JP2003261505A - (メタ)アクリル酸エステル製造装置の洗浄方法 - Google Patents

(メタ)アクリル酸エステル製造装置の洗浄方法

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JP2003261505A
JP2003261505A JP2002061114A JP2002061114A JP2003261505A JP 2003261505 A JP2003261505 A JP 2003261505A JP 2002061114 A JP2002061114 A JP 2002061114A JP 2002061114 A JP2002061114 A JP 2002061114A JP 2003261505 A JP2003261505 A JP 2003261505A
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meth
acrylic acid
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acid ester
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Shuhei Otsuka
修平 大塚
Akira Ogawa
朗 小川
Yoshihiko Sato
義彦 佐藤
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置内にチタン含有触媒由来の析出物の付着
が少ない(メタ)アクリル酸エステル製造装置の洗浄方
法を提供する。 【解決手段】 本発明の(メタ)アクリル酸エステル製
造装置の洗浄方法は、(メタ)アクリル酸アルキルエス
テルとアルコールとをチタン含有触媒の存在下でエステ
ル交換反応させることにより、(メタ)アクリル酸エス
テルを製造する(メタ)アクリル酸エステル製造装置の
洗浄方法において、少なくとも前記装置のチタン含有触
媒を含む反応液に接触した部分を、水分含有率が5%以
下の洗浄溶剤を用いて洗浄する工程を有することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、(メタ)アクリル
酸アルキルエステルとアルコールとをチタン含有触媒の
存在下でエステル交換反応させることにより、(メタ)
アクリル酸エステルを製造する(メタ)アクリル酸エス
テル製造装置の洗浄方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】(メタ)アクリル酸エステルは、過酸化
物、過硫酸塩又はアゾビス化合物等のラジカル重合開始
剤の存在下で、容易に単独重合又は他の重合性モノマー
と共重合し、機械的特性、耐熱性、耐候性、耐酸性等に
優れたポリマーを生成する。従来、(メタ)アクリル酸
エステルの製造方法として、チタン含有触媒(チタン系
触媒)を用いたエステル交換法が知られている(例え
ば、特開平1−258642号公報、特開平4−665
55号公報、特開平11−222461号公報、特公平
8−9582号公報等)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】同一の装置で製造する
(メタ)アクリル酸エステルの種類を変更したり、装置
内部に汚れが付着した際には、装置を洗浄する必要があ
るが、チタン含有触媒を用いて(メタ)アクリル酸エス
テルを製造する装置では、洗浄中にチタン含有触媒由来
の析出物が装置内に付着し、その除去に長時間を要する
ことから生産性が低下するという問題があった。そこ
で、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、
装置内にチタン含有触媒由来の析出物の付着が少ない
(メタ)アクリル酸エステル製造装置の洗浄方法を提供
することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の(メタ)アクリ
ル酸エステル製造装置の洗浄方法は、(メタ)アクリル
酸アルキルエステルとアルコールとをチタン含有触媒の
存在下でエステル交換反応させることにより、(メタ)
アクリル酸エステルを製造する(メタ)アクリル酸エス
テル製造装置の洗浄方法において、少なくとも前記装置
のチタン含有触媒を含む反応液に接触した部分を、水分
含有率が5%以下の洗浄溶剤を用いて洗浄する工程を有
することを特徴とする。また、前記洗浄溶剤としては、
非水溶性溶剤を含むものが好適であり、非水溶性溶剤と
水溶性溶剤の双方を含むものがより好適である。
【0005】また、原料のアルコールとしては、下記式
(1)で表されるものが好適であり、製造する(メタ)
アクリル酸エステルとしては、下記式(2)で表される
ものが好適である。 R1 OH (1) CH2 =CR2 COOR1 (2) (但し、式(1)、(2)中、R1 は、炭素数3〜24
のアルキル基、アルコキシアルキル基、シクロアルキル
基、アミノアルキル基のうちいずれかを示し、R 2 は、
水素原子又はメチル基を示す。)
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。 [(メタ)アクリル酸エステルの製造方法]はじめに、
チタン含有触媒(チタン系触媒)を用いたエステル交換
法による(メタ)アクリル酸エステルの製造方法につい
て説明する。この方法では、(メタ)アクリル酸アルキ
ルエステルとアルコールとをチタン含有触媒の存在下で
エステル交換反応させることにより、(メタ)アクリル
酸エステルを製造する。
【0007】ここで、原料として用いる(メタ)アクリ
ル酸アルキスエステルとしては、特に限定されるもので
はないが、(メタ)アクリル酸メチル又は(メタ)アク
リル酸エチルを用いることが好ましく、中でも(メタ)
アクリル酸メチルを用いることがより好ましい。
【0008】また、原料として用いるアルコールとして
は、特に限定されるものではないが、下記式(1)で表
されるものが好適である。 R1 OH (1) (但し、式(1)中、R1 は、炭素数3〜24のアルキ
ル基、アルコキシアルキル基、シクロアルキル基、アミ
ノアルキル基のうちいずれかを示す。) ここで、式(1)で表されるアルコールとしては、n−
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、ターシャリーブタノール、n−ペンタノ
ール、n−ヘキサノール、ラウリルアルコ−ル、ステア
リルアルコール等のアルコール類、メトキシエタノー
ル、エトキシエタノール、ブトキシエタノール等のアル
コキシアルコール類、シクロヘキサノール等のシクロア
ルコール類、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミ
ノエタノール等のアミノアルコール類等を挙げることが
できる。
【0009】(メタ)アクリル酸アルキスエステルとし
て、(メタ)アクリル酸メチル又は(メタ)アクリル酸
エチルを用い、アルコールとして、上記式(1)で表さ
れるものを用いた場合、下記式(2)で表される(メ
タ)アクリル酸エステルが製造される。 CH2 =CR2 COOR1 (2) (但し、式(2)中、R2 は、水素原子又はメチル基を
示す。)
【0010】また、用いて好適なチタン含有触媒として
は、テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネー
ト、テトラプロピルチタネート、テトラブトキシチタネ
ート等が挙げられる。チタン含有触媒の使用量は、原料
アルコール1モルに対して、0.0001〜0.1モ
ル、好ましくは0.0003〜0.03モルとする。触
媒の使用量が0.0001モル未満では反応時間が長く
なることがあり、また、0.1モル超では釜残が増加し
たり、触媒コストが高くなるという問題が生じる。
【0011】なお、原料として、(メタ)アクリル酸メ
チル又は(メタ)アクリル酸エチルを用いた場合、エス
テル交換反応の進行とともにメタノール又はエタノール
が副成するが、これら副生アルコールは、未反応の(メ
タ)アクリル酸メチルや(メタ)アクリル酸エチルとの
共沸混合物として反応系外に容易に取り出すことができ
る。また、n−ヘキサンなどの溶媒を用い、その共沸混
合物として反応系外に取り出すこともできる。
【0012】また、エステル交換反応に際しては、原料
の(メタ)アクリル酸アルキルエステルあるいは生成す
る(メタ)アクリル酸エステルの重合を抑制するため
に、あらかじめ重合防止剤を添加しておくことが好まし
い。重合防止剤としては特に限定されるものではない
が、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテ
ル、フェノチアジン、N,N’−ジ−2−ナフチル−p
−フェニレンジアミン(以下、「NF」と略す。)等を
例示することができる。重合防止剤の添加量は、反応液
の質量に対して0.001〜2%とすることが好まし
い。重合防止剤の添加量が0.001%未満では、重合
抑制の効果が十分でなく、2%超では、重合防止剤を目
的生成物である(メタ)アクリル酸エステルから十分に
分離することができず、得られた(メタ)アクリル酸エ
ステルを重合させる際に、反応が阻害される恐れがあ
る。また、エステル交換反応中に、酸素又は酸素と不活
性気体との混合物、例えば、空気や、酸素とアルゴンと
の混合気体等を、反応液及び/又は反応液面上に導入す
ると、原料や生成物の重合抑制効果がさらに向上するた
め、好適である。
【0013】[(メタ)アクリル酸エステル製造装置の
洗浄方法]次に、以上のようにして(メタ)アクリル酸
エステルを製造した製造装置の洗浄方法について説明す
る。本発明では、少なくとも装置のチタン含有触媒を含
む反応液に接触した部分を、所定の水分含有率の洗浄溶
剤を用いて洗浄する。ここで、洗浄溶剤としては、非水
溶性溶剤を含むものが好適である。また、非水溶性の汚
れと水溶性の汚れを同時に落とし、より高い洗浄効率が
得られることから、非水溶性溶剤と水溶性溶剤の双方を
含むものがより好適である。
【0014】非水溶性溶剤としては、ヘキサン、シクロ
ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルイソ
ブチルケトン等を例示することができる。これらは1種
を単独で、又は2種以上を併用することができる。ま
た、水溶性溶媒としては、メタノール、エタノール、イ
ソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸
メチル、(メタ)アクリル酸エステル等を例示すること
ができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を併用
することができる。
【0015】また、洗浄溶剤の水分含有率は5%以下、
好ましくは3%以下、より好ましくは1.5%以下とす
る。本発明者は、このように洗浄溶剤の水分含有率を5
%以下とすることにより、装置内にチタン含有触媒由来
の析出物の付着が少なくなることを見出した。なお、洗
浄溶剤の水分含有率が5%超では、洗浄溶剤中の水分と
チタン含有触媒とが反応して、析出物(スケール)を生
成しやすくなり、その除去に長時間を要することから生
産性が低下する。
【0016】洗浄方法としては特に限定されるものでは
ないが、装置内に洗浄溶剤を充填する、洗浄溶剤を充填
した装置を加熱する、洗浄溶剤を装置内に噴霧するなど
が挙げられる。洗浄時の洗浄溶剤の温度や洗浄時間は、
汚れ具合、洗浄溶剤の種類等の条件によって異なるため
一概には言えないが、例えば、洗浄溶剤の温度は10〜
200℃、洗浄時間は0.1〜50時間に設定すれば良
い。また、洗浄に使用した洗浄溶剤は、回収して再利用
しても良い。但し、この場合、蒸留や抽出などの方法に
より、洗浄溶剤中に含まれる汚れ成分を除去してから再
利用することが好ましい。
【0017】以上のようにしてチタン含有触媒を含む反
応液を洗浄した後は、装置内にチタン含有触媒は存在し
ないか、存在しても極めて微量であるため、チタン含有
触媒と水との反応による析出物の生成は起こらない。し
たがって、さらに水を5%以上含む洗浄溶剤を用いて装
置を洗浄しても良い。
【0018】本発明の洗浄方法によれば、チタン含有触
媒と高濃度の水とを装置内で共存させないので、チタン
含有触媒由来の析出物の生成を防止し、安定して洗浄作
業を行うことができる。
【0019】
【実施例】次に、本発明に係る実施例及び比較例につい
て説明する。 (実施例1)攪拌翼、温度計を備えたガラス製3Lフラ
スコ内に、原料としてイソブチルアルコール370.6
g及びメタクリル酸メチル1001.2gを仕込み、触
媒としてテトラメトキシチタン0.86g、重合防止剤
としてNF0.071gを添加した。次いで、フラスコ
に、蒸留塔、冷却装置、液分配器を備えた蒸留装置を取
り付けた。蒸留塔としては、内径35mmのガラス製2
0段オールダーショウ蒸留塔を用いた。オイルバスによ
りフラスコを加熱し反応を開始した。反応開始後2時間
でイソブチルアルコールの転化率が97%となった。な
お、反応で副生したメタノールは、蒸留装置によりメタ
クリル酸メチルとの共沸物として系外へ抜き出した。反
応終了後、反応液をフラスコから抜き出した。以上のよ
うにしてメタクリル酸エステルを製造した後、反応液を
抜き出したフラスコを、洗浄溶剤として水分含有率80
ppmのメタクリル酸メチル100gを用いて洗浄した
ところ、フラスコは綺麗に洗浄され、フラスコ内に析出
物は確認されなかった。
【0020】(比較例1)実施例1と同様にしてメタク
リル酸エステルを製造した後、反応液を抜き出したフラ
スコを純水で洗浄したところ、フラスコ内壁に白色の析
出物が確認された。
【0021】(実施例2)原料アルコールとしてイソブ
チルアルコールの代わりに2−エチルヘキシルアルコー
ル650gを用いた以外は実施例1と同様の操作を行っ
た。反応開始後2時間30分後には2−エチルヘキシル
アルコールの転化率が98%となった。反応終了後、反
応液をフラスコから抜き出し、洗浄することなく、同じ
操作を10バッチ繰り返した。その後、フラスコ内壁に
は重合物と思われる白色の付着物が確認された。以上の
ようにしてメタクリル酸エステルを10バッチ製造した
後、反応液を抜き出したフラスコ内に、トルエン及びア
セトンを質量比で1対1に混合した、水分含有率1.3
%の洗浄溶剤を投入し、攪拌しつつ60℃で1時間加熱
した。次いで加熱を停止し、洗浄溶剤を抜き出したとこ
ろ、フラスコ内壁は綺麗に洗浄されており、析出物は確
認されなかった。
【0022】(比較例2)実施例2と同様にしてメタク
リル酸エステルを10バッチ製造した後、白色の重合物
が付着したフラスコ内に、アセトン及び純水を質量比で
1対1に混合した洗浄溶剤を投入し、攪拌しつつ60℃
で1時間加熱した。次いで加熱を停止し、洗浄溶剤を抜
き出したところ、フラスコ内壁には白色のチタン含有触
媒由来の析出物が新たに観察された。
【0023】実施例1、2、比較例1、2の結果から、
水分含有率の低い洗浄溶剤を用いることにより、チタン
含有触媒由来の析出物が生成することを防止できること
が判明した。
【0024】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の(メタ)
アクリル酸エステル製造装置の洗浄方法によれば、装置
内にチタン含有触媒由来の析出物が付着することを防止
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 義彦 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内 Fターム(参考) 3B201 AA47 BB95 4H003 DA12 DB01 DC03 ED03 ED28 ED30 ED32 4H006 AA02 AC48 AD10 BB17 BC40 BT12 BU32 KA03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (メタ)アクリル酸アルキルエステルと
    アルコールとをチタン含有触媒の存在下でエステル交換
    反応させることにより、(メタ)アクリル酸エステルを
    製造する(メタ)アクリル酸エステル製造装置の洗浄方
    法において、 少なくとも前記装置のチタン含有触媒を含む反応液に接
    触した部分を、水分含有率が5%以下の洗浄溶剤を用い
    て洗浄する工程を有することを特徴とする(メタ)アク
    リル酸エステル製造装置の洗浄方法。
  2. 【請求項2】 前記洗浄溶剤が、非水溶性溶剤を含むこ
    とを特徴とする請求項1に記載の(メタ)アクリル酸エ
    ステル製造装置の洗浄方法。
  3. 【請求項3】 前記洗浄溶剤が、非水溶性溶剤と水溶性
    溶剤の双方を含むことを特徴とする請求項1又は請求項
    2に記載の(メタ)アクリル酸エステル製造装置の洗浄
    方法。
  4. 【請求項4】 前記装置が、下記式(1)で表されるア
    ルコールを用い、下記式(2)で表される(メタ)アク
    リル酸エステルを製造する装置であることを特徴とする
    請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の(メ
    タ)アクリル酸エステル製造装置の洗浄方法。 R1 OH (1) CH2 =CR2 COOR1 (2) (但し、式(1)、(2)中、R1 は、炭素数3〜24
    のアルキル基、アルコキシアルキル基、シクロアルキル
    基、アミノアルキル基のうちいずれかを示し、R 2 は、
    水素原子又はメチル基を示す。)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100635284B1 (ko) * 2004-05-18 2006-10-17 주식회사 엘지화학 (메타)아크릴산 및/또는 (메타)아크릴산 에스테르의제조를 위한 공장장치부용 세척액 및 이를 이용한 세척방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100635284B1 (ko) * 2004-05-18 2006-10-17 주식회사 엘지화학 (메타)아크릴산 및/또는 (메타)아크릴산 에스테르의제조를 위한 공장장치부용 세척액 및 이를 이용한 세척방법

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