JP2007277160A - Method and apparatus for producing mono lower alkyl monoalkanol amine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法および装置に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンをモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとの反応により得る製造方法および装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine. More specifically, the present invention relates to a production method and apparatus for obtaining mono-lower alkyl monoalkanolamine by reaction of mono-lower alkyl amine and alkylene oxide.
モノ低級アルキルアルカノールアミンは、一般的な有機合成の中間原料、例えば、カチオン系凝集剤や医農薬中間体、樹脂用エッチング液、合成繊維用の柔軟剤、腐蝕防止剤、石油精製又は石油プロセス用中和剤、分散剤など商業的需要が高い有用な化合物である。 Mono-lower alkyl alkanolamines are common organic synthetic intermediate materials, such as cationic flocculants, pharmaceutical and agrochemical intermediates, resin etchants, softeners for synthetic fibers, corrosion inhibitors, petroleum refining or petroleum processes. It is a useful compound with high commercial demand such as a neutralizing agent and a dispersing agent.
モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドの反応によるモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造については古くから文献等で報告されている(例えば、非特許文献1)。モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとの反応では、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンとモノ低級アルキルジアルカノールアミンとが並行して生成される。この反応において、有用なモノ低級アルキルモノアルカノールアミンを選択的に得るためには、アルキレンオキシドに対しモノ低級アルキルアミンを大過剰に使用する必要がある。そのため、この反応では、未反応のモノ低級アルキルアミンが大量に残存する。 The production of mono-lower alkyl monoalkanolamines by the reaction of mono-lower alkyl amines and alkylene oxides has been reported in literature for a long time (for example, Non-Patent Document 1). In the reaction of mono-lower alkylamine and alkylene oxide, mono-lower alkyl monoalkanolamine and mono-lower alkyl dialkanolamine are produced in parallel. In this reaction, in order to selectively obtain a useful mono-lower alkyl monoalkanolamine, it is necessary to use the mono-lower alkyl amine in a large excess relative to the alkylene oxide. Therefore, in this reaction, a large amount of unreacted mono-lower alkylamine remains.
一方、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドの反応によるモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法としては、この反応を水の存在下で行う製造方法が広く知られている。しかし、この方法には、精製系で大量の水を蒸留除去するために大きな熱負荷が必要であるという問題があった。 On the other hand, as a method for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine by reacting a mono-lower alkylamine with an alkylene oxide, a production method in which this reaction is carried out in the presence of water is widely known. However, this method has a problem that a large heat load is required to distill off a large amount of water in the purification system.
特許文献1には、モノメチルアミンとエチレンオキシドからモノメチルアミノエタノールを製造する方法が開示されている。特許文献1に記載の方法では、アミン回収系の蒸留塔に粗液をアルコールと混合後、または別ラインで粗液とアルコールを仕込むことによって、未反応のモノメチルアミンを回収している。しかし、この方法では、モノメチルアミンを回収するために、アルコールと混合する必要があり、また、モノメチルアミンを再利用するためには、更なる蒸留塔が必要である等、工程が煩雑であり、しかも、設備費が高くなるという問題があった。 Patent Document 1 discloses a method for producing monomethylaminoethanol from monomethylamine and ethylene oxide. In the method described in Patent Document 1, unreacted monomethylamine is recovered by mixing the crude liquid with alcohol in an amine recovery system distillation column or by charging the crude liquid and alcohol in a separate line. However, in this method, in order to recover monomethylamine, it is necessary to mix with alcohol, and in order to reuse monomethylamine, the process is complicated, such as the need for a further distillation column, In addition, there is a problem that the equipment cost becomes high.
これに対して、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとの反応からモノ低級アルキルモノアルカノールアミンを製造に際して、水の存在下で反応させることによる熱負荷の問題なく、選択性よくモノ低級アルキルモノアルカノールアミンを得る技術が提供されている(特許文献2)。 On the other hand, in the production of mono-lower alkyl monoalkanolamines from the reaction of mono-lower alkyl amines and alkylene oxides, there is no problem of heat load due to the reaction in the presence of water and mono-lower alkyl monoalkanol amines with good selectivity. There is provided a technique for obtaining (Patent Document 2).
前記特許文献2に記載の技術の特徴は、触媒として水を使用せずに、結晶性メタロシリケートもしくは層状粘土化合物からなる触媒を用いる点にある。すなわち、特許文献2に記載のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法は、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとを反応させてモノ低級アルキルモノアルカノールアミンを製造する方法であって、結晶性メタロシリケートもしくは層状粘土化合物からなる触媒の存在下で上記反応を行うことを特徴とする。また、この特許文献2に記載のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置は、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとからモノ低級アルキルモノアルカノールアミンを製造するための装置であって、少なくとも、触媒が充填され、かつモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとの反応を行うための反応部;前記反応部から排出された反応生成混合物からモノ低級アルキルアミンを回収するための回収手段;ならびに前記回収されたモノ低級アルキルアミンを原料モノ低級アルキルアミンに合流させるための循環手段を有することを特徴とする。
The feature of the technology described in
この特許文献2に記載の技術は、反応に水を用いないので、熱負荷の問題なく、選択性よくモノ低級アルキルモノアルカノールアミンを得ることができる大変優れた技術である。
The technique described in
前述のように、特許文献2に記載の技術は、反応に水を用いないので、熱負荷の問題なく、選択性よくモノ低級アルキルモノアルカノールアミンを得ることができる大変優れた技術である。しかしながら、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンをより大量に、かつ経済的に製造することを考えた場合、連続的に製造するとともに、その収率をさらに向上させることが要望される。そして、そのためのより効率的な製造方法および装置が提供されることが要望される。
As described above, since the technique described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その課題は、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンの収率のより高い製造方法および装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The subject is providing the manufacturing method and apparatus with a higher yield of a mono-lower alkylmonoalkanolamine.
上記課題を解決するための本発明の第1の発明は、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとを結晶性メタロシリケートまたは/および層状粘土化合物を含む触媒の存在下で反応させることにより、製造する方法において、前記触媒の存在下における反応ゾーンの冷却を該反応ゾーンの上流部分における温度上昇をより低減させることにより行うことを特徴とすることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 The first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is a mono-lower alkyl monoalkanolamine, a mono-lower alkyl amine and an alkylene oxide in the presence of a catalyst containing a crystalline metallosilicate or / and a layered clay compound. A mono-lower alkyl, characterized in that, in the method of producing by reacting, cooling of the reaction zone in the presence of the catalyst is carried out by further reducing the temperature rise in the upstream portion of the reaction zone. It exists in the manufacturing method of monoalkanolamine.
第2の発明は、第1の発明において、前記反応ゾーンを複数の反応器から構成し、前段の反応器を冷却効率の高い管型反応器から構成するとともに、後段の反応器を触媒充填量の多い槽型反応器から構成することにより、前記反応ゾーンの上流部分の温度上昇を低減させることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a second invention, in the first invention, the reaction zone comprises a plurality of reactors, the former reactor comprises a tubular reactor having a high cooling efficiency, and the latter reactor comprises a catalyst charge amount. In the method for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine, the temperature rise in the upstream portion of the reaction zone is reduced by comprising a tank type reactor having a large amount of water.
第3の発明は、第2の発明において、前記前段の管型反応器の反応管の管径を上流部分より下流部分が大きくなるように形成することにより前段の反応器内部の上流部分の冷却効率をより高めることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a third invention, in the second invention, the diameter of the reaction tube of the preceding tubular reactor is formed such that the downstream portion is larger than the upstream portion, thereby cooling the upstream portion inside the previous reactor. It exists in the manufacturing method of the mono-lower alkylmono alkanolamine characterized by raising efficiency more.
第4の発明は、第1の発明において、前記反応ゾーンを一つの管型反応器から構成し、該管型反応器の反応管の管径を上流部分より下流部分が大きくなるように形成することにより、前記反応ゾーンの上流部分の温度上昇を低減させることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a fourth invention, in the first invention, the reaction zone is constituted by a single tubular reactor, and the diameter of the reaction tube of the tubular reactor is formed so that the downstream portion is larger than the upstream portion. Thus, the present invention provides a method for producing a mono-lower alkylmonoalkanolamine, characterized in that the temperature rise in the upstream portion of the reaction zone is reduced.
第5の発明は、第1の発明において、前記反応ゾーンを複数の管型反応器から構成し、前段の管型反応器の反応管の管径を後段の管型反応器の反応管の管径よりも小さくするとともに、前段の反応器の反応管設置本数を後段の反応器の反応管設置本数より増加させることにより、前記反応ゾーンの上流部分の温度上昇を低減させることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a fifth invention, in the first invention, the reaction zone is composed of a plurality of tubular reactors, and the diameter of the reaction tube of the preceding tubular reactor is set to the diameter of the reaction tube of the succeeding tubular reactor. The temperature increase in the upstream portion of the reaction zone is reduced by making the number smaller than the diameter and increasing the number of reaction tubes installed in the former reactor more than the number of reaction tubes installed in the latter reactor. It exists in the manufacturing method of a lower alkyl monoalkanolamine.
第6の発明は、第1の発明において、前記反応ゾーンを一つの槽型反応器から構成し、前記槽型反応器内に冷媒が上流から下流に流れる冷却管を布設することにより、前記反応ゾーンの上流部分の温度上昇を低減させることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a sixth invention, in the first invention, the reaction zone is constituted by a single tank reactor, and a cooling pipe in which the refrigerant flows from upstream to downstream is installed in the tank reactor, whereby the reaction is performed. The present invention provides a method for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine characterized by reducing a temperature rise in an upstream portion of a zone.
第7の発明は、第6の発明において、前記一つの槽型反応器内に布設した冷却管の布設密度を上流部分が下流部分より密にすることにより、さらに前記反応ゾーンの上流部分の温度上昇を低減させることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a seventh invention, in the sixth invention, the temperature of the upstream part of the reaction zone is further increased by making the density of the cooling pipe laid in the one tank reactor denser in the upstream part than in the downstream part. The present invention resides in a method for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine, characterized in that the rise is reduced.
第8の発明は、第1の発明において、前記反応ゾーンを複数の槽型反応器から構成し、前段の槽型反応器内に冷媒が上流から下流に流れる冷却管を布設することにより、前記反応ゾーンの上流部分の温度上昇を低減させることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to an eighth invention, in the first invention, the reaction zone is composed of a plurality of tank reactors, and a cooling pipe in which a refrigerant flows from upstream to downstream in the preceding tank reactor is provided, The present invention provides a method for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine characterized by reducing a temperature rise in an upstream portion of a reaction zone.
第9の発明は、第8の発明において、前記前段の槽型反応器内に布設した冷却管の布設密度を上流部分が下流部分より密にすることにより、前段の反応器内部の上流部分の冷却効率をより高めることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a ninth invention, in the eighth invention, the upstream portion of the upstream portion in the reactor in the previous stage is made denser in the upstream portion than the downstream portion in the density of the cooling pipe installed in the preceding tank reactor. It exists in the manufacturing method of the mono-lower alkylmonoalkanolamine characterized by raising cooling efficiency more.
第10の発明は、第1の発明において、前記反応ゾーンを内部に冷媒が上流から下流に流れる冷却管を布設した複数の槽型反応器から構成し、前段の槽型反応器内に布設した冷却管の布設密度を後段の反応器内に布設した冷却管の布設密度より密にすることにより、前記反応ゾーンの上流部分の温度上昇を低減させることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a tenth aspect, in the first aspect, the reaction zone is constituted by a plurality of tank reactors in which cooling pipes in which the refrigerant flows from upstream to downstream are installed, and the reaction zone is installed in the preceding tank reactor. The mono-lower alkyl monoalkanolamine is characterized in that the temperature rise in the upstream portion of the reaction zone is reduced by making the laying density of the cooling pipe denser than the laying density of the cooling pipe laid in the downstream reactor. In the manufacturing method.
第11の発明は、第10の発明において、前記前段の槽型反応器内に布設した冷却管の布設密度を上流部分が下流部分より密にすることにより、前段の反応器内部の上流部分の冷却効率をより高めることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 An eleventh aspect of the invention is that in the tenth aspect of the invention, the upstream portion has a higher density of the cooling pipe installed in the preceding tank reactor than the downstream portion, so that It exists in the manufacturing method of the mono-lower alkylmonoalkanolamine characterized by raising cooling efficiency more.
第12の発明は、第1の発明において、前記反応ゾーンを複数の反応器から構成し、前段の反応器に充填する触媒の粒径を後段の反応器に充填する触媒の粒径より大きくすることにより、前記反応ゾーンの上流部分の温度上昇を低減させることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 In a twelfth aspect based on the first aspect, the reaction zone is constituted by a plurality of reactors, and the particle size of the catalyst charged in the former reactor is made larger than the particle size of the catalyst charged in the latter reactor. Thus, the present invention provides a method for producing a mono-lower alkylmonoalkanolamine, characterized in that the temperature rise in the upstream portion of the reaction zone is reduced.
第13の発明は、第12の発明において、前記前段の反応器内に充填する触媒の粒径を上流部分が下流部分より大きくすることにより、前段の反応器内部の上流部分の冷却効率をより高めることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 In a thirteenth aspect based on the twelfth aspect, the upstream portion has a larger particle size of the catalyst packed in the upstream reactor than the downstream portion, thereby further improving the cooling efficiency of the upstream portion inside the upstream reactor. It is in the manufacturing method of the mono lower alkyl monoalkanolamine characterized by raising.
第14の発明は、第1の発明において、前記反応ゾーンを一つの反応器から構成し、該反応器内に充填する触媒の粒径を上流部分が下流部分より大きくすることにより、前記反応ゾーンの上流部分の温度上昇を低減させることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a fourteenth aspect, in the first aspect, the reaction zone is constituted by a single reactor, and the particle size of the catalyst charged in the reactor is made larger in the upstream portion than in the downstream portion, whereby the reaction zone In the method for producing mono-lower alkyl monoalkanolamine, which is characterized by reducing the temperature rise in the upstream portion of the product.
第15の発明は、第1〜第14のいずれか一つの発明において、前記結晶性メタロシリケートを含む触媒がさらに層状粘土化合物を含むことを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 A fifteenth aspect of the invention is a process for producing a mono-lower alkylmonoalkanolamine according to any one of the first to fourteenth aspects, wherein the catalyst containing the crystalline metallosilicate further contains a layered clay compound. .
第16の発明は、第15の発明において、前記結晶性メタロシリケートと層状粘土化合物との混合比(質量比)が、5:95〜50:50であることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 A sixteenth aspect of the invention is the mono-lower alkyl monoalkanol according to the fifteenth aspect of the invention, wherein the mixing ratio (mass ratio) of the crystalline metallosilicate and the layered clay compound is from 5:95 to 50:50. It is in the manufacturing method of an amine.
第17の発明は、第1〜第16のいずれか一つの発明において、前記結晶性メタロシリケートが、Al、Ga、Fe、B、Zn、P、Ge、Zr、Ti、Cr、Be、V、およびAsからなる群から選ばれる金属元素Mの少なくとも一種を含むことを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 In a seventeenth aspect based on any one of the first to sixteenth aspects, the crystalline metallosilicate is Al, Ga, Fe, B, Zn, P, Ge, Zr, Ti, Cr, Be, V, And at least one metal element M selected from the group consisting of As and a method for producing a mono-lower alkylmonoalkanolamine.
第18の発明は、第17の発明において、前記結晶性メタロシリケートは、Siと金属元素Mとの比が、酸化物基準で、Si/M=5〜1000であることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 In an eighteenth aspect based on the seventeenth aspect, the crystalline metallosilicate is characterized in that the ratio of Si to the metal element M is Si / M = 5 to 1000 on an oxide basis. It exists in the manufacturing method of alkyl monoalkanolamine.
第19の発明は、第18の発明において、前記Siと金属元素Mとの比が、酸化物基準で、Si/M=10〜500であることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 A nineteenth aspect of the invention is the production of a mono-lower alkyl monoalkanolamine according to the eighteenth aspect of the invention, wherein the ratio of Si to the metal element M is Si / M = 10 to 500 on an oxide basis. Is in the way.
第20の発明は、第1〜第19のいずれか一つの発明において、前記結晶性メタロシリケートは、MOR構造、MFI構造および/またはMEL構造を有することを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 A twentieth aspect of the invention is the mono lower alkyl monoalkanolamine according to any one of the first to nineteenth aspects, wherein the crystalline metallosilicate has a MOR structure, an MFI structure and / or a MEL structure. In the manufacturing method.
第21の発明は、第1〜第20のいずれか一つの発明において、前記結晶性メタロシリケートは、結晶性アルミノシリケートであることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 A twenty-first aspect of the invention is the process for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine according to any one of the first to twentieth aspects, wherein the crystalline metallosilicate is a crystalline aluminosilicate.
第22の発明は、第21の発明において、前記結晶性アルミノシリケートは、ゼオライトであることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 According to a twenty-second aspect of the invention, there is provided the method for producing a mono-lower alkylmonoalkanolamine according to the twenty-first aspect, wherein the crystalline aluminosilicate is zeolite.
第23の発明は、第1、第15または第16の発明において、前記層状粘土化合物が、酸性白土または活性白土であることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法にある。 A twenty-third invention is the method for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine according to the first, fifteenth or sixteenth invention, wherein the layered clay compound is acid clay or activated clay.
第24の発明は、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとを結晶性メタロシリケートまたは/および層状粘土化合物を含む触媒を用いて反応させることにより、製造する装置であって、前記触媒の上流部分における温度上昇をより低減させる上流温度低減機構を有することを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A twenty-fourth invention is an apparatus for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine by reacting a mono-lower alkyl amine and an alkylene oxide with a catalyst containing a crystalline metallosilicate or / and a layered clay compound. And an apparatus for producing mono-lower alkylmonoalkanolamine, which has an upstream temperature reduction mechanism for further reducing the temperature rise in the upstream portion of the catalyst.
第25の発明は、第24の発明において、前記触媒が充填される反応器が複数とされ、前段の反応器が冷却効率の高い管型反応器から構成されるとともに、後段の反応器が触媒充填量の多い槽型反応器から構成されることにより、前記上流温度低減機構が実現されていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 According to a twenty-fifth aspect, in the twenty-fourth aspect, a plurality of reactors filled with the catalyst are provided, the first-stage reactor is composed of a tubular reactor with high cooling efficiency, and the second-stage reactor is a catalyst. The apparatus for producing a mono-lower alkylmonoalkanolamine is characterized in that the upstream temperature reduction mechanism is realized by a tank reactor having a large amount of packing.
第26の発明は、第25の発明において、前記前段の管型反応器の反応管の管径が上流部分より下流部分が大きく形成されていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A twenty-sixth aspect of the invention is the production of a mono-lower alkyl monoalkanolamine according to the twenty-fifth aspect of the invention, wherein the diameter of the reaction tube of the preceding tubular reactor is larger in the downstream part than in the upstream part. In the device.
第27の発明は、第24の発明において、前記触媒が充填される反応器が一つの管型反応器から構成され、該管型反応器の反応管の管径が上流部分より下流部分が大きく形成されることにより、前記上流温度低減機構が実現されていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 According to a twenty-seventh aspect, in the twenty-fourth aspect, the reactor filled with the catalyst comprises a single tubular reactor, and the diameter of the reaction tube of the tubular reactor is larger in the downstream portion than in the upstream portion. By forming the mono lower alkyl monoalkanolamine, the upstream temperature reduction mechanism is realized.
第28の発明は、第24の発明において、前記触媒が充填される反応器が複数の管型反応器から構成され、前段の管型反応器の反応管の管径が後段の管型反応器の反応管の管径よりも小さく形成され、前段の反応器の反応管設置本数が後段の反応器の反応管設置本数より増加されることにより、前記上流温度低減機構が実現されていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 In a twenty-eighth aspect, in the twenty-fourth aspect, the reactor filled with the catalyst is composed of a plurality of tubular reactors, and the diameter of the reaction tube of the preceding tubular reactor is the latter tubular reactor. It is formed smaller than the diameter of the reaction tube, and the upstream temperature reduction mechanism is realized by increasing the number of reaction tubes installed in the former reactor than the number of reaction tubes installed in the latter reactor. It is in the production apparatus of the characteristic mono-lower alkyl monoalkanolamine.
第29の発明は、第24の発明において、前記触媒が充填される反応器が一つの槽型反応器から構成され、前記槽型反応器内に冷媒が上流から下流に流れる冷却管が布設されることにより、前記上流温度低減機構が実現されていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 According to a twenty-ninth aspect, in the twenty-fourth aspect, the reactor filled with the catalyst is composed of a single tank reactor, and a cooling pipe in which the refrigerant flows from upstream to downstream is laid in the tank reactor. Thus, the upstream lower temperature reduction mechanism is realized in a mono-lower alkyl monoalkanolamine production apparatus.
第30の発明は、第29の発明において、前記一つの槽型反応器内に布設した冷却管の布設密度が下流部分より上流部分が密にされていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A thirtieth aspect of the present invention is the mono-lower alkyl monoalkanol according to the twenty-ninth aspect of the present invention, characterized in that the installation density of the cooling pipe installed in the one tank reactor is denser in the upstream part than in the downstream part. It is in the production equipment of amine.
第31の発明は、第24の発明において、前記触媒が充填される反応器が複数の槽型反応器から構成され、前段の槽型反応器内に冷媒が上流から下流に流れる冷却管が布設されることにより、前記上流温度低減機構が実現されていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 According to a thirty-first aspect, in the twenty-fourth aspect, the reactor filled with the catalyst is composed of a plurality of tank reactors, and a cooling pipe in which a refrigerant flows from upstream to downstream is installed in the preceding tank reactor. Thus, the apparatus for producing mono-lower alkyl monoalkanolamine is characterized in that the upstream temperature reduction mechanism is realized.
第32の発明は、第31の発明において、前記前段の槽型反応器内に布設した冷却管の布設密度が下流部分より上流部分が密にされていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A thirty-second invention is the mono-lower alkyl monoalkanol according to the thirty-first invention, characterized in that the density of the cooling pipe installed in the preceding tank reactor is denser in the upstream part than in the downstream part. It is in the production equipment of amine.
第33の発明は、第24の発明において、前記触媒が充填される反応器が内部に冷媒が上流から下流に流れる冷却管を布設した複数の槽型反応器から構成され、前段の槽型反応器内に布設した冷却管の布設密度が後段の反応器内に布設した冷却管の布設密度より密にされることにより、前記上流温度低減機構が実現されていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 According to a thirty-third aspect, in the twenty-fourth aspect, the reactor filled with the catalyst includes a plurality of tank-type reactors in which cooling pipes in which a refrigerant flows from upstream to downstream are provided, A mono-lower alkyl, wherein the upstream temperature reduction mechanism is realized by making the installation density of the cooling pipe installed in the vessel denser than the installation density of the cooling pipe installed in the downstream reactor. It is in production equipment for monoalkanolamine.
第34の発明は、第33の発明において、前記前段の槽型反応器内に布設した冷却管の布設密度が下流部分より上流部分が密にされていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A thirty-fourth aspect of the invention is the mono-lower alkyl monoalkanol according to the thirty-third aspect of the invention, characterized in that the density of the cooling pipes laid in the preceding tank reactor is denser in the upstream part than in the downstream part. It is in the production equipment of amine.
第35の発明は、第24の発明において、前記触媒が充填される反応器が複数の反応器から構成され、前段の反応器に充填する触媒の粒径が後段の反応器に充填する触媒の粒径より大きくされることにより、前記上流温度低減機構が実現されていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A thirty-fifth aspect of the present invention is that in the twenty-fourth aspect, the reactor filled with the catalyst is composed of a plurality of reactors, and the particle size of the catalyst charged in the former stage reactor is that of the catalyst charged in the latter stage reactor. The apparatus for producing mono-lower alkylmonoalkanolamine is characterized in that the upstream temperature reduction mechanism is realized by making it larger than the particle diameter.
第36の発明は、第35の発明において、前記前段の反応器内に充填する触媒の粒径が下流部分より上流部分が大きくされていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A thirty-sixth aspect of the invention is the apparatus for producing a mono-lower alkylmonoalkanolamine according to the thirty-fifth aspect of the invention, wherein the upstream portion of the catalyst packed in the preceding reactor is made larger in particle size than the downstream portion. It is in.
第37の発明は、第24の発明において、前記触媒が充填される反応器が一つの反応器から構成され、該反応器内に充填する触媒の粒径が下流部分より上流部分が大きくされることにより、前記上流温度低減機構が実現されていることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 In a thirty-seventh aspect based on the twenty-fourth aspect, the reactor filled with the catalyst is composed of one reactor, and the particle size of the catalyst filled in the reactor is larger in the upstream portion than in the downstream portion. Thus, the apparatus for producing mono-lower alkylmonoalkanolamine is characterized in that the upstream temperature reduction mechanism is realized.
第38の発明は、第24〜第37のいずれか一つの発明において、前記結晶性メタロシリケートを含む触媒がさらに層状粘土化合物を含むことを特徴とする記載のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A thirty-eighth aspect of the invention is the apparatus for producing a mono-lower alkylmonoalkanolamine according to any one of the twenty-fourth to the thirty-seventh aspects, wherein the catalyst containing the crystalline metallosilicate further contains a layered clay compound. It is in.
第39の発明は、第38の発明において、前記結晶性メタロシリケートと層状粘土化合物との混合比(質量比)が、5:95〜50:50であることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A thirty-ninth aspect of the invention is the mono-lower alkyl monoalkanol according to the thirty-eighth aspect of the invention, wherein the mixing ratio (mass ratio) of the crystalline metallosilicate and the layered clay compound is 5:95 to 50:50. It is in the production equipment of amine.
第40の発明は、第24〜第39のいずれか一つの発明において、前記結晶性メタロシリケートが、Al、Ga、Fe、B、Zn、P、Ge、Zr、Ti、Cr、Be、V、およびAsからなる群から選ばれる金属元素Mの少なくとも一種を含むことを特徴とする記載のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 In a 40th invention according to any one of the 24th to 39th inventions, the crystalline metallosilicate is Al, Ga, Fe, B, Zn, P, Ge, Zr, Ti, Cr, Be, V, And at least one metal element M selected from the group consisting of As and a mono-lower alkylmonoalkanolamine production apparatus.
第41の発明は、第40の発明において、前記結晶性メタロシリケートは、Siと金属元素Mとの比が、酸化物基準で、Si/M=5〜1000であることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 In a forty-first aspect according to the forty-first aspect, the crystalline metallosilicate is characterized in that the ratio of Si to the metal element M is Si / M = 5 to 1000 on an oxide basis. It is in the production apparatus of alkyl monoalkanolamine.
第42の発明は、第41の発明において、前記Siと金属元素Mとの比が、酸化物基準で、Si/M=10〜500であることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A forty-second aspect of the invention is the production of a mono-lower alkylmonoalkanolamine according to the forty-first aspect, wherein the ratio of Si to the metal element M is Si / M = 10 to 500 based on the oxide. In the device.
第43の発明は、第24〜第42のいずれか一つの発明において、前記結晶性メタロシリケートは、MOR構造、MFI構造および/またはMEL構造を有することを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A forty-third aspect of the invention is the monolower alkylmonoalkanolamine of any one of the twenty-fourth to forty-second aspects, wherein the crystalline metallosilicate has an MOR structure, an MFI structure and / or an MEL structure. In production equipment.
第44の発明は、第24〜第43のいずれか一つの発明において、前記結晶性メタロシリケートは、結晶性アルミノシリケートであることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A forty-fourth invention is an apparatus for producing mono-lower alkylmonoalkanolamine according to any one of the twenty-fourth to forty-third inventions, wherein the crystalline metallosilicate is a crystalline aluminosilicate.
第45の発明は、第44の発明において、前記結晶性アルミノシリケートは、ゼオライトであることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 According to a 45th aspect of the invention, in the 44th aspect of the invention, the crystalline aluminosilicate is a zeolite, which is a mono-lower alkylmonoalkanolamine.
第46の発明は、第24、38または39の発明において、前記層状粘土化合物が、酸性白土または活性白土であることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置にある。 A forty-sixth aspect of the present invention is the apparatus for producing mono-lower alkylmonoalkanolamine according to the twenty-fourth, thirty-eighth or thirty-ninth aspect, wherein the layered clay compound is acidic clay or activated clay.
前記構成の本発明によれば、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンの収率の高い製造方法および装置を提供することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to provide a production method and apparatus of a mono-lower alkyl monoalkanolamine having a high yield.
以下、本発明の構成をさらに詳しく説明するとともに、代表的な実施の形態を説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail, and representative embodiments will be described.
(使用触媒)
本発明において、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンをモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとを反応させて製造するために用いる触媒としては、結晶性メタロシリケートを挙げることができる。
(Catalyst used)
In the present invention, a crystalline metallosilicate can be used as a catalyst used for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine by reacting a mono-lower alkyl amine with an alkylene oxide.
本発明では、結晶性メタロシリケートとして、例えば、Al、Ga、Fe、B、Zn、P、Ge、Zr、Ti、Cr、Be、V、およびAsからなる群から選ばれる金属元素の少なくとも一種を含むものを用いることができ、中でも、Alおよび/またはGaを含むものを用いることが好ましく、特に、Alを含むものを用いることが好ましい。具体的には、結晶性アルミノシリケートを用いることが好ましく、中でも、ゼオライトを用いることが好ましい。結晶性メタロシリケートは、いわゆる水熱合成法やドライゲル法などの公知の方法によって調製されたものを用いることができる。 In the present invention, as the crystalline metallosilicate, for example, at least one metal element selected from the group consisting of Al, Ga, Fe, B, Zn, P, Ge, Zr, Ti, Cr, Be, V, and As is used. Among them, those containing Al and / or Ga are preferable, and those containing Al are particularly preferable. Specifically, it is preferable to use crystalline aluminosilicate, and it is particularly preferable to use zeolite. As the crystalline metallosilicate, one prepared by a known method such as a so-called hydrothermal synthesis method or a dry gel method can be used.
本発明において使用される結晶性メタロシリケートにおいて、Siと金属元素Mとの比は、酸化物基準で、Si/M(ここでMは金属元素を表す)=5〜1000であることが好ましく、より好ましくは10〜500である。Siと金属元素Mとの比が上記範囲内であれば、モノ低級アルキルジアルカノールアミン(以下、「ジ型」ともいう)に対してモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(以下、「モノ型」ともいう)を選択性よく得ることができる。 In the crystalline metallosilicate used in the present invention, the ratio of Si to the metal element M is preferably Si / M (where M represents a metal element) = 5 to 1000 on an oxide basis, More preferably, it is 10-500. If the ratio of Si to metal element M is within the above range, mono-lower alkyl monoalkanolamine (hereinafter also referred to as “di-type”) and mono-lower alkyl monoalkanolamine (hereinafter also referred to as “mono-type”). ) Can be obtained with good selectivity.
メタロシリケートの種類としては、国際ゼオライト学会の構造を示すフレームワークトポロジーコードで表すと、MFI、MEL、BEA、MOR、MTW、TON、FAUなどが挙げられる。中でも、本発明では、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンの選択的合成の面から、MOR構造、MFI構造および/またはMEL構造を有するものを用いることが好ましい。MFIとMELは構造が良く似ており、インターグロースが起こって一つの結晶の中に両方の構造を含む場合があるが、本発明ではいずれも使用することができる。 Examples of the metallosilicate include MFI, MEL, BEA, MOR, MTW, TON, FAU and the like when expressed by a framework topology code indicating the structure of the International Zeolite Society. Among them, in the present invention, it is preferable to use those having an MOR structure, an MFI structure and / or an MEL structure from the viewpoint of selective synthesis of mono-lower alkylmonoalkanolamine. MFI and MEL are similar in structure, and intergrowth may occur and both structures may be included in one crystal, but both can be used in the present invention.
MFI構造を有するメタロシリケートとしては、合成ゼオライトとして知られるZSM−5が挙げられる。ZSMとは、開発した会社の名に由来したZeolite of Socony Mobilの略である。またMEL構造を有するものとしては、同じく合成ゼオライトとして知られるZSM−11が挙げられる。本発明では、ゼオライトを用いることが好ましく、特に、ZSM−5を用いることが好ましい。 An example of a metallosilicate having an MFI structure is ZSM-5 known as a synthetic zeolite. ZSM is an abbreviation for Zeolite of Socony Mobile, derived from the name of the company that developed it. Moreover, as what has a MEL structure, ZSM-11 similarly known as a synthetic zeolite is mentioned. In the present invention, it is preferable to use zeolite, and it is particularly preferable to use ZSM-5.
一般に、結晶性メタロシリケートは、陽イオンとして、プロトンやアンモニウムイオンなどを含有する。そのような陽イオンとしては、例えば、H+、NH4 +、Na+、K+、Ca2+、La3+等を挙げることができ、陽イオンの種類によって、プロトン型、アンモニウムイオン型等と呼ばれる。本発明では、いずれのタイプのものも用いることができ、中でも好ましいものは、NH4 +、H+、Na+を含有するものであり、特に好ましいものは、NH4 +、H+を含有するものである。 Generally, a crystalline metallosilicate contains a proton, an ammonium ion, etc. as a cation. Examples of such cations include H + , NH 4 + , Na + , K + , Ca 2+ , La 3+, and the like, and depending on the type of cation, proton type, ammonium ion type, etc. Called. In the present invention, any type can be used, and among them, those containing NH 4 + , H + , and Na + are preferable, and those containing NH 4 + and H + are particularly preferable. Is.
本発明では、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとを反応させてモノ低級アルキルモノアルカノールアミンを製造するために用いる触媒として、層状粘土化合物を挙げることもできる。ここで、「層状粘土化合物」とは、層状粘土鉱物を含む粘土をいい、層状粘土鉱物としては、カオリン鉱物、雲母粘土鉱物、スメクタイト(モンモリロナイト)の3種類および混合層鉱物を挙げることができる。これらを含む粘土はイオン交換性、吸着性、触媒能、複合体形成能、膨潤性など特異的な性質を有している。これらの化学的活性を表面活性と言い、この性質を持つ層状粘土化合物としては、スメクタイトを主成分鉱物として含有する、ベントナイト、酸性白土などと呼ばれる層状粘土化合物を挙げることができる。また層状粘土化合物は、それを構成する結晶性ケイ酸塩におけるケイ酸四面体の層の重なり方とその層内の原子の種類や配置などによって、ハイロサイト、カオリナイト、スメクタイト、バーミキュライト、クロライト等に分類される。 In the present invention, a layered clay compound can also be mentioned as a catalyst used for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine by reacting a mono-lower alkyl amine with an alkylene oxide. Here, the “layered clay compound” refers to a clay containing a layered clay mineral, and examples of the layered clay mineral include a kaolin mineral, a mica clay mineral, and a smectite (montmorillonite) and a mixed layer mineral. Clays containing these have specific properties such as ion exchange properties, adsorptivity, catalytic ability, complex forming ability, and swelling property. These chemical activities are referred to as surface activity, and examples of the layered clay compound having this property include layered clay compounds called bentonite and acid clay containing smectite as a main component mineral. In addition, layered clay compounds are composed of hyrosite, kaolinite, smectite, vermiculite, chlorite, depending on how the silicic acid tetrahedron layers overlap in the crystalline silicate that composes them, and the type and arrangement of atoms in the layer. And so on.
本発明において使用される触媒として好適な層状粘土化合物としては、酸性白土、Caベントナイト及びハイロサイトが挙げられ、さらにこれらを酸処理することにより吸着能・脱色能・触媒能等の性能を向上させた活性白土が挙げられる。選択性の点で特に好適な層状粘土化合物は酸性白土である。 Examples of the layered clay compound suitable as a catalyst used in the present invention include acidic clay, Ca bentonite, and hyrosite, and further improving the performance such as adsorption ability, decolorization ability, and catalytic ability by acid treatment. Active clay. A particularly suitable layered clay compound in terms of selectivity is acid clay.
前記層状粘土化合物は、そのまま触媒として用いることもできるが、選択性の面からは、乾燥処理して用いることが好ましい。乾燥処理は、重量減少が一定になるまで行うことが好ましく、通常、重量が5〜10%程度減少するまで行うことができ、例えば、50〜200℃で0.5〜24時間程度行うことができる。 The layered clay compound can be used as a catalyst as it is, but from the viewpoint of selectivity, it is preferably used after being dried. The drying treatment is preferably carried out until the weight reduction becomes constant, and can usually be carried out until the weight is reduced by about 5 to 10%, for example, at 50 to 200 ° C. for about 0.5 to 24 hours. it can.
本発明では、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとの反応において、上記の結晶性メタロシリケートと層状粘土化合物を含む触媒を用いることもできる。結晶性メタロシリケートと層状粘土化合物との混合比(質量比)は、5:95〜50:50であることが好ましく、より好ましくは、5:95〜30:70である。両成分の混合比が上記範囲内であれば、それぞれを単独で用いる場合に比べて、より高い選択性でモノ低級アルキルモノアルカノールアミンを製造することができる。また、一般に、結晶性メタロシリケートは、層状粘土化合物に比べて高価であるため、コスト面からは、所望の選択性が得られる範囲で、結晶性メタロシリケートの割合を少なくすることが好ましい。 In the present invention, a catalyst containing the above crystalline metallosilicate and a layered clay compound can also be used in the reaction of mono-lower alkylamine and alkylene oxide. The mixing ratio (mass ratio) of the crystalline metallosilicate and the layered clay compound is preferably 5:95 to 50:50, more preferably 5:95 to 30:70. If the mixing ratio of both components is within the above range, a mono-lower alkyl monoalkanolamine can be produced with higher selectivity than when each of them is used alone. In general, the crystalline metallosilicate is more expensive than the layered clay compound, and therefore, from the viewpoint of cost, it is preferable to reduce the proportion of the crystalline metallosilicate within a range where desired selectivity can be obtained.
本発明において、結晶性メタロシリケートと層状粘土化合物を含む触媒を用いる場合、両者の組み合わせに特に制限はないが、好適な組み合わせとして、ゼオライトと酸性白土、ゼオライトと活性白土、ゼオライトと酸性白土および活性白土が挙げられる。特に好適な組み合わせとしては、ゼオライトと酸性白土が挙げられる。 In the present invention, when a catalyst containing a crystalline metallosilicate and a layered clay compound is used, there is no particular limitation on the combination of both, but preferred combinations include zeolite and acidic clay, zeolite and activated clay, zeolite and acidic clay, and activity. There is white clay. A particularly suitable combination is zeolite and acid clay.
前記触媒は、そのまま使用することができるが、使用に際して適当な大きさや硬さに成形してもよい。必要であれば、シリカゾルなどの各種酸化物ゾルや粘土鉱物類などの助剤またはバインダーを用いて成形してもよい。 The catalyst can be used as it is, but may be molded to an appropriate size and hardness when used. If necessary, you may shape | mold using auxiliary agents or binders, such as various oxide sols, such as a silica sol, and clay minerals.
本発明で使用するモノ低級アルキルアミンに特に制限はないが、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノn−プロピルアミン、モノイソプロピルアミン、モノn−ブチルアミン、モノイソブチルアミン、モノsec−ブチルアミン、モノt−ブチルアミン、モノn−ペンチルアミン、イソペンチルアミン、モノn−ヘキシルアミンなどの1乃至6個の炭素原子を有する直鎖状または分枝鎖状モノアルキルアミンを用いることができ、好適にはモノメチルアミン、モノエチルアミン、モノn−プロピルアミン、モノイソプロピルアミン、モノn−ブチルアミン、モノイソブチルアミン、モノt−ブチルアミンを用いることができ、特に好適にはモノメチルアミン、モノエチルアミン、モノn−プロピルアミン、モノイソプロピルアミン、モノn−ブチルアミンを用いることができる。 The mono-lower alkylamine used in the present invention is not particularly limited, but monomethylamine, monoethylamine, mono-n-propylamine, monoisopropylamine, mono-n-butylamine, monoisobutylamine, mono-sec-butylamine, mono-t-butylamine A linear or branched monoalkylamine having 1 to 6 carbon atoms such as mono n-pentylamine, isopentylamine, mono n-hexylamine, etc., preferably monomethylamine, Monoethylamine, mono-n-propylamine, monoisopropylamine, mono-n-butylamine, monoisobutylamine, mono-t-butylamine can be used, and monomethylamine, monoethylamine, mono-n-propylamine, monoisopropyl are particularly preferred. Amine, mo It can be used n- butylamine.
本発明で使用するアルキレンオキシドに特に制限はないが、好適にはエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなどの2乃至4個の炭素原子を有するアルキレンオキシドを用いることができ、特に好適にはエチレンオキシド及びプロピレンオキシドを用いることができる。 The alkylene oxide used in the present invention is not particularly limited, but an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc. can be preferably used, and particularly preferably ethylene oxide and propylene. Oxides can be used.
モノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造は、例えば、40乃至300℃の温度範囲で行うことができる。好適な温度範囲は50乃至200℃であり、特に好適な温度範囲は50乃至150℃である。操作圧力は、例えば0.1乃至20MPaとすることができ、好ましくは0.1乃至15MPaであり、特に好適には3.0乃至10MPaである。 モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドの使用量および触媒の使用量は、反応条件等に応じて適宜設定することができる。モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとの反応によってモノ型を選択的に得るためには、アルキレンオキシドに対してモノ低級アルキルアミンを過剰量使用する必要があり、例えば、モル基準で1.5〜20倍の量で用いることができ、特に、2〜10倍の量で用いることが好ましい。 The production of the mono-lower alkyl monoalkanolamine can be carried out in the temperature range of 40 to 300 ° C., for example. A preferred temperature range is 50 to 200 ° C., and a particularly preferred temperature range is 50 to 150 ° C. The operating pressure can be, for example, 0.1 to 20 MPa, preferably 0.1 to 15 MPa, and particularly preferably 3.0 to 10 MPa. The amount of mono-lower alkylamine and alkylene oxide used and the amount of catalyst used can be appropriately set according to the reaction conditions and the like. In order to selectively obtain the mono form by the reaction of mono lower alkyl amine and alkylene oxide, it is necessary to use an excess amount of mono lower alkyl amine with respect to alkylene oxide, for example, 1.5 to 20 on a molar basis. It can be used in double amounts, and is particularly preferably used in 2 to 10 times amounts.
本発明のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置は、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとを結晶性メタロシリケートまたは/および層状粘土化合物を含む触媒の存在下で反応させることにより、製造する装置である。この製造装置の特徴構成は、前記触媒の上流部分における温度上昇をより低減させる上流温度低減機構を有する点にある。この上流温度低減機構を実現するための様々な構成については、以下に示す実施例において説明する。 The apparatus for producing mono-lower alkyl monoalkanolamines of the present invention reacts mono-lower alkyl monoalkanol amines with mono-lower alkyl amines and alkylene oxides in the presence of a catalyst containing a crystalline metallosilicate or / and a layered clay compound. Therefore, it is an apparatus to manufacture. The characteristic configuration of this manufacturing apparatus is that it has an upstream temperature reduction mechanism that further reduces the temperature rise in the upstream portion of the catalyst. Various configurations for realizing the upstream temperature reduction mechanism will be described in the following embodiments.
前述のように、本発明のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置は、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとを結晶性メタロシリケートまたは/および層状粘土化合物を含む触媒の存在下で反応させることにより、製造する装置において、前記触媒の上流部分における温度上昇をより低減させる上流温度低減機構を有する点に特徴がある。 As described above, the apparatus for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine of the present invention is a catalyst comprising a mono-lower alkyl monoalkanol amine, a mono-lower alkyl amine and an alkylene oxide, a crystalline metallosilicate or / and a layered clay compound. The apparatus to be produced by reacting in the presence is characterized by having an upstream temperature reduction mechanism that further reduces the temperature rise in the upstream portion of the catalyst.
(実施例1)
本実施例のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置において、その特徴とする上流温度低減機構は、図1に示すように、触媒が充填される反応器が複数(図では2基)とされ、前段の反応器が冷却効率の高い管型反応器1から構成されるとともに、後段の反応器が触媒充填量の多い槽型反応器2から構成されることにより、実現された上流温度低減機構101である。
Example 1
In the production apparatus for mono-lower alkyl monoalkanolamine of this example, the characteristic upstream temperature reduction mechanism is, as shown in FIG. 1, a plurality of reactors filled with a catalyst (two in the figure), The upstream
前記管型反応器1および槽型反応器2には、それぞれ好ましくは内装冷却ジャケット3及び外装ジャケット4が取り付けられており、冷熱媒によって内部の触媒5を冷却できるようになっている。前記管型反応器1は図示では煩雑にならないように1本に描かれているが、複数本の反応管6から構成されている。これら反応管6の具体的な管径、管長、設置本数としては、例えば、内径30mm×長さ8000mm、60本である。一方の槽型反応器2には区画が無く、内容積の全部に触媒5が充填されており、前記管型反応器1への触媒充填量を大幅に上回る充填量の触媒5が収納されている。
The tubular reactor 1 and the
前記管型反応器1には、その上部から、原料7、すなわち、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとが供給される。管型反応器1内に導入されたモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとは、各反応管6内の触媒5によって、反応させられて、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを生成する。この管型反応器1の触媒充填量は比較的少ないので、供給原料の全量の反応は実現できずに、未反応原料が残る。その未反応分は下流の槽型反応器2において反応される。この槽型反応器2の触媒量は充分に確保されているので、未反応原料のほとんどが反応させられる。
From the upper part of the tubular reactor 1, the
前記槽型反応器2から導出された反応生成混合物8の中には、そのほとんどを占めるモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(モノマー)の他、少量の未反応原料と、副反応物であるモノ低級アルキルジアルカノールアミン(ダイマー)とが含まれるので、不図示の次工程において、蒸留法などにより、未反応原料を回収して原料用に循環させるとともに、ダイマーを分別、除去する。
In the reaction product mixture 8 derived from the
触媒5によって反応を起こされるモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとの反応は、発熱反応であり、発熱量は比較的に大きい。したがって、反応によって生じる熱を冷却しないままにすると、反応速度が落ちるばかりでなく、触媒5の早期劣化を引き起こすことになる。この発熱は原料濃度が高ければ高いほど大量に発生するので、触媒の上流における発熱が顕著になり、上流の触媒ほど劣化が早くなる。しかし、触媒の温度を極端に低くすると、そもそもの反応が起こりにくくなる。そこで触媒の劣化を防ぎ、反応速度も充分に挙げることのできる温度範囲に触媒の温度をコントロールすることが重要になる。
The reaction between the mono-lower alkylamine and the alkylene oxide caused to react by the
また、前述にように、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとの反応では、副生成物としてモノ低級アルキルジアルカノールアミン(ダイマー)が生じるので、このダイマーの生成量によって、目的物であるモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(モノマー)の収率が左右される。モノマーの収率は低温ほど高くなり、原料のアルキルオキシドの反応率は高温ほど高くなる。かかる観点からも、反応環境温度、換言すれば触媒温度を、最適な範囲にコントロールする必要がある。 In addition, as described above, in the reaction of mono-lower alkylamine and alkylene oxide, mono-lower alkyl dialkanolamine (dimer) is generated as a by-product, and the target mono-lower alkyl depends on the amount of dimer produced. The yield of monoalkanolamine (monomer) is affected. The monomer yield increases as the temperature decreases, and the reaction rate of the raw material alkyl oxide increases as the temperature increases. From this point of view, it is necessary to control the reaction environment temperature, in other words, the catalyst temperature within the optimum range.
前述の温度コントロールの要請に対して、図1に示す装置構成では、前段の反応器が触媒冷却効率の高い管型反応器1から構成されているため、触媒5の温度は、反応速度を低減せず、かつ触媒の寿命を縮めず、さらにモノマーの収率を高めるために好適な温度範囲に、容易にコントロールすることができる。前記好適な温度範囲としては、触媒としてゼオライト系触媒を用いた場合では、100℃〜130℃である。
In response to the above-described temperature control requirement, in the apparatus configuration shown in FIG. 1, the temperature of the
また、前述のように、前段の管型反応器1に供給される原料濃度は、後段の槽型反応器2に供給される原料濃度より高いので、全体としてのモノマー収率を考えた場合、前段の管型反応器1における反応率を、一方の原料であるアルキルオキシドを基準として、50〜70%に、後段の槽型反応器2における同反応率を50〜30%することが好ましい。また、これら反応率に制御することにより、モノマーの収率を充分な値とした場合、後段の槽型反応器2から導出される反応生成混合物7中の原料アルキルオキシドの残存濃度は、500ppm以下に制御される。
Further, as described above, since the raw material concentration supplied to the preceding tubular reactor 1 is higher than the raw material concentration supplied to the
図1の装置構成において、図2に示すように、前段の管型反応器1の反応管をその管径が上流部分より下流部分が大きく形成されている反応管6aから構成しても良い。かかる形状の反応管6aを用いることによって、管型反応器1内の触媒5の最も温度上昇が生じやすい上流部分の温度上昇をより低減させることができる。
In the apparatus configuration of FIG. 1, as shown in FIG. 2, the reaction tube of the preceding tubular reactor 1 may be configured of a
(実施例2)
この実施例2のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置の特徴構成である上流温度低減機構102は、図3に示すように、触媒が充填される反応器が一つの管型反応器9から構成され、該管型反応器9の反応管10の管径が上流部分より下流部分が大きく形成されることにより、実現されている。
(Example 2)
As shown in FIG. 3, the upstream
前記管型反応器9には、好ましくは内装冷却ジャケット11が取り付けられており、冷熱媒によって内部の触媒5を冷却できるようになっている。また、この管型反応器9は図示では煩雑にならないように1本に描かれているが、複数本の反応管9から構成されている。これら反応管9の具体的な管径、管長、設置本数としては、例えば、上流部分の内径20mm×下流部分の内径40mm×長さ4500mm、275本である。
The tubular reactor 9 is preferably provided with an internal cooling jacket 11 so that the
前記管型反応器9には、その上部から、原料7、すなわち、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとが供給される。管型反応器9内に導入されたモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとは、各反応管10内の触媒5によって、反応させられて、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを生成する。各反応管10の狭隘な上流部分の触媒充填量は比較的少ないので、供給原料の全量の反応は実現できずに、未反応原料が残る。その未反応分は管径の大きな下流部分において反応される。下流部分の触媒量は充分に確保されているので、未反応原料のほとんどが反応させられる。
From the upper part, the tubular reactor 9 is fed with the
前記管型反応器9から導出された反応生成混合物8の中には、そのほとんどを占めるモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(モノマー)の他、少量の未反応原料と、副反応物であるモノ低級アルキルジアルカノールアミン(ダイマー)とが含まれるので、不図示の次工程において、蒸留法などにより、未反応原料を回収して原料用に循環させるとともに、ダイマーを分別、除去する。 In the reaction product mixture 8 led out from the tubular reactor 9, a mono-lower alkyl monoalkanolamine (monomer) occupying most of it, a small amount of unreacted raw material, and a mono-lower alkyl which is a side reaction product. Since dialkanolamine (dimer) is contained, in the next step (not shown), unreacted raw materials are collected and circulated to the raw materials by distillation or the like, and dimers are separated and removed.
この図3に示す装置構成では、管型反応器9内に設置されている複数本の反応管10の上流部分が細く形成されて冷却効率が高められているため、温度が上昇しやすい上流部分の触媒温度をより低減することができる。その結果、管型反応器9内の触媒5の温度は、反応速度を低減せず、かつ触媒の寿命を縮めず、さらにモノマーの収率を高めるために好適な温度範囲に、容易にコントロールすることができる。前記好適な温度範囲としては、触媒としてゼオライト系触媒を用いた場合では、100℃〜130℃である。
In the apparatus configuration shown in FIG. 3, the upstream portion of the plurality of
(実施例3)
この実施例3のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置において、その特徴とする上流温度低減機構は、図4に示すように、触媒が充填される反応器が複数(図では2基)とされ、前段の反応器が冷却効率の高い管型反応器12から構成されるとともに、後段の反応器が同じく冷却効率が高い管型反応器13から構成されることにより、実現された上流温度低減機構103である。前段の管型反応器12および後段の管型反応器13には、それぞれ複数の反応管14および15が設けられている。前段の管型反応器12内の反応管14の管径は、後段の管型反応器13内の反応管15の管径より小さく形成されており、それに応じて、前段の管型反応器12内の反応管14の設置本数は、後段の管型反応器13内の反応管15の設置本数より多くなっている。
(Example 3)
In the apparatus for producing mono-lower alkyl monoalkanolamine of Example 3, the characteristic upstream temperature reduction mechanism is a plurality of reactors (two in the figure) filled with a catalyst as shown in FIG. The upstream temperature reduction mechanism realized by the fact that the former reactor is constituted by the
前段の管型反応器12内の反応管14の具体的な管径、管長、設置本数としては、例えば、内径20mm×長さ3600mm、275本であり、後段の管型反応器13内の反応管15の具体的な管径、管長、設置本数としては、例えば、内径40mm×長さ3600mm、69本である。そのため、前段の管型反応器12は、後段の反応器13に比べての冷却(除熱)性能が高くなり、それに対応して、後段の管型反応器13では触媒15の充填量が多くなっている。
The specific tube diameter, tube length, and number of tubes of the
前段の管型反応器12および後段の管型反応器13には、それぞれ好ましくは内装冷却ジャケット16および17が取り付けられており、冷熱媒によって内部の触媒5を冷却できるようになっている。
The front-
前段の管型反応器12には、その上部から、原料7、すなわち、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとが供給される。管型反応器12内に導入されたモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとは、各反応管14内の触媒5によって、反応させられて、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを生成する。この管型反応器12の触媒充填量は比較的少ないので、供給原料の全量の反応は実現できずに、未反応原料が残る。その未反応分は後段の管型反応器13において反応される。この管型反応器13の触媒量は比較的多くなっているので、未反応原料のほとんどが反応させられる。
A
前記槽型反応器13から導出された反応生成混合物8の中には、そのほとんどを占めるモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(モノマー)の他、少量の未反応原料と、副反応物であるモノ低級アルキルジアルカノールアミン(ダイマー)とが含まれるので、不図示の次工程において、蒸留法などにより、未反応原料を回収して原料用に循環させるとともに、ダイマーを分別、除去する。
In the reaction product mixture 8 led out from the
この図4に示す装置構成では、前段の管型反応器12内に設置されている複数本の反応管14が後段の管型反応管13内に設置されている反応管15より細く形成されて冷却効率が高められているため、温度が上昇しやすい前端の触媒温度をより低減することができる。その結果、前段の管型反応器12内の触媒5の温度は、反応速度を低減せず、かつ触媒の寿命を縮めず、さらにモノマーの収率を高めるために好適な温度範囲に、容易にコントロールすることができる。前記好適な温度範囲としては、触媒としてゼオライト系触媒を用いた場合では、100℃〜130℃である。
In the apparatus configuration shown in FIG. 4, a plurality of
(実施例4)
この実施例4のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置の特徴構成である上流温度低減機構104は、図5に示すように、触媒が充填される反応器が一つの槽型反応器18から構成され、該槽型反応器18の内部には、上流から下流にかけて一本構成の冷却管19が蛇行するように配設されており、冷熱媒によって内部の触媒5を上流から下流にかけて冷却できるようになっている。冷熱媒は上流から冷却管19内に導入されるので、触媒の冷却(除熱)効率は、上流ほど高くなる。
Example 4
As shown in FIG. 5, the upstream
前記槽型反応器18には、その上部から、原料7、すなわち、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとが供給される。槽型反応器18内に導入されたモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとは、槽内の触媒5によって、反応させられて、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを生成する。反応器18は槽型であるため、充分量の触媒5が充填されており、そのため原料のほとんどが反応させられる。
From the upper part of the
前記槽型反応器18から導出された反応生成混合物8の中には、そのほとんどを占めるモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(モノマー)の他、少量の未反応原料と、副反応物であるモノ低級アルキルジアルカノールアミン(ダイマー)とが含まれるので、不図示の次工程において、蒸留法などにより、未反応原料を回収して原料用に循環させるとともに、ダイマーを分別、除去する。
In the reaction product mixture 8 led out from the
この図5に示す装置構成では、槽型反応器18内に配設されている冷却管19が冷熱媒を上流から下流に流すので、上流部分の冷却効率がより高められているため、温度が上昇しやすい上流部分の触媒温度をより低減することができる。その結果、槽型反応器18内の触媒5の温度は、反応速度を低減せず、かつ触媒の寿命を縮めず、さらにモノマーの収率を高めるために好適な温度範囲に、容易にコントロールすることができる。前記好適な温度範囲としては、触媒としてゼオライト系触媒を用いた場合では、100℃〜130℃である。
In the apparatus configuration shown in FIG. 5, since the cooling
図5の装置構成において、図6に示すように、槽型反応器18の内部に配設する冷却管を槽内で並列に分岐して上流から下流に流れる構造の反応管20から構成しても良い。かかる形状の冷却管20を用いても、図5に示した冷却管19を設けた場合と同様の作用および効果を得ることができる。
In the apparatus configuration of FIG. 5, as shown in FIG. 6, a cooling pipe disposed inside the
図5の装置構成において、図7に示すように、槽型反応器18の冷却管をその上流部分が下流部分より密に布設されている反応管19aから構成しても良い。かかる形状の冷却管19aを用いることによって、槽型反応器18内の触媒5の最も温度上昇が生じやすい上流部分の温度上昇をより低減させることができる。
In the apparatus configuration of FIG. 5, as shown in FIG. 7, the cooling pipe of the
図6の装置構成において、図8に示すように、槽型反応器18の冷却管をその上流部分が下流部分より密に布設されている(換言すれば、多数に分岐されている)反応管20aから構成しても良い。かかる形状の冷却管20aを用いることによって、槽型反応器18内の触媒5の最も温度上昇が生じやすい上流部分のさらに上流部分の温度上昇をより低減させることができる。
In the apparatus configuration of FIG. 6, as shown in FIG. 8, a reaction tube in which the upstream portion of the cooling pipe of the
(実施例5)
この実施例5のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置において、その特徴とする上流温度低減機構は、図9に示すように、触媒が充填される反応器が複数(図では2基)とされ、前段および後段の反応器が共に槽型反応器21および22から構成され、前段の槽型反応器21の内部には、上流から下流にかけて一本構成の冷却管23が蛇行するように配設されていることにより、実現された上流温度低減機構105である。前段の槽型反応器21には冷却管23が配設されているので、前段の槽型反応器21内の触媒における除熱効果が高められており、さらに冷熱媒は上流から冷却管19内に導入されるので、前段の槽型反応器21内の触媒5の冷却(除熱)効率は、槽内の上流ほど高くなる。
(Example 5)
In the apparatus for producing mono-lower alkyl monoalkanolamine of Example 5, the characteristic upstream temperature reduction mechanism has a plurality of reactors (two in the figure) filled with a catalyst as shown in FIG. Each of the first and second reactors is composed of
前記槽型反応器21には、その上部から、原料7、すなわち、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとが供給される。槽型反応器21内に導入されたモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとは、槽内の触媒5によって、反応させられて、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを生成する。そして、反応生成混合物は後段の槽型反応器22に送られて、反応混合物中の未反応原料のほとんどが槽型反応器22内の触媒5によって反応させられる。
From the upper part, the
後段の槽型反応器22から導出された反応生成混合物8の中には、そのほとんどを占めるモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(モノマー)の他、少量の未反応原料と、副反応物であるモノ低級アルキルジアルカノールアミン(ダイマー)とが含まれるので、不図示の次工程において、蒸留法などにより、未反応原料を回収して原料用に循環させるとともに、ダイマーを分別、除去する。
In the reaction product mixture 8 led out from the
この図9に示す装置構成では、前段の槽型反応器21内に配設されている冷却管23によって、反応熱の発生量が多くなる前段の槽型反応器21内の触媒の温度上昇を抑制することができる。さらに冷却管23には冷熱媒が上流から下流に流れるので、前段の槽型反応器21内の上流部分の冷却効率がより高められているため、温度が上昇しやすい上流部分の触媒温度をより低減することができる。その結果、槽型反応器21内の触媒5の温度は、反応速度を低減せず、かつ触媒の寿命を縮めず、さらにモノマーの収率を高めるために好適な温度範囲に、容易にコントロールすることができる。前記好適な温度範囲としては、触媒としてゼオライト系触媒を用いた場合では、100℃〜130℃である。
In the apparatus configuration shown in FIG. 9, the temperature of the catalyst in the preceding
図9の装置構成において、図10に示すように、前段の槽型反応器21の冷却管をその上流部分が下流部分より密に布設されている反応管23aから構成しても良い。かかる形状の冷却管23aを用いることによって、槽型反応器21内の触媒5の最も温度上昇が生じやすい上流部分の温度上昇をより低減させることができる。
In the apparatus configuration of FIG. 9, as shown in FIG. 10, the cooling pipe of the preceding
(実施例6)
この実施例6のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置において、その特徴とする上流温度低減機構は、図11に示すように、触媒が充填される反応器が複数(図では2基)とされ、前段および後段の反応器が共に槽型反応器24および25から構成され、前段の槽型反応器24および後段の槽型反応器25のそれぞれ内部には、上流から下流にかけて一本構成の冷却管26および27が蛇行するように配設されていることにより、実現された上流温度低減機構106である。前段の槽型反応器24に配設されている冷却管26の布設密度は後段の槽型反応器25に配設されている冷却管27の布設密度より高くなっているので、前段の槽型反応器21内の触媒における除熱効果がより高められている。さらに冷熱媒は上流から各冷却管26および27内に導入されるので、それぞれの槽型反応器24および27において、内部の触媒5の冷却(除熱)効率は、各槽内の上流ほど高くなる。
(Example 6)
In the apparatus for producing mono-lower alkyl monoalkanolamine of Example 6, the characteristic upstream temperature reduction mechanism has a plurality of reactors (two in the figure) filled with a catalyst as shown in FIG. The first and second reactors are both composed of
前段の槽型反応器24には、その上部から、原料7、すなわち、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとが供給される。槽型反応器24内に導入されたモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとは、槽内の触媒5によって、反応させられて、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを生成する。そして、反応生成混合物は後段の槽型反応器27に送られて、反応混合物中の未反応原料のほとんどが槽型反応器27内の触媒5によって反応させられる。
A
後段の槽型反応器27から導出された反応生成混合物8の中には、そのほとんどを占めるモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(モノマー)の他、少量の未反応原料と、副反応物であるモノ低級アルキルジアルカノールアミン(ダイマー)とが含まれるので、不図示の次工程において、蒸留法などにより、未反応原料を回収して原料用に循環させるとともに、ダイマーを分別、除去する。
In the reaction product mixture 8 led out from the
この図11に示す装置構成では、前段の槽型反応器24内に配設されている冷却管26に布設密度が後段の槽型反応器25内に配設されている冷却管27の布設密度より高くなっていることによって、反応熱の発生量が多くなる前段の槽型反応器24内の触媒の温度上昇を適切に抑制することができる。さらに各冷却管26および27には冷熱媒が上流から下流に流れるので、各槽型反応器26および27内の上流部分の冷却効率がより高められているため、各槽内において温度が上昇しやすい上流部分の触媒温度をより低減することができる。その結果、槽型反応器24および25内の各触媒5の温度は、反応速度を低減せず、かつ触媒の寿命を縮めず、さらにモノマーの収率を高めるために好適な温度範囲に、容易にコントロールすることができる。前記好適な温度範囲としては、触媒としてゼオライト系触媒を用いた場合では、100℃〜130℃である。
In the apparatus configuration shown in FIG. 11, the installation density of the cooling
図11の装置構成において、図12に示すように、前段の槽型反応器24の冷却管をその上流部分が下流部分より密に布設されている反応管26aから構成しても良い。かかる形状の冷却管26aを用いることによって、前段の槽型反応器24内の触媒5の最も温度上昇が生じやすい上流部分の温度上昇をより低減させることができる。
In the apparatus configuration of FIG. 11, as shown in FIG. 12, the cooling pipe of the preceding
なお、前述の図9に示した冷却管23、図11に示した冷却管27および図12に示した冷却管27は、図6に示した冷却管20のような分岐構造の冷却管から構成しても良い。また、図10に示した冷却管23aおよび図12に示した冷却管26aは、図8に示した冷却管20aのような分岐構造の冷却管から構成しても良い。
The cooling
(実施例7)
この実施例7のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置において、その特徴とする上流温度低減機構は、図13に示すように、触媒が充填される反応器が複数(図では2基)とされ、前段および後段の反応器が共に槽型反応器28および29から構成され、前段の槽型反応器24の内部には細粒サイズ(粒径0.8〜1.5mm)の触媒5aが充填され、後段の槽型反応器25の内部には中粒サイズ(粒径0.5〜1.0mm)の触媒5bが充填されていることにより、実現された上流温度低減機構107である。前段の槽型反応器28に充填されている触媒5bの粒径が後段の槽型反応器29に充填されている触媒5aの粒径より大きくなっているので、前段の槽型反応器28内の触媒における除熱効果がより高められている。
(Example 7)
In the apparatus for producing mono-lower alkyl monoalkanolamine of Example 7, the characteristic upstream temperature reduction mechanism has a plurality of reactors (two in the figure) filled with a catalyst as shown in FIG. Both the first and second reactors are composed of
前段の槽型反応器28には、その上部から、原料7、すなわち、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとが供給される。槽型反応器28内に導入されたモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとは、槽内の触媒5bによって、反応させられて、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを生成する。そして、反応生成混合物は後段の槽型反応器29に送られて、反応生成混合物中の未反応原料のほとんどが槽型反応器29内の触媒5aによって反応させられる。
A
後段の槽型反応器29から導出された反応生成混合物8の中には、そのほとんどを占めるモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(モノマー)の他、少量の未反応原料と、副反応物であるモノ低級アルキルジアルカノールアミン(ダイマー)とが含まれるので、不図示の次工程において、蒸留法などにより、未反応原料を回収して原料用に循環させるとともに、ダイマーを分別、除去する。
In the reaction product mixture 8 led out from the
この図13に示す装置構成では、前段の槽型反応器28内に充填されている触媒5bの粒径が後段の槽型反応器29内に充填されている触媒5aの粒径より大きくなっていることによって、反応熱の発生量が多くなる前段の槽型反応器28内の触媒の温度上昇を適切に抑制することができる。その結果、槽型反応器28の触媒5bの温度は、反応速度を低減せず、かつ触媒の寿命を縮めず、さらにモノマーの収率を高めるために好適な温度範囲に、容易にコントロールすることができる。前記好適な温度範囲としては、触媒としてゼオライト系触媒を用いた場合では、100℃〜130℃である。
In the apparatus configuration shown in FIG. 13, the particle size of the
図13の装置構成において、図14に示すように、前段の槽型反応器28に充填する触媒5bの上流部分をさらに粒径の大きな触媒5cに置き換えても良い。かかる粒径分布の触媒充填配置とすることによって、前段の槽型反応器28内の触媒の最も温度上昇が生じやすい上流部分(触媒5c)の温度上昇をより低減させることができる。
In the apparatus configuration of FIG. 13, as shown in FIG. 14, the upstream portion of the
(実施例8)
この実施例8のモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置において、その特徴とする上流温度低減機構は、図15に示すように、触媒が充填される反応器が一つの槽型反応器30から構成され、この槽型反応器30の内部には、下流側半分に細粒サイズ(粒径0.5〜1.0mm)の触媒5aが充填され、上流側半分に中粒サイズ(粒径0.8〜1.5mm)または大粒サイズ(粒径1.5〜2.0mm)の触媒5bまたは5cが充填されていることにより、実現された上流温度低減機構108である。槽型反応器30に充填されている触媒の粒径が上流側半分(触媒5bまたは5c)が下流側半分(触媒5a)より大きくなっているので、槽型反応器30内の触媒の上流における除熱効果がより高められている。
(Example 8)
In the apparatus for producing mono-lower alkyl monoalkanolamine of Example 8, the characteristic upstream temperature reduction mechanism is that the reactor filled with the catalyst is composed of one
槽型反応器30には、その上部から、原料7、すなわち、モノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとが供給される。槽型反応器30内に導入されたモノ低級アルキルアミンとアルキレンオキシドとは、槽内の触媒5cおよび5bによって、反応させられて、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを生成する。
From the upper part of the
槽型反応器30から導出された反応生成混合物8の中には、そのほとんどを占めるモノ低級アルキルモノアルカノールアミン(モノマー)の他、少量の未反応原料と、副反応物であるモノ低級アルキルジアルカノールアミン(ダイマー)とが含まれるので、不図示の次工程において、蒸留法などにより、未反応原料を回収して原料用に循環させるとともに、ダイマーを分別、除去する。
In the reaction product mixture 8 led out from the
この図15に示す装置構成では、槽型反応器30内の上流側半分に充填されている触媒5cの粒径が下流側半分に充填されている触媒5bの粒径より大きくなっていることによって、反応熱の発生量が多くなる槽型反応器30内の触媒の上流部分の温度上昇を適切に抑制することができる。その結果、槽型反応器30の触媒温度は、反応速度を低減せず、かつ触媒の寿命を縮めず、さらにモノマーの収率を高めるために好適な温度範囲に、容易にコントロールすることができる。前記好適な温度範囲としては、触媒としてゼオライト系触媒を用いた場合では、100℃〜130℃である。
In the apparatus configuration shown in FIG. 15, the particle diameter of the
なお、前述の図1〜12に示した装置構成に、前記実施例7、8に示した触媒の粒径制御による上流温度低減機構を組み合わせても良い。それによって、さらにきめの細かい温度低減コントロールを実現することができる。 In addition, you may combine the upstream temperature reduction mechanism by the particle size control of the catalyst shown in the said Examples 7 and 8 with the apparatus structure shown in the above-mentioned FIGS. As a result, finer temperature reduction control can be realized.
本発明において、触媒の除熱を行うために用いられる冷熱媒として、原料モノ低級アルキルアミンを用いてもよい。原料モノ低級アルキルアミンを冷熱媒として用いることにより装置全体の消費エネルギーを節約することができる。 In the present invention, a raw material mono-lower alkylamine may be used as a cooling medium used for removing heat from the catalyst. By using the raw material mono-lower alkylamine as a cooling medium, energy consumption of the entire apparatus can be saved.
以上説明したように、本発明にかかるモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法及び装置は、モノ低級アルキルモノアルカノールアミンを効率よく高い収率で連続的に製造することができる。 As described above, the method and apparatus for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine according to the present invention can produce mono-lower alkyl monoalkanolamine continuously in an efficient and high yield.
1,12,13 管型反応器
2,9,18,21,22,24,25,28,29,30 槽型反応器
3,4,11,16,17 冷却ジャケット
5,5a,5b,5c 触媒
6,6a,10,14,15 反応管
7 原料
8 反応生成混合物
19,19a,20,20a,23,23a,26,26a,27 冷却管
101,102,103,104,105,106,107,108 上流温度低減機構
1, 12, 13
Claims (46)
前記触媒の存在下における反応ゾーンの冷却を該反応ゾーンの上流部分における温度上昇をより低減させることにより行うことを特徴とすることを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造方法。 In a process for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine by reacting a mono-lower alkyl amine and an alkylene oxide in the presence of a catalyst comprising a crystalline metallosilicate or / and a layered clay compound,
A method for producing a mono-lower alkylmonoalkanolamine, characterized in that the reaction zone in the presence of the catalyst is cooled by further reducing the temperature rise in the upstream portion of the reaction zone.
前記触媒の上流部分における温度上昇をより低減させる上流温度低減機構を有することを特徴とするモノ低級アルキルモノアルカノールアミンの製造装置。 An apparatus for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine by reacting a mono-lower alkyl amine and an alkylene oxide with a catalyst containing a crystalline metallosilicate or / and a layered clay compound,
An apparatus for producing a mono-lower alkyl monoalkanolamine, comprising an upstream temperature reduction mechanism for further reducing a temperature rise in an upstream portion of the catalyst.
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