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JPS5817658B2 - Recovery method of tungstic acid catalyst - Google Patents

Recovery method of tungstic acid catalyst

Info

Publication number
JPS5817658B2
JPS5817658B2 JP53123373A JP12337378A JPS5817658B2 JP S5817658 B2 JPS5817658 B2 JP S5817658B2 JP 53123373 A JP53123373 A JP 53123373A JP 12337378 A JP12337378 A JP 12337378A JP S5817658 B2 JPS5817658 B2 JP S5817658B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tungstic acid
acid catalyst
reaction mixture
reaction
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53123373A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5551439A (en
Inventor
原野嘉行
古賀国夫
島幸治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Chemical Industries Ltd filed Critical Daicel Chemical Industries Ltd
Priority to JP53123373A priority Critical patent/JPS5817658B2/en
Publication of JPS5551439A publication Critical patent/JPS5551439A/en
Publication of JPS5817658B2 publication Critical patent/JPS5817658B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • 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

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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、過酸化水素による有機化合物の酸化に用い
た遷移金属化合物触媒の回収法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for recovering a transition metal compound catalyst used in the oxidation of an organic compound with hydrogen peroxide.

。エチレン性不飽和結合を有する化合物を過酸化水素に
より酸化して、対応するエポキシ化合物や、それが更に
水等と反応したヒドロキシル化合物など有用な酸化生成
物を製造する方法はよく知られている。
. It is well known to oxidize compounds having ethylenically unsaturated bonds with hydrogen peroxide to produce useful oxidation products such as the corresponding epoxy compounds and hydroxyl compounds obtained by further reaction with water or the like.

過酸化水素は、種々の濃度の水溶液として用いられて水
性の反応混合物を与え、また酢酸エチル等の有機媒体中
で共沸脱水しながらエポキシ化する方法も知られている
Hydrogen peroxide is used as an aqueous solution of various concentrations to give an aqueous reaction mixture, and it is also known to be epoxidized with azeotropic dehydration in an organic medium such as ethyl acetate.

例えば、アリルアルコールからグリシドールを経てグリ
セリンが、マレイン酸又は無水マレイン酸からエポキシ
コハク酸や酒石酸が得られる。
For example, glycerin can be obtained from allyl alcohol via glycidol, and epoxysuccinic acid or tartaric acid can be obtained from maleic acid or maleic anhydride.

また、プロピレン、ドデセン、スチレン、大豆油の如き
オレフィン性不飽和有機化合物からそれぞれ対応するエ
ポキシ化合物が得られるなど多くの酸化反応が公知であ
る。
Furthermore, many oxidation reactions are known, such as those in which corresponding epoxy compounds are obtained from olefinically unsaturated organic compounds such as propylene, dodecene, styrene, and soybean oil.

これら酸化反応にはタングステン、モリブデン、バナジ
ウムなどの遷移金属化合物が触媒として用いられる。
Transition metal compounds such as tungsten, molybdenum, and vanadium are used as catalysts in these oxidation reactions.

これら遷移金属化合物は高価であり、高率の回収を必要
とする。
These transition metal compounds are expensive and require high rates of recovery.

また、グリセリンなど酸化生成物の蒸留精製に際して、
これら化合物が存在すると副反応を助長し製品の品質を
悪化し、この面からも高度の分離が必要である。
In addition, when purifying oxidation products such as glycerin by distillation,
The presence of these compounds promotes side reactions and deteriorates the quality of the product, and from this point of view as well, a high degree of separation is required.

以下本発明は、遷移金属化合物触媒のうちでも最も普通
に賞月されるタングステン酸触媒の回収について説明す
るが、モリブデン酸、バナジン酸など他の遷移金属化合
物触媒の回収についても同様に実施できる。
The present invention will be described below regarding the recovery of tungstic acid catalyst, which is the most commonly used among transition metal compound catalysts, but the recovery of other transition metal compound catalysts such as molybdic acid and vanadate can also be carried out in the same manner.

タングステン酸は、過酸化水素の存在する反応系中では
過タングステン酸に変化して溶解状態でエチレン性不飽
和結合をもつ有機化合物をエポキ□シ化する。
Tungstic acid changes to pertungstic acid in a reaction system in the presence of hydrogen peroxide, and epoxidizes organic compounds having ethylenically unsaturated bonds in a dissolved state.

グリセリン製造の場合のようにヒドロキシル化合物を目
的とする場合は引続きエボキンドの水利反応がおこなわ
れるが、タングステン酸触媒の分離回収は水利反応の前
でも後でもよい。
When the purpose is to produce a hydroxyl compound, such as in the case of glycerin production, the water utilization reaction of Evokind is subsequently carried out, but the tungstic acid catalyst may be separated and recovered before or after the water utilization reaction.

即ち、本発明でいう反応混合物中に含まれる酸化生成物
はエポキシ化合物であっても、ヒドロキシル化合物であ
ってもよい。
That is, the oxidation product contained in the reaction mixture according to the present invention may be an epoxy compound or a hydroxyl compound.

上記のように、タングステン酸触媒の存在状態は反応系
中に存在する過酸化水素に関係する。
As mentioned above, the state of the tungstic acid catalyst is related to the hydrogen peroxide present in the reaction system.

従って本発明でタングステン酸触媒と称するものは化学
的な意味でのタングステン酸の他に過タングステン酸を
も含む。
Therefore, what is referred to as a tungstic acid catalyst in the present invention includes not only tungstic acid in a chemical sense but also pertungstic acid.

タングステン酸触媒のうち、過タングステン酸やタング
ステン酸ナトリウムは溶解性化合物であるが、タングス
テン酸自体は不溶性であり、過酸化水素による有機化合
物の酸化をおこなった際、反応の終りに過酸化水素の大
部分が消失すると、酸性の条件下では固体の微粒子とし
て析出する。
Among tungstic acid catalysts, pertungstic acid and sodium tungstate are soluble compounds, but tungstic acid itself is insoluble, and when organic compounds are oxidized with hydrogen peroxide, hydrogen peroxide is released at the end of the reaction. When most of it disappears, it precipitates out as solid fine particles under acidic conditions.

本発明の対象とする反応混合物は、このような酸性の酸
化反応混合物であり、そのpHは通常5以下、例えばp
H2前後である。
The reaction mixture targeted by the present invention is such an acidic oxidation reaction mixture, and its pH is usually 5 or less, for example, p
It is around H2.

しかし、反応混合物中に析出した固体のタングステン酸
触媒は、きわめて粒子が小さく、コロイド状に分散して
おり、これを沖過や遠心沈降など通常の固液分離手段で
分離しようとしても、高い分離効率を得ることは、きわ
めて困難であり、はとんど実用になり得なかった。
However, the solid tungstic acid catalyst precipitated in the reaction mixture has extremely small particles and is colloidally dispersed. Efficiency was extremely difficult to achieve and was rarely practical.

そこで過酸化水素による有機化合物の酸化に用いたタン
グステン酸触媒の回収に関し、これまできわめて多くの
技術が検討され提案されてきた。
Therefore, a large number of techniques have been studied and proposed so far regarding the recovery of tungstic acid catalysts used in the oxidation of organic compounds with hydrogen peroxide.

その1つは吸着法であり、例えばアニオン交換樹脂に吸
着させ、アルカリ水溶液で溶出する。
One of them is an adsorption method, in which, for example, the material is adsorbed onto an anion exchange resin and eluted with an alkaline aqueous solution.

吸着剤として活性アルミナの使用(米国特許28699
86)、溶出剤としてハロゲン化アルカリ水溶液の使用
(西独特許1114468)などの変法もあるが、大き
な容量の吸着設備の必要とその再生寿命、溶出液からの
再沈澱 分離の必要、アルカリ溶出触媒の活性低下(特
開昭53−80383参照)など、多くの問題が残る。
Use of activated alumina as an adsorbent (US Pat. No. 28,699)
86), there are alternative methods such as using an aqueous alkali halide solution as an eluent (West German Patent No. 1114468), but this requires large capacity adsorption equipment and its regeneration life, the need for reprecipitation separation from the eluate, and the need for an alkaline elution catalyst. Many problems remain, such as decreased activity (see JP-A-53-80383).

スズ酸に吸着させて沈降又は泥別により分離する方法も
知られているが(特開昭52−85100八犬量のスズ
酸使用による固体処理、スズ酸自体がかなり微細な粒子
で分離困難なことなど問題がある。
A method is also known in which the stannic acid is adsorbed on stannic acid and separated by sedimentation or mud separation. There are other problems.

塩化力ルンウムを添加して不溶性のタングステン酸カル
シウムとして沈澱させるドイツ特許1230000号も
知られているが、硫酸アルミニウムなど凝集剤を用いる
他の方法と共に反応混合物を汚染し問題がある。
German Patent No. 1,230,000 is also known in which calcium chloride is added to precipitate insoluble calcium tungstate, but this, along with other methods using flocculants such as aluminum sulfate, contaminates the reaction mixture and is problematic.

カチオン交換樹脂を用いて酸性化し、加熱してタングス
テン酸の沈澱を生せしめる方法(特公昭39−1580
2)も、樹脂の再生、寿命沈澱の濾過性などの問題があ
る。
A method in which tungstic acid is precipitated by acidification using a cation exchange resin and heating (Japanese Patent Publication No. 39-1580)
2) also has problems such as resin regeneration and filterability of lifetime sediment.

その他抽出法(特公昭49−48922)、蒸留残の燃
焼処理溶出法C特開昭5l−101799)なども知ら
れているが、工程が複雑である。
Other known methods include extraction method (Japanese Patent Publication No. 49-48922) and combustion treatment elution method of distillation residue C (Japanese Patent Publication No. 51-101799), but the steps are complicated.

本発明者はこのように多くの技術が試みられ、複雑な工
程でようやく回収をおこなってきたタングステン酸触媒
の回収につき、より簡単で高い分離効率をめざして検討
をおこなった。
The present inventor conducted research with the aim of achieving a simpler and higher separation efficiency for the recovery of tungstic acid catalyst, which has been attempted in many techniques and only recovered through complicated steps.

その結果、意外にも原点に立ち戻ってコロイド状微粒子
で分散しているタングステン酸触媒の涙過分離法の中に
すぐれた解決策があることを見出し、本発明をなすに至
った。
As a result, we unexpectedly went back to the basics and found an excellent solution in the tear separation method of a tungstic acid catalyst dispersed in colloidal fine particles, leading to the present invention.

本発明がタングステン酸分を固形の沢過ケーキとして分
離し、それを処理して再使用できる形に戻す従来の回収
法と本質的に異なるところは、タングステン酸触媒をコ
ロイド状に分散したスラリー状態で濃縮する点にあり、
この濃縮スラリーは液状のまX反応系に戻すことができ
る。
The present invention differs essentially from conventional recovery methods in which the tungstic acid content is separated as a solid filtrate cake and then processed to return it to a reusable form. The point is that it is concentrated in
This concentrated slurry can be returned to the X reaction system while still in liquid form.

スラリー濃縮法の採用により、タングステン酸のコロイ
ド状ケーキの取扱い、吸着剤、共沈剤、凝集剤などの使
用、イオン交換樹脂処理、燃焼処理など一切不要になる
Adoption of the slurry concentration method eliminates the need for handling a colloidal cake of tungstic acid, the use of adsorbents, coprecipitants, flocculants, etc., ion exchange resin treatment, combustion treatment, etc.

さらに、この方法は連続処理に適しており、工業的に実
施しやすい。
Furthermore, this method is suitable for continuous processing and is easy to implement industrially.

このように大きな利益をもつにもかかわらず、スラリー
濃縮法によるタングステン酸触媒の回収は全く知られて
いなかった。
Despite these great benefits, the recovery of tungstic acid catalysts by slurry concentration was completely unknown.

このような触媒スラリーの濃縮は、反応混合物の活性酸
素濃度を107%原子/に9以下になるようにして膜濾
過することにより実現できた。
Concentration of the catalyst slurry was achieved by membrane filtration while reducing the active oxygen concentration of the reaction mixture to 107% atoms/9 or less.

膜沢過とは、薄い沢過膜自体の細孔の粒子通過性により
分離をおこなう方法であり、孔径により区別される限外
沢過(UP)と精密沖過(MP)とを含む。
Membrane filtration is a method of separating particles based on the particle permeability of the pores of a thin filtration membrane itself, and includes ultra filtration (UP) and precision filtration (MP), which are distinguished by pore size.

膜沖過法は、工業的に普通におこなわれているケーキ沢
過、即ち沖布などの支持層の上に形成された沈澱自体又
はそれと沢過助剤とより成る沖渦層により固体粒子を捕
捉する濾過法や、それ自体厚さのある沢渦層を形成して
いる沖紙を用いる濾過法などのデプス型沖過と原理的に
異な;す、その中に沈澱を捕捉すべき厚みのあるp渦層
を必要としない。
The membrane filtration method is a cake filtration method commonly used in industry, in which solid particles are removed by a vortex layer consisting of the precipitate itself formed on a support layer such as a cloth or a filtration aid. The principle is different from depth-type filtration methods such as trapping filtration methods and filtration methods using offshore paper, which itself forms a thick vortex layer; There is no need for some p-vortex layer.

これから明らかなように、膜沖過法においては、沈澱は
沖渦層を形成する必要がなく、濃縮されたスラリー状で
沖過液と分けることができる。
As is clear from this, in the membrane offshore filtration method, there is no need for the formation of an offshore vortex layer, and the sediment can be separated from the offshore filtrate in the form of a concentrated slurry.

水性反応混合物に含まれる固体のタングステン酸触媒は
、通常のデプス型濾過では捕捉し得ないほど微細なコロ
イド状粒子であるため、先に説明したような種々の分離
法が必要とされてきたが、本発明の検討の結果、タング
ステン酸触媒のうち固体粒子については、膜濾過法によ
りはゾ完全に濃縮できることがわかった。
Since the solid tungstic acid catalyst contained in the aqueous reaction mixture is a colloidal particle too fine to be captured by conventional depth filtration, various separation methods such as those described above have been required. As a result of the study of the present invention, it was found that solid particles of the tungstic acid catalyst can be completely concentrated by membrane filtration.

限外沖過・精密濾過のいずれも適用可能であるが、精密
濾過の場合、膜や反応液の種類によっては処理流量が経
時的におちる場合がある。
Both ultrafiltration and precision filtration are applicable, but in the case of precision filtration, the processing flow rate may drop over time depending on the type of membrane or reaction liquid.

非対称構造をもつ限外沢過膜は、タングステン酸微粒子
による目づまりのおそれがなく好ましい。
An ultrafiltration membrane having an asymmetric structure is preferable since there is no fear of clogging caused by fine tungstic acid particles.

膜濾過法は、いかなる方法によってもよいが、一般に固
体粒子状のタングステン酸触媒は濃縮されたスラリーと
して分離される。
Although any membrane filtration method may be used, generally the solid particulate tungstic acid catalyst is separated as a concentrated slurry.

タングステン酸触媒を含むスラリーは、特別な再処理を
必要とせずに、そのま5反応系に戻して再使用するこき
ができる。
The slurry containing the tungstic acid catalyst can be directly returned to the reaction system for reuse without requiring any special reprocessing.

この際、反応生成物の一部が触媒に伴なって循環するの
で、逐次的な副反応防止等のために濃縮率は一般的には
高い方が好ましい。
At this time, since a part of the reaction product circulates along with the catalyst, it is generally preferable for the concentration ratio to be high in order to prevent sequential side reactions.

しかしタングステン酸触媒による酸化反応では、原液中
の固形分濃度がさほと高くないので、5〜30%濃度の
スラリーになる迄濃縮すれば、生成物の循環による不利
克服は一応満足でき、かつスラリーの取扱いが容易であ
る利点をもつ。
However, in the oxidation reaction using a tungstic acid catalyst, the solid content concentration in the raw solution is not very high, so if it is concentrated to a slurry with a concentration of 5 to 30%, it is possible to overcome the disadvantages by circulating the product. It has the advantage that the slurry is easy to handle.

膜濾過法においては、一般に膜面を通過する液の流速を
大きくとり、膜面での沢過抵抗を減らすことが有利であ
ることが知られている。
In the membrane filtration method, it is generally known that it is advantageous to increase the flow rate of the liquid passing through the membrane surface and reduce the flow resistance at the membrane surface.

本発明の場合にもその通りで、濃縮液の一部をリサイク
ルして反応混合物と合して膜濾過器にフィードする方法
、即ち公知の閉回路膜沢過法を適用するのが有利である
This is also true in the case of the present invention, and it is advantageous to apply a method in which a part of the concentrate is recycled, combined with the reaction mixture, and fed to a membrane filter, that is, a known closed-circuit membrane filtration method. .

他の方法としては、濃縮液のフィードバックがなく、そ
の代りに濃縮度が高まり、液流量が減るにつれて膜面積
を減らして必要な液流速を維持する、いわゆるクリスマ
スツリー型などの膜沢過法も用いることができる。
Other methods include the so-called Christmas tree type membrane filtration method, which does not have concentrate feedback, but instead reduces the membrane area as the concentration increases and the liquid flow rate decreases to maintain the required liquid flow rate. Can be used.

上記のような膜沢過法により、酸性のタングステン酸触
媒スラリーの濃縮をおこなう場合、反応混合物中の活性
酸素濃度を10m9原子/kg以下とすることにより、
はじめて95%以上というような高回収率でタングステ
ン酸触媒の濃縮スラリーを得ることができる。
When concentrating the acidic tungstic acid catalyst slurry by the membrane filtration method as described above, by controlling the active oxygen concentration in the reaction mixture to 10 m9 atoms/kg or less,
For the first time, a concentrated slurry of tungstic acid catalyst can be obtained with a high recovery rate of 95% or more.

タングステン酸のアルカリ塩は水溶性であることは公知
であり、膜分離法により固体粒子をスラリーとして濃縮
分離する本発明において、タングステン酸触媒は酸性の
反応混合物中にあるのが適合することは容易に理解でき
よう。
It is known that alkaline salts of tungstic acid are water-soluble, and in the present invention, in which solid particles are concentrated and separated as a slurry by membrane separation, it is easy to use a tungstic acid catalyst in an acidic reaction mixture. I can understand it.

一方活性酸素濃度、特にその許容限界値について先行技
術から得るところは少い。
On the other hand, there is little to be learned from the prior art regarding active oxygen concentration, especially its permissible limit value.

先行技術は反応混合物の直接沖過分離が困難という認識
の上に立って吸着・凝集剤その他の方法を求めたのであ
るから反応混合物の直接沖過分離法を用いた場合にのみ
回収もれが問題になる、溶解性タングステン酸触媒の量
に注目しなかったのは当然である。
The prior art sought adsorption, flocculants, and other methods based on the recognition that direct overseparation of the reaction mixture was difficult, and therefore only when the direct overseparation method of the reaction mixture was used would it be possible to avoid recovery. It is natural that no attention was paid to the amount of soluble tungstic acid catalyst, which is a problem.

しかし、本発明者は膜濾過法により微細な固体粒子をは
ゾ完全に分離しても酸性炉液中に著量のタングステン酸
触媒がもれ出す場合があることを見出し、この現象につ
き検討の結果、反応混合物中の活性酸素濃度にはゾ比例
する溶解性タングステン酸触媒が存在し、これが膜濾過
からもれ出すことをつきとめた。
However, the present inventor found that even if fine solid particles were completely separated by membrane filtration, a significant amount of tungstic acid catalyst may leak into the acidic furnace liquid, and this phenomenon has been investigated. As a result, it was found that there was a soluble tungstic acid catalyst that was proportional to the active oxygen concentration in the reaction mixture, and that this leaked out from the membrane filtration.

実験によると、その量は活性酸素1g原子あたりタング
ステンとして約35〜40gであった。
According to experiments, the amount was about 35-40 g of tungsten per gram of active oxygen atom.

この発見にもとづき、膜濾過によるスラリー濃縮をおこ
なう際反応混合物中に含まれる溶解性タングステン酸を
少くするため、低活性酸素を必須とする本発明の方法が
生れた。
Based on this discovery, the method of the present invention was created, which requires low active oxygen in order to reduce the amount of soluble tungstic acid contained in the reaction mixture during slurry concentration by membrane filtration.

タングステン酸触媒の回収率のみからいえば、反応混合
物中に含まれる活性酸素量は低くおさえるほどよい。
From only the recovery rate of the tungstic acid catalyst, the lower the amount of active oxygen contained in the reaction mixture, the better.

反応混合物中の活性酸素量は、過酸化水素の反応率によ
るところが大きく、そのために過酸化水素に対しでやメ
過剰量の不飽和化合物を原料として用いることが一般的
に好ましい。
The amount of active oxygen in the reaction mixture largely depends on the reaction rate of hydrogen peroxide, and therefore it is generally preferable to use an unsaturated compound as a raw material in a slightly excess amount relative to hydrogen peroxide.

反応混合物中の活性酸素量は、原料モル比の他に反応温
度、反応時間を高めることによって低下させることもで
きる。
The amount of active oxygen in the reaction mixture can also be reduced by increasing the reaction temperature and reaction time in addition to the molar ratio of raw materials.

しかし、このような条件は、副反応による不利益が大き
くならない範囲で選定しなければならない。
However, such conditions must be selected within a range in which disadvantages due to side reactions do not increase.

鉄塩や亜硫酸水素ナトIJウムの如き還元剤の添加によ
り過酸化水素をつぶすこともできるが、反応混合物を汚
染するので好ましい方法ではない。
The hydrogen peroxide can also be destroyed by the addition of reducing agents such as iron salts or sodium bisulfite, but this is not a preferred method as it contaminates the reaction mixture.

このように、溶解性タングステン酸を減らすための活性
酸素量の規制は、他の因子とも関連し、実現可能な範囲
があるか否かは予測し難かったが本発明者らは実験的に
種々検討の結果、副反応その他の悪影響を著るしくせず
に実現でき、かつ溶解性タングステン酸も低くおさえら
れる条件として、反応混合物中の活性酸素濃度を酸化反
応混合物1kpあたり10■原子以下という値をとれば
よいことを見出し、本発明を完成した。
In this way, regulating the amount of active oxygen to reduce soluble tungstic acid is related to other factors, and it was difficult to predict whether there was a range that could be achieved. As a result of the study, the concentration of active oxygen in the reaction mixture was set at a value of 10 atoms or less per 1kp of the oxidation reaction mixture, which can be achieved without significant side reactions or other adverse effects, and which also suppresses the amount of soluble tungstic acid. The present invention was completed by discovering that it is sufficient to take the following steps.

活性酸素量は公知の分析法により、知ることができるの
で、この分析値を参照しつつ容易に反応条件を選定する
ことができる。
Since the amount of active oxygen can be determined by a known analytical method, reaction conditions can be easily selected with reference to this analytical value.

もちろん生成物の品質その他の要因が許す限り低い活性
酸素量をとることが望ましい。
Of course, it is desirable to use as low an amount of active oxygen as the quality of the product and other factors permit.

反応条件を適当に選べば、酸化反応混合物1kgあたり
活性酸素1〜5■原子の値をとることができることが多
い。
If the reaction conditions are appropriately selected, it is often possible to obtain a value of 1 to 5 atoms of active oxygen per kg of the oxidation reaction mixture.

本発明により吸着剤を用いる複雑な操作、凝集剤を用い
る酸化生成物の汚染などの不利益なしに反応混合物を直
接沖過分離して高度の回収率を達成できる。
According to the present invention, a high recovery rate can be achieved by directly overseparating the reaction mixture without the disadvantages of complicated operations using adsorbents, contamination of oxidation products using flocculants, etc.

回収タングステン酸触媒は取扱いの容易なスラリーで直
接反応系へ再使用することができ、反応生成物を含む沖
過液は、高度に触媒が除去された結果、蒸留精製などの
工程における高沸物発生、分解などが防止される。
The recovered tungstic acid catalyst is an easy-to-handle slurry that can be directly reused in the reaction system, and the Oki filtrate containing the reaction products is a high boiling point in processes such as distillation and purification as a result of the catalyst being removed to a high degree. Generation, decomposition, etc. are prevented.

後の実施例で示すように、本発明では特別な凝集剤や沈
澱剤を加えずに沖過液中のタングステン酸触媒の残存量
を100 ppm以下にすることができる。
As shown in the Examples below, in the present invention, the residual amount of tungstic acid catalyst in the offshore filtrate can be reduced to 100 ppm or less without adding any special flocculant or precipitant.

これは反応混合物中に約0.5%のタングステン酸触媒
を含む普通の酸化反応条件を用いる場合に、98%以上
に達する触媒回収率が得られることを意味する。
This means that when using conventional oxidation reaction conditions with about 0.5% tungstic acid catalyst in the reaction mixture, catalyst recoveries reaching greater than 98% can be obtained.

塩化カルシウム添加により沈澱させる先行技術の実症例
においてさえ、P[中に200〜800 ppmのタン
グステン酸が残存し、スズ酸吸着の場合は吸着率90%
程度であるのに比べるときわめて高度の分離回収が実現
されるかが理解されよう。
Even in the actual case of prior art precipitation by addition of calcium chloride, 200-800 ppm of tungstic acid remains in P[, and in the case of stannic acid adsorption, the adsorption rate is 90%.
It will be understood that a very high degree of separation and recovery can be achieved compared to the conventional method.

以下実施例により本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例 1 5.92%過酸化水素水溶液に、0.5%のタングステ
ン酸を加えて溶解した液を毎時179.1gの割合で、
毎時21.6gのアリルアルコールと共に完全混合槽3
槽直列の連続酸化反応器の第1槽に仕込んだ。
Example 1 A solution prepared by adding 0.5% tungstic acid to a 5.92% aqueous hydrogen peroxide solution was dissolved at a rate of 179.1 g/hour.
Complete mixing tank 3 with 21.6g of allyl alcohol per hour
It was charged into the first tank of a continuous oxidation reactor with tanks connected in series.

第1反応器で60℃、3時間、第2反応器で70℃、1
時間、第3反応器で80℃、0.5時間の順に反応をお
こない、冷却器を通して40°Cの反応混合物を得た。
60°C for 3 hours in the first reactor and 70°C for 1 hour in the second reactor.
The reaction was carried out at 80° C. for 0.5 hour in the third reactor, and then passed through a cooler to obtain a reaction mixture at 40° C.

この反応混合物はPE(約2で、活性酸素濃度は反応7
fl 1 kgあたり2.9■原子まで下っており、タ
ングステン酸触媒がコロイド状微粒子で分散していた。
This reaction mixture was PE (approximately 2), and the active oxygen concentration was 7
The tungstic acid catalyst was dispersed in colloidal fine particles.

活性酸素量は反応液の一部を採取して硫酸酸性0〜10
℃でフェロイン試薬の存在下0.IN硫酸セリウム溶液
で滴定することにより求めた。
The amount of active oxygen was determined by collecting a portion of the reaction solution and measuring the acidity of sulfuric acid from 0 to 10.
0°C in the presence of ferroin reagent. It was determined by titration with IN cerium sulfate solution.

ポリアクリロニトリル・ポリビニルピロリドン共重合物
系の限外濾過膜(分画分子量4万)を用いた閉回路限外
沖過装置を用いて上記の反応混合物を連続的に膜濾過し
た。
The above reaction mixture was continuously membrane-filtered using a closed-circuit ultrafiltration device using a polyacrylonitrile/polyvinylpyrrolidone copolymer-based ultrafiltration membrane (molecular weight cut off: 40,000).

操作圧は出口で3ky/mlゲージで1.2 m’/
m Dayのフラックスを得た。
The operating pressure is 1.2 m'/3ky/ml gauge at the outlet.
The flux of m Day was obtained.

濾過液グリセリンの水溶液中の残存触媒濃度はタングス
テンとして1105ppであった。
The residual catalyst concentration in the aqueous solution of filtrate glycerin was 1105 pp as tungsten.

タングステン酸は10%濃度のスラリーとして回収され
、前記の第1反応器にリサイクルして支障なく再使用さ
れた。
The tungstic acid was recovered as a 10% slurry and recycled to the first reactor for reuse without any problems.

タングステン酸触媒の回収率は97%であった。The recovery rate of the tungstic acid catalyst was 97%.

実施例 2 タングステン酸0.5%、過酸化水素5.92%を含む
水溶液毎時179.5g、アリルアルコール毎時21.
9gを実施例−1と同じ反応装置の第1反応器に仕込ん
だ。
Example 2 179.5 g/hour of an aqueous solution containing 0.5% tungstic acid and 5.92% hydrogen peroxide, 21.5 g/hour of allyl alcohol.
9 g was charged into the first reactor of the same reactor as Example-1.

第1反応器で60°C3時間、第2反応器で80°C1
時間、第3反応器で1000CO05時間の条件で運転
し、冷却器で60℃まで冷却し、PH約2、活性酸素濃
度が反応液1 kgあたり1.5m9原子の反応混合物
を得た。
60°C for 3 hours in the first reactor, 80°C for 1 hour in the second reactor
The third reactor was operated under conditions of 1000 CO05 hours, and cooled to 60° C. with a cooler to obtain a reaction mixture with a pH of about 2 and an active oxygen concentration of 1.5 m9 atoms per 1 kg of reaction liquid.

ポリスルホン系の限外沖過膜(分画分子量5万)を用い
た閉回路限外沖過装置を用いて膜沢過し、フラックス1
. Om3/ m Dayの割合で濾過液を得た。
The membrane was filtered using a closed-circuit ultrafiltration device using a polysulfone-based ultrafiltration membrane (molecular weight cut off: 50,000), and the flux was 1.
.. A filtrate was obtained at a ratio of Om3/m Day.

F液中の触媒残存量は、タングステンとして45ppm
であった。
The amount of catalyst remaining in the F liquid is 45 ppm as tungsten.
Met.

タングステン酸は10%濃度のスラリーとして回収され
(回収率98.8%)、反応系ヘリサイクル再使用され
た。
Tungstic acid was recovered as a 10% slurry (recovery rate 98.8%) and reused by helicycle in the reaction system.

参考例 過酸化水素、アリルアルコール(モル比1:1.5)、
タングステン酸触媒(0,5%)を含む水溶液(水は過
酸化水素の30モル倍)を60°Cで反応させた。
Reference example Hydrogen peroxide, allyl alcohol (molar ratio 1:1.5),
An aqueous solution containing a tungstic acid catalyst (0.5%) (water was 30 times the mole of hydrogen peroxide) was reacted at 60°C.

過酸化水素の反応率は3時間後に98.0%に達し、更
に2時間させても98.3%であった。
The reaction rate of hydrogen peroxide reached 98.0% after 3 hours, and remained at 98.3% even after a further 2 hours.

このようにして得られた反応混合物(活性酸素濃度29
.4〜原子/ky)を実施例1で用いたものと同じ限外
沖過膜を用いて分離したところ、炉液(グリセリン水溶
液)中の触媒量はタングステンとして1250 ppm
であった。
The reaction mixture thus obtained (active oxygen concentration 29
.. 4 to 4 atoms/ky) was separated using the same ultrafiltration membrane used in Example 1, and the amount of catalyst in the reactor fluid (glycerin aqueous solution) was 1250 ppm as tungsten.
Met.

これはタングステン酸として0.17%であり、触媒使
用量の34%にあたる。
This is 0.17% as tungstic acid, which corresponds to 34% of the amount of catalyst used.

モル比、触媒量、反応温度、時間などを変えた多くの実
験から得た酸性の反応混合物(PH1,7〜2.4)に
ついて限外沖過をおこない、活性酸素濃度(Nと透過液
中のタングステン濃度(W)との関係を対比した結果の
一部を第1表に示す。
Acidic reaction mixtures (PH 1.7 to 2.4) obtained from many experiments with different molar ratios, catalyst amounts, reaction temperatures, times, etc. were subjected to ultraviolet filtration to determine the active oxygen concentration (N and Table 1 shows some of the results of comparing the relationship between tungsten concentration (W) and tungsten concentration (W).

(単位は上と同じ)(Units are the same as above)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 タングステン酸触媒の存在下、過酸化水素によりエ
チレン性不飽和結合を有する化合物をエポキシ化ないし
ヒドロキシル化した酸性の反応混合物から、タングステ
ン酸触媒を回収する方法におシいて、活性酸素濃度を反
応混合物1kgあたり10■原子以下になるようにして
膜洪過することにより、タングステン酸分を反応に再使
用可能な濃縮スラリーとして回収することを特徴とする
タングステン酸触媒の回収法。 2 濃縮スラリー濃度が5〜30%である特許請求の範
囲第1項記載の回収法。
[Claims] 1. A method for recovering a tungstic acid catalyst from an acidic reaction mixture obtained by epoxidizing or hydroxylating a compound having an ethylenically unsaturated bond with hydrogen peroxide in the presence of a tungstic acid catalyst. Recovery of a tungstic acid catalyst, characterized in that the tungstic acid content is recovered as a concentrated slurry that can be reused in the reaction by membrane flooding while keeping the active oxygen concentration at 10 atoms per kg of reaction mixture or less. Law. 2. The recovery method according to claim 1, wherein the concentration of the concentrated slurry is 5 to 30%.
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