JPH0251538B2 - - Google Patents

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JPH0251538B2
JPH0251538B2 JP59197894A JP19789484A JPH0251538B2 JP H0251538 B2 JPH0251538 B2 JP H0251538B2 JP 59197894 A JP59197894 A JP 59197894A JP 19789484 A JP19789484 A JP 19789484A JP H0251538 B2 JPH0251538 B2 JP H0251538B2
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JP
Japan
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sulfuric acid
carboxylic acid
tertiary carboxylic
catalyst
acid
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JP59197894A
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JPS6176434A (ja
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Akira Yamada
Hideaki Miwa
Hiroshi Kawasaki
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] この発明は、第3級カルボン酸の製造方法に関
し、さらに詳しく言うと、触媒の活性低下を防止
した第3級カルボン酸の製造方法である。 [従来の技術とその問題点] 従来、硫酸−酸化第1銅触媒の存在下に、1−
ヘキセン、1−オクテン等のオレフインと一酸化
炭素とを反応させて2,2−ジメチルペンタン酸
等の第3級カルボン酸を製造する方法が知られて
いる。 しかしながら、従来の製造方法では、高濃度の
硫酸を使用しているので高収率で第3級カルボン
酸−硫酸錯体を生成するのであるが、この第3級
カルボン酸−硫酸錯体の取出しが困難であるの
で、結局第3級カルボン酸の収率が低いものとな
つており、しかも多量の廃硫酸が生じていた。 [前記問題点を解決するための手段] この発明者らは、前記問題点を解決し、多量の
廃硫酸を排出せず、第3級カルボン酸−硫酸錯体
を容易に分離して高収率で第3級カルボン酸を得
ることができると共に、回収した触媒含有液を再
度触媒として第3級カルボン酸の収率の低下を招
くことなく繰替して使用することのできる方法に
ついて鋭意研究した結果この発明に到達した。 すなわち、この発明は、濃度80〜90%の硫酸と
酸化第1銅との触媒の存在下にオレフインと一酸
化炭素とを反応させて得た生成物に水を添加する
ことなくこれを抽出処理することにより、第3級
カルボン酸−硫酸錯体含有の抽出液と触媒液とに
分離し、前記抽出液に、分解される第3級カルボ
ン酸−硫酸錯体の少なくとも化学量論量の水を添
加することにより得られる回収硫酸と前記触媒液
とを反応系に循環して再使用することを特徴とす
る第3級カルボン酸の製造方法である。 次にこの発明の方法について図面を参照しなが
ら説明する。 第1図は、この発明の方法の一例を示すフロー
図である。 第1図において1で示すのは、反応容器であ
り、この反応容器1に接続された第1原料供給パ
イプ2から一酸化炭素を、また第2原料供給パイ
プ3からオレフインをそれぞれこの反応容器1内
に供給してこの反応容器1内で硫酸−酸化第1銅
触媒の存在下にオレフインと一酸化炭素との反応
が行なわれる。このオレフインと一酸化炭素との
反応は、接触的であり、反応容器1内でオレフイ
ンと一酸化炭素とが接触すると直ちに第3級カル
ボン酸−硫酸錯体が生成する。この場合、触媒と
して使用する硫酸は低濃度硫酸で十分であり、濃
度が80〜90%の硫酸が好ましい。硫酸の濃度が記
80〜90%であると、生成するカルボン酸の分離性
の向上を図ることができるからである。 また、反応圧力としては、通常0〜100Kg/平
方cmであり、好ましくは10〜15Kg/平方cmであ
る。10〜15Kg/平方cmの反応圧力にすると、前記
低濃度の硫酸を使用することによるカルボン酸の
収率の低下を防止することができるからである。 この発明の方法に使用するオレフインとして
は、たとえばジイソブチレン、1−ヘキセン、2
−ヘキセン、3−ヘキセン、1−ヘプテン、2−
ヘプテン、3−ヘプテン、1−オクテン、2−オ
クテン、3−オクテン、4−オクテン、1−ノネ
ン、2−ノネン、3−ノネンおよび4−ノネン等
直鎖状または分岐鎖を有するオレフイン、並びに
シクロヘキセン、およびメチル基、エチル基等の
アルキル基を置換したシクロヘキサン等のシクロ
オレフインが挙げられる。さらに、この発明で使
用するオレフインは、異性体の混合物であつても
良い。 この反応容器1内の反応生成液は、第1移送パ
イプ4を介して第1分離槽5に送られ、抽出供給
パイプ6から供給される抽剤と混合されて、水性
の触媒液と油層の抽出液とに分離される。 第1分離槽5に供給する抽剤としては、水と混
合せず、しかも反応生成物である第3級カルボン
酸−硫酸錯体を溶解するものであればどのような
溶剤であつても良く、たとえばn−ペンタン、n
−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の脂
肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素等が挙げられる。 前記抽剤は、前記第1移送パイプ4の途中に前
記抽剤供給パイプ6を接続して前記第1移送パイ
プ4による移送段階から反応生成液と混合するよ
うにしても良いし、また、前記第1分離槽5に前
記抽剤供給パイプ6を接続してこの第1分離槽5
の中で前記反応生成液とを混合するようにしても
良い。 この抽剤による抽出処理は、水分を含有しない
気体の雰囲気下に行なうのが好ましく、さらには
水分を含有せず、しかも、酸化第1銅の酸化不可
能な雰囲気下で行なうのが好ましい。と言うの
は、触媒液は前記反応容器1に戻して再使用する
のであるが、抽出処理の雰囲気中に水分が含まれ
ていると、回収される硫酸の濃度が低下し、触媒
の活性低下をもたらす。また、もし、この抽出処
理を酸化的雰囲気中で行なうと、触媒の1価の銅
イオンが酸化されて2価の銅イオンになつて、触
媒活性が低下する。その結果として、触媒を循環
使用した場合に、第3級カルボン酸の収率が低下
してしまうこととなるからである。 したがつて、前記雰囲気としては、たとえば、
アルゴン、ヘリウム、ネオン等の不活性ガス、窒
素、炭酸ガス、一酸化炭素等のガスを使用するこ
とができる。これら各種のガスの中でも、特に一
酸化炭素ガスが好ましい。一酸化炭素ガスを使用
すると、この第1分離槽5中に酸素が混入してい
たとしても、前記一酸化炭素が酸化されて酸化第
1銅の酸化が防止されるし、また、この第1分離
槽5に新たなガス供給パイプを新設する必要も無
く、前記第1原料供給パイプ2から支管を延設し
てこの第1分離槽5に接続するだけで済むからで
ある。また、第3級カルボン酸をバツチ法で製造
する場合に前記抽出処理を一酸化炭素雰囲気中で
行なうときは、この抽出処理を前記反応容器1中
で行なうことができるので、第1分離槽5を省略
して装置の簡素化を図ることができる。 前記第1分離槽5で抽出液と触媒液とに分離し
た後、この触媒液は回収ライン7を介して前記反
応容器1内に戻される一方、この抽出液は第2移
送パイプ8を介して第2分離槽9に移送される。 この第2分離槽9では、水供給パイプ10から
供給される水により前記抽出液中の第3級カルボ
ン酸−硫酸錯体が分解されて第3級カルボン酸の
油層と硫酸を含有する水層とに分離される。この
場合、供給する水の量は、分解される第3級カル
ボン酸−硫酸錯体の少なくとも化学量論量であれ
ば良い。すなわち、反応に必要な水の量で第3級
カルボン酸−硫酸錯体が分解するので、触媒液の
濃度を下げることなく硫酸が回収できるからであ
る。 前記水は、前記水供給パイプ10を前記第2移
送パイプ8の途中に接続して前記抽出液の移送段
階で供給しても良いし、また、前記水供給パイプ
10を第2分離槽9に接続してこの第2分離槽9
中に供給するようにしても良い。 第2分離槽9で分離した油層中には、原料のオ
レフインに応じて複数種の第3級カルボン酸が含
まれているので、第3移送パイプ11を介してこ
の油層を分離手段たとえば蒸留塔12に移送す
る。一方、第2分離槽9で分離した水層は、前記
反応容器1内に戻される。 蒸留塔12では、前記油層が蒸留されて、抽剤
と生成物である第3級カルボン酸成分とに分離さ
れる。分離された抽剤は抽剤供給パイプ6を介し
て再度抽出処理に使用される。また、第3級カル
ボン酸成分が複数種の第3級カルボン酸を含むも
のであるならば、この第3級カルボン酸成分は、
さらに精溜塔に移送されて各第3級カルボン酸に
分溜される。 前記第1分離槽5からの触媒液および第2分離
槽9からの水層は、回収ライン7中で、この触媒
液と水層とを混合し、第1銅−硫酸触媒の濃度の
調整をしておくのが好ましい。 この発明の方法により得られる第3級カルボン
酸は、たとえば、原料がジイソブチレンであると
きには、2,2,4,4−テトラメチルペンタン
酸、2,2,3,4−テトラメチルペンタン酸、
2−エチル−2,3,3−トリメチルブタン酸で
あり、原料が1−ヘキサンであるときは、2,2
−ジメチルペンタン酸、2−メチル−2−エチル
ブタン酸、2,2−ジメチルブタン酸、2,2−
ジメチルプロパン酸であり、原料が1−ヘプテン
であるときは、2,2−ジメチルヘキサン酸、2
−メチル−2−エチルペンタン酸であり、原料が
1−オクテンであるときは、2,2−ジメチルヘ
プタン酸、2−メチル−2−エチルヘキサン酸、
2−メチル−2−プロピルペンタン酸であり、原
料が2−オクテンであるときは、2,2−ジメチ
ルヘプタン酸、2−メチル−2−エチルヘキサン
酸、2−メチル−2−プロピルペンタン酸であ
り、原料がシクロヘキサンであるときは、1−メ
チルシクロペンタンカルボン酸である。 この発明の方法は、バツチ法でも連続法でも行
なうことができる。 [発明の効果] この発明によると、第3級カルボン酸−硫酸錯
体を含む抽出液を水洗処理して硫酸を回収し、こ
の回収硫酸を反応系に循環して再使用するので、
硫酸の有効利用を図ることができ、多量の廃硫酸
の排出による廃液処理の問題を解決することがで
きる。また、前記抽出液を得るための抽出処理を
酸化第1銅の酸化不可能な雰囲気下で行なうと、
触媒活性を低下させることなく触媒液を回収する
ことができ、前記回収硫酸とこの回収触媒液とを
合わせて反応系に触媒として戻すことにより、触
媒の反復使用を可能とし、第3級カルボン酸の収
率を高く維持することができる。さらに、この発
明の方法は、回収硫酸を再度触媒成分として使用
するのであるから、第3級カルボン酸の製造に必
要な触媒としての硫酸は少量で済む。また、低濃
度硫酸を触媒の一成分とするので第3級カルボン
酸−硫酸錯体の分離を容易なものとすることがで
き、これによつても高収率で第3級カルボン酸を
製造することができる。 [実施例] 次にこの発明の実施例および比較例を示してこ
の発明をさらに詳述する。 実施例 1〜3 第1表に示す濃度および使用量の硫酸と第1表
に示す使用量の酸化第1銅との触媒を反応容器内
に仕込み、この反応容器内を十分に一酸化炭素で
置換した後これを撹拌しながら第1表に示す使用
量の一酸化炭素を吸収させた。次いで、一酸化炭
素圧を15Kg/平方cmに維持しつつこの反応容器内
に第1表に示す種類のオレフインを1.5時間供給
して、第1表に示す反応条件でこのオレフインと
一酸化炭素とを反応させた。なお、反応中、反応
に使用されて減少した一酸化炭素は、その分新た
に補給された。1.5時間の経過後、オレフインの
供給を停止し、そのままさらに1時間撹拌した。
このようにして得た生成液は、第1表に示す種類
と使用量の抽剤を反応容器内に供給して撹拌する
ことにより、第1表に示す雰囲気下で抽出処理し
た。抽出処理後、触媒相から抽出相を分離し、得
られた抽出液を水洗処理した。このときの水の使
用量は、次の計算式による。 オレフインの使用量(mol)×収率/100×18 次いで、静置して得られた油層を蒸留して第3
級カルボン酸の混合物を得た。また、前記抽出処
理して得た触媒液と前記水洗処理して得た水層と
を合わせて回収し、オレフインと一酸化炭素との
反応に繰返し循環して使用した。 触媒の反復使用回数と第3級カルボン酸(合
計)の収率とを第1表に示す。 比較例 1〜3 抽出処理して得た触媒液は回収してオレフイン
と一酸化炭素との反応に繰返し循環して使用する
が、水洗処理して得た回収硫酸は触媒として循環
使用しないことの外は、前記実施例と同様にし
た。結果を第1表に示す。
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の方法を実施する一例として
の工程図である。 1……反応容器、2……第1原料供給パイプ、
3……第2原料供給パイプ、4……第1移送パイ
プ、5……第1分離槽、6……抽剤供給パイプ、
7……回収ライン、8……第2移送パイプ、9…
…第2分離槽、10……水供給パイプ、11……
第3移送パイプ、12……蒸留塔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 濃度80〜90%の硫酸と酸化第1銅との触媒の
    存在下にオレフインと一酸化炭素とを反応させて
    得た生成物に水を添加することなくこれを抽出処
    理することにより、第3級カルボン酸−硫酸錯体
    含有の抽出液と触媒液とに分離し、前記抽出液
    に、分解される第3級カルボン酸−硫酸錯体の少
    なくとも化学量論量の水を添加することにより得
    られる回収硫酸と前記触媒液とを反応系に循環し
    て再使用することを特徴とする第3級カルボン酸
    の製造方法。 2 前記抽出処理が酸化第1銅の酸化不可能な雰
    囲気下で行なう前記特許請求の範囲第1項に記載
    の第3級カルボン酸の製造方法。 3 前記酸化第1銅の酸化不可能な雰囲気が一酸
    化炭素雰囲気である前記特許請求の範囲第2項に
    記載の第3級カルボン酸の製造方法。
JP59197894A 1984-09-21 1984-09-21 第3級カルボン酸の製造方法 Granted JPS6176434A (ja)

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