JP2003231665A - 有機液体の精製方法 - Google Patents

有機液体の精製方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高純度の(メタ)アクリル酸エステルを長期
間安定に製造することを特徴とする(メタ)アクリル酸
エステルの製造方法。 【解決手段】 不溶解成分を含有する有機液体が通過す
るライン配管に透過粒径が1〜10μmのフィルターを
設置することを特徴とする有機液体の精製方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機液体、特には
アルコール、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル(以下アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル
を合わせて(メタ)アクリル酸エステルという)を含有
する有機液体中の中和塩類などの不溶解成分を分離除去
し、これらの有機液体を精製する方法に関するものであ
り、さらに具体的には、アルコール、(メタ)アクリル酸
エステルの製造工程及びそれらの取り扱いになどに際し
て、アルコール、(メタ)アクリル酸エステル等を含有す
る液体から中和塩類などの不溶解成分を分離除去する工
程が必要となるが、そのような工程において透過粒径が
1〜10μmのフィルターを導入することにより、蒸留
による分離精製工程での長期間安定操業を可能にする方
法に関するものである。本発明は、(メタ)アクリル酸
エステルを製造する化学業界などに広く利用される。
【0002】
【従来の技術】従来、(メタ)アクリル酸エステルは重
合性を有する化合物であることと、得られる重合体に優
れた特性を付与することができるということで、種々の
用途、例えば塗料、接着剤、粘着剤、合成樹脂、繊維な
どの原料として幅広く用いられている。(メタ)アクリ
ル酸エステルの製造方法としては、酸触媒の存在下、
(メタ)アクリル酸とアルコールとをエステル化反応さ
せて製造する方法が一般に広く用いられている。更に、
反応後の酸触媒及び未反応の(メタ)アクリル酸を、得
られたエステル化反応液から除去する方法として、エス
テル化反応液をアルカリ水溶液で処理する方法(例え
ば、特許文献1、2参照。)が広く行われている。この
方法で酸触媒及び未反応の(メタ)アクリル酸を除去す
るために、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステ
ルを含有する有機層と、水及び中和塩を含有する水層と
を分離する際には、静置槽等の分離器による静置分離が
行われることが一般的である。
【0003】
【特許文献1】特開昭61−243046号公報
【特許文献2】特開昭63−99037号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の静置槽
による静置分離だけでは、有機液体であるエステル化反
応液中に含まれている中和塩の一部やポリマーやスラッ
ジなどの副生物が完全に除去されずに、有機層側に微量
に含まれる。従って、更に未反応のアルコール及び副生
物を除去して、高純度の(メタ)アクリル酸エステルを
取得すべく蒸留を行うと、精留塔のトレイや充填物にポ
リマーやスラッジなどの異物が堆積して、精留塔が閉塞
したり、加熱器内に異物が付着して機器内で閉塞を起こ
したり、送液ポンプで異物がかみ込みポンプを損傷する
といった問題点があった。本発明は、このような従来の
製造方法における問題点を克服するものであり、静置槽
にて分離できなかった中和塩の一部やポリマーやスラッ
ジなどの副生物を効率良く除去し、安定に(メタ)アク
リル酸エステルを製造する方法を提供することを課題と
するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するため、各種の検討を行った結果、有機液
体、特に、アルコール又は(メタ)アクリル酸エステル
又はこれらを含有する液体などの有機液体から中和塩や
ポリマーやスラッジなどの不溶解成分を除去する際に、
ライン配管へ透過粒径が1〜10μmのフィルターを設
置することで、有機液体中の不溶解成分の除去に極めて
有効であることを見出して、本発明に到達した。
【0006】即ち、本発明の要旨は、ライン配管へ透過
粒径が1〜10μmのフィルターを設置することで有機
液体中の不溶解成分を分離することを特徴とする有機液
体の精製方法に関するものである。さらには具体的に
は、該有機液体が不溶解成分および(メタ)アクリル酸
エステルを含有する有機液体である有機液体の精製方法
に関するものであり、特には該不溶解成分が中和塩やポ
リマーやスラッジである(メタ)アクリル酸エステルを
含有する有機液体の精製方法に関するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を添付図面と共に詳細
に説明する。図1は、(メタ)アクリル酸とアルコール
を触媒の存在下にエステル化反応させて、(メタ)アク
リル酸エステルを製造するプラントの説明図であり、1
はエステル化反応器、2は触媒回収塔、3は洗浄塔、4
は静置槽、5はアルコール回収塔そして6は軽沸点成分
除去塔である。そして黒丸で示した箇所は本発明のフィ
ルター設置場所を示す。
【0008】図示の通り、不純物を除去後フィルターに
かけられたアルコールと原料(メタ)アクリル酸は酸触
媒と共にエステル化反応器に供給され、生成した(メ
タ)アクリル酸エステルを含有する反応液は2の触媒回
収塔に導かれ、ここで未反応の(メタ)アクリル酸や残
留酸触媒が抽出回収され、フィルターにより濾過され、
次に洗浄塔に導かれ、ここで水及びアルカリ水溶液によ
り洗浄、中和処理が施され、水層と分離された反応液は
フィルターにかけられ、更に静置槽4において一部もれ
込んだ水による洗浄及び中和処理により生じた水を静置
し、分層、分離した後にフィルターに通され軽沸点成分
除去塔へ導かれ、その後の製品塔の塔頂から(メタ)ア
クリル酸エステルが製品として得られる。なお、上記の
静置槽4は洗浄塔に十分な高さがある場合等、洗浄塔で
の分離が十分達成できる場合は、設置しなくてもよく、
経済的にはその方が有利である。この静置槽を設けない
場合は、洗浄塔から抜き出される反応液はフィルターに
かけられた後、直接次工程の軽沸点成分除去塔へ送られ
る。
【0009】以上のプラントにおける洗浄塔3はこれを
水洗浄とアルカリ水溶液による中和処理を別個の塔でそ
れぞれ行ってもよく、またフィルターの設置は4箇所総
てに設置しなくてもよく、静置槽4により一部もれ込ん
だ水を除去した後のライン配管に設置するのが効果的で
ある。本発明における有機液体としては、アルコール、
(メタ)アクリル酸エステル又はこれらを含有する有機
液体が挙げられ、(メタ)アクリル酸エステルの具体例
としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリ
ル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロへキシル、(メ
タ)アクリル酸2−エチルヘキシルなどのアクリル酸の
アルキルエステルもしくは、シクロアルキルエステル、
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリン
トリ(メタ)アクリレートなどの多官能の(メタ)アクリ
レートなどが挙げられる。上記化合物中、特に好ましく
はアクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルで
ある。
【0010】また、アルコールとしては、上記エステル
原料となるアルコールを示すことが出来る。しかし、こ
れらによって本発明のアルコール及び(メタ)アクリル酸
エステルが限定されるものではない。本発明は、アルコ
ール、(メタ)アクリル酸エステルを含有する有機液体中
から中和塩、ポリマー、スラッジなどの不溶解成分を除
去し、これらの有機液体を精製するための方法に関する
ものであるが、それらの方法が必要とされる工業的工程
としては、具体的には、(メタ)アクリル酸エステルを
(メタ)アクリル酸およびアルコールから製造する際
に、未反応の(メタ)アクリル酸や残留酸触媒を水を用
いて回収後の工程、未反応の(メタ)アクリル酸や残留
酸触媒とアルカリとの反応により生成した塩を除去後の
工程、原料アルコール中の過酸化物などの不純物を酸洗
や水洗により分離除去後の工程等が挙げられ、又、その
他種々の工程においても利用される。特に好ましい工程
は、未反応の(メタ)アクリル酸や残留酸触媒とアルカ
リとの反応により生成した塩を除去後の工程にフィルタ
ーを設置したほうがより好ましい。なお、上記の塩除去
後の工程で静置槽を設けた場合は、該静置槽の後にフィ
ルターを設置するのが、より好ましい。
【0011】以上、(メタ)アクリル酸エステルの製造
工程におけるアルコール、(メタ)アクリル酸エステル
を含有する有機液体を対象とする方法について説明した
が、本発明は(メタ)アクリル酸エステルの製造工程以
外、例えば(メタ)アクリル酸エステルを取扱う方法に
おいて、あるいは(メタ)アクリル酸エステルを原料と
する化学合成反応工程等において必要に応じて適用する
ことができる。本発明に用いられる透過粒径が1〜10
μmのフィルターの種類は、供給液に対し化学的に安定
であり、供給液を汚染することがなく且つ供給液から不
溶解成分を除去できるものであれば特に制限はない。
【0012】そのような、フィルターの材質としては、
ガラス繊維、金属繊維、ポリエステル、フルオロカーボ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリ
スチレン、セルロース、セルロースアセテートなどの材
料であればいずれも用いることが出来るが、強度、耐酸
性、耐アルカリ性、低製造コスト等からポリプロピレン
がより好ましい。
【0013】フィルター通液時の温度は、90℃以下が
好ましい。90℃以上ではフィルターでの除去が不十分
となる。フィルター交換の管理は、フィルター通液前後
の差圧(ΔP)が1kg/cm2以内で行うのが経済的に
有利である。本発明に使用されるフィルターの透過粒径
は1〜10μmであるが、好ましくは2〜5μmであ
る。これより透過粒径が小さいと除去効果はあがるが、
フィルター交換頻度が上昇し、差圧の上昇、並びに流量
低下が起き、プロセス上ならびに経済上好ましくない。
また、透過粒径が10μmを越えると不溶成分の除去効
果が低下し、結果として長期の安定運転を達成できな
い。
【0014】
【実施例】以下に、この発明の具体的な実施例を比較例
と併せて示すが、この発明は、下記実施例に限定されな
い。 実施例1 アクリル酸とブタノールを硫酸触媒の存在下にエステル
化反応して得たアクリル酸ブチル87重量%、ブタノー
ル7重量%、水1重量%、その他不明成分5重量%を含
む液を、温度79℃、12t/hrで、透過粒径3μm
の熱溶着ポリプロピレンマイクロファイバーフィルター
カートリッジを装着した配管を通液後、軽沸点成分分離
塔へと送液した。軽沸点成分分離塔での差圧上昇が観測
されるまで送液を連続した。フィルターの交換頻度は1
回/7日で、軽沸点成分分離塔の連続運転日数は185
日であった。
【0015】実施例2 触媒としてp−トルエンスルホン酸を用いたこと以外は
実施例1と同様に操作を行ったところ、軽沸点成分分離
塔の連続運転日数は180日であった。 比較例1 フィルターを装着しなかった以外は、実施例1と同様に
操作を行ったところ、送液40日で、軽沸点成分分離塔
の塔内差圧が上昇したため、運転停止となった。 比較例2 フィルターの透過粒径を0.5μmとした以外は、実施
例1と同様に操作を行ったところ、1回/1日の頻度で
フィルターを交換しなければならず、また、軽沸点成分
分離塔への送液量が安定しなかったために運転停止とな
った。
【0016】比較例3 フィルターの透過粒径を15μmとした以外は、実施例
1と同様に操作を行ったところ、送液60日で、軽沸点
成分分離塔の塔内差圧が上昇したため、運転停止となっ
た。 比較例4 フィルター通液時の温度を100℃とした以外は、実施
例1と同様に操作を行ったところ、送液50日で、軽沸
点成分分離塔の塔内差圧が上昇したため、運転停止とな
った。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、アルコール、(メタ)アクリル酸エステルを含有す
る有機液体から、エステル化反応工程及び分離工程を経
て副生した未精製の(メタ)アクリル酸エステル中に含
まれる不溶解成分を効率よく分離除去するので、高純度
の(メタ)アクリル酸エステルを長期間安定に製造する
ことが可能となり、(メタ)アクリル酸エステルを製造
するうえで非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する(メタ)アクリル酸エステル
の製造プラントの説明図である。
【符号の説明】
1 エステル化反応器 2 触媒回収塔 3 洗浄塔 4 静置槽 5 アルコール回収塔 6 軽沸点成分除去塔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 寧之 三重県四日市市東邦町1番地 三菱化学株 式会社内 (72)発明者 鈴木 芳郎 三重県四日市市東邦町1番地 三菱化学株 式会社内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AD17 BC51 BC52 4J011 AC05

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不溶解成分を含有する有機液体が通過す
    るライン配管に透過粒径が1〜10μmのフィルターを
    設置することを特徴する有機液体の精製方法。
  2. 【請求項2】 不溶解成分を含有する有機液体が、(メ
    タ)アクリル酸エステルを含有する有機液体である請求
    項1に記載の精製方法。
  3. 【請求項3】 不溶解成分を含有する有機液体が、(メ
    タ)アクリル酸とアルコールとを酸触媒の存在下にエス
    テル化反応させて(メタ)アクリル酸エステルを製造す
    るプロセスにおける、原料アルコールに酸洗処理及び水
    洗処理を施して不純物を除去した後の液体である請求項
    1または2に記載の精製方法。
  4. 【請求項4】 不溶解成分を含有する有機液体が、(メ
    タ)アクリル酸とアルコールとを酸触媒の存在下にエス
    テル化反応させて(メタ)アクリル酸エステルを製造す
    るプロセスにおける、反応液より未反応のアクリル酸や
    残留触媒を水を用いて抽出して回収した後の液体であ
    る、請求項1または2に記載の精製方法。
  5. 【請求項5】 不溶解成分を含有する有機液体が、(メ
    タ)アクリル酸とアルコールとを酸触媒の存在下にエス
    テル化反応させて(メタ)アクリル酸エステルを製造す
    るプロセスにおける、反応液にアルカリ処理を施して生
    成した塩を除去した後の液体である請求項1または2に
    記載の精製方法。
  6. 【請求項6】 不溶解成分を含有する有機液体が、(メ
    タ)アクリル酸とアルコールとを酸触媒の存在下にエス
    テル化反応させて(メタ)アクリル酸エステルを製造す
    るプロセスにおける、反応液を静置槽にてもれ込んだ水
    洗処理及び中和処理により生じた水を静置、分層、分離
    した後の液体である請求項1または2に記載の精製方
    法。
  7. 【請求項7】 フィルター通液時の温度が90℃以下で
    ある請求項1〜6のいずれかに記載の精製方法。
  8. 【請求項8】 フィルター通液前後の差圧(ΔP)が1
    kg/cm2 以内にフィルターを交換する請求項1〜7
    のいずれかに記載の精製方法。
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