JP5089964B2 - Method and system for producing hydroxyalkyl (meth) acrylate - Google Patents
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Description
本発明は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法及び製造システムに関するものである。 The present invention relates to a production method and production system of hydroxyalkyl (meth) acrylate.
従来から、触媒の存在下において、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸との反応においては、不純物としてジエステル体であるアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートや二付加体であるジアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートが副生し易いといった問題があった。これら副生物は、反応終点後、原料(メタ)アクリル酸が消失すると、急激に増加することが知られている。従って、副生物の生成を抑制するには、反応の終点で的確に反応を停止させることが必要となる。 Conventionally, in the reaction of alkylene oxide and (meth) acrylic acid in the presence of a catalyst, alkylene glycol di (meth) acrylate which is a diester as an impurity or dialkylene glycol mono (meth) acrylate which is a diadduct as an impurity. There was a problem that it was easy to by-produce. These by-products are known to increase rapidly when the raw material (meth) acrylic acid disappears after the end of the reaction. Therefore, in order to suppress the production of by-products, it is necessary to stop the reaction accurately at the end point of the reaction.
一方、上記ジエステル体や上記二付加体の副生を抑制する手段として、残存する未反応の(メタ)アクリル酸が多い段階で早めに反応を停止することが考えられる。しかしながら、残存した酸成分は蒸留等で除去することが困難であり、上記ジエステル体や上記二付加体の副生を抑制できたとしても、結果として製品品質を低下させてしまう。 On the other hand, as a means for suppressing the by-product of the diester or the diadduct, it is conceivable to stop the reaction at an early stage when there is a large amount of unreacted (meth) acrylic acid remaining. However, it is difficult to remove the remaining acid component by distillation or the like, and even if by-product formation of the diester or the diadduct can be suppressed, the product quality is deteriorated as a result.
従来、反応の停止時機の見極めは、反応途中又は経験的に予測した一定時間の経過後に、例えば、反応液の吸光度により、未反応の(メタ)アクリル酸の量を求めることにより行なわれている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の構成では、反応途中又は経験的に予測した一定時間の経過後に未反応の(メタ)アクリル酸の量を測定することにより反応の停止時機の見極めを行うため、反応の停止時機の誤差が大きくなるという問題を生じる。具体的には、未反応の(メタ)アクリル酸の量を測定後に反応の停止を行うことになるため、(メタ)アクリル酸の量の測定時と反応の停止時との間に必然的に時間差が生じ、反応が停止した際にはすでに反応終点を経過してしまう場合が生じる。このため、上記ジエステル体や上記二付加体の副生量が少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを安定的に製造することは困難であった。 However, in the above conventional configuration, since the reaction stop time is determined by measuring the amount of unreacted (meth) acrylic acid during the reaction or after a lapse of time that is empirically predicted, the reaction stop time is determined. This causes a problem that the error of the error increases. Specifically, since the reaction is stopped after measuring the amount of unreacted (meth) acrylic acid, it is necessarily between the time of measuring the amount of (meth) acrylic acid and the time of stopping the reaction. A time difference occurs, and when the reaction is stopped, the reaction end point may have already passed. For this reason, it was difficult to stably produce a hydroxyalkyl (meth) acrylate with a small amount of by-products of the diester or diadduct.
更には、触媒使用量低減のため触媒のリサイクル使用を行う場合、反応終了時点での酸成分量を低下させすぎると、触媒が失活し、次の反応に使用することができなくなるという問題が生じる。 Furthermore, when recycling the catalyst to reduce the amount of catalyst used, if the amount of the acid component at the end of the reaction is too low, the catalyst is deactivated and cannot be used for the next reaction. Arise.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、副生物の少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを安定的に製造することができ、触媒の失活を抑制することができるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法及び製造システムを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to stably produce a hydroxyalkyl (meth) acrylate with few by-products, and to suppress the deactivation of a catalyst. The object is to realize a method and a system for producing a (meth) acrylate.
本発明者は、副生物の少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを安定的に製造するため、また、触媒の失活が抑制されたヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを製造するため、検討を行なった。その結果、反応液中の酸成分量の推移から、反応停止時機を予測することにより、反応の終点で的確に反応を停止させることを見出し、本発明を完成させた。 This inventor examined in order to manufacture stably the hydroxyalkyl (meth) acrylate with few by-products, and to manufacture the hydroxyalkyl (meth) acrylate in which the deactivation of the catalyst was suppressed. As a result, it was found that the reaction was accurately stopped at the end point of the reaction by predicting the reaction stop time from the transition of the amount of the acid component in the reaction solution, and the present invention was completed.
更には、本発明者は、未反応の(メタ)アクリル酸量の測定を自動化させた場合における測定誤差を抑制させるために検討を行なった。その結果、上記反応液は、気体状の未反応のアルキレンオキシドを含有しているため、サンプリング時にサンプリング液に気泡が発生し易く、サンプリング液に気泡が発生することにより、得られる測定値は誤差が大きくなることを発見した。具体的には、サンプリング液に気泡が発生することにより、未反応の(メタ)アクリル酸量の測定を行なう際に、サンプリング液の体積に誤差が生じ易く、また吸光度を測定する場合には気泡により光が散乱するため、得られる測定値は誤差が大きくなってしまう。 Furthermore, this inventor examined in order to suppress the measurement error at the time of automating the measurement of the amount of unreacted (meth) acrylic acid. As a result, since the reaction liquid contains gaseous unreacted alkylene oxide, bubbles are likely to be generated in the sampling liquid at the time of sampling. Discovered that it will grow. Specifically, when the amount of unreacted (meth) acrylic acid is measured due to the generation of bubbles in the sampling solution, an error is likely to occur in the volume of the sampling solution. Since the light is scattered due to the above, the obtained measurement value has a large error.
そして、本発明者は、サンプリング時のアルキレンオキシド含有反応液の気泡の発生を抑制したサンプリング方法を見出した。また、該サンプリング方法を用いることにより、未反応の(メタ)アクリル酸の量の測定を自動化させた場合であっても、安定的にヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを製造することができる製造方法を確立した。 And this inventor discovered the sampling method which suppressed generation | occurrence | production of the bubble of the alkylene oxide containing reaction liquid at the time of sampling. In addition, by using the sampling method, a production method capable of stably producing hydroxyalkyl (meth) acrylate even when the measurement of the amount of unreacted (meth) acrylic acid is automated. Established.
即ち、本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法は、上記課題を解決するために、触媒の存在下、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法であり、サンプリング用ラインを備えた反応容器を含む製造システムにより、サンプリング用ラインを加圧した状態で反応液のサンプリングを行い、サンプリングした該反応液中の酸成分量を測定することにより、反応液中の酸成分量の推移から反応停止時機を予測し、反応を停止させることを特徴としている。 That is, in order to solve the above problems, the method for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention produces a hydroxyalkyl (meth) acrylate in which an alkylene oxide and (meth) acrylic acid are reacted in the presence of a catalyst. By sampling a reaction solution in a state where the sampling line is pressurized by a manufacturing system including a reaction vessel equipped with a sampling line, and measuring the amount of acid components in the sampled reaction solution, It is characterized by predicting the reaction stop time from the transition of the amount of acid component in the reaction solution and stopping the reaction.
上記方法によれば、サンプリング用ラインを加圧した状態で反応液のサンプリングを行い、該反応液中の酸成分量の推移を測定するため、アルキレンオキシド含有反応液のサンプリング時に、アルキレンオキシドが気化し難い。このため、サンプリング時におけるアルキレンオキシド含有反応液の気泡の発生が抑制される。これにより、気泡の発生が原因となる分析の測定誤差を抑制することができる。 According to the above method, the sampling of the reaction liquid is performed with the sampling line pressurized, and the transition of the amount of the acid component in the reaction liquid is measured. It's hard to make it. For this reason, generation | occurrence | production of the bubble of the alkylene oxide containing reaction liquid at the time of sampling is suppressed. Thereby, the measurement error of analysis caused by the generation of bubbles can be suppressed.
従って、上記方法によれば、反応の終点で的確に反応を停止させることができるため、副生物の少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを安定的に製造することができ、触媒の失活を抑制することができるという効果を奏する。 Therefore, according to the above method, since the reaction can be stopped accurately at the end point of the reaction, hydroxyalkyl (meth) acrylate with less by-products can be stably produced, and the deactivation of the catalyst is suppressed. There is an effect that can be.
本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法では、上記製造システムは、更に自動分析装置と、自動反応停止装置とを含み、サンプリング用ラインを加圧した状態で反応液のサンプリングを行い、サンプリングした該反応液中の酸成分量を自動的に測定することにより、反応液中の酸成分量の推移から反応停止時機を予測し、反応を自動停止させることが好ましい。 In the method for producing hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention, the production system further includes an automatic analyzer and an automatic reaction stop device, and performs sampling of the reaction liquid in a state where the sampling line is pressurized, It is preferable to automatically measure the amount of the acid component in the sampled reaction solution, thereby predicting the reaction stop timing from the change in the amount of the acid component in the reaction solution and automatically stopping the reaction.
上記方法によれば、反応液中の酸成分量の推移から、反応停止時機を予測し、反応を自動的に停止させるため、分析を行った後に反応の終点を判断する場合と比べて、反応が終点に到達してから反応を終了させるまでの期間を短縮することができる。従って、上記方法によれば、従来のように、人力(手動操作)によりサンプリング及び分析を行い反応の終点を算出する必要がない。よって、より低コストでヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを製造することができるという更なる効果を奏する。 According to the above method, the reaction stop time is predicted from the transition of the amount of the acid component in the reaction solution, and the reaction is automatically stopped. Therefore, compared with the case where the end point of the reaction is judged after the analysis is performed. It is possible to shorten the period from when the end point reaches to the end of the reaction. Therefore, according to the above method, it is not necessary to calculate the end point of the reaction by performing sampling and analysis by human power (manual operation) as in the prior art. Therefore, the further effect that a hydroxyalkyl (meth) acrylate can be manufactured at lower cost is produced.
また、本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法では、反応液中の触媒量に対する酸成分量が、計算上、モル比で0.01以上となる状態を維持することが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the hydroxyalkyl (meth) acrylate which concerns on this invention, it is preferable to maintain the state from which the amount of acid components with respect to the catalyst amount in a reaction liquid will be 0.01 or more by calculation.
上記方法によれば、触媒の失活をより抑制することができるため、より低コストでヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを製造することができるという更なる効果を奏する。 According to the said method, since the deactivation of a catalyst can be suppressed more, there exists the further effect that a hydroxyalkyl (meth) acrylate can be manufactured at lower cost.
また、本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法では、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸との反応液を蒸留する工程と、上記反応液の蒸留残渣を次の反応に用いる工程とを含むことが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the hydroxyalkyl (meth) acrylate which concerns on this invention, the process of distilling the reaction liquid of alkylene oxide and (meth) acrylic acid, and the process of using the distillation residue of the said reaction liquid for the following reaction. It is preferable to include.
上記方法によれば、反応液の蒸留残渣を次の反応に用いる工程を含むため、次の反応で使用する触媒の量を減らすことができる。従って、より低コストでヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを製造することができるという更なる効果を奏する。 According to the said method, since the process of using the distillation residue of a reaction liquid for the next reaction is included, the quantity of the catalyst used by the next reaction can be reduced. Therefore, the further effect that a hydroxyalkyl (meth) acrylate can be manufactured at lower cost is produced.
また、本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法では、上記自動分析装置が、電位差自動滴定装置であることが好ましい。 In the method for producing hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention, the automatic analyzer is preferably a potentiometric automatic titrator.
上記方法によれば、分析時間が短く、分光光度計のようにプラント等に使用することが困難ではないため、副生物のより少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートをより安定的に製造することができるという更なる効果を奏する。 According to the above method, since the analysis time is short and it is not difficult to use in a plant or the like like a spectrophotometer, it is possible to more stably produce a hydroxyalkyl (meth) acrylate with fewer by-products. There is a further effect.
また、本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法では、上記反応は、サンプリング用ラインを備えた反応容器内で行なわれ、上記自動分析装置は、反応容器内のアルキレンオキシド含有反応液を自動的にサンプリングし、サンプリングされたアルキレンオキシド含有反応液を自動的に分析する自動分析手段と、サンプリング用ライン内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、不活性ガス導入手段によりサンプリング用ライン内を加圧した状態で、自動分析手段がアルキレンオキシド含有反応液のサンプリングを行なうように制御するサンプリング制御手段とを備えていることが好ましい。 In the method for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention, the reaction is performed in a reaction vessel equipped with a sampling line, and the automatic analyzer comprises an alkylene oxide-containing reaction solution in the reaction vessel. Automatic sampling means that automatically samples and analyzes the sampled alkylene oxide-containing reaction solution, inert gas introduction means that introduces an inert gas into the sampling line, and sampling by the inert gas introduction means It is preferable that the automatic analysis means includes a sampling control means for controlling so that the alkylene oxide-containing reaction liquid is sampled while the inside of the service line is pressurized.
上記方法によれば、自動分析装置では、サンプリング用ライン内を加圧した状態で、アルキレンオキシド含有反応液のサンプリングを行うように、サンプリング制御手段が自動分析手段を制御するため、アルキレンオキシド含有反応液のサンプリング時に、アルキレンオキシドが気化し難い。このため、サンプリング時におけるアルキレンオキシド含有反応液の気泡の発生が抑制される。これにより、気泡の発生が原因となる分析の測定誤差を抑制することができる。従って、より副生物の少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを安定的に製造することができるという更なる効果を奏する。 According to the above method, in the automatic analyzer, the sampling control means controls the automatic analysis means so that the alkylene oxide-containing reaction liquid is sampled in a state where the inside of the sampling line is pressurized. Alkylene oxide hardly vaporizes during liquid sampling. For this reason, generation | occurrence | production of the bubble of the alkylene oxide containing reaction liquid at the time of sampling is suppressed. Thereby, the measurement error of analysis caused by the generation of bubbles can be suppressed. Therefore, the further effect that the hydroxyalkyl (meth) acrylate with fewer by-products can be manufactured stably is produced.
本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造システムは、上記課題を解決するために、触媒の存在下、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造に用いられ、サンプリング用ラインを備えた反応容器と、自動分析装置と、自動反応停止装置とを備えるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造システムであり、上記自動反応停止装置は、上記自動分析装置が分析した酸成分量の推移から反応停止時機を予測し、反応を自動停止させることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the production system for hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention is used for production of hydroxyalkyl (meth) acrylate in which alkylene oxide and (meth) acrylic acid are reacted in the presence of a catalyst. A hydroxyalkyl (meth) acrylate production system comprising a reaction vessel equipped with a sampling line, an automatic analyzer, and an automatic reaction stop device. The automatic reaction stop device was analyzed by the automatic analyzer. It is characterized by predicting the reaction stop time from the transition of the amount of acid component and automatically stopping the reaction.
上記構成によれば、自動分析装置により分析した酸成分量の推移から、反応停止時機を予測し、反応を自動停止させることができるため、従来のように、人力(手動操作)によりサンプリング及び分析を行い反応の終点を算出する必要がない。従って、より低コストで、副生物の少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを安定的に製造することができ、触媒の失活を抑制することができるという効果を奏する。 According to the above configuration, since the reaction stop time can be predicted from the transition of the acid component amount analyzed by the automatic analyzer and the reaction can be automatically stopped, sampling and analysis by human power (manual operation) as in the past. It is not necessary to calculate the end point of the reaction. Therefore, it is possible to stably produce a hydroxyalkyl (meth) acrylate with less by-products at a lower cost, and the deactivation of the catalyst can be suppressed.
また、本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造システムでは、上記自動分析装置は、反応容器内のアルキレンオキシド含有反応液を自動的にサンプリングし、サンプリングされたアルキレンオキシド含有反応液を自動分析装置へ送り、自動的に分析する自動分析手段と、サンプリング用ライン内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、不活性ガス導入手段によりサンプリング用ライン内を加圧した状態で、自動分析手段がアルキレンオキシド含有反応液のサンプリングを行なうように制御するサンプリング制御手段とを備えることが好ましい。 In the hydroxyalkyl (meth) acrylate production system according to the present invention, the automatic analyzer automatically samples the alkylene oxide-containing reaction solution in the reaction vessel, and automatically analyzes the sampled alkylene oxide-containing reaction solution. Automatic analysis means for automatic analysis sent to the apparatus, inert gas introduction means for introducing an inert gas into the sampling line, and automatically in a state where the sampling line is pressurized by the inert gas introduction means It is preferable that the analysis means includes a sampling control means for controlling the sampling of the alkylene oxide-containing reaction solution.
上記構成によれば、サンプリング用ラインを加圧した状態で反応液のサンプリングを行い、該反応液中の酸成分量の推移を自動的に測定するため、アルキレンオキシド含有反応液のサンプリング時に、アルキレンオキシドが気化し難い。このため、サンプリング時におけるアルキレンオキシド含有反応液の気泡の発生が抑制される。これにより、気泡の発生が原因となる分析の測定誤差を抑制することができる。従って、副生物の少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートをより安定的に製造することができ、触媒の失活をより抑制することができるという更なる効果を奏する。 According to the above configuration, the reaction solution is sampled in a state where the sampling line is pressurized, and the transition of the amount of the acid component in the reaction solution is automatically measured. Oxide hardly vaporizes. For this reason, generation | occurrence | production of the bubble of the alkylene oxide containing reaction liquid at the time of sampling is suppressed. Thereby, the measurement error of analysis caused by the generation of bubbles can be suppressed. Therefore, the hydroxyalkyl (meth) acrylate with few by-products can be produced more stably, and the further effect that the deactivation of a catalyst can be suppressed more is produced.
本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法は、以上のように、触媒の存在下、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法であり、サンプリング用ラインを備えた反応容器を含む製造システムにより、サンプリング用ラインを加圧した状態で反応液のサンプリングを行い、サンプリングした該反応液中の酸成分量を測定することにより、反応液中の酸成分量の推移から反応停止時機を予測し、反応を停止させることを特徴としている。 As described above, the method for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention is a method for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate in which an alkylene oxide and (meth) acrylic acid are reacted in the presence of a catalyst. By sampling the reaction solution with the sampling line pressurized with a production system including a reaction vessel equipped with a reaction line, and measuring the amount of acid component in the sampled reaction solution, the acid in the reaction solution is measured. It is characterized by predicting the reaction stop time from the transition of the component amount and stopping the reaction.
このため、副生物の少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを安定的に製造することができ、触媒の失活を抑制することができるという効果を奏する。 For this reason, the hydroxyalkyl (meth) acrylate with few by-products can be manufactured stably, and there exists an effect that the deactivation of a catalyst can be suppressed.
本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造システムは、以上のように、触媒の存在下、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造に用いられ、サンプリング用ラインを備えた反応容器と、自動分析装置と、自動反応停止装置とを備えるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造システムであり、上記自動反応停止装置は、上記自動分析装置が分析した酸成分量の推移から反応停止時機を予測し、反応を自動停止させることを特徴としている。 As described above, the production system for hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention is used for production of hydroxyalkyl (meth) acrylate in which alkylene oxide and (meth) acrylic acid are reacted in the presence of a catalyst. A hydroxyalkyl (meth) acrylate production system comprising a reaction vessel equipped with a working line, an automatic analyzer, and an automatic reaction stop device, wherein the automatic reaction stop device is an acid component amount analyzed by the automatic analyzer It is characterized by predicting the reaction stop time from the transition of the system and automatically stopping the reaction.
このため、より低コストで、副生物の少ないヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを安定的に製造することができ、触媒の失活を抑制することができるという効果を奏する。 For this reason, it is possible to stably produce a hydroxyalkyl (meth) acrylate with less by-products at a lower cost, and the deactivation of the catalyst can be suppressed.
以下、本発明について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。尚、本明細書では、「(メタ)アクリル酸」はアクリル酸又はメタクリル酸を意味し、「ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート」はヒドロキシアルキルアクリレート又はヒドロキシアルキルメタクリレートを意味し、また「アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート」はアルキレングリコールジアクリレート又はアルキレングリコールジメタクリレートを意味する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and modifications other than the following examples can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. In the present specification, “(meth) acrylic acid” means acrylic acid or methacrylic acid, “hydroxyalkyl (meth) acrylate” means hydroxyalkyl acrylate or hydroxyalkyl methacrylate, and “alkylene glycol di ( “Meth) acrylate” means alkylene glycol diacrylate or alkylene glycol dimethacrylate.
また、「重量」は「質量」と同義語として扱い、「重量%」は「質量%」と同義語として扱う。また、範囲を示す「A〜B」は、A以上B以下であることを示す。 Further, “weight” is treated as a synonym for “mass”, and “weight%” is treated as a synonym for “mass%”. In addition, “A to B” indicating a range indicates that the range is A or more and B or less.
本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法は、触媒の存在下、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法であり、反応液中の酸成分量の推移から、反応停止時機を予測し、反応を停止させる。 The method for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention is a method for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate in which an alkylene oxide and (meth) acrylic acid are reacted in the presence of a catalyst, and the acid component in the reaction solution Predict when the reaction will stop based on the change in quantity, and stop the reaction.
上記反応停止時機の予測方法としては、特には限定されないが、例えば、反応液中の酸成分量を3点以上測定し、その酸成分量から最小二乗法や指数近似曲線などにより、反応終点を外挿して求める方法などを用いることができる。 The method for predicting the reaction stop timing is not particularly limited. For example, the acid component amount in the reaction solution is measured at 3 or more points, and the reaction end point is determined from the acid component amount by the least square method or exponential approximation curve. A method of obtaining by extrapolation can be used.
上記終点(反応の停止時機)とする酸成分量の値は、反応の諸条件、冷却効率等により適宜設定することができる。目標とする最終的な酸成分量の値は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの用途に応じて適宜設定され、通常は、反応液中、1重量%以下とすることが好ましく、0.1重量%以下とすることがより好ましい。 The value of the amount of acid component used as the end point (when the reaction is stopped) can be appropriately set according to various conditions of the reaction, cooling efficiency, and the like. The target final acid component amount is appropriately set according to the use of the hydroxyalkyl (meth) acrylate, and is usually preferably 1% by weight or less in the reaction solution, preferably 0.1% by weight. More preferably, it is as follows.
上記反応の停止は、反応液若しくは反応容器(反応器)の冷却や、原料の反応系からの除去等の様々な手段により行うことができる。 The reaction can be stopped by various means such as cooling of the reaction solution or the reaction vessel (reactor) or removing the raw material from the reaction system.
以下、反応液中の酸成分量の測定等についてより詳細に説明する。 Hereinafter, measurement of the acid component amount in the reaction solution and the like will be described in more detail.
(I)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造システム
本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造システムは、後述する自動分析装置と、該自動分析装置が分析した酸成分量の推移から、反応停止時機を予測し、反応を自動停止させる自動反応停止装置とを備える。
(I) Hydroxyalkyl (meth) acrylate production system The hydroxyalkyl (meth) acrylate production system according to the present invention is based on an automatic analyzer described later and the transition of the amount of acid components analyzed by the automatic analyzer. An automatic reaction stop device that predicts the timing and automatically stops the reaction.
自動反応停止装置は、例えばコンピュータ等により、自動分析装置が分析した酸成分量の変化に基づいて反応の停止時機を決定し、自動的に反応を停止させる構成である。 The automatic reaction stop device is configured to automatically stop the reaction by determining a reaction stop time based on a change in the amount of acid components analyzed by the automatic analyzer using, for example, a computer.
反応の停止時機の決定は、具体的には、例えば、コンピュータ等により、自動分析装置が分析した酸成分量から、最小二乗法や指数近似曲線などにより、反応終点を自動的に求めることにより行うことができる。 Specifically, the reaction stop timing is determined, for example, by automatically obtaining the reaction end point by the least square method, exponential approximation curve, or the like from the acid component amount analyzed by the automatic analyzer using a computer or the like. be able to.
反応の停止時機とする酸成分量の値は、後述するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法と同様に、反応の諸条件、冷却効率等により適宜設定することができ、目標とする最終的な酸成分量の値は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの用途に応じて適宜設定され、通常は、反応液中、1重量%以下とすることが好ましく、0.1重量%以下とすることがより好ましい。 The value of the amount of acid component used as the timing for stopping the reaction can be appropriately set according to various conditions of the reaction, cooling efficiency, etc., as in the production method of hydroxyalkyl (meth) acrylate described later, and the final target The value of the acid component amount is appropriately set according to the use of the hydroxyalkyl (meth) acrylate, and is usually preferably 1% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less in the reaction solution. preferable.
上記反応の自動停止の方法は、自動反応停止装置により反応液若しくは反応容器の冷却や、原料の反応系からの除去等の様々な手段により行うことができれば特に限定されない。例えば、反応液を反応器から全部、あるいは一部抜き出し、外部熱交換器から構成される自動反応停止装置に反応液を通液させることで冷却し、再度、反応器へ循環する方法は、反応液の冷却効率が高くなり、短時間で所定の温度まで反応液を冷却することができる点で好ましい。反応を停止するための冷却温度としては、好ましくは50℃以下、より好ましくは45℃以下、更に好ましくは40℃以下である。 The method for automatically stopping the reaction is not particularly limited as long as the reaction can be performed by various means such as cooling of the reaction liquid or the reaction vessel or removal of the raw material from the reaction system by the automatic reaction stopping device. For example, the method of extracting all or part of the reaction solution from the reactor, cooling it by passing the reaction solution through an automatic reaction stop device composed of an external heat exchanger, and circulating it again to the reactor is a reaction. The cooling efficiency of the liquid is increased, which is preferable in that the reaction liquid can be cooled to a predetermined temperature in a short time. The cooling temperature for stopping the reaction is preferably 50 ° C. or lower, more preferably 45 ° C. or lower, and further preferably 40 ° C. or lower.
また、本発明に係る製造システムは、触媒の存在下における脂肪族アルコール、芳香族アルコール又は多価アルコールと(メタ)アクリル酸との反応による(メタ)アクリル酸エステルの製造にも適用することができる。 The production system according to the present invention can also be applied to the production of (meth) acrylic acid esters by reaction of aliphatic alcohols, aromatic alcohols or polyhydric alcohols with (meth) acrylic acid in the presence of a catalyst. it can.
(II)自動分析装置
図1は、本実施の形態に係る自動分析装置の概略構成を示す模式図である。また、図2は、本実施の他の形態に係る自動分析装置の概略構成を示す模式図である。
(II) Automatic Analyzer FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an automatic analyzer according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an automatic analyzer according to another embodiment of the present invention.
本実施の形態に係る自動分析装置は、触媒の存在下、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造に用いられる自動分析装置であって、図1に示すように、反応容器1中のアルキレンオキシド含有反応液(以下、単に「反応液」と記す場合がある)9を自動的にサンプリングし、サンプリングされた反応液9を自動的に分析する自動分析手段2と、循環ライン(サンプリング用ライン)10内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段3と、不活性ガス導入手段3により循環ライン10内を加圧した状態で、自動分析手段2が反応液9のサンプリングを行なうように制御するサンプリング制御手段(図示せず)とを備えている。本実施の形態に係る自動分析装置は、言い換えれば、後述するアルキレンオキシド含有反応液のサンプリング方法を自動的に行い、自動的に分析を行なう装置である。
The automatic analyzer according to the present embodiment is an automatic analyzer used in the production of hydroxyalkyl (meth) acrylate in which an alkylene oxide and (meth) acrylic acid are reacted in the presence of a catalyst, and is shown in FIG. As described above, the automatic analysis means for automatically sampling the alkylene oxide-containing reaction liquid (hereinafter sometimes simply referred to as “reaction liquid”) 9 in the
尚、上記「ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造」は、後述する「(IV)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法」に記載の製造方法による製造を意味する。 The above-mentioned “production of hydroxyalkyl (meth) acrylate” means production by the production method described in “(IV) Production method of hydroxyalkyl (meth) acrylate” described later.
本実施の形態では、上記反応容器1には、反応容器1から反応液9の一部を取り出し、該反応液9を反応容器1に再度戻す循環ライン10が設けられており、自動分析手段2は、循環ライン10と接続されている。また、循環ライン10における自動分析手段2との接続位置の上流側及び下流側に、それぞれ反応液9の流量を調節する第一のバルブ4及び第二のバルブ5を備えている。更には、循環ライン10における反応容器1よりも上流側には、反応液9を循環ライン10に流入させるためのポンプ6と、自動分析手段2に異物が混入することを防止するためのストレーナ7とを備えている。つまり、循環ライン10には、上流側から下流側へ、ポンプ6、ストレーナ7、第一のバルブ4、自動分析手段2、不活性ガス導入手段3、第二のバルブ5がこの順に接続されている。
In the present embodiment, the
自動分析手段2としては、反応液9を自動的にサンプリングし、サンプリングされた反応液9を自動的に分析することができれば、特には限定されない。例えば、ガスクロマトグラフ分析装置や、電位差自動滴定装置や、分光光度計や、水分計やpH計等を、自動的にサンプリング及び分析する構成とした装置等が挙げられる。ガスクロマトグラフ分析装置では分析時間が長いため、また、分光光度計ではセルの強度などが低い等の理由のためプラント等に使用することが困難であるため、電位差自動滴定装置がより好ましい。また、電位差自動滴定装置により測定する物性としては、特には限定されず、例えば、酸成分量、アルカリ成分量、水酸基価等が挙げられる。この中でも、上記自動分析手段が、電位差自動滴定装置により酸成分量を測定する手段であることがより好ましい。
The automatic analysis means 2 is not particularly limited as long as the
不活性ガス導入手段3としては、循環ライン(サンプリング用ライン)10内に不活性ガスを導入することができれば、特には限定されず、どのような構成であってもかまわない。本実施の形態では、不活性ガス導入手段3は、不活性ガスが充填されたガスタンクを用いている。不活性ガス導入手段3は、第一のバルブ4と第二のバルブ5との間に設けられ、バルブ3aによって不活性ガスの流量を調整することにより、循環ライン10を加圧することができる構成となっている。
The inert gas introduction means 3 is not particularly limited as long as the inert gas can be introduced into the circulation line (sampling line) 10, and any configuration may be used. In the present embodiment, the inert gas introduction means 3 uses a gas tank filled with an inert gas. The inert gas introduction means 3 is provided between the first valve 4 and the
尚、不活性ガス導入手段3で用いられる不活性ガスとしては、後述する「(III)アルキレンオキシド含有反応液のサンプリング方法」で例示するものと同様のものが挙げられる。 Examples of the inert gas used in the inert gas introduction means 3 are the same as those exemplified in “(III) Sampling method of alkylene oxide-containing reaction liquid” described later.
本実施の形態では、サンプリング制御手段は、第一のバルブ4と第二のバルブ5とを閉じ、不活性ガス導入手段3により上記第一のバルブ4と第二のバルブ5との間の循環ライン10内を加圧した状態で、自動分析手段2が反応液9のサンプリングを行うように制御する。これにより、サンプリングされた反応液9には気泡が発生し難いため、自動分析手段2により測定される値には誤差が少ない。更には、自動分析手段2により測定された値の推移から、反応停止時機を予測し、反応を自動停止させる制御手段(自動反応停止装置)を更に設けることにより、反応の大部分を自動化させることが可能となり、製造コストを大幅に低減させることができる。
In the present embodiment, the sampling control means closes the first valve 4 and the
サンプリング制御手段としては、循環ライン(サンプリング用ライン)10内を加圧した状態で、自動分析手段2が反応液9のサンプリングを行なうように制御することができれば、特には限定されず、例えば、コンピュータ等により各装置等を自動的に制御する構成が挙げられる。
The sampling control means is not particularly limited as long as the automatic analysis means 2 can be controlled to sample the
尚、上述の説明では、サンプリング用ラインが循環ライン10である場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、図2に示すような、自動分析手段2が直接反応容器1に接続されている構成であってもよい。サンプリングされる反応液9の入ったサンプリング用ラインを加圧することができれば、本実施形態と同様の効果が得られる。
In the above description, the case where the sampling line is the
但し、本実施形態のように、サンプリング用ラインが循環ライン10である場合は、より均一な反応液をサンプリングすることができるため、より正確に分析を行なうことができ、特に効果が大きい。
However, when the sampling line is the
尚、図2に示す上記構成の場合、反応液9をサンプリング用ラインに流入させた後、第一のバルブ4を閉じ、不活性ガス導入手段3によりサンプリング用ライン内を加圧した状態で、自動分析手段2が反応液9のサンプリングを行うように、サンプリング制御手段を制御するように設定すればよい。
In the case of the above configuration shown in FIG. 2, after the
(III)アルキレンオキシド含有反応液のサンプリング方法
本発明に係るアルキレンオキシド含有反応液(以下、単に「反応液」と記す場合がある)のサンプリング方法としては、触媒の存在下、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造におけるアルキレンオキシド含有反応液のサンプリング方法であり、サンプリング用ライン内のアルキレンオキシド含有反応液を、不活性ガスにより加圧した状態でサンプリングする方法が好ましく挙げられる。
(III) Sampling Method for Alkylene Oxide-Containing Reaction Liquid As a sampling method for the alkylene oxide-containing reaction liquid according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “reaction liquid”), an alkylene oxide and (meta ) Sampling method of reaction liquid containing alkylene oxide in production of hydroxyalkyl (meth) acrylate to react with acrylic acid, sampling reaction liquid containing alkylene oxide in sampling line under pressure with inert gas Preferred is the method.
これにより、反応液中のアルキレンオキシドが気化し難いため、サンプリングした反応液に気泡が発生することを抑制することができる。 Thereby, since the alkylene oxide in a reaction liquid is hard to evaporate, it can suppress that a bubble generate | occur | produces in the sampled reaction liquid.
上記アルキレンオキシド含有反応液のサンプリング方法では、上記サンプリング用ラインは、反応容器から反応液の一部を取り出し該反応液を反応容器に再度戻す循環ラインであり、サンプリング用ラインに流入した反応液を、不活性ガスによりサンプリング用ライン内を加圧した状態でサンプリングする構成であってもよい。 In the sampling method of the alkylene oxide-containing reaction solution, the sampling line is a circulation line for taking out a part of the reaction solution from the reaction vessel and returning the reaction solution to the reaction vessel again. The sampling may be performed in a state where the inside of the sampling line is pressurized with an inert gas.
上記サンプリング用ラインを加圧する方法としては、例えば、サンプリング用ラインにバルブを設け、バルブ操作によりサンプリング箇所を含む領域を密閉し、該領域に不活性ガスを導入することにより加圧する方法が挙げられる。 Examples of the method for pressurizing the sampling line include a method in which a valve is provided in the sampling line, a region including a sampling point is sealed by operating the valve, and the region is pressurized by introducing an inert gas. .
加圧により到達する圧力は、標準気圧(1気圧)よりも高ければ特には限定されず、設備の耐圧強度等により適宜設定すればよい。例えば、ゲージ圧で0.03〜0.1MPaの範囲内に設定することができる。 The pressure reached by the pressurization is not particularly limited as long as it is higher than the standard atmospheric pressure (1 atm), and may be appropriately set depending on the pressure resistance strength of the equipment. For example, the gauge pressure can be set within a range of 0.03 to 0.1 MPa.
上記不活性ガスとしては、特には限定されないが、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as said inert gas, Nitrogen, helium, argon etc. are mentioned.
アルキレンオキシドとしては、特には限定されないが、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等の炭素数2〜6のアルキレンオキシドが挙げられる。 Although it does not specifically limit as alkylene oxide, For example, C2-C6 alkylene oxides, such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, are mentioned.
尚、上記「ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造」は、後述する「(IV)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法」に記載の製造方法による製造を意味する。 The above-mentioned “production of hydroxyalkyl (meth) acrylate” means production by the production method described in “(IV) Production method of hydroxyalkyl (meth) acrylate” described later.
(IV)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法
本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法(以下、単に「本発明に係る製造方法」と記する場合がある)は、触媒の存在下、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法であり、好ましくは本発明に係る製造システムにより反応を自動停止させる工程を含む。
(IV) Method for Producing Hydroxyalkyl (meth) acrylate The method for producing hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “production method according to the present invention”) is used in the presence of a catalyst. , A method for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate in which an alkylene oxide and (meth) acrylic acid are reacted, and preferably includes a step of automatically stopping the reaction by the production system according to the present invention.
また、本発明に係る製造方法では、後述する蒸留残渣を次の反応に再利用する場合には、更に、反応液中の触媒量に対し酸成分量が、計算上、モル比で0.01以上となる状態を維持することが好ましい。 Further, in the production method according to the present invention, when the distillation residue described later is reused in the next reaction, the amount of the acid component relative to the amount of the catalyst in the reaction solution is further calculated as a molar ratio of 0.01. It is preferable to maintain the above state.
本発明に係るヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法では、上述した反応液中の酸成分量の推移から、反応停止時機を予測し、反応を停止させること以外については、特に限定されるものではなく、例えば、国際公開第2006/013971号パンフレットや特開2004−182634号公報に記載されている従来公知の方法と同様の方法により行うことができる。以下、具体的に説明する。 The method for producing hydroxyalkyl (meth) acrylate according to the present invention is not particularly limited except that the reaction stop timing is predicted from the transition of the acid component amount in the reaction solution described above, and the reaction is stopped. For example, it can carry out by the method similar to the conventionally well-known method described in the international publication 2006/013971 pamphlet and Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-182634. This will be specifically described below.
本発明に係る製造方法で用いられる上記アルキレンオキシドとしては、「(III)アルキレンオキシド含有反応液のサンプリング方法」において例示した化合物と同様のものが挙げられる。 Examples of the alkylene oxide used in the production method according to the present invention include the same compounds as those exemplified in “(III) Sampling method of alkylene oxide-containing reaction solution”.
本発明に係る製造方法において、(メタ)アクリル酸の全供給量とアルキレンオキシドの全供給量との関係は、(メタ)アクリル酸1モルに対して、アルキレンオキシドが1.0〜10モルの範囲内であることが好ましく、より好ましくは1.0〜5.0モルの範囲内、さらに好ましくは1.0〜3.0モルの範囲内、特に好ましくは1.0〜2.0モルの範囲内である。(メタ)アクリル酸1モルに対して、アルキレンオキシドが1.0モル未満であると、反応が進行し難くなる傾向があり、一方、アルキレンオキシドが10モルを超えると、アルキレンオキシドの回収工程等が必要となり製造コストが増大する傾向がある。 In the production method according to the present invention, the relationship between the total supply amount of (meth) acrylic acid and the total supply amount of alkylene oxide is that 1.0 to 10 mol of alkylene oxide is present per 1 mol of (meth) acrylic acid. It is preferably within the range, more preferably within the range of 1.0 to 5.0 mol, even more preferably within the range of 1.0 to 3.0 mol, particularly preferably 1.0 to 2.0 mol. Within range. When the alkylene oxide is less than 1.0 mol with respect to 1 mol of (meth) acrylic acid, the reaction tends to be difficult to proceed. On the other hand, when the alkylene oxide exceeds 10 mol, the process of recovering the alkylene oxide, etc. Tends to be necessary and the manufacturing cost tends to increase.
本発明に係る製造方法において、原料である(メタ)アクリル酸及びアルキレンオキシドの仕込み方法(順序)については、通常は、反応容器に(メタ)アクリル酸の一部若しくは全量を初期仕込みしておき、そこにアルキレンオキシド若しくはアルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸の残部とを供給する方法が一般的であるが、これに限定されるものではない。例えば、アルキレンオキシドの一部もしくは全量を初期仕込みするようにしてもかまわない。 In the production method according to the present invention, with regard to the charging method (order) of the raw materials (meth) acrylic acid and alkylene oxide, usually, a part or all of (meth) acrylic acid is initially charged in a reaction vessel. A method of supplying alkylene oxide or alkylene oxide and the remainder of (meth) acrylic acid thereto is generally used, but is not limited thereto. For example, a part or all of the alkylene oxide may be initially charged.
また、上記(メタ)アクリル酸及びアルキレンオキシドの供給は、一括投入及び逐次投入(連続的な投入及び/又は間欠的な投入)の何れであってもよいが、好ましくは、初期仕込み分は一括投入し、その後に供給する分は逐次投入することがより好ましい。尚、連続的な投入とは、少しずつ連続的に投入する形態を意味し、間欠的な投入とは、パルス的又は断続的に、任意の回数に分けて投入する形態を意味する。また、連続的に投入をする場合は、投入速度を投入終了まで一定としてもよいし、途中で少なくとも1回投入速度を変化させてもよいし、投入速度自体を連続的に任意に変化させてもよい。 Further, the supply of the (meth) acrylic acid and the alkylene oxide may be either batch charging or sequential charging (continuous charging and / or intermittent charging), but preferably the initial charge is batch. It is more preferable that the portions to be charged and then supplied are sequentially charged. The continuous charging means a mode of continuously charging little by little, and the intermittent charging means a mode of charging in an arbitrary number of times in a pulsed manner or intermittently. When continuously charging, the charging speed may be constant until the end of charging, or the charging speed may be changed at least once in the middle, or the charging speed itself may be arbitrarily changed continuously. Also good.
また、(メタ)アクリル酸及びアルキレンオキシドを投入する際には、常温で投入してもよいし、その時点での系内の温度を変化させないように所望の温度にまで予め加温してから投入してもよい。 In addition, when (meth) acrylic acid and alkylene oxide are charged, they may be charged at room temperature or after preheating to a desired temperature so as not to change the temperature in the system at that time. You may throw it in.
また、(メタ)アクリル酸とアルキレンオキシドとの両方を同時に投入する場合には、それぞれ別々の投入ラインから投入してもよいし、反応容器に投入する前に、配管、ラインミキサー、ミキシングタンク等で予め混合してから投入してもよい。それぞれ別々の投入ラインから添加した場合には、系内におけるアルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸とのモル比に偏りが生じるおそれがあるので、反応容器へ投入する前に予め混合してから供給することがより好ましい。尚、それぞれ別々の投入ラインから投入する場合、投入の形態(一括投入、逐次投入)、投入する原料の温度、投入速度等については、各原料で必ずしも同じである必要はない。 In addition, when both (meth) acrylic acid and alkylene oxide are charged at the same time, they may be charged from separate charging lines, or before being charged into the reaction vessel, piping, line mixer, mixing tank, etc. It may be added after mixing in advance. When added from separate charging lines, the molar ratio of alkylene oxide and (meth) acrylic acid in the system may be biased. It is more preferable. In addition, in the case of charging from separate charging lines, the charging mode (batch charging, sequential charging), the temperature of the raw material to be charged, the charging speed, etc. are not necessarily the same for each raw material.
尚、本発明に係る製造方法において、(メタ)アクリル酸及びアルキレンオキシドの全供給量を仕込み終えるまでに要する時間は、特に制限されるものではなく、反応の進行具合や生産性等を考慮して、適宜設定すればよい。 In the production method according to the present invention, the time required to finish the total supply of (meth) acrylic acid and alkylene oxide is not particularly limited, considering the progress of the reaction, productivity, etc. Can be set as appropriate.
反応に使用する触媒は特には限定されず、この種の反応に一般に用いられている従来公知の触媒を使用することができる。反応に使用する上記触媒として、具体的には、(メタ)アクリル酸及びアルキレンオキシドを含む反応液に可溶な全ての均一系触媒が挙げられる。より具体的には、クロム(Cr)化合物、鉄(Fe)化合物、イットリウム(Y)化合物、ランタン(La)化合物、セリウム(Ce)化合物、タングステン(W)化合物、ジルコニウム(Zr)化合物、チタン(Ti)化合物、バナジウム(V)化合物、リン(P)化合物、アルミニウム(Al)化合物及びモリブデン(Mo)化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、上記反応液に可溶な均一系触媒が挙げられる。この中でも、クロム(Cr)化合物及び/又は鉄(Fe)化合物を含む上記反応液に可溶な均一系触媒がより好ましく、クロム(Cr)化合物を含む上記反応液に可溶な均一系触媒が更に好ましく、クロム(Cr)化合物からなる上記反応液に可溶な均一系触媒が最も好ましい。特に、後述する反応液中の触媒量に対する酸成分量を調整するとともに、蒸留残渣を次の反応液に用いる実施形態の場合においては、触媒として、クロム(Cr)化合物を含み上記反応液に可溶な均一系触媒を用いることにより、より一層顕著な効果が得られるため好ましく、クロム(Cr)化合物からなり上記反応液に可溶な均一系触媒を用いることがより好ましい。 The catalyst used for the reaction is not particularly limited, and a conventionally known catalyst generally used for this kind of reaction can be used. Specific examples of the catalyst used in the reaction include all homogeneous catalysts soluble in a reaction solution containing (meth) acrylic acid and alkylene oxide. More specifically, chromium (Cr) compound, iron (Fe) compound, yttrium (Y) compound, lanthanum (La) compound, cerium (Ce) compound, tungsten (W) compound, zirconium (Zr) compound, titanium ( A homogeneous catalyst soluble in the reaction solution, comprising at least one selected from the group consisting of (Ti) compound, vanadium (V) compound, phosphorus (P) compound, aluminum (Al) compound and molybdenum (Mo) compound. Can be mentioned. Among these, a homogeneous catalyst soluble in the reaction solution containing a chromium (Cr) compound and / or an iron (Fe) compound is more preferable, and a homogeneous catalyst soluble in the reaction solution containing a chromium (Cr) compound is more preferable. More preferred is a homogeneous catalyst that is soluble in the reaction solution and comprises a chromium (Cr) compound. In particular, in the embodiment in which the amount of acid component relative to the amount of catalyst in the reaction solution described later is adjusted and the distillation residue is used in the next reaction solution, the reaction solution containing a chromium (Cr) compound as a catalyst is acceptable. It is preferable to use a homogeneous homogeneous catalyst because a more remarkable effect can be obtained, and it is more preferred to use a homogeneous catalyst made of a chromium (Cr) compound and soluble in the reaction solution.
クロム(Cr)化合物としては、特には限定されず、クロム(Cr)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、塩化クロム、アセチルアセトンクロム、蟻酸クロム、酢酸クロム、オクタン酸クロム、イソオクタン酸クロム、アクリル酸クロム、メタクリル酸クロム、重クロム酸ソーダ、ジブチルジチオカルバミン酸クロム等が挙げられる。 The chromium (Cr) compound is not particularly limited, and examples thereof include a compound having a chromium (Cr) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include chromium chloride, acetylacetone chromium, chromium formate, chromium acetate, chromium octanoate, chromium isooctanoate, chromium acrylate, chromium methacrylate, sodium dichromate, chromium dibutyldithiocarbamate and the like.
鉄(Fe)化合物としては、特には限定されず、鉄(Fe)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、鉄粉、塩化鉄、蟻酸鉄、酢酸鉄、アクリル酸鉄、メタクリル酸鉄等が挙げられる。 The iron (Fe) compound is not particularly limited, and examples thereof include compounds having an iron (Fe) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include iron powder, iron chloride, iron formate, iron acetate, iron acrylate, and iron methacrylate.
イットリウム(Y)化合物としては、特には限定されず、イットリウム(Y)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、アセチルアセトンイットリウム、塩化イットリウム、酢酸イットリウム、硝酸イットリウム、硫酸イットリウム、アクリル酸イットリウム、メタクリル酸イットリウム等が挙げられる。 The yttrium (Y) compound is not particularly limited, and examples thereof include a compound having an yttrium (Y) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include yttrium acetylacetone, yttrium chloride, yttrium acetate, yttrium nitrate, yttrium sulfate, yttrium acrylate, and yttrium methacrylate.
ランタン(La)化合物としては、特には限定されず、ランタン(La)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、アセチルアセトンランタン、塩化ランタン、酢酸ランタン、硝酸ランタン、硫酸ランタン、アクリル酸ランタン、メタクリル酸ランタン等が挙げられる。 The lanthanum (La) compound is not particularly limited, and examples thereof include a compound having a lanthanum (La) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include lanthanum acetylacetone, lanthanum chloride, lanthanum acetate, lanthanum nitrate, lanthanum sulfate, lanthanum acrylate, and lanthanum methacrylate.
セリウム(Ce)化合物としては、特には限定されず、セリウム(Ce)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、アセチルアセトンセリウム、塩化セリウム、酢酸セリウム、硝酸セリウム、硫酸セリウム、アクリル酸セリウム、メタクリル酸セリウム等が挙げられる。 The cerium (Ce) compound is not particularly limited, and examples thereof include compounds having a cerium (Ce) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include acetylacetone cerium, cerium chloride, cerium acetate, cerium nitrate, cerium sulfate, cerium acrylate, and cerium methacrylate.
タングステン(W)化合物としては、特には限定されず、タングステン(W)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、塩化タングステン、アクリル酸タングステン、メタクリル酸タングステン等が挙げられる。 The tungsten (W) compound is not particularly limited, and includes a compound having a tungsten (W) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include tungsten chloride, tungsten acrylate, tungsten methacrylate, and the like.
ジルコニウム(Zr)化合物としては、特には限定されず、ジルコニウム(Zr)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、アセチルアセトンジルコニウム、塩化ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、アクリル酸ジルコニウム、メタクリル酸ジルコニウム、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムプロポキシド、塩化ジルコニル、酢酸ジルコニル、硝酸ジルコニル、アクリル酸ジルコニル、メタクリル酸ジルコニル等が挙げられる。 The zirconium (Zr) compound is not particularly limited, and examples thereof include a compound having a zirconium (Zr) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specifically, zirconium acetylacetone, zirconium chloride, zirconium acetate, zirconium nitrate, zirconium sulfate, zirconium acrylate, zirconium methacrylate, zirconium butoxide, zirconium propoxide, zirconyl chloride, zirconyl acetate, zirconyl nitrate, zirconyl acrylate, methacrylic acid Zirconyl etc. are mentioned.
チタン(Ti)化合物としては、特には限定されず、チタン(Ti)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、塩化チタン、硝酸チタン、硫酸チタン、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンプロポキシド、チタンイソプロポキシド、アクリル酸チタン、メタクリル酸チタン等が挙げられる。 The titanium (Ti) compound is not particularly limited, and includes a compound having a titanium (Ti) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include titanium chloride, titanium nitrate, titanium sulfate, titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium acrylate, and titanium methacrylate.
バナジウム(V)化合物としては、特には限定されず、バナジウム(V)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、アセチルアセトンバナジウム、塩化バナジウム、ナフテン酸バナジウム、アクリル酸バナジウム、メタクリル酸バナジウム等が挙げられる。 The vanadium (V) compound is not particularly limited, and examples thereof include a compound having a vanadium (V) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include vanadium acetylacetone, vanadium chloride, vanadium naphthenate, vanadium acrylate, and vanadium methacrylate.
リン(P)化合物としては、特には限定されず、リン(P)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、トリメチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリトルイルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィン)エタン等のアルキルホスフィン類及びその(メタ)アクリル酸等の4級ホスホニウム塩等が挙げられる。 The phosphorus (P) compound is not particularly limited, and examples thereof include compounds having a phosphorus (P) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specifically, alkyl phosphines such as trimethylphosphine, tributylphosphine, trioctylphosphine, triphenylphosphine, tritoluylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphine) ethane, and quaternary phosphonium such as (meth) acrylic acid. Examples include salts.
アルミニウム(Al)化合物としては、特には限定されず、アルミニウム(Al)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、アセチルアセトンアルミニウム、塩化アルミニウム、酢酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アクリル酸アルミニウム、メタクリル酸アルミニウム等が挙げられる。 The aluminum (Al) compound is not particularly limited, and examples thereof include a compound having an aluminum (Al) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include aluminum acetylacetone, aluminum chloride, aluminum acetate, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, aluminum acrylate, and aluminum methacrylate.
モリブデン(Mo)化合物としては、特には限定されず、モリブデン(Mo)原子を分子内に有し、かつ、上記反応液に可溶な化合物が挙げられる。具体的には、塩化モリブデン、酢酸モリブデン、アクリル酸モリブデン、メタクリル酸モリブデン等が挙げられる。 The molybdenum (Mo) compound is not particularly limited, and examples include compounds having a molybdenum (Mo) atom in the molecule and soluble in the reaction solution. Specific examples include molybdenum chloride, molybdenum acetate, molybdenum acrylate, molybdenum methacrylate, and the like.
また、本実施の形態に係る製造方法に用い得る触媒として、上述したクロム(Cr)化合物、鉄(Fe)化合物、イットリウム(Y)化合物、ランタン(La)化合物、セリウム(Ce)化合物、タングステン(W)化合物、ジルコニウム(Zr)化合物、チタン(Ti)化合物、バナジウム(V)化合物、リン(P)化合物、アルミニウム(Al)化合物及びモリブデン(Mo)化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含み、上記反応液に可溶な均一系触媒とアミン化合物とを含む触媒(アミン化合物併用タイプ)が好ましく挙げられる。 Further, as a catalyst that can be used in the manufacturing method according to this embodiment, the chromium (Cr) compound, the iron (Fe) compound, the yttrium (Y) compound, the lanthanum (La) compound, the cerium (Ce) compound, tungsten ( W) at least one selected from the group consisting of a compound, a zirconium (Zr) compound, a titanium (Ti) compound, a vanadium (V) compound, a phosphorus (P) compound, an aluminum (Al) compound, and a molybdenum (Mo) compound, Preferred is a catalyst (amine compound combined type) containing a homogeneous catalyst soluble in the reaction solution and an amine compound.
上記アミン化合物としては、アミン官能基を分子内に有する化合物であれば、特には限定はされず、具体的には、トリアルキルアミン類、ピリジン等の環状アミン類及びその4級塩等の均一系アミン化合物が挙げられる。上記アミン化合物を併用することにより、相乗的に触媒活性を向上させることができ、反応転化率及び反応選択率の両方を高くすることができる。 The amine compound is not particularly limited as long as it is a compound having an amine functional group in the molecule. Specifically, the amine compound is uniform such as trialkylamines, cyclic amines such as pyridine, and quaternary salts thereof. Based amine compounds. By using the amine compound in combination, the catalytic activity can be synergistically improved, and both the reaction conversion rate and the reaction selectivity can be increased.
本実施の形態に係る製造方法における触媒の使用量は、特には限定はされないが、例えば、上述したクロム(Cr)化合物等からなる群より選ばれる少なくとも一種を含み、上記反応液に可溶な均一系触媒(アミン化合物を併用しないタイプ)を用いる場合は、(メタ)アクリル酸に対して0.01〜10モル%の範囲内であることが好ましく、0.02〜5モル%の範囲内であることがより好ましく、0.04〜3モル%の範囲内であることが更に好ましい。上記使用量が0.01モル%未満であると、反応速度が遅くなるため反応時間が長くなり、生産コストが増大する傾向がある。上記使用量が10モル%を超えると、副生物の反応選択性が高くなる傾向がある。 The amount of the catalyst used in the production method according to the present embodiment is not particularly limited, but includes, for example, at least one selected from the group consisting of the chromium (Cr) compounds described above and is soluble in the reaction solution. When using a homogeneous catalyst (a type that does not use an amine compound in combination), it is preferably in the range of 0.01 to 10 mol%, preferably in the range of 0.02 to 5 mol% with respect to (meth) acrylic acid. It is more preferable that it is in the range of 0.04 to 3 mol%. If the amount used is less than 0.01 mol%, the reaction rate becomes slow, so the reaction time becomes longer and the production cost tends to increase. If the amount used exceeds 10 mol%, the reaction selectivity of by-products tends to increase.
また、上述したアミン化合物併用タイプの触媒を用いる場合、アミン化合物の使用量は、(メタ)アクリル酸に対し0.01〜10モル%の範囲内であることが好ましく、0.02〜5モル%の範囲内であることがより好ましく、0.04〜3モル%の範囲内であることが更に好ましい。クロム(Cr)化合物等からなる群より選ばれる少なくとも一種を含み、上記反応液に可溶な均一系触媒の使用量は、0.01〜5モル%の範囲内であることが好ましく、0.02〜5モル%の範囲内であることがより好ましく、0.04〜3モル%の範囲内であることが更に好ましい。上記使用量が0.01モル%未満であると、アミン化合物と触媒との相乗効果が得られないおそれがあり、5モル%を超えると、生産コストが増大する傾向がある。 Moreover, when using the amine compound combined type catalyst mentioned above, it is preferable that the usage-amount of an amine compound exists in the range of 0.01-10 mol% with respect to (meth) acrylic acid, and 0.02-5 mol % Is more preferable, and 0.04 to 3 mol% is still more preferable. The use amount of the homogeneous catalyst that contains at least one selected from the group consisting of chromium (Cr) compounds and the like and is soluble in the reaction solution is preferably in the range of 0.01 to 5 mol%. The content is more preferably in the range of 02 to 5 mol%, and still more preferably in the range of 0.04 to 3 mol%. If the amount used is less than 0.01 mol%, the synergistic effect of the amine compound and the catalyst may not be obtained, and if it exceeds 5 mol%, the production cost tends to increase.
本発明に係る製造方法において、上記触媒は、その全使用量を反応容器に予め仕込んでおくことが一般的であるが、これに限定はされず、例えば、全使用量の一部を反応容器に初期仕込みし、その後、反応の進行途中で残部を追加して供給するようにしてもよい。また、上記触媒が均一系触媒の場合は、両原料の何れかに予め溶解させてから、反応容器に仕込んだり、供給したりしてもよい。例えば、初期仕込みする場合には、反応容器とは別の溶解槽で、初期仕込みする原料に予め溶解させておいて、反応容器に仕込むようにしてもよい。 In the production method according to the present invention, the catalyst is generally charged in advance in the reaction vessel with the total amount used, but the present invention is not limited to this. For example, a part of the total amount used is a reaction vessel. It is also possible to initially charge and then supply the remainder in the course of the reaction. In the case where the catalyst is a homogeneous catalyst, it may be preliminarily dissolved in either of the raw materials and then charged into the reaction vessel or supplied. For example, when initially charged, it may be dissolved in the raw material to be initially charged in a dissolution tank different from the reaction vessel and charged into the reaction vessel.
本発明に係る製造方法においては、必要に応じて、反応の際に系内に重合防止剤を添加してもよい。重合防止剤としては、特には限定はされず、一般に工業的に用いられるものであれば使用可能であり、具体的には、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、tert−ブチルハイドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、ハイドロキノンモノメチルエーテル等のフェノール化合物;N−イソプロピル−N’−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、N−(1−メチルヘプチル)−N’−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、N,N’−ジフェニル−パラ−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−2−ナフチル−パラ−フェニレンジアミン等のパラフェニレンジアミン類;チオジフェニルアミン、フェノチアジン等のアミン化合物;ジブチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジメチルジチオカルバミン酸銅等のジアルキルジチオカルバミン酸銅塩類;2,2,4,4−テトラメチルアゼチジン−1−オキシル、2,2−ジメチル−4,4−ジプロピルアゼチジン−1−オキシル、2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−1−オキシル、2,2,5,5−テトラメチル−3−オキソピロリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、6−アザ−7,7−ジメチル−スピロ(4,5)デカン−6−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−アセトキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ベンゾイルオキシピペリジン−1−オキシル、4,4’,4’’−トリス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)ホスファイト、4,4’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)セバケート等のN−オキシル化合物;等が挙げられる。これら重合防止剤は1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 In the production method according to the present invention, if necessary, a polymerization inhibitor may be added to the system during the reaction. The polymerization inhibitor is not particularly limited and can be used as long as it is generally industrially used. Specifically, for example, hydroquinone, methylhydroquinone, tert-butylhydroquinone, 2,6-di- Phenol compounds such as -tert-butylhydroquinone, 2,5-di-tert-butylhydroquinone, 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, hydroquinone monomethyl ether; N-isopropyl-N'-phenyl-para-phenylenediamine N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-para-phenylenediamine, N- (1-methylheptyl) -N′-phenyl-para-phenylenediamine, N, N′-diphenyl-para- Phenylenediamine, N, N'-di-2-naphthyl-para-pheny Paraphenylenediamines such as diamines; amine compounds such as thiodiphenylamine and phenothiazine; dialkyldithiocarbamate copper salts such as copper dibutyldithiocarbamate, copper diethyldithiocarbamate and copper dimethyldithiocarbamate; Din-1-oxyl, 2,2-dimethyl-4,4-dipropylazetidine-1-oxyl, 2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine-1-oxyl, 2,2,5,5-tetra Methyl-3-oxopyrrolidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 6-aza -7,7-dimethyl-spiro (4,5) decan-6-oxyl, 2,2,6,6- Tramethyl-4-acetoxypiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-benzoyloxypiperidine-1-oxyl, 4,4 ′, 4 ″ -tris- (2,2,6,6) N-oxyl compounds such as 6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) phosphite and 4,4′-bis- (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) sebacate; These polymerization inhibitors may be used alone or in combination of two or more.
上記重合防止剤を用いる場合、その添加量は、(メタ)アクリル酸の全供給量に対して、0.0001〜1重量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは0.001〜0.5重量%の範囲内である。また、重合防止剤の添加時機については、特に限定はされないが、好ましくは初期仕込みする成分と共に初めに反応系に添加しておくことが好ましい。 When using the said polymerization inhibitor, it is preferable that the addition amount exists in the range of 0.0001 to 1 weight% with respect to the total supply amount of (meth) acrylic acid, More preferably, it is 0.001-0. Within the range of 5% by weight. Further, the timing of adding the polymerization inhibitor is not particularly limited, but it is preferable to add it to the reaction system first together with the components initially charged.
本発明に係る製造方法においては、反応を温和に進行させること等を目的として、本発明の効果を損なわない範囲で、反応系に溶媒を存在させて反応を行ってもよい。溶媒としては、具体的には、例えば、トルエン、キシレン、ヘプタン、オクタン等の一般的な溶媒が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を併用して用いることができる。 In the production method according to the present invention, the reaction may be carried out in the presence of a solvent in the reaction system within the range not impairing the effects of the present invention for the purpose of allowing the reaction to proceed mildly. Specific examples of the solvent include common solvents such as toluene, xylene, heptane, and octane, and one or more of these can be used in combination.
本発明に係る製造方法において、(メタ)アクリル酸とアルキレンオキシドとの反応温度は、通常は、40〜130℃の範囲内が好ましく、50〜120℃の範囲内がより好ましく、50〜110℃の範囲内が更に好ましい。反応温度が40℃未満であると、反応速度の低下が著しく、反応時間が長くなり生産性が低下する傾向がある。一方、反応温度が130℃を超えると、ジエステル体や二付加体が副生し易くなる傾向がある。 In the production method according to the present invention, the reaction temperature of (meth) acrylic acid and alkylene oxide is usually preferably in the range of 40 to 130 ° C, more preferably in the range of 50 to 120 ° C, and 50 to 110 ° C. It is more preferable to be within the range. When the reaction temperature is less than 40 ° C., the reaction rate is remarkably lowered, the reaction time is prolonged, and the productivity tends to be lowered. On the other hand, when reaction temperature exceeds 130 degreeC, there exists a tendency for a diester body and a diadduct to become easy to byproduce.
本発明の製造方法において、反応時の系内圧力は、使用する原料の種類やその使用割合にもよるが、一般には標準気圧(1気圧)よりも高いことが好ましく、反応は、通常、加圧下、液状で行われる。 In the production method of the present invention, the internal pressure during the reaction is preferably higher than the standard pressure (1 atm), although it depends on the type of raw material used and the proportion of the raw material used. It is performed in a liquid state under reduction.
本発明に係る製造方法においては、ジエステル抑制剤を添加することが好ましい。これにより、反応停止後に進行するジエステル体の副生を効果的に抑制し、ジエステル体を低減させることができる。 In the production method according to the present invention, it is preferable to add a diester inhibitor. Thereby, the by-product of the diester body which progresses after reaction stop can be suppressed effectively, and a diester body can be reduced.
ジエステル抑制剤としては、例えば、シュウ酸、無水シュウ酸、マロン酸、コハク酸、無水コハク酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、サリチル酸、オクタン酸、アジピン酸、セバシン酸、テトラデカンジカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,3,6−ヘキサントリカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−ペンタンテトラカルボン酸、1,6,7,12−ドデカンテトラカルボン酸、安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、1,3,5,7−ナフタレンテトラカルボン酸、ポリアクリル酸等のカルボン酸及びその無水物;グリセリン、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、クレゾール、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、2,3,4,5−テトラヒドロキシヘキサン、キシリトール、マンニトール、カテコール、レゾルシン、2,6−ジヒドロキシトルエン、tert−ブチルカテコール、ピロガロール、2,4−ビス(ヒドロキシメチル)フェノール、1,2,4−トリヒドロキシベンゼン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、2,4,6−トリス(ヒドロキシメチル)フェノール、1,2,4,5−テトラヒドロキシベンゼン等の多価アルコール;エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四プロピオン酸、ニトリロ三酢酸、イミノ二酢酸、1,2−ジアミノシクロヘキサン四酢酸、アセチルアセトン、クペロン、オキシン、ベンジジン、ジエチルジチオカルバミン酸等の金属キレート剤;等が挙げられる。これらジエステル抑制剤は1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of diester inhibitors include oxalic acid, oxalic anhydride, malonic acid, succinic acid, succinic anhydride, fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, salicylic acid, octanoic acid, adipic acid, sebacic acid, tetradecanedicarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,3,6-hexanetricarboxylic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4-pentanetetracarboxylic acid, 1,6, 7,12-dodecanetetracarboxylic acid, benzoic acid, orthotoluic acid, metatoluic acid, p-toluic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, pyromellitic acid, pyromellitic anhydride , Trimellitic acid, trimellitic anhydride, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,4,5,8 Carboxylic acids such as naphthalenetetracarboxylic acid, 1,3,5,7-naphthalenetetracarboxylic acid and polyacrylic acid and their anhydrides; glycerin, diethylene glycol, trimethylolpropane, cresol, 1,2,6-hexanetriol, penta Erythritol, dipentaerythritol, 2,3,4,5-tetrahydroxyhexane, xylitol, mannitol, catechol, resorcin, 2,6-dihydroxytoluene, tert-butylcatechol, pyrogallol, 2,4-bis (hydroxymethyl) phenol , 1,2,4-trihydroxybenzene, 1,3,5-trihydroxybenzene, 2,4,6-tris (hydroxymethyl) phenol, 1,2,4,5-tetrahydroxybenzene and other polyhydric alcohols ;ethylene Tetraacetic acid, ethylenediaminetetraacetic propionic acid, nitrilotriacetic acid, iminodiacetic acid, 1,2-diaminocyclohexane tetraacetic acid, acetylacetone, cupferron, oxine, benzidine, metal chelating agents such as diethyldithiocarbamate; and the like. These diester inhibitors may be used alone or in combination of two or more.
上記ジエステル抑制剤を用いる場合、その添加量は、上記触媒1モルあたり0.1〜10モルの範囲内が好ましく、より好ましくは0.5〜5モルの範囲内である。触媒1モルあたり0.1モル未満であると、ジエステルの副生を抑制する効果が充分に発揮されないおそれがあり、一方、10モルを超えると、添加したジエステル抑制剤が製品純度を低下させるおそれがあり、特にカルボン酸類を用いた場合には得られる製品に含まれる酸成分の含有量が増加するおそれがある。また、ジエステル抑制剤の添加時機については、特に限定されず、例えば、反応開始前(原料初期仕込み時)、反応停止(冷却開始)直後、蒸留開始時、蒸留中等の際に、1回で、もしくは複数回に分割して添加するようにすればよい。反応停止直後に添加することが好ましい。 When using the said diester inhibitor, the addition amount is preferably in the range of 0.1 to 10 mol, and more preferably in the range of 0.5 to 5 mol, per mol of the catalyst. If the amount is less than 0.1 mole per mole of the catalyst, the effect of suppressing diester by-product may not be sufficiently exerted. On the other hand, if the amount exceeds 10 moles, the added diester inhibitor may lower the product purity. In particular, when carboxylic acids are used, the content of the acid component contained in the resulting product may increase. Further, the timing of adding the diester inhibitor is not particularly limited. For example, before starting the reaction (at the initial raw material charging), immediately after stopping the reaction (starting cooling), at the start of distillation, during distillation, etc., Or what is necessary is just to divide and add in multiple times. It is preferably added immediately after the reaction is stopped.
本発明に係る製造方法では、更に、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸との反応液を蒸留する工程(蒸留工程)を含むことが好ましい。 The production method according to the present invention preferably further includes a step (distillation step) of distilling the reaction solution of alkylene oxide and (meth) acrylic acid.
上記蒸留工程は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの蒸留に一般に用いられている条件下で行うことができる。具体的には、1〜15hPaの範囲内、より好ましくは2〜10hPaの範囲内の圧力下、50〜120℃の範囲内、より好ましくは60〜100℃の範囲内の温度で蒸留を行なう。尚、通常、残存する未反応アルキレンオキシドを減圧下に除去した後に蒸留を行なうことがより好ましい。 The said distillation process can be performed on the conditions generally used for distillation of hydroxyalkyl (meth) acrylate. Specifically, distillation is performed at a temperature within a range of 50 to 120 ° C., more preferably within a range of 60 to 100 ° C. under a pressure within a range of 1 to 15 hPa, more preferably within a range of 2 to 10 hPa. Usually, it is more preferable to carry out distillation after removing the remaining unreacted alkylene oxide under reduced pressure.
蒸留工程の際に、反応時に使用したジエステル抑制剤との合計量が触媒1モル当り0.1〜10モルの範囲内、より好ましくは0.5〜5モルの範囲内となる量のジエステル抑制剤を更に追加添加してもよい。この場合、ジエステル抑制剤は、反応工程で使用したものと同一であってもよいし、異なっていてもよい。 Diester suppression in such an amount that the total amount with the diester inhibitor used in the reaction during the distillation step is within the range of 0.1 to 10 mol, more preferably within the range of 0.5 to 5 mol, per mol of catalyst. An additional agent may be added. In this case, the diester inhibitor may be the same as that used in the reaction step, or may be different.
本実施の形態では、上記蒸留工程における蒸留残渣を次の反応に用いる工程を含むことが好ましい。 In this Embodiment, it is preferable to include the process of using the distillation residue in the said distillation process for next reaction.
上記蒸留残渣としては特には限定されず、例えば、原料化合物である(メタ)アクリル酸をアルキレンオキシドと完全に反応させ、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの留去を行なった後の蒸留残渣を用いてもよいし、(メタ)アクリル酸とアルキレンオキシドとの反応途中の任意の段階で反応を終了させ、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの留去を行なった後の蒸留残渣を用いてもよく、触媒のリサイクル効率や目的生成物の収率等がより向上するように適宜調製すればよい。 The distillation residue is not particularly limited. For example, the distillation residue obtained by completely reacting the raw material compound (meth) acrylic acid with alkylene oxide and distilling off the hydroxyalkyl (meth) acrylate is used. Alternatively, the reaction may be terminated at any stage during the reaction between (meth) acrylic acid and alkylene oxide, and the distillation residue after distillation of hydroxyalkyl (meth) acrylate may be used. What is necessary is just to prepare suitably so that recycling efficiency, the yield of a target product, etc. may improve more.
尚、蒸留残渣においては、目的生成物であるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが完全に留去されていてもよいし、一部留去されずに残存してもよい。また、各種副生物や原料化合物等のその他の成分は、上記蒸留残渣に残存していてもよいし、目的生成物と共に留去されていてもよい。 In the distillation residue, the target product, hydroxyalkyl (meth) acrylate, may be completely distilled off, or it may remain without being partially distilled off. Moreover, other components, such as various by-products and raw material compounds, may remain in the distillation residue, or may be distilled off together with the target product.
また、副生物であるアルキレンオキシドの二付加体(ジアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート)を残存させた状態で蒸留残渣を次の反応に用いるようにすれば、次の反応において該二付加体の副生を効果的に抑制することができるためより好ましい。 Further, if the distillation residue is used in the next reaction in a state where the by-product alkylene oxide diadduct (dialkylene glycol mono (meth) acrylate) remains, the diadduct of the diadduct in the next reaction is used. It is more preferable because by-products can be effectively suppressed.
上記蒸留残渣は、その全量を次の反応に用いることが好ましいが、特には限定はされず、その一部のみを用いたり、分割して複数の反応に分けて用いてもよい。 The total amount of the distillation residue is preferably used for the next reaction, but is not particularly limited, and only a part of the distillation residue may be used or divided into a plurality of reactions.
また、本実施の形態では、上記のように、蒸留残渣を次の反応に使用する場合、反応液中の触媒量に対する反応液中の酸成分量が、該反応液中の触媒の量に対して、計算上、モル比で0.01以上となる状態を維持することが好ましい。上記モル比は0.03以上であることがより好ましく、0.05以上であることが更に好ましい。上記モル比が0.01未満となると、反応液中の触媒が不活性化してしまい、蒸留残渣を次の反応に用いても、蒸留残渣に含まれる触媒の活性が十分に発揮されないおそれがある。尚、上記モル比の値は、モル濃度(モル%)の比、すなわち、反応液中の触媒のモル濃度(モル%)に対する反応液中の酸成分のモル濃度(モル%)の比の値と同じである。 In the present embodiment, as described above, when the distillation residue is used for the next reaction, the amount of the acid component in the reaction solution relative to the amount of the catalyst in the reaction solution is less than the amount of the catalyst in the reaction solution. In terms of calculation, it is preferable to maintain a state where the molar ratio is 0.01 or more. The molar ratio is more preferably 0.03 or more, and still more preferably 0.05 or more. When the molar ratio is less than 0.01, the catalyst in the reaction solution is inactivated, and even if the distillation residue is used in the next reaction, the activity of the catalyst contained in the distillation residue may not be sufficiently exhibited. . The above molar ratio value is the molar concentration (mol%) ratio, that is, the ratio of the molar concentration (mol%) of the acid component in the reaction liquid to the molar concentration (mol%) of the catalyst in the reaction liquid. Is the same.
上記「反応液中の酸成分量」とは、反応液中における全ての酸成分の量を意味し、具体的には、原料化合物である(メタ)アクリル酸のほか、反応液中に含まれ得るその他の酸等も含まれる。 The above-mentioned “amount of acid component in the reaction solution” means the amount of all acid components in the reaction solution. Specifically, it is contained in the reaction solution in addition to (meth) acrylic acid which is a raw material compound. Other acids obtained are also included.
反応液中での上記モル比を維持するようにするとは、具体的には、少なくとも、触媒を反応液中に供給した時点から、該反応液より得られた蒸留残渣を次の反応に用い、次の反応を実際に開始させるまでの全ての間(以下、維持期間と称する場合がある)、常に上記モル比を維持することを意味する。従って、反応時のみならず、反応を終了させるための冷却時や、目的生成物を留去するまでの待機時や、目的生成物の留去時及び留去後の全ての工程において、常に、上記モル比を維持させることが好ましい。 In order to maintain the above molar ratio in the reaction solution, specifically, at least when the catalyst is supplied into the reaction solution, the distillation residue obtained from the reaction solution is used for the next reaction, It means that the above molar ratio is always maintained during the entire period until the next reaction is actually started (hereinafter, sometimes referred to as a maintenance period). Therefore, not only at the time of reaction but also at the time of cooling to end the reaction, at the time of waiting until the target product is distilled off, and at all steps of the target product at the time of distilling and after the distillation, always, It is preferable to maintain the molar ratio.
ここで、上記「計算上」とは、上記「反応液中の触媒の量」が、上記維持期間内の任意の時点における反応液中に存在している触媒の量であることを意味する。より具体的には、バッチ反応の場合、所定の時点までに反応液中に供給した触媒の総量を意味する。 Here, the “calculation” means that the “amount of catalyst in the reaction solution” is the amount of the catalyst present in the reaction solution at an arbitrary time point within the maintenance period. More specifically, in the case of batch reaction, it means the total amount of catalyst supplied into the reaction solution up to a predetermined point in time.
尚、反応液中の触媒量の算出には、反応に使用されることにより本来有する触媒性能が低下したか、又は消失してしまったか否かは勘案せずに行なう。一方、「反応液中の酸成分量」は、上記任意の時点において、反応容器内の反応液中に存在している(メタ)アクリル酸等の酸成分の量を意味する。 The calculation of the amount of catalyst in the reaction solution is performed without considering whether or not the catalyst performance originally possessed by use in the reaction has deteriorated or disappeared. On the other hand, the “amount of acid component in the reaction solution” means the amount of acid component such as (meth) acrylic acid present in the reaction solution in the reaction vessel at any given time.
反応液中の上記モル比を維持する手段としては、特には限定されないが、例えば、(i)上記モル比が維持される程度に、原料化合物である(メタ)アクリル酸を反応液中に供給する手段や、(ii)原料化合物である(メタ)アクリル酸より反応性の低い酸等を反応液中に供給する手段や、(iii)反応終了と同時に未反応アルキレンオキシドを反応液より除く手段(例えば、ガスパージや放散等)や、(iv)反応終了間際の反応温度を設定温度より5℃以上低くしたり、反応終了時の冷却時間を短くしたりする手段等が挙げられる。上記(i)や(ii)の手段における供給に関しては、反応の進行と共に反応液中の酸成分量等を随時管理しながら逐次的に行ってもよい。 The means for maintaining the molar ratio in the reaction solution is not particularly limited. For example, (i) (meth) acrylic acid as a raw material compound is supplied into the reaction solution to such an extent that the molar ratio is maintained. (Ii) means for supplying an acid having a lower reactivity than the raw material compound (meth) acrylic acid into the reaction liquid, and (iii) means for removing unreacted alkylene oxide from the reaction liquid at the end of the reaction. (For example, gas purge or diffusion), (iv) means for reducing the reaction temperature just before the end of the reaction by 5 ° C. or more from the set temperature, or shortening the cooling time at the end of the reaction. The supply in the means (i) and (ii) may be performed sequentially while managing the amount of the acid component in the reaction solution as needed as the reaction proceeds.
上記の反応性の低い酸としては、例えば、オクタン酸、イソオクタン酸、デカン酸、ドデカン酸等の、炭素数が6以上の飽和カルボン酸等のカルボン酸が挙げられる。 Examples of the acid having low reactivity include carboxylic acids such as saturated carboxylic acids having 6 or more carbon atoms such as octanoic acid, isooctanoic acid, decanoic acid, and dodecanoic acid.
本実施の形態では、反応液中の酸成分量を、本発明に係る自動分析装置により分析するため、反応液中の酸成分量を容易に管理することができる。つまり、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造装置を、上記反応液中のモル比を維持する手段(i)〜(iv)を本発明に係る自動分析装置により得られる酸成分量の値に基づいて自動的に行なう構成とすれば、自動的に反応液中の上記モル比を維持することが可能となる。 In the present embodiment, since the amount of acid component in the reaction solution is analyzed by the automatic analyzer according to the present invention, the amount of acid component in the reaction solution can be easily managed. That is, based on the value of the amount of acid components obtained by the automatic analyzer according to the present invention, the means (i) to (iv) for maintaining the molar ratio in the reaction solution, the hydroxyalkyl (meth) acrylate production apparatus. If it is configured to be performed automatically, the molar ratio in the reaction solution can be automatically maintained.
上述した、反応液中の触媒量に対する酸成分量を調整する方法は、(メタ)アクリル酸とアルキレンオキシドとの反応によるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの従来公知の全ての製造方法に適用することができる。例えば、初期仕込みした(メタ)アクリル酸に対するアルキレンオキシドのモル比が1以上となる条件で行なう製造方法に対しても好ましく適用することができる。この製造方法においては、上記初期仕込み時の(メタ)アクリル酸に対するアルキレンオキシドのモル比が例えば1.4以上である場合、触媒の不活性化が顕著となることが問題となっていた。しかしながら、反応液中の触媒に対する酸成分のモル比を上述した範囲内となるように維持すれば、該問題を容易に解消することができる。これは、上記初期仕込み時の(メタ)アクリル酸に対するアルキレンオキシドのモル比が大きいと、反応途中において、反応液中の触媒に対する酸成分のモル比が上述した範囲を下回ることがあるためと考えられる。 The method for adjusting the amount of the acid component relative to the amount of catalyst in the reaction solution described above can be applied to all conventionally known methods for producing hydroxyalkyl (meth) acrylates by the reaction of (meth) acrylic acid and alkylene oxide. it can. For example, the present invention can be preferably applied to a production method carried out under the condition that the molar ratio of alkylene oxide to (meth) acrylic acid initially charged is 1 or more. In this production method, when the molar ratio of alkylene oxide to (meth) acrylic acid at the time of initial charging is 1.4 or more, for example, there has been a problem that catalyst deactivation becomes significant. However, if the molar ratio of the acid component to the catalyst in the reaction solution is maintained within the above-described range, the problem can be easily solved. This is considered to be because when the molar ratio of alkylene oxide to (meth) acrylic acid at the initial charge is large, the molar ratio of the acid component to the catalyst in the reaction solution may be lower than the above-described range during the reaction. It is done.
尚、上述の説明では、反応液中の酸成分量の推移を自動分析装置で測定する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、サンプリング用ラインを加圧状態に維持してサンプリングを行えば、手動(マニュアル)で、つまり人力(手動操作)で分析を行ってもよい。反応液中の酸成分量の推移から、反応停止時機を予測し、反応を停止することができれば、本実施形態と同様の効果が得られる。但し、本実施形態のように、自動分析装置で測定する場合は、特に効果が大きい。 In the above description, the case where the change in the amount of the acid component in the reaction solution is measured by the automatic analyzer has been described, but the present invention is not limited to this. For example, if sampling is performed while maintaining the sampling line in a pressurized state, the analysis may be performed manually (manually), that is, manually (manually operated). If the reaction stop timing is predicted from the transition of the amount of the acid component in the reaction solution and the reaction can be stopped, the same effect as in the present embodiment can be obtained. However, the effect is particularly great when measurement is performed by an automatic analyzer as in this embodiment.
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
〔実施例〕
以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
〔Example〕
Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention still in detail, the present invention is not limited to these examples.
〔酸成分量の測定方法〕
実施例における酸成分量の測定は、電位差自動滴定装置(実施例1、実施例2)、若しくはビュレットによる手分析(実施例3)により、反応液中の酸成分量を中和滴定することにより行なった。尚、酸成分量(重量%)並びに冷却後の反応液中の触媒量に対する酸成分量のモル比は、酸成分を、使用する原料酸(本実施例ではアクリル酸(実施例1)若しくはメタクリル酸(実施例2、実施例3))に換算して求めた。
[Method for measuring acid content]
The acid component amount in the examples is measured by neutralizing and titrating the acid component amount in the reaction solution by an automatic potentiometric titrator (Examples 1 and 2) or by manual analysis with a burette (Example 3). I did it. The molar ratio of the amount of acid component (% by weight) and the amount of acid component to the amount of catalyst in the reaction solution after cooling depends on the acid component used as the raw material acid (acrylic acid (Example 1) or methacrylic acid in this example). It calculated | required in conversion to the acid (Example 2, Example 3).
〔製造例1〕
容量2000Lの攪拌装置を備えた反応器(SUS316製)に、アクリル酸466kg、触媒として酢酸クロム2.81kg及び重合防止剤としてフェノチアジン0.26kgを仕込んだ。反応器内を60℃に昇温させた後、その内部を窒素ガスで置換し、酸素濃度3容積%、内部圧を0.05MPa(G)とした。
[Production Example 1]
A reactor (made of SUS316) equipped with a stirring device having a capacity of 2000 L was charged with 466 kg of acrylic acid, 2.81 kg of chromium acetate as a catalyst, and 0.26 kg of phenothiazine as a polymerization inhibitor. After the temperature in the reactor was raised to 60 ° C., the inside thereof was replaced with nitrogen gas, so that the oxygen concentration was 3% by volume and the internal pressure was 0.05 MPa (G).
その後、上記反応器内に、エチレンオキシド309kgを等速で3時間かけて供給した。この間、反応温度は60℃に維持した。エチレンオキシド供給後、反応温度を80℃に昇温し、反応を継続させた。3時間反応を継続させることで、反応液中のアクリル酸濃度が0.1重量%となったので、反応液を50℃以下に冷却し、反応を終了させた。 Thereafter, 309 kg of ethylene oxide was fed into the reactor at a constant speed over 3 hours. During this time, the reaction temperature was maintained at 60 ° C. After supplying ethylene oxide, the reaction temperature was raised to 80 ° C. to continue the reaction. By continuing the reaction for 3 hours, the acrylic acid concentration in the reaction solution became 0.1% by weight. Therefore, the reaction solution was cooled to 50 ° C. or less to complete the reaction.
引き続き、上記反応で得られた反応液750kgを、容量1000Lの加熱装置を備えたパイロットスケールの蒸留釜(SUS316製)に仕込み、重合防止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテル0.14kgを添加した。蒸留釜を蒸気で加熱し、バッチ蒸留を行なった。蒸留は、蒸留釜内圧を3〜5hPa、蒸留釜内温度を65〜80℃の範囲内とし、280L/時で空気を蒸留釜に導入しながら実施した。蒸留により、目的精製物であるヒドロキシエチルアクリレートの精製品650kgと、蒸留残渣(残存反応液)(A−1)96kgとが得られた。尚、蒸留残渣(残存反応液)(A−1)の酸成分量は0.04重量%(触媒量に対する酸成分量のモル比:0.05)であった。 Subsequently, 750 kg of the reaction solution obtained in the above reaction was charged into a pilot scale distillation kettle (manufactured by SUS316) equipped with a 1000 L capacity heating device, and 0.14 kg of hydroquinone monomethyl ether was added as a polymerization inhibitor. The distillation kettle was heated with steam to perform batch distillation. The distillation was carried out with the internal pressure of the distillation kettle 3-5 hPa and the internal temperature of the distillation kettle within the range of 65-80 ° C. while introducing air into the distillation kettle at 280 L / hour. By distillation, 650 kg of a purified product of hydroxyethyl acrylate, which was a target purified product, and 96 kg of a distillation residue (residual reaction solution) (A-1) were obtained. In addition, the acid component amount of the distillation residue (residual reaction solution) (A-1) was 0.04% by weight (molar ratio of the acid component amount to the catalyst amount: 0.05).
上記反応及び蒸留操作を2回繰り返し、蒸留残渣(残存反応液)(A−1)として、192kgを得た。 The above reaction and distillation operation were repeated twice to obtain 192 kg as a distillation residue (residual reaction solution) (A-1).
〔実施例1〕
図1に示す装置において、反応容器として容量2000Lの攪拌装置を備えた反応器(SUS316製)、自動分析装置として電位差自動滴定装置、不活性ガス導入装置として窒素ボンベをそれぞれ使用したものを以下の操作に用いた。
[Example 1]
In the apparatus shown in FIG. 1, a reactor (made of SUS316) provided with a stirring device having a capacity of 2000 L as a reaction vessel, a potentiometric automatic titration apparatus as an automatic analyzer, and a nitrogen cylinder as an inert gas introduction apparatus are used as follows. Used for operation.
反応器に、アクリル酸の全供給量396.6kgのうち27.7kg、触媒として酢酸クロム1.3kg、製造例1で得られた蒸留残渣(A−1)126.4kg及び重合防止剤としてフェノチアジン0.60kgを仕込んだ。反応器内を85℃に昇温させた後、その内部を窒素ガスで置換し、酸素濃度3容積%、内部圧を0.05MPa(G)とした。 In the reactor, 27.7 kg of the total supply amount of acrylic acid of 396.6 kg, 1.3 kg of chromium acetate as a catalyst, 126.4 kg of distillation residue (A-1) obtained in Production Example 1, and phenothiazine as a polymerization inhibitor 0.60 kg was charged. After the temperature in the reactor was raised to 85 ° C., the inside thereof was replaced with nitrogen gas, so that the oxygen concentration was 3% by volume and the internal pressure was 0.05 MPa (G).
上記反応器内に、126.7kg/時でエチレンオキシドを0.15時間供給し(18.7kg)、その後、199.2kg/時でアクリル酸(368.9kg)を、126.7kg/時でエチレンオキシド(234.6kg)を1.85時間供給した。この間、反応温度は85℃に維持した。原料アクリル酸及び原料エチレンオキシドの供給終了後も、反応温度を85℃に維持して反応を継続した。 Ethylene oxide was fed into the reactor at 126.7 kg / hour for 0.15 hours (18.7 kg), then acrylic acid (368.9 kg) at 199.2 kg / hour, ethylene oxide at 126.7 kg / hour. (234.6 kg) was fed for 1.85 hours. During this time, the reaction temperature was maintained at 85 ° C. Even after the end of the supply of the raw acrylic acid and raw ethylene oxide, the reaction was continued with the reaction temperature maintained at 85 ° C.
原料供給が終了した時点を起点にして30分後に、反応液中の酸成分量の自動測定を開始するため、反応液の抜き出しを開始した。 In order to start the automatic measurement of the amount of the acid component in the reaction solution after 30 minutes from the time when the raw material supply was completed, the extraction of the reaction solution was started.
酸成分量の測定は、以下のようにして行った。 The acid component amount was measured as follows.
反応器底部からポンプを用いて反応液を抜き出し、循環ライン内を反応液で満たした。その後、バルブ4及びバルブ5を閉じ、バルブ3aを開けることにより窒素ボンベから窒素を循環ラインに吹き込み、循環ライン内圧力を0.07MPaまで昇圧した。その後バルブ2aを開け、エチレンオキシド含有反応液を電位差自動滴定装置に導入した。そして、酸成分量の測定開始と同時に、バルブ2a・3aを閉じ、バルブ4・5を開け、反応液を循環させた(図1参照)。
The reaction solution was extracted from the bottom of the reactor using a pump, and the circulation line was filled with the reaction solution. Thereafter, the valve 4 and the
上記自動サンプリング操作、自動分析操作を、反応液の抜き出し開始(原料供給が終了した時点から30分後)から4〜10分間隔で行い、反応液中の酸成分量を3回測定した。反応液中の酸成分量の測定後、酸成分量の推移から指数近似曲線を求め、外挿することにより、反応液中の酸成分量が0.1重量%となる時点を予測して、反応液の冷却を開始し、反応を停止させた。 The automatic sampling operation and the automatic analysis operation were performed at intervals of 4 to 10 minutes from the start of extraction of the reaction liquid (30 minutes after the end of the raw material supply), and the amount of acid components in the reaction liquid was measured three times. After measuring the acid component amount in the reaction solution, an exponential approximation curve is obtained from the transition of the acid component amount, and extrapolated to predict when the acid component amount in the reaction solution is 0.1% by weight, Cooling of the reaction solution was started and the reaction was stopped.
反応液の上記冷却は、反応器から反応液を抜き出し、外部熱交換器に通液させ、冷却された反応液を再度反応器に戻すことにより行った。この操作を反応液温度が50℃以下となるまで行った。 The cooling of the reaction liquid was performed by extracting the reaction liquid from the reactor, passing the reaction liquid through an external heat exchanger, and returning the cooled reaction liquid to the reactor again. This operation was performed until the reaction liquid temperature became 50 ° C. or lower.
50℃以下に冷却した反応液は、製造例1に記載した方法と同様の蒸留方法により蒸留を行なうことにより、ヒドロキシエチルアクリレートの精製品と、蒸留残渣とが得られた。 The reaction solution cooled to 50 ° C. or lower was distilled by the same distillation method as described in Production Example 1 to obtain a purified product of hydroxyethyl acrylate and a distillation residue.
ここで得られた蒸留残渣を、更に、次の反応に仕込むことにより、以上の反応及び蒸留操作を更に4回繰り返し、反応及び蒸留操作を計5回行なった。各回において得られた反応液(B−1〜B−5)について、ガスクロマトグラフィーにより、反応停止後の反応液中の未反応のアクリル酸(AA)濃度、ジエステル体であるエチレングリコールジアクリレート(EGDA)濃度、二付加体であるジエチレングリコールモノアクリレート(DEGMA)濃度をそれぞれ測定した。その結果を、電位差自動滴定の測定結果の推移、冷却開始時間(酸成分量の推移から求めた冷却時機)及び冷却後の反応液中の触媒量に対する酸成分量のモル比(反応液中の触媒量に対する酸成分量の計算上のモル比)と共に表1に示す。また、それぞれの測定値について、5回の平均値及び振れ幅(5回のうちの最大値と最小値との差)についても併せて示す。 The distillation residue obtained here was further charged into the next reaction, whereby the above reaction and distillation operation were further repeated 4 times, and the reaction and distillation operation were performed 5 times in total. About the reaction liquid (B-1 to B-5) obtained in each round, the concentration of unreacted acrylic acid (AA) in the reaction liquid after the reaction was stopped and ethylene glycol diacrylate (Diester) (by gas chromatography) EGDA) concentration and diethylene glycol monoacrylate (DEGMA) concentration, which is a diadduct, were measured. The results are shown as follows: transition of measurement results of potentiometric auto titration, cooling start time (cooling timing determined from transition of acid component amount), and molar ratio of acid component amount to catalyst amount in reaction solution after cooling (in reaction solution) Table 1 shows the calculated molar ratio of the amount of acid component to the amount of catalyst. Moreover, about each measured value, it shows together about the average value of 5 times, and the amplitude (the difference of the maximum value of 5 times and the minimum value).
尚、表1における「サンプリング開始(min)」は、原料供給が終了した時点を起点にして、それぞれのサンプリング開始までの時間を示す。また、「冷却開始(min)」についても、原料供給が終了した時点を起点にした時間で示す。 “Sampling start (min)” in Table 1 indicates the time until the start of each sampling, starting from the point in time when the raw material supply is completed. In addition, “cooling start (min)” is also expressed as a time starting from the time when the raw material supply is completed.
〔比較例1〕
原料供給が終了した時点から30分後に、反応液を電位差自動滴定装置に導入する操作を開始する替わりに、反応液中の酸成分量が0.1重量%以下となったことを電位差滴定装置により確認した後に、冷却を開始したこと以外は実施例1と同様にして、反応および蒸留操作を行った。
[Comparative Example 1]
Instead of starting the operation of introducing the reaction liquid into the potentiometric automatic titration apparatus 30 minutes after the end of the raw material supply, the potentiometric titration apparatus indicates that the amount of the acid component in the reaction liquid is 0.1% by weight or less. After confirming the above, the reaction and the distillation operation were performed in the same manner as in Example 1 except that the cooling was started.
1回目の反応において、原料供給が終了した時点から、実施例1と同じ67分経過後に反応液をサンプリングし、同様に、電位差自動測定装置により酸成分量を測定したところ、0.08重量%であったので、冷却を開始した。酸成分量の測定値が0.1重量%以下となったことを確認した後に冷却を開始したため、約20分のタイムラグが生じ、実際の冷却開始時期は、原料供給が終了した時点から85分後であった。 In the first reaction, the reaction solution was sampled after the elapse of 67 minutes, which was the same as in Example 1, from the time when the supply of the raw materials was completed. Therefore, cooling was started. Since the cooling was started after confirming that the measured value of the acid component amount was 0.1% by weight or less, a time lag of about 20 minutes occurred, and the actual cooling start time was 85 minutes from the end of the raw material supply. It was later.
冷却後の反応液組成は、AA濃度0.001重量%、EGDA濃度0.50重量%、DEGMA濃度9.8重量%であった。また、反応液中の触媒量に対する酸成分量のモル比は0.006であった。 The composition of the reaction solution after cooling was AA concentration 0.001% by weight, EGDA concentration 0.50% by weight, and DEGMA concentration 9.8% by weight. The molar ratio of the acid component amount to the catalyst amount in the reaction solution was 0.006.
上記反応に引き続き、製造例1に記載した方法と同様の操作により、蒸留を行い、ヒドロキシエチルアクリレートの精製品と蒸留残渣とを得た。 Subsequent to the above reaction, distillation was carried out in the same manner as in the method described in Production Example 1 to obtain a purified product of hydroxyethyl acrylate and a distillation residue.
ここで得られた蒸留残渣を更に次の反応(2回目)に仕込んで、反応を実施した。反応1回目と同じ、原料供給が終了した時点から67分経過後に反応液のサンプリングを行い、酸成分量を測定したところ0.97重量%であったので、さらに反応を継続した。85分経過後に反応液をサンプリングし、再度酸成分量を測定したが0.75重量%であった。結局、反応液中の酸成分量は0.1重量%まで低下せず、触媒の失活が認められた。 The distillation residue obtained here was further charged to the next reaction (second time) to carry out the reaction. As in the first reaction, the reaction solution was sampled 67 minutes after the starting of the supply of the raw materials, and the amount of the acid component measured was 0.97% by weight. Therefore, the reaction was further continued. After 85 minutes, the reaction solution was sampled and the acid component amount was measured again, but it was 0.75% by weight. Eventually, the amount of the acid component in the reaction solution did not decrease to 0.1% by weight, and the deactivation of the catalyst was observed.
〔実施例2〕
図1に示す装置において、反応容器として容量2000Lの攪拌装置を備えた反応器(SUS316製)、自動分析装置として電位差自動滴定装置、不活性ガス導入装置として窒素ボンベをそれぞれ使用したものを以下の操作に用いた。
[Example 2]
In the apparatus shown in FIG. 1, a reactor (made of SUS316) provided with a stirring device having a capacity of 2000 L as a reaction vessel, a potentiometric automatic titration apparatus as an automatic analyzer, and a nitrogen cylinder as an inert gas introduction apparatus are used as follows. Used for operation.
反応器に、メタクリル酸の全供給量448kgのうち112kg、触媒として酢酸クロム0.45kg、及び重合防止剤としてフェノチアジン0.45kgを仕込んだ。反応器内を80℃に昇温させた後、その内部を窒素ガスで置換し、酸素濃度1容積%、内部圧を0.1MPa(G)とした。 The reactor was charged with 112 kg of the total methacrylic acid feed rate of 448 kg, 0.45 kg of chromium acetate as the catalyst, and 0.45 kg of phenothiazine as the polymerization inhibitor. After the temperature in the reactor was raised to 80 ° C., the inside thereof was replaced with nitrogen gas, so that the oxygen concentration was 1 vol% and the internal pressure was 0.1 MPa (G).
上記反応器内に、120.4kg/時でエチレンオキシドを0.5時間供給し(60.2kg)、その後、224kg/時でメタクリル酸(336kg)を、120.4kg/時でエチレンオキシド(180.5kg)を1.5時間供給した。この間、反応温度は80℃に維持した。原料メタクリル酸及び原料エチレンオキシドの供給終了後、反応温度を90℃に昇温して反応を継続した。 In the reactor, ethylene oxide was supplied at 120.4 kg / hour for 0.5 hours (60.2 kg), then methacrylic acid (336 kg) was supplied at 224 kg / hour, and ethylene oxide (180.5 kg at 120.4 kg / hour). ) For 1.5 hours. During this time, the reaction temperature was maintained at 80 ° C. After the supply of raw material methacrylic acid and raw material ethylene oxide was completed, the reaction temperature was raised to 90 ° C. and the reaction was continued.
原料供給が終了した時点を起点にして40分後に、反応液中の酸成分量の自動測定を開始するため、反応液の抜き出しを開始した。 Forty minutes after starting the supply of the raw material, extraction of the reaction solution was started to start automatic measurement of the amount of acid components in the reaction solution.
酸成分量の測定は、以下のようにして行った。 The acid component amount was measured as follows.
反応器底部からポンプを用いて反応液を抜き出し、循環ライン内を反応液で満たした。その後、バルブ4及びバルブ5を閉じ、バルブ3aを開けることにより窒素ボンベから窒素を循環ラインに吹き込み、循環ライン内圧力を0.07MPaまで昇圧した。その後バルブ2aを開け、エチレンオキシド含有反応液を電位差自動滴定装置に導入した。そして、酸成分量の測定開始と同時に、バルブ2a・3aを閉じ、バルブ4・5を開け、反応液を循環させた(図1参照)。
The reaction solution was extracted from the bottom of the reactor using a pump, and the circulation line was filled with the reaction solution. Thereafter, the valve 4 and the
上記自動サンプリング操作、自動分析操作を、反応液の抜き出し開始(原料供給が終了した時点から40分後)から4〜11分間隔で行い、反応液中の酸成分量を3回測定した。反応液中の酸成分量の測定後、酸成分量の推移から指数近似曲線を求め、外挿することにより、反応液中の酸成分量が0.1重量%となる時点を予測して、反応液の冷却を開始し、反応を停止させた。 The automatic sampling operation and the automatic analysis operation were performed at intervals of 4 to 11 minutes from the start of extraction of the reaction solution (40 minutes after the completion of the raw material supply), and the amount of acid component in the reaction solution was measured three times. After measuring the acid component amount in the reaction solution, an exponential approximation curve is obtained from the transition of the acid component amount, and extrapolated to predict when the acid component amount in the reaction solution is 0.1% by weight, Cooling of the reaction solution was started and the reaction was stopped.
反応液の上記冷却は、反応器から反応液を抜き出し、外部熱交換器に通液させ、冷却された反応液を再度反応器に戻すことにより行った。この操作を反応液温度が50℃以下となるまで行った。 The cooling of the reaction liquid was performed by extracting the reaction liquid from the reactor, passing the reaction liquid through an external heat exchanger, and returning the cooled reaction liquid to the reactor again. This operation was performed until the reaction liquid temperature became 50 ° C. or lower.
以上の反応操作を計5回行った。各回に得られた反応液について、ガスクロマトグラフィーにより、反応停止後の反応液中の未反応メタクリル酸(MAA)濃度、ジエステル体であるエチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)濃度、二付加体であるジエチレングリコールモノメタクリレート(DEGMMA)濃度をそれぞれ測定した。その結果を、電位差自動滴定の測定結果の推移、及び冷却開始時間(酸成分量の推移から求めた冷却時機)と共に表2に示す。また、それぞれの測定値について、5回の平均値及び振れ幅(5回のうちの最大値と最小値との差)についても併せて示す。 The above reaction operation was performed 5 times in total. About the reaction liquid obtained each time, by gas chromatography, the unreacted methacrylic acid (MAA) density | concentration in the reaction liquid after reaction stop, the ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) density | concentration which is a diester body, the diethylene glycol which is a diadduct Monomethacrylate (DEGMMA) concentration was measured respectively. The result is shown in Table 2 together with the transition of the measurement result of potentiometric automatic titration and the cooling start time (cooling time determined from the transition of the amount of acid component). Moreover, about each measured value, it shows together about the average value of 5 times, and the amplitude (the difference of the maximum value of 5 times and the minimum value).
〔比較例2〕
電位差自動滴定装置に反応液を導入する際、窒素で加圧しなかったこと以外は、実施例2と同様にして反応操作を5回繰り返した。各回において得られた反応液について、反応停止後の反応液のMAA濃度、EGDMA濃度、DEGMMA濃度をそれぞれ測定した。その結果を、電位差自動滴定の測定結果の推移、及び冷却開始時間と共に表3に示す。また、それぞれの測定値について、5回の平均値及び振れ幅(5回のうちの最大値と最小値との差)についても併せて示す。
[Comparative Example 2]
When the reaction solution was introduced into the potentiometric automatic titrator, the reaction operation was repeated 5 times in the same manner as in Example 2 except that no pressure was applied with nitrogen. About the reaction liquid obtained in each time, MAA density | concentration, EGDMA density | concentration, and DEGGMA density | concentration of the reaction liquid after reaction stop were measured, respectively. The results are shown in Table 3 together with the transition of the measurement result of the potentiometric automatic titration and the cooling start time. Moreover, about each measured value, it shows together about the average value of 5 times, and the amplitude (the difference of the maximum value of 5 times and the minimum value).
〔実施例3〕
反応容器として容量2000Lの攪拌装置を備えた反応器(SUS316製)、手動分析装置としてビュレット、不活性ガス導入装置として窒素ボンベをそれぞれ使用したものを以下の操作に用いた。
Example 3
A reactor (made of SUS316) having a capacity of 2000 L as a reaction vessel, a burette as a manual analyzer, and a nitrogen cylinder as an inert gas introduction device were used for the following operations.
反応器に、メタクリル酸の全供給量448kgのうち112kg、触媒として酢酸クロム0.45kg、及び重合防止剤としてフェノチアジン0.45kgを仕込んだ。反応器内を80℃に昇温させた後、その内部を窒素ガスで置換し、酸素濃度1容積%、内部圧を0.1MPa(G)とした。 The reactor was charged with 112 kg of the total methacrylic acid feed rate of 448 kg, 0.45 kg of chromium acetate as the catalyst, and 0.45 kg of phenothiazine as the polymerization inhibitor. After the temperature in the reactor was raised to 80 ° C., the inside thereof was replaced with nitrogen gas, so that the oxygen concentration was 1 vol% and the internal pressure was 0.1 MPa (G).
上記反応器内に、120.4kg/時でエチレンオキシドを0.5時間供給し(60.2kg)、その後、224kg/時でメタクリル酸(336kg)を、120.4kg/時でエチレンオキシド(180.5kg)を1.5時間供給した。この間、反応温度は80℃に維持した。原料メタクリル酸及び原料エチレンオキシドの供給終了後、反応温度を90℃に昇温して反応を継続した。 In the reactor, ethylene oxide was supplied at 120.4 kg / hour for 0.5 hours (60.2 kg), then methacrylic acid (336 kg) was supplied at 224 kg / hour, and ethylene oxide (180.5 kg at 120.4 kg / hour). ) For 1.5 hours. During this time, the reaction temperature was maintained at 80 ° C. After the supply of raw material methacrylic acid and raw material ethylene oxide was completed, the reaction temperature was raised to 90 ° C. and the reaction was continued.
原料供給が終了した時点を起点にして40分後に、反応液中の酸成分量の測定を開始した。 Measurement of the amount of the acid component in the reaction solution was started 40 minutes after the start of the raw material supply.
酸成分量の測定は、以下のようにして行った。 The acid component amount was measured as follows.
反応器底部からポンプを用いて反応液を抜き出し、循環ライン内を反応液で満たした。その後、窒素ボンベから窒素を循環ラインに吹き込み、循環ライン内圧力を0.07MPaまで昇圧した。その後、循環ライン内のエチレンオキシド含有反応液をサンプリングし、ビュレットを用いて酸成分量を測定した。 The reaction solution was extracted from the bottom of the reactor using a pump, and the circulation line was filled with the reaction solution. Thereafter, nitrogen was blown into the circulation line from the nitrogen cylinder, and the pressure in the circulation line was increased to 0.07 MPa. Thereafter, the ethylene oxide-containing reaction liquid in the circulation line was sampled, and the amount of acid component was measured using a burette.
この操作を、反応液の抜き出し開始(原料供給が終了した時点から40分後)から4〜11分間隔で行い、反応液中の酸成分量を3回測定した。反応液中の酸成分量の測定後、酸成分量の推移から指数近似曲線を求め、外挿することにより、反応液中の酸成分量が0.1重量%となる時点を予測して、反応液の冷却を開始し、反応を停止させた。 This operation was performed at intervals of 4 to 11 minutes from the start of extraction of the reaction solution (40 minutes after the end of the raw material supply), and the amount of acid component in the reaction solution was measured three times. After measuring the acid component amount in the reaction solution, an exponential approximation curve is obtained from the transition of the acid component amount, and extrapolated to predict when the acid component amount in the reaction solution is 0.1% by weight, Cooling of the reaction solution was started and the reaction was stopped.
反応液の上記冷却は、反応器から反応液を抜き出し、外部熱交換器に通液させ、冷却された反応液を再度反応器に戻すことにより行った。この操作を反応液温度が50℃以下となるまで行った。 The cooling of the reaction liquid was performed by extracting the reaction liquid from the reactor, passing the reaction liquid through an external heat exchanger, and returning the cooled reaction liquid to the reactor again. This operation was performed until the reaction liquid temperature became 50 ° C. or lower.
以上の反応操作を計5回行った。各回に得られた反応液について、ガスクロマトグラフィーにより、反応停止後の反応液中の未反応メタクリル酸(MAA)濃度、ジエステル体であるエチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)濃度、二付加体であるジエチレングリコールモノメタクリレート(DEGMMA)濃度をそれぞれ測定した。その結果を、ビュレットによる滴定の測定結果の推移、及び冷却開始時間(酸成分量の推移から求めた冷却時機)と共に表4に示す。また、それぞれの測定値について、5回の平均値及び振れ幅(5回のうちの最大値と最小値との差)についても併せて示す。 The above reaction operation was performed 5 times in total. About the reaction liquid obtained each time, by gas chromatography, the unreacted methacrylic acid (MAA) density | concentration in the reaction liquid after reaction stop, the ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) density | concentration which is a diester body, the diethylene glycol which is a diadduct Monomethacrylate (DEGMMA) concentration was measured respectively. The results are shown in Table 4 together with the transition of the titration measurement result by the burette and the cooling start time (cooling time determined from the transition of the acid component amount). Moreover, about each measured value, it shows together about the average value of 5 times, and the amplitude (the difference of the maximum value of 5 times and the minimum value).
〔比較例3〕
原料供給が終了した時点から40分後に、反応液中の酸成分量の測定を開始する替わりに、反応液中の酸成分量が0.1重量%以下となったことを手動による分析操作により確認した後に冷却を開始したこと以外は実施例3と同様にして反応操作を5回繰り返した。
[Comparative Example 3]
Instead of starting the measurement of the amount of acid components in the reaction solution 40 minutes after the end of the raw material supply, it was confirmed by manual analysis that the amount of acid components in the reaction solution was 0.1% by weight or less. The reaction operation was repeated 5 times in the same manner as in Example 3 except that cooling was started after confirmation.
原料供給が終了した時点から、実施例3と同じ68分経過後に反応液をサンプリングし、同様にビュレットによる手分析で酸成分量を測定したところ、0.07重量%であったので、冷却を開始した。酸成分量の測定値が0.1重量%以下となったことを確認した後に冷却を開始したため、約20分のタイムラグが生じ、実際の冷却開始時期は、原料供給が終了した時点から90分後であった。 After the raw material supply was completed, the reaction solution was sampled after the elapse of 68 minutes as in Example 3. Similarly, the amount of the acid component was measured by manual analysis using a burette. As a result, it was 0.07% by weight. Started. Since cooling was started after confirming that the measured value of the acid component amount was 0.1% by weight or less, a time lag of about 20 minutes occurred, and the actual cooling start time was 90 minutes from the time when the raw material supply was completed. It was later.
各回に得られた反応液について、ガスクロマトグラフィーにより、反応停止後の反応液中の未反応メタクリル酸(MAA)濃度、ジエステル体であるエチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)濃度、二付加体であるジエチレングリコールモノメタクリレート(DEGMMA)濃度をそれぞれ測定した。その結果を、ビュレットによる手分析での測定結果の推移、及び冷却開始時間と共に表5に示す。また、それぞれの測定値について、5回の平均値及び振れ幅(5回のうちの最大値と最小値との差)についても併せて示す。 About the reaction liquid obtained each time, by gas chromatography, the unreacted methacrylic acid (MAA) density | concentration in the reaction liquid after reaction stop, the ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) density | concentration which is a diester body, the diethylene glycol which is a diadduct Monomethacrylate (DEGMMA) concentration was measured respectively. The result is shown in Table 5 together with the transition of the measurement result in the manual analysis by the burette and the cooling start time. Moreover, about each measured value, it shows together about the average value of 5 times, and the amplitude (the difference of the maximum value of 5 times and the minimum value).
表1に示す実施例1の結果、表2に示す実施例2の結果、及び表4に示す実施例3の結果では、得られたヒドロキシエチルアクリレート及びヒドロキシエチルメタクリレートに含まれるアクリル酸(実施例1)若しくはメタクリル酸(実施例2及び実施例3)、ジエステル体及び二付加体の量は、1回目から5回目まで一定であり、安定した品質の製品が得られた。 In the results of Example 1 shown in Table 1, the results of Example 2 shown in Table 2, and the results of Example 3 shown in Table 4, acrylic acid contained in the obtained hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate (Example The amount of 1) or methacrylic acid (Examples 2 and 3), diesters and diadducts was constant from the first to the fifth, and stable quality products were obtained.
これに対して、比較例1の結果では、1回目の反応で触媒が失活し、2回目以降の反応では、製品を得ることができなかった。また、表3に示す比較例2の結果では、得られたヒドロキシエチルメタクリレートに含まれるメタクリル酸、ジエステル体及び二付加体の量は、1回目から5回目までバラツキが大きく、製品品質は不安定であった。更に、表5に示す比較例3の結果では、反応液中の酸成分量の測定後に反応液の冷却を開始しているため、ジエステル体や二付加体といった副生成物の生成量が多くなり、製品品質の低下を招いた。 On the other hand, in the result of Comparative Example 1, the catalyst was deactivated in the first reaction, and the product could not be obtained in the second and subsequent reactions. Moreover, in the result of the comparative example 2 shown in Table 3, the quantity of the methacrylic acid, the diester body, and the diadduct which are contained in the obtained hydroxyethyl methacrylate has a big variation from the 1st time to the 5th time, and product quality is unstable. Met. Furthermore, in the result of Comparative Example 3 shown in Table 5, since the cooling of the reaction solution is started after the measurement of the amount of the acid component in the reaction solution, the amount of by-products such as diesters and diadducts increases. The product quality was reduced.
具体的には、比較例1の結果では、反応液中の酸成分量の測定後に反応液の冷却を開始しているため、反応液中の触媒量に対する酸成分量が、計算上モル比で0.01以下となり、次の反応に使用する蒸留残渣中の触媒が失活していた。その影響により、2回目の反応の反応速度は遅くなり、同じタイミングで冷却を開始すると反応液中の酸成分濃度が高くなった。 Specifically, in the result of Comparative Example 1, since the cooling of the reaction solution is started after the measurement of the acid component amount in the reaction solution, the acid component amount with respect to the catalyst amount in the reaction solution is calculated by a molar ratio. It became 0.01 or less, and the catalyst in the distillation residue used for the next reaction was deactivated. As a result, the reaction rate of the second reaction slowed down, and when the cooling was started at the same timing, the concentration of the acid component in the reaction solution increased.
また、上記比較例1及び比較例3の結果に示されるように、反応液中の酸成分量の測定後に反応液の冷却を開始しているため、反応液のサンプリングから当該反応液の冷却開始まで1〜20分程度のタイムラグが生じる場合がある。このような場合では、最終的に得られる酸成分量の分析値が、反応液の冷却開始時における反応液の酸成分量とは異なる場合が多くなり、最終的に得られる酸成分量の分析値が反応終点の範囲であったとしても、反応液の冷却開始時における反応液の酸成分量が反応終点の範囲から外れる場合が生じる。このため、得られる生成物中の不純物が多くなったり、得られる生成物の組成が安定しない等の製造上の問題が生じ易い。 Further, as shown in the results of Comparative Example 1 and Comparative Example 3 above, since the cooling of the reaction liquid is started after the measurement of the amount of the acid component in the reaction liquid, the cooling of the reaction liquid is started from the sampling of the reaction liquid. A time lag of about 1 to 20 minutes may occur. In such a case, the analysis value of the acid component amount finally obtained is often different from the acid component amount of the reaction solution at the start of cooling of the reaction solution, and the analysis of the finally obtained acid component amount Even if the value is within the range of the reaction end point, the amount of the acid component of the reaction solution at the start of cooling of the reaction solution may deviate from the range of the reaction end point. For this reason, it is easy to produce the problem of manufacture, such as the amount of impurities in the product obtained increasing, or the composition of the product obtained being unstable.
しかし、実施例で示すように、反応液中の酸成分量の推移から反応終点を予測することで、反応を最適ポイントで停止させることができ、上記問題を解消することができる。 However, as shown in the examples, by predicting the reaction end point from the transition of the amount of the acid component in the reaction solution, the reaction can be stopped at the optimum point, and the above problem can be solved.
また、上記実施例で採用した、自動停止方法とは、熱交換器で反応を冷却する際に、熱交換器に導入していた熱媒を冷水媒に変更することにより熱交換を行う形態である。この場合には、冷却用の余分な熱交換器を設置することなく、速やかに反応を停止することができ、本発明の目的を達成することができる。 In addition, the automatic stop method employed in the above embodiment is a form in which heat exchange is performed by changing the heat medium introduced into the heat exchanger to a cold water medium when the reaction is cooled by the heat exchanger. is there. In this case, the reaction can be stopped quickly without installing an extra heat exchanger for cooling, and the object of the present invention can be achieved.
上記自動停止は、例えば、自動酸成分量測定装置からの停止信号をシーケンス制御で受け、熱交換器に設置されている熱媒体と冷却用媒体の配管を弁操作で切り替えるなどの操作を自動制御することにより行うことができる。 In the automatic stop, for example, a stop signal from an automatic acid component amount measuring device is received by sequence control, and operations such as switching the heat medium and cooling medium pipes installed in the heat exchanger by valve operation are automatically controlled. This can be done.
また、表3に示す比較例2の結果では、サンプリング時に加圧を行っていないため、サンプリング時に加圧を行った実施例2の結果と比べてサンプリング量に誤差が生じやすく、その結果酸成分量の誤差が大きくなり、分析値の推移に基づく冷却開始時機の誤差が大きくなる傾向を示した。 Further, in the result of Comparative Example 2 shown in Table 3, since no pressurization was performed at the time of sampling, an error was likely to occur in the sampling amount as compared with the result of Example 2 in which pressurization was performed at the time of sampling. The amount error increased, and the error at the start of cooling based on the transition of the analysis value tended to increase.
尚、本実施例では、特に記載はしていないが、特開2002−226427号公報に記載の、熱媒体と冷却媒体とを切り替えて使用する熱交換器を使用して、冷却を行い反応を停止させている。この熱交換器を用いることにより、酸成分自動分析手段からの信号により冷却を開始する時機を自動的に制御させ、速やかに反応液を冷却することが可能である。従って、適切な時機で反応を停止することが可能となる。よって、ヒーターとして使用している熱交換器の熱媒体を切り替えてクーラーとして使用する、上記公報に記載の方法は、本発明が採用し得る反応停止手段の好ましい具体例である。 In this example, although not specifically described, the reaction is performed by cooling using a heat exchanger described in JP-A No. 2002-226427 which switches between a heat medium and a cooling medium. Stopped. By using this heat exchanger, it is possible to automatically control the timing for starting the cooling by the signal from the acid component automatic analysis means, and to cool the reaction liquid quickly. Accordingly, the reaction can be stopped at an appropriate time. Therefore, the method described in the above publication, in which the heat medium of the heat exchanger used as a heater is switched and used as a cooler, is a preferred specific example of reaction stopping means that can be adopted by the present invention.
本発明のサンプリング方法は、アルキレンオキシド含有反応液を、気泡の発生を抑制させてサンプリングすることができる。よって、アルキレンオキシドと(メタ)アクリル酸との反応のようにアルキレンオキシド含有反応液を用いる反応系用の自動分析装置等に好適に用いることができる。 The sampling method of the present invention can sample an alkylene oxide-containing reaction solution while suppressing the generation of bubbles. Therefore, it can be suitably used for an automatic analyzer for a reaction system using an alkylene oxide-containing reaction solution, such as a reaction between alkylene oxide and (meth) acrylic acid.
1 反応容器
2 自動分析手段
3 不活性ガス導入手段
4 第一のバルブ
5 第二のバルブ
9 アルキレンオキシド含有反応液
10 循環ライン(サンプリング用ライン)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
サンプリング用ラインを備えた反応容器を含む製造システムにより、サンプリング用ラインを加圧した状態で反応液のサンプリングを行い、サンプリングした該反応液中の酸成分量を測定することにより、反応液中の酸成分量の推移から反応停止時機を予測し、反応を停止させることを特徴とするヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法。 A process for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate in which an alkylene oxide and (meth) acrylic acid are reacted in the presence of a catalyst,
By sampling the reaction solution with the sampling line pressurized with a production system including a reaction vessel equipped with a sampling line, and measuring the amount of acid component in the sampled reaction solution, A method for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate, characterized by predicting a reaction stop timing from a transition of an acid component amount and stopping the reaction.
サンプリング用ラインを加圧した状態で反応液のサンプリングを行い、サンプリングした該反応液中の酸成分量を自動的に測定することにより、反応液中の酸成分量の推移から反応停止時機を予測し、反応を自動停止させることを特徴とする請求項1に記載のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法。 The manufacturing system further includes an automatic analyzer and an automatic reaction stop device,
Sampling of the reaction solution while the sampling line is pressurized, and automatically measuring the amount of acid component in the sampled reaction solution to predict when the reaction will stop based on changes in the amount of acid component in the reaction solution The method for producing hydroxyalkyl (meth) acrylate according to claim 1, wherein the reaction is automatically stopped.
上記自動分析装置は、
反応容器内のアルキレンオキシド含有反応液を自動的にサンプリングし、サンプリングされたアルキレンオキシド含有反応液を自動的に分析する自動分析手段と、
サンプリング用ライン内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、
不活性ガス導入手段によりサンプリング用ライン内を加圧した状態で、自動分析手段がアルキレンオキシド含有反応液のサンプリングを行なうように制御するサンプリング制御手段とを備えていることを特徴とする請求項2または3に記載のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造方法。 The above reaction is performed in a reaction vessel equipped with a sampling line,
The automatic analyzer is
Automatic analysis means for automatically sampling the alkylene oxide-containing reaction liquid in the reaction vessel and automatically analyzing the sampled alkylene oxide-containing reaction liquid;
An inert gas introduction means for introducing an inert gas into the sampling line;
3. The sampling control means for controlling the automatic analysis means to perform sampling of the reaction liquid containing alkylene oxide in a state where the inside of the sampling line is pressurized by the inert gas introduction means. Or 3. A method for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate according to 3 .
上記自動反応停止装置は、上記自動分析装置が分析した酸成分量の推移から反応停止時機を予測し、反応を自動停止させることを特徴とするヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造システム。 A reaction vessel equipped with a sampling line, an automatic analyzer, and an automatic reaction stop device are used for the production of a hydroxyalkyl (meth) acrylate that reacts an alkylene oxide with (meth) acrylic acid in the presence of a catalyst. A system for producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate,
The automatic reaction stop device predicts the reaction stop timing from the transition of the amount of acid component analyzed by the automatic analyzer, and automatically stops the reaction, thereby producing a hydroxyalkyl (meth) acrylate production system.
反応容器内のアルキレンオキシド含有反応液を自動的にサンプリングし、サンプリングされたアルキレンオキシド含有反応液を自動分析装置へ送り、自動的に分析する自動分析手段と、
サンプリング用ライン内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、
不活性ガス導入手段によりサンプリング用ライン内を加圧した状態で、自動分析手段がアルキレンオキシド含有反応液のサンプリングを行なうように制御するサンプリング制御手段とを備えることを特徴とする請求項5に記載のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの製造システム。 The automatic analyzer is
Automatic analysis means for automatically sampling the alkylene oxide-containing reaction liquid in the reaction vessel, sending the sampled alkylene oxide-containing reaction liquid to an automatic analyzer, and automatically analyzing it;
An inert gas introduction means for introducing an inert gas into the sampling line;
The sampling in line with pressurized state by inert gas introduction means, according to claim 5, automatic analysis means, characterized in that it comprises a sampling control means for controlling to perform sampling of the alkylene oxide-containing reaction mixture The production system of hydroxyalkyl (meth) acrylate.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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