JP2979399B2 - Method for producing alkylene oxide adduct - Google Patents

Method for producing alkylene oxide adduct

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JP2979399B2 JP10218828A JP21882898A JP2979399B2 JP 2979399 B2 JP2979399 B2 JP 2979399B2 JP 10218828 A JP10218828 A JP 10218828A JP 21882898 A JP21882898 A JP 21882898A JP 2979399 B2 JP2979399 B2 JP 2979399B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は活性水素含有有機化
合物のアルキレンオキサイド付加物を製造する方法に関
する。
The present invention relates to a method for producing an alkylene oxide adduct of an organic compound containing active hydrogen.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルキレンオキサイド付加物は、界面活
性剤、トナーバインダー原料、消泡剤等に用いられるな
ど最近重要性を増してきており、またその用途の展開や
性能の向上が期待されていることから、より低コストで
製造する方法が求められている。アルキレンオキサイド
付加物の中でも最も重要なものは、アルコール、脂肪
酸、脂肪族アミン、脂肪族アミド、脂肪族エステルにア
ルキレンオキサイドが付加してなるものである。それら
は非常に重要なノニオン活性剤グループを形成してい
る。
2. Description of the Related Art Alkylene oxide adducts have recently been gaining importance as they are used as surfactants, raw materials for toner binders, defoamers, and the like, and are expected to be developed for applications and improved performance. Therefore, there is a demand for a method of manufacturing at lower cost. The most important of the alkylene oxide adducts are those obtained by adding an alkylene oxide to an alcohol, a fatty acid, an aliphatic amine, an aliphatic amide, or an aliphatic ester. They form a very important nonionic activator group.

【0003】上記のようなアルキレンオキサイド付加物
は、例えば、活性水素含有有機化合物中へアルキレンオ
キサイドを噴射することにより、又はアルキレンオキサ
イドが充満した反応容器へ活性水素含有有機化合物をス
プレーすることにより、アルキレンオキサイドと活性水
素含有有機化合物とを接触させて付加反応を行わせるこ
とにより得ることができる。両者の場合において、アル
キレンオキサイドは反応の経過に従って後添加され(セ
ミバッチ運転)、目的量のアルキレンオキサイドが反応
するまで液状の反応混合物は攪拌される。
[0003] The alkylene oxide adduct as described above can be prepared, for example, by spraying the alkylene oxide into the active hydrogen-containing organic compound or by spraying the active hydrogen-containing organic compound into a reaction vessel filled with the alkylene oxide. It can be obtained by bringing an alkylene oxide into contact with an active hydrogen-containing organic compound to carry out an addition reaction. In both cases, the alkylene oxide is added later as the reaction progresses (semi-batch operation) and the liquid reaction mixture is stirred until the desired amount of alkylene oxide has reacted.

【0004】また、特開昭55−49332号公報に
は、ある種のカオチンにて交換されたモンモリロナイト
構造を含む粘土を固体触媒として用いた固定床によるア
ルキレングリコールモノエーテルの製造方法が記載され
ている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-49332 describes a process for producing alkylene glycol monoether by a fixed bed using a clay containing a montmorillonite structure exchanged with a certain type of quatin as a solid catalyst. I have.

【0005】この方法は、1)アルコールとアルキレン
オキサイドとから、収率良くアルキレングリコールモノ
エーテルを製造することができる、2)固体触媒を用い
ている為、触媒の分離、後処理等の工程が省略できる、
といった利点がある。
In this method, 1) an alkylene glycol monoether can be produced in good yield from an alcohol and an alkylene oxide. 2) Since a solid catalyst is used, steps such as catalyst separation and post-treatment are required. Can be omitted,
There are advantages.

【0006】しかしながら、この方法は、活性水素含有
有機化合物及びアルキレンオキサイドが共に液体状態で
反応する液液固定床反応である為、反応器入口部で付加
反応が急激に進行する。そのために、1)アルキレンオ
キサイドの付加による発熱のために急激な温度上昇が起
こり、結果的に圧力が高まる、2)アルコールに対する
アルキレンオキサイドの比が高くなるのに従い、さらに
発熱量が大きくなり、品質面でも劣化が生じる、といっ
た問題が生じる場合がある。
However, since this method is a liquid-liquid fixed bed reaction in which the active hydrogen-containing organic compound and the alkylene oxide are both reacted in a liquid state, the addition reaction proceeds rapidly at the inlet of the reactor. Therefore, 1) a sharp rise in temperature occurs due to the heat generated by the addition of the alkylene oxide, resulting in an increase in pressure. 2) As the ratio of alkylene oxide to alcohol increases, the calorific value further increases, and the quality increases. In some cases, there is a problem that the surface is deteriorated.

【0007】また、特公平7−2662号公報にも、同
様の固体触媒をもちいた液液固定床反応器の実施例が示
されているが、液を大量に循環させ、相対的にアルキレ
ンオキサイド付加量を低く抑え反応時の発熱と圧力上昇
を抑制する必要がある。言い換えると、発熱と圧力上昇
を抑制するためには、相対的にアルキレンオキサイド付
加量を低くする必要があり、結果的に付加モル数の高い
ものが得られない。付加モル数の高いものを得るために
は、得られた反応生成物を循環反応させることで対応で
きるが、この場合結果的に生産効率が低下する。
Japanese Patent Publication No. Hei 7-2662 also discloses an embodiment of a liquid-liquid fixed-bed reactor using a similar solid catalyst. It is necessary to suppress the heat generation and the pressure rise during the reaction by keeping the addition amount low. In other words, in order to suppress heat generation and pressure rise, it is necessary to relatively reduce the amount of added alkylene oxide, and as a result, a product having a high added mole number cannot be obtained. In order to obtain a product having a high addition mole number, the obtained reaction product can be circulated for reaction, but in this case, production efficiency is consequently reduced.

【0008】固定床によるアルキレンオキサイド付加反
応において、その付加モル数をこれらの実施例よりもさ
らに高くできた例は見当たらない。これは、上記のよう
な反応初期の発熱及びそれに伴う激しい圧力上昇に対す
る対応が困難であるためである。
[0008] In the alkylene oxide addition reaction using a fixed bed, there is no example in which the number of moles added can be made higher than in these examples. This is because it is difficult to cope with the above-mentioned exothermic reaction at the initial stage of the reaction and the accompanying sharp increase in pressure.

【0009】特開昭52−151108号公報に、液液
固定床反応に反応形態の類似したチューブ型リアクター
による、従来の均一塩基触媒を用いたエチレンオキサイ
ドの付加反応が示されている。これは、固定床反応では
なく液液均一反応であるが、反応形態は液液固定床反応
と類似しており、これによると付加モル数を高くするこ
とが困難であることをその比較例が示している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-151108 discloses an addition reaction of ethylene oxide using a conventional homogeneous base catalyst by a tubular reactor having a similar reaction form to the liquid-liquid fixed bed reaction. This is not a fixed bed reaction but a liquid-liquid homogeneous reaction, but the reaction mode is similar to the liquid-liquid fixed bed reaction, and according to this comparative example, it is difficult to increase the number of moles added. Is shown.

【0010】ここで示された比較例1として、内径9.
4mm、長さ25mの反応管を用いて、170℃に調整
された平均分子量208の高級アルコールを3.75k
g/Hrで反応管に供給し、反応管入口から、エチレン
オキサイドを2.4kg/Hrの速度で一括注入した例
が記載されている。このような条件では、反応管入口部
1.8mのところで最高温度400℃以上、さらには圧
力100kg/cm2・G以上となり、それ以上の反応
の継続は困難で、また、得られた生成物は、褐色、水飴
状で実用に耐えないとしている。
[0010] As Comparative Example 1 shown here, the inner diameter is 9.
Using a 4 mm, 25 m long reaction tube, 3.75 k of a higher alcohol having an average molecular weight of 208 adjusted to 170 ° C.
An example is described in which g / Hr is supplied to a reaction tube, and ethylene oxide is injected at a rate of 2.4 kg / Hr at a time from the reaction tube inlet. Under these conditions, the maximum temperature is at least 400 ° C. and the pressure is at least 100 kg / cm 2 · G at 1.8 m at the inlet of the reaction tube, and it is difficult to continue the reaction further. Says that it is brownish and syrupy and does not stand practical use.

【0011】この結果からも、この比較例と同等のアル
キレンオキサイド付加モル数(3モル付加)のものを液
液固定床反応により得る場合であっても、同様に反応器
入口部での発熱と、それに伴う圧力上昇が非常に大きい
事が容易に推測される。
From this result, even when the same alkylene oxide addition mole number (3 mole addition) as that of this comparative example is obtained by the liquid-liquid fixed bed reaction, the heat generation at the reactor inlet is also reduced. It can easily be presumed that the pressure increase accompanying the above is very large.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高度な耐圧設備が不要で生産効率が良好なアルキレ
ンオキサイド付加物の製造方法を提供することにある。
さらに本発明の目的は、反応の制御が容易で、結果とし
てシンプルな設備により、安全かつ安定した運転が可能
なアルキレンオキサイド付加物の製造方法を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing an alkylene oxide adduct which does not require a high pressure resistance facility and has good production efficiency.
It is a further object of the present invention to provide a method for producing an alkylene oxide adduct in which the reaction can be easily controlled and, as a result, safe and stable operation can be performed with simple equipment.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは固体触媒を
充填した反応管において気液固定床反応により付加反応
を行ったところ、高濃度触媒反応による生産効率向上が
確認され、アルキレンオキサイドがガスの状態で反応を
行うことにより、液中のアルキレンオキサイド濃度を反
応管全体で比較的均一にでき、急激な発熱とそれに伴う
圧力上昇がなく、安全かつ安定した運転が可能となるこ
とを見出し、本発明を完成させた。さらには従来技術に
よる場合、アルキレンオキサイド付加量が高いと反応熱
による反応温度上昇により品質の劣化が起こるが、本発
明の方法によれば、意外にも得られるアルキレンオキサ
イド付加物の品質の低下が見られないことを確認した。
Means for Solving the Problems The present inventors performed an addition reaction by a gas-liquid fixed bed reaction in a reaction tube filled with a solid catalyst, and it was confirmed that the production efficiency was improved by a high-concentration catalyst reaction, and the alkylene oxide was reduced. By conducting the reaction in the gaseous state, it has been found that the alkylene oxide concentration in the liquid can be made relatively uniform throughout the reaction tube, and there is no sudden heat generation and the accompanying pressure rise, thus enabling safe and stable operation. The present invention has been completed. Furthermore, in the case of the prior art, if the alkylene oxide addition amount is high, the quality deteriorates due to the reaction temperature rise due to the reaction heat, but according to the method of the present invention, the quality of the alkylene oxide adduct obtained surprisingly decreases. I confirmed that I could not see it.

【0014】即ち、本発明の要旨は、〔1〕 固体触
媒が充填された反応管内に、活性水素含有有機化合物と
アルキレンオキサイドを流通させて、該活性水素含有有
機化合物とアルキレンオキサイドとの付加反応を、アル
キレンオキサイドがガス状態でかつ活性水素含有有機化
合物が液体の状態である気液固定床反応で行うことを特
徴とするアルキレンオキサイド付加物の製造方法、
〔2〕 さらに熟成工程を設ける前記〔1〕記載の製
造方法、に関するものである。
That is, the gist of the present invention is that [1] an active hydrogen-containing organic compound and an alkylene oxide are allowed to flow through a reaction tube filled with a solid catalyst, and an addition reaction between the active hydrogen-containing organic compound and the alkylene oxide is performed. A method for producing an alkylene oxide adduct, characterized in that the alkylene oxide is in a gaseous state and the active hydrogen-containing organic compound is in a gas-liquid fixed bed reaction in a liquid state,
[2] The method according to the above [1], further comprising an aging step.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明に用いられる活性水素含有
有機化合物としては特に限定されないが、例えばアルコ
ール、脂肪酸、アミン、アミド、エステル等またはそれ
らの混合物が挙げられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The active hydrogen-containing organic compound used in the present invention is not particularly restricted but includes, for example, alcohols, fatty acids, amines, amides, esters and the like, and mixtures thereof.

【0016】アルコールとしては、例えば炭素数6〜2
2の脂肪族アルコール、炭素数1〜20の直鎖又は分岐
鎖合成アルコール、ノニルフェノール、トリベンジルフ
ェノール、スチレン化フェノール、パラオクチルフェノ
ール等のフェノール類、モノグリセライド、ジグリセラ
イド、グリセリン、エチレングリコール等が挙げられ
る。また、脂肪酸としては、炭素数6〜22の飽和又は
不飽和脂肪酸が、アミンとしてはココナットアミン、オ
クチルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、ス
テアリルアミン、オレイルアミン、牛脂アミン等の1級
アミン、ジステアリルアミン等の2級アミン、ジメチル
ココナットアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチル
デシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリ
スチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルス
テアリルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、トリオ
クチルアミン等の3級アミンが、アミドとしてはアルキ
ルアルカノールアミド等が、エステルとしては低級アル
コール、脂肪族アルコール、フェノール等の1価アルコ
ールの、若しくはエチレングリコール、グリセリン等の
多価アルコールの脂肪酸エステル等が挙げられる。
Examples of the alcohol include, for example, those having 6 to 2 carbon atoms.
Aliphatic alcohols having 2 to 2 carbon atoms, linear or branched synthetic alcohols having 1 to 20 carbon atoms, phenols such as nonylphenol, tribenzylphenol, styrenated phenol, and paraoctylphenol; monoglycerides, diglycerides, glycerin, and ethylene glycol. Examples of the fatty acid include saturated or unsaturated fatty acids having 6 to 22 carbon atoms, and examples of the amine include coconutamine, octylamine, laurylamine, myristylamine, stearylamine, oleylamine, tallowamine, and other primary amines, and distearyl. Tertiary amines such as secondary amines such as amines, dimethylcoconutamine, dimethyloctylamine, dimethyldecylamine, dimethyllaurylamine, dimethylmyristylamine, dimethylpalmitylamine, dimethylstearylamine, dilaurylmonomethylamine, and trioctylamine However, as amides, alkyl alkanolamides, etc., and as esters, fatty acids of monohydric alcohols such as lower alcohols, aliphatic alcohols and phenols or polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin Ester, and the like.

【0017】アルキレンオキサイドとしては、例えばエ
チレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオ
キサイド等の低級アルキレンオキサイドが挙げられる。
これらは単独で用いてもよく、混合して用いても良い。
Examples of the alkylene oxide include lower alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide.
These may be used alone or as a mixture.

【0018】また、これらのアルキレンオキサイドは不
活性ガスを併用してもよく、不活性ガスとしては、例え
ばアルキレンオキサイドの付加反応を妨げないガスであ
れば特に限定されない。具体的には窒素ガス、ヘリウム
ガス、ネオンガス、アルゴンガス等が挙げられる。これ
らは単独で用いても良く、混合して用いても良い。
These alkylene oxides may be used in combination with an inert gas. The inert gas is not particularly limited as long as it does not hinder the addition reaction of the alkylene oxide. Specifically, a nitrogen gas, a helium gas, a neon gas, an argon gas and the like can be mentioned. These may be used alone or as a mixture.

【0019】本発明に用いられる固体触媒として、例え
ばバリウム、ストロンチウム、カルシウム等のアルカリ
土類金属元素の化合物(例えばリン酸バリウム化合物B
3(PO42 );五臭化アンチモン、五塩化アンチ
モン等の五ハロゲン化アンチモンとルイス塩基との複合
体;フッ化ジアルキルアルミニウム、二フッ化アルキル
アルミニウム等の、一般式(1)
As the solid catalyst used in the present invention, for example, a compound of an alkaline earth metal element such as barium, strontium and calcium (for example, barium phosphate compound B
a 3 (PO 4 ) 2 ); a complex of an antimony pentahalide such as antimony pentabromide or antimony pentachloride with a Lewis base; a general formula (1) such as dialkylaluminum fluoride or alkylaluminum difluoride;

【0020】[0020]

【化1】 Embedded image

【0021】(Xはフッ素原子を示し、R1 及びR2
それぞれ水素原子、炭素原子数が1〜20のアルキル
基、又はハロゲン原子を示す。R1 及びR2 のうち少な
くとも一つはアルキル基である。)で示されるアルミニ
ウム化合物をゲル担体等に担持させたもの;酸化マグネ
シウムに、Al3+、Ga3+、In3+、Tl3+、Co3+
Se3+、La3+、Mn2+、Ba2+、Si4+、Cs+ 、B
3+、Fe3+、Y3+及びCe 3+からなる群より選ばれる一
種以上の金属イオンを含浸法又は共沈法によって添加し
たもの;水酸化アルミニウム・マグネシウムを焼成活性
化して得られる、一般式(2) nMgO・Al23 ・mH2 O (2) (式中、n、mは正の数である。)で示されるAl・M
g複合酸化物;さらにはハイドロタルサイト、焼成ハイ
ドロタルサイト、ジルコニウムオキシスルフェート、カ
ルシウム塩/アルミニウムトリアルコキシド/無機酸を
組み合わせたもの;焼成ハイドロタルク石類(例えば一
般に市販されている触媒としては協和化学工業(株)
製、キョーワード2000の成形品)、特開平8−32
3200号公報に示された触媒を成型したもの又はMg
O、CaO、BaO、ZnO等の成型触媒等が挙げられ
る。
(X represents a fluorine atom;1 And RTwo Is
Each of a hydrogen atom and an alkyl having 1 to 20 carbon atoms
Represents a group or a halogen atom. R1 And RTwo Few of
At least one is an alkyl group. Alumini indicated by)
Oxide compound supported on a gel carrier, etc .;
Alium3+, Ga3+, In3+, Tl3+, Co3+,
Se3+, La3+, Mn2+, Ba2+, Si4+, Cs+, B
3+, Fe3+, Y3+And Ce 3+One selected from the group consisting of
More than one metal ion is added by impregnation or coprecipitation.
Activated aluminum / magnesium hydroxide
Formula (2) nMgO · AlTwo OThree ・ MHTwo O · (2) (where n and m are positive numbers)
g composite oxide; hydrotalcite, calcined high
Dortalsite, zirconium oxysulfate, mosquito
Lucium salt / aluminum trialkoxide / inorganic acid
Combined; calcined hydrotalcites (eg,
A commercially available catalyst is Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.
Manufactured by Kyoward 2000), JP-A-8-32
No. 3200, formed from a catalyst or Mg
Molded catalysts such as O, CaO, BaO, and ZnO;
You.

【0022】本発明において用いられる反応管は固体触
媒が充填されたものであり、固定床反応の場となる。該
反応管の大きさは反応による発熱から生じるアルキレン
オキサイド付加物の品質劣化を起こさない程度に冷却し
得る大きさのものを適時選択すれば良く、特に限定され
ないが、内径は好ましくは9mm〜2m、より好ましく
は15mm〜1m、さらに好ましくは20mm〜500
mmである。触媒の均一な液濡れ性の観点から9mm以
上が好ましく、除熱性及び設備コストの観点から2m以
下が好ましい。また、長さは好ましくは0.5〜12
m、より好ましくは1〜10m、さらに好ましくは1〜
8mである。生産性の観点から0.5m以上が好まし
く、圧力損失などの操作条件の観点から12m以下が好
ましい。
The reaction tube used in the present invention is filled with a solid catalyst and serves as a fixed bed reaction site. The size of the reaction tube may be appropriately selected so that it can be cooled to such an extent that the quality of the alkylene oxide adduct arising from the heat generated by the reaction does not deteriorate, and is not particularly limited, but the inner diameter is preferably 9 mm to 2 m. , More preferably 15 mm to 1 m, still more preferably 20 mm to 500
mm. The thickness is preferably 9 mm or more from the viewpoint of uniform liquid wettability of the catalyst, and is preferably 2 m or less from the viewpoint of heat removal and equipment cost. The length is preferably 0.5 to 12
m, more preferably 1 to 10 m, still more preferably 1 to
8m. It is preferably 0.5 m or more from the viewpoint of productivity, and preferably 12 m or less from the viewpoint of operating conditions such as pressure loss.

【0023】また、本発明の製造方法においては反応時
の圧力の上昇が抑えられるため、30atm程度、好ま
しくは20atm程度、さらに好ましくは15atm程
度の圧力に耐え得るように反応管の強度設計を行えばよ
く、従来法の液液反応を行う反応管のように肉厚構造に
する必要はない。
In the production method of the present invention, since the rise in pressure during the reaction is suppressed, the strength of the reaction tube is designed to withstand a pressure of about 30 atm, preferably about 20 atm, and more preferably about 15 atm. It is not necessary to have a thick structure as in a conventional reaction tube for performing a liquid-liquid reaction.

【0024】また、付加反応に影響を与えない不活性粒
子等からなる物体を固体触媒の下方に設けて、反応管内
に固体触媒を固定しても良く、また、上記物体を固体触
媒の上方に設けることにより、固体触媒に導入される液
相及びガス相の不均一化を防止してもよい。かかる不活
性粒子としては、ラヒシリング、マクマホン、球等の磁
製、鉄製、ステンレス性のパッキング等が挙げられる。
また、本発明においては、複数の反応管が配設された多
管型反応器を用いても良い。
An object made of inert particles or the like which does not affect the addition reaction may be provided below the solid catalyst to fix the solid catalyst in the reaction tube. The provision may prevent the liquid phase and the gas phase introduced into the solid catalyst from becoming uneven. Such inert particles include porcelain such as lahiscilling, McMahon, and spheres, iron, and stainless steel packing.
In the present invention, a multi-tube reactor in which a plurality of reaction tubes are provided may be used.

【0025】本発明の気液固定床反応の形態としては、
例えば、気液下向き並流固定床、気液向流固定床、気液
上向き並流固定床がある。活性水素含有有機化合物、ア
ルキレンオキサイド及び不活性ガスは、例えば以下のよ
うにして反応管へ供給される。ここで、不活性ガスを用
いない場合、ガス相はアルキレンオキサイドで形成され
る。この場合、アルキレンオキサイドは気体で反応管へ
供給する必要はなく、反応管内でアルキレンオキサイド
の一部又は全部が気体となるのであればアルキレンオキ
サイドは液体で供給しても良い。
The form of the gas-liquid fixed bed reaction of the present invention includes:
For example, there are gas-liquid downward cocurrent fixed beds, gas-liquid countercurrent fixed beds, and gas-liquid upward cocurrent fixed beds. The active hydrogen-containing organic compound, alkylene oxide and inert gas are supplied to the reaction tube, for example, as follows. Here, when no inert gas is used, the gas phase is formed of alkylene oxide. In this case, the alkylene oxide does not need to be supplied as a gas to the reaction tube, and the alkylene oxide may be supplied as a liquid as long as a part or all of the alkylene oxide becomes gas in the reaction tube.

【0026】また、ガス相が連続相で気液固定床反応を
行う場合(以下、「態様−1」と言う。)、例えば、予
め反応管内に不活性ガスを流通させてガスの連続相を形
成させておき、次いで液体の活性水素含有有機化合物と
液体又はガス状のアルキレンオキサイドを反応管に供給
する態様等がある。また、液相が連続相で気液固定床反
応を行う場合(以下、「態様−2」と言う。)、例え
ば、予め反応管内に液体の活性水素含有有機化合物を上
向きに供給して液体の連続相を形成させておき、次い
で、不活性ガスと液体又はガス状のアルキレンオキサイ
ドを反応管に上向きに供給する態様等がある。
When a gas-liquid fixed-bed reaction is carried out in a continuous gas phase (hereinafter referred to as “Embodiment-1”), for example, an inert gas is allowed to flow through a reaction tube in advance to change the continuous gas phase. There is a mode in which a liquid active hydrogen-containing organic compound and a liquid or gaseous alkylene oxide are then supplied to a reaction tube. In the case where the liquid phase performs the gas-liquid fixed bed reaction in the continuous phase (hereinafter, referred to as “aspect-2”), for example, the liquid active hydrogen-containing organic compound is supplied upward into the reaction tube in advance, and the liquid There is a mode in which a continuous phase is formed, and then an inert gas and a liquid or gaseous alkylene oxide are supplied upward to the reaction tube.

【0027】反応管における液相及びガス相の流れは、
下向き並流であることが、ガス相を連続相とし、また操
作可能範囲を大きくする観点から好ましい。
The flow of the liquid phase and the gas phase in the reaction tube is as follows:
It is preferable that the gas flow is in the continuous phase and the operable range is widened in the downward cocurrent.

【0028】活性水素含有有機化合物の反応管への流量
は特に限定されるものではなく、また、活性水素含有有
機化合物に対してアルキレンオキサイドを何モル付加さ
せるかにより、また触媒活性等により変化するが、通
常、反応管内の液体の粒子基準のレイノルズ数が100
0以下であることが好ましく、より好ましくは500以
下、特に好ましくは200以下である。尚、液体のレイ
ノルズ数は活性水素含有有機化合物の他に、液体状態の
アルキレンオキサイドを考慮して求めるべきであるが、
実際にはアルキレンオキサイドのほとんどがガス化する
ため、実用上、活性水素含有有機化合物のレイノルズ数
を液体のレイノルズ数としても差し支えはない。
The flow rate of the active hydrogen-containing organic compound to the reaction tube is not particularly limited, and varies depending on how many moles of the alkylene oxide is added to the active hydrogen-containing organic compound, the catalytic activity and the like. However, usually, the Reynolds number based on the particle of the liquid in the reaction tube is 100.
It is preferably 0 or less, more preferably 500 or less, and particularly preferably 200 or less. The Reynolds number of the liquid, in addition to the active hydrogen-containing organic compound, should be determined in consideration of the liquid state alkylene oxide,
Actually, most of the alkylene oxide is gasified, so that the Reynolds number of the active hydrogen-containing organic compound may be practically used as the Reynolds number of the liquid.

【0029】また、アルキレンオキサイドの反応管への
流量も特に限定されるものではない。尚、本発明の特徴
の一つである付加モル数の高いアルキレンオキサイド付
加物を効率よく得る場合、〔アルキレンオキサイド〕/
〔活性水素含有有機化合物〕のモル比は所望の付加モル
数の1.1倍以上が好ましく、1.3倍以上がより好ま
しく、1.5倍以上が特に好ましい。
The flow rate of the alkylene oxide to the reaction tube is not particularly limited. When efficiently obtaining an alkylene oxide adduct having a high addition mole number, which is one of the features of the present invention, [alkylene oxide] /
The molar ratio of the [active hydrogen-containing organic compound] is preferably 1.1 times or more, more preferably 1.3 times or more, and particularly preferably 1.5 times or more the desired number of moles.

【0030】本発明において不活性ガスを用いる場合、
その反応管への供給量は特に限定されるものではない
が、具体的には、反応管内のガスの粒子基準のレイノル
ズ数が300,000以下が好ましく、より好ましくは
100,000以下、特に好ましくは50,000以下
である。アルキレンオキサイドとしてエチレンオキサイ
ドを用いる場合、ガス相でのエチレンオキサイドの濃度
が爆発限界外となるよう不活性ガスを供給するのが好ま
しい。
When an inert gas is used in the present invention,
The supply amount to the reaction tube is not particularly limited, but specifically, the Reynolds number based on the particle of the gas in the reaction tube is preferably 300,000 or less, more preferably 100,000 or less, and particularly preferably. Is 50,000 or less. When ethylene oxide is used as the alkylene oxide, it is preferable to supply an inert gas such that the concentration of ethylene oxide in the gas phase is outside the explosion limit.

【0031】反応管の圧力は特に限定されるものではな
く、通常実施される公知の程度で良い。具体的には1〜
30atmが好ましく、2〜20atmがより好まし
い。さらには2〜15atmがより好ましい。生産性の
観点から1atm以上が好ましく、設備コストの観点か
ら30atm以下が好ましい。
[0031] The pressure in the reaction tube is not particularly limited, and may be a known level which is usually carried out. Specifically,
30 atm is preferable, and 2 to 20 atm is more preferable. Further, 2 to 15 atm is more preferable. 1 atm or more is preferable from a viewpoint of productivity, and 30 atm or less is preferable from a viewpoint of equipment cost.

【0032】反応温度は触媒活性等によるが、付加反応
が円滑に進行し、生成するアルキレンオキサイド付加物
の品質劣化を起こさない範囲で適時選択すればよく、通
常採用される公知の温度範囲であればよい。例えば、2
0〜300℃が好ましく、30〜250℃がより好まし
い。更には40〜230℃が特に好ましい。反応性の観
点から20℃以上が好ましく、品質劣化防止の観点から
300℃以下が好ましい。
The reaction temperature depends on the catalytic activity and the like, but may be appropriately selected within a range in which the addition reaction proceeds smoothly and does not cause deterioration in the quality of the alkylene oxide adduct to be produced. I just need. For example, 2
The temperature is preferably from 0 to 300 ° C, more preferably from 30 to 250 ° C. Furthermore, 40 to 230 ° C. is particularly preferred. The temperature is preferably 20 ° C. or higher from the viewpoint of reactivity, and is preferably 300 ° C. or lower from the viewpoint of preventing quality deterioration.

【0033】生成するアルキレンオキサイド付加物は液
体成分中に含有され、反応管液出口部に到達する。反応
管液出口部において、ガス成分と液体成分とを効率良く
分離するための気液分離部を設けても良い。気液分離部
においては、ガス成分と、アルキレンオキサイド付加物
と未反応原料を含有する液体成分とに分離される。この
ような液体成分から、通常の精製手段により、アルキレ
ンオキサイド付加物と未反応原料とを容易に分けること
ができる。なお、液相が上方向に流れる場合、反応管頂
部が反応管液出口部となり、反応管底部が反応管液入口
部となる。また、液相が下方向に流れる場合、反応管頂
部が反応管液入口部となり、反応管底部が反応管液出口
部となる。
The resulting alkylene oxide adduct is contained in the liquid component and reaches the outlet of the reaction tube. At the liquid outlet of the reaction tube, a gas-liquid separator may be provided for efficiently separating the gas component and the liquid component. In the gas-liquid separation section, the gas component is separated into a liquid component containing an alkylene oxide adduct and an unreacted raw material. From such a liquid component, an alkylene oxide adduct and an unreacted raw material can be easily separated by ordinary purification means. When the liquid phase flows upward, the top of the reaction tube serves as a reaction tube liquid outlet, and the bottom of the reaction tube serves as a reaction tube liquid inlet. When the liquid phase flows downward, the top of the reaction tube serves as a reaction tube liquid inlet, and the bottom of the reaction tube serves as a reaction tube liquid outlet.

【0034】また、本発明においては、アルキレンオキ
サイド付加物の製造は、供給されるガス成分を反応系外
へ排出しない密閉系で行っても良く、供給されるガス成
分を反応系外へ排出する開放系で行っても良い。本発明
の製造方法を上記の密閉系で行う場合、ガス成分、即
ち、未反応のアルキレンオキサイドガス又は該アルキレ
ンオキサイドガスと不活性ガスとの混合ガスを系外へ放
出せずに循環再利用する態様がある。循環再利用するこ
とにより、不活性ガス及びアルキレンオキサイドの利用
効率が向上し、また、大気へのアルキレンオキサイド排
出量を低下させることができる。具体的には反応管ガス
出口部のガス成分が集積する部位(例えば気液分離部の
上部)と反応管ガス入口部とを配管でつなぐことで達成
される。より効果的に循環させるにはポンプ、ブロワー
又は原料液を用いたエジェクター等を用いればよい。な
お、ガス相が上方向に流れる場合、反応管頂部が反応管
ガス出口部となり、反応管底部が反応管ガス入口部とな
る。また、ガス相が下方向に流れる場合、反応管頂部が
反応管ガス入口部となり、反応管底部が反応管ガス出口
部となる。
In the present invention, the production of the alkylene oxide adduct may be performed in a closed system in which the supplied gas component is not discharged to the outside of the reaction system, and the supplied gas component is discharged to the outside of the reaction system. It may be performed in an open system. When the production method of the present invention is performed in the above-described closed system, the gas components, that is, the unreacted alkylene oxide gas or the mixed gas of the alkylene oxide gas and the inert gas is recycled without being discharged to the outside of the system. There are aspects. By circulating and recycling, the utilization efficiency of the inert gas and the alkylene oxide can be improved, and the amount of the alkylene oxide discharged to the atmosphere can be reduced. Specifically, this is achieved by connecting a gas outlet portion of the reaction tube where gas components accumulate (for example, the upper part of the gas-liquid separation unit) and a gas inlet portion of the reaction tube with a pipe. For more effective circulation, a pump, a blower, an ejector using a raw material liquid, or the like may be used. When the gas phase flows upward, the top of the reaction tube serves as a gas outlet of the reaction tube, and the bottom of the reaction tube serves as a gas inlet of the reaction tube. When the gas phase flows downward, the top of the reaction tube serves as a gas inlet for the reaction tube, and the bottom of the reaction tube serves as a gas outlet for the reaction tube.

【0035】循環を行う場合、アルキレンオキサイドに
ついては、付加反応により消費された量と、液体成分中
に溶存して反応管から排出される量だけ供給すれば良
く、不活性ガスについても、液体成分中に溶解して排出
される量だけ供給すれば良いため、原料等の使用効率が
向上し、しかも反応管内の圧力及び反応性を一定に保つ
ことができ、安全な運転を行うことができる。
When circulating, the alkylene oxide may be supplied in an amount consumed by the addition reaction and in an amount dissolved in the liquid component and discharged from the reaction tube. Since it is sufficient to supply only the amount dissolved and discharged, the use efficiency of raw materials and the like is improved, and the pressure and reactivity in the reaction tube can be kept constant, and safe operation can be performed.

【0036】上記の開放系で本発明を実施する場合、ガ
ス成分は反応管ガス出口部から排出される。
When the present invention is carried out in the above-mentioned open system, gas components are discharged from the gas outlet of the reaction tube.

【0037】また、本発明においてアルキレンオキサイ
ド付加物のアルキレンオキサイド付加モル数は、反応装
置の設計面(例えば反応管内の触媒体積、多管型の反応
器としたときの反応管本数等)から、又は個々の反応条
件の面(例えば供給する活性水素含有有機化合物の供給
速度の調節、アルキレンオキサイドの供給量・制御圧力
をコントロールすることによる溶解アルキレンオキサイ
ド量の調節)から、所望の程度に調節することが容易に
できる。
In the present invention, the number of moles of the alkylene oxide added to the alkylene oxide adduct is determined from the design aspect of the reaction apparatus (for example, the catalyst volume in the reaction tube, the number of the reaction tubes when a multi-tube reactor is used). Or, in view of individual reaction conditions (for example, adjustment of the supply rate of the supplied active hydrogen-containing organic compound, adjustment of the amount of dissolved alkylene oxide by controlling the supply amount and control pressure of the alkylene oxide), it is adjusted to a desired degree. Can be done easily.

【0038】本発明の付加反応における反応形式として
は、反応管内において、アルキレンオキサイドがガス状
態でかつ活性水素含有有機化合物が液体の状態である気
液固定床反応であれば特に限定されるものではなく、前
記態様−1、態様−2が例示される。
The type of reaction in the addition reaction of the present invention is not particularly limited as long as it is a gas-liquid fixed bed reaction in which the alkylene oxide is in a gas state and the active hydrogen-containing organic compound is in a liquid state in the reaction tube. However, the above-mentioned embodiment-1 and embodiment-2 are exemplified.

【0039】まず、態様−1について述べる。態様−1
においては、反応管内において、充填された触媒表面を
流下又は上昇する活性水素含有有機化合物と、ガス相に
存在するアルキレンオキサイドが接触することにより、
活性水素含有有機化合物とアルキレンオキサイドとの付
加反応が起こる。態様−1の形態としては、気液下向き
の並流固定床、気液向流(液相は下向き、ガス相は上向
き)固定床、気液上向きの並流固定床等がある。
First, embodiment-1 will be described. Aspect-1
In the reaction tube, the active hydrogen-containing organic compound flowing down or ascending on the filled catalyst surface and the alkylene oxide present in the gas phase are brought into contact with each other,
An addition reaction between the active hydrogen-containing organic compound and the alkylene oxide occurs. Examples of the form of the aspect-1 include a gas-liquid downward cocurrent fixed bed, a gas-liquid countercurrent (liquid phase is downward, gas phase is upward) fixed bed, and a gas-liquid upward cocurrent fixed bed.

【0040】ガス相が連続相の条件下で付加反応が行わ
れることにより、1)液中のアルキレンオキサイド濃度
を反応管全体でほぼ均一にでき、反応管の全体にわたっ
て均一に反応が進行するため、液液反応よりおだやかな
反応となり、反応管を高度の耐圧設備とする必要がな
い、2)温度の上昇の程度が抑制され、その結果生成す
るアルキレンオキサイド付加物の品質(色相等)が良好
となる、という利点がある。
By performing the addition reaction under the condition that the gas phase is a continuous phase, 1) the alkylene oxide concentration in the liquid can be made substantially uniform throughout the reaction tube, and the reaction proceeds uniformly throughout the reaction tube. The reaction is gentler than the liquid-liquid reaction, and there is no need to use a high-pressure equipment for the reaction tube. 2) The degree of temperature rise is suppressed, and the quality (hue, etc.) of the resulting alkylene oxide adduct is good. There is an advantage that it becomes.

【0041】ここで、「ガス相が連続相」とは、ガス相
が、反応管ガス入口部からガス出口部に亘り連続して存
在する状態をいう。本発明においてガス相の具体的な態
様としては、1)アルキレンオキサイドガスからなるガ
ス相、2)不活性ガス及びアルキレンオキサイドガスか
らなるガス相、の二つの態様が例示される。
Here, "the gas phase is a continuous phase" means a state in which the gas phase exists continuously from the gas inlet of the reaction tube to the gas outlet. In the present invention, specific examples of the gas phase include two modes of 1) a gas phase composed of an alkylene oxide gas and 2) a gas phase composed of an inert gas and an alkylene oxide gas.

【0042】アルキレンオキサイドは液体で供給しても
よく、気体で供給してもよく、不活性ガスと共に供給し
てもよい。アルキレンオキサイドはそのまま反応管内で
蒸気圧に見合った分だけガス化していればよく、残りの
アルキレンオキサイドは液化していてもよい。反応管に
供給される全アルキレンオキサイド量に対して、反応管
内でガス化するアルキレンオキサイド量の割合をガス化
率とすると、アルキレンオキサイドのガス化の程度、即
ちガス化率は特に限定されるものではない。さらに、触
媒活性、反応器の除熱性によっても異なるために、ガス
化率は一概には言えないが、反応管内でガス相が連続相
となる条件では、例えば、0.4以上が好ましく、0.
6以上が更に好ましく、0.7以上が特に好ましい。ア
ルキレンオキサイドをガス化して気液反応を行い、反応
管全体で均一な反応を行うために、ガス化率は0.4以
上が好ましい。かかるガス化率は、反応管内の圧力、供
給するアルキレンオキサイドの量、及び反応管内の温度
等を適宜調節することによって、所望の程度とすること
ができる。ガス化率は、例えばアルキレンオキサイドと
活性水素含有有機化合物の蒸気圧を用いて気液平衡計算
することによって推定することができる。
The alkylene oxide may be supplied as a liquid, a gas, or together with an inert gas. The alkylene oxide may be gasified in the reaction tube as it is in proportion to the vapor pressure, and the remaining alkylene oxide may be liquefied. When the ratio of the amount of alkylene oxide gasified in the reaction tube to the total amount of alkylene oxide supplied to the reaction tube is defined as the gasification rate, the degree of gasification of the alkylene oxide, that is, the gasification rate is particularly limited. is not. Furthermore, the gasification rate cannot be determined unconditionally because it differs depending on the catalyst activity and the heat removal properties of the reactor. However, under conditions where the gas phase becomes a continuous phase in the reaction tube, for example, 0.4 or more is preferable, .
6 or more is more preferable, and 0.7 or more is particularly preferable. The gasification rate is preferably 0.4 or more in order to gasify the alkylene oxide to perform a gas-liquid reaction and perform a uniform reaction in the entire reaction tube. Such a gasification rate can be adjusted to a desired level by appropriately adjusting the pressure in the reaction tube, the amount of the alkylene oxide to be supplied, the temperature in the reaction tube, and the like. The gasification rate can be estimated by performing a vapor-liquid equilibrium calculation using, for example, the vapor pressures of the alkylene oxide and the organic compound containing active hydrogen.

【0043】また、ガス相が連続相となる条件下で反応
を行う場合、アルキレンオキサイドガス及び/又は不活
性ガスからなるガス成分、及び活性水素含有有機化合物
からなる、場合によりさらにアルキレンオキサイドを含
有してなる液体成分は、JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEER
ING OF JAPAN VOL.10 NO.6 461-467 FUKUSIMA, S. et.a
l によって示された、ウェーヴィー(wavy) 領域(固体
触媒表面上を液が薄膜を形成しつつ、薄膜表面が波立っ
て流下する流れの領域)で流下又はトリクルフロー(tr
ickle flow)領域(固体触媒表面上を液が薄膜を形成し
つつ薄膜表面が滑らかに流下する流れの領域)で流下す
るように反応管へ供給することが好ましい。このような
領域で流下させるためには、以下に示す条件に従って、
ガス相及び液相を供給することが好ましい。
When the reaction is carried out under the condition that the gas phase becomes a continuous phase, a gas component comprising an alkylene oxide gas and / or an inert gas, and an active hydrogen-containing organic compound, and optionally further containing an alkylene oxide The resulting liquid component is JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEER
ING OF JAPAN VOL.10 NO.6 461-467 FUKUSIMA, S. et.a
In the wavy region (the region where the liquid forms a thin film on the solid catalyst surface and the thin film surface undulates and flows down), indicated by l, the trickle flow (tr)
It is preferable that the liquid is supplied to the reaction tube so that the liquid flows down in an area where the liquid forms a thin film on the surface of the solid catalyst and the surface of the thin film flows down smoothly. In order to flow down in such a region, according to the following conditions,
Preferably, a gas phase and a liquid phase are provided.

【0044】即ち、ウェーヴィー領域又はトリクルフロ
ー領域とは、液体の粒子基準のレイノルズ数(Rel
とガスの粒子基準のレイノルズ数(Reg )との関係を
示すグラフ(図1及び図2)において、図1における、
直線(I)、直線(II)、直線(III)とグラフの
縦軸及び横軸で囲まれる領域(即ち領域(a)、領域
(b)、領域(c))、又は図2における、直線
(I)、直線(II)、直線(III)とグラフの縦軸
及び横軸で囲まれる領域(即ち領域(d)、領域
(e)、領域(f))をいう。供給するガス成分のRe
g の値と液体成分のRel の値がかかる領域内に存在す
る条件を満たすようにガス成分及び液体成分を供給する
ことが、本発明においてより好ましい。
That is, the Wavy region or the trickle flow region is defined as a Reynolds number (Re l ) based on a liquid particle.
And in the graph showing the relationship between the Reynolds number of the particle reference gas (Re g) (FIGS. 1 and 2), in Figure 1,
A region surrounded by the straight line (I), the straight line (II), the straight line (III) and the vertical and horizontal axes of the graph (that is, the region (a), the region (b), the region (c)), or the straight line in FIG. (I), the straight line (II), the straight line (III), and the area enclosed by the vertical and horizontal axes of the graph (that is, the area (d), the area (e), and the area (f)). Re of gas component to be supplied
It is more preferable in the present invention to supply the gas component and the liquid component so that the value of g and the value of Re l of the liquid component satisfy the condition existing in such a region.

【0045】図1及び図2において、直線(I)は10
=Rel 0.45・Reg 0.13(式(I))を満たす直線を
示し、直線(II)は0.34=φ-0.1・Rel 0.52
Re g -0.47 (式(II))を満たす直線を示し、直線
(III)は18=φ-0.2・Rel 0.27・Reg 0.2
(dp /T)-0.5(式(III))を満たす直線を示
す。
In FIG. 1 and FIG. 2, the straight line (I)
= Rel 0.45・ Reg 0.13A straight line that satisfies (Formula (I))
And the straight line (II) is 0.34 = φ-0.1・ Rel 0.52
Re g -0.47 Indicates a straight line satisfying (Expression (II)),
(III) is 18 = φ-0.2・ Rel 0.27・ Reg 0.2 ・
(Dp/ T)-0.5Shows a straight line that satisfies (Equation (III))
You.

【0046】式(I)、式(II)及び式(III)か
ら、直線(II)と直線(III)の交点P、直線
(I)と直線(II)の交点Qを求める。
From the equations (I), (II) and (III), the intersection P between the straight line (II) and the straight line (III) and the intersection Q between the straight line (I) and the straight line (II) are determined.

【0047】図1のグラフは、点PにおけるReg が点
QにおけるReg より小さい場合を示すグラフである。
供給するガス成分のReg が点QにおけるReg の値よ
り大きい場合、供給する液体成分のRel が直線(I)
で示される境界線の左側の領域(領域(a))内に存在
するように、即ち、供給する液体成分のRel が式
(A)
The graph of FIG. 1 is a graph Re g at Point P indicates a case Re g is smaller than at the point Q.
When Re g of the gas components supplied is greater than the value of Re g at Point Q, Re l of the liquid component supply is linear (I)
Region of the left boundary line shown in (area (a)) to be present in, i.e., Re l is the formula of the liquid component is supplied (A)

【0048】[0048]

【数1】 (Equation 1)

【0049】を満たすように液体成分を供給すれば良
い。
The liquid component may be supplied so as to satisfy the above conditions.

【0050】供給するガス成分のReg が点Qにおける
Reg の値より小さく、かつ点PにおけるReg の値よ
り大きい場合、供給する液体成分のRel が直線(I
I)で示される境界線の左側の領域(領域(b))内に
存在するように、即ち、供給する液体成分のRel が式
(B)
[0050] less than the value of Re g Re g of the gas components supplied is at the point Q, and is greater than the value of Re g at Point P, the liquid components supplied Re l linear (I
The liquid component to be supplied exists in the region (region (b)) on the left side of the boundary line shown by I), that is, the Re 1 of the liquid component to be supplied is represented by the formula (B).

【0051】[0051]

【数2】 (Equation 2)

【0052】を満たすように液体成分を供給すれば良
い。
The liquid component may be supplied so as to satisfy the above conditions.

【0053】供給するガス成分のReg が点Pにおける
Reg の値より小さい場合、供給する液体成分のRel
が直線(III)で示される境界線より下側の領域(領
域(c))内に存在するように、即ち供給する液体成分
のRel が式(C)
[0053] When Re g of the gas components supplied is less than the value of Re g at Point P, the liquid components supplied Re l
Is present in a region (region (c)) below the boundary line shown by the straight line (III), that is, Re 1 of the liquid component to be supplied is represented by the formula (C).

【0054】[0054]

【数3】 (Equation 3)

【0055】を満たすように液体成分を供給すれば良
い。
The liquid component may be supplied so as to satisfy the above conditions.

【0056】図2のグラフは、点PにおけるReg が点
QにおけるReg より大きい又は等しい場合を示すグラ
フである。供給する液体成分のRel が点PにおけるR
l の値より大きい場合、供給するガス成分のReg
直線(III)で示される境界線の下側の領域(領域
(d))内に存在するように、即ち、供給するガス成分
のReg が式(D)
The graph of FIG. 2 is a graph showing the case Re g at Point P is Re g greater than or equal at the point Q. Re l of the liquid component supplied is R at point P
If the value is greater than the e l, Re g of the gas components supplied by such present in a lower region of the boundary line shown by a straight line (III) (region (d)), i.e., the gas components supplied Re g has the formula (D)

【0057】[0057]

【数4】 (Equation 4)

【0058】を満たすようにガス成分を供給すれば良
い。
A gas component may be supplied so as to satisfy the above conditions.

【0059】供給する液体成分のRel が点Pにおける
Rel の値より小さく、点QにおけるRel より大きい
場合、供給するガス成分のReg が直線(II)で示さ
れる境界線の下側の領域(領域(e))内に存在するよ
うに、即ち、供給するガス成分のReg が式(E)
[0059] less than the value of Re l Re l of the liquid component supply is at the point When the P, greater than Re l at Point Q, the lower border of Re g of the gas components supplied is represented by a straight line (II) region (area (e)) to be present in, i.e., Re g is the formula of a gas component is supplied (E)

【0060】[0060]

【数5】 (Equation 5)

【0061】を満たすようにガス成分を供給すれば良
い。
A gas component may be supplied so as to satisfy the above conditions.

【0062】供給する液体成分のRel が点Qにおける
Rel の値より小さい場合、供給するガス成分のReg
が直線(I)の左側の領域(領域(f))内に存在する
ように、即ち、供給するガス成分のReg が式(F)
[0062] When Re l of the liquid components supplied is less than the value of Re l at the point Q, the gas components supplied Re g
There straight left area of (I) (region (f)) to be present in, i.e., Re g is the formula of a gas component is supplied (F)

【0063】[0063]

【数6】 (Equation 6)

【0064】を満たすようにガス成分を供給すれば良
い。
A gas component may be supplied so as to satisfy the above conditions.

【0065】液体の粒子基準のレイノルズ数Rel は、
Rel =ds l /μl 〔−〕で求まる値である。ガス
の粒子基準のレイノルズ数Reg は、Reg =ds g
/μ g 〔−〕で求まる値である。ここで、ds は触媒の
球相当径〔cm〕、Gl は液体の質量流速〔g/cm2
・sec〕、μl は液体の粘度〔g/cm・sec〕、
g はガスの質量流速〔g/cm2 ・sec〕、μg
ガスの粘度〔g/cm・sec〕である。触媒の表面の
形状因子φは、φ=s/dp 2 〔−〕で求まる値であ
る。ここで、sは触媒一個当たりの全表面積〔cm2
であり、dp は触媒の径〔cm〕である。反応管の内径
はT〔cm〕である。
Reynolds number Re based on liquid particleslIs
Rel= DsGl/ ΜlThis is a value determined by [-]. gas
Particle-based Reynolds number RegIs Reg= DsGg
/ Μ gThis is a value determined by [-]. Where dsIs the catalyst
Sphere equivalent diameter [cm], GlIs the mass flow rate of the liquid [g / cmTwo 
.Sec], μlIs the viscosity of the liquid [g / cm · sec],
GgIs the mass flow rate of the gas [g / cmTwo .Sec], μgIs
It is the viscosity of the gas [g / cm · sec]. Catalyst surface
The form factor φ is φ = s / dp Two The value obtained by [-]
You. Here, s is the total surface area per one catalyst [cmTwo ]
And dpIs the diameter [cm] of the catalyst. Reaction tube inner diameter
Is T [cm].

【0066】次に、態様−2について述べる。態様−2
においては、触媒の充填された反応管内を上昇する活性
水素含有有機化合物と、液相中に分散されたガス相のア
ルキレンオキサイドとが接触することにより、活性水素
含有有機化合物とアルキレンオキサイドとの付加反応が
起こる。
Next, embodiment-2 will be described. Aspect-2
In the method, the active hydrogen-containing organic compound and the alkylene oxide are added to each other by contacting the active hydrogen-containing organic compound rising in the reaction tube filled with the catalyst with the gaseous alkylene oxide dispersed in the liquid phase. A reaction occurs.

【0067】液相が連続相の条件下で付加反応が行われ
ることにより、1)液中のアルキレンオキサイド濃度を
反応管全体でほぼ均一にでき、反応管の全体に亘って均
一に反応が進行するため、液液反応より穏やかな反応と
なり、反応管を高度の耐圧設備とする必要がない、2)
温度の上昇の程度が抑制され、その結果生成するアルキ
レンオキサイド付加物の品質(色相等)が良好となる、
という利点がある。
By performing the addition reaction under the condition that the liquid phase is a continuous phase, 1) the alkylene oxide concentration in the liquid can be made substantially uniform throughout the reaction tube, and the reaction proceeds uniformly throughout the reaction tube. Therefore, the reaction becomes milder than the liquid-liquid reaction, and there is no need to use a high-pressure-resistant reaction tube.
The degree of temperature rise is suppressed, and the quality (hue, etc.) of the resulting alkylene oxide adduct is improved.
There is an advantage.

【0068】ここで、「液相が連続相」とは、液相が、
反応管液入口部から液出口部に亘り連続して存在する状
態をいう。本発明において液相の具体的な態様として
は、1)活性水素含有有機化合物及び一部液化(溶解し
た)アルキレンオキサイドからなる液相、2)活性水素
含有有機化合物、活性水素含有有機化合物のアルキレン
オキサイド付加物及び一部液化したアルキレンオキサイ
ドからなる液相の二つの態様が例示される。
Here, “the liquid phase is a continuous phase” means that the liquid phase is
It refers to a state that exists continuously from the reaction tube liquid inlet to the liquid outlet. Specific embodiments of the liquid phase in the present invention include: 1) a liquid phase composed of an active hydrogen-containing organic compound and a partially liquefied (dissolved) alkylene oxide; 2) an active hydrogen-containing organic compound; Two embodiments of a liquid phase comprising an oxide adduct and a partially liquefied alkylene oxide are exemplified.

【0069】アルキレンオキサイドは液体で供給しても
よく、気体で供給してもよく、不活性ガスと共に供給し
てもよい。アルキレンオキサイドはそのまま反応管内で
蒸気圧に見合った分だけガス化していればよく、残りの
アルキレンオキサイドは液化していてもよい。
The alkylene oxide may be supplied as a liquid, a gas, or together with an inert gas. The alkylene oxide may be gasified in the reaction tube as it is in proportion to the vapor pressure, and the remaining alkylene oxide may be liquefied.

【0070】また、態様−2におけるアルキレンオキサ
イドのガス化率は特に限定されるものではなく、さら
に、触媒活性、反応器の除熱性によっても異なるために
一概には言えないが、例えば、反応管全体で均一な反応
を行わせる観点から0.4以上が好ましく、0.6以上
がより好ましく、0.7以上が特に好ましい。以上、態
様−1、態様−2等のように実施することで、付加反応
を気液固定床反応で実施することができるが、操作性及
び反応器設計のシンプル化の観点から態様−1が好まし
い。また、態様−1の中でも下向き並流(液相、ガス相
共下向き)であることが、ガス相を連続相とし、操作可
能範囲を大きくする観点からより好ましい。
Further, the gasification rate of the alkylene oxide in the embodiment-2 is not particularly limited, and cannot be unconditionally determined because it varies depending on the catalytic activity and the heat removal property of the reactor. 0.4 or more is preferable, 0.6 or more is more preferable, and 0.7 or more is especially preferable from the viewpoint of performing a uniform reaction as a whole. As described above, the addition reaction can be carried out by a gas-liquid fixed bed reaction by carrying out as in Embodiment-1, Embodiment-2, etc., but from the viewpoint of operability and simplification of reactor design, Embodiment-1 is used. preferable. Also, among the aspects-1, it is more preferable that the gas flow be a downward cocurrent (both liquid phase and gas phase are downward) from the viewpoint of making the gas phase a continuous phase and increasing the operable range.

【0071】また、得られるアルキレンオキサイド付加
物を含有する液体成分をさらに熟成させればより好まし
い。熟成を行うことにより、該液体成分中に溶存するア
ルキレンオキサイドをさらにアルキレンオキサイド付加
物や未反応の活性水素含有有機化合物に付加させること
ができる。熟成は、さらに熟成工程を設けることによ
り、具体的には、反応管液出口部で分離された液体成分
を、上記の反応管に用いることのできる固体触媒と同様
の固体触媒を充填した熟成反応管に導き、該熟成反応管
内で、溶存している未反応のアルキレンオキサイドとア
ルキレンオキサイド付加物及び未反応の活性水素含有有
機化合物との付加反応を行わせることにより達成され
る。
It is more preferable that the obtained liquid component containing an alkylene oxide adduct is further aged. By aging, the alkylene oxide dissolved in the liquid component can be further added to an alkylene oxide adduct or an unreacted organic compound containing active hydrogen. The aging is further performed by providing an aging step, specifically, the aging reaction in which the liquid component separated at the reaction tube liquid outlet is filled with a solid catalyst similar to the solid catalyst that can be used in the above reaction tube. This is achieved by introducing the mixture into an aging reaction tube and performing an addition reaction between a dissolved unreacted alkylene oxide, an alkylene oxide adduct, and an unreacted active hydrogen-containing organic compound in the aging reaction tube.

【0072】このような熟成方法によると、液体成分中
で付加反応が起こる為、従来のセミバッチ方式による反
応後の熟成方法と異なり、アルキレンオキサイドの気液
平衡の影響を受けることなく、効率よく残存するアルキ
レンオキサイドを反応除去することができる。
According to such an aging method, an addition reaction occurs in the liquid component, and therefore, unlike the conventional aging method after the reaction by the semi-batch method, the residual reaction is efficiently carried out without being affected by the vapor-liquid equilibrium of the alkylene oxide. Can be removed by reaction.

【0073】熟成反応菅の形状は特に限定されないが、
液の逆混合抑制、プラグフロー性の観点から、チューブ
タイプのものが好ましく、大きさは、触媒の活性及び熟
成温度等の熟成条件により変化するが、内径は好ましく
は9〜1500mm、より好ましくは15〜1200m
m、さらに好ましくは20〜800mmである。圧力損
失の観点から9mm以上が好ましく、液の逆混合抑制、
プラグフロー性の観点から1500mm以下が好まし
い。長さは好ましくは10〜1000cm、より好まし
くは40〜900cm、さらに好ましくは50〜800
cm、特に好ましくは100〜700cmである。液の
逆混合抑制、プラグフロー性の観点から10cm以上が
好ましく、圧力損失の観点から1000cm以下が好ま
しい。
The shape of the aging reaction tube is not particularly limited.
From the viewpoint of the back mixing of the liquid and the plug flowability, a tube type is preferable, and the size varies depending on the aging conditions such as the activity of the catalyst and the aging temperature, but the inner diameter is preferably 9 to 1500 mm, more preferably. 15-1200m
m, more preferably 20 to 800 mm. 9 mm or more is preferable from the viewpoint of pressure loss,
From the viewpoint of plug flow, 1500 mm or less is preferable. The length is preferably 10 to 1000 cm, more preferably 40 to 900 cm, and still more preferably 50 to 800 cm.
cm, particularly preferably 100 to 700 cm. It is preferably at least 10 cm from the viewpoint of the back mixing of the liquid and the plug flowability, and preferably at most 1,000 cm from the viewpoint of the pressure loss.

【0074】アルキレンオキサイド付加物を含有する液
体成分の熟成反応管への通液速度は特に限定されず、充
填する触媒活性により変化するが、通液速度としてはL
HSVで0.1〜100が好ましく、0.2〜70がよ
り好ましい。さらには1〜50で通液することがより好
ましい。設備コストを低減させる観点から0.1以上が
好ましく、未反応のアルキレンオキサイドを十分に熟成
反応させる観点から100以下が好ましい。
The rate at which the liquid component containing the alkylene oxide adduct is passed through the ripening reaction tube is not particularly limited, and varies depending on the activity of the catalyst to be charged.
HSV is preferably 0.1 to 100, more preferably 0.2 to 70. Further, it is more preferable to pass the solution through 1 to 50. It is preferably 0.1 or more from the viewpoint of reducing equipment costs, and is preferably 100 or less from the viewpoint of sufficiently aging the unreacted alkylene oxide.

【0075】また、熟成温度、圧力については、反応管
底部における気液分離部の温度、圧力に対して、同等若
しくはより低い温度で、及び/又は同等若しくはより高
い圧力とすることにより溶存アルキレンオキサイドがガ
ス化しない程度であればよい。かかる条件は、ジャケッ
ト付配管での温度コントロールやポンプ等による圧力コ
ントロールを行うことにより達成される。また、熟成反
応管出口において、さらに低沸副生物の除去を行うフラ
ッシュタンク等のフラッシュ蒸留設備を設けても良い。
未反応の溶存アルキレンオキサイドが熟成によりさらに
低減された反応物をフラッシュ蒸留することにより、ア
ルキレンオキサイドを排出することなく、ジオキサン等
の低沸副生物を除去することができる。
The aging temperature and pressure are set to be equal to or lower than the temperature and pressure of the gas-liquid separation section at the bottom of the reaction tube, and / or to equal or higher than the dissolved alkylene oxide. Is sufficient to prevent gasification. Such conditions can be achieved by controlling the temperature of the jacketed pipe or controlling the pressure with a pump or the like. Further, a flash distillation facility such as a flash tank for further removing low-boiling by-products may be provided at the outlet of the aging reaction tube.
By flash-distilling a reaction product in which unreacted dissolved alkylene oxide has been further reduced by aging, low-boiling by-products such as dioxane can be removed without discharging alkylene oxide.

【0076】また、反応後に得られる、アルキレンオキ
サイド付加物を含有する液体成分を、固定床反応管の液
出口部から液入口部へ再循環させてもよい。このことに
より、アルキレンオキサイド付加物のアルキレンオキサ
イド付加モル数をさらに大きくすることができる。
The liquid component containing the alkylene oxide adduct obtained after the reaction may be recycled from the liquid outlet of the fixed bed reaction tube to the liquid inlet. This makes it possible to further increase the number of moles of alkylene oxide added to the alkylene oxide adduct.

【0077】次に、本発明に好適に用いることのできる
反応器について述べる。本発明に用いられる反応器とし
ては、固体触媒を充填した反応管を具備してなる固定床
反応器が挙げられる。本発明に用いられる固定床反応器
としては、固体触媒が充填された反応管、アルキレンオ
キサイドを反応管へ供給するためのアルキレンオキサイ
ドフィードライン、活性水素含有有機化合物を反応管へ
供給するための活性水素含有有機化合物フィードライン
を備えた固定床反応器であって、反応管頂部にアルキレ
ンオキサイドフィードライン、活性水素含有有機化合物
フィードラインが接続されたものが挙げられる。なお、
アルキレンオキサイドフィードラインは反応管底部に接
続されていても良い。さらに、かかる固定床反応器にお
いて、不活性ガスを反応管へ供給するための不活性ガス
フィードラインが反応管頂部又は反応管底部に接続され
たもの、また、反応管底部又は反応管頂部の反応管液出
口部にはガス成分と液体成分とを効率よく分離するため
の気液分離部が設けられたものがより好ましい。
Next, a reactor which can be suitably used in the present invention will be described. Examples of the reactor used in the present invention include a fixed-bed reactor having a reaction tube filled with a solid catalyst. The fixed bed reactor used in the present invention includes a reaction tube filled with a solid catalyst, an alkylene oxide feed line for supplying an alkylene oxide to the reaction tube, and an activity for supplying an active hydrogen-containing organic compound to the reaction tube. A fixed-bed reactor provided with a hydrogen-containing organic compound feed line, in which an alkylene oxide feed line and an active hydrogen-containing organic compound feed line are connected to the top of the reaction tube. In addition,
The alkylene oxide feed line may be connected to the bottom of the reaction tube. Further, in such a fixed-bed reactor, an inert gas feed line for supplying an inert gas to a reaction tube is connected to the top or bottom of the reaction tube, or the reaction at the bottom or top of the reaction tube. It is more preferable that the tube liquid outlet is provided with a gas-liquid separator for efficiently separating the gas component and the liquid component.

【0078】さらに、本発明に用いられる固定床反応器
としては、本発明の製造方法に用いる場合に、得られる
液体成分中に溶存するアルキレンオキサイドを低減化さ
せる観点から、反応管底部又は反応管頂部の反応管液出
口部又は気液分離部に熟成反応管が接続されたものがよ
り好ましい。かかる固定床反応器としては、例えば図3
に示されるような装置が用いられる。図3に示される装
置は、反応管におけるガス相が連続相となる条件で専ら
用いられる。
Further, as the fixed bed reactor used in the present invention, when used in the production method of the present invention, from the viewpoint of reducing alkylene oxide dissolved in the obtained liquid component, the reaction tube bottom or the reaction tube may be used. It is more preferable that an aging reaction tube is connected to a reaction tube liquid outlet portion or a gas-liquid separation portion at the top. As such a fixed bed reactor, for example, FIG.
An apparatus as shown in FIG. The apparatus shown in FIG. 3 is exclusively used under the condition that the gas phase in the reaction tube becomes a continuous phase.

【0079】次に、図3を参照しつつ本発明について説
明する。活性水素含有有機化合物は活性水素含有有機化
合物フィードライン6より、反応管液入口部である反応
管頂部に供給される。また、アルキレンオキサイドはア
ルキレンオキサイドフィードライン3より反応管頂部に
供給される。不活性ガスは不活性ガスフィードライン4
より反応管頂部に供給される。
Next, the present invention will be described with reference to FIG. The active hydrogen-containing organic compound is supplied from the active hydrogen-containing organic compound feed line 6 to the top of the reaction tube, which is the reaction tube liquid inlet. The alkylene oxide is supplied from the alkylene oxide feed line 3 to the top of the reaction tube. Inert gas is inert gas feed line 4
It is supplied to the top of the reaction tube.

【0080】反応管1の頂部に供給された液体成分は反
応管頂部に設けられた液分配器により各反応管に分配さ
れる。反応管1に供給された液体成分は不活性粒子5を
経て固体触媒7上を流下する。
The liquid component supplied to the top of the reaction tube 1 is distributed to each reaction tube by a liquid distributor provided at the top of the reaction tube. The liquid component supplied to the reaction tube 1 flows down on the solid catalyst 7 via the inert particles 5.

【0081】活性水素含有有機化合物とアルキレンオキ
サイドとの付加反応は、反応管1内でおこる。ここで生
じるアルキレンオキサイド付加物は、液体成分に取り込
まれて流下する。
The addition reaction between the active hydrogen-containing organic compound and the alkylene oxide takes place in the reaction tube 1. The alkylene oxide adduct generated here is taken in the liquid component and flows down.

【0082】反応管液出口部である反応管底部において
は、活性水素含有有機化合物のアルキレンオキサイド付
加物を含有する液体成分、未反応のガスのアルキレンオ
キサイド又は該アルキレンオキサイドと不活性ガスの混
合物を含有するガス成分が得られる。気液分離部10に
おいて、液体成分とガス成分を分離し、液体成分を反応
器外へ排出することにより所望のアルキレンオキサイド
付加物を得ることができる。また、ガス成分はガス排出
ライン9から排出しても良い。
At the bottom of the reaction tube, which is the liquid outlet of the reaction tube, a liquid component containing an alkylene oxide adduct of an active hydrogen-containing organic compound, an unreacted gas alkylene oxide or a mixture of the alkylene oxide and an inert gas is added. The contained gas component is obtained. In the gas-liquid separation section 10, the desired alkylene oxide adduct can be obtained by separating the liquid component and the gas component and discharging the liquid component out of the reactor. Further, the gas component may be discharged from the gas discharge line 9.

【0083】図3の固定床反応器において、反応管1の
周囲に、流体を流すことが可能なジャケット2を設けて
も良い。かかるジャケット2を設けることにより、ジャ
ケット2中を流す流体の温度を調節することにより反応
管1を所望の温度に調節することができるため、好適で
ある。
In the fixed bed reactor shown in FIG. 3, a jacket 2 through which a fluid can flow may be provided around the reaction tube 1. Providing the jacket 2 is preferable because the temperature of the fluid flowing through the jacket 2 can be adjusted to adjust the reaction tube 1 to a desired temperature.

【0084】また、アルキレンオキサイド付加物を含有
する液体成分中に溶存している微量のアルキレンオキサ
イドを効果的に反応・除去する観点から、固定床反応器
に、さらに熟成反応管8を設けても良い。
Further, from the viewpoint of effectively reacting and removing a trace amount of alkylene oxide dissolved in the liquid component containing an alkylene oxide adduct, the fixed bed reactor may be further provided with an aging reaction tube 8. good.

【0085】[0085]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定さ
れるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention.

【0086】実施例1 図3に示される固定床反応器(ただし、熟成反応管は設
けられていない。)に、触媒として協和化学工業(株)
製キョーワード2000成型触媒(キョーワード203
0)を反応管(内径28mm、長さ4m)1本当り2L
充填した。不活性粒子としてはステンレス製ラヒシリン
グを用いた。活性水素含有有機化合物フィードライン6
よりラウリルアルコールを供給した。固定床反応器頂部
の液分配器により、液体成分であるラウリルアルコール
を分配し、反応管1本当り2.4kg/hrの流速で反
応管内を流下させた。また、アルキレンオキサイドフィ
ードライン3より液体のエチレンオキサイドを反応管1
本当り7.8kg/hrの流速で、不活性ガスフィード
ライン4より窒素ガスを反応管1本当り5.2kg/h
rの流速で供給した。
Example 1 Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. was used as a catalyst in a fixed bed reactor shown in FIG. 3 (however, no aging reaction tube was provided).
Kyoward 2000 molded catalyst (Kyoward 203
2) per reaction tube (inner diameter 28 mm, length 4 m)
Filled. As the inert particles, stainless steel lahissiling was used. Active hydrogen-containing organic compound feed line 6
More lauryl alcohol was supplied. Lauryl alcohol as a liquid component was distributed by a liquid distributor at the top of the fixed bed reactor, and was allowed to flow down the reaction tube at a flow rate of 2.4 kg / hr per reaction tube. Further, liquid ethylene oxide is supplied from the alkylene oxide feed line 3 to the reaction tube 1.
At a flow rate of 7.8 kg / hr per reactor, nitrogen gas was supplied from the inert gas feed line 4 at a rate of 5.2 kg / hr per reactor tube.
r.

【0087】反応管内の温度は135℃に保ち、圧力は
約6.4atmに保った。生成したポリオキシエチレン
ラウリルエーテルを含有する液体成分と未反応のエチレ
ンオキサイドと窒素ガスを含有するガス成分を気液分離
部10において連続的に分離した。また、ガス成分はガ
ス排出ライン9から排出した。このとき、反応管入口部
の液体成分の粒子基準のレイノルズ数は2.1、ガス成
分の粒子基準のレイノルズ数は1181で、反応管出口
部の液体成分の粒子基準のレイノルズ数は2.4、ガス
成分の粒子基準のレイノルズ数は742であった。この
ことから、液相及びガス相の流れはウェーヴィー領域で
あり、エチレンオキサイドが連続相であることが確認さ
れた。また、エチレンオキサイド、窒素ガス、ラウリル
アルコールの流量と、反応時の温度・圧力でのそれぞれ
の蒸気圧により、エチレンオキサイドのガス化率を求め
た。このようにして求めた各実施例のガス化率を表1に
示す。
The temperature inside the reaction tube was kept at 135 ° C., and the pressure was kept at about 6.4 atm. The generated liquid component containing polyoxyethylene lauryl ether and the gas component containing unreacted ethylene oxide and nitrogen gas were continuously separated in the gas-liquid separation unit 10. The gas component was discharged from the gas discharge line 9. At this time, the particle-based Reynolds number of the liquid component at the inlet of the reaction tube is 2.1, the particle-based Reynolds number of the gas component is 1181, and the particle-based Reynolds number of the liquid component at the outlet of the reaction tube is 2.4. The Reynolds number of the gas component on a particle basis was 742. From this, it was confirmed that the flows of the liquid phase and the gas phase were in the wavy region, and ethylene oxide was a continuous phase. The gasification rate of ethylene oxide was determined from the flow rates of ethylene oxide, nitrogen gas, and lauryl alcohol, and the respective vapor pressures at the temperature and pressure during the reaction. Table 1 shows the gasification rates of the examples thus determined.

【0088】なお、各成分のレイノルズ数は次のように
して求めた。触媒の球相当径(ds )は0.38cmと
し、入口部での液体の質量流速液流量(Gl )は0.1
147g/cm2 ・sec、液体の粘度(μl )は0.
02122g/cm・secであるから、液体成分の粒
子基準のレイノルズ数(Re l )は、Rel =ds l
/μl から2.1であった。入口部でのガスの質量流速
液流量(Gg )は0.6215g/cm2 ・sec、ガ
スの粘度(μg )は0.0002g/cm・secであ
るから、ガス成分の粒子基準のレイノルズ数(Reg
は、Reg =ds g /μg から1181であった。
The Reynolds number of each component is as follows:
I asked. The equivalent spherical diameter of the catalyst (ds) Is 0.38cm
And the mass flow rate of the liquid at the inlet (Gl) Is 0.1
147 g / cmTwo ・ Sec, viscosity of liquid (μl) Is 0.
02122 g / cm · sec.
Reynolds number (Re l) Is Rel= DsGl
/ ΜlTo 2.1. Gas mass flow rate at inlet
Liquid flow rate (Gg) Is 0.6215 g / cmTwo ・ Sec, mo
Viscosity (μg) Is 0.0002 g / cm · sec.
Therefore, the Reynolds number (Reg)
Is Reg= DsGg/ ΜgFrom 1181.

【0089】出口部での液体の質量流速液流量(Gl
は0.3457g/cm2 ・sec、液体の粘度
(μl )は0.05508g/cm・secであるか
ら、液体成分の粒子基準のレイノルズ数(Rel )は
2.4であった。出口部でのガスの質量流速液流量(G
g )は0.3906g/cm2 ・sec、ガスの粘度
(μg )は0.0002g/cm・secであるから、
ガス成分の粒子基準のレイノルズ数(Reg )は742
であった。
Mass flow rate of liquid at outlet Portion of liquid flow ( Gl )
The 0.3457g / cm 2 · sec, since the viscosity of the liquid (mu l) is a 0.05508g / cm · sec, Reynolds number of the particle reference liquid component (Re l) was 2.4. Mass flow rate of gas at outlet
g ) is 0.3906 g / cm 2 · sec and the gas viscosity (μg) is 0.0002 g / cm · sec.
The Reynolds number of the particle reference gas component (Re g) 742
Met.

【0090】ラウリルアルコールのエチレンオキサイド
付加物のエチレンオキサイド付加モル数は、固定床から
抜き出された液体成分を80℃、30torrの条件下
で30分間攪拌し、未反応エチレンオキサイドを脱気し
た後、脱気後の液体成分の水酸基価から算出した。結果
を表1に示す。尚、生成したラウリルアルコールのエチ
レンオキサイド付加物の色相はAPHA=5以下であ
り、反応管内で急激な温度上昇は起こっていないことが
分かった。
The number of moles of ethylene oxide added to the ethylene oxide adduct of lauryl alcohol was determined by stirring the liquid component withdrawn from the fixed bed at 80 ° C. and 30 torr for 30 minutes to degas unreacted ethylene oxide. Calculated from the hydroxyl value of the degassed liquid component. Table 1 shows the results. The color of the ethylene oxide adduct of lauryl alcohol produced was APHA = 5 or less, and it was found that no rapid temperature rise occurred in the reaction tube.

【0091】[0091]

【表1】 [Table 1]

【0092】実施例2 活性水素含有有機化合物フィードラインにより、ラウリ
ルアルコールを反応管1本当り2.4kg/hrの流速
で反応管内を流下させた。また、あらかじめ加熱し、ガ
ス化させたエチレンオキサイドと窒素ガスを混合し、ガ
スフィードライン4より供給した。それぞれの供給速度
はエチレンオキサイドガスが反応管1本当り7.8kg
/hrとし、窒素ガスが反応管1本当り5.2kg/h
rとした。その他の条件は実施例1と同様にして、ラウ
リルアルコールのエチレンオキサイド付加物を得た。結
果を表1に示す。尚、この場合の反応管内の液相及びガ
ス相の流れはウェーヴィー領域であり、エチレンオキサ
イドが連続相であることを確認した。また、生成したラ
ウリルアルコールのエチレンオキサイド付加物の色相は
APHA=5以下であり、反応管内で急激な温度上昇は
起こっていないことが分かった。
Example 2 Lauryl alcohol was caused to flow through the reaction tube at a flow rate of 2.4 kg / hr per reaction tube through an active hydrogen-containing organic compound feed line. In addition, the preheated and gasified ethylene oxide and nitrogen gas were mixed and supplied from the gas feed line 4. Each feed rate is 7.8 kg of ethylene oxide gas per reaction tube
/ Hr, nitrogen gas is 5.2 kg / h per reaction tube
r. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain an ethylene oxide adduct of lauryl alcohol. Table 1 shows the results. In this case, the flow of the liquid phase and the gas phase in the reaction tube was in the wavy region, and it was confirmed that ethylene oxide was a continuous phase. Further, the hue of the produced ethylene oxide adduct of lauryl alcohol was APHA = 5 or less, and it was found that no rapid temperature increase occurred in the reaction tube.

【0093】実施例3 活性水素含有有機化合物フィードラインより、ラウリル
アルコールを反応管1本当り8.1kg/hrの流速で
反応管内を流下させた以外は実施例1と同様にしてラウ
リルアルコールのエチレンオキサイド付加物を得た。結
果を表1に示す。尚、この場合の反応管内の液相及びガ
ス相の流れはウェーヴィー領域であり、エチレンオキサ
イドが連続相であることを確認した。また、生成したラ
ウリルアルコールのエチレンオキサイド付加物の色相は
APHA=5以下であり、反応管内で急激な温度上昇は
起こっていないことが分かった。
Example 3 The same procedure as in Example 1 was repeated except that lauryl alcohol was allowed to flow down from the active hydrogen-containing organic compound feed line at a flow rate of 8.1 kg / hr per reaction tube. An oxide adduct was obtained. Table 1 shows the results. In this case, the flow of the liquid phase and the gas phase in the reaction tube was in the wavy region, and it was confirmed that ethylene oxide was a continuous phase. Further, the hue of the produced ethylene oxide adduct of lauryl alcohol was APHA = 5 or less, and it was found that no rapid temperature increase occurred in the reaction tube.

【0094】実施例4 活性水素含有有機化合物フィードラインより、ラウリル
アルコールを反応管1本当たり6.8kg/hrの流速
で反応管内を流下させた以外は実施例1と同様にしてラ
ウリルアルコールのエチレンオキサイド付加物を得た。
結果を表1に示す。尚、この場合の反応管内の液相及び
ガス相の流れはウェーヴィー領域であり、エチレンオキ
サイドが連続相であることを確認した。また、生成した
ラウリルアルコールのエチレンオキサイド付加物の色相
はAPHA=5以下であり、反応管内で急激な温度上昇
は起こっていないことが分かった。
Example 4 The same procedure as in Example 1 was repeated except that lauryl alcohol was allowed to flow down from the active hydrogen-containing organic compound feed line at a flow rate of 6.8 kg / hr per reaction tube. An oxide adduct was obtained.
Table 1 shows the results. In this case, the flow of the liquid phase and the gas phase in the reaction tube was in the wavy region, and it was confirmed that ethylene oxide was a continuous phase. Further, the hue of the produced ethylene oxide adduct of lauryl alcohol was APHA = 5 or less, and it was found that no rapid temperature increase occurred in the reaction tube.

【0095】実施例5 活性水素含有有機化合物フィードラインにより、分子量
217の脂肪酸メチルエステルを反応管1本当り4.9
kg/hrの流速で反応管内を流下させた。また、あら
かじめ加熱し、ガス化させたエチレンオキサイドと窒素
ガスを混合し、ガスフィードライン4より供給した。そ
れぞれの供給速度はエチレンオキサイドガスが反応管1
本当り5.4kg/hrとし、窒素ガスが反応管1本当
り3.6kg/hrとした。その他の条件は実施例1と
同様にして、メチルエステルのエチレンオキサイド付加
物を得た。結果を表1に示す。尚、この場合の反応管内
の液相及びガス相の流れはウェーヴィー領域であり、エ
チレンオキサイドが連続相であることを確認した。ま
た、生成したメチルエステルのエチレンオキサイド付加
物の色相はAPHA=10であり、反応管内で急激な温
度上昇は起こっていないことが分かった。
Example 5 A fatty acid methyl ester having a molecular weight of 217 was added to an active hydrogen-containing organic compound feed line at a rate of 4.9 per reaction tube.
It was caused to flow down in the reaction tube at a flow rate of kg / hr. In addition, the preheated and gasified ethylene oxide and nitrogen gas were mixed and supplied from the gas feed line 4. The respective feed rates are as follows.
The rate was 5.4 kg / hr per reactor, and the nitrogen gas was 3.6 kg / hr per reactor tube. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain an ethylene oxide adduct of methyl ester. Table 1 shows the results. In this case, the flow of the liquid phase and the gas phase in the reaction tube was in the wavy region, and it was confirmed that ethylene oxide was a continuous phase. Further, the hue of the ethylene oxide adduct of the generated methyl ester was APHA = 10, and it was found that no sharp temperature rise occurred in the reaction tube.

【0096】なお、各成分のレイノルズ数は次のように
して求めた。触媒の球相当径(ds )は0.38cmと
し、入口部での液体の質量流速液流量(Gl )は0.2
34g/cm2 ・sec、液体の粘度(μl )は0.0
10g/cm・secであるから、液体成分の粒子基準
のレイノルズ数(Rel )は、Rel =ds l /μl
から8.9であった。入口部でのガスの質量流速液流量
(Gg )は0.430g/cm2 ・sec、ガスの粘度
(μg )は0.0002g/cm・secであるから、
ガス成分の粒子基準のレイノルズ数(Reg )は、Re
g =ds g /μg から817であった。
The Reynolds number of each component was determined as follows. Sphere equivalent diameter of the catalyst (d s) is a 0.38 cm, mass flow rate fluid flow rate of the liquid at the inlet (G l) 0.2
34g / cm 2 · sec, the viscosity of the liquid (mu l) 0.0
Because it is 10g / cm · sec, Reynolds number of the particle reference liquid component (Re l) is, Re l = d s G l / μ l
To 8.9. The mass flow rate of the gas at the inlet portion The liquid flow rate (G g ) is 0.430 g / cm 2 · sec and the viscosity (μ g ) of the gas is 0.0002 g / cm · sec.
The Reynolds number of the particle reference gas component (Re g) is, Re
g = was d s G g / μ g from 817.

【0097】出口部での液体の質量流速液流量(Gl
は0.339g/cm2 ・sec、液体の粘度(μl
は0.050g/cm・secであるから、液体成分の
粒子基準のレイノルズ数(Rel )は2.6であった。
出口部でのガスの質量流速液流量(Gg )は0.325
g/cm2 ・sec、ガスの粘度(μg )は0.000
2g/cm・secであるから、ガス成分の粒子基準の
レイノルズ数(Reg)は618であった。
Mass flow rate of liquid at outlet Portion of liquid flow ( Gl )
Is 0.339g / cm 2 · sec, the viscosity of the liquid (mu l)
Was 0.050 g / cm · sec, and the Reynolds number (Re l ) of the liquid component on a particle basis was 2.6.
The mass flow rate of the gas at the outlet part The liquid flow rate (G g ) is 0.325
g / cm 2 · sec, gas viscosity (μ g ) is 0.000
Since it was 2 g / cm · sec, the Reynolds number (Re g ) of the gas component on a particle basis was 618.

【0098】尚、上述の実施例における色相については
JIS K−0071−5 ハーゼン単位色数試験法に
基づき、APHA管を用いて測定した。生産効率につい
ては、反応管単位容積当りの製品生成量として求めた。
即ち、原料活性水素含有有機物の流量〔kg/Hr〕と
付加モル数とから製品の流量〔kg/Hr〕を求め、こ
れを触媒容積〔L〕で除して算出した。
The hue in the above embodiment was measured using an APHA tube based on JIS K-0071-5 Hazen unit color number test method. The production efficiency was determined as the amount of product produced per unit volume of the reaction tube.
That is, the product flow rate [kg / Hr] was determined from the flow rate [kg / Hr] of the raw material active hydrogen-containing organic substance and the number of moles added, and the product flow rate was calculated by dividing this by the catalyst volume [L].

【0099】表1から、本発明の製造方法により、高い
エチレンオキサイド付加モル数のエチレンオキサイド付
加物を効率良く得ることができることが分かった。ま
た、得られたエチレンオキサイド付加物の色相はいずれ
も良好であり、その品質が良好であることが示された。
Table 1 shows that the ethylene oxide adduct having a high ethylene oxide addition mole number can be efficiently obtained by the production method of the present invention. In addition, all of the obtained ethylene oxide adducts had good hue, indicating that the quality was good.

【0100】また、表2に、上記実施例における反応管
入口部及び出口部の各成分のレイノルズ数を示す。
Table 2 shows the Reynolds numbers of the components at the inlet and outlet of the reaction tube in the above example.

【0101】[0101]

【表2】 [Table 2]

【0102】[0102]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、高度な耐圧
設備を用いることなく、色相の良好なアルキレンオキサ
イド付加物を、良好な生産効率にて、安全かつ安定して
得ることができるという効果が奏される。
According to the production method of the present invention, an alkylene oxide adduct having a good hue can be safely and stably obtained at a good production efficiency without using a high pressure resistance facility. The effect is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、液体の粒子基準のレイノルズ数(Re
l )とガスの粒子基準のレイノルズ数(Reg )との関
係を示すグラフである。
FIG. 1 is a diagram illustrating a Reynolds number (Re) based on a particle of a liquid.
It is a graph showing the relationship between l) and Reynolds number of the particle reference gas and (Re g).

【図2】図2は、液体の粒子基準のレイノルズ数(Re
l )とガスの粒子基準のレイノルズ数(Reg )との関
係を示すグラフである。
FIG. 2 is a diagram illustrating a Reynolds number (Re) based on a particle of a liquid.
It is a graph showing the relationship between l) and Reynolds number of the particle reference gas and (Re g).

【図3】図3は、本発明に用いられる固定床反応器の一
実施態様を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a fixed bed reactor used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応管 2 ジャケット 3 アルキレンオキサイドフィードライン 4 不活性ガスフィードライン 5 不活性粒子 6 活性水素含有有機化合物フィードライン 7 固体触媒 8 熟成反応管 9 ガス排出ライン 10 気液分離部 REFERENCE SIGNS LIST 1 reaction tube 2 jacket 3 alkylene oxide feed line 4 inert gas feed line 5 inert particles 6 active hydrogen-containing organic compound feed line 7 solid catalyst 8 aging reaction tube 9 gas discharge line 10 gas-liquid separation unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08G 65/26 C08G 65/26 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 田端 修 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究 所内 (56)参考文献 特開 平3−148234(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 41/03 C07B 41/04 C07C 43/11 C07C 67/26 C07C 69/28 C08G 65/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08G65 / 26 C08G65 / 26 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72) Inventor Osamu Tabata 1334 Minato, Wakayama-shi (56) References JP-A-3-148234 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C07C 41/03 C07B 41/04 C07C 43/11 C07C 67/26 C07C 69/28 C08G 65/26

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固体触媒が充填された反応管内に、活性
水素含有有機化合物とアルキレンオキサイドを流通させ
て、該活性水素含有有機化合物とアルキレンオキサイド
との付加反応を、アルキレンオキサイドがガス状態でか
つ活性水素含有有機化合物が液体の状態である気液固定
床反応で行うことを特徴とするアルキレンオキサイド付
加物の製造方法。
An active hydrogen-containing organic compound and an alkylene oxide are allowed to flow through a reaction tube filled with a solid catalyst, and an addition reaction between the active hydrogen-containing organic compound and the alkylene oxide is performed. A method for producing an alkylene oxide adduct, which is carried out by a gas-liquid fixed bed reaction in which the active hydrogen-containing organic compound is in a liquid state.
【請求項2】 反応管内におけるガス相が連続相となる
条件下で活性水素含有有機化合物とアルキレンオキサイ
ドを流通させる請求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the active hydrogen-containing organic compound and the alkylene oxide are allowed to flow under the condition that the gas phase in the reaction tube becomes a continuous phase.
【請求項3】 反応管内におけるガス相が不活性ガスと
アルキレンオキサイドガスからなるガス相又はアルキレ
ンオキサイドガスからなるガス相である請求項1又は2
記載の製造方法。
3. The gas phase in the reaction tube is a gas phase composed of an inert gas and an alkylene oxide gas or a gas phase composed of an alkylene oxide gas.
The manufacturing method as described.
【請求項4】 反応管内における液相及びガス相が共に
下向き並流である請求項1〜3いずれか記載の製造方
法。
4. The production method according to claim 1, wherein both the liquid phase and the gas phase in the reaction tube are downward cocurrent.
【請求項5】 液相及びガス相の流れがウェーヴィー領
域又はトリクルフロー領域となるように流通させる請求
項1〜4いずれか記載の製造方法。
5. The production method according to claim 1, wherein the liquid phase and the gas phase are circulated so as to flow in a wavy region or a trickle flow region.
【請求項6】 さらに熟成工程を設ける請求項1〜5い
ずれか記載の製造方法。
6. The production method according to claim 1, further comprising an aging step.
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