JP5500965B2 - Manufacturing method of purified monomer products - Google Patents
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本発明は、モノマー精製品およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a purified monomer product and a method for producing the same.
従来、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル酸とアルキレンオキサイドとを反応させて合成されている。この反応では、副反応として、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに(メタ)アクリル酸が反応したジエステル類や、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートにアルキレンオキサイドが反応したジアルキレングリコールモノエステル類などの高沸点不純物が生成する。 Conventionally, hydroxyalkyl (meth) acrylates have been synthesized by reacting (meth) acrylic acid with alkylene oxide. In this reaction, as a side reaction, high-boiling impurities such as diesters in which (meth) acrylic acid is reacted with hydroxyalkyl (meth) acrylate and dialkylene glycol monoesters in which alkylene oxide is reacted with hydroxyalkyl (meth) acrylate Produces.
目的物であるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートは、比較的沸点が高く、重合しやすいことから、その精製は、高真空下でのフラッシュ蒸留により行われることが多い。しかし、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートと副生物との分離は必ずしも十分ではなく、特に高沸点不純物の量を低減することは困難であった。 Since the target product, hydroxyalkyl (meth) acrylate, has a relatively high boiling point and is easily polymerized, purification thereof is often performed by flash distillation under high vacuum. However, the separation between the hydroxyalkyl (meth) acrylate and the by-product is not always sufficient, and it has been particularly difficult to reduce the amount of high-boiling impurities.
そこで、薄膜蒸発器を用いた精製方法が検討されている。特許文献1には、(メタ)アクリル酸とエチレンオキサイドを反応させて2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを製造するにあたり、反応液を脱気塔に導いて未反応のエチレンオキサイドを除去した後、薄膜蒸発器にて高沸点不純物を除去する方法が記載されている。また、特許文献2には、高沸点不純物を含むヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートである供給液を薄膜蒸発器に送り、主にヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを含有する留出液と、高沸点不純物を含む缶出液に分離し、缶出液を供給液に混合して再び薄膜蒸発器に送る方法が記載されている。 Then, the refinement | purification method using a thin film evaporator is examined. In Patent Document 1, in producing 2-hydroxyethyl (meth) acrylate by reacting (meth) acrylic acid and ethylene oxide, after removing the unreacted ethylene oxide by introducing the reaction solution to a degassing tower, A method for removing high boiling impurities in a thin film evaporator is described. Patent Document 2 discloses that a feed liquid that is hydroxyalkyl (meth) acrylate containing high-boiling impurities is sent to a thin-film evaporator, and a distillate mainly containing hydroxyalkyl (meth) acrylate and high-boiling impurities are contained. A method is described in which the bottom liquid is separated, and the bottom liquid is mixed with the feed liquid and sent again to the thin film evaporator.
しかし、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのような重合性のあるモノマーを薄膜蒸発器を用いて精製する際には、その重合を抑制する観点から、温度を低めに設定しなければならないので、目的物の純度を上げるためには、留出率(供給量に対する留出量の割合)を高くすることはできない。 However, when purifying a polymerizable monomer such as hydroxyalkyl (meth) acrylate using a thin film evaporator, the temperature must be set low in order to suppress the polymerization. In order to increase the purity of the distillate, it is not possible to increase the distillate rate (the ratio of the distillate to the supply).
そうすると、特許文献1に記載の方法では、分離されずに高沸点不純物と一緒に缶出液に排出されて廃棄される2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの量が多かった。特許文献2に記載の方法では、缶出液を供給液に混合しているので、廃棄されるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの量をある程度抑えることができるものの、蒸留が進むにつれ供給液中の高沸点不純物の濃度が高くなってくるので、得られるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの純度が低下してくる。そのため、ある段階でヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを含む缶出液を廃棄するしかなかった。したがって、特許文献1および2に記載の方法では、目的物の収量が少なくなっていた。 Then, in the method described in Patent Document 1, the amount of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate that is not separated and discharged into the bottoms together with the high-boiling impurities and discarded is large. In the method described in Patent Document 2, since the bottoms are mixed with the supply liquid, the amount of the hydroxyalkyl (meth) acrylate to be discarded can be suppressed to some extent, but as the distillation proceeds, the amount of the hydroxyalkyl (meth) acrylate increases. Since the concentration of boiling point impurities is increased, the purity of the resulting hydroxyalkyl (meth) acrylate is decreased. Therefore, the bottoms containing the hydroxyalkyl (meth) acrylate must be discarded at a certain stage. Therefore, in the methods described in Patent Documents 1 and 2, the yield of the target product has been reduced.
本発明は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等のモノマーおよびそれより沸点の高い高沸点不純物を含有するモノマー粗製品から、高純度のモノマー精製品を収率高く製造する方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing a highly purified monomer product with high yield from a monomer such as hydroxyalkyl (meth) acrylate and a crude monomer product containing a high-boiling impurity having a higher boiling point. To do.
本発明は、供給タンク内に存在する、モノマーおよびそれより沸点の高い高沸点不純物を含有する第一のモノマー粗製品を、第一の供給速度で薄膜蒸発器に供給して、モノマー精製品からなる第一の留出液と、前記モノマーおよび前記高沸点不純物を含有する第一の缶出液とに分離した上で、前記第一の缶出液を前記供給タンク内に存在する第一のモノマー粗製品に混合する精製工程と、前記精製工程終了時に前記供給タンク内に存在する第二のモノマー粗製品を、第二の供給速度で薄膜蒸発器に供給して、前記モノマーおよび前記高沸点不純物を含有する第二の留出液と、前記高沸点不純物を含有する第二の缶出液とに分離する回収工程とをこの順に有し、前記第二の供給速度が前記第一の供給速度より遅いモノマー精製品の製造方法であって、前記モノマーがヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートであるモノマー精製品の製造方法である。 The present invention provides a first monomer crude product containing monomer and higher boiling impurities present in a supply tank to a thin film evaporator at a first feed rate, from a monomer refined product. The first distillate is separated from the first distillate containing the monomer and the high-boiling impurities, and then the first distillate is present in the supply tank. A purification step for mixing with the monomer crude product, and a second monomer crude product present in the supply tank at the end of the purification step is supplied to the thin film evaporator at a second supply rate, so that the monomer and the high boiling point are supplied. A recovery step for separating the second distillate containing impurities and the second bottoms containing the high-boiling impurities in this order, wherein the second supply rate is the first supply production method der slower than the speed monomers purified product Te, wherein the monomer is a method for producing a monomer purified product a hydroxyalkyl (meth) acrylate.
本発明によれば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等のモノマーおよびそれより沸点の高い高沸点不純物を含有するモノマー粗製品から、収率高く高純度のモノマー精製品が得られる。 According to the present invention, a purified monomer product having a high yield can be obtained from a crude monomer product containing a monomer such as hydroxyalkyl (meth) acrylate and a high boiling point impurity having a higher boiling point.
図1は、本発明に係るモノマーの精製方法に使用可能な装置の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus that can be used in the method for purifying a monomer according to the present invention.
まず、モノマーおよびそれより沸点の高い高沸点不純物を含有するモノマー粗製品を、モノマー粗製品投入ライン5を通じて供給タンク10に投入する。
First, a monomer crude product containing a monomer and a high-boiling impurity having a boiling point higher than that is charged into the
モノマーは、モノマー粗製品における精製対象の化合物であり、通常は熱重合性を有している。その具体例としては、(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート;アリル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート;アクリル酸;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、ステアリルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等のアルキルアクリレート;フェニルアクリレート;ベンジルアクリレート;イソボルニルアクリレート;グリシジルアクリレート;テトラヒドロフルフリルアクリレート;アリルアクリレートトリフルオロエチルアクリレート;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチルベンジルクロライド塩(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のジおよびトリ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート等のヒドロキシアルキルアクリレート;が挙げられる。なかでも、それ自体が高沸点であり、高沸点不純物との分離が困難であるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの精製に好適である。モノマー粗製品の純度(モノマー粗製品中のモノマーの濃度)は、典型的には90〜96質量%である。 A monomer is a compound to be purified in a crude monomer product, and usually has thermal polymerizability. Specific examples thereof include (meth) acrylic acid; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, and stearyl (meth). Alkyl (meth) acrylates such as acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate; cyclohexyl (meth) acrylate; phenyl (meth) acrylate; benzyl (meth) acrylate; isobornyl (meth) acrylate; glycidyl (meth) ) Acrylate; tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate; allyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate; acrylic acid; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-buty Alkyl acrylates such as acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate, stearyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, cyclohexyl acrylate; phenyl acrylate; benzyl acrylate; isobornyl acrylate; glycidyl acrylate; tetrahydrofurfuryl acrylate; Fluoroethyl acrylate; Dialkylaminoethyl (meth) acrylate such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethylmethyl chloride salt (meth) acrylate, dimethylaminoethylbenzyl chloride salt (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate; Ethylene glycol di (meth) acryl , Triethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, polybutylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ( Di- and tri (meth) acrylates such as meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, etc. Hydroxyalkyl (meth) acrylates; hydroxyalkyl acrylates such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate; The Among these, it is suitable for purification of hydroxyalkyl (meth) acrylate, which itself has a high boiling point and is difficult to separate from high boiling point impurities. The purity of the monomer crude product (the concentration of the monomer in the monomer crude product) is typically 90 to 96% by mass.
モノマー粗製品に含まれる高沸点不純物は、モノマー粗製品の精製により除去されるべき化合物であり、モノマーの合成時に副生する化合物などが考えられる。例えば、(メタ)アクリル酸とアルキレンオキサイドを反応させて得られる粗製ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートには、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに(メタ)アクリル酸が反応したジエステル類や、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートにアルキレンオキサイドが反応したジアルキレングリコールモノエステル類が含まれている。モノマー粗製品中の高沸点不純物の濃度は、典型的には3〜10質量%である。 The high boiling point impurities contained in the crude monomer product are compounds that should be removed by refining the crude monomer product, such as compounds that are by-produced during the synthesis of the monomer. For example, crude hydroxyalkyl (meth) acrylate obtained by reacting (meth) acrylic acid with alkylene oxide includes diesters obtained by reacting hydroxyalkyl (meth) acrylate with (meth) acrylic acid, and hydroxyalkyl (meth) Dialkylene glycol monoesters obtained by reacting an acrylate with an alkylene oxide are included. The concentration of high boiling impurities in the monomer crude product is typically 3-10% by weight.
なお、(メタ)アクリル酸とアルキレンオキサイドとの反応は、触媒および重合防止剤の存在下、(メタ)アクリル酸1モルに対して1.0〜1.2モル、好ましくは1.03〜1.10モルのアルキレンオキサイドを反応させて粗製ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを得る。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−ブチレンオキサイド、2,3−プロピレンオキサイド等が挙げられ、エチレンオキサイドが好ましい。 In addition, reaction of (meth) acrylic acid and alkylene oxide is 1.0-1.2 mol with respect to 1 mol of (meth) acrylic acid in presence of a catalyst and a polymerization inhibitor, Preferably it is 1.03-1. Reaction of 10 moles of alkylene oxide gives the crude hydroxyalkyl (meth) acrylate. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, and 2,3-propylene oxide, and ethylene oxide is preferable.
ここで用いられる触媒としては、公知のものを用いればよく、例えば各種アミン類、四級アンモニウム塩、鉄化合物、クロム化合物、または(メタ)アクリル酸金属化合物等を単独で、または組み合わせたものを用いることができる。触媒の添加量は、(メタ)アクリル酸の100質量部に対して0.01〜10質量部が好ましく、0.03〜3質量部がより好ましい。 As the catalyst used here, a known catalyst may be used. For example, various amines, quaternary ammonium salts, iron compounds, chromium compounds, or (meth) acrylic acid metal compounds may be used alone or in combination. Can be used. The addition amount of the catalyst is preferably 0.01 to 10 parts by mass and more preferably 0.03 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (meth) acrylic acid.
重合防止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコール、フェノチアジン、N−オキシル化合物、N,N−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン、硝酸、硝酸塩等が挙げられる。重合防止剤の添加量は、(メタ)アクリル酸の100質量部に対して0.01〜1質量部が好ましい。 Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, catechol, phenothiazine, N-oxyl compound, N, N-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, nitric acid, nitrate, and the like. As for the addition amount of a polymerization inhibitor, 0.01-1 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of (meth) acrylic acid.
反応は、バッチ式または連続式のいずれでもよく、反応温度は、通常50〜80℃程度である。 The reaction may be either a batch type or a continuous type, and the reaction temperature is usually about 50 to 80 ° C.
モノマー粗製品は、モノマーより沸点の低い不純物(以下、「低沸点不純物」という。)を含んでいてもよい。ただし、あらかじめモノマー粗製品から低沸点不純物を除去する工程を行うことが好ましい。 The crude monomer product may contain impurities having a boiling point lower than that of the monomer (hereinafter referred to as “low boiling point impurities”). However, it is preferable to perform a step of removing low boiling point impurities from the crude monomer product in advance.
本発明に係るモノマーの精製方法はバッチ式で行われ、供給タンク10に投入されたモノマー粗製品を以下に示す精製工程および回収工程により精製して、モノマー精製品を得る。
The method for purifying monomers according to the present invention is performed in a batch system, and the monomer crude product charged in the
〔精製工程〕
精製工程では、精製工程開始時に供給タンク10内に存在するモノマー粗製品(ここでは、第一のモノマー粗製品と呼ぶ)を、ポンプ(不図示)等を用いて、モノマー粗製品供給ライン15を通じて薄膜蒸発器20に供給する。そして、薄膜蒸発器20で第一のモノマー粗製品を蒸留して、モノマー精製品からなる第一の留出液と、モノマーおよび高沸点不純物を含有する第一の缶出液とに分離する。
[Purification process]
In the refining process, the crude monomer product (referred to as the first monomer crude product here) present in the
第一の留出液として得られるモノマー精製品は、目的とする純度でモノマーを含有するものであり、少量の高沸点不純物や低沸点不純物を含有していてもよい。モノマー精製品の純度(モノマー精製品中のモノマーの濃度)は、典型的には97質量%以上とする。 The purified monomer product obtained as the first distillate contains the monomer with the desired purity, and may contain a small amount of high-boiling impurities and low-boiling impurities. The purity of the purified monomer product (the concentration of the monomer in the purified monomer product) is typically 97% by mass or more.
薄膜蒸発器としては、流下膜式薄膜蒸発器や遠心式薄膜蒸発器などを用いることができる。薄膜蒸発器による蒸留の条件は、目的とする純度でモノマーを含有するモノマー精製品が得られるように、第一のモノマー粗製品の種類や物性、薄膜蒸発器の分離能力などに応じて、適宜設定することができる。例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの場合、前記反応液を0.05〜0.5kPa、好ましくは0.07〜0.2kPaの減圧下、60〜140℃、好ましくは80〜125℃に加熱した薄膜蒸発器に供給速度毎時0.5〜2.5質量部、好ましくは1.3〜1.8質量部、留出率0.4〜0.8、好ましくは0.5〜0.7で蒸発させることにより純度97質量%以上の精製2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを得ることができる。 As the thin film evaporator, a falling film thin film evaporator, a centrifugal thin film evaporator, or the like can be used. The conditions for distillation using a thin film evaporator are appropriately determined according to the type and physical properties of the first monomer crude product, the separation capability of the thin film evaporator, etc., so that a purified monomer product containing the monomer with the desired purity can be obtained. Can be set. For example, in the case of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, the reaction solution is heated to 60 to 140 ° C., preferably 80 to 125 ° C. under a reduced pressure of 0.05 to 0.5 kPa, preferably 0.07 to 0.2 kPa. Supply rate to the heated thin film evaporator 0.5-2.5 parts by mass, preferably 1.3-1.8 parts by mass, distillate rate 0.4-0.8, preferably 0.5-0. The purified 2-hydroxyethyl (meth) acrylate having a purity of 97% by mass or more can be obtained by evaporating at 7.
モノマー精製品からなる第一の留出液は、薄膜蒸発器20から留出液排出ライン25を通じて排出される。そして、この精製工程の間、留出液排出ライン25とモノマー精製品排出ライン35が連通するように留出液切替器30を切り替えておくことで、モノマー精製品排出ライン35からモノマー精製品を取り出すことができる。
The first distillate composed of the purified monomer product is discharged from the
一方、残渣として、モノマーおよび高沸点不純物を含有する第一の缶出液が得られ、薄膜蒸発器20から缶出液排出ライン26を通じて排出される。そして、この精製工程の間、缶出液排出ライン26と缶出液循環ライン45が連通するように缶出液切替器40を切り替えておくことで、第一の缶出液を缶出液循環ライン45を通じて供給タンク10に再度投入することができる。供給タンク10に投入された第一の缶出液は、供給タンク10内に存在する第一のモノマー粗製品と混合される。
On the other hand, a first bottom liquid containing monomer and high-boiling impurities is obtained as a residue, and is discharged from the
このように第一の缶出液を供給タンク10内に存在する第一のモノマー粗製品に混合することで、第一の缶出液に含まれていたモノマーと第一のモノマー粗製品の混合物が薄膜蒸発器20に送られて蒸留されることになるので、モノマー精製品の収量が向上する。
In this way, by mixing the first bottom liquid with the first monomer crude product present in the
〔回収工程〕
精製工程に続いて行う回収工程において、精製工程終了時に供給タンク10内に存在するモノマー粗製品(ここでは、第二のモノマー粗製品と呼ぶ)を、ポンプ(不図示)等を用いて、モノマー粗製品供給ライン15を通じて薄膜蒸発器20に供給する。そして、モノマーおよび高沸点不純物を含有する第二の留出液と、高沸点不純物を含有する第二の缶出液とに分離する。
[Recovery process]
In the recovery step that follows the purification step, the monomer crude product (herein referred to as the second monomer crude product) present in the
ここで、回収工程における第二のモノマー粗製品の供給速度(第二の供給速度)は、精製工程における第一のモノマー粗製品の供給速度(第一の供給速度)より遅くする。このように第二の供給速度を第一の供給速度より遅くすると、薄膜蒸発器による蒸留の条件が同じままでも、留出率を高めることができ、第二のモノマー粗製品中のモノマーの大部分は第二の留出液として得られる。第二の供給速度は、回収工程での留出率が精製工程の留出率の1.2〜1.7倍(好ましくは1.3〜1.5倍)となるように設定すればよく、第一の供給速度の0.5〜0.9倍とすることが好ましく、0.5〜0.7倍とすることがより好ましい。第二の供給速度が、第一の供給速度の0.5倍以上の場合に、回収工程の時間が長くなり生産性が向上する傾向にある。一方、第二の供給速度が第一の供給速度の0.9倍以下の場合に、薄膜蒸発器に加える熱量が少なくてすむため、モノマーの重合等が防止される傾向にある。 Here, the supply rate (second supply rate) of the second crude monomer product in the recovery step is slower than the supply rate (first supply rate) of the first crude crude product in the purification step. If the second feed rate is made slower than the first feed rate in this way, the distillation rate can be increased even if the distillation conditions by the thin film evaporator remain the same, and the large amount of monomer in the second monomer crude product can be increased. A portion is obtained as a second distillate. The second supply rate may be set so that the distillation rate in the recovery step is 1.2 to 1.7 times (preferably 1.3 to 1.5 times) the distillation rate in the purification step. The first supply rate is preferably 0.5 to 0.9 times, and more preferably 0.5 to 0.7 times. When the second supply rate is 0.5 times or more of the first supply rate, the time for the recovery process becomes longer and the productivity tends to be improved. On the other hand, when the second supply rate is 0.9 times or less of the first supply rate, the amount of heat applied to the thin film evaporator can be reduced, so that monomer polymerization or the like tends to be prevented.
第二の留出液は、薄膜蒸発器20から留出液排出ライン25を通じて排出される。そして、この回収工程の間、留出液排出ライン25と留出液回収ライン36が連通するように留出液切替器30を切り替えておくことで、第二の留出液を留出液回収ライン36を通じてバッファータンク50に投入することができる。
The second distillate is discharged from the
このバッファータンク50に投入された第二の留出液は、例えば、別バッチのモノマー粗製品(ここでは、第三のモノマー粗製品と呼ぶ)に混合して再度蒸留することができる。具体的には、別バッチの第三のモノマー粗製品が投入された供給タンク10に、ポンプ(不図示)等を用いて、第二の留出液を留出液再利用ライン55を通じて供給タンク10に投入することができる。こうすることで、別バッチの蒸留の際に第二の留出液も再度蒸留されることになり、モノマー精製品の収量をさらに高めることができる。
For example, the second distillate charged into the
一方、残渣として、高沸点不純物を含有する第二の缶出液が得られ、薄膜蒸発器20から缶出液排出ライン26を通じて排出される。そして、この精製工程の間、缶出液排出ライン26と高沸点不純物排出ライン46が連通するように缶出液切替器40を切り替えておくことで、高沸点不純物排出ライン46から第二の缶出液を取り出すことができる。第二の缶出液に含まれるモノマーは少量であるので、第二の缶出液を廃棄してもモノマーのロスを最小限に抑えることができる。
On the other hand, a second bottomed liquid containing high-boiling impurities is obtained as a residue and discharged from the
なお、回収工程を開始するタイミングは、精製工程において目的とする純度のモノマー精製品が得られなくなる前であればよい。例えば、精製工程で得られる第一の留出液の量が、精製工程開始時における第一のモノマー粗製品の量の70〜95質量%、好ましくは80〜90質量%になった時点で、回収工程を開始することができる。精製工程で得られる第一の留出液の量が第一のモノマー粗製品の量の70質量%より少なければ、精製工程におけるモノマー精製品の取得量が少なくなってしまう。一方、精製工程で得られる第一の留出液の量が第一のモノマー粗製品の量の95質量%より多ければ、精製工程において目的とする純度のモノマー精製品が得られなくなってしまう可能性がある。 In addition, the timing which starts a collection | recovery process should just be before it becomes impossible to obtain the monomer purity product of the target purity in a refinement | purification process. For example, when the amount of the first distillate obtained in the purification step becomes 70 to 95% by mass, preferably 80 to 90% by mass, based on the amount of the first monomer crude product at the start of the purification step, The recovery process can be started. If the amount of the first distillate obtained in the purification step is less than 70% by mass of the amount of the first monomer crude product, the amount of monomer purified product obtained in the purification step will be small. On the other hand, if the amount of the first distillate obtained in the purification step is more than 95% by mass of the amount of the first monomer crude product, it may be impossible to obtain a purified monomer product having the desired purity in the purification step. There is sex.
以下、本発明を2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品を用いて実施例および比較例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品と2−ヒドロキシエチルメタクリレート精製品の純度と高沸点不純物の濃度は、ガスクロマトグラフィーにより分析した。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail by an Example and a comparative example using 2-hydroxyethyl methacrylate crude product, this invention is not limited to these Examples. In addition, the purity of the 2-hydroxyethyl methacrylate crude product and the purified 2-hydroxyethyl methacrylate product and the concentration of high boiling impurities were analyzed by gas chromatography.
(メタクリル酸とエチレンオキサイドとの反応)
2Lの攪拌機付オートクレーブに原料であるメタクリル酸861質量部、触媒として酢酸クロム2.7質量部および重合防止剤としてハイドロキノン2.2質量部を仕込み、オートクレーブ容器を窒素置換し、加圧にてエチレンオキサイドを484質量部添加した。窒素にて系内をゲージ圧で300kPaに加圧した後、攪拌しながら油浴で徐々に昇温して、約1時間で75℃となるようにした。以降、加熱を調節して反応液を75℃に維持し、残存メタクリル酸量が0.5質量%に達したところ(反応時間:7.0時間)で、オートクレーブを水浴で冷却しながら減圧下で未反応エチレンオキサイドを除去した。系内が2kPaで30℃に到達してから15分保持した後、窒素にて常圧に戻した。
(Reaction of methacrylic acid with ethylene oxide)
A 2 L autoclave equipped with a stirrer was charged with 861 parts by mass of methacrylic acid as a raw material, 2.7 parts by mass of chromium acetate as a catalyst, and 2.2 parts by mass of hydroquinone as a polymerization inhibitor. 484 parts by mass of oxide was added. The inside of the system was pressurized to 300 kPa with nitrogen pressure with nitrogen, and then gradually heated in an oil bath with stirring so that the temperature reached 75 ° C. in about 1 hour. Thereafter, the reaction liquid was maintained at 75 ° C. by adjusting the heating, and when the amount of residual methacrylic acid reached 0.5% by mass (reaction time: 7.0 hours), the autoclave was cooled under a water bath under reduced pressure. To remove unreacted ethylene oxide. After the inside of the system reached 30 ° C. at 2 kPa, the system was held for 15 minutes, and then returned to normal pressure with nitrogen.
以上の方法により、2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品1290質量部を得た。2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品の純度は95.5質量%であり、高沸点不純物(ジエステル類やジアルキレングリコールモノエステル類)の濃度は4.1質量%であった。 By the above method, 1290 mass parts of 2-hydroxyethyl methacrylate crude products were obtained. The purity of the 2-hydroxyethyl methacrylate crude product was 95.5% by mass, and the concentration of high-boiling impurities (diesters and dialkylene glycol monoesters) was 4.1% by mass.
〔実施例1〕
前記2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品を第一のモノマー粗製品として用いて、図1に示した装置により精製した。
[Example 1]
The 2-hydroxyethyl methacrylate crude product was used as the first monomer crude product and purified using the apparatus shown in FIG.
(精製工程)
2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品1290質量部をモノマー粗製品投入ライン5経由で供給タンク10に投入した。そして、この供給タンク10からモノマー粗製品供給ライン15経由で薄膜蒸発器20に、定量ポンプを用いて、2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品を毎時155質量部で供給した。薄膜蒸発器の蒸発面は外部に100℃前後に加熱したシリコンオイルを供給することで加熱し、薄膜蒸発器内の圧力は0.13kPaに設定した。この時、留出液の留出速度は毎時81〜92質量部であった。薄膜蒸発器20において分離した、2−ヒドロキシエチルメタクリレート精製品はモノマー精製品排出ライン35から取り出した。一方、残渣として得られる2−ヒドロキシエチルメタクリレートおよび高沸点不純物を含有する缶出液は、冷媒として15℃の水を流したガラス製リービッヒ冷却管を用いて25〜30℃に冷却した後、缶出液排出ライン26と缶出液循環ライン45経由で供給タンク10に全て送液した。そして、供給タンク10において、缶出液と供給タンク内の液とを混合し、この混合液を薄膜蒸発器20に送液した。
(Purification process)
1290 parts by mass of crude 2-hydroxyethyl methacrylate was charged into the
そして、得られた2−ヒドロキシエチルメタクリレート精製品の量が、精製工程開始時における2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品の85質量%になるまで精製工程を行った。得られた2−ヒドロキシエチルメタクリレート精製品の純度は98質量%であった。 And the refinement | purification process was performed until the quantity of the obtained 2-hydroxyethyl methacrylate refined product became 85 mass% of the 2-hydroxyethyl methacrylate crude product at the time of a refinement | purification process start. The purity of the obtained 2-hydroxyethyl methacrylate purified product was 98% by mass.
(回収工程)
精製工程終了時、供給タンク10に残った2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品(第二のモノマー粗製品)を精製工程と同様の方法で薄膜蒸発器20に、毎時88質量部で供給した。この供給液を精製工程と同様の条件で蒸発させた。この時、留出液の留出速度は毎時64〜74質量部であった。薄膜蒸発器20において分離した留出液は、留出液排出ライン25と留出液回収ライン36経由でバッファータンク50に送液し、回収した。一方、残渣として得られる缶出液は、缶出液排出ライン26と高沸点不純物排出ライン46経由で排出した。そして、供給タンク10の液がなくなるまで回収工程を行った。
(Recovery process)
At the end of the purification step, the 2-hydroxyethyl methacrylate crude product (second monomer crude product) remaining in the
この回収工程により、回収工程開始時に供給タンク10に残存している2−ヒドロキシエチルメタクリレートのほとんどを留出液として回収することができた。
By this recovery process, most of 2-hydroxyethyl methacrylate remaining in the
〔実施例2〕
(精製工程)
実施例1の回収工程で得られた留出液を2バッチ目の2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品(第三のモノマー粗製品)に混合し、その混合物を第一のモノマー粗製品として用いた以外は、実施例1の精製工程と同様の条件で行った。得られた2−ヒドロキシエチルメタクリレート精製品の量は、実施例1の1.14倍であり、純度は97質量%であった。
[Example 2]
(Purification process)
The distillate obtained in the recovery step of Example 1 was mixed with the second batch of 2-hydroxyethyl methacrylate crude product (third monomer crude product), and the mixture was used as the first monomer crude product. Was performed under the same conditions as in the purification step of Example 1. The amount of the obtained 2-hydroxyethyl methacrylate purified product was 1.14 times that of Example 1, and the purity was 97% by mass.
(回収工程)
実施例1と同様に行った。この回収工程により、回収工程開始時に供給タンク10に残存している2−ヒドロキシエチルメタクリレートのほとんどを第二の留出液として回収することができた。
(Recovery process)
The same operation as in Example 1 was performed. By this recovery step, most of the 2-hydroxyethyl methacrylate remaining in the
〔比較例1〕
実施例1における精製工程と同様の条件で、回収工程を行わずに、供給タンク10の液がなくなるまで精製工程を行った。得られた2−ヒドロキシエチルメタクリレート精製品の純度は95質量%であった。
[Comparative Example 1]
The purification process was performed until the liquid in the
〔比較例2〕
回収工程の条件を精製工程と同様の条件で行ったこと以外は、実施例1と同様の条件で行った。得られた2−ヒドロキシエチルメタクリレート精製品の純度は98質量%であった。しかし、回収工程で得られる留出液の量は少なく、回収できた2−ヒドロキシエチルメタクリレートの量が少なかった。
[Comparative Example 2]
The recovery step was performed under the same conditions as in Example 1 except that the recovery step was performed under the same conditions as in the purification step. The purity of the obtained 2-hydroxyethyl methacrylate purified product was 98% by mass. However, the amount of distillate obtained in the recovery step was small, and the amount of 2-hydroxyethyl methacrylate recovered was small.
〔比較例3〕
回収工程において、薄膜蒸発器の蒸発面を140℃前後に加熱し、精製工程終了時、供給タンク10に残った2−ヒドロキシエチルメタクリレート粗製品(第二のモノマー粗製品)を毎時160質量部で薄膜蒸発器に供給したこと以外は、実施例1と同様の条件で行った。この時、留出液の留出速度は毎時112〜128質量部であった。しかし15分後薄膜蒸発器内に重合物がみられた。
[Comparative Example 3]
In the recovery process, the evaporation surface of the thin film evaporator is heated to around 140 ° C., and at the end of the purification process, the 2-hydroxyethyl methacrylate crude product (second monomer crude product) remaining in the
5 モノマー粗製品投入ライン
10 供給タンク
15 モノマー粗製品供給ライン
20 薄膜蒸発器
25 留出液排出ライン
26 缶出液排出ライン
30 留出液切替器
35 モノマー精製品排出ライン
36 留出液回収ライン
40 缶出液切替器
45 缶出液循環ライン
46 高沸点不純物排出ライン
50 バッファータンク
55 留出液再利用ライン
5 Monomer crude
Claims (3)
前記精製工程終了時に前記供給タンク内に存在する第二のモノマー粗製品を、第二の供給速度で薄膜蒸発器に供給して、前記モノマーおよび前記高沸点不純物を含有する第二の留出液と、前記高沸点不純物を含有する第二の缶出液とに分離する回収工程と
をこの順に有し、前記第二の供給速度が前記第一の供給速度より遅いモノマー精製品の製造方法であって、
前記モノマーがヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートであるモノマー精製品の製造方法。 A first monomer crude product containing monomers and higher boiling impurities present in the supply tank is fed to the thin film evaporator at a first feed rate to produce a first monomer product. After separating into a distillate and a first bottom liquid containing the monomer and the high-boiling impurities, the first bottom liquid is converted into a first monomer crude product present in the supply tank. A purification step of mixing;
A second distillate containing the monomer and the high-boiling impurities is supplied to the thin film evaporator at a second supply rate with the second monomer crude product present in the supply tank at the end of the purification step. And a recovery step of separating into a second bottomed liquid containing the high-boiling impurities in this order, wherein the second supply rate is a method for producing a purified monomer product that is slower than the first supply rate. There,
A method for producing a purified monomer product, wherein the monomer is hydroxyalkyl (meth) acrylate.
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