JP2002322133A - 2−エチルヘキシルアクリレートの改良された製造方法 - Google Patents

2−エチルヘキシルアクリレートの改良された製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2−エチルヘキシルアクリレートを製造する
方法の改良。 【解決手段】 粗反応混合物B1を抽出蒸留塔C2中で水で
洗浄し、頂部で有機相02を回収し、底部で水相A1を回収
し、有機相02はカラムC3へ送り、このカラムC3の頂部で
有機相02中のAAと2-EtHexOHを回収して、エステル化
に反応へ再循環し、精製された2−エチルヘキシルアク
リレートは第2の蒸留塔C4へ送り、その頂部から重質分
を除いたものを回収し、水相Alは、2−エチルヘキシル
硫酸水素塩の加水分解段階へ送り、水相Al中に存在する
2−エチルヘキシル硫酸水素塩(2-EtHexSO4H)を加水
分解して2-EtHexOHと硫酸とを作り、系に塩基を導入し
て中和して加水分解で生じる酸を中和し、得られた水相
A3を蒸留塔Clでの2-EtHexOHの回収段階へ送り、このア
ルコールをこのカラムClの頂部から取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は、硫酸を触媒として、2−エチ
ルヘキサノールによるアクリル酸の直接エステル化によ
って2−エチルヘキシルアクリレートを製造する方法の
改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】上記プロセスを工業的に行う場合には反
応平衡を移動させるために反応水を共沸状態で随伴する
溶剤は加えない。この溶剤の役割は水と共沸混合物を形
成する特性を有する過剰に存在するエステル化剤のアル
コール(本発明の場合には2−エチルヘキサノール)が
行う。反応をバッチで行った場合、反応段階の最後に下
記の式に示す2−エチルヘキサノールによる硫酸のエス
テル化反応によって実質的に全ての硫酸が2−エチルヘ
キシル硫酸水素塩(sulfate)(2-EtHexSO4H)に変換す
る:
【0003】2-EtHexOH+H2S04→ 2-EtHexSO4H+H2O
【0004】従って、反応終了時の反応混合物は2−エ
チルヘキシルアクリレートと、2−エチルヘキサノール
と、アクリル酸と、2−エチルヘキシル硫酸水素塩と、
痕跡量の硫酸と、この反応で使われる通常の安定化剤と
からなる。
【0005】従来方法では、エステル化反応後に行う精
製段階で一般に下記の操作を連続的に実行する: 1) 粗反応混合物中に存在する酸を水溶性塩基(水酸
化ナトリウム)を添加して中和する。この段階でアクリ
ル酸はアクリル酸ナトリウムに、2−エチルヘキシル硫
酸水素塩は中性の2−エチルヘキシル硫酸塩2-EtHexSO4
Naに、痕跡量の硫酸は硫酸ナトリウムNa2SO4にそれぞれ
中和される。これらの塩は全て水相中に存在する。
【0006】2) 次に、中和処理後の有機相を分離
し、抽出カラムで水で洗浄して痕跡量の不純物である水
酸化ナトリウムおよび塩を除去する。洗浄後の2−エチ
ルヘキシルアクリレートを第1蒸留塔へ送り、その頂部
から軽質分を除去する。この軽質分はエステル化反応に
再循環される。その後、精製されたエステルを第2カラ
ムへ送り、その頂部から重質分を取り出す。
【0007】3) 下記a)〜c)に存在する2−エチ
ルヘキサノールを回収する: a) 中和で生じた分離水相中(この水相中には本質的
に中性の2−エチルヘキシル硫酸塩、2−エチルヘキサ
ノール、アクリル酸ナトリウムおよび痕跡量の硫酸ナト
リウムを含む) b) いわゆるエステル化反応で生じた水相中、 c) 有機相の抽出カラムの洗浄時に生じる水相中、
【0008】この2−エチルヘキサノールの回収は蒸留
塔で行われる。処理すべきこれらの水溶液から蒸留塔の
頂部で得られる2−エチルヘキサノールを含む塔頂分は
エステル化反応へ再循環される。一方、蒸留塔の底部留
分は2−エチルヘキサノールが除かれた使用済みの水で
あり、この水は生物処理ステーションへ廃棄される。こ
の廃棄水は中性の2−エチルヘキシル硫酸塩およびアク
リル酸ナトリウムが存在するため有機物で非常に汚染さ
れている(化学的酸素要求量(COD)で測定した場
合)。欧州特許出願第EP-A-609 127号には、こうした2-
エチルヘキシルアクリレートの製造方法の改良方法が記
載されている。
【0009】添付した図1に示すように、公知方法では
反応混合物(b1)は水酸化ナトリウム溶液で中和さ
れ、中和後の混合物は比重分離で2相:水溶相(al)お
よび有機相(01)に分離される。(al)には硫酸を添加
して、2−エチルヘキシル硫酸水素塩のモル数に対する
過剰なH+の当量モル数の比が少なくとも1.5にする。そ
の結果得られた混合物(a2)を加水分解反応器RHYDへ導
入して、1〜5時間、70〜200℃の温度に保つ。反応後、
混合物を8%NaOHで中和してpHを8にする。得られた相
(a3)は蒸留塔Clへ連続的に送られる。この蒸留塔Clで
は頂部から2−エチルヘキサノールを回収し、底部から
生物学的処理濃度の水を回収する。
【0010】分離され、NaOHで中和された有機相(o1)
は抽出蒸留塔C2で水で洗浄されて痕跡量の不純物の水酸
化ナトリウムおよび塩を除去する。この抽出蒸留塔C2の
底部から生じる水相(a4)は蒸留塔Clへ送られる。抽出
蒸留塔C2の頂部で得られる洗浄後の2−エチルヘキシル
アクリレートは第1の蒸留塔C3へ送られ、その頂部から
本質的に2−エチルヘキサノールから成る軽質分を回収
し、それをエステル化反応へ再循環させる。底部で得ら
れる精製された2−エチルヘキシルアクリレートは第2
の蒸留塔C4へ送られ、そこで重質分から分離されての頂
部から出る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記の2−エチルヘキ
シルアクリレートの製造方法を実施すると、中和操作後
の静置分離時に濃いエマルションが界面に形成される。
このエマルションは界面に成長する2−エチルヘキシル
アクリレートのポリマーに起因するものであるが、この
エマルションは下流の蒸留塔を運転を乱し、プラントの
運転環境性能を低下させる。また、プラントの大部分の
CODは、粗反応混合物の中和段階でのアクリル酸ナトリ
ウムに起因する。このアクリル酸ナトリウムは未変換ア
クリル酸の中和と2−エチルヘキシルアクリレートの鹸
化で生じる。
【0012】本発明者は、(b1)相および(ol)相をNaO
Hで中和する化学処理を無くしてカラムC2中で2−エチ
ルヘキシル硫酸水素塩を水洗・比重分離し、水相中の未
抽出の残留アクリル酸は欧州特許第EP-A-609 127号に記
載の公知方法と同様にカラムC3の頂部から分離すること
で上記の問題を解決するということを見い出した。
【0013】
【課題を解決する手段】本発明の対象は、少なくとも一
種のアクリル酸の安定化剤の存在下で、硫酸を触媒とし
てアクリル酸の2−エチルヘキサノールによる直接エス
テル化により2−エチルヘキシルアクリレートを製造
し、得られた粗反応混合物が2−エチルヘキシルアクリ
レート、2−エチルヘキサノール、アクリル酸、2−エ
チルヘキシル硫酸水素塩、痕跡量の硫酸およびその他の
不純物から成る、2−エチルヘキシルアクリレートの製
造方法において、下記(1)〜(3)を特徴とする方法
にある: (1) 粗反応混合物(B1)を抽出蒸留塔C2中で水で洗
浄し、頂部で有機相(02)を回収し、底部で水相(A1)
を回収し、(2) 有機相(02)はカラムC3へ送り、こ
のカラムC3の頂部で有機相(02)中のアクリル酸と2−
エチルヘキサノールを回収して、エステル化に反応へ再
循環し、精製された2−エチルヘキシルアクリレートは
第2の蒸留塔C4へ送り、その頂部から重質分を除いたも
のを回収し、(3) 水相(Al)は、2−エチルヘキシ
ル硫酸水素塩の加水分解段階へ送り、水相(Al)中に存
在する2−エチルヘキシル硫酸水素塩を加水分解して2
−エチルヘキサノールと硫酸とを作り、系に塩基を導入
して中和して加水分解で生じる酸を中和し、得られた水
相(A3)を蒸留塔Clでの2−エチルヘキサノールの回収
段階へ送り、このアルコールをこのカラムClの頂部から
取り出す。
【0014】本発明方法の一実施例では、粗反応混合物
(Bl)の水洗を粗反応混合物(BI)の供給量の5〜50重
量%の水を使用して実行し、この粗反応混合物(B1)の
水洗を20〜50℃の温度で実行し、加水分解を70〜200℃
の温度で実行する。
【0015】本発明の内容のよりよい理解を助けるため
に添付の図2を参照して本発明方法の一つの実施例を説
明する(実施例1)。図1は比較例(実施例2)であ
る。実施例で部および百分比は重量部と重量%を表す。
図1および図2の各種の流れは既に説明した通りである。
【0016】実施例1(本発明) A.粗反応混合物の合成 撹拌反応器中で減圧下の90℃で、触媒としての94%硫酸
(9.76部)と重合禁止剤としてのフェノチアジン(0.7
部)存在下で、バッチでアクリル酸(466.3部)を2−
エチルヘキサノール(520部)でエステル化した。生じ
る水を2−エチルヘキサノールとの共沸混合物の形で蒸
留することによってエステル化反応の平衡は2−エチル
ヘキシルアクリレートエステル形成方向へと移動する。
粗反応混合物(Bl)の組成物は以下の通りである: 2−エチルヘキシルアクリレート 91% 2−エチルヘキサノール 4.4% アクリル酸 0.5% 2−エチルヘキシル硫酸水素塩 2.5% 水 0.5% その他の不純物 1.1%
【0017】B.3回の水洗浄による触媒の抽出(カラ
ムc2のシミュレーション) 触媒(0.12当量H+/kg強酸度−2−エチルヘキシル硫酸
水素塩)を含む460gの粗反応混合物(B1)に46gの水を
加え、室温で10分間撹拌する。比重分離後、452gの0.01
1当量H+/kg高酸度の有機相(01)を回収する。触媒の抽
出効率は91%である。カラムC2の運転をシミュレーショ
ンするために、上記操作を2回繰り返した(10重量%の
水で有機相(01)を処理)。カラムC2の出口での洗浄後
の粗反応混合物(02)は6×10-5H+/kgを示した。触媒
の全抽出効率は99.5%である。
【0018】C.粗混合物(02)の精製 頂部成分(02)をカラムC3へ送る。このカラムC3の頂部か
らはアクリル酸と2−エチルヘキサノールとが回収さ
れ、底部からは安定化剤および重質分(主としてアクリ
ル酸二量体のエステルおよびオクチルオクトオキシプロ
ピオネートとからなる)を含む2−エチルヘキシルアク
リレートを回収する。このカラムC3の底部粒分をカラム
C4へ送る。その頂部成分C4は純粋な2−エチルヘキシル
アクリレートである(純度=99.7%)。
【0019】D.水相(AI)および(A5)の加水分解 カラムC2で生じる水相(Al)を加水分解器 RHYDへ送って
2−エチルヘキシル硫酸水素塩をH2S04と2−エチルヘ
キサノールとに分解する(T =130℃、時間=2時間、圧
力=2〜3バール)。加水分解器 RHYDから出た流れはNaO
Hで中和し、カラムClへ送り、このカラムの頂部で2−
エチルヘキサノールを回収する。
【0020】実施例2(比較例) 図1に示す方法を実行した。実施例1の粗反応混合物(B
1)と同じ組成を有する粗反応混合物(b1)を用いて中
和した。しかし、この方法では中和段階で濃いエマルシ
ョンができるためアクリル酸収率が低下した。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来法のフロー図。
【図2】本発明方法の一実施例のフロー図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 69/003 C07C 69/003 C // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 ステファン ルピッツェラ フランス国 57500 サン−タボル リュ デ ジェネ 22 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC48 AD11 AD13 AD30 AD41 BA28 BA36 BA66 BA94 BC51 BD33 BD41 BD52 BD82 BD84 4H039 CA66 CD30 CG10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一種のアクリル酸の安定化剤
    の存在下で、硫酸を触媒としてアクリル酸の2−エチル
    ヘキサノールによる直接エステル化により2−エチルヘ
    キシルアクリレートを製造し、得られた粗反応混合物が
    2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキサノ
    ール、アクリル酸、2−エチルヘキシル硫酸水素塩、痕
    跡量の硫酸およびその他の不純物から成る、2−エチル
    ヘキシルアクリレートの製造方法において、 下記(1)〜(3)を特徴とする方法: (1) 粗反応混合物(B1)を抽出蒸留塔C2中で水で洗
    浄し、頂部で有機相(02)を回収し、底部で水相(A1)
    を回収し、(2) 有機相(02)はカラムC3へ送り、こ
    のカラムC3の頂部で有機相(02)中のアクリル酸と2−
    エチルヘキサノールを回収して、エステル化に反応へ再
    循環し、精製された2−エチルヘキシルアクリレートは
    第2の蒸留塔C4へ送り、その頂部から重質分を除いたも
    のを回収し、(3) 水相(Al)は、2−エチルヘキシ
    ル硫酸水素塩の加水分解段階へ送り、水相(Al)中に存
    在する2−エチルヘキシル硫酸水素塩を加水分解して2
    −エチルヘキサノールと硫酸とを作り、系に塩基を導入
    して中和して加水分解で生じる酸を中和し、得られた水
    相(A3)を蒸留塔Clでの2−エチルヘキサノールの回収
    段階へ送り、このアルコールをこのカラムClの頂部から
    取り出す。
  2. 【請求項2】 粗反応混合物(Bl)の水洗を粗反応混合
    物(BI)の供給量の5〜50重量%の水を使用して実行す
    る、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 粗反応混合物(B1)の水洗を20〜50℃の
    温度で実行する請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 加水分解を70〜200℃の温度で実行する
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
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