JP2009249302A - Method for recovering (meth)acrylate - Google Patents

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Satoru Nishio
哲 西尾
Yusuke Takamura
祐介 高村
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for recovering a (meth)acrylate, by which a lower alcohol can be separated from a (meth)acrylate solution containing the lower alcohol, to efficiently recover the (meth)acrylate. <P>SOLUTION: Provided is a method for recovering the (meth)acrylate, comprising recovering the (meth)acrylate containing the lower alcohol with a water-lower alcohol azeotropic solvent, characterized by adding and distilling at least the lower alcohol azeotropic solvent to the (meth)acrylate solution containing the lower alcohol to separate the lower alcohol in a water layer and separate the lower alcohol azeotropic solvent in an oil layer, to thereby recover the (meth)acrylate. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステルから、(メタ)アクリル酸エステルを回収する方法に関する。   The present invention relates to a method for recovering (meth) acrylic acid ester from (meth) acrylic acid ester containing a lower alcohol.

一般に(メタ)アクリル酸エステルの製造方法としては、(メタ)アクリル酸エステルとアルコールとのエステル交換反応、(メタ)アクリル酸とアルコールの脱水エステル化反応、エポキシ化合物への(メタ)アクリル酸の付加反応等が挙げられる(特許文献1参照)。中でも、エステル交換法による製造方法は、(メタ)アクリル酸メチル等のエステルのアルコキシル基を、触媒の存在下、他のアルコールのアルコキシル基と交換する方法であるが、反応後の中和・水洗が不要な点で有用である。   In general, the production method of (meth) acrylic acid ester includes transesterification reaction of (meth) acrylic acid ester and alcohol, dehydration esterification reaction of (meth) acrylic acid and alcohol, and (meth) acrylic acid to epoxy compound. An addition reaction etc. are mentioned (refer patent document 1). Among them, the production method by transesterification is a method in which the alkoxyl group of an ester such as methyl (meth) acrylate is exchanged with the alkoxyl group of another alcohol in the presence of a catalyst. This is useful in that it is unnecessary.

エステル交換法による(メタ)アクリル酸エステルの製造においては、エステル交換反応時にメタノール等の低級アルコールが副生成物として生成する。この反応は平衡反応であるため、反応を進行させるために、これらの副生成物を反応系外に除去する必要がある。エステル交換法での合成により生成した低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液は、水を添加することで低級アルコールを水層へ分離し、抽出で残った低級アルコールと油層の(メタ)アクリル酸エステルを蒸留分離することで、(メタ)アクリル酸エステルを回収することが行われている。また特許文献2に低級アルコールの回収率を向上するための、水の替わりに塩水を添加する塩水抽出法が記載されている。
特開2001−48831号公報 特開平9−316034号公報
In the production of (meth) acrylic acid ester by the transesterification method, a lower alcohol such as methanol is produced as a by-product during the transesterification reaction. Since this reaction is an equilibrium reaction, it is necessary to remove these by-products from the reaction system in order to proceed with the reaction. The (meth) acrylic acid ester solution containing the lower alcohol produced by the synthesis by the transesterification method is separated into the aqueous layer by adding water, and the lower alcohol remaining in the extraction and the (meth) acrylic of the oil layer The (meth) acrylic acid ester is recovered by distilling and separating the acid ester. Patent Document 2 describes a salt water extraction method in which salt water is added instead of water to improve the recovery rate of lower alcohol.
JP 2001-48831 A JP-A-9-316034

上記のように、エステル交換法で生成した低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液からは、水や塩水等を添加して、水層及び油層から副生成物の低級アルコールを除去することによって、(メタ)アクリル酸エステルを回収することが行われるが、低級アルコールを含んだ水等の大量の廃液が発生する上、さらに油層から(メタ)アクリル酸エステルを蒸留回収する際、低級アルコールと(メタ)アクリル酸エステルが共沸してしまうため、(メタ)アクリル酸エステルのロスが大きく回収効率が悪い。そこで、本発明は、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液から低級アルコールを分離し、(メタ)アクリル酸エステルを効率的に回収する方法を提供する事を目的とする。   As described above, from the (meth) acrylic acid ester solution containing the lower alcohol produced by the transesterification method, water or salt water is added to remove the by-product lower alcohol from the aqueous layer and the oil layer. The (meth) acrylic acid ester is recovered, and a large amount of waste liquid such as water containing a lower alcohol is generated. Further, when the (meth) acrylic acid ester is recovered from the oil layer by distillation, Since (meth) acrylic acid ester azeotropes, the loss of (meth) acrylic acid ester is large and the recovery efficiency is poor. Then, an object of this invention is to isolate | separate a lower alcohol from the (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol, and to provide the method of collect | recovering (meth) acrylic acid ester efficiently.

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討の結果、(メタ)アクリル酸エステルからの低級アルコールを分離する抽出方法として、水と水に難溶な低級アルコールの共沸溶剤とを添加する事で、油層と水層との分離効率を向上できること、また油層から(メタ)アクリル酸エステルを蒸留回収するにあたっては、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物、(メタ)アクリル酸エステルを順に回収することで(メタ)アクリル酸エステルの回収率を向上できることを見出した。更に低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液に低級アルコール共沸溶剤を添加して蒸留し、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物を水層へ留出させることで低級アルコールを水層へ抽出除去し、その後、低級アルコール共沸溶剤と(メタ)アクリル酸エステルを順に回収することでも、(メタ)アクリル酸エステルの回収率を向上できることを見出して、本発明の完成に至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors, as an extraction method for separating a lower alcohol from a (meth) acrylic acid ester, include an azeotropic solvent of a lower alcohol that is hardly soluble in water and water. Can improve the separation efficiency between the oil layer and the water layer, and when the (meth) acrylic acid ester is recovered from the oil layer by distillation, an azeotrope of a lower alcohol and a lower alcohol azeotropic solvent, It was found that the recovery rate of (meth) acrylic acid ester can be improved by sequentially recovering acrylic acid ester. Further, a lower alcohol azeotropic solvent is added to the (meth) acrylic acid ester solution containing the lower alcohol and distilled, and the lower alcohol is obtained by distilling the azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotropic solvent into the aqueous layer. It was found that the recovery rate of (meth) acrylic acid ester can also be improved by extracting and removing to the aqueous layer, and then recovering the lower alcohol azeotrope solvent and (meth) acrylic acid ester in order, and the present invention was completed. It was.

すなわち、本発明は、以下に記載するものである。
〔1〕水及び低級アルコール共沸溶剤を用いて低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液から(メタ)アクリル酸エステルを回収する方法であって、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液に、少なくとも低級アルコール共沸溶剤を添加して蒸留を行い、水層に低級アルコールを分離し、油層に前記低級アルコール共沸溶剤を分離することによって、(メタ)アクリル酸エステルを回収することを特徴とする(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。
〔2〕水及び低級アルコール共沸溶剤を用いて、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液から(メタ)アクリル酸エステルを回収する方法であって、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液に水と低級アルコール共沸溶剤とを添加して混合した後、水層と油層とに分離し、油層を蒸留することによって、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物、(メタ)アクリル酸エステルを順に回収することを特徴とする、(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。
〔3〕水及び低級アルコール共沸溶剤を用いて、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液から(メタ)アクリル酸エステルを回収する方法であって、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液に、低級アルコール共沸溶剤を添加して蒸留を行い、留出した低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤を水層に回収することによって、低級アルコールを水層へ抽出除去し、その後、低級アルコール共沸溶剤と(メタ)アクリル酸エステルを順に回収することを特徴とする、(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。
〔4〕低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物の沸点が、低級アルコールと(メタ)アクリル酸エステルとの共沸物の沸点より低くなるような低級アルコール共沸溶剤を用いることを特徴とする上記[1]〜[3]のいずれかに記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。
〔5〕低級アルコール共沸溶剤がn−ペンタン、n−ヘプタン、シクロヘキサン及びn−ヘキサンから選ばれる1種以上である上記[1]〜[4]のいずれかに記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。
〔6〕(メタ)アクリル酸エステルがアクリル酸エチルであり、低級アルコールがエタノールである上記[1]〜[5]のいずれかに記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。
〔7〕(メタ)アクリル酸エステルがメタクリル酸メチルであり、低級アルコールがメタノールである上記[1]〜[5]のいずれかに記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。
〔8〕低級アルコール共沸溶剤がn−ヘキサンである上記[6]又は[7]に記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。
That is, the present invention is described below.
[1] A method for recovering a (meth) acrylic acid ester from a (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol using water and a lower alcohol azeotropic solvent, the (meth) acrylic acid ester solution containing the lower alcohol In addition, at least a lower alcohol azeotropic solvent is added, distillation is performed, the lower alcohol is separated into an aqueous layer, and the lower alcohol azeotropic solvent is separated into an oil layer to recover (meth) acrylic acid ester. A method for recovering a (meth) acrylic acid ester.
[2] A method for recovering a (meth) acrylic acid ester from a (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol using water and a lower alcohol azeotropic solvent, the (meth) acrylic acid ester containing the lower alcohol Water and a lower alcohol azeotropic solvent are added to the solution and mixed, and then separated into an aqueous layer and an oil layer, and the oil layer is distilled to obtain an azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotropic solvent (meta ) A method for recovering a (meth) acrylic ester, wherein the acrylic ester is recovered in order.
[3] A method for recovering a (meth) acrylic acid ester from a (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol using water and a lower alcohol azeotropic solvent, the (meth) acrylic acid ester containing a lower alcohol The lower alcohol azeotropic solvent is added to the solution and distilled, and the lower alcohol and lower alcohol azeotropic solvent distilled are recovered in the aqueous layer to extract and remove the lower alcohol into the aqueous layer. An azeotropic solvent and a (meth) acrylic acid ester are collected in order, and a method for recovering a (meth) acrylic acid ester.
[4] Use of a lower alcohol azeotropic solvent in which the boiling point of the azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotrope is lower than the boiling point of the azeotrope of the lower alcohol and (meth) acrylic acid ester. The method for recovering a (meth) acrylic acid ester according to any one of [1] to [3] above.
[5] The (meth) acrylic acid ester according to any one of the above [1] to [4], wherein the lower alcohol azeotropic solvent is at least one selected from n-pentane, n-heptane, cyclohexane and n-hexane. Recovery method.
[6] The method for recovering a (meth) acrylic acid ester according to any one of the above [1] to [5], wherein the (meth) acrylic acid ester is ethyl acrylate and the lower alcohol is ethanol.
[7] The method for recovering a (meth) acrylic acid ester according to any one of the above [1] to [5], wherein the (meth) acrylic acid ester is methyl methacrylate and the lower alcohol is methanol.
[8] The method for recovering a (meth) acrylic acid ester according to the above [6] or [7], wherein the lower alcohol azeotropic solvent is n-hexane.

本発明によれば、(メタ)アクリル酸エステルからの低級アルコールを分離する抽出方法として、水と水に難溶な低級アルコールの共沸溶剤を添加することで、油層と水層とのの分離効率を向上し、抽出するために必要となる水量及び廃液量を低減できる。また油層から(メタ)アクリル酸エステルを回収するにあたっては、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物、(メタ)アクリル酸エステルを順に回収することで、(メタ)アクリル酸エステルの回収率を向上する事ができる。   According to the present invention, as an extraction method for separating lower alcohol from (meth) acrylic acid ester, separation of an oil layer and an aqueous layer is performed by adding an azeotropic solvent of lower alcohol which is hardly soluble in water and water. Efficiency can be improved, and the amount of water and waste liquid required for extraction can be reduced. Also, when recovering (meth) acrylic acid ester from the oil layer, recovery of (meth) acrylic acid ester by recovering azeotrope of lower alcohol and lower alcohol azeotropic solvent, (meth) acrylic acid ester in order The rate can be improved.

更に低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液に低級アルコール共沸溶剤を添加して蒸留し、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物を水層へ留出させることで低級アルコールを水層へ抽出除去し、その後、低級アルコール共沸溶剤と(メタ)アクリル酸エステルを順に回収することでも、(メタ)アクリル酸エステルの回収率を向上する事ができる。   Further, a lower alcohol azeotropic solvent is added to the (meth) acrylic acid ester solution containing the lower alcohol and distilled, and the lower alcohol is obtained by distilling the azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotropic solvent into the aqueous layer. The recovery rate of the (meth) acrylic acid ester can also be improved by extracting and removing it into the aqueous layer and then recovering the lower alcohol azeotropic solvent and the (meth) acrylic acid ester in order.

本発明で用いられる(メタ)アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル等が挙げられる。また原料(メタ)アクリル酸エステルと原料アルコールとを触媒の存在下でエステル交換反応させ、反応時に系外へ除去される低級アルコールとしては、メタノール、エタノール、ブタノール等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylate used in the present invention include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate. . In addition, examples of the lower alcohol that is subjected to a transesterification reaction between a raw material (meth) acrylic acid ester and a raw material alcohol in the presence of a catalyst and removed out of the system during the reaction include methanol, ethanol, butanol and the like.

本発明で用いられる低級アルコール共沸溶剤としては、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物の沸点が、低級アルコールと(メタ)アクリル酸エステルとの共沸物の沸点より低くなるようなものが好ましく、たとえば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン等が挙げられるが、(メタ)アクリル酸エステルが(メタ)アクリル酸メチル又は(メタ)アクリル酸エチルの場合、共沸物の沸点、水への溶解度等の観点からn−ヘキサンが好ましい。   As the lower alcohol azeotrope used in the present invention, the boiling point of the azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotrope is lower than the boiling point of the azeotrope of the lower alcohol and the (meth) acrylic ester. For example, n-pentane, n-hexane, n-heptane, cyclohexane and the like can be mentioned. When the (meth) acrylate is methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate, N-hexane is preferable from the viewpoint of the boiling point of the boiling material, the solubility in water, and the like.

本発明の実施形態の一例として、図1に示す設備を用いた場合の回収方法を説明する。図1中の反応器1の外表面にはジャケット2が取り付けられており、反応器1内液を加熱する事が可能となっている。   As an example of the embodiment of the present invention, a recovery method when the equipment shown in FIG. 1 is used will be described. A jacket 2 is attached to the outer surface of the reactor 1 in FIG. 1, and the liquid in the reactor 1 can be heated.

反応器1に回収原料である(メタ)アクリル酸エステル製造時に生成した低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液を仕込み、次に低級アルコールを抽出分離するため水を仕込み、続けて、抽出時の油水分離性を向上させるため、低級アルコール共沸溶剤を添加する。ここで(メタ)アクリル酸エステル溶液を回収するために添加する水または低級アルコール共沸溶剤の仕込量は、(メタ)アクリル酸エステルの回収効率の観点から、(メタ)アクリル酸エステル溶液中の低級アルコールに対して、水は25〜300重量%、低級アルコール共沸溶剤は30〜200重量%で用いることが好ましく、それぞれ100〜125重量%、60〜90重量%で用いることがより好ましい。なお、(メタ)アクリル酸エステル溶液中の低級アルコール量はガスクロマトグラフを用いて測定できる。これらの仕込が完了した後、5分間以上反応器1に設置してある攪拌機で攪拌し、その後、5〜60分間、好ましくは10〜20分間、静置することにより、水層と油層に分離する。   The reactor 1 is charged with a (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol produced during production of the recovered raw material (meth) acrylic acid ester, and then charged with water to extract and separate the lower alcohol, followed by extraction. In order to improve the oil-water separability, a lower alcohol azeotropic solvent is added. Here, the amount of water or lower alcohol azeotropic solvent added to recover the (meth) acrylate solution is from the viewpoint of the recovery efficiency of (meth) acrylate ester in the (meth) acrylate solution. Water is preferably used in an amount of 25 to 300% by weight and lower alcohol azeotropic solvent in an amount of 30 to 200% by weight, more preferably 100 to 125% by weight and 60 to 90% by weight, respectively. The amount of lower alcohol in the (meth) acrylic acid ester solution can be measured using a gas chromatograph. After these preparations are completed, the mixture is stirred with a stirrer installed in the reactor 1 for 5 minutes or more, and then allowed to stand for 5 to 60 minutes, preferably 10 to 20 minutes, thereby separating into an aqueous layer and an oil layer. To do.

水層と油層への分離が完了した後、反応器1下部のライン3を用いて水層を抜き出す。なお、抜き出し口にサイトグラスを設置することで、油水界面を目視判定が容易となる。   After separation into the aqueous layer and the oil layer is completed, the aqueous layer is extracted using the line 3 at the bottom of the reactor 1. In addition, visually determining an oil-water interface becomes easy by installing a sight glass in an extraction port.

次に、反応器1に残った油層を液温が60〜100℃になるよう圧力制御しながら加温をして蒸留を行う。蒸留物は、反応器1上部に設置した精留塔4内に精留されながら上昇し、精留塔上部のコンデンサ5で凝縮される。凝縮液として、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物、(メタ)アクリル酸エステルの順に回収されるが、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物は、ライン6を用いて精留塔4に還流しながら、ライン7を用いて回収される。低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物の回収が完了したら、続けて(メタ)アクリル酸エステルがライン7を用いて回収される。なお、回収した低級アルコールと低級アルコール共沸溶媒との共沸物は、次回の回収作業に仕込むことで、好ましくはあらかじめ低級アルコールを水層に抽出除去したものを油層へ仕込むことで、再利用できる。この低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物の仕込みは、上記のとおり、環流ライン6を利用することができる。また、ライン7を用いて回収した後に別途、仕込むことも可能である。   Next, the oil layer remaining in the reactor 1 is distilled while heating while controlling the pressure so that the liquid temperature becomes 60 to 100 ° C. The distillate rises while being rectified in the rectification column 4 installed at the upper part of the reactor 1, and is condensed in the condenser 5 at the upper part of the rectification column. As a condensate, an azeotrope of a lower alcohol and a lower alcohol azeotropic solvent and a (meth) acrylic acid ester are recovered in this order. Then, it is recovered using line 7 while refluxing to rectification column 4. When the recovery of the azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotropic solvent is completed, the (meth) acrylic acid ester is subsequently recovered using the line 7. The recovered azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotropic solvent is reused by charging the next recovery operation, preferably by previously extracting and removing the lower alcohol into the aqueous layer. it can. As described above, the reflux line 6 can be used to prepare the azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotropic solvent. It is also possible to charge separately after collecting using the line 7.

次に、本発明の実施形態の一例として、図2に示す設備を用いた場合の回収方法を説明する。図2中の反応器11の外表面にはジャケット12が取り付けられており、反応器11内の液体を加熱することが可能となっている。また、反応器11には精留塔13が設置されており塔内を上昇したガスは、精留塔上部のコンデンサ14で凝縮される。凝縮液はライン15を用いて還流しながら、ライン16を用いて分離槽17に回収される。分離槽17に留出した液は、下層(水層)側はライン18を用いて系外に抜き出し、上層(油層)側をライン19を用いて反応器11に還流できる。図1に示した装置とは異なって、蒸留しながら分離槽17にて油層と水層に分離するので、水層の抜き出しは、反応器11ではなく、分離槽17で行うようになっている。   Next, as an example of the embodiment of the present invention, a collection method when the equipment shown in FIG. 2 is used will be described. A jacket 12 is attached to the outer surface of the reactor 11 in FIG. 2 so that the liquid in the reactor 11 can be heated. The reactor 11 is provided with a rectification column 13, and the gas rising in the column is condensed by a condenser 14 at the upper part of the rectification column. The condensate is recovered in the separation tank 17 using the line 16 while refluxing using the line 15. The liquid distilled off in the separation tank 17 can be extracted from the lower layer (water layer) side using the line 18 and the upper layer (oil layer) side can be refluxed to the reactor 11 using the line 19. Unlike the apparatus shown in FIG. 1, the oil layer and the aqueous layer are separated in the separation tank 17 while distillation, so that the aqueous layer is extracted not in the reactor 11 but in the separation tank 17. .

低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液の回収では、反応器11に(メタ)アクリル酸エステル製造時に生成した低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液を仕込み、分離槽17に前回の作業で留出した低級アルコール共沸溶剤が入っている場合には、ライン19を用いて反応器1に移動させ、それ以外の場合には、反応器11に新たに低級アルコール共沸溶媒を追加する。次に、空の分離槽17に水を仕込む。ここで(メタ)アクリル酸エステル溶液を回収するために添加する水及び低級アルコール共沸溶剤の仕込量は、(メタ)アクリル酸エステルの回収効率の観点から、(メタ)アクリル酸エステル溶液中の低級アルコールに対して、水は10〜300重量%、低級アルコール共沸溶剤は30〜200重量%で用いることが好ましく、それぞれ30〜50重量%、80〜100重量%で用いることがより好ましい。   In the recovery of the (meth) acrylic acid ester solution containing the lower alcohol, the reactor 11 was charged with the (meth) acrylic acid ester solution containing the lower alcohol produced during the production of the (meth) acrylic acid ester, and the separation tank 17 was subjected to the previous work. When the lower alcohol azeotropic solvent distilled in step 1 is contained, the lower alcohol azeotropic solvent is moved to the reactor 1 using the line 19, and otherwise, the lower alcohol azeotropic solvent is newly added to the reactor 11. . Next, water is charged into the empty separation tank 17. Here, the amount of water and lower alcohol azeotropic solvent added to recover the (meth) acrylic acid ester solution is from the viewpoint of the recovery efficiency of the (meth) acrylic acid ester, in the (meth) acrylic acid ester solution. It is preferable to use 10 to 300% by weight of water and 30 to 200% by weight of the lower alcohol azeotropic solvent with respect to the lower alcohol, and more preferably 30 to 50% by weight and 80 to 100% by weight, respectively.

分離槽17への水仕込みが完了した後、反応器11を液温が60〜100℃となるよう圧力制御しながら加熱して蒸留を行う。まず、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤の共沸物が留出するので、分離槽17へ回収する。分離槽17にはあらかじめ水が仕込まれているため、留出液中の低級アルコールは水層側に抽出され、水に難溶な低級アルコール共沸溶剤は油層となる。   After completion of the water charging to the separation tank 17, the reactor 11 is heated and distilled while controlling the pressure so that the liquid temperature becomes 60 to 100 ° C. First, since the azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotropic solvent is distilled, it is recovered in the separation tank 17. Since water is charged in the separation tank 17 in advance, the lower alcohol in the distillate is extracted to the water layer side, and the lower alcohol azeotropic solvent that is hardly soluble in water becomes an oil layer.

低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物が留出し続けると、分離槽17で油層となっている低級アルコール共沸溶媒は、ライン19よりオーバーフローさせることで反応器11へ戻し、反応器11内の低級アルコールがなくなるまで、本操作を繰り返すことができる。なお、反応器11内の低級アルコールがなくなるのは、低級アルコールの留出が完了した時点であることから、反応器11内の液温変化により見極めることができる。   When the azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotrope continues to distill, the lower alcohol azeotrope that has become the oil layer in the separation tank 17 is returned to the reactor 11 by overflowing from the line 19. This operation can be repeated until the lower alcohol in 11 disappears. In addition, since the lower alcohol in the reactor 11 runs out when the distillation of the lower alcohol is completed, it can be determined by a change in the liquid temperature in the reactor 11.

反応器11内の低級アルコールがなくなったら、一端、蒸留を停止し、分離槽17内の低級アルコール水溶液を系外に抜き出す。分離槽17が空になったら蒸留を再開し、反応器11内の低級アルコール共沸溶剤を分離槽17に留出させる。低級アルコール共沸溶剤の留出が完了し、反応器11内の低級アルコール共沸溶剤がなくなったら、蒸留を停止し、ライン20を用いて反応器11底部より(メタ)アクリル酸エステルを回収する。反応器11内の低級アルコール共沸溶剤がなくなった時点は、反応器11内の液温変化により見極めることができる。   When the lower alcohol in the reactor 11 runs out, the distillation is stopped once, and the lower alcohol aqueous solution in the separation tank 17 is drawn out of the system. When the separation tank 17 becomes empty, distillation is resumed, and the lower alcohol azeotropic solvent in the reactor 11 is distilled into the separation tank 17. When the distillation of the lower alcohol azeotropic solvent is completed and the lower alcohol azeotropic solvent in the reactor 11 is exhausted, the distillation is stopped and the (meth) acrylic acid ester is recovered from the bottom of the reactor 11 using the line 20. . The point in time when the lower alcohol azeotropic solvent in the reactor 11 runs out can be determined by the change in the liquid temperature in the reactor 11.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
アクリル酸エチルの回収
図1に示す装置を用いて、エタノールを38重量%含むアクリル酸エチル溶液3212kgを反応器1に仕込み、続けて、水を1500kg、n−ヘキサンを780kg仕込み、反応器1に設置してある攪拌機で10分間、攪拌した後、15分間静置し、油層と水層とに分離した。その後、反応器1の下側からライン3を介して、水層2565kgを抜き出した。なお、この時のエタノール除去率{(エタノール仕込み量―油層中エタノール量)/エタノール仕込み量}は75.7重量%であった。なお、油層中のエタノール量は、ガスクロマトグラフにより測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to an Example.
Example 1
Recovery of ethyl acrylate Using the apparatus shown in FIG. 1, 3212 kg of an ethyl acrylate solution containing 38% by weight of ethanol was charged into the reactor 1, and then 1500 kg of water and 780 kg of n-hexane were charged into the reactor 1. After stirring for 10 minutes with the stirrer which was installed, it was left still for 15 minutes and isolate | separated into the oil layer and the water layer. Thereafter, 2565 kg of the aqueous layer was extracted from the lower side of the reactor 1 via the line 3. The ethanol removal rate {(ethanol charge amount−ethanol amount in oil layer) / ethanol charge amount} at this time was 75.7% by weight. The amount of ethanol in the oil layer was measured with a gas chromatograph.

次に、エタノール含有量が5重量%と少ないアクリル酸エチル溶液2653kgを追加で仕込み、蒸留を開始した。なお蒸留は、液温が80℃となるように圧力制御しながら加温して行った。蒸留の留出物としては、まず、エタノールとn−ヘキサンとの共沸物、続けてエタノール、n−ヘキサン、アクリル酸エチル共沸物の順に、両者を合わせてエタノールを14重量%、アクリル酸エチルを20重量%含むn−ヘキサン溶液1420kgを回収し、続けてアクリル酸エチル2663kgを回収した。なお、回収されたエタノール及びアクリル酸エチルを含むn−ヘキサン溶液は、次回の回収作業で再利用した。本回収におけるアクリル酸エチルの回収率は、77.3%であった。尚、回収率は以下のように、計算により求めた。
アクリル酸エチル回収量2663kg÷アクリル酸エチル総仕込量3443kg×100=77.3%(装置内に残ったアクリル酸エチル量は、回収量に含まず)
Next, 2653 kg of an ethyl acrylate solution having a low ethanol content of 5% by weight was additionally charged, and distillation was started. The distillation was performed by heating while controlling the pressure so that the liquid temperature was 80 ° C. As a distillation distillate, first, an azeotrope of ethanol and n-hexane, followed by ethanol, n-hexane, and ethyl acrylate azeotrope in the order of 14 wt% ethanol and acrylic acid 1420 kg of n-hexane solution containing 20% by weight of ethyl was recovered, followed by recovery of 2663 kg of ethyl acrylate. The recovered n-hexane solution containing ethanol and ethyl acrylate was reused in the next recovery operation. The recovery rate of ethyl acrylate in this recovery was 77.3%. The recovery rate was obtained by calculation as follows.
Ethyl acrylate recovery amount 2663 kg ÷ ethyl acrylate total charge 3443 kg × 100 = 77.3% (The amount of ethyl acrylate remaining in the apparatus is not included in the recovery amount)

(比較例1)
水のみ用いたアクリル酸エチル溶液からエタノール抽出
蒸留作業を行わなかったこと以外実施例1と同様の作業を行った。アクリル酸エチル溶液中のエタノールに対して、エタノール除去率は32%と、実施例1の75.7重量%に比べて著しく低かった。したがって、実施例1と同程度にエタノールを抽出するには、更に多量の水が必要となる。
(Comparative Example 1)
Extraction of ethanol from ethyl acrylate solution using only water The same operation as in Example 1 was performed except that the distillation operation was not performed. The ethanol removal rate with respect to ethanol in the ethyl acrylate solution was 32%, which was significantly lower than 75.7% by weight of Example 1. Therefore, in order to extract ethanol to the same extent as in Example 1, a larger amount of water is required.

(実施例2)
(メタ)アクリル酸メチルの回収
図2に示す装置を用いて、メタノールを60重量%含むメタクリル酸メチル溶液900kgを反応器11に仕込み、分離槽17より、前回の回収作業で回収したメタノールとn−ヘキサンとメタクリル酸メチルとの共沸物であるメタノールを7重量%、(メタ)アクリル酸メチルを9重量%含むn−ヘキサン溶液630kgを、ライン19を介して反応器11に戻した。その後、空になった分離槽17には水200kgを仕込んだ。
(Example 2)
Recovery of methyl (meth) acrylate Using the apparatus shown in FIG. 2, 900 kg of methyl methacrylate solution containing 60% by weight of methanol was charged into the reactor 11, and methanol and n recovered in the previous recovery operation from the separation tank 17. -630 kg of n-hexane solution containing 7% by weight of methanol which is an azeotrope of hexane and methyl methacrylate and 9% by weight of methyl (meth) acrylate was returned to the reactor 11 via the line 19. Thereafter, 200 kg of water was charged into the empty separation tank 17.

反応器11の液温が80℃になるよう圧力制御しながら加熱して蒸留を開始し、メタノールとn−ヘキサンの共沸物を精留塔を介し分離槽に留出させ、反応器11の液温変化が見られた時点で一端蒸留を中断し、分離槽17の底よりライン18を介して、メタノールを71重量%含む水層762kg抜き出した。次に、分離槽17が空になったら、反応器11の液温が80℃になるよう圧力制御しながら加熱して蒸留を再開して、反応器11内のn−ヘキサンを分離槽17に留出させ、反応器11の液温変化が見られた時点で蒸留を終了し、反応器11の底よりライン20を介して(メタ)アクリル酸メチル348kgを回収した。本回収における(メタ)アクリル酸メチル回収率は83.5%であった。尚、回収率は以下のように、計算により求めた。
(メタ)アクリル酸メチル回収量348kg÷(メタ)アクリル酸メチル総仕込量417kg×100=83.5%(装置内に残った(メタ)アクリル酸メチル量は、回収量に含まず)
Distillation is started by heating while controlling the pressure so that the liquid temperature of the reactor 11 becomes 80 ° C., and an azeotrope of methanol and n-hexane is distilled into a separation tank through a rectifying column. When a change in the liquid temperature was observed, the distillation was temporarily stopped, and 762 kg of an aqueous layer containing 71 wt% of methanol was extracted from the bottom of the separation tank 17 via the line 18. Next, when the separation tank 17 is emptied, the distillation is restarted by heating while controlling the pressure so that the liquid temperature of the reactor 11 becomes 80 ° C., and n-hexane in the reactor 11 is transferred to the separation tank 17. Distillation was completed, and distillation was terminated when a change in the temperature of the reactor 11 was observed, and 348 kg of methyl (meth) acrylate was recovered from the bottom of the reactor 11 via the line 20. The recovery rate of methyl (meth) acrylate in this recovery was 83.5%. The recovery rate was obtained by calculation as follows.
(Meth) methyl acrylate recovery amount 348 kg ÷ (meth) methyl acrylate total charge 417 kg × 100 = 83.5% (the amount of methyl (meth) acrylate remaining in the apparatus is not included in the recovery amount)

本発明によれば、(メタ)アクリル酸エステルからの低級アルコールを分離する抽出方法として、水と水に難溶な低級アルコールの共沸溶剤を添加することで、油層と水層とのの分離効率を向上し、抽出するために必要となる水量及び廃液量を低減できる。また油層から(メタ)アクリル酸エステルを回収するにあたっては、低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物、(メタ)アクリル酸エステルを順に回収することで、(メタ)アクリル酸エステルの回収率を向上する事ができる。   According to the present invention, as an extraction method for separating lower alcohol from (meth) acrylic acid ester, separation of an oil layer and an aqueous layer is performed by adding an azeotropic solvent of lower alcohol which is hardly soluble in water and water. Efficiency can be improved, and the amount of water and waste liquid required for extraction can be reduced. Also, when recovering (meth) acrylic acid ester from the oil layer, recovery of (meth) acrylic acid ester by recovering azeotrope of lower alcohol and lower alcohol azeotropic solvent, (meth) acrylic acid ester in order The rate can be improved.

粗アクリル酸エチル回収で用いた設備概略図である。It is the equipment schematic used by crude ethyl acrylate collection | recovery. 粗(メタ)アクリル酸メチル回収で用いた設備概略図である。It is the equipment schematic used by crude methyl methacrylate recovery.

符号の説明Explanation of symbols

1:反応器
2:ジャケット
4:精留塔
5:コンデンサ
3,6,7:配管(ライン)
11:反応器
12:ジャケット
13:精留塔
14:コンデンサ
17:分離槽
15,16,18,19,20:配管(ライン)
1: Reactor 2: Jacket 4: Rectification tower 5: Capacitors 3, 6, 7: Piping (line)
11: Reactor 12: Jacket 13: Rectification tower 14: Condenser 17: Separation tanks 15, 16, 18, 19, 20: Piping (line)

Claims (8)

水及び低級アルコール共沸溶剤を用いて、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液から(メタ)アクリル酸エステルを回収する方法であって、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液に、少なくとも低級アルコール共沸溶剤を添加して蒸留を行い、水層に低級アルコールを分離し、油層に前記低級アルコール共沸溶剤を分離することによって、(メタ)アクリル酸エステルを回収することを特徴とする(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。   A method for recovering a (meth) acrylic acid ester from a (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol using water and a lower alcohol azeotropic solvent, the (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol, The distillation is performed by adding at least a lower alcohol azeotropic solvent, separating the lower alcohol into an aqueous layer, and separating the lower alcohol azeotropic solvent into an oil layer, thereby recovering a (meth) acrylic ester. (Meth) acrylic acid ester recovery method. 水及び低級アルコール共沸溶剤を用いて、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液から(メタ)アクリル酸エステルを回収する方法であって、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液に、水及び低級アルコール共沸溶剤を添加して混合した後、水層と油層とに分離し、油層を蒸留することによって、低級アルコールと前記低級アルコール共沸溶剤との共沸物、(メタ)アクリル酸エステルを順に回収することを特徴とする(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。   A method for recovering a (meth) acrylic acid ester from a (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol using water and a lower alcohol azeotropic solvent, the (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol, Water and a lower alcohol azeotropic solvent are added and mixed, and then separated into an aqueous layer and an oil layer, and the oil layer is distilled to obtain an azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotropic solvent, (meth) acrylic A method for recovering a (meth) acrylic acid ester, wherein the acid ester is recovered in order. 水及び低級アルコール共沸溶剤を用いて、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液から(メタ)アクリル酸エステルを回収する方法であって、低級アルコールを含む(メタ)アクリル酸エステル溶液に、低級アルコール共沸溶剤を添加して蒸留を行い、留出した低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤を水層に回収することによって、低級アルコールを水層へ抽出除去し、その後、低級アルコール共沸溶剤と(メタ)アクリル酸エステルを順に回収することを特徴とする(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。   A method for recovering a (meth) acrylic acid ester from a (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol using water and a lower alcohol azeotropic solvent, the (meth) acrylic acid ester solution containing a lower alcohol, The lower alcohol azeotropic solvent is added and distilled, and the lower alcohol and the lower alcohol azeotropic solvent are recovered in the aqueous layer to extract and remove the lower alcohol to the aqueous layer. And (meth) acrylic acid ester are collected in order. 低級アルコールと低級アルコール共沸溶剤との共沸物の沸点が、低級アルコールと(メタ)アクリル酸エステルとの共沸物の沸点より低くなるような低級アルコール共沸溶剤を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。   It is characterized by using a lower alcohol azeotropic solvent in which the boiling point of the azeotrope of the lower alcohol and the lower alcohol azeotrope is lower than the boiling point of the azeotrope of the lower alcohol and (meth) acrylic acid ester. The method for recovering a (meth) acrylic acid ester according to claim 1. 低級アルコール共沸溶剤が、n−ペンタン、n−ヘプタン、シクロヘキサン及びn−ヘキサンから選ばれる1種以上である請求項1〜4のいずれかに記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。   The method for recovering a (meth) acrylic acid ester according to any one of claims 1 to 4, wherein the lower alcohol azeotropic solvent is one or more selected from n-pentane, n-heptane, cyclohexane and n-hexane. (メタ)アクリル酸エステルがアクリル酸エチルであり、低級アルコールがエタノールである請求項1〜5のいずれかに記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。   The method for recovering a (meth) acrylic acid ester according to any one of claims 1 to 5, wherein the (meth) acrylic acid ester is ethyl acrylate and the lower alcohol is ethanol. (メタ)アクリル酸エステルがメタクリル酸メチルであり、低級アルコールがメタノールである請求項1〜5のいずれかに記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。   The method for recovering a (meth) acrylic acid ester according to any one of claims 1 to 5, wherein the (meth) acrylic acid ester is methyl methacrylate and the lower alcohol is methanol. 低級アルコール共沸溶剤がn−ヘキサンである請求項6又は7に記載の(メタ)アクリル酸エステルの回収方法。   The method for recovering a (meth) acrylic acid ester according to claim 6 or 7, wherein the lower alcohol azeotropic solvent is n-hexane.
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