JP2001520214A - プラント構成部材の清浄化方法 - Google Patents
プラント構成部材の清浄化方法Info
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Abstract
Description
ント構成部材を清浄化するための方法に関する。
じてエステル化の際の水を除去するための共留剤の存在下で、アルカノールでの
(メト)アクリル酸のエステル化によって製造される。合成は、好ましくは蒸留
カラムを備えた撹拌式反応器中で実施され、かつ複数の蒸留カラムおよび抽出装
置によって後処理される(Kirk Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology
、第4版、第1巻、第301頁〜第302頁参照)。熱は供給され、かつ通常、
冷却は、熱交換器、例えばプレート型、管束型または渦巻線型の熱交換器または
循環式エバポレーターによって行われる。蒸留カラムはバッフル、例えばスレー
ブトレイ、バブルキャプ、双流トレイまたは積み重ね充填物を備えているか、あ
るいは充填物を有している。
合物が、特に熱または光の影響下でラジカル重合をかなり受け易いことである。
特にエステル化では、一般に、経済的なエステル化の効率を達成するために、8
0〜140℃の反応温度が必要である。精製では、蒸留による低沸点成分と高沸
点成分との必然的な分離および目的のエステルの単離が、60〜150℃の温度
を必要とする。このように、エステルは、望ましくない重合を簡単に引き起こす
ことができる末端の負荷にさらされる。一般に、ポリマーによる製造装置および
蒸留カラムの汚れならびに管路、ポンプ、エバポレーター(粘液化)および凝縮
器の閉塞はその結果である。
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、プロト
アネモニンおよびジカルボン酸、例えばマレイン酸またはイタコン酸を含む粗製
のアクリル酸を使用することで、プラント構成部材の汚れおよび閉塞は増加する
。
はない。したがって、数週間に亘る実施の後に、プラント構成部材がポリマーか
ら解放されることが必要である。
続するマイケル付加反応によって形成される比較的高分子量の化合物が、反応混
合物の粘度を増加させ、かつプラント構成部材中のポリマーの占有を助長する。
化は、環境汚染の原因となる複雑かつ費用のかかる処理工程である。通常、プラ
ント構成部材は、適した有機溶剤、例えばジメチルホルムアミド、ジブチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、ジブチルアセトアミド、スルホランまたはN
−メチルピロリドンでの処理によって清浄化される。生じる溶液は、複雑な工程
によって廃棄されなければならない。さらに、例えば蒸留トレイまたは蒸発管か
らのポリマーの手操作での除去が必要であってもよい。
材の洗浄は、出発材料の残量および好ましいエステルがプラント内を空にした後
にも存在するために、結果として好ましい生成物の損失を生じる。さらに、製造
プラントの有用性は、必然的な運転停止の結果として減少する。
および好ましい生成物の損失の実質的な回避は、努力されるべきである。
ラント構成部材を清浄化するための方法を提供することであり、この場合、この
方法は、前記の欠点を回避する。
フラッシングし、 (c)プラント構成部材からアルカリ金属水酸化物溶液を除去し、 (d)必要に応じて、プラント構成部材を水で洗浄し、かつ (e)必要に応じて、プラント構成部材を乾燥させることによる新規の方法で達
成されることが見出された。
全に空にするので、極めて少量の反応混合物またはプラント構成部材内に存在す
る物質が後に留まるのみである。
て好ましくは10〜30質量%である。
40℃であり、特に好ましくは60〜100℃である。アルカリ金属水酸化物溶
液が、この温度でポリマーと接触する間にプラント構成部材中に沈積されること
を確立すべきである。全てのプラントが相当する温度に加熱される場合には、使
用されるアルカリ金属水酸化物溶液の温度がこの好ましい温度と一致する。プラ
ント構成部材がこの温度に加熱されない場合には、使用されるアルカリ金属水酸
化物溶液の温度は調整されるべきであり、したがって、記載された温度が、ポリ
マーでコーティングされた領域内を占める。
応してより高く選択される。
ルカリ金属水酸化物溶液は、相当するプラント構成部材を通して、十分に長い処
理時間を得るために循環されてもよい。通常、処理時間は、プラント構成部材内
の沈積度合いに応じて1〜24時間である。処理時間、アルカリ金属水酸化物溶
液の濃度および温度は、プラント構成部材内で使用される(メト)アクリル酸エ
ステルの型、ポリマーの型およびポリマーの量に依存する。通常、アルコール、
例えば炭素原子1〜12個のアルカノール、好ましくは炭素原子1〜8個のアル
カノールを用いて(メト)アクリル酸エステルが直接的エステル化またはエステ
ル交換によって製造される。アルカノールの例は、メタノール、エタノール、n
−ブタノール、2−エチルヘキサノールおよびジメチルアミノエタノールである
。
メト)アクリル酸との反応によって得ることができる。
たは処理、特に(メト)アクリル酸とアルカノールとのエステル化中に出発材料
または生成物と接触するこれらのプラント構成部材である。プラント構成部材は
、ユニットを形成するために接続されてもよい例えば反応器、蒸留カラム、抽出
装置、熱交換器、エバポレーター、凝縮器、管またはポンプであってもよい。好
ましくは、接続されたプラント構成部材は、エバポレーターとカラムの上部との
間にフラッシング管路を有する蒸留ユニットを有する。特に、(メト)アクリル
酸エステルの製造および処理中に形成されたポリマーは、これらプラント構成部
材内に沈積されている。アルカリ金属水酸化物溶液での処理は、少なくとも部分
的に、結果としてアルカノール成分の遊離を生じる(メト)アクリレートポリマ
ーのエステル基の加水分解を引き起こす。特に、この結果としてポリマーはプラ
ント構成部材から分離し、かつ完全または部分的に溶液に混入され、このように
アルカリ金属水酸化物溶液を用いてプラント構成部材から解放されることができ
る。
めに、好ましくは蒸留装置自体にフラッシング管路を備える。このフラッシング
管路は、例えばカラムのエバポレーター中で、加熱されたアルカリ金属水酸化物
溶液をカラム上部へ運搬することを可能にする。フラッシング管路は、カラムの
上部およびすべてのカラムトレイをアルカリ金属水酸化物溶液で処理することを
可能にする。
部材から除去した後に、洗浄中に形成されたアルコール、特にアルカノールは、
相分離、蒸留またはストリッピングによって、アルカリ金属水酸化物溶液から分
離除去される。アルカノールの水溶性が低い場合には、生じるアルコールは、ア
ルカリ金属水酸化物溶液から簡単に分離することができる第2相を形成する。水
溶性のアルカノールである場合には、好ましくは蒸留によってか、あるいはスト
リッピングガス、例えば空気または蒸気を用いてのストリッピングによって分離
除去される。蒸留による分離およびストリッピングは、例えばカラムを備えた加
熱可能な撹拌式反応器中で実施されてもよい。エネルギーは公知の方法、例えば
ニ層壁加熱器、コイル管または循環式加熱器によって供給されてもよい。アルカ
ノールは公知の方法でストリッピングカラム中でストリッピングされてもよい。
例えば、好適に熱いアルカリ金属水酸化物溶液を、洗浄の後にカラムの上部に供
給してもよく、かつ向流法によって空気または蒸気でストリッピングされてもよ
い。留出液またはストリッピングガスからのアルカノールの冷却は、公知の冷却
装置、例えば管束型または板型熱交換器によって行われてもよい。
めのすべてのユニットに存在するストリッピングユニット内で実施され、かつこ
の場合、通常生じるアルカノール含有廃棄物はストリッピングされる。アルコー
ル、特にアルカノールは分離除去した後に直接的にエステル化反応に再循環され
る。
果たされ、アルカリ金属水酸化物溶液は、清浄化の後に回収されてもよく、かつ
清浄化のために数回に亘って使用されてもよい。しかしながら、アルカリ金属水
酸化物の濃度は、清浄化能力の低下を防ぐために、好ましくは5質量%を下廻っ
てはならない。
迅速に実施することができる。
で得られた反応混合物の蒸留のための双流カラムである。カラム下部とカラム上
部間の圧力差が増加することによって検出可能な、蒸留カラムのためのカラムト
レイの汚れの検出の後に、蒸留工程を停止し、かつ蒸留ユニットを空にした。次
に、相当するエバポレーターを20質量%濃度のNaOH水溶液で満たした。N
aOH溶液を80℃に加熱し、かつフラッシング管路を介してカラムトレイ上部
に適用した。この熱い溶液を用いて、循環速度約10m3/hで5時間処理した 後に、前記溶液を保存容器中にポンプで装入し、かつ蒸留ユニットを水で洗浄し
、必要な場合には空気乾燥させた。
%のNaOHおよび約5質量%のブタノールを含有するフラッシング溶液を、6
0℃で、30個の双流トレイを有するストリッピングカラムの上部に供給し、か
つ向流法によって、蒸気でストリッピングした(0.2t/m3)。生じた凝縮 液を2相に分離し、その水相を再びカラム上部に供給した。有機相のブタノール
を直接的にエステル化に供給した。約90%のブタノールを回収した。
Claims (9)
- 【請求項1】 (メト)アクリル酸エステルの製造または処理に使用される
プラント構成部材を清浄化するための方法において、 (a)プラント構成部材を空にし、 (b)プラント構成部材を5〜50質量%のアルカリ金属水酸化物水溶液でフラ
ッシングし、 (c)プラント構成部材からアルカリ金属水酸化物溶液を除去し、 (d)必要に応じて、プラント構成部材を水で洗浄し、かつ、 (e)必要に応じて、プラント構成部材を乾燥させることを特徴とする、プラン
ト構成部材を清浄化するための方法。 - 【請求項2】 フラッシング中のアルカリ金属水酸化物溶液の温度が20〜
140℃である、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 ユニットを形成するために接続されてもよいプラント構成部
材が反応器、蒸留カラム、抽出装置、熱交換器、エバポレーター、凝縮器、管ま
たはポンプである、請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 接続されたプラント構成部材を含むユニットが、エバポレー
ターとカラム上部との間のフラッシング管路を有する蒸留ユニットである、請求
項3に記載の方法。 - 【請求項5】 プラント構成部材を、(メト)アクリル酸とアルコールまた
はオレフィンとの反応によるか、あるいは(メト)アクリル酸エステルとアルコ
ールとの反応による(メト)アクリル酸エステルの製造に使用する、請求項1か
ら4までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 プラント構成部材を(メト)アクリル酸エステルの製造また
は処理中に形成される沈積したポリマーを除去するために清浄化する、請求項1
から5までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 工程(c)の後のアルカリ金属水酸化物溶液中に含まれるア
ルコールを、相分離、蒸留またはストリッピングによって前記溶液から分離し、
必要に応じて(メト)アクリル酸エステルを製造するためのエステル化に再利用
する、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 アルカリ金属水酸化物溶液を清浄化の後に補集し、かつ清浄
化のために数回に亘って使用する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の
方法。 - 【請求項9】 (メト)アクリル酸エステルの製造または処理に役立つプラ
ント構成部材を清浄化するためのアルカリ金属水酸化物の使用。
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