KR20120031040A - Process for preparing alkyl (meth)acrylate - Google Patents

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KR20120031040A
KR20120031040A KR1020120023428A KR20120023428A KR20120031040A KR 20120031040 A KR20120031040 A KR 20120031040A KR 1020120023428 A KR1020120023428 A KR 1020120023428A KR 20120023428 A KR20120023428 A KR 20120023428A KR 20120031040 A KR20120031040 A KR 20120031040A
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고준석
김현규
백세원
조동현
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주식회사 엘지화학
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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of alkyl(meth)acrylate is provided to have high recycle and reuse rate of a catalyst, to prevent pipe clogging phenomenon, and to the amount of reduce waste catalyst. CONSTITUTION: A manufacturing method of alkyl(meth)acrylate comprises: a step of esterification reacting a reactant comprising (meth)acrylic acid and alkanol under the presence of organic acidic catalyst; a step of purifying the reaction product in a distillation column in which a heat flow reboiler is equipped in bottom; a step of collecting top discharge liquid containing alkyl(meth)acrylate and water in the top of the distillation column, and collecting bottom discharge liquid containing addition product with high boiling point and water in the bottom of the distillation column; and a step of recirculating the separated water for re-using for the esterification.

Description

알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법{PROCESS FOR PREPARING ALKYL (METH)ACRYLATE}Production method of alkyl (meth) acrylate {PROCESS FOR PREPARING ALKYL (METH) ACRYLATE}

본 발명은 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing alkyl (meth) acrylates.

일반적으로 알킬(메트)아크릴레이트는 산 촉매의 존재 하에 (메트)아크릴산과 알칸올의 에스테르화 반응을 통해 제조된다. 상기 에스테르화 반응은 평형 반응이기 때문에 생성되는 물을 반응기 밖으로 제거함으로써 반응 평형을 정반응 쪽으로 이동시켜 알킬(메트)아크릴레이트로의 전환율을 높일 수 있다.Generally alkyl (meth) acrylates are prepared via esterification of (meth) acrylic acid with alkanols in the presence of an acid catalyst. Since the esterification reaction is an equilibrium reaction, by removing the generated water out of the reactor, the reaction equilibrium can be shifted to the forward reaction to increase the conversion to alkyl (meth) acrylate.

상기 에스테르화 반응에 사용되는 산 촉매는 일반적으로 황산 등의 무기산, 알칸술폰산 등의 유기산, 이온교환수지 등이 사용된다.As the acid catalyst used in the esterification reaction, inorganic acids such as sulfuric acid, organic acids such as alkanesulfonic acid, and ion exchange resins are generally used.

그 중 황산을 촉매로 사용할 경우 부식성이 높기 때문에 반응기 벽면을 내부식성 재료로 처리하여야 하고, 연속식 반응기가 아닌 회분식 반응기를 이용하여 에스테르화 반응을 진행해야 하고, 반응을 완료한 후에 염기성 물질로 중화시키는 방법으로 촉매를 제거해야 하며, 이때 다량의 물이 필요하게 되어 폐수 처리 비용이 가중되는 등의 문제점이 있다.Since sulfuric acid is used as a catalyst, it is highly corrosive, so the wall of the reactor should be treated with a corrosion resistant material, and the esterification reaction should be carried out using a batch reactor rather than a continuous reactor, and neutralized with a basic substance after the reaction is completed. The catalyst must be removed in such a way that, in this case, a large amount of water is required, thereby increasing the cost of wastewater treatment.

한편, 촉매로 이온교환수지를 사용할 경우, 일반적으로 90 ℃ 이상의 온도에서는 촉매의 활성이 급격하게 떨어지기 때문에 반응 온도를 90 ℃ 이상으로 높일 수 없고, 그에 따라 상대적으로 낮은 온도에서 반응을 수행하기 때문에 반응속도가 저하되어 전체적인 반응의 전환율이 낮아지게 된다. 이로 인하여 미반응 물질의 반응기로의 재순환량이 증가하여 공정 효율이 감소하고, 촉매를 주기적으로 교체해야 하는 등 생산성이 떨어지지는 문제점이 있다.On the other hand, when the ion exchange resin is used as a catalyst, since the activity of the catalyst is generally drastically decreased at a temperature of 90 ° C. or higher, the reaction temperature cannot be increased to 90 ° C. or higher, and thus the reaction is performed at a relatively low temperature. The reaction rate is lowered and the conversion rate of the overall reaction is lowered. As a result, the amount of recycled unreacted materials to the reactor is increased, thereby reducing process efficiency and reducing productivity, such as the need to periodically replace the catalyst.

한편, 촉매로 유기산을 사용하는 경우 부식성이 황산 등의 무기산 촉매에 비하여 낮기 때문에 다양한 재질의 반응기나 컬럼을 사용할 수 있으며, 반응 후 별도의 염처리 없이 정제 공정을 연속적으로 수행할 수 있다. On the other hand, when the organic acid is used as a catalyst, since the corrosiveness is lower than that of the inorganic acid catalyst such as sulfuric acid, reactors or columns of various materials can be used, and the purification process can be continuously performed without additional salt treatment after the reaction.

그러나 유기산 촉매는 황산 등의 무기산 촉매에 비하여 가격이 수 배에서 수십 배까지 높아 제조 원가의 상승 요인이 되고 있다. 또한, 촉매로 유기산을 사용하는 경우, 상기 촉매가 에스테르화 반응의 부반응 생성물인 고비점 부가생성물 등과 혼합되면서 타르와 같은 물질이 생성되어 반응기나 증류탑 등의 열 교환기 벽면에 침적되어 열 교환을 방해하거나 고비점 부가생성물 분해 반응기 등에서 배관 막힘 현상을 유발할 수 있다.However, the price of organic acid catalyst is several times to several tens of times higher than that of inorganic acid catalyst such as sulfuric acid, which increases the manufacturing cost. In addition, when an organic acid is used as a catalyst, the catalyst is mixed with a high boiling point adduct, which is a side reaction product of an esterification reaction, to generate a tar-like material, which is deposited on a wall of a heat exchanger such as a reactor or a distillation column to hinder heat exchange. High boiling point adduct decomposition may cause pipe blockage in the reactor.

그리고 유기산 촉매의 일부는 중물질과 함께 폐오일로 배출되는데, 배출되는 촉매의 양만큼 에스테르화 반응기에 보충해주어야 하기 때문에, 배출되는 촉매의 양을 최소화할 필요가 있다. 또한, 상기 폐오일을 소각하여 스팀으로 에너지의 일부를 회수하는데, 유기산 촉매가 포함된 폐오일의 경우 소각시 환경 문제를 유발할 수 있기 때문에, 소각 전에 염 처리 등의 전처리를 해야 하며, 소각 후에도 황산화물을 별도로 처리해야 하는 등의 문제점이 있다.In addition, some of the organic acid catalyst is discharged into the waste oil together with the heavy material. Since the amount of the catalyst has to be replenished into the esterification reactor, it is necessary to minimize the amount of the emitted catalyst. In addition, the waste oil is incinerated to recover some of the energy with steam. Waste oil containing an organic acid catalyst may cause environmental problems during incineration, and thus, pretreatment such as salt treatment should be performed before incineration, and sulfuric acid may be incinerated. There are problems such as the need to handle the cargo separately.

그에 따라, 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 공정에서 유기산 촉매의 회수 및 재사용률을 높이고, 최종적으로 폐기되는 유기산 촉매의 양을 줄일 수 있는 방법에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 그 정도가 아직 미흡한 실정이다.Accordingly, various studies have been made on how to increase the recovery and reuse rate of the organic acid catalyst and reduce the amount of the organic acid catalyst finally discarded in the process of preparing alkyl (meth) acrylate, but the degree is still insufficient. It is true.

본 발명은 유기산 촉매를 사용한 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법에 있어서, 촉매의 회수 및 재사용률이 높이면서도, 고비점 부가생성물 분해 반응기에서의 배관 막힘 현상을 예방할 수 있고, 최종적으로 폐기되는 촉매의 양을 줄일 수 있는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing an alkyl (meth) acrylate using an organic acid catalyst, while increasing the recovery and reuse rate of the catalyst, it is possible to prevent the blockage of the pipe in the high boiling point addition product decomposition reactor, and finally discarded catalyst It provides a method for producing an alkyl (meth) acrylate that can reduce the amount of.

본 발명은The present invention

(메트)아크릴산과 알칸올을 포함하는 반응물을 유기산 촉매 존재 하에 전환율 70 % 이상으로 에스테르화 반응시키는 단계;Esterifying the reactant comprising (meth) acrylic acid and alkanol with conversion of at least 70% in the presence of an organic acid catalyst;

상기 에스테르화 반응의 반응 생성물을 열류 공급부(reboiler)가 하단에 구비된 증류탑에 공급하여 정제하는 단계;Supplying and purifying the reaction product of the esterification reaction to a distillation column having a heat flow reboiler at the bottom;

상기 증류탑의 상부에서 알킬(메트)아크릴레이트 및 물을 포함하는 상부 배출액을 회수하고, 상기 증류탑의 하부에서 고비점 부가생성물 및 물을 포함하는 하부 배출액을 회수하는 단계;Recovering an upper effluent including alkyl (meth) acrylate and water in the upper part of the distillation column, and recovering a lower effluent including high boiling point adduct and water in the lower part of the distillation column;

상기 증류탑의 하부 배출액을 물층과 유기층으로 분리하는 단계; 및Separating the bottom discharge liquid of the distillation column into a water layer and an organic layer; And

상기 하부 배출액에서 분리된 물층을 상기 에스테르화 반응에 사용되도록 재순환시키는 단계를 포함하고, 상기 각각의 단계는 연속적으로 일어나며, Recycling the water layer separated from the bottom effluent to be used in the esterification reaction, wherein each step occurs continuously,

상기 증류탑의 하부 배출액에 포함된 물은 배출액 전체 중량에 대하여 2 내지 25 중량%인 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법을 제공한다.The water contained in the bottom discharge liquid of the distillation column provides a method for producing alkyl (meth) acrylate is 2 to 25% by weight based on the total weight of the discharge liquid.

상기 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법은 상기 증류탑 상부로 배출되는 배출액에 포함된 물의 중량 대비 1.01 내지 1.20 배의 물을 증류탑 상부에서 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of preparing the alkyl (meth) acrylate may further include supplying 1.01 to 1.20 times of water from the top of the distillation column relative to the weight of water contained in the discharge liquid discharged to the top of the distillation column.

또한, 상기 증류탑 상부의 압력과 상기 열류 공급부 내의 액의 온도는 각각 130 Torr 이상 170 Torr 미만 및 65 내지 90 ℃; 170 Torr 이상 200 Torr 미만 및 70 내지 95 ℃; 또는 200 Torr 이상 230 Torr 미만 및 75 내지 100 ℃로 운전할 수 있다.In addition, the pressure of the top of the distillation column and the temperature of the liquid in the heat flow supply unit are 130 Torr or more and less than 170 Torr and 65 to 90 ℃, respectively; 170 Torr or more and less than 200 Torr and 70 to 95 ° C; Or 200 Torr or more and less than 230 Torr and 75 to 100 ° C.

또한, 상기 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법은 상기 증류탑 상부의 압력과 상기 열류공급부 내의 액의 온도는 각각 130 Torr 이상 170 Torr 미만 및 65 내지 90 ℃, 170 Torr 이상 200 Torr 미만 및 70 내지 95 ℃, 또는 200 Torr 이상 230 Torr 미만 및 120 내지 140 ℃로 운전하고; 상기 증류탑 상부로 배출되는 배출액에 포함된 물의 중량 대비 1.01 내지 1.20 배의 물을 증류탑 상부에서 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method of producing the alkyl (meth) acrylate is the pressure of the top of the distillation column and the temperature of the liquid in the heat flow supply unit is 130 Torr or more and less than 170 Torr and 65 to 90 ℃, 170 Torr or more and less than 200 Torr and 70 to 95, respectively Or 200 Torr or more and less than 230 Torr and 120 to 140 ° C; The method may further include supplying 1.01 to 1.20 times the amount of water from the top of the distillation column relative to the weight of the water contained in the discharge liquid discharged to the top of the distillation column.

또한, 상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 물층에는 상기 에스테르화 반응에 공급되는 유기산 촉매의 50 중량% 이상이 포함될 수 있다.In addition, the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column may include at least 50% by weight of the organic acid catalyst supplied to the esterification reaction.

또한, 본 발명에 따른 제조 방법은 상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 유기층을 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급하여 분해 반응시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다.In addition, the manufacturing method according to the present invention may further include a step of supplying the organic layer separated from the bottom discharge of the distillation column to the high boiling point addition product decomposition reactor for the decomposition reaction.

상기 분해 반응은 온도 120 내지 220 ℃, 압력 30 내지 760 Torr 의 조건 하에서 진행될 수 있다. 또한, 이 때 분해 반응의 체류 시간은 그 구성의 한정은 없으나, 반응물의 공급 속도 등을 고려하여, 체류시간 1 내지 40 시간일 수 있다.The decomposition reaction may be carried out under the conditions of temperature 120 to 220 ℃, pressure 30 to 760 Torr. In this case, the residence time of the decomposition reaction is not limited in its configuration, but may be 1 to 40 hours residence time in consideration of the feed rate of the reactants.

또한, 본 발명에 따른 제조 방법은 상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 물층의 일부를 상기 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 이때, 상기 분해 반응기 내에 포함되어 있는 촉매는 상기 분해 반응기에 공급되는 반응액 전체 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%로 포함되도록 할 수 있다.In addition, the production method according to the present invention may further comprise the step of supplying a portion of the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column to the high boiling point adduct decomposition reactor. In this case, the catalyst included in the decomposition reactor may be included in 0.01 to 5% by weight based on the total weight of the reaction solution supplied to the decomposition reactor.

또한, 본 발명에 따른 제조 방법은 상기 분해 반응의 상부 배출액을 상기 에스테르화 반응 단계로 재순환시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 또는 상기 분해 반응의 상부 배출액을 상기 에스테르화 반응 생성물의 정제 단계로 재순환시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다.In addition, the production method according to the present invention may further comprise the step of recycling the top discharge of the decomposition reaction to the esterification step. Or recycling the upper effluent of the decomposition reaction to the purification step of the esterification reaction product.

또한, 상기 고비점 부가생성물 분해 반응기의 하부 배출액에 포함된 촉매는 하부 배출액의 전체 중량에 대하여 10 중량% 이하일 수 있다.In addition, the catalyst contained in the bottom discharge liquid of the high boiling point adduct decomposition product may be 10% by weight or less based on the total weight of the bottom discharge liquid.

한편, 에스테르화 반응은 직렬로 연결된 1 개 이상의 연속식 반응기에서 진행될 수 있다. 이때, 상기 연속식 반응기의 각각의 상부로부터 배출된 물을 정제하는 물 분리탑을 추가로 포함할 수 있다.On the other hand, the esterification reaction can be carried out in one or more continuous reactors connected in series. At this time, it may further include a water separation tower for purifying the water discharged from the top of each of the continuous reactor.

또한, 상기 에스테르화 반응은 온도 70 내지 150 ℃ 및 압력 50 내지 760 Torr의 조건 하에서 진행될 수 있다.In addition, the esterification reaction may be carried out under the conditions of temperature 70 to 150 ℃ and pressure 50 to 760 Torr.

상기 에스테르화 반응 단계에서 반응물에 포함되는 (메트)아크릴산에 대한 알칸올의 몰비는 1.05 내지 5 일 수 있다. 또한, 상기 에스테르화 반응 단계에서 유기산 촉매의 함량은 상기 반응물의 전체 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%일 수 있다.The molar ratio of alkanol to (meth) acrylic acid included in the reactant in the esterification step may be 1.05 to 5. In addition, the content of the organic acid catalyst in the esterification step may be 0.01 to 5% by weight based on the total weight of the reactant.

한편, 상기 알칸올은 탄소수 4 내지 8의 알칸올일 수 있다. On the other hand, the alkanol may be an alkanol having 4 to 8 carbon atoms.

또한, 상기 유기산 촉매는 알칸술폰산 및 아릴술폰산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In addition, the organic acid catalyst may be at least one selected from the group consisting of alkanesulfonic acid and arylsulfonic acid.

본 발명에 따른 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법은 촉매의 회수 및 재사용률이 높으면서도, 고비점 부가생성물 분해 반응기에서의 유동성을 확보하여 배관 막힘 현상을 예방할 수 있고, 최종적으로 폐기되는 촉매의 양을 줄일 수 있는 장점이 있다.The method for preparing alkyl (meth) acrylate according to the present invention, while having a high recovery and reuse rate of the catalyst, can secure the fluidity in the high-boiling addition product decomposition reactor to prevent pipe blockage, and finally There is an advantage to reduce the amount.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.1 is a process diagram schematically showing a manufacturing process of an alkyl (meth) acrylate according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 구현예들에 따른 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for preparing alkyl (meth) acrylate according to embodiments of the present invention will be described.

그에 앞서, 본 명세서 전체에서 명시적인 언급이 없는 한, '(메트)아크릴산'이라 함은 아크릴산(acrylic acid) 또는 메타크릴산(methacrylic acid)을 통칭하는 것으로 정의하고; '알킬(메트)아크릴레이트'이라 함은 알킬 아크릴레이트(alkyl acrylate) 또는 알킬 메타크릴레이트(alkyl methacrylate)를 통칭하는 것으로 정의한다.Prior to this, unless otherwise stated throughout the specification, '(meth) acrylic acid' is defined as collectively acrylic acid or methacrylic acid; 'Alkyl (meth) acrylate' is defined as collectively referred to as alkyl acrylate or alkyl methacrylate.

또한, '반응물(reactant)'이라 함은 에스테르화 반응을 위한 (메트)아크릴산 및 알칸올의 혼합물을 포함하는 것으로 정의하며; '전환율'은 상기 반응물 중 한정 반응물(limiting reactant)의 공급량에 대한 반응량을 백분율로 나타낸 것을 의미한다.In addition, the term 'reactant' is defined as including a mixture of (meth) acrylic acid and alkanol for the esterification reaction; 'Conversion rate' refers to the reaction amount expressed as a percentage of the supply of the limiting reactant (limiting reactant) of the reactants.

그리고, '반응 생성물'은 상기 에스테르화 반응 후 생성된 알킬(메트)아크릴레이트 이외에도, 부가생성물, 미반응 반응물 및 촉매 등을 포함하는 것으로 정의한다.In addition, the 'reaction product' is defined as including an adduct, an unreacted reactant, a catalyst, and the like, in addition to the alkyl (meth) acrylate produced after the esterification reaction.

또한, '고비점 부가생성물(high boiling materials)'이라 함은 반응물과 생성물, 또는 반응물 간의 마이클 반응(Michael reaction; Michael addition)에 의해 생성되는 부가물(Michael adducts)을 총칭하는 것으로서, 비점이 목적하는 알킬(메트)아크릴레이트에 비하여 높은 물질을 의미한다.In addition, the term 'high boiling materials' refers to a mixture of reactants and products, or adducts produced by Michael reaction (Michael reaction) between reactants. It means a material that is higher than the alkyl (meth) acrylate.

또한, '중물질(heavies)'이라 함은 상기 고비점 부가생성물, 알킬(메트)아크릴레이트 제조 공정에 사용되는 촉매, 중합 방지제 및 기타 중합물 등의 혼합물을 의미한다.
In addition, the term 'heavies' refers to a mixture of the high boiling point adduct, the catalyst used in the alkyl (meth) acrylate manufacturing process, the polymerization inhibitor and other polymers.

본 발명자들은 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 에스테르화 반응 생성물을 증류탑에 공급하여 정제하는 단계에서 알킬(메트)아크릴레이트가 알칸올 및 물과 공비를 이루는 성질을 이용하여, 상기 증류탑의 상부로 공급하는 환류액 중 물의 양을 증류탑 상부에서 회수하는 물의 양보다 많게 공급하거나, 정제 단계에서 증류탑의 압력 범위에 따른 증류탑의 열류 공급부 내의 액의 온도를 특정 범위로 조절하거나, 또는 상기 두 가지 조건을 동시에 만족시킬 경우, 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 양을 특정 범위로 조절할 수 있고, 그에 따라 상기 하부 배출액이 물층과 유기층으로 용이하게 분리될 수 있어, 상기 물층에 포함된 유기산 촉매를 효과적으로 회수함에 따라 촉매의 폐기량을 최소화할 수 있으며, 또한 고비점 부가생성물 분해 반응기에서의 유동성을 확보하여 배관 막힘 현상도 예방할 수 있다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention, in the course of studying the method for producing alkyl (meth) acrylate, the alkyl (meth) acrylate azeotrope with the alkanol and water in the step of purifying the esterification reaction product to the distillation column By using, the amount of water in the reflux supplied to the top of the distillation column is supplied more than the amount of water recovered from the top of the distillation column, or the temperature of the liquid in the heat flow supply of the distillation column according to the pressure range of the distillation column in the purification step to a specific range Or, if the two conditions are satisfied at the same time, the amount of water contained in the bottom discharge liquid of the distillation column can be adjusted to a specific range, so that the bottom discharge liquid can be easily separated into the water layer and the organic layer, By effectively recovering the organic acid catalyst included in the water layer, it is possible to minimize the waste of the catalyst, In addition, the present invention was completed by confirming that it is possible to prevent the blockage of the pipe by securing fluidity in the high-boiling addition product decomposition reactor.

이와 같은 본 발명은, 일 구현예에 따라,Such the present invention, according to one embodiment,

(메트)아크릴산과 알칸올을 포함하는 반응물을 유기산 촉매 존재 하에 전환율 70 % 이상으로 에스테르화 반응시키는 단계;Esterifying the reactant comprising (meth) acrylic acid and alkanol with conversion of at least 70% in the presence of an organic acid catalyst;

상기 에스테르화 반응의 반응 생성물을 열류 공급부(reboiler)가 하단에 구비된 증류탑에 공급하여 정제하는 단계;Supplying and purifying the reaction product of the esterification reaction to a distillation column having a heat flow reboiler at the bottom;

상기 증류탑의 상부에서 알킬(메트)아크릴레이트 및 물을 포함하는 상부 배출액을 회수하고, 상기 증류탑의 하부에서 고비점 부가생성물 및 물을 포함하는 배출액을 회수하는 단계;Recovering an upper effluent including alkyl (meth) acrylate and water at the top of the distillation column, and recovering an effluent including high boiling point adduct and water at the bottom of the distillation column;

상기 증류탑의 하부 배출액을 물층과 유기층으로 분리하는 단계; 및Separating the bottom discharge liquid of the distillation column into a water layer and an organic layer; And

상기 하부 배출액에서 분리된 물층을 상기 에스테르화 반응에 사용되도록 재순환시키는 단계를 포함하고, 상기 각각의 단계는 연속적으로 일어나며, Recycling the water layer separated from the bottom effluent to be used in the esterification reaction, wherein each step occurs continuously,

상기 증류탑의 하부 배출액에 포함된 물은 배출액의 전체 중량에 대하여 2 내지 25 중량%인 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법을 제공한다.The water contained in the bottom discharge liquid of the distillation column provides a method for producing alkyl (meth) acrylate of 2 to 25% by weight based on the total weight of the discharge liquid.

이하, 본 발명에 따른 알킬(메트)아크릴레이트의 제조방법에 포함될 수 있는 각 단계에 대하여 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, each step that may be included in the method for preparing alkyl (meth) acrylate according to the present invention will be described in more detail.

먼저, 본 발명의 일 구현예에 따른 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법은, (메트)아크릴산과 알칸올을 포함하는 반응물을 유기산 촉매 존재 하에 에스테르화 반응시키는 단계(이하 '에스테르화 반응 단계'라 함)를 포함한다.First, a method of preparing an alkyl (meth) acrylate according to an embodiment of the present invention comprises the steps of esterifying a reactant comprising (meth) acrylic acid and an alkanol in the presence of an organic acid catalyst (hereinafter 'esterification step' It includes).

상기 에스테르화 반응 단계는 (메트)아크릴산과 알칸올을 반응물로 에스테르화 반응(Esterification)을 진행하는 단계로서, 유기산 촉매의 존재 하에 수행될 수 있으며, 상기 단계에 따른 반응 생성물에는 목적 생성물인 알킬(메트)아크릴레이트와 부산물인 물(H2O)이 주로 포함되고, 이외에도 미반응물과 부반응 생성물이 포함될 수 있다.The esterification step is an esterification reaction of (meth) acrylic acid and alkanol as a reactant, and may be performed in the presence of an organic acid catalyst, and the reaction product according to the step may include alkyl (the desired product). Meth) acrylate and by-product water (H 2 O) is mainly included, in addition to unreacted and side reaction products may be included.

본 발명에 있어서, 상기 에스테르화 반응 단계는 반응물 중 한정 반응물의 전환율이 70 % 이상 되도록 하는 것을 제외하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 장치 및 조건 하에서 수행될 수 있다.In the present invention, the esterification step may be performed under conventional apparatus and conditions in the art to which the present invention pertains, except that the conversion rate of the defined reactants in the reactants is 70% or more.

이때, 상기 전환율은 하기 계산식 1과 같이 정의될 수 있으며, 에스테르화 반응에 의해 알킬(메트)아크릴레이트를 최대한 많이 생성시켜 생산성을 높이기 위하여 전환율은 70 % 이상, 바람직하게는 90 % 이상, 보다 바람직하게는 95 내지 99.9 %가 되도록 할 수 있다. 상기 전환율은 가스 크로마토그래프 등 통상의 방법을 이용하여 확인할 수 있다.In this case, the conversion rate may be defined as in Formula 1 below, the conversion rate is 70% or more, preferably 90% or more, more preferably in order to increase the productivity by generating as much alkyl (meth) acrylate by the esterification reaction as much as possible Preferably from 95 to 99.9%. The conversion can be confirmed using a conventional method such as a gas chromatograph.

[계산식 1][Calculation 1]

Figure pat00001
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상기 반응물 중 (메트)아크릴산은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것을 사용할 수 있으므로 특별히 제한하지 않는다.The (meth) acrylic acid in the reactants is not particularly limited because it can be used in the art.

또한, 반응물 중 알칸올은 목적으로 하는 (메트)아크릴레이트에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있으므로 그 구성을 특별히 제한하지 않으나, 탄소수 4 내지 8의 알칸올이 바람직하며, 보다 바람직하게는 n-부탄올, i-부탄올, t-부탄올, n-펜탄올, t-아밀아코올, n-헥산올, n-헵탄올, n-옥탄올 및 2-에틸헥실알코올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In addition, the alkanol of the reactants can be appropriately selected and used according to the desired (meth) acrylate, but the configuration thereof is not particularly limited, but alkanols having 4 to 8 carbon atoms are preferred, and more preferably n-butanol, It may be at least one selected from the group consisting of i-butanol, t-butanol, n-pentanol, t-amyl alcohol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol and 2-ethylhexyl alcohol. .

이때, 상기 에스테르화 반응기에서의 (메트)아크릴산과 알칸올의 비율은 반응 효율을 고려하여 다양한 범위에서 결정할 수 있으며, 바람직하게는 (메트)아크릴산 1 몰에 대하여 알칸올 1.05 내지 5 몰, 보다 바람직하게는 1.05 내지 3 몰의 비율로 사용될 수 있다. 즉, 상기 (메트)아크릴산과 알칸올의 에스테르화 반응은 평형 반응으로써, 연속 제조 공정일 경우 반응 생성물 중 물(H2O)을 연속적으로 제거해주고 출발 물질인 (메트)아크릴산 또는 알칸올을 과량으로 투입하는 것이 (메트)아크릴레이트의 연속 제조에 유리하다.In this case, the ratio of (meth) acrylic acid and alkanol in the esterification reactor may be determined in various ranges in consideration of reaction efficiency, preferably 1.05 to 5 moles of alkanol per 1 mole of (meth) acrylic acid, more preferably May be used in a ratio of 1.05 to 3 moles. That is, the esterification reaction of (meth) acrylic acid and alkanol is an equilibrium reaction, and in the case of a continuous manufacturing process, water (H 2 O) is continuously removed from the reaction product and excess of (meth) acrylic acid or alkanol as a starting material is used. It is advantageous to continuously prepare the (meth) acrylate.

또한, 상기 단계에서 사용되는 유기산 촉매는 본 발명이 속하는 기술분야에서 에스테르화 반응에 사용될 수 있는 통상적인 유기산 촉매를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 알칸술폰산 및 아릴술폰산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 메탄 술폰산, 벤젠 술폰산, 파라 톨루엔 술폰산 및 직쇄형 알킬벤젠 술폰산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In addition, the organic acid catalyst used in the above step may use a conventional organic acid catalyst that can be used in the esterification reaction in the art, preferably one or more selected from the group consisting of alkanesulfonic acid and arylsulfonic acid. It may be more preferably one or more selected from the group consisting of methane sulfonic acid, benzene sulfonic acid, para toluene sulfonic acid and linear alkylbenzene sulfonic acid.

상기 유기산 촉매의 함량은 사용되는 반응물의 종류 또는 촉매의 종류에 따라 적절히 정할 수 있으나, 바람직하게는 상기 반응물에 대하여 촉매 0.1 내지 5 중량% 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%일 수 있다.The content of the organic acid catalyst may be appropriately determined according to the kind of reactants used or the kind of catalyst, but preferably 0.1 to 5 wt% or more, and more preferably 0.1 to 3 wt% of the catalyst, based on the reactant. have.

한편, 반응물인 (메트)아크릴산과 생성물인 알킬(메트)아크릴레이트의 중합을 방지할 목적으로 중합 방지제가 사용될 수 있다. 이때, 상기 중합 방지제는 그 구성이 특별히 한정되지 않고 (메트)아크릴산과 알킬(메트)아크릴레이트에 대한 중합 방지 효과를 갖는 것이면 어느 것이나 사용할 수 있다. 바람직하게, 상기 중합 방지제는 하이드로퀴논, 파라메톡시페놀 등을 포함하는 페놀계 화합물; 페노티아진, N-페닐-N'-아이소프로필 파라페닐렌 디아민, N,N'-다이-2-나프틸 파라페닐렌 디아민, N-페닐-N'-(1,3-디메틸부틸) 파라페닐렌 디아민 등을 포함하는 아민계 화합물; 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸 피페리딘-N-옥실, 4-벤조일옥시-2,2,6,6,-테트라메틸 피페리딘-N-옥실, 4-아세틸아미노-2,2,6,6,-테트라메틸 피페리딘-N-옥실 등을 포함하는 N-옥실계 화합물 등일 수 있다.On the other hand, a polymerization inhibitor may be used for the purpose of preventing the polymerization of the reactant (meth) acrylic acid and the product alkyl (meth) acrylate. Under the present circumstances, the said polymerization inhibitor is not specifically limited, Any thing can be used as long as it has a polymerization prevention effect with respect to (meth) acrylic acid and alkyl (meth) acrylate. Preferably, the polymerization inhibitor is a phenol-based compound including hydroquinone, paramethoxy phenol and the like; Phenothiazine, N-phenyl-N'-isopropyl paraphenylene diamine, N, N'-di-2-naphthyl paraphenylene diamine, N-phenyl-N '-(1,3-dimethylbutyl) para Amine compounds including phenylene diamine and the like; 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl piperidine-N-oxyl, 4-benzoyloxy-2,2,6,6, -tetramethyl piperidine-N-oxyl, 4-acetyl N-oxyl-based compounds including amino-2,2,6,6, -tetramethyl piperidine-N-oxyl and the like.

상기 중합 방지제의 함량은 사용되는 반응물의 종류 또는 중합 방지제의 종류 등에 따라 적절히 정할 수 있으나, 바람직하게는 생성되는 알킬(메트)아크릴레이트의 전체 중량에 대하여 중합 방지제 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량%일 수 있다.The amount of the polymerization inhibitor may be appropriately determined depending on the kind of the reactant used or the type of the polymerization inhibitor, but may preferably be included as 0.01 to 1% by weight based on the total weight of the resulting alkyl (meth) acrylate. More preferably 0.05 to 0.5% by weight.

또한, 상기 에스테르화 반응은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 적용되는 반응 조건 하에서 수행될 수 있으며, 보다 효율적인 반응을 도모하기 위하여, 반응 온도 70 내지 150 ℃, 바람직하게는 70 내지 130 ℃, 보다 바람직하게는 80 내지 120 ℃에서 수행될 수 있다. 압력은 각각의 반응 온도에서 생성되는 물을 연속적으로 제거할 수 있는 압력으로 50 내지 760 Torr의 범위에서 결정될 수 있다.In addition, the esterification reaction can be carried out under reaction conditions commonly applied in the art to which the present invention belongs, in order to achieve a more efficient reaction, the reaction temperature of 70 to 150 ℃, preferably 70 to 130 ℃, more Preferably it may be carried out at 80 to 120 ℃. The pressure may be determined in the range of 50 to 760 Torr at a pressure capable of continuously removing water generated at each reaction temperature.

이때, 상기 에스테르화 반응 단계를 수행하기 위한 반응기로는 제조 효율 등을 고려하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 연속식 반응기(Continuous stirred-tank reactor)를 이용할 수 있다. 또한, 이와 같은 연속식 반응기는 공정상 관리를 효율적으로 하기 위해, 직렬로 연결된 1 개 이상일 수 있다. 이때, 상기 에스테르화 반응에서 부산물로 생성되는 물을 제거함으로써 반응 평형을 정반응 쪽으로 이동시키기 위해, 상기 연속식 반응기의 각각의 상부를 통해 물을 제거해주는 것이 바람직하며, 반응기 상부에 물 분리탑을 추가로 구비할 수 있다.In this case, as a reactor for performing the esterification step, a continuous stirred-tank reactor conventional in the art may be used in consideration of manufacturing efficiency. In addition, such a continuous reactor may be one or more connected in series for efficient process management. In this case, in order to move the reaction equilibrium toward the forward reaction by removing the water produced as a by-product from the esterification reaction, it is preferable to remove the water through each upper portion of the continuous reactor, the water separation tower is added to the reactor top It can be provided as.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 공정도로서, 이를 참조하여 상기 에스테르화 반응 단계의 일 예를 들면, 상기 에스테르화 반응은 직렬로 연결된 2 개의 연속식 반응기(R1 및 R2)에서 진행될 수 있다. 1 is a process diagram schematically showing a process for preparing an alkyl (meth) acrylate according to an embodiment of the present invention, for example with reference to this esterification step, the esterification reaction is connected in series 2 Can be carried out in two continuous reactors (R1 and R2).

그 중 첫 번째 반응기(R1)는 예비 반응기(Pre-reactor)로서, 1번 흐름에서 3번 흐름을 통해 (메트)아크릴산, 알칸올 및 촉매가 연속적으로 공급될 수 있고, 반응물의 체류시간 0.1 내지 2 시간으로 한정 반응물의 전환율 20 내지 80 % 정도가 되도록 예비 반응을 진행할 수 있다. 또한, 두 번째 반응기(R2)에서는 첫 번째 반응기(R1)에 이어서 반응물의 체류시간 1 내지 3 시간으로 한정 반응물의 최종 전환율 70 % 이상, 바람직하게는 90 % 이상, 보다 바람직하게는 95 내지 99.9 %가 되도록 에스테르화 반응을 진행할 수 있다. The first reactor (R1) is a pre-reactor, (meth) acrylic acid, alkanol and catalyst can be continuously supplied through the first to third flows, the residence time of the reactants 0.1 to The preliminary reaction may be performed such that the conversion rate of the limited reactant is about 20 to 80% for 2 hours. In addition, in the second reactor (R2), the first conversion (R1) followed by the residence time of the reactants 1 to 3 hours, the final conversion of the reactant is at least 70%, preferably at least 90%, more preferably 95 to 99.9% The esterification reaction may proceed to be.

이때, 상기 연속식 반응기(R1 및 R2)의 각각의 상부를 통해 물이 제거될 수 있고, 물 분리탑(D)의 상부에서 물, 알칸올, 알킬(메트)아크릴레이트와 함께 공비하여 배출되는 상부 배출액은 디캔터 및 리시버(Decanter & Receiver, T1)에서 물층과 유기층으로 분리되는데, 상기 물층에는 알칸올의 일부가 포함되어 있을 수 있다. 그 중 상기 유기층을 첫 번째 반응기(R1)로 재순환시키고, 상기 물층을 후술할 정제 단계의 증류탑(D2)에 연결된 디캔터 및 리시버(T3)로 회수하여 정제 단계의 환류액으로 사용할 수 있다. At this time, the water may be removed through the upper portion of each of the continuous reactors (R1 and R2), and azeotropically discharged together with water, alkanol, alkyl (meth) acrylate in the upper portion of the water separation tower (D) The upper discharge liquid is separated into a water layer and an organic layer in a decanter and receiver (T1), and the water layer may include a part of alkanol. The organic layer may be recycled to the first reactor (R1), and the water layer may be recovered to a decanter and receiver (T3) connected to the distillation column (D2) of the purification step to be described later, and used as a reflux solution of the purification step.

다만, 상술한 도 1의 예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 이와 같이 직렬로 연결된 연속식 반응기에서 한정 반응물의 전환율을 조절하여 반응 공정을 최적화하기 위해, 반응 온도, 촉매의 종류와 그 양, 반응물 및 반응 생성물의 체류 시간(또는 반응기 부피), 반응기의 종류 등을 조절하여 다양하게 설계할 수 있다.
However, the present invention is not limited by the example of FIG. 1 described above, and in order to optimize the reaction process by controlling the conversion rate of the limited reactants in a series of continuous reactors connected in series, reaction temperature, type and amount of catalysts , The residence time (or reactor volume) of the reactants and reaction products, the type of reactor, and the like can be variously designed.

한편, 본 발명에 따른 제조 방법은, 상기 에스테르화 반응 단계 이후에, 상기 에스테르화 반응의 반응 생성물을 증류탑에 공급하여 정제하는 단계(이하 '정제 단계'라 함)를 수행할 수 있다.On the other hand, in the production method according to the present invention, after the esterification step, it is possible to perform the step of purifying the reaction product of the esterification reaction by supplying to the distillation column (hereinafter referred to as "purification step").

상기 정제 단계는 증류를 통해 전술한 에스테르화 반응 단계의 반응 생성물에서 목적 생성물인 알킬(메트)아크릴레이트를 분리하기 위한 단계이다.The purification step is a step for separating the desired product alkyl (meth) acrylate from the reaction product of the aforementioned esterification step by distillation.

이때, 상기 정제 단계에서 증류탑으로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것을 이용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 증류탑은 하단에 열류 공급부(reboiler)가 구비된 것일 수 있으며, 상기 열류 공급부(reboiler)의 형태는 Kettle 타입, Shell and Tube 타입 등 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 형태의 것일 수 있다. 또한, 상기 증류탑은 헤리팍, 마그마혼, 캐스케이드 미니링 등의 충전물을 충전한 충전탑, 올더 쇼우, 리프트 트레이 등의 트레이 타입 또는 다운커머 타입의 탑을 이용할 수 있다. 또한, 상기 증류탑의 이론단 수는 분리 능력 및 효율 등을 감안하여 20 단 이상인 것이 바람직하고, 차압을 낮게 억제하는 점을 고려하여 60 단 이하인 것을 이용할 수 있다.At this time, the distillation column in the purification step may be used in the art to which the present invention belongs. Preferably, the distillation column may be provided with a heat flow supply (reboiler) at the bottom, the shape of the heat flow supply (reboiler) is that of the conventional form in the art to which the present invention belongs, such as Kettle type, Shell and Tube type. Can be. In addition, the distillation column may use a tray-type or downcomer-type tower such as a charging tower, an alder show, a lift tray, or the like, filled with a filler such as Hereypak, Magmahorn, and Cascade mini-ring. In addition, the number of theoretical stages of the distillation column is preferably 20 or more stages in view of separation ability, efficiency, and the like, and may be 60 or less stages in view of low pressure difference.

특히 본 발명에 있어서, 상기 정제 단계와 연속하여 이루어지는 회수 단계에서 상기 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 양이 본 발명에 따른 특정 함량으로 포함되도록 하기 위하여, ⅰ) 상기 정제 단계에서 환류액으로 첨가하는 물의 양을 조절하거나; ⅱ) 상기 증류탑 상부의 압력 범위에 따라 상기 증류탑의 하부에 구비된 열류 공급부(reboiler)의 공급 열량을 조절하여 열류 공급부 내의 액의 온도를 특정 범위로 조절하거나; 또는 ⅲ) 상기 두 가지 조건을 동시에 만족하도록 조절하는 방법을 이용할 수 있다.In particular, in the present invention, in order to ensure that the amount of water included in the bottom discharge of the distillation column in a recovery step which is continued with the refining step is included in a specific content according to the present invention, i) added as reflux in the refining step Adjusting the amount of water to be made; Ii) adjusting the amount of heat supplied to the heat flow reboiler provided in the lower portion of the distillation column according to the pressure range of the upper part of the distillation column to adjust the temperature of the liquid in the heat flow supply to a specific range; Or iii) a method of adjusting to satisfy the two conditions at the same time.

구체적으로, ⅰ) 상기 정제 단계에서 환류액으로 첨가하는 물의 양을 조절하는 방법은, 상기 증류탑 상부로 배출되는 배출액에 포함된 물의 중량 대비 1.01 내지 1.20 배의 물을 증류탑 상부에서 공급하는 단계를 더 포함하는 방법으로 수행할 수 있다. 이때, 상기 증류탑의 상부에서 공급하는 물의 양은 증류탑의 상부로 배출되는 배출액에 포함되는 물의 중량 대비 1.01 내지 1.20 배, 바람직하게는 1.01 내지 1.15 배, 보다 바람직하게는 1.01 내지 1.10 배가 되도록 수행할 수 있다.Specifically, iii) the method for adjusting the amount of water added to the reflux in the purification step, the step of supplying 1.01 to 1.20 times the water in the top of the distillation column relative to the weight of the water contained in the discharge liquid discharged to the top of the distillation column It can be carried out by a method further comprising. At this time, the amount of water supplied from the top of the distillation column may be performed to be 1.01 to 1.20 times, preferably 1.01 to 1.15 times, more preferably 1.01 to 1.10 times the weight of the water contained in the discharge liquid discharged to the top of the distillation column. have.

즉, 상기 정제 단계에서 증류탑 상부로는 물, 알칸올 및 알킬(메트)아크릴레이트가 운전 압력에서 특정한 조성으로 공비를 형성하여 배출되는데, 증류탑 상부로 배출되는 유량을 통해 물의 유량을 알 수 있으며, 증류탑 상부로 배출되는 전체 양으로부터 환류액으로 첨가되는 물의 양을 상기 범위에 해당하도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 증류탑 상부의 공비 조성 중 물의 함량이 40 중량%일 경우, 환류액으로 첨가하는 물의 양을 탑 상부로 배출되는 전체 유량의 40.4 내지 48 중량%가 되도록 조절할 수 있다.That is, in the purification step, water, alkanol, and alkyl (meth) acrylate are discharged to form an azeotrope with a specific composition at an operating pressure, and the flow rate of water can be known through the flow rate discharged to the top of the distillation column. The amount of water added to the reflux from the total amount discharged to the top of the distillation column may be adjusted to fall within the above range. For example, when the content of water in the azeotropic composition at the top of the distillation column is 40% by weight, the amount of water added as reflux can be adjusted to be 40.4 to 48% by weight of the total flow rate discharged to the top of the column.

또한, ⅱ) 상기 증류탑 상부의 압력 범위에 따라 열류 공급부 내의 액의 온도를 조절하는 방법은, 상기 정제 단계에서 상기 증류탑 상부의 압력과 상기 열류 공급부 내의 액의 온도를 각각 130 Torr 이상 170 Torr 미만 및 65 내지 90 ℃; 170 Torr 이상 200 Torr 미만 및 70 내지 95 ℃; 또는 200 Torr 이상 230 Torr 미만 및 75 내지 100 ℃로 운전하는 방법으로 수행할 수 있다.In addition, ii) the method for adjusting the temperature of the liquid in the heat flow supply unit according to the pressure range of the upper part of the distillation column, the pressure of the top of the distillation column and the temperature of the liquid in the heat flow supply unit in the refining step, respectively 130 Torr or less than 170 Torr and 65 to 90 ° C; 170 Torr or more and less than 200 Torr and 70 to 95 ° C; Or 200 Torr or less and less than 230 Torr and 75 to 100 ° C.

또한, ⅲ) 상기 환류액으로 첨가하는 물의 양을 상기 범위로 조절하는 동시에, 상기 증류탑 상부의 압력 범위에 따라 열류 공급부 내의 액의 온도를 상기 범위로 조절할 수 있다.Further, iii) the amount of water added to the reflux can be adjusted to the above range, and the temperature of the liquid in the heat flow supply can be adjusted to the above range according to the pressure range of the upper part of the distillation column.

이와 같이, 상기 방법들을 통해 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 함량을 본 발명에 따른 함량 범위로 조절할 수 있고, 이를 통해 상기 증류탑의 하부 배출액을 물층과 유기층으로 분리시켜 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다. 이에 대해서는 후술한다.As such, the content of the water contained in the bottom discharge liquid of the distillation column through the above method can be adjusted to the content range according to the present invention, thereby separating the bottom discharge liquid of the distillation column into a water layer and an organic layer to achieve the object of the present invention. You can do it. This will be described later.

도 1을 참조하여 상기 정제 단계의 일 예를 설명하면, 전술한 에스테르화 반응 단계에서 준비한 반응 생성물을 증류탑(D2)에 공급하고, 공급된 반응 생성물은 상기 증류탑(D2)의 하단에 구비된 열류 공급부에서 일정 시간 체류하면서 증류된다. 이때 디캔터 및 리시버(T3)를 통해 상기 증류탑(D2)의 상부로 물을 포함하는 환류액을 공급할 수 있다. 다만, 상술한 예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
Referring to FIG. 1, an example of the purification step will be described. The reaction product prepared in the above-described esterification step is supplied to a distillation column (D2), and the supplied reaction product is a hot stream provided at the bottom of the distillation column (D2). Distillation is carried out for a certain period of time in the feed. In this case, a reflux solution including water may be supplied to the upper portion of the distillation column D2 through the decanter and the receiver T3. However, the present invention is not limited to the examples described above.

한편, 본 발명에 따른 제조 방법은, 상기 정제 단계 이후에, 상기 증류탑의 상부에서 알킬(메트)아크릴레이트, 알칸올 및 물을 포함하는 상부 배출액을 회수하고, 상기 증류탑의 하부에서 고비점 부가생성물 등의 중물질, (메트)아크릴산, 알칸올, 알킬(메트)아크릴레이트 및 물을 포함하는 하부 배출액을 회수하는 단계를 수행할 수 있다.On the other hand, the production method according to the invention, after the purification step, recovering the upper effluent containing the alkyl (meth) acrylate, alkanol and water at the top of the distillation column, and adding a high boiling point at the bottom of the distillation column A step of recovering the bottoms effluent including heavy substances such as a product, (meth) acrylic acid, alkanol, alkyl (meth) acrylate and water may be performed.

일반적으로, 상기 알킬(메트)아크릴레이트는 물 및 알칸올과 공비하여 상기 증류탑의 상부로 회수되며, 증류탑의 상부로 알킬(메트)아크릴레이트를 회수하기 위해서 환류액으로써 물과 알칸올을 추가로 투입할 수 있다.In general, the alkyl (meth) acrylate is recovered at the top of the distillation column azeotropic with water and alkanol, and further water and alkanol as reflux to recover the alkyl (meth) acrylate to the top of the column. It can be put in.

상기 정제 단계에서 증류탑의 상부로 회수되는 알킬(메트)아크릴레이트, 알칸올 및 물은 추가적인 증류 장치를 거쳐 각각 분리될 수 있으며, 이를 통해 순도가 높은 알킬(메트)아크릴레이트를 얻을 수 있다. 이때, 분리된 물과 알칸올은 상기 에스테르화 반응 단계 또는 정제 단계로 재순환될 수 있다.Alkyl (meth) acrylate, alkanol and water recovered to the top of the distillation column in the purification step may be separated through an additional distillation apparatus, respectively, through which a high purity alkyl (meth) acrylate may be obtained. At this time, the separated water and alkanol may be recycled to the esterification step or purification step.

한편, 상기 정제 단계에서 증류탑의 하부로는 주로 미반응된 (메트)아크릴산, 유기산 촉매, 중합 방지제, 물 및 고비점 부가생성물이 혼합되어 회수되며, 또한 상기 증류탑의 상부로 배출되지 않은 알킬(메트)아크릴레이트 및 알칸올 등이 포함되어 있을 수 있다. 상기 증류탑의 하부 배출액은 다시 상기 에스테르화 반응 단계로 재순환된다.Meanwhile, in the purification step, mainly unreacted (meth) acrylic acid, an organic acid catalyst, a polymerization inhibitor, water, and a high boiling point adduct are mixed and recovered as the lower part of the distillation column, and alkyl (meth) which is not discharged to the top of the distillation column is recovered. ) Acrylates and alkanols, and the like. The bottom discharge of the distillation column is recycled back to the esterification step.

여기서, 상기 고비점 부가생성물은, 앞서 정의한 바와 같이, 주로 반응물과 생성물, 또는 반응물 간의 마이클 반응(Michael reaction; Michael addition)에 의해 생성되는 부가물(Michael adducts)로써, 알킬(메트)아크릴레이트보다 분자량이 높고 비점이 높으며, 높은 열과 산 촉매 하에서 분해시켜 분해 산물을 재사용할 수 있다. 알킬(메트)아크릴레이트 중 부틸아크릴레이트의 제조 공정에서 생성될 수 있는 상기 고비점 부가생성물의 대표적인 예로는 β-부톡시프로피오닉산(β-Butoxypropionic acid, C4H9OCH2CH2COOH), n-부틸디아크릴레이트(n-Butyl diacrylate, CH2CHCOOCH2CH2COOC4H9), 부틸-β-부톡시프로피오네이트(Butyl-β-Butoxypropionate, C4H9OCH2CH2COOC4H9) 등을 들 수 있다.Here, the high boiling point adducts, as defined above, are mainly adducts produced by the Michael reaction (Michael reaction) between the reactants and the product, or are reacted with alkyl (meth) acrylates. High molecular weight, high boiling point, can be decomposed under high heat and acid catalyst to reuse the decomposition products. Representative examples of the high boiling point adducts that may be produced in the manufacturing process of butyl acrylate in alkyl (meth) acrylate include β-butoxypropionic acid (C 4 H 9 OCH 2 CH 2 COOH) , n-Butyl diacrylate, CH 2 CHCOOCH 2 CH 2 COOC 4 H 9 , Butyl-β-Butoxypropionate, C 4 H 9 OCH 2 CH 2 COOC 4, there may be mentioned H 9) or the like.

특히, 본 발명에 따르면, 상기 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 양은 하부 배출액의 전체 중량에 대하여 2 내지 25 중량%, 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 15 중량%가 유지되도록 하는 것이 유리하다. 즉, 상기 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 양이 상기 범위를 만족할 경우, 이어지는 단계에서 상기 증류탑의 하부 배출액이 물층과 유기층으로 분리될 수 있으며, 그에 따라 반응에 사용된 유기산 촉매의 회수가 용이하게 이루어질 수 있다. 이에 대한 보다 자세한 내용은 후술한다.
In particular, according to the present invention, the amount of water contained in the bottom discharge liquid of the distillation column is 2 to 25% by weight, preferably 3 to 20% by weight, and more preferably 3 to 15% by weight, based on the total weight of the bottom discharge liquid. Is advantageously maintained. That is, when the amount of water included in the bottom discharge liquid of the distillation column satisfies the above range, the bottom discharge liquid of the distillation column may be separated into the water layer and the organic layer in the subsequent step, so that the recovery of the organic acid catalyst used in the reaction It can be done easily. More details about this will be described later.

한편, 본 발명에 따른 제조 방법은, 상기 회수 단계 이후에, 상기 증류탑의 하부 배출액을 물층과 유기층으로 분리하는 단계; 및 상기 하부 배출액에서 분리된 물층을 상기 에스테르화 반응에 사용되도록 재순환시키는 단계를 차례로 수행할 수 있다.On the other hand, the production method according to the present invention, after the recovery step, the step of separating the bottom discharge liquid of the distillation column into a water layer and an organic layer; And recycling the water layer separated from the bottom discharge liquid to be used in the esterification reaction.

상기 증류탑의 하부 배출액에는 고비점 부가생성물, 촉매, 중합 방지제 등의 중물질이 포함되어 있는데, 이를 상기 에스테르화 반응 단계로 그대로 재순환시킬 경우 상기 중물질이 누적되어 반응기나 증류탑의 열 교환기 또는 배관에 침적되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 그에 따라, 상기 중물질이 누적되지 않도록 일정한 양을 계 외로 배출해야 한다.The bottom discharge of the distillation column contains heavy substances such as high boiling point adducts, catalysts, polymerization inhibitors, etc., and when it is recycled to the esterification step as it is, the heavy substances accumulate and the heat exchanger or pipe of the reactor or distillation column is accumulated. Problems such as depositing on can occur. Therefore, a certain amount should be discharged out of the system so that the heavy material does not accumulate.

일반적으로 이전의 알킬(메트)아크릴레이트 제조 공정에는 상기 증류탑의 하부 배출액 중 일정량을 빼내어 상기 중물질 중 고비점 부가생성물을 분해(cracking)하는 공정을 별도로 두고 있으며, 상기 고비점 부가생성물을 유기산 촉매의 존재 하에 가수 분해 또는 열 분해시킬 경우 (메트)아크릴산, 알칸올 또는 알킬(메트)아크릴레이트 등으로 회수될 수 있다.In general, the previous alkyl (meth) acrylate manufacturing process has a separate process of cracking a high boiling point adduct of the heavy material by removing a predetermined amount from the bottom discharge of the distillation column, and the high boiling point adduct is an organic acid. When hydrolyzed or thermally decomposed in the presence of a catalyst, it may be recovered as (meth) acrylic acid, alkanol or alkyl (meth) acrylate, or the like.

그런데, 상기 고비점 부가생성물을 분해하는 과정에서 상기 유기산 촉매는 상기 중물질과 함께 폐오일로 배출되어 폐기되는데, 여기서 배출되는 유기산 촉매의 양만큼을 에스테르화 반응기에 보충해주어야 할 뿐만 아니라, 유기산 촉매가 다량으로 함유된 폐오일을 폐기할 경우 심각한 환경 오염 문제를 유발할 수 있기 때문에, 고비점 부가생성물의 분해에 요구되는 최소한의 촉매량을 유지하면서도 폐오일로 배출되는 촉매의 양을 최소화해야 할 필요가 있다.However, in the process of decomposing the high boiling point adduct, the organic acid catalyst is discharged and disposed together with the heavy material as waste oil. Here, the amount of the organic acid catalyst discharged is not only supplemented to the esterification reactor, but also the organic acid catalyst. Since waste oil containing a large amount of waste may cause serious environmental pollution problems, it is necessary to minimize the amount of catalyst discharged into the waste oil while maintaining the minimum amount of catalyst required for the decomposition of high-boiling side products. have.

그러나, 이전의 일반적인 알킬(메트)아크릴레이트 제조 공정에서는 폐오일과 함께 배출되는 촉매의 양이 많아 고가의 유기산 촉매가 다량으로 소요되었고, 그에 따라 제조 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.However, in the conventional general alkyl (meth) acrylate manufacturing process, the amount of catalyst discharged along with the waste oil is large, requiring a large amount of expensive organic acid catalyst, and thus there is a problem in that the manufacturing efficiency is lowered.

이러한 관점에서, 본 발명자들은 상기 에스테르화 반응 생성물을 증류탑에 공급하여 정제하는 단계에서 ⅰ) 알킬(메트)아크릴레이트를 물 및 알칸올과 함께 공비를 이루어 증류탑의 상부로 배출하기 위해 환류액으로 첨가되는 물의 양을 조절하거나, 또는 ⅱ) 정제 단계에서 증류탑 상부의 압력 범위에 따라 열류 공급부 내의 액의 온도를 조절하거나, 또는 ⅲ) 상기 두 가지 조건을 동시에 만족하도록 조절함으로써, 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 양을 조절할 수 있고, 이를 통해 상기 하부 배출액이 물층과 유기층으로 용이하게 분리될 수 있어, 상기 물층에 포함된 유기산 촉매를 효과적으로 회수하여 재사용할 수 있다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
In view of this, the present inventors add 알킬) alkyl (meth) acrylate as a reflux in azeotrope with water and alkanol to discharge to the top of the distillation column in the step of purifying and supplying the esterification reaction product to the distillation column. Or ii) adjusting the temperature of the liquid in the heat flow supply in accordance with the pressure range of the top of the distillation column in the refining step, or iii) adjusting to satisfy both of the above conditions at the same time. The amount of water included can be adjusted, through which the lower effluent can be easily separated into the water layer and the organic layer, confirming that the organic acid catalyst contained in the water layer can be effectively recovered and reused to complete the present invention. .

*즉, 본 발명에 따른 제조 방법은 상기 정제 단계에서 전술한 ⅰ), ⅱ) 또는 ⅲ)의 조건을 만족하도록 조절함에 따라, 상기 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 양을 하부 배출액 전체 중량에 대하여 2 내지 25 중량%, 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 15 중량%가 유지되도록 할 수 있다.* That is, the production method according to the present invention is adjusted to satisfy the conditions of i), ii) or iii) described above in the refining step, so that the amount of water contained in the bottom discharge liquid of the distillation column is the total weight of the bottom discharge liquid. 2 to 25% by weight, preferably 3 to 20% by weight, more preferably 3 to 15% by weight can be maintained.

다시 말해, 상기 증류탑의 하부 배출액이 물층과 유기층으로 분리될 수 있도록 하기 위하여, 상기 증류탑 하부 배출액에 포함되는 물의 양은 하부 배출액의 전체 중량에 대하여 2 중량% 이상인 것이 바람직하다.In other words, in order to allow the bottom discharge liquid of the distillation column to be separated into the water layer and the organic layer, the amount of water included in the bottom discharge liquid of the distillation column is preferably 2% by weight or more based on the total weight of the bottom discharge liquid.

즉, 상기 증류탑 하부 배출액에 포함되는 물의 양이 하부 배출액의 전체 중량에 대하여 2 중량% 미만일 경우, 사용하는 유기산 촉매의 종류에 따라 하부 배출액이 물층과 유기층으로 분리될 수 없거나, 또는 분리되더라도 상기 물층에 포함될 수 있는 유기산 촉매의 양이 적어 촉매의 회수량이 충분하지 않게 되고, 그에 따라 고비점 부가반응물 분해 반응기에서 폐기되는 촉매의 양이 증가하는 문제점으로 연결된다. 일 예를 들면, 상기 증류탑 하부 배출액에 포함되는 물의 양이 하부 배출액의 전체 중량에 대하여 2 중량% 미만일 때, 상기 유기산 촉매로 파라 톨루엔 술폰산을 사용하는 경우에는 상기 하부 배출액이 물층과 유기층으로 분리될 수 없다. 또한, 상기 유기산 촉매로 메탄 술폰산 또는 벤젠 술폰산 등을 사용하는 경우에는 상기 하부 배출액이 물층과 유기층으로 분리될 수는 있으나, 상기 물층에 포함될 수 있는 촉매의 양이 상기 에스테르화 반응에 공급되는 촉매의 50 중량% 미만이 되어 촉매의 회수량이 충분하지 않을 수 있다.That is, when the amount of water contained in the bottom of the distillation column is less than 2% by weight based on the total weight of the bottom of the discharge liquid, the bottom discharge liquid may not be separated into the water layer and the organic layer, or separated according to the type of organic acid catalyst to be used. Even if the amount of the organic acid catalyst may be included in the water layer is not enough recovery amount of the catalyst, which leads to a problem that the amount of catalyst discarded in the high-boiling addition reaction cracking reactor increases. For example, when the amount of water included in the bottom discharge liquid of the distillation column is less than 2% by weight based on the total weight of the bottom discharge liquid, when the paratoluene sulfonic acid is used as the organic acid catalyst, the bottom discharge liquid is the water layer and the organic layer. Cannot be separated. In addition, when methane sulfonic acid or benzene sulfonic acid is used as the organic acid catalyst, the bottom discharge liquid may be separated into the water layer and the organic layer, but the amount of the catalyst that may be included in the water layer is supplied to the esterification reaction. May be less than 50% by weight, resulting in insufficient recovery of the catalyst.

또한, 증류탑 상부에 환류되는 물을 과량으로 첨가하거나, 또는 증류탑 상부의 압력 범위에 따라 열류 공급부 내의 액의 온도를 필요 이상으로 낮출 경우, 증류탑 하부 배출액 중 물의 함량이 높아져 반응기 내에서 처리해야 할 물의 양이 많아지게 되고, 이는 에너지 비용의 증가 및 반응 속도의 저하를 유발하는 원인이 되기 때문에, 상기 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 양은 하부 배출액의 전체 중량에 대하여 25 중량% 이하인 것이 바람직하다.In addition, when excess water is refluxed in the upper part of the distillation column or the temperature of the liquid in the heat flow supply part is lowered more than necessary according to the pressure range of the upper part of the distillation column, the content of water in the lower part of the distillation column bottom is increased to be treated in the reactor. Since the amount of water increases, which causes an increase in energy cost and a decrease in reaction rate, the amount of water included in the bottom discharge of the distillation column is preferably 25% by weight or less based on the total weight of the bottom discharge. Do.

이와 같이, 상기 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 양을 조절함에 따라 상기 증류탑의 하부 배출액은 물층과 유기층으로 분리될 수 있고, 분리된 물층에는 에스테르화 반응에 사용된 유기산 촉매의 거의 대부분이 존재한다. 즉, 상기 유기산 촉매의 구체적인 예 중 메탄 술폰산 및 벤젠 술폰산 등은 물에 대한 용해도가 거의 무한대인 것으로 알려져 있으며, 다른 예인 파라톨루엔 술폰산은 물 100 ml당 67 g의 높은 용해도를 가져 상기 증류탑의 하부 배출액 중 물층에 쉽게 용해될 수 있다. 또한, 상기 유기산 촉매는 상기 증류탑의 하부 배출액에 비하여 상대적으로 비중이 높아 짧은 체류시간만으로도 거의 대부분의 양이 물층에 쉽게 용해될 수 있다.As such, by adjusting the amount of water contained in the bottom discharge liquid of the distillation column, the bottom discharge liquid of the distillation column may be separated into a water layer and an organic layer, and in the separated water layer, most of the organic acid catalyst used in the esterification reaction is exist. That is, methane sulfonic acid and benzene sulfonic acid are known to have almost infinite solubility in water, and paratoluene sulfonic acid, which is another example, has a high solubility of 67 g per 100 ml of water. Easily soluble in the water layer in the liquid. In addition, since the organic acid catalyst has a relatively high specific gravity compared to the bottom discharge of the distillation column, almost all of the organic acid catalyst can be easily dissolved in the water layer even with a short residence time.

그에 따라, 상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 물층에는 상기 에스테르화 반응에 공급되는 유기산 촉매의 50 중량% 이상, 바람직하게는 60 중량% 이상, 보다 바람직하게는 70 내지 99 중량%로 포함되어 있을 수 있다.Accordingly, the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column may contain at least 50% by weight, preferably at least 60% by weight, more preferably 70 to 99% by weight of the organic acid catalyst supplied to the esterification reaction. Can be.

상기 증류탑의 하부 배출액을 물층과 유기층으로 분리하는 단계는, 도 1에 예시한 바와 같이, 별도의 디캔터 및 리시버(T2)에서 이루어질 수 있으며, 여기서 분리된 물층은 상기 에스테르화 반응 단계로 재순환(10번 흐름)시킬 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 제조 방법은 후술할 고비점 부가생성물의 분해 반응 단계 전에 상기 유기산 촉매를 쉽게 회수할 수 있어 폐기되는 촉매의 양을 최소화할 수 있으며, 이를 재사용함에 따라 폐기되는 촉매에서 발생하는 환경 문제를 줄일 수 있고, 슬러리 발생에 의한 배관 막힘 현상 등이 완화되어 안정적인 공정 운전을 할 수 있는 장점이 있다.
Separating the bottom discharge of the distillation column into a water layer and an organic layer, as illustrated in Figure 1, may be made in a separate decanter and receiver (T2), where the separated water layer is recycled to the esterification step ( 10 times). Through this, the production method according to the present invention can easily recover the organic acid catalyst before the decomposition reaction step of the high-boiling addition product, which will be described later, to minimize the amount of the discarded catalyst, which is generated from the discarded catalyst Environmental problems can be reduced, and pipe clogging due to slurry generation can be alleviated, resulting in stable process operation.

한편, 본 발명에 따른 제조 방법은, 상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 유기층을 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급하여 분해 반응시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다.On the other hand, the production method according to the present invention may further include a step of decomposition reaction by supplying the organic layer separated from the bottom discharge of the distillation column to the high boiling point addition product decomposition reactor.

상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 유기층에는 대부분의 고비점 부가생성물이 포함되어 있는데, 상기 고비점 부가생성물을 별도의 분해 반응기에서 유기산 촉매의 존재 하에 가수 분해 또는 열 분해하여 알킬(메트)아크릴레이트, 알칸올, (메트)아크릴산 등으로 회수될 수 있고, 분해되지 않은 고비점 부가생성물과 중합금지제, 유기산 촉매 등의 중물질은 배출되어 폐기될 수 있다.The organic layer separated from the bottom effluent of the distillation column contains most of the high boiling point adducts. The high boiling point adducts are hydrolyzed or thermally decomposed in the presence of an organic acid catalyst in a separate decomposition reactor to form alkyl (meth) acrylates. , Alkanol, (meth) acrylic acid, and the like, and undecomposed high-boiling adducts and heavy substances such as polymerization inhibitors and organic acid catalysts can be discharged and disposed of.

이때, 상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 유기층의 전체를 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급할 수 있으며, 또는 연속 공정의 효율을 고려하여 상기 유기층 중 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 30 중량%를 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급하여 분해 반응시키고, 그 나머지는 상기 에스테르화 반응 단계로 재순환시킬 수 있다.In this case, the entire organic layer separated from the bottom discharge of the distillation column may be supplied to the high boiling point addition product decomposition reactor, or 5 to 50 wt%, preferably 5 to 40 wt% of the organic layer in consideration of the efficiency of the continuous process. %, More preferably 5 to 30% by weight may be fed to the high boiling point adduct decomposition reactor for decomposition reaction, and the remainder may be recycled to the esterification step.

한편, 상기 고비점 부가생성물의 분해 반응은 분해 반응의 효율을 고려하여 온도 120 내지 220 ℃, 바람직하게는 120 내지 200 ℃, 보다 바람직하게는 120 내지 180 ℃; 및 체류시간 1 내지 40 시간, 바람직하게는 2 내지 30 시간, 보다 바람직하게는 3 내지 20 시간의 조건 하에서 진행될 수 있다. 이때, 고비점 부가생성물 분해 반응기 내의 압력은 온도에 따라 달라지게 되는데, 분해 산물인 (메트)아크릴산, 알칸올, 알킬(메트)아크릴레이트 등이 반응기 상부로 회수될 수 있는 정도로 유지할 수 있으며, 바람직하게는 30 내지 760 Torr일 수 있다.On the other hand, the decomposition reaction of the high boiling point addition product in consideration of the efficiency of the decomposition reaction temperature 120 to 220 ℃, preferably 120 to 200 ℃, more preferably 120 to 180 ℃; And residence time 1 to 40 hours, preferably 2 to 30 hours, more preferably 3 to 20 hours. At this time, the pressure in the high boiling point addition product decomposition reactor depends on the temperature, and the decomposition products (meth) acrylic acid, alkanol, alkyl (meth) acrylate, etc. can be maintained to the degree that can be recovered to the top of the reactor, preferably Preferably from 30 to 760 Torr.

또한, 상기 고비점 부가생성물의 분해 반응은 산 촉매의 존재 하에 더욱 촉진될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 제조 방법에서는 상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 물층의 일부를 상기 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. In addition, the decomposition reaction of the high boiling point adduct may be further promoted in the presence of an acid catalyst. Therefore, the manufacturing method according to the present invention may further include supplying a portion of the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column to the high boiling point adduct decomposition reactor.

즉, 상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 물층에는 유기산 촉매가 다량 포함되어 있기 때문에, 이를 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급함으로써 중물질의 분해 반응을 더욱 촉진할 수 있다. That is, since the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column contains a large amount of the organic acid catalyst, it can be further promoted the decomposition reaction of heavy materials by supplying it to the high boiling point addition product decomposition reactor.

이때, 상기 고비점 부가생성물 분해 반응기 내에 포함되는 촉매의 양은 상기 분해 반응기에 공급되는 반응액의 전체 중량(즉, 상기 고비점 부가생성물 분해 반응기 내에 공급되는 유기층의 전체 중량)에 대하여 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 3 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%가 되도록 유지함으로써, 고비점 부가생성물의 분해 반응을 촉진하고, 상기 분해 반응기에서의 유동성을 확보하여 배관 막힘 현상을 예방하면서도, 폐기되는 촉매의 양을 최소화할 수 있다.In this case, the amount of the catalyst included in the high boiling point addition product decomposition reactor is 0.01 to 5 weight based on the total weight of the reaction liquid supplied to the decomposition reactor (that is, the total weight of the organic layer supplied into the high boiling point addition product decomposition reactor). %, Preferably 0.05 to 3% by weight, more preferably 0.1 to 2% by weight, thereby promoting decomposition reaction of the high boiling point adduct and ensuring fluidity in the decomposition reactor to prevent pipe blockage. At the same time, it is possible to minimize the amount of catalyst discarded.

여기서, 상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 물층의 일부를 상기 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급하는 방법은, 상기 유기산 촉매의 농도가 상기 범위를 만족할 수 있도록 상기 물층을 지속적으로 공급하거나, 또는 간헐적으로 공급하는 방법을 이용할 수 있다.Here, the method of supplying a portion of the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column to the high boiling point addition product decomposition reactor, the water layer is continuously supplied or intermittently so that the concentration of the organic acid catalyst to satisfy the above range It can be used to supply the method.

이와 같이, 상기 고비점 부가생성물의 분해 반응 단계를 거치면, 상기 분해 반응기의 상부 배출액에는 고비점 부가생성물의 분해로 인한 알킬(메트)아크릴레이트, 알칸올, (메트)아크릴산 등이 포함될 수 있으며, 이를 상기 에스테르화 반응 단계 또는 상기 에스테르화 반응 생성물의 정제 단계로 재순환시킬 수 있다.As such, when the decomposition reaction step of the high boiling point addition product is performed, the upper effluent of the decomposition reactor may include alkyl (meth) acrylate, alkanol, (meth) acrylic acid, etc. due to decomposition of the high boiling point addition product. This may be recycled to the esterification step or purification step of the esterification product.

즉, 본 발명에 따른 제조 방법은 상기 분해 반응기의 상부 배출액을 상기 에스테르화 반응 단계로 재순환시키는 단계를 더욱 포함할 수 있으며, 또는, 상기 분해 반응기의 상부 배출액을 상기 에스테르화 반응 생성물의 정제 단계로 재순환시키는 단계를 포함할 수도 있다.That is, the production method according to the present invention may further comprise the step of recycling the top discharge of the decomposition reactor to the esterification step, or, the purification of the esterification reaction product of the top discharge of the decomposition reactor It may also include recycling to the step.

한편, 상기 분해 반응기의 하부 배출액에는 타르 성분 등 분해되지 않은 중물질과 유기산 촉매가 혼합되어 있을 수 있다. On the other hand, the lower discharge of the decomposition reactor may be mixed with an organic acid catalyst and undecomposed heavy materials such as tar component.

이전의 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법은 상기 분해 반응기의 하부 배출액에 포함되어 폐기되는 촉매의 양이 많아 고가의 유기산 촉매가 다량으로 소요되어 제조 효율이 떨어졌으며, 유기산 촉매가 다량 함유된 폐오일을 폐기하는 과정에서 심각한 환경 오염 문제를 유발하는 문제점이 있었다.In the previous method for preparing alkyl (meth) acrylate, the amount of catalyst contained in the lower discharge of the decomposition reactor is discarded, so that a large amount of expensive organic acid catalyst is required, resulting in low production efficiency, and containing a large amount of organic acid catalyst. In the process of disposing waste oil, there was a problem causing serious environmental pollution.

그러나, 본 발명에 따른 제조 방법은 전술한 바와 같이, 상기 고비점 부가생성물의 분해 반응 단계 이전에 유기산 촉매의 대부분을 효과적으로 회수함에 따라 폐기되는 촉매의 양을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 즉, 본 발명에 따른 제조 방법은 상기 고비점 부가생성물 분해 반응기의 하부 배출액에 포함되어 있는 촉매의 양이 하부 배출액의 전체 중량에 대하여 10 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량% 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 5 중량%인 장점이 있다.However, as described above, the production method according to the present invention has an advantage of minimizing the amount of the catalyst discarded as it effectively recovers most of the organic acid catalyst before the decomposition reaction step of the high boiling point adduct. That is, in the production method according to the present invention, the amount of catalyst contained in the bottom discharge liquid of the high boiling point addition product decomposition reactor is 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, based on the total weight of the bottom discharge liquid. Preferably there is an advantage of 1 to 5% by weight.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 고비점 부가생성물의 분해 반응 단계는, 도 1에 예시한 바와 같이, 디캔터 및 리시버(T2)에서 분리된 유기층이 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3)로 공급되고, 상기 분해 반응기(R3)의 상부 배출액은 에스테르화 반응기(R1)로 재순환(12번 흐름)되거나 증류탑(D2)으로 재순환(도시되지 않음)될 수 있다. 이때, 상기 분해 반응의 촉진을 위하여, 상기 디캔터 및 리시버(T2)에서 분리된 물층의 일부를 상기 분해 반응기(R3)에 공급할 수 있다. 또한, 상기 분해 반응기(R3)의 하부 배출액은 폐오일로써 폐기(13번 흐름)될 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, in the decomposition reaction step of the high boiling point addition product, as illustrated in FIG. 1, the organic layer separated from the decanter and the receiver T2 is supplied to the high boiling point addition product decomposition reactor R3. The top effluent of the decomposition reactor R3 may be recycled to the esterification reactor R1 (flow 12) or recycled to the distillation column D2 (not shown). In this case, in order to promote the decomposition reaction, a portion of the water layer separated from the decanter and the receiver T2 may be supplied to the decomposition reactor R3. In addition, the bottom discharge liquid of the decomposition reactor (R3) may be disposed of as waste oil (flow 13).

이와 같이, 본 발명에 따른 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법은As such, the method for producing an alkyl (meth) acrylate according to the present invention

(메트)아크릴산과 알칸올을 포함하는 반응물을 유기산 촉매 존재 하에 전환율 70 % 이상으로 에스테르화 반응시키는 단계; 상기 에스테르화 반응의 반응 생성물을 열류 공급부(reboiler)가 하단에 구비된 증류탑에 공급하여 정제하는 단계; 상기 증류탑의 상부에서 알킬(메트)아크릴레이트 및 물을 포함하는 상부 배출액을 회수하고, 상기 증류탑의 하부에서 고비점 부가생성물 및 물을 포함하는 하부 배출액을 회수하는 단계; 상기 증류탑의 하부 배출액을 물층과 유기층으로 분리하는 단계; 및 상기 하부 배출액에서 분리된 물층을 상기 에스테르화 반응에 사용되도록 재순환시키는 단계를 포함하고, 상기 각각의 단계는 연속적으로 일어나며, 상기 증류탑의 하부 배출액에 포함되는 물의 양이 하부 배출액의 전체 중량에 대하여 2 내지 25 중량%가 유지되도록 하는 방법으로 수행될 수 있다.Esterifying the reactant comprising (meth) acrylic acid and alkanol with conversion of at least 70% in the presence of an organic acid catalyst; Supplying and purifying the reaction product of the esterification reaction to a distillation column having a heat flow reboiler at the bottom; Recovering an upper effluent including alkyl (meth) acrylate and water in the upper part of the distillation column, and recovering a lower effluent including high boiling point adduct and water in the lower part of the distillation column; Separating the bottom discharge liquid of the distillation column into a water layer and an organic layer; And recycling the water layer separated from the bottom effluent for use in the esterification reaction, wherein each step occurs continuously, and the amount of water contained in the bottom effluent of the distillation column is the total amount of the bottom effluent. It can be carried out by a method such that 2 to 25% by weight relative to the weight is maintained.

다만, 전술한 단계들 이외에도, 상기 각 단계의 이전 또는 이후에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 수행될 수 있는 단계를 더욱 포함할 수 있으며, 상술한 단계들에 의해 본 발명의 제조 방법이 한정되는 것은 아니다.
However, in addition to the above-described steps, it may further include a step that can be conventionally performed in the art before or after each of the above steps, the manufacturing method of the present invention is limited by the above steps It doesn't happen.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, preferred embodiments are described to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are intended to illustrate the present invention without limiting it thereto.

특히, 하기 실시예에서는 부틸 아크릴레이트의 제조 방법에 대하여 설명하지만, 본 발명의 제조 방법을 이에 한정하는 것은 아니며, (메트)아크릴산과 탄소수 4 내지 8의 알칸올을 사용하여 에스테르화 반응에 의해 생성되는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법에 동등하게 적용될 수 있다.In particular, the following examples describe the production method of butyl acrylate, but the production method of the present invention is not limited thereto, and is produced by esterification using (meth) acrylic acid and alkanol having 4 to 8 carbon atoms. It is equally applicable to the manufacturing method of the alkyl (meth) acrylate which becomes.

비교예Comparative example 1 One

알킬(메트)아크릴레이트의 목적 물질로 부틸 아크릴레이트를 제조하였다.Butyl acrylate was prepared from the target material of alkyl (meth) acrylate.

이를 위하여, 출발 물질로 아크릴산과 n-부탄올을 사용하였고, 촉매로는 파라톨루엔 술폰산, 중합방지제로는 페노티아진(phenothiazine)을 사용하였다.To this end, acrylic acid and n-butanol were used as starting materials, paratoluene sulfonic acid was used as a catalyst, and phenothiazine was used as a polymerization inhibitor.

에스테르화 반응기로는 부피 2.5 L 및 5 L 용량의 반응기를 연속으로 설치하여 이용하였고, 정제 단계를 위한 증류탑으로는 40단 다운커머 타입의 트레이 컬럼을 이용하였고, 상기 증류탑의 하단에 구비된 열류 공급부(reboiler)는 400 ml 용량의 써모 사이폰 타입을 이용하였다. 또한, 고비점 부가생성물 분해 반응기로는 300 ml 용량의 이중 재킷(jacket) 형태의 반응기로 액의 부피는 200 ml로 유지되도록 하였다.As the esterification reactor, a reactor having a volume of 2.5 L and a volume of 5 L was continuously installed and used as a distillation column for a purification step, using a tray column of a 40-stage downcomer type, and a heat flow supply unit provided at the bottom of the distillation column. Reboiler used a thermo siphon type of 400 ml capacity. In addition, the high-boiling addition product decomposition reactor was a reactor in the form of a double jacket (jacket) capacity of 300 ml to maintain the volume of the liquid to 200 ml.

상기 에스테르화 반응기 중 첫번째 반응기(R1)에 아크릴산 346 g/hr, n-부탄올 359 g/hr의 유속으로 각각 투입하였으며, 유기산 촉매는 파라톨루엔 술폰산 3.0 g/hr을 n-부탄올에 용해시켜 연속적으로 투입하였고, 물 분리탑(D1)의 상부로는 정제 공정에서 증류탑 상부로 회수된 유기층을 추가 정제하여 재순환되는 양으로써 n-부탄올: 부틸 아크릴레이트: 물이 7: 2: 1로 함유되어 있는 혼합액을 191 g/hr의 유속으로 투입되도록 하였다. Into the first reactor (R1) of the esterification reactor at a flow rate of 346 g / hr acrylic acid, 359 g / hr n-butanol, respectively, the organic acid catalyst was dissolved continuously in n-butanol 3.0 g / hr paratoluene sulfonic acid The mixed liquid containing n-butanol: butyl acrylate: water as 7: 2: 1 was added to the upper portion of the water separation tower D1, and was further recycled by refining the organic layer recovered to the top of the distillation column in the purification process. Was added at a flow rate of 191 g / hr.

상기 에스테르화 반응기의 첫 번째 반응기(R1)에서 반응물의 체류 시간은 1.4 시간, 반응 온도는 95 ℃, 반응 압력은 330 Torr, 두 번째 반응기(R2)에서 반응물의 체류 시간은 2.9 시간, 반응온도는 103 ℃, 반응 압력은 330 Torr 가 되도록 에스테르화 반응을 진행하였으며, 두 번째 반응기(R2) 내 촉매의 함량은 1.01 중량%였다.The residence time of the reactants in the first reactor (R1) of the esterification reactor is 1.4 hours, the reaction temperature is 95 ℃, the reaction pressure is 330 Torr, the residence time of the reactants in the second reactor (R2) is 2.9 hours, the reaction temperature is The esterification reaction was carried out such that the reaction pressure was 330 Torr at 103 ° C., and the content of the catalyst in the second reactor (R2) was 1.01 wt%.

이어서, 상기 에스테르화 반응기의 두 번째 반응기(R2)에서 배출되는 반응액을 증류탑(D2)의 바닥부로 유입시켰으며, 이때 증류탑(D2)의 상부 압력은 150 Torr, 상부 온도는 54 ℃였고, 상기 증류탑의 하단에 구비된 열류 공급부(reboiler) 내의 액의 온도는 92 ℃로 조절하였다. Subsequently, the reaction liquid discharged from the second reactor (R2) of the esterification reactor was introduced into the bottom of the distillation column (D2), wherein the upper pressure of the distillation column (D2) was 150 Torr and the upper temperature was 54 ° C. The temperature of the liquid in the heat flow reboiler provided at the bottom of the distillation column was adjusted to 92 ° C.

또한, 증류탑(D2)의 상부에서 물 96.5 중량% 및 n-부탄올 3.5 중량%인 환류액을 540 g/hr의 유속으로 투입하였으며, 이와 함께 1.5 중량% 페노티아진이 함유된 부틸아크릴레이트를 22 g/hr의 유속으로 투입하였다.In addition, a reflux solution containing 96.5% by weight of water and 3.5% by weight of n-butanol was added at a flow rate of 540 g / hr at the top of the distillation column (D2), with butylacrylate containing 1.5% by weight of phenothiazine. It was introduced at a flow rate of g / hr.

한편, 증류탑(D2)의 상부 배출액은 1319 g/hr, 하부 배출액은 742 g/hr의 유속으로 각각 배출되었다. 이때, 상기 증류탑(D2)의 상부 배출액의 조성은 부틸 아크릴레이트: 물: n-부탄올의 비가 48.5: 39.5: 12.0 이었으며, 아크릴산은 1 ppm 미만이었다. 즉, 앞서 증류탑(D2)의 상부에서 공급하는 물의 양(환산치 521.1 g/hr)은 상기 회수 단계에서 증류탑 상부로 회수되는 물의 양(환산치 521.005 g/hr)과 거의 같도록(약 1.00 배) 유지하였다.On the other hand, the upper discharge liquid of the distillation column (D2) was discharged at a flow rate of 1319 g / hr, the lower discharge liquid 742 g / hr, respectively. At this time, the composition of the top discharge of the distillation column (D2) was butyl acrylate: water: n-butanol ratio of 48.5: 39.5: 12.0, acrylic acid was less than 1 ppm. That is, the amount of water previously supplied from the upper portion of the distillation column D2 (521.1 g / hr) is approximately equal to the amount of water recovered from the upper portion of the distillation column (521.005 g / hr) (about 1.00 times). ).

또한, 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액은 물이 1 중량% 미만, 아크릴산 2.5 중량%, n-부탄올 7.4 중량%, 부틸 아크릴레이트 57 중량%, 나머지가 고비점 부가생성물과 중합금지제 및 촉매 등의 중물질이었다.In addition, the bottom discharge of the distillation column (D2) is less than 1% by weight of water, 2.5% by weight of acrylic acid, 7.4% by weight of n-butanol, 57% by weight of butyl acrylate, the rest of the high boiling point addition product, polymerization inhibitor and catalyst It was a heavy substance such as.

이때, 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액은 물층과 유기층으로 분리되지 않았으며, 상기 하부 배출액의 일부인 148 g/hr은 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3)로 유입시켰고, 나머지는 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다.At this time, the bottom discharge liquid of the distillation column (D2) was not separated into the water layer and the organic layer, 148 g / hr which is part of the bottom discharge liquid was introduced into the high boiling point addition product decomposition reactor (R3), the rest of the first ester Recycled to the reactor (R1).

상기 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3)에서의 체류 시간은 7.5 시간이었고, 온도 157 ℃, 압력 100 Torr의 조건하에서 분해 반응을 진행하였다. 상기 분해 반응기(R3)의 상부 배출액은 122 g/hr의 유속으로 배출되었고, 이는 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다. 또한, 상기 중물질 분해 반응기(R3)의 하부 배출액은 26.5 g/hr의 유속으로 배출되었고, 그 중 유기산 촉매의 함량은 하부 배출액 전체 중량에 대하여 11.5 중량%였다.The residence time in the high boiling point addition product decomposition reactor (R3) was 7.5 hours, and the decomposition reaction was performed under conditions of a temperature of 157 ° C. and a pressure of 100 Torr. The top discharge of the cracking reactor (R3) was discharged at a flow rate of 122 g / hr, which was recycled to the first esterification reactor (R1). In addition, the bottom discharge of the heavy material decomposition reactor (R3) was discharged at a flow rate of 26.5 g / hr, of which the content of the organic acid catalyst was 11.5% by weight based on the total weight of the bottom discharge.

위와 같은 조건으로 약 70 시간 정도 공정을 운전하였을 때, 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3) 내에 고체 슬러리가 침적되어 운전이 불가능하였다.
When the process was operated for about 70 hours under the above conditions, the solid slurry was deposited in the high boiling point adduct decomposition reactor (R3), and thus, operation was impossible.

실시예Example 1 One

알킬(메트)아크릴레이트의 목적 물질로 부틸 아크릴레이트를 제조하였다.Butyl acrylate was prepared from the target material of alkyl (meth) acrylate.

이를 위하여, 출발 물질로 아크릴산과 n-부탄올을 사용하였고, 촉매로는 메탄 술폰산, 중합방지제로는 페노티아진(phenothiazine)을 사용하였다. 또한, 사용한 에스테르화 반응기 및 증류탑, 증류탑의 열류 공급부, 고비점 부가생성물 분해 반응기 등의 구성은 비교예 1에서와 동일한 것을 이용하였다.To this end, acrylic acid and n-butanol were used as starting materials, methane sulfonic acid was used as a catalyst, and phenothiazine was used as a polymerization inhibitor. In addition, the structure of the used esterification reactor, the distillation column, the heat flow supply part of a distillation column, the high boiling point addition product decomposition reactor, etc. used the same thing as the comparative example 1.

먼저, 상기 에스테르화 반응기 중 첫번째 반응기(R1)에 아크릴산 347 g/hr, n-부탄올 360 g/hr의 유속으로 각각 투입하였으며, 유기산 촉매는 메탄 술폰산 0.7 g/hr을 n-부탄올에 용해시켜 연속적으로 투입하였다(이때, 실시예 1에서는 후술할 단계에서 촉매의 회수량을 높일 수 있어 폐기되는 촉매량을 감소시킬 수 있었기 때문에, 연속 공정상 비교예 1에 비하여 보충되는 촉매량을 줄일 수 있었음). 그리고, 물 분리탑(D1)의 상부로는 정제 공정에서 증류탑 상부로 회수된 유기층을 추가 정제하여 재순환되는 양으로써 n-부탄올: 부틸 아크릴레이트: 물이 7: 2: 1로 함유되어 있는 혼합액을 191 g/hr의 유속으로 투입하였다.First, 347 g / hr acrylic acid and 360 g / hr n-butanol were introduced into the first reactor (R1) of the esterification reactor, and the organic acid catalyst was dissolved in n-butanol by dissolving 0.7 g / hr of methane sulfonic acid in n-butanol. (At this time, in Example 1, since the amount of catalyst recovered in the step to be described later could be increased and the amount of catalyst discarded was reduced, the amount of catalyst replenished in comparison with Comparative Example 1 in the continuous process was reduced). In the upper portion of the water separation tower D1, a mixed liquid containing n-butanol: butyl acrylate: water as 7: 2: 1 is further recycled by further purifying the organic layer recovered to the top of the distillation column in the purification step. It was introduced at a flow rate of 191 g / hr.

상기 에스테르화 반응기의 첫 번째 반응기(R1)에서 반응물의 체류 시간은 1.41 시간, 반응 온도는 95 ℃, 반응 압력은 330 Torr, 두 번째 반응기(R2)에서 반응물의 체류 시간은 2.9 시간, 반응온도는 103 ℃, 반응 압력은 330 Torr 가 되도록 에스테르화 반응을 진행하였으며, 두 번째 반응기(R2) 내 촉매의 함량은 0.96 중량%였다.The residence time of the reactants in the first reactor (R1) of the esterification reactor is 1.41 hours, the reaction temperature is 95 ℃, the reaction pressure is 330 Torr, the residence time of the reactants in the second reactor (R2) is 2.9 hours, the reaction temperature is The esterification reaction was performed so that the reaction pressure was 330 Torr at 103 ° C., and the content of the catalyst in the second reactor (R2) was 0.96 wt%.

이어서, 상기 에스테르화 반응기의 두 번째 반응기(R2)에서 배출되는 반응액을 증류탑(D2)의 바닥부로 유입시켰으며, 이때 증류탑(D2)의 상부 압력은 150 Torr, 상부 온도는 54 ℃였고, 상기 증류탑의 하단에 구비된 열류 공급부(reboiler) 내의 액의 온도는 83 ℃로 조절하였다. Subsequently, the reaction liquid discharged from the second reactor (R2) of the esterification reactor was introduced into the bottom of the distillation column (D2), wherein the upper pressure of the distillation column (D2) was 150 Torr and the upper temperature was 54 ° C. The temperature of the liquid in the heat flow reboiler provided at the bottom of the distillation column was adjusted to 83 ° C.

또한, 증류탑(D2)의 상부에서 물 96.5 중량% 및 n-부탄올 3.5 중량%인 환류액을 561 g/hr의 유속으로 투입하였으며, In addition, a reflux liquid of 96.5 wt% water and 3.5 wt% n-butanol was added at a flow rate of 561 g / hr at the top of the distillation column D2.

한편, 증류탑(D2)의 상부 배출액은 1323 g/hr, 하부 배출액은 761 g/hr의 유속으로 배출되었다. 이때, 상기 증류탑(D2)의 상부 배출액의 조성은 부틸 아크릴레이트: 물: n-부탄올의 비가 48.5: 39.5: 12.0 이었으며, 아크릴산은 1 ppm 미만이었다. 즉, 앞서 증류탑(D2)의 상부에서 공급하는 물의 양(환산치 543.365 g/hr)은 상기 회수 단계에서 증류탑 상부로 회수되는 물의 양(환산치 522.585 g/hr)에 대하여 약 1.04 배가 되도록 유지하였다.On the other hand, the upper discharge liquid of the distillation column (D2) was discharged at a flow rate of 1323 g / hr, the lower discharge liquid 761 g / hr. At this time, the composition of the top discharge of the distillation column (D2) was butyl acrylate: water: n-butanol ratio of 48.5: 39.5: 12.0, acrylic acid was less than 1 ppm. That is, the amount of water supplied from the top of the distillation column D2 (converted value 543.365 g / hr) was maintained to be about 1.04 times the amount of water (converted value 522.585 g / hr) recovered from the upper part of the distillation column in the recovery step. .

또한, 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액은 물 4.8 중량%, 아크릴산 2.4 중량%, n-부탄올 7.2 중량%, 부틸 아크릴레이트 57 중량%, 나머지가 고비점 부가생성물과 중합금지제 및 촉매 등의 중물질이었다.In addition, the bottom discharge of the distillation column (D2) is 4.8% by weight of water, 2.4% by weight of acrylic acid, 7.2% by weight of n-butanol, 57% by weight of butyl acrylate, and the rest are high boiling point adducts, polymerization inhibitors and catalysts. It was heavy.

이때, 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액은 물층과 유기층으로 분리가 이루어졌으며, 상기 물층에는 에스테르화 반응에 사용된 촉매의 89 중량%가 존재하였고, 상기 물층은 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다.At this time, the bottom discharge of the distillation column (D2) was separated into a water layer and an organic layer, 89% by weight of the catalyst used in the esterification reaction was present in the water layer, the water layer is the first esterification reactor (R1) Recycled.

상기 유기층의 일부인 150 g/hr은 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3)로 유입시켰고, 나머지는 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다. 또한, 상기 분해 반응기(R3)에 촉매 농도를 2.8~3.0 중량%로 유지하였고, 이를 위해 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액에서 분리된 물층을 간헐적으로 상기 분해 반응기(R3)에 공급하였다.A portion of the organic layer, 150 g / hr, was introduced into the high boiling point adduct decomposition reactor (R3) and the remainder was recycled to the first esterification reactor (R1). In addition, the catalyst concentration in the decomposition reactor (R3) was maintained at 2.8 ~ 3.0% by weight, for this purpose, the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column (D2) was intermittently supplied to the decomposition reactor (R3).

상기 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3)에서의 체류 시간은 8 시간이었고, 온도 157 ℃, 압력 100 Torr의 조건하에서 분해 반응을 진행하였다. 상기 분해 반응기(R3)의 상부 배출액은 126 g/hr의 유속으로 배출되었고, 이는 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다. 또한, 상기 분해 반응기(R3)의 하부 배출액은 24 g/hr의 유속으로 배출되었고, 그 중 유기산 촉매의 함량은 하부 배출액 전체 중량에 대하여 2.9 중량%였다.The residence time in the high boiling point addition product decomposition reactor (R3) was 8 hours, and the decomposition reaction was performed under conditions of a temperature of 157 ° C. and a pressure of 100 Torr. The top discharge of the cracking reactor (R3) was discharged at a flow rate of 126 g / hr, which was recycled to the first esterification reactor (R1). In addition, the bottom discharge of the decomposition reactor (R3) was discharged at a flow rate of 24 g / hr, wherein the content of the organic acid catalyst was 2.9% by weight relative to the total weight of the bottom discharge.

위와 같은 조건으로 약 300 시간 정도 공정을 운전하여도 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3) 내의 유동성은 문제되지 않았다.
Even if the process was operated for about 300 hours under the above conditions, the fluidity in the high boiling point addition product decomposition reactor (R3) did not matter.

실시예Example 2 2

알킬(메트)아크릴레이트의 목적 물질로 부틸 아크릴레이트를 제조하였다.Butyl acrylate was prepared from the target material of alkyl (meth) acrylate.

이를 위하여, 출발 물질로 아크릴산과 n-부탄올을 사용하였고, 촉매로는 파라 톨루엔 술폰산, 중합방지제로는 페노티아진(phenothiazine)을 사용하였다. 또한, 에스테르화 반응기 및 증류탑, 증류탑의 열류 공급부, 고비점 부가생성물 분해 반응기 등의 구성은 실시예 1에서와 동일한 것을 이용하였다.To this end, acrylic acid and n-butanol were used as starting materials, para toluene sulfonic acid was used as a catalyst, and phenothiazine was used as a polymerization inhibitor. In addition, the structure of the esterification reactor, the distillation column, the heat flow supply part of a distillation column, the high boiling point addition product decomposition reactor, etc. used the same thing as Example 1.

상기 에스테르화 반응기 중 첫번째 반응기(R1)에 아크릴산 345 g/hr, n-부탄올 358 g/hr의 유속으로 각각 투입하였으며, 유기산 촉매는 파라 톨루엔 술폰산 0.75 g/hr을 n-부탄올에 용해시켜 연속적으로 투입하였고, 물 분리탑(D1)의 상부로 n-부탄올: 부틸 아크릴레이트: 물이 7: 2: 1로 함유되어 있는 혼합액을 189 g/hr의 유속으로 투입되도록 하였다. Into the first reactor (R1) of the esterification reactor at a flow rate of acrylic acid 345 g / hr, n-butanol 358 g / hr, respectively, the organic acid catalyst was dissolved by dissolving para toluene sulfonic acid 0.75 g / hr in n-butanol continuously To the top of the water separation column (D1), a mixed solution containing n-butanol: butyl acrylate: water 7: 2: 1 was introduced at a flow rate of 189 g / hr.

상기 에스테르화 반응기의 첫 번째 반응기(R1)에서 반응물의 체류 시간은 1.4 시간, 반응 온도는 95 ℃, 반응 압력은 330 Torr, 두 번째 반응기(R2)에서 반응물의 체류 시간은 2.9 시간, 반응온도는 103 ℃, 반응 압력은 330 Torr 가 되도록 에스테르화 반응을 진행하였으며, 두 번째 반응기(R2) 내 촉매의 함량은 1.01 중량%였다.The residence time of the reactants in the first reactor (R1) of the esterification reactor is 1.4 hours, the reaction temperature is 95 ℃, the reaction pressure is 330 Torr, the residence time of the reactants in the second reactor (R2) is 2.9 hours, the reaction temperature is The esterification reaction was carried out such that the reaction pressure was 330 Torr at 103 ° C., and the content of the catalyst in the second reactor (R2) was 1.01 wt%.

이어서, 상기 에스테르화 반응기의 두 번째 반응기(R2)에서 배출되는 반응액을 증류탑(D2)의 바닥부로 유입시켰으며, 이때 증류탑(D2)의 상부 압력은 150 Torr, 상부 온도는 54 ℃였고, 상기 증류탑의 하단에 구비된 열류 공급부(reboiler) 내의 액의 온도는 76 ℃로 조절하였다. Subsequently, the reaction liquid discharged from the second reactor (R2) of the esterification reactor was introduced into the bottom of the distillation column (D2), wherein the upper pressure of the distillation column (D2) was 150 Torr and the upper temperature was 54 ° C. The temperature of the liquid in the heat flow reboiler provided at the bottom of the distillation column was adjusted to 76 ° C.

또한, 증류탑(D2)의 상부에서 물 96.5 중량% 및 n-부탄올 3.5 중량%인 환류액을 604 g/hr의 유속으로 투입하였으며, 이와 함께 1.5 중량% 페노티아진이 함유된 부틸아크릴레이트를 22 g/hr의 유속으로 투입하였다.In addition, a reflux solution of 96.5% by weight of water and 3.5% by weight of n-butanol was added at a flow rate of 604 g / hr at the top of the distillation column (D2), with butylacrylate containing 1.5% by weight of phenothiazine. It was introduced at a flow rate of g / hr.

한편, 증류탑(D2)의 상부 배출액은 1315 g/hr, 하부 배출액은 802 g/hr의 유속으로 배출되었다. 이때, 상기 증류탑(D2)의 상부 배출액의 조성은 부틸 아크릴레이트: 물: n-부탄올의 비가 48.5: 39.5: 12.0 이었으며, 아크릴산은 1 ppm 미만이었다. 즉, 앞서 증류탑(D2)의 상부에서 공급하는 물의 양(환산치 582.86 g/hr)은 상기 회수 단계에서 증류탑 상부로 회수되는 물의 양(환산치 519.425 g/hr)에 대하여 약 1.12 배가 되도록 유지하였다.On the other hand, the upper discharge liquid of the distillation column (D2) was discharged at a flow rate of 1315 g / hr, the lower discharge liquid 802 g / hr. At this time, the composition of the top discharge of the distillation column (D2) was butyl acrylate: water: n-butanol ratio of 48.5: 39.5: 12.0, acrylic acid was less than 1 ppm. That is, the amount of water supplied from the top of the distillation column (D2) (equivalent value 582.86 g / hr) was maintained to be about 1.12 times the amount of water (equivalent value 519.425 g / hr) recovered to the top of the distillation column in the recovery step. .

또한, 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액은 물 10.1 중량%, 아크릴산 2.3 중량%, n-부탄올 6.9 중량%, 부틸 아크릴레이트 54 중량%, 나머지가 고비점 부가생성물과 중합금지제 및 촉매 등의 중물질이었다.In addition, the bottom discharge of the distillation column (D2) is 10.1% by weight of water, 2.3% by weight of acrylic acid, 6.9% by weight of n-butanol, 54% by weight of butyl acrylate, and the rest are high boiling point addition products, polymerization inhibitors and catalysts. It was heavy.

이때, 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액은 물층과 유기층으로 분리가 이루어졌으며, 상기 물층에는 에스테르화 반응에 사용된 촉매의 78.3 중량%가 존재하였고, 상기 물층은 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다.At this time, the bottom discharge of the distillation column (D2) was separated into a water layer and an organic layer, 78.3% by weight of the catalyst used in the esterification reaction was present in the water layer, the water layer is the first esterification reactor (R1) Recycled.

상기 유기층의 일부인 158 g/hr은 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3)로 유입시켰고, 나머지는 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다. 또한, 상기 분해 반응기(R3)에 촉매 농도를 3.1 중량%로 유지하였고, 이를 위해 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액에서 분리된 물층을 간헐적으로 상기 분해 반응기(R3)에 공급하였다.158 g / hr, part of the organic layer, was introduced into the high boiling point adduct decomposition reactor (R3) and the remainder was recycled to the first esterification reactor (R1). In addition, the catalyst concentration in the decomposition reactor (R3) was maintained at 3.1% by weight, and for this purpose, the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column (D2) was intermittently supplied to the decomposition reactor (R3).

상기 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3)에서의 체류 시간은 8 시간이었고, 온도 157 ℃, 압력 100 Torr의 조건하에서 분해 반응을 진행하였다. 상기 분해 반응기(R3)의 상부 배출액은 134 g/hr의 유속으로 배출되었고, 이는 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다. 또한, 상기 분해 반응기(R3)의 하부 배출액은 24 g/hr의 유속으로 배출되었고, 그 중 유기산 촉매의 함량은 하부 배출액 전체 중량에 대하여 3.1 중량%였다.The residence time in the high boiling point addition product decomposition reactor (R3) was 8 hours, and the decomposition reaction was performed under conditions of a temperature of 157 ° C. and a pressure of 100 Torr. The top discharge of the cracking reactor (R3) was discharged at a flow rate of 134 g / hr, which was recycled to the first esterification reactor (R1). In addition, the bottom discharge of the decomposition reactor (R3) was discharged at a flow rate of 24 g / hr, wherein the content of the organic acid catalyst was 3.1% by weight relative to the total weight of the bottom discharge.

위와 같은 조건으로 약 300 시간 정도 공정을 운전하여도 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3) 내의 유동성은 문제되지 않았다.
Even if the process was operated for about 300 hours under the above conditions, the fluidity in the high boiling point addition product decomposition reactor (R3) did not matter.

실시예Example 3 3

알킬(메트)아크릴레이트의 목적 물질로 부틸 아크릴레이트를 제조하였다.Butyl acrylate was prepared from the target material of alkyl (meth) acrylate.

이를 위하여, 출발 물질로 아크릴산과 n-부탄올을 사용하였고, 촉매로는 파라 톨루엔 술폰산, 중합방지제로는 페노티아진(phenothiazine)을 사용하였다. 또한, 에스테르화 반응기 및 증류탑, 증류탑의 열류 공급부, 고비점 부가생성물 분해 반응기 등의 구성은 실시예 1에서와 동일한 것을 이용하였다.To this end, acrylic acid and n-butanol were used as starting materials, para toluene sulfonic acid was used as a catalyst, and phenothiazine was used as a polymerization inhibitor. In addition, the structure of the esterification reactor, the distillation column, the heat flow supply part of a distillation column, the high boiling point addition product decomposition reactor, etc. used the same thing as Example 1.

상기 에스테르화 반응기 중 첫번째 반응기(R1)에 아크릴산 348 g/hr, n-부탄올 362 g/hr의 유속으로 각각 투입하였으며, 유기산 촉매는 파라 톨루엔 술폰산 0.83 g/hr을 n-부탄올에 용해시켜 연속적으로 투입하였고, 물 분리탑(D1)의 상부로 n-부탄올: 부틸 아크릴레이트: 물이 7: 2: 1로 함유되어 있는 혼합액을 192 g/hr의 유속으로 투입되도록 하였다. The first reactor (R1) of the esterification reactor was introduced at a flow rate of 348 g / hr acrylic acid and 362 g / hr n-butanol, respectively, and the organic acid catalyst was continuously dissolved by dissolving 0.83 g / hr of para-toluene sulfonic acid in n-butanol. To the top of the water separation column (D1), a mixed solution containing n-butanol: butyl acrylate: water 7: 2: 1 was introduced at a flow rate of 192 g / hr.

상기 에스테르화 반응기의 첫 번째 반응기(R1)에서 반응물의 체류 시간은 1.4 시간, 반응 온도는 95 ℃, 반응 압력은 330 Torr, 두 번째 반응기(R2)에서 반응물의 체류 시간은 2.9 시간, 반응온도는 103 ℃, 반응 압력은 330 Torr 가 되도록 에스테르화 반응을 진행하였으며, 두 번째 반응기(R2) 내 촉매의 함량은 1.1 중량%였다.The residence time of the reactants in the first reactor (R1) of the esterification reactor is 1.4 hours, the reaction temperature is 95 ℃, the reaction pressure is 330 Torr, the residence time of the reactants in the second reactor (R2) is 2.9 hours, the reaction temperature is The esterification reaction was carried out such that the reaction pressure was 330 Torr at 103 ° C., and the content of the catalyst in the second reactor (R2) was 1.1 wt%.

이어서, 상기 에스테르화 반응기의 두 번째 반응기(R2)에서 배출되는 반응액을 증류탑(D2)의 바닥부로 유입시켰으며, 이때 증류탑(D2)의 상부 압력은 190 Torr, 상부 온도는 58.6 ℃였고, 상기 증류탑의 하단에 구비된 열류 공급부(reboiler) 내의 액의 온도는 87 ℃로 조절하였다.Subsequently, the reaction liquid discharged from the second reactor (R2) of the esterification reactor was introduced into the bottom of the distillation column (D2), wherein the upper pressure of the distillation column (D2) was 190 Torr and the upper temperature was 58.6 ° C. The temperature of the liquid in the heat flow reboiler provided at the bottom of the distillation column was adjusted to 87 ° C.

또한, 증류탑(D2)의 상부에서 물 96.5 중량% 및 n-부탄올 3.5 중량%인 환류액을 611 g/hr의 유속으로 투입하였으며, 이와 함께 1.5 중량% 페노티아진이 함유된 부틸아크릴레이트를 22 g/hr의 유속으로 투입하였다.In addition, a reflux solution of 96.5% by weight of water and 3.5% by weight of n-butanol was added at a flow rate of 611 g / hr at the top of the distillation column (D2), and butyl acrylate containing 1.5% by weight of phenothiazine was added. It was introduced at a flow rate of g / hr.

한편, 증류탑(D2)의 상부 배출액은 1331 g/hr, 하부 배출액은 781 g/hr의 유속으로 배출되었다. 이때, 상기 증류탑(D2)의 상부 배출액의 조성은 부틸 아크릴레이트: 물: n-부탄올의 비가 48.5: 39.5: 12.0 이었으며, 아크릴산은 1 ppm 미만이었다. 즉, 앞서 증류탑(D2)의 상부에서 공급하는 물의 양(환산치 589.615 g/hr)은 상기 회수 단계에서 증류탑 상부로 회수되는 물의 양(환산치 525.745 g/hr)에 대하여 약 1.12 배가 되도록 유지하였다.On the other hand, the upper discharge liquid of the distillation column (D2) was discharged at a flow rate of 1331 g / hr, the lower discharge liquid 781 g / hr. At this time, the composition of the top discharge of the distillation column (D2) was butyl acrylate: water: n-butanol ratio of 48.5: 39.5: 12.0, acrylic acid was less than 1 ppm. That is, the amount of water supplied from the upper portion of the distillation column D2 (589.615 g / hr) was maintained to be about 1.12 times the amount of water recovered from the upper portion of the distillation column (525.745 g / hr). .

또한, 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액은 물 6.5 중량%, 아크릴산 2.4 중량%, n-부탄올 7.1 중량%, 부틸 아크릴레이트 55 중량%, 나머지가 고비점 부가생성물과 중합금지제 및 촉매 등의 중물질이었다.In addition, the bottom discharge of the distillation column (D2) is 6.5% by weight of water, 2.4% by weight of acrylic acid, 7.1% by weight of n-butanol, 55% by weight of butyl acrylate, the remainder of the high boiling point adduct, polymerization inhibitor and catalyst, etc. It was heavy.

이때, 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액은 물층과 유기층으로 분리가 이루어졌으며, 상기 물층에는 에스테르화 반응에 사용된 촉매의 83 중량%가 존재하였고, 상기 물층은 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다.At this time, the bottom discharge of the distillation column (D2) was separated into a water layer and an organic layer, 83% by weight of the catalyst used in the esterification reaction was present in the water layer, the water layer is the first esterification reactor (R1) Recycled.

상기 유기층의 일부인 154 g/hr은 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3)로 유입시켰고, 나머지는 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다. 또한, 상기 분해 반응기(R3)에 촉매 농도를 3.4 중량%로 유지하였고, 이를 위해 상기 증류탑(D2)의 하부 배출액에서 분리된 물층을 간헐적으로 상기 분해 반응기(R3)에 공급하였다.154 g / hr, part of the organic layer, was introduced into the high boiling point adduct decomposition reactor (R3) and the remainder was recycled to the first esterification reactor (R1). In addition, the catalyst concentration in the decomposition reactor (R3) was maintained at 3.4% by weight, and for this purpose, the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column (D2) was intermittently supplied to the decomposition reactor (R3).

상기 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3)에서의 체류 시간은 8 시간이었고, 온도 157 ℃, 압력 100 Torr의 조건하에서 분해 반응을 진행하였다. 상기 분해 반응기(R3)의 상부 배출액은 129 g/hr의 유속으로 배출되었고, 이는 첫 번째 에스테르화 반응기(R1)로 재순환시켰다. 또한, 상기 분해 반응기(R3)의 하부 배출액은 24 g/hr의 유속으로 배출되었고, 그 중 유기산 촉매의 함량은 하부 배출액 전체 중량에 대하여 3.4 중량%였다.The residence time in the high boiling point addition product decomposition reactor (R3) was 8 hours, and the decomposition reaction was performed under conditions of a temperature of 157 ° C. and a pressure of 100 Torr. The top discharge of the cracking reactor (R3) was discharged at a flow rate of 129 g / hr, which was recycled to the first esterification reactor (R1). In addition, the bottom discharge of the decomposition reactor (R3) was discharged at a flow rate of 24 g / hr, wherein the content of the organic acid catalyst was 3.4% by weight relative to the total weight of the bottom discharge.

위와 같은 조건으로 약 300 시간 정도 공정을 운전하여도 고비점 부가생성물 분해 반응기(R3) 내의 유동성은 문제되지 않았다.Even if the process was operated for about 300 hours under the above conditions, the fluidity in the high boiling point addition product decomposition reactor (R3) did not matter.

R1 및 R2: 에스테르화 반응기
R3: 고비점 부가생성물 분해 반응기
D1: 물 분리탑
D2: 에스테르화 반응물 증류탑
B: 에스테르화 반응물 증류탑의 열류 공급부(reboiler)
D3: 저비점 물질 분리탑
D4: 알코올 회수탑
T1, T2 및 T4: 디캔터(decanter) 및 리시버(receiver)
T3: 촉매 회수조
1 내지 3: 반응물 및 촉매 공급 라인
4 내지 22: 반응생성물 이동 라인
R1 and R2: esterification reactor
R3: high boiling point adduct decomposition reactor
D1: water separation tower
D2: esterification reactant distillation column
B: heat flow reboiler of esterification reactant distillation column
D3: low boiling point material separation tower
D4: Alcohol Recovery Tower
T1, T2, and T4: decanters and receivers
T3: catalyst recovery tank
1 to 3: reactant and catalyst feed lines
4 to 22: reaction product transfer line

Claims (19)

(메트)아크릴산과 알칸올을 포함하는 반응물을 유기산 촉매 존재 하에 전환율 70 % 이상으로 에스테르화 반응시키는 단계;
상기 에스테르화 반응의 반응 생성물을 열류 공급부(reboiler)가 하단에 구비된 증류탑에 공급하여 정제하는 단계;
상기 증류탑의 상부에서 알킬(메트)아크릴레이트 및 물을 포함하는 상부 배출액을 회수하고, 상기 증류탑의 하부에서 고비점 부가생성물 및 물을 포함하는 하부 배출액을 회수하는 단계;
상기 증류탑의 하부 배출액을 물층과 유기층으로 분리하는 단계; 및
상기 하부 배출액에서 분리된 물층을 상기 에스테르화 반응에 사용되도록 재순환시키는 단계를 포함하고, 상기 각각의 단계는 연속적으로 일어나며,
상기 증류탑의 하부 배출액에 포함된 물은 배출액 전체 중량에 대하여 2 내지 25 중량%인 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
Esterifying the reactant comprising (meth) acrylic acid and alkanol with conversion of at least 70% in the presence of an organic acid catalyst;
Supplying and purifying the reaction product of the esterification reaction to a distillation column having a heat flow reboiler at the bottom;
Recovering an upper effluent including alkyl (meth) acrylate and water in the upper part of the distillation column, and recovering a lower effluent including high boiling point adduct and water in the lower part of the distillation column;
Separating the bottom discharge liquid of the distillation column into a water layer and an organic layer; And
Recycling the water layer separated from the bottom effluent to be used in the esterification reaction, wherein each step occurs continuously,
The water contained in the bottom discharge of the distillation column is 2 to 25% by weight based on the total weight of the discharge liquid alkyl (meth) acrylate manufacturing method.
제 1 항에 있어서,
상기 증류탑 상부로 배출되는 배출액에 포함된 물의 중량 대비 1.01 내지 1.20 배의 물을 증류탑 상부에서 공급하는 단계를 더 포함하는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method of producing an alkyl (meth) acrylate further comprising the step of supplying 1.01 to 1.20 times the water in the top of the distillation column relative to the weight of the water contained in the discharge liquid discharged to the top of the distillation column.
제 1 항에 있어서,
상기 증류탑 상부의 압력과 상기 열류 공급부 내의 액의 온도는 각각 130 Torr 이상 170 Torr 미만 및 65 내지 90 ℃;
170 Torr 이상 200 Torr 미만 및 70 내지 95 ℃; 또는
200 Torr 이상 230 Torr 미만 및 75 내지 100 ℃로 운전하는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The pressure of the upper part of the distillation column and the temperature of the liquid in the heat flow supply part are 130 Torr or more and less than 170 Torr and 65 to 90 ° C., respectively;
170 Torr or more and less than 200 Torr and 70 to 95 ° C; or
Process for producing alkyl (meth) acrylates operating at 200 Torr or less and less than 230 Torr and 75 to 100 ° C.
제 1 항에 있어서,
상기 증류탑 상부의 압력과 상기 열류공급부 내의 액의 온도는 각각 130 Torr 이상 170 Torr 미만 및 65 내지 90 ℃,
170 Torr 이상 200 Torr 미만 및 70 내지 95 ℃, 또는
200 Torr 이상 230 Torr 미만 및 120 내지 140 ℃로 운전하고;
상기 증류탑 상부로 배출되는 배출액에 포함된 물의 중량 대비 1.01 내지 1.20 배의 물을 증류탑 상부에서 공급하는 단계를 더 포함하는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The pressure of the top of the distillation column and the temperature of the liquid in the heat flow supply unit are 130 Torr or more and less than 170 Torr and 65 to 90 ℃, respectively,
170 Torr or more and less than 200 Torr and 70 to 95 ° C, or
Operating at 200 Torr or more and less than 230 Torr and 120 to 140 ° C;
The method of producing an alkyl (meth) acrylate further comprising the step of supplying 1.01 to 1.20 times the water in the top of the distillation column relative to the weight of the water contained in the discharge liquid discharged to the top of the distillation column.
제 1 항에 있어서,
상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 물층에는 상기 에스테르화 반응에 공급되는 유기산 촉매의 50 중량% 이상이 포함되어 있는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The water layer separated from the bottom discharge of the distillation column is a method for producing an alkyl (meth) acrylate containing at least 50% by weight of the organic acid catalyst supplied to the esterification reaction.
제 1 항에 있어서,
상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 유기층을 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급하여 분해 반응시키는 단계를 더욱 포함하는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method of producing an alkyl (meth) acrylate further comprises the step of supplying the organic layer separated from the bottom discharge of the distillation column to the high boiling point addition product decomposition reactor for the decomposition reaction.
제 6 항에 있어서,
상기 분해 반응은 온도 120 내지 220 ℃, 압력 30 내지 760 Torr의 조건 하에서 진행되는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The decomposition reaction proceeds under the conditions of the temperature of 120 to 220 ℃, pressure of 30 to 760 Torr.
제 6 항에 있어서,
상기 증류탑의 하부 배출액에서 분리된 물층의 일부를 상기 고비점 부가생성물 분해 반응기에 공급하는 단계를 더욱 포함하는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
And supplying a portion of the water layer separated from the bottom discharge of the distillation column to the high boiling point adduct decomposition cracking reactor.
제 8 항에 있어서,
상기 고비점 부가생성물 분해 반응기 내에 포함되어 있는 촉매는 상기 분해 반응기에 공급되는 반응액 전체 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%로 포함되는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 8,
The catalyst contained in the high boiling point addition product cracking reactor is 0.01 to 5% by weight relative to the total weight of the reaction liquid supplied to the cracking reactor.
제 6 항에 있어서,
상기 분해 반응기의 상부 배출액을 상기 에스테르화 반응 단계로 재순환시키는 단계를 더욱 포함하는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Recycling the top discharge of the decomposition reactor to the esterification step further comprising the step of producing an alkyl (meth) acrylate.
제 6 항에 있어서,
상기 분해 반응기의 상부 배출액을 상기 에스테르화 반응 생성물의 정제 단계로 재순환시키는 단계를 더욱 포함하는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Recycling the top effluent of the decomposition reactor to the purification step of the esterification reaction product.
제 6 항에 있어서,
상기 분해 반응 단계 후, 분해 반응기의 하부 배출액에 포함된 촉매는 하부 배출액의 전체 중량에 대하여 10 중량% 이하인 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
After the decomposition reaction step, the catalyst contained in the bottom discharge of the decomposition reactor is a method of producing an alkyl (meth) acrylate is 10% by weight or less based on the total weight of the bottom discharge.
제 1 항에 있어서,
상기 에스테르화 반응은 직렬로 연결된 1 개 이상의 연속식 반응기에서 진행되는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein said esterification reaction proceeds in one or more continuous reactors connected in series.
제 13 항에 있어서,
상기 연속식 반응기의 각각의 상부로부터 배출된 물을 정제하는 물 분리탑을 추가로 포함하는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 13,
Method for producing an alkyl (meth) acrylate further comprises a water separation column for purifying the water discharged from the top of each of the continuous reactor.
제 1 항에 있어서,
상기 에스테르화 반응은 온도 70 내지 150 ℃ 및 압력 50 내지 760 torr의 조건 하에서 진행되는 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The esterification reaction is carried out under the conditions of temperature 70 to 150 ℃ and pressure 50 to 760 torr alkyl (meth) acrylate production method.
제 1 항에 있어서,
상기 에스테르화 반응 단계에서 반응물에 포함되는 (메트)아크릴산에 대한 알칸올의 몰비는 1.05 내지 5 인 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The molar ratio of alkanol to (meth) acrylic acid included in the reactants in the esterification step is 1.05 to 5, wherein the alkyl (meth) acrylate.
제 1 항에 있어서,
상기 에스테르화 반응 단계에서 유기산 촉매의 함량은 상기 반응물의 전체 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%인 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The content of the organic acid catalyst in the esterification step is 0.01 to 5% by weight based on the total weight of the reactants.
제 1 항에 있어서,
상기 알칸올은 탄소수 4 내지 8의 알칸올인 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The alkanol is a method for producing an alkyl (meth) acrylate is an alkanol having 4 to 8 carbon atoms.
제 1 항에 있어서,
상기 유기산 촉매는 알칸술폰산 및 아릴술폰산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 알킬(메트)아크릴레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The organic acid catalyst is a method for producing an alkyl (meth) acrylate is one or more selected from the group consisting of alkanesulfonic acid and arylsulfonic acid.
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JP2012148979A (en) * 2011-01-14 2012-08-09 Daicel Corp Production method of carboxylic acid ester

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