JP2006213729A - （メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル - Google Patents

Abstract

【課題】重合トラブルが生じない温度で効率よくＥＯを除去することにより、ＥＯ含有量の少ない高純度の（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを提供すること。
【解決手段】エチレンオキサイド含有量が６０ｐｐｍ以下である（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを提供する。また、エチレンオキサイド含有量が１２ｐｐｍ以下である（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗料や親水性高分子の原料として有用な（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルに関し、詳しくはエチレンオキサイド含有量の少ない（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルに関する。

一般に（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルは、（メタ）アクリル酸とエチレンオキサイド（以下、ＥＯという）を触媒の存在下に反応させることによって製造される。この製造方法では、反応終了後の反応液中に、目的物質の（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル以外に（メタ）アクリル酸、ＥＯ、触媒残渣、高沸点副生成物等が含まれる。従来（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル以外の物質を除去するために、蒸留による精製が行われていた。

しかしながら、蒸留によりＥＯ等の不純物を低減するには蒸留温度を高くする必要があるが、温度を上げると（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルの重合が起こりやすいため、蒸留温度を無制限に高くすることはできない。このため製品の純度を上げることができないという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、重合トラブルが生じない温度で効率よくＥＯを除去することにより、ＥＯ含有量の少ない高純度の（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを提供することを目的とする。

本発明は、エチレンオキサイド含有量が６０ｐｐｍ以下である（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルである。また本発明は、エチレンオキサイド含有量が１２ｐｐｍ以下である（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルである。

なお、本明細書は、（メタ）アクリル酸とエチレンオキサイドを反応させて（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを製造する方法において、前記（メタ）アクリル酸とエチレンオキサイドとの反応液を脱気塔へ導いて、キャリアガスと接触させて未反応のエチレンオキサイドを除去することを特徴とする（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルの製造方法の発明をも開示する。

この発明においては、脱気塔内にて反応液とキャリアガスとを接触させることにより、反応液中の未反応エチレンオキサイドを効率よく除去することができる。

本発明によれば、重合トラブルが生じない温度で、効率よくＥＯを除去することにより、ＥＯ含有量の少ない高純度の（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを提供することができる。

本明細書が開示する（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルの製造方法の発明は、以下のとおりである。
（１）（メタ）アクリル酸とエチレンオキサイドを反応させて（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを製造する方法において、前記（メタ）アクリル酸とエチレンオキサイドとの反応液を脱気塔へ導いて、キャリアガスと接触させて未反応のエチレンオキサイドを除去することを特徴とする（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルの製造方法。
（２）前記（１）において反応液を脱気塔へ導く前に、予熱することを特徴とする前記（１）の（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルの製造方法。
（３）前記（１）または（２）において反応液を脱気塔にてキャリアガスと接触させて未反応のエチレンオキサイドを除去した後、蒸発器にて（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを分離することを特徴とする前記（１）または（２）の（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルの製造方法。

以下、図１に基づいて本発明の（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを製造する方法の一例を説明する。この製造方法では、触媒の存在下、（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリル酸１モルに対して１．０〜１．２モル、好ましくは１．０３〜１．１０のＥＯを反応釜１にて反応させる。

ここで用いられる触媒としては、公知のものを用いればよく、例えば各種アミン類、四級アンモニウム塩、鉄化合物、または（メタ）アクリル酸金属化合物等を単独で、または組み合わせたものを用いることができる。

反応は、バッチ式または連続式のいずれでもよく、反応温度は、通常５０〜７０℃程度である。

反応終了後の反応液には、目的物質の（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル以外に、（メタ）アクリル酸、ＥＯ、触媒残渣、高沸点副生成物等が含まれる。反応液および反応釜に残るＥＯは、脱気等により大部分除去できるが、通常反応液中には３０００ｐｐｍ程度残存する。

次に、残存ＥＯを含む反応終了後の反応液（以下、単に反応液という）を、一旦中間タンク２へ供給する。続いて反応液を、中間タンク２から供給管４を通じて予熱器５へ移液する。予熱器５において、反応液を予熱して脱気塔供給口７を通じて脱気塔６へ導入する。予熱器による予熱温度は、重合のトラブルが生じない程度に高い方がＥＯの除去が効率的に行うことができ、通常３０〜８０℃、好ましくは４０〜７０℃である。

ここで供給管４、脱気塔６および薄膜蒸発器９は、真空発生装置３にて０．０１〜１．３３ｋＰａ、好ましくは０．０７〜０．４ｋＰａの減圧に保たれている。

脱気塔６において、脱気塔供給口７から供給される加熱された反応液とキャリアガス供給口８から供給されるキャリアガスとを接触させることにより、反応液中のＥＯ等の低沸物を除去することができる。脱気塔６は、反応液とキャリアガスが効率的に接触するような構造のものが好ましい。このような構造としては例えば棚段の上から反応液を供給し、一方キャリアガスを下から供給し、向流で気液接触させるシーブトレイ状の構造等を挙げることができる。

キャリアガスとしては、蒸留液に吸収されにくい気体であれば何れも使用できるが、品質，重合防止およびコスト等の面から、乾燥空気を用いることが好ましい。キャリアガスの供給量は目的の純度を達成するために適宜調節されるが、反応液１容量に対して０．３〜２容量供給することが好ましい。

最後に、脱気塔６において低沸物を除去した反応液を、６０〜１００℃、好ましくは６５〜７５℃に加熱した薄膜蒸発器９にて蒸発させ、高純度の（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルを蒸発残渣１１から分離して製品１０を得る。

［実施例１］
図１の装置を用いて、メタクリル酸とＥＯを反応釜１で反応させ、脱気操作によりＥＯの大部分を除去した。得られた反応液（粗メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、液中のＥＯ濃度３０００ｐｐｍ）をポンプにより中間タンク２に移液した。

次に、反応液を中間タンク２から０．１３ｋＰａの減圧下で０．９ｍ³／ｈの流量で予熱器５へ供給した。予熱器５において、液温１５℃の反応液を２９０ｋＰａ蒸気にて５０℃に予熱し、０．９ｍ³／ｈの流量で、５段のシーブトレイで構成されている脱気塔６へ、脱気塔供給口７から供給した。

また、乾燥空気を０．６５ｍ³／ｈの流量でキャリアガス供給口８から供給し、加熱された反応液と脱気塔６内にて０．１３ｋＰａの減圧下で接触させて低沸物を除去した。低沸物を除去した反応液を脱気塔６から移液し、薄膜蒸発器９に供給した。脱気塔から供給された反応液を、薄膜蒸発器９において０．１３ｋＰａ、６８℃で蒸留し、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルを得た。得られたメタクリル酸２−ヒドロキシエチルに含まれるＥＯ濃度は１２ｐｐｍであった。

［実施例２〜４］
予熱器５による予熱温度を表１の条件に変えた以外は、実施例１同様の方法でメタクリル酸２−ヒドロキシエチルを製造し、表１に示す結果を得た。

［比較例１］
予熱器５および脱気塔６を使用せず、中間タンク２の１５℃の反応液を薄膜蒸発器９に直接供給した点以外は、実施例１同様の方法でメタクリル酸２−ヒドロキシエチルを製造した。得られたメタクリル酸２−ヒドロキシエチルに含まれるＥＯ濃度は２００ｐｐｍであった。

［実施例５］
予熱器５を使用せず、中間タンク２の１５℃の反応液を脱気塔６に直接供給した点以外は、実施例１同様の方法でメタクリル酸２−ヒドロキシエチルを製造した。得られたメタクリル酸２−ヒドロキシエチルに含まれるＥＯ濃度は６０ｐｐｍであった。

本発明のメタクリル酸２−ヒドロキシエチルを製造する方法のプロセスフローおよびそれに用いる装置の概略を示す図である。

符号の説明

１ 反応釜
２ 中間タンク
３ 真空発生装置
４ 供給管
５ 予熱器
６ 脱気塔
７ 脱気塔供給口
８ キャリアガス供給口
９ 薄膜蒸発器
１０ 製品
１１ 蒸発残渣

Claims (2)

1. エチレンオキサイド含有量が６０ｐｐｍ以下である（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル。
2. エチレンオキサイド含有量が１２ｐｐｍ以下である（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル。

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