 에드워드 브루어
자이다 디아즈
글렌 찰스 콤플린
조셉 브라운 포웰
폴 리차드 웨이더
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셀 인터나쵸나아레 레사아치 마아츠샤피 비이부이
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Abstract

This invention describes improvements upon a process for the production of 1,3-propanediol (PDO) wherein an aqueous solution of 3-hydroxypropanal (HPA) is formed and the HPA is subjected to hydrogenation to produce a crude PDO mixture. One improvement on this process comprises treating the crude PDO mixture with an acidic zeolite, an acid form cation exchange resin, or a soluble acid to convert the MW176 cyclic acetal to more volatile materials which can be easily separated from PDO by distillation. Another improvement involves removing water from the crude 1,3-propanediol mixture, contacting the resulting mixture with a solid acid purifier at a temperature of from about 50 to about 250 °C to convert the MW 132 cyclic acetal to more volatile cyclic acetals, and separating the more volatile cyclic acetals from the 1,3-propanediol by distillation or gas stripping.

Description

1,3-프로판디올 제조 동안에 형성된 불순물을 제거하는 방법{REMOVAL OF IMPURITIES FORMED DURING THE PRODUCTION OF 1,3-PROPANEDIOL}REMOVAL OF IMPURITIES FORMED DURING THE PRODUCTION OF 1,3-PROPANEDIOL}

본 발명은 3-히드록시 프로판알(HPA)의 수용액을 형성시키는 단계, 중화된 HPA를 수소화시켜 PCO 혼합물을 제조하는 단계, 및 이를 증류하여 정제 PDO를 제조하는 단계를 포함하는 1,3-프로판디올 제조 방법에 관한 것이다. The present invention provides a 1,3-propane comprising forming an aqueous solution of 3-hydroxy propanal (HPA), hydrogenating neutralized HPA to produce a PCO mixture, and distilling to produce purified PDO. It relates to a process for preparing diols.

몇몇 업체에서 산화 에틸렌을 주원료로 사용하여 개시시키는 PDO 제조 기술을 개발했다. 산화 에틸렌은 천연 가스의 증기 개질이나 탄화수소의 부분 산화에 의해 수득할 수 있는, 일산화탄소와 수소의 혼합물인 합성가스(syngas)와 반응한다. PDO를 산출하는 산화 에틸렌(EO)과 합성가스의 이상적인 반응은 하기와 같다:Several companies have developed PDO manufacturing techniques that initiate with ethylene oxide as the main raw material. Ethylene oxide reacts with syngas, a mixture of carbon monoxide and hydrogen, obtainable by steam reforming of natural gas or partial oxidation of hydrocarbons. The ideal reaction of ethylene oxide (EO) and syngas to yield PDO is as follows:

EO + CO + 2H2 → PDOEO + CO + 2H 2 → PDO

Hoechst Celanese의 미국 특허 4,873,378, 4,873,379, 및 5,053,562에는 110 내지 120℃ 및 약 1000psig(6900kPa)에서 2:1(몰비)의 합성가스를 사용하여 65 내지 78mol% 산출률로 PDO 및 그 전구체를 부여하는 단일 단계 반응이 기재되어 있다. 사용된 촉매 시스템은 로듐, 각종 포스핀류, 및 촉진제로서의 각종 산과 물로 구성되어 있다. Hoechst Celanese's U.S. Patents 4,873,378, 4,873,379, and 5,053,562 use a single gas to give PDO and its precursors at 65 to 78 mol% yield using a 2: 1 (molar ratio) syngas at 110-120 ° C. and about 1000 psig (6900 kPa). Step reactions are described. The catalyst system used consists of rhodium, various phosphines, and various acids and waters as promoters.

Union Carbide에 양도된 미국 특허 5,030,766 및 5,210,318에는 로듐 함유 촉매 존재하의 EO와 합성가스의 반응이 기재되어 있다. 110℃ 및 2:1 몰비의 합성가스 1000psig(6900kPa)에서 47mol% 이하의 선택성이 획득되었지만, PDO 및 3-히드록시 프로판알 형성의 복합 속도는 시간당 리터당 0.05 내지 0.07mol로 상당히 낮았다. 로듐 촉매에 대한 인산 촉진제의 비율을 증가시키면 보다 나은 결과가 획득되었다. U.S. Patents 5,030,766 and 5,210,318, assigned to Union Carbide, describe the reaction of EO with syngas in the presence of a rhodium containing catalyst. Selectivity up to 47 mol% was obtained at 110 ° C. and 1000 psig (6900 kPa) of syngas at 2: 1 molar ratio, but the complex rate of PDO and 3-hydroxy propanal formation was significantly lower, from 0.05 to 0.07 mol per liter per hour. Increasing the ratio of phosphate promoter to rhodium catalyst yielded better results.

Shell Oil에 양도된 미국 특허 5,256,827, 5,304,686, 및 5,304,691에는 tert-포스핀 복합 코발트 카르보닐 촉매를 이용하여 EO 및 합성가스로부터 PDO를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 3시간 동안 90 내지 105℃ 및 합성가스(몰비 1:1) 1400 내지 1500psig(9650 내지 10340kPa)의 반응 조건하에서 선택성은 85 내지 90mol% 범위였고, EO 전환율은 21 내지 34% 범위였다. 나중의 작업으로부터 증가된 선택성 및 EO 전환율이 보고되었다. U.S. Patents 5,256,827, 5,304,686, and 5,304,691, assigned to Shell Oil, describe a process for preparing PDO from EO and syngas using tert-phosphine complex cobalt carbonyl catalysts. The selectivity ranged from 85 to 90 mol% and the EO conversion ranged from 21 to 34% under reaction conditions of 90 to 105 ° C. and synthesis gas (molar ratio 1: 1) 1400 to 1500 psig (9650 to 10340 kPa) for 3 hours. Increased selectivity and EO conversion were reported from later work.

미국 특허 5,527,973에는 아세탈을 포함하는 카르보닐 부산물을 함유한 PDO의 정제 방법이 기재되어 있다. 7 미만의 pH를 갖도록 카르보닐 함유 PDO의 수용액을 제조한 다음, 이 용액에 충분한 양의 염기를 첨가하여 pH가 7을 초과하도록 상승시켰다. 이어서, 용액을 가열하여 대부분의 물을 증류시킨 다음, 잔류한 염기성 용액을 가열하여 염기성 용액으로부터 대부분의 PDO를 증류시켜 개시 조성물보다 적은 카르보닐 함량을 갖는 PDO 조성물을 제공했다. 이 방법은 수 단계만을 포함함으로써, 보다 적은 공정 단계내에 카르보닐 함량을 낮추는 방법을 제공하는 상업적 이점이 있다. U.S. Patent 5,527,973 describes a process for purifying PDO containing carbonyl by-products including acetals. An aqueous solution of carbonyl containing PDO was prepared to have a pH of less than 7, and then a sufficient amount of base was added to the solution to raise the pH to above 7. The solution was then heated to distill most of the water and then the remaining basic solution was heated to distill most of the PDO from the basic solution to provide a PDO composition having a lower carbonyl content than the starting composition. This method has the commercial advantage of providing a method of lowering the carbonyl content in fewer process steps by including only a few steps.

PDO의 MW132 아세탈은 히드로포르밀화 및 수소화 반응의 바람직하지 못한 부산물로서 형성된다. MW132는 PDO와 유사한 휘발성을 나타내기 때문에 단순 증류에 의해서는 PDO로부터 분리하기가 곤란하다. 이것의 형성은 PDO의 순도 뿐만 아니라 전체 회수율도 떨어뜨린다. 그러므로, MW132 아세탈을 PDO로부터 보다 용이하게 분리되는 다른 물질과 화학적으로 반응시킬 수 있는 방법이 매우 이로울 것이다. 본 발명은 이러한 화학적 방법을 제공한다.MW132 acetal of PDO is formed as an undesirable by-product of hydroformylation and hydrogenation reactions. Since MW132 exhibits similar volatility to PDO, it is difficult to separate from PDO by simple distillation. This formation lowers not only the purity of the PDO but also the overall recovery. Therefore, it would be very advantageous to be able to chemically react MW132 acetal with other materials that are more readily separated from PDO. The present invention provides such a chemical method.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명은 3-히드록시 프로판알(HPA)의 수용액을 형성시키는 단계, HPA를 수소화시켜 PDO, 물, MW176 아세탈(약 176의 분자량을 갖는 아세탈이기 때문에 이렇게 칭함), 및 고휘발성과 저휘발성 물질을 포함하는 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 제조하는 단계, 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 일반적으로는 증류에 의해서 건조시켜 물 및 다소 고휘발성인 물질, 예컨대 에탄올 및/또는 공정 용매를 포함하는 제1 오버헤드 스트림과 PDO, MW176 아세탈, 및 저휘발성 물질을 포함하는 제1 증류 바닥물 스트림으로서의 건조된 미정제 PDO 혼합물을 생성하는 단계, 및 건조된 미정제 PDO 혼합물을 증류하여 다소 고휘발성인 물질을 포함하는 제2 오버헤드 스트림, PDO 및 MW176 아세탈을 포함하는 중간 스트림, 및 PDO 및 저휘발성 물질을 포함하는 제2 증류 바닥물 스트림을 생성하는 단계를 포함하는 1,3-프로판디올(PDO) 제조 방법에서의 개선점에 관한 것이다. 회수가능성 PDO의 대부분은 중간 스트림에 있으며, 이는 PDO를 99.9wt% 정도 함유한다. 제2 증류 바닥물 스트림은 PDO를 50wt%까지 함유할 수 있지만, 이 PDO는 저휘발성 물질로부터 분리하기 곤란하다. 바닥 스트림에는 미량의 MW176 아세탈이 존재할 수 있다.The present invention comprises the steps of forming an aqueous solution of 3-hydroxy propanal (HPA), hydrogenating HPA to give PDO, water, MW176 acetal (so called because it is an acetal having a molecular weight of about 176), and high volatility and low volatility material Preparing a crude 1,3-propanediol mixture comprising, the crude 1,3-propanediol mixture is generally dried by distillation to provide water and somewhat highly volatile substances such as ethanol and / or process solvents. Producing a dried crude PDO mixture as a first overhead stream comprising PDO, a first distillate bottoms stream comprising PDO, MW176 acetal, and low volatility, and distilling the dried crude PDO mixture to somewhat Produce a second overhead stream comprising a highly volatile material, an intermediate stream comprising PDO and MW176 acetal, and a second distillate bottoms stream comprising PDO and a low volatile material Relates to improvements in 1,3-propanediol (PDO) manufacturing method comprising the steps: Most of the recoverable PDO is in the middle stream, which contains about 99.9 wt% of PDO. The second distillate bottoms stream may contain up to 50 wt% PDO, but this PDO is difficult to separate from the low volatility material. There may be traces of MW176 acetal in the bottoms stream.

이러한 구체예에서, 개선점에는 1) 건조 전의 미정제 PDO 혼합물 및/또는 2) 증류 전의 건조된 미정제 PDO 혼합물 및/또는 3) 중간 스트림(이 3번째 구체예에서는, 보다 휘발성인 MW176 아세탈 반응 산물을 PDO로부터 제거하기 위해서 또다른 증류 단계가 필요할 것임)을 40 내지 150℃에서 산성 제올라이트(예를 들면 모오데나이트 클레이)와 접촉시킴으로써, 기타 다른 발색성 불순물 및 PDO의 소중합체의 생성은 최소화하면서 MW176 사이클릭 아세탈을, 증류에 의해 PDO로부터 보다 용이하게 분리할 수 있는 대안적 화학종으로 전환시키는 것이 포함된다. 본 발명의 또다른 구체예에서는, 1) 및/또는 2) 및/또는 3)을 주위온도 내지 150℃의 온도에서 전형적으로는 술폰산 유형인 산 형태의 양이온 교환 수지와 접촉시킨다. 또다른 구체예에서는, H2SO4와 같은 가용성 산을 사용하여, 바람직하게는 내부식성인 컬럼내에서 20 내지 100℃의 온도로 스트림을 처리한다.In such embodiments, improvements include: 1) crude PDO mixture before drying and / or 2) dried crude PDO mixture before distillation and / or 3) middle stream (in this third embodiment, the more volatile MW176 acetal reaction product). Another distillation step will be required to remove the PDO from the PDO, by contacting the acidic zeolite (e.g. Conversion of acetals to alternative species that can be more easily separated from PDO by distillation is included. In another embodiment of the present invention, 1) and / or 2) and / or 3) are contacted with a cation exchange resin in acid form, typically sulfonic acid type, at temperatures from ambient to 150 ° C. In another embodiment, a soluble acid such as H 2 SO 4 is used to treat the stream at a temperature of 20 to 100 ° C., preferably in a corrosion resistant column.

미정제 PDO 혼합물을 고체 산 정화제와 접촉시키는 공정은 액체 스트림을 고체 촉매나 흡착제와 접촉시키는 표준 방법 및 관례를 사용하여 연속 공정이나 배취식으로서 수행한다. 이러한 방식에서는, MW176 아세탈과 같은 불순물을 분리하는 난점이 대부분 제거되기 때문에, PDO를 고순도로 증류시켜 높은 회수율을 획득할 수 있다. The process of contacting the crude PDO mixture with a solid acid purifier is performed as a continuous process or batch using standard methods and practices for contacting the liquid stream with a solid catalyst or adsorbent. In this way, since the difficulty of separating impurities such as MW176 acetal is largely eliminated, high recovery can be obtained by distilling PDO with high purity.

또다른 구체예에서 본 발명은, In another embodiment the invention,

a) 3-히드록시 프로판알의 수용액을 형성시키는 단계, a) forming an aqueous solution of 3-hydroxy propanal,

b) 3-히드록시 프로판알을 수소화시켜 1,3-프로판디올, 물, 및 MW132 사이클릭 아세탈을 포함하는 제1 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 형성시키는 단계, b) hydrogenating 3-hydroxy propanal to form a first crude 1,3-propanediol mixture comprising 1,3-propanediol, water, and MW132 cyclic acetal,

c) 제1 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 증류하여 물 및 저비등성 불순물을 제거하고 제2 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 형성시키는 단계,c) distilling the first crude 1,3-propanediol mixture to remove water and low boiling impurities and to form a second crude 1,3-propanediol mixture,

d) 제2 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 50 내지 150℃의 온도에서 산 형태의 양이온성 교환 수지와 접촉시킴으로써 MW132 사이클릭 아세탈을 보다 휘발성인 사이클릭 아세탈 및/또는 기타 다른 분해 산물로 전환시키는 단계, 및 d) contacting the second crude 1,3-propanediol mixture with a cationic exchange resin in acid form at a temperature of 50 to 150 ° C. to convert the MW132 cyclic acetal into a more volatile cyclic acetal and / or other degradation products. Converting, and

e) 증류 또는 기체 스트리핑에 의해서 보다 휘발성인 사이클릭 아세탈 및/또는 기타 다른 분해 산물을 1,3-프로판디올로부터 분리하는 단계를 포함하는 1,3-프로판디올 제조 방법을 제공한다. e) providing a process for preparing 1,3-propanediol, comprising separating volatile acetals and / or other degradation products from 1,3-propanediol by distillation or gas stripping.

이러한 구체예의 가장 바람직한 모드에서는, 단계 d)와 e)를 함께 수행함으로써(예컨대 동일한 용기 또는 컬럼을 사용), 휘발성 사이클릭 아세탈 및/또는 기타 다른 분해 산물이 형성될 때 이들을 1,3-프로판디올로부터 분리한다. 이러한 구체예의 또다른 모드에서는, 양이온성 산 교환 수지 대신에 산성 제올라이트를 사용할 수 있다. 이러한 경우, 온도는 바람직하게는 80 내지 200℃이다. In the most preferred mode of this embodiment, 1,3-propanediol is formed when volatile cyclic acetals and / or other degradation products are formed by performing steps d) and e) together (eg using the same vessel or column). Separate from. In another mode of this embodiment, acidic zeolites can be used in place of cationic acid exchange resins. In this case, the temperature is preferably 80 to 200 ° C.

도 1은 단순화시킨 증류 체계의 예를 나타내는 매우 단순한 모식도이다. 1 is a very simple schematic diagram showing an example of a simplified distillation system.

본 발명의 개시 물질인 3-히드록시 프로판알(HPA) 수용액은 다수의 상이한 방법으로 제조할 수 있다. 전술한 미국 특허 4,873,378, 4,873,379, 5,053,562, 5,030,766, 5,210,318, 5,256,827, 5,304,686, 및 5,304,691(모두 본원에서 참조인용됨)에 HPA 수용액의 상이한 제조 방법이 기재되어 있다. HPA는 또한 산성 촉매 존재하에서 아크롤레인의 수화에 의해 제조할 수도 있다. 이러한 결과를 달성하기 위한 방법은 미국 특허 5,426,249, 5,015,789, 5,171,898, 5,276,201, 5,334,778, 및 5,364,987(모두 본원에서 참조인용됨)에 기재되어 있다. Aqueous 3-hydroxy propanal (HPA) aqueous solution, which is the starting material of the present invention, can be prepared by a number of different methods. The aforementioned US Pat. Nos. 4,873,378, 4,873,379, 5,053,562, 5,030,766, 5,210,318, 5,256,827, 5,304,686, and 5,304,691, all of which are incorporated herein by reference, describe different methods of making HPA aqueous solutions. HPA can also be prepared by hydration of acrolein in the presence of an acidic catalyst. Methods for achieving these results are described in US Pat. Nos. 5,426,249, 5,015,789, 5,171,898, 5,276,201, 5,334,778, and 5,364,987, all of which are incorporated herein by reference.

본 발명의 전체 과정을 수행하는 바람직한 방법은 미국 특허 번호 5,786,524(본원에서 참조인용됨)에 기재되어 있으며, 일반적으로는 하기와 같다. 산화 에틸렌(EO)을 0.05 내지 15wt%, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1wt% 농도인 히드로포르밀화 촉매 존재하에 수소 대 일산화탄소 비율이 1:5 내지 25:1인 합성가스 200 내지 5000psi(1380 내지 34500kPa) 및 50 내지 110℃로 버블 컬럼이나 교반 탱크와 같은 반응기내에서 히드로포르밀화시킨다. Preferred methods for carrying out the entire process of the invention are described in US Pat. No. 5,786,524, which is incorporated herein by reference, generally as follows. 200 to 5000 psi (1380 to 34500 kPa) of ethylene oxide (EO) in a hydrogen to carbon monoxide ratio of 1: 5 to 25: 1 in the presence of a hydroformylation catalyst having a concentration of 0.05 to 15 wt%, more preferably 0.05 to 1 wt% And hydroformylation in a reactor such as a bubble column or stirred tank at 50-110 ° C.

히드로포르밀화 반응 유출물을 바람직하게는, 5 내지 55℃에서 일산화탄소 50psi(350kPa) 초과의 대기하에 물-용매 비율이 2:1 내지 1:20 범위인 소량의 물로 추출한다. 활성형인 촉매를 90% 넘게 함유한 용매층은 히드로포르밀화 반응기로 재순환시킨다. HPA는 수층에 10 내지 45wt%의 농도로 추출한다. The hydroformylation reaction effluent is preferably extracted with a small amount of water having a water-solvent ratio in the range of 2: 1 to 1:20 at an atmosphere of greater than 50 psi (350 kPa) carbon monoxide at 5 to 55 ° C. The solvent layer containing more than 90% of the active catalyst is recycled to the hydroformylation reactor. HPA is extracted in the aqueous layer at a concentration of 10 to 45 wt%.

먼저 촉매를 산화시킨 후 산 이온 교환 수지를 이용하여 이를 제거하는 것과 같은 임의의 공지 수단에 의해서 촉매를 상기 HPA 수용액으로부터 제거할 수 있다. 이온 교환 수지는 약산 또는 강산 이온 교환 수지일 수 있다. 그 예에는 AMBERLYST 15, 35, 및 XN-1010, AMBERLITE IR-118, IRC76, A1200, DOWEX 50 x 2-100 및 5 x 8-100, XL-383 및 -386, 및 BIO RAD AG50W-X2 및 AMBERSEP 252H 수지, 또는 기타 다른 강(술폰)산이나 약(카르복시)산 수지가 포함된다(AMBERLYST, AMBERLITE, DOWEX, BIO RAD, 및 AMBERSEP는 상표명임).The catalyst can be removed from the HPA aqueous solution by any known means such as first oxidizing the catalyst and then removing it using an acid ion exchange resin. The ion exchange resin may be a weak acid or strong acid ion exchange resin. Examples include AMBERLYST 15, 35, and XN-1010, AMBERLITE IR-118, IRC76, A1200, DOWEX 50 x 2-100 and 5 x 8-100, XL-383 and -386, and BIO RAD AG50W-X2 and AMBERSEP 252H resins, or other strong (sulfonic) or weak (carboxy) acid resins (AMBERLYST, AMBERLITE, DOWEX, BIO RAD, and AMBERSEP are trademarks).

3-히드록시 프로판알 수용액의 중화 후, 수용액을 수소화시킨다. 이는 수소화 촉매의 고정화 베드에서 전형적으로 100 내지 2000psi(690 내지 13800kPa)인 수소로 수소화시킴으로써 수행할 수 있다. 수소화 촉매는 니켈, 코발트, 루테늄, 백금, 또는 팔라듐과 같은 Ⅷ족 금속 촉매를 포함하는, 미국 5,786,524(본원에서 참조인용됨)에 개시된 임의의 것일 수 있다. 초기 수소화는 바람직하게는 40 내지 80℃에서 수행하며, 온도를 바람직하게는 120 내지 175℃까지 증가시킴으로써 사이클릭 아세탈과 같은 반응성 성분을 PDO로 역전환시키는 반응을 촉진한다. 최종적으로, 물과 비말동반된 경질(저비등성) 용매 및 고도의 휘발성(고비등성) 불순물을 PDO로부터 증류시키고(오버헤드 스트림), 미정제 PDO 및 저휘발성 성분 또한 증류 동안에 바닥물 스트림으로서 분리한다.After neutralization of the aqueous 3-hydroxy propanal solution, the aqueous solution is hydrogenated. This can be done by hydrogenating with hydrogen, typically 100-2000 psi (690-13800 kPa), in the immobilized bed of the hydrogenation catalyst. The hydrogenation catalyst may be any of those disclosed in US 5,786,524 (incorporated herein), including a Group VIII metal catalyst such as nickel, cobalt, ruthenium, platinum, or palladium. Initial hydrogenation is preferably carried out at 40-80 ° C. and promotes a reaction which reversely converts reactive components such as cyclic acetals to PDO by increasing the temperature to preferably 120-175 ° C. Finally, the light (low boiling) solvent and highly volatile (high boiling) impurities entrained with water are distilled from the PDO (overhead stream) and the crude PDO and low volatile components are also separated as bottoms stream during distillation. .

MW132 아세탈MW132 Acetal

본 발명의 두번째 구체예를 수행하기 위해서, MW132 아세탈 및 PDO를 함유한 건조된 미정제 산물 스트림(증류된 것)을 하기와 같이 처리하여 PDO를 고수율 및 고순도로 회수한다. 전술한 미정제 PDO는 MW132 사이클릭 아세탈 불순물을 높은 수준으로 나타낼 수 있다. 이 불순물은 바람직하지 못하며 후속 증류 동안에 PDO 회수율을 제한시킨다. 이것은 PDO와 HPA의 반응에 의해서 형성될 수 있다. To carry out the second embodiment of the present invention, the dried crude product stream (distilled) containing MW132 acetal and PDO is treated as follows to recover PDO in high yield and high purity. The crude PDO described above can exhibit high levels of MW132 cyclic acetal impurities. This impurity is undesirable and limits PDO recovery during subsequent distillation. This can be formed by the reaction of PDO with HPA.

반응 #1Reaction # 1

MW132 아세탈의 산 촉매 분해로 형성된 2-에틸렌-1,3-디옥산 사이클릭 아세탈(EDCA)은 PDO보다 훨씬 휘발성인 것으로 알려져 있다. 하기 반응식은 증류에 의해서 PDO로부터 용이하게 분리할 수 있는 2-에틸렌-1,3-디옥산 사이클릭 아세탈(EDCA)을 형성시키는 MW132 아세탈의 탈수를 설명한다. 산성 제올라이트 및 산 형태의 양이온성 교환 수지(예컨대 코발트 제거에 사용되는 것)를 사용하여 EDCA를 형성시키는 MW132 아세탈의 반응을 통해서 PDO를 정제할 수 있다. 2-ethylene-1,3-dioxane cyclic acetal (EDCA) formed by acid catalysis of MW132 acetal is known to be much more volatile than PDO. The following scheme illustrates the dehydration of MW132 acetal to form 2-ethylene-1,3-dioxane cyclic acetal (EDCA) which can be easily separated from PDO by distillation. PDO can be purified through the reaction of MW132 acetal to form EDCA using acidic zeolites and cationic exchange resins in acid form (such as those used for cobalt removal).

반응 #2Reaction # 2

즉, 바람직하지 못한 MW132 사이클릭 아세탈을 함유한 건조된 미정제 PDO 스트림을 MW132 아세탈의 EDCA로의 전환에 대한 상기 반응 체계가 우세한 조건하에서 산 형태의 양이온성 교환 수지나 산성 제올라이트와 접촉시킨다. 이 단계는 협동 증류를 통한 또는 질소나 증기와 같은 스트리핑 기체의 사용을 통한 EDCA의 제거 단계와 결합된다. That is, the dried crude PDO stream containing the undesirable MW132 cyclic acetal is contacted with an acidic cationic exchange resin or acid zeolite under conditions prevailing above the reaction regime for conversion of MW132 acetal to EDCA. This step is combined with the removal of EDCA through cooperative distillation or through the use of a stripping gas such as nitrogen or steam.

협동 증류 및 반응(이 증류 및 반응은 반응물이 형성될 때 이들을 산물로부터 분리하기 위해 동일한 처리 단위로 결합됨)은 "반응성 증류"를 수행하기 위한 임의의 익히 공지된 방법을 사용할 수 있다. 대안적으로는, 질소와 같은 비활성 기체를 사용하여 MW132 아세탈의 보다 휘발성인 분해 산물(EDCA)의 반응 혼합물을 스트리핑함으로써(협동 스트리핑 및 반응), 화학적 평형을 통한 MW132의 재형성을 방지할 수 있다. 수증기(증기)의 사용은 처리열 및 비활성 스트리핑 기체를 제공하는 통상의 상업적 관례이다. 이 경우에, 스트리핑은 MW132 아세탈의 반응과 동일한 처리 단위에서 다시 수행된다. 반응 산물은 화학적 평형을 배제시키거나 MW132 아세탈의 존재를 감소시키기 위해서 형성될 때 제거한다. 이러한 방식에서, 산 촉매 반응과 스트리핑의 동일한 처리 단계로의 결합은 산 촉매 반응과 증류의 "반응성 증류" 결합과 동일한 방식으로 반응물-산물 분리에 영향을 준다. Cooperative distillation and reactions (which are combined in the same processing unit to separate them from the product when the reactants are formed) can use any well known method for carrying out "reactive distillation". Alternatively, an inert gas such as nitrogen can be used to strip the reaction mixture of the more volatile decomposition products (EDCA) of MW132 acetal (cooperative stripping and reaction) to prevent reforming of MW132 through chemical equilibrium. . The use of steam (steam) is a common commercial practice for providing treatment heat and inert stripping gas. In this case, stripping is again carried out in the same processing unit as the reaction of MW132 acetal. The reaction product is removed when formed to exclude chemical equilibrium or reduce the presence of MW132 acetal. In this way, the combination of acid catalyzed reaction and stripping into the same treatment step affects reactant-product separation in the same way as the "reactive distillation" bond of acid catalyzed reaction and distillation.

일반적으로, 물은 MW132 아세탈의 역전환 및 제거를 억제하는 것으로 밝혀져 있었다. 그러나, 일반적으로 불완전한 제거, 고체 촉매내 수착, 또는 자체의 탈수 반응(전술한 #1)에 기인하여 존재하는 소량의 물은 반응 #1의 역반응을 통해서 MW132의 일부를 제거할 수 있다. HPA(이러한 방식에서 형성된다면)는 그 다음에 반응 혼합물로부터 용이하게 스트리핑되거나 증류되는 고도의 휘발성 아크롤레인으로 추가 탈수될 수 있다. 어떤 매커니즘이 우위인가에 상관없이, 휘발성 반응 산물의 분리(증류 또는 스트리핑)와 협동한 산 촉매 반응은 PDO 산물의 MW132 불순물을 감소시킨다. 협동 증류 또는 비활성 기체 스트리핑은 화학적 평형이 열역학적으로 우세한 MW132 사이클릭 아세탈로부터 멀어지도록 하는 것을 필요로 한다. 산 형성 제올라이트 또한 MW132 아세탈 제거를 촉진하는 전술한 과정 동안에 사용될 수 있다.In general, water has been shown to inhibit the reverse conversion and removal of MW132 acetal. In general, however, small amounts of water present due to incomplete removal, sorption in solid catalysts, or their own dehydration reaction (# 1 described above) can remove a portion of MW132 via a reverse reaction of reaction # 1. HPA (if formed in this manner) can then be further dehydrated with highly volatile acrolein, which is easily stripped or distilled from the reaction mixture. Regardless of which mechanism prevails, the acid catalyzed reaction in conjunction with the separation (distillation or stripping) of the volatile reaction products reduces the MW132 impurities of the PDO product. Cooperative distillation or inert gas stripping requires keeping the chemical equilibrium away from the thermodynamically predominant MW132 cyclic acetal. Acid forming zeolites may also be used during the above-described process to promote MW132 acetal removal.

협동 분리와 함께 산 형태의 양이온성 교환 수지를 사용하면 실질적으로 완전한 MW132 아세탈 전환이 획득된다. 반응은 바람직하게는 50 내지 150℃, 보다 바람직하게는 80 내지 120℃의 온도에서 수행된다. 수지 촉매와의 접촉은 실질적으로 완전한 MW132 아세탈 전환을 보장하는 익히 공지된 반응기 설계 방법을 사용하여 배취식 또는 연속 컬럼으로 수행된다. 80 내지 120℃에서의 배취식 접촉은 예를 들면 10wt%의 산 수지로 1 내지 5시간 동안 수행하는 것이 완전한 전환에 효과적일 수 있다. 대안적으로는, 접촉은 "시간당 중량공간속도"(시간당 산 수지의 중량당 미정제 PDO 공급원료의 중량 - "WHSV")가 시간당 0.1 내지 1인 연속 반응 용기, 바람직하게는 컬럼내에서 효과적일 수 있다. Use of the acidic cationic exchange resin with cooperative separation yields a substantially complete MW132 acetal conversion. The reaction is preferably carried out at a temperature of 50 to 150 ° C, more preferably 80 to 120 ° C. Contact with the resin catalyst is carried out in a batch or continuous column using well known reactor design methods that ensure substantially complete MW132 acetal conversion. Batch contact at 80 to 120 ° C. may be effective for complete conversion, for example, with 1 to 5 hours of 10 wt% acid resin. Alternatively, the contact may be effective in a continuous reaction vessel, preferably a column, having a "weight space velocity per hour" (weight of crude PDO feedstock per weight of acid resin per hour minus "WHSV") of 0.1 to 1 per hour. Can be.

제올라이트에 의해서 아세탈 역전환에 대한 활성을 낮추려면, 보다 높은 온도 또는 제올라이트와의 증가된 접촉 시간이 필요하다. 산성 제올라이트와의 반응은 바람직하게는 70 내지 250℃, 보다 바람직하게는 90 내지 170℃의 온도로 배취 또는 연속 접촉을 통해서 수행한다. 유사한 접촉 시간 또는 시간당 중량공간속도를 사용할 수 있다. 어떤 시스템에 대해서든, 고체 산성 정화제(산 형태의 양이온성 교환 수지 또는 산성 제올라이트)와의 접촉 시간과 온도의 조합은 바람직하지 못한 발색성 불순물의 생성을 제한하고 PDO의 이량체 및 고급 소중합체의 생성을 최소화하기에 최적이어야 한다. To lower the activity for acetal reverse conversion by zeolites, higher temperatures or increased contact times with the zeolites are required. The reaction with the acidic zeolite is preferably carried out via batch or continuous contact at a temperature of 70 to 250 ° C, more preferably 90 to 170 ° C. Similar contact times or hourly space velocity can be used. For any system, the combination of contact time and temperature with a solid acid purifier (cation exchange resin or acid zeolite in acid form) limits the formation of undesirable chromogenic impurities and prevents the production of dimers and higher oligomers of PDO. It should be optimal to minimize.

바람직한 촉매는 강력한 산성 양이온 교환을 하는 이온 교환 수지이다(산 형태의 양이온성 교환 수지). 이들에는 술폰산 작용기가 있는 겔 유형 또는 거대망상형(거대다공성) 이온 교환 수지가 포함되는데, 여기서 술폰산 작용기는 유기 중합체 중추에 직간접적으로 결합된다. 예에는 Rohm and Haas AMBERLITE 또는 AMBERLYST A200, A252, IR-118, IR120, A15, A35, XN-1010, 또는 균일한 입자 크기 A1200 수지; Dow MSC-1, M-31, 또는 DOWEX 50 시리즈 수지, SYBRON C-249, C-267, CFP-100 수지; PUROLITE C-100 또는 C-150 수지; RESINTECH CG8; IWT C-211, SACMP; IWT C-381; 또는 이와 동등한 기타 다른 상업적 강산 양이온성 교환 수지가 포함된다. 양이온 교환 수지의 또다른 예는 NAFION 술폰산의 산성화 퍼플루오르화 중합체이다(SYBRON, PUROLITE, RESINTECH 및 NAFION은 상표명임). Preferred catalysts are ion exchange resins with strong acidic cation exchange (acidic cationic exchange resins). These include gel type or macroreticular (macroporous) ion exchange resins with sulfonic acid functionalities, where the sulfonic acid functional groups are directly or indirectly bound to the organic polymer backbone. Examples include Rohm and Haas AMBERLITE or AMBERLYST A200, A252, IR-118, IR120, A15, A35, XN-1010, or uniform particle size A1200 resins; Dow MSC-1, M-31, or DOWEX 50 series resins, SYBRON C-249, C-267, CFP-100 resins; PUROLITE C-100 or C-150 resins; RESINTECH CG8; IWT C-211, SACMP; IWT C-381; Or other commercially strong acid cationic exchange resins equivalent thereto. Another example of a cation exchange resin is an acidified perfluorinated polymer of NAFION sulfonic acid (SYBRON, PUROLITE, RESINTECH and NAFION are trade names).

적절한 제올라이트 촉매는 바람직하게는 산 형태인 하나 이상의 변형된 제올라이트를 함유한다. 이들 제올라이트는 비환족 또는 지방족 화합물이 침투하기에 충분한 정도로 큰 치수의 기공을 함유해야 한다. 바람직한 제올라이트에는 예를 들면, 구조형 제올라이트 MFI(예를 들면, ZSM-5), MEL(예를 들면, ZSM-11), FER(예를 들면, 페리에라이트 및 ZSM-35), FAU(예를 들면, 제올라이트 Y), BEA(예를 들면, 베타), MFS(예를 들면, ZSM-57), NES(예를 들면, NU-87), MOR(예를 들면, 모오데나이트), CHA(예를 들면, 카바자이트), MTT(예를 들면, ZSM-23), MWW(예를 들면, MCM-22 및 SSZ-25), EUO(예를 들면, EU-1, ZSM-50 및 TPZ-3), OFF(예를 들면, 오프레타이트), MTW(예를 들면, ZSM-12) 및 제올라이트 ITQ-1, ITQ-2, MCM-56, MCM-49, ZSM-48, SSZ-35, SSZ-39 및 예를 들면 제올라이트 PSH-3과 같은 혼합 결정질 상의 제올라이트가 포함된다. 구조형 및 각종 제올라이트의 합성은 Butterworth-Heinemann에서 발행한 W. M. Meier, D. H. Olson 및 Ch. Baerlocher의 "Atlas of Zeolite Structure Type"(Structure Commission of the International Zeolite Association을 대표하여 발행) 제4 개정판(1996)을 참조할 수 있다. 구조형 및 전술한 제올라이트에 관해서는 월드 와이드 웹 www.iza-structure.org를 참조할 수도 있다. 이러한 제올라이트는 Zeolyst International, Inc. 및 ExxonMobil Corporation에서 시판중이다. 적절한 제올라이트 촉매의 추가예는 미국 특허 번호 5,762,777; 5,808,167; 5,110,995; 5,874,646; 4,826,667; 4,439,409; 4,954,325; 5,236,575; 5,362,697; 5,827,491; 5,958,370; 4,016,245; 4,251,499; 4,795,623; 4,942,027 및 WO99/35087(모두 본원에서 참조인용됨)에서 찾을 수 있다. Suitable zeolite catalysts contain one or more modified zeolites, preferably in acid form. These zeolites should contain pores with dimensions large enough to allow for the penetration of acyclic or aliphatic compounds. Preferred zeolites include, for example, structured zeolite MFI (e.g. ZSM-5), MEL (e.g. ZSM-11), FER (e.g. ferrierite and ZSM-35), FAU (e.g. For example, zeolite Y), BEA (e.g. beta), MFS (e.g. ZSM-57), NES (e.g. NU-87), MOR (e.g. mordenite), CHA (e.g. For example, carbazite), MTT (eg ZSM-23), MWW (eg MCM-22 and SSZ-25), EUO (eg EU-1, ZSM-50 and TPZ-3) ), OFF (e.g., Opretite), MTW (e.g., ZSM-12) and Zeolite ITQ-1, ITQ-2, MCM-56, MCM-49, ZSM-48, SSZ-35, SSZ Zeolites such as -39 and mixed crystalline phases such as, for example, zeolite PSH-3. Structural forms and synthesis of various zeolites are described in W. M. Meier, D. H. Olson and Ch. See Baerlocher's "Atlas of Zeolite Structure Type" (published on behalf of the Structure Commission of the International Zeolite Association), 4th edition (1996). Structural types and the above-mentioned zeolites may be referred to the World Wide Web www.iza-structure.org. Such zeolites are available from Zeolyst International, Inc. And ExxonMobil Corporation. Further examples of suitable zeolite catalysts are described in US Pat. No. 5,762,777; 5,808,167; 5,110,995; 5,874,646; 4,826,667; 4,439,409; 4,954,325; 5,236,575; 5,362,697; 5,827,491; 5,958,370; 4,016,245; 4,251,499; 4,795,623; 4,942,027 and WO99 / 35087, all of which are incorporated herein by reference.

MW176 아세탈MW176 Acetal

본 발명의 첫번째 구체예에 대한 이해를 돕는 도 1의 예시적으로 단순화시킨 증류 체계에 나타낸 바와 같이, MW176 아세탈을 함유한 수성 PDO는 건조 증류 컬럼 2로 흐른다. 물 및 다소 고휘발성인 물질은 오버헤드 스트림 3으로 제거되고, 증류 바닥물 스트림으로부터의 MW176 아세탈과 건조된 PDO는 증류 컬럼 5로 흐른다. 보다 고휘발성인 물질은 분리되어 오버헤드 스트림 6을 통해 제거되고, 증류 바닥물 스트림 8은 저휘발성 물질 및 일부 PDO 뿐만 아니라 미량의 MW176 아세탈을 함유한다. 회수가능성 PDO는 중간 스트림으로 유출된다. 용기 1, 4, 및 7은 임의적인(도면에 나타낸 시스템에서 적어도 하나는 필요하지만) 산 처리 용기이다. 산 촉매 처리는 용기 1에서 건조 전에 수행될 수 있거나, 용기 4에서 건조 후 및 증류 전에 수행될 수 있거나, 또는 용기 7에서 증류 후에 수행될 수 있다. 마지막 구체예를 수행할 때는, PDO로부터 보다 휘발성인 MW176 아세탈 반응 산물을 분리하기 위해서 추가 증류가 필요하다. As shown in the exemplary simplified distillation scheme of FIG. 1 to aid in understanding the first embodiment of the present invention, aqueous PDO containing MW176 acetal flows into dry distillation column 2. Water and somewhat highly volatile material are removed in overhead stream 3, and MW176 acetal and dried PDO from the distillation bottoms stream flow into distillation column 5. Higher volatility material is separated and removed through overhead stream 6, and distillation bottoms stream 8 contains low volatility and some PDO as well as trace amounts of MW176 acetal. Recoverable PDO flows out to the middle stream. Vessels 1, 4, and 7 are optional (although at least one is required in the system shown) acid treated vessels. The acid catalyst treatment may be carried out before drying in vessel 1, after drying in vessel 4 and before distillation, or after distillation in vessel 7. When carrying out the last embodiment, further distillation is required to separate the more volatile MW176 acetal reaction product from the PDO.

전술한 미정제 PDO는 때때로 MW176 사이클릭 아세탈 불순물을 높은 수준으로 나타낸다. 이 불순물은 PDO보다 단지 약간 덜 휘발성인 것으로 밝혀졌으며, PDO 회수율을 제한시킨다. PDO로부터의 분리에 대한 난점이 부여되었기 때문에, 실험실 배취 증류를 수행하여 MW176 불순물 및 PDO의 상대적 휘발성을 평가했다. 대략 85g의 PDO가 이 불순물로 오염되었으며, 또한 C5 디올은 공칭 10mmHg(1.3kPa) 압력 및 143℃ 바닥물 온도에서 역류되었다. 에틸렌 글리콜(EG) 및 부탄디올 마커를 약 1wt% 첨가하여 상대적 휘발성의 지시를 보조했다. 결과(표 1)로부터 MW176 아세탈 및 C5 디올 둘다 PDO보다 중질임을 알 수 있다. EG 대 PDO의 상대적 휘발성 측정값 대 보고값 사이의 양호한 합치는 이들 측정에서 실제로 평형에 도달되었음을 지시한다.The crude PDO described above sometimes exhibits high levels of MW176 cyclic acetal impurities. This impurity has been found to be only slightly less volatile than PDO, limiting PDO recovery. Since difficulties were given for separation from PDO, laboratory batch distillation was performed to evaluate the relative volatility of MW176 impurities and PDO. Approximately 85 g of PDO was contaminated with this impurity, and the C 5 diols were also refluxed at nominal 10 mmHg (1.3 kPa) pressure and 143 ° C. bottoms temperature. About 1 wt% of ethylene glycol (EG) and butanediol markers were added to assist in indicating relative volatility. The results (Table 1) show that both MW176 acetal and C 5 diol are heavier than PDO. Good agreement between relative volatility measurements versus reported values of EG versus PDO indicates that equilibrium has actually been reached in these measurements.

표 1: 상대적 휘발성1 Table 1: Relative Volatility 1

1 230℉(110℃)에서 EG/PDO의 상대적 휘발성 보고값 = 2.16 1 Relative volatility reported value of EG / PDO at 230 ° F (110 ° C) = 2.16

2 t = 증류 "상층물" 또는 "오버헤드 산물" 2 t = distillation "supernatant" or "overhead product"

b = 증류 "바닥물"  b = distillation "bottom water"

MW176 아세탈의 산 촉매 분해로 형성된 MW102 아세탈은 PDO보다 훨씬 휘발성인 것으로 알려져 있기 때문에 PDO로부터 고효율로 용이하게 분리할 수 있다. 이 결과는 축합 제거에 기인한 MW102내 히드록시기의 부재를 바탕으로 예상되었다. 특정 매커니즘으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 하기 반응들은 MW176 아세탈의 분해 및 MW102 아세탈(이것은 증류에 의해서 PDO로부터 용이하게 분리할 수 있음)의 형성, 또한 실험에서 관찰되는 바와 같은 MW132 아세탈의 형성을 설명할 수 있다. MW102 acetals formed by acid catalysis of MW176 acetals are known to be much more volatile than PDOs and can be easily separated from PDOs with high efficiency. This result was expected based on the absence of hydroxyl groups in MW102 due to condensation removal. While not wishing to be limited to any particular mechanism, the following reactions will explain the decomposition of MW176 acetal and the formation of MW102 acetal, which can be easily separated from PDO by distillation, and also the formation of MW132 acetal as observed in the experiment. Can be.

"탈에톡시화"는 산성 조건하에서 발생하는 것으로 알려져 있다. 알데히드는 산성 조건하에서 PDO와 용이하게 축합되어 열역학적으로 우세한 사이클릭 아세탈, 이 경우에는 MW102 아세탈을 형성한다. "Deethoxylation" is known to occur under acidic conditions. Aldehydes are easily condensed with PDO under acidic conditions to form thermodynamically cyclic acetals, in this case MW102 acetals.

산 형태의 양이온 교환 수지 또는 산성 제올라이트 또한 실질적으로 보다 고휘발성의 물질인 2-에틸렌-1,3-디옥산 사이클릭 아세탈(EDCA)로의 전환을 통한 MW132 아세탈의 제거를 촉진한다. Acid form cation exchange resins or acid zeolites also promote the removal of MW132 acetal through conversion to substantially higher volatility 2-ethylene-1,3-dioxane cyclic acetal (EDCA).

바람직하지 못한 MW176 아세탈을 함유한 미정제 PDO 스트림은 상기 반응 체계가 우세한 조건하에서 산 형태의 양이온 교환 수지나 산성 제올라이트 또는 가용성 산으로 처리한다. 액체 스트림과 고체 산 정화제 또는 가용성 산과의 밀접한 접촉을 제공하는 임의 방식으로 배취 또는 연속 흐름 공정을 사용할 수 있다. 전형적으로는 고정, 유동, 또는 확장 베드에서의 연속 접촉이 상업적으로 바람직할 것이고, 하류나 상류 방향으로의 작동 또는 수평 접촉장치를 통해서 수행할 수도 있다. 최적의 베드 크기는 사용된 고체 산 정화제의 입자 크기 및 성질에 따라 다를 것이지만, 전형적인 설계는 0.1 내지 10의 "시간당 중량공간속도"(WHSV)를 수반할 것이다(WHSV는 시간당 고체 산 정화제 질량당 미정제 PDO의 질량 유속으로 표현됨). 최적의 베드 크기 및 작동 온도는 PDO가 기타 다른 중질 바닥 성분으로 소중합되는 것은 최소화하면서 높은 수준의 MW176 아세탈 전환에는 효과적이도록 선택한다. The crude PDO stream containing the undesirable MW176 acetal is treated with acidic cation exchange resins or acidic zeolites or soluble acids under conditions prevailing in the reaction system. Batch or continuous flow processes can be used in any manner that provides intimate contact of the liquid stream with the solid acid purifier or the soluble acid. Typically continuous contact in a fixed, flow, or expansion bed will be commercially desirable, and may be carried out via a horizontal contactor or operation in the downstream or upstream direction. The optimal bed size will depend on the particle size and nature of the solid acid purifier used, but a typical design will involve a "weight hourly space velocity" (WHSV) of 0.1 to 10 (WHSV is unknown per mass of solid acid purifier per hour). The mass flow rate of the first PDO). The optimal bed size and operating temperature are chosen to be effective for high levels of MW176 acetal conversion while minimizing the PDO's small polymerization to other heavy bottom components.

산성 제올라이트를 고체 산 정화제로 사용할 때는, 40 내지 150℃, 바람직하게는 60 내지 120℃ 범위의 온도가 전형적으로 바람직하다. MW176 불순물 제거에 보다 활성인 것으로 지시된 산 형태의 양이온 교환 수지에는 주위온도 내지 150℃의 온도 또는 이보다 낮은 온도(주위온도 내지 100℃ 정도)를 사용할 수 있다. 가용성 산을 사용할 때의 온도는 20 내지 100℃일 수 있다. When acidic zeolites are used as solid acid purifiers, temperatures in the range from 40 to 150 ° C., preferably from 60 to 120 ° C., are typically preferred. Acid type cation exchange resins indicated to be more active for MW176 impurity removal can be used at temperatures from ambient to 150 ° C. or lower (ambient to 100 ° C.). The temperature when using soluble acid may be 20 to 100 ° C.

바람직한 제올라이트 촉매는 바람직하게는 산 형태인 하나 이상의 변형된 제올라이트를 함유한다. 이들 제올라이트는 비환족 또는 지방족 화합물이 침투하기에 충분한 정도로 큰 치수의 기공을 함유해야 한다. 바람직한 제올라이트에는 예를 들면, 구조형 제올라이트 MFI(예를 들면, ZSM-5), MEL(예를 들면, ZSM-11), FER(예를 들면, 페리에라이트 및 ZSM-35), FAU(예를 들면, 제올라이트 Y), BEA(예를 들면, 베타), MFS(예를 들면, ZSM-57), NES(예를 들면, NU-87), MOR(예를 들면, 모오데나이트), CHA(예를 들면, 카바자이트), MTT(예를 들면, ZSM-23), MWW(예를 들면, MCM-22 및 SSZ-25), EUO(예를 들면, EU-1, ZSM-50 및 TPZ-3), OFF(예를 들면, 오프레타이트), MTW(예를 들면, ZSM-12) 및 제올라이트 ITQ-1, ITQ-2, MCM-56, MCM-49, ZSM-48, SSZ-35, SSZ-39 및 예를 들면 제올라이트 PSH-3과 같은 혼합 결정질 상의 제올라이트가 포함된다. 구조형 및 각종 제올라이트의 합성은 Butterworth-Heinemann에서 발행한 W. M. Meier, D. H. Olson 및 Ch. Baerlocher의 "Atlas of Zeolite Structure Type"(Structure Commission of the International Zeolite Association을 대표하여 발행) 제4 개정판(1996)을 참조할 수 있다. 구조형 및 전술한 제올라이트에 관해서는 월드 와이드 웹 www.iza-structure.org를 참조할 수도 있다. 이러한 제올라이트는 Zeolyst International, Inc. 및 ExxonMobil Corporation에서 시판중이다. 적절한 제올라이트 촉매의 추가예는 미국 특허 번호 5,762,777; 5,808,167; 5,110,995; 5,874,646; 4,826,667; 4,439,409; 4,954,325; 5,236,575; 5,362,697; 5,827,491; 5,958,370; 4,016,245; 4,251,499; 4,795,623; 4,942,027 및 WO99/35087(모두 본원에서 참조인용됨)에서 찾을 수 있다. Preferred zeolite catalysts contain one or more modified zeolites, preferably in acid form. These zeolites should contain pores with dimensions large enough to allow for the penetration of acyclic or aliphatic compounds. Preferred zeolites include, for example, structured zeolite MFI (e.g. ZSM-5), MEL (e.g. ZSM-11), FER (e.g. ferrierite and ZSM-35), FAU (e.g. For example, zeolite Y), BEA (e.g. beta), MFS (e.g. ZSM-57), NES (e.g. NU-87), MOR (e.g. mordenite), CHA (e.g. For example, carbazite), MTT (eg ZSM-23), MWW (eg MCM-22 and SSZ-25), EUO (eg EU-1, ZSM-50 and TPZ-3) ), OFF (e.g., Opretite), MTW (e.g., ZSM-12) and Zeolite ITQ-1, ITQ-2, MCM-56, MCM-49, ZSM-48, SSZ-35, SSZ Zeolites such as -39 and mixed crystalline phases such as, for example, zeolite PSH-3. Structural forms and synthesis of various zeolites are described in W. M. Meier, D. H. Olson and Ch. See Baerlocher's "Atlas of Zeolite Structure Type" (published on behalf of the Structure Commission of the International Zeolite Association), 4th edition (1996). Structural types and the above-mentioned zeolites may be referred to the World Wide Web www.iza-structure.org. Such zeolites are available from Zeolyst International, Inc. And ExxonMobil Corporation. Further examples of suitable zeolite catalysts are described in US Pat. No. 5,762,777; 5,808,167; 5,110,995; 5,874,646; 4,826,667; 4,439,409; 4,954,325; 5,236,575; 5,362,697; 5,827,491; 5,958,370; 4,016,245; 4,251,499; 4,795,623; 4,942,027 and WO99 / 35087, all of which are incorporated herein by reference.

다른 적절한 촉매에는 산 형태의 양이온 교환 수지가 포함된다. 이들에는 산 형태의 술폰산 작용기가 있는 겔 유형 또는 거대망상형(거대다공성) 이온 교환 수지가 포함되는데, 여기서 술폰산 작용기는 유기 중합체 중추에 직간접적으로 결합된다. 예에는 Rohm and Haas AMBERLITE 또는 AMBERLYST A200, A252, IR-118, IR120, A15, A35, XN-1010, 또는 균일한 입자 크기 A1200 수지; Dow MSC-1, M-31, 또는 DOWEX 50 시리즈 수지, SYBRON C-249, C-267, CFP-100 수지; PUROLITE C-100 또는 C-150 수지; RESINTECH CG8; IWT C-211, SACMP; IWT C-381; 또는 이와 동등한 기타 다른 상업적 수지가 포함된다. 이들 양이온 교환 수지의 또다른 예는 NAFION 술폰산의 산성화 퍼플루오르화 중합체이다. Other suitable catalysts include cation exchange resins in acid form. These include gel-type or macroreticular (macroporous) ion exchange resins with sulfonic acid functional groups in acid form, where the sulfonic acid functional groups are bonded directly or indirectly to the backbone of the organic polymer. Examples include Rohm and Haas AMBERLITE or AMBERLYST A200, A252, IR-118, IR120, A15, A35, XN-1010, or uniform particle size A1200 resins; Dow MSC-1, M-31, or DOWEX 50 series resins, SYBRON C-249, C-267, CFP-100 resins; PUROLITE C-100 or C-150 resins; RESINTECH CG8; IWT C-211, SACMP; IWT C-381; Or other commercial resins equivalent thereto. Another example of these cation exchange resins is the acidified perfluorinated polymer of NAFION sulfonic acid.

사용될 수 있는 가용성 산에는 H2SO4, H3PO4, HCl, 및 가용성 술폰산, 예컨대 파라-톨루엔 술폰산, 벤젠 술폰산, 및 메탄 술폰산 등이 포함된다. H2SO4 및 가용성 술폰산이 바람직하다. 이들 가용성 산을 사용할 때는, 내부식성 컬럼이 매우 바람직하다. 산은 가장 무거운 성분(중질 바닥물)로서 제거된다. 산의 농도는 바람직하게는 0.1 내지 1.0wt%이다.Soluble acids that can be used include H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , HCl, and soluble sulfonic acids such as para-toluene sulfonic acid, benzene sulfonic acid, methane sulfonic acid and the like. Preference is given to H 2 SO 4 and soluble sulfonic acids. When using these soluble acids, corrosion resistant columns are very preferred. Acid is removed as the heaviest component (heavy bottoms). The concentration of the acid is preferably 0.1 to 1.0 wt%.

MW176 실시예MW176 Example

실시예 176-1Example 176-1

표 2의 결과로부터, MW176 아세탈로 오염된 PDO 샘플을 산 형태의 USY형 제올라이트로 주위온도 처리하는 것은 MW176 아세탈 역전환에 비효과적임을 알 수 있다. 강산 수지 A15(Rohm and Haas AMBERLYST 15)를 사용한 실온 역전환을 증명했다. 150℃에서 하룻밤 동안 제올라이트로 고온 처리하면 2-메틸-1,3-디옥산의 형성에 의해 MW176이 제거되었다. 그러나, 본래 MW176 아세탈보다 높은 농도로 폴리 PDO(디-1,3-프로필렌 글리콜) 및 고급 소중합체가 형성되었다. 따라서, 전체적인 순도 및 수율이 감소했고, 제거된 MW176 아세탈을 분리하기가 더 어려워졌다.From the results in Table 2, it can be seen that ambient temperature treatment of PDO samples contaminated with MW176 acetal with USY zeolite in acid form is ineffective for MW176 acetal reverse conversion. Room temperature reverse conversion using strong acid resin A15 (Rohm and Haas AMBERLYST 15) was demonstrated. High temperature treatment with zeolite overnight at 150 ° C. removed MW176 by the formation of 2-methyl-1,3-dioxane. However, poly PDO (di-1,3-propylene glycol) and higher oligomers were formed at higher concentrations than originally MW176 acetal. Thus, overall purity and yield decreased, and it became more difficult to separate the removed MW176 acetal.

100℃에서 USY H+형 제올라이트를 사용하여 추가 시간 연구를 수행했다. 결과는 MW176 아세탈의 반응적 전환, 특히 5시간 내에 실질적 완료상태까지 반응하는 제1 gc(기체 크로마토그래프) 피크 MW176-1을 나타냈다(MW176 아세탈은 gc/질량 특이 분석에서 3개의 피크를 나타내는데, 표 2에 제시된 유력한 MW176-1 피크는 산 처리 실험 동안 쉽게 사라지는 반면, 제2 "이성질체"는 비반응성인 것으로 사료된다). 150℃에서의 이전 시험과 달리, 100℃에서의 역전환은 PDO의 축합을 통해서 디- 또는 트리-1,3-프로필 글리콜이 측정가능한 정도로 형성되지 않기 때문에 선택적이었다. Further time studies were performed using USY H + type zeolites at 100 ° C. The results showed reactive conversion of MW176 acetal, in particular the first gc (gas chromatograph) peak MW176-1 which reacts to substantial completion within 5 hours (MW176 acetal shows three peaks in gc / mass specificity analysis, The potent MW176-1 peak shown in 2 easily disappears during acid treatment experiments, while the second "isomer" is believed to be non-reactive). Unlike the previous test at 150 ° C., reverse conversion at 100 ° C. was selective because no condensation of PDO formed di- or tri-1,3-propyl glycol to a measurable degree.

모오데나이트 샘플을 나트륨 형태로 하룻밤 동안 150℃에서 우연적으로 먼저 시험함으로써, 추측컨대 PDO의 분해를 통해, 다량의 새로운 중질 바닥 부산물을 부여했다. 그러나, 동일한 PDO와 함께 하룻밤 동안 60℃에서 가열한 산 형태의 모오데나이트 샘플은 USY형 제올라이트에서 관찰되었던 것과 동일한 2-메틸-1,3-디옥산(MW102 아세탈) 및 MW132 아세탈 불순물의 형성에 의해서 본질적으로 완전한 MW176 아세탈 제거를 나타냈다. 역전환은 추가 부산물이 관찰되지 않았기 때문에 선택적이었다. 따라서 산 형태 모오데나이트의 성능은 USY 산 형태 제올라이트의 성능에 필적했다. 이들 결과는 PDO의 기타 다른 부산물로의 분해를 최소화하면서 MW176 아세탈의 완전하거나 부분적인 제거에 최적인 온도를 지시해준다. The mordenite samples were first tested by chance in the sodium form overnight at 150 ° C., presumably through the decomposition of PDO, giving a large amount of new heavy bottom by-products. However, the modenite samples in acid form heated at 60 ° C. overnight with the same PDO were essentially formed by the formation of the same 2-methyl-1,3-dioxane (MW102 acetal) and MW132 acetal impurities as observed in USY zeolites. As shown complete MW176 acetal removal. Reverse conversion was selective because no additional byproducts were observed. Thus, the performance of acid form mordenite was comparable to that of USY acid form zeolite. These results indicate the optimum temperature for complete or partial removal of MW176 acetal while minimizing degradation of PDO into other byproducts.

표 2: MW176으로 오염된 PDO의 고체 산 정제Table 2: Solid Acid Purification of PDO Contaminated with MW176

USY H+ 제올라이트 = CBV-500-X16 LR22765(4/2/2000)USY H + Zeolite = CBV-500-X16 LR22765 (4/2/2000)

H-모오데나이트 = LR23768-128(1/28/2000)H-mordenite = LR23768-128 (1/28/2000)

실시예 176-2Example 176-2

MW176 아세탈 불순물을 실온에서 강력한 양이온 산 이온 교환 수지(Rohm and Haas AMBERLYST A35)로 처리했다. 표 3에 나타낸 결과로부터, MW102 아세탈, MW18(H2O), 및 MW132 아세탈의 형성에 의해 MW176 아세탈이 분해되었음을 알 수 있다.MW176 acetal impurities were treated with strong cation acid ion exchange resin (Rohm and Haas AMBERLYST A35) at room temperature. From the results shown in Table 3, it can be seen that MW176 acetal was decomposed by the formation of MW102 acetal, MW18 (H 2 O), and MW132 acetal.

표 3: 실온에서 A35 수지를 사용한 예비 PDO 처리Table 3: Preliminary PDO Treatment with A35 Resin at Room Temperature

MW176 아세탈로 오염된 PDO의 고체 산 처리는 이 불순물을, 증류를 통해서 용이하게 분리할 수 있는 보다 경질의 성분(MW102 모노히드록시화 아세탈)으로 분해시킬 수 있다. 강력한 양이온 산 이온 교환 수지는 MW176 아세탈을 실온에서 역전환시킬 수 있다. 산성 제올라이트 또한 MW176 아세탈을 보다 높은 온도에서 역전환시킬 수 있다. 훨씬 더 높은 온도에서는(150℃에 대해서 증명할 때), PDO가 산성 제올라이트에 의해 폴리 1,3-프로필렌 글리콜로 축합됨으로써, 수율 손실 및 보다 낮은 순도를 초래했다. Solid acid treatment of PDO contaminated with MW176 acetal can decompose this impurity into a lighter component (MW102 monohydroxylated acetal) that can be easily separated through distillation. Strong cation acid ion exchange resins can reverse MW176 acetal at room temperature. Acidic zeolites can also reverse MW176 acetal at higher temperatures. At much higher temperatures (as evidenced for 150 ° C.), PDO was condensed with poly 1,3-propylene glycol by acidic zeolites, resulting in yield loss and lower purity.

MW132 실시예MW132 Example

실시예 132-1(비교예)Example 132-1 (Comparative Example)

증류 전 산 수지 처리Acid resin treatment before distillation

이 실험은 증류를 통한 물 제거 후, 질소 대기하에서 3시간 동안 100℃로 43.5g의 건조 A15(Amberlyst A15 수지)인 강산 형태의 양이온성 교환 수지를 사용하여, 최소한의 분리(스트리핑)와 함께 1500g의 미정제 PDO를 처리하는 단계를 동반했다. 처리된 물질은 밝은 황색이었다. MW132 아세탈은 단지 3.2wt%에서 2.6wt%로 감소했다. 처리된 물질을 증류시켰는데, 일련의 증류 컷은 MW132 아세탈의 11wt%에서 2wt%로의 감소를 나타냈지만, 최종 컷까지 2700ppm 이하의 아크릴레이트가 형성되었다. 아크릴레이트의 초과 형성은, 3-히드록시프로피온산을 제거함으로써 최대 에스테르를 부여하고 궁극적으로는 아크릴레이트를 형성시키는 강산 처리 때문인 것으로 예상할 수 있다. 이 실시예는 휘발성 불순물의 협동 분리(스트리핑 또는 증류) 부재하의 수지 처리에서는 유의적인 MW132 아세탈 제거가 관찰되지 않음을 예증했다. This experiment was carried out using a cationic exchange resin in the form of a strong acid, 43.5 g of dry A15 (Amberlyst A15 resin) at 100 ° C. under nitrogen atmosphere for 3 hours after distillation of water, and 1500 g with minimal separation (striping). Accompanied with the steps of processing the crude PDO. The treated material was light yellow. MW132 acetal was reduced from only 3.2 wt% to 2.6 wt%. The treated material was distilled and a series of distillation cuts showed a decrease from 11 wt% to 2 wt% of MW132 acetal, but up to 2700 ppm of acrylate formed until the final cut. The excess formation of acrylates can be expected to be due to the strong acid treatment which gives the maximum ester by removing 3-hydroxypropionic acid and ultimately forms the acrylate. This example demonstrated that no significant MW132 acetal removal was observed in the resin treatment in the absence of cooperative separation (striping or distillation) of volatile impurities.

실시예 132-2Example 132-2

아세탈을 제거하기 위한 협동 스트리핑을 동반한 산 수지 처리:Acid resin treatment with cooperative stripping to remove acetal:

이 실험의 결과는 표 4에 제시했다. 1g의 진공 건조 A15 강산 수지를 대부분의 물을 증류로 제거한 1.38wt% MW132 아세탈을 함유한 10g의 PDO 증류물에 첨가했다. 샘플을 약 10vol%까지의 액체 팽창으로 명시된 활성 질소 스트리핑(협동 스트리핑)과 함께 금속 블록 가열기를 통해서 100℃까지 가열했다. MW132 아세탈은 직접적인 PDO 자가 축합을 통한 유의적인 양의 디- 및 트리-PDO 형성에 의해 용이하게 제거되었다. The results of this experiment are presented in Table 4. 1 g of vacuum dried A15 strong acid resin was added to 10 g of PDO distillate containing 1.38 wt% MW132 acetal from which most of the water was distilled off. Samples were heated to 100 ° C. through a metal block heater with active nitrogen stripping (cooperative stripping) specified with liquid expansion up to about 10 vol%. MW132 acetal was easily removed by significant amounts of di- and tri-PDO formation via direct PDO self-condensation.

표 4Table 4

이 연구를 상이한 증류물에 대해서 반복했다. 1g의 건조 A15 수지를 사용하여 12g의 PDO 증류물을 처리했다. MW176(고비등성 사이클릭 아세탈) 및 MW132 아세탈이 제거되었다. 디- 및 트리-PDO는 유의적인 양으로 형성되었다. 결과를 표 5에 제시했다. This study was repeated for different distillates. 12 g of PDO distillate was treated using 1 g of dry A15 resin. MW176 (high boiling cyclic acetal) and MW132 acetal were removed. Di- and tri-PDO were formed in significant amounts. The results are shown in Table 5.

표 5: 수지 건조 스트리핑Table 5: Resin Dry Stripping

1 rt는 크로마토그래피 보유 시간이다. 1 rt is chromatography retention time.

2 3-히드록시프로필아크릴레이트 2 3-hydroxypropyl acrylate

5wt%의 M31 강산 형태 양이온성 교환 수지(거대망상형 수지)를 사용하여 또다른 유사한 실험을 수행했다. 이전 실험에서와 같이, MW132 아세탈의 양은 감소했고, 산 촉매와의 접촉 및 협동 질소 스트리핑에 의해 PDO 이량체가 형성되었다. 결과를 표 6에 제시했다.Another similar experiment was performed using 5 wt% M31 strong acid form cationic exchange resin (macroreticular resin). As in the previous experiments, the amount of MW132 acetal was reduced and PDO dimers were formed by contact with the acid catalyst and by cooperative nitrogen stripping. The results are shown in Table 6.

표 6: 산 수지 + N2 스트리핑Table 6: Acid Resin + N 2 Stripping

실시예 132-3Example 132-3

후속 재증류를 동반한 산 수지 건조 스트리핑Acid Resin Dry Stripping with Subsequent Redistillation

발색 전구체에 대한 시험에서 명백하게 밝은 황색을 나타내는 2회 증류한 PDO 산물 샘플을 4시간 동안 105℃에서 질소 스트리핑과 함께 5wt% 건조 A15 강산 형태 양이온성 교환 수지와 접촉시켰다. 1.7wt%의 디-PDO가 형성되는 동안 MW132 아세탈이 실질적으로 제거되어(표 7), 97.9wt%의 gc(기체 크로마토그래피) 순도를 부여했다. 처리된 샘플을 121 내지 123℃의 바닥물 온도를 갖는 2-ft(0.6m) 소형 동심 튜브 컬럼내에서 9mmHg(1.3kPa)로 재증류시켰다. 증류에 의해서 PDO 증류물로부터 디-PDO가 용이하게 분리되었다. 증류물 컷은 99.9%에 접근하는 gc 순도와 함께 실질적으로 감소된 MW132 아세탈을 나타냈다. 색상 시험에서는 이제 단지 약한 황색을 나타냈는데, 이는 발색 전구체의 양이 감소했음을 지시한다. Samples of two distilled PDO products that exhibited apparently bright yellow in the test for chromogenic precursors were contacted with 5 wt% dry A15 strong acid form cationic exchange resin with nitrogen stripping at 105 ° C. for 4 hours. MW132 acetal was substantially removed (Table 7) while 1.7 wt% of di-PDO was formed, giving 97.9 wt% of gc (gas chromatography) purity. The treated sample was re-distilled at 9 mmHg (1.3 kPa) in a 2-ft (0.6 m) small concentric tube column with a bottoms temperature of 121-123 ° C. Di-PDO was easily separated from the PDO distillate by distillation. Distillate cuts showed a substantially reduced MW132 acetal with gc purity approaching 99.9%. The color test now only showed a weak yellow color, indicating that the amount of chromophore precursor was reduced.

표 7: 재증류를 동반한 산 스트리핑Table 7: Acid Stripping with Redistillation

발색 전구체에 대한 분석에서 유의적인 색을 나타내는 3wt% MW132 아세탈을 함유한 덜 순수한 샘플을 질소 스트리핑하면서 5wt% 강산 수지(A15)로 유사하게 처리했다. 4시간 후에 생성된 PDO는 MW132 아세탈을 함유하지 않았지만, 2.9wt%의 디-PDO를 함유했다. 2-ft(0.6m) 동심 튜브 컬럼내에서 8mmHg(1.3kPa) 및 122 내지 129℃로 재증류함으로써, 표 8에 제시된 바와 같은 증류 컷을 부여했다. 다시, 산 수지 스트리핑으로 MW132 아세탈의 유의적인 부분을 제거함으로써 이 불순물이 없는 증류 오버헤드 산물을 생성할 수 있었다. 수지 처리 동안 형성된 디-PDO는 증류에 의해서 용이하게 분리되었다. 최종 증류물 컷의 순도는 PDO보다 휘발성인 것으로 알려진 MW102 아세탈(2-메틸-1,3-디옥산)의 증류 동안의 진행적 형성만 아니면 상당히 높았을 것이다. 그러나 이 불순물은 또다른 증류에 의해 산물로부터 제거될 것이다. Less pure samples containing 3 wt% MW132 acetal showing significant color in the analysis for chromogenic precursors were similarly treated with 5 wt% strong acid resin (A15) with nitrogen stripping. The PDO produced after 4 hours did not contain MW132 acetal, but contained 2.9 wt% of di-PDO. Re-distillation at 8 mmHg (1.3 kPa) and 122-129 ° C. in a 2-ft (0.6 m) concentric tube column gave a distillation cut as shown in Table 8. Again, by removing the significant portion of MW132 acetal with acid resin stripping it was possible to produce a distillation overhead product free of these impurities. Di-PDO formed during the resin treatment was easily separated by distillation. The purity of the final distillate cut would have been significantly higher, except for the progressive formation during the distillation of MW102 acetal (2-methyl-1,3-dioxane), which is known to be more volatile than PDO. However, this impurity will be removed from the product by another distillation.

표 8: 재증류를 동반한 산 스트리핑Table 8: Acid Stripping with Redistillation

실시예 132-4Example 132-4

실리카-알루미나 또는 제올라이트와 같은 무기 고체 산은 질소 또는 증기 스트리퍼에서의 상업적 용도에 보다 적절하다. 그러나, MW132와 같은 베타-히드록시 사이클릭 아세탈의 탈수에서의 활성은 비교할 수 있는 조건하에서의 강산 이온 교환 수지 활성보다 불량했다(표 9). 반면에, 고도로 활성인 수지는 부산물로서 보다 많은 디- 및 트리-PDO를 생성했다. 그러나, 이들 소중합체는 발색 전구체인 것으로 사료되지는 않으며, 증류에 의해서 본래의 MW132 아세탈보다 용이하게 분리되었다. 온도 및 반응(접촉) 시간은 기타 다른 중질 불순물의 형성은 최소화하면서 MW132 아세탈의 PDO로의 역전환은 최대화하도록, 바람직하게는 산 형태의 양이온성 교환 수지 대 산성 제올라이트에 대해 최적으로 조절했다. Inorganic solid acids such as silica-alumina or zeolites are more suitable for commercial use in nitrogen or vapor strippers. However, the activity in dehydration of beta-hydroxy cyclic acetals such as MW132 was worse than the strong acid ion exchange resin activity under comparable conditions (Table 9). Highly active resins, on the other hand, produced more di- and tri-PDO as by-products. However, these oligomers are not considered to be chromogenic precursors, and were easily separated from the original MW132 acetal by distillation. The temperature and reaction (contact) time were optimally adjusted for acidic cationic exchange resins to acidic zeolites, preferably to maximize the reverse conversion of MW132 acetal to PDO while minimizing the formation of other heavy impurities.

표 9: 산 스트리핑에 대한 무기 고체 산 대 이온 교환 수지Table 9: Inorganic Solid Acid to Ion Exchange Resin for Acid Stripping

Claims (10)

a) 3-히드록시 프로판알(HPA)의 수용액을 형성시키는 단계, a) forming an aqueous solution of 3-hydroxy propanal (HPA), b) 3-히드록시 프로판알을 수소화시켜 1,3-프로판디올, 물, 및 MW132 사이클릭 아세탈 및/또는 MW176 사이클릭 아세탈을 포함하는 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 형성시키는 단계, b) hydrogenating 3-hydroxy propanal to form a crude 1,3-propanediol mixture comprising 1,3-propanediol, water, and MW132 cyclic acetal and / or MW176 cyclic acetal, c) 상기 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 증류하여(건조시켜) 물을 제거하고 1,3-프로판디올 및 MW132 사이클릭 아세탈 및/또는 MW176 사이클릭 아세탈을 포함하는 제2 미정제 1,3-프로판디올 혼합물(제1 증류 바닥물 스트림)을 형성시키는 단계,c) distilling (drying) the crude 1,3-propanediol mixture to remove water, and a second crude 1 comprising 1,3-propanediol and MW132 cyclic acetal and / or MW176 cyclic acetal; Forming a 3-propanediol mixture (first distillate bottoms stream), d) MW132 사이클릭 아세탈 및/또는 MW176 사이클릭 아세탈을 함유한 스트림을 산 형태의 양이온성 교환 수지나 산성 제올라이트 또는 가용성 산과 접촉시키는 단계, 및 d) contacting the stream containing MW132 cyclic acetal and / or MW176 cyclic acetal with an acidic cationic exchange resin or acidic zeolite or soluble acid, and e) MW132 사이클릭 아세탈 및/또는 MW176 사이클릭 아세탈을 1,3-프로판디올로부터 제거하는 단계를 포함하는 1,3-프로판디올 제조 방법. e) removing MW132 cyclic acetal and / or MW176 cyclic acetal from 1,3-propanediol. 제1항에 있어서, 3-히드록시 프로판알의 수용액을 형성시키는 단계, 3-히드록시 프로판알을 수소화시켜 1,3-프로판디올, 물, MW176 사이클릭 아세탈, 및 고휘발성과 저휘발성 물질을 포함하는 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 제조하는 단계, 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 건조시켜 물을 포함하는 제1 오버헤드 스트림과 1,3-프로판디올, MW176 사이클릭 아세탈, 및 고휘발성과 저휘발성 물질을 포함하는 제1 증류 바닥물 스트림을 생성하는 단계, 및 제1 증류 바닥물 스트림을 증류하여 고휘발성 물질을 포함하는 제2 오버헤드 스트림, 1,3-프로판디올 및 MW176 아세탈을 포함하는 중간 스트림, 및 1,3-프로판디올 및 저휘발성 물질을 포함하는 제2 증류 바닥물 스트림을 생성하는 단계를 포함하며, 미정제 1,3-프로판디올 혼합물이나 제1 증류 바닥물 스트림 또는 중간 스트림 중 적어도 하나를 건조 전에 산성 제올라이트나 산 형태의 양이온성 교환 수지 또는 가용성 산과 접촉시킴으로써, MW176 사이클릭 아세탈을, 증류에 의해 1,3-프로판디올로부터 용이하게 분리할 수 있는 보다 휘발성인 물질로 전환시키는 것을 특징으로 하는 1,3-프로판디올 제조 방법.The method of claim 1, wherein the step of forming an aqueous solution of 3-hydroxy propanal, hydrogenating 3-hydroxy propanal to form 1,3-propanediol, water, MW176 cyclic acetal, and high and low volatility materials. Preparing a crude 1,3-propanediol mixture comprising, drying the crude 1,3-propanediol mixture to form a first overhead stream comprising water, 1,3-propanediol, MW176 cyclic acetal, And producing a first distillate bottoms stream comprising high and low volatility materials, and distilling the first distillate bottoms stream to produce a second overhead stream comprising 1,3-propanediol and Generating an intermediate stream comprising MW176 acetal and a second distillate bottoms stream comprising 1,3-propanediol and low volatility, the crude 1,3-propanediol mixture or first distillation bottom; Stream of water or either By contacting at least one of the streams with an acidic zeolite or a cationic exchange resin in acid form or a soluble acid prior to drying, the MW176 cyclic acetal can be readily separated from the 1,3-propanediol by distillation into a more volatile material. Method for producing 1,3-propanediol, characterized in that the conversion. 제2항에 있어서, 상기 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 건조 전에 산성 제올라이트와 40 내지 150℃, 바람직하게는 60 내지 120℃에서 접촉시킴으로써 발색성 불순물 및 1,3-프로판디올의 이량체와 고급 소중합체의 생성을 최소화하거나, 산 형태의 양이온성 교환 수지와 주위온도 내지 150℃, 바람직하게는 100℃에서, 또는 가용성 산과 20 내지 100℃에서 접촉시킴으로써 MW176 사이클릭 아세탈을, 증류에 의해 1,3-프로판디올로부터 용이하게 분리할 수 있는 보다 휘발성인 물질로 전환시키는 것을 특징으로 하는 1,3-프로판디올 제조 방법.3. The method of claim 2, wherein the crude 1,3-propanediol mixture is contacted with an acidic zeolite at 40 to 150 DEG C, preferably 60 to 120 DEG C prior to drying, thereby dimerizing chromogenic impurities and dimers of 1,3-propanediol. MW176 cyclic acetals are distilled by minimizing the production of higher oligomers or by contacting the cationic exchange resin in acid form with ambient temperatures at 150 ° C., preferably at 100 ° C., or with soluble acids at 20-100 ° C. A process for producing 1,3-propanediol, characterized in that it is converted to a more volatile substance which can be easily separated from, 3-propanediol. 제2항에 있어서, 상기 제1 증류 바닥물 스트림을 증류 전에 산성 제올라이트와 40 내지 150℃, 바람직하게는 60 내지 120℃에서 접촉시킴으로써 발색성 불순물 및 1,3-프로판디올의 이량체와 고급 소중합체의 생성을 최소화하거나, 산 형태의 양이온성 교환 수지와 주위온도 내지 150℃, 바람직하게는 100℃에서, 또는 가용성 산과 20 내지 100℃에서 접촉시킴으로써 MW176 사이클릭 아세탈을, 증류에 의해 1,3-프로판디올로부터 용이하게 분리할 수 있는 보다 휘발성인 물질로 전환시키는 것을 특징으로 하는 1,3-프로판디올 제조 방법.3. The higher oligomer according to claim 2, wherein the first distillate bottoms stream is contacted with acidic zeolite at 40 to 150 [deg.] C., preferably 60 to 120 [deg.] C. prior to distillation to obtain dimers and higher oligomers of chromogenic impurities and 1,3-propanediol. 1,3- by distillation of the MW176 cyclic acetal by minimizing the formation or by contacting the cationic exchange resin in acid form with ambient temperature at 150 ° C, preferably at 100 ° C, or with soluble acid at 20-100 ° C. A process for producing 1,3-propanediol, characterized in that it is converted to a more volatile substance that can be easily separated from propanediol. 제2항에 있어서, 상기 중간 스트림을 산성 제올라이트와 40 내지 150℃, 바람직하게는 60 내지 120℃에서 접촉시킴으로써 발색성 불순물 및 1,3-프로판디올의 이량체와 고급 소중합체의 생성을 최소화하거나, 산 형태의 양이온성 교환 수지와 주위온도 내지 150℃, 바람직하게는 100℃에서, 또는 가용성 산과 20 내지 100℃에서 접촉시킴으로써 MW176 사이클릭 아세탈을, 증류에 의해 1,3-프로판디올로부터 용이하게 분리할 수 있는 보다 휘발성인 물질로 전환시키는 것을 특징으로 하는 1,3-프로판디올 제조 방법.The method of claim 2, wherein the intermediate stream is contacted with an acidic zeolite at 40-150 ° C., preferably 60-120 ° C. to minimize the formation of chromogenic impurities and dimers of 1,3-propanediol and higher oligomers, MW176 cyclic acetals are easily separated from 1,3-propanediol by distillation by contacting the cationic exchange resin in acid form with ambient temperature at 150 ° C, preferably at 100 ° C, or with soluble acid at 20-100 ° C. A process for producing 1,3-propanediol, characterized by converting it into a more volatile substance. 제1항에 있어서, The method of claim 1, a) 3-히드록시 프로판알의 수용액을 형성시키는 단계, a) forming an aqueous solution of 3-hydroxy propanal, b) 3-히드록시 프로판알을 수소화시켜 1,3-프로판디올, 물, 및 MW132 사이클릭 아세탈을 포함하는 제1 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 형성시키는 단계, b) hydrogenating 3-hydroxy propanal to form a first crude 1,3-propanediol mixture comprising 1,3-propanediol, water, and MW132 cyclic acetal, c) 제1 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 증류하여 물 및 저비등성 불순물을 제거하고 제2 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 형성시키는 단계,c) distilling the first crude 1,3-propanediol mixture to remove water and low boiling impurities and to form a second crude 1,3-propanediol mixture, d) 제2 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 산 형태의 양이온성 교환 수지와 50 내지 150℃, 바람직하게는 80 내지 120℃의 온도에서, 또는 산성 제올라이트와 약 70 내지 250℃, 바람직하게는 90 내지 170℃의 온도에서 접촉시킴으로써 MW132 사이클릭 아세탈을 보다 휘발성인 사이클릭 아세탈 및/또는 기타 다른 분해 산물로 전환시키는 단계, 및 d) the second crude 1,3-propanediol mixture is reacted with the cationic exchange resin in acid form at a temperature of 50 to 150 ° C., preferably 80 to 120 ° C., or about 70 to 250 ° C., preferably with an acidic zeolite. Converting the MW132 cyclic acetal into a more volatile cyclic acetal and / or other degradation product by contacting at a temperature of 90-170 ° C., and e) 증류 또는 기체 스트리핑에 의해서 보다 휘발성인 사이클릭 아세탈 및/또는 기타 다른 분해 산물을 1,3-프로판디올로부터 분리하는 단계를 포함하는 1,3-프로판디올 제조 방법.e) separating the more volatile acetal and / or other decomposition products from 1,3-propanediol by distillation or gas stripping. 제6항에 있어서, 단계 d)와 e)를 함께 수행함으로써 휘발성 사이클릭 아세탈 및/또는 기타 다른 분해 산물이 형성될 때 이들을 1,3-프로판디올로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 1,3-프로판디올 제조 방법.7. 1,3-propane, according to claim 6, characterized in that by carrying out steps d) and e) together, volatile cyclic acetals and / or other degradation products are formed, which are separated from 1,3-propanediol. Diol preparation method. 제6항에 있어서, 제2 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 양이온성 교환 수지 또는 제올라이트와 배취식으로 약 1 내지 약 5시간 동안 접촉시키는 것을 특징으로 하는 1,3-프로판디올 제조 방법.The method of claim 6, wherein the second crude 1,3-propanediol mixture is contacted with the cationic exchange resin or zeolite in a batch for about 1 to about 5 hours. 제6항에 있어서, 제2 미정제 1,3-프로판디올 혼합물을 양이온성 교환 수지 또는 제올라이트와 연속 반응기내에서 약 0.1 내지 약 10의 시간당 중량공간속도로 접촉시키는 것을 특징으로 하는 1,3-프로판디올 제조 방법.7. The 1,3-propagation of claim 6 wherein the second crude 1,3-propanediol mixture is contacted with a cationic exchange resin or zeolite at a weight hourly space velocity of about 0.1 to about 10 in a continuous reactor. Propanediol Preparation Method. 제6항에 있어서, 1,3-프로판디올을 증류하여 단계 d)의 결과로 형성된 고비등성 불순물로부터 1,3-프로판디올을 분리하는 단계를 추가로 포함하는 1,3-프로판디올 제조 방법.The method of claim 6, further comprising distilling the 1,3-propanediol to separate the 1,3-propanediol from the high boiling impurities formed as a result of step d).
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