KR20170129734A

KR20170129734A - 폴리아크릴산 제조를 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20170129734A
Application number: KR1020177025777A
Authority: KR
Inventors: 사데시 에이치. 수크라즈
Original assignee: 노보머, 인코포레이티드
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2017-11-27
Also published as: CA2976111A1; CN107428657A; MA41508A; JP2021073338A; SA517382085B1; AU2016219066A1; EP3256442B1; US11401358B2; US10428165B2; US20200002446A1; HK1245241A1; HK1246270A1; EP3256442A4; MX2017010404A; JP2018506628A; US20210108010A1; EP3256442A1; WO2016130977A1; CN107428657B; US20180057619A1

Abstract

에틸렌 옥사이드를 형성하기 위한 에틸렌 산화로부터의 폴리아크릴산 및 초흡수성 중합체의 제조를 위한 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 에틸렌 옥사이드를 일산화탄소와 반응시켜 베타 프로피오락톤(BPL) 또는 폴리프로피오락톤(PPL) 또는 이들의 조합을 형성한다. BPL을 아크릴산으로 전환시키거나 BPL의 적어도 일부를 PPL로 전환시킨 다음 PPL을 아크릴산으로 전환시키는 하나 이상의 반응기를 사용하여 BPL 또는 PPL 또는 이의 조합을 포함하는 카보닐화 스트림을 제공하도록 구성된 유출구. PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제2 반응기에 또는 PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제3 반응기에 PPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구. AA를 폴리아크릴산으로 전환시키는 제4 반응기에 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구.

Description

폴리아크릴산 제조를 위한 시스템 및 방법

관련 출원에 대한 상호참조

본 출원은 2015년 2월 13일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/116,229호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 전문이 본원에 참고로 포함된다.

기술분야

본 발명은 일반적으로 폴리아크릴산의 제조에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 에틸렌으로부터의 폴리아크릴산의 제조에 관한 것이다.

아크릴산(AA)이 폴리프로피오락톤(PPL)의 열분해(pyrolysis)를 통해 제조되는 방법은 기재되어 있다(예를 들면, 미국 특허 제2,361,036호 참조). 그러나, 이러한 및 관련 문헌에 기재된 바와 같은 PPL 열분해로는 초흡수성 중합체(superabsorbent polymer)(SAP) 제조를 위한 라디칼 중합에서 직접 사용하기에 충분한 순도의 아크릴산을 생성시키지 못한다. 대신, 상기 방법은, 아크릴산을 중합하여 SAP를 제조할 수 있기 전에, 비용이 많이 들고 에너지 집약적인 아크릴산 정제를 필요로 한다. 따라서, 비용이 많이 들고 에너지 집약적인 AA 정제를 필요로 하지 않으면서 빙 아크릴산(glacial acrylic acid)을 직접 제조하는 방법이 당업계에서 요구되고 있다.

아크릴산의 정제된 형태인 빙 아크릴산은 초흡수성 중합체(SAP)를 위한 폴리아크릴산을 제조하는데 사용될 수 있다. 당업계에 현재 알려져 있는 적어도 두 가지의 문제가 빙 아크릴산의 제조 및/또는 정제를 방해하고 있다.

첫째, 아크릴산은 아크롤레인 알데히드 중간체를 통한 프로필렌의 증기상 산화(vapor phase oxidation)를 통해 주로 제조된다. 아크롤레인 알데히드와 같은 프로필렌 산화의 생성물, 및 기타 알데히드 불순물과 같은 프로필렌 산화의 부산물은 조(crude) 아크릴산으로부터 제거하기가 곤란하고 비용이 많이 든다. 알데히드 불순물은 폴리아크릴산으로의 중합을 방해하고 당해 중합체를 변색시킨다.

둘째, 아크릴산은 극도로 반응성이여서 그 자체와 원치않는 마이클 부가 및 자유-라디칼 중합을 일으키기 쉽다. 따라서, 빙 아크릴산이 정제된 후에도, 라디칼 중합 억제제와 같은 안정제가 첨가되어 원치않는 부반응을 저지시키지 않는 한 빙 아크릴산은 서서히 분해된다. 그러나, 안정제는 고가이며, 아크릴산에서 폴리아크릴산으로의 전환을 방해할 수 있다.

따라서, 빙 아크릴산을 포함한 아크릴산을 상업적인 규모로 제조하는 방법이 당업계에서 요구되고 있다.

본원에 기재된 시스템 및 방법은 아크릴산(빙 아크릴산을 포함함)을 직접 제조하며, 아크릴산의 제조와 관련된 당업계에 알려져 있는 문제들에 대한 해결책을 제공한다. 본원에는, 프로필렌 산화의 생성물 및 부산물을 없애는, 프로필렌보다는 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템 및 방법이 기재된다. 개시된 방법은 아래 기재된 단일 통합 시스템 내에서 수행되기 때문에, 에틸렌 옥사이드(EO), 베타 프로피오락톤(BPL), 및 아크릴산(AA)을 포함한 고도로 반응성인 중간체가 비교적 안정한 폴리아크릴산(PAA)으로 신속히 진행된다. 개시된 시스템 및 방법은 탁월한 순도의 PAA 및 SAP를 효율적으로 제조하는데 사용될 수 있다.

에틸렌으로부터 폴리아크릴산 및 초흡수성 중합체의 제조를 위한 시스템 및 방법이 또한 기재된다. 에틸렌-유도된 폴리아크릴산으로부터 초흡수성 중합체를 제조하기 위한 시스템 및 방법이 추가로 기재된다.

하나의 측면에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

에틸렌에 의해 공급되는 유입구, 에틸렌의 적어도 일부를 에틸렌 옥사이드(EO)로 전환시키는 산화 반응 구역, 및 EO를 포함하는 유출구 스트림을 제공하는 유출구를 포함하는 산화 반응기,

EO 공급원 및 일산화탄소(CO) 공급원에 의해 공급되는 유입구, EO의 적어도 일부를 베타 프로피오락톤(BPL) 또는 폴리프로피오락톤(PPL)으로 전환시키는 중심 반응 구역, 및 BPL 또는 PPL을 포함하는 유출구 스트림을 제공하는 유출구를 포함하는 중심 반응기,

(i), (ii) 및 (iii) 중의 하나 이상:

(i) 중심 반응기의 BPL을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, BPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제1 반응 구역, 및 AA를 포함하는 유출구 스트림을 제공하는 유출구를 포함하는 제1 반응기,

(ii) 중심 반응기의 BPL을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, BPL의 적어도 일부를 PPL로 전환시키는 제2 (a) 반응 구역, 및 PPL을 포함하는 유출구 스트림을 제공하는 유출구를 포함하는 제2 (a) 반응기, 및 제2 (a) 반응기의 PPL을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제2 (b) 반응 구역, 및 AA를 포함하는 유출구 스트림을 제공하는 유출구를 포함하는 제2 (b) 반응기, 및

(iii) 중심 반응기의 PPL을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, PPL의 적어도 일부를 제3 생성물로 전환시키는 제3 반응 구역, 및 AA를 포함하는 유출구 스트림을 제공하는 유출구를 포함하는 제3 반응기, 및

(iv) 제1 반응기, 제2 (b) 반응기 및 제3 반응기 중의 하나 이상의 AA를 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 또는 이의 염으로 전환시키는 제4 반응 구역, 및 PAA 또는 이의 염을 포함하는 유출구 스트림을 제공하는 유출구를 포함하는 제4 반응기, 및

EO, BPL, PPL, AA 및 PAA의 제조를 독립적으로 조절하기 위한 제어기.

하나의 변형태에서, 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 통합된 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

에틸렌의 적어도 일부를 에틸렌 옥사이드(EO)로 전환시키도록 구성된 산화 반응 구역, 및

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

산화 반응기의 EO 스트림으로부터 EO를 그리고 일산화탄소(CO) 공급원으로부터 CO를 제공받도록 구성된 유입구,

EO의 적어도 일부를 베타 프로피오락톤(BPL) 또는 폴리프로피오락톤(PPL), 또는 이들의 조합으로 전환시키도록 구성된 중심 반응 구역, 및

BPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 PPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 이들의 조합을 제공하도록 구성된 유출구;

(i), (ii) 및 (iii) 중의 하나 이상:

(i) 다음을 포함하는 제1 반응기:

상기 중심 반응기의 카보닐화 스트림으로부터 BPL을 제공받도록 구성된 유입구,

BPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키도록 구성된 제1 반응 구역, 및

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구,

(ii) 다음을 포함하는 제2 (a) 반응기:

BPL의 적어도 일부를 PPL로 전환시키도록 구성된 제2 (a) 반응 구역, 및

PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구, 및

다음을 포함하는 제2 (b) 반응기:

제2 (a) 반응기의 PPL 스트림을 제공받도록 구성된 유입구,

PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키도록 구성된 제2 (b) 반응 구역, 및

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구, 및

(iii) 다음을 포함하는 제3 반응기:

상기 중심 반응기의 카보닐화 스트림으로부터 PPL을 제공받도록 구성된 유입구,

PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키도록 구성된 제3 반응 구역, 및

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 제4 반응기:

상기 제1 반응기, 제2 (b) 반응기 및 제3 반응기 중의 하나 이상의 AA 스트림을 제공받도록 구성된 유입구,

AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 또는 이의 염으로 전환시키도록 구성된 제4 반응 구역, 및

PAA 또는 이의 염을 포함하는 PAA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구; 및

특정 양태에서, 상기 시스템은 PAA 스트림을 제공받고, PAA 스트림 중의 PAA의 적어도 일부를 SAP로 전환시키도록 구성된 SAP 반응기를 추가로 포함한다.

몇몇 측면에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

에틸렌을 포함하는 에틸렌 스트림을 통합된 시스템의 산화 반응기에 제공하는 단계;

상기 에틸렌 스트림 중의 에틸렌의 적어도 일부를 상기 산화 반응기에서 에틸렌 옥사이드(EO)로 전환시켜, EO를 포함하는 EO 스트림을 제조하는 단계;

상기 산화 반응기로부터의 EO 스트림, 및 일산화탄소(CO)를 포함하는 CO 스트림을 통합된 시스템의 중심 반응 구역에 제공하는 단계;

EO 스트림 및 CO 스트림을 상기 중심 반응 구역에서 금속 카보닐과 접촉시키는 단계;

EO 스트림 중의 EO의 적어도 일부를 상기 중심 반응 구역에서 베타 프로피오락톤(BPL) 또는 폴리프로피오락톤(PPL), 또는 이들의 조합으로 전환시켜, BPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 PPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 이들의 조합을 제조하는 단계;

(i) BPL을 포함하는 상기 카보닐화 스트림을 AA 반응기로 향하게 하고, 상기 카보닐화 스트림 중의 BPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA를 포함하는 AA 스트림을 제조하는 단계; 또는

(ii) BPL을 포함하는 상기 카보닐화 스트림을 PPL 반응기로 향하게 하고, 상기 카보닐화 스트림 중의 BPL의 적어도 일부를 PPL 반응기에서 PPL로 전환시켜, PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제조하고, PPL 스트림을 AA 반응기(도 1에서는 제2 (b) 반응기라고 함)로 향하게 하고, PPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA 스트림을 제조하는 단계; 또는

(iii) PPL을 포함하는 상기 카보닐화 스트림을 AA 반응기로 향하게 하고, 상기 카보닐화 스트림 중의 PPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA를 포함하는 AA 스트림을 제조하는 단계; 또는

상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합;

상기 (i) 내지 (iii)의 AA 스트림을 PAA 반응기로 향하게 하는 단계; 및

상기 (i) 내지 (iii)의 AA 스트림의 AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 반응기에서 PAA 또는 이의 염으로 전환시키는 단계.

또 다른 측면에서, 에틸렌으로부터 SAP 및 PAA를 제조하기 위한 관련 방법이 개시된다.

또 다른 측면에서, 본원에 기재된 SAP 중의 임의의 것을 포함하는, 일회용 기저귀와 같은 제품이 제공된다. 개시된 시스템, 방법 및 제품은 아래에서 보다 상세하게 설명된다.

본 출원은 첨부된 도면과 함께 하기 설명을 참고로 하여 가장 잘 이해될 수 있으며, 여기서 동일한 부분은 동일한 숫자로 나타내어질 수 있다.
도 1은, 하나의 양태에서, 개시된 방법 및 시스템에 대한 예시적인 공정 개략도를 보여준다.

정의

특정 관능 그룹들 및 화학 용어의 정의가 아래에 더 상세하게 기술되어 있다. 화학 원소들은 문헌[Handbook of Chemistry and Physics, 75^th Ed.]의 안쪽 표지의 CAS 버전 원소 주기율표에 따라 확인되며, 특정 관능 그룹들은 일반적으로 거기에 기재된 바와 같이 정의된다. 추가로, 유기 화학의 일반 원칙 뿐만 아니라 특정 작용성 모이어티(moiety) 및 반응성이 문헌[Organic Chemistry, Thomas Sorrell, University Science Books, Sausalito, 1999; Smith and March March's Advanced Organic Chemistry, 5^th Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001; Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Publishers, Inc., New York, 1989; Carruthers, Some Modern Methods of Organic Synthesis, 3^rd Edition, Cambridge University Press, Cambridge, 1987]에 기재되어 있다.

본원에서 사용되는 용어 "할로" 및 "할로겐"은 불소(플루오로, -F), 염소(클로로, -Cl), 브롬(브로모, -Br) 및 요오드(요오도, -I)로부터 선택된 원자를 지칭한다.

본원에서 사용되는 용어 "지방족" 또는 "지방족 그룹"은 직쇄(즉, 비분지형), 분지형 또는 사이클릭(융합(fused), 브릿징(bridging) 및 스피로-융합 폴리사이클릭을 포함함)일 수 있고, 완전 포화될 수 있거나, 하나 이상의 불포화 단위를 함유할 수 있지만 상기 불포화가 방향족은 아닌 탄화수소 모이어티를 나타낸다. 몇몇 변형태에서, 지방족 그룹은 비분지형 또는 분지형이다. 또 다른 변형태에서, 지방족 그룹은 사이클릭이다. 달리 명시되지 않는 한, 몇몇 변형태에서, 지방족 그룹은 1 내지 30개의 탄소원자를 함유한다. 특정 양태에서, 지방족 그룹은 1 내지 12개의 탄소원자를 함유한다. 특정 양태에서, 지방족 그룹은 1 내지 8개의 탄소원자를 함유한다. 특정 양태에서, 지방족 그룹은 1 내지 6개의 탄소원자를 함유한다. 특정 양태에서, 지방족 그룹은 1 내지 5개의 탄소원자를 함유하고, 특정 양태에서, 지방족 그룹은 1 내지 4개의 탄소원자를 함유하며, 또 다른 양태에서, 지방족 그룹은 1 내지 3개의 탄소원자를 함유하고, 또 다른 양태에서, 지방족 그룹은 1 내지 2개의 탄소원자를 함유한다. 적합한 지방족 그룹은, 예를 들면, 선형 또는 분지형 알킬, 알케닐 및 알키닐 그룹, 및 이들의 하이브리드, 예를 들면, (사이클로알킬)알킬, (사이클로알케닐)알킬 또는 (사이클로알킬)알케닐을 포함한다.

본원에서 사용되는 용어 "헤테로지방족(heteroaliphatic)"은 1개 이상의 탄소 원자가 산소, 황, 질소, 인 또는 붕소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1개 이상의 원자에 의해 독립적으로 대체된 지방족 그룹을 지칭한다. 특정 양태에서, 1개 또는 2개의 탄소 원자가 산소, 황, 질소 또는 인 중의 하나 이상에 의해 독립적으로 대체된다. 헤테로지방족 그룹은 치환되거나 치환되지 않은, 분지형 또는 비분지형, 사이클릭 또는 비사이클릭(acyclic)일 수 있으며, "헤테로사이클", "헤테로사이클릴", "헤테로지환족" 또는 "헤테로사이클릭" 그룹을 포함한다. 몇몇 변형태에서, 헤테로지방족 그룹은 분지형 또는 비분지형이다. 또 다른 변형태에서, 헤테로지방족 그룹은 사이클릭이다. 또 다른 변형태에서, 헤테로지방족 그룹은 비사이클릭이다.

본원에서 사용되는 용어 "불포화된"은 모이어티가 하나 이상의 이중 또는 삼중 결합을 갖는 것을 의미한다.

단독으로 또는 더 큰 모이어티의 일부로서 사용되는 용어 "지환식(cycloaliphatic)", "카보사이클", 또는 "카보사이클릭"은 본원에 기재된 바와 같이 3 내지 12원의 포화 또는 부분 불포화 사이클릭 지방족 모노사이클릭, 바이사이클릭, 또는 폴리사이클릭 환 시스템을 지칭하며, 여기서 상기 지방족 환 시스템은 위에서 정의되고 본원에 기재된 바와 같이 임의로 치환된다. 지환식 그룹은, 예를 들면, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로펜테닐, 사이클로헥실, 사이클로헥세닐, 사이클로헵틸, 사이클로헵테닐, 사이클로옥틸, 사이클로옥테닐, 및 사이클로옥타디에닐을 포함한다. 특정 양태에서, 사이클로알킬은 3 내지 6개의 탄소를 갖는다. 용어 "지환식", "카보사이클" 또는 "카보사이클릭"은 또한 하나 이상의 방향족 또는 비방향족 환에 융합된 지방족 환, 예를 들면 데카하이드로나프틸 또는 테트라하이드로나프틸을 포함하며, 여기서, 상기 부착 라디칼 또는 부착점은 지방족 환 상에 있다. 특정 양태에서, 카보사이클릭 그룹은 바이사이클릭이다. 특정 양태에서, 카보사이클릭 그룹은 트리사이클릭이다. 특정 양태에서, 카보사이클릭 그룹은 폴리사이클릭이다.

본원에서 사용되는 용어 "알킬"은 포화 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 몇몇 변형태에서, 알킬 그룹은 단일 수소 원자의 제거에 의해 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 모이어티로부터 유도된 포화, 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 라디칼이다. 달리 명시되지 않은 한, 몇몇 변형태에서, 알킬 그룹은 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유한다. 특정 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유한다. 특정 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유한다. 특정 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 5개의 탄소 원자를 함유하고, 특정 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하며, 또 다른 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하고, 또 다른 양태에서, 알킬 그룹은 1 내지 2개의 탄소 원자를 함유한다. 알킬 라디칼은, 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소-부틸, 2급-부틸, 2급-펜틸, 이소-펜틸, 3급-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 2급-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-데실, n-운데실, 및 도데실을 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "알켄" 및 "알케닐"은 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 1가 그룹을 나타낸다. 몇몇 변형태에서, 알케닐 그룹은 단일 수소 원자의 제거에 의해 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지쇄 지방족 모이어티로부터 유도된 1가 그룹이다. 달리 명시되지 않은 한, 몇몇 변형태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 12개의 탄소 원자를 함유한다. 특정 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 8개의 탄소 원자를 함유한다. 특정 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 6개의 탄소 원자를 함유한다. 특정 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 5개의 탄소 원자를 함유하고, 특정 양태에서, 알케닐 그룹은 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유하고, 또 다른 양태에서, 알케닐 그룹은 2 또는 3개의 탄소 원자를 함유하고, 또 다른 양태에서, 알케닐 그룹은 2개의 탄소 원자를 함유한다. 알케닐 그룹은, 예를 들면, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 및 1-메틸-2-부텐-1-일을 포함한다.

본원에서 사용되는 용어 "알키닐"은 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 1가 그룹을 지칭한다. 몇몇 변형태에서, 알키닐 그룹은 단일 수소 원자의 제거에 의해 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지쇄 지방족 모이어티로부터 유도된 1가 그룹이다. 달리 명시되지 않은 한, 몇몇 변형태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 12개의 탄소 원자를 함유한다. 특정 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 8개의 탄소 원자를 함유한다. 특정 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 6개의 탄소 원자를 함유한다. 특정 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 5개의 탄소 원자를 함유하고, 특정 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유하고, 또 다른 양태에서, 알키닐 그룹은 2 내지 3개의 탄소 원자를 함유하고, 또 다른 양태에서, 알키닐 그룹은 2개의 탄소 원자를 함유한다. 대표적인 알키닐 그룹은, 예를 들면, 에티닐, 2-프로피닐(프로파길), 및 1-프로피닐을 포함한다.

본원에서 사용되는 용어 "카보사이클" 및 "카보사이클릭 환"은 모노사이클릭 및 폴리사이클릭 모이어티를 지칭하며, 여기서, 환들은 탄소 원자들만을 함유한다. 달리 명시되지 않은 한, 카보사이클은 포화, 부분 불포화 또는 방향족일 수 있으며, 3 내지 20개의 탄소 원자를 함유한다. 대표적인 카보사이클은, 예를 들면, 사이클로프로판, 사이클로부탄, 사이클로펜탄, 사이클로헥산, 바이사이클로[2,2,1]헵탄, 노르보르넨, 페닐, 사이클로헥센, 나프탈렌, 및 스피로[4.5]데칸을 포함한다.

단독으로 또는 "아르알킬", "아르알콕시" 또는 "아릴옥시알킬"에서와 같이 더 큰 모이어티의 일부로서 사용되는 용어 "아릴"은 총 5 내지 20개의 환 구성원을 갖는 모노사이클릭 및 폴리사이클릭 환 시스템을 지칭하며, 여기서, 상기 시스템 내의 적어도 하나의 환은 방향족이고 상기 시스템 내의 각각의 환은 3 내지 12개의 환 구성원을 함유한다. 용어 "아릴"은 용어 "아릴 환"과 상호교환 가능하게 사용될 수 있다. 특정 양태에서, "아릴"은, 예를 들면, 하나 이상의 치환체를 보유할 수 있는 페닐, 나프틸, 및 안트라실을 포함하는 방향족 환 시스템을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 방향족 환이 하나 이상의 추가의 환에 융합된 그룹, 예를 들면, 벤조푸라닐, 인다닐, 프탈이미딜, 나프티미딜, 페난트리디닐, 및 테트라하이드로나프틸이 용어 "아릴"의 범위 내에 또한 포함된다.

단독으로 또는 더 큰 모이어티, 예를 들면, "헤테로아르알킬", 또는 "헤테로아르알콕시"의 일부로서 사용되는 용어 "헤테로아릴" 및 "헤테로아르-"는, 5 내지 14개의 환 원자, 바람직하게는 5개, 6개, 9개 또는 10개의 환 원자를 갖고; 사이클릭 배열에 공유된 6개, 10개, 또는 14개의 파이(pi)(π) 전자를 갖고; 탄소 원자에 추가하여, 1 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 그룹을 지칭한다. 용어 "헤테로원자"는 질소, 산소, 또는 황을 지칭하며, 질소 또는 황의 임의의 산화된 형태, 및 염기성 질소의 임의의 4급화된 형태를 포함한다. 헤테로아릴 그룹은, 예를 들면, 티에닐, 푸라닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 옥사디아졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 티아디아졸릴, 피리딜, 피리다지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 인돌리지닐, 푸리닐, 나프티리디닐, 벤조푸라닐, 및 프테리디닐을 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "헤테로아릴" 및 "헤테로아르-"는 또한, 헤테로방향족 환이 하나 이상의 아릴, 지환족, 또는 헤테로사이클릴 환에 융합된 그룹을 포함하고, 여기서, 상기 부착 라디칼 또는 부착점은 헤테로방향족 환 상에 있다. 예는 인돌릴, 이소인돌릴, 벤조티에닐, 벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 인다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈티아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 4H-퀴놀리지닐, 카바졸릴, 아크리디닐, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사지닐, 테트라하이드로퀴놀리닐, 테트라하이드로이소퀴놀리닐, 및 피리도[2,3-b]-1,4-옥사진-3(4H)-온을 포함한다. 헤테로아릴 그룹은 모노- 또는 바이사이클릭일 수 있다. 용어 "헤테로아릴"은 용어 "헤테로아릴 환", "헤테로아릴 그룹" 또는 "헤테로방향족"과 상호교환 가능하게 사용될 수 있고, 이들 용어 중 어느 하나는 임의로 치환된 환을 포함한다. 용어 "헤테로아르알킬"은 헤테로아릴에 의해 치환된 알킬 그룹을 지칭하며, 여기서, 상기 알킬 및 헤테로아릴 부분은 독립적으로 임의로 치환된다.

본원에서 사용되는 용어 "헤테로사이클", "헤테로사이클릴", "헤테로사이클릭 라디칼", 및 "헤테로사이클릭 환"은 상호교환 가능하게 사용되고, 포화 또는 부분 불포화일 수 있으며, 탄소 원자에 추가하여, 상기에서 정의된 바와 같은 하나 이상의, 바람직하게는 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는다. 몇몇 변형태에서, 헤테로사이클릭 그룹은 포화되거나 부분 불포화되고, 탄소 원자에 추가하여, 상기에서 정의된 바와 같은 하나 이상의, 바람직하게는 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 안정한 5 내지 7원의 모노사이클릭 또는 7 내지 14원의 바이사이클릭 헤테로사이클릭 모이어티이다. 헤테로사이클의 환 원자와 관련하여 사용되는 경우, 용어 "질소"는 치환된 질소를 포함한다. 예로서, 산소, 황 또는 질소로부터 선택되는 0 내지 3개의 헤테로원자를 갖는 포화 또는 부분 불포화 환에서, 상기 질소는 (3,4-디하이드로-2H-피롤릴에서와 같이) N, (피롤리디닐에서와 같이) NH, 또는 (N-치환된 피롤리디닐에서와 같이) ⁺NR일 수 있다.

헤테로사이클릭 환은 임의의 헤테로원자 또는 탄소 원자에서 이의 펜던트 그룹에 부착되어 안정한 구조를 형성할 수 있고 상기 환 원자들 중 어느 하나는 임의로 치환될 수 있다. 이러한 포화 또는 부분 불포화 헤테로사이클릭 라디칼의 예는, 예를 들면, 테트라하이드로푸라닐, 테트라하이드로티에닐, 피롤리디닐, 피롤리도닐, 피페리디닐, 피롤리닐, 테트라하이드로퀴놀리닐, 테트라하이드로이소퀴놀리닐, 데카하이드로퀴놀리닐, 옥사졸리디닐, 피페라지닐, 디옥사닐, 디옥솔라닐, 디아제피닐, 옥사제피닐, 티아제피닐, 모르폴리닐, 및 퀴누클리디닐을 포함한다. 용어 "헤테로사이클", "헤테로사이클릴", "헤테로사이클릴 환", "헤테로사이클릭 그룹", "헤테로사이클릭 모이어티", 및 "헤테로사이클릭 라디칼"은 본원에서 상호교환 가능하게 사용되며, 또한 헤테로사이클릴 환이 하나 이상의 아릴, 헤테로아릴, 또는 지환족 환, 예를 들면, 인돌리닐, 3H-인돌릴, 크로마닐, 페난트리디닐, 또는 테트라하이드로퀴놀리닐에 융합된 그룹을 포함하며, 여기서 부착 라디칼 또는 부착점은 헤테로사이클릴 환 상에 있다. 헤테로사이클릴 그룹은 모노- 또는 바이사이클릭일 수 있다. 용어 "헤테로사이클릴알킬"은 헤테로사이클릴에 의해 치환된 알킬 그룹을 지칭하며, 여기서, 상기 알킬 및 헤테로사이클릴 부분은 독립적으로 임의로 치환된다.

본원에서 사용되는 용어 "부분 불포화된"은 적어도 하나의 이중 또는 삼중 결합을 포함하는 환 모이어티를 지칭한다. 용어 "부분 불포화된"은 다수의 불포화 부위를 갖는 환을 포함하는 것으로 의도되지만, 본원에 정의된 바와 같은 아릴 또는 헤테로아릴 모이어티를 포함하는 것으로 의도되지 않는다.

본원에 기재된 바와 같이, 본원에 기재된 화합물은 "임의로 치환된" 모이어티를 함유할 수 있다. 일반적으로, 용어 "치환된"은 용어 "임의로"가 선행하는지에 상관없이, 상기 지칭된 모이어티의 하나 이상의 수소가 적합한 치환체로 대체되는 것을 의미한다. 달리 나타내지 않는 한, "임의로 치환된" 그룹은 상기 그룹의 각각의 치환 가능한 위치에 적합한 치환체를 가질 수 있으며, 주어진 구조에서 하나 이상의 위치가 특정의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 치환체로 치환될 수 있는 경우, 치환체는 모든 위치에서 동일하거나 상이할 수 있다. 예상되는 치환체의 조합은 바람직하게는 안정한 또는 화학적으로 실행 가능한 화합물의 형성을 초래하는 것들이다. 본원에서 사용되는 용어 "안정한"은 이들의 제조, 검출, 및, 특정 양태에서, 이들의 회수, 정제 및 본원에 개시된 하나 이상의 목적을 위한 사용을 감안한 조건에 놓이는 경우 실질적으로 변경되지 않는 화합물을 지칭한다.

본원의 몇몇 화학 구조에서, 치환체는, 도시된 분자의 환에서의 결합을 가로지르는 결합에 부착되는 것으로 도시된다. 이는, 상기 치환체들 중의 하나 이상이 (통상적으로 모 구조의 수소 원자 대신에) 임의의 이용가능한 위치에서 상기 환에 부착될 수 있음을 의미한다. 이와 같이 치환된 환의 원자가 2개의 치환 가능한 위치를 갖는 경우, 2개의 그룹은 동일한 환 원자 상에 존재할 수 있다. 하나 이상의 치환체가 존재하는 경우, 각각은 서로 독립적으로 정의되며, 각각은 상이한 구조를 가질 수 있다. 상기 환의 결합을 가로지르는 것으로 나타낸 치환체가 -R인 경우, 이는, 선행하는 문단에서 기재된 바와 같이 상기 환이 "임의로 치환된" 것으로 불리는 것처럼 동일한 의미를 갖는다.

"임의로 치환된" 그룹의 치환 가능한 탄소 원자 상의 적합한 1가 치환체는 독립적으로 할로겐; -(CH₂)_0-4R°; -(CH₂)_0-4OR°; -O-(CH₂)_0-4C(O)OR°; -(CH₂)_0-4CH(OR°)₂; -(CH₂)_0-4SR°; -(CH₂)_0-4Ph(이는 R°로 치환될 수 있다); -(CH₂)_0-4O(CH₂)_0-1Ph (이는 R°로 치환될 수 있다); -CH=CHPh(이는 R°로 치환될 수 있다); -NO₂; -CN; -N₃; -(CH₂)_0-4N(R°)₂; -(CH₂)_0-4N(R°)C(O)R°; -N(R°)C(S)R°; -(CH₂)_0-4N(R°)C(O)NR°₂; -N(R°)C(S)NR°₂; -(CH₂)_0-4N(R°)C(O)OR°; -N(R°)N(R°)C(O)R°; -N(R°)N(R°)C(O)NR°₂; -N(R°)N(R°)C(O)OR°; -(CH₂)_0-4C(O)R°; -C(S)R°; -(CH₂)_0-4C(O)OR°; -(CH₂)_0-4C(O)N(R°)₂; -(CH₂)_0-4C(O)SR°; -(CH₂)_0-4C(O)OSiR°₃; -(CH₂)_0-4OC(O)R°; -OC(O)(CH₂)_0-4SR-, -SC(S)SR°; -(CH₂)_0-4SC(O)R°; -(CH₂)_0-4C(O)NR°₂; -C(S)NR°₂; -C(S)SR°; -SC(S)SR°, -(CH₂)_0-4OC(O)NR°₂; -C(O)N(OR°)R°; -C(O)C(O)R°; -C(O)CH₂C(O)R°; -C(NOR°)R°; -(CH₂)_0-4SSR°; -(CH₂)_0-4S(O)₂R°; -(CH₂)_0-4S(O)₂OR°; -(CH₂)_0-4OS(O)₂R°; -S(O)₂NR°₂; -(CH₂)_0-4S(O)R°; -N(R°)S(O)₂NR°₂; -N(R°)S(O)₂R°; -N(OR°)R°; -C(NH)NR°₂; -P(O)₂R°; -P(O)R°₂; -OP(O)R°₂; -OP(O)(OR°)₂; SiR°₃; -(C₁ _-4 직쇄 또는 분지된 알킬렌)O-N(R°)₂; 또는 -(C₁ _-4 직쇄 또는 분지된 알킬렌)C(O)O-N(R°)₂이고, 여기서, 각각의 R°은 아래에 정의된 바와 같이 치환될 수 있고, 독립적으로 수소, C₁ _-8 지방족, -CH₂Ph, -O(CH₂)_0-1Ph, 또는 질소, 산소, 및 황으로부터 독립적으로 선택되는 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5 내지 6원의 포화, 부분 불포화, 또는 아릴 환이거나, 또는 상기 정의에도 불구하고, R°의 2개의 독립적인 발생은, 이들의 개재 원자(들)와 함께, 질소, 산소, 및 황으로부터 독립적으로 선택되는 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 3 내지 12원의 포화, 부분 불포화, 또는 아릴 모노- 또는 폴리사이클릭 환을 형성하고, 이는 아래에 정의된 바와 같이 치환될 수 있다.

R°(또는 이들의 개재 원자들과 함께 R°의 2개의 독립적인 발생에 의해 형성된 환) 상의 적합한 1가 치환체는 독립적으로 할로겐, -(CH₂)_0-2R^●, -(할로R^●), -(CH₂)_0-2OH, -(CH₂)_0-2OR^●, -(CH₂)_0-2CH(OR^●)₂; -O(할로R^●), -CN, -N₃, -(CH₂)_0-2C(O)R^●, -(CH₂)_0-2C(O)OH, -(CH₂)_0-2C(O)OR^●, -(CH₂)_0-4C(O)N(R°)₂; -(CH₂)_0-2SR^●, -(CH₂)_0-2SH, -(CH₂)_0-2NH₂, -(CH₂)_0-2NHR^●, -(CH₂)_0-2NR^● ₂, -NO₂, -SiR^● ₃, -OSiR^● ₃, -C(O)SR^●, -(C_1-4 직쇄 또는 분지된 알킬렌)C(O)OR^●, 또는 -SSR^●이고, 여기서, 각각의 R^●은 치환되지 않거나, 또는 "할로"가 선행하는 경우는 하나 이상의 할로겐으로만 치환되고, C₁ _-4 지방족, -CH₂Ph, -O(CH₂)_0-1Ph, 및 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택되는 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5 내지 6원의 포화, 부분 불포화, 또는 아릴 환으로부터 독립적으로 선택된다. R°의 포화 탄소 원자 상의 적합한 2가 치환체는 =O 및 =S를 포함한다.

"임의로 치환된" 그룹의 포화 탄소 원자 상의 적합한 2가 치환체는 다음을 포함한다: =O, =S, =NNR^* ₂, =NNHC(O)R^*, =NNHC(O)OR^*, =NNHS(O)₂R^*, =NR^*, =NOR^*, -O(C(R^* ₂))_2-3O-, 또는 -S(C(R^* ₂))_2-3S-(여기서, R^*의 각각의 독립적인 발생은 수소, 아래에 정의된 바와 같이 치환될 수 있는 C₁ _-6 지방족, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택되는 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 치환되지 않은 5 내지 6원의 포화, 부분 불포화, 또는 아릴 환으로부터 선택된다). "임의로 치환된" 그룹의 인접한 치환 가능한 탄소에 결합된 적합한 2가 치환체는 다음을 포함한다: -O(CR^* ₂)_2-3O-(여기서, R^*의 각각의 독립적인 발생은 수소, 아래에 정의된 바와 같이 치환될 수 있는 C₁ _-6 지방족, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택되는 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 치환되지 않은 5 내지 6원의 포화, 부분 불포화, 또는 아릴 환으로부터 선택된다).

R^*의 지방족 그룹 상의 적합한 치환체는 할로겐, -R^●, -(할로R^●), -OH, -OR^●, -O(할로R^●), -CN, -C(O)OH, -C(O)OR^●, -NH₂, -NHR^●, -NR^● ₂, 또는 -NO₂를 포함하고, 여기서, 각각의 R^●은 치환되지 않거나, 또는 "할로"가 선행하는 경우 하나 이상의 할로겐으로만 치환되고, 독립적으로 C₁ _-4 지방족, -CH₂Ph, -O(CH₂)_0-1Ph, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택되는 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5 내지 6원의 포화, 부분 불포화, 또는 아릴 환이다.

"임의로 치환된" 그룹의 치환가능한 질소 상의 적합한 치환체는 -R^†, -NR^† ₂, -C(O)R^†, -C(O)OR^†, -C(O)C(O)R^†, -C(O)CH₂C(O)R^†, -S(O)₂R^†, -S(O)₂NR^† ₂, -C(S)NR^† ₂, -C(NH)NR^† ₂, 또는 -N(R^†)S(O)₂R^†을 포함하고; 여기서, 각각의 R^†은 독립적으로 수소, 아래에 정의된 바와 같이 치환될 수 있는 C₁ _-6 지방족, 치환되지 않은 -OPh, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택되는 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 치환되지 않은 5 내지 6원의 포화, 부분 불포화, 또는 아릴 환이거나, 또는 상기 정의에도 불구하고, R^†의 2개의 독립적인 발생은, 이들의 개재 원자(들)와 함께, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택되는 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 치환되지 않은 3 내지 12원의 포화, 부분 불포화, 또는 아릴 모노- 또는 바이사이클릭 환을 형성한다.

R^†의 지방족 그룹 상의 적합한 치환체는 독립적으로 할로겐, -R^●, -(할로R^●), -OH, -OR^●, -O(할로R^●), -CN, -C(O)OH, -C(O)OR^●, -NH₂, -NHR^●, -NR^● ₂, 또는 -NO₂이고, 여기서, 각각의 R^●은 치환되지 않거나, 또는 "할로"가 선행하는 경우는 하나 이상의 할로겐으로만 치환되고, 독립적으로 C₁ _-4 지방족, -CH₂Ph, -O(CH₂)_0-1Ph, 또는 질소, 산소, 및 황으로부터 독립적으로 선택되는 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5 내지 6원의 포화, 부분 불포화, 또는 아릴 환이다.

본원에서 사용되는 용어 "반응 구역"은 특정 반응이 일어나는 반응기 또는 이의 일부를 지칭한다. 주어진 반응은 다중 반응 구역들에서 일어날 수 있으며, 상이한 반응 구역들은 별도의 반응기 또는 동일한 반응기의 일부를 포함할 수 있다. "반응기"는 전형적으로 다른 반응기 또는 시스템 성분에 대한 하나 이상의 접속부를 갖는 하나 이상의 용기를 포함한다.

본원에서 사용되는 용어 "반응 스트림" 및 "유입구 스트림"은 반응 구역에 들어가는 반응물을 포함하는 고체, 액체 또는 기체 매질을 지칭한다. 본원에서 사용되는 용어 "생성물 스트림" 및 "유출구 스트림"은 반응 구역을 빠져나가는 생성물을 포함하는 고체, 액체 또는 기체 매질을 지칭한다. 각각의 반응 및 생성물(각각 유입구 또는 유출구를 나타냄) 스트림은 반응물 및 생성물에 대해 단정할 수 있거나 이들은 공반응물, 공생성물, 촉매, 용매, 캐리어 가스 및/또는 불순물을 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "중합체"는 다중 반복 단위를 포함하는 분자를 지칭한다. 몇몇 변형태에서, 중합체는 높은 상대 분자량의 분자이며, 이의 구조는 낮은 상대 분자량의 분자로부터, 실제로 또는 개념상 유도된 단위들의 다중 반복을 포함한다. 특정 양태에서, 중합체는 단지 하나의 단량체 종(예를 들면, 폴리에틸렌 옥사이드)으로 이루어진다. 특정 양태에서, 중합체는 하나 이상의 에폭사이드의 공중합체, 삼원중합체, 헤테로중합체, 블록 공중합체 또는 테이퍼링된(tapered) 헤테로중합체일 수 있다. 하나의 변형태에서, 중합체는 둘 이상의 단량체의 공중합체, 삼원중합체, 헤테로중합체, 블록 공중합체 또는 테이퍼링된 헤테로중합체일 수 있다.

몇몇 변형태에서, 본원에서 사용되는 용어 "글리시딜"은 하이드록실 메틸 그룹 또는 이의 유도체로 치환된 옥시란을 지칭한다. 또 다른 변형태에서, 본원에서 사용되는 용어 글리시딜은 옥시란 환의 탄소 원자들 중의 하나 이상에 또는 하이드록시메틸 모이어티의 메틸렌 그룹에 추가의 치환체를 갖는 모이어티를 포함하는 것이며, 이러한 치환체의 예는, 예를 들면, 알킬 그룹, 할로겐 원자, 및 아릴 그룹을 포함할 수 있다. 용어 글리시딜 에스테르, 글리시딜 아크릴레이트, 및 글리시딜 에테르 등은 상기 언급된 하이드록시메틸 그룹의 산소 원자에 치환을 나타내며, 예를 들면, 산소 원자가 각각 아실 그룹, 아크릴레이트 그룹, 또는 알킬 그룹에 결합된다.

본원에서 사용되는 용어 "아크릴레이트" 또는 "아크릴레이트들"은 아실 카보닐에 인접한 비닐 그룹을 갖는 임의의 아실 그룹을 지칭한다. 상기 용어는 일치환, 이치환 및 삼치환된 비닐 그룹을 포함한다. 아크릴레이트는, 예를 들면, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에타크릴레이트, 신나메이트(3-페닐아크릴레이트), 크로토네이트, 티글레이트 및 세네시오에이트를 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "조(crude) 아크릴산" 및 "빙 아크릴산"(GAA)은 각각 비교적 낮은 및 높은 순도의 AA를 기술한다. 조 AA(공업용 AA라고도 함)는 94중량%의 전형적인 최소 전체 순도 수준을 갖고, 페인트, 접착제, 직물, 종이, 가죽, 섬유, 및 플라스틱 첨가 용도를 위한 아크릴산 에스테르를 제조하는데 사용될 수 있다. GAA는 98% 내지 99.99%의 전형적인 전체 순도 수준을 가지며 일회용 기저귀, 용변 연습용 팬티, 성인 요실금 속옷 및 생리대에서 초흡수성 중합체(SAP)를 위한 폴리아크릴산(PAA) 또는 이의 염을 제조하는데 사용될 수 있다. PAA 또는 이의 염은 또한 종이 및 물 처리용 조성물에, 및 세제 보조-빌더(co-builder) 용도에 사용된다. 몇몇 변형태에서, 아크릴산은 적어도 98%, 적어도 98.5%, 적어도 99%, 적어도 99.1%, 적어도 99.2%, 적어도 99.3%, 적어도 99.4%, 적어도 99.5%, 적어도 99.6%, 적어도 99.7%, 적어도 99.8%, 또는 적어도 99.9%; 또는 99% 내지 99.95%, 99.5% 내지 99.95%, 99.6% 내지 99.95%, 99.7% 내지 99.95%, 또는 99.8% 내지 99.95%의 순도를 갖는다.

PAA의 적합한 염은 알칼리(예를 들면, Na⁺, K⁺) 양이온, 알칼리토 양이온(alkaline earth cation)의 염과 같은 금속 염을 포함한다. 특정 양태에서, PAA 염은 Na⁺ 염, 즉, 나트륨 PAA이다. 특정 양태에서, 염은 K⁺ 염, 즉, 칼륨 PAA이다.

GAA 중의 불순물은 PAA로의 고도의 중합을 촉진시키고 최종 용도에서 부산물로부터의 부작용을 피할 수 있도록 하는 정도로 감소된다. 예를 들면, AA 중의 알데히드 불순물은 중합을 방해하고 PAA를 변색시킬 수 있다. 말레산 무수물 불순물은 중합체 특성에 유해할 수 있는 바람직하지 않은 공중합체를 형성한다. 중합에 참가하지 않는 카복실산, 예를 들면, 포화 카복실산은 PAA 또는 이의 염, 또는 SAP-함유 생성물의 최종 냄새에 영향을 줄 수 있고/있거나 이들의 사용을 손상시킬 수 있다. 예를 들면, 아세트산 또는 프로피온산을 함유하는 SAP로부터 악취가 나올 수 있고, 포름산을 함유하는 SAP로부터는 피부 자극이 야기될 수 있다.

석유계 AA로부터의 불순물의 감소 또는 제거는, 석유계 조 AA 또는 석유계 빙 AA를 제조하던 간에, 많은 비용이 든다. 이러한 고가의 다단계 증류 및/또는 추출 및/또는 결정화 단계가 일반적으로 사용된다(예를 들면, 미국 특허 제5,705,688호 및 제6,541,665호에 기재된 바와 같음). 개시된 조성물로부터 감소 및/또는 제거되는 석유계 AA로부터의 눈에 띄는 불순물은, 예를 들면, 알데히드 불순물 및 프로필렌 산화의 생성물 또는 부산물을 포함한다.

본원에서 사용되는 용어 "프로필렌 산화의 생성물 또는 부산물" 또는 "프로필렌의 산화로부터 유도되는 화합물"은, 예를 들면, 포름알데히드 및 포름산과 같은 C₁ 화합물; 아세트알데히드, 아세트산과 같은 C₂ 화합물; 프로필렌, 알릴 알코올, 아크롤레인(즉, 프로페날), 프로판올, 이소프로필 알코올, 아세톤, 프로피온산과 같은 C₃ 화합물; 말레산 무수물과 같은 C₄ 화합물; 및 푸르푸랄과 같은 C₅ 화합물 등을 포함한 프로필렌 산화의 생성물 및 부산물을 지칭하기 위해 상호교환 가능하게 사용된다.

본원에서 사용되는 용어 "알데히드 불순물"은 상기 단락의 알데히드 중의 어느 것을 포함한다.

본원에서 사용되는 용어 "실질적으로 함유하지 않는"은 5중량%, 1중량%, 0.1중량%, 0.01중량% 미만, 또는 이러한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위, 또는 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 이러한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위를 의미한다. 하나의 변형태에서, 화합물 A를 실질적으로 함유하지 않는 조성물은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 화합물 A를 갖는다.

안정제는 AA를 보존하기 위해 통상적으로 사용된다. 본원에서 사용되는 용어 "안정제"는 임의의 라디칼 중합 억제제 또는 소포제를 포함한다. AA는 자체에 원치않는 마이클 부가 및 자체와 유리-라디칼 중합되기 쉬우며, 이것은 중합 억제제를 AA에 첨가함으로써 상쇄될 수 있다. 적합한 중합 억제제는, 예를 들면, 하이드로퀴논 모노메틸 에테르, MEHQ, 알킬페놀, 예를 들면, o-, m- 또는 p-크레졸(메틸페놀), 2-3급-부틸-4-메틸페놀, 6-3급-부틸-2,4-디메틸페놀, 2,6-디-3급-부틸-4-메틸페놀, 2-3급-부틸페놀, 4-3급-부틸페놀, 2,4-디-3급-부틸페놀 및 2-메틸-4-3급-부틸페놀 및 하이드록시페놀, 예를 들면, 하이드로퀴논, 카테콜, 레조르시놀, 2-메틸하이드로퀴논 및 2,5-디-3급-부틸하이드로퀴논을 포함한다. 소포제의 예는 실리콘(예를 들면, 폴리디메틸실록산), 알코올, 스테아레이트, 및 글리콜을 포함한다.

본원에서 사용되는, 하나 이상의 수치들 앞에 있는 용어 "약"은 ±5%의 수치를 의미한다. 본원의 "약" 값 또는 파라미터에 대한 참고는 그 값 또는 파라미터 자체에 지시되는 양태들을 포함(및 기재)함을 이해해야 한다. 예를 들면, "약 x"를 지칭하는 설명은 "x" 자체의 설명을 포함한다.

상세한 설명

본원에는 프로필렌 산화의 생성물 및 부산물을 없애는, 프로필렌보다는 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템 및 방법이 기재된다. 또한, 개시된 시스템 및 방법은 단일 통합 시스템으로 수행되기 때문에, 에틸렌 옥사이드(EO), 베타 프로피오락톤(BPL), 및 아크릴산(AA)을 포함한 고도로 반응성인 중간체가 비교적 안정한 폴리아크릴산(PAA)으로 신속히 진행된다. 개시된 시스템 및 방법은 탁월한(예를 들면, 높은) 순도의 PAA 및 SAP를 제조하는데 사용될 수 있다.

시스템

본원에는 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터 PAA 및/또는 SAP를 제조하기 위한 시스템이 제공된다. 하나의 측면에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터의 폴리아크릴산(PAA)의 제조를 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

(i), (ii) 및 (iii) 중의 하나 이상:

몇몇 변형태에서, 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

(i), (ii) 및 (iii) 중의 하나 이상:

(i) 다음을 포함하는 제1 반응기:

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구,

(ii) 다음을 포함하는 제2 (a) 반응기:

PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구, 및

다음을 포함하는 제2 (b) 반응기:

제2 (a) 반응기의 PPL 스트림을 제공받도록 구성된 유입구,

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구, 및

(iii) 다음을 포함하는 제3 반응기:

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 제4 반응기:

하나의 양태에서, 상기 시스템은 (i)를 포함한다. 따라서, 하나의 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

BPL을 포함하는 카보닐화 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 아크릴산(AA) 반응기(도 1에서는 제1 반응기하고 함):

BPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키도록 구성된 반응 구역, 및

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구,

다음을 포함하는 PAA 반응기:

AA 반응기의 AA 스트림으로부터 AA를 제공받도록 구성된 유입구,

AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 또는 이의 염으로 전환시키도록 구성된 반응 구역, 및

EO, BPL, AA 및 PAA의 제조를 독립적으로 조절하기 위한 제어기.

또 다른 양태에서, 상기 시스템은 (ii)를 포함한다. 따라서, 하나의 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

다음을 포함하는 PPL 반응기(도 1에서 제2 (a) 반응기라고도 함):

BPL의 적어도 일부를 PPL로 전환시키도록 구성된 반응 구역, 및

PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 AA 반응기(도 1에서는 제2 (b) 반응기라고도 함):

PPL 스트림을 제공받도록 구성된 유입구,

PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키도록 구성된 반응 구역, 및

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 PAA 반응기:

EO, BPL, AA 및 PAA의 제조를 독립적으로 조절하기 위한 제어기.

또 다른 양태에서, 상기 시스템은 (iii)을 포함한다. 따라서, 또 다른 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

PPL을 포함하는 카보닐화 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 AA 반응기(도 1에서는 제3 반응기라고도 함):

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 PAA 반응기:

EO, PPL, AA 및 PAA의 제조를 독립적으로 조절하기 위한 제어기.

특정 양태에서, 상기 시스템은 (i), (ii) 및 (iii) 중의 두 개를 포함한다. 예를 들면, 하나의 양태에서, 상기 시스템은 (i) 및 (iii)을 포함한다. 따라서, 하나의 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

EO의 적어도 일부를 베타 프로피오락톤(BPL) 및 폴리프로피오락톤(PPL)으로 전환시키도록 구성된 중심 반응 구역, 및

BPL을 포함하는 제1 카보닐화 스트림, 및 PPL을 포함하는 제2 카보닐화 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 제1 AA 반응기(도 1에서는 제1 반응기라고도 함):

중심 반응기의 제1 카보닐화 스트림으로부터 BPL을 제공받도록 구성된 유입구,

AA를 포함하는 제1 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 제2 AA 반응기(도 1에서는 제3 반응기라고도 함):

중심 반응기의 제2 카보닐화 스트림으로부터 PPL을 제공받도록 구성된 유입구,

AA를 포함하는 제2 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 PAA 반응기:

제1 AA 스트림 및 제2 AA 스트림 중의 하나 또는 둘 다로부터 AA를 제공받도록 구성된 적어도 하나의 유입구,

또 다른 양태에서, 상기 시스템은 (ii) 및 (iii)을 포함한다. 따라서, 또 다른 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

다음을 포함하는 PPL 반응기(도 1에서는 제2 (a) 반응기라고도 함):

PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 제1 AA 반응기(도 1에서는 제2 (b) 반응기라고도 함):

PPL 반응기의 PPL 스트림으로부터 PPL을 제공받도록 구성된 유입구,

AA를 포함하는 제1 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

AA를 포함하는 제2 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 PAA 반응기:

상기 시스템의 몇몇 변형태에서, 제1 및 제2 AA 반응기는 동일한 반응기일 수 있다. 또 다른 변형태에서, 제1 및 제2 반응기는 별도의 반응기이다.

또 다른 양태에서, 상기 시스템은 (i) 및 (ii)를 포함한다. 따라서, 또 다른 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

EO의 적어도 일부를 베타 프로피오락톤(BPL)으로 전환시키도록 구성된 중심 반응 구역, 및

BPL을 포함하는 BPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

BPL 스트림의 적어도 일부를 제공받도록 구성된 유입구,

AA를 포함하는 제1 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

BPL 스트림의 적어도 일부를 제공받도록 구성된 유입구,

PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 제2 AA 반응기(도 1에서는 제2 (b) 반응기라고도 함):

PPL 스트림으로부터 PPL을 제공받도록 구성된 유입구,

AA를 포함하는 제2 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 PAA 반응기:

제1 AA 스트림 및 제2 AA 스트림 중의 하나 또는 둘 다로서 AA를 제공받도록 구성된 적어도 하나의 유입구,

상기 시스템의 몇몇 변형태에서, 제1 및 제2 AA 반응기는 동일한 반응기일 수 있다. 또 다른 변형태에서, 제1 및 제2 AA 반응기는 별도의 반응기이다.

제1 및 제2 AA 반응기가 별도인 상기 시스템의 몇몇 변형태에서, PAA 반응기는 AA 스트림 둘 다로부터 AA를 제공받도록 구성된다. 예를 들면, 제1 AA 스트림으로부터의 AA 및 제2 AA 스트림으로부터의 AA를 배합할 수 있으며, 몇몇 변형태에서, 이러한 배합은 PAA 반응기의 유입구에서 또는 PAA 반응기 유입구 이전의 지점에서 일어날 수 있다. 또 다른 변형태에서, PAA 반응기는 오로지 제1 AA 스트림으로부터 또는 오로지 제2 AA 스트림으로부터 AA를 제공받도록 구성된다. 몇몇 변형에서 시스템은 오퍼레이터가 제1 AA 스트림으로부터 제공된 AA 및 제2 AA 스트림으로부터 제공된 AA의 비를 조절하고 시간 경과에 따라 비를 변화시킬 수 있도록 하는 준비를 포함한다.

특정 양태에서, 상기 시스템은 (i), (ii) 및 (iii) 모두를 포함한다. 따라서, 하나의 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 다음을 포함한다:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

중심 반응기의 제1 카보닐 스트림의 적어도 일부를 제공받도록 구성된 유입구,

AA를 포함하는 제1 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

제1 카보닐화 스트림의 적어도 일부를 제공받도록 구성된 유입구,

PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

AA를 포함하는 제2 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 제3 AA 반응기(도 1에서는 제3 반응기라고도 함):

AA를 포함하는 제3 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 PAA 반응기:

제1 AA 스트림, 제2 AA 스트림, 및 제3 AA 스트림 중의 하나 이상으로부터 AA를 제공받도록 구성된 유입구,

상기 시스템의 몇몇 변형태에서, 제1, 제2 및 제3 AA 반응기는 동일한 반응기일 수 있다. 또 다른 변형태에서, 제1 및 제2 AA 반응기는 동일할 수 있고, 제3 AA 반응기는 별도의 반응기이다. 또 다른 변형태에서, 제1, 제2 및 제3 반응기는 모두 별도의 반응기이다.

상기 시스템의 몇몇 변형태에서, PAA 반응기는 AA 스트림 모두로부터 AA를 제공받도록 구성된다. 예를 들면, 제1 AA 스트림으로부터의 AA, 제2 AA 스트림으로부터의 AA, 및 제3 AA 스트림으로부터의 AA를 조합할 수 있으며, 몇몇 변형태에서, 이러한 조합은 PAA 반응기의 유입구에서 또는 PAA 반응기 유입구 이전의 지점에서 일어날 수 있다. 또 다른 변형태에서, PAA 반응기는 오로지 제1 AA 스트림으로부터, 오로지 제2 AA 스트림으로부터, 또는 오로지 제3 AA 스트림으로부터 AA를 제공받도록 구성된다. 몇몇 변형에서 시스템은 오퍼레이터가 PAA 반응기에 제공된 AA의 공급원을 조절하고/하거나 제1 AA 스트림, 제2 AA 스트림, 및 제3 AA 스트림으로부터 공급되는 AA의 비를 조절하고 시간 경과에 따라 공급원 또는 공급원의 비를 변화시킬 수 있도록 하는 준비를 포함한다.

상기 시스템의 몇몇 변형태에서, 중심 반응기에 의해 제공받은 EO 스트림은 산화 반응기로부터의 전체 또는 부분 EO 스트림일 수 있고/있거나 산화 반응기로부터 직접 사용될 수 있거나 산화 반응기에서 사용 전에 추가로 처리될 수 있다. 예를 들면, 하나의 변형태에서, 산화 반응기의 EO 스트림은 중심 반응기로 공급되기 전에 추가로 가공될 수 있다. 예를 들면, 하나의 변형태에서, 산화 반응기의 EO 스트림은, 중심 반응기로의 공급 이전에, 추가로 건조 및/또는 정제될 수 있다. 상기의 또 다른 변형태에서, 중심 반응기는 산화 반응기에 의해 제공된 EO 스트림의 일부를 제공받을 수 있다.

특정 양태에서, 본원에 기재된 시스템은 AA를 약 200 내지 약 800kta(kilotons per annum(1년당 킬로톤))로 제조한다. 특정 양태에서, 본원에 기재된 시스템은 AA를 약 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1,000kta, 또는 이러한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위 내로 제조할 수 있다.

특정 양태에서, 시스템에 의해 제조된 AA는 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 푸르푸랄을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 안정제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 라디칼 중합 억제제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 소포제를 실질적으로 함유하지 않는다.

특정 양태에서, AA는 빙 아크릴산(GAA)이다. 몇몇 변형태에서, AA는 적어도 98%, 적어도 98.5%, 적어도 99%, 적어도 99.1%, 적어도 99.2%, 적어도 99.3%, 적어도 99.4%, 적어도 99.5%, 적어도 99.6%, 적어도 99.7%, 적어도 99.8%, 또는 적어도 99.9%; 또는 99% 내지 99.95%, 99.5% 내지 99.95%, 99.6% 내지 99.95%, 99.7% 내지 99.95%, 또는 99.8% 내지 99.95%의 순도를 갖는다.

특정 양태에서, GAA는 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, GAA는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다.

또 다른 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 푸르푸랄을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 아세트산을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 안정제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 라디칼 중합 억제제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 소포제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다.

특정 양태에서, 제4 반응기(PAA 반응기라고도 함)로의 유입구는 PAA 나트륨 염을 형성하기 위해 라디칼 개시제의 존재하에 수산화나트륨을 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림에 의해 공급된다.

특정 양태에서, AA의 의 적어도 일부는 겔 중합, 현탁 중합 또는 용액 중합을 통해 PAA 또는 이의 염으로 전환된다.

특정 양태에서, PAA 또는 이의 염은 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, PAA는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, PAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다.

또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도되는 화합물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도되는 화합물을 갖는다.

몇몇 양태에서, PAA는 푸르푸랄을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, PAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다. 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다.

몇몇 양태에서, PAA는 아세트산을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, PAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다. 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다.

몇몇 양태에서, PAA는 안정제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, PAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다.

몇몇 양태에서, PAA는 라디칼 중합 억제제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, PAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다.

몇몇 양태에서, PAA는 소포제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, PAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다.

특정 양태에서, 제4 반응기(PAA 반응기라고도 함)로의 유입구가 하나 이상의 반응물 스트림에 의해 추가로 공급되고 각각의 반응물 스트림은 GAA와 공중합하여 PAA의 폴리아크릴아미드 공중합체, 에틸렌 말레산 무수물 공중합체, 가교결합된 카복스메틸셀룰로스 공중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 가교결합된 폴리에틸렌 옥사이드 공중합체, 및 전분 그래프트된 폴리아크릴로니트릴 공중합체로부터 선택된 PAA의 하나 이상의 공중합체를 형성하는 단량체를 포함한다.

특정 양태에서, 상기 시스템은 다음을 추가로 포함한다:

(v) 제4 반응기의 PAA 또는 이의 염을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, PAA 또는 이의 염의 적어도 일부를 초흡수성 중합체(SAP)로 전환시키는 제5 반응 구역 및 SAP를 포함하는 유출구 스트림을 제공하는 유출구를 포함하는 제5 반응기.

하나의 변형태에서, 본원에 기재된 시스템은 다음을 추가로 포함한다:

다음을 포함하는 SAP 반응기:

PAA 스트림으로부터 PAA를 제공받도록 구성된 유입구,

PAA 또는 이의 염의 적어도 일부를 SAP로 전환시키도록 구성된 반응 구역, 및

SAP를 포함하는 SAP 스트림을 제공하도록 구성된 유출구.

특정 양태에서, 제5 반응기(SAP 반응기라고도 함)로의 유입구는 하나 이상의 반응물 스트림에 의해 추가로 공급되고 각각의 반응물 스트림은 PAA 또는 이의 염 상에 분무될 수 있는 가교결합제를 포함한다.

"제1 반응 구역" 및 "제2 반응 구역" 등 또는 "제1 반응기" 및 "제2 반응기" 등 또는 "제1 스트림" 및 "제2 스트림" 등에 대한 언급이 반드시 반응 구역, 반응기, 또는 스트림의 순서를 의미하는 것은 아닌 것으로 일반적으로 이해되어야 한다. 몇몇 변형태에서, 이러한 언급의 사용은 존재하는 반응 구역, 반응기, 또는 스트림의 수를 나타낸다. 또 다른 변형태에서, 순서는 반응 구역, 반응기, 또는 스트림이 배열되거나 사용되는 문맥에 의해 표시될 수 있다.

특정 양태에서, SAP는 약 1000 백만분율(parts per million) 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 포함한다. 특정 양태에서, SAP는 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는다.

몇몇 양태에서, SAP는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, SAP 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다.

또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다.

몇몇 양태에서, SAP는 푸르푸랄을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, SAP 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다. 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다.

몇몇 양태에서, SAP는 아세트산을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, SAP 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다. 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다.

몇몇 양태에서, SAP는 안정제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, SAP 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다.

몇몇 양태에서, SAP는 라디칼 중합 억제제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, SAP 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다.

몇몇 양태에서, SAP는 소포제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, SAP 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다.

또 다른 측면에서, 본원에 제공된 SAP 중의 어느 것을 포함하는 제품이 제공된다.

특정 양태에서, 제품은 일회용 기저귀, 용변 연습용 팬티, 성인 요실금 속옷 또는 생리대이다. 특정 양태에서, 제품은 일회용 기저귀이다.

방법

도 1을 참고하여, 에틸렌으로부터 PAA 및 SAP를 제조하는 예시적인 방법이 도시되어 있다. 도시된 방법은 단계 100의 에틸렌 산화, BPL 및/또는 PPL을 제조하는 단계 200의 카보닐화, 단계 300의 GAA의 제조, 및 단계 400의 PAA-SAP의 제조를 포함한다. 단계 100에서, 에틸렌이 산화 반응기로 공급되어 에틸렌 산화 반응에 의해 에틸렌 옥사이드를 생성한다. EO를 포함하는 EO 스트림 110이 산화 반응기의 산화 반응 구역을 빠져나간다. 단계 200에서, EO 스트림 110이 BPL로의 EO 및 CO의 전환을 위해 중심 반응기로 공급된다. 몇몇 변형태에서, 전체 EO 스트림 110이 중심 반응기로 공급된다. 또 다른 변형태에서, 부분 EO 스트림 110이, 예를 들면, 산화 반응기에 들어가는 EO의 속도를 조절하기 위해, 중심 반응기로 공급된다. 단계 200에서, 산화 반응 구역으로부터의 EO를 포함하는 EO 스트림 110이 유입구 스트림으로서 중심 반응기에 들어가며, 여기서 이것은 CO와 배합된다. BPL(스트림 210) 또는 PPL(스트림 220)을 포함하는 유출구 스트림이 중심 반응기를 빠져 나온다.

단계 300에는, 제1, 제2 (a), 제2 (b) 및 제3 반응기를 사용하여 BPL 및/또는 PPL을 GAA로 전환시키기 위한 세 가지 대안이 도시되어 있다. 하나의 변형태에서, 단계 300에서, BPL 스트림 210이 제1 반응기에서 GAA로 직접 전환된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 중심 반응기는 BPL을 포함하는 BPL 스트림 210(도 1에 도시된 상부 스트림)을 유출시키도록 구성된 유출구를 가질 수 있으며, BPL 스트림 210이 유입구 스트림으로서 제1 반응기에 들어가고, 여기서 이것은 GAA로 전환된다.

또 다른 변형태에서, 단계 300에서, BPL 스트림 210이 2-반응기 시스템에서 GAA로 전환된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 중심 반응기는 BPL을 포함하는 BPL(도 1에 도시된 중간 스트림) 스트림 210을 유출시키도록 구성된 유출구를 가질 수 있고 BPL 스트림 210이 유입구 스트림으로서 제2 (a) 반응기에 들어가고, 여기서 이것은 PPL로 전환된다. 제2 (a) 반응기에서는, BPL 스트림 210이 중합되어 PPL을 생성하고, 제2 (b) 반응기에서는, PPL이 열분해되어 GAA를 생성한다. 제2 (a) 반응기로부터의 PPL을 포함하는 유출구 스트림이 유입구 스트림으로서 제2 (b) 반응기에 들어가고, 여기서 이것은 GAA로 전환된다. 또 다른 변형태에서, 단계 300에서, PPL 스트림 220이 열분해되어 GAA를 생성한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 중심 반응기는 PPL(도 1에 도시된 하부 스트림)을 유출시키도록 구성된 유출구를 가질 수 있다. 중심 반응기로부터의 PPL을 포함하는 PPL 스트림 220이 유입구 스트림으로서 제3 반응기에 들어가고, 여기서 이것은 GAA로 전환된다. 제1, 제2 및 제3 GAA 스트림(집합적으로 GAA 스트림 310이라고 함)을 포함하는 제1, 제2 및 제3 유출구 스트림이 제1 반응기, 제2 (b) 반응기 및 제3 반응기를 빠져 나온다. 단계 400에서, GAA는 제1, 제2 및 제3 반응기에서 PAA 및/또는 SAP로 전환된다.

도 1에 기재된 공정의 또 다른 변형태에서, 하나 이상의 단계들이 추가되거나 생략될 수 있는 것으로 일반적으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 몇몇 변형태에서, 산화 반응기로부터의 EO 스트림 110은 단계 200에서 BPL로의 EO 및 CO의 전환을 위해 중심 반응기로 공급되기 전에 추가로 처리(예를 들면, 건조 및/또는 정제)된다. 또 다른 변형태에서, 단계 100이 생략될 수 있으며, 임의의 상업적으로 이용 가능한 공급원으로부터 수득된 에틸렌 옥사이드가 단계 200에서 중심 반응기에 공급될 수 있다.

또 다른 측면에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

에틸렌을 포함하는 유입구 스트림을 통합된 시스템의 산화 반응기에 제공하여 EO로의 제공된 에틸렌의 적어도 일부의 전환을 수행하는 단계,

산화 반응기로부터의 EO, 및 일산화탄소(CO)를 포함하는 유입구 스트림을 통합된 시스템의 중심 반응기에 제공하는 단계,

유입구 스트림을 중심 반응 구역에서 금속 카보닐과 접촉시켜 베타 프로피오락톤(BPL)으로의 제공된 EO의 적어도 일부의 전환을 수행하는 단계,

중심 반응 구역으로부터 BPL을 포함하는 유출구 스트림을 다음 중의 적어도 하나로 향하게 하는 단계:

(i) 중심 반응기의 BPL을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, BPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제1 반응 영역, 및 AA를 포함하는 유출구 스트림이 수득될 수 있는 유출구를 포함하는 제1 반응기,

(ii) 중심 반응기의 BPL을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, BPL의 적어도 일부를 PPL로 전환시키는 제2 (a) 반응 구역, 및 PPL을 포함하는 유출구 스트림이 수득될 수 있는 유출구를 포함하는 제2 (a) 반응기, 및 제2 (a) 반응기의 PPL을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제2 (b) 반응 구역, 및 AA를 포함하는 유출구 스트림이 수득될 수 있는 유출구를 포함하는 제2 (b) 반응기,

(iii) 중심 반응기의 PPL을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, PPL의 적어도 일부를 제3 생성물로 전환시키는 제3 반응 구역, 및 AA를 포함하는 유출구 스트림이 수득될 수 있는 유출구를 포함하는 제3 반응기, 및

AA를 수득하는 단계;

제1 반응기, 제2 (b) 반응기 및 제3 반응기 중의 하나 이상으로부터 AA를 포함하는 유출구 스트림을 (iv) GAA의 적어도 일부가 폴리아크릴산(PAA) 또는 이의 염으로 전환되는 제4 반응기의 유입구에 제공하는 단계.

몇몇 변형태에서, AA는 빙 AA(GAA)이다.

몇몇 양태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

유입구 스트림을 중심 반응 구역에서 금속 카보닐과 접촉시켜 베타 프로피오락톤(BPL) 스트림 및/또는 PPL을 포함하는 폴리프로피오락톤(PPL) 유출구 스트림으로의 제공된 EO의 적어도 일부의 전환을 수행하는 단계,

중심 반응 구역으로부터 유출구 스트림을 (i)-(iii) 중의 적어도 하나로 향하게 하는 단계:

(i) 중심 반응기의 유출구 스트림으로부터의 BPL에 의해 공급되는 유입구, BPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제1 반응 영역, 및 AA를 포함하는 유출구 스트림이 수득될 수 있는 유출구를 포함하는 제1 반응기,

(ii) 중심 반응기의 유출구 스트림으로부터의 BPL이 공급되는 유입구, BPL의 적어도 일부를 PPL로 전환시키는 제2 (a) 반응 구역, 및 PPL을 포함하는 유출구 스트림이 수득될 수 있는 유출구를 포함하는 제2 (a) 반응기, 및 제2 (a) 반응기의 PPL을 포함하는 유출구 스트림에 의해 공급되는 유입구, PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제2 (b) 반응 구역, 및 AA를 포함하는 유출구 스트림이 수득될 수 있는 유출구를 포함하는 제2 (b) 반응기,

(iii) 중심 반응기의 PPL 유출구 스트림으로부터의 PPL에 의해 공급되는 유입구, PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제3 반응 구역, 및 AA를 포함하는 유출구 스트림이 수득될 수 있는 유출구를 포함하는 제3 반응기, 및

AA를 수득하는 단계; 및

제1 반응기, 제2 (b) 반응기 및 제3 반응기 중의 하나 이상으로부터 AA를 포함하는 유출구 스트림을 AA의 적어도 일부가 폴리아크릴산(PAA) 또는 이의 염으로 전환되는 (iv) 제4 반응기의 유입구에 제공하는 단계.

하나의 변형태에서, AA는 빙 AA(GAA)이다.

몇몇 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

에틸렌을 포함하는 에틸렌 스트림을 통합된 시스템의 산화 반응기에 제공하는 단계,

EO 스트림 중의 EO의 적어도 일부를 상기 중심 반응 구역에서 베타 프로피오락톤(BPL) 또는 폴리프로피오락톤(PPL), 또는 이들의 조합으로 전환시켜 BPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 PPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 이들의 조합을 제조하는 단계;

(i) BPL을 포함하는 카보닐화 스트림을 AA 반응기(도 1에서는 제1 반응기라고도 함)으로 향하게 하고, 상기 카보닐화 스트림 중의 BPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA를 포함하는 AA 스트림을 제조하는 단계; 또는

(ii) BPL을 포함하는 카보닐화 스트림을 PPL 반응기(도 1에서는 제2 (a) 반응기라고도 함)로 향하게 하고, 상기 카보닐화 스트림 중의 BPL의 적어도 일부를 PPL 반응기에서 PPL로 전환시켜, PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제조하고, PPL 스트림을 AA 반응기(도 1에서는 제2 (b) 반응기라고도 함)로 향하게 하고, PPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA 스트림을 제조하는 단계; 또는

(iii) PPL을 포함하는 카보닐화 스트림을 AA 반응기(도 1에서는 제3 반응기라고도 함)로 향하게 하고, 상기 카보닐화 스트림 중의 PPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA를 포함하는 AA 스트림을 제조하는 단계; 또는

상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합;

특정 변형태에서, 방법은 (i)을 포함한다. 따라서, 몇몇 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

EO 스트림 중의 EO의 적어도 일부를 상기 중심 반응 구역에서 베타 프로피오락톤(BPL)으로 전환시켜 BPL을 포함하는 카보닐화 스트림을 제조하는 단계;

카보닐화 스트림을 AA 반응기(도 1에서는 제1 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

카보닐화 스트림의 BPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA를 포함하는 AA 스트림을 제조하는 단계;

AA 스트림으로부터의 AA를 PAA 반응기(도 1에서는 제4 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계; 및

AA 스트림의 AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 반응기에서 PAA 또는 이의 염으로 전환시키는 단계.

또 다른 변형태에서, 방법은 (ii)를 포함한다. 따라서, 또 다른 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

중심 반응 구역에서 EO 스트림 및 CO 스트림을 금속 카보닐과 접촉시키는 단계;

카보닐화 스트림을 PPL 반응기(도 1에서는 제2 (a) 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

카보닐화 스트림 중의 BPL의 적어도 일부를 PPL 반응기에서 PPL로 전환시켜, PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제조하는 단계;

PPL 스트림으로부터의 PPL을 AA 반응기(도 1에서는 제2 (b) 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

PPL 스트림 중의 PPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA를 포함하는 AA 스트림을 제조하는 단계;

또 다른 변형태에서, 방법은 (iii)을 포함한다. 따라서, 또 다른 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

EO 스트림 중의 EO의 적어도 일부를 중심 반응 구역에서 폴리프로피오락톤(PPL)으로 전환시켜 PPL을 포함하는 카보닐화 스트림을 제조하는 단계;

카보닐화 스트림으로부터의 PPL을 AA 반응기(도 1에서는 제3 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

카보닐화 스트림 중의 PPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA를 포함하는 AA 스트림을 제조하는 단계;

하나의 양태에서, 상기 방법은 (i) 및 (iii)을 포함한다. 따라서, 하나의 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

EO 스트림 중의 EO의 적어도 일부를 상기 중심 반응 구역에서 베타 프로피오락톤(BPL) 및 폴리프로피오락톤(PPL)으로 전환시켜 BPL을 포함하는 제1 카보닐화 스트림 및 PPL을 포함하는 제2 카보닐화 스트림을 제조하는 단계;

제1 카보닐화 스트림으로부터의 BPL을 제1 AA 반응기(도 1에서는 제1 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

제1 카보닐화 스트림의 BPL의 적어도 일부를 제1 AA 반응기에서 AA로 전환시켜 AA를 포함하는 제1 AA 스트림을 제조하는 단계;

제2 카보닐화 스트림으로부터의 PPL을 제2 AA 반응기(도 1에서는 제3 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

제2 카보닐화 스트림의 PPL의 적어도 일부를 제2 AA 반응기에서 AA로 전환시켜 AA를 포함하는 제2 AA 스트림을 제조하는 단계;

제1 AA 스트림, 제2 AA 스트림, 또는 이의 조합으로부터의 AA를 PAA 반응기로 향하게 하는 단계; 및

제1 AA 스트림, 제2 AA 스트림, 또는 이의 조합의 AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 반응기에서 PAA 또는 이의 염으로 전환시키는 단계.

상기 방법의 몇몇 변형태에서, 제1 및 제2 AA 반응기는 동일한 반응기이다. 또 다른 변형태에서, 제1 및 제2 AA 반응기는 별도의 반응기이다.

제1 및 제2 AA 반응기가 별도의 반응기인 상기 방법의 몇몇 변형태에서, PAA 반응기는 AA 스트림 둘 다로부터의 AA로 공급된다. 예를 들면, 제1 AA 스트림으로부터의 AA 및 제2 AA 스트림으로부터의 AA가 PAA 반응기에서 배합될 수 있으며, 몇몇 변형태에서, 이러한 배합은 PAA 반응기의 유입구에서 또는 PAA 반응기 유입구 이전의 지점에서 일어날 수 있다. 또 다른 변형태에서, PAA는 오로지 제1 AA 스트림으로부터 또는 오로지 제2 AA 스트림으로부터 AA를 공급받는다. 몇몇 변형에서 방법은 제1 AA 스트림으로부터 제공된 AA 및 제2 AA 스트림으로부터 제공된 AA의 비를 조절하거나 시간 경과에 따라 PAA 반응기에 공급되는 AA 공급원의 비를 변화시킴을 포함한다.

하나의 양태에서, 상기 방법은 (ii) 및 (iii)을 포함한다. 따라서, 하나의 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

EO 스트림 중의 EO의 적어도 일부를 상기 중심 반응 구역에서 베타 프로피오락톤(BPL) 및 폴리프로피오락톤(PPL)으로 전환시켜 BPL을 포함하는 제1 카보닐화 스트림, 및 PPL을 포함하는 제2 카보닐화 스트림을 제조하는 단계;

제1 카보닐화 스트림으로부터의 BPL을 PPL 반응기(도 1에서는 제2 (a) 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

제1 카보닐화 스트림의 BPL의 적어도 일부를 PPL 반응기에서 PPL로 전환시켜, PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제조하는 단계;

PPL 스트림으로부터의 PPL을 제1 AA 반응기(도 1에서는 제2 (b) 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

PPL 스트림의 PPL의 적어도 일부를 제1 AA 반응기에서 AA로 전환시켜 AA를 포함하는 제1 AA 스트림을 제조하는 단계;

상기 방법의 몇몇 변형태에서, PAA 반응기는 AA 스트림 둘 다로부터 AA를 제공받도록 구성된다. 예를 들면, PAA 반응기는 제1 AA 스트림으로부터의 AA 및 제2 AA 스트림으로부터의 AA를 공급받을 수 있으며, 몇몇 변형태에서, 두 AA 스트림으로부터의 AA의 배합은 PAA 반응기의 유입구에서 또는 PAA 반응기 유입구 이전의 지점에서 일어날 수 있다. 또 다른 변형태에서, PAA 반응기는 오로지 제1 AA 스트림으로부터의 AA로 또는 오로지 제2 AA 스트림으로부터의 AA로 공급된다. 몇몇 변형에서 방법은 PAA 반응기에 제공된 AA의 공급원을 조절하고/하거나 제1 AA 스트림 및 제2 AA 스트림으로부터 공급된 AA의 비를 조절함을 포함한다. 몇몇 변형태에서, 방법은 AA 공급원 또는 시간 경과에 따라 두 개의 공급원으로부터의 AA 비를 변화시킴을 포함한다.

또 다른 양태에서, 상기 방법은 (i) 및 (ii)를 포함한다. 따라서, 하나의 변형태에서, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

카보닐화 스트림의 적어도 일부를 제1 AA 반응기(도 1에서는 제1 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

카보닐화 스트림의 BPL의 적어도 일부를 제1 AA 반응기에서 AA로 전환시켜 AA를 포함하는 제1 AA 스트림을 제조하는 단계;

카보닐화 스트림의 적어도 일부를 PPL 반응기(도 1에서는 제2 (a) 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

카보닐화 스트림의 BPL의 적어도 일부를 PPL 반응기에서 PPL로 전환시켜, PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제조하는 단계;

PPL 스트림으로부터의 PPL을 제2 AA 반응기(도 1에서는 제2 (b) 반응기라고도 함)로 향하게 하는 단계;

PPL 스트림의 PPL의 적어도 일부를 제2 AA 반응기에서 AA로 전환시켜 AA를 포함하는 제2 AA 스트림을 제조하는 단계;

제1 AA 스트림으로부터의 AA, 제2 AA 스트림으로부터의 AA, 또는 이의 조합을 PAA 반응기로 향하게 하는 단계; 및

상기 방법의 몇몇 변형태에서, PAA 반응기는 AA 스트림 둘 다로부터 AA를 제공받도록 구성된다. 예를 들면, PAA 반응기는 제1 AA 스트림으로부터의 AA 및 제2 AA 스트림으로부터의 AA를 공급받을 수 있으며, 몇몇 변형태에서, 두 개의 AA 스트림으로부터의 AA의 배합은 PAA 반응기의 유입구에서 또는 PAA 반응기 유입구 이전의 지점에서 일어날 수 있다. 또 다른 변형태에서, PAA 반응기는 오로지 제1 AA 스트림으로부터의 AA 또는 오로지 제2 AA 스트림으로부터 AA를 공급받는다. 몇몇 변형에서 방법은 PAA 반응기에 제공된 AA의 공급원을 조절하고/하거나 제1 AA 스트림 및 제2 AA 스트림으로부터 공급된 AA의 비를 조절함을 포함한다. 몇몇 변형태에서, 방법은 AA 공급원 또는 시간 경과에 따른 두 개의 공급원으로부터의 AA 비를 변화시킴을 포함한다.

상기 방법의 특정 양태에서, AA 스트림은 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 방법의 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다.

상기 방법의 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다.

몇몇 양태에서, AA는 푸르푸랄을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다.

몇몇 양태에서, AA는 아세트산을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다.

몇몇 양태에서, AA는 안정제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다.

몇몇 양태에서, AA는 라디칼 중합 억제제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다.

몇몇 양태에서, AA는 소포제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, AA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다.

상기 방법의 특정 양태에서, AA 스트림으로부터 유도된 AA는 빙 아크릴산(GAA)이다. 몇몇 변형태에서, AA는 적어도 98%, 적어도 98.5%, 적어도 99%, 적어도 99.1%, 적어도 99.2%, 적어도 99.3%, 적어도 99.4%, 적어도 99.5%, 적어도 99.6%, 적어도 99.7%, 적어도 99.8%, 또는 적어도 99.9%; 또는 99% 내지 99.95%, 99.5% 내지 99.95%, 99.6% 내지 99.95%, 99.7% 내지 99.95%, 또는 99.8% 내지 99.95%의 순도를 갖는다.

상기 방법의 특정 양태에서, GAA는 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, GAA는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 상기 방법의 몇몇 변형태에서, GAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, GAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다.

상기 방법의 또 다른 변형태에서, GAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 포함한다. 또 다른 변형태에서, GAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 푸르푸랄을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, GAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다. 또 다른 변형태에서, GAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 푸르푸랄을 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 아세트산을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, GAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다. 또 다른 변형태에서, GAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 아세트산을 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 안정제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, GAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, GAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 안정제를 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 라디칼 중합 억제제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, GAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, GAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 라디칼 중합 억제제를 갖는다.

몇몇 양태에서, GAA는 소포제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, GAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다. 또 다른 변형태에서, GAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 소포제를 갖는다.

상기 방법의 특정 양태에서, PAA 또는 이의 염은 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, PAA는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, PAA 스트림은 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, AA 유출구 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다.

상기 방법의 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, PAA 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다.

특정 양태에서, PAA 또는 이의 염은, 종이 처리, 수 처리, 또는 세제 보조-빌더 용도를 위한 조성물에서 사용하기 위해 제형화된다.

특정 양태에서, 상기 방법은 다음을 추가로 포함한다:

PAA 또는 이의 염을 포함하는 유출구 스트림으로부터의 PAA를, 제4 반응기로부터 PAA 또는 이의 염의 적어도 일부가 초흡수성 중합체(SAP)로 전환되는 (v) 제5 반응기의 유입구에 제공하는 단계.

몇몇 변형태에서, 방법은 다음을 추가로 포함한다:

PAA 반응기로부터 PAA 또는 이의 염을 포함하는 PAA 스트림을 제공하는 단계;

PAA 스트림으로부터의 PAA를 초흡수성 중합체(SAP) 반응기로 향하게 하는 단계; 및

PAA 스트림 중의 PAA의 적어도 일부를 SAP 반응기에서 SAP로 전환시키는 단계.

상기 방법의 특정 양태에서, SAP는 약 1000 백만분율(parts per million) 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 포함한다. 특정 양태에서, SAP는 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, SAP는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 변형태에서, SAP 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의 알데히드 불순물을 갖는다.

상기 방법의 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다. 또 다른 변형태에서, SAP 스트림은 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만, 또는 상기한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위의, 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는다.

상기 방법의 몇몇 양태에서, GAA는 에틸렌이 EO로 전환된 후 2주 미만으로 PAA로 전환된다. 몇몇 양태에서, GAA는 에틸렌이 EO로 전환된 후 1주 미만으로 PAA로 전환된다. 몇몇 양태에서, GAA는 에틸렌이 EO로 전환된 후 6, 5, 4, 3, 2일 미만으로 PAA로 전환된다. 몇몇 양태에서, GAA는 에틸렌이 EO로 전환된 후 24시간 미만으로 PAA로 전환된다.

아래 섹션은 통합된 시스템 및 방법의 구성요소 뿐만 아니라 에틸렌에서 PAA 및 SAP로의 전환을 수행하기 위한 반응 및 조건의 일부를 더욱 상세하게 설명한다.

제어기

제어기는 (센서, 스위치, 밸브, 진공, 펌프 등을 통한) 모든 반응 구역을 포함하여, 개시된 시스템과 관련된 모든 공정 및 성분을 모니터링, 제어 및/또는 조절(예를 들면, 증가, 감소 또는 유지)하기 위한 임의의 통합된 수단(예를 들면, 컴퓨터-기반 네트워크)일 수 있다. 제어기는, 예를 들면, 각각의 반응 구역에서의 온도와 압력 및 유입구 및 유출구 스트림에 대한 유량을 독립적으로 제어함으로써 중심 반응기에 의한 BPL의 제조, 존재한다면, 산화 반응기에서의 EO의 제조, 및 각각의 반응기에서의 BPL, PPL, AA, PAA, 및 SAP 생성물 각각에 대한 제조를 독립적으로 조절할 수 있다.

몇몇 양태에서, 제어기는 통합된 시스템 내에서 각 반응기에 의한 EO, BPL, PPL, AA, PAA 또는 이의 염, 및 SAP의 제조를 독립적으로 증가, 감소 또는 유지시키는데 사용된다.

에틸렌에서 EO로

개시된 시스템은 임의로, 이의 업스트림 말단에, 현장에서 EO를 제조하여 EO를 중심 반응기에 제공하는 산화 반응기를 추가로 포함한다. 특정 양태에서, EO는 에틸렌의 기상 산화로부터 직접 수득된다. 이러한 양태는 독성이면서 폭발성인 에틸렌 옥사이드를 분리, 저장 및 수송할 필요성을 없앤다는 점에서 유리하다. 특정 양태에서, 에틸렌 옥사이드는 제조된 대로 기상으로 유지되며, 이를 액체로 응축시키지 않고서 중심 반응기로 공급된다.

EO를 현장에서 제조하는 또 다른 이익은 보다 많은 양의 C₃ 및/또는 C₄ 생성물을 제조하도록 플랜트의 용량의 상당한 증가를 포함한다. 특정 양태에서, 상기 시스템은 약 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1,000kta(kilotons per annum), 또는 이러한 값들 중의 어느 두 개를 포함하는 범위내의 속도로 C₃ 및/또는 C₄ 생성물의 임의의 배합물을 제조할 수 있다.

따라서, 특정 양태에서, 상기 시스템은 에틸렌에 의해 공급되는 유입구, 에틸렌의 적어도 일부를 EO로 전환시키는 산화 반응 구역, 및 중심 반응기의 유입구로 공급되는 EO를 포함하는 유출구 스트림을 제공하는 유출구를 포함하는 산화 반응기를 추가로 포함한다.

대안적으로, 또 다른 양태에서, EO는 개시된 시스템 내에서 제조되지 않는다. 오히려, 이러한 양태에서, 업스트림 산화 반응기는 부재하고, 현장 밖에서 제조된 EO가 중심 반응기에 공급된다.

EO에서 BPL 로

특정 양태에서, 개시된 시스템은 "카보닐화 반응"을 통해 EO를 BPL로 카보닐화시키기 위한 중심 반응기를 포함한다. 중심 반응기는 (예를 들면, EO 공급원으로부터의) EO 및 (예를 들면, CO 공급원으로부터의) CO 뿐만 아니라 카보닐화 촉매 및 용매 등을 제공받고 중심 반응 구역에서 EO의 카보닐화 반응을 수행한다. 특정 양태에서, EO 및 CO는 별도의 투입으로 제공된다. 특정 양태에서, EO 및 CO는 혼합물로서 제공된다. 특정 양태에서, 제공된 EO/CO 혼합물은 기상이다. 특정 양태에서, 카보닐화 반응은 연속적이다. 이러한 연속 카보닐화 반응은 BPL 용액이 이들이 형성되는 것과 필수적으로 동일한 속도로 배출되도록 연속 교반 탱크 반응기 또는 플러그 유동 반응기에서 수행될 수 있다.

특정 양태에서, EO에서 BPL로의 카보닐화 반응은 아래에 나타낸 바와 같이 진행된다:

카보닐화 반응 조건

BPL을 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있으며 제WO2013/063191호 및 제WO2014/004858호에 기재된 것들을 포함한다. 상기 반응을 수행하기 위한 적합한 촉매 및 반응 조건이 본원에 기재되어 있으며 또한 PCT 공개 출원: 제WO2003/050154호, 제WO2004/089923호, 제WO2012/158573호, 제WO2010/118128호, 제WO2013/063191호, 및 제WO2014/008232호; 미국 특허 제5,359,081호 및 제5,310,948호 및 공보[참조; "Synthesis of beta-Lactones" J. AM. CHEM. SOC., vol. 124, 2002, pages 1174-1175]에 개시되어 있다.

특정 양태에서, 유입구를 포함하는 중심 반응기는 EO 및 CO를 포함하는 "반응 스트림"에 의해 공급된다. 특정 양태에서, 카보닐화 반응에 공급되는 반응 스트림은 EO 및 CO를 함유하는 기상 혼합물을 포함한다. 특정 양태에서, 반응 스트림 중의 CO 대 EO의 몰 비는 약 1:1 내지 약 10,000:1에 이른다. 특정 양태에서, 반응 스트림 중의 CO 대 EO의 몰 비는 약 5000:1, 약 2500:1, 약 2000:1, 약 1500:1, 약 1000:1, 약 500:1, 약 1:500, 약 200:1, 약 100:1, 약 50:1, 약 20:1, 약 10:1, 약 5:1 또는 약 1:1, 또는 이들 비 중의 어느 두 개를 포함하는 범위 내이다.

특정 양태에서, 반응 스트림은 하나 이상의 부가 성분들을 추가로 포함한다. 특정 양태에서, 부가 성분들은 EO의 화학 반응에 직접적으로 관여하지 않는 희석제를 포함한다. 특정 양태에서, 이러한 희석제는 하나 이상의 불활성 가스(예를 들면, 질소, 아르곤, 헬륨 등) 또는 탄화수소, 에테르 등과 같은 휘발성 유기 분자를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 반응 스트림은 수소, 미량의 이산화탄소, 메탄, 및 산업용 CO 스트림에서 통상적으로 발견되는 기타의 화합물을 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 공급 스트림은 BPL 및 다양한 최종 생성물로의 EO의 전환에 관여하는 공정 중의 하나 이상에서 직접 또는 간접적인 화학 기능을 가질 수 있는 물질을 추가로 포함할 수 있다. 추가의 반응물은 CO 및 다른 가스의 혼합물을 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 주지된 바와 같이, 특정 양태에서, CO는 수소와의 혼합물로 제공된다(예를 들면, 신가스(Syngas)).

특정 양태에서, 반응 스트림은 산소를 필수적으로 함유하지 않음을 특징으로 한다. 특정 양태에서, 반응 스트림은 물을 필수적으로 함유하지 않음을 특징으로 한다. 특정 양태에서, 반응 스트림은 산소 및 물을 필수적으로 함유하지 않음을 특징으로 한다.

카보닐화 용매

특정 양태에서, 본원에 기재된 카보닐화 반응은 용매 중에서 수행된다. 특정 양태에서, 용매는 별도의 스트림으로서 중심 반응 구역에 공급된다. 또 다른 양태에서, 용매는 중심 반응 구역에서 카보닐화 반응에 들어가는 촉매, EO 또는 다른 공급 스트림과 함께 중심 반응 구역에 공급될 수 있다. 특정 양태에서, 용매는 용매 중의 촉매 용액으로서 제공되는 카보닐화 촉매와 함께 중심 반응 구역에 들어간다. 특정 양태에서, 용매는 둘 이상의 별도의 공급 스트림으로 중심 반응 구역으로 들어간다. 중심 반응 구역에 용매가 존재하는 양태에서, 이것은 또한 카보닐화 유출구 스트림에 존재할 수 있다.

용매는 임의의 용매, 및 용매의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 추가로, BPL이 공-용매로서 사용될 수 있다. 상기 방법에 가장 적합한 용매는 에테르, 탄화수소 및 비 양성자성 극성 용매를 포함한다. 적합한 용매는, 예를 들면, 테트라하이드로푸란("THF"), 설폴란, N-메틸 피롤리돈, 1,3 디메틸-2-이미다졸리디논, 디글라임, 트리글라임, 테트라글라임, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 이소소르비드 에테르, 메틸 3급부틸 에테르, 디에틸에테르, 디페닐 에테르, 1,4-디옥산, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 이염기성 에스테르, 디에틸 에테르, 아세토니트릴, 에틸 아세테이트, 디메톡시 에탄, 아세톤, 및 메틸에틸 케톤을 포함한다.

특정 양태에서, 카보닐화 반응은 중심 반응 구역에서 카보닐화 반응에 루이스 염기 첨가제를 추가로 포함한다. 몇몇 양태에서 이러한 루이스 염기 첨가제는 촉매의 불활성화를 안정화시키거나 감소시킬 수 있다. 특정 양태에서, 루이스 염기 첨가제는 포스핀, 아민, 구아니딘, 아미딘, 및 질소-함유 헤테로사이클로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정 양태에서, 루이스 염기 첨가제는 포스핀이다. 특정 양태에서, 루이스 염기 첨가제는 장애 아민 염기이다. 특정 양태에서, 루이스 염기 첨가제는 2,6-루티딘; 이미다졸, 1-메틸이미다졸, 4-디메틸아미노피리딘, 트리헥실아민 및 트리페닐포스핀이다.

카보닐화 촉매

당업계에 공지된 수많은 카보닐화 촉매가 본원에 기재된 방법에 적합하다(또는 적응될 수 있다). 예를 들면, 몇몇 양태에서, 카보닐화 방법은 미국 특허 제6,852,865호에 기재된 바와 같은 금속 카보닐-루이스 산 촉매를 사용한다. 또 다른 양태에서, 카보닐화는 미국 특허 출원 제10/820,958호; 및 제10/586,826호에 개시된 카보닐화 촉매 중의 하나 이상으로 수행된다. 또 다른 양태에서, 카보닐화는 미국 특허 제5,310,948호; 제7,420,064호; 및 제5,359,081호에 개시된 촉매 중의 하나 이상으로 수행된다. 에폭사이드의 카보닐화를 위한 추가의 촉매는 문헌[참조; review in Chem. Commun., 2007, 657-674]에 논의되어 있다.

몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매는 금속 카보닐 화합물을 포함한다. 전형적으로, 하나의 변형태에서, 단일 금속 카보닐 화합물이 제공되지만, 몇몇 양태에서, 둘 이상의 금속 카보닐 화합물의 혼합물이 제공된다. 따라서, 제공된 금속 카보닐 화합물이, 예를 들면, 중성 금속 카보닐 화합물을 "포함"하는 경우, 제공된 금속 카보닐 화합물은 단일의 중성 금속 카보닐 화합물일 수 있거나 하나 이상의 금속 카보닐 화합물과 조합된 중성 금속 카보닐 화합물일 수 있는 것으로 이해된다. 바람직하게는, 제공된 금속 카보닐 화합물은 에폭사이드의 개환 및 생성된 금속 탄소 결합으로의 CO의 삽입을 촉진시킬 수 있다. 이러한 반응성을 갖는 금속 카보닐 화합물은 당해 분야에 널리 공지되어 있으며 실험실 실험에서 뿐만 아니라 하이드로포밀화와 같은 산업 공정에서 사용된다.

몇몇 양태에서, 금속 카보닐 화합물은 음이온성 금속 카보닐 모이어티를 포함한다. 또 다른 양태에서, 금속 카보닐 화합물은 중성 금속 카보닐 화합물을 포함한다. 몇몇 양태에서, 금속 카보닐 화합물은 금속 카보닐 수소화물 또는 하이드리도 금속 카보닐 화합물을 포함한다. 몇몇 양태에서, 금속 카보닐 화합물은 초기 제공된 화합물과는 상이한 활성 화학종을 제공하기 위해 하나 이상의 반응 성분과 동일 반응계에서 반응하는 전촉매(pre-catalyst)로서 작용한다. 이러한 전촉매는 본원에 명확하게 포함되며, 그 이유는 제공된 반응에서 상기 활성 화학종은 확실하게 공지되지 않을 수 있는 것으로 인식되기 때문이고; 따라서 이러한 반응성 화학종을 원위치에서 확인하는 것은 자체로 본원의 취지 또는 교시를 벗어나지 않는다.

몇몇 양태에서, 금속 카보닐 화합물은 음이온성 금속 카보닐 화학종을 포함한다. 몇몇 양태에서, 이러한 음이온성 금속 카보닐 화학종은 화학식 [Q_dM'_e(CO)_w]^y-를 갖고, 여기서 Q는 임의의 리간드이며 존재할 필요는 없고, M'는 금속 원자이고, d는 0 내지 8의 정수(0과 8 포함)이고, e는 0 내지 6의 정수(1과 6 포함)이고, w는 안정한 음이온성 금속 카보닐 착물을 제공하기 위한 수이고, y는 음이온성 금속 카보닐 화학종의 전하량(charge)이다. 몇몇 양태에서, 상기 음이온성 금속 카보닐은 화학식 [QM'(CO)_w]^y-를 갖고, 여기서 Q는 임의의 리간드이며 존재할 필요는 없고, M'는 금속 원자이고, w는 안정한 음이온성 금속 카보닐을 제공하기 위한 수이고, y는 음이온성 금속 카보닐의 전하량이다.

몇몇 양태에서, 상기 음이온성 금속 카보닐 화학종은 주기율표의 5족, 7족 또는 9족으로부터의 금속의 일음이온성 카보닐 착물 또는 주기율표의 4족 또는 8족으로부터의 금속의 이음이온성 카보닐 착물을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 음이온성 금속 카보닐 화합물은 코발트 또는 망간을 함유한다. 몇몇 양태에서, 상기 음이온성 금속 카보닐 화합물은 로듐을 함유한다. 적합한 음이온성 금속 카보닐 화합물은, 예를 들면, [Co(CO)₄]^-, [Ti(CO)₆]^2-, [V(CO)₆]^-, [Rh(CO)₄]^-, [Fe(CO)₄]^2-,[Ru(CO)₄]^2-, [Os(CO)₄]^2-, [Cr₂(CO)₁₀]^2-, [Fe₂(CO)₈]^2-, [Tc(CO)₅]^-, [Re(CO)₅]^-, 및 [Mn(CO)₅]^-를 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 음이온성 금속 카보닐은 [Co(CO)₄]^-을 포함한다. 몇몇 양태에서, 2개 이상의 음이온성 금속 카보닐 착물들의 혼합물이 방법에서 사용되는 카보닐화 촉매에 존재할 수 있다.

[Q_dM'_e(CO)_w]^y-에 대해 용어 "안정한 음이온성 금속 카보닐을 제공하기 위한"은, [Q_dM'_e(CO)_w]^y-이 분석 수단, 예를 들면, NMR, IR, X-선 결정법, 라만 분광법 및/또는 전자 스핀 공명(EPR)에 의해 특징지워질 수 있으며 동일 반응계에서 형성된 적합한 양이온 또는 화학종의 존재하에 촉매 형태로 단리될 수 있는 화학종임을 의미하기 위해 본원에서 사용된다. 안정한 금속 카보닐 착물을 형성할 수 있는 금속은 공지된 배위 능력 및 다핵 착물을 형성하는 경향성을 가지며, 상기 착물은, 존재할 수 있는 임의의 리간드 Q의 개수와 특성 및 상기 착물에서의 전하량과 함께, CO가 배위하는데 이용 가능한 부위의 개수 및 이에 따른 w의 값을 결정할 것으로 이해된다. 전형적으로, 이러한 화합물은 "18 전자 규칙"에 따른다. 이러한 지식은, 금속 카보닐 화합물의 합성 및 특성화에 속하는 당해 분야의 통상의 숙련가의 이해범위 내에 있다.

제공된 금속 카보닐 화합물이 음이온성 화학종인 양태에서, 하나 이상의 양이온이 또한 필수적으로 존재해야 한다. 이러한 양이온의 정체에 대해 어떠한 특별한 제약은 없다. 몇몇 양태에서, 음이온성 금속 카보닐 화합물과 회합된 양이온은 아래 본원에 기재된 또 다른 범주의 반응 성분을 포함한다. 예를 들면, 몇몇 양태에서, 금속 카보닐 음이온은 양이온성 루이스산과 회합된다. 또 다른 양태에서 제공된 음이온성 금속 카보닐 화합물과 회합된 양이온은 주기율표의 1족 또는 2족(예를 들면 Na⁺, Li⁺, K⁺, 및 Mg² ⁺)으로부터의 것들과 같은 간단한 금속 양이온이다. 또 다른 양태에서 제공된 음이온성 금속 카보닐 화합물과 회합된 양이온은 '오늄 염'(예를 들면 Bu₄N⁺, PPN⁺, Ph₄P⁺, 및 Ph₄As⁺)과 같은 벌크한 비 친전자성 양이온이다. 또 다른 양태에서, 금속 카보닐 음이온은 양성자화 질소 화합물과 회합된다(예를 들면, 양이온은 MeTBD-H⁺, DMAP-H⁺, DABCO-H⁺, 및 DBU-H⁺와 같은 화합물을 포함할 수 있다). 몇몇 양태에서, 이러한 양성자화 질소 화합물을 포함하는 화합물은 산성 하이드리도 금속 카보닐 화합물과 염기성 질소-함유 화합물(예를 들면, DBU 및 HCo(CO)₄의 혼합물) 간의 반응 생성물로서 제공된다.

몇몇 양태에서, 본원에 기재된 방법에서 사용되는 촉매는 중성 금속 카보닐 화합물을 포함한다. 몇몇 양태에서, 이러한 중성 금속 카보닐 화합물은 화학식 Q_dM'_e(CO)_w'를 갖고, 여기서 Q는 임의의 리간드이며 존재할 필요는 없고, M'는 금속 원자이고, d는 0 내지 8의 정수(0과 8 포함)이고, e는 1 내지 6의 정수(1과 6 포함)이고, w'는 안정한 중성 금속 카보닐 착물을 제공하기 위한 수이다. 몇몇 양태에서, 상기 중성 금속 카보닐은 화학식 QM'(CO)_w'를 갖는다. 몇몇 양태에서, 상기 중성 금속 카보닐은 화학식 M'(CO)_w'를 갖는다. 몇몇 양태에서, 상기 중성 금속 카보닐은 화학식 QM'₂(CO)_w'를 갖는다. 몇몇 양태에서, 상기 중성 금속 카보닐은 화학식 M'₂(CO)_w'를 갖는다. 적합한 중성 금속 카보닐 화합물은, 예를 들면, Ti(CO)₇,V₂(CO)₁₂, Cr(CO)₆, Mo(CO)₆, W(CO)₆, Mn₂(CO)₁₀, Tc₂(CO)₁₀, Re₂(CO)₁₀, Fe(CO)₅, Ru(CO)₅, Os(CO)₅,Ru₃(CO)₁₂, Os₃(CO)₁₂ Fe₃(CO)₁₂, Fe₂(CO)₉, Co₄(CO)₁₂, Rh₄(CO)₁₂, Rh₆(CO)₁₆, Ir₄(CO)₁₂, Co₂(CO)₈, 및 Ni(CO)₄를 포함한다. Q_dM'_e(CO)_w'에 대해 용어 "안정한 중성 금속 카보닐을 제공하기 위한"은, Q_dM'_e(CO)_w'이 분석 수단, 예를 들면, NMR, IR, X-선 결정법, 라만 분광법 및/또는 전자 스핀 공명(EPR)에 의해 특징지워질 수 있으며 순수 형태 또는 동일 반응계에서 형성된 화학종으로 단리될 수 있는 화학종임을 의미하기 위해 본원에서 사용된다. 안정한 금속 카보닐 착물을 형성할 수 있는 금속은 공지된 배위 능력 및 다핵 착물을 형성하는 경향성을 가지며, 상기 착물은, 존재할 수 있는 임의의 리간드 Q의 개수와 특성과 함께, CO가 배위하는데 이용 가능한 부위의 개수 및 이에 따른 w'의 값을 결정할 것으로 이해된다. 전형적으로, 이러한 화합물은 "18 전자 규칙"에 따르는 화학양론을 따른다. 이러한 지식은, 금속 카보닐 화합물의 합성 및 특성화에 속하는 당해 분야의 통상의 숙련가의 이해범위 내에 있다.

몇몇 양태에서, 어떠한 리간드 Q도 금속 카보닐 화합물 상에 존재하지 않는다. 또 다른 양태에서, 하나 이상의 리간드 Q가 금속 카보닐 화합물 상에 존재한다. 몇몇 양태에서, Q가 존재하는 경우, Q의 각각의 발생은 포스핀 리간드, 아민 리간드, 사이클로펜타디에닐 리간드, 헤테로사이클릭 리간드, 니트릴, 페놀, 및 이들 중의 둘 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 몇몇 양태에서, 상기한 금속 카보닐 화합물 중의 임의의 것의 CO 리간드 중의 하나 이상은 리간드 Q로 대체된다. 몇몇 양태에서, Q는 포스핀 리간드이다. 몇몇 양태에서, Q는 트리아릴 포스핀이다. 몇몇 양태에서, Q는 트리알킬 포스핀이다. 몇몇 양태에서, Q는 포스파이트 리간드이다. 몇몇 양태에서, Q는 임의로 치환된 사이클로펜타디에닐 리간드이다. 몇몇 양태에서, Q는 cp이다. 몇몇 양태에서, Q는 cp*이다. 몇몇 양태에서, Q는 아민 또는 헤테로사이클이다.

몇몇 양태에서, 상기한 방법에서 사용되는 카보닐화 촉매는 루이스 산성 성분을 추가로 포함한다. 몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매는 음이온성 금속 카보닐 착물 및 양이온성 루이스 산성 성분을 포함한다. 몇몇 양태에서, 금속 카보닐 착물은 카보닐 코발테이트를 포함하고 루이스 산성 보조촉매는 금속-중심 양이온성 루이스산을 포함한다. 몇몇 양태에서, 포함된 루이스산은 붕소 화합물을 포함한다.

몇몇 양태에서, 포함된 루이스산이 붕소 화합물을 포함하는 경우, 붕소 화합물은 트리알킬 붕소 화합물 또는 트리아릴 붕소 화합물을 포함한다. 몇몇 양태에서, 포함된 붕소 화합물은 하나 이상의 붕소-할로겐 결합을 포함한다. 몇몇 양태에서, 포함된 붕소 화합물이 하나 이상의 붕소-할로겐 결합을 포함하는 경우, 화합물은 디알킬 할로 붕소 화합물(예를 들면, R₂BX), 디할로 모노알킬 화합물(예를 들면, RBX₂), 아릴 할로 붕소 화합물(예를 들면, Ar₂BX 또는 ArBX₂), 또는 트리할로 붕소 화합물(예를 들면, BCl₃ 또는 BBr₃)이고, 여기서 각각의 R은 알킬 그룹이고; 각각의 X는 할로겐이며; 각각의 Ar은 방향족 그룹이다.

몇몇 양태에서, 포함된 루이스산이 금속-중심 양이온성 루이스산을 포함하는 경우, 루이스산은 양이온성 금속 착물이다. 몇몇 양태에서, 양이온성 금속 착물은 이의 전하가 하나 이상의 음이온성 금속 카보닐 모이어티에 의해 부분적으로 또는 전적으로 균형맞춰진다. 적합한 음이온성 금속 카보닐 화합물은 상기한 것들을 포함한다. 몇몇 양태에서, 금속 착물의 전하의 균형을 맞추는 이러한 음이온성 금속 카보닐에는 1 내지 17개가 있다. 몇몇 양태에서, 금속 착물의 전하의 균형을 맞추는 이러한 음이온성 금속 카보닐에는 1 내지 9개가 있다. 몇몇 양태에서, 금속 착물의 전하의 균형을 맞추는 이러한 음이온성 금속 카보닐에는 1 내지 5개가 있다. 몇몇 양태에서, 금속 착물의 전하의 균형을 맞추는 이러한 음이온성 금속 카보닐에는 1 내지 3개가 있다.

몇몇 양태에서, 본원에 기재된 방법에서 사용되는 카보닐화 촉매가 양이온성 금속 착물을 포함하는 경우, 금속 착물은 화학식 [(L ^c ) _v M _b ] ^z+ 를 가지며, 여기서:

L^c는 리간드이고, 여기서, 2개 이상의 L^c가 존재하는 경우 각각은 동일하거나 상이할 수 있고;

M은 금속 원자이고, 여기서, 2개의 M이 존재하는 경우 각각은 동일하거나 상이할 수 있고;

v는 1 내지 4의 정수(1과 4 포함)이고;

b는 1 내지 2의 정수(1과 2 포함)이고;

z는 0보다 큰 정수이며, 이는 금속 착물 상의 양전하를 나타낸다.

몇몇 양태에서, 제공된 루이스산은 구조 I에 따른다:

구조 I

여기서,

은 다좌 리간드이고;

M은 상기 다좌 리간드에 배위된 금속 원자이고;

a는 금속 원자의 전하량이며 0 내지 2의 범위이다.

몇몇 양태에서, 제공된 금속 착물은 구조 II에 따른다:

구조 II

여기서, a는 상기 정의된 바와 같고 (각각의 a는 동일하거나 상이할 수 있다),

M¹은 제1 금속 원자이고;

M²는 제2 금속 원자이고;

는 금속 원자들 둘 다를 배위할 수 있는 다좌 리간드 시스템을 포함한다.

명확하게 하기 위해, 그리고 착물 I 및 착물 II 및 본원의 기타 구조에서 금속 원자들의 순 전하량(net charge) 및 총 전하량(total charge) 간의 혼선을 피하기 위해, 상기 착물 I 및 착물 II의 금속 원자에 나타난 전하(a⁺)는, 다좌 리간드의 임의의 음이온성 부위들을 충족시킨 후의 금속 원자의 순 전하량을 나타낸다. 예를 들면, 화학식 I의 착물 중의 금속 원자가 Cr(Ⅲ)이고 리간드가 포르피린(-2의 전하를 갖는 4좌 리간드)인 경우, 크롬 원자는 +1의 순 전하량을 가질 것이고, a는 1일 것이다.

적합한 다좌 리간드는, 예를 들면, 포르피린 유도체 1, 살렌 유도체 2, 디벤조테트라메틸테트라아자[14]아눌렌(tmtaa) 리간드 3, 프탈로시아니네이트 리간드 4, 트로스트(Trost) 리간드 5, 테트라페닐포르피린 리간드 6, 및 콜롤(corrole) 리간드 7를 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 다좌 리간드는 살렌 리간드이다. 또 다른 양태에서, 상기 다좌 리간드는 포르피린 리간드이다. 또 다른 양태에서, 상기 다좌 리간드는 테트라페닐포르피린 리간드다. 또 다른 양태에서, 상기 다좌 리간드는 콜롤 리간드이다. 상기한 리간드의 임의의 것은 치환되지 않거나 치환될 수 있다. 이러한 리간드의 여러 다앙하게 치환된 유사체가 당해 분야에 공지되어 있으며 숙련가들에게 자명할 것이다.

여기서, 각각의 R^c, R^d, R^1a, R^2a, R^3a, R^4a, R^1a', R^2a', R^3a', 및 M은 위에서 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다.

몇몇 양태에서, 본원에 기재된 방법에서 사용되는 루이스산 제공된 카보닐화 촉매는 금속-포르피네이토 착물을 포함한다. 몇몇 양태에서, 모이어티

는 다음의 구조를 갖는다:

여기서, M 및 a는 각각 위에서 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같고,

R^d는 각각의 발생시 독립적으로 수소, 할로겐, -OR⁴, -NR^y ₂, -SR^y, -CN, -NO₂, -SO₂R^y, -SOR^y, -SO₂NR^y ₂; -CNO, -NR^ySO₂R^y, -NCO, -N₃, -SiR^y ₃이거나; C₁ _-20 지방족; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 C₁ _-20 헤테로지방족; 6- 내지 10-원 아릴; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5- 내지 10-원 헤테로아릴; 및 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4- 내지 7-원 헤테로사이클릭으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의로 치환된 그룹이며, 여기서, 2개 이상의 R^d 그룹은 함께 하나 이상의 임의로 치환된 환을 형성할 수 있고;

각각의 R^y는 독립적으로 수소이거나, 아실; 카바모일, 아릴알킬; 6- 내지 10-원 아릴; C₁ _-12 지방족; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 C₁ _-12 헤테로지방족; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5- 내지 10-원 헤테로아릴; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4- 내지 7-원 헤테로사이클릭; 산소 보호 그룹; 및 질소 보호 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의로 치환된 그룹이고; 동일한 질소 원자 상의 2개의 R^y는, 질소 원자와 함께, 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 2개의 추가의 헤테로원자를 갖는 임의로 치환된 4- 내지 7-원 헤테로사이클릭 환을 형성하고;

각각의 R⁴는 독립적으로 하이드록실 보호 그룹 또는 R^y이다.

몇몇 양태에서, 모이어티

는 다음의 구조를 갖는다:

여기서, M, a 및 R^d는 위에서 그리고 본원의 클래스 및 서브클래스에서 정의된 바와 같다.

몇몇 양태에서, 모이어티

는 다음의 구조를 갖는다:

몇몇 양태에서, 본원에 기재된 방법에서 사용되는 카보닐화 촉매에 포함된 루이스산은 메탈로 살레네이트(metallo salenate) 착물을 포함한다. 몇몇 양태에서, 모이어티

는 다음의 구조를 갖는다:

여기서, M, 및 a는 위에서 그리고 본원의 클래스 및 서브클래스에서 정의된 바와 같다.

R^1a, R^1a', R^2a, R^2a', R^3a, 및 R^3a'는 독립적으로 수소, 할로겐, -OR⁴, -NR^y ₂, -SR^y, -CN, -NO₂, -SO₂R^y, -SOR^y, -SO₂NR^y ₂; -CNO, -NR^ySO₂R^y, -NCO, -N₃, -SiR^y ₃이거나; C_1-20 지방족; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 C₁ _-20 헤테로지방족; 6- 내지 10-원 아릴; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5- 내지 10-원 헤테로아릴; 및 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4- 내지 7-원 헤테로사이클릭으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의로 치환된 그룹이고; 여기서, 각각의 R⁴, 및 R^y는 독립적으로 위에서 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같고,

여기서 (R^2a' 및 R^3a'), (R^2a 및 R^3a), (R^1a 및 R^2a), 및 (R^1a' 및 R^2a') 중의 임의의 것은 임의로, 이들이 부착된 탄소 원자와 함께, 하나 이상의 환을 형성할 수 있고, 이것은 그후 하나 이상의 R^y 그룹으로 치환될 수 있으며;

R^4a는 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고:

여기서, R^c는 각각의 발생시 독립적으로 수소, 할로겐, -OR⁴, -NR^y ₂, -SR^y, -CN, -NO₂, -SO₂R^y, -SOR^y, -SO₂NR^y ₂; -CNO, -NR^ySO₂R^y, -NCO, -N₃, -SiR^y ₃이거나; C₁ _-20 지방족; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 C₁ _-20 헤테로지방족; 6- 내지 10-원 아릴; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5- 내지 10-원 헤테로아릴; 및 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4- 내지 7-원 헤테로사이클릭으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의로 치환된 그룹이고;

여기서:

2개 이상의 R^c 그룹은 이들이 부착된 탄소 원자 및 임의의 개재 원자와 함께 하나 이상의 환을 형성할 수 있고;

2개의 R^c 그룹이 동일한 탄소 원자에 부착되는 경우, 이들은, 이들이 부착된 탄소 원자와 함께, 3- 내지 8-원 스피로사이클릭 환, 카보닐, 옥심, 하이드라존, 이민; 및 임의로 치환된 알켄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 모이어티를 형성할 수 있고;

R⁴ 및 R^y는 위에서 그리고 본원의 클래스 및 서브클래스에서 정의된 바와 같고;

Y는 -NR^y-, -N(R^y)C(O)-, -C(O)NR^y-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -C(=S)-, -C(=NR^y)-, -N=N-; 폴리에테르; C₃ 내지 C₈ 치환되거나 치환되지 않은 카보사이클; 및 C₁ 내지 C₈ 치환되거나 치환되지 않은 헤테로사이클로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2가 링커이고;

m'는 0이거나 1 내지 4의 정수(1과 4 포함)이고;

q는 0이거나 1 내지 4의 정수(1과 4 포함)이고;

x는 0, 1, 또는 2이다.

몇몇 양태에서, 제공된 루이스산은 화학식 Ia의 메탈로 살렌 화합물을 포함한다:

화학식 Ia

여기서, 각각의 M, R^d, 및 a는 위에서 그리고 본원의 클래스 및 서브클래스에서 정의된 바와 같고,

은 살렌 리간드의 디아민 부분의 2개의 질소 원자를 연결하는 임의로 치환된 모이어티이고, 여기서

은 C₃-C₁₄ 카보사이클, C₆-C₁₀ 아릴 그룹, C₃-C₁₄ 헤테로사이클, 및 C₅-C₁₀ 헤테로아릴 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나; 임의로 치환된 C₂ _-20 지방족 그룹이고, 여기서 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의로 및 독립적으로 -NR^y-, -N(R^y)C(O)-, -C(O)N(R^y)-, -OC(O)N(R^y)-, -N(R^y)C(O)O-, -OC(O)O-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -C(=S)-, -C(=NR^y)-, -C(=NOR^y)- 또는 -N=N-로 대체된다.

상기 화학식 Ia의 금속 착물의 몇몇 양태에서, 금속 착물의 살리실알데히드-유도된 부분을 포함하는 페닐 환 중의 적어도 하나는 다음으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된다:

몇몇 양태에서, 제공된 루이스산은 화학식 Va 또는 화학식 Vb 중의 하나를 따르는 메탈로 살렌 화합물을 포함한다:

화학식 Va

화학식 Vb

여기서, M, a, R^d, R^1a, R^3a, R^1a', R^3a', 및

은 위에서 그리고 본원의 클래스 및 서브클래스에서 정의된 바와 같다.

화학식 Va 또는 화학식 Vb의 금속 착물의 몇몇 양태에서, 각각의 R^1a 및 R^3a는 독립적으로, 임의로 치환된 C₁-C₂₀ 지방족이다.

몇몇 양태에서, 모이어티

는 임의로 치환된 1,2-페닐 모이어티를 포함한다.

몇몇 양태에서, 본원에 기재된 방법에서 사용되는 카보닐화 촉매에 포함된 루이스산은 금속-tmtaa 착물을 포함한다. 몇몇 양태에서, 모이어티

는 다음의 구조를 갖는다:

여기서, M, a 및 R^d는 위에서 그리고 본원의 클래스 및 서브클래스에서 정의된 바와 같고,

R^e는 각각의 발생시 독립적으로 수소, 할로겐, -OR⁴, -NR^y ₂, -SR^y, -CN, -NO₂, -SO₂R^y, -SOR^y, -SO₂NR^y ₂; -CNO, -NR^ySO₂R^y, -NCO, -N₃, -SiR^y ₃이거나; C₁ _-20지방족; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 C₁ _-20 헤테로지방족; 6- 내지 10-원 아릴; 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5- 내지 10-원 헤테로아릴; 및 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4- 내지 7-원 헤테로사이클릭으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의로 치환된 그룹이다.

몇몇 양태에서, 모이어티

는 다음의 구조를 갖는다:

여기서, M, a, R^c 및 R^d의 각각은 위에서 그리고 본원의 클래스 및 서브클래스에서 정의된 바와 같다.

몇몇 양태에서, 본원에 기재된 방법에서 사용되는 카보닐 촉매가 루이스산 금속 착물을 포함하는 경우, 금속 원자는 주기율표 2족 내지 13족으로부터 선택된다. 몇몇 양태에서, M은 주기율표 4족, 6족, 11족, 12족 및 13족으로부터 선택된 전이 금속이다. 몇몇 양태에서, M은 알루미늄, 크롬, 티탄, 인듐, 갈륨, 아연, 코발트, 또는 구리이다. 몇몇 양태에서, M은 알루미늄이다. 또 다른 양태에서, M은 크롬이다.

몇몇 양태에서, M은 +2의 산화 상태를 갖는다. 몇몇 양태에서, M은 Zn(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Co(Ⅱ), Ru(Ⅱ), Fe(Ⅱ), Co(Ⅱ), Rh(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Pd(Ⅱ) 또는 Mg(Ⅱ)이다. 몇몇 양태에서 M은 Zn(Ⅱ)이다. 몇몇 양태에서 M은 Cu(Ⅱ)이다.

몇몇 양태에서, M은 +3의 산화 상태를 갖는다. 몇몇 양태에서, M은 Al(Ⅲ), Cr(Ⅲ), Fe(Ⅲ), Co(Ⅲ), Ti(Ⅲ), In(Ⅲ), Ga(Ⅲ) 또는 Mn(Ⅲ)이다. 몇몇 양태에서 M은 Al(Ⅲ)이다. 특정 양태에서 M은 Cr(Ⅲ)이다.

몇몇 양태에서, M은 +4의 산화 상태를 갖는다. 몇몇 양태에서, M은 Ti(Ⅳ) 또는 Cr(Ⅳ)이다.

몇몇 양태에서, M¹ 및 M²는 각각 독립적으로 주기율표 2족 내지 13족(2족 및 13족 포함)으로부터 선택된 금속 원자이다. 몇몇 양태에서, M은 주기율표 4족, 6족, 11족, 12족 및 13족으로부터 선택된 전이 금속이다. 몇몇 양태에서, M은 알루미늄, 크롬, 티탄, 인듐, 갈륨, 아연, 코발트, 또는 구리이다. 몇몇 양태에서, M은 알루미늄이다. 또 다른 양태에서, M은 크롬이다. 몇몇 양태에서, M¹ 및 M²는 동일하다. 몇몇 양태에서, M¹ 및 M²는 동일한 금속이지만 산화 상태가 상이하다. 몇몇 양태에서, M¹ 및 M²는 상이한 금속이다.

몇몇 양태에서, M¹ 및 M² 중의 하나 이상은 +2의 산화 상태를 갖는다. 몇몇 양태에서, M¹은 Zn(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Co(Ⅱ), Ru(Ⅱ), Fe(Ⅱ), Co(Ⅱ), Rh(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Pd(Ⅱ) 또는 Mg(Ⅱ)이다. 몇몇 양태에서 M¹은 Zn(Ⅱ)이다. 몇몇 양태에서 M¹은 Cu(Ⅱ)이다. 몇몇 양태에서, M²는 Zn(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Co(Ⅱ), Ru(Ⅱ), Fe(Ⅱ), Co(Ⅱ), Rh(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Pd(Ⅱ) 또는 Mg(Ⅱ)이다. 몇몇 양태에서 M²는 Zn(Ⅱ)이다. 몇몇 양태에서 M²는 Cu(Ⅱ)이다.

몇몇 양태에서, M¹ 및 M² 중의 하나 이상은 +3의 산화 상태를 갖는다. 몇몇 양태에서, M¹은 Al(Ⅲ), Cr(Ⅲ), Fe(Ⅲ), Co(Ⅲ), Ti(Ⅲ) In(Ⅲ), Ga(Ⅲ) 또는 Mn(Ⅲ)이다. 몇몇 양태에서 M¹은 Al(Ⅲ)이다. 몇몇 양태에서 M¹은 Cr(Ⅲ)이다. 몇몇 양태에서, M²는 Al(Ⅲ), Cr(Ⅲ), Fe(Ⅲ), Co(Ⅲ), Ti(Ⅲ) In(Ⅲ), Ga(Ⅲ) 또는 Mn(Ⅲ)이다. 몇몇 양태에서 M²는 Al(Ⅲ)이다. 몇몇 양태에서 M²는 Cr(Ⅲ)이다.

몇몇 양태에서, M¹ 및 M² 중의 하나 이상은 +4의 산화 상태를 갖는다. 몇몇 양태에서, M¹은 Ti(Ⅳ) 또는 Cr(Ⅳ)이다. 몇몇 양태에서, M²는 Ti(Ⅳ) 또는 Cr(Ⅳ)이다.

몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매의 금속-중심 루이스 산성 성분은 이음이온성 4좌 리간드를 포함한다. 몇몇 양태에서, 이음이온성 4좌 리간드는 포르피린 리간드; 살렌 리간드; 디벤조테트라메틸테트라아자[14]아눌렌(tmtaa) 리간드; 프탈로시아니네이트 리간드; 및 트로스트 리간드로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매는 알루미늄 포르피린 화합물과 조합된 카보닐 코발테이트를 포함한다. 몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매는 [(TPP)Al(THF)₂][Co(CO)₄]이고, 여기서 TPP는 테트라페닐포르피린을 나타내고 THF는 테트라하이드로푸란을 나타낸다.

몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매는 크롬 포르피린 화합물과 조합된 카보닐 코발테이트를 포함한다.

몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매는 크롬 살렌 화합물과 조합된 카보닐 코발테이트를 포함한다. 몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매는 크롬 살로펜 화합물과 조합된 카보닐 코발테이트를 포함한다.

몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매는 알루미늄 살렌 화합물과 조합된 카보닐 코발테이트를 포함한다. 몇몇 양태에서, 카보닐화 촉매는 알루미늄 살로펜 화합물과 조합된 카보닐 코발테이트를 포함한다.

몇몇 양태에서, 하나 이상의 중성 2 전자 공여체가 M, M¹ 또는 M²에 배위하며 금속 원자의 배위 원자가를 채운다. 몇몇 양태에서, 중성 2 전자 공여체는 용매 분자이다. 몇몇 양태에서, 중성 2 전자 공여체는 에테르이다. 몇몇 양태에서, 중성 2 전자 공여체는 테트라하이드로푸란, 디에틸 에테르, 아세토니트릴, 이황화탄소, 또는 피리딘이다. 몇몇 양태에서, 중성 2 전자 공여체는 테트라하이드로푸란이다. 몇몇 양태에서, 중성 2 전자 공여체는 에폭사이드이다. 몇몇 양태에서, 중성 2 전자 공여체는 에스테르 또는 락톤이다.

BPL에서 PPL 로

BPL 전환이 BPL을 중합시킴을 포함하는 특정 양태에서, 상기 방법은 BPL을 임의로 하나 이상의 용매의 존재하에 중합 촉매와 접촉시킴을 포함한다. 적합한 용매는, 예를 들면, 탄화수소, 에테르, 에스테르, 케톤, 니트릴, 아미드, 설폰, 및 할로겐화 탄화수소를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 용매는 형성된 중합체가 반응 매질에 가용성이도록 선택된다. 특정 양태에서, 용매는 형성된 중합체가 반응 매질에 불용성이거나 적어도 부분 불용성이도록 선택된다.

BPL 전환이 BPL을 중합시켜 PPL을 형성함을 포함하는 특정 양태에서, 상기 전환은 연속 중합을 포함한다. 이러한 연속 중합은 중합체 또는 중합체 용액이 이것이 형성되는 것과 동일한 속도로 배출되도록 연속 교반 탱크 반응기 또는 플러그 유동 반응기에서 수행될 수 있다. BPL의 중합은, 다른 것들 중에서도, 예를 들면, 알코올, 아민, 폴리올, 폴리아민, 및 디올을 포함한 다수의 중합 개시제로 수행될 수 있다. 게다가 예를 들면, 금속(예를 들면, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 아연, 알루미늄, 티탄, 코발트 등), 금속 산화물, 알칼리- 및 알칼리 토금속의 탄산염, 다양한 금속의 붕산염, 규산염을 포함하는 각종 촉매가 중합 반응에서 사용될 수 있다. 몇몇 변형태에서, 중합 반응에서 사용될 수 있는 촉매는, 예를 들면, 금속(예를 들면, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 아연, 알루미늄, 티탄, 코발트 등), 금속 산화물, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 염(예를 들면, 탄산염, 붕산염, 수산화물, 알콕사이드, 및 카복실레이트), 및 다른 금속의 붕산염, 규산염, 또는 염을 포함한다.

중합 촉매

락톤(예를 들면 카프로락톤 및 베타 락톤)의 개환 중합을 위한 다수의 촉매가 공지되어 있다. 이러한 임의의 촉매가 본원에 기재된 BPL 중합 공정에서 사용될 수 있다.

본원의 방법의 개환 중합에 적합한 촉매는, 예를 들면, 문헌[참조; Journal of the American Chemical Society (2002), 124(51), 15239-15248 Macromolecules, vol. 24, No. 20, pp. 5732-5733, Journal of Polymer Science, Part A-1, vol. 9, No. 10, pp. 2775-2787; Inoue, S., Y. Tomoi, T. Tsuruta & J. Furukawa; Macromolecules, vol. 26, No. 20, pp. 5533-5534; Macromolecules, vol. 23, No. 13, pp. 3206-3212; Polymer Preprints (1999), 40(1), 508-509; Macromolecules, vol. 21, No. 9, pp. 2657-2668; and Journal of Organometallic Chemistry, vol. 341, No. 1-3, pp. 83-9]; 및 미국 특허 제3,678,069호, 제3,169,945호, 제6,133,402호; 제5,648,452호; 제6,316,590호; 제6,538,101호; 및 제6,608,170호에 개시되어 있다.

특정 양태에서, 적합한 촉매는 금속 이온 또는 유기 양이온의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 카복실레이트 염은 카보네이트 이외의 것이다.

특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:100,000 중합 촉매:BPL 이하의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서, 비는 약 1:100,000 내지 약 25:100 중합 촉매:BPL이다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:50,000 중합 촉매:BPL 내지 약 1:25,000 중합 촉매:BPL의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:25,000 중합 촉매:BPL 내지 약 1:10,000 중합 촉매:BPL의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:20,000 중합 촉매:BPL 내지 약 1:10,000 중합 촉매:BPL의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:15,000 중합 촉매:BPL 내지 약 1:5,000 중합 촉매:BPL의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:5,000 중합 촉매:BPL 내지 약 1:1,000 중합 촉매:BPL의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:2,000 중합 촉매:BPL 내지 약 1:500 중합 촉매:BPL의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:1,000 중합 촉매:BPL 내지 약 1:200 중합 촉매:BPL의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:500 중합 촉매:BPL 내지 약 1:100 중합 촉매:BPL의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서 중합 촉매:BPL의 몰 비는 약 1:50,000, 1:25,000, 1:15,000, 1:10,000, 1:5,000, 1:1,000, 1:500, 1:250 또는 이들 값 중의 임의의 두 개를 포함하는 범위이다. 특정 양태에서 중합 촉매:BPL의 몰 비는 약 1:100, 5:100, 10:100, 15:100, 20:100, 25:100 또는 이들 값 중의 임의의 두 개를 포함하는 범위이다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 약 1:100 중합 촉매:BPL 내지 약 25:100 중합 촉매:BPL의 몰 비로 BPL과 배합된다. 특정 양태에서 중합 촉매:BPL의 몰 비는 약 1:100, 5:100, 10:100, 15:100, 20:100, 25:100 또는 이들 값 중의 임의의 두 개를 포함하는 범위이다. 중합 촉매가 카복실레이트 염을 포함하는 특정 양태에서, 카복실레이트는, BPL의 중합 개시시, 생성된 중합체 쇄가 아크릴레이트 쇄 말단을 갖도록 하는 구조를 갖는다. 특정 양태에서, 중합 촉매 상의 카복실레이트 이온은 중합 공정에서 사용되는 연쇄 전달제(CTA)의 음이온성 형태이다.

특정 양태에서, 중합 촉매의 카복실레이트 염은 화합물

의 아크릴레이트 염(즉, 음이온성 형태), 또는 이들 중의 임의의 둘 이상의 혼합물이며, 여기서 p는 0 내지 9이다. 특정 양태에서, p는 0 내지 5이다. 특정 양태에서, 중합 촉매의 카복실레이트 염은 (즉, p = 0인 상기 화합물의) 아크릴레이트 염이다.

특정 양태에서, 중합 촉매의 카복실레이트 염은 아크릴산 이량체

의 염이다. 특정 양태에서, 중합 촉매의 카복실레이트 염은 아크릴산 삼량체

의 염이다.

특정 양태에서, 중합 촉매가 카복실레이트 염을 포함하는 경우, 카복실레이트는 C₁ _-40 카복실산의 음이온성 형태이다. 특정 양태에서, 카복실레이트 염은 폴리카복실산(예를 들면, 둘 이상의 카복실산 그룹을 갖는 화합물)의 염일 수 있다. 특정 양태에서, 카복실레이트는 C₁ _-20 카복실산의 음이온을 포함한다. 특정 양태에서, 카복실레이트는 C₁ _-12 카복실산의 음이온을 포함한다. 특정 양태에서, 카복실레이트는 C₁ _-8 카복실산의 음이온을 포함한다. 특정 양태에서, 카복실레이트는 C₁ _-4 카복실산의 음이온을 포함한다. 특정 양태에서, 카복실레이트는 임의로 치환된 벤조산의 음이온을 포함한다. 특정 양태에서, 카복실레이트는 포르메이트, 아세테이트, 프로피오네이트, 발레레이트, 부티레이트, C₅ _-10지방족 카복실레이트, 및 C₁₀ _-20지방족 카복실레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

주지된 바와 같이, 특정 양태에서, 중합 촉매는 유기 양이온의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 양전하가 적어도 부분적으로 질소, 황 또는 인 원자 상에 위치하는 양이온의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 질소 양이온의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 암모늄, 아미디늄, 구아니디늄, 질소 헤테로사이클의 양이온성 형태, 및 이들 중의 둘 이상의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 양이온의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 인 양이온의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 포스포늄 및 포스파제늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 양이온의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 황-함유 양이온의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 설포늄 염을 포함한다.

특정 양태에서, 중합 촉매는 금속의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 알칼리 또는 알칼리 토 금속의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 알칼리 금속의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 나트륨 또는 칼륨의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 중합 촉매는 나트륨의 카복실레이트 염을 포함한다.

특정 양태에서, 중합 촉매는 양성자화 아민

의 카복실레이트 염을 포함하며, 여기서:

각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 수소이거나, C₁ _-20 지방족; C₁ _-20 헤테로지방족; 3- 내지 8-원 포화 또는 부분 불포화 모노사이클릭 카보사이클; 7- 내지 14-원 포화 또는 부분 불포화 폴리사이클릭 카보사이클; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5- 내지 6-원 모노사이클릭 헤테로아릴 환; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 8- 내지 14-원 폴리사이클릭 헤테로아릴 환; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 갖는 3- 내지 8-원 포화 또는 부분 불포화 모노사이클릭 헤테로사이클릭 환; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 6- 내지 14-원 포화 또는 부분 불포화 폴리사이클릭 헤테로사이클; 페닐; 또는 8- 내지 14-원 폴리사이클릭 아릴 환으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의로 치환된 라디칼이고; 여기서 R¹ 및 R²는 개재 원자들과 함께 하나 이상의 추가의 헤테로원자를 임의로 함유하는 하나 이상의 임의로 치환된 환을 형성할 수 있으며;

각각의 R³은 독립적으로 수소이거나, C₁ _-20 지방족; C₁ _-20 헤테로지방족; 3- 내지 8-원 포화 또는 부분 불포화 모노사이클릭 카보사이클; 7- 내지 14-원 포화 또는 부분 불포화 폴리사이클릭 카보사이클; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5- 내지 6-원 모노사이클릭 헤테로아릴 환; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 8-원 내지 14-원 폴리사이클릭 헤테로아릴 환; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 갖는 3- 내지 8-원 포화 또는 부분 불포화 모노사이클릭 헤테로사이클릭 환; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 6- 내지 14-원 포화 또는 부분 불포화 폴리사이클릭 헤테로사이클; 페닐; 또는 8- 내지 14-원 폴리사이클릭 아릴 환으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의로 치환된 라디칼이고; 여기서 R³ 그룹은 R¹ 또는 R² 그룹과 함께 하나 이상의 임의로 치환된 환을 형성할 수 있다.

중합 촉매가 양성자화 아민의 카복실레이트 염을 포함하는 특정 양태에서, 양성자화 아민은 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다:

특정 양태에서, 중합 촉매는 4급 암모늄 염

의 카복실레이트 염을 포함하여, 여기서:

각각의 R¹, R² 및 R³은 위에 기재되어 있고;

각각의 R⁴는 독립적으로 수소이거나, C₁ _-20 지방족; C₁ _-20 헤테로지방족; 3- to 8-원 포화 또는 부분 불포화 모노사이클릭 카보사이클; 7- 내지 14-원 포화 또는 부분 불포화 폴리사이클릭 카보사이클; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5- 내지 6-원 모노사이클릭 헤테로아릴 환; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 8- 내지 14-원 폴리사이클릭 헤테로아릴 환; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 갖는 3- 내지 8-원 포화 또는 부분 불포화 모노사이클릭 헤테로사이클릭 환; 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 6- 내지 14-원 포화 또는 부분 불포화 폴리사이클릭 헤테로사이클; 페닐; 또는 8- 내지 14-원 폴리사이클릭 아릴 환으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의로 치환된 라디칼이고; 여기서 R⁴ 그룹은 R¹, R² 또는 R³ 그룹과 함께 하나 이상의 임의로 치환된 환을 형성할 수 있다.

특정 양태에서, 중합 촉매는 구아니디늄 그룹

의 카복실레이트 염을 포함하며, 여기서 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다. 특정 양태에서, 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 수소 또는 C₁ _-20 지방족이다. 특정 양태에서, 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 수소 또는 C₁ _-12 지방족이다. 특정 양태에서, 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 수소 또는 C₁ _-20 헤테로지방족이다. 특정 양태에서, 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 수소 또는 페닐이다. 특정 양태에서, 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 수소 또는 8- 내지 10-원 아릴이다. 특정 양태에서, 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 수소 또는 5- 내지 10-원 헤테로아릴이다. 특정 양태에서, 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 수소 또는 3- 내지 7-원 헤테로사이클릭이다. 특정 양태에서, R¹ 및 R² 중의 하나 이상은 임의로 치환된 C₁ _-12 지방족이다.

특정 양태에서, 임의의 둘 이상의 R¹ 또는 R² 그룹은 개재 원자들과 함께 하나 이상의 임의로 치환된 카보사이클릭, 헤테로사이클릭, 아릴, 또는 헤테로아릴 환을 형성한다. 특정 양태에서, R¹ 및 R² 그룹은 함께 임의로 치환된 5- 또는 6-원 환을 형성한다. 특정 양태에서, 세 개 이상의 R¹ 및/또는 R² 그룹은 함께 임의로 치환된 융합된 환 시스템을 형성한다.

특정 양태에서, R¹ 및 R² 그룹은 개재 원자들과 함께

또는

로부터 선택된 화합물을 형성하며, 여기서 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같고, 환 G는 임의로 치환된 5- 내지 7-원 포화 또는 부분 불포화 헤테로사이클릭 환이다.

구아니디늄 양이온이

로 나타내어지는 경우, 이러한 모든 공명 형태가 본 발명에 의해 고려되고 포함되는 것으로 인지될 것이다.

예를 들면, 이러한 그룹은 또한

또는

로도 나타내어질 수 있다.

구체적인 양태에서, 구아니디늄 양이온은 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다:

특정 양태에서, 중합 촉매는 설포늄 그룹 또는 아르소늄 그룹, 예를 들면,

또는

의 카복실레이트 염을 포함하며, 여기서 각각의 R¹, R², 및 R³은 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다.

구체적인 양태에서, 아르소늄 양이온은 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다:

특정 양태에서, 중합 촉매는 임의로 치환된 질소-함유 헤테로사이클의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 질소-함유 헤테로사이클은 방향족 헤테로사이클이다. 특정 양태에서, 임의로 치환된 질소-함유 헤테로사이클은 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다: 피리딘, 이미다졸, 피롤리딘, 피라졸, 퀴놀린, 티아졸, 디티아졸, 옥사졸, 트리아졸, 피라졸렘, 이속사졸, 이소티아졸, 테트라졸, 피라진, 티아진, 및 트리아진.

특정 양태에서, 질소-함유 헤테로사이클은 사급화된 질소 원자를 포함한다. 특정 양태에서, 질소-함유 헤테로사이클은 이미늄 모이어티, 예를 들면,

또는

을 포함한다. 특정 양태에서, 임의로 치환된 질소-함유 헤테로사이클은 피리디늄, 이미다졸륨, 피롤리디늄, 피라졸륨, 퀴놀리늄, 티아졸륨, 디티아졸륨, 옥사졸륨, 트리아졸륨, 이속사졸륨, 이소티아졸륨, 테트라졸륨, 피라졸늄, 티아지늄, 및 트리아지늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

특정 양태에서, 질소-함유 헤테로사이클은 환 질소 원자를 통해 금속 착물에 연결된다. 특정 양태에서, 부착이 이루어지는 환 질소가 이에 의해 사급화되며, 특정 양태에서, 금속 착물에의 결합이 N-H 결합 대신에 일어나며 이에 의해 질소 원자가 중성으로 남는다. 특정 양태에서, 임의로 치환된 N-결합된 질소-함유 헤테로사이클은 피리디늄 유도체이다. 특정 양태에서, 임의로 치환된 N-결합된 질소-함유 헤테로사이클은 이미다졸륨 유도체이다. 특정 양태에서, 임의로 치환된 N-결합된 질소-함유 헤테로사이클은 티아졸륨 유도체이다. 특정 양태에서, 임의로 치환된 N-결합된 질소-함유 헤테로사이클은 피리디늄 유도체이다.

특정 양태에서, 중합 촉매는

의 카복실레이트 염을 포함한다. 특정 양태에서, 환 A는 임의로 치환된 5- 내지 10-원 헤테로아릴 그룹이다. 특정 양태에서, 환 A는 임의로 치환된 6-원 헤테로아릴 그룹이다. 특정 양태에서, 환 A는 융합된 헤테로사이클의 환이다. 특정 양태에서, 환 A는 임의로 치환된 피리딜 그룹이다.

구체적인 양태에서, 질소-함유 헤테로사이클릭 양이온은 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다:

특정 양태에서, 중합 촉매는

또는

의 카복실레이트 염을 포함하며, 여기서, 각각의 R¹, R², 및 R³은 독립적으로 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다.

특정 양태에서, 중합 촉매는

의 카복실레이트 염을 포함하며, 여기서, 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다.

특정 양태에서, 중합 촉매는

의 카복실레이트 염을 포함하며, 여기서, 각각의 R¹, R², R⁶, 및 R⁷은 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다.

특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷은 각각 독립적으로 C₁ _-20 지방족; C₁ _-20 헤테로지방족; 페닐, 및 8- 내지 10-원 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 임의로 치환된 그룹이다. 특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷은 각각 독립적으로 임의로 치환된 C₁ _-20 지방족이다. 특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷은 각각 독립적으로 임의로 치환된 C₁ _-20헤테로지방족이다. 특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷은 각각 독립적으로 임의로 치환된 페닐 또는 8- 내지 10-원 아릴이다. 특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷은 각각 독립적으로 임의로 치환된 5- 내지 10-원 헤테로아릴이다. 특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷은 개재 원자들과 함께 임의로 치환된 C₃-C₁₄ 카보사이클, 임의로 치환된 C₃-C₁₄ 헤테로사이클, 임의로 치환된 C₆-C₁₀ 아릴, 및 임의로 치환된 5- 내지 10-원 헤테로아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 환을 형성할 수 있다. 특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷은 각각 독립적으로 임의로 치환된 C₁ _-6 지방족이다. 특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷의 각각의 발생은 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 또는 벤질이다. 특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷의 각각의 발생은 독립적으로 퍼플루오로이다. 특정 양태에서, R⁶ 및 R⁷의 각각의 발생은 독립적으로 -CF₂CF₃이다.

특정 양태에서, 중합 촉매는

의 카복실레이트 염을 포함하며, 여기서 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다.

특정 양태에서, 중합 촉매는

의 카복실레이트 염을 포함하며, 여기서 각각의 R¹, R², 및 R³은 독립적으로 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다.

특정 양태에서, 양이온은

이고, 여기서 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다.

특정 양태에서, 중합 촉매는

특정 양태에서, 중합 촉매는

특정 양태에서, 중합 촉매는

의 카복실레이트 염을 포함하며, 여기서 각각의 R¹ 및 R²는 독립적으로 위에 정의되고 본원의 클래스 및 서브클래스에 기재된 바와 같다. 특정 양태에서, 적합한 촉매는 전이 금속 화합물을 포함한다. 특정 양태에서, 적합한 촉매는 산 촉매를 포함한다. 특정 양태에서, 촉매는 이종 촉매이다.

특정 양태에서, 중합 촉매의 카복실레이트 염은 화합물

이며, 여기서, p는 0 내지 9이고, R^a는 비휘발성 모이어티이다. 본원에서 사용되는 용어 "비휘발성 모이어티"는 카복실레이트가 부착될 수 있고 카복실레이트(예를 들면, p = 0인 경우)를 열분해 조건에 대해 비휘발성으로 만드는 모이어티 또는 물질을 지칭한다. 특정 양태에서, 비휘발성 모이어티는 유리 표면, 실리카 표면, 플라스틱 표면, 제올라이트를 포함한 금속 표면, 금속성 또는 화학성 코팅을 함유하는 표면, 막(예를 들면, 나일론, 폴리설폰, 실리카), 마이크로-비드(예를 들면, 라텍스, 폴리스티렌, 또는 기타 중합체), 및 다공성 중합체 매트릭스(예를 들면, 폴리아크릴아미드, 다당류, 폴리메타크릴레이트)로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정 양태에서, 비휘발성 모이어티는 100, 200, 500, 또는 1000g/mol 초과의 분자량을 갖는다. 특정 양태에서, 비휘발성 모이어티는 고정 또는 충전 상 시스템의 일부이다. 특정 양태에서, 비휘발성 모이어티는 펠렛(예를 들면, 제올라이트)을 포함하는 고정 또는 충전 상 시스템의 일부이다.

특정 양태에서, p는 0 내지 5이다. 특정 양태에서, 중합 촉매의 카복실레이트 염은 아크릴레이트 염(즉, p = 0인 상기 화합물의 것)이다.

특정 양태에서, 적합한 카복실레이트 촉매는 이종성이다. 특정 양태에서, 적합한 카복실레이트 촉매는 모든 다른 생성물, 중간체, 출발 물질, 부산물, 및 기타 반응 성분의 제거 후 염 또는 용융물로서 반응 구역에 남을 것이다. 특정 양태에서, 적합한 카복실레이트 촉매(즉, p가 0 내지 9인 상기 화합물)는 모든 AA 생성물 스트림의 제거 후 염 또는 용융물로서 반응 구역에 남을 것이다.

특정 양태에서, 촉매는 반응 구역에서 추가의 사용을 위해 재순환된다. 특정 양태에서, 염 또는 용융물 촉매는 반응 구역으로 재순환된다. 특정 양태에서, 제공된 방법은 이종성 촉매의 재순환 스트림을 반응 구역으로 배출함을 추가로 포함한다. 특정 양태에서, 이러한 재순환 스트림은 고비점 용매를 포함하며, 여기서 용매의 비점은 PPL의 열분해 온도보다 높고 촉매는 열분해 동안 고비점 용매에 남아 있는 반면 배출된 생성물 스트림은 가스이다.

상기의 몇몇 변형태에서, 촉매 재순환 스트림은 0.01중량% 미만의 산소를 갖는다. 특정 변형태에서, 촉매 재순환 스트림은 0.005중량% 미만의 산소를 갖는다. 특정 변형태에서, 촉매 재순환 스트림은 200ppm 미만의 산소를 갖는다. 특정 변형태에서, 촉매 재순환 스트림은 150ppm 미만, 100ppm 미만의 산소, 50ppm 미만의 산소, 20ppm 미만의 산소, 10ppm 미만의 산소, 5ppm 미만의 산소, 2 ppm 미만의 산소, 또는 1 ppm 미만의 산소를 갖는다. 특정 변형태에서, 촉매 재순환 스트림은 0.05중량% 미만의 물을 갖는다. 특정 변형태에서, 촉매 재순환 스트림은 0.01중량% 미만의 물을 갖는다. 특정 변형태에서, 촉매 재순환 스트림은 1000ppm 미만의 물을 갖는다. 특정 변형태에서, 촉매 재순환 스트림은 500ppm 미만의 물, 400ppm 미만의 물, 250ppm 미만의 물, 200ppm 미만의 물, 150ppm 미만의 물, 100ppm 미만의 물, 50ppm 미만의 물, 또는 10ppm 미만의 물을 갖는다. 특정 변형태에서, 촉매 재순환 스트림은 합하여 200ppm 미만의 산소와 물을 갖는다.

PPL에서 AA로

몇몇 양태에서, BPL은 중간체 PPL의 분리 없이 AA(예를 들면, GAA)로 전환되며, 여기서 BPL의 중합에 의해 형성된 PPL은 동일한 반응 구역(예를 들면, "원-포트" 방법)에서 열분해를 통해 AA(예를 들면, GAA)로 동시에 전환된다. 특정 양태에서, BPL에서 PPL로의 반응을 함유하는 반응 구역은 PPL의 열 분해가 AA를 생성하도록 PPL의 열분해 온도 이상의 온도로 유지된다. 임의의 특정 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니지만, 이러한 양태에서 BPL이 AA와 반응하여 중합체 쇄를 개시함에 따라, 열 분해가 중합체를 AA로 분해하는 것으로 믿어진다.

AA로의 원-포트 BPL 전환은 다양한 온도 및 압력 범위 내에서 작동될 수 있다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 150℃ 내지 약 300℃일 수 있다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 150℃ 내지 약 200℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 150℃ 내지 약 250℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 175℃ 내지 약 300℃이다. 몇몇 양태에서, 온도 범위는 약 200℃ 내지 약 250℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 225℃ 내지 약 275℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 250℃ 내지 약 300℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 200℃ 내지 약 300℃이다.

특정 양태에서, 제공된 방법 및 시스템에서 사용되는 압력 범위는 약 0.01 기압 내지 약 500 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 0.01 기압 내지 약 10 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 0.01 기압 내지 약 50 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 1 기압 내지 약 10 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 1 기압 내지 약 50 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 1 기압 내지 약 100 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 10 기압 내지 약 50 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 10 기압 내지 약 100 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 50 기압 내지 약 100 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 50 기압 내지 약 200 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 100 기압 내지 약 200 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 100 기압 내지 약 250 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 200 기압 내지 약 300 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 200 기압 내지 약 500 기압(절대)일 수 있다. 특정 양태에서, 압력 범위는 약 250 기압 내지 약 500 기압(절대)일 수 있다.

몇몇 양태에서, PPL을 AA로 전환시키기 위해 제공된 방법 및 시스템에서 사용되는 압력은 약 5 기압(절대) 미만이다.　 몇몇 양태에서, 제공된 방법 및 시스템에서 사용되는 압력은 약 1 기압(절대) 미만이다. 몇몇 양태에서, 압력 범위는 약 0.01 기압 내지 약 1 기압(절대)일 수 있다.　 몇몇 양태에서, 압력 범위는 약 0.1 기압 내지 약 0.8 기압(절대)일 수 있다. 몇몇 양태에서, 압력 범위는 약 0.1 기압 내지 약 0.5 기압(절대)일 수 있다. 몇몇 양태에서, 압력 범위는 약 0.01 기압 내지 약 0.1 기압(절대)일 수 있다. 몇몇 양태에서, 압력 범위는 약 0.4 기압 내지 약 1 기압(절대)일 수 있다. 몇몇 양태에서, 압력 범위는 약 0.05 기압 내지 약 0.1 기압(절대)일 수 있다.

AA로의 PPL의 전환은 다양한 온도 및 압력 범위 내에서 작동될 수 있다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 150℃ 내지 약 300℃일 수 있다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 150℃ 내지 약 200℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 150℃ 내지 약 250℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 175℃ 내지 약 300℃이다. 몇몇 양태에서, 온도 범위는 약 200℃ 내지 약 250℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 225℃ 내지 약 275℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 250℃ 내지 약 300℃이다. 특정 양태에서, 온도 범위는 약 200℃ 내지 약 300℃이다.

AA로의 PPL의 전환은 다양한 장치에서 수행될 수 있다. 특정 양태에서, AA로의 PPL의 전환은 연속 반응기에서 수행된다. 특정 양태에서, 연속 반응기는 연속 교반 탱크 반응기, 플러그 유동 반응기, 및 이들 중의 둘 이상의 조합으로부터 선택된다. 특정 양태에서, 연속 반응기는 와이프 필름 증발기, 강하 필름 증발기, 루프 반응기, 유동 상 반응기, 순환 유동 상 반응기 탈휘발 압출기, 배기 관형 반응기 및 중유 반응기로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정 양태에서, AA로의 PPL의 전환은 와이프 필름 증발기를 포함한다. 특정 양태에서, AA로의 PPL의 전환은 강하 필름 증발기를 포함한다. 특정 양태에서, AA로의 PPL의 전환은 유동 상 반응기를 포함한다. 특정 양태에서, AA로의 PPL의 전환은 탈휘발 압출기를 포함한다. 특정 양태에서, AA로의 PPL의 전환은 순환 유동 상 반응기를 포함한다.

AA에서 PAA 및 SAP로

SAP의 단량체성 AA(GAA 포함) 전구체는 SAP 또는 SAP로부터 만들어진 기저귀와 같은 제품에서 잔류 미반응 단량체의 존재를 방지하거나 최소화하도록 완전히 또는 거의 반응해야 한다. 몇몇 양태에서, 개시된 시스템 및 방법으로부터 만들어진 AA 및 PAA 또는 이의 염은 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물 및/또는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 이와 같이, 개시된 AA는 보다 충분히 반응하여, SAP에 혼입하기에 적합한, 잔류 미반응 AA를 최소로 갖거나 실질적으로 갖지 않는, PAA, 나트륨 폴리아크릴레이트 및 기타 공중합체를 생성한다.

본원에서 사용되는 용어 "초흡수성 중합체"(SAP)는, 가장 유리한 조건하에, 0.9중량% 염화나트륨을 함유하는 수용액 중에서 이의 중량의 적어도 약 10배를 흡수할 수 있는 수팽윤성, 수불용성 중합체를 지칭한다. 물을 흡수하는 SAP의 능력은 수용액의 이온 농도에 좌우될 수 있다. 탈이온수 및 증류수에서, SAP는 이의 중량의 500배(그 자체의 용적의 30 내지 60배)를 흡수할 수 있으며 최대 99.9% 액체로 될 수 있지만, 0.9% 염수 염수에 들어가는 경우 흡수도가 이의 중량의 50배로 떨어질 수 있다.

SAP는 일반적으로 PAA 나트륨 염(때때로 나트륨 폴리아크릴레이트라고 함)을 형성하기 위해 라디칼 개시제(예를 들면, 아조비스이소부티로니트릴, AIBN)의 존재하에 수산화나트륨와 블렌딩된 AA의 중합으로부터 제조된다. 이러한 중합체가 현재 SAP의 가장 흔한 타입 중에 있다. 그 중에서도 폴리아크릴아미드 공중합체, 에틸렌 말레산 무수물 공중합체, 가교결합된 카복스메틸셀룰로스, 폴리비닐 알코올 공중합체, 가교결합된 폴리에틸렌 옥사이드, 및 폴리아크릴로니트릴의 전분 그래프트된 공중합체와 같은 기타 물질들이 또한 SAP를 제조하는데 사용된다. SAP는 일반적으로 다음의 세 가지 방법 중의 하나를 사용하여 제조된다: 겔 중합, 현탁 중합 또는 용액 중합.

겔 중합: 동결된 아크릴산, 물, 가교결합제 및 UV 개시제 화합물질의 혼합물을 블렌딩하여 이동식 벨트 상에 또는 대형 통 내에 둔다. 그후, 액체 혼합물을 일련의 강한 UV 광을 갖는 긴 챔버일 수 있는 "반응기"로 들어보낸다. UV 조사가 중합 및 가교결합 반응을 구동시킨다. 생성된 "로그(logs)"는 60-70% 물을 함유하는 점착성 겔일 수 있다. 로그를 세절하거나 분쇄하여 다양한 종류의 건조기에 둔다. 추가의 가교결합제를 입자의 표면 상에 분무할 수 있다; 이러한 "표면 가교결합"이 압력하에서 팽윤하는 생성물의 능력 - 하중 흡수도(Absorbency Under Load; AUL) 또는 압력 흡수도(Absorbency Against Pressure; AAP)로서 측정되는 특성을 증가시킨다. 그후, 건조된 중합체 입자를 적당한 입자 크기 분포 및 포장을 위해 스크리닝한다. 겔 중합(GP) 방법은 현재 기저귀 및 기타의 일회용 위생용품에서 사용되는 나트륨 폴리아크릴레이트 초흡수성 중합체를 제조하는데 널리 사용된다.

용액 중합: 용액 중합체는 용액 형태로 공급된 과립 중합체의 흡수도를 제공한다. 용액은 적용 이전에 물로 희석될 수 있으며, 대부분의 기재를 코팅하거나 이들을 포화시키는데 사용될 수 있다. 특정 온도에서 특정 시간 동안 건조시킨 후, 결과는 초흡수성을 갖는 코팅된 기재이다. 예를 들면, 이러한 화학은 와이어 및 케이블에 직접 적용될 수 있지만, 권취된 제품 또는 시트형 기재와 같은 성분에서 사용하기에 특히 최적화된다.

용액-기반 중합은 공중합체, 특히 독성 아크릴아미드 단량체를 갖는 것의 SAP 제조를 위해 오늘날 흔히 사용된다. 이 공정은 효율적이며 일반적으로 보다 낮은 자본비 베이스를 갖는다. 용액 공정은 물-기반 단량체 용액을 사용하여 대량의 반응물 중합 겔을 제조한다. 중합 자체의 발열 반응 에너지가 공정의 상당부를 구동시키는데 사용되어, 제조 비용을 낮추는데 도움을 준다. 그후, 반응물 중합체 겔을 자르고, 건조시키고, 이의 최종 과립 크기로 되도록 분쇄한다. SAP의 성능 특성을 증진시키기 위한 처리가 최종 과립 크기가 생성된 후 종종 달성된다.

현탁 중합: 중합 단계 동안 일반적으로 고도의 생산 제어 및 제품 공학을 필요로 한다. 이 공정은 탄화수소계 용매 중에서 수성 반응물을 현탁시킨다. 최종 결과는 현탁 중합이 기계적으로 반응한 후 스테이지에서보다는 반응기에서 1차 중합체 입자를 생성한다는 것이다. 성능 증진이 또한 반응 스테이지 동안, 또는 직후에 이루어질 수 있다.

선택된 양태에서, 본원에 기재된 시스템 및 방법으로부터 유도되는 PAA, 나트륨 폴리아크릴레이트, 및 AA로부터 제조된 SAP는 약 1000, 500, 200, 100, 50 또는 10백반분율 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 가지며, 이것은 예를 들면 불포화 AA 단량체로부터 유도될 수 있다.

대규모 AA 제조

또 다른 측면에서, AA의 제조를 위한 시스템, 예를 들면, AA 제조 플랜트가 제공되며, 여기서 시스템은 약 200 내지 약 1,000kta(kilotons per annum)의 속도로 AA를 제조한다. 현재 당업계에서, 프로필렌 산화 공정에서 열을 제어하고 불순물을 제거하는 것을 필요로 하는 장치에 대한 제한 때문에, 현대의 아크릴산 플랜트들은 프로필렌계 공급원료로부터 대략 160kta AA를 생산한다. 이론에 결부시키지 않고서, 개시된 시스템은 에틸렌계 공급원료로부터 더 큰 유출량의 AA를 제조할 수 있다. 특정 양태에서, 상기 시스템은 에틸렌으로부터 아크릴산(AA)을 제조한다. 특정 양태에서, AA는 조악한 AA이다. 특정 양태에서, AA는 빙 AA이다. 몇몇 양태에서, AA는 프로필렌 산화의 생성물 또는 부산물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 알데히드 불순물을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 푸르푸랄을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 아세트산을 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 안정제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 라디칼 중합 억제제를 실질적으로 함유하지 않는다. 몇몇 양태에서, AA는 소포제를 실질적으로 함유하지 않는다.

구체적으로, 개시된 시스템은 에틸렌을 EO로 산화시키기 위한 반응기, EO를 CO와 카보닐화시켜 BPL을 제조하기 위한 반응기, 및 BPL을 임의로 PPL을 통해 AA로 전환시키기 위한 반응기를 포함한다.

특정 양태에서, 상기 시스템은 AA를 약 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1,000kta, 또는 이들 값 중의 임의의 두 개를 포함하는 범위내의 속도로 제조한다.

또 다른 측면에서, 단일 통합된 시스템에서 에틸렌으로부터 아크릴산(AA)을 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

에틸렌의 적어도 일부를 에틸렌 옥사이드(EO)로 전환시키는 산화 반응기에 에틸렌을 제공하는 단계,

EO를 EO의 적어도 일부를 베타 프로피오락톤(BPL)로 전환시키는 중심 반응기에 제공하는 단계,

및 다음의 단계들 중의 적어도 하나:

BPL을 BPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제1 반응기에 제공하는 단계, 및

BPL을 BPL의 적어도 일부를 폴리프로피오락톤(PPL)으로 전환시키는 반응기에 제공하는 단계, 및

아크릴산을 약 200 내지 약 800kta(kilotons per annum)의 속도로 분리하는 단계.

몇몇 변형태에서, 단일 통합된 시스템에서 에틸렌으로부터 아크릴산(AA)을 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음을 포함한다:

에틸렌을 에틸렌의 적어도 일부를 에틸렌 옥사이드(EO)로 전환시키는 산화 반응기에 제공하는 단계;

EO를 EO의 적어도 일부를 베타 프로피오락톤(BPL)로 전환시키는 중심 반응기에 제공하는 단계;

적어도 다음 (i) 또는 (ii), 또는 (i) 및 (ii) 둘 다:

(i) BPL을 BPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키는 제1 반응기에 제공하는 단계, 또는

(ii) BPL을 BPL의 적어도 일부를 폴리프로피오락톤(PPL)로 전환시키는 반응기에 제공하는 단계.

(d) 아크릴산을 약 200 내지 약 800kta(kilotons per annum)의 속도로 제조하는 단계.

본원에서 사용되는 용어 "통합된 시스템"은 단일의 지리적 위치에 제한되고 인접의 연속 반응기 또는 시스템 요소를 포함하는 화학 플랜트와 같은 단일 시스템을 의미한다.

열거된 양태들

다음의 열거된 양태들은 본 발명의 몇 가지 측면들을 대표한다.

1. 다음을 포함하는, 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템:

(i), (ii) 및 (iii) 중의 하나 이상:

2. (i), (ii) 및 (iii) 중 두 개를 포함하는, 양태 1의 시스템.

3. (i), (ii) 및 (iii) 중의 세 개를 포함하는, 양태 1의 시스템.

4. 상기 시스템이 약 200 내지 약 800kta(kilotons per annum)의 속도로 AA를 제조하는, 양태 1의 시스템.

5. 상기 AA가 빙 아크릴산(GAA)인, 양태 1의 시스템.

6. 상기 GAA가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 5의 시스템.

7. 상기 제4 반응기로의 유입구가 라디칼 개시제의 존재하에 수산화나트륨을 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림에 의해 공급되어 PAA 나트륨 염을 형성하는, 양태 1의 시스템.

8. 상기 AA의 적어도 일부가 겔 중합, 현탁 중합 또는 용액 중합을 통해 PAA 또는 이의 염으로 전환되는, 양태 1의 시스템.

9. 상기 PAA 또는 이의 염이 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 1의 시스템.

10. 상기 제4 반응기로의 유입구가 GAA와 공중합하여 PAA의 폴리아크릴아미드 공중합체, 에틸렌 말레산 무수물 공중합체, 가교결합된 카복스메틸셀룰로스 공중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 가교결합된 폴리에틸렌 옥사이드 공중합체, 및 전분 그래프트된 폴리아크릴로니트릴 공중합체로부터 선택된 PAA의 하나 이상의 공중합체를 형성하는 단량체를 각각 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림에 의해 추가로 공급되는, 양태 1의 시스템.

11. 다음을 추가로 포함하는, 양태 1의 시스템:

12. 상기 제5 반응기로의 유입구가 PAA 또는 이의 염 상에 분무될 수 있는 가교결합제를 각각 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림에 의해 추가로 공급되는, 양태 11의 시스템.

13. 상기 SAP가 약 1000 백만분율(parts per million) 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 포함하고, 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 11의 시스템.

14. 양태 11의 SAP를 포함하는 제품.

15. 제품이 일회용 기저귀인, 양태 14의 제품.

16. 다음의 단계를 포함하여, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 아크릴산(AA)으로 전환시키기 위한 방법:

AA를 수득하는 단계;

17. 상기 AA가 빙 아크릴산(GAA)인, 양태 16의 방법.

18. 상기 GAA가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 17의 방법.

19. 상기 PAA가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 16의 방법.

20. 다음을 추가로 포함하는, 양태 16의 방법:

제4 반응기로부터 PAA 또는 이의 염을 포함하는 유출구 스트림을, PAA 또는 이의 염의 적어도 일부가 초흡수성 중합체(SAP)로 전환되는 (v) 제5 반응기의 유입구에 제공하는 단계.

21. 상기 SAP가 약 1000 백만분율(parts per million) 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는, 양태 20의 방법.

22. 상기 GAA가 에틸렌이 EO로 전환된 후 1주일 미만 내에 PAA로 전환되는, 양태 16의 방법.

23. 상기 GAA가 에틸렌이 EO로 전환된 후 2일 미만 내에 PAA로 전환되는, 양태 16의 방법.

24. 다음을 포함하는, 에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템:

다음을 포함하는 산화 반응기:

에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,

EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 중심 반응기:

(i), (ii) 및 (iii) 중의 하나 이상:

(i) 다음을 포함하는 제1 반응기:

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구,

(ii) 다음을 포함하는 제2 (a) 반응기:

PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구, 및

다음을 포함하는 제2 (b) 반응기:

제2 (a) 반응기의 PPL 스트림을 제공받도록 구성된 유입구,

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구, 및

(iii) 다음을 포함하는 제3 반응기:

AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;

다음을 포함하는 제4 반응기:

25. (i), (ii) 및 (iii) 중 두 개를 포함하는, 양태 24의 시스템.

26. (i), (ii) 및 (iii) 중의 세 개를 포함하는, 양태 24의 시스템.

27. 상기 시스템이 약 200 내지 약 800kta)kilotons per annum)의 속도로 AA를 제조하는, 양태 24 내지 26 중의 어느 하나의 시스템.

28. 상기 AA가 빙 아크릴산(GAA)인, 양태 24 내지 27 중의 어느 하나의 시스템.

29. 상기 AA가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 24 내지 27 중의 어느 하나의 시스템.

30. 상기 AA가 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 24 내지 27 중의 어느 하나의 시스템.

31. 상기 AA가 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 24 내지 27 중의 어느 하나의 시스템.

32. 상기 제4 반응기로의 유입구가 수산화나트륨을 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림을 제공받도록 구성되고, 상기 제4 반응 구역이 라디칼 개시제의 존재하에 하나 이상의 반응물 스트림으로부터 PAA 나트륨 염을 형성하도록 구성되는, 양태 24 내지 31 중의 어느 하나의 시스템.

33. 상기 제4 반응 구역이 겔 중합, 현탁 중합, 또는 용액 중합에 의해 AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 또는 이의 염으로 전환시키도록 구성되는, 양태 24 내지 32 중의 어느 하나의 시스템.

34. 상기 PAA 또는 이의 염이 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 24 내지 33 중의 어느 하나의 시스템.

35. 상기 PAA가 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 24 내지 33 중의 어느 하나의 시스템.

36. 상기 PAA가 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 24 내지 33 중의 어느 하나의 시스템.

37. 상기 제4 반응기로의 유입구가 AA와 공중합하는 공반응물을 각각 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림을 추가로 제공받도록 구성되고, 상기 제4 반응 구역이 PAA의 폴리아크릴아미드 공중합체, 에틸렌 말레산 무수물 공중합체, 가교결합된 카복스메틸셀룰로스 공중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 가교결합된 폴리에틸렌 옥사이드 공중합체, 및 전분 그래프트된 폴리아크릴로니트릴 공중합체로부터 선택된 PAA의 하나 이상의 공중합체를 형성하도록 구성되는, 양태 24 내지 36 중의 어느 하나의 시스템.

38. 다음을 추가로 포함하는, 양태 24 내지 37 중의 어느 하나의 시스템:

다음을 포함하는 제5 반응기:

상기 제4 반응기의 PAA 스트림으로부터 PAA 또는 이의 염을 제공받도록 구성된 유입구,

PAA 또는 이의 염의 적어도 일부를 초흡수성 중합체(SAP)로 전환시키도록 구성된 제5 반응 구역, 및

SAP를 포함하는 SAP 스트림을 제공하도록 구성된 유출구.

39. 상기 제5 반응기로의 유입구가 가교결합제를 각각 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림을 추가로 제공받도록 구성되는, 양태 38의 시스템.

40. 상기 SAP가 약 1000 백만분율(parts per million) 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 갖는, 양태 38 또는 39의 시스템.

41. 상기 SAP가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 38 내지 40 중의 어느 하나의 시스템.

42. 상기 SAP가 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 38 내지 40 중의 어느 하나의 시스템.

43. 상기 SAP가 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 38 내지 40 중의 어느 하나의 시스템.

44. 다음을 포함하여, 통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법:

상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합;

45. (i), (ii) 및 (iii) 중 두 개를 포함하는, 양태 44의 방법.

46. (i), (ii) 및 (iii) 중의 세 개를 포함하는, 양태 44의 방법.

47. 상기 AA가 약 200 내지 약 800kta(kilotons per annum)로 제조되는, 양태 44 내지 46 중의 어느 하나의 방법.

48. 상기 AA가 빙 아크릴산(GAA)인, 양태 44 내지 47 중의 어느 하나의 방법.

49. 상기 AA가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 44 내지 47 중의 어느 하나의 방법.

50. 상기 AA가 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 44 내지 47 중의 어느 하나의 방법.

51. 상기 AA가 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 44 내지 47 중의 어느 하나의 방법.

52. 상기 PAA가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 양태 44 내지 51 중의 어느 하나의 방법.

53. 상기 PAA가 5중량% 미만, 4중량% 미만, 3중량% 미만, 2중량% 미만, 1중량% 미만, 0.9중량% 미만, 0.8중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.2중량% 미만, 0.1중량% 미만, 0.05중량% 미만, 0.01중량% 미만, 또는 0.001중량% 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 44 내지 51 중의 어느 하나의 방법.

54. 상기 PAA가 10,000ppm, 1,000ppm, 500ppm, 100ppm, 50ppm, 10ppm 미만의 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 갖는, 양태 44 내지 51 중의 어느 하나의 방법.

55. 다음을 추가로 포함하는, 양태 44 내지 54 중의 어느 하나의 방법:

PAA 스트림을 초흡수성 중합체(SAP) 반응기로 향하게 하는 단계; 및

56. 상기 SAP가 약 1000 백만분율(parts per million) 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 갖는, 양태 55의 방법.

57. 상기 AA가 에틸렌이 EO로 전환된 후 1주일 미만 내에 PAA로 전환되는, 양태 44 내지 56 중의 어느 하나의 방법.

58. 상기 AA가 에틸렌이 EO로 전환된 후 2일 미만 내에 PAA로 전환되는, 양태 44 내지 56 중의 어느 하나의 방법.

상기는 본 발명의 특정의 비제한적인 양태를 기술한 것이다. 따라서, 본원에 기재된 본 발명의 양태들은 본 발명의 원리의 적용을 예시한 것일 뿐인 것으로 이해되어야 한다. 상기 예시된 양태들의 상세한 설명에 대한 본원의 참조는 청구범위의 범위를 한정시키고자 하는 것이 아니며, 이는 자체로 본 발명에서 필수적인 것으로 간주되는 이들의 특징을 나열한 것이다.

Claims

에틸렌으로부터 폴리아크릴산(PAA)을 제조하기 위한 시스템으로서,
다음을 포함하는 산화 반응기:
에틸렌을 제공받도록 구성된 유입구,
에틸렌의 적어도 일부를 에틸렌 옥사이드(EO)로 전환시키도록 구성된 산화 반응 구역, 및
EO를 포함하는 EO 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;
다음을 포함하는 중심 반응기:
산화 반응기의 EO 스트림으로부터 EO를 그리고 일산화탄소(CO) 공급원으로부터 CO를 제공받도록 구성된 유입구,
EO의 적어도 일부를 베타 프로피오락톤(BPL) 또는 폴리프로피오락톤(PPL), 또는 이들의 조합으로 전환시키도록 구성된 중심 반응 구역, 및
BPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 PPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 이들의 조합을 제공하도록 구성된 유출구;
(i), (ii) 및 (iii) 중의 하나 이상:
(i) 다음을 포함하는 제1 반응기:
상기 중심 반응기의 카보닐화 스트림으로부터 BPL을 제공받도록 구성된 유입구,
BPL의 적어도 일부를 아크릴산(AA)으로 전환시키도록 구성된 제1 반응 영역, 및
AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구,
(ii) 다음을 포함하는 제2 (a) 반응기:
상기 중심 반응기의 카보닐화 스트림으로부터 BPL을 제공받도록 구성된 유입구,
BPL의 적어도 일부를 PPL로 전환시키도록 구성된 제2 (a) 반응 구역, 및
PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제공하도록 구성된 유출구, 및
다음을 포함하는 제2 (b) 반응기:
제2 (a) 반응기의 PPL 스트림을 제공받도록 구성된 유입구,
PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키도록 구성된 제2 (b) 반응 구역, 및
AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구, 및
(iii) 다음을 포함하는 제3 반응기:
상기 중심 반응기의 카보닐화 스트림으로부터 PPL을 제공받도록 구성된 유입구,
PPL의 적어도 일부를 AA로 전환시키도록 구성된 제3 반응 구역, 및
AA를 포함하는 AA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구;
다음을 포함하는 제4 반응기:
상기 제1 반응기, 제2 (b) 반응기 및 제3 반응기 중의 하나 이상의 AA 스트림을 제공받도록 구성된 유입구,
AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 또는 이의 염으로 전환시키도록 구성된 제4 반응 구역, 및
PAA 또는 이의 염을 포함하는 PAA 스트림을 제공하도록 구성된 유출구; 및
EO, BPL, PPL, AA 및 PAA의 제조를 독립적으로 조절하기 위한 제어기
를 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서, (i), (ii) 및 (iii) 중 두 개를 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서, (i), (ii) 및 (iii)을 포함하는, 시스템.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템이 AA를 약 200 내지 약 800kta(kilotons per annum(1년당 킬로톤))로 제조하는, 시스템.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 AA가 빙 아크릴산(glacial acrylic acid)(GAA)인 시스템.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 AA가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 시스템.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 반응기로의 유입구가 수산화나트륨을 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림을 제공받도록 구성되고, 상기 제4 반응 구역이 라디칼 개시제의 존재하에 하나 이상의 반응물 스트림으로부터 PAA 나트륨 염을 형성하도록 구성되는, 시스템.
제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 반응 구역이 겔 중합, 현탁 중합, 또는 용액 중합에 의해 AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 또는 이의 염으로 전환시키도록 구성되는, 시스템.
제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 PAA 또는 이의 염이 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 시스템.
제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 반응기로의 유입구가 AA와 공중합하는 공반응물을 각각 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림을 추가로 제공받도록 구성되고, 상기 제4 반응 구역이 PAA의 폴리아크릴아미드 공중합체, 에틸렌 말레산 무수물 공중합체, 가교결합된 카복스메틸셀룰로스 공중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 가교결합된 폴리에틸렌 옥사이드 공중합체, 및 전분 그래프트된 폴리아크릴로니트릴 공중합체로부터 선택된 PAA의 하나 이상의 공중합체를 형성하도록 구성되는, 시스템.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,
다음을 포함하는 제5 반응기:
상기 제4 반응기의 PAA 스트림으로부터 PAA 또는 이의 염을 제공받도록 구성된 유입구,
PAA 또는 이의 염의 적어도 일부를 초흡수성 중합체(SAP)로 전환시키도록 구성된 제5 반응 구역, 및
SAP를 포함하는 SAP 스트림을 제공하도록 구성된 유출구
를 추가로 포함하는, 시스템.
제11항에 있어서, 상기 제5 반응기로의 유입구가 가교결합제를 각각 포함하는 하나 이상의 반응물 스트림을 추가로 제공받도록 구성되는, 시스템.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 SAP가 약 1000 백만분율(parts per million) 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 갖고, 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 시스템.
통합된 시스템 내에서 에틸렌을 폴리아크릴산(PAA)으로 전환시키는 방법으로서, 다음의 단계들을 포함하는, 방법:
에틸렌을 포함하는 에틸렌 스트림을 통합된 시스템의 산화 반응기에 제공하는 단계;
상기 에틸렌 스트림 중의 에틸렌의 적어도 일부를 상기 산화 반응기에서 에틸렌 옥사이드(EO)로 전환시켜, EO를 포함하는 EO 스트림을 제조하는 단계;
상기 산화 반응기로부터의 EO 스트림, 및 일산화탄소(CO)를 포함하는 CO 스트림을 통합된 시스템의 중심 반응 구역에 제공하는 단계;
EO 스트림 및 CO 스트림을 상기 중심 반응 구역에서 금속 카보닐과 접촉시키는 단계;
EO 스트림 중의 EO의 적어도 일부를 상기 중심 반응 구역에서 베타 프로피오락톤(BPL) 또는 폴리프로피오락톤(PPL), 또는 이들의 조합으로 전환시켜, BPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 PPL을 포함하는 카보닐화 스트림, 또는 이들의 조합을 제조하는 단계;
(i) BPL을 포함하는 상기 카보닐화 스트림을 AA 반응기로 향하게 하고, 상기 카보닐화 스트림 중의 BPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA를 포함하는 AA 스트림을 제조하는 단계; 또는
(ii) BPL을 포함하는 상기 카보닐화 스트림을 PPL 반응기로 향하게 하고, 상기 카보닐화 스트림 중의 BPL의 적어도 일부를 PPL 반응기에서 PPL로 전환시켜, PPL을 포함하는 PPL 스트림을 제조하고, PPL 스트림을 AA 반응기로 향하게 하고, PPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA 스트림을 제조하는 단계; 또는
(iii) PPL을 포함하는 상기 카보닐화 스트림을 AA 반응기로 향하게 하고, 상기 카보닐화 스트림 중의 PPL의 적어도 일부를 AA 반응기에서 AA로 전환시켜, AA를 포함하는 AA 스트림을 제조하는 단계; 또는
상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합;
상기 (i) 내지 (iii)의 AA 스트림을 PAA 반응기로 향하게 하는 단계; 및
상기 (i) 내지 (iii)의 AA 스트림의 AA의 적어도 일부를 폴리아크릴산(PAA) 반응기에서 PAA 또는 이의 염으로 전환시키는 단계.
제14항에 있어서, 상기 AA가 빙 아크릴산(GAA)인, 방법.
제14항에 있어서, 상기 AA가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 방법.
제14항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 PAA가 알데히드 불순물, 또는 프로필렌의 산화로부터 유도된 화합물을 실질적으로 함유하지 않는, 방법.
제14항 내지 제17항 중의 어느 한 항에 있어서, 다음의 단계를 추가로 포함하는, 방법:
PAA 반응기로부터 PAA 또는 이의 염을 포함하는 PAA 스트림을 제공하는 단계;
PAA 스트림을 초흡수성 중합체(SAP) 반응기로 향하게 하는 단계; 및
PAA 스트림 중의 PAA의 적어도 일부를 SAP 반응기에서 SAP로 전환시키는 단계.
제18항에 있어서, 상기 SAP가 약 1000 백만분율(parts per million) 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 갖는, 방법.
제14항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 AA가 에틸렌이 EO로 전환된 후 1주일 미만 내에 PAA로 전환되는, 방법.