JP3596765B2 - Method for producing phosphate ester - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リン酸エステルの製造法に関する。更に詳しくは、例えば、シャンプー、洗顔剤、固型洗浄剤等に有用なリン酸エステルの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
リン酸エステルは、洗浄剤、乳化剤、繊維処理剤、防錆剤、医療品等の分野で使用されている。リン酸エステルの中でも特に、長鎖アルキル基を有するモノアルキルリン酸エステルのナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩やトリエタノールアミン等のアルカノールアミン塩は、水溶性で起泡力や洗浄力に優れ、しかも毒性や皮膚刺激性が低いことから、シャンプーや洗顔剤等の人体に直接使用する商品に有用である。このような人体に直接使用する商品にリン酸エステルを配合する場合、そのリン酸エステルに基づく臭いが弱いことが品質として重要となる。
【0003】
通常、リン酸エステルは、有機ヒドロキシ化合物と、五酸化リン、ポリリン酸、オキシ塩化リン等のリン酸化剤とを反応させることによって製造されている。
【0004】
しかしながら、このリン酸エステル中には、未反応の有機ヒドロキシ化合物や、有機ヒドロキシ化合物に由来の化合物、更にはリン酸化反応中に生成する副生物等が不純物として存在する。これらの不純物は、有臭成分として臭いに悪影響を及ぼすことがあるため、リン酸化反応後に有臭成分を除去するための煩雑な工程が必要とされている。
【0005】
一般に、リン酸エステルは、熱履歴によって分解を生じやすい化合物であるので、熱履歴をできるだけ受けないようにするために、有臭成分を除去する脱臭方法として、溶剤を用いてリン酸エステルを再結晶する方法や、リン酸エステルを塩基性化合物によりリン酸エステル塩に対して水層に抽出し、有臭成分を有機層に抽出する方法が提案されている(特公平03−027558 号公報)。
【0006】
しかしながら、リン酸エステルを再結晶する方法には、リン酸エステルに対して大量の溶剤を必要とするため、リン酸エステルの溶剤への損失を避けることができないという欠点がある。また、リン酸エステルを抽出する方法には、溶剤を大量に使用する必要があるため、生産性に劣るとともに、溶剤を回収するための設備等が必要となることから、コスト高となるという欠点がある。
【0007】
一方、溶剤を使用しない脱臭方法として、攪拌膜型蒸発機、濡壁塔等を用いてリン酸エステルの液膜を形成し、このリン酸エステルの液膜と不活性ガスとを接触させる方法が提案されている(特開昭57−35595号公報)。
【0008】
しかし、これらの装置では、液膜と脱臭用ガスとが装置の壁面でしか接触しないため、有臭成分の除去処理の速度が小さく、装置が大きくなるという欠点がある。また、攪拌膜型蒸発機は、円筒状の本体の内周面とスクレーパーの外周面とのクリアランスが非常に小さいので(約0.1mm)、このクリアランスを保持するために本体及びスクレーパーには精密な真円加工が必要となるため、結果的にコスト高となるという欠点がある。
【0009】
従って、リン酸エステルの収率を維持しつつ、残存している有臭成分量を容易に低減しうる経済的に有利なリン酸エステルの工業的製造法の開発が望まれている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、容易にかつ迅速に有臭成分量を低減し、色相が良好なリン酸エステルを製造しうる方法を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、100〜160℃のリン酸エステルと不活性ガスとを充填塔内で接触させる、有臭成分量が低減されたリン酸エステルの製造法に関する。
【0012】
【発明の実施の形態】
リン酸エステルの代表例としては、有機ヒドロキシ化合物のリン酸エステルが挙げられる。
【0013】
有機ヒドロキシ化合物は、水酸基をもつ有機化合物である。有機ヒドロキシ化合物としては、例えば、直鎖又は分岐鎖の飽和若しくは不飽和のアルコール、これらのアルキレンオキサイド付加物(アルキレンオキサイドの炭素数:2〜4)等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。これらの中では、炭素数6〜30のアルコール及びこのアルコールに炭素数2〜4のアルキレンオキサイドを平均付加モル数1〜10モルで付加したポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好ましく、炭素数8〜14のアルコール及びこのアルコールに炭素数2〜4のアルキレンオキサイドを平均付加モル数2〜4 モルで付加したポリオキシアルキレンアルキルエーテルがより好ましい。
【0014】
有機ヒドロキシ化合物のリン酸エステル化は、有機ヒドロキシ化合物をリン酸化剤でエステル化させることによって得ることができる。
【0015】
リン酸化剤としては、例えば、五酸化リン、ポリリン酸、オキシ塩化リン等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。リン酸化剤の量は、目的とするリン酸エステルの組成に応じて調整すればよい。これらの中では、塩酸ガス等の副生がなく、設備的に負荷がかかり難い点から、五酸化リン及びポリリン酸が好ましい。
【0016】
五酸化リン及びポリリン酸をリン酸化剤として使用する場合には、通常、リン酸エステルを原料に用いた洗浄剤等の製品の安定性等に悪影響を及ぼすオルトリン酸の副生を低減する観点及び洗浄性に悪影響を及ぼすリン酸ジエステルの副生を低減する観点から、五酸化リン(オルトリン酸換算で138 重量%とした値、ポリリン酸の場合はポリリン酸濃度を138 で除した値をP2O5相当重量比とする。以下同じ)1モルに対して、水の量が0.5〜1.5モルであり、有機ヒドロキシ化合物の量が1〜3モルであることが好ましい。
【0017】
リン酸エステルには、通常、有臭成分として、未反応の有機ヒドロキシ化合物や有機ヒドロキシ化合物に由来の化合物、更にはリン酸化反応中に生成する副生成物等が含まれている。
【0018】
この有臭成分量が低減されたリン酸エステルは、100〜160℃のリン酸エステルと不活性ガスとを充填塔内で接触させることによって製造することができる。
【0019】
充填塔とは、充填材をその内部に充填した塔をいう。充填塔は、攪拌膜型蒸発機、多段塔及び濡壁塔と比べて、装置容積あたりの気液接触面積が大きいため、有臭成分量を低減させるための処理速度を高めることができるので、装置自体を小型化することができ、また攪拌膜型蒸発機のような駆動部を有していないので、エネルギー効率及びメンテナンスの面からも優れている。
【0020】
充填塔に用いられる充填材は、ステンレス鋼、チタン、ハステロイ等の金属やセラミック等で製造されている。充填材は、塔内での圧力損失を低減させるために、空隙率90〜99%を有することが好ましい。
【0021】
充填材の種類は、2種類に大別される。その1つは、スルザー社製のスルザーパッキング(商品名)及びスルザーラボパッキング(商品名)、モンツ社製のモンツパッキン(商品名)等の規則充填物であり、他の1つは、ラシヒリングやベルルサドル等の不規則充填物である。これらの充填材は、それぞれ単独で用いてもよく、あるいは併用してもよい。これらの充填材の中では、取り扱いが簡便で、圧力損失が小さく、充填方法による偏流が生じにくいことから、規則充填物が好ましい。
【0022】
充填塔に供給されるリン酸エステルの供給速度は、処理後に充填塔から排出されるリン酸エステルの処理速度に等しい。充填塔の処理速度と、従来の回分式蒸発機および攪拌膜型蒸発機の処理速度とは、それらの装置の接触部の容積あたりの処理速度で比較する。接触部の容積は、充填塔では充填材が充填される充填部の容積を意味し、攪拌膜型蒸発機ではかきとり面を側面とする円柱内部の容積を意味する。
【0023】
リン酸エステルと不活性ガスとを接触させる際のリン酸エステル及び不活性ガスの流動方向は、水平流及び鉛直流のいずれであってもよい。これらの流動方向の中では、脱臭効率を向上させる観点から、鉛直流が好ましい。また、リン酸エステルの流動方向に対する不活性ガスの流動方向には、交流及び並流がある。これらの流動方向の中では、脱臭効率を向上させる観点から、向流が好ましい。
【0024】
これらのことから、リン酸エステル及び不活性ガスの流動方向は、鉛直方向で向流であることがより好ましい。また、重力による充填塔内でのリン酸エステルの自由落下を利用し、動力を不要とする観点から、リン酸エステルを充填塔の塔頂から供給し、不活性ガスを充填塔の塔底から供給することが更に好ましい。
【0025】
不活性ガスの流量とリン酸エステルの流量との比〔不活性ガスの流量(m3/h)/リン酸エステルの流量(kg/h)〕の値は、高真空が必要となるのを回避する観点、並びに不活性ガスの使用量及び回収処理を低減させる観点から、0.1〜3が好ましく、0.2〜1.5がより好ましい。なお、本明細書にいう「不活性ガスの流量(m3/h)」は、標準状態、すなわち、温度が0℃、圧力が101.3kPaであるときの値である。
【0026】
本明細書にいう「不活性ガス」とは、リン酸エステルの品質や、有臭成分量が低減されたリン酸エステルの収量に悪影響を与えないガスを意味する。不活性ガスの例としては、水蒸気、窒素ガス、空気、炭酸ガス等が挙げられる。これらの中では、凝縮させやすいことから凝縮器への熱エネルギー的負荷が小さく、また排気系への負荷も小さい水蒸気が好ましい。
【0027】
リン酸エステルを不活性ガスと接触させる際のリン酸エステルの温度は、不活性ガス量を低減させて高真空を必要としない観点、及びリン酸エステルの熱分解を回避し、それによる有臭成分量の増大や色相の悪化を回避する観点から、100〜160℃、好ましくは120〜140℃である。
【0028】
リン酸エステルと不活性ガスとの接触時間は、リン酸エステルと不活性ガスとの接触条件等によって異なるので一概には決定することができない。通常、リン酸エステルの熱分解を抑制するとともに、残存有臭成分を低減するための不活性ガス量が多くならないようにする観点から、リン酸エステルと不活性ガスとの接触時間は、1〜30分間程度である。
【0029】
リン酸エステルと不活性ガスとを接触させる際の圧力は、熱履歴、不活性ガス量及び装置の大きさを考慮して、20kPa 以下が好ましく、14kPa 以下がより好ましく、7kPa 以下が更に好ましい。
【0030】
かくして、リン酸エステルと不活性ガスとを接触させることにより、有臭成分量が低減されたリン酸エステルを製造することができる。
【0031】
【実施例】
実施例1
(工程A)
エチレンオキサイドが3モル付加されたウンデシルアルコール(シェル社製、商品名:ネオドール1−3)287.5 g(0.95モル)と、85%リン酸水溶液22.2g(五酸化リン0.096 モル、水0.474 モルに相当)とを混合し、温度を40〜50℃に保ちながら五酸化リン54.3g(0.377 モル)を徐々に添加した後、80℃に昇温して12時間反応させた。その後、イオン交換水18.2gを添加し、80℃で3時間加水分解を行い、リン酸エステルを得た。
【0032】
(工程B)
次に、このリン酸エステルを連続的に130 ℃まで昇温しながら30g/min で、圧力が4kPa に制御された充填塔〔内径50mm、高さ22cm、充填材:住友重機械工業(株)製、商品名:スルザーラボパッキング〕の塔頂から供給し、塔底から水蒸気を90℃、15g/min で向流接触させ、3分間の接触時間を経て塔底から有臭成分量が低減されたリン酸エステルを得た。
【0033】
実施例2
(工程A)
実施例1の工程Aで用いたウンデシルアルコール及び85%リン酸水溶液の代わりに、ドデシルアルコール262.5 g(1.411 モル)、85%リン酸24.1g(五酸化リン0.105 モル、水0.514 モル相当)及び五酸化リン77.4g(0.545 モル)を用い、イオン交換水を添加しなかった以外は、実施例1の工程Aと同様にしてリン酸化反応を行い、リン酸エステルを得た。
【0034】
(工程B)
工程Aで得られたリン酸エステルを連続的に130 ℃まで昇温しながら30g/min で、圧力が4kPa に制御された充填塔〔内径50mm、高さ55cm、充填材:住友重機械工業(株)製、商品名:スルザーラボパッキング〕の塔頂より供給し、塔底から水蒸気を90℃、10g/min で向流接触させ、8分間の接触時間を経て塔底から有臭成分量が低減されたリン酸エステルを得た。
【0035】
実施例3
実施例1の工程Bにおいて、充填材として不規則充填物〔外径6 mm、目開き100 メッシュ(タイラーメッシュ)、三協特殊金網化工(株)製、商品名:マクマホンパッキング〕を用いた以外は、実施例1と同様にして脱臭品を得た。
【0036】
実施例4
実施例1の工程Aで得られたリン酸エステルを実施例2の工程Bで用いた充填塔内で、温度100 ℃、圧力1kPa 、接触時間8分間及び水蒸気流量21g/min の条件で水蒸気と向流接触させて、塔底から有臭成分量が低減されたリン酸エステルを得た。
【0037】
実施例5
実施例1の工程Bにおいて、充填塔の圧力を20kPa に変更した以外は、実施例1と同様にして有臭成分量が低減されたリン酸エステルを得た。
【0038】
比較例1
実施例1の工程Aで得られたリン酸エステル(臭い評価6)200 gを、吹き込み管を装備した500 mL容の回分式蒸発機(四つ口フラスコ)に仕込み、圧力2.7kPaで100 ℃に昇温した。その後、水蒸気を90℃、100 g/hの流量で回分式蒸発機に3時間吹き込み、有臭成分量が低減されたリン酸エステルを得た。
【0039】
比較例2
実施例1の工程Bにおいて、充填塔内でのリン酸エステルと水蒸気との接触温度を130 ℃から170 ℃に変更した以外は、実施例1と同様にして有臭成分量が低減されたリン酸エステルを得た。
【0040】
比較例3
実施例1の工程Bにおいて、充填塔内でのリン酸エステルと水蒸気との接触温度を130 ℃から90℃に変更した以外は、実施例1と同様にして有臭成分量が低減されたリン酸エステルを得た。
【0041】
比較例4
実施例1の工程Bにおいて、充填塔の代わりに攪拌膜型蒸発機〔神鋼パンテック(株)製、型番:2−03型、伝熱面積:0.03m2、ガラス製〕を用い、リン酸エステルの供給速度を3 g/min 、水蒸気の供給速度を1.5g/min、接触時間を1分間、圧力を4kPaとし、スクレーパーの回転速度を400r/minとした以外は、実施例1と同様にして有臭成分量が低減されたリン酸エステルを得た。
【0042】
次に、各実施例及び各比較例の工程Aで得られたリン酸エステル(処理前のリン酸エステル)及び工程Bで得られた有臭成分量が低減されたリン酸エステル(処理後のリン酸エステル)について、臭い評価と色相評価を以下の方法に準じて行った。その結果を表1に示す。
【0043】
〔臭い評価〕
容量が110mL のガラス製広口規格ビンに、処理前又は処理後のリン酸エステル50mLを入れ、専門パネラー1名が直接ビン口の臭いを嗅ぐ。臭いの強さを0〜6(0を無臭とし、6を最も臭いが強いとする)の7段階で、その臭いの強さに応じて感覚的にその評価を決定する。
【0044】
〔色相評価〕
処理前又は処理後のリン酸エステルをエタノールで10重量%に希釈して石英ガラス製のセルに入れ、吸光度計〔(株)島津製作所製、商品名:UV−1600 〕にて波長420nm の吸光度を測定し、その値を1000倍する。
【0045】
【表1】
【0046】
表1に示された結果から、各実施例によれば、臭いが低減され、かつ色相が良好なリン酸エステルを大きな処理速度で得ることができることがわかる。
【0047】
一方、比較例1及び4では、回分式又は攪拌膜型蒸発機が用いられているため、処理速度が小さいことがわかる。また、比較例2では、接触温度が高いため、臭い評価及び色相評価に著しく劣ることがわかる。比較例3では、接触温度が低いため、臭い評価が殆ど改善されないことがわかる。
【0048】
【発明の効果】
本発明の製造法によれば、同程度の大きさの回分式又は攪拌膜型蒸発機を用いた場合と対比して、有臭成分量をより高い除去処理速度で低減し、臭い評価及び色相評価に優れたリン酸エステルを容易に得ることができる。
【0049】
また、本発明の製造法によれば、処理速度が同一である場合、従来の回転薄膜式蒸発機よりも小型の充填塔を用いて効率よく臭いが低減され、色相が良好なリン酸エステルを容易に製造することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a phosphate ester. More specifically, the present invention relates to a method for producing a phosphoric ester useful as, for example, a shampoo, a face wash, a solid detergent and the like.
[0002]
[Prior art]
Phosphate esters are used in the fields of detergents, emulsifiers, fiber treatment agents, rust inhibitors, medical products and the like. Among the phosphate esters, particularly, alkali metal salts such as sodium and potassium and alkanolamine salts such as triethanolamine of monoalkyl phosphate esters having a long-chain alkyl group are water-soluble and have excellent foaming power and detergency, Moreover, since it has low toxicity and skin irritation, it is useful for products used directly on the human body, such as shampoos and facial cleansers. When a phosphate ester is blended into such a product that is directly used for the human body, it is important as quality that the odor based on the phosphate ester is weak.
[0003]
Usually, phosphate esters are produced by reacting an organic hydroxy compound with a phosphorylating agent such as phosphorus pentoxide, polyphosphoric acid, phosphorus oxychloride, and the like.
[0004]
However, unreacted organic hydroxy compounds, compounds derived from the organic hydroxy compounds, and by-products generated during the phosphorylation reaction are present as impurities in the phosphate ester. Since these impurities may adversely affect the odor as odorous components, a complicated process for removing the odorous components after the phosphorylation reaction is required.
[0005]
In general, phosphate ester is a compound that is liable to be decomposed due to heat history. Therefore, in order to minimize the heat history, as a deodorization method for removing odorous components, phosphate ester is re-used using a solvent. A method of crystallizing and a method of extracting a phosphate ester with a basic compound from a phosphate ester salt into an aqueous layer and extracting an odorous component into an organic layer have been proposed (Japanese Patent Publication No. 03-027558). .
[0006]
However, the method of recrystallizing a phosphate ester has a disadvantage that a large amount of a solvent is required for the phosphate ester, so that loss of the phosphate ester to the solvent cannot be avoided. In addition, the method of extracting a phosphate ester requires a large amount of a solvent, which is inferior in productivity, and requires equipment for recovering the solvent, thereby increasing the cost. There is.
[0007]
On the other hand, as a deodorizing method that does not use a solvent, there is a method in which a liquid film of a phosphate ester is formed using a stirred film evaporator, a wet wall tower, or the like, and the liquid film of the phosphate ester is brought into contact with an inert gas. It has been proposed (JP-A-57-35595).
[0008]
However, in these apparatuses, since the liquid film and the deodorizing gas come into contact only with the wall surface of the apparatus, there is a disadvantage that the speed of the removal process of the odorous component is low and the apparatus is large. In addition, since the clearance between the inner peripheral surface of the cylindrical main body and the outer peripheral surface of the scraper is very small (approximately 0.1 mm), the main body and the scraper must have precision in order to maintain this clearance. Since perfect round processing is required, there is a disadvantage that the cost is increased as a result.
[0009]
Therefore, there is a demand for the development of an economically advantageous industrial method for producing phosphate esters that can easily reduce the amount of remaining odorous components while maintaining the yield of phosphate esters.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method capable of easily and quickly reducing the amount of odorous components and producing a phosphoric acid ester having good hue.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a method for producing a phosphate ester having a reduced amount of odorous components, wherein a phosphate ester at 100 to 160 ° C. and an inert gas are brought into contact in a packed tower.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Representative examples of the phosphoric acid ester include a phosphoric acid ester of an organic hydroxy compound.
[0013]
The organic hydroxy compound is an organic compound having a hydroxyl group. Examples of the organic hydroxy compound include straight-chain or branched-chain saturated or unsaturated alcohols, and alkylene oxide adducts thereof (alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms). More than one species can be used in combination. Among these, alcohols having 6 to 30 carbon atoms and polyoxyalkylene alkyl ethers obtained by adding alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms to the alcohols at an average addition mole number of 1 to 10 mol are preferable, and those having 8 to 14 carbon atoms are preferable. Alcohols and polyoxyalkylene alkyl ethers obtained by adding alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms to the alcohols at an average addition mole number of 2 to 4 mol are more preferred.
[0014]
The phosphoric esterification of the organic hydroxy compound can be obtained by esterifying the organic hydroxy compound with a phosphorylating agent.
[0015]
Examples of the phosphorylating agent include phosphorus pentoxide, polyphosphoric acid, phosphorus oxychloride and the like, and these can be used alone or in combination of two or more. The amount of the phosphorylating agent may be adjusted according to the desired composition of the phosphoric ester. Among these, phosphorus pentoxide and polyphosphoric acid are preferred because they do not produce by-products such as hydrochloric acid gas and are hardly loaded with equipment.
[0016]
When phosphorus pentoxide and polyphosphoric acid are used as a phosphorylating agent, the viewpoint of reducing by-products of orthophosphoric acid which adversely affects the stability and the like of products such as detergents using a phosphoric acid ester as a raw material, and from the viewpoint of reducing by-product adversely affects phosphodiester washability, phosphorus pentoxide (value was defined as 138% by weight orthophosphoric acid terms, the value obtained by dividing the polyphosphoric acid concentration in 138 the case of polyphosphoric acid P 2 and O 5 equivalent weight. hereinafter the same) relative to 1 mole, the amount of water is 0.5 to 1.5 moles, the amount of the organic hydroxy compound is preferably 1 to 3 mol.
[0017]
Phosphate esters usually contain unreacted organic hydroxy compounds, compounds derived from organic hydroxy compounds, and by-products generated during the phosphorylation reaction, as odorous components.
[0018]
The phosphoric acid ester in which the amount of the odorous component is reduced can be produced by bringing the phosphoric acid ester at 100 to 160 ° C into contact with an inert gas in a packed tower.
[0019]
A packed tower refers to a tower in which a filler is packed. Since the packed tower has a larger gas-liquid contact area per unit volume than the stirred film evaporator, the multi-stage tower and the wet wall tower, the processing speed for reducing the amount of odorous components can be increased, Since the apparatus itself can be reduced in size and does not have a drive unit such as a stirred film evaporator, it is excellent in terms of energy efficiency and maintenance.
[0020]
The packing material used for the packing tower is made of metal such as stainless steel, titanium, Hastelloy, ceramic, or the like. The packing material preferably has a porosity of 90 to 99% in order to reduce the pressure loss in the column.
[0021]
The types of the filler are roughly classified into two types. One of them is regular packing such as Sulzer packing (trade name) and Sulzer Lab packing (trade name) manufactured by Sulzer, and Monz packing (trade name) manufactured by Montz. The other is Raschig ring or Berlassador. And the like. These fillers may be used alone or in combination. Among these fillers, an ordered packing is preferred because it is easy to handle, has a small pressure loss, and hardly generates drift due to a filling method.
[0022]
The supply rate of the phosphate ester supplied to the packed tower is equal to the processing rate of the phosphate ester discharged from the packed tower after the treatment. The processing speed of the packed tower is compared with the processing speed of the conventional batch-type evaporator and the stirring-film-type evaporator in terms of the processing speed per volume of the contact portion of those devices. The volume of the contact portion means the volume of the packed portion in which the packing material is filled in the packed tower, and the volume of the inside of the cylinder having the scraping surface as a side surface in the case of the stirred film evaporator.
[0023]
When the phosphate ester and the inert gas are brought into contact with each other, the flow direction of the phosphate ester and the inert gas may be any of a horizontal flow and a vertical flow. Among these flow directions, a vertical flow is preferred from the viewpoint of improving the deodorizing efficiency. The flow direction of the inert gas with respect to the flow direction of the phosphate ester includes alternating current and cocurrent. Among these flow directions, countercurrent is preferable from the viewpoint of improving the deodorizing efficiency.
[0024]
From these facts, it is more preferable that the flowing directions of the phosphate ester and the inert gas are countercurrent in the vertical direction. Also, utilizing the free fall of the phosphate ester in the packed tower due to gravity, from the viewpoint of eliminating the need for power, the phosphate ester is supplied from the top of the packed tower, and the inert gas is supplied from the bottom of the packed tower. More preferably, it is provided.
[0025]
The value of the ratio of the flow rate of the inert gas to the flow rate of the phosphate ester [the flow rate of the inert gas (m 3 / h) / the flow rate of the phosphate ester (kg / h)] is such that a high vacuum is required. From the viewpoint of avoiding, and the viewpoint of reducing the amount of the inert gas used and the recovery process, 0.1 to 3 is preferable, and 0.2 to 1.5 is more preferable. The “flow rate of the inert gas (m 3 / h)” referred to in the present specification is a value in a standard state, that is, when the temperature is 0 ° C. and the pressure is 101.3 kPa.
[0026]
As used herein, the term "inert gas" refers to a gas that does not adversely affect the quality of the phosphate ester or the yield of the phosphate ester having a reduced amount of odorous components. Examples of the inert gas include water vapor, nitrogen gas, air, carbon dioxide gas and the like. Among them, steam which has a small thermal energy load on the condenser due to easy condensation and a small load on the exhaust system is preferable.
[0027]
The temperature of the phosphoric acid ester when the phosphoric acid ester is brought into contact with the inert gas is reduced from the viewpoint that the amount of the inert gas is reduced so that a high vacuum is not required, and the thermal decomposition of the phosphoric acid ester is avoided, thereby causing odor. From the viewpoint of avoiding an increase in the amount of components and deterioration of hue, the temperature is 100 to 160 ° C, preferably 120 to 140 ° C.
[0028]
The contact time between the phosphate ester and the inert gas varies depending on the contact conditions between the phosphate ester and the inert gas, and cannot be unconditionally determined. Usually, from the viewpoint of suppressing the thermal decomposition of the phosphate ester and preventing the amount of the inert gas for reducing the residual odorous component from increasing, the contact time between the phosphate ester and the inert gas is 1 to 1. It takes about 30 minutes.
[0029]
The pressure at which the phosphate ester is brought into contact with the inert gas is preferably 20 kPa or less, more preferably 14 kPa or less, and even more preferably 7 kPa or less, in consideration of the heat history, the amount of the inert gas, and the size of the apparatus.
[0030]
Thus, by bringing the phosphate ester into contact with the inert gas, a phosphate ester having a reduced amount of odorous components can be produced.
[0031]
【Example】
Example 1
(Step A)
287.5 g (0.95 mol) of undecyl alcohol (manufactured by Shell Co., trade name: Neodol 1-3) to which 3 mol of ethylene oxide has been added, and 22.2 g of an 85% phosphoric acid aqueous solution (phosphorus pentoxide 0. 096 mol and 0.474 mol of water), 54.3 g (0.377 mol) of phosphorus pentoxide was gradually added while maintaining the temperature at 40 to 50 ° C, and then the temperature was raised to 80 ° C. For 12 hours. Thereafter, 18.2 g of ion-exchanged water was added, and the mixture was hydrolyzed at 80 ° C. for 3 hours to obtain a phosphate ester.
[0032]
(Step B)
Next, while continuously raising the temperature of the phosphate ester to 130 ° C., the packed tower was controlled at 30 g / min at a pressure of 4 kPa [inner diameter 50 mm, height 22 cm, filler: Sumitomo Heavy Industries, Ltd. And trade name: Sulzer Lab Packing], and steam is countercurrently contacted at 90 ° C. and 15 g / min from the bottom of the column to reduce the amount of odorous components from the bottom of the column after a contact time of 3 minutes. A phosphoric acid ester was obtained.
[0033]
Example 2
(Step A)
Instead of the undecyl alcohol and the 85% phosphoric acid aqueous solution used in Step A of Example 1, 262.5 g (1.411 mol) of dodecyl alcohol, 24.1 g of 85% phosphoric acid (0.105 mol of phosphorus pentoxide) , Water, 0.514 mol) and phosphorous pentoxide (77.4 g, 0.545 mol), and phosphorylation was carried out in the same manner as in step A of Example 1 except that ion-exchanged water was not added. Thus, a phosphoric ester was obtained.
[0034]
(Step B)
Packing tower [inner diameter 50 mm, height 55 cm, packing material: Sumitomo Heavy Industries, Ltd.] at 30 g / min while controlling the pressure at 4 kPa while continuously raising the temperature of the phosphate ester obtained in step A to 130 ° C. Co., Ltd., trade name: Sulzer Lab Packing], and steam is brought into countercurrent contact at 90 ° C. and 10 g / min from the bottom of the tower, and after 8 minutes of contact time, the amount of odorous components is reduced from the bottom of the tower. A reduced phosphate ester was obtained.
[0035]
Example 3
Except that in step B of Example 1, an irregular filler (outer diameter: 6 mm, mesh size: 100 mesh (Tyler mesh), manufactured by Sankyo Special Wire Mesh Chemical Co., Ltd., trade name: McMahon Packing) was used as the filler. In the same manner as in Example 1, a deodorized product was obtained.
[0036]
Example 4
The phosphate ester obtained in Step A of Example 1 was mixed with steam at a temperature of 100 ° C., a pressure of 1 kPa, a contact time of 8 minutes and a steam flow rate of 21 g / min in the packed tower used in Step B of Example 2. By countercurrent contact, a phosphate ester with a reduced amount of odorous components was obtained from the bottom of the tower.
[0037]
Example 5
In Step B of Example 1, a phosphate ester having a reduced amount of odorous components was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressure of the packed tower was changed to 20 kPa.
[0038]
Comparative Example 1
200 g of the phosphate ester (odor evaluation 6) obtained in the step A of Example 1 was charged into a 500 mL batch type evaporator (four-necked flask) equipped with a blowing tube, and 100 g at a pressure of 2.7 kPa. The temperature was raised to ° C. Thereafter, steam was blown into the batch type evaporator at 90 ° C. at a flow rate of 100 g / h for 3 hours to obtain a phosphate ester having a reduced amount of odorous components.
[0039]
Comparative Example 2
In step B of Example 1, a phosphorus having a reduced amount of odorous components was used in the same manner as in Example 1 except that the contact temperature between the phosphoric ester and steam in the packed tower was changed from 130 ° C to 170 ° C. An acid ester was obtained.
[0040]
Comparative Example 3
In step B of Example 1, a phosphorus having a reduced amount of odorous components was used in the same manner as in Example 1 except that the contact temperature between the phosphoric ester and steam in the packed tower was changed from 130 ° C to 90 ° C. An acid ester was obtained.
[0041]
Comparative Example 4
In Step B of Example 1, phosphorus was used in place of the packed tower using a stirred film evaporator (manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd., model number: 2-03, heat transfer area: 0.03 m 2 , glass). Example 1 except that the supply rate of the acid ester was 3 g / min, the supply rate of the steam was 1.5 g / min, the contact time was 1 minute, the pressure was 4 kPa, and the rotation speed of the scraper was 400 r / min. Similarly, a phosphoric acid ester having a reduced amount of odorous components was obtained.
[0042]
Next, the phosphoric acid ester obtained in step A of each example and each comparative example (the phosphoric acid ester before the treatment) and the phosphoric acid ester obtained in the step B in which the amount of the odorous component was reduced (the phosphoric acid ester after the treatment) (Phosphate ester) was evaluated for odor and hue according to the following methods. Table 1 shows the results.
[0043]
[Odor evaluation]
50 mL of phosphate ester before or after treatment is placed in a glass wide-mouthed bottle having a capacity of 110 mL, and one expert panelist smells the smell of the bottle directly. The evaluation is sensuously determined according to the intensity of the odor in seven levels from 0 to 6 (0 is odorless and 6 is the strongest odor).
[0044]
(Hue evaluation)
The phosphate ester before or after the treatment is diluted to 10% by weight with ethanol, put into a quartz glass cell, and absorbance at a wavelength of 420 nm is measured with an absorbance meter (trade name: UV-1600, manufactured by Shimadzu Corporation). Is measured, and the value is multiplied by 1000.
[0045]
[Table 1]
[0046]
From the results shown in Table 1, it can be seen that according to each example, a phosphoric acid ester with reduced odor and good hue can be obtained at a high processing speed.
[0047]
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 4, it can be seen that the processing speed is low because a batch type or stirred film type evaporator is used. In Comparative Example 2, the contact temperature was high, so that the odor evaluation and the hue evaluation were significantly poor. In Comparative Example 3, it can be seen that the odor evaluation is hardly improved because the contact temperature is low.
[0048]
【The invention's effect】
According to the production method of the present invention, the amount of odorous components is reduced at a higher removal treatment rate, compared with the case of using a batch type or stirred film type evaporator of the same size, and the odor evaluation and hue are reduced. It is possible to easily obtain a phosphate ester excellent in evaluation.
[0049]
Further, according to the production method of the present invention, when the processing speed is the same, the odor is efficiently reduced by using a smaller packed tower than the conventional rotary thin film evaporator, and a phosphoric acid ester having a good hue can be obtained. It can be easily manufactured.
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