JPH0352843A

JPH0352843A - アクリル酸エステルの製造法

Info

Publication number: JPH0352843A
Application number: JP1187265A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kamioka; 正敏上岡; Shoichi Matsumoto; 正一松本; Hiroshi Yoshida; 紘吉田; Masao Baba; 馬場　将夫
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH0699365B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はアクリル酸エステルの製造法に関する。

更に詳しく述べると、アクリル酸と、炭素数５〜８の低
級脂肪族アルコールまたは脂環式アルコールとをエステ
ル化反応ざせることからなるアクリル酸エステルの製造
法に関する。

［従来の技術］従来、アクリル酸エステルを連続的に製造するに際して
、アクリル酸とアルコールとを反応器にて硫酸，リン酸
等の鉱酸や強酸性陽イオン交換樹脂のエステル化触媒を
用いて反応させ、軽沸点物分離塔にて反応生成物を蒸留
して生成アクリル酸エステルを主成分とする高沸点分と
、未反応アルコール，アクリル酸および生成水を主成分
とする低沸点分とに分離し、前者からはアクリル酸エス
テルを分離・精製する一方、後者からは未反応アルコー
ルおよびアクリル酸を回収して反応器へ循環する操作が
行なわれている。

硫酸，リン酸等の鉱酸をエステル化触媒として用いる方
法（特公昭５２−５７１１６号公報）では、腐食性の高
い鉱酸を用いるので耐食性の機器材質を選定せざるをえ
ず、機器が高価になると同時に、廃液中に含まれる鉱酸
を無害化する廃液処理も繁雑となる欠点を有する。

一方、強酸性陽イオン交換樹脂をエステル化触媒として
用いる方法（特公昭６２−３９１５０号公報）では、樹
脂の劣化に伴って転化率が低下すると、アクリル酸エス
テル収量を確保するためにはエステル化反応器への供給
量を増さざるを得す、回収・循環される未反応アルコー
ルおよびアクリル酸の量も次第に多くなり、ついには装
置の蒸留能力の限界に達したところで運転を停止して触
媒交換が行なわれている。この方法では上述の鉱酸をエ
ステル化触媒として用いる方法のような欠点は起こらな
い。しかし、回収・循環される未反応アルコ一ルおよび
アクリル酸の量が多くなるのに伴ってエステル化反応器
での液組成も変化し、樹脂が膨潤または収縮を起こし場
合によっては割れが起こったりし、このこともまた樹脂
寿命を短くする要因となっている。

［発明が解決しようとする課題］本発明の目的はこのような従来法の欠点を改善すること
にある。即ち安価な機器材質を用い、廃液処理費用を削
減し、長期間の連続運転が可能になるように樹脂寿命を
維持するアクリル酸エステルの製造法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］本発明者等は鋭意検討の結果、アクリル酸と炭素数５〜
８の低級脂肪族アルコールまたは脂環式アルコールを強
酸性陽イオン交換樹脂を触媒としてエステル化反応させ
る際に、アクリル酸の転化率が常に一定になる様に反応
温度を調節しながらエステル化反応させることによって
、軽沸点物分離塔を安定した状態で運転でき、エステル
化反応器に循環する循環液量が安定し、反応器の入口液
組成も安定し、前記本発明の目的を達成できることを見
出した。即ち本発明はアクリル酸と、炭素数５〜８の低
級脂肪族アルコールまたは脂環式アルコールとをエステ
ル化反応器に供給し、該反応器にて強酸性陽イオン交換
樹脂を触媒としてアクリル酸の転化率が常に一定になる
様に反応温度を調節しながらエステル化反応させ、得ら
れた反応生成物を軽沸点物分離塔に導いて、軽沸点物分
離塔の塔底から実質的に全量のアクリル酸エステルを含
む液を抜きだす一方、軽沸点物分離塔の塔頂からアルコ
ール，アクリル酸および水を留出させて水相とアルコー
ルおよびアクリル酸を含む有機相とに分離させ、有機相
を循環液としてエステル化反応器に循環させることを特
徴とするアクリル酸エステルの製造法である。以下に本
発明を更に詳しく説明する。

本発明で使用するアクリル酸は粗製アクリル酸及び精製
アクリル酸のいずれも使用可能であり、エステル化反応
後、軽沸点物分離塔から回収される未反応アクリル酸も
循環再使用される。

炭素数５〜８の低級の脂肪族アルコールまたは脂環式ア
ルコールの具体例としては２−エチルーヘキサノール，
シクロヘキサノール等が挙げられ、これらは直鎖状のも
のであっても分岐を有するものであっても良い。また、
エステル化反応後、軽沸点物，分離塔から回収ざれる未
反応アルコールも循環再使用される。

本発明ではエステル化反応用の触媒として強酸性陽イオ
ン交換樹脂を用いる。多孔質またはゲルタイプの樹脂が
使用可能であるが多孔質タイプの樹脂が好適に用いられ
る。特に粗製アクリル酸を使用する場合には耐有機汚染
性に優れた多孔質タイプの樹脂を使用するのが好ましい
。多孔質の強酸性陽イオン交換樹脂としては架橋度２〜
１６％．ポロシティ０．　　１〜１．　　０ｍｌ／ｇ，
　　平均細孔径１００〜６００Ａのものが好ましく使用
でき、具体例としてはＣ−２６Ｃ　（デュオライト社製
），ＰＫ−２０８，ＰＫ−２１６．ＰＫ−２２８　（三
菱化成社製），ＭＳＣ−１．８８　（ダウ社製），アン
パーリスト−１６（ローム　アンド　八一ス社！！）．
ＳＰＣ−１０８，ＳＰＣ−１１２　（バイエル社製）な
どが挙げられる。

エステル化反応は反応器入口液、出口液の組成を分析す
るなどしてアクリル酸の転化率を監視し、該転化率が常
に一定になる様に反応温度を調節しながら行なわ゛れる
。ｔＪｆましくは運転を開始して定常状態に達したとき
のアクリル酸の転化率を基準として±５％以内、より好
ましくは±３％以内の範囲に納まる転化率とする。

エステル化反応は、目的とするエステル化反応によって
異なるが、通常５０〜１１０℃の範囲で行なわれる。ま
た、エステル化反応は液相にて行なわへ　反応型式とし
ては流動床、固定床いずれでもよい。

エステル化反応においては、通常行われているように、
重合禁止剤を用いることができる。使用される重合禁止
剤としては例えばハイドロキノン，メトキシハイドロキ
ノン，フエノチアジン，ヒドロキシルアミン，フエニレ
ンジアミンなどが挙げられる。なお、反応を分子状酸素
の存在下で行うと重合禁止剤の効果を更に高めることが
できる。

このようにして得られたエステル化反応生成物は軽沸点
物分離塔に導いて蒸留し、塔底から実質的に全量の生成
アクリル酸エステルを主成分として含む高沸点分を抜き
出し、更に精製工程を経てアクリル酸エステル製品を得
る。

一方、軽沸点物分離塔塔頂からは未反応アルコール，ア
クリル酸および生成水を主成分とする低沸点分を留出，
凝縮させ、水相とアルコールおよびアクリル酸を主成分
とする有機相とに分離させる。有機相を回収して循環液
として反応器へ循環する。ここで、エステル化反応を進
めるうえでは該循環液組成はアクリル酸エステルおよび
水を減らしアルコールおよびアクリル酸を増やす方が有
利になる。従って循環液は、目的とするエステル，反応
条件によっても異なるが、アルコールおよびアクリル酸
の濃度の和が５０重量％以上、より好ましくは６０重量
％以上、また水の濃度が５重量％以下、より好ましくは
２重量％以下であるのが望ましい。また、エステル化反
応器に循環させる循環液量は多すぎても少なすぎてもエ
ステル化反応に必要な樹脂量が増却するので好ましくな
い。

循環液量は新規供給量に対して１〜５倍量が適切である
。

軽沸点物分離塔においても重合禁止剤を用いることがで
きる。使用される重合禁止剤としてはエステル化反応に
関して例示したと同様のものが挙げられる。分子状酸素
の存在下で行うと重合禁止剤の効果を更に高めることが
できることも同様である。

次に、本発明の好適な実施態様を例示する第１図に従っ
て更に詳しく説明する。

ライン１よりアクリル酸、ライン２よりアルコール、ラ
イン７より循環液を供給し、これら混合物を多孔質の強
酸性陽イオン交換樹脂を充填したエステル化反応器１０
１に供給する。エステル化反応器１０１において、反応
器入口３および出口４の液を分析してアクリル酸の転化
率を監視し、該転化率が常に一定になる様に反応温度を
調節しながらエステル化反応を行う。

生成エステル．未反応アクリル酸．未反応アルコールお
よび生成水からなるエステル化反応生成物をエステル化
反応器１０１の出口４から抜き出し、軽沸点物分離塔１
０２に供給して蒸留する。

軽沸点物分離塔１０２の塔底から実質的に全量の生成ア
クリル酸エステルを含む液を抜き出し、ライン５を経て
図示していない精製工程に導かへアクリル酸エステル製
品を得る。

一方、軽沸点物分離塔１０２の塔頂からは未反応アルコ
ール，アクリル酸および生成水が留出，凝縮し、受Ｍ１
０３にて水相とアルコールおよびアクリル酸を主成分と
する有機相とに二相分離する。有機相を循環液としてラ
イン７よりエステル化反応器１０１へ循環する。水相は
ライン６より抜き出し、図示していないアルコール回収
工程または廃水処理工程に送る。

本発明においては、エステル化反応はアクリル酸の転化
率が常に一定になる様に行なわれるので、エステル化反
応生成物の組成は安定しており、軽沸点物分離塔１０２
の運転条件も安定して行なわれる。即ち、軽沸点物分離
塔１０２の操作温度は一定し、循環液として反応器に循
環される有機相の組成・量とも一定している。

［実施例］更に、本発明を以下の実施例によって詳しく説明する。

なお、各実施例は第１図の装置を用いて行ない、アクリ
ル酸の転化率はエステル化反応器入口液、出口液のアク
リル酸濃度を分析して下記式に従って計算した。

アクリル酸の転化率＝第１図の装置を用い、純度９９．７重量％のアクリル酸
および２−エチルヘキサノールを原料とし、エステル化
反応器に多孔質の陽イオン交換樹脂１５Ｑを充填してア
クリル酸２−エチルヘキシルの製造を行なった。運転開
始時（運転を開始して定常状態に達したとき）及び運転
開始から７ケ月後の状況は第１表に示したとおりであっ
た。

第１表運転中、反応器でのアクリル酸の転化率を一定に保つ為
に樹脂の経時劣化に伴い反応温度を徐々に上昇させた結
果、７ケ月間の連続運転後反応温度は９４℃となったが
この間の反応温度の上昇割合はほぼ一定であった。また
、運転中はアクリル酸の転化率、エステル化反応生成物
の組成、軽沸点物分離塔の塔底温度、循環液の組成・量
などは安定していた。

ｔ栓員ユ運転中、反応温度を９４℃に保った以外は実施例１と同
様にしてアクリル酸２−エチルヘキシルの製造を実施し
た。その結果、樹脂の経時劣化が起こり，アクリル酸の
転化率は徐々に低下した。

回収・循環される未反応アルコールおよびアクリル酸の
量が多くなるのに伴い、軽沸点物分離塔の塔底濡度は徐
々に上昇して４．５ケ月間で連続運転を停止せざるをえ
なかった。運転を開始して定常状態に達したときのアク
リル酸の転化率は７７．３％であったのが運転停止時に
は３８．５％に低下しており、実施例１に比べて樹脂寿
命は明らかに短く、単位樹脂体積当りの総生産量も少な
かった。

［発明の効果］本発明によればアクリル酸の転化率が常に一定になる様
にエステル化反応させるので、軽沸点物分離塔の運転条
件も安定しており、軽沸点物分離塔での塔底温度上昇に
よる重合物生成量の増加もなく、また軽沸点物分離塔塔
頂から回収され循環液としてエステル化反応器に循環さ
れる有機相の組成・量とも一定するのでエステル化反応
器の入口液組成も一定であり、その結果樹脂の膨潤，収
縮，割れなどの問題を防いで樹脂寿命を長く維持するこ
とができ、前記本発明の目的が達成される。

本発明においては、反応器の温度が規定の温度に・達し
た時点をもって触媒の寿命とし、触媒交換を行なう。本
発明によれば、新たに充填された触媒が寿命に到達した
として交換されるまでの単位触媒量当りの生産量は前記
従来の方法に比べて多い値が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施態様を例示するローシ一ト
図を表わす。１０１・・・エステル化反応器１０２・・・軽沸点物分ａ塔１０３・・・受器１・・・アクリル酸供給ライン２・・・アルコール供給ライン３・・・エステル化反応器入口４・・・エステル化反応器出口５・・・軽沸点物分離塔塔底液抜き出しライ６・・・水
相抜き出しライン７・・・循環液供給ラインフン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アクリル酸と、炭素数５〜８の低級脂肪族アルコ
ールまたは脂環式アルコールとをエステル化反応器に供
給し、該反応器にて強酸性陽イオン交換樹脂を触媒とし
てアクリル酸の転化率が常に一定になる様に反応温度を
調節しながらエステル化反応させ、得られた反応生成物
を軽沸点物分離塔に導いて、軽沸点物分離塔の塔底から
実質的に全量のアクリル酸エステルを含む液を抜きだす
一方、軽沸点物分離塔の塔頂からアルコール、アクリル
酸および水を留出、凝縮させて水相とアルコールおよび
アクリル酸を含む有機相とに分離させ、有機相を循環液
としてエステル化反応器に循環させることを特徴とする
アクリル酸エステルの製造法。
（２）循環液中のアルコールおよびアクリル酸の濃度の
和が５０重量％以上、水の濃度が５重量％以下であり、
かつエステル化反応器に新規に供給される原料液の量に
対する循環液の量が１〜５倍量である請求項（１）に記
載の方法。