KR20190033020A - Method of Producing Benzoic Acid by Reaction and Distillation of Acetophenone - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a benzoic acid through a reactive distillation process of acetophenone. If the benzoic acid is manufactured by obtaining the benzoic acid by oxidizing acetophenone in the presence of an acetic acid solvent and a manganese salt catalyst, and then distilling a solvent and a mixture of unreacted acetophenone and the benzoic acid, it is possible to manufacture the benzoic acid in a high yield by maximizing the conversion ratio of acetophenone.

Description

아세토페논의 반응증류공정을 통한 벤조산의 제조방법{Method of Producing Benzoic Acid by Reaction and Distillation of Acetophenone}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for producing benzoic acid by reactive distillation of acetophenone,

본 발명은 아세토페논의 반응증류공정을 통한 벤조산의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아세트산 용매 및 망간염 촉매의 존재하에 아세토페논을 산화시켜 벤조산을 수득한 다음, 용매와 미반응 아세토페논과 벤조산의 혼합물을 증류시켜 벤조산을 고수율 및 고순도로 생성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing benzoic acid through a reactive distillation process of acetophenone, and more particularly, to a process for producing benzoic acid by oxidizing acetophenone in the presence of an acetic acid solvent and a manganese salt catalyst, Benzoic acid is distilled to produce benzoic acid in high yield and high purity.

벤조산은 다양한 물질들을 생산하기 위한 매개체로서의 역할을 수행할 수 있는 물질이다. 스니아 비스코사 경로(Snia Viscosa route)를 통해 생산되는 페놀을 포함해 염색체, 향수, 방부제, 섬유 조제 등 다양한 산업 분야에서 쓰일 수 있는 벤조산은 미래에도 꾸준히 소모량이 늘어날 것으로 추측되는 물질 중 하나이다.Benzoic acid is a substance that can act as a mediator to produce various substances. Benzoic acid, which can be used in various industrial fields such as chromosomes, perfumes, preservatives, and fiber preparation, including phenol produced through the Snia Viscosa route, is one of the materials expected to increase steadily in the future.

벤조산은 그 동안 톨루엔을 선택적으로 산화시키는 반응으로 주로 생산해 왔다. 망간이나 코발트염을 촉매로 이용하는 이 산화반응은 약 200℃의 온도에서 산화제로 10기압 정도의 공기를 주입시켜 진행한다. 하지만 상대적으로 높은 온도에서 진행되면서 발열반응이 주로 일어나게 되는 이 공정은 온도를 유지하기 위한 추가 비용이 발생할 뿐만 아니라 온도유지가 제대로 되지 않을 경우 반응기가 급격하게 고온으로 올라갈 수 있다는 위험성까지도 내재하고 있다. 또한, 고온에서 고압의 공기를 사용함에도 단위시간당 생산되는 벤조산의 양이 낮기 때문에 미반응한 톨루엔을 재활용해서 벤조산의 수율을 높여줘야 한다. 하지만, 톨루엔은 일반적인 유기반응에서 쉽게 생성될 수 있는 부산물인 물과 공비를 형성하기 때문에 생성물로부터 톨루엔을 다시 분리해내기 위해선 추가적인 공정이 필요하다는 단점도 존재한다.Benzoic acid has been produced mainly by the selective oxidation of toluene. This oxidation reaction using manganese or cobalt salt as a catalyst proceeds by injecting air of about 10 atm with an oxidizing agent at a temperature of about 200 ° C. However, this process, in which the exothermic reaction occurs mainly at a relatively high temperature, incurs an additional cost for maintaining the temperature, and the risk that the reactor may rapidly rise to a high temperature if the temperature is not properly maintained. In addition, since the amount of benzoic acid produced per unit time is low even though high pressure air is used at high temperature, the yield of benzoic acid should be increased by recycling unreacted toluene. However, since toluene forms an azeotropic mixture with water, which is a byproduct which can easily be produced by a common organic reaction, there is also a disadvantage in that additional processing is required to separate the toluene from the product.

이러한 문제는 반응물로서 쓰이는 톨루엔을 아세토페논으로 대체하게 되면 쉽게 해결된다. 동일하게 망간염을 촉매로, 아세트산을 용매로 사용하게 되는 이 산화반응은 상대적으로 저온인 100℃ 이하의 지점에서 더 낮은 공기의 압력을 통해서도 톨루엔보다 더 높은 벤조산의 수율을 얻어낼 수 있기 때문이다. 같은 반응시간, 반응기의 크기를 사용했을 때 미반응한 아세토페논의 양이 적을 뿐만 아니라 물을 포함해 생성될 수 있는 다양한 부산물들과도 공비혼합을 형성하지 않기 때문에 생성물로부터 분리해내기도 어렵지 않다는 장점도 가지고 있다. 하지만, 이 공정은 반응물인 아세토페논이 톨루엔보다 비싸다는 단점이 존재한다. 상대적으로 더 원활한 반응조건에서도 더 많은 벤조산을 생산할 수 있다고 해도 아세토페논 자체의 가격이 포함될 경우 벤조산의 가격 책정은 톨루엔으로 생산했을 때보다 더 비싸지게 되고 이 점 때문에 아세토페논을 벤조산의 생산공정에 활용하기 어렵게 된다.This problem is easily solved by replacing the toluene used as the reactant with acetophenone. This oxidation reaction, in which acetic acid is used as a solvent in the same manner as a manganese salt catalyst, can obtain a higher yield of benzoic acid than toluene even at a lower air pressure at a temperature of 100 ° C or lower . When the same reaction time and reactor size are used, not only the amount of unreacted acetophenone is small but also it is not difficult to separate it from the product because it does not form an azeotropic mixture with various byproducts that may be generated including water It also has an advantage. However, this process has the disadvantage that the reactant acetophenone is more expensive than toluene. Even if benzoic acid can be produced in a relatively smooth reaction condition, if the price of acetophenone itself is included, the price of benzoic acid becomes more expensive than when it is produced by toluene. Therefore, acetophenone is used in the production process of benzoic acid .

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하고 효율적으로 높은 수율의 벤조산을 얻기 위하여 예의 노력한 결과, 아세트산 용매 및 망간염 촉매의 존재하에 아세토페논을 산화시켜 벤조산을 수득한 다음, 용매인 아세트산과 미반응 아세토페논과 벤조산의 혼합물을 증류시켜 벤조산을 제조하는 경우, 아세토페논의 산화반응의 효율을 극대화시켜 고순도의 벤조산을 고수율로 생산할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention have found that benzoic acid can be obtained by oxidizing acetophenone in the presence of an acetic acid solvent and a manganese salt catalyst to obtain a benzoic acid efficiently, It has been confirmed that when benzoic acid is produced by distillation of a mixture of phenon and benzoic acid, the efficiency of the oxidation reaction of acetophenone is maximized and high-purity benzoic acid can be produced at a high yield.

본 발명의 목적은 아세토페논의 전환율을 최대로 상승시키는 산화반응과 산화생성물을 선택적으로 증류시키는 증류공정을 통해 고순도의 벤조산을 고수율로 생산하는 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a process for producing high purity benzoic acid in high yield through an oxidation reaction for maximizing the acetophenone conversion rate and a distillation process for selectively distilling the oxidation product.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아세트산 용매 및 망간염 촉매의 존재하에 아세토페논을 산화시켜 벤조산을 수득한 다음, 용매와 미반응 아세토페논과 벤조산의 혼합물을 증류시켜 벤조산을 회수하는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that benzoic acid is obtained by oxidizing acetophenone in the presence of an acetic acid solvent and a manganese salt catalyst, and then the mixture of the solvent and unreacted acetophenone and benzoic acid is distilled to recover benzoic acid And a method for producing the benzoic acid.

본 발명에 의한 제조방법에 따르면, 아세토페논의 전환율을 최대로 상승시키는 산화반응과 산화생성물 또는 용매를 선택적으로 증류시키는 증류공정을 통해 고효율로 벤조산을 고수율로 생산할 수 있다. 기 공정의 부산물로 발생하는 혼합물 상태의 아세토페논을 이용함으로써 상대적으로 훨씬 저렴한 비용으로 벤조산을 생산할 수 있다. 또한, 본 발명은 반응의 환경을 조성하고 첨가물의 양 등을 조절하여 아세토페논의 산화는 최대화하고 주 반응을 억제할 수 있는 부 반응을 최소화하여 벤조산의 수율을 높일 수 있다.According to the production method of the present invention, it is possible to produce benzoic acid at a high yield with high efficiency through an oxidation reaction for maximizing the conversion of acetophenone and a distillation process for selectively distilling the oxidation product or the solvent. Benzoic acid can be produced at a relatively low cost by using acetophenone in the form of a mixture which is generated as a byproduct of the basic process. In addition, the present invention can increase the yield of benzoic acid by minimizing the adverse reaction which can maximize the oxidation of acetophenone and inhibit the main reaction, by regulating the reaction environment and controlling the amount of additives and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응증류용 반응기의 모사화한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기-증류탑 연속공정의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응증류공정의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반응증류공정의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 아세토페논과 벤조산의 열 안전성 실험의 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에서 아세토페논의 선택적 증류를 위한 온도측정 실험의 결과를 비교한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에서 반응증류 실험의 결과를 일반 반응실험의 결과와 비교한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에서 온도가 반응 초기 및 후기에서 아세토페논의 전환율에 미치는 영향을 비교한 도면이다.
1 is a diagrammatic view of a reactor for reactive distillation according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a continuous process of a reactor-distillation column according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a reactive distillation process according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a reactive distillation process according to another embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the results of thermal safety tests of acetophenone and benzoic acid in Example 1 of the present invention.
6 is a graph comparing the results of temperature measurement experiments for selective distillation of acetophenone in Example 2 of the present invention.
7 is a graph comparing the results of the reaction distillation experiment with the results of the general reaction experiment in Example 3 of the present invention.
FIG. 8 is a graph comparing the influence of temperature on the conversion of acetophenone in the initial and late stages of the reaction in Example 4 of the present invention. FIG.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.

본 발명은 아세토페논의 전환율을 최대화시킨 연속교반 탱크반응기(Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR)에서 아세토페논을 산화시키고, 산화 생성물을 증류탑(distillation tower)에서 분리해 벤조산을 생산하는 반응증류공정을 통해 벤조산을 제조하는 경우, 아세토페논의 전환율을 극대화시켜 고순도의 벤조산을 고수율로 생산할 수 있는 것을 확인하였다.The present invention relates to a process for producing acetophenone by oxidizing acetophenone in a Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) in which acetophenone conversion is maximized and separating the oxidation product from the distillation tower to produce benzoic acid. It was confirmed that the conversion of acetophenone was maximized and that high purity benzoic acid could be produced at a high yield.

따라서, 본 발명은 일 관점에서 아세트산 용매 및 망간염 촉매의 존재하에 아세토페논을 산화시켜 벤조산을 수득한 다음, 용매와 미반응 아세토페논과 벤조산의 혼합물을 증류시켜 벤조산을 회수하는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates in one aspect to a process for the production of benzoic acid by oxidation of acetophenone in the presence of an acetic acid solvent and a manganese salt catalyst, followed by distillation of the mixture of the solvent and unreacted acetophenone and benzoic acid to recover the benzoic acid And a method for producing the same.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 망간염 촉매의 존재하에 아세트산을 용매로 활용해 아세토페논을 산화시키고 벤조산을 생산하는 공정에 대한 것으로 연속교반 탱크반응기와 증류탑을 거치는 일련의 반응-증류 2단계로 벤조산을 생산하는 공정과 반응증류를 통해 원스텝으로 벤조산을 생산하는 공정 그리고 반응증류와 필터를 거쳐 벤조산을 생산하는 공정 3가지를 제시할 수 있다.The present invention relates to a process for oxidizing acetophenone and producing benzoic acid using acetic acid as a solvent in the presence of a manganese salt catalyst, comprising the steps of producing a benzoic acid in a series of reaction-distillation stages through a continuous stirred tank reactor and a distillation column, A process for producing benzoic acid in one step through reactive distillation, and a process for producing benzoic acid through reactive distillation and a filter.

아세토페논의 전환율을 최대로 끌어올리기 위한 방법과 반응증류공정에서 아세토페논을 선택적으로 증류시켜 원스텝으로 고순도의 벤조산을 생산하는 메커니즘으로서, 고압 연속교반 탱크반응기에서 아세토페논을 산화시킨 후 증류탑에서 벤조산을 분리하는 일련의 공정을 제공한다. 본 발명은 아세토페논과 벤조산 혼합물의 고온증류실험을 진행하고 결과를 가스크로마토그래피로 분석해 아세토페논을 선택적으로 증류할 수 있는 최적의 온도를 제공할 수 있다.As a mechanism for producing high purity benzoic acid by one step by selective distillation of acetophenone in a reactive distillation process, acetophenone is oxidized in a high pressure continuous stirring tank reactor, and benzoic acid Thereby providing a series of processes for separating. The present invention proceeds with a high temperature distillation experiment of a mixture of acetophenone and benzoic acid and analyzes the result by gas chromatography to provide an optimum temperature for selectively distilling acetophenone.

본 발명의 아세토페논의 산화반응은 아세트산을 용매로 이용하고 하기 언급할 망간염을 촉매로 이용해 공기나 산소하에서 아세토페논이 포함된 혼합물을 산화시키는 단계를 포함한다(이하 산화반응).The oxidation reaction of the acetophenone of the present invention includes a step of oxidizing a mixture containing acetophenone under air or oxygen by using acetic acid as a solvent and a manganese salt as a catalyst described below (oxidation reaction).

본 발명의 아세토페논의 증류 및 분리는 아세토페논과 벤조산이 혼합된 액체를 고온으로 가열해 아세토페논을 선택적으로 기화시키고 벤조산을 회수하는 단계를 포함한다(이하 증류단계).The distillation and separation of acetophenone of the present invention comprises heating a liquid mixture of acetophenone and benzoic acid to a high temperature to selectively vaporize acetophenone and recover benzoic acid (hereinafter referred to as distillation step).

본 발명에 의한 반응증류공정은 도 1과 같은 반응기를 이용하여 실시할 수 있다. 도 1의 상단의 솔벤트 스틸 헤드(solvent still head, 도 1의 (b))는 중심구 뚫린 관을 통해 액상이 일정 부피를 초과하면 하단(도 1의 (a), 예를 들면, 250mL의 플라스크)으로 낙하시켜 물질을 전달할 수 있으며 하단에서는 일정 이상의 온도에서 끓어오른 기상이 상단에서 액화하는 과정을 통해 물질이 전달될 수 있다.The reactive distillation process according to the present invention can be carried out using a reactor as shown in FIG. The solvent still head (FIG. 1 (b)) at the top of FIG. 1 has a lower end (FIG. 1 (a), for example, a 250 ml flask ), And the substance can be delivered through the process of liquefaction at the upper end of the vapor phase which is boiled at a certain temperature or more at the lower end.

본 발명의 일 실시예에 따르면 연속교반 탱크반응기(CSTR)와 증류탑이 연결된 반응증류장치에서 산화공정과 증류공정이 순차적으로 수행될 수 있다. 상기 반응기-증류탑 순차공정은 도 2에 도시되어 있다.According to an embodiment of the present invention, the oxidation process and the distillation process may be sequentially performed in a reactive distillation apparatus in which a continuous stirred tank reactor (CSTR) and a distillation column are connected. The reactor-distillation tower sequential process is illustrated in FIG.

반응기에서 아세토페논을 산화시킨 후 별도의 증류탑에서의 분리과정을 통해 벤조산을 생산할 수 있다. 용매, 촉매와 혼합된 아세토페논은 고압의 연속 교반 타워 반응기로 들어간 후 산화된다. 반응의 생성물은 이후 미반응한 반응물과 같이 증류탑으로 들어간다. 증류탑에서 상대적으로 끓는점이 높은 물질인 벤조산은 하단에서 수득되며 상단에서는 용매인 아세트산과 반응물인 아세토페논 등이 수득된 후 반응기로 재활용된다. 미량의 벤조산 또한 자가촉매반응을 통한 산화반응의 촉진을 위해 다시 반응물로 주입될 수 있다.After the acetophenone is oxidized in the reactor, benzoic acid can be produced through separation in a separate distillation column. The solvent, the acetophenone mixed with the catalyst, is oxidized after entering the high-pressure continuous stirred tower reactor. The product of the reaction then enters the distillation column as the unreacted reactant. Benzoic acid, which is a relatively high boiling point material in the distillation column, is obtained at the bottom, and acetic acid, which is a solvent, and acetophenone, which is a reactant, are obtained at the top and then recycled to the reactor. Trace amounts of benzoic acid can also be injected into the reactants to facilitate the oxidation reaction through the autocatalytic reaction.

본 발명에 의한 다른 실시예에 따르면 원스텝의 반응증류공정을 거쳐 아세토페논을 벤조산으로 산화시킬 수 있다. 상기 반응증류공정은 도 3에 도시되어 있다.According to another embodiment of the present invention, acetophenone can be oxidized to benzoic acid through a one-step reactive distillation process. The reactive distillation process is shown in FIG.

용매, 촉매와 혼합된 아세토페논은 반응증류탑(Reaction-Distillation Tower, RD tower)으로 주입된다. 상대적으로 저온인 상단에서는 반응의 온도에 맞춰 아세토페논을 산화하며 고온인 하단에서는 아세토페논을 증류시켜 하부로의 손실량을 줄인다. 하부에서 나온 액체는 분리기(separation column)로 들어가 아세토페논과 벤조산을 분리시킨 후 아세토페논과 아세트산을 다시 증류탑으로 주입한다.The acetophenone mixed with the solvent and the catalyst is injected into a Reaction-Distillation Tower (RD tower). At the relatively low temperature, the acetophenone is oxidized to the reaction temperature and the acetophenone is distilled at the lower temperature to reduce the loss to the bottom. The liquid from the lower part enters the separation column to separate acetophenone and benzoic acid, and then acetophenone and acetic acid are injected again into the distillation column.

본 발명에 의한 또 다른 실시예에 따르면 상기 증류탑의 상단에서 산화반응을, 하단에서 증류를 수행하여 아세트산 용매만을 선택적으로 상단으로 증류시킬 수 있다. 이를 통해 하단으로 발생하는 생성물을 최소화하고 이후 단계의 부피를 줄일 수 있다. 상기 반응증류공정은 도 4에 도시되어 있다.According to another embodiment of the present invention, the oxidation reaction may be performed at the upper end of the distillation column, and the lower portion may be distilled to selectively distill only the acetic acid solvent. This minimizes the bottom product and reduces the volume of subsequent steps. The reactive distillation process is illustrated in FIG.

상기 증류탑 하단의 생성물을 추가적인 분리공정을 거친 후 상기 증류탑의 상단의 분리물을 반응기로 리사이클시켜 재활용할 수 있다. 상기 증류는 100~140℃의 온도 및 0.1~50기압에서 수행하는 것이 바람직하다.After the product at the bottom of the distillation column is subjected to an additional separation process, the upper product of the distillation column can be recycled to the reactor for recycling. The distillation is preferably carried out at a temperature of 100 to 140 ° C. and a pressure of 0.1 to 50 atm.

상기 증류탑 하단의 생성물을 고체-액체 분리공정을 거친 후 고체상태의 벤조산을 수득하고 액체상태의 물질을 반응기로 리사이클시켜 재활용할 수 있다.After the product at the bottom of the distillation column is subjected to a solid-liquid separation process, the benzoic acid in a solid state can be obtained and the liquid state material can be recycled to the reactor for recycling.

본 발명에 의한 아세토페논은 순수한 아세토페논이거나 공장에서 아세토페논이 주 부산물로 발생하는 혼합물, 즉 조(crude) 아세토페논일 수 있다.The acetophenone according to the present invention may be pure acetophenone or a mixture, i.e., a crude acetophenone, in which acetophenone is produced as a main by-product in a factory.

본 발명에서 아세토페논의 산화반응에 사용하는 촉매는 망간 무수화물 또는 망간 수화물일 수 있으며, 망간 무수화물의 바람직한 일례로는 질산망간(Mn(NO3)2), 아세트망간(Mn(CH3COO)2), 염화망간(MnCl2), 황산망간(MnSO4) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있으며, 망간 수화물은 질산망간 수화물(Mn(NO3)2·xH2O, x는 1~4의 정수) 또는 아세트망간 수화물(Mn(CH3COO)2·xH2O, x는 1~4의 정수)일 수 있다. 질산망간과 아세트망간은 4수화물의 형태가 가능하다(Mn(NO3)2·4H2O, Mn(CH3COO)2·4H2O).In the present invention the catalyst used in acetophenone oxidation reaction may be a manganese anhydride or magnesium hydrate, the preferred example of a manganese anhydride is manganese nitrate (Mn (NO 3) 2) , acetamide manganese (Mn (CH 3 COO ) 2), manganese chloride (MnCl 2), manganese sulfate (MnSO 4) and may be selected from the group consisting of a mixture thereof, manganese hydrate of manganese nitrate hydrate (Mn (NO 3) 2 · xH 2 O, x is 1 to 4) or acetal manganese hydrate (Mn (CH 3 COO) 2 .xH 2 O, x is an integer of 1 to 4). Manganese nitrate and acetal manganese can be in the form of a hexahydrate (Mn (NO 3 ) 2 .4H 2 O, Mn (CH 3 COO) 2 .4H 2 O).

상기 산화반응은 공기나 산소를 산화제로 사용하며 절대압력으로 0.1~50기압, 바람직하게는 1~10기압에서 수행할 수 있다. 0.1기압 미만의 압력에서 수행할 경우에는 산화제의 양이 부족하여 촉매의 활성화가 부족해지는 문제점이 있으며, 50기압을 초과할 경우에는 반응기가 고압을 견뎌야 하기 때문에 반응기 가격이 올라가는 문제점이 있다.The oxidation reaction may be performed at an absolute pressure of 0.1 to 50 atm, preferably 1 to 10 atm, using air or oxygen as an oxidizing agent. If the pressure is less than 0.1 atm, the amount of the oxidizing agent is insufficient to activate the catalyst. If the pressure exceeds 50 atm, the reactor must withstand the high pressure.

상기 산화반응에서 반응물의 온도는 50~150℃, 바람직하게는 90~110℃일 수 있으며, 가장 바람직하게는 95~105℃일 수 있다. 아세토페논의 전환율이 최대가 되는 100℃에서 반응물의 탈수축합도와 환원도가 최소가 되고 벤조산의 선택도가 최대가 된다. 상기 범위의 온도에서 망간이온의 산화력이 높아서 이로 인해 벤조산의 재환원이 억제되며 반응식 1에서 반응이 정방향으로 우세하게 일어나 반응물의 탈수축합이 억제된다.In the oxidation reaction, the temperature of the reactant may be 50-150 ° C, preferably 90-110 ° C, and most preferably 95-105 ° C. The dehydration condensation and reduction degree of the reactants are minimized at 100 ° C., which maximizes the conversion of acetophenone, and the selectivity of benzoic acid is maximized. The oxidation power of manganese ions is high at the above-mentioned temperature range, thereby inhibiting the recycle of benzoic acid, and the reaction proceeds predominantly in the forward direction in the reaction formula 1, and dehydration condensation of the reaction is inhibited.

상기 증류단계의 압력은 절대압력으로 0.01~10기압에서, 온도는 50~300℃의 온도에서 진행할 수 있다. 300℃ 초과의 증류온도에서는 반응 및 생성물의 부반응으로 인해 벤조산의 수율이 급락할 수 있으며 0.01기압 미만의 압력을 유지하는 것은 비효율적일 수 있다. 압력에 따라서 바람직한 증류온도의 범위가 변동될 수 있다. 예를 들면, 상압일 경우에는 바람직한 증류온도는 190℃ 이상 195℃ 미만의 온도일 수 있다.The distillation step may be carried out at a pressure of 0.01 to 10 atm under absolute pressure and at a temperature of 50 to 300 ° C. At distillation temperatures above 300 < 0 > C, the yield of benzoic acid may drop sharply due to side reactions of the reaction and product, and maintaining pressures below 0.01 atmospheres may be inefficient. The range of the desired distillation temperature may vary depending on the pressure. For example, in the case of normal pressure, a preferable distillation temperature may be a temperature of 190 占 폚 or more and less than 195 占 폚.

상기 산화반응에서 아세토페논의 양은 용매인 아세트산의 부피 대비 1~30%의 부피비율일 수 있다. 1%의 부피비율 미만의 아세토페논을 첨가할 경우에는 같은 부피의 아세토페논을 산화시키기 위해 과량의 아세트산이 필요하기 때문에 비용적인 측면에서 문제점이 있을 수 있으며, 30%의 부피비율을 초과할 경우에는 아세트산 내에 생성물인 벤조산이 일부가 용해되지 않는다는 문제점이 있다.The amount of acetophenone in the oxidation reaction may be 1 to 30% by volume relative to the volume of the solvent acetic acid. When acetophenone of less than 1% by volume is added, excessive acetic acid is required to oxidize the same volume of acetophenone, which may be problematic in terms of cost. If the volume ratio exceeds 30% There is a problem that a part of benzoic acid as a product in acetic acid is not dissolved.

상기 산화반응에서 촉매의 양은 반응물인 아세토페논의 몰수 대비 0.1~10%의 몰비율일 수 있다. 0.1%의 부피비율 미만의 촉매를 첨가할 경우에는 상대적으로 부족한 촉매의 양으로 인하 아세토페논이 충분히 산화되지 못한다는 문제점이 있으며, 10%의 부피비율을 초과할 경우에는 늘어난 촉매의 양 대비 아세토페논의 전환율이 증가하지 않기 때문에 경제적으로 비효율적이라는 문제점이 있다.The amount of the catalyst in the oxidation reaction may be a molar ratio of 0.1-10% to the molar amount of the acetophenone as the reactant. When the catalyst is added at a volume ratio of less than 0.1%, there is a problem that the acetophenone can not be sufficiently oxidized by reducing the amount of the catalyst, which is relatively insufficient. When the volume ratio exceeds 10% There is a problem in that it is economically inefficient because the conversation rate does not increase.

상기 범위의 양의 촉매에 있어서, 촉매의 양이 증가할수록 아세토페논의 전환율과 벤조산의 선택도가 최대가 되며 반응물의 환원도와 탈수축합도가 최소가 된다. 아세토페논의 산화제로서 역할을 하는 망간이온의 양이 증가함으로 인해 반응물의 산화도가 늘어나 반대로 환원도가 줄어들게 되고 반응식 1에서 더 많은 정방향으로의 반응이 일어나 탈수축합을 억제한다.As the amount of the catalyst increases, the conversion of acetophenone and the selectivity of benzoic acid become maximum, and the reduction and dehydration condensation of the reactant are minimized. As the amount of manganese ions acting as an oxidizing agent for acetophenone increases, the degree of oxidation of the reactant increases, conversely, the degree of reduction decreases, and more forward reaction occurs in the reaction formula 1 to inhibit dehydration condensation.

상기 산화 반응의 pH는 0.01~5일 수 있으며, 바람직하게는 0.01~2일 수 있다. pH 0.01 미만일 경우에는 반웅물의 높은 산도로 인해 반응기 등이 부식될 수 있는 문제점이 있으며, pH 5를 초과할 경우에는 촉매의 반응활성력이 없어진다는 문제점이 있다.The pH of the oxidation reaction may be 0.01 to 5, preferably 0.01 to 2. When the pH is less than 0.01, there is a problem that the reactor or the like may be corroded due to the high acidity of the water, and when the pH is more than 5, the reaction activity of the catalyst is lost.

상기 산화반응에서 반응시간은 온도가 올라간 후 1~24시간 동안 진행할 수 있다.In the oxidation reaction, the reaction time may be 1 to 24 hours after the temperature rises.

상기 산화반응으로 아세토페논을 벤조산으로 전환시킬 경우, 부산물로 포름산(CH2O2), 벤즈알데히드(C7H6O, Benzaldehyde(BZ)), 디페닐에탄디온(C14H10O2 , Diphenyethanedione(DE)), 페닐아세테이트(C10H10O3 , Phenyl Acetate(PA)), 2-벤졸옥시-1-페닐 에타논(C14H10O3, 2-(benzoyloxy)-1-phenyl ethanone, 2B1P)이 주로 생성될 수 있다.When acetophenone is converted into benzoic acid by the oxidation reaction, formic acid (CH 2 O 2 ), benzaldehyde (C 7 H 6 O, benzaldehyde (BZ)), diphenylethanedione (C 14 H 10 O 2 , diphenyethanedione (DE)), phenyl acetate (C 10 H 10 O 3, phenyl acetate (PA)), 2- benzoyl-oxy-1-phenyl-ethanone (C 14 H 10 O 3, 2- (benzoyloxy) -1-phenyl ethanone , 2B1P) can be mainly generated.

상기 부산물 중 포름산은 아세토페논이 벤조산으로 산화되는 과정에서 떨어져 형성된 포름알데히드가 산화되어 생성되고 PA는 생성된 벤조산이 용매인 아세트산과 탈수축합하여 생성된다. 상기 부산물 중 BZ는 산화로 생성된 벤조산이 다시 환원되어 생성되고 DE은 이 환원된 BZ가 벤조산과 탈수축합하여 생성된다. 그리고 2B1P는 벤조산끼리 탈수축합하여 생성된다. 상기 부산물 중 벤조산이 환원되어 형성되는 BZ와 DE의 선택도의 합으로 반응물의 전체적인 환원도를 계산할 수 있다. 그리고 벤조산이 탈수축합하여 생성되는 DE와 PA와 2B1P의 선택도의 합으로 반응물의 전체적인 탈수축합도를 계산할 수 있다.Formic acid in the by-product is formed by oxidation of formaldehyde formed in the course of the oxidation of acetophenone to benzoic acid, and PA is formed by dehydration condensation with benzoic acid, which is a solvent, as a solvent. Among the byproducts, BZ is produced by reduction of benzoic acid produced by oxidation, and DE is produced by dehydration condensation of the reduced BZ with benzoic acid. And 2B1P is produced by dehydration condensation of benzoic acid. The total reduction degree of the reactant can be calculated by the sum of the selectivities of BZ and DE formed by reduction of benzoic acid in the byproduct. The total dehydration condensation of the reactants can be calculated from the sum of the selectivities of DE, PA and 2B1P produced by dehydration condensation of benzoic acid.

상기 산화반응에서 아세토페논의 전환율 또는 벤조산의 수율은 온도와 압력, 촉매의 양, 초기 pH의 변화에 따라 변할 수 있으며 이에 따른 부산물의 수율도 각각 변할 수 있다.In the oxidation reaction, the conversion of acetophenone or the yield of benzoic acid may vary with changes in temperature, pressure, amount of catalyst, and initial pH, and the yield of byproducts may vary.

상기 산화반응에서 아세토페논의 전환율 또는 벤조산의 수율이 더 높은 반응조건일수록 반응물의 환원도 및 탈수축합도가 줄어든다.In the oxidation reaction, the higher the conversion of acetophenone or the higher yield of benzoic acid, the lower the degree of reduction and dehydration condensation of the reaction product.

상기 산화반응에서 촉매를 수화물의 형태로 사용할 경우 반응물의 탈수축합도를 억제해 벤조산의 선택도가 더 높아져 벤조산의 수율을 높이는 효율적인 방향으로 반응을 진행할 수 있다. 그리고 늘어난 벤조산의 생성으로 인해 반응물의 pH가 감소해 반응식 1이 정방향으로 더 원활하게 일어나 아세토페논의 전환율의 증가와 반응물의 환원도의 감소로 이어진다. 상기 산화반응에서 수화물을 촉매로 사용하는 경우 바람직한 촉매의 양은 아세토페논 대비 0.8~1.2몰%일 수 있다.When the catalyst is used in the form of a hydrate in the oxidation reaction, the degree of dehydration condensation of the reactant is suppressed and the selectivity of benzoic acid is further increased, so that the reaction proceeds in an efficient direction to increase the yield of benzoic acid. And the increased pH of the reactants due to the increased production of benzoic acid leads to a more smooth reaction in the positive direction, leading to an increase in the conversion of acetophenone and a reduction in the degree of reduction of the reactants. When the hydrate is used as a catalyst in the oxidation reaction, the amount of the catalyst may be 0.8-1.2 mol% based on acetophenone.

상기 산화반응에서 혼합물 내에 포함된 아세토페논을 사용하는 경우 아세토페논 이외에 포함되어 있는 부산물은 산화프로필렌의 제조과정에서 생길 수 있는 디프로필렌글리콜 또는 트리프로필렌글리콜이 포함될 수 있다.When the acetophenone contained in the mixture is used in the oxidation reaction, the byproducts contained in addition to acetophenone may include dipropylene glycol or tripropylene glycol which may be generated during the production of propylene oxide.

상기 혼합물에서 상기 조 아세토페논은 아세토페논 100중량부에 대하여 1~100중량부의 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글레콜, 큐민, 에틸벤젠, 메탄올, 아세톤, 1-프로판올 및 포름알데히드로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 디프로필렌글리콜과 트리프로필렌글리콜을 각각 아세토페논 대비 1~100%의 질량비율로 포함할 수 있다.In this mixture, the crude acetophenone may be used in an amount of 1 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of acetophenone, of propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, cumene, ethylbenzene, methanol, acetone, 1-propanol and formaldehyde . Preferably, dipropylene glycol and tripropylene glycol may be contained in a mass ratio of 1 to 100% relative to acetophenone, respectively.

상기 혼합물로 산화반응을 진행할 경우 디프로필렌글리콜과 트리프로필렌글리콜은 대부분 프로필렌글리콜과 1,3-프로판디올로 가수분해되고 이들끼리 다시 탈수축합을 통해 다른 형태로 생성될 수 있다.When the oxidation reaction is carried out with the above mixture, dipropylene glycol and tripropylene glycol are mostly hydrolyzed with propylene glycol and 1,3-propanediol and can be formed into other forms by dehydration condensation between them.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

2 Mn2 + + 2 H+ + (1/2) O2 → 2 Mn3 + + H2O2 Mn 2 + + 2 H + + (1/2) O 2 ? 2 Mn 3 + + H 2 O

아세토페논이 벤조산으로 산화되기 전에 반응식 1과 같은 반응을 거쳐 반응물 내에 염 형태로 추가된 망간 2가이온이 망간 3가이온으로 산화된다. 산화된 망간이온은 아세토페논을 산화시킨 후 다시 망간 2가이온으로 환원되고 기체 상에 산소에 의해 재산화된다.Before the acetophenone is oxidized to benzoic acid, the manganese divalent ions added in the form of salts in the reaction through the reaction as shown in the reaction scheme 1 are oxidized to manganese trivalent ions. Oxidized manganese ions are oxidized to acetophenone and then reduced to manganese divalent ions and reoxidized by oxygen on the gas phase.

또한, 본 발명은 생성된 벤조산 중에서 아세토페논 대비 0.01~10중량%의 벤조산을 리사이클링(recycling)시킬 수 있다.The present invention can also recycle 0.01 to 10% by weight of benzoic acid relative to acetophenone in the resulting benzoic acid.

본 발명에 있어서, 망간염 촉매를 공기나 산소 하에서 산화시키는 단계를 포함할 수 있다(이하 활성화반응).In the present invention, it may include a step of oxidizing the manganese salt catalyst under air or oxygen Activated reaction).

상기 촉매의 활성화반응은 산화 반응온도보다 낮은 온도, 바람직하게는 0℃ 초과 10℃ 이하의 낮은 온도 및 0.1~50기압에서 수행할 수 있다.The activation reaction of the catalyst can be carried out at a temperature lower than the oxidation reaction temperature, preferably at a low temperature of from 0 ° C to 10 ° C and at a pressure of from 0.1 to 50 atm.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

[실시예][Example]

실시예Example 1:  One: 부반응Side reaction 실험 Experiment

아세토페논 및 벤조산의 열안정성을 측정하기 위한 방법을 아래와 같이 구체적으로 기재한다.A method for measuring the thermal stability of acetophenone and benzoic acid will be specifically described as follows.

플라스크에 아세토페논과 벤조산만을 혼합한 후 맨틀로 특정 온도까지 가열시킨 후 3시간 동안 액상을 반응시켰다. 반응 후의 액상은 On-line GC(Agilent 7890A) 및 Gas chromatography-Mass Spectrometer(Clarus 600 series + TurboMatrix HSS Trap)를 통해 정성분석을 진행하였다. 195℃와 220℃에서 진행한 반응물의 GC 분석 결과는 도 5의 좌측에, 질량 분석계(mass-spectrometer)를 통해 측정된 생성물은 도 5의 우측에 나타내었다.The flask was mixed with only acetophenone and benzoic acid, heated to a specific temperature in the mantle, and reacted with the liquid for 3 hours. After the reaction, the liquid phase was subjected to qualitative analysis through On-line GC (Agilent 7890A) and Gas chromatography-Mass Spectrometer (Clarus 600 series + TurboMatrix HSS Trap). The results of the GC analysis of the reactants at 195 ° C and 220 ° C are shown on the left side of FIG. 5, and the products measured through the mass spectrometer are shown on the right side of FIG.

220℃에서는 탈수축합반응 등의 이유로 탄소수가 16인 분자가 생성되었음을 도 5를 통해 확인할 수 있다. 반응물인 아세토페논은 탄소수가 8이고 벤조산은 7이기 때문에 이 온도에서는 벤조산이 아닌 아세토페논이 자체적으로 축합되는 것으로 추정된다. 195℃ 미만의 온도에서는 탈수축합반응이 발생하지 않으며 아세토페논을 선택적으로 증류하기 위한 온도 역시 195℃ 미만의 온도여야 한다.It can be seen from FIG. 5 that a molecule having a carbon number of 16 was generated at 220 ° C due to the dehydration condensation reaction and the like. Acetophenone as a reactant has a carbon number of 8 and a benzoic acid of 7, and it is presumed that acetophenone, which is not benzoic acid, is condensed at this temperature. The dehydration condensation reaction does not occur at a temperature lower than 195 DEG C and the temperature for selective distillation of acetophenone should also be lower than 195 DEG C. [

실시예Example 2: 아세토페논의 선택적 증류 실험 2: Selective distillation experiment of acetophenone

벤조산과의 혼합물에서 아세토페논을 선택적으로 증류시킬 수 있는 최적의 온도를 설정하는 방법을 아래와 같이 구체적으로 기재한다.A method for setting an optimum temperature for selectively distilling acetophenone in a mixture with benzoic acid will be specifically described as follows.

도 1과 같이 설치한 증류용 유리반응기의 하단에 아세토페논과 벤조산을 혼합하고 상단에는 30mL의 에탄올을 주입하였다. 이후 상단의 온도는 상온에 유지한 채 하단을 맨틀로 특정 온도까지 가열시킨 후 3시간동안 유지시키면서 하단의 액상을 상단으로 증류시켰다.Acetophenone and benzoic acid were mixed at the lower end of the glass reactor for distillation installed as shown in FIG. 1, and 30 mL of ethanol was injected into the upper portion. The temperature at the upper end was maintained at room temperature while the lower end was heated to a specific temperature with the mantle, and the liquid phase at the lower end was distilled to the upper part while being maintained for 3 hours.

반응 후의 상단의 액상은 온-라인(On-line) GC를 통해 정량 및 정성분석을 진행하였다. 온도에 따른 상단의 액상 조성은 도 6에 나타내었다.The liquid phase at the top of the reaction was subjected to quantitative and qualitative analysis via on-line GC. The liquid phase composition at the top according to temperature is shown in FIG.

도 6의 결과로부터 상압에서 180℃에서는 거의 상단으로 증류되지 않은 아세토페논이 190℃에서는 유의미한 양이 증류된 것을 확인할 수 있었다. 190℃에서도 상단에서 벤조산이 검출되지는 않았다.From the results of FIG. 6, it can be seen that a significant amount of acetophenone, which has not been distilled at the uppermost stage at 180 ° C at normal pressure, is distilled at 190 ° C. Benzoic acid was not detected at the top even at 190 占 폚.

실시예Example 3 3

반응증류를 통해 아세토페논을 벤조산으로 산화시키기 위한 방법을 아래와 같이 구체적으로 기재한다.A method for oxidizing acetophenone to benzoic acid through reactive distillation will be specifically described below.

설치한 증류용 유리반응기의 상단에 아세토페논 3.15mL, 아세트산 27mL, 아세트망간 4수화물 0.1104g을 주입하고 50mL/min의 산소 주입하에 95℃까지 승온하였다. 하단에는 6.3mL의 아세토페논과 8mL의 아세트산을 주입한 후 190℃까지 승온시켰다. 상단이 온도에 도달한 지 1시간 30분이 지나면 추가로 아세트산을 3mL 주입해 상하단 증류를 원활하게 한 후 추가로 1시간 30분동안 반응을 진행하였다.3.15 mL of acetophenone, 27 mL of acetic acid, and 0.1104 g of acetic acid manganese tetrahydrate were injected into the upper portion of the installed glass reactor for distillation, and the temperature was elevated to 95 DEG C under oxygen injection at 50 mL / min. In the lower part, 6.3 mL of acetophenone and 8 mL of acetic acid were injected, and the temperature was raised to 190 ° C. After 1 hour and 30 minutes after reaching the upper temperature, additional 3 mL of acetic acid was added to facilitate the upper and lower distillation, and the reaction was further conducted for 1 hour and 30 minutes.

반응 후의 상단의 액상은 온-라인(On-line) GC를 통해 정량 및 정성분석을 진행하였다. 하단에서 증류를 진행한 실험군과 증류 없이 반응만 상기와 동일한 조건으로 진행한 대조군의 실험 결과는 도 7에 나타내었다.The liquid phase at the top of the reaction was subjected to quantitative and qualitative analysis via on-line GC. FIG. 7 shows the results of the experimental group subjected to the distillation at the bottom and the experimental results of the control group in which the reaction was carried out under the same conditions as above without the distillation.

도 7에서 나타낸 바와 같이, 대조군에서는 3.15mL의 아세토페논 중 1.98mL가 전환되었으며 벤조산으로의 선택도는 93.13%로 측정되었다. 반면 반응증류 실험군에서는 추가적인 아세토페논의 공급으로 인해 전환량이 2.23mL로 기존 아세토페논 주입량 대비 8% 가량을 더 반응시킬 수 있었으며 벤조산으로의 선택도는 93.09%로 일정하였다.As shown in Fig. 7, 1.98 mL of 3.15 mL of acetophenone was converted in the control group, and the selectivity to benzoic acid was measured to be 93.13%. On the other hand, in the reactive distillation experiment group, the addition amount of acetophenone resulted in the conversion of 2.23 mL, which was 8% more than that of the conventional acetophenone, and the selectivity to benzoic acid was constant at 93.09%.

실시예Example 4: 촉매 활성화 실험 4: Catalytic Activation Experiment

촉매인 망간염을 빠르게 활성화시키는 방법을 아래와 같이 구체적으로 기재한다.A method of rapidly activating manganese chloride, which is a catalyst, will be described in detail as follows.

플라스크에 아세트산 27mL, 아세트망간 4수화물 0.1104g을 주입하고 50mL/min의 산소 주입하에 승온하였다. 설정된 온도에 도달하면 아세토페논을 3.15mL 주입해 반응을 시작한지 10분과 7시간 후에 샘플링을 진행하였다.27 ml of acetic acid and 0.1104 g of acetic acid manganese tetrahydrate were charged into the flask, and the temperature was raised under oxygen injection of 50 mL / min. When the set temperature was reached, 3.15 mL of acetophenone was injected and sampling was performed 10 minutes and 7 hours after the reaction was started.

반응 후의 액상은 On-line GC를 통해 정량 및 정성분석을 진행하였다. 온도에 따른 아세토페논의 전환율에 관한 실험 결과는 도 8에 나타내었다.After the reaction, the liquid phase was subjected to quantitative and qualitative analysis through on-line GC. Experimental results on acetophenone conversion by temperature are shown in FIG.

도 8에 나타낸 바와 같이, 아세토페논의 전환율은 100℃에 근접할수록 높아지는 경향을 보이지만 반응 초반에는 100℃보다 좀 낮은 온도에서 더 높은 전환율을 보인다는 것을 알 수 있다. 촉매의 활성도는 100℃에서 가장 높게 나타나지만 활성화되기 시작하는 시간은 92℃에서 가장 빠르다.As shown in FIG. 8, the conversion rate of acetophenone tends to increase as the temperature approaches 100 ° C., but it can be seen that the conversion is higher at a temperature lower than 100 ° C. in the early stage of the reaction. The activity of the catalyst is highest at 100 ° C, but the activation time is the fastest at 92 ° C.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereto will be. Accordingly, the actual scope of the invention will be defined by the claims and their equivalents.

Claims (19)

아세트산 용매 및 망간염 촉매의 존재하에 아세토페논을 산화시켜 벤조산을 수득한 다음, 용매와 미반응 아세토페논과 벤조산의 혼합물을 증류시켜 벤조산을 회수하는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
Oxidizing acetophenone in the presence of an acetic acid solvent and a manganese salt catalyst to obtain a benzoic acid and then distilling a mixture of the solvent and unreacted acetophenone and benzoic acid to recover the benzoic acid.
제1항에 있어서, 연속교반탱크반응기(CSTR)와 증류탑이 연결된 반응증류장치에서 산화공정과 증류공정이 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The process for producing benzoic acid according to claim 1, wherein an oxidation process and a distillation process are sequentially performed in a reactive distillation apparatus in which a continuous stirred tank reactor (CSTR) and a distillation column are connected.
제1항에 있어서, 상기 반응증류장치는 반응기가 증류탑 상부에 위치해 있고 아세토페논이 상부에 공급되고 반응된 벤조산이 증류탑으로 역류해 증류탑 하단에서 벤조산이 수득되는 연속반응증류장치인 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The reaction distillation apparatus according to claim 1, wherein the reactive distillation apparatus is a continuous reaction distillation apparatus in which a reactor is located at the top of a distillation column, acetophenone is fed to the top, and benzoic acid reacted to the distillation tower and benzoic acid is obtained at the bottom of the distillation tower. ≪ / RTI >
제1항에 있어서, 상기 증류탑의 상단에서 산화반응을, 하단에서 증류를 수행하여 아세토페논을 추가로 반응시키고, 아세트산 용매만을 선택적으로 상단으로 증류시키는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The process for producing benzoic acid according to claim 1, wherein the oxidation reaction is carried out at the upper end of the distillation column and the acetophenone is further distilled at the lower end to selectively distill only the acetic acid solvent.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증류탑 하단의 생성물을 추가적인 분리공정을 거친 후 상기 증류탑의 상단의 분리물을 반응기로 리사이클시키는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
5. The process for producing benzoic acid according to any one of claims 1 to 4, wherein the product at the bottom of the distillation column is subjected to an additional separation process, and the separated product at the upper end of the distillation column is recycled to the reactor.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증류는 100~140℃의 온도 및 0.1~50기압에서 수행하는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The process for producing benzoic acid according to any one of claims 1 to 4, wherein the distillation is carried out at a temperature of 100 to 140 캜 and a pressure of 0.1 to 50 atm.
제4항에 있어서, 상기 증류탑 하단의 생성물을 고체-액체 분리공정을 거친 후 고체상태의 벤조산을 수득하고 액체상태의 물질을 반응기로 리사이클시키는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
5. The process for producing benzoic acid according to claim 4, wherein the product at the bottom of the distillation column is subjected to a solid-liquid separation process to obtain a benzoic acid in a solid state, and a liquid substance is recycled to the reactor.
제1항에 있어서, 상기 아세토페논은 조(crude) 아세토페논인 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The process for producing benzoic acid according to claim 1, wherein the acetophenone is crude acetophenone.
제1항에 있어서, 상기 망간염 촉매는 망간 무수화물 또는 망간 수화물인 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The process for preparing benzoic acid according to claim 1, wherein the manganese salt catalyst is manganese anhydride or manganese hydrate.
제9항에 있어서, 상기 망간 무수화물은 질산망간(Mn(NO3)2), 아세트망간(Mn(CH3COO)2), 염화망간(MnCl2), 황산망간(Mn(SO4)2) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되고, 상기 망간 수화물은 질산망간 수화물(Mn(NO3)2·xH2O, x는 1~4의 정수) 또는 아세트망간 수화물(Mn(CH3COO)2·xH2O, x는 1~4의 정수)인 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
10. The method of claim 9, wherein the manganese anhydride is manganese nitrate (Mn (NO 3) 2) , acetamide manganese (Mn (CH 3 COO) 2 ), manganese chloride (MnCl 2), manganese sulfate (Mn (SO 4) 2 (Mn (NO 3 ) 2 .xH 2 O, x is an integer of 1 to 4) or acet manganese hydrate (Mn (CH 3 COO)), and mixtures thereof. The manganese hydrate is selected from the group consisting of manganese nitrate hydrate 2 xH 2 O, and x is an integer of 1 to 4).
제1항에 있어서, 상기 아세트산 용매 대비 1~30% 부피비율의 아세토페논을 첨가하는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The process for producing benzoic acid according to claim 1, wherein acetophenone is added in an amount of 1 to 30% by volume relative to the acetic acid solvent.
제1항에 있어서, 상기 아세토페논 대비 0.1~10% 몰비율의 망간염 촉매를 첨가하는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The process for preparing benzoic acid according to claim 1, wherein the manganese salt catalyst is added in a molar ratio of 0.1 to 10% based on the acetophenone.
제1항에 있어서, 상기 아세토페논은 아세토페논 100중량부에 대하여 1~100중량부의 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글레콜, 큐민, 에틸벤젠, 메탄올, 아세톤, 1-프로판올 및 포름알데히드로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하는 벤조산의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the acetophenone is used in an amount of 1 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of acetophenone, of propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, cumene, ethylbenzene, methanol, acetone, 1-propanol and formaldehyde Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
제8항에 있어서, 상기 조 아세토페논은 디프로필렌글리콜 및 트리프로필렌글리콜을 포함하는 벤조산의 제조방법.
9. The process according to claim 8, wherein the crude acetophenone comprises dipropylene glycol and tripropylene glycol.
제1항에 있어서, 상기 산화는 50~150℃의 온도 및 0.1~50기압에서 수행하고, 상기 증류는 50~300℃의 온도 및 0.01~10기압에서 수행하는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
2. The method of claim 1, wherein the oxidation is carried out at a temperature of from 50 to 150 DEG C and at a pressure of from 0.1 to 50 atm, and the distillation is carried out at a temperature of from 50 to 300 DEG C and at a pressure of from 0.01 to 10 atm.
제1항에 있어서, 상기 산화 반응의 pH는 0.01~5인 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The process for producing benzoic acid according to claim 1, wherein the pH of the oxidation reaction is 0.01-5.
제1항에 있어서, 생성된 벤조산 중에서 아세토페논 대비 0.01~10중량%의 벤조산을 리사이클링(recycling)시키는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
The process for producing benzoic acid according to claim 1, wherein 0.01 to 10% by weight of benzoic acid is recycled to the acetophenone in the produced benzoic acid.
제15항에 있어서, 상기 촉매는 산화 반응온도보다 낮은 온도에서 활성화시킨 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.
16. The process for producing benzoic acid according to claim 15, wherein the catalyst is activated at a temperature lower than the oxidation reaction temperature.
제18항에 있어서, 상기 활성화는 산화 반응온도보다 0~10℃ 낮고, 0.1~50기압에서 수행하는 것을 특징으로 하는 벤조산의 제조방법.The process for producing benzoic acid according to claim 18, wherein the activation is carried out at a temperature of 0 to 10 ° C lower than the oxidation reaction temperature and at a pressure of 0.1 to 50 atm.
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