JP2505931B2 - 有機酸エステルの製造プロセス - Google Patents

有機酸エステルの製造プロセス

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JP2505931B2
JP2505931B2 JP3104512A JP10451291A JP2505931B2 JP 2505931 B2 JP2505931 B2 JP 2505931B2 JP 3104512 A JP3104512 A JP 3104512A JP 10451291 A JP10451291 A JP 10451291A JP 2505931 B2 JP2505931 B2 JP 2505931B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、有機酸エステル(例
えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等)
の製造プロセスに関する。
【0002】
【従来の技術】有機酸エステルの製造プロセスのひとつ
に、アクリル酸ブチルの製造プロセスがある。この製造
プロセスでは、アクリル酸、ブチルアルコールをエステ
ル反応部で反応させてエステル化したのち、未反応アク
リル酸分離部で未反応のアクリル酸を分離し、ついで、
低沸点化合物分離部で未反応ブチルアルコールを主とす
る低沸点化合物を除去し、さらに、高沸点化合物分離部
で反応等で生じた不純物たる高沸点化合物を除去し、製
品であるアクリル酸ブチルを得るようにする。
【0003】このプロセスでは、製品のアクリル酸ブチ
ル中に若干の未反応のアクリル酸が残留することは避け
られない。それで、アクリル酸ブチル製品中に含まれる
アクリル酸の含有量の許容限度を定め、品質管理してい
る。従来、有機酸エステル中の未反応酸の分析法として
は、アルカリで滴定して酸分を求める方法が一般的であ
る。しかし、この分析法は手間がかかり、頻繁に行うわ
けにはいかない。したがって、この分析法をプロセスの
運転管理の目的に用いようとしても、分析と次の分析と
の間に許容限度を越えることがあっても検知することが
できず、殆ど機能しない。かといって、測定を頻繁に行
うと莫大な工数(費用)がかかってしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑み、有機酸エステルの製造プロセスにおいて、エス
テル化反応物の有機酸含有量を逐次かつ安価に測定する
ことができ、有機酸を許容限度を越えて含むような製品
が出来ないようにプロセスの運転管理が行える方法を提
供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、発明者らは、エステル化反応物中の有機酸含有量の
測定法のいくつかについて、コストおよび保守性の面か
ら検討を行った。 滴定法:この場合、測定装置が高価で滴定液の補充
が日常的に必要であり、コストおよび保守性ともに難が
ある。
【0006】 ガスクロ法:この場合も、測定装置が
高価でキャリャガスの補充・校正作業が日常的に必要で
あり、コストおよび保守性ともに難がある。測定作業も
熟練がいる。 pH法:この場合は、測定装置は安価であるが緩衝
液補充・校正作業が日常的に必要であり、保守性に若干
難がある。
【0007】 電気電導度法:この場合は、測定装置
は安価であり、日常的な保守は不要である。そこで、発
明者らは、pH法と電気電導度法のそれぞれについて微
量有機酸の測定の適応性を調べ、図4ないし図7のグラ
フを得ることができた。図4は、純水とアクリル酸の混
合物におけるアクリル酸含有量と電気電導度の関係をあ
らわすグラフである。
【0008】図5は、純水とアクリル酸の混合物におけ
るアクリル酸含有量とpHの関係をあらわすグラフであ
る。図6は、アクリル酸ブチルにアクリル酸および純水
を添加し十分に混合してから静置させることにより分離
してきた水層のアクリル酸含有量と電気電導度の関係を
あらわすグラフである。
【0009】図7は、アクリル酸ブチルにアクリル酸お
よび純水を添加し十分に混合してから静置させることに
より分離してきた水層のアクリル酸含有量とpHの関係
をあらわすグラフである。図6のグラフから、電気電導
度法の場合、アクリル酸ブチル中にアクリル酸が僅かに
含まれる微量領域でも、アクリル酸の含有量と電気電導
度が良好な比例関係を示していることが分かる。pH法
の場合、図7にみるように、25ppmを越える領域で
は適切な比例関係を示していない。
【0010】以上の検討により、電気電導度法だけが、
コスト面や保守面および微量検出に対する適応性のいず
れもが優れているという知見を得た。この知見を得るこ
とにより、この発明を完成させることができたのであ
る。したがって、この発明の有機酸エステルを得るプロ
セスでは、反応後の適宜の段階で、エステル化反応物に
水を添加混合してから有機酸が抽出された水を分離し、
分離された水の電気電導度を計測することにより、エス
テル化反応物中に存在する微量の有機酸の量を測定し、
この測定結果に基づいてプロセスの運転管理を行うよう
にしている。
【0011】以下、この発明について、具体的に説明す
る。この発明における有機酸エステルの製造プロセス
は、幅広く適用することができる。製造される有機酸エ
ステルは脂肪族、芳香族いずれであってもよい。また、
プロセスにおけるエステル化反応としては、原料である
有機酸とアルコールとの直接エステル化反応に限らず、
例えば、適当な有機酸エステルを原料として、これとア
ルコールとのエステル交換を行うエステル化反応(エス
テル交換反応)もある。したがって、エステル化反応物
中に存在する微量の有機酸は、直接エステル化反応の場
合は主として原料有機酸の未反応分であるが、エステル
交換反応の場合は製造過程で生じる有機酸である。
【0012】より具体的な製造プロセスとしては、アク
リル酸と適当な低級脂肪族アルコールを適当な触媒の存
在下で反応させたエステル(例えば、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸メチル、アクリル酸2・エチルヘキシル
等)を得るプロセス、あるいは、メタクリル酸と適当な
低級脂肪族アルコールを適当な触媒の存在下で反応させ
たエステル(例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸ブチル等)を得るプロセス等が挙げられる。
【0013】エステル化反応物(生成物)中に存在する
微量の有機酸の量の測定は、最終の製品段階に限らず、
エステル化反応段階より後の適宜の段階で行うことがで
きる。複数の段階で、有機酸含有量を測定するようにし
てもよい。つぎに、この発明の製造プロセスにおけるエ
ステル化反応物中に含まれる有機酸量の測定に関して説
明する。
【0014】図2は、この発明におけるエステル化反応
物が含む微量の有機酸量の測定部の構成例をあらわす。
図2にみるように、ラインaより純水が、ラインbより
被測定エステル化反応物がそれぞれスタティックミキサ
(混合器)101に導入され十分に混合される。純水は
流量調節器102により、被測定エステル化反応物は流
量調節器103によってそれぞれ適切な流量されスタテ
ィックミキサ101に流れ込む。被測定エステル化反応
物が最終の製品である場合、通常、流量比(純水/被測
定エステル化反応物)は20以内、好ましくは2程度に
設定される。なお、131〜134はバルブである。
【0015】純水と被測定エステル化反応物は十分に混
合されたのち、滞留槽104へ送られ、滞留槽104内
で水層105と油層(エステル層)106とに分離す
る。水層105は被測定エステル化反応物から抽出され
た有機酸が含まれていることは言うまでもない。水層1
05は滞留槽104の下側から流出するが、その後は、
電磁弁111が閉じている場合は電導度測定装置107
を通りラインcに排水されるが、電磁弁111が開いて
いる時は直にラインcから排水される。油層106は滞
留槽104から流路117を通してラインcから水層1
05と共に排出される。なお、流路119は水層105
と油層106の界面mをほぼ均一に保つため、滞留槽1
04の上部とラインcを繋ぐ均圧ラインである。
【0016】電導度測定装置107内では、図3にみる
ように、一対の電極126、127が流路120中に突
出しており、水層105の電気電導度に応じた量で電流
が一点鎖線で図示する通り流れるとともにメータ121
の指針が電流量を指示するため、メータ121の指針を
見ていれば電気電導度、すなわち被測定エステル化反応
物の有機酸含有量が直ちに分かるようになっている。好
ましくは、自動的に測定結果を記録させるとともに、規
定値を越えた場合に警報を発生させる。
【0017】通常、エステル化反応物を直に電導度測定
装置107に導いても微量の有機酸含有量に正確に対応
するような電導度の測定結果を得ることは難しいのであ
るが、エステル化反応物に水を添加混合してから含有有
機酸が抽出された水を分離し、分離された水を電導度測
定装置107に導いて、その電気電導度を計測すれば、
有機酸含有量に正確に対応する測定結果が簡単に得られ
るのである。
【0018】普通、電気電導度の測定の際、ラインbか
らのエステル化反応物に混合するラインaからの水の割
合は、水層105の電気電導度が1〜500(好ましく
は1〜50)μS/cmの範囲になるように決められ
る。得られた測定結果に基づいて、例えば、以下のよう
に運転管理を行う。電気電導度が許容値内であればプラ
ントは正常運転であるからそのまま続行すればよいが、
電気電導度が許容値を越えていれば、有機酸含有量が許
容限度を越えて含まれており、プラントは正常運転でな
いわけであるから、必要な調整(例えば、反応器の場合
は反応圧力、反応温度、モル比、蒸留塔にあっては加熱
源の供給量、還流比、製品タンクへの供給ラインの閉鎖
およびラインの故障の有無のチェック等を行い、異常が
あれば直ちに補修する。その結果、プロセスを直ちに正
常運転へと復帰させることができる。
【0019】
【作用】この発明にかかる有機酸エステルの製造プロセ
スでは、微量の有機酸含有量を逐次に正確に監視し、そ
の結果をプロセスの運転管理にフィードバックしている
ので、有機酸が許容限度を越えて含まれる事態を抑える
ことができる。電気電導度法による測定は時間がかから
ず、測定結果は有機酸含有量に正確に対応しているので
ある。
【0020】このように、この発明では、有機酸含有量
の測定を逐次行うにもかかわらず莫大な費用を要すると
いうこともない。電気電導度法は、装置が安価で日常的
な保守が必要でない。
【0021】
【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照しな
がら詳しく説明する。この発明は、下記の実施例に限ら
ない。図1は、実施例にかかるアクリル酸エステルの製
造プロセスをあらわすブロック図である。
【0022】このアクリル酸エステルの製造プロセス
は、要部は直列に配置されたエステル反応部1、酸分離
部2、低沸点化合物分離部3および高沸点化合物分離部
4の4つで構成されている。ライン51から原料のアク
リル酸が、ライン52から原料のブチルアルコールが反
応容器11内にそれぞれ供給される。反応容器11内で
は適当な触媒によりエステル化反応が進行する。反応済
みのエステル化反応物は、ライン59を介してアクリル
酸分離塔21へ送られる。
【0023】アクリル酸分離塔21では適切な還留液に
より、未反応アクリル酸を除いた油層が得られ、ライン
60を介して低沸点分離塔31へ送られる。未反応のブ
チルアルコールが分離除去されたエステル化反応物は、
低沸点化合物分離塔31の底から抜き出されライン62
を介して高沸点化合物分離塔(製品化塔)41へ送られ
る。
【0024】このプロセスでは、図中の位置A、Bの2
箇所に、図2示す未反応の有機酸含有量測定部がそれぞ
れ設けられており、それぞれアクリル酸分離塔21の運
転監視、最終製品の品質管理の役割を果している。位置
A、Bのアクリル酸含有量測定部で測定された電気電導
度は未反応アクリル酸含有量として、常に制御室(図示
省略)に表示されているので、作業者は、測定値が許容
限度を越えた場合には直ちに必要な処置を取り、正常な
運転状態に戻す。
【0025】例えば、位置Bでの未反応アクリル酸含有
量が許容限度を越えた場合、すなわちアクリル酸ブチル
製品として不合格のものが発生した場合、低沸点化合物
分離塔に戻すなど適宜に処理するようにする。実施例の
製造プロセスで製品のアクリル酸含有量の許容限度を3
0ppmに設定してプロセスの運転管理を行ったとこ
ろ、図8にみるように、50日にわたり、許容限度以下
で製品の製造ができた。従来は、50ppmを越すアク
リル酸含有量のエステルがしばしば出来ていたので、こ
の発明が非常に有効であることが分かる。
【0026】
【発明の効果】この発明にかかる有機酸エステルの製造
プロセスでは、エステル化反応物の有機酸含有量を逐次
に正確に監視し、その結果をプロセスの運転管理にフィ
ードバックしているので、有機酸が許容限度を越えて含
まれる事態を抑えることができ、しかも、有機酸含有量
の測定を逐次行うにもかかわらず莫大な費用を要すると
いうこともないため、非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例にかかるアクリル酸エステルの製造プロ
セスをあらわすブロック図である。
【図2】この発明におけるエステル化反応物中に含まれ
る有機酸の量の測定部の構成例をあらわすブロック図で
ある。
【図3】有機酸含有量測定部における電気電導度測定装
置の概略構成をあらわす断面図である。
【図4】純水とアクリル酸の混合物におけるアクリル酸
含有量と電気電導度の関係をあらわすグラフである。
【図5】純水とアクリル酸の混合物におけるアクリル酸
含有量とpHの関係をあらわすグラフである。
【図6】アクリル酸ブチルにアクリル酸および純水を添
加し十分に混合してから静置させることにより分離して
きた水層のアクリル酸含有量と電気電導度の関係をあら
わすグラフである。
【図7】アクリル酸ブチルにアクリル酸および純水を添
加し十分に混合してから静置させることにより分離して
きた水層のアクリル酸含有量とpHの関係をあらわすグ
ラフである。
【図8】実施例のアクリル酸エステルの製造プロセスで
50日間にわたって製造されたアクリル酸ブチル製品の
アクリル酸含有量をあらわすグラフである。
【符号の説明】
1 エステル反応部 2 酸分離部 3 低沸点化合物分離部 4 高沸点化合物分離部
フロントページの続き (72)発明者 影山 修司 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地 の1日本触媒化学工業株式会社姫路製造 所内 (56)参考文献 特開 昭61−233651(JP,A) 「アクリル酸エステルとそのポリマー 〔II〕」(昭50−3−30)昭晃堂,第 25頁,「1・4・3酸分(遊離酸)」の 項

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機酸エステルを得るプロセスにおい
    て、反応後の適宜の段階で、エステル化反応物に水を添
    加混合してから有機酸が抽出された水を分離し、分離さ
    れた水の電気電導度を計測することにより、エステル化
    反応物中に存在する微量の有機酸の量を測定し、この測
    定結果に基づいてプロセスの運転管理を行うようにする
    有機酸エステルの製造プロセス。
JP3104512A 1991-05-09 1991-05-09 有機酸エステルの製造プロセス Expired - Lifetime JP2505931B2 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637433B2 (ja) * 1985-04-08 1994-05-18 日本エステル株式会社 テレフタル酸グリコールエステルの製造法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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「アクリル酸エステルとそのポリマー〔II〕」(昭50−3−30)昭晃堂,第25頁,「1・4・3酸分(遊離酸)」の項

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