KR840001723B1 - Process for the preparation of carboxylic peracids - Google Patents

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KR840001723B1
KR840001723B1 KR7900928A KR790000928A KR840001723B1 KR 840001723 B1 KR840001723 B1 KR 840001723B1 KR 7900928 A KR7900928 A KR 7900928A KR 790000928 A KR790000928 A KR 790000928A KR 840001723 B1 KR840001723 B1 KR 840001723B1
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하아디 니콜라스
레로 루크
왈레벤스 레네
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진반데 브란덴데 리이츠 다니엘 파스트레츠
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Abstract

The H2O2 oxidn. of alkanoic acids to peralkanoic acids was catalyzed by H2SO4, RSO3H(R=alkyl, aryl, aralkyl, alkaryl), H3PO4, acid phosphate esters, and MeCOCH(SO3H)CO2H. Thus, EtCO2H was treated with 70% H2O2 and 45% H2SO4 in ClCH2CHClMe at 39oC to yield EtC(0)OOH.

Description

과카르복실산의 제조방법Method for producing percarboxylic acid

본 도면은 본 발명의 방법을 연속적으로 실시하기 위한 장치의 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram of an apparatus for continuously implementing the method of the present invention.

본 발명은 촉매의 존재하에 대응하는 카르복실산을 과산화수소와 반응시켜서 과카르복실산을 연속적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for continuously producing percarboxylic acid by reacting a corresponding carboxylic acid with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst.

황산과 같은 소량의 촉매 존재하에 대응하는 카르복실산을 일반적으로 수용액의 형태로 사용되는 과산화수소와 반응시켜서 과카르복실산을 제조하는 것은 공지되어 있다.It is known to produce percarboxylic acids by reacting the corresponding carboxylic acids in the presence of a small amount of catalyst, such as sulfuric acid, with hydrogen peroxide, usually used in the form of an aqueous solution.

이러한 반응은 물을 생성시킨다. 과카르복실산을 무수형태로 직접 얻기 위하여 미국특허 제2,814,614호에서는 물과 최저 비점 공비 혼합물을 형성할 수 있는 용제의 존재하에, 이 반응을 행한다. 또한 공비혼합물의 중류에 의하여, 반응으로 생성된 물을 제거하거나 반응성분의 희석용 물을 제거하는 방법이 제안되었다.This reaction produces water. In order to obtain percarboxylic acid directly in anhydrous form, US Pat. No. 2,814,614 performs this reaction in the presence of a solvent capable of forming the lowest boiling azeotropic mixture with water. In addition, by the midstream of the azeotrope, a method of removing water generated by the reaction or removing water for dilution of reactive components has been proposed.

이러한 공지의 방법에는 몇가지 중대한 결점을 가지고 있다. 실제로, 반응혼합물내에 존재하는 과산화 화합물(과산화수소와 과카르복실산)의 비율은 대단히 크며, 반응과 공비증류가 진행됨에 따라서 증가한다. 이것은 반응을 실시할 때 폭발할 위험을 내포한다.This known method has some serious drawbacks. In practice, the proportion of peroxide compounds (hydrogen peroxide and percarboxylic acid) present in the reaction mixture is very large and increases as the reaction and azeotropic distillation proceeds. This poses a risk of explosion when carrying out the reaction.

또한 공지 방법에서는, 공정의 종료시에 촉매가 과산의 유기용매내에 존재하므로, 이러한 촉매를 제거할 필요가 있는데 이러한 제거는 극히 어렵다. 과산의 유기용액내에 사용이 끝난 촉매가 존재하는 것은, 이 용액을 에폭시화제로서 사용하는 것과 같이 이러한 용액의 다음 용도에 대단히 나쁜 영향을 주는 것을 알 수 있다. 또한 이 방법은 촉매를 회수할 수 없기 때문에 촉매의 소비가 커진다. 그러므로 과산의 유기용액내에 존재하는 촉매로 인한 결점을 제한하기 위하여, 사용된 카르복실산 중량의 5%를 초과하지 않고, 비교적 소량의 촉매를 사용할 수 있으나, 이것은 반응속도를 감소시키는 나쁜 결과를 초래한다.In addition, in the known method, since the catalyst is present in the organic solvent of peracid at the end of the process, it is necessary to remove such a catalyst, which is extremely difficult. The presence of the spent catalyst in the organic solution of peracid can be seen to have a very bad effect on the next use of this solution, such as using this solution as an epoxidation agent. In addition, this method increases the consumption of the catalyst because the catalyst cannot be recovered. Therefore, in order to limit the drawbacks due to the catalyst present in the organic solution of peracid, relatively small amounts of catalyst can be used without exceeding 5% of the carboxylic acid weight used, but this results in a bad effect of reducing the reaction rate. do.

과산의 생성반응은 주로 수상에서 일어나고, 이러한 수상은 공비증류로 제고되기 때문에, 과산의 생성속도는 수상손실을 수반하고, 동시에 시간이 실제적으로 감소한다. 따라서 높은 전화율을 얻기 위하여서는 반응시간을 연장해야 한다. 또한 공지방법을 연속적으로 작동하는 장치에서 실시한다는 것은 대단히 곤란하다.Since the formation reaction of peracid occurs mainly in the aqueous phase, and this aqueous phase is promoted by azeotropic distillation, the production rate of peracid involves loss of aqueous phase and at the same time the time actually decreases. Therefore, in order to obtain a high conversion rate, the response time must be extended. It is also very difficult to carry out the known method in a device which operates continuously.

본 발명의 방법은 극히 용이하게 연속적으로 실시할 수 있고, 또한 상술한 모든 결점을 제거하는 방법을 발견했다.The method of the present invention can be carried out very easily and continuously, and a method of eliminating all the above-mentioned drawbacks has been found.

본 발명은 촉매의 존재하에 과카르복실산의 용매이고, 또 물과 불균일한 공비혼합물을 형성할 수 있는 불활성 유기용매하에서 대응하는 카르복실산을 과산화수소와 반응시켜 과카르복실산을 연속적으로 제조하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 반응 혼합물내에 존재하는 생성된 물을 물/유기액체 공비혼합물의 증류에 의하여 제거하고, 유기액체를 함유하는 유기상으로 부터 분리된 수상을 생성시키는데 충분한 양의 물을 반응혼합물내에 보유시키므로서 이루어진다. 일반적으로, 반응혼합물내에 보유되는 물의 양은 반응혼합물내의 수상에 대한 유기상의 중량비를 0.05 이상으로 하면 충분하고, 바람직하기로는 0.1 이상일때이고, 가장 좋은 결과는 이 비가 0.2 이상일때 얻는다.The present invention continuously produces percarboxylic acid by reacting a corresponding carboxylic acid with hydrogen peroxide in an inert organic solvent which is a solvent of percarboxylic acid in the presence of a catalyst and can form a heterogeneous azeotrope with water. The method relates to a process in which the resulting water present in the reaction mixture is removed by distillation of a water / organic azeotrope mixture and reacted with an amount of water sufficient to produce an aqueous phase separated from the organic phase containing the organic liquid. By retaining in the mixture. In general, the amount of water retained in the reaction mixture is sufficient when the weight ratio of the organic phase to the aqueous phase in the reaction mixture is 0.05 or more, preferably 0.1 or more, and the best results are obtained when this ratio is 0.2 or more.

대개의 경우, 유기상에 대한 수상의 중량비가 20 이상으로 반응 혼합물내에 물의 양을 보유할 필요는 없다. 이 비는 10이하가 적당하며, 가장 좋은 결과는 5이하일때 얻는다.In most cases it is not necessary to retain the amount of water in the reaction mixture with a weight ratio of the aqueous phase to the organic phase of 20 or more. This ratio should be less than 10, with the best results being less than 5.

수상은 일반적으로 수상 중량의 5~95%, 바람직하기로는 10~70%의 물을 포함하고, 나머지는 실질적으로 반응혼합물의 성분으로 이루어지고, 촉매가 가용성이거나 고체현탁상태가 아닌 경우에는, 주로 과산화수소와 촉매로 구성된다. 또한 수상은 카르복실산의 일부분과 과카르복실산의 일부분을 함유한다.The aqueous phase generally comprises 5 to 95%, preferably 10 to 70%, of the weight of the aqueous phase, with the remainder consisting essentially of the components of the reaction mixture, mainly when the catalyst is soluble or not in a solid suspension. Consists of hydrogen peroxide and a catalyst. The aqueous phase also contains a portion of the carboxylic acid and a portion of the percarboxylic acid.

수상내에 존재하는 물은, 특히 반응으로 부터 또는 반응혼합물의 어떤 성분, 일반적으로 과산화수소의 도입으로 부터 생기고, 촉매를 수용액 형태로 사용하는 경우에는 촉매에서도 생긴다. 물은 필요에 따라 첨가되기도 한다.The water present in the water phase arises, in particular, from the reaction or from the introduction of certain components of the reaction mixture, generally hydrogen peroxide, and also from the catalyst when the catalyst is used in the form of an aqueous solution. Water may be added as needed.

유기상은 일반적으로 유기상 중량의 30~98%, 바람직하기로는 40~95%의 유기액체를 함유하고, 나머지는 반응혼합물의 성분, 주로 카르복실산과 과카르복실산으로 이루어진다.The organic phase generally contains 30 to 98%, preferably 40 to 95% of the organic liquid of the weight of the organic phase and the remainder consists of the components of the reaction mixture, mainly carboxylic and percarboxylic acids.

유기상은 소량의 과산화수소를 함유하고 또 촉매를 사용한 경우에는, 소량의 촉매를 함유하는 가능성이 있다.The organic phase contains a small amount of hydrogen peroxide and, if a catalyst is used, may contain a small amount of catalyst.

일반적으로 유기상내의 과산화수소의 비율은 유기상 중량의 5%를 초과하지 않으며, 유기상중 촉매의 비율은 1%를 초과하지 않는다. 바람직하기로는 유기상중의 과산화수소 및 촉매의 비율은 각각 유기상 중량의 2% 및 0.4%를 초과하지 않는다.In general, the proportion of hydrogen peroxide in the organic phase does not exceed 5% of the weight of the organic phase, and the proportion of catalyst in the organic phase does not exceed 1%. Preferably the proportion of hydrogen peroxide and catalyst in the organic phase does not exceed 2% and 0.4% of the weight of the organic phase, respectively.

반응혼합물에 사용된 유기액체는 반응조건하에서, 반응혼합물의 여러가지 성분에 대하여 불활성이어야 한다. 유기액체는 같은 압력 조건하에서 비점이 반응혼합물중의 다른 성분의 비점이나 반응혼합물 중에서 생성할 수 있는 어떤 다른 공비혼합물의 비점보다 낮고, 최저 비점의 불균일한 공비혼합물을 물과 함께 형성되어야 한다.The organic liquid used in the reaction mixture should be inert to the various components of the reaction mixture under the reaction conditions. The organic liquid must be formed with water to have a boiling point lower than the boiling point of other components in the reaction mixture or of any other azeotropic mixture that can be produced in the reaction mixture under the same pressure conditions.

최종적으로, 유기액체는 반응중에 생성되는 과카르복실산을 용해시킬 수 있어야 하는데, 바람직하기로는 반응조건하에서, 물/리터로 표시한 유기상중의 과카르복실산의 농도가 적어도 0.05배, 바람직하기로는 0.2배로 동등한 정도로 용해되어야 한다.Finally, the organic liquid should be capable of dissolving the percarboxylic acid produced during the reaction, preferably under reaction conditions, the concentration of the percarboxylic acid in the organic phase expressed in water / liter is at least 0.05 times, preferably Should dissolve to an equivalent degree of 0.2 times.

본 발명 방법의 바람직한 실시에 따르면, 반응혼합물의 일부분을 연속적으로 취출(取出)하고, 취출한 부분중의 수성상을 경사분리에 의하여 유기상으로 부터 분리한다. 이러한 방법으로 분리한 수성상을 반응혼합물중에 제도입시키며, 이 방법으로 분리된 유기상이 생성물을 구성한다.According to a preferred practice of the process of the invention, a portion of the reaction mixture is taken out continuously and the aqueous phase in the taken out portion is separated from the organic phase by decantation. The aqueous phase separated in this way is introduced into the reaction mixture, and the organic phase separated in this way constitutes the product.

이러한 실시상태는 물내에 대단히 잘 용해되거나 물에서 용해되는 유기액체를 사용하였을 때 특히 유익하다. 바람직하기로는 선택된 유기액체는 동일한 온도 및 압력조건하에서 유기상내물의 비율이 물/유기액체 공비혼합물내물의 비율보다 작은 유기액체이고, 대개의 경우, 유기상내의 물의 양이 5%이하, 바람직하기로는 1%이하일 때이다. 한편 수상내에 용해된 유기액체의 양은 거의 결정적인 것은 아니고 일반적으로 유기액체는 그 양이 10%, 특히 5%를 초과하지 않도록 선택해야 한다. 또한 유기액체는 경사분리에 의하여 수상과 유기상을 분리할 수 있도록 수성상의 밀도와 유기상의 밀도가 충분히 다르도록 선택해야 한다.This embodiment is particularly beneficial when using organic liquids that dissolve very well in water or dissolve in water. Preferably, the selected organic liquid is an organic liquid in which the ratio of the organic phase content is smaller than the ratio of the water / organic liquid azeotrope mixture under the same temperature and pressure conditions, and in most cases, the amount of water in the organic phase is 5% or less, preferably 1 It is less than%. On the other hand, the amount of organic liquid dissolved in the water phase is rarely critical, and in general, the organic liquid should be selected so that the amount does not exceed 10%, especially 5%. In addition, the organic liquid should be selected such that the density of the aqueous phase and the density of the organic phase are sufficiently different so that the aqueous phase and the organic phase can be separated by decantation.

상기 실시형태의 바람직한 변형에 따르면, 경사분리로 얻은 유기상을 사전에 주성분으로 분리시키지 않고, 그 자체 공지된 방법에 따라 올레핀으로 부터 에폭시드를 제조하는데 사용된다.According to a preferred variant of the above embodiment, the organic phase obtained by decantation is used to prepare the epoxide from the olefin according to a method known per se, without separating in advance into the main component.

이러한 유기상은 일반적으로 5~40%중량의 과카르복실산을 함유한다. 유기상은 에폭시화에 사용하기 전에, 예를 들면 수분과 촉매의 최종미량까지 제거하기 위하여 , 여러가지 처리를 할 수 있다. 그러나 이러한 처리는 필수적인 것이 아니다. 에폭시화 반응중, 에폭시화할 수 있는 올레핀에 대한 과카르복실산의 몰비는 일반적으로 0.01~20이며, 바람직하기로는 0.1~10이다. 소량의 중합억제제, 과카르복실산의 안정제, 금속이온 봉쇄제등과 같은 각종첨가제를 반응혼합물에 첨가할 수 있다.This organic phase generally contains 5-40% by weight of percarboxylic acid. The organic phase can be subjected to various treatments before being used for epoxidation, for example to remove up to the final traces of water and catalyst. However, this treatment is not essential. During the epoxidation reaction, the molar ratio of the percarboxylic acid to the epoxidizable olefin is generally 0.01 to 20, preferably 0.1 to 10. Various additives such as small amounts of polymerization inhibitors, stabilizers of percarboxylic acids, metal ion sequestrants and the like can be added to the reaction mixture.

에폭시화 반응은 일반적으로 0~150℃의 온도에서 행하며, 바람직하기로는 이온도가 15~120℃일때이다. 반응압력은 적어도 하나의 액상을 갖는데 충분한 압력으로, 일반적으로 0.05~80kg/cm2이다. 실제로는 반응온도와 압력은 에폭시화시키고자 하는 모든 올레핀의 성질에 따른다. 프로필렌을 에폭시화하는데는 20~100℃의 온도와 0.8~30kg/cm2의 압력을 사용한다. 염화아릴과 아릴알콜의 에폭시화에는 20~150℃의 온도와 0.1~10kg/cm2의 압력이 사용된다. 에폭시화 반응을 실시하는데 사용되는 반응기는 반응온도를 용이하게 제어할 수 있도록 열교환을 도와주는 반응기이다.The epoxidation reaction is generally carried out at a temperature of 0 to 150 占 폚, preferably when the ionicity is 15 to 120 占 폚. The reaction pressure is sufficient pressure to have at least one liquid phase, and is generally 0.05 to 80 kg / cm 2 . In practice, the reaction temperature and pressure depend on the nature of all the olefins to be epoxidized. The epoxidation of propylene uses a temperature of 20-100 ° C. and a pressure of 0.8-30 kg / cm 2 . The epoxidation of aryl chloride and aryl alcohol uses a temperature of 20-150 ° C. and a pressure of 0.1-10 kg / cm 2 . The reactor used to carry out the epoxidation reaction is a reactor that helps heat exchange to easily control the reaction temperature.

따라서 관상반응기나 오토크레이브, 카스카드식의 단일 또는 복수 반응기를 사용할 수 있다.Therefore, it is possible to use a tubular reactor, autoclave, or a cascade type single or multiple reactors.

에폭시화에 의하여 얻은 반응혼합물은 주로 유기액체, 올레핀옥시드, 카르복실산 및 미전환 반응성분으로 구성되고, 소량의 부산물 및 소량의 각종 첨가제를 함유할 가능성이 있다. 이 혼합물을 한편으로 미전환 올레핀을 회수하고, 다른 한편으로는 유기액체, 올레핀옥시드, 카르복실산 및 미전환 과카르복실산으로 구성된 제1유기용액을 회수하기 위하여 제1분리공정을 행한다.The reaction mixture obtained by epoxidation is mainly composed of organic liquid, olefin oxide, carboxylic acid and unconverted reactive component, and may contain a small amount of by-products and small amounts of various additives. The mixture is recovered on the one hand with an unconverted olefin, and on the other hand, a first separation step is carried out to recover a first organic solution composed of an organic liquid, an olefin oxide, a carboxylic acid and an unconverted percarboxylic acid.

휘발성 올레핀, 예를들면 프로필렌의 경우에는 압력을 급속히 상압으로 감소시키므로서 분리를 유리하게 할 수 있다. 저휘발성 올레핀, 예를 들면 염화아릴 또는 아릴알콜의 경우에는 증류에 의하여 제1분리를 행할 수 있다. 수집한 올레핀은 에폭시화 반응으로 유지하게 재순환되며, 이를 재순환시키기 위하여, 올레핀을 기체상태로 과카르복실산을 함유하는 유기상중에 흡수시킨후, 이를 에폭시화 반응으로 보낼 수 있다. 또한 올레핀을 응축시킨 다음, 이를 에폭시화 반응으로 간단하게 보낼 수도 있다.In the case of volatile olefins, for example propylene, the separation can be advantageous by rapidly reducing the pressure to normal pressure. In the case of low volatile olefins such as aryl chloride or aryl alcohol, the first separation can be carried out by distillation. The collected olefins are recycled to keep them in the epoxidation reaction, and in order to recycle them, the olefins can be absorbed in the gas phase in the organic phase containing percarboxylic acid and then sent to the epoxidation reaction. The olefin can also be condensed and then simply sent to the epoxidation reaction.

제1분리단계로 부터 수집한 제1유기용액은 한편으로는 원하는 올레핀 옥시드를 회수하고, 다른 한편으로는 유기액체중의 카르복실산의 제2유기용액을 회수하기 위하여, 증류에 의한 제2분리단계로 행한다. 올레핀 옥시드는 얻은 형태로 사용하여도 좋고, 알데하이드 같은 미량의 부산물을 제거하기 위하여 다음 정제공정을 거친 다음 사용하여도 좋다. 상술한 방법의 변형에 따르면, 미전환 과카르복실산을 함유하거나 부산물 및 상술한 바와 같은 첨가제를 부가적으로 함유할 가능성이 있는 카르복실산의 유기액체용액을 과카르복실산의 제조로 직접 보낸다.The first organic solution collected from the first separation step, on the one hand, recovers the desired olefin oxide, and on the other hand, the second organic solution by distillation to recover the second organic solution of the carboxylic acid in the organic liquid. The separation step is performed. Olefin oxide may be used in the form obtained, or may be used after the following purification process to remove trace by-products such as aldehydes. According to a variant of the method described above, an organic liquid solution of carboxylic acid, which may contain unconverted percarboxylic acid or may additionally contain by-products and additives as described above, is sent directly to the production of percarboxylic acid. .

이 용액은 공비증류를 위하여 필요한 열의 일부를 제공하도록 반응구역에 도입하기 전에 예열시키는 것이 좋다.This solution should be preheated prior to introduction into the reaction zone to provide some of the heat required for azeotropic distillation.

이러한 변형을 사용할 때, 유기액체는 비점이 올레핀과 올레핀옥시드의 비점보다 높은 유기액체들 중에서 선택한다. 또한 유기액체는 올레핀 및 올레핀옥시드와 공비혼합물을 형성하지 않아야 한다.When using this modification, the organic liquid is selected from organic liquids having boiling points higher than those of olefins and olefin oxides. In addition, the organic liquid should not form an azeotrope with olefins and olefin oxides.

유기액체가 카르복실산이나 과카르복실산과 공비혼합물을 형성할 수 있는 경우는, 이러한 공비혼합물의 비점은 올레핀 및 올레핀옥시드보다 높아야 한다.If the organic liquid can form an azeotrope with a carboxylic acid or a percarboxylic acid, the boiling point of such an azeotrope should be higher than that of the olefin and the olefin oxide.

상술한 반응조건에 상당하는 반응조건하에서 액체인 어떤 유기화합물도 본 발명의 방법을 실시하는데 적당하다. 이러한 액체는 일반적으로 카르복실산 에스테르, 에테르, 할로겐화 탄화수소, 비치환 탄화수소, 니트로기로 치환된 탄화수소, 질산 및 인산의 비산성 에스테르와 이들의 혼합물로 부터 선택한다.Any organic compound that is a liquid under the reaction conditions corresponding to the reaction conditions described above is suitable for carrying out the method of the present invention. Such liquids are generally selected from carboxylic acid esters, ethers, halogenated hydrocarbons, unsubstituted hydrocarbons, hydrocarbons substituted with nitro groups, nonacidic esters of nitric acid and phosphoric acid, and mixtures thereof.

일반적으로 상당히 바람직한 카르복실산 에스테르는 모노-또는 폴리 카르복실산과 분자내에 4~20개, 바람직하기로는 4~10개의 탄소원자를 함유하는 1가 또는 다가 알콜과의 지방족, 치환식 또는 방향족 에스테르가 있다. 이러한 카르복실산 에스테르중에서 특히 적당한 것은 개미산및 초산의 이소프로우필, 부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 아밀, 이소아밀 및 sec-아밀 에스테르, 모노-및 다-클로로초산, 프로피온산, 낙산 및 이소낙산의 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸 및 이소아밀 에스테르, 발레레이트, 이 소발레레이트 및 카프론산의 메틸, 에틸과 프로필 에스테르, 초산의 메톡시에틸, 에톡시에킬 및 시클로헥실 에스테르, 피바린산 메틸과 프탄산 및 아디핀산의 디에틸 에스테르가 있다.Generally preferred carboxylic acid esters are aliphatic, substituted or aromatic esters of mono- or poly carboxylic acids with monohydric or polyhydric alcohols containing 4-20, preferably 4-10 carbon atoms in the molecule. . Particularly suitable among these carboxylic acid esters are isopropyl, formic acid and acetic acid, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, amyl, isoamyl and sec-amyl esters, mono- and polychloroacetic acid, propionic acid, Methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl and isoamyl esters of butyric and isobutane, valerate, isovalerate and methyl, ethyl and propyl esters of caproic acid, methoxyethyl and ethoxy of acetic acid Chel and cyclohexyl esters, methyl pivalate and diethyl esters of propanoic acid and adipic acid.

일반적으로 적당한 에테르로는, 4~12개의 탄소원자를 함유하는 대칭 또는 비대칭 지방족 에스테르, 예를 들면 2,2'-디클로로 디에틸에 테르, 부틸에틸에테르, tert-부틸 에틸에테르, tert-아밀메틸에테르, 디이소프로필에테르, 디프로필에테르, 디부틸에테르, 에틸헥실에테르 및 디이소 부틸에테르가 있다.Generally suitable ethers are symmetrical or asymmetric aliphatic esters containing 4 to 12 carbon atoms, for example 2,2'-dichloro diethyl ether, butylethyl ether, tert-butyl ethyl ether, tert-amylmethyl ether , Diisopropyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, ethylhexyl ether and diiso butyl ether.

또한 적합한 할로겐화 탄화수소로는 분자내에 1~8개의 탄소원자를 함유하고 염소, 불소 및 취소로 부터 선택한 최소한 한개의 할로겐으로 치환된 방향족, 지방족 및 치환식 할로겐화 탄화수소가 있다. 특히 적합한 할로겐화 탄화수소는 사염화탄소, 클로로포름, 염화메틸렌, 디-, 트리-, 테트라 및 펜타클로로 에탄, 트리클로로트리 플루오로 에탄, 트리- 및 테트라-클로로 에칠렌, 모노-, 디- 및 트리-클로로프로판, 모노크로로- 또는 폴리클로로-부탄, -메틸프로판, -펜탄, -헥산, 모노- 및 디-클로로벤젠과 클로로톨루에이 있다.Suitable halogenated hydrocarbons also include aromatic, aliphatic and substituted halogenated hydrocarbons containing from 1 to 8 carbon atoms in the molecule and substituted with at least one halogen selected from chlorine, fluorine and cancellation. Particularly suitable halogenated hydrocarbons are carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, di-, tri-, tetra and pentachloro ethane, trichlorotri fluoroethane, tri- and tetra-chloro ethylene, mono-, di- and tri-chloropropane, mono Chloro- or polychloro-butane, -methylpropane, -pentane, -hexane, mono- and di-chlorobenzene and chlorotoluene.

적당한 니트로 기로 치환된 탄화수소는 니트로프로판, 니트로벤젠 및 니트로시클로헥산같은 3~8개의 탄소원자를 함유하는 방향족, 지방족이나 치환식 탄화수소가 있다.Hydrocarbons substituted with suitable nitro groups include aromatic, aliphatic or substituted hydrocarbons containing 3 to 8 carbon atoms such as nitropropane, nitrobenzene and nitrocyclohexane.

또한 적합한 비치환 탄화수소로는 벤, 톨루엔, 크실렌, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 디이소부틸, 시클로헥산, 메틸시클로헥산과 테트라린과 같은 5~14개의 탄소원자를 함유하는 지방족, 방향족 또는 지환식 탄화수소가 있다.Also suitable unsubstituted hydrocarbons are aliphatic, aromatic or alicyclic containing 5 to 14 carbon atoms such as ben, toluene, xylene, pentane, hexane, heptane, octane, diisobutyl, cyclohexane, methylcyclohexane and tetralin There is a hydrocarbon.

일반적으로 바람직한 탄산에스테르로는 분자중에 3~9개의 탄소원자를 함유하는 지방족 에스테르, 예를들면 탄산의 디메틸, 디에틸, 디이소부틸, 디부틸, 디-삼차-부틸, 디프로필 및 디이소프로필 에스테르가 있다. 적합한 질산 에스테르로는 분자내에 1~5개의 탄소원자를 함유하는 지방족 에스테르중에서 선택하는데, 예를 들면 질산의 메틸, 프로필, 부틸 및 이소아밀 에스테르가 있다. 가장 바람직한 인산 에스테르로는 다음 일반식에 대응하는 에스테르가 있고, 특별한 인산에스테르의 예를 들면 트리메틸, 트리부틸, 트리옥틸 및 디옥틸 케닐 에스테르가 있다.Generally preferred carbonates include aliphatic esters containing 3 to 9 carbon atoms in the molecule, such as dimethyl, diethyl, diisobutyl, dibutyl, di-tert-butyl, dipropyl and diisopropyl esters of carbonic acid. There is. Suitable nitric acid esters are selected from aliphatic esters containing 1 to 5 carbon atoms in the molecule, for example methyl, propyl, butyl and isoamyl esters of nitric acid. Most preferred phosphate esters include esters corresponding to the following general formulas, and examples of particular phosphate esters are trimethyl, tributyl, trioctyl and dioctyl kenyl esters.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

(상기식에서 R1,R2및 R3는 동일하거나 상이하며, 분자내에 3~30개의 탄소원자를 함유하는 알킬, 아릴, 아릴 알킬 또는 알킬아릴기를 나타낸다)(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and represent an alkyl, aryl, aryl alkyl or alkylaryl group containing 3-30 carbon atoms in the molecule)

과초산과 과트로피온산의 제조에 사용하기 적당한 유기액체는 벤젠, 톨루엔, 1,2-디클로로프로판, 1,1,2,2-테트라클로로에탄, 펜타클로로에탄, 테트라클로로에틸렌, 1-니트로프로판, 클로로벤젠, -클로로톨루엔, 클로로초산메틸, 탄산디에틸, 디클로로에탄, 초산부틸, 시클로헥산 및 인산 트리부틸이 있다. 특히 우수한 결과는 1,2-디클로로 프로판, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2,2-테트라클로로에탄 및 이들의 혼합물로부터 얻을 수 있다.Suitable organic liquids for the production of peracetic acid and gutropionic acid are benzene, toluene, 1,2-dichloropropane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, pentachloroethane, tetrachloroethylene, 1-nitropropane , Chlorobenzene, -chlorotoluene, methyl chloroacetate, diethyl carbonate, dichloroethane, butyl acetate, cyclohexane and tributyl phosphate. Particularly good results can be obtained from 1,2-dichloro propane, 1,2-dichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane and mixtures thereof.

증류에 의하여 수집된 공비혼합물은 일반적으로 응축되고, 또 경사분리에 의하여 물을 유기액체로부터 분리한다. 이렇게 수집된 유기액체는 적어도 일부분을 증류구역내에서 환류용으로 사용할 수 있다.The azeotrope collected by distillation is generally condensed and the water is separated from the organic liquid by decantation. The organic liquid thus collected can be used for reflux in at least a portion of the distillation zone.

이러한 유기액체는 증발시킨후, 유기상을 형성시키기 위하여 반응구연에 재도입시킬 수 있다. 증기형태로의 이러한 도입을 물/유기액체 공비혼합물의 증발에 필요한 열의 적어도 일부를 제공할 수 있다.This organic liquid can be evaporated and then reintroduced into reaction reactions to form an organic phase. Such introduction into the vapor form may provide at least some of the heat required for the evaporation of the water / organic liquid azeotrope.

본 발명의 방법은 다수의 과카르복실산 제조에 적용할 수 있으며, 또한 본 발명의 방법은 모노-나폴리-카르복실산으로 부터 출발한 과카르복실산을 제조하는데 사용할 수 있는데, 후자의 경우, 본 발명의 방법에서 폴리카르복실산을 대응하는 무수물의 형태로 사용할 수 있다. 본 발명의 방법은 예를 들어 개미산, 초산, 클로로초산, 프로피온산, 낙산, 말레인산 또는 무수 말레인산, 안식향산, 시클로헥산, 카르복실산, 프탈산 및 무수프탈산과 같이 지방족, 지환식 또는 방향족 카르복실산 같은 1~10개의 탄소원자를 함유하는 카르복실산으로 부터 과카르복실산을 제조하는데 특히 적당하다. 여기서 초산 및 프로피온산으로 부터 출발하여 과초산과 과프로피온산을 제조할때, 특히 유리한 결과를 얻는다.The process of the invention can be applied to the preparation of a large number of percarboxylic acids, and the process of the invention can also be used to prepare percarboxylic acids starting from mono-napoly-carboxylic acids. In the process of the invention polycarboxylic acids can be used in the form of the corresponding anhydrides. The process of the present invention comprises, for example, aliphatic, alicyclic or aromatic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, chloroacetic acid, propionic acid, butyric acid, maleic acid or maleic anhydride, benzoic acid, cyclohexane, carboxylic acid, phthalic acid and phthalic anhydride. Particularly suitable for the preparation of percarboxylic acids from carboxylic acids containing ˜10 carbon atoms. Particularly advantageous results are obtained here when preparing peracetic acid and perpropionic acid starting from acetic acid and propionic acid.

사용된 촉매는 일반적으로 에스테르화 반응에 적합한 산촉매로, 예를 들면 황산, 알킬설폰산, 아릴설폰산, 아릴알킬설폰산 및 알킬아릴설폰산, 인산, 산성인산알킬, 산성인산아릴, 산성인산알킬아릴 및 산성인산아릴알킬, 트리플루오로초산, 아세틸설포초산 및 설폰화 중합체 또는 공중합체형의 이온교환수지가 있다. 보다 적합한 촉매는 황산과 메탄설폰산, 에탄설폰산, 벤젠설폰산, 톨루엔설폰산, 크실렌설폰산, 부탄설폰산, 프로판설폰산 및 나프탈렌설폰산이 있다.The catalyst used is generally an acid catalyst suitable for the esterification reaction, for example sulfuric acid, alkylsulfonic acid, arylsulfonic acid, arylalkylsulfonic acid and alkylarylsulfonic acid, phosphoric acid, acidic acid phosphate, acidic aryl phosphate, acidic acid phosphate alkyl Aryl and acidic arylalkyl, trifluoroacetic acid, acetylsulfoacetic acid, and sulfonated polymer or copolymer type ion exchange resins. More suitable catalysts are sulfuric acid and methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, butanesulfonic acid, propanesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid.

이러한 촉매중에서, 물에 용해하고 유기액체내에는 불용이거나 약간 용해하는 것을 사용하여도 좋다. 반응조건하에서, 유기상내의 농도가 3중량%이하, 바람직하기로는 1중량%이하인 수용성 촉매에 의하여 최고의 결과를 얻는다. 특히 우수한 결과는 황산에서 얻는다.Among these catalysts, those which are soluble in water and insoluble or slightly soluble in the organic liquid may be used. Under the reaction conditions, the best results are obtained with a water soluble catalyst having a concentration in the organic phase of 3% by weight or less, preferably 1% by weight or less. Especially good results are obtained from sulfuric acid.

반응혼합물내 촉매의 농도는 광범위한 범위로 변할 수 있다. 빠른 반응속도를 얻기 위하여서는, 고농도의 촉매가 사용된다. 촉매의 사용량은 일반적으로 반응 혼합물내에 존재하는 카르복실산과 과카르복실산의 총중량의 5%이상이다. 촉매의 중량비는 바람직하기로는 반응혼합물내에 존재하는 카르복실산과 과카르복실산의 총중량의 0.1~30배이다. 이 중량비가 카르복실산과 과카르복실산의 총중량의 0.2~10배일때 최고의 결과를 얻는다.The concentration of catalyst in the reaction mixture can vary over a wide range. In order to obtain a fast reaction rate, a high concentration of catalyst is used. The amount of catalyst used is generally at least 5% of the total weight of carboxylic acid and percarboxylic acid present in the reaction mixture. The weight ratio of the catalyst is preferably 0.1 to 30 times the total weight of the carboxylic acid and the percarboxylic acid present in the reaction mixture. The best results are obtained when this weight ratio is 0.2 to 10 times the total weight of carboxylic acid and percarboxylic acid.

촉매는 순수한 상태로 사용할 수 있으나, 촉매가 수용성인 때에는 수용액의 형태로 사용하는 것이 좋다. 이경우, 반응혼합물을 경사분리에 의하여 얻은 수상을 필요에 따라 추가량의 촉매를 첨가한후, 반응혼합물에 재도입시키므로서 촉매를 유리하게 사용할 수 있다. 일반적으로 수상내의 수용성 촉매의 농도는 10~60중량%이다.The catalyst can be used in a pure state, but when the catalyst is water-soluble it is preferably used in the form of an aqueous solution. In this case, the catalyst can be advantageously used by adding an additional amount of catalyst as necessary to the aqueous phase obtained by decantation and then reintroducing the reaction mixture into the reaction mixture. Generally, the concentration of the water-soluble catalyst in the water phase is 10 to 60% by weight.

카르복실산은 본 발명의 방법에서 순수한 상태로 사용될 수 있으나, 일반적으로 유기액체내의 용액형태로 사용된다. 2~70중량%, 바람직하기로는 5~60중량%의 카르복실산을 함유하는 용액을 반응혼합물내에 도입하는 것이 유리하다. 이러한 용액을 제조하기 위하여, 유출한 공비혼합물의 경사분리에 의한 분리에 의하여 얻은 유기액체 또는 신선한 유기액체를 사용할 수 있고, 또는 과카르복실산의 유기용액을 사용한후, 회수된 유기액체를 사용할 수 있다. 반응에 사용된 과산화수소는 순수한 상태로나, 수용액의 형태로 있어도 좋다.Carboxylic acids can be used in the pure state in the process of the invention, but are generally used in the form of solutions in organic liquids. It is advantageous to introduce a solution containing 2 to 70% by weight, preferably 5 to 60% by weight, of carboxylic acid into the reaction mixture. To prepare such a solution, an organic liquid or fresh organic liquid obtained by separation by decantation of the azeotrope mixed out may be used, or the recovered organic liquid may be used after using an organic solution of percarboxylic acid. have. The hydrogen peroxide used for the reaction may be in a pure state or in the form of an aqueous solution.

과산화수소는 수용액의 형태로 사용하는 것이 적당하며, 20~90중량%의 과산화수소를 함유하는 농후한 과산화수소의 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 다른 농도의 과산화수소도 사용할 수 있으나 상기 농도보다는 적당치 않다. 보다 낮은 농도의 과산화수소에서는 공비증류로 제거할 수 있는 물의 양이 상당히 많은 양으로 되는 반면에, 보다 높은 농도의 과산화수소 용액은 공업적으로 제조하는데 곤란하다.It is preferable to use hydrogen peroxide in the form of an aqueous solution, and it is preferable to use a rich solution of hydrogen peroxide containing 20 to 90% by weight of hydrogen peroxide. Other concentrations of hydrogen peroxide may also be used but are less suitable than the above concentrations. At lower concentrations of hydrogen peroxide, the amount of water that can be removed by azeotropic distillation is significantly higher, whereas higher concentrations of hydrogen peroxide solution are difficult to industrially manufacture.

반응혼합물내의 반응성분의 비율은, 특히 반응성분의 선택된 도입속도에 따라 절대치에서 서로 상대적으로 광범위하게 변할 수 있다. 과산화수소의 양은 카르복실산의 관능기 1몰당 0.1~10몰, 바람직하기로는 0.2~5몰이다. 반응혼합물에 도입된 과산화수소와 카르복실산의 양이 화학양논적 비에 가깝거나 화학양론적비보다 약간 작은 비율일 때에 통상 최고 유리한 결과를 얻는다. 그러므로 과산화수소와 카르복실산은 카르복실산의 관능기 1몰당 0.2~1몰, 바람직하기로는 0.4~1.2몰의 과산화수소가 도입되는 것이 바람직하다.The proportion of reactive components in the reaction mixture can vary widely relative to one another in absolute value, in particular depending on the chosen rate of introduction of the reactive components. The amount of hydrogen peroxide is 0.1 to 10 mol, preferably 0.2 to 5 mol, per mol of the functional group of the carboxylic acid. The most favorable results are usually obtained when the amount of hydrogen peroxide and carboxylic acid introduced into the reaction mixture is at or near the stoichiometric ratio or slightly less than the stoichiometric ratio. Therefore, the hydrogen peroxide and the carboxylic acid are preferably 0.2 to 1 mole, preferably 0.4 to 1.2 mole of hydrogen peroxide per mole of the functional group of the carboxylic acid.

과산화수소는 반응기로 직접 도입하여도 좋고, 촉매가 수용성인 경우에는 반응기로 보내는 촉매의 수용액에 도입시켜도 좋다. 과산화수소는 반응기로 보내는 촉매의 수용액내에 도입하는 것이 유리하다. 과산화수소는 대개 데칸테이숀에 의한 분리에 의하여 수집되고, 또 반응기에 연속적으로 재순환되는 수성상에 도입된다. 이러한 도입은 과산화수소의 국부적 농도가 높게 되는 것을 방지하기 위하여 몇단계로 행하는 것이 유리하다. 연속적으로 재순환되는 수상의 유속은 반응혼합물이 폭발하지 않는 한계내에서 얻은 과산화수소가 많은 수상의 조성을 이루는데 충분하여야 한다.Hydrogen peroxide may be introduced directly into the reactor or, if the catalyst is water soluble, may be introduced into an aqueous solution of the catalyst sent to the reactor. Hydrogen peroxide is advantageously introduced into the aqueous solution of the catalyst sent to the reactor. Hydrogen peroxide is usually collected by separation by decantation and introduced into the aqueous phase which is continuously recycled to the reactor. Such introduction is advantageously carried out in several steps in order to prevent the local concentration of hydrogen peroxide from becoming high. The flow rate of the continuously recirculating water phase should be sufficient to achieve the composition of the hydrogen peroxide-rich water phase obtained within the limits at which the reaction mixture will not explode.

반응혼합물의 온도는 100℃이하로 선택하고, 바람직하기로는 20~70℃이다. 보다 높은 온도는 과산화 화합물의 급격한 분해가 일어날 위험이 있기 때문에 좋지 않다. 압력은 비등을 유지하기 위하여 온도의 계수로서 조절된다. 압력은 광범위하게 변화시킬 수 있는데, 바람직하기로는 0.01~1.2kg/cm2이다.The temperature of the reaction mixture is selected to 100 ° C or less, preferably 20 to 70 ° C. Higher temperatures are not good because there is a risk of rapid decomposition of the peroxide compound. The pressure is adjusted as a coefficient of temperature to maintain boiling. The pressure can vary widely, preferably 0.01 to 1.2 kg / cm 2 .

비등을 유지하는데 필요한 열은 공지된 종래의 방법에 따라 제공할 수 있다. 반응혼합물(수상과 유기상)을 수증기와 같은 전열유체에 의하여 가열되는 교환표면과 접촉시키므로서 가열할 수 있다. 또한 유기액체, 카르복실산 또는 이들의 혼합물을 증기의 형태로 반응 혼합물내에 도입시킬 수도 있다.The heat required to maintain boiling can be provided according to known conventional methods. The reaction mixture (aqueous phase and organic phase) can be heated by contacting the exchange surface heated by an electrothermal fluid such as water vapor. Organic liquids, carboxylic acids or mixtures thereof may also be introduced into the reaction mixture in the form of steam.

본 발명의 방법을 실시하기 위하여, 액체반응혼합물용액에 적합한 장치를 사용할 수 있는데, 특히 교반기가 장치된 베트(Vat)반응기를 사용할 수 있다. 특히 반응중, 액체반응혼합물의 한 성분을 증류할 수 있는 공지된 반응기를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 사용하는 반응기는 물/유기액체 공비혼합물의 증발을 돕기 위하여, 수상과 유기상과의 긴밀한 혼합 및 액상과 기상간의 양호한 교환이 이루어질 수 있는 것이어야 한다.In order to practice the method of the present invention, a device suitable for a liquid reaction mixture solution can be used, in particular a Vat reactor equipped with a stirrer. Especially during the reaction, it is preferable to use a known reactor capable of distilling one component of the liquid reaction mixture. The reactor generally used should be one capable of intimate mixing between the aqueous phase and the organic phase and good exchange between liquid and gas phases to assist the evaporation of the water / organic liquid azeotrope.

이러한 반응기는 플레이트탑이나 충전탑과 같은 공지된 증류탑과 연결시키는 것이 좋다.Such a reactor is preferably connected with a known distillation column such as a plate column or packed column.

반응탑 및 증류탑의 반응혼합물과 적촉하는 여러 부분들은 스텐레스강, 영코넬(INCONEL)합금, 하스텔로이(HASTELLOY)합금, 인콜로이(NICOLOY)합금, 이모니크(NIMONIC)합금, 니-레시스트(NI-RESIST)합금, 클로리네트(CHLORIMET) 합금 및 에나멜 피복강철과 같은 내부식성 재료로 만드는 것이 좋다.The reaction mixtures of the reaction column and distillation column are in contact with stainless steel, INCONEL alloy, HASTELLOY alloy, NICOLOY alloy, NIMONIC alloy, ni-resist (NI). (RESIST) alloys, CHLORIMET alloys and enamel coated steels are recommended.

반응기로 부터 취출한 반응혼합물의 데칸테이숀에 의한 분리와 증류탑의 정상부에서 수집된 물/유기액체공비혼합물의 분리는, 중력 또는 원심력의 작용에 의한 분리 또는 양상(兩相)의 한쪽 또는 다른 쪽에 의하여 선택적으로 급습한 다공성 막을 통과시키므로서 하는 것과 같은 공지된 여러가지 방법에 따라 행할 수 있다.Separation of the reaction mixture taken out from the reactor by decantation and separation of the water / organic liquid azeotrope collected at the top of the distillation column are carried out by the action of gravity or centrifugal force or on one or the other side of the phase. It can be carried out in accordance with various known methods, such as by passing through the porous membrane selectively squeezed by.

이러한 목적을 위하여 공지된 다양한 형태의 장치를 사용할 수 있으며, 프로렌틴분리기(florantine separators), 원심분리기, 막이 부착된 분리필터(separating fiters with membranes), 전기분리기등을 사용할 수 있다. 데칸테이숀에 의한 분리는 분산상에 의하여 보다 잘 습윤되는 섬유물질로 된 패드 또는 쉘(Shell)과 같이 공지된 장치에서 액방울들을 결합시키기 위한 사전 조작으로 용이하게 할 수 있다.Various types of devices known for this purpose can be used, and florentine separators, centrifuges, separating fiters with membranes, electrical separators and the like can be used. Separation by decantation may be facilitated by pre-operation for bonding droplets in known devices such as pads or shells of fibrous material that are better wetted by the disperse phase.

본 발명의 방법은 특별한 실제적 실시에 관한 것으로, 첨부도면에 도시된 바와 같은 장치로 연속적으로 실시할 수 있다.The method of the present invention relates to a particular practical implementation, which can be carried out continuously with a device as shown in the accompanying drawings.

도면에서, (3)에서 도입된 과산화수소 수용액과 (8)에서 도입된 촉매를 혼합기(22)에서 혼합시키므로서, 얻은 과산화수소와 촉매의 용액을(23), 통하여, 증류탑(2)이 장치된 반응기(1)로 도입하고, 또 (4)에서 도입된 카르복실산과 (7)에서 도입된 유기액체를 혼합기(6)에서 혼합시키므로서 얻은 카르복실산의 유기액체 용액을 (5)를 통하여 상기 반응기(1)로 도입시킨다.In the figure, a reactor equipped with a distillation column 2 is provided with a solution of hydrogen peroxide and a catalyst 23 obtained by mixing the aqueous hydrogen peroxide solution introduced in (3) and the catalyst introduced in (8) in a mixer 22. The organic liquid solution of carboxylic acid obtained by (1) and the carboxylic acid introduced in (4) and the organic liquid introduced in (7) in the mixer (6) was mixed through (5) in the reactor. It is introduced in (1).

반응중 물/유기액체공비 혼합물은 (9)를 통하여 증류탑(2)를 출발하여, 응축기(10)에서 응축시키고, (11)을 통하여 분리기(12)로 보낸다. 유기액체가 물보다 고밀도인 경우에는, 물은 분리기의 정상부에서 (3)을 통하여 수집되고, 유기액체는 분리기의 저부에서 (14)를 통하여 수집된다. 반대의 경우에는 취출된 것도 역으로 된다. 유기액체는 (15)를 통하여 증류탑에 재순환되어, 탑중에서 환류된다. 어떤 경우, 이 유기액체의 일부분은 (16)을 통하여 혼합기(6)로 보내어 여기서 카르복실산의 용매로서 작용한다.During the reaction, the water / organic liquid azeotrope starts from the distillation column (2) through (9), condenses in the condenser (10), and passes through (11) to the separator (12). If the organic liquid is denser than water, water is collected through (3) at the top of the separator, and organic liquid is collected through (14) at the bottom of the separator. In the opposite case, the taken out is reversed. The organic liquid is recycled to the distillation column via (15) and refluxed in the column. In some cases, part of this organic liquid is sent to mixer 6 via (16) where it acts as a solvent of carboxylic acid.

혼합반응기로 부터 반응혼합물의 일부분을 연속적으로 (17)을 통하여 취출하여 분리기(18)로 보낸다. 유기상의 밀도가 수상의 밀도보다 낮은 경우에 생산된 과카르복실산을 함유하는 유기상은 분리기(18)의 정상(20)을 통하여 취출되고 수상은 분리기(18)의 저부에서 취출되고, (19)를 통하여 반응기로 재순환된다. 수상내에서 생긴 부산물의 일부분을 브리드(21)에서 제거할 수 있다. (20)을 통하여 수집된 유기상은 직접 사용할 수 있고, 특히 에폭시화 반응을 실시하기 위하여서나, 수준 또는 촉매의 최후 미량을 제거하기 위하여 정제처리를 할 수 있다.A portion of the reaction mixture from the mixing reactor is continuously taken out through (17) and sent to separator (18). The organic phase containing percarboxylic acid produced when the density of the organic phase is lower than the density of the aqueous phase is taken out through the top 20 of the separator 18 and the aqueous phase is taken out at the bottom of the separator 18, (19) Recycle to the reactor through. A portion of the byproducts generated in the water phase can be removed from the bleed 21. The organic phase collected via (20) can be used directly and can be purified, in particular for carrying out the epoxidation reaction or to remove the last traces of the level or catalyst.

본 발명의 방법은 주로 무수물이고, 또 그농도의 과카르복실산을 함유하는 유기용액을 연속적으로 얻을 수 있기 때문에 유익함이 입증되었다. 또한 과산화 화합물의 총농도가 일정한 수준으로 유지되고, 또 과산화 화합물의 농축점이, 관찰되지 않기 때문에 반응매질내에서 과산화 화합물의 분해에 의한 폭발위험은 현저히 감소한다. 반응혼합물내 과산화 화합물들의 전비율은 비교적 낮은 수준으로 남게 되고, 또한 반응성분의 전환율이 우수하다. 본 발명의 방법은 촉매의 파괴를 일으키지 않고, 또 촉매의 회수에 어떤 복잡한 방법을 필요로 하지 않으며, 특히 어떤 증류를 필요로 하지 않는다. 본 발명의 방법은 극히 신속한 반응속도를 얻기 위한 반응조건을 선택할 수 있다.The method of the present invention has proved to be advantageous because it is possible to continuously obtain an organic solution which is mainly anhydride and contains a concentration of percarboxylic acid. In addition, since the total concentration of the peroxide compound is maintained at a constant level and the concentration point of the peroxide compound is not observed, the risk of explosion due to decomposition of the peroxide compound in the reaction medium is significantly reduced. The ratio of peroxide compounds in the reaction mixture remains at a relatively low level, and the conversion rate of the reactive component is excellent. The process of the present invention does not cause breakage of the catalyst and does not require any complicated method for the recovery of the catalyst, and in particular does not require any distillation. The process of the present invention allows the selection of reaction conditions for obtaining extremely fast reaction rates.

본 발명의 방법에 따라 얻은 과카르복실산은 다수의 화학반응, 특히 올레핀으로 부터 에폭시드의 제조하기 위한 반응에서 활성 탄소원으로서 사용할 수 있다.The percarboxylic acids obtained according to the process of the invention can be used as active carbon sources in a number of chemical reactions, in particular for the preparation of epoxides from olefins.

이러한 목적을 위하여, 분자내에 적어도 한개의 불포화탄소-탄소결합을 함유하고, 특히 2~20개의 탄소원자를 함유하는 임의로 치환된 유기화합물을 사용할 수 있다.For this purpose, optionally substituted organic compounds containing at least one unsaturated carbon-carbon bond in the molecule, in particular containing 2-20 carbon atoms, can be used.

이러한 올레핀을 예를 들면 프로필렌, 염화아릴, 아릴 알콜 및 스틸렌등이 있다.Such olefins include, for example, propylene, aryl chloride, aryl alcohol and styrene.

본 발명을 과카르복실산의 제조를 실시예를 들어 설명하면 다음과 같고, 이는 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.The present invention will be described with reference to the production of percarboxylic acid by way of examples, which do not limit the scope of the invention.

[실시예]EXAMPLE

사용된 장치는 제1도에 도시된 장치와 유사하다.The device used is similar to the device shown in FIG.

용량 1리터의 반응기에 최초 농도 45%의 황산 0.2kg을 넣고, 반응기의 온도를 39℃로 유지하고 압력을 100mmHg로 한다.0.2 kg of sulfuric acid with an initial concentration of 45% was added to a reactor with a capacity of 1 liter, the reactor temperature was maintained at 39 ° C. and the pressure was 100 mmHg.

70중량%농도의 과산화수소 수용액을 0.12kg/hr로 하고, 27중량%농도의 프로피온산의 1,2-디클로로프로판 용액을 1.07kg/hr로 하여, 반응기에 연속적으로 도입시킨다. 반응기내에 존재하는 수상대 유기상의 중량비는 1.04이다. 교반장치에 의하여 수상과 유기상을 에멀존으로 유지시킨다.The aqueous solution of hydrogen peroxide at a concentration of 70% by weight was 0.12 kg / hr, and a 1,2-dichloropropane solution of propionic acid at 27% by weight was continuously introduced into the reactor at 1.07 kg / hr. The weight ratio of water phase to organic phase present in the reactor is 1.04. The water phase and the organic phase are maintained in the emulsion zone by a stirring device.

반응혼합물의 일부분을 연속적으로 취출한다. 취출한 부분을 데칸테이숀에 의하여 분리한후 다음 조성을 갖는 유기용액을 시간당 1.1kg을 얻는다.A portion of the reaction mixture is taken out continuously. The extracted portion is separated by decantation, and then 1.1 kg per hour of organic solution having the following composition is obtained.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

실시예에서 얻은 결과로 부터, 본 발명의 방법에 의하여 고농도 (20%)의 과프로피온산을 함유하고, 물과 촉매를 실제적으로 함유하지 않은 유기용액을 얻을 수 있음을 알 수 있다.From the results obtained in the examples, it can be seen that by the method of the present invention, an organic solution containing high concentration (20%) of perpropionic acid and practically not containing water and a catalyst can be obtained.

이러한 방법으로 얻은 농축된 유기용액은, 예를 들면 프로필렌을 에폭시화시키기 위하여 직접 사용할 수 있다. 이렇게 하여 프로피온산과 미반응 프로필렌을 부가적으로 함유하는 프로필렌 옥시드의 1,2-디클로로프로판용액을 수집한다. 이러한 용액의 제1증류에 의하여 탑상부로 부터 미반응 프로필렌을 수집할 수 있고, 제2증류에 의하여 탑상부로 부터 프로필렌옥시드를 얻고, 탑저부로 부터 프로피온산의 1,2-디클로로프로판용액을 얻는다.The concentrated organic solution obtained in this way can be used directly, for example to epoxidize propylene. In this way, a 1,2-dichloropropane solution of propylene oxide additionally containing propionic acid and unreacted propylene is collected. By the first distillation of this solution, unreacted propylene can be collected from the top of the column, and by the second distillation, propylene oxide is obtained from the top of the column, and 1,2-dichloropropane solution of propionic acid is collected from the bottom of the column. Get

Claims (1)

과카르복실산의 용매이면서도 또 물과 불균일 공비혼합물을 형성하는 불활성 유기액체 및 촉매존재하에 카르복실산과 과산화 수소를 반응시켜 과카르복실산을 연속적으로 제조하는 방법에 있어서, 과산화수소, 물 및 촉매를 함유하는 수상과 카르복실산, 과카르복실산, 유기액체 및 미량의 물을 함유하는 유기상으로 이루어진 혼합물을 수상대 유기상의 중량비를 0.1~10으로 유지시키면서 상분리하고 또한 반응에 의하여 생성된 물및 반응혼합물에 존재하는 물을 불활성 유기액체로 공비 증류시켜서 제거함을 특징으로 하는 과카르복실산의 제조방법.In a method of continuously producing percarboxylic acid by reacting carboxylic acid with hydrogen peroxide in the presence of an inert organic liquid which forms a heterogeneous azeotrope with water as well as a solvent of percarboxylic acid, hydrogen peroxide, water and catalyst are prepared. The mixture of the aqueous phase containing and the organic phase containing carboxylic acid, percarboxylic acid, organic liquid and trace amount of water is phase-separated while maintaining the weight ratio of the aqueous phase to the organic phase at 0.1 to 10, and the water and reaction produced by the reaction. A method for producing a percarboxylic acid, characterized in that the water present in the mixture is removed by azeotropic distillation with an inert organic liquid.
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