KR950009473B1 - Method for production of acetic acid by isomerization of methy/formate - Google Patents

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KR950009473B1 KR1019920014098A KR920014098A KR950009473B1 KR 950009473 B1 KR950009473 B1 KR 950009473B1 KR 1019920014098 A KR1019920014098 A KR 1019920014098A KR 920014098 A KR920014098 A KR 920014098A KR 950009473 B1 KR950009473 B1 KR 950009473B1
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정명식
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백덕현
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Abstract

The method uses a catalyst mixture comprising nickel as main catalyst, tin compd. and metal chloride as cocatalyst, iodine compd, and organic nitrogen compd. Acetic acid is prepared by 1)contacting 0.01-10.0mol of the catalyst mixture and 1mol of methyl formate with solvent selected from carboxylic acid, carboxylic ester and its mixture; and 2)reacting with stirring in the atmosphere of 10-60 atm. carbon monoxide or mixture of CO and inert gas at 140-250deg.C.

Description

메틸포메이트 이성화 반응을 이용한 초산의 제조방법Method for preparing acetic acid using methyl formate isomerization

본 발명은 메틸포메이트 이성화 반응 이용한 초산의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 니켈(Ni)을 주촉매로 이용하고 주석(Sn) 화합물 및 금속염화물을 조촉매로 이용하여 초산을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing acetic acid using methyl formate isomerization reaction, and more particularly, to prepare acetic acid using nickel (Ni) as a main catalyst and a tin (Sn) compound and a metal chloride as a promoter. It is about a method.

초산은 중요한 기초화학제품의 하나로서 초산자체는 물론 초산유도체, 예를들면, 무수초산, 초산비닐, 초사비닐알콜 등 화학제품을 제조하는 기초원료로써 그 용도가 다양한 것이다. 이같은 초산제조는 통상 메탄올의 카로보닐화 반응에 의해 이루어지며 미합중국 특허 제3,689,533호와 제3,717,670호 제3,887,489호, 남아공화국 특허 제 60/2174호 및 프랑스 특허 제1,573,130호에 기술되어 있는 바와같이 반응촉매로서 로듐(Rh) 등의 고가 귀금속 촉매가 사용된다.Acetic acid is one of the important basic chemical products, as well as acetic acid derivatives, for example, a basic raw material for the production of chemical products such as acetic anhydride, vinyl acetate, vinyl tetravinyl alcohol, and various uses thereof. Such acetic acid production is usually accomplished by carbonylation of methanol and reaction catalysts as described in US Pat. Nos. 3,689,533 and 3,717,670 3,887,489, South African Patent 60/2174 and French Patent 1,573,130. As the above, an expensive noble metal catalyst such as rhodium (Rh) is used.

초산을 제조하는 다른 방법중의 하나로써 메틸포메이트의 이성화 반응을 통한 초산 제조방법이 제안되었으며 이 방법은 메탄올의 카르보닐화 반응에 의한 초산제조가 값비싼 순수 일산화탄소를 사용해야 하는데 비해서 저농도 일산화탄소로부터 쉽게 제조할 수 있는 메틸포메이트를 이성화시켜 초산을 제조함으로써 경제성이 우수한 방법이고 또한 이 방법은 물이 필요없는 반응이므로 부식성 문제를 크게 완화시킬 수 있고 생성물의 분리 등에서도 큰 잇점을 갖게 된다. 이에 대한 특허의 예로는 일본국 특허 제56-8339호, 제57-212135호 및 제59-8947호 등을 들 수 있으나, 이들 역시 값비싼 팔라듐(Pd)(일본국 특허 제56-83439호), 이리듐(Ir), (일본국 특허 제57-212135호) 및, 로듐(Rh)(일본국 특허 제59-8947호)을 각각 반응촉매로서 사용하고 있다.As one of the different methods of preparing acetic acid, a method of preparing acetic acid through isomerization of methylformate has been proposed. This method can be easily prepared from low concentrations of carbon monoxide. The production of acetic acid by isomerization of the methylmethylate can be produced, and the economical method is excellent. In addition, this method is a water-free reaction, which can greatly alleviate the corrosive problem and has a great advantage in the separation of products. Examples of such patents include Japanese Patent Nos. 56-8339, 57-212135, and 59-8947, but these are also expensive palladium (Pd) (Japanese Patent No. 56-83439). , Iridium (Ir), (Japanese Patent No. 57-212135), and rhodium (Rh) (Japanese Patent No. 59-8947) are used as reaction catalysts, respectively.

이러한 귀금속 촉매 대신 가격이 저렴한 촉매를 사용하여 초산을 제조하는 방법이 제시되어 있는데, 이들 방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 즉, 일본국 특허 제 56-70340호에서는 니켈 촉매를 사용하여 초산을 제조하고 있으며, 일본국 특허 제 57-203028호에서는 니켈 촉매에 몰리브덴이나 텅스텐을 첨가하는 촉매반응을, 미합중국 특허 제3,839,428호에서는 니켈 촉매에 코발트를 촉진제로 사용하는 촉매 반응이 각각 제시되었으나 반응성이 낮은 문제점 때문에 실용화가 어려운 실정에 있다. 이외에도 미합중국 특허 제2,503,513호에서는 카르보닐을 생성시킬 수 있는 금속인 철, 텅스텐, 팔라듐, 안티몬등을 촉매로 사용하였으나 이역시 반응성이 낮아서 실용화되지 못하고 있는 것이다.A method of preparing acetic acid using a low cost catalyst instead of such a noble metal catalyst has been proposed. That is, in Japanese Patent No. 56-70340, acetic acid is manufactured using a nickel catalyst. In Japanese Patent No. 57-203028, a catalytic reaction of adding molybdenum or tungsten to a nickel catalyst is disclosed in US Patent No. 3,839,428. Catalytic reactions using cobalt as an accelerator in nickel catalysts have been proposed, but due to low reactivity problems, it is difficult to put into practical use. In addition, in US Pat. No. 2,503,513, iron, tungsten, palladium, antimony, etc., which are metals capable of producing carbonyl, are used as catalysts, but they are not practical because of their low reactivity.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 니켈-주석 및 니켈-루이스산 촉매제를 이용하여 반응성을 크게 향상시킨 초산제조방법을 제안하여 특허출원한 바 있다(대한민국 특허출원 제89-20184호 및 제91-5866호)In order to solve the above problems, the present inventors have proposed and proposed a method for producing acetic acid which greatly improves the reactivity by using a nickel-tin and nickel-lewis acid catalyst (Korean Patent Application No. 89-20184 and No. 91-5866)

본 발명은 메틸포메이트의 이성화 반응에 의한 초산제조에 있어서 고가의 귀금속 촉매대신에 저렴한 니켈 촉매를 사용하여 반응의 경제성을 향상시키고 또한 니켈 촉매이외에 요오드 화합물과 유기질소족 화합물등의 첨가제 및 주석화합물 및 금속염화물등의 조촉매를 투입하므로서 반응성을 향상시켜 초산의 수율을 향상시키고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention uses an inexpensive nickel catalyst instead of an expensive noble metal catalyst in the production of acetic acid by isomerization of methyl formate, and improves the economics of the reaction. In addition to the nickel catalyst, additives such as iodine compounds and organic nitrogen compounds, tin compounds, and The purpose is to improve the yield of acetic acid by improving the reactivity by adding a promoter such as metal chloride.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.

본 발명은 메틸포메이트로 부터 초산을 제조하는 방법에 있어서, 주촉매인 니켈 ; 주속화합물 및 금속염화물 단독 또는 혼합물로 이루어진 조촉매 ; 및 요오드 화합물 및 유기질소족 화합물로 이루어진 첨가제로 조성되는 촉매계 혼합물을 반응물인 메틸포메이트와 함께 카르복실산, 카르복실 에스테르 및 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 신택된 용매에 접촉시키그 10-60기압의 일산화탄소분위기 또는 일정량의 일산화 탄소와 불활성 기체의 혼합분위기 및 140-250℃의 반응온도 조건에서 교반 반응시켜 초산을 생성하는 메틸포메이트 이성화반응을 이용한 초산의 제조방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for producing acetic acid from methyl formate, the main catalyst is nickel; A promoter consisting of a main compound and a metal chloride alone or as a mixture; And a carbon monoxide having a pressure of 10-60 atm by contacting a catalytic mixture composed of an additive consisting of an iodine compound and an organic nitrogen compound with a solvent selected from the group consisting of a carboxylic acid, a carboxyl ester and a mixture together with the reactant methylformate. The present invention relates to a method for preparing acetic acid using a methyl formate isomerization reaction produced by stirring under an atmosphere or a mixed atmosphere of a carbon monoxide and an inert gas and a reaction temperature of 140-250 ° C.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명은 니켈 촉매와 요오드 화합물, 유기질소족 화합물, 그리고 주석화합물 및 금속염화물이 존재하는촉매반응게에서 알킬포메이트가 일산화탄소와 조압조건하에서 빠른 속도로 카르보닐화되는 현상에 기초한것이다. 즉, 본 발명은 일산화 탄소를 성분내에 포함하고 있는 알킬포메이트(HCCOR : R은 탄소원자수 10까지의 알킬기)가 주촉매인 니켈, 첨가제인 요오드화합물과 유기질소즉 화합물, 그리고 조촉매인 주석화합물 및 금속 염화물의 존재하에서 쉽게 카르보닐화됨으로써, 카르복실산으로 변화하는 과정을 이용한 것이며, 이는 하기 식(1)과 같이 나타낼 수 있다.The present invention is based on the phenomenon that the alkyl formate is carbonylated at high speed under the conditions of carbon monoxide and pressure in a catalyst reactor in which a nickel catalyst, an iodine compound, an organic nitrogen group compound, and a tin compound and a metal chloride are present. That is, the present invention is an alkyl formate (HCCOR: R is an alkyl group of up to 10 carbon atoms) containing carbon monoxide in the main nickel, an iodine compound and an organic nitrogen that is an additive, and a tin compound as a promoter And by carbonylation easily in the presence of a metal chloride, it is used to change to a carboxylic acid, which can be represented by the following formula (1).

………………………………………………(1) … … … … … … … … … … … … … … … … … … (One)

따라서 이 반응은 외형상으로 알킬포메이트를 구성하는 원소들이 재배열을 거쳐 카르복실산으로 변화하는 이성화반응이라고 할 수 있다. 반응물인 알킬포메이트는 생성되는 카르복실산이 초산인 경우가 된다.Therefore, this reaction can be said to be an isomerization reaction in which the elements constituting the alkylformate change to carboxylic acid through rearrangement. In the case of the reactant alkylformate, the resulting carboxylic acid is acetic acid.

주촉매로서는 니켈(Ni)이 사용되고, 조촉매로는 주석화합물 및 금속염화물이 단독 또는 복합으로 사용되는데, 이들은 유기, 무기 화합물중 어느것을 사용하여도 무방하다.Nickel (Ni) is used as the main catalyst, and tin compounds and metal chlorides are used alone or in combination as cocatalysts. These may be any of organic and inorganic compounds.

조촉매로 사용되는 주석화합물은 테트라부틸틴, 테트라메틸틴, 테트라아밀틴 및 그 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하며, 금속염화물로는 통상적인 어떠한 종류의 염화물도 본 발명에 적용될 수 있으나, 중요한 것은 용매에 잘 용해가 되어야 하므로 염화철, 염회아연, 염화지르코니움, 염화안티몬, 염화알루미늄 및 티타늄등을 들 수 있다.The tin compound used as the cocatalyst is preferably selected from the group consisting of tetrabutyltin, tetramethyltin, tetraamyltin and mixtures thereof. Any metal chloride can be applied to the present invention as a metal chloride. Importantly, it must be well soluble in the solvent, so it may be iron chloride, zinc salt, zirconium chloride, antimony chloride, aluminum chloride and titanium.

상기 조촉매로 사용되는 주석화합물의 첨가량은 주촉매인 니켈 1몰(mole)에 대하여 바람직하게는 0.01몰 이상, 보다 바람직하게는 0.5-5.0몰이고, 금속염화물의 첨가량은 니켈 1몰에 대하여 바람직하게는 0.01몰 이상, 보다 바람직하게는 0.5-10.0몰이다.The amount of the tin compound used as the cocatalyst is preferably 0.01 mole or more, more preferably 0.5-5.0 mole, with respect to 1 mole of nickel as the main catalyst, and the amount of metal chloride added is preferably with respect to 1 mole of nickel. Preferably it is 0.01 mol or more, More preferably, it is 0.5-10.0 mol.

본 발명에 있어서의 첨가제는 리간드를 형성하여 생성물을 안정화시키는 역할을 하는 성분으로서 요오드화합물과 유기질소 족 화합물의 혼합물이 사용된다.In the present invention, a mixture of an iodine compound and an organic nitrogen group compound is used as a component that forms a ligand and serves to stabilize the product.

상기 요오드 화합물로서는 메틸요오드가 바람직하며, 상기 유기질소족 화합물로는 일반적으로 알킬기가 포함된 아민류나 피리딘계통의 화합물을 사용하는 것이 바람직한데, 그 예로서는 트리부틸아민, 2-하이드록시피리딘 및 그 혼합물을 들 수 있다.As the iodine compound, methyl iodine is preferable, and as the organonitride compound, an amine or a pyridine-based compound containing an alkyl group is generally used. Examples thereof include tributylamine, 2-hydroxypyridine, and a mixture thereof. Can be mentioned.

상기 요오드 화합물의 첨가량은 주촉매인 니켈 1몰에 대하여 바람직하게는 10.0몰 이상, 보다 바람직하게는 100-1000몰이고, 상기 유기질소족 화합물의 첨가량은 니켈 1몰에 대하여 바람직하게는 0.001몰 이상, 보다 바람직하게는 0.05-5.0몰이다.The addition amount of the iodine compound is preferably 10.0 mol or more, more preferably 100-1000 mol with respect to 1 mol of nickel as the main catalyst, and the addition amount of the organonitrogen compound is preferably 0.001 mol or more with respect to 1 mol of nickel, More preferably, it is 0.05-5.0 mol.

상기한 주촉매, 조촉매 및 첨가제로 조성되는 촉매계 혼합물은 메틸포메이트에서 초산으로의 반응을 촉진시키는 것으로서, 상기한 각 성분이 그 하한치보다 적게 첨가되는 경우에는 메틸포메이트에서 초산으로의 반응이 거의 일어나지 않거나 느리게 일어나며, 그 상한치 이상으로 첨가되는 경우에는 활성도 증가효과가 거의 없기 때문에 첨가효과의 증가속도가 적어지므로 경제적 측면등을 고려하여 상한치 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.The catalyst-based mixture composed of the main catalyst, the cocatalyst and the additive promotes the reaction of methylformate to acetic acid. When each component described above is added below the lower limit, the reaction of methylformate to acetic acid is prevented. It hardly occurs or occurs slowly, and if it is added above the upper limit, since there is little activity increase effect, the increase rate of the addition effect decreases.

한편, 촉매등의 고체상 물질을 용해시키기 위한 용매로서는 비점이 높고 반응조건하에서 반응물로 사용되지 않는 카르복실산이나 카르복실에스테르 자체를 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, as a solvent for dissolving solid substances such as a catalyst, it is preferable to use carboxylic acid or carboxyl ester itself which has a high boiling point and which is not used as a reactant under reaction conditions.

상기 반응물인 메틸포메이트와 촉매계 혼합물의 혼합비는 메틸포메이트 1몰에 대하여 촉매계 혼합물중의 요오드 화합물의 양이 0.01-1몰, 바람직하게는 0.1-3몰이 되도록 하는 것이 바람직하다.The mixing ratio of the reactant methyl formate and the catalyst mixture is preferably such that the amount of the iodine compound in the catalyst mixture is 0.01-1 mol, preferably 0.1-3 mol, relative to 1 mol of methyl formate.

상기한 요오드 화합물의 양이 0.01몰 이하인 경우에는 반응이 거의 일어나지 않고, 10몰 이하인 경우에는 반응성은 좋지만 그 반응속도의 증가율이 떨어지므로 경제적인 측면을 고려하여 그 상한을 10몰로 선정하는 것이 바람직하다.When the amount of the iodine compound is 0.01 mol or less, the reaction hardly occurs. When the amount of the iodine compound is 10 mol or less, the reactivity is good but the rate of increase of the reaction rate decreases. Therefore, the upper limit is preferably 10 mol in consideration of economic aspects. .

반응 혼합물의 성분은 순서에 관계없이 혼합할 수 있으며 교반반응시에 투입되는 순수한 일산화탄소의 압력은 10-60기압정도가 바람직한데, 그 이유는 10기압 이하에서는 반응속도가 느리고, 60기압 이상에서는 니켈테트라카보닐이 생겨 니켈이 안정화되어 촉매로서 작용하지 못하게 될 뿐만 아니라 높은 압력을 유지하기 위한 고압반응기를 필요로 하기 때문이다.The components of the reaction mixture can be mixed in any order, and the pressure of pure carbon monoxide introduced during the stirring reaction is preferably about 10 to 60 atm, because the reaction rate is slow at less than 10 atm and at more than 60 atm. This is because tetracarbonyl is formed so that nickel is not stabilized and cannot act as a catalyst, but also requires a high pressure reactor to maintain a high pressure.

또한, 상기한 압력범위에서 일점분압을 일산화탄소로 유지하면서 나머지를 불활성기체로서 대체시키더라도 반응성을 높게 유지할 수 있어 경제적인 잇점을 가질 수 있다.In addition, while maintaining the one-part partial pressure in the above-described pressure range to carbon monoxide, even if the remainder is replaced with an inert gas, the reactivity can be maintained high, thereby having an economic advantage.

상기와 같이, 일산화탄소의 일부를 불활성 기체로 대체하는 경우에는 총압력중의 CO분압이 35% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.As described above, when a part of carbon monoxide is replaced with an inert gas, it is preferable that the partial pressure of CO in the total pressure is 35% or more.

그리고, 너무 높은 압력 즉, 100기압 이상의 순수일산화탄소 압력은 촉매의 비활성화를 초래하게 된다.And too high pressure, that is, pure carbon monoxide pressure of more than 100 atmospheres, will result in deactivation of the catalyst.

상온에서 반응온도인 140-250℃의 온도범위까지 충분히, 바람직하게는 0.5시간동안 교반하면서 승온하고 일정온도에 이르면 1-4시간저도 반응시켜 충분히 실질적연 수율을 얻도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the temperature is raised to a temperature range of 140-250 ° C., which is the reaction temperature at room temperature, and preferably stirred for 0.5 hour, and then reacted at low temperature for 1-4 hours to obtain a substantially substantial yield.

본 발명의 방법에 의한 반응은 회분식 반응기를 사용하거나 혹은 연속조작으로 통상적인 방법에 의해 분리 및 정제할 수 있다. 예를 들어 카르복실산이 다른 가능한 생성물이나 반응잔여물 보다 비점이 높은 특성을 이용하이 통상 공지된 증류 조작을 실시할 때 지점이 낮은 휘발성성분들을 먼저 분리한 후 잔여분으로 남는 카르복실산을 회수할 수 있다. 상기와 같은 본 발명의 방법에 의하면 탄소원자수가 1-10인 알킬기를 갖는 알킬포메이트를 이용하여 이에 대응하는 카로복실산을 수요에 맞춰 다양하게 제조할 수 있게 된다.The reaction by the process of the invention can be separated and purified by conventional methods using a batch reactor or by continuous operation. For example, when performing a known distillation operation using a characteristic that the carboxylic acid has a higher boiling point than other possible products or reaction residues, the volatile components having a low point can be separated first, and then the remaining carboxylic acid can be recovered. have. According to the method of the present invention as described above, by using an alkyl formate having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, the corresponding carboxylic acid can be variously produced according to demand.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예]EXAMPLE

[발명예 1]Invention Example 1

주반응물인 메틸포메이트 0.811mole, 용매인 초산 0.791mole, 요오드화합물인 메탈요오드 0.386mole, 유기질소족 화합물인 트리부틸아만 0.042mole, 주촉매인 니켈 분말 4.26mmole 및 조촉매인 테트라메틸틴 5.8mmole, 금속염화물인 지로코니움 염화물 3.0mmole을 300㎖ 용적의 고온고압 교반반응기(속칭 오토클레이브 반응기)에 투입하고 일산화탄소로 5회 퍼지시킨 후 상온에서 20기압의 일산화탄소와 40기압의 불활성 기체 즉 질소압력을 부하하고 나서 교반을 시작하였다. 이어서 반응기의 온도를 6.3℃/mol으 속도로 승온시켜 반응온도인 190℃에 이른 후 반응을 시작하였다. 반응시작 30분, 1시간, 2시간후에 생성물혼합물을 채취하여 분석한 결과 메틸포메이트의 전화율은 각각 62%, 84%, 92%이었으며, 선택율은 각각 92%, 89%, 92%로 나타났다.0.811 mole of methyl formate as a main reactant, 0.791 mole of acetic acid as a solvent, 0.386 mole of metal iodine as an iodine compound, 0.042 mole as tributylaman as an organic nitrogen compound, 4.26 mmole of nickel powder as a main catalyst and 5.8 mmole of tetramethyltin as a promoter. Zirconium chloride, metal chloride, 3.0mmole was added to a 300ml volume of high temperature and high pressure agitation reactor (commonly known as autoclave reactor), and purged with carbon monoxide five times. At room temperature, 20 atmospheres of carbon monoxide and 40 atmospheres of inert gas, that is, nitrogen pressure, were injected. After loading, stirring was started. Subsequently, the temperature of the reactor was increased at a rate of 6.3 ° C./mol to reach a reaction temperature of 190 ° C., and the reaction was started. After 30 minutes, 1 hour and 2 hours after the start of the reaction, the product mixture was analyzed and the conversion rates of methyl formate were 62%, 84% and 92%, respectively, and the selectivity was 92%, 89% and 92%, respectively.

[비교예 1]Comparative Example 1

상기 발명예 1과 동일하게 실시하되, 메틸요오드, 트리부틸아만, 테트라메틸틴 및 금속염화물인 지리코니움 염화물을 투입하지 않고 2시간동안 반응을 행하고 생성호합물을 채취하여 볼석한 결과 메틸포메이토의 전화율은 16.0%이고, 초산에 대한 수율은 92.0%로 나타났다.In the same manner as in Inventive Example 1, methyl iodine, tributylaman, tetramethyltin, and metal chloride were reacted for 2 hours without the addition of zirconia chloride, and the resultant compound was collected and vaccinated. The conversion rate was 16.0%, and the yield for acetic acid was 92.0%.

[비교예 2]Comparative Example 2

상기 발명예 1과 동일하게 실시하되 테트라부틸틴 및 지르코늄 염화물을 투입하지 않고 2시간동안 반응시킨 후 생성혼합물을 채취하여 분석한 결과 메틸포메이트의 전화율은 27%, 선택율은 87.5%로 나타났다.In the same manner as in Inventive Example 1, but after the reaction for 2 hours without the addition of tetrabutyltin and zirconium chloride, the product mixture was collected and analyzed, the conversion rate of methyl formate was 27%, the selectivity was 87.5%.

[발명예 2]Invention Example 2

초기 반응속도를 구하기 위하여 상기 발명예 1과 같은 조건하에서 반응온도를 220℃로 하여 반응시킨 후, 30분, 1시간, 2시간후의 생성혼합물을 분석한 결과, 전화율은 각각 92%, 99%, 99,9% 선택율은 72%, 99%, 99 5%로 나타났다.In order to determine the initial reaction rate, the reaction mixture was reacted at 220 ° C. under the same conditions as in Inventive Example 1, and the resulting mixture was analyzed after 30 minutes, 1 hour, and 2 hours. The conversion rates were 92%, 99%, The 99,9% selectivity was 72%, 99%, 99 5%.

[발명예 3]Invention Example 3

니켈촉매에 대한 초기 반응속도를 구하기 위하여 상기 발명예 1과 동일하게 실시하되, 촉매인 니켈 분말의 양을 4.26mmole에서 2.13mmole로 줄이고 220℃의 반응온도에서 반응시킨 후, 30분, 1시간, 2시간 후의 생성혼합물을 채취하여 분석한 결과 메틸포케이트의 전화율은 각각 76%, 96%, 99,8%, 선택율은 각각 80%, 88%, 89%로 나타났다.In order to determine the initial reaction rate for the nickel catalyst was carried out in the same manner as in Inventive Example 1, after reducing the amount of nickel powder as a catalyst from 4.26mmole to 2.13mmole and reacted at a reaction temperature of 220 ℃, 30 minutes, 1 hour, After 2 hours, the resultant mixture was collected and analyzed. The conversion rate of methyl phate was 76%, 96%, 99,8%, and the selectivity was 80%, 88% and 89%, respectively.

[발명예 4]Invention Example 4

니켈 주촉매에 대한 초기 반응속도를 구하기 위하여 상기 발명예 1과 동일하게 실시하되, 촉매인 니켈 분말의 양을 4.26mmole에서 1.065mmole로 줄이고 220℃의 반응온도에서 반응시킨 후, 30분, 1시간, 2시간후의 생성혼합물을 채취하여 분석한 결과 메틸포메이트의 전화율은 각각 78%, 95%, 99%, 선택율은 각각 55%, 76%, 83%로 나타났다.In order to determine the initial reaction rate for the nickel main catalyst was carried out in the same manner as in Inventive Example 1, after reducing the amount of nickel powder as a catalyst from 4.26mmole to 1.065mmole and reacted at a reaction temperature of 220 ℃, 30 minutes, 1 hour After 2 hours, the product mixtures were collected and analyzed. The conversion rates of methyl formate were 78%, 95% and 99%, respectively, and the selectivity was 55%, 76% and 83%, respectively.

[발명예 5]Invention Example 5

불활성기체를 이용한 경제적 공정을 모사하기 위하여 상기 발명예 1과 동일하게 실시하되 초기순수 일산화탄소의 압력을 60기압으로 반응시킨 후, 반응시간 30분, 1시간, 2시간 후의 생성혼합물을 채취하여 분석한 결과 메틸포메이트의 전화율은 각각 56%, 78%, 98%, 선택율은 각각 69%, 67%, 99%로 나타났다.In order to simulate the economic process using an inert gas was carried out in the same manner as in Inventive Example 1, after reacting the pressure of the initial pure carbon monoxide to 60 atm, the reaction mixture was collected and analyzed after 30 minutes, 1 hour, 2 hours The conversion rate of methyl formate was 56%, 78%, 98%, and the selectivity was 69%, 67% and 99%, respectively.

[발명예 6]Invention Example 6

상기 발명예 1과 동일하게 실시하되 메틸요오드의 양을 0.016mole로 줄여서 반응을 행하고, 반응시간 1시간, 2시간 후의 생성혼합물을 분석한 결과 전화율은 각각 76%, 93%, 선택율은 각각 52%, 64%로 나타났다.The reaction was carried out in the same manner as in Inventive Example 1, but the reaction was carried out by reducing the amount of methyl iodine to 0.016 mole, and the conversion ratio was 76%, 93%, and the selectivity was 52%, respectively. , 64%.

[발명예 7]Invention Example 7

금속 염화물의 영향을 살펴보기 위하여 상기 발명예 1과 동일하게 실시하되 조촉매로 사용하는 지로코늄염화물을 염화티타늄 2.74mmole로 대체하여 반응을 행하고 반응시간 30분, 1시간, 2시간 후의 생성혼합물을 채취하여 분석한 결과 전화율은 각각 66%, 87%, 95%, 선택율은 각각 96%, 92%, 99%로 나타났다.In order to examine the effect of the metal chloride was carried out in the same manner as in Inventive Example 1, but the reaction mixture was replaced by a titanium chloride of 2.74mmole used as a cocatalyst to react the reaction mixture after 30 minutes, 1 hour, 2 hours The sampling rate was 66%, 87%, 95%, and the selectivity was 96%, 92% and 99%, respectively.

[발명예 8]Inventive Example 8

금속염화물 첨가효과를 관찰하기 위하여 상기 발명예 1과 동일하게 실시하되 조촉매인 금속염화물 없이 반응을 행하고 반응시간 30분, 1시간, 2시간후의 생성혼합물을 채취하여 분석한 결과 전화율은 각각 43%, 76%, 93%, 선택율은 각각 81%, 71%, 77%로 나타났다.In order to observe the effect of the addition of metal chlorides, the reaction was carried out in the same manner as in Inventive Example 1, but the reaction was carried out without a metal chloride as a promoter, and the resulting mixture was analyzed after 30 minutes, 1 hour, and 2 hours. , 76%, 93%, and selectivity were 81%, 71%, 77%, respectively.

상기 실시예에서, 사용한 전화율, 선택율, 수율 및 반응속도는 다음식에 따라 계산된 값이다.In the above examples, the conversion rate, selectivity, yield and reaction rate used are values calculated according to the following equation.

한편, 본 발명과 종래방법을 비교하기 위하여 상기 실시예중 발명예1 및 발명예 4와 종래방법중의 대표적인 실시예들을 하기 표1에 나타내었다.Meanwhile, in order to compare the present invention and the conventional method, Representative Examples of the Inventive Example 1 and Inventive Example 4 and the conventional method are shown in Table 1 below.

상기 실시예에 나타난 바와같이, 본 발명에 부합되는 발명예(1-8)가 본 발명 범위를 벗어나는 비교예(1-2)에 비하여 메틸포메이트의 전화율 및 선택율이에 있어서 우수할 뿐만 아니라, 상기 표1에 나타난 바와같이, 종래 방법에 비하여 반응속도가 우수함을 알 수 있다.As shown in the above Examples, Inventive Example (1-8) in accordance with the present invention is superior in conversion rate and selectivity of methyl formate as compared to Comparative Example (1-2) outside the scope of the present invention, As shown in Table 1, it can be seen that the reaction rate is superior to the conventional method.

상술한 바와같이, 본 발명은 고가의 귀금속 촉매를 사용하지 않고 값싼 니켈계 촉매를 사용하므로서 경제성이 높을 뿐만 아니라 종래의 니켈계 촉매를 사용한 경우보다 그 반응성이 크게 개선된 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention not only uses expensive noble metal catalysts, but also uses a cheap nickel-based catalyst, thereby increasing economic efficiency and significantly improving the reactivity thereof compared to the case of using a conventional nickel-based catalyst.

Claims (10)

메틸포매이트로부터 초산을 제조하는 방법에 있어서, 주촉매인 니켈 ; 주석화합물 및 금속염화물의 단독 또는 혼합물로 이루어진 조촉매 ; 요오드 화합물 및 유기질소족 화합물의 혼합물연 첨가제로 조성되는 촉매계 혼합물을 반응물인 메틸포메이트와 함께 카르복실산, 카르복실 에스테르 및 그 혼합물로 구성되는그룹으로부터 선택되는 용매에 접촉시키고 10-60기압의 일산화탄소 반응분위기 및 140-250℃의 반응온도조건에서 교반, 반응시켜 초산을 회수함을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화 반응을 이용한 초산의 제조방법.In the method for producing acetic acid from methyl formate, Nickel which is a main catalyst; Cocatalyst consisting of a mixture or a mixture of tin compounds and metal chlorides; A mixture of iodine compounds and organonitrogen compounds is brought into contact with a catalyst mixture composed of lead additives with a reactant methylformate and a solvent selected from the group consisting of carboxylic acids, carboxyl esters and mixtures thereof, and carbon monoxide at 10-60 atmospheres. A method for producing acetic acid using a methyl formate isomerization reaction, characterized in that acetic acid is recovered by stirring and reacting in a reaction atmosphere and a reaction temperature of 140-250 ° C. 제1항에 있어서, 상기 반응분위기가, 싱기 일산화탄소의 일부가 불활성 기체로 대체된, 혼합분위기이고, 그리고 일산화탄소의 분압이 총압력의 35% 이상인 것을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화 반응을이용한 초산의 제조방법.The acetic acid according to claim 1, wherein the reaction atmosphere is a mixed atmosphere in which a part of the carbon monoxide is replaced with an inert gas, and the partial pressure of carbon monoxide is 35% or more of the total pressure. Manufacturing method. 제1항 또는 제2항에 있어서, 요오드 화합물이 메틸요오드임을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화반응을 이용한 초산의 제조방법.The method for producing acetic acid using methyl formate isomerization according to claim 1 or 2, wherein the iodine compound is methyl iodine. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유기질소족 화합물이 트리부틸아민, 2-하이드록시피리딘 및 그 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화 반응을 이용한 초산의 제조방법.The process for producing acetic acid using methylformate isomerization according to claim 1 or 2, wherein the organonitrogen compound is selected from the group consisting of tributylamine, 2-hydroxypyridine and mixtures thereof. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주석화합물이 테트라부틸린, 테트라아밀틴 및 그 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화 반응을 이용한 초산의 제조방법.The method for preparing acetic acid using methyl formate isomerization according to claim 1 or 2, wherein the tin compound is selected from the group consisting of tetrabutyline, tetraamyltin and mixtures thereof. 제1항 또는 제2항에있어서, 금속염화물이 지르코늄, 티타늄, 아연, 알루미늄의염화물 및 그혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화 반응을 이용한 초산의 제조방법.The method for producing acetic acid using methyl formate isomerization according to claim 1 or 2, wherein the metal chloride is selected from the group consisting of chlorides of zirconium, titanium, zinc, aluminum and mixtures thereof. 제1항 또는 제2항에 있어서, 촉매계 혼합물이 주촉매인 니켈 1몰에 대하여 0.01몰 이상의 조촉매, 10몰 이상의 요오드 화합물 및 0.001몰 이상의 유기질소 족 화합물로 조성됨을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화 반응을 이용한 초산의 제조방법.The methyl formate isomerization according to claim 1 or 2, wherein the catalyst mixture is composed of at least 0.01 mol of cocatalyst, at least 10 mol of iodine compound, and at least 0.001 mol of organonitrogen group compound with respect to 1 mol of nickel as the main catalyst. Acetic acid production method using the reaction. 제7항에있어서, 촉매계혼합물이, 주촉매인 니켈 1몰에 대하여, 0.5-5.0몰의 주석화합물 및 0.5-l0.0몰의 금속염화물의 단독 또는 혼합물로 이루어진 조촉매, 100-1000몰의 요오드 화합물 및 0.05-5.0몰의 유기질소족 화합물로 조성됨을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화 반응을 이용한 초산의 제조방법.The catalyst mixture according to claim 7, wherein the catalyst mixture is composed of 100-1000 moles of cocatalyst consisting of a mixture of 0.5-5.0 moles of tin compound and 0.5-l0.0 moles of metal chloride alone or with respect to 1 mole of nickel as the main catalyst. A method for producing acetic acid using a methyl formate isomerization reaction, characterized in that it is composed of an iodine compound and 0.05-5.0 moles of an organic nitrogen group compound. 제1항, 제2항 또는 제8항에 있어서, 상기 반응물이 메틸포메이트와 촉매계 혼합물의 혼합비가 메틸포메이트 1몰에 대하여 촉매계 혼합물중의 요오드 혼합물 0.01-10.0몰이 되도록 이루어짐을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화반응을 이용한 초산의 제조방법.9. The methyl according to claim 1, 2 or 8, wherein the reactant is made such that the mixing ratio of methyl formate and the catalyst mixture is 0.01-10.0 mol of the iodine mixture in the catalyst mixture with respect to 1 mol of methyl formate. Method for producing acetic acid using formate isomerization reaction. 제9항에 있어서, 상기 반응물인 메틸포메이트와 촉매계 혼합물의 혼합비가 메틸포메이트 1몰에 대하여 촉매계 혼합물중의 요오드 화합물 0.1-3.0몰이 되도록 이루어짐을 특징으로 하는 메틸포메이트 이성화반응을 이용한 초산의 제조방법.10. The method according to claim 9, wherein the mixing ratio of the reactant methyl formate and the catalyst mixture is 0.1-3.0 mol of the iodine compound in the catalyst mixture with respect to 1 mol of methyl formate. Manufacturing method.
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