JP2001039901A - スチレン類の重合抑制方法 - Google Patents

スチレン類の重合抑制方法

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JP2001039901A
JP2001039901A JP11218405A JP21840599A JP2001039901A JP 2001039901 A JP2001039901 A JP 2001039901A JP 11218405 A JP11218405 A JP 11218405A JP 21840599 A JP21840599 A JP 21840599A JP 2001039901 A JP2001039901 A JP 2001039901A
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piperidine
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Seiji Tanizaki
青磁 谷崎
Kunio Kashiwabara
邦夫 柏原
Masami Fujita
真美 藤田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スチレン類の製造、精製、貯蔵あるいは
輸送工程において、ステレン類あるいはこれらを含有す
るプロセス流体の重合を効率よく抑制し、それによって
スチレン類モノマーの収率向上を図り、さらに関連設備
内のファウリング(汚れ)による運転上の支障を来さな
いスチレン類の重合抑制方法を提供する。 【解決手段】スチレン類の製造、精製、貯蔵あるいは輸
送工程において、2及び6位に立体障害性置換基を有す
るピペリジン−1−オキシル類と、2及び6位に立体障
害性置換基を有するピペリジン類と、ニトロフェノール
類とを組み合わせて適用する事を特徴として構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスチレン類の製造、
精製、貯蔵あるいは輸送工程において、スチレン類或い
はこれを含有するプロセス流体の重合を抑制する方法を
提供するものである。
【0002】
【従来の技術】スチレン類、特にスチレンはポリスチレ
ン、合成ゴム、ABS樹脂などの製造原料として産業上
非常に重要な化合物であり、工業的に多量に生産されて
いる。
【0003】スチレン類は極めて重合しやすく、その製
造或いは精製工程において熱が加わるなどの要因により
重合し、目的物であるスチレン類モノマ−の収率を低下
させ、さらに関連設備の中にファウリング(汚れ)を生
じ設備の運転上支障を来すなどの問題がある。その対策
として重合抑制剤をプロセス流中に添加する方法が提案
され実用に供されている。このような重合抑制剤として
は例えば、フェノ−ル類、ニトロソフェノ−ル類、ニト
ロフェノ−ル類(特開昭63−316745号公報な
ど)、ピペリジン−1−オキシル類(特開平1−165
534号公報など)、ピペリジン−1−オキシル類とニ
トロフェノール類との組み合わせ(特開平6−1666
36号公報など)などが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらスチレン
類の製造工程、精製工程は一般に温度が高く(80〜1
30℃)、又溶存酸素の少ない条件で運転されており、
そのような条件下では従来提案のあったフェノ−ル類、
ニトロソフェノ−ル類、ニトロフェノ−ル類では重合を
充分に抑えられないのが実状であった。その改良として
ピペリジン−1−オキシル類が提案されたがこの重合抑
制剤においては、初期の重合抑制効果は高いがその誘導
期間は短く、通常はニトロフェノ−ル類等の重合抑制剤
と組み合わせて用いることが多かった。
【0005】さらに、ピペリジン−1−オキシル類は炭
素ラジカルの捕捉に対しては極めて活性が高く、重合禁
止には効果があるが、過酸化物ラジカルの捕捉機能がほ
とんどなく、系内には過酸化物ラジカルが多くなると、
そこから重合が進行するのでピペリジン−1−オキシル
類の重合抑制能に限界が有る。
【0006】そこで、本発明は炭素ラジカルのみなら
ず、過酸化物ラジカルの捕捉にも効果を示し、スチレン
類の重合抑制方法を提供する為になされたものである。
【0007】
【課題を解決する為の手段】本発明者らは、スチレン類
の重合特性を詳しく調査、研究を行った結果、2及び6
位に立体障害性置換基を有するピペリジン−1−オキシ
ル類と、2及び6位に立体障害性置換基を有するピペリ
ジン類と、ニトロフェノール類とを組み合わせて適用す
る事により、極めて効果的にスチレン類の重合が抑制さ
れる事を見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至
った。
【0008】すなわち、本請求項1に係わる発明はスチ
レン類の製造、精製、貯蔵或いは輸送工程において、2
及び6位に立体障害性置換基を有するピペリジン−1−
オキシル類と、2及び6位に立体障害性置換基を有する
ピペリジン類と、ニトロフェノール類とを組み合わせて
添加することを特徴とするスチレン類の重合抑制方法で
あり、請求項2に係わる発明は2及び6位に立体障害性
置換基を有するピペリジン−1−オキシル類が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、4−オキソ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン−1−オキシル、4−メトキシ−2,
2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、
4−エトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
ン−1−オキシル、4−カルボキシ−2,2,6,6−
テトラメチルピペリジン−1−オキシル及び4−カルボ
キサミド−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−
1−オキシルから選ばれる1種以上であるスチレン類の
重合抑制方法であり、請求項3に係わる発明は、2及び
6位に立体障害性置換基を有するピペリジン類が2,
2,6,6−テトラメチルピペリジン、、4−ヒドロキ
シ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−オ
キソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−
メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、
4−エトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
ン、4−カルボキシ2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジン及び4−カルボキサミド−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジンから選ばれる1種以上であるスチレ
ン類の重合抑制方法であり、請求項4に係わる発明はニ
トロフェノール類が、ニトロフェノール、ニトロクレゾ
ール、ニトロレゾルシノール、ニトロナフトール、ジニ
トロフェノール、ジニトロ−ターシャルブチル−フェノ
ール、ジニトロクレゾール、ジニトロクレゾール、ジニ
トロレゾシノール、ジニトロナフトールから選ばれる1
種以上であるスチレン類の重合抑制方法であり、請求項
5に係わる発明は2及び6位に立体障害性置換基を有す
るピペリジン−1−オキシル類100重量部に対し、2
及び6位に立体障害性置換基を有するピペリジン類0.
5〜5重量部、ニトロフェノール類100〜5000重
量部を組み合わせて添加する請求項1記載のスチレン類
の重合抑制方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明におけるスチレン類は、ス
チレン、置換スチレン(例えばメチルスチレン、エチル
スチレン)、ジビニルベンゼンなど芳香族ビニル化合物
である。
【0010】本発明における2及び6位に立体障害性置
換基を有するピペリジン−1−オキシル類の好ましい例
は、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、4−オキソ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、4−
メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−
1−オキシル、4−エトキシ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン−1−オキシル、4−カルボキシ−
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシ
ル及び4−カルボキサミド−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン−1−オキシルであり、これらを単独、
あるいは2種以上を組み合せて用いる。
【0011】本発明における2及び6位に立体障害性置
換基を有するピペリジン類の好ましい例は、2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン、、4−ヒドロキシ−
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−オキソ
−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−メト
キシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−
エトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、
4−カルボキシ2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
ン及び4−カルボキサミド−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジンであり、これらを単独、あるいは2種以
上を組み合せて用いる。
【0012】本発明におけるニトロフェノール類の好ま
しい例は、ニトロフェノール、ニトロクレゾール、ニト
ロレゾルシノール、ニトロナフトール、ジニトロフェノ
ール、ジニトロ−ターシャルブチル−フェノール、ジニ
トロクレゾール、ジニトロクレゾール、ジニトロレゾシ
ノール、ジニトロナフトールであり、これらを単独、あ
るいは2種以上を組み合せて用いる。
【0013】本発明は2及び6位に立体障害性置換基を
有するピペリジン−1−オキシル類と、2及び6位に立
体障害性置換基を有するピペリジン類と、ニトロフェノ
ール類とを組み合わせてスチレン類の製造、精製、貯
蔵、あるいは輸送工程に添加するものであり、3種類の
化合物の混合比は任意に選べるが、3種類の化合物の組
み合わせによる相乗効果を期待するには、2及び6位に
立体障害性置換基を有するピペリジン−1−オキシル類
100重量部に対し、2及び6位に立体障害性置換基を
有するピペリジン類は0.5〜5重量部、さらに好まし
くは1〜2.5重量部であり、ニトロフェノール類は1
00〜5000重量部、さらに好ましくは250〜25
00重量部である。
【0014】2及び6位に立体障害性置換基を有するピ
ペリジン−1−オキシル類、2及び6位に立体障害性置
換基を有するピペリジン類、ニトロフェノール類それぞ
れの概工程への添加量は、対象とする工程の条件、重合
抑制の必要度などにより異なり、一律に決められるもの
ではないが、一般的には対象とするスチレン類に対し、
2及び6位に立体障害性置換基を有するピペリジン−1
−オキシル類を1〜1000ppm、好ましくは10〜
500ppm、さらに好ましくは20〜200ppm用
い、2及び6位に立体障害性置換基を有するピペリジン
類、ニトロフェノール類は、それぞれ2及び6位に立体
障害性置換基を有するピペリジン−1−オキシル類との
混合比を鑑みて決定される。これらの添加量は、対象と
するスチレン類の重合抑止効果を発揮する上で適当な範
囲として見出されたものであり、この範囲より小さいと
効果が充分でなく、またこの範囲より多くとも効果は充
分にあるが、添加量の割には効果は大きくならず、経済
的見地から好ましくない場合がある。
【0015】本発明における2及び6位に立体障害性置
換基を有するピペリジン−1−オキシル類、2及び6位
に立体障害性置換基を有するピペリジン類、ニトロフェ
ノール類それぞれを概工程に添加する場所、及び添加方
法は、本発明で限定されるものではないが、スチレン類
が重合しファウリングとして問題化する箇所よりプロセ
スの上流部に添加する。例えばスチレンは一般にエチル
ベンゼンの脱水素反応によって製造され、生成したスチ
レンと未反応エチルベンゼンを連続的に蒸留分離してお
り、そのエチルベンゼン脱水素後の蒸留塔群に供給す
る。
【0016】添加に際して、ある特定箇所に一括添加す
るか、あるいは、いくつかの箇所に分けて分散添加する
等の方法が適宜選択される。この際、2及び6位に立体
障害性置換基を有するピペリジン−1−オキシル類、2
及び6位に立体障害性置換基を有するピペリジン類、ニ
トロフェノール類はそれぞれ別々に添加する事も出来る
が、3種類の化合物を適正な混合比でそのプロセス流体
と同じ液体、例えばスチレンの場合にはエチルベンゼン
や粗スチレンに溶解して添加するのが実際上好都合であ
る。
【0017】本発明において、2及び6位に立体障害性
置換基を有するピペリジン−1−オキシル類、2及び6
位に立体障害性置換基を有するピペリジン類、ニトロフ
ェノール類以外に、本発明の効果を損なわない範囲にお
いて他の公知の重合抑制剤を併せて用いる事になんら制
限を加えるものではない。
【0018】本発明における2及び6位に立体障害性置
換基を有するピペリジン−1−オキシル類は主に炭素ラ
ジカルと結合し概ラジカルを不活性にし、一方、2及び
6位に立体障害性置換基を有するピペリジン類は主に系
内の過酸化物ラジカルを捕捉する。2及び6位に立体障
害性置換基を有するピペリジン類は過酸化物ラジカルと
反応すると、酸素原子を得て、相当するピペリジン−1
−オキシル類に変換し、この変換したピペリジン−1−
オキシル類も又系内の炭素ラジカル捕捉に使われるの
で、非常に有効である。さらにニトロフェノール類はこ
れらの2種類の化合物が完全に捕捉出来ずに、ある程度
成長したポリマーラジカルを確実に捕捉し、系内におけ
る好ましからざる重合を抑制し、全体の安定操業に役立
つものである。
【0019】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【0020】[実施例に用いた2及び6位に立体障害性
置換基を有するピペリジン−1−オキシル類] A−1 : 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 A−2 : 4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチ
ルピペリジン−1−オキシル
【0021】[実施例に用いた2及び6位に立体障害性
置換基を有するピペリジン類] B−1 : 4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン B−2 : 4−メトキシ−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン
【0022】[実施例に用いたニトロフェノール類] C−1 : 2,4−ジニトロフェノール C−2 : 6−ターシャルブチル−2,4−ジニトロ
フェノール
【0023】1.スチレンの重合抑制 (実験方法)還流冷却器を備えた4つ口セパラブルフラ
スコにスチレンモノマ−100gを入れ、本発明或いは
比較の重合抑制剤を所定量加え、高純度窒素ガスを30
分間吹き込んで溶存酸素を除いた。次いでこれを110
℃に保持し、一定時間毎に内容物の一部を取出し、液中
のポリマ−生成量を測定した。ポリマ−生成量はサンプ
リングした液の9倍量(容量)のメタノ−ルを加えると
ポリマ−が液中に懸濁状態に析出してくるのでこれをろ
過してポリマー重量を秤量し、モノマー中のポリマー生
成重量%として求めた。尚、本実験を始める前に、スチ
レンモノマ−を、アルカリ洗浄してモノマ−中に含まれ
る重合抑制剤を除き、水洗、乾燥した。
【0024】(実験結果)得られた結果を表1に示す。
【表1】
【0025】この結果から、本発明の2及び6位に立体
障害性置換基を有するピペリジン−1−オキシル類、2
及び6位に立体障害性置換基を有するピペリジン類及び
ニトロフェノール類の3成分組み合わせによって、それ
ぞれ単独または2成分の組み合わせよりも重合抑制効果
が優れている事が分かる。
【0026】特に、2及び6位に立体障害性置換基を有
するピペリジン−1−オキシル類は初期の重合をよく抑
制し、これと2及び6位に立体障害性置換基を有するピ
ペリジン類、およびニトロフェノール類を組み合わせる
事によって、相乗効果が発揮され、長時間に亘って重合
抑制効果が持続することが了解されよう。
【0027】
【発明の効果】スチレン類の製造、精製、貯蔵或いは輸
送工程において、2及び6位に立体障害性置換基を有す
るピペリジン−1−オキシル類と、2及び6位に立体障
害性置換基を有するピペリジン類と、ニトロフェノール
類とを組み合わせて添加する事によって、スチレン類或
いはこれを含有するプロセス流体の重合を効率よく抑制
し、且つその効果が長く持続し、関連装置内のファウリ
ング(汚れ)発生量を極小化し、設備の安全運転を容易
にする事を可能とした。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スチレン類の製造、精製、貯蔵あるいは輸
    送工程において、2及び6位に立体障害性置換基を有す
    るピペリジン−1−オキシル類と、2及び6位に立体障
    害性置換基を有するピペリジン類と、ニトロフェノール
    類とを組み合わせて添加する事を特徴とするスチレン類
    の重合抑制方法。
  2. 【請求項2】2及び6位に立体障害性置換基を有するピ
    ペリジン−1−オキシル類が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、
    4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
    −1−オキシル、4−メトキシ−2,2,6,6−テト
    ラメチルピペリジン−1−オキシル、4−エトキシ−
    2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシ
    ル、4−カルボキシ−2,2,6,6−テトラメチルピ
    ペリジン−1−オキシル及び4−カルボキサミド−2,
    2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルか
    ら選ばれる1種以上である請求項1記載のスチレン類の
    重合抑制方法。
  3. 【請求項3】2及び6位に立体障害性置換基を有するピ
    ペリジン類が2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
    ン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピ
    ペリジン、4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチル
    ピペリジン、4−メトキシ−2,2,6,6−テトラメ
    チルピペリジン、4−エトキシ−2,2,6,6−テト
    ラメチルピペリジン、4−カルボキシ2,2,6,6−
    テトラメチルピペリジン及び4−カルボキサミド−2,
    2,6,6−テトラメチルピペリジンから選ばれる1種
    以上である請求項1記載のスチレン類の重合抑制方法。
  4. 【請求項4】ニトロフェノール類が、ニトロフェノー
    ル、ニトロクレゾール、ニトロレゾルシノール、ニトロ
    ナフトール、ジニトロフェノール、ジニトロ−ターシャ
    ルブチル−フェノール、ジニトロクレゾール、ジニトロ
    レゾシノール、ジニトロナフトールから選ばれる1種以
    上である請求項1記載のスチレン類の重合抑制方法。
  5. 【請求項5】2及び6位に立体障害性置換基を有するピ
    ペリジン−1−オキシル類100重量部に対し、2及び
    6位に立体障害性置換基を有するピペリジン類0.5〜
    5重量部、ニトロフェノール類100〜5000重量部
    を組み合わせて添加する請求項1記載のスチレン類の重
    合抑制方法。
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