JP2010095467A - Method for continuously producing (meth)acrylate - Google Patents
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Abstract
【課題】特に高沸点(メタ)アクリレートを連続的に製造する場合において、簡便な方法により、中和・水洗工程後の有機層と水層の分離が容易で、小さな装置で大量の処理液をけん化処理することが可能で、最終製品の品質に優れる製造方法の提供。
【解決手段】酸触媒の存在下に(メタ)アクリル酸及びアルコールを加熱・攪拌して(メタ)アクリレートを製造し、得られた(メタ)アクリレートを含む有機液及びアルカリ水溶液を、連続的に乳化分散機に供給してけん化処理を行う(メタ)アクリレートの製造方法。
【選択図】図2[PROBLEMS] In particular, when a high boiling point (meth) acrylate is continuously produced, it is easy to separate an organic layer and an aqueous layer after a neutralization / water washing step by a simple method, and a large amount of processing liquid can be obtained with a small apparatus. Providing a production method that can be saponified and has excellent final product quality.
(Meth) acrylic acid and alcohol are heated and stirred in the presence of an acid catalyst to produce (meth) acrylate, and the resulting organic solution and aqueous alkali solution containing (meth) acrylate are continuously added. A method for producing (meth) acrylate, which is supplied to an emulsifying disperser and subjected to saponification treatment.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、(メタ)アクリレートの製造方法に関し、特に連続的な製造方法に適した(メタ)アクリレートの製造方法に関するものであり、(メタ)アクリレートを製造・使用する技術分野に属する。
尚、本明細書においては、アクリレート又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと表し、アクリル酸又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸と表し、アクリロイル基又はメタクリロイル基を(メタ)アクリロイル基と表す。
The present invention relates to a method for producing (meth) acrylate, and more particularly to a method for producing (meth) acrylate suitable for a continuous production method, and belongs to the technical field of producing and using (meth) acrylate.
In the present specification, acrylate or methacrylate is represented as (meth) acrylate, acrylic acid or methacrylic acid is represented as (meth) acrylic acid, and acryloyl group or methacryloyl group is represented as (meth) acryloyl group.
一般に、(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル酸とアルコールとから酸触媒によるエステル化により製造する方法と(メタ)アクリレートとアルコールとからエステル交換により製造する方法がある。 In general, (meth) acrylate includes a method of producing from (meth) acrylic acid and alcohol by esterification with an acid catalyst, and a method of producing from (meth) acrylate and alcohol by transesterification.
(メタ)アクリレートの製造方法においては、生産性向上及び製造コストの低減等の目的で、連続的な製造方法の検討がなされている。
(メタ)アクリロイル基を1個有する(メタ)アクリレート(以下、「単官能(メタ)アクリレート」という)等の低沸点の(メタ)アクリレートは、蒸留により精製が可能であるため、連続的に反応・精製することが容易である。
これに対して、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する(メタ)アクリレート(以下、「多官能(メタ)アクリレート」という)等の高沸点(メタ)アクリレートでは、蒸留操作による精製が困難であり、連続的に製造方法することが困難である。
In the manufacturing method of (meth) acrylate, the continuous manufacturing method is examined for the purpose of improving productivity and reducing manufacturing cost.
Low-boiling point (meth) acrylates such as (meth) acrylate having one (meth) acryloyl group (hereinafter referred to as “monofunctional (meth) acrylate”) can be purified by distillation. -Easy to purify.
In contrast, high boiling point (meth) acrylates such as (meth) acrylate having two or more (meth) acryloyl groups (hereinafter referred to as “polyfunctional (meth) acrylate”) are difficult to purify by distillation operation. , It is difficult to continuously produce.
加えて、多官能(メタ)アクリレートの製造では、1分子当たりの(メタ)アクリロイル基の割合を高めるために、単官能(メタ)アクリレートの製造と比較して長時間反応が行われたり、より高温で反応が行われる。このため、単官能(メタ)アクリレートより副反応生成物(以下、単に「副生物」という)の割合が多くなることが多い。
副生物の中でも、特に乳化性化合物は、けん化処理による除去を十分に実施しないと、精製工程での分離不良や品質に悪影響を及ぼしてしまう(例えば、特許文献1)。
従って、高沸点(メタ)アクリレートを連続的に製造する場合においても、副生物中の乳化性化合物をけん化処理により十分に除去する必要があるが、連続的な処理が困難であり、又連続的に精製方法について明記された技術は知られていない。
In addition, in the production of polyfunctional (meth) acrylate, in order to increase the ratio of (meth) acryloyl groups per molecule, the reaction is performed for a long time compared to the production of monofunctional (meth) acrylate, The reaction takes place at high temperatures. For this reason, the ratio of the side reaction product (hereinafter simply referred to as “byproduct”) is often higher than that of the monofunctional (meth) acrylate.
Among by-products, particularly emulsifying compounds have a bad influence on poor separation and quality in the purification process unless they are sufficiently removed by saponification (for example, Patent Document 1).
Therefore, even in the case of continuously producing a high boiling point (meth) acrylate, it is necessary to sufficiently remove the emulsifying compound in the by-product by saponification treatment, but the continuous treatment is difficult and continuous. There is no known technique for specifying the purification method.
特許文献2には、抽出塔と静置槽を併用した連続処理設備を使用する(メタ)アクリレートの製造方法が開示されており、両機器内の有機相と水相界面近傍に存在する中和塩の一部やポリマーやスラッジ等の乳化を促し分離不良を促進する副生物を、分離・除去し、次工程でのトラブルを未然に防止する製造方法が提案されている。
しかしながら、この製造方法は、単官能(メタ)アクリレート等の比較的、乳化を促進する副生成物が少ない系には適用は可能であるが、多官能(メタ)アクリレート等の高沸点(メタ)アクリレートへの適用は困難である。
又、特許文献3では、前記の特許文献2記載の発明において、更に1〜10μmのフィルターを設置して有機相側の不溶解成分である中和塩の一部やポリマー、スラッジを除去する事で次工程でのトラブルを未然に防止する製造方法が提案されているが、この方法では、フィルターの管理が煩雑となるうえ、高沸点(メタ)アクリレートの製造方法といった副生物が多い系では、実用的な方法であるとはいえない。
However, although this production method can be applied to a system with relatively few by-products that promote emulsification, such as monofunctional (meth) acrylate, it has a high boiling point (meth) such as polyfunctional (meth) acrylate. Application to acrylate is difficult.
Further, in
又、特許文献4では、静置槽の代わりに遠心分離機を使用したエステル化反応液の中和・水洗工程における有機相及び水相の分離について提案しているが、本方法でも副生物中に乳化性化合物を多く含む場合は分離、精製が困難となり且つ設備費面でも高価となる。
尚、特許文献4では、課題で指摘している通り、静置槽による静置分離では、有機相と水相の比重差、分離温度、組成変化、エマルジョンの生成のしやすさ、混合の際にできる液滴の安定性(乳化)等により分離に必要な時間が大きく変動し、実装置ではこれらの変動を吸収すべく大きな静置槽が必要となる。
Further,
In
本発明者らは、特に高沸点(メタ)アクリレートを連続的に製造する場合において、簡便な方法により、中和・水洗工程後の有機層と水層の分離が容易で、小さな装置で大量の処理液をけん化処理することが可能で、最終製品の品質に優れる製造方法を見出すため、鋭意検討を行ったのである。 In the case of continuously producing high-boiling point (meth) acrylates, the present inventors can easily separate the organic layer and the aqueous layer after the neutralization / water washing step by a simple method, In order to find a manufacturing method that can saponify the treatment liquid and excel in the quality of the final product, it has been intensively studied.
本発明者らは、前記課題を解決するためには、エステル化反応により得られた反応液を乳化分散機に供給してけん化処理を行う製造方法が有効であることを見出し、本発明を完成した。 In order to solve the above problems, the present inventors have found that a production method in which a reaction solution obtained by an esterification reaction is supplied to an emulsifying disperser and subjected to saponification is effective, and the present invention has been completed. did.
本発明者の製造方法によれば、反応液及びアルカリ水溶液を乳化分散機に供給するという簡便な方法により、中和・水洗工程後の有機層と水層の分離が容易で、小さな装置で大量の処理液をけん化処理することが可能となり、最終製品の品質に優れる(メタ)アクリレートを製造することができる。 According to the production method of the present inventor, it is easy to separate the organic layer and the aqueous layer after the neutralization / water washing step by a simple method of supplying the reaction liquid and the aqueous alkali solution to the emulsifying disperser, and a large amount with a small apparatus. This makes it possible to saponify the treatment liquid, and it is possible to produce a (meth) acrylate having excellent final product quality.
本発明は、エステル化反応により得られた反応液を含む有機相及びアルカリ水溶液を、連続的に乳化分散機に供給してけん化処理を行う(メタ)アクリレートの製造方法に関する。
以下、本発明を詳細に説明する。
The present invention relates to a method for producing (meth) acrylate, in which an organic phase containing a reaction liquid obtained by an esterification reaction and an aqueous alkali solution are continuously supplied to an emulsifying disperser and subjected to saponification treatment.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の製造方法によれば、種々の(メタ)アクリレートを製造することが可能であるが、特に蒸留による精製が困難である(メタ)アクリレートに有効である。特に、沸点が220℃以上の(メタ)アクリレートに好ましく適用できる。
これらの具体例としては、2−エチルヘキシルアルコールのアルキレンオキサイド付加物 の(メタ)アクリレート等のアルキルアルキレンオキサイド付加物の(メタ) アクリレート;p−クミルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、フェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート及びノニルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート等のフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート;トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート等の多環式アルキルジ(メタ)アクリレート;エチレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、ペンタンジオールのモノ又はジ(メタ)アクリレート及びヘキサンジオールのモノ又はジ(メタ)アクリレート等の二価アルコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート; ジエチレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート及びポリプロピレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート;グリセリンのジ又はトリ(メタ)アクリレート及びジグリセリンのジ又はトリ(メタ)アクリレート等のグリセリン類のジ又はトリ(メタ)アクリレート;グリセリン類のアルキレンオキサイド付加物のジ又はトリ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物のモノ又はジ(メタ)アクリレート及びビスフェノールFアルキレンオキサイド付加物のモノ又はジ(メタ)アクリレート等のビスフェノールアルキレンオキサイド付加物のモノ又はジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のポリオールポリ(メタ)アクリレート;これらポリオールのアルキレンオキサイド付加物のポリ(メタ)アクリレート;イソシアヌル酸アルキレンオキサイド付加物のジ又はトリ(メタ)アクリレート; 並びにポリエステル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
According to the production method of the present invention, various (meth) acrylates can be produced, but this is particularly effective for (meth) acrylates that are difficult to purify by distillation. In particular, it can be preferably applied to (meth) acrylates having a boiling point of 220 ° C. or higher.
Specific examples thereof include (meth) acrylates of alkylalkylene oxide adducts such as (meth) acrylate of alkylene oxide adducts of 2-ethylhexyl alcohol; (meth) acrylates and phenols of p-cumylphenol alkylene oxide adducts. (Meth) acrylates such as (meth) acrylates of alkylene oxide adducts and (meth) acrylates such as (meth) acrylates of nonylphenol alkylene oxide adducts; polycyclic alkyldi (such as tricyclodecanedimethylol di (meth) acrylate) (Meth) acrylate; ethylene glycol mono- or di (meth) acrylate, propylene glycol mono- or di (meth) acrylate, pentanediol mono- or di (meth) acrylate Mono- or di (meth) acrylates of dihydric alcohols such as mono- or di (meth) acrylates of benzoate and hexanediol; mono- or di (meth) acrylates of diethylene glycol, mono- or di (meth) acrylates of triethylene glycol, tetra Mono- or di (meth) acrylate of ethylene glycol, mono- or di (meth) acrylate of polyethylene glycol, mono- or di (meth) acrylate of dipropylene glycol, mono- or di (meth) acrylate of tripropylene glycol and mono-polypropylene glycol Or polyalkylene glycol mono- or di (meth) acrylate such as di (meth) acrylate; glycerin di- or tri (meth) acrylate and diglycerin di- or tri (meth) acrylate Di- or tri (meth) acrylates of phosphorus; di- or tri (meth) acrylates of alkylene oxide adducts of glycerins; mono- or di (meth) acrylates of bisphenol A alkylene oxide adducts and mono-of di (meth) acrylates and bisphenol F alkylene oxide adducts Or a mono or di (meth) acrylate of a bisphenol alkylene oxide adduct such as di (meth) acrylate; trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, penta Erythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol hex Poly (meth) acrylates such as sa (meth) acrylates; poly (meth) acrylates of alkylene oxide adducts of these polyols; di- or tri (meth) acrylates of isocyanuric acid alkylene oxide adducts; and polyester (meth) acrylates Is mentioned.
1.エステル化反応
本発明の製造方法では、まず酸触媒の存在下に(メタ)アクリル酸及びアルコールを加熱・攪拌してエステル化反応を行い、(メタ)アクリレートを製造する。
以下、エステル化反応について説明する。
1. Esterification Reaction In the production method of the present invention, (meth) acrylate is first produced by heating and stirring (meth) acrylic acid and alcohol in the presence of an acid catalyst to carry out an esterification reaction.
Hereinafter, the esterification reaction will be described.
アルコールとしては、前記した(メタ)アクリレートに対応するものを使用すれば良い。
具体的には、2−エチルヘキシルアルコールのアルキレンオキサイド付加物、アルキルアルキレンオキサイド付加物;p−クミルフェノールアルキレンオキサイド付加物、フェノールアルキレンオキサイド付加物及びノニルフェノールアルキレンオキサイド付加物等のフェノールアルキレンオキサイド付加物;トリシクロデカンジメチロール等の多環式アルキルジ( メタ) アクリレート; エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタンジオール及びヘキサンジオールの二価アルコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール及びポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール;グリセリン及びジグリセリン等のグリセリン類;グリセリン類のアルキレンオキサイド付加物;ビスフェノールA アルキレンオキサイド付加物及びビスフェノールF アルキレンオキサイド付加物等のビスフェノールアルキレンオキサイド付加物;トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトール等のポリオール;これらポリオールのアルキレンオキサイド付加物;イソシアヌル酸アルキレンオキサイド付加物;並びにポリエステルジオール等が用いられる。
アルキレンオキサイド付加物におけるアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。又、アルキレンオキサイドの付加数としては1〜20が好ましい。
What is necessary is just to use what corresponds to above-mentioned (meth) acrylate as alcohol.
Specifically, an alkylene oxide adduct, an alkyl alkylene oxide adduct of 2-ethylhexyl alcohol; a phenol alkylene oxide adduct such as p-cumylphenol alkylene oxide adduct, phenol alkylene oxide adduct and nonylphenol alkylene oxide adduct; Polycyclic alkyl di (meth) acrylates such as tricyclodecane dimethylol; dihydric alcohols of ethylene glycol, propylene glycol, pentanediol and hexanediol; diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, tri Polyalkylene glycols such as propylene glycol and polypropylene glycol; glycerin and jigs Glycerins such as serine; alkylene oxide adducts of glycerol; bisphenol A alkylene oxide adducts and bisphenol F alkylene oxide adducts such as bisphenol alkylene oxide adducts; trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, etc. These polyols include alkylene oxide adducts of these polyols; isocyanuric acid alkylene oxide adducts; and polyester diols.
Examples of the alkylene oxide in the alkylene oxide adduct include ethylene oxide and propylene oxide. Further, the addition number of alkylene oxide is preferably 1 to 20.
(メタ)アクリル酸はアクリル酸又はメタクリル酸であり、目的とするエステルがアクリレートであるか、又はメタクリレートであるかによって選択される。
(メタ)アクリル酸の使用量は、目的とする(メタ)アクリレートとなるように、アルコールの全水酸基1モルに対して調整される。
(Meth) acrylic acid is acrylic acid or methacrylic acid, and is selected depending on whether the target ester is an acrylate or a methacrylate.
The amount of (meth) acrylic acid used is adjusted with respect to 1 mol of all hydroxyl groups of the alcohol so as to be the intended (meth) acrylate.
酸触媒としては、硫酸等の鉱酸、並びにp−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸及びトリフルオロメタンスルホン酸等のスルホン酸等が挙げられる。 Examples of the acid catalyst include mineral acids such as sulfuric acid, and sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, and trifluoromethanesulfonic acid.
エステル化反応は、常法に従い実施すれば良い。
反応温度は、使用する原料及び目的に応じて適宜設定すればよいが、反応時間の短縮と重合防止の観点から65〜140℃が好ましく、75〜120℃がより好ましい。反応温度を65℃以上とすることでエステル化反応を迅速に行い、収率の低下を防止することができ、一方反応温度を140℃以下とすることで、(メタ)アクリル酸又は生成した(メタ)アクリレートの熱重合を防止することができる。
反応における圧力としては、常圧でも、減圧でも良い。後記する通り、(メタ)アクリル酸又は生成した(メタ)アクリレートの熱重合を防止することを目的として、減圧状態で行うことが好ましい。
The esterification reaction may be carried out according to a conventional method.
The reaction temperature may be appropriately set according to the raw material to be used and the purpose, but is preferably 65 to 140 ° C, more preferably 75 to 120 ° C from the viewpoint of shortening the reaction time and preventing polymerization. By making reaction temperature 65 degreeC or more, esterification reaction can be performed rapidly and the fall of a yield can be prevented, On the other hand, (meth) acrylic acid or produced | generated by setting reaction temperature to 140 degrees C or less ( Thermal polymerization of (meth) acrylate can be prevented.
The pressure in the reaction may be normal pressure or reduced pressure. As described later, it is preferable to carry out the reaction under reduced pressure for the purpose of preventing thermal polymerization of (meth) acrylic acid or the generated (meth) acrylate.
エステル化反応に際しては、エステル化反応で生成する水を有機溶媒と共沸させながら脱水を促進することが好ましい。
好ましい有機溶媒としては、例えばトルエン、ベンゼン及びキシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン及びヘプタン等の脂肪族炭化水素、並びにメチルエチルケトン等のケトン等が挙げられる。
有機溶媒の使用量は、前記アルコールと(メタ)アクリル酸の合計量に対して10〜75重量%となる割合、より好ましくは15〜55重量%となる割合が好ましい。
In the esterification reaction, it is preferable to promote dehydration while azeotroping water produced in the esterification reaction with an organic solvent.
Examples of preferable organic solvents include aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane, and ketones such as methyl ethyl ketone.
The amount of the organic solvent used is preferably 10 to 75% by weight, more preferably 15 to 55% by weight, based on the total amount of the alcohol and (meth) acrylic acid.
エステル化反応は、(メタ)アクリル酸又は生成した(メタ)アクリレートの熱重合を防止することを目的とし、減圧状態で低い温度(好ましくは75〜120℃)にて行うことが好ましい。又、エステル化反応を酸素の存在下で行うことが好ましい。
同様の目的で、反応液に重合禁止剤を添加することが好ましい。重合禁止剤としては、有機化合物及び金属塩等が挙げられる。
有機化合物としては、例えば、ベンゾキノン、ハイドロキノン、カテコール、ジフェニルベンゾキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ナフトキノン、t−ブチルカテコール、t−ブチルフェノール、ジメチル−t−ブチルフェノール、t−ブチルクレゾール、ジブチルヒドロキシトルエン及びフェノチアジン等が挙げられる。
金属塩としては、塩化第二銅及び硫酸銅等の金属銅化合物、並びに硫酸第一鉄等の金属鉄化合物等が挙げられる。
重合禁止剤の添加量は、原料である(メタ)アクリル酸の使用量に対して重量で10〜50000ppmが好ましく、100〜10000ppmがより好ましい。100ppm以上とすることで重合防止効果を十分にすることができ、10000ppm以下とすることで、着色を防止したり、生成物の硬化性低下を防止することができる。
エステル化反応の進行度は、エステル化反応により生成する水の量、すなわち脱水量を監視したり、反応液中の酸分濃度を分析したり、生成物(メタ)アクリレートの組成を分析し、目的とする組成であるのかを確認して判断する。
The esterification reaction is preferably performed at a low temperature (preferably 75 to 120 ° C.) under reduced pressure for the purpose of preventing thermal polymerization of (meth) acrylic acid or the generated (meth) acrylate. Moreover, it is preferable to perform esterification reaction in presence of oxygen.
For the same purpose, it is preferable to add a polymerization inhibitor to the reaction solution. Examples of the polymerization inhibitor include organic compounds and metal salts.
Examples of the organic compound include benzoquinone, hydroquinone, catechol, diphenylbenzoquinone, hydroquinone monomethyl ether, naphthoquinone, t-butylcatechol, t-butylphenol, dimethyl-t-butylphenol, t-butylcresol, dibutylhydroxytoluene and phenothiazine. It is done.
Examples of the metal salt include metal copper compounds such as cupric chloride and copper sulfate, and metal iron compounds such as ferrous sulfate.
The addition amount of the polymerization inhibitor is preferably 10 to 50000 ppm by weight, more preferably 100 to 10000 ppm, based on the amount of (meth) acrylic acid used as a raw material. By making it 100 ppm or more, the polymerization preventing effect can be made sufficient, and by making it 10000 ppm or less, coloring can be prevented or the curability of the product can be prevented from being lowered.
The degree of progress of the esterification reaction is monitored by monitoring the amount of water produced by the esterification reaction, that is, the amount of dehydration, analyzing the acid content concentration in the reaction solution, analyzing the composition of the product (meth) acrylate, Judgment is made by confirming whether the target composition is obtained.
2.中和処理工程
本発明では、前記エステル化反応により得られた反応液を、アルカリ水溶液で中和処理を行う。
中和処理は、前記エステル化反応液中の未反応(メタ)アクリル酸及び酸触媒等の酸分を除去する目的で行う工程である。
2. Neutralization treatment step In the present invention, the reaction solution obtained by the esterification reaction is neutralized with an aqueous alkaline solution.
A neutralization process is a process performed in order to remove acid content, such as unreacted (meth) acrylic acid and an acid catalyst, in the said esterification reaction liquid.
この工程で使用するアルカリ水溶液において、アルカリ成分としては、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、並びに炭酸ナトリウム等のアルカリ金属塩及び水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属等が挙げられる。これらの中でも、アルカリ金属水酸化物が、中和の効果が高い点で好ましい。 In the alkaline aqueous solution used in this step, examples of the alkaline component include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal salts such as sodium carbonate, and alkaline earth metals such as calcium hydroxide. It is done. Among these, alkali metal hydroxides are preferable because of high neutralization effect.
中和処理で使用するアルカリ水溶液において、アルカリ成分の量は通常、反応液の酸分に対してモル比で1倍以上、好ましくは1.0〜1.6倍である。この添加量が、反応液の酸分に対してモル比で1倍未満では、酸分の中和が不十分となるので好ましくない。
又、アルカリ水溶液の濃度は、1〜25重量%であることが好ましく、より好ましくは3〜25重量%である。この濃度が1重量%以上とすることで中和処理後の排水量が増大することを防止することができ、25重量%以下とすることで、(メタ)アクリレートの重合を防止することができる。
In the aqueous alkali solution used in the neutralization treatment, the amount of the alkali component is usually 1 time or more, preferably 1.0 to 1.6 times in molar ratio with respect to the acid content of the reaction solution. If this addition amount is less than 1 time in molar ratio with respect to the acid content of the reaction solution, neutralization of the acid content becomes insufficient, such being undesirable.
Moreover, it is preferable that the density | concentration of aqueous alkali solution is 1 to 25 weight%, More preferably, it is 3 to 25 weight%. By setting this concentration to 1% by weight or more, it is possible to prevent the amount of waste water after neutralization from increasing, and by setting it to 25% by weight or less, it is possible to prevent polymerization of (meth) acrylate.
中和処理は、反応液及びアルカリ水溶液を、槽型装置に供給して処理するか又はスタティックミキサーを使用して処理する。反応液としては、比重調整等の目的で、事前に有機溶媒を加えたものも使用するとができる。
連続生産の場合、装置がコンパクトである点で、スタティックミキサーを使用することが好ましい。
槽型装置で処理する場合の、撹拌・混合時間は、目的とする(メタ)アクリレート及び生産量等に応じて適宜設定すれば良いが、1〜60分が好ましい。
スタティックミキサーを使用する場合も、反応液及びアルカリ水溶液の供給条件としては、目的とする(メタ)アクリレート及び生産量等に応じて適宜設定すれば良いが、図1のようなスタティックミキサー内部のエレメントが右エレメント、左エレメントを交互に配置したもので構成されるKenics型を使用する場合であれば、レイノルズ数で100〜10000、分割数N=26〜218が好ましい。
又、滞留時間として1〜10秒が好ましく、線速度として0.1〜2m/sが好ましい。
スタティックミキサー形状としては、Kenics型の他にもHi−Mixer型(Toray社)及びSMV型(Sulzer社)等があり、通常使用されるものであれば良い。
The neutralization treatment is performed by supplying the reaction solution and the aqueous alkali solution to a tank-type apparatus or using a static mixer. As the reaction solution, a solution to which an organic solvent has been added in advance can be used for the purpose of adjusting specific gravity and the like.
In the case of continuous production, it is preferable to use a static mixer because the apparatus is compact.
What is necessary is just to set suitably stirring / mixing time in the case of processing with a tank type | mold apparatus according to the target (meth) acrylate, a production amount, etc., but 1 to 60 minutes are preferable.
Even when a static mixer is used, the supply conditions for the reaction solution and the aqueous alkaline solution may be appropriately set according to the target (meth) acrylate and the production amount, etc. The elements inside the static mixer as shown in FIG. There in the case of using a composed Kenics type in that arranged right element, a left element alternately in Reynolds number 100-10000, preferably the division number N = 2 6 ~2 18.
The residence time is preferably 1 to 10 seconds, and the linear velocity is preferably 0.1 to 2 m / s.
As the shape of the static mixer, there are Hi-Mixer type (Toray) and SMV type (Sulzer) in addition to the Kenics type.
3.(メタ)アクリレートの製造方法
本発明は、前記エステル化反応で得られた(メタ)アクリレートを含む有機液及びアルカリ水溶液を、連続的に乳化分散機に供給してけん化処理を行う(メタ)アクリレートの製造方法である。
乳化分散機を使用することにより、例えば従来の攪拌槽を使用する方法や抽出機を使用する方法と比較して、小さな装置で大量の処理液をけん化処理することが可能となる。
3. (Meth) acrylate production method In the present invention, an organic liquid and an aqueous alkali solution containing (meth) acrylate obtained by the esterification reaction are continuously supplied to an emulsifier-dispersing machine to perform a saponification treatment. It is a manufacturing method.
By using an emulsifier / disperser, for example, it is possible to saponify a large amount of processing liquid with a small apparatus as compared with a method using a conventional stirring tank or a method using an extractor.
けん化処理は、前記中和工程では除去できない、乳化性化合物を除去して、後の分離工程を容易にする目的で行う工程である。
ここで、「(メタ)アクリレートを含む有機液」とは、下記の態様を含む。
1)エステル化反応で得られた反応液
2)反応液にさらに有機溶媒を加えた有機液
3)1)又は2)を水洗処理した後、分離して得られた有機相
4)1)、2)又は3)の液をアルカリ水溶液で中和処理した後、分離して得られた有機相
尚、これ以降の説明では、単に「有機液」という。
The saponification treatment is a step performed for the purpose of removing the emulsifiable compound and facilitating the subsequent separation step, which cannot be removed in the neutralization step.
Here, the “organic liquid containing (meth) acrylate” includes the following embodiments.
1) Reaction liquid obtained by esterification reaction 2) Organic liquid obtained by further adding organic solvent to reaction liquid 3) 1) or 2) Washed with water and then separated to obtain organic phase 4) 1), The organic phase obtained by neutralizing the liquid 2) or 3) with an aqueous alkali solution and then separating it. In the following description, it is simply referred to as “organic liquid”.
この工程で使用するアルカリ水溶液において、アルカリ成分としては、前記と同様のものが挙げられ、アルカリ金属水酸化物がけん化の効果が高い点で好しい。 In the aqueous alkali solution used in this step, examples of the alkali component include the same as described above, and an alkali metal hydroxide is preferable because it has a high saponification effect.
けん化処理で使用するアルカリ水溶液において、アルカリ成分の濃度としては1〜25重量%であることが好ましく、より好ましくは10〜25重量%である。
アルカリ水溶液の使用量は、中和処理時のアルカリの使用量に対してモル比で0.2〜4倍であることが好ましく、処理槽の大きさや排水量を考慮して0.5〜2倍がより好ましい。
この場合、けん化処理剤として中和処理剤と同じ処理剤を使用することにより、両処理を効率良く行うことができる。
In the alkaline aqueous solution used in the saponification treatment, the concentration of the alkali component is preferably 1 to 25% by weight, more preferably 10 to 25% by weight.
The amount of the alkaline aqueous solution used is preferably 0.2 to 4 times in molar ratio with respect to the amount of alkali used during the neutralization treatment, and 0.5 to 2 times in consideration of the size of the treatment tank and the amount of drainage. Is more preferable.
In this case, both treatments can be efficiently performed by using the same treatment agent as the neutralization treatment agent as the saponification treatment agent.
本発明で使用する好ましい設備について、図2の模式図に基づき説明する。
乳化分散機1には、有機液を供給するための供給管2と、アルカリ水溶液を供給するための供給管3を付帯している。供給管2及び同3には、それぞれポンプ2−2及び3−2を付帯している。
A preferred facility used in the present invention will be described based on the schematic diagram of FIG.
The emulsifier /
乳化分散機としては、有機液とアルカリ水溶液を混合分散させるミキサー部分を有するものであれば任意である。
具体的には、高速回転遠心放射型攪拌機(ディスパーミキサー)、高速回転剪断型攪拌機(ホモミキサー)、コロイドミル、メディヤ式分散機、高圧噴射式乳化分散機及び超音波乳化分散機等が挙げられる。
乳化分散機としては、連続式乳化分散機及びバッチ式の乳化分散機のいずれも使用することができるが、連続式乳化分散機が好ましい。
乳化分散機は市販されており、連続式乳化分散機としては、プライミックス(株)製商品名T.K.パイプラインホモミクサー、T.K.ホモミックラインフロー、T.K..ホモミックラインミル等や(株)ユーロテックス製商品名キャビトロン等が挙げられる。
バッチ式の乳化分散機を使用する場合は、分散処理後、連続的に混合液を抜き出すことにより本発明に使用することができる
乳化分散機には、混合液の分離を目的としてセトラー部分として分離装置を有するものが好ましい。
図2は、分離装置として静置槽5を使用した例である。乳化分散機の混合液は、供給管4を通じて静置槽5に供給され、供給管6により水相が抜き出され、供給管7により分離された有機が抜き出され、次の工程に供給される。
分離装置としては、静置槽、遠心分離機及びコアレッサー(油水分離器)が好ましい。
Any emulsifying and dispersing machine may be used as long as it has a mixer portion for mixing and dispersing the organic liquid and the aqueous alkali solution.
Specific examples include a high-speed rotary centrifugal radiation type stirrer (disper mixer), a high-speed rotary shear type stirrer (homomixer), a colloid mill, a media type disperser, a high-pressure jet type emulsifying disperser, and an ultrasonic emulsifying disperser. .
As the emulsifying disperser, both a continuous emulsifying disperser and a batch emulsifying disperser can be used, but a continuous emulsifying disperser is preferable.
Emulsifying and dispersing machines are commercially available, and as a continuous type emulsifying and dispersing machine, trade name T.P. K. Pipeline homomixer, T.W. K. Homomic line flow, T.W. K. Examples include homomic line mills and the trade name Cavitron manufactured by Eurotex.
When using a batch type emulsifying disperser, it can be used in the present invention by continuously extracting the mixed solution after the dispersion treatment. The emulsifying disperser is separated as a settler part for the purpose of separating the mixed solution. Those having a device are preferred.
FIG. 2 is an example in which a
As a separation apparatus, a stationary tank, a centrifuge, and a coalescer (oil-water separator) are preferable.
乳化分散機としては、供給管2及び3に、それぞれ外部熱交換器2−1及び3−1を付帯したものが好ましい。外部熱交換器により、乳化分散機へ供給される有機液及びアルカリ水溶液をある一定の温度に制御することで、けん化の程度を調整することが容易となり、さらに加温することでけん化を促進することができる。
As the emulsifier / disperser, those in which the external heat exchangers 2-1 and 3-1 are attached to the
乳化分散機へ供給される有機液及びアルカリ水溶液の温度としては、25〜60℃が好ましい。 As temperature of the organic liquid supplied to an emulsification disperser, and aqueous alkali solution, 25-60 degreeC is preferable.
乳化分散機における処理は、反応生成物中の乳化成分がほぼ除去されるまで運転を行う。
具体的な基準としては、乳化分散機出口での有機液及び水相間の界面張力で3mN/m以上となるまで乳化分散機で処理することが好ましい。
界面張力を測定する方法としては、乳化分散機の出口から処理液をサンプリングし、表面張力計を使用して界面張力を測定する方法等が挙げられる。
The treatment in the emulsification disperser is operated until the emulsified component in the reaction product is almost removed.
As a specific standard, it is preferable to treat with an emulsifying disperser until the interfacial tension between the organic liquid and the aqueous phase at the outlet of the emulsifying disperser becomes 3 mN / m or more.
Examples of the method for measuring the interfacial tension include a method of sampling the treatment liquid from the outlet of the emulsifying disperser and measuring the interfacial tension using a surface tension meter.
けん化処理を進め、この様な界面張力とするために、任意に有機液・アルカリ水流量及び液温、乳化分散機のインペラ周期を制御する。
この場合のこれらの条件は、目的とする(メタ)アクリレート及び反応条件等に応じて適宜設定すれば良い。
有機液及びアルカリ水溶液の滞留時間としては、2〜60秒が好ましく、より好ましくは5〜30秒である。
乳化分散機内の液温としては、10〜70℃が好ましく、より好ましくは25〜60℃である。
乳化分散機のインペラ周期としては、2〜30m/sが好ましく、より好ましくは10〜25m/sである。
In order to proceed with the saponification treatment and achieve such an interfacial tension, the organic liquid / alkaline water flow rate and liquid temperature, and the impeller cycle of the emulsifier / disperser are arbitrarily controlled.
These conditions in this case may be appropriately set according to the intended (meth) acrylate and reaction conditions.
The residence time of the organic liquid and the aqueous alkali solution is preferably 2 to 60 seconds, more preferably 5 to 30 seconds.
As a liquid temperature in an emulsification disperser, 10-70 degreeC is preferable, More preferably, it is 25-60 degreeC.
As an impeller period of an emulsification disperser, 2-30 m / s is preferable, More preferably, it is 10-25 m / s.
本発明では、前記した中和工程を、乳化分散機を使用して実施する、即ち中和とけん化を同時に実施することもできる。
この場合におけるアルカリ水溶液のアルカリ成分の濃度としては、前記と同様で良い。
アルカリ水溶液の使用量は、反応液の酸分に対してモル比で1.2〜5倍が好ましい。
In the present invention, the neutralization step described above can be carried out using an emulsifier / disperser, that is, neutralization and saponification can be carried out simultaneously.
In this case, the concentration of the alkali component of the aqueous alkali solution may be the same as described above.
The amount of the alkaline aqueous solution used is preferably 1.2 to 5 times in molar ratio with respect to the acid content of the reaction solution.
4.その他の処理
本発明では、前記した反応液、中和処理液又はけん化処理液を、水洗処理することが好ましい。
水洗処理は、前記エステル化反応で得られた反応液、中和処理後の有機層又はけん化処理後の有機層、に対して行うことができる。どの時点で水洗処理を行うかは、使用する成分及び目的に応じて適宜選択すれば良い。この水洗処理は、常法に従って行えば良い。具体的には、前記エステル化反応で得られた反応液、中和処理後の有機層又はけん化処理後の有機層に対して、水を添加し、攪拌、混合する方法等が挙げられる。
4). Other treatments In the present invention, the above-described reaction solution, neutralization treatment solution or saponification treatment solution is preferably washed with water.
The water washing treatment can be performed on the reaction solution obtained by the esterification reaction, the organic layer after neutralization treatment or the organic layer after saponification treatment. The point at which the water washing treatment is performed may be appropriately selected according to the components to be used and the purpose. This washing treatment may be performed according to a conventional method. Specifically, a method of adding water to the reaction solution obtained by the esterification reaction, the organic layer after neutralization treatment or the organic layer after saponification treatment, stirring and mixing, and the like can be mentioned.
水洗処理は、バッチ式で処理しても、連続式で処理しても良い。
この場合、反応液及び水を、槽型装置に供給して処理するか又はスタティックミキサーを使用して処理する。連続生産の場合、装置がコンパクトである点で、スタティックミキサーを使用することが好ましい。
The water washing treatment may be carried out by a batch method or a continuous method.
In this case, the reaction liquid and water are supplied to a tank-type apparatus for processing, or processed using a static mixer. In the case of continuous production, it is preferable to use a static mixer because the apparatus is compact.
けん化処理後、又は必要に応じて水洗処理後に、水層を分離した後の有機層は、脱溶剤槽で有機溶媒を除去する。
脱溶剤処理は、常法に従えば良く、例えば脱溶剤槽を減圧にし、有機溶媒を除去する方法等が挙げられる。脱溶剤槽の真空度としては、使用する原料及び目的に応じて適宜設定すれば良く、好ましくは0.5〜50kPaであり、溶剤の除去程度により徐々に減圧度を増す方法が好ましい。
After the saponification treatment or, if necessary, the water washing treatment, the organic layer after separating the aqueous layer is removed from the organic solvent in a solvent removal tank.
The solvent removal treatment may be carried out in accordance with a conventional method, for example, a method in which the solvent removal tank is decompressed and the organic solvent is removed. What is necessary is just to set suitably as a vacuum degree of a solvent removal tank according to the raw material to be used and the objective, Preferably it is 0.5-50 kPa, and the method of increasing a pressure reduction degree gradually by the removal degree of a solvent is preferable.
この脱溶剤処理は、(メタ)アクリレートの熱重合を抑えるために、酸素を供給したり、重合禁止剤を添加したりするとともに、温度を例えば80℃以下に維持して、減圧下に行うことが好ましい。
必要に応じて、前記脱溶剤処理において有機相から有機溶媒を脱溶剤槽で除去するとともに、脱溶剤槽へ濾過助剤を供給し、脱溶剤槽に接続された竪型水平濾板式の濾過器に濾過助剤を堆積させて反応生成物の濾過処理を行うこともできる。
In order to suppress thermal polymerization of (meth) acrylate, this solvent removal treatment is performed under reduced pressure by supplying oxygen or adding a polymerization inhibitor and maintaining the temperature at 80 ° C. or lower, for example. Is preferred.
If necessary, the organic solvent is removed from the organic phase in the solvent removal process in the solvent removal tank, a filter aid is supplied to the solvent removal tank, and the vertical horizontal filter type filter connected to the solvent removal tank is used. The reaction product can also be filtered by depositing a filter aid.
5.好ましい実施態様
本発明の製造方法は、有機液及びアルカリ水溶液を、連続的に乳化分散機に供給してけん化処理を行うものであり、これ以外の工程は任意であり、具体的には前記した通りである。
本発明の製造方法は、特に(メタ)アクリレートの連続的製造方法に適したものである。それらの具体的実施態様を下記の1)〜5)に示す。
1)反応(連続)→ 中和(連続)→ケン化(連続)〔乳化分散機〕→
2)反応(連続)→ 中和・ケン化(連続)〔乳化分散機〕→
3)反応(バッチ)→ 中和(連続)→ケン化(連続)〔乳化分散機〕→
4)反応(バッチ)→ 中和・ケン化(連続)〔乳化分散機〕→
5)反応(バッチ)→ 中和(バッチ)→ケン化(連続)〔乳化分散機〕→
5. Preferred Embodiment The production method of the present invention is a method in which an organic liquid and an aqueous alkali solution are continuously supplied to an emulsifier / disperser for saponification, and the other steps are optional, specifically as described above. Street.
The production method of the present invention is particularly suitable for a continuous production method of (meth) acrylate. Specific embodiments thereof are shown in the following 1) to 5).
1) Reaction (continuous) → Neutralization (continuous) → Saponification (continuous) [Emulsification Disperser] →
2) Reaction (continuous) → Neutralization / Saponification (continuous) [Emulsification Disperser] →
3) Reaction (batch) → Neutralization (continuous) → Saponification (continuous) [Emulsification Disperser] →
4) Reaction (batch) → Neutralization / Saponification (continuous) [Emulsifier / Disperser] →
5) Reaction (batch) → Neutralization (batch) → Saponification (continuous) [Emulsification Disperser] →
1)の実施態様は、エステル化反応を行いつつ連続的に反応器から反応液を抜き出し、中和処理を連続的に行い、その後乳化分散機を使用してけん化処理を連続的に実施するものである。
この実施態様で使用する製造設備の1例を模式化したものを、図3に示す。
図3は、中和処理をスタティックミキサーを使用して連続処理する例である。
反応器8でエステル化反応を完了した後連続的に抜き出し、供給管9を通じて反応液がスタティックミキサー11に供給される。同時に供給管10からアルカリ水溶液がスタティックミキサー11に供給される。
中和処理後、供給管12を通じて静置槽13に供給され、分離された有機相は乳化分散機1に供給される。同時に供給管14から中和処理後の水相が分離される。
この場合、有機相の流量変化に対応し易くする為、静置槽13と乳化分散機1の間(ポンプ2−1の前)に貯槽を設けることが好ましい。分離された有機相を一旦貯槽に貯蔵して乳化分散機1に供給することで、乳化分散機1に好ましい供給量を維持することができる。
In the embodiment of 1), the reaction liquid is continuously withdrawn from the reactor while performing the esterification reaction, the neutralization treatment is continuously carried out, and then the saponification treatment is carried out continuously using an emulsifying disperser. It is.
FIG. 3 schematically shows an example of the manufacturing equipment used in this embodiment.
FIG. 3 is an example in which the neutralization process is continuously performed using a static mixer.
After the esterification reaction is completed in the
After the neutralization treatment, the organic phase separated and supplied to the
In this case, it is preferable to provide a storage tank between the
2)の実施態様は、エステル化反応を行いつつ連続的に反応器から反応液を抜き出し、中和処理及びけん化処理を乳化分散機を使用して連続的に実施するものである。
この実施態様で使用する製造設備の1例を模式化したものを、図4に示す。
図4では、反応器8でエステル化反応を完了した後連続的に抜き出し、供給管2を通じて反応液が乳化分散機1に供給される。同時に供給管3からアルカリ水溶液が乳化分散機1に供給される。
In the embodiment of 2), the reaction liquid is continuously withdrawn from the reactor while carrying out the esterification reaction, and the neutralization treatment and the saponification treatment are carried out continuously using an emulsifying disperser.
FIG. 4 shows a schematic diagram of an example of the manufacturing equipment used in this embodiment.
In FIG. 4, after the esterification reaction is completed in the
3)の実施態様は、エステル化反応をバッチ式で実施した後、反応液を抜き出し中和処理を連続的に行い、その後乳化分散機を使用してけん化処理を連続的に実施するものである。
この実施態様で使用できる製造設備の例としては、前記図3の設備が挙げられる。
In the embodiment of 3), after the esterification reaction is carried out in a batch system, the reaction solution is withdrawn and the neutralization treatment is continuously carried out, and then the saponification treatment is carried out continuously using an emulsifying disperser. .
Examples of manufacturing equipment that can be used in this embodiment include the equipment shown in FIG.
4)の実施態様は、エステル化反応をバッチ式で実施した後、反応液を抜き出し中和処理及びけん化処理を乳化分散機を使用して連続的に実施するものである。
この実施態様で使用できる製造設備の例としては、前記図4の設備が挙げられる。
In the embodiment of 4), after the esterification reaction is carried out in a batch system, the reaction solution is withdrawn, and the neutralization treatment and the saponification treatment are carried out continuously using an emulsifying disperser.
As an example of manufacturing equipment that can be used in this embodiment, the equipment shown in FIG. 4 can be cited.
5)の実施態様は、エステル化反応をバッチ式で実施した後、反応液を抜き出し中和処理をバッチ式で実施した後、けん化処理を乳化分散機を使用して連続的に実施するものである。
この実施態様で使用できる製造設備の例としては、前記図3の設備において、スタティックミキサーを槽型の装置に置き代えたもの等が挙げられる。
In the embodiment of 5), after the esterification reaction is carried out in a batch system, the reaction solution is taken out, the neutralization process is carried out in a batch system, and then the saponification process is carried out continuously using an emulsifying disperser. is there.
As an example of the manufacturing equipment that can be used in this embodiment, there can be mentioned the equipment shown in FIG. 3 in which a static mixer is replaced with a tank-type device.
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。尚、以下において、「部」は重量部を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the following, “part” means part by weight.
○実施例1〜同3
アクリル酸1000部、ジペンタエリスリトール〔広栄化学(株)製〕480部、硫酸24部、ハイドロキノンモノメチルエーテル(以下、MEHQという)2.5部、トルエン900部を反応器に仕込み、圧力400Torr(絶対圧)及び反応温度90℃加熱攪拌し、縮合水を除去しながら反応させた。転化率がアルコールを基準として90モル%以上となるまで反応させた。
反応終了後、反応液にトルエン900部を追加して、希釈後の酸分に対して等モル量に相当する20重量%水酸化ナトリウム水溶液(以下「20%苛性」という)を攪拌下に添加して中和処理を実施し、過剰なアクリル酸及び硫酸触媒を除去した後、有機相を分離したものを処理液として使用した。
○ Examples 1 to 3
A reactor was charged with 1000 parts of acrylic acid, 480 parts of dipentaerythritol (manufactured by Guangei Chemical Co., Ltd.), 24 parts of sulfuric acid, 2.5 parts of hydroquinone monomethyl ether (hereinafter referred to as MEHQ) and 900 parts of toluene, and a pressure of 400 Torr (absolute Pressure) and a reaction temperature of 90 ° C., and the reaction was conducted while removing condensed water. The reaction was continued until the conversion was 90 mol% or more based on the alcohol.
After completion of the reaction, 900 parts of toluene was added to the reaction solution, and a 20 wt% aqueous sodium hydroxide solution (hereinafter referred to as “20% caustic”) corresponding to an equimolar amount with respect to the diluted acid content was added with stirring. Then, neutralization treatment was carried out to remove excess acrylic acid and sulfuric acid catalyst, and then the organic phase separated was used as the treatment liquid.
図2に示す製造装置を使用した。有効容量2Lの静置槽を乳化分散機の出口に設定している。乳化分散機としては、プライミックス(株)製PL−SL型(最大回転数9,000rpm、最大周速 約21m/s)を使用した。
有機相と20%苛性を、それぞれ86.0重量%及び14.0重量%(中和処理のアルカリ使用量に対して0.64倍)の割合で、表1に示す滞留時間、インペラ周期及び供給液温で試験を実施した。
The manufacturing apparatus shown in FIG. 2 was used. A stationary tank with an effective volume of 2 L is set at the outlet of the emulsifier disperser. A PL-SL type (maximum rotation speed 9,000 rpm, maximum peripheral speed about 21 m / s) manufactured by PRIMIX Co., Ltd. was used as the emulsifying disperser.
The organic phase and 20% caustic in proportions of 86.0% by weight and 14.0% by weight (0.64 times the amount of alkali used in the neutralization treatment), respectively, the residence time, impeller cycle and The test was performed at the feed temperature.
いずれの場合においても、3時間連続で運転した結果、静置槽で分離不良による分離界面上昇は見られず安定した連続処理が可能である事を確認した。
又、分離界面にはポリマー及びスラッジ等の成分は確認されず良好な分離界面となっている。
In any case, as a result of operating continuously for 3 hours, it was confirmed that a stable continuous treatment was possible without a separation interface rising due to poor separation in a stationary tank.
In addition, components such as polymer and sludge are not confirmed at the separation interface, and the separation interface is good.
○比較例1
実施例1と同様の方法で処理液を得た。
得られた処理液を、図5に示す製造装置を使用して処理した。比較例1では、実施例1の乳化分散機に代え、向流抽出塔であるカールカラム〔住友プラントエンジニアリング(株)製カールカラム(10ft×Φ1inch)〕を用いて実施した。通常は、カールカラム上部、下部に有機相及び水相分離を行なうが、有機相からの水相の更なる分離を目的としてカールカラム上部に補助的に静置槽2Lを設置して試験を実施した。
尚、けん化促進を目的にカールカラム内に設置されている多孔板の回転数を有機相側に水相が同伴されない任意の回転数に設定して試験を行なった。
○ Comparative Example 1
A treatment liquid was obtained in the same manner as in Example 1.
The obtained processing liquid was processed using the manufacturing apparatus shown in FIG. In the comparative example 1, it replaced with the emulsification disperser of Example 1, and implemented using the curl column [Sumitomo Plant Engineering Co., Ltd. curl column (10ft * Φ1inch)] which is a countercurrent extraction tower. Usually, the organic phase and the aqueous phase are separated at the upper and lower parts of the curl column, but for the purpose of further separation of the aqueous phase from the organic phase, the auxiliary tank 2L is additionally installed at the upper part of the curl column to conduct the test. did.
For the purpose of promoting saponification, the test was carried out by setting the number of rotations of the perforated plate installed in the curl column to an arbitrary number of rotations in which the aqueous phase was not accompanied by the organic phase.
比較例1では、有機相と20%苛性が実施例と同じ秒単位の滞留時間では全く分離できなかったため、滞留時間を分単位に変更したがそれでも分離不良となってしまった(比較例1-1〜1-3)。
分離を良好にするためには、実施例で最低処理条件(滞留時間:39.1秒)に対して約100倍以上の滞留時間(73.5分、90.8分)の滞留時間にして、初めて分離が良好となった(比較例1-4〜1-5)。
In Comparative Example 1, since the organic phase and 20% caustic could not be separated at the same residence time in seconds as in the Examples, the residence time was changed to minutes, but separation was still poor (Comparative Example 1- 1-1-3).
In order to improve the separation, in the examples, the residence time is set to a residence time (73.5 minutes, 90.8 minutes) that is about 100 times or more the minimum processing conditions (residence time: 39.1 seconds). For the first time, the separation was good (Comparative Examples 1-4 to 1-5).
○実施例4
図3に示す反応装置を使用して、アクリレートの連続製造を行った。
反応器に、アクリル酸1000部、ジペンタエリスリトール〔広栄化学(株)製〕450部、メタンスルホン酸90部、MEHQの2.2部、トルエン660部の割合の混合液を連続的に供給し、圧力340Torr(絶対圧)及び反応温度90℃で加熱攪拌し、縮合水を除去しながら連続的に反応させた。転化率がアルコールを基準として90モル%となるように各反応器での滞留時間を調整し、連続的に反応液を得た。
反応液には、トルエン820部を追加して、希釈後の酸分に対して等モル量に相当する20%苛性をスタティックミキサー(レイノルズ数500、分割数N=212)、静置槽を用いて混合、分離させ、過剰なアクリル酸及び硫酸触媒を除去した後、有機相を分離したものを処理液として使用した。
図3において、乳化分散機として、実施例1と同様にプライミクス(株)製PL−SL型を使用し、乳化分散機の出口には、遠心分離機を設置した。遠心分離機としては、CINC JAPAN社の連続遠心分離機V−2型(遠心力2300G)を使用した。
有機相と20%苛性を、それぞれ85.0重量%及び15.0重量%(中和処理のアルカリ使用量に対して0.63倍)の割合で、表3に示す滞留時間、インペラ周期及び供給液温で試験を実施した。
Example 4
Using the reaction apparatus shown in FIG. 3, acrylate was continuously produced.
To the reactor, a mixture of 1000 parts acrylic acid, 450 parts dipentaerythritol (manufactured by Guangei Chemical Co., Ltd.), 90 parts methanesulfonic acid, 2.2 parts MEHQ, and 660 parts toluene was continuously fed. The mixture was heated and stirred at a pressure of 340 Torr (absolute pressure) and a reaction temperature of 90 ° C., and continuously reacted while removing condensed water. The residence time in each reactor was adjusted so that the conversion rate was 90 mol% based on the alcohol, and a reaction solution was continuously obtained.
To the reaction solution, 820 parts of toluene was added, 20% caustic equivalent to an equimolar amount with respect to the diluted acid content was added to a static mixer (Reynolds number 500, number of divisions N = 2 12 ), and a stationary tank. After mixing and separating, excess acrylic acid and sulfuric acid catalyst were removed, and then the organic phase was separated and used as the treatment liquid.
In FIG. 3, a PL-SL type manufactured by Primix Co., Ltd. was used as an emulsifying disperser as in Example 1, and a centrifuge was installed at the outlet of the emulsifying disperser. As the centrifuge, a continuous centrifuge V-2 type (centrifugal force 2300G) manufactured by CINC JAPAN was used.
The organic phase and 20% caustic were 85.0% by weight and 15.0% by weight (0.63 times the amount of alkali used in the neutralization treatment), respectively, and the residence time, impeller cycle and The test was performed at the feed temperature.
いずれの場合においても、3時間連続で運転した結果、静置槽で分離不良による分離界面上昇は見られず安定した連続処理が可能である事を確認した。
又、分離界面にはポリマー及びスラッジ等の成分は確認されず良好な分離界面となっている。
In any case, as a result of operating continuously for 3 hours, it was confirmed that a stable continuous treatment was possible without a separation interface rising due to poor separation in a stationary tank.
In addition, components such as polymer and sludge are not confirmed at the separation interface, and the separation interface is good.
本発明の製造方法は、(メタ)アクリレートの製造に利用可能なものである。 The production method of the present invention can be used for the production of (meth) acrylates.
1 乳化分散機
2 有機液供給管
3 アルカリ水溶液供給管
5 静置槽
8 反応器
11 スタティックミキサー
14 カールカラム
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