JP2002088019A - Method for producing (meth)acrylic acid ester - Google Patents

Method for producing (meth)acrylic acid ester

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JP2002088019A
JP2002088019A JP2000273622A JP2000273622A JP2002088019A JP 2002088019 A JP2002088019 A JP 2002088019A JP 2000273622 A JP2000273622 A JP 2000273622A JP 2000273622 A JP2000273622 A JP 2000273622A JP 2002088019 A JP2002088019 A JP 2002088019A
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JP
Japan
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dehydration
exchange resin
meth
solvent
producing
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Application number
JP2000273622A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kamimura
政宏 上村
Hitoshi Nakahara
整 中原
Shiro Munechika
史郎 宗近
Masatoshi Kamioka
正敏 上岡
Hajime Matsumoto
初 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a (meth)acrylic acid ester, capable of obtaining a (meth)acrylic acid ester in an excellent reaction yield. SOLUTION: This method for producing a (meth)acrylic acid ester using an alcohol and an acid as raw materials and a cation exchange resin as a catalyst is characterized in that a dehydration process for removing water impregnate into the cation exchange resin by using at least one selected from the alcohol, the acid and a formed ester a solvent for dehydration is carried out and successively an esterification reaction process is performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルコールと酸と
を原料とし、陽イオン交換樹脂を触媒として用いる(メ
タ)アクリル酸エステルの製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a (meth) acrylate ester using an alcohol and an acid as raw materials and using a cation exchange resin as a catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、アルコールと酸とを原料とす
る(メタ)アクリル酸エステル製造の際に触媒として用
いられているイオン交換樹脂は、通常、水で湿潤された
状態で市販されていることが多い。そして、このイオン
交換樹脂を反応に用いる際には、一般に、樹脂の破損を
防止するため、反応容器内にあらかじめ水を投入してお
き、樹脂を投入した後に該水を容器外へ排出するように
して、イオン交換樹脂は反応容器に充填されている。し
かし、エステル化反応は平衡反応であるため、反応系内
に水があると、転化率が低く、反応が進行し難い。その
ため、エステル化反応において触媒として用いるイオン
交換樹脂に含まれる水分が多ければ、反応収率が低下す
るという問題が生じることとなる。従って、該イオン交
換樹脂の含水量は、エステル化反応に使用する前にでき
る限り低減することが望まれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, ion exchange resins which have been used as catalysts in the production of (meth) acrylic acid esters from alcohols and acids as raw materials are usually marketed in a wet state with water. Often. When the ion exchange resin is used for the reaction, generally, in order to prevent damage to the resin, water is previously charged into the reaction vessel, and after the resin is charged, the water is discharged out of the vessel. Then, the ion exchange resin is filled in the reaction vessel. However, since the esterification reaction is an equilibrium reaction, if water is present in the reaction system, the conversion is low and the reaction does not easily proceed. Therefore, if the amount of water contained in the ion exchange resin used as a catalyst in the esterification reaction is large, there arises a problem that the reaction yield decreases. Therefore, it is desired to reduce the water content of the ion exchange resin as much as possible before using it in the esterification reaction.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、優れた反応収率で(メタ)アクリ
ル酸エステルを得ることができる、(メタ)アクリル酸
エステルの製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a (meth) acrylic ester which can obtain a (meth) acrylic ester with an excellent reaction yield. Is to do.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意検討を行った。その結果、(メタ)アク
リル酸エステルの製造の際に、エステル化反応工程に先
立って、エステル化反応の原料であるアルコールまたは
酸、あるいは該エステル化反応により生成するエステル
のいずれかを用いて、イオン交換樹脂に含浸している水
を除去する脱水工程を行うことによって、エステル化反
応の収率を著しく向上させることができることを見いだ
し、本発明を完成した。すなわち、本発明にかかる(メ
タ)アクリル酸エステルの製造方法は、アルコールと酸
とを原料とし、陽イオン交換樹脂を触媒として用いる
(メタ)アクリル酸エステルの製造方法であって、前記
陽イオン交換樹脂に含浸している水を、前記アルコー
ル、前記酸および生成するエステルのうちから選ばれる
少なくとも1つを脱水用溶剤として用いて除去する脱水
工程に引き続き、エステル化反応工程を行うことを特徴
とする。
Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, prior to the esterification reaction step, during the production of the (meth) acrylic acid ester, using either the alcohol or acid that is the raw material of the esterification reaction or the ester generated by the esterification reaction, It has been found that the yield of the esterification reaction can be significantly improved by performing a dehydration step of removing water impregnated in the ion exchange resin, and the present invention has been completed. That is, the method for producing a (meth) acrylate according to the present invention is a method for producing a (meth) acrylate using an alcohol and an acid as raw materials and using a cation exchange resin as a catalyst, Water that is impregnated in the resin is subjected to an esterification reaction step following the dehydration step of removing at least one selected from the alcohol, the acid, and the generated ester using a dehydration solvent. I do.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の一形態に
ついて詳しく説明する。本発明の(メタ)アクリル酸エ
ステルの製造方法においては、エステル化反応工程に先
立って、触媒として用いる陽イオン交換樹脂に含浸して
いる水を除去する脱水工程を行うことが重要である。脱
水工程において陽イオン交換樹脂の含水量をあらかじめ
十分に低減しておくことにより、引き続き行うエステル
化反応における収率を向上させることができるのであ
る。本発明において、前記脱水工程は、エステル化反応
の原料であるアルコール、酸、および該エステル化反応
において生成するエステルのうちから選ばれる少なくと
も1つを脱水用溶剤として用いて、陽イオン交換樹脂に
含浸している水を除去する工程である。脱水用溶剤とし
て、エステル化反応の原料あるいは該エステル化反応に
おいて生成するエステルを用いることによって、該脱水
用溶剤が脱水後のイオン交換樹脂に残留した場合にも、
エステル化反応を妨げることなく、効率よく反応収率を
向上させることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail. In the method for producing a (meth) acrylate according to the present invention, it is important to perform a dehydration step of removing water impregnated in a cation exchange resin used as a catalyst, prior to the esterification reaction step. By sufficiently reducing the water content of the cation exchange resin in advance in the dehydration step, the yield in the subsequent esterification reaction can be improved. In the present invention, the dehydration step comprises converting at least one selected from alcohols, acids, and esters formed in the esterification reaction, which are raw materials for the esterification reaction, to a cation exchange resin using a solvent for dehydration. This is a step of removing impregnated water. By using a raw material for the esterification reaction or an ester formed in the esterification reaction as the dehydration solvent, even when the dehydration solvent remains in the ion-exchange resin after dehydration,
The reaction yield can be efficiently improved without hindering the esterification reaction.

【0006】前記脱水工程において、陽イオン交換樹脂
に含浸している水を除去する方法は、前記の脱水用溶剤
を用いること以外には特に限定されないが、例えば、前
記溶剤でイオン交換樹脂を洗浄する方法や、イオン交換
樹脂に前記溶剤を加えて蒸留して脱水させる方法等が好
ましく挙げられる。前記の溶剤で陽イオン交換樹脂を洗
浄する方法の場合、さらに具体的には、例えば、固定床
反応装置で行う場合には、反応容器にイオン交換樹脂を
充填した後、前記脱水用溶剤を連続的に反応容器に投入
して充填された樹脂間を通過させることによって、イオ
ン交換樹脂の水分を除去すればよく、好ましくは、前記
脱水用溶剤をあらかじめ加温しておくか、あるいは、反
応容器をスチーム等の熱源を用いて加温するのがよい。
この場合、加温温度は30〜120℃程度とするのがよ
い。また、流動床反応装置で行う場合には、反応容器に
イオン交換樹脂と前記脱水用溶剤とを投入して一定時間
攪拌した後に、容器内の液分のみを抜き出して再び新た
な脱水用溶剤を投入し、同様の操作を繰り返し行うこと
によって、あるいは、反応容器内の液量を一定に保ちな
がら連続的に前記脱水用溶剤を反応容器に投入すること
によって、イオン交換樹脂の水分を除去すればよい。イ
オン交換樹脂を溶剤で洗浄する方法としては、好ましく
は、前述の固定床反応装置で行う方法がよい。また、洗
浄は、洗浄後の廃液中の水分濃度が10重量%以下、好
ましくは5重量%以下となるまで行うのが望ましい。
In the dehydration step, the method of removing water impregnated in the cation exchange resin is not particularly limited except for using the dehydration solvent described above. For example, the ion exchange resin is washed with the solvent. And a method of adding the above-mentioned solvent to the ion-exchange resin and distilling it by distillation. In the case of the method of washing the cation exchange resin with the solvent, more specifically, for example, when the method is performed in a fixed bed reactor, after filling the reaction container with the ion exchange resin, the solvent for dehydration is continuously added. The water in the ion-exchange resin may be removed by passing the resin charged into the reaction vessel between the filled resins, and preferably, the dehydration solvent is heated in advance, or the reaction vessel Is heated using a heat source such as steam.
In this case, the heating temperature is preferably about 30 to 120 ° C. When the reaction is carried out in a fluidized bed reactor, the ion exchange resin and the dehydrating solvent are charged into the reaction vessel and stirred for a certain period of time, and then only the liquid in the vessel is extracted and a new dehydrating solvent is added again. The water is removed from the ion-exchange resin by repeatedly charging the same solvent, or by continuously charging the dehydration solvent into the reaction vessel while keeping the liquid volume in the reaction vessel constant. Good. As a method for washing the ion-exchange resin with a solvent, the method using the above-described fixed bed reactor is preferable. The washing is preferably performed until the water concentration in the waste liquid after washing becomes 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less.

【0007】前記の陽イオン交換樹脂に溶剤を加えて蒸
留して脱水させる方法の場合、さらに具体的には、反応
容器に溶剤とイオン交換樹脂とを投入してスラリー状態
とし、攪拌しながら加熱し、蒸留することによって、イ
オン交換樹脂の水分を除去すればよい。特に、使用する
脱水用溶剤が水と共沸組成を形成する場合には、共沸脱
水させることが好ましい。蒸留の際の加熱温度、加熱時
間等は、用いる溶剤の沸点等に応じて適宜設定すれば良
く、特に限定されるものではないが、好ましくは、加熱
温度は30〜120℃程度、加熱時間は2〜24時間程
度とするのがよい。また、イオン交換樹脂を蒸留して脱
水させる方法は、流動床反応形式であればどのような装
置で行ってもよいが、特に、蒸留塔が併設された流動床
反応装置で行うことが好ましい。また、蒸留は、脱水前
のイオン交換樹脂の水分含有量とその充填量とから算出
される水分量が水相として留出されるまで行うか、ある
いは、使用する脱水用溶剤に応じて圧力条件が決定すれ
ば、圧力容器内の水分濃度と反応器内の温度とに相関が
認められるので、その水分濃度が目的とする濃度(通常
5重量%以下)となる温度に達するまで行うことが望ま
しい。
In the case of the above-mentioned method of adding a solvent to the cation exchange resin and distilling the cation exchange resin, the solvent and the ion exchange resin are charged into a reaction vessel to form a slurry, and the mixture is heated while stirring. Then, the water in the ion exchange resin may be removed by distillation. In particular, when the dehydrating solvent used forms an azeotropic composition with water, azeotropic dehydration is preferred. The heating temperature during the distillation, the heating time, etc. may be appropriately set according to the boiling point of the solvent used, etc., and are not particularly limited, but preferably, the heating temperature is about 30 to 120 ° C., and the heating time is The time is preferably about 2 to 24 hours. The method of distilling and dehydrating the ion-exchange resin may be performed by any apparatus as long as it is a fluidized bed reaction type, and is particularly preferably performed by a fluidized bed reactor equipped with a distillation column. Further, the distillation is carried out until the water content calculated from the water content of the ion exchange resin before dehydration and its filling amount is distilled off as an aqueous phase, or the pressure conditions are adjusted according to the dehydrating solvent used. Is determined, there is a correlation between the water concentration in the pressure vessel and the temperature in the reactor. Therefore, it is desirable to carry out until the water concentration reaches a temperature at which the target concentration (normally 5% by weight or less) is reached. .

【0008】本発明においては、前記脱水工程を減圧下
で行うことが好ましい。特に、前記脱水工程を、イオン
交換樹脂に脱水用溶剤を加えて蒸留して脱水させる方法
で行う場合には、減圧下で蒸留することによって脱水を
促進することができるので有効である。とりわけ、蒸留
による脱水の際に、前述の蒸留の終点温度が120℃を
超える場合には、減圧下で行うのがより好ましい。減圧
する際の減圧度は、特に制限されないが、30〜700
hPa、より好ましくは50〜300hPaとすること
が好ましい。本発明においては、前記脱水工程で生じ
た、水と脱水用溶剤とを含む廃液から、脱水用溶剤を回
収し、脱水工程および/またはエステル化反応工程に再
使用することが好ましい。具体的には、前記の溶剤でイ
オン交換樹脂を洗浄する方法の場合、洗浄後の廃液を蒸
留することによって、該廃液に含まれる前記脱水用溶剤
を水と分離すればよく、前記溶剤をイオン交換樹脂に加
えて蒸留する方法の場合、発生した蒸気を凝縮器にて凝
縮した後、油相と水相とに分液し、油相を脱水用溶剤と
して反応容器内に戻すようにすればよい。さらに、水相
に溶解している脱水用溶剤については、別に蒸留等の操
作によって分離・回収し、脱水工程および/またはエス
テル化反応工程に再使用すればよい。なお、この再使用
のための廃液の蒸留操作あるいは凝縮、分液操作など
は、前記脱水工程と同時に行い、随時、再使用すること
が好ましい。
In the present invention, the dehydration step is preferably performed under reduced pressure. In particular, when the dehydration step is performed by a method in which a dehydrating solvent is added to an ion exchange resin and distillation is performed, dehydration can be promoted by distillation under reduced pressure, which is effective. In particular, when the end point temperature of the above-mentioned distillation exceeds 120 ° C. during the dehydration by distillation, it is more preferable to perform the reaction under reduced pressure. Although the degree of decompression when depressurizing is not particularly limited, it is 30 to 700.
hPa, more preferably 50 to 300 hPa. In the present invention, it is preferable that the solvent for dehydration is recovered from the waste liquid containing water and the solvent for dehydration generated in the dehydration step and reused in the dehydration step and / or the esterification reaction step. Specifically, in the case of the method of washing the ion-exchange resin with the solvent, the wastewater after washing may be distilled to separate the dehydration solvent contained in the wastewater from water, and the solvent may be ionized. In the case of distillation in addition to the exchange resin, after the generated vapor is condensed in a condenser, it is separated into an oil phase and an aqueous phase, and the oil phase is returned to the reaction vessel as a solvent for dehydration. Good. Further, the solvent for dehydration dissolved in the aqueous phase may be separated and recovered by a separate operation such as distillation, and reused in the dehydration step and / or the esterification reaction step. It is preferable that the operation of distilling, condensing, and separating the waste liquid for reuse is performed at the same time as the dehydration step, and is reused as needed.

【0009】前記脱水工程において、陽イオン交換樹脂
と前記脱水用溶剤との使用割合は、陽イオン交換樹脂の
含水状態での体積に対して、脱水用溶剤が1〜30倍量
(体積)、より好ましくは5〜20倍量(体積)となる
ように用いるとよい。脱水用溶剤が30倍量(体積)よ
りも多いと、脱水時間が長くなって経済的に不利とな
り、逆に、1倍量(体積)よりも少ないと、脱水効率が
低下し、ひいてはエステル化反応収率が低下するため、
好ましくない。前記脱水工程においては、イオン交換樹
脂が充填された反応容器内の水分濃度が5重量%以下と
なるまで脱水することが好ましい。反応容器内の水分濃
度が前記範囲内であれば、エステル化反応を阻害するこ
となく、十分に収率を向上させることができるのであ
る。なお、水分濃度の測定は、例えば、後述する実施例
の方法で測定することができる。
In the dehydration step, the ratio of the cation exchange resin to the dehydration solvent is 1 to 30 times the volume (volume) of the cation exchange resin in a water-containing state. More preferably, it is used in an amount of 5 to 20 times (volume). When the amount of the solvent for dehydration is more than 30 times (volume), the dehydration time becomes longer and it is economically disadvantageous. On the other hand, when the amount is less than 1 time (volume), the dehydration efficiency decreases, and consequently esterification. Because the reaction yield decreases,
Not preferred. In the dehydration step, the dehydration is preferably performed until the water concentration in the reaction vessel filled with the ion exchange resin becomes 5% by weight or less. When the water concentration in the reaction vessel is within the above range, the yield can be sufficiently improved without inhibiting the esterification reaction. The moisture concentration can be measured, for example, by the method described in Examples below.

【0010】本発明の(メタ)アクリル酸エステルの製
造方法は、前記脱水工程に引き続き、エステル化反応工
程を行うものである。該エステル化反応工程において
は、アルコールと酸とを原料とし、陽イオン交換樹脂を
触媒として用いる。前記エステル化反応の原料である酸
としては、アクリル酸またはメタクリル酸が挙げられ
る。これらは、1種のみを単独で用いても、2種を併用
して用いてもよい。前記エステル化反応の原料であるア
ルコールとしては、特に限定されるものではないが、例
えば、炭素数1〜12の飽和または不飽和の脂肪族アル
コール、炭素数3〜10の脂環族アルコール、炭素数6
〜10の芳香族アルコール等が挙げられる。特に、炭素
数1〜12の脂肪族あるいは脂環族アルコールが好適に
用いられる。その代表例としては、メタノール、エタノ
ール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノー
ル、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノ
ール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペン
タノール、シクロペンタノール、1−ヘキサノール、2
−ヘキサノール、3−ヘキサノール、シクロヘキサノー
ル、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタ
ノール、1−オクタノール、イソオクタノール、2−エ
チルヘキサノール、イソノニルアルコール、ラウリルア
ルコール等が挙げられる。これらは、1種のみを単独で
用いても、2種以上を併用して用いてもよい。
In the method for producing a (meth) acrylate according to the present invention, an esterification reaction step is performed following the dehydration step. In the esterification reaction step, an alcohol and an acid are used as raw materials, and a cation exchange resin is used as a catalyst. Acrylic acid or methacrylic acid is mentioned as an acid which is a raw material of the esterification reaction. These may be used alone or in combination of two. The alcohol which is a raw material of the esterification reaction is not particularly limited, and includes, for example, a saturated or unsaturated aliphatic alcohol having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic alcohol having 3 to 10 carbon atoms, Number 6
To 10 aromatic alcohols and the like. In particular, an aliphatic or alicyclic alcohol having 1 to 12 carbon atoms is preferably used. Representative examples include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, cyclopentanol, Hexanol, 2
-Hexanol, 3-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, isooctanol, 2-ethylhexanol, isononyl alcohol, lauryl alcohol and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0011】本発明において用いることができるイオン
交換樹脂は、陽イオン交換樹脂であれば、樹脂の構造や
架橋度等の樹脂物性によって限定されるものではなく、
例えば、多孔質あるいはゲルタイプの強酸性陽イオン交
換樹脂が好適に用いられる。多孔質タイプの強酸性陽イ
オン交換樹脂の代表例としては、MSC−1(ダウ社
製)、PK−208、PK−212、PK−216、P
K−220、PK−228(以上、三菱化学社製)、ア
ンバーリスト−16、IR−116、IR−118、I
R−122、C−26、C−26TR、C−264、C
−265(以上、ローム・アンド・ハース社製)、SP
C−108、SPC−112(以上、バイエル社製)、
KC−470(住友化学社製)等が挙げられる。また、
ゲルタイプの強酸性陽イオン交換樹脂の代表例として
は、HCR−S、HCR−W2、HGR−W2(以上、
ダウ社製)、SK−1B、SK−106、SK−110
(以上、三菱化学社製)、デュオライトC20H、C2
55LFH(以上、ローム・アンド・ハース社製)、K
1221、K1431(以上、バイエル社製)等が挙げ
られる。勿論これらに限定されるものではなく、弱酸性
陽イオン交換樹脂等を用いることもできる.これら陽イ
オン交換樹脂は、1種のみを単独で用いても、2種以上
を併用してもよい.本発明においては、エステル化反応
工程の具体的な方法および反応温度等の諸条件について
は、適宜設定すればよく、特に制限されるものではな
い。エステル化反応工程は、好ましくは、前記脱水工程
が終了した後、脱水用溶剤が反応容器に残存した状態
で、原料である酸とアルコールとを投入し、エステル化
反応を開始するとよい。
The ion exchange resin which can be used in the present invention is not limited by the resin structure such as the resin structure and the degree of crosslinking, as long as it is a cation exchange resin.
For example, a porous or gel-type strongly acidic cation exchange resin is preferably used. Representative examples of the porous type strongly acidic cation exchange resin include MSC-1 (manufactured by Dow), PK-208, PK-212, PK-216 and P-216.
K-220, PK-228 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Amberlyst-16, IR-116, IR-118, I
R-122, C-26, C-26TR, C-264, C
-265 (Rome and Haas), SP
C-108, SPC-112 (all manufactured by Bayer AG),
KC-470 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and the like. Also,
Representative examples of the gel type strongly acidic cation exchange resin include HCR-S, HCR-W2, HGR-W2 (above,
Dow), SK-1B, SK-106, SK-110
(Mitsubishi Chemical Corporation), Duolite C20H, C2
55LFH (from Rohm and Haas), K
1221, K1431 (all manufactured by Bayer AG) and the like. Of course, the invention is not limited to these, and a weakly acidic cation exchange resin or the like can be used. These cation exchange resins may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, the specific method of the esterification reaction step and various conditions such as the reaction temperature may be appropriately set, and are not particularly limited. Preferably, in the esterification reaction step, after the dehydration step is completed, the raw material acid and alcohol are charged in a state where the dehydration solvent remains in the reaction vessel to start the esterification reaction.

【0012】本発明においては、前記エステル化反応工
程を行う反応装置の反応容器を使用して前記脱水工程を
行うことが好ましい。このように、エステル化反応工程
に用いる装置の反応釜で脱水工程行うことにより、両工
程を連続して行うことができ、良好な作業性で(メタ)
アクリル酸エステルを製造することができる。
In the present invention, it is preferable that the dehydration step is performed using a reaction vessel of a reactor for performing the esterification reaction step. As described above, by performing the dehydration step in the reactor of the apparatus used in the esterification reaction step, both steps can be performed continuously, and the (meth)
Acrylic esters can be produced.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明にかかる実施例および比較例に
ついて説明するが、本発明は該実施例により何ら制限さ
れるものではない。なお、水分濃度およびアクリル酸転
化率の測定は以下の方法にて行った。 (水分濃度)水分濃度は、カールフィッシャ水分計(京
都電子工業製、model MKS−1s)を用いて測
定した。 (アクリル酸転化率)アクリル酸転化率は、エステル化
反応工程において、反応装置に供給される原料液中のア
クリル酸濃度(X)と、エステル化反応終了後の反応液
中のアクリル酸濃度(Y)と、を酸分滴定により各々測
定し、次式により求めた。
EXAMPLES Examples and comparative examples according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited by these examples. The measurement of the water concentration and the conversion of acrylic acid was performed by the following method. (Moisture Concentration) The moisture concentration was measured using a Karl Fischer moisture meter (manufactured by Kyoto Electronics Industry, model MKS-1s). (Acrylic acid conversion rate) In the esterification reaction step, the acrylic acid conversion rate is determined by the concentration of acrylic acid (X) in the raw material liquid supplied to the reactor and the concentration of acrylic acid in the reaction liquid after the esterification reaction ( Y) and were determined by acid content titration, respectively, and were determined by the following equation.

【0014】 アクリル酸転化率(%)=(X−Y)/X×100 〔実施例1〕容量500mLの固定床反応装置の反応容
器に、水で湿潤された状態の陽イオン交換樹脂(DIA
ION PK−208、三菱化学製)200mLを充填
した。オイルバスにて反応容器を65℃に加熱しなが
ら、脱水用溶剤としてメタノールを流速120mL/h
rで15時間通液し、脱水工程を行った。脱水工程終了
時点での反応容器出口の水分濃度は3.6重量%であっ
た。次いで、反応容器を65℃に保持した状態で、アク
リル酸を流速70.4mL/hr、メタノールを流速4
9.6mL/hrで同時に連続投入し、アクリル酸メチ
ルの合成反応を開始した。反応開始後5時間経過した時
点でのアクリル酸の転化率は78.5%であった。
Acrylic acid conversion rate (%) = (XY) / X × 100 Example 1 A cation exchange resin (DIA) wetted with water was placed in a reaction vessel of a fixed-bed reactor having a capacity of 500 mL.
ION PK-208, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). While heating the reaction vessel to 65 ° C. in an oil bath, methanol was used as a solvent for dehydration at a flow rate of 120 mL / h.
The solution was passed for 15 hours at r to perform a dehydration step. At the end of the dehydration step, the water concentration at the outlet of the reaction vessel was 3.6% by weight. Then, while the reaction vessel was maintained at 65 ° C., the flow rate of acrylic acid was 70.4 mL / hr, and the flow rate of methanol was 4
9.6 mL / hr was continuously charged at the same time to start a synthesis reaction of methyl acrylate. Five hours after the start of the reaction, the conversion of acrylic acid was 78.5%.

【0015】〔比較例1〕実施例1で脱水工程を行わな
いこと以外は、実施例1と同様にしてアクリル酸メチル
の合成反応を開始した。その結果、アクリル酸メチルの
合成反応開始直後の反応容器出口の水分濃度は13.7
重量%であり、反応開始後5時間経過した時点でのアク
リル酸の転化率は24.2%であった。 〔実施例2〕攪拌羽根、蒸留塔および加熱ジャケットを
有する、容量500mLの流動床反応装置の反応容器
に、水で湿潤された状態の陽イオン交換樹脂(DIAI
ONPK−208、三菱化学製)155mLを投入し
た。さらに、アクリル酸8.54重量%、n−ブタノー
ル15.72重量%、アクリル酸n−ブチル73.10
重量%、および水2.64重量%からなる液を200m
L投入した。このスラリー液を毎分300回転で攪拌し
ながら、270hPaまで真空引きし、加熱ジャケット
にて加熱して、水、n−ブタノール、アクリル酸n−ブ
チルの3成分共沸蒸留させ、脱水工程を行った。共沸蒸
留によって発生した蒸気を凝縮器にて凝縮した後、油相
と水相とに分離し、n−ブタノールおよびアクリル酸n
−ブチルからなる油相は還流液として塔内へ戻し、水相
は廃水とした。また、このとき、水相を廃水とすること
により液量が減少するため、あらたにn−ブタノールを
追加して、液量を一定に保持させた。この脱水操作を1
8時間行い、反応容器内の温度が90℃に達した時点で
脱水工程を終了した。脱水工程終了時点での反応容器内
の水分濃度は1.1重量%であった。
Comparative Example 1 A synthesis reaction of methyl acrylate was started in the same manner as in Example 1 except that the dehydration step was not performed. As a result, the water concentration at the outlet of the reaction vessel immediately after the start of the synthesis reaction of methyl acrylate was 13.7.
%, And the conversion of acrylic acid after 5 hours from the start of the reaction was 24.2%. Example 2 A cation exchange resin (DIAI) wetted with water was placed in a reaction vessel of a 500 mL fluidized bed reactor having a stirring blade, a distillation column and a heating jacket.
155 mL (ONPK-208, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was charged. Further, 8.54% by weight of acrylic acid, 15.72% by weight of n-butanol, and 73.10% of n-butyl acrylate
% Liquid and 2.64% by weight of water
L was introduced. The slurry liquid was evacuated to 270 hPa while stirring at 300 revolutions per minute, heated in a heating jacket, and subjected to a ternary azeotropic distillation of water, n-butanol, and n-butyl acrylate to perform a dehydration step. Was. After the vapor generated by azeotropic distillation is condensed in a condenser, it is separated into an oil phase and an aqueous phase, and n-butanol and acrylic acid n
The oil phase consisting of -butyl was returned to the column as a reflux liquid, and the aqueous phase was wastewater. Also, at this time, since the liquid volume was reduced by using the aqueous phase as waste water, n-butanol was newly added to keep the liquid volume constant. This dehydration operation is 1
The operation was performed for 8 hours, and when the temperature in the reaction vessel reached 90 ° C., the dehydration step was completed. The water concentration in the reaction vessel at the end of the dehydration step was 1.1% by weight.

【0016】次いで、反応容器内の温度を75℃にまで
下げた後、アクリル酸を135.4mL/hr、n−ブ
タノールを252.1mL/hrで同時に連続投入し、
アクリル酸n−ブチルの合成反応を開始した。反応開始
後3時間経過した時点でのアクリル酸の転化率は87.
3%であった。 〔比較例2〕実施例2と同様にして、流動床反応装置の
反応容器に、水で湿潤された状態の陽イオン交換樹脂
と、アクリル酸、n−ブタノール、アクリル酸n−ブチ
ルおよび水からなる液とを投入し、このスラリー液を毎
分300回転で攪拌しながら、270hPaまで真空引
きし、加熱ジャケットにて加熱した。さらに、反応容器
内の温度が75℃に達した時点(共沸していない状態)
で、アクリル酸を135.4mL/hr、n−ブタノー
ルを252.1mL/hrで同時に連続投入し、アクリ
ル酸n−ブチルの合成反応を開始した。アクリル酸n−
ブチルの合成反応開始直後の反応容器内の水分濃度は1
5.2重量%であり、反応開始後3時間経過した時点で
のアクリル酸の転化率は26.7%であった。
Next, after the temperature in the reaction vessel was lowered to 75 ° C., acrylic acid and 135.4 mL / hr and n-butanol were continuously charged simultaneously at 252.1 mL / hr.
The synthesis reaction of n-butyl acrylate was started. After 3 hours from the start of the reaction, the conversion of acrylic acid was 87.
3%. [Comparative Example 2] In the same manner as in Example 2, a cation exchange resin wetted with water, acrylic acid, n-butanol, n-butyl acrylate and water were placed in a reaction vessel of a fluidized bed reactor. And the slurry was stirred at 300 revolutions per minute, evacuated to 270 hPa, and heated with a heating jacket. Further, when the temperature in the reaction vessel reaches 75 ° C. (non-azeotropic state)
Then, acrylic acid and 135.4 mL / hr of n-butanol were simultaneously and continuously charged at 252.1 mL / hr, and a synthesis reaction of n-butyl acrylate was started. Acrylic acid n-
The water concentration in the reaction vessel immediately after the start of the butyl synthesis reaction is 1
It was 5.2% by weight, and the conversion of acrylic acid after 3 hours from the start of the reaction was 26.7%.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によれば、優れた反応収率で、
(メタ)アクリル酸エステルを製造することができる。
According to the present invention, an excellent reaction yield can be obtained.
(Meth) acrylic acid esters can be produced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宗近 史郎 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒内 (72)発明者 上岡 正敏 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒内 (72)発明者 松本 初 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC48 BA72 BA81 BD40 BD52 KA06 4H039 CA66 CD10 CD20  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shiro Michichika 992, Nishioki, Okihama-shi, Aboshi-ku, Himeji-shi, Hyogo Nippon Shokubai Co., Ltd. Within Nippon Shokubai (72) Inventor Matsumoto Hatsugo, Himeji-shi, Hyogo 991 Okihama-shi, Nishioki, 992 Nippon Shokubai F-term (reference) 4H006 AA02 AC48 BA72 BA81 BD40 BD52 KA06 4H039 CA66 CD10 CD20

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルコールと酸とを原料とし、陽イオン交
換樹脂を触媒として用いる(メタ)アクリル酸エステル
の製造方法であって、 前記陽イオン交換樹脂に含浸している水を、前記アルコ
ール、前記酸および生成するエステルのうちから選ばれ
る少なくとも1つを脱水用溶剤として用いて除去する脱
水工程に引き続き、エステル化反応工程を行う、ことを
特徴とする(メタ)アクリル酸エステルの製造方法。
1. A method for producing a (meth) acrylate ester using an alcohol and an acid as raw materials and using a cation exchange resin as a catalyst, wherein water impregnated in the cation exchange resin is treated with the alcohol, A method for producing a (meth) acrylic acid ester, wherein an esterification reaction step is carried out subsequent to a dehydration step of removing at least one selected from the acid and the generated ester as a solvent for dehydration.
【請求項2】前記エステル化反応工程を行う反応装置の
反応容器を使用して前記脱水工程を行う、請求項1に記
載の(メタ)アクリル酸エステルの製造方法。
2. The method for producing a (meth) acrylate according to claim 1, wherein the dehydration step is performed using a reaction vessel of a reactor for performing the esterification reaction step.
【請求項3】前記脱水工程において、前記陽イオン交換
樹脂を前記脱水用溶剤で洗浄する、請求項1または2に
記載の(メタ)アクリル酸エステルの製造方法。
3. The method for producing a (meth) acrylate according to claim 1, wherein the cation exchange resin is washed with the solvent for dehydration in the dehydration step.
【請求項4】前記脱水工程において、前記陽イオン交換
樹脂に前記脱水用溶剤を加えて蒸留する、請求項1また
は2に記載の(メタ)アクリル酸エステルの製造方法。
4. The method for producing a (meth) acrylate according to claim 1, wherein in the dehydration step, the solvent for dehydration is added to the cation exchange resin and distillation is performed.
【請求項5】前記脱水工程を減圧下で行う、請求項3ま
たは4に記載の(メタ)アクリル酸エステルの製造方
法。
5. The method for producing a (meth) acrylate according to claim 3, wherein the dehydration step is performed under reduced pressure.
【請求項6】前記脱水工程で生じた、水と脱水用溶剤と
を含む廃液から脱水用溶剤を回収し、脱水工程および/
またはエステル化反応工程に再使用する、請求項1から
5までのいずれかに記載の(メタ)アクリル酸エステル
の製造方法。
6. A dehydration solvent is recovered from a waste liquid containing water and a dehydration solvent generated in the dehydration step, and the dehydration step and / or
The method for producing a (meth) acrylate according to any one of claims 1 to 5, wherein the method is reused in the esterification reaction step.
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