JPH033647B2 - - Google Patents

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JPH033647B2
JPH033647B2 JP15882682A JP15882682A JPH033647B2 JP H033647 B2 JPH033647 B2 JP H033647B2 JP 15882682 A JP15882682 A JP 15882682A JP 15882682 A JP15882682 A JP 15882682A JP H033647 B2 JPH033647 B2 JP H033647B2
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JP
Japan
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methacrylic acid
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JP15882682A
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Teruhiko Yoshioka
Kazutaka Inoe
Susumu Sugitani
Masao Kobayashi
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、イソブチレン、第3級ブチルアルコ
ール、メタクロレイン、イソブチルアルデヒド等
の気相接触酸化反応で得られるメタクリル酸の新
規な精製法に関する。 イソブチレン、第3級ブチルアルコール、メタ
クロレイン、イソブチルアルデヒド等の気相接触
酸化反応で生成するメタクリル酸は抽出、蒸留等
の通常の精製手段により高純度の製品となすこと
ができるが、微量に存在する不純物類を完全に除
去することが困難であり、そのために、製品の着
色が完全に防止できないこと、さらに重合反応に
使用した場合に長い反応時間を要したり、開始剤
を多量に必要とすることなど不都合な現象をひき
起こしている。 このような微量成分を除去するには、通常の抽
出、蒸留等の物理的手段による精製法では極めて
困難であり、工程が複雑化してコスト高を招き、
工業的に採用することはほとんど不可能である。 本発明者らはこれらの現象に注目して検討を行
い、先に炭素数4の化合物の気相接触酸化反応で
得られるメタクリル酸含有物をスルホン酸基を含
有する化合物で処理することによるメタクリル酸
の新規な精製法を完成した(特開昭55−129239号
公報参照)。その後、本発明者らは更にメタクリ
ル酸のより有効な精製法を開発するため鋭意検討
を重ねた結果、きわめて効果的でかつ経済的にも
優れた新規なメタクリル酸の精製法を見い出し
た。 本発明は、炭素数4の化合物の気相接触酸化反
応で得られるメタクリル酸含有物を、スルホン酸
基含有化合物とホルムアルデヒド以外のカルボニ
ル基含有化合物とで処理することを特徴とする、
メタクリル酸の精製法である。 前記の処理と第1級及び/又は第2級アミン類
による処理を併用することにより、一層効果的に
精製することができる。 本発明方法によれば、製品の着色及び異常な重
合挙動の問題を解決することができ、従来法のア
セトンシアンヒドリンより製造されたメタクリル
酸の品質をしのぐ、高純度の製品を容易にかつ高
収率で得ることができる。 本発明に用いられるメタクリル酸含有物とは、
イソブチレン、第3級ブチルアルコール、メタク
ロレイン、イソブチルアルデヒド等を気相接触酸
化した時に得られるメタクリル酸水溶液より、抽
出及び蒸留その他の分離精製工程を経て、メタク
リル酸の含有率が約50%以上に濃縮されたものと
いうが、これに制限されることはない。 スルホン酸基含有化合物としては、スルホン酸
基を分子内に有する無機又は有機化合物を意味
し、例えば硫酸、ベンゼンスルホン酸、p−トル
エンスルホン酸、更にはスルホン酸基を交換基と
して有する強酸性陽イオン交換樹脂等が挙げられ
る。 ホルムアルデヒド以外のカルボニル基含有化合
物としては、ホルムアルデヒド以外のアルデヒド
類及びケトン類の化合物が用いられ、脂肪族、芳
香族のいずれでもよい。 スルホン酸基含有化合物とホルムアルデヒド以
外のカルボニル基含有化合物による処理方法とし
ては例えば、メタクリル酸含有物に適量のカルボ
ニル基含有化合物およびスルホン酸基含有化合物
を添加して、所定の温度に加熱したのち、好まし
くは混合物を撹拌しながら一定時間保持する方
法、強酸性陽イオン交換樹脂等の微粒子の固体を
充填したカラムに所定の温度に加熱したメタクリ
ル酸含有物とカルボニル基含有化合物との混合物
を一定の流速で通過させる方法などが用いられ
る。 処理温度は20〜130℃、特に50〜100℃の範囲が
好ましい。処理時間は1分ないし2時間、特に5
〜60分の範囲が好ましい。またメタクリル酸含有
物1Kg当りのスルホン酸基含有化合物の添加量は
0.0001〜2.0当量の範囲が好ましく、カルボニル
基含有化合物の添加量は0.0001〜2.0当量の範囲
が好ましい。 強酸性陽イオン交換樹脂を用いて連続的にメタ
クリル酸含有物とカルボニル基含有化合物の混合
物を処理する場合には適度の処理率をあげる空間
速度を採用する。例えば50〜100℃の処理温度で
あれば、空間速度を0.2〜10/hr程度で行う
ことにより処理は完壁に行われる。 第1級又は第2級アミン類としては、脂肪族、
芳香族アミンのいずれでもよく、1分子中に複数
個のアミノ基を有するアミン類、アンモニア、ヒ
ドラジン及びその誘導体、更にはヒドロキシルア
ミン及びその無機酸塩といつた化合物が含まれ
る。 第1級又は第2級アミン類としては、例えば下
記の化合物があげられる。プロピルアミン、ブチ
ルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジ
エチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソ
プロピルアミン、メチルエチルアミン、エチレン
ジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレ
ンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラ
エチレンペンタミン、アニリン、トルイジン、N
−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−ピ
ロピルアニリン、ジフエニルアミン、フエニレン
ジアミン、N−メチルフエニレンジアミン、ベン
ジルアミン、フエネチルアミン、アニシジンな
ど。 第1級及び/又は第2級アミン類による処理方
法としては、例えばメタクリル酸含有物にアミン
化合物を添加し、所定の温度に加熱したのち、好
ましくは混合物を撹拌しながら一定時間保持する
方法などが用いられる。 処理温度は50〜150℃、特に80〜130℃の範囲が
好ましく、処理時間は5分ないし5時間、特に15
分ないし3時間の範囲が好ましい。 また、第1級及び/又は第2級アミン類の添加
量は、メタクリル酸含有物1Kg当り0.0001〜2.0
当量、特に0.01〜1.0当量の範囲が好ましい。 本発明を実施するに際しては、メタクリル酸含
有物を、スルホン酸基含有化合物とカルボニル基
含有化合物で処理する。前記の化合物による処理
は別個に行つてもよいが同時に行う方が処理操作
上有利である。 更に第1級及び/又は第2級アミン類による処
理を併用する場合には、前者の処理とアミン類に
よる処理は任意の順序で行うことができる。通常
は一方の処理を行つたのち、蒸留等により残留化
合物を除去し、次いで他方の処理を行うことが好
ましい。しかし処理化合物の添加量が大きく相違
する場合は、まず添加量の少ない化合物で処理し
たのち、引き続き他方の化合物で処理しても、最
初の処理化合物の残留による損失は僅かであり無
視できる。また例えばメタクリル酸含有物にカル
ボニル化合物を添加し、この混合物を強酸性陽イ
オン交換樹脂で処理すると、イオン交換樹脂と処
理液が簡単に分離できるため、特別な除去操作を
必要とせずに、そのまま第1級及び/又は第2級
アミン類により処理することができる。 次いで抽出、蒸留等により処理化合物を除去し
て精製する。なお前記の処理及び分離、精製に際
しては、メタクリル酸含有物にフエノチアジン、
ベンゾフエノチアジンなどの重合禁止剤を添加し
ておくことが好ましい。 本発明方法によれば、重合挙動の異常性及び着
色の無い高純度のメタクリル酸を、簡単な操作に
より得ることができる。 実施例 1 イソブチレンを出発原料として気相接触酸化に
よつて得られたメタクリル酸を抽出及び蒸留法に
より精製し、純度98.5%の製品を得た。このもの
の色数はAPHA77であつた。このメタクリル酸
1Kgに重合禁止剤としてフエノチアジン0.5gを
添加し、これに98%硫酸を0.5g(0.01当量)及
びアセトアルデヒドを0.44g(0.01当量)添加し
て60℃で10分間処理した。次いで30mmHg減圧下
で単蒸留を行い、メタクリル酸を99.0%の回収率
で回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA10以下
に改善されていた。 さらに下記の方法により誘導期間を測定した。
試験管(25mmφ×20cm)に水10mlと重合促進剤と
して、2,2′−アゾビス−2−アミジノプロパン
ジハイドロクロライド0.1gを加えて溶解する。
これにメタクリル酸10mlを加え、温度65℃の恒温
槽に浸漬し、熱電対を用いて温度を測定し、65℃
より液温が上昇した時点すなわち重合熱の発生し
始めた時点の時間を測定し、それまでに要した時
間を誘導期間とする。本実施例のメタクリル酸の
誘導期間は3分であつた。 比較例 1 実施例1で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA77)の誘導期間は22分であつた。 比較例 2 比較例1のメタクリル酸を用いて、アセトアル
デヒドを添加しないこと以外は実施例1と同様の
方法で処理した結果、得られたメタクリル酸の色
数はAPHA16であり、誘導期間は6分であつた。 実施例 2 第3級ブチルアルコールを出発原料として気相
接触酸化によつて得られたメタクリル酸を常法に
より精製し、純度98.7%の製品を得た。このもの
の色数はAPHA80であつた。このメタクリル酸
を実施例1と同様の処理し、メタクリル酸を99.5
%の回収率で回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA10以下
に改善され、誘導期間は3分であつた。 比較例 3 実施例2で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA80)の誘導期間は23分であつた。 比較例 4 比較例3のメタクリル酸を用いて、アセトアル
デヒドを添加しないこと以外は実施例1と同様の
方法で処理した結果、得られたメタクリル酸の色
数はAPHA16であり、誘導期間は7分であつた。 実施例 3 メタクロレインの気相接触酸化によつて得られ
たメタクリル酸を常法により精製し、純度99.0%
の製品を得た。このものの色数はAPHA75であ
つた。このメタクリル酸を実施例1と同様に処理
し、メタクリル酸を99.5%の回収率で回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA10以下
に改善され、誘導期間は3分であつた。 比較例 5 実施例3で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA75)の誘導期間は22分であつた。 比較例 6 比較例5のメタクリル酸を用いて、アセトアル
デヒドを添加しないこと以外は実施例1と同様の
方法で処理した結果、得られたメタクリル酸の色
数はAPHA15であり、誘導期間は6分であつた。 実施例 4 イソブチルアルデヒドの気相接触酸化によつて
得られたメタクリル酸を常法により精製し、純度
98.5%の製品を得た。このものの色数は85であつ
た。このメタクリル酸を実施例1と同様の処理を
して、メタクリル酸を99.0%回収率で回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA10以下
に改善され、誘導期間は3分であつた。 比較例 7 実施例4で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA85)の誘導期間は25分であつた。 比較例 8 比較例7のメタクリル酸を用いて、アセトアル
デヒドを添加しないこと以外は実施例1と同様の
方法で処理した結果、得られたメタクリル酸の色
数はAPHA17であり、誘導期間は7分であつた。 実施例 5〜15 比較例5のメタクリル酸1Kgを用い、実施例1
と同様の処理法で、ただし添加する濃硫酸の量、
処理温度及び処理時間を変えて実験を行つた。そ
の結果を第1表に示す。
【表】
【表】 実施例 16〜25 比較例5のメタクリル酸1Kgを用い、実施例1
と同様の処理法で、ただし添加するカルボニル基
含有化合物の種類、添加量、処理温度及び処理時
間を変えて実験を行つた。その結果を第2表に示
す。
【表】 実施例 26 実施例1で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA77)1Kgにフエノチアジンを0.5g添加
し、これにp−トルエンスルホン酸を1.72g
(0.01当量)及びアセトアルデヒドを0.44g(0.01
当量)添加し、60℃で10分間処理した。次いで30
mmHg減圧下で単蒸留を行い、メタクリル酸を
99.5%の回収率で回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA10以下、
誘導期間は3分であつた。 実施例 27 実施例2で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA80)1Kgにフエノチアジンを0.5g添加
し、これにアセトアルデヒドを0.44g(0.01当
量)及びスルホン酸基を有する強酸性陽イオン交
換樹脂(乾燥品)を総イオン交換容量が0.01当量
となる量添加して60℃で10分間撹拌する。次いで
グラスフイルターを用いて過し、液を30mm
Hg減圧下で単蒸留を行い、メタクリル酸を99.5
%の回収率で回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA10以下、
誘導期間は3分であつた。 実施例 28 ガラスカラムに乾燥した強酸性陽イオン交換樹
脂を一定量充填し、60℃の恒温槽に浸漬する。こ
れに実施例3で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA75)1Kgにフエノチアジンを0.5g及びア
セトアルデヒドを0.44g(0.01当量)添加したも
のをガラスカラムに空間速度2/hrで流通さ
せる。流通液を30mmHg減圧下で単蒸留を行いメ
タクリル酸を99.5%の回収率を回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA10以下、
誘導期間は3分であつた。 実施例 29〜35 実施例3で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA75)を用い、実施例28と同様の処理方法
で、ただし処理温度及び空間速度を変えて実験を
行つた。その結果を第3表に示す。 なお実施例35はカルボニル基含有化合物として
アセトンを用いた例である。
【表】
【表】 実施例 36 イソブチレンを出発原料として気相接触酸化に
よつて得られたメタクリル酸を抽出及び蒸留法に
より精製し、純度98.5%の製品を得た。このもの
の色数はAPHA77であつた。このメタクリル酸
1Kgにフエノチアジン0.5g及びアセトアルデヒ
ドを0.44g(0.01当量)添加混合した液を、20ml
の強酸性陽イオン交換樹脂(イオン交換容量:
4.5ミリ当量/g樹脂)を充填したカラムに60℃
の温度で2/hrの空間速度で供給し処理す
る。得られた処理液全量にテトラエチレンペンタ
ミン(TEPA)を18.9g(0.1当量)添加して110
℃で1時間撹拌した。次いで30mmHg減圧下で単
蒸留を行い、メタクリル酸を95.0%の回収率で回
収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA5以下に
改善され、誘導期間は3分であつた。 実施例 37 第3級ブチルアルコールを出発原料として気相
接触酸化によつて得られたメタクリル酸を常法に
より精製し、純度98.7%の製品を得た。このもの
の色数はAPHA80であつた。このメタクリル酸
を実施例36と同様に処理し、メタクリル酸を95.0
%の回収率で回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA5以下に
改善され、誘導期間は3分であつた。 実施例 38 メタクロレインの気相接触酸化によつて得られ
たメタクリル酸を常法により精製し、純度99.0%
の製品を得た。このものの色数はAPHA75であ
つた。このメタクリル酸を実施例36と同様に処理
し、メタクリル酸を95.5%の回収率で回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA5以下に
改善され、誘導期間は3分であつた。 比較例 9 実施例38で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA75)についてテトラエチレンペンタミン
による処理のみを実施例36と同様の操作で行い、
簡単な蒸留によりメタクリル酸を96.5%の回収率
で得た。このものの純度は99.0%であり、色数は
APHA6、誘導期間は11分であつた。 実施例 39 比較例9で得られたメタクリル酸(APHA6、
誘導期間11分)を実施例36と同様の操作によりア
セトアルデヒド及び強酸性陽イオン交換樹脂によ
り処理した液から簡単な蒸留によりメタクリル酸
を98.5%の回収率で回収した。このものの純度は
99.0%であり、色数はAPHA5以下、誘導期間は
3分であつた。 実施例 40 イソブチルアルデヒドの気相接触酸化によつて
得られたメタクリル酸を常法により精製し、純度
98.5%の製品を得た。このものの色数は85であつ
た。このメタクリル酸を実施例36と同様に処理
し、メタクリル酸を96.0%の回収率で回収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA5以下に
改善され、誘導期間は3分であつた。 実施例 41〜45 実施例38で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA75、誘導期間22分)1Kgを用い、実施例
36と同様の処理法で、ただしカルボニル基含有化
合物の種類、添加量、強酸性陽イオン交換樹脂に
よる処理の温度及び空間速度を変えて実験を行つ
た。その結果を第4表に示す。
【表】 実施例 46〜55 実施例38で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA75、誘導期間22分)1Kgを用い、実施例
36と同様の処理法で、ただし第1級又は第2級ア
ミン類の種類、添加量、処理温度及び処理時間を
変えて実験を行つた。その結果を第5表に示す。
【表】
【表】 実施例 56 実施例38で用いた処理前のメタクリル酸
(APHA75、誘導期間22分)1Kgにフエノチアジ
ンを0.5g、アセトアルデヒドを0.44g(0.01当
量)及び濃硫酸を5.0g(H2SO4として0.1当量)
添加混合したのち、60℃で30分撹拌下処理した。
次いで20mmHg減圧下で単蒸留を行い、98.5%の
回収率で得られたメタクリル酸にテトラエチレン
ペンタミンを18.9g(0.1当量)添加し、110℃で
1時間撹拌下処理したのち、30mmHg減圧下で単
蒸留を行い、メタクリル酸を96.0%の回収率で回
収した。 得られたメタクリル酸の色数はAPHA5以下に
改善され、誘導期間は3分であつた。 実施例 57〜65 実施例38で用いた処理前のメタクリル酸1Kgを
用い、実施例56と同様の処理法で、ただしスルホ
ン酸基含有化合物の種類、添加量、処理温度、処
理時間、第1級又は第2級アミン類の種類、添加
量、処理温度及び処理時間を変えて実験を行つ
た。その結果を第6表に示す。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炭素数4の化合物の気相接触酸化反応で得ら
    れるメタクリル酸含有物を、スルホン酸基含有化
    合物とホルムアルデヒド以外のカルボニル基含有
    化合物とで処理することを特徴とする、メタクリ
    ル酸の精製法。 2 炭素数4の化合物の気相接触酸化反応で得ら
    れるメタクリル酸含有物を、スルホン酸基含有化
    合物とホルムアルデヒド以外のカルボニル基含有
    化合物ならびに第1級及び/又は第2級アミン類
    で処理することを特徴とする、メタクリル酸の精
    製法。
JP15882682A 1982-09-14 1982-09-14 メタクリル酸の精製法 Granted JPS5948439A (ja)

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JPS5948439A JPS5948439A (ja) 1984-03-19
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