JPH07179397A - メタクリル酸メチルの抽出分離法 - Google Patents

メタクリル酸メチルの抽出分離法

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JPH07179397A
JPH07179397A JP32373993A JP32373993A JPH07179397A JP H07179397 A JPH07179397 A JP H07179397A JP 32373993 A JP32373993 A JP 32373993A JP 32373993 A JP32373993 A JP 32373993A JP H07179397 A JPH07179397 A JP H07179397A
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JP
Japan
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mma
methanol
extractant
extraction
methyl methacrylate
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JP32373993A
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English (en)
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Masatoshi Nomura
正敏 野村
Masahiro Takeno
雅弘 嶽野
Masasane Inomata
将実 猪俣
Yoshiyuki Nakajima
祥行 中島
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 メタノール30重量%以上を含み、かつメタク
リル酸メチル及び水を含む溶液を、沸点が 105〜300 ℃
の脂肪族飽和炭化水素と接触させてメタクリル酸メチル
を抽出し、次いで、蒸留によりメタクリル酸メチルを分
離することを特徴とする。 【効果】 メタノールを高濃度で含みかつメタクリル酸
メチル及び水を含む溶液よりメタクリル酸メチルを分離
・取得する際に、この方法を用いることにより、必要と
する熱エネルギーが少なく、しかも効率よく高純度のメ
タクリル酸メチルを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくともメタクリル
酸メチル(以下、MMAと略す)、メタノール、及び水
を含む溶液より、MMAを分離する方法に関する。MM
Aは、透明で光沢がよく、電気絶縁性、耐薬品性及び加
工性に優れているため、建築材料、各種器具、塗料及び
接着剤など、幅広い用途がある。
【0002】
【従来の技術】従来、MMAの製造方法としては、アセ
トンシアンヒドリン法、イソブチレンなどのC4 留分の
直接酸化法、α−ヒドロキシイソ酪酸アミドの脱水水和
反応によりメタクリル酸を合成した後、次いで、気相に
てメタノールとエステル化反応させるいわゆる気相法と
呼ばれる方法などが知られている。
【0003】これらのうち、アセトンシアンヒドリン法
及び直接酸化法では、MMAの収率を向上させるために
メタノールを必要量以上に加えてエステル化させてはい
るが、一般に、それら反応液中の未反応のメタノール濃
度は25重量%以下である。したがって、これらの反応液
よりMMAを分離するには、通常、反応液中のメタノー
ルを水により抽出するという方法などが採用されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た気相法によりMMAを製造する場合、メタクリル酸と
メタノールとのエステル化反応後の反応液は、通常、メ
タノール濃度が40〜60重量%程度にもなっており、いわ
ば高濃度のメタノール溶液である。このような溶液より
MMAを分離するには、前記した方法を採用することが
困難となる。すなわち、反応液中に高濃度にあるメタノ
ールを抽出するには大量の水が必要であり、その結果、
抽出液であるメタノール水溶液よりメタノールを回収す
る際に、多大な熱エネルギーが必要となってしまう。
【0005】また、上記した以外に、反応液を直接蒸留
にかけてMMAを分離・取得するという方法も考えられ
る。しかしながら、この場合、MMAとメタノールは共
沸してしまうために、単に、蒸留による操作ではこれら
は分離することが困難である。更には、反応液に溶剤を
添加することによりこれらの共沸をくずし、蒸留を行な
うという方法も考えられるが、この場合においても大量
な溶剤の添加が必要であり、蒸留に要する熱エネルギー
及び後の処理を考慮すれば、一般には採用することが困
難である。
【0006】そこで本発明では、MMA、メタノール、
及び水を含む溶液よりMMAを分離するに際し、特に、
上記したように、メタノールが高濃度にある溶液を対象
とし、大量な熱エネルギーを必要とせず、効率的に、し
かも収率よくMMAを分離することができる方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために鋭意検討した結果、メタノールが高濃
度にある溶液よりMMAを分離するには、そのMMAを
特定な有機溶剤で抽出し、更に、その抽出液を蒸留操作
にかけることが特に有効な方法であることを見出し、本
発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明は、メタノール30重量%
以上を含み、かつMMA及び水を含む溶液を、沸点が 1
05〜300 ℃の脂肪族飽和炭化水素と接触させてMMAを
抽出し、次いで、蒸留によりMMAを分離することを特
徴とするMMAの抽出分離法である。
【0009】本発明によれば、実質的にMMAのみを、
抽出剤である脂肪族飽和炭化水素中に抽出することが可
能であり、また、抽残液側へ抽出剤がほとんど分配しな
いため、抽出剤の損失が少ないという利点がある。特
に、比較的沸点の高い脂肪族飽和炭化水素を抽出剤とし
て用いた場合には、抽残液側への抽出剤の分配を非常に
少なくすることが可能である。
【0010】本発明の方法では、脂肪族飽和炭化水素に
よるMMAの抽出の面から見れば、溶液中のMMA、メ
タノール、水の濃度には特に限定がなく、一般にそれら
の広い範囲で十分行なうことができる。しかしながら、
極端に水濃度が低い溶液の場合には、抽出剤側にメタノ
ールが移行しやすくなること、及び、脂肪族飽和炭化水
素による抽出の優位性、更には、抽出操作後の蒸留操作
を考慮すれば、一般に、メタノールが30〜70重量%の範
囲、MMAが5重量%以上、水が10重量%以上にある溶
液であることが望ましい。溶液中のメタノールが30重量
%未満である場合には、一般に、従来より行なわれてい
る水によるメタノールの抽出方法や他の方法を採用する
方が好ましい。また、本発明では、溶液中における成分
がMMA、メタノール、水ばかりではなく、これらのほ
かに、メタクリル酸、メタクリルアミドなどが含まれて
いても何ら構わない。
【0011】上記した望ましい濃度範囲にある溶液とし
ては、例えば、α−ヒドロキシイソ酪酸アミドの脱水水
和反応によりメタクリル酸を合成し、これとメタノール
とを気相下でエステル化させて得られるMMAを含む反
応液を挙げることができる。
【0012】本発明の方法において、抽出剤としては沸
点が 105〜300 ℃、より好ましくは120〜250 ℃にある
脂肪族飽和炭化水素を用いる。これがMMAの沸点以上
のものでかつ 105℃未満のものでは、MMAを抽出する
ことは可能であるが、その後の蒸留操作において、MM
Aの沸点(100℃)と近いために、抽出液よりMMAを分
離することが困難となる。また、沸点が 300℃を越える
ものを使用した場合には、抽出操作する際に、二層分離
するまでには長時間を要することになるので、あまり好
ましくない。
【0013】本発明の方法に使用可能な上記した範囲に
ある脂肪族飽和炭化水素としては、n-オクタン、n-ノナ
ン、n-デカン、n-ウンデカン、n-ドデカン、n-トリデカ
ン、n-テトラデカン、n-ペンタデカン、n-ヘキサデカ
ン、及びこれらの脂肪族飽和炭化水素の異性体などを挙
げることができる。これらは単独でも、あるいは二種以
上が混合されたものでも使用することができる。また、
脂肪族飽和炭化水素の混合溶剤として一般に市販されて
いるものもあるが、これらのものでも沸点が上記した範
囲にあるものは使用可能である。例えば、初留点 179
℃、終点 212℃として蒸留された側鎖を持つ脂肪族飽和
炭化水素の混合溶剤であるシェルゾール71(登録商標
名;シェルジャパン(株)製)などは、十分本発明の方
法に使用することができる。
【0014】本発明の方法における抽出剤の使用量は、
溶液中のMMA及びメタノールの濃度により適宜選択さ
れるが、通常、溶液1重量部に対し、抽出剤 0.5〜2重
量部の範囲で用いる。これが 0.5重量部未満では効率よ
くMMAを抽出することが困難になる場合があり、ま
た、2重量部を越えては、抽出後におけるMMAを分離
する際に、多量な熱エネルギーが必要となってくるので
好ましくない。
【0015】また、抽出を行なう際の温度は、特に限定
がなく広い範囲で可能である。一般的には、常温〜70℃
程度で十分行なうことができ、しかもよい効果が得られ
る。
【0016】ところで、脂肪族飽和炭化水素を用いてM
MAを抽出する際には、一般には、MMAよりも沸点の
低いn-ヘキサンなどを抽出剤として用いた方がその抽出
能力は大きい。しかし、溶液中のメタノールが高濃度に
ある場合には、これらの抽出剤が大量に必要となる。例
えば、MMAよりも低沸点の抽出剤を使用する場合のプ
ロセスフローの例を図1に示した。すなわち、図1にお
いて、1はMMA、メタノール、及び水を含む溶液であ
り、これが抽出塔3に送られる。2は抽出剤であり、抽
出塔3に送入され、抽出塔3内でこれら二液を接触させ
て抽出を行なわせる。そして、抽出塔3底部からの抽残
液4はメタノール回収塔6に送られ、ここでメタノール
7を回収し、水8は排出される。一方、抽出塔3塔頂か
らの抽出液5は、抽出剤回収塔9に送られ、塔頂より抽
出剤10を回収するとともに2に送られ、再使用される。
MMA11は抽出剤回収塔9の底部より得られる。実際の
MMAの製造においては、その反応液中に低沸点不純物
及び高沸点不純物が含まれているので、それらを除去す
るために抽出剤回収塔9の前後には、回収塔・精留塔な
どの付帯設備が設けられ、MMAの精製が行われる。こ
の方法、すなわち、MMAよりも低沸点の抽出剤を用い
る場合のプロセスでは、抽出剤回収塔9において、抽出
剤とMMAとを分離する際に、一般には、抽出剤の方に
MMAをできるだけ含ませないようにするため、還流比
を大きくする必要がある。そのため多くの潜熱を使用す
るため多大なエネルギーが必要となる。
【0017】上記の方法に対し、沸点がMMAよりも高
い脂肪族飽和炭化水素を抽出剤として用いる方法である
本発明の一具体例のプロセスフローを図2に示した。抽
出塔3及びメタノール回収塔6における流れ及び作用は
前記した図1の内容と同様である。しかしながら、本発
明の方法では、抽出剤回収塔9において、その塔底より
抽出剤13が回収され、2にリサイクルされる。また、M
MA12はその塔頂より得ることができる。この場合にお
いても、実際のMMAの製造においては、その反応液中
に低沸点不純物及び高沸点不純物が含まれているので、
それらを除去するために抽出剤回収塔9の前後には、回
収塔・精留塔などの付帯設備が設けられ、MMAの精製
が行われる。そしてこの方法の場合、抽出剤回収塔9に
おいて、抽出剤の濃度よりも低濃度なMMAを蒸留する
ことになるので抽出剤の潜熱を必要としない。そのた
め、本発明の方法では、MMAと抽出剤との分離に要す
る熱エネルギーを格段に少なくすることができるという
利点がある。
【0018】本発明の方法において、溶液中のMMAを
抽出した後の抽出液は、上記でも説明した通り、上層の
液として得られる。この液を分液し、蒸留にかけること
によりMMAを分離することができる。蒸留は、一般
に、MMAの重合を防ぐために重合禁止剤を入れ、減圧
下で行なわれる。また、溶液中に含まれていたメタノー
ルと水の溶液は、抽出操作において、その下層の液とし
て得られる。この溶液は、従来より行なわれている通常
の蒸留操作にかけることにより、メタノールが回収され
る。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。以下において「%」は全て重量基準であり、ま
た、抽出操作後の抽出液及び抽残液中の成分分析はガス
クロマトグラフィーを用いて行なった。なお、「MMA
抽出率」及び「移動率」は、下記式により算出した値で
ある。
【式1】MMA抽出率(%)=(抽出されたMMAの重
量/溶液中のMMA重量)× 100
【式2】移動率(%)=(抽出液中又は抽残液中の注目
成分の重量/溶液中の注目成分の重量)× 100
【0020】実施例1 分液ロート(容量 200ml)に、MMA18.8%、メタノー
ル54.9%、水26.3%からなる溶液50g、及びこれに抽出
剤としてn-デカン(沸点 174℃)50gを加え、室温にて
5分攪拌した後、10分静置させ、溶液を二層に分離させ
た。上層の抽出液と下層の抽残液とを分液し、これらの
分析を行なった。その結果、MMAの抽出率は65%であ
り、抽出液側におけるメタノールの移動率は 1.5%であ
った。また、抽残液側へのn-デカンの移動率は 0.1%以
下であった。
【0021】実施例2〜6 実施例1において、抽出剤としてn-オクタン(沸点 126
℃)、n-ドデカン(沸点 216℃)、n-トリデカン(沸点
234℃)、n-テトラデカン(沸点 254℃)、又はシェル
ゾール71(登録商標名;シェルジャパン(株)製〔側鎖
をもつ脂肪族飽和炭化水素の混合溶剤であり、初留点 1
79℃、終点 212℃として蒸留させて得たもの。〕)をそ
れぞれ用い、同様に行なった。それらの結果を表1に示
す。
【0022】比較例1,2 実施例1において、抽出剤としてn-ヘキサン(沸点69
℃)又はp-キシレン(沸点 138℃)を用い、同様に行な
った。それらの結果を表1に示す。
【0023】
【表1】 注1;シェルゾール71の沸点は 179〜212 ℃である。
【0024】実施例7 理論段数8段の連続抽出塔に、実施例1に使用した溶液
と同じ組成をもつ混合溶液(MMA18.8%、メタノール
54.9%、水26.3%)を40g/分、及び抽出剤としてシェ
ルゾール71(実施例6に使用したものと同じ。)を60g
/分で連続的に供給し、向流抽出を行なった。この連続
抽出におけるMMAの抽出率は95%であり、また抽出液
側へのメタノールの移動率は 2.9%、抽残液側への抽出
剤の移動率は 0.1%以下であった。得られた抽出液を、
段数10段の抽出剤回収塔で、塔頂温度45℃、塔頂圧力60
Torr、塔底温度 100℃、塔底圧力 100Torrの条件でハイ
ドロキノンを 0.2%加え蒸留を行なったところ、97%の
MMAを含む液を得た。この液を更に段数25段の低沸分
回収塔で、塔頂温度70℃、塔頂圧力 350Torr、塔底温度
80℃、塔底圧力 400Torrでメタノールを除去したとこ
ろ、収率90%で純度99.8%のMMAを塔底より得た。
【0025】実施例8 実施例7と同じ抽出塔で、MMA14.9%、メタノール4
3.5%、水41.6%からなる混合溶液を50g/分、及び抽
出剤としてシェルゾール71(実施例6に使用したものと
同じ。)を40g/分で供給し、向流抽出を行なった。こ
の連続抽出におけるMMAの抽出率は98%であり、ま
た、抽出液側へのメタノールの移動率は2%、抽残液側
への抽出剤の移動率は 0.1%以下であった。得られた抽
出液を実施例7と同じ条件で蒸留を行なったところ、収
率92%で純度99.8%のMMAを塔底より得た。
【0026】
【発明の効果】本発明の方法によれば、高濃度なメタノ
ールを含み、かつMMA、水を含む溶液より効率よくM
MAを分離することが可能である。すなわち、本発明の
方法内で行なった実施例1〜8では、抽出液中へのメタ
ノールの移動は3%以下であり、また、抽残液中への抽
出剤の移動も 0.2%以下と極端に少ない。従って、高純
度なMMAを分離することができるとともに、抽出剤を
繰り返し使用することが十分に可能である。更に、その
際に使用する熱エネルギーも少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】 MMAよりも沸点の低い抽出剤を用いた場合
の抽出方法を説明する図である。
【図2】 沸点がMMAよりも高い脂肪族飽和炭化水素
を抽出剤として用いる本発明における抽出方法を説明す
る一具体例である。
【符号の説明】 1 MMA、メタノール、水を含む溶液 2 抽出剤 3 抽出塔 4 抽残液 5 抽出液 6 メタノール回収塔 7 メタノール 8 水 9 抽出剤回収塔 10 抽出剤 11 MMA 12 MMA 13 抽出剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 祥行 千葉県茂原市東郷1900番地 三井東圧化学 株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタノール30重量%以上を含み、かつメ
    タクリル酸メチル及び水を含む溶液を、沸点が 105〜30
    0 ℃の脂肪族飽和炭化水素と接触させてメタクリル酸メ
    チルを抽出し、次いで、蒸留によりメタクリル酸メチル
    を分離することを特徴とするメタクリル酸メチルの抽出
    分離法。
JP32373993A 1993-12-22 1993-12-22 メタクリル酸メチルの抽出分離法 Pending JPH07179397A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100288136B1 (ko) * 1998-10-08 2001-05-02 이영일 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 정제 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100288136B1 (ko) * 1998-10-08 2001-05-02 이영일 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 정제 방법

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