JPS5845410B2 - テトラヒドロフラン及び1,4↓−ブタンジオ−ルの製造方法 - Google Patents
テトラヒドロフラン及び1,4↓−ブタンジオ−ルの製造方法Info
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- JPS5845410B2 JPS5845410B2 JP53152724A JP15272478A JPS5845410B2 JP S5845410 B2 JPS5845410 B2 JP S5845410B2 JP 53152724 A JP53152724 A JP 53152724A JP 15272478 A JP15272478 A JP 15272478A JP S5845410 B2 JPS5845410 B2 JP S5845410B2
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- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/09—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis
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- C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
- C07D307/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D307/06—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to ring carbon atoms
- C07D307/08—Preparation of tetrahydrofuran
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は1・4−ブタンジオールの酢酸エステルからテ
トラヒドロフランと1・4−ブタンジオールを同時に製
造する方法に関する。
トラヒドロフランと1・4−ブタンジオールを同時に製
造する方法に関する。
詳しくは1・4−ブタンジオールの酢酸エステルを酸性
触媒の存在下に酢酸エステルに対し理論量以下の水と反
応させ、テトラヒドロフランを取り出すと共に、未反応
の酢酸エステルを酸性又は塩基性触媒の存在下にメタノ
ールとエステル交換反応を行ない、1・4−ブタンジオ
ールを得る、テトラヒドロフランと1・4−ブタンジオ
ールを同時に且つ任意の割合で製造する方法に関する。
触媒の存在下に酢酸エステルに対し理論量以下の水と反
応させ、テトラヒドロフランを取り出すと共に、未反応
の酢酸エステルを酸性又は塩基性触媒の存在下にメタノ
ールとエステル交換反応を行ない、1・4−ブタンジオ
ールを得る、テトラヒドロフランと1・4−ブタンジオ
ールを同時に且つ任意の割合で製造する方法に関する。
テトラヒドロフラン及び1・4−ブタンジオールはいず
れも有機溶剤、あるいは高分子物質の製造における原料
として極めて有用な物質であり、種種の方法で製造され
ている。
れも有機溶剤、あるいは高分子物質の製造における原料
として極めて有用な物質であり、種種の方法で製造され
ている。
例えば、テトラヒドロフランはフルフラールの脱カルボ
ニル化で得られるフランを水素添加する方法、アセチレ
ンとホルムアルデヒドから得られるブチンジオール又は
1・4−ジクロルブテンから誘導される2−ブテンート
4−ジオールの水素化によって得られる1・4−ブタン
ジオールを脱水環化する方法、無水マレイン酸を水素添
加する方法及びl・4−ブタンジオールの酢酸エステル
を酸性触媒の存在下で水と反応させる方法等が知られて
おり、又1・4−ブタンジオールはブチンジオールを水
素化する方法、1・4−ブタンジオールの酢酸エステル
を加水分解する方法、同じく該酢酸エステルをエステル
を交換する方法等が知られている。
ニル化で得られるフランを水素添加する方法、アセチレ
ンとホルムアルデヒドから得られるブチンジオール又は
1・4−ジクロルブテンから誘導される2−ブテンート
4−ジオールの水素化によって得られる1・4−ブタン
ジオールを脱水環化する方法、無水マレイン酸を水素添
加する方法及びl・4−ブタンジオールの酢酸エステル
を酸性触媒の存在下で水と反応させる方法等が知られて
おり、又1・4−ブタンジオールはブチンジオールを水
素化する方法、1・4−ブタンジオールの酢酸エステル
を加水分解する方法、同じく該酢酸エステルをエステル
を交換する方法等が知られている。
しかして、テトラヒドロフランと1・4−ブタンジオー
ルとを同時に製造する併産方法については、従来各種方
法によって得られた1・4−ブタンジオールの一部を脱
水環化してテトラヒドロフランを任意の割合で製造する
方法、又1・4−ブタンジオールの酢酸エステル、特に
1・4−ジアセトキシブタンを加水分解する際に水の使
用量、反応温度、滞留時間によって任意の割合でテトラ
ヒドロフランと1・4−ブタンジオールを製造する方法
が知られているが、1・4−ブタンジオールを経由して
テトラヒドロフランを製造する併産方法ではテトラヒド
ロフランのコストが、1・4−ブタンジオールのコスト
に分子量の逆比を乗じた割合以上に高くなるという致命
的な経済的欠点があり、1・4−ジアセトキシブタンを
加水分解してテトラヒドロフランと1・4−ブタンジオ
ールを併産する方法では、例えば特開昭5387305
号の如く1・4−ブタンジオールに関しての加水分解反
応の平衡定数が小さく、使用する水の量が非常に多くな
り、以後の蒸留分離に多大な熱負荷をかげるという欠点
がある。
ルとを同時に製造する併産方法については、従来各種方
法によって得られた1・4−ブタンジオールの一部を脱
水環化してテトラヒドロフランを任意の割合で製造する
方法、又1・4−ブタンジオールの酢酸エステル、特に
1・4−ジアセトキシブタンを加水分解する際に水の使
用量、反応温度、滞留時間によって任意の割合でテトラ
ヒドロフランと1・4−ブタンジオールを製造する方法
が知られているが、1・4−ブタンジオールを経由して
テトラヒドロフランを製造する併産方法ではテトラヒド
ロフランのコストが、1・4−ブタンジオールのコスト
に分子量の逆比を乗じた割合以上に高くなるという致命
的な経済的欠点があり、1・4−ジアセトキシブタンを
加水分解してテトラヒドロフランと1・4−ブタンジオ
ールを併産する方法では、例えば特開昭5387305
号の如く1・4−ブタンジオールに関しての加水分解反
応の平衡定数が小さく、使用する水の量が非常に多くな
り、以後の蒸留分離に多大な熱負荷をかげるという欠点
がある。
本発明者等は1・4−ブタンジオールの酢酸エステルで
ある1・4−ジアセトキシブタンからテトラヒドロフラ
ンと1・4−ブタンジオールを工業的に有利に併産する
方法について鋭意研究した結果、前述の特開昭53−8
7305号とは全く異なり、1・4−ジアセトキシブタ
ンに対し理論量以下の水を使用して環化反応を行なうと
、水の転化率を非常に高くしてテトラヒドロフランが得
られること、次いでその反応生成液の未反応酢酸エステ
ルからメタノールによるエステル交換反応によって定量
的に1・4−ブタンジオールが得られ、その際エステル
交換反応を行わせる未反応の酢酸エステル中に=部用水
分解された1−ヒドロキシ−4−アセトキシブタン及び
両端共加水分解された1・4−ブタンジオールを含むた
めに、直接1・4−ジアセトキシブタンをエステル交換
する場合に比較して使用するメタノール量を減らすこと
ができると共に、使用する触媒をも減らすことができ、
また未反応の酢酸エステルの量を任意に定め、残りは環
化反応に戻すことによってテトラヒドロフランと1・4
−ブタンジオールの製造する割合を任意に選べることを
見出し、かかる知見に基づいて本発明に到達した。
ある1・4−ジアセトキシブタンからテトラヒドロフラ
ンと1・4−ブタンジオールを工業的に有利に併産する
方法について鋭意研究した結果、前述の特開昭53−8
7305号とは全く異なり、1・4−ジアセトキシブタ
ンに対し理論量以下の水を使用して環化反応を行なうと
、水の転化率を非常に高くしてテトラヒドロフランが得
られること、次いでその反応生成液の未反応酢酸エステ
ルからメタノールによるエステル交換反応によって定量
的に1・4−ブタンジオールが得られ、その際エステル
交換反応を行わせる未反応の酢酸エステル中に=部用水
分解された1−ヒドロキシ−4−アセトキシブタン及び
両端共加水分解された1・4−ブタンジオールを含むた
めに、直接1・4−ジアセトキシブタンをエステル交換
する場合に比較して使用するメタノール量を減らすこと
ができると共に、使用する触媒をも減らすことができ、
また未反応の酢酸エステルの量を任意に定め、残りは環
化反応に戻すことによってテトラヒドロフランと1・4
−ブタンジオールの製造する割合を任意に選べることを
見出し、かかる知見に基づいて本発明に到達した。
即ち本発明は(a)1・4−ブタンジオールの酢酸エス
テルを酸性触媒の存在下に該酢酸エステルに対し理論量
以下の水と反応させ、反応生成液を第1蒸留塔に供給し
、塔頂からテトラヒドロフランを主成分とする留出液を
取り出し、(b)−古註蒸留塔塔底から得られた上記酢
酸エステルを主成分とする缶出液の少なくとも一部を第
2反応蒸留塔に供給し、酸性又は塩基性触媒の存在下で
メタノールと向流的に気液接触反応させて、該反応蒸留
塔の塔底から1・4−ブタンジオールを主成分とする缶
出液を取り出すことを特徴とするテトラヒドロフラン及
び1・4ブタンジオールの製造方法である。
テルを酸性触媒の存在下に該酢酸エステルに対し理論量
以下の水と反応させ、反応生成液を第1蒸留塔に供給し
、塔頂からテトラヒドロフランを主成分とする留出液を
取り出し、(b)−古註蒸留塔塔底から得られた上記酢
酸エステルを主成分とする缶出液の少なくとも一部を第
2反応蒸留塔に供給し、酸性又は塩基性触媒の存在下で
メタノールと向流的に気液接触反応させて、該反応蒸留
塔の塔底から1・4−ブタンジオールを主成分とする缶
出液を取り出すことを特徴とするテトラヒドロフラン及
び1・4ブタンジオールの製造方法である。
次に本発明の詳細な説明する。
本発明に使用する原料のジオールの酢酸エステルは具体
的には1・4−ジアセトキシブタンであり、■−ヒドロ
キシー4−アセトキシブタンなどのモノエステルを含む
ものも使用することができる。
的には1・4−ジアセトキシブタンであり、■−ヒドロ
キシー4−アセトキシブタンなどのモノエステルを含む
ものも使用することができる。
これらは例えばブタジェン、酢酸、酸素をパラジウム系
触媒の存在下に反応させることによって合成される1・
4−ジアセトキシブテン−2,1−ヒドロキシ−4−ア
セトキシブテン−2を水素化することによって得られる
。
触媒の存在下に反応させることによって合成される1・
4−ジアセトキシブテン−2,1−ヒドロキシ−4−ア
セトキシブテン−2を水素化することによって得られる
。
又環化反応の他方の原料である水は特に制限はないが、
腐食性のイオンを含有しないのが望ましく、反応に使用
される量としては環化反応に供給される酢酸エステルの
1・4−ジアセトキシブタンに対し理論量である等モル
以下であることが必要で、特に0.2〜0.8モルが好
ましい。
腐食性のイオンを含有しないのが望ましく、反応に使用
される量としては環化反応に供給される酢酸エステルの
1・4−ジアセトキシブタンに対し理論量である等モル
以下であることが必要で、特に0.2〜0.8モルが好
ましい。
この理論量以下の水を使用することが本発明の1つの特
徴で、水の使用量が等モル以上であると水の転化率が低
くなり、水が未反応のまま以後の工程に導かれる量が多
くなるので、蒸留分離に多大な熱負荷をかげることにな
る。
徴で、水の使用量が等モル以上であると水の転化率が低
くなり、水が未反応のまま以後の工程に導かれる量が多
くなるので、蒸留分離に多大な熱負荷をかげることにな
る。
水の使用量が0.2モル以下では1パスのテトラヒドロ
フランの収率が低過ぎるために、リサイクルさせる未反
応の酢酸エステルの量が多くなり、反応器の容積、触媒
量が増大するので都合悪く、0.2〜0.8モルの間が
水の転化率も高く、循環させる未反応の酢酸エステルの
量も多くなりすぎないので済むのが好ましい。
フランの収率が低過ぎるために、リサイクルさせる未反
応の酢酸エステルの量が多くなり、反応器の容積、触媒
量が増大するので都合悪く、0.2〜0.8モルの間が
水の転化率も高く、循環させる未反応の酢酸エステルの
量も多くなりすぎないので済むのが好ましい。
更に環化反応の酸性触媒としては、硫酸、リン酸等の液
状酸及び酸性陽イオン交換樹脂、固体リン酸、シリカア
ルミナ等の固体酸が挙げられるが、一般的には酸性陽イ
オン交換樹脂が有利に使用できる。
状酸及び酸性陽イオン交換樹脂、固体リン酸、シリカア
ルミナ等の固体酸が挙げられるが、一般的には酸性陽イ
オン交換樹脂が有利に使用できる。
環化反応器の形状及び材質は用いる触媒の種類によって
も異なるが、酸性陽イオン交換樹脂を用いた場合は、前
型の充填式反応器を用い、5US304.5US316
等の材質を使用する。
も異なるが、酸性陽イオン交換樹脂を用いた場合は、前
型の充填式反応器を用い、5US304.5US316
等の材質を使用する。
又反応温度は酸性陽イオン交換樹脂を用いた場合には、
その樹脂の耐熱性を考慮すると140℃以下が望ましい
が、低過ぎると効率が悪いので80〜130℃が好まし
い。
その樹脂の耐熱性を考慮すると140℃以下が望ましい
が、低過ぎると効率が悪いので80〜130℃が好まし
い。
滞留時間はLH8■(液体空間速度)で定義され、反応
温度によっても異なるがLH3Vは0.1〜2.Ohr
’、好ましくは0.2〜1.Ohr ”の間で選
ばれる。
温度によっても異なるがLH3Vは0.1〜2.Ohr
’、好ましくは0.2〜1.Ohr ”の間で選
ばれる。
第1蒸留塔は一般に使用される蒸留塔と同じ型で良(、
多段式蒸留塔、充填式蒸留塔が用いられ、材質としては
環化反応により生成した酢酸が蒸留されるのでSUS
316が望ましい。
多段式蒸留塔、充填式蒸留塔が用いられ、材質としては
環化反応により生成した酢酸が蒸留されるのでSUS
316が望ましい。
理論段数は5〜30段程度、操作圧力は50〜760T
Orr好ましくは100〜500 Torrで操作され
、還流比は0.1〜3で操作されるのが普通である。
Orr好ましくは100〜500 Torrで操作され
、還流比は0.1〜3で操作されるのが普通である。
第1蒸留塔の塔頂から留出するのはテトラヒドロフラン
を主成分とし、他に水及び酢酸を含む液である。
を主成分とし、他に水及び酢酸を含む液である。
これはさらに蒸留により精製されてテトラヒドロフラン
を主成分とする留分と酢酸とに分離される。
を主成分とする留分と酢酸とに分離される。
テトラヒドロフランの要求される純度により蒸留の回数
、精留の程度を任意に選ぶことができる。
、精留の程度を任意に選ぶことができる。
第1蒸留塔の缶出液は未反応酢酸エステルを主成分とす
るもので、次の第2反応蒸留塔に送られエステル交換反
応に供される。
るもので、次の第2反応蒸留塔に送られエステル交換反
応に供される。
このとき、未反応の酢酸エステル中に一部加水分解され
た1−ヒドロキシ−4−アセトキシブタン及び両端共加
水分解された1・4−ブタンジオールを含むために直接
1・4−ジアセトキシブタンをエステル交換する場合に
比較して使用するメタノール量を減らすことができ、そ
の量は1−ヒドロキシ−4−アセトキシブタンを含む割
合によって異なるが通常10〜30%を減らすことがで
きる。
た1−ヒドロキシ−4−アセトキシブタン及び両端共加
水分解された1・4−ブタンジオールを含むために直接
1・4−ジアセトキシブタンをエステル交換する場合に
比較して使用するメタノール量を減らすことができ、そ
の量は1−ヒドロキシ−4−アセトキシブタンを含む割
合によって異なるが通常10〜30%を減らすことがで
きる。
エステル交換反応に使用するメタノールは必ずしも高純
度である必要はなく、場合によってはエステル交換反応
によって副生ずる酢酸メチルを含有していても良い。
度である必要はなく、場合によってはエステル交換反応
によって副生ずる酢酸メチルを含有していても良い。
但しメタノールに許容出来る酢酸メチルの量は0〜80
モル%であり、好ましくは60モル%以下である。
モル%であり、好ましくは60モル%以下である。
メタノールの使用量は通常はメタノールがジオールの酢
酸エステルの酢酸基に対して1.0〜5.0倍モル、好
ましくは1.1〜3.0倍モルになるように供給するの
が適当である。
酸エステルの酢酸基に対して1.0〜5.0倍モル、好
ましくは1.1〜3.0倍モルになるように供給するの
が適当である。
1.0倍モル以下ではエステル交換反応は定量的には進
行せず、又5.0倍モル以上では無意味で、ただ液量を
多くし熱負荷を大きくするだけ不利である。
行せず、又5.0倍モル以上では無意味で、ただ液量を
多くし熱負荷を大きくするだけ不利である。
更にエステル交換反応において使用される触媒は、酸性
触媒としては硫酸、リン酸等の液状酸、酸性陽イオン交
換樹脂、固体リン酸、シリカアルミナ等の固体酸が挙げ
られ、塩基性触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、ナトリウムアルコキシド、アルミニウムアルコ
キシド、アンモニア等が挙げられるが、通常は水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウムが安価でもあり有利に使用で
きる。
触媒としては硫酸、リン酸等の液状酸、酸性陽イオン交
換樹脂、固体リン酸、シリカアルミナ等の固体酸が挙げ
られ、塩基性触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、ナトリウムアルコキシド、アルミニウムアルコ
キシド、アンモニア等が挙げられるが、通常は水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウムが安価でもあり有利に使用で
きる。
触媒量を減らすことも1つの課題であるが、本発明によ
り触媒量を大幅に減らすことができる。
り触媒量を大幅に減らすことができる。
触媒の使用量はその種類によっても異なり、また1・4
−ジアセトキシブタン中に含まれる1−ヒドロキシ−4
−アセトキシブタンの割合によっても異なるので、画一
的でないが、例えば水酸化ナトリウムを使用する場合は
、1・4−ジアセトキシブタン中に1−ヒドロキシ−4
−アセトキシブタン及び1・4−ブタンジオールを含む
ことによって直接1・4−ジアセトキシブタンをエステ
ル交換する場合に比較して水酸化ナトリウムの使用量を
20〜70%も減らすことができる。
−ジアセトキシブタン中に含まれる1−ヒドロキシ−4
−アセトキシブタンの割合によっても異なるので、画一
的でないが、例えば水酸化ナトリウムを使用する場合は
、1・4−ジアセトキシブタン中に1−ヒドロキシ−4
−アセトキシブタン及び1・4−ブタンジオールを含む
ことによって直接1・4−ジアセトキシブタンをエステ
ル交換する場合に比較して水酸化ナトリウムの使用量を
20〜70%も減らすことができる。
その水酸化ナトリウムの使用量は通常ジオールの酢酸エ
ステルに対し0.1〜10モル%、特に好ましくは0.
2〜5モル%が適当である。
ステルに対し0.1〜10モル%、特に好ましくは0.
2〜5モル%が適当である。
水酸化ナトリウムの濃度が低すぎると反応速度が遅く、
途中で反応が停止し、濃度が高すぎると有用でない塩が
多量に生じ分離するのが困難である。
途中で反応が停止し、濃度が高すぎると有用でない塩が
多量に生じ分離するのが困難である。
エステル交換反応の反応蒸留塔は一般に使用される蒸留
塔と同じ形で良く、多段式蒸留塔、充填式蒸留塔が用い
られ、材質としては触媒の種類によっても異なるが、塩
基性触媒を使用する場合には5S41で十分であり、酸
性触媒を使用する場合にはSUS 304、SUS 3
16更にグラスライニングされた材質を使用することも
ある。
塔と同じ形で良く、多段式蒸留塔、充填式蒸留塔が用い
られ、材質としては触媒の種類によっても異なるが、塩
基性触媒を使用する場合には5S41で十分であり、酸
性触媒を使用する場合にはSUS 304、SUS 3
16更にグラスライニングされた材質を使用することも
ある。
理論段数は5〜30段程度、操作圧力は特に制限なく、
常圧でよいが、必要ならば加圧で運転してもよく、還流
比はO〜2で操作されるのが普通である。
常圧でよいが、必要ならば加圧で運転してもよく、還流
比はO〜2で操作されるのが普通である。
反応温度は塔底の温度によって決まるが、塔底の温度は
高過ぎると環状エーテル等の副生成物を生じ好ましくな
く、低過ぎるとメタノールの蒸気が上昇せず都合悪く、
70〜180℃、さらに好ましくは75〜150℃が適
当である。
高過ぎると環状エーテル等の副生成物を生じ好ましくな
く、低過ぎるとメタノールの蒸気が上昇せず都合悪く、
70〜180℃、さらに好ましくは75〜150℃が適
当である。
第2反応蒸留塔の塔頂から留出するのは酢酸メチルを主
成分とし、缶出液として塩基性触媒を使用した場合、酢
酸アルカリ金属塩を含む1・4−ブタンジオールが得ら
れる。
成分とし、缶出液として塩基性触媒を使用した場合、酢
酸アルカリ金属塩を含む1・4−ブタンジオールが得ら
れる。
第1蒸留塔の缶出液を第2反応蒸留塔に供給してメタノ
ールとエステル交換反応を行なうのは全量でない場合、
その残余は環化反応器に循環させてテトラヒドロフラン
製造用の原料とする。
ールとエステル交換反応を行なうのは全量でない場合、
その残余は環化反応器に循環させてテトラヒドロフラン
製造用の原料とする。
この場合、テトラヒドロフランと1 ・4−ブタンジオ
ールの併産において最も有利な製造割合に応じて第1蒸
留塔の缶出液を第2反応蒸留塔への供給と環化反応器へ
の循環とを適宜分ける。
ールの併産において最も有利な製造割合に応じて第1蒸
留塔の缶出液を第2反応蒸留塔への供給と環化反応器へ
の循環とを適宜分ける。
たとえば、酢酸エステルである1・4−ジアセトキシブ
タンに対し水を0.5モル使用した場合には1パスのテ
トラヒドロフランの収率は約35モル%であり、未反応
の酢酸エステルをそのまま全量エステル交換すれば、残
り約65モル%の収率で1・4−ブタンジオールが得ら
れる。
タンに対し水を0.5モル使用した場合には1パスのテ
トラヒドロフランの収率は約35モル%であり、未反応
の酢酸エステルをそのまま全量エステル交換すれば、残
り約65モル%の収率で1・4−ブタンジオールが得ら
れる。
35モル%より多い割合で、テトラヒドロフランを製造
する場合には、使用する水の量を0.8モルまでの間で
増すか、所望量に見合う分だけ未反応の酢酸エステルを
循環させればよい。
する場合には、使用する水の量を0.8モルまでの間で
増すか、所望量に見合う分だけ未反応の酢酸エステルを
循環させればよい。
またテトラヒドロフランを35モル%より少ない割合で
得ようとする場合には、水の使用量を0.5モルより少
なくすればよくこのようにすればほとんど任意の割合で
テトラヒドロフランと1・4−ブタンジオールとを併産
することができる。
得ようとする場合には、水の使用量を0.5モルより少
なくすればよくこのようにすればほとんど任意の割合で
テトラヒドロフランと1・4−ブタンジオールとを併産
することができる。
次に本発明を図面によって説明する。
ジオールの酢酸エステルを導管2より、又酢酸エステル
に対し理論量以下の水を導管1より反応器■に供給し、
酸性触媒の存在下で反応させ反応生成液を導管3を通じ
て第1蒸留塔■に供給する。
に対し理論量以下の水を導管1より反応器■に供給し、
酸性触媒の存在下で反応させ反応生成液を導管3を通じ
て第1蒸留塔■に供給する。
その際必要に応じて陰イオン交換樹脂床を通過させて中
和することも出来る。
和することも出来る。
第1蒸留塔から留出するテトラヒドロフランを主成分と
する留出液は若干の水及び酢酸を含有しているが、その
後蒸留の組合せによって高純度のテトラヒドロフランを
得ることが可能である。
する留出液は若干の水及び酢酸を含有しているが、その
後蒸留の組合せによって高純度のテトラヒドロフランを
得ることが可能である。
一方策1蒸留塔からの未反応の酢酸エステルを主成分と
する缶出液は導管5を通じて第2反応蒸留塔■の上部に
供給されるが、その缶出液の一部を反応器■に戻すこと
によってテトラヒドロフランと1・4−ブタンジオール
の製造する割合を任意に選ぶことが出来る。
する缶出液は導管5を通じて第2反応蒸留塔■の上部に
供給されるが、その缶出液の一部を反応器■に戻すこと
によってテトラヒドロフランと1・4−ブタンジオール
の製造する割合を任意に選ぶことが出来る。
第2反応蒸留塔では導管6を通して下部より供給される
メタノールと向流接触反応を行なうが、そのメタノール
源として導管Tより留出する副生物の酢酸メチルを部分
加水分解して得られる酢酸メチルを含有したメタノール
を使用することも出来る。
メタノールと向流接触反応を行なうが、そのメタノール
源として導管Tより留出する副生物の酢酸メチルを部分
加水分解して得られる酢酸メチルを含有したメタノール
を使用することも出来る。
又触媒の供給方法はその種類によっても違うが、水酸化
ナトリウムを使用する場合には導管8からジオールを含
む反応生成液の一部に溶解させるか、メタノールに溶解
させて第2反応蒸留塔の上部に供給する。
ナトリウムを使用する場合には導管8からジオールを含
む反応生成液の一部に溶解させるか、メタノールに溶解
させて第2反応蒸留塔の上部に供給する。
反応後導管9より缶出液として実質的に未反応の酢酸エ
ステルを含まない1・4−ブタンジオール主成分とする
メタノール溶液が得られ、この混合物からは簡単な蒸留
により高純度の1・4−ブタンジオールを得ることがで
きる。
ステルを含まない1・4−ブタンジオール主成分とする
メタノール溶液が得られ、この混合物からは簡単な蒸留
により高純度の1・4−ブタンジオールを得ることがで
きる。
以上の如く本発明の方法に従えば、■・4−ブタンジオ
ールの酢酸エステルからテトラヒドロフランと1・4−
ブタンジオールを同時に製造するに際し、使用する水の
量を大幅に低減することが出来、また一部加水分解した
ジオールの酢酸エステル及び両端共加水分解された1・
4−ブタンジオールヲ含む1・4−ブタンジオールの酢
酸エステルをエステル交換反応に使用するためにメタノ
ール及び触媒の使用量も低減でき、しかも任意の割合で
併産することができるので、極めて工業的に有利な方法
である。
ールの酢酸エステルからテトラヒドロフランと1・4−
ブタンジオールを同時に製造するに際し、使用する水の
量を大幅に低減することが出来、また一部加水分解した
ジオールの酢酸エステル及び両端共加水分解された1・
4−ブタンジオールヲ含む1・4−ブタンジオールの酢
酸エステルをエステル交換反応に使用するためにメタノ
ール及び触媒の使用量も低減でき、しかも任意の割合で
併産することができるので、極めて工業的に有利な方法
である。
次に本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に制約さ
れるものではない。
本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に制約さ
れるものではない。
実施例 1
環化反応器としてSUS 316製の内径50朋φ、高
さ700m11Lの保温ジャケット付の反応器を用い、
中には触媒床として市販の酸性陽イオン交換樹脂(商標
名アンバーライト200)を塩酸処理してスルホン酸型
としたものを1300TILl充填した。
さ700m11Lの保温ジャケット付の反応器を用い、
中には触媒床として市販の酸性陽イオン交換樹脂(商標
名アンバーライト200)を塩酸処理してスルホン酸型
としたものを1300TILl充填した。
第1蒸留塔としてSUS 316製の内径25mrIL
φ、高さ2000mmの加熱用ジャケット付の蒸留塔を
用い、中には5US316製のマクマホン充填物を充填
し、底部には500TLlの加熱用ジャケット付の釜を
設けた。
φ、高さ2000mmの加熱用ジャケット付の蒸留塔を
用い、中には5US316製のマクマホン充填物を充填
し、底部には500TLlの加熱用ジャケット付の釜を
設けた。
更に第2反応蒸留塔として5US316製の内径25朋
φ、高さ1500mmの加熱用ジャケット付の蒸留塔を
用い、中には5US316製のマクマホン充填物を充填
し、底部には500TLlの加熱用ジャケット付の釜を
設けた。
φ、高さ1500mmの加熱用ジャケット付の蒸留塔を
用い、中には5US316製のマクマホン充填物を充填
し、底部には500TLlの加熱用ジャケット付の釜を
設けた。
以上の装置を各ポンプ等で接続して添付図面に従って連
続反応を行なった。
続反応を行なった。
導管1より水を27 f/H1導管2より1・4−ジア
セトキシブタンを522P/Hで共に120℃に予熱し
て反応器に連続的に供給した。
セトキシブタンを522P/Hで共に120℃に予熱し
て反応器に連続的に供給した。
反応生成液は導管3より取り出され、市販の陰イオン交
換樹脂(商標名アンバーライ)IRA400)を苛性ソ
ーダ処理したものを130就充填した槽を通過させて第
1蒸留塔に供給した。
換樹脂(商標名アンバーライ)IRA400)を苛性ソ
ーダ処理したものを130就充填した槽を通過させて第
1蒸留塔に供給した。
第1蒸留塔は200TOrr、塔底温度200°C1還
流比0.5で連続運転を行ない、導管4より留出液を2
17 P/Hで連続的に取り出し、その留出液からは別
の蒸留の組み合せにより純度99.9モル%以上のテト
ラヒドロフランを75 P/Hで得ることができた。
流比0.5で連続運転を行ない、導管4より留出液を2
17 P/Hで連続的に取り出し、その留出液からは別
の蒸留の組み合せにより純度99.9モル%以上のテト
ラヒドロフランを75 P/Hで得ることができた。
一方第1蒸留塔の塔底よりの缶出液332P/Hは導管
5を通って100℃に冷却された後、第2反応蒸留塔の
頂部より100mm下に供給し、メタノールを反応蒸留
塔の底部より400mm上に219 f/Hで供給した
。
5を通って100℃に冷却された後、第2反応蒸留塔の
頂部より100mm下に供給し、メタノールを反応蒸留
塔の底部より400mm上に219 f/Hで供給した
。
又触媒としての水酸化す) IJウムは、反応生成液の
一部を取り出して循環させているものに溶解させて2重
量%溶液として導管8を通じて頂部より150mm下に
90f/Hで供給した。
一部を取り出して循環させているものに溶解させて2重
量%溶液として導管8を通じて頂部より150mm下に
90f/Hで供給した。
塔底の釜の内部温度を120℃に保ち、常圧還流比0で
連続運転を行ない、導管7より留出液を361 ?/H
で取り出す一方、導管9より缶出液を192P/Hで取
り出し、その缶出液からは簡単な蒸留により純度99モ
ル%以上の1・4−ブ(ンジオールを171 L?/H
で得ることが出来た。
連続運転を行ない、導管7より留出液を361 ?/H
で取り出す一方、導管9より缶出液を192P/Hで取
り出し、その缶出液からは簡単な蒸留により純度99モ
ル%以上の1・4−ブ(ンジオールを171 L?/H
で得ることが出来た。
得られたテトラヒドロフランと1・4−ブタンジオール
の割合は35/65モル比であった。
の割合は35/65モル比であった。
本実験の主要部分の組成を添付図面の番号に従って掲げ
ると次の様であった。
ると次の様であった。
4 テトラヒドロフラン
水
酢酸
51・4−ジアセトキシブタン
1−ヒドロキシ−4−アセト
キシブタン
ト4−ブタンジオール
7 酢酸メチル
メタノール
9 メタノール
1−ヒドロキシ−4−アセト
キシブタン
29.2モル%
7.5〃
63.3//
90.8 //
9.2〃
痕跡
57.5モル%
42.5 u
16.7 /1
0.8〃
1・4−ブタンジオール
25
実施?1.12
実施例1において、第1蒸留塔の缶出液の一部を環化反
応器に循環させて反応を行うと共に、エステル交換反応
に使用するメタノールとして酢酸メチルを含有したもの
を用いて連続運転を行なった。
応器に循環させて反応を行うと共に、エステル交換反応
に使用するメタノールとして酢酸メチルを含有したもの
を用いて連続運転を行なった。
導管1より水を36 f/H1導管2より1・4ジアセ
トキシブタンを522 P/L導管5より取出された1
−ヒドロキシ−4−アセトキシブタンを含む第1蒸留塔
の缶出液の一部を179?/Hで反応器に供給し、実施
例1と同じ条件で反応を行なった。
トキシブタンを522 P/L導管5より取出された1
−ヒドロキシ−4−アセトキシブタンを含む第1蒸留塔
の缶出液の一部を179?/Hで反応器に供給し、実施
例1と同じ条件で反応を行なった。
反応生成液は導管3より取出され、第1蒸留塔に供給し
て導管4より留出液を289 ?/Hで取出し、その留
出液を蒸留精製して純度99.9モル%以上のテトラヒ
ドロフランを101 ?/Hで得た。
て導管4より留出液を289 ?/Hで取出し、その留
出液を蒸留精製して純度99.9モル%以上のテトラヒ
ドロフランを101 ?/Hで得た。
一方第1蒸留塔の缶出液のうち反応器に循環した残りの
液を269 y′/Hで第2反応蒸留塔の頂部より10
0關下に供給し、酢酸メチルを20モル%含有したメタ
ノールを反応蒸留塔の底部より、4001n1rL上に
319グ/Hで供給した。
液を269 y′/Hで第2反応蒸留塔の頂部より10
0關下に供給し、酢酸メチルを20モル%含有したメタ
ノールを反応蒸留塔の底部より、4001n1rL上に
319グ/Hで供給した。
また触媒としての水酸化ナトリウムは実施例1と同様に
反応生成液の一部に溶解させ、2重量%溶液として頂部
より150m1下に73 P/Hで供給した。
反応生成液の一部に溶解させ、2重量%溶液として頂部
より150m1下に73 P/Hで供給した。
実施例1と同様の連続操作によって、導管7より留出液
を435グ/Hで取出す一方、導管9より缶出液を15
3 ?/Hで取出し、その缶出液を簡単な蒸留により精
製して純度99モル%以上の1・4−ブタンジオールを
139 P/Hで得ることができた。
を435グ/Hで取出す一方、導管9より缶出液を15
3 ?/Hで取出し、その缶出液を簡単な蒸留により精
製して純度99モル%以上の1・4−ブタンジオールを
139 P/Hで得ることができた。
得られたテトラヒドロフランと1・4−ブタンジオール
の割合は48152モル比であった。
の割合は48152モル比であった。
実施例1と同様に本実験の主要部分の組成を図面の番号
に従って掲げる。
に従って掲げる。
4 テトラヒドロフラン 29.5モル%水
8.6〃酢酸
61.9/1 51・4−ジアセトキシブタン 90.8モル%1−ヒ
ドロキシ−4−アセト 9.2 //キシブタン 9 1・4−ブタンジオール 微 量 酢酸メチル 60.4モル%メタノー
ル 39.6 〃メタノール
16.7モル%1−ヒドロキシ−4−アセ
ト 0.8 //キシブタン ト4−ブタンジオール 82.5 //比較例 実施例1において第1蒸留塔の塔底よりの缶出液の代り
に純粋な1・4−ジアセトキシブタンを用いてエステル
交換反応実験を行なった。
8.6〃酢酸
61.9/1 51・4−ジアセトキシブタン 90.8モル%1−ヒ
ドロキシ−4−アセト 9.2 //キシブタン 9 1・4−ブタンジオール 微 量 酢酸メチル 60.4モル%メタノー
ル 39.6 〃メタノール
16.7モル%1−ヒドロキシ−4−アセ
ト 0.8 //キシブタン ト4−ブタンジオール 82.5 //比較例 実施例1において第1蒸留塔の塔底よりの缶出液の代り
に純粋な1・4−ジアセトキシブタンを用いてエステル
交換反応実験を行なった。
1・4−ジアセトキシブタンを第1蒸留塔の缶出液と同
じモル数の339 P/Hで第2蒸留塔の頂部より10
07n71下に供給し、メタノールを反応蒸塔の底部よ
り400mm上に実施例1と同じ219P/Hで供給し
た。
じモル数の339 P/Hで第2蒸留塔の頂部より10
07n71下に供給し、メタノールを反応蒸塔の底部よ
り400mm上に実施例1と同じ219P/Hで供給し
た。
また触媒としての水酸化ナトリウムは反応生成液の一部
を取出して循環させているものに溶解させて実施例10
2倍である4重量%溶液として頂部より150關下に9
0 ′?/Hで供給した。
を取出して循環させているものに溶解させて実施例10
2倍である4重量%溶液として頂部より150關下に9
0 ′?/Hで供給した。
実施例1と同じように連続運転を行ない、導管7より留
出液を365 ?/Hで取出す一方、導管9より缶出液
を197 P/Hで取出し、その缶出液からは実施例1
と同様の蒸留により純度が94.8モル%の1・4−ブ
タンジオールを174P/Hで得た。
出液を365 ?/Hで取出す一方、導管9より缶出液
を197 P/Hで取出し、その缶出液からは実施例1
と同様の蒸留により純度が94.8モル%の1・4−ブ
タンジオールを174P/Hで得た。
すなわちメタノール供給量が不足であったために触媒量
を増しても低純度の1・4−ブタンジオールしか得られ
なかった。
を増しても低純度の1・4−ブタンジオールしか得られ
なかった。
残りは未反応の1−ヒドロキシ−4−アセトキシブタン
であった。
であった。
実施例1と同様に本実験の主要部分の組成を図面の番号
に従って掲げると次のようであった。
に従って掲げると次のようであった。
7 酢酸メチル
メタノール
9 酢酸メチル
メタノール
■−ヒドロキシー4−アセト 4.3 /7キシブ
タン 58.7モル% 41、.3 /1 0.9モル% 158 l/ ■ ・4−ブタンジオール 79.1 7
タン 58.7モル% 41、.3 /1 0.9モル% 158 l/ ■ ・4−ブタンジオール 79.1 7
図は本発明の実施態様の一例を示したフローシートであ
る。 ■・・・・・・反応器、■・・・・・・第1蒸留塔、■
・・・・・・第2反応蒸留塔、1・・・・・・水供給ラ
イン、2・・・・・・酢酸エステル供給ライン、3・−
・・・環化反応液取出ライン、4・・・・・・テトラヒ
ドロフラン混合物取出ライン、5・・・・・・未反応酢
酸エステル缶出ライン、6・・・・・・メタノール供給
ライン、7・・・・・・酢酸メチル混合物留出ライン、
8・・・・・・触媒供給ライン、9・・・・・・1・4
−ブタンジオール混合物缶出ライン。
る。 ■・・・・・・反応器、■・・・・・・第1蒸留塔、■
・・・・・・第2反応蒸留塔、1・・・・・・水供給ラ
イン、2・・・・・・酢酸エステル供給ライン、3・−
・・・環化反応液取出ライン、4・・・・・・テトラヒ
ドロフラン混合物取出ライン、5・・・・・・未反応酢
酸エステル缶出ライン、6・・・・・・メタノール供給
ライン、7・・・・・・酢酸メチル混合物留出ライン、
8・・・・・・触媒供給ライン、9・・・・・・1・4
−ブタンジオール混合物缶出ライン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) 1・4−ブタンジオールの酢酸エステ
ルを酸性触媒の存在下に該酢酸エステルに対し理論量以
下の水と反応させ、反応生成液を第1蒸留塔に供給し、
塔頂からテトラヒドロフランを主成分とする留出液を取
り出し くb) −古註蒸留塔塔底から得られた上記酢酸エス
テルを主成分とする缶出液の少なくとも=部を第2反応
蒸留塔に供給し、酸性又は塩基性触媒の存在下でメタノ
ールと向流的に気液接触反応させて、該反応蒸留塔の塔
底から、1・4−ブタンジオールを主成分とする缶出液
を取り出すことを特徴とするテトラヒドロフラン及び1
4−ブタンジオールの製造方法。 2 理論量以下の水は酢酸エステル1モル当たり0.2
〜0.8モルである特許請求の範囲第1項記載のテトラ
ヒドロフラン及び1・4−ブタンジオールの製造方法。 3 メタノールは40モル%以上の純度のものを酢酸エ
ステルの酢酸基に対し1〜5倍モル使用する特許請求の
範囲第1項記載のテトラヒドロフラン及び1・4−ブタ
ンジオールの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53152724A JPS5845410B2 (ja) | 1978-12-12 | 1978-12-12 | テトラヒドロフラン及び1,4↓−ブタンジオ−ルの製造方法 |
| DE7979104967T DE2962595D1 (en) | 1978-12-12 | 1979-12-06 | Process for producing tetrahydrofuran and 1,4-butanediol |
| EP79104967A EP0012376B1 (en) | 1978-12-12 | 1979-12-06 | Process for producing tetrahydrofuran and 1,4-butanediol |
| US06/102,658 US4268447A (en) | 1978-12-12 | 1979-12-12 | Process for producing tetrahydrofuran and 1,4-butanediol |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53152724A JPS5845410B2 (ja) | 1978-12-12 | 1978-12-12 | テトラヒドロフラン及び1,4↓−ブタンジオ−ルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5581826A JPS5581826A (en) | 1980-06-20 |
| JPS5845410B2 true JPS5845410B2 (ja) | 1983-10-08 |
Family
ID=15546756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53152724A Expired JPS5845410B2 (ja) | 1978-12-12 | 1978-12-12 | テトラヒドロフラン及び1,4↓−ブタンジオ−ルの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4268447A (ja) |
| EP (1) | EP0012376B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5845410B2 (ja) |
| DE (1) | DE2962595D1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5149836A (en) * | 1991-07-25 | 1992-09-22 | Isp Investments Inc. | Process for the production of gamma butyrolactone THF in predetermined amounts |
| EP1108702A1 (en) * | 1999-12-13 | 2001-06-20 | Kvaerner Process Technology Limited | Process for the co-production of aliphatic diols and cyclic ethers |
| CN102320925A (zh) * | 2011-07-15 | 2012-01-18 | 潍坊市元利化工有限公司 | 一种由混二酸二甲酯加氢制取混二元醇的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2611423A1 (de) * | 1976-03-18 | 1977-10-06 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von butendiol-diestern und deren folgeprodukte |
| JPS5387305A (en) * | 1977-01-07 | 1978-08-01 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Preparation of 1,4-butanediol and tetrahydrofuran |
| JPS5432409A (en) * | 1977-08-03 | 1979-03-09 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Preparation of ciol and cyclic ether |
-
1978
- 1978-12-12 JP JP53152724A patent/JPS5845410B2/ja not_active Expired
-
1979
- 1979-12-06 EP EP79104967A patent/EP0012376B1/en not_active Expired
- 1979-12-06 DE DE7979104967T patent/DE2962595D1/de not_active Expired
- 1979-12-12 US US06/102,658 patent/US4268447A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2962595D1 (en) | 1982-06-03 |
| EP0012376A1 (en) | 1980-06-25 |
| JPS5581826A (en) | 1980-06-20 |
| US4268447A (en) | 1981-05-19 |
| EP0012376B1 (en) | 1982-04-21 |
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