JPH05255155A - ｔｅｒｔ−ブチルアルコールの精製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 低純度のtert−ブチルアルコールからギ酸te
rt−ブチルを除去する方法において、該低純度のtert−
ブチルアルコールを、処理帯域中、該ギ酸tert−ブチル
をギ酸および追加のtert−ブチルアルコールに転換する
のに十分な期間にわたり、スチレン−ジビニルベンゼン
アニオン交換樹脂と接触させることを特徴とする方法。 【効果】 tert−ブチルアルコール中に不純物として存
在するギ酸tert−ブチルを効果的に、かつ容易に除去で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、tert−ブチルアルコー
ル（ＴＢＡ）の精製に関する。より詳細には、本発明
は、低純度のtert−ブチルアルコールから汚染量のギ酸
tert−ブチルを除去する方法に関する。

【０００２】本発明によると、低純度のtert−ブチルア
ルコール留分を、処理帯域中、ギ酸tert−ブチルをほぼ
完全にギ酸およびtert−ブチルアルコールに転換するの
に十分な期間にわたり、スチレン−ジビニルベンゼンア
ニオン交換樹脂と接触させる。そして、部分的に精製さ
れた、ギ酸tert−ブチルを実質的に含まないtert−ブチ
ルアルコール画分を処理帯域から回収する。

【０００３】

【従来の技術】イソブタンを熱的または接触的に酸素と
反応させて、形成される主な過酸化物がtert−ブチルヒ
ドロペルオキシドである過酸化反応生成物を形成するこ
とは公知である。また、tert−ブチルヒドロペルオキシ
ドから直接tert−ブチルアルコールを製造することや、
tert−ブチルアルコールを、可溶性モリブデン触媒の存
在下に、プロピレンのようなオレフィンと反応させて、
オレフィンエポキシド、例えばプロピレンオキシドおよ
びtert−ブチルアルコールを形成することも公知であ
る。

【０００４】プロピレンを、可溶性モリブデンのエポキ
シ化触媒の存在下に、tert−ブチルヒドロペルオキシド
のtert−ブチルアルコール溶液と反応させたときに形成
されるエポキシ化反応混合物は、通常、未反応のプロピ
レン、プロピレンオキシド、未反応のtert−ブチルヒド
ロペルオキシド、tert−ブチルアルコール、可溶性モリ
ブデン触媒ならびにギ酸tert−ブチルをはじめとする不
純物を含むであろう。反応混合物は、通常、蒸留によ
り、再循環プロピレン画分、プロピレンオキシド画分、
tert−ブチルアルコール画分をはじめとする複数の留分
と、tert−ブチルアルコール、未反応のtert−ブチルヒ
ドロペルオキシド、重質の不純物および溶解したモリブ
デン触媒の実質的すべてを含有する重質の液状留分とに
分別される。

【０００５】ギ酸tert−ブチルはまた、tert−ブチルヒ
ドロペルオキシドから直接tert−ブチルアルコールを形
成した場合にも、汚染物として含まれるであろう。ギ酸
tert−ブチルを、従来の手段、例えば蒸留によってtert
−ブチルアルコールから除去することは、非常に困難で
ある。

【０００６】ヒドロペルオキシド供給原料、例えばtert
−ブチルヒドロペルオキシドを、溶媒溶液中、エポキシ
化触媒の存在下にプロピレンと反応させて、未反応の原
料成分、プロピレンオキシド、tert−ブチルアルコー
ル、溶媒（tert−ブチルアルコールであってもよい）お
よび不純物を含む反応生成物を得ることが公知である
（例えば、Kollarの米国特許第３，３５０，４２２号明
細書、Kollarの米国特許第３，３５１，６３５号明細書
およびSorgentiの米国特許第３，６６６，７７７号明細
書を参照されたい）。

【０００７】また、反応生成物を蒸留によって分別し
て、例えばプロピレン再循環画分、プロピレンオキシド
生成物画分、tert−ブチルアルコール画分をはじめとす
る複数の画分を得ることも公知である。

【０００８】例えばMitchellらの米国特許第２，５５
０，８４７号明細書、Lichtenwalterらの米国特許第
３，４７７，９１９号明細書およびSanderson らの米国
特許第４，６９１，０３５号明細書に示されているよう
に、低純度のプロピレンオキシドを水性塩基で処理する
ことにより、プロピレンオキシドからギ酸メチルを除去
することが公知である。

【０００９】また、例えばKageyamaらの米国特許第３，
８３８，０２０号明細書に示されているように、低純度
のプロピレンオキシドから抽出蒸留によってギ酸メチル
を除去することも公知である。

【００１０】Robeson らの米国特許第２，６２２，０６
０号明細書は、アルカリ性化合物の水溶液を抽出剤とし
て使用する抽出蒸留によるギ酸メチルの除去を開示して
いる。

【００１１】Binning らの米国特許第３，３５０，４１
７号明細書は、プロピレンオキシドを製造および回収す
るための、複数段の蒸留およびカセイアルカリの添加に
よってギ酸メチルを除去する方法を開示している。

【００１２】例えば、Mitchellらの米国特許第２，５５
０，８４７号明細書は、アセトアルデヒド、ギ酸メチ
ル、メタノールなどで汚染されたプロピレンオキシド粗
生成物から精製されたプロピレンオキシドを分別する方
法であって、粗混合物を水性塩基で処理したのち、精製
されたプロピレンオキシドを何らかの適当な手段、例え
ばデカント法によって回収することによる方法に関して
いる。Mitchellらは、プロピレンオキシドを７８〜８２
重量％含む生成物であって、かれらの言明によると、分
別蒸留により、純度を約９５〜９９％に高めることもで
きる生成物の回収を報告している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低純
度のtert−ブチルアルコール中に汚染物として存在する
ギ酸tert−ブチルを効果的に、かつ容易に除去する方法
を提供することであり、さらに詳細には、tert−ブチル
ヒドロペルオキシドから直接製造されたtert−ブチルア
ルコール留分、またはtert−ブチルヒドロペルオキシド
によるオレフィンのエポキシ化反応で生成するtert−ブ
チルアルコール留分中に含まれるギ酸tert−ブチルを連
続的に除去できる、tert−ブチルアルコールの精製方法
を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によると、tert−
ブチルヒドロペルオキシドを直接tert−ブチルアルコー
ルに転換したときや、プロピレンを、可溶性モリブデン
触媒の存在下に、tert−ブチルヒドロペルオキシドのte
rt−ブチルアルコール溶液と反応させたときに形成され
る反応混合物を蒸留することにより、低純度のtert−ブ
チルアルコール画分、例えば低純度のtert−ブチルアル
コール留分が得られる。この低純度のtert−ブチルアル
コール留分は、代表的には、約５０〜約５，０００ppm
のギ酸tert−ブチルを含有するであろう。

【００１５】本発明によると、ギ酸tert−ブチルで汚染
された低純度のtert−ブチルアルコールを、処理帯域
中、スチレン−ジビニルベンゼンアニオン交換樹脂と接
触させ、その中で、ギ酸tert−ブチルをほぼ完全にtert
−ブチルアルコールおよびギ酸に転換するのに十分な期
間にわたって接触させる。ギ酸は、塩基性のイオン交換
樹脂に吸着したまま残り、一方、生成されたtert−ブチ
ルアルコールは、最初の供給原料に初めから存在してい
たtert−ブチルアルコールとともに、処理帯域に送られ
る。

【００１６】tert−ブチルヒドロペルオキシドから直接
tert−ブチルアルコールを製造するとき、ならびにtert
−ブチルヒドロペルオキシドを、可溶性モリブデン触媒
の存在下にプロピレンなどのオレフィンと反応させて、
プロピレンオキシドのようなオレフィンエポキシドおよ
びtert−ブチルアルコールを形成することによって、te
rt−ブチルアルコールを製造するときには、tert−ブチ
ルアルコールとギ酸tert−ブチルの両方を含有する反応
混合物が形成される。tert−ブチルアルコールを反応混
合物から回収するとき、ギ酸tert−ブチルの少なくとも
一部が、回収されるtert−ブチルアルコール中に汚染物
として存在することがよくある。本明細書においては、
「回収されたtert−ブチルアルコール」のことをしばし
ば「低純度のtert−ブチルアルコール」ともいう。

【００１７】この方法で得られた低純度のtert−ブチル
アルコール分は、通常、tert−ブチルアルコールを約９
５重量％以上含むが、ギ酸tert−ブチルなどの酸素含有
不純物がその中に含有されており、これらの除去には必
ず困難が伴う。

【００１８】低純度のtert−ブチルアルコール原料を、
スチレン−ジビニルベンゼンアニオン交換樹脂を含有す
る処理帯域に供給すると、tert−ブチルアルコールを損
失することなしに、ギ酸tert−ブチルをその原料から除
去しうるということが、本発明によって見出された。

【００１９】図面において、図１は、プロピレンとtert
−ブチルヒドロペルオキシドとを、tert−ブチルアルコ
ールの溶液中、モリブデン触媒の存在下に反応させてエ
ポキシ化反応生成物を得て、その反応生成物からtert−
ブチルアルコール留分を蒸留によって回収し、そのtert
−ブチルアルコール留分からギ酸tert−ブチルを除去す
ることによって、tert−ブチルアルコール留分を精製す
る過程を示す流れ図である。

【００２０】図面を参照しながら、好ましい方法を説明
する。

【００２１】エポキシ化反応帯域１０が設けられてお
り、ここに、プロピレンがライン１２によって供給さ
れ、それとともに、可溶性モリブデン触媒がライン１４
によって供給される。tert−ブチルヒドロペルオキシド
のtert−ブチルアルコール溶液がライン１６によって供
給される。

【００２２】エポキシ化反応は、Kollarの米国特許第
３，３５１，６５３号明細書に開示され、例えばイギリ
ス特許第１，２９８，２５３号明細書にさらに詳述され
ているタイプの、プロピレンを、８２〜１４９℃（１８
０〜３００°Ｆ）の反応温度および２，０６８〜６，８
９５kPa gp（ゲージ圧）（３００〜１００psig）の圧
力、より好ましくは１０４〜１３８℃（２２０〜２８０
°Ｆ）の温度および３，４４７〜５，５１６kPa gp（５
００〜８００psig）の圧力を含む反応条件下に、tert−
ブチルヒドロペルオキシドと反応させるエポキシ化反応
である。

【００２３】ライン１４によってエポキシ化反応帯域に
供給される可溶性モリブデン触媒は、当該技術において
公知であるタイプのエポキシ化触媒、例えば前記のKoll
arの特許もしくはイギリス特許またはMarquis らの米国
特許第４，６２６，５９６号明細書、米国特許第４，６
５０，８８６号明細書、米国特許第４，６５４，４２７
号明細書もしくは米国特許第４，７５８，６８１号明細
書に開示されているものであることができる。Marquis
らの特許は、モリブデン／アルカノール錯体、例えば高
濃度のモリブデンを含有し、エポキシ化反応における触
媒として特に有用であるモリブデン化合物のエチレング
リコール溶液に関している。Marquis らは、例えば、こ
のような触媒を使用して、５０〜１８０℃の温度および
０．９：１〜３．０：１のプロピレン：tert−ブチルヒ
ドロペルオキシドのモル比をはじめとするエポキシ化条
件下に、プロピレンをtert−ブチルヒドロペルオキシド
によってエポキシ化することを教示している。

【００２４】好適には、ライン１６を介してエポキシ化
反応帯域１０に供給されるtert−ブチルヒドロペルオキ
シドは、tert−ブチルヒドロペルオキシド４０〜７５重
量％のtert−ブチルアルコール溶液である。触媒は、供
給される反応体の総量を基準にして、モリブデン５０〜
１，０００ppm 、より好ましくは２００〜６００ppmを
与えるような量において、供給ライン１４によってエポ
キシ化反応帯域１０に供給される。反応は、２，０６８
〜６，８９５kPa gp（３００〜１，０００psig）のよう
な大気圧以上の圧力において実施することが好ましい。

【００２５】図示のように反応を連続的に実施する場
合、供給原料を、反応体の所望の濃度を維持するのに十
分な速度で、ライン１２、１４および１６を介してエポ
キシ化反応帯域１０に供給し、相当する量のエポキシ化
反応混合物を排出ライン１８を介してエポキシ化反応帯
域１０から回収する。ライン１８によって排出された反
応生成物は、通常、未反応のプロピレン、少量の未反応
のtert−ブチルヒドロペルオキシド、プロピレンオキシ
ド、tert−ブチルヒドロペルオキシドとプロピレンオキ
シドとの反応によって形成されるものを包含するtert−
ブチルアルコール、モリブデン触媒ならびに不純物、例
えばプロパン、プロピオンアルデヒド、アセトン、メタ
ノール、イソプロパノール、水、アセトアルデヒド、ギ
酸メチル、ギ酸tert−ブチル、酢酸、ギ酸、イソ酪酸、
６個以上の炭素原子を含有する炭化水素および高沸点残
留成分を含むであろう。

【００２６】反応生成物１８は、エポキシ化反応生成物
蒸留帯域２０に供給され、ここで、蒸留により、当業者
に公知の方法にしたがって望みの留分に蒸留分別され
る。例えば、イギリス特許第１，２９８，２５３号に開
示された蒸留手順を利用してもよい。

【００２７】留出物のうち帯域２０において回収される
ものは、プロピレン留分である。このプロピレン留分は
ライン２２によって排出され、このライン２２は、弁２
４によって制御されるとともに、弁２８によって制御さ
れる分岐ライン２６を備えており、未反応のプロピレン
をプロピレン供給ライン１２を介してエポキシ化反応帯
域１０に再循環させることができる。

【００２８】得られるもう一つの留分は、ライン３４に
よって排出されるプロピレンオキシド生成物留分であ
る。

【００２９】エポキシ化反応生成物蒸留帯域２０から回
収されるもう一つの生成物は、ライン３０を介して排出
されるtert−ブチルアルコール留出物であり、これを本
発明によってさらに精製してもよい。

【００３０】普通は塔底留分である重質の留分３１もま
た、エポキシ化反応生成物蒸留帯域２０から排出され
る。

【００３１】本発明にしたがって使用されるアニオン交
換樹脂は、スチレン−ジビニルベンゼンアニオン交換樹
脂である。これらは、本質的に、スチレンポリマー樹
脂、例えばその中に共重合したジビニルベンゼンを０．
５〜２０％、好ましくは４〜１６％有し、イオン化性ま
たは官能性の塩基を有する、ジビニルベンゼンで架橋さ
れたポリスチレンマトリックスからなる。これらの樹脂
は、工業的に製造され、種々の商品名、例えば「Amberl
ite ＩＲＡ４００」、「Amberlite ＩＲＡ６８」および
「Amberlyst Ａ−２６」のもとで市販されている。

【００３２】塩基性イオン交換触媒の性質はまた、例え
ば１９８０年にRohm & Haas 社によって出版された、Ar
pitochelliによる「Ion Exchange Catalysis and Matri
x Effects」と題する技術小冊子、ならびにRohm & Haas
社によって出版された他の技術小冊子やカタログ、例え
ば１９８６年に出版された「Technical Bulletin Fluid
Process Chemicals」と題する技術刊行物にも記載され
ている。

【００３３】Rohm & Haas 社の技術刊行物においては、
同社のゲルタイプAmberlite （登録商標）スチレン−ジ
ビニルベンゼンイオン交換樹脂を「強酸性カチオン交換
体」、「弱酸性カチオン交換体」、「強塩基性カチオン
交換体」および「弱塩基性カチオン交換体」として特徴
づけている。本発明にしたがって使用するのに好ましい
塩基性イオン交換樹脂は、Rohm & Haas 社の刊行物にお
いて、「強塩基性カチオン交換体」として特徴づけられ
ているタイプのものである。

【００３４】低純度のtert−ブチルアルコール留分は、
ギ酸tert−ブチルをほぼ完全にギ酸および追加のtert−
ブチルアルコールに転換するのに十分な期間にわたり、
処理帯域４０において処理される。例えば、このような
留分を、約０〜約１３０℃の温度で処理し、塩基性イオ
ン交換樹脂１kgあたり低純度のtert−ブチルアルコール
２〜５kgの重量毎時空間速度（ＷＨＳＶ）で処理帯域４
０に通してもよい。

【００３５】こうして処理され、部分的に精製されたte
rt−ブチルアルコールは、ライン４２によって処理帯域
４０から排出される。

【００３６】処理帯域４０は、適当な塩基性イオン交換
樹脂、例えばAmberlite ＩＲＡ４００の樹脂床を含む。
例えば、処理帯域に設定される処理条件は、例えば約０
〜約１３０℃の温度を包含することができる。圧力は、
反応体を液相に維持するのに十分なものが好ましい。te
rt−ブチルアルコールは、塩基性イオン交換樹脂床１kg
あたり低純度のtert−ブチルアルコール留分３０を２〜
５kgとする重量毎時空間速度で、イオン交換樹脂床に通
すことができる。その結果、ライン３０を介して供給さ
れるギ酸tert−ブチルの実質的すべてが、ギ酸および追
加のtert−ブチルアルコールに転換される。ギ酸は、当
業者に公知のタイプの好適な再生法によって塩基性樹脂
マトリックスを再生するまで、この塩基性樹脂マトリッ
クスに吸着したまま残る。

【００３７】

【発明の効果】本発明によって、低純度のtert−ブチル
アルコール中に汚染物として存在するギ酸tert−ブチル
を効果的に、かつ容易に除去することが可能である。本
発明の方法は、tert−ブチルヒドロペルオキシドから直
接製造されたtert−ブチルアルコール留分、またはtert
−ブチルヒドロペルオキシドによるオレフィンのエポキ
シ化反応で生成するtert−ブチルアルコール留分中に含
まれるギ酸tert−ブチルの連続的除去に、きわめて有用
である。

【００３８】

【実施例】

実施例１ 反応実験１では、ＴＢＡを９５．６５重量％、ＴＢＦを
０．１３９重量％含有する原料溶液８０mlを、バッチ系
において室温で、Amberlite （ＩＲＡ−４００）触媒３
４．９g と混合した。３０分後および６０分後に試料を
抜き取り、ＴＢＡおよびＴＢＦの濃度ならびに酸価の変
動を試験した。ＧＣ分析を用いて、ＴＢＦ濃度が３０分
後には０．０３８重量％に、６０分後には０．００９重
量％に低下したことを確認した。酸試験は、酸価が原料
中の試料１g あたり４．２０mg KOHから、３０分後には
０．０４５mg KOHに、６０分後には０．０１５mg KOHに
低下したことを示した。

【００３９】実施例２ 反応実験２では、実施例１と同様な原料を、ＴＢＡの濃
度を９６．９３重量％、ＴＢＦの濃度を１．０５重量％
にして使用した。ＩＲＡ−４００触媒３４．９g を上記
と同様に使用した。ＧＣ分析を用いて、ＴＢＦ濃度が３
０分後には０．０１１重量％に、６０分後には０．００
７重量％に低下したことを確認した。

【００４０】実施例３ 反応実験３では、同様な原料およびＩＲＡ−４００触媒
を使用して、ＴＢＦ濃度の低下を立証した。ＧＣ分析を
用いると、３０分後に、ＴＢＡの濃度は９６．９３重量
％から９７．５２重量％に変化し、ＴＢＦの濃度は１．
０５重量％から０．３８２重量％に変化していた。６０
分後には、ＴＢＡ濃度は９８．１１重量％に変化し、Ｔ
ＢＦ濃度は０．１２９重量％に変化し、９０分後には、
ＴＢＡ濃度は９９．２９重量％に上昇し、一方、ＴＢＦ
濃度は０．０２５重量％に低下していた。

【図面の簡単な説明】

【図１】プロピレンとtert−ブチルヒドロペルオキシド
とを、tert−ブチルアルコールの溶液中、モリブデン触
媒の存在下に反応させてエポキシ化反応生成物を得て、
その反応生成物からtert−ブチルアルコール留分を蒸留
によって回収し、そのtert−ブチルアルコール留分から
ギ酸tert−ブチルを除去することによって、tert−ブチ
ルアルコール留分を精製する過程を示す流れ図である。

【符号の説明】

１０ エポキシ化反応帯域 １２ プロピレン供給ライン １４ モリブデン触媒溶液供給ライン １６ tert−ブチルヒドロペルオキシドのtert−ブチル
アルコール溶液供給ライン １８ エポキシ化反応生成物 ２０ エポキシ化反応生成物蒸留帯域 ２２ プロピレン排出ライン ２４ プロピレン排出制御弁 ２６ プロピレン循環ライン ２８ プロピレン循環制御弁 ３０ 低純度tert−ブチルアルコール ３１ 重質留分排出ライン ３４ プロピレンオキシド ４０ 処理帯域 ４２ 精製tert−ブチルアルコール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローヤ・トゥーロイアン アメリカ合衆国、テキサス 77058、ヒュ ーストン、ナンバー・シー−218、アッパ ー・ベイ・ロード 18301

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低純度のtert−ブチルアルコールからギ
   酸tert−ブチルを除去する方法において、 該低純度のtert−ブチルアルコールを、処理帯域中、該
   ギ酸tert−ブチルをギ酸および追加のtert−ブチルアル
   コールに転換するのに十分な期間にわたり、スチレン−
   ジビニルベンゼンアニオン交換樹脂と接触させることを
   特徴とする方法。
2. 【請求項２】 ギ酸tert−ブチル約５０〜約５，０００
   ppm を含む低純度のtert−ブチルアルコールからギ酸te
   rt−ブチルを除去する連続法において、 該低純度のtert−ブチルアルコールを、０〜１３０℃の
   温度をはじめとする処理条件下に、処理帯域中のスチレ
   ン−ジビニルベンゼンアニオン交換樹脂床に、該樹脂床
   １kgあたり低純度のtert−ブチルアルコール２〜５kgの
   重量毎時空間速度で連続的に流して、該ギ酸tert−ブチ
   ルをギ酸および追加のtert−ブチルアルコールに転換
   し、 ギ酸tert−ブチルおよびギ酸を実質的に含まない、処理
   済みのtert−ブチルアルコール生成物を該処理帯域から
   連続的に回収することを特徴とする連続法。