專利名稱::二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及二烷基JL&烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法。
背景技術(shù):
:二烷基M烷基(曱基)丙烯酸酯季鹽(以下稱為"DAM")是陽(yáng)離子性聚合物的原料等,作為高分子凝聚劑、紙力增強(qiáng)劑、防靜電劑以及土壤改良劑等的制造jf、料被用于各種用途中。DAM—般如下制造,即,使用水作為溶劑,在該溶劑的存在下供給作為原料的二烷基M烷基(曱基)丙烯酸酯(以下稱為"Da")和季鹽化劑(四元化劑,例如氯代曱烷等),一邊除去反應(yīng)熱一邊使之反應(yīng),從而DAM以水溶液形態(tài)被制造出來(lái)。此外,作為制造DAM的方法,采用使用一個(gè)反應(yīng)器加入原料、在反應(yīng)結(jié)束后抽出產(chǎn)品的間歇式(例如,專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2等),或者供給原料的同時(shí)將反應(yīng)器中的反應(yīng)液連續(xù)抽出的連續(xù)式(專利文獻(xiàn)3)。此外,本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn),通過(guò)用噴射器向反應(yīng)器供給季鹽化劑,反應(yīng)液不會(huì)倒流到季鹽化劑的供給配管中,進(jìn)而季鹽化劑向反應(yīng)液的^JV變得充分,季鹽化劑在反應(yīng)液中的溶解性提高,反應(yīng)性優(yōu)異(專利文獻(xiàn)4)。專利文獻(xiàn)l:特開平4-217649號(hào)7>才艮專利文獻(xiàn)2:特開平8-268985號(hào)7>才艮專利文獻(xiàn)3:特開2003-342244號(hào)7>凈艮專利文獻(xiàn)4:特開2004-155669號(hào)>^才艮
發(fā)明內(nèi)容作為上述DAM原料的季鹽化劑,氯代甲烷是常用的。使用氯代甲烷作為季鹽化劑時(shí),由于與空氣混合而形成爆炸性混合氣體(爆鳴氣氯代甲烷的爆炸范圍是10.7~17.4V/V%),因此在安全且穩(wěn)定地制造DAM方面,控制反應(yīng)器中的氣相部中的氣體組成是非常主要的。此外,在氣相部中,氧濃度過(guò)低時(shí)DAM在反應(yīng)器內(nèi)聚合,只能得到品質(zhì)低的DAM,而氯代甲烷的濃度過(guò)低時(shí)由于季鹽化反應(yīng)變遲而發(fā)生水解反應(yīng),因此產(chǎn)生水解的副產(chǎn)物即(甲基)丙烯酸(以下稱為"AA")增加,DAM的產(chǎn)品價(jià)值降低等問(wèn)題。然而,對(duì)于反應(yīng)器中的氣相部中的氣體組成迄今沒(méi)有詳細(xì)研究的報(bào)道例。因此,本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)將反應(yīng)器中的氣相部中的氣體組成控制在規(guī)定范圍,從而保持安全性并以高生產(chǎn)率制造高純度的DAM的方法。本發(fā)明人等為了解決上述課題進(jìn)行了各種研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過(guò)將該反應(yīng)器內(nèi)的氣相部中的氧濃度(以下標(biāo)記為)控制在22~80體積%、以及氧濃度與氯代甲烷濃度之比()控制在0.05~0.5來(lái)進(jìn)行反應(yīng)。項(xiàng)2.如項(xiàng)1所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,進(jìn)一步將所述反應(yīng)器內(nèi)的氣相部中的氧濃度相對(duì)于氧濃度與氮濃度之和的比(+[1\2))控制在0.05~0.2來(lái)進(jìn)行反應(yīng)。項(xiàng)3.如項(xiàng)1或2所述的二烷基M烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,預(yù)先將二烷基M烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽水溶液加入所述反應(yīng)器后,向其中供給二烷基^烷基(甲基)丙烯酸酯、氯代曱烷和水。項(xiàng)4.如項(xiàng)1、2或3所述的二烷基M烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,將反應(yīng)中的所述反應(yīng)液內(nèi)的二烷基JL&烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的濃度([DAM])、二烷基狄烷基(曱基)丙烯酸酯的濃度([Da])以及氯代曱烷的濃度(MC])之和維持在75~84重量%。項(xiàng)5.如項(xiàng)1~4中任一項(xiàng)所述的二烷基M烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,將反應(yīng)中的所述反應(yīng)液的溫度維持在3080"C。項(xiàng)6.如項(xiàng)1~5中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,所述反應(yīng)器是密閉的反應(yīng)器,反應(yīng)中的該反應(yīng)器的內(nèi)部壓力維持在0.10~1MPaG。項(xiàng)7.如項(xiàng)1~6中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(曱基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,向所述反應(yīng)器連續(xù)供給二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯、氯代甲烷和水的同時(shí),連續(xù)抽出該反應(yīng)器中的反應(yīng)液。項(xiàng)8.如項(xiàng)1~7中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,二烷基氨基烷基(曱基)丙烯酸酯是二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯。項(xiàng)9.如項(xiàng)1~8中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,由噴射器供給所述氯代甲烷。項(xiàng)10.如項(xiàng)9所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,從所述反應(yīng)器抽出一部分反應(yīng)液,通過(guò)熱交換器進(jìn)行冷卻,將該冷卻后的反應(yīng)液與氯代甲烷一起用噴射器供給到該反應(yīng)器內(nèi)。項(xiàng)11.如項(xiàng)1~10中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,將從所述反應(yīng)器連續(xù)抽出的反應(yīng)液供給到一個(gè)以上的密閉的槽中,接著,階段性地將該槽內(nèi)的反應(yīng)液壓力調(diào)整為大氣壓。根據(jù)本發(fā)明,通過(guò)將反應(yīng)器中的氣相部中的氣體組成控制在規(guī)定范圍來(lái)進(jìn)行反應(yīng),可以保持安全性且以高生產(chǎn)率制造高純度的DAM。進(jìn)而發(fā)現(xiàn),通過(guò)將反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力等、反應(yīng)液中的DAM和Da的濃度控制在規(guī)定范圍,DAM的制造方法變得更優(yōu)異。因此,本發(fā)明的制造方法是在工業(yè)規(guī)模上也非常優(yōu)異的DAM的制造方法。圖1:是表示反應(yīng)器之一例的示意圖。圖2:是表示具有噴射器的反應(yīng)器之一例的示意圖。圖3:是表示由反應(yīng)槽A、熟化槽B和加工槽C構(gòu)成的反應(yīng)裝置之一例的示意圖。符號(hào)說(shuō)明1:水供給管2:Da供給管3:氯代甲烷供給管4:反應(yīng)液抽出口4,反應(yīng)液傳送管5:攪拌槳6:反應(yīng)器7:循環(huán)泵8:噴射器9:抽吸部10:套式熱交換器11:噴嘴部12:反應(yīng)液傳送管具體實(shí)施例方式以下,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式,只要不改變本發(fā)明的要旨,就能夠?qū)嵤┻m當(dāng)變更。應(yīng)說(shuō)明的是,在本說(shuō)明書中,(甲基)丙烯酸酯是表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。以下,參照?qǐng)D1~3對(duì)本發(fā)明的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明是向反應(yīng)器中供給Da、氯代甲烷和水來(lái)制造DAM的方法,其特征在于,將該反應(yīng)器內(nèi)的氣相部中的氧濃度(以下記作/[MC)控制在0.05~0.5來(lái)進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)器本發(fā)明中使用的反應(yīng)器的大小、材質(zhì)以及結(jié)構(gòu)只要能夠使各原料反應(yīng)來(lái)制造DAM就沒(méi)有特別限制。作為反應(yīng)器,其內(nèi)面用玻璃或Teflon(注冊(cè)商標(biāo))等進(jìn)行了涂布和/或加襯而成的反應(yīng)器由于能夠避免金屬成分在所得的DAM水溶液中溶出、而能夠得到高純度的DAM水溶液,因此優(yōu)選。此外,優(yōu)選將能夠密閉的裝置或能夠加壓的裝置作為反應(yīng)器使用。作為這樣的反應(yīng)器,可以列舉例如反應(yīng)釜等。本發(fā)明中使用的反應(yīng)器,例如如圖l所示,具有Da供給管(2)、水供給管(1)、氯代曱烷供給管(3)、攪拌槳(5)以及反應(yīng)液抽出口(4)。此外,反應(yīng)器通常設(shè)有套式熱交換器(10)。此外,為了改善氯代甲烷向反應(yīng)液中的分散性,優(yōu)選由噴射器供給氯代甲烷。圖2中示出設(shè)置有噴射器(8)的反應(yīng)器的例子。噴射器也稱為吸氣器。如圖2所示,由循環(huán)泵(7)將反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)液抽出并供給到噴射器(8)的噴嘴部(11),使噴射器內(nèi)減壓,利用由此產(chǎn)生的推動(dòng)力將氯代甲烷從抽吸部(9)吸出而供給到反應(yīng)液中。通常,反應(yīng)液抽出口(4)設(shè)置在反應(yīng)器的底部,噴射器設(shè)置在反應(yīng)器的上部。應(yīng)說(shuō)明的是,反應(yīng)器具有一個(gè)以上的噴射器即可,可以根據(jù)反應(yīng)器的大小、反應(yīng)量來(lái)選擇最佳的個(gè)數(shù)。進(jìn)而,在將由循環(huán)泵(7)從反應(yīng)器(6)抽出的反應(yīng)液供給到噴射器(8)的流路中途,可以具有對(duì)所抽出的反應(yīng)液進(jìn)行冷卻的熱交換器(未圖示)。由此,可以有效地進(jìn)行反應(yīng)器內(nèi)的除熱,反應(yīng)器內(nèi)的溫度控制變得極其簡(jiǎn)便。進(jìn)而,除了上述的反應(yīng)器之外,還可以具有處理反應(yīng)液的加工槽、熟化槽。原料供給在本發(fā)明的DAM的制造方法中,使用二烷基Jl&烷基(甲基)丙烯酸酯、氯代甲烷和水作為原料。作為Da,具體可以列舉二曱基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二丙基氨基乙基(曱基)丙烯酸酯以及二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯等。優(yōu)選二曱基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯。氯代曱烷雖然具有可然性,但M弱燃燒的程度。與空氣混合而形成爆炸性混合氣體。爆炸范圍是10.717.4V/yn/。,沸點(diǎn)是-24.1X:。作為本發(fā)明中使用的上述的水,優(yōu)選使用盡可能不含金屬等的高純度的水。具體可以列舉例如蒸餾水和離子交換水等。在本發(fā)明中,向反應(yīng)器內(nèi)供給一定量的各原料,但^L^應(yīng)可以是間歇式也可以是連續(xù)式。從DAM的生產(chǎn)率、其品質(zhì)、反應(yīng)控制的容易性方面出發(fā),優(yōu)選連續(xù)式的方式。作為連續(xù)式,具體可以列舉向反應(yīng)器中連續(xù)供給Da、氯代曱烷和水的同時(shí),將該反應(yīng)器中的及^應(yīng)液連續(xù)抽出的方式。作為氯代甲烷向反應(yīng)器的供給方式,可以采用各種方式。可以列舉例如將氣體狀的氯代甲烷直接導(dǎo)M應(yīng)器的氣相部的方法,向反應(yīng)器的反應(yīng)液中導(dǎo)入的方法,供給經(jīng)液化的氯代曱烷的方法等。使用噴射器供給時(shí),氯代甲烷通過(guò)噴射器(8)的抽吸部(9)凈皮供給到>^應(yīng)器內(nèi)(圖2)。Da和水可以依照常法供給。Da、氯代甲烷和7jC可以供給到反應(yīng)液中,也可以供給到反應(yīng)器中的反應(yīng)液的上部空間。如上所述,通過(guò)噴射器將氯代甲烷供給反應(yīng)液時(shí),優(yōu)選供給到反應(yīng)液中。此外,對(duì)于Da,為了避免在其供給過(guò)程中析出DAC結(jié)晶而堵塞導(dǎo)入管,優(yōu)選〗吏Da導(dǎo)入管的前端位于反應(yīng)液的上部空間,由此供給Da。在本發(fā)明中,作為反應(yīng)溶劑優(yōu)選含有DAM水溶液。在無(wú)溶劑的狀態(tài)下佳源料反應(yīng)時(shí),所得的DAM形成結(jié)晶狀,由于具有吸濕性而附著在反應(yīng)器的內(nèi)壁上,除熱變得困難。此外,由于DAM形成結(jié)晶狀而成為無(wú)氧狀態(tài),因此存在DAM發(fā)生聚合的問(wèn)題。此外,為了解決該問(wèn)題,還有以水為溶劑的方法,但是在這種情況下,原料Da發(fā)生水解,存在產(chǎn)物的純度降低的問(wèn)題。與此相對(duì),在本發(fā)明中,通過(guò)使用DAM7JC溶液作為反應(yīng)溶劑,可以高效地生產(chǎn)高純度的DAM,因此優(yōu)選。在本發(fā)明中,只要各原料的反應(yīng)進(jìn)行,將作為反應(yīng)溶劑的上述DAM水溶液和各原料加入反應(yīng)器內(nèi)的順序就沒(méi)有特別限定。具體可以列舉例如預(yù)先將上述DAM水溶液加7^應(yīng)器中然后供給各原料的方法,在供給上述原料的同時(shí)或者供給上述原料的過(guò)程中將DAM水溶液加入反應(yīng)器內(nèi)的方法等。優(yōu)選前者。這是因?yàn)?,向反?yīng)器中預(yù)先加入DAM水溶液作為反應(yīng)溶劑后供給各原料時(shí),能夠減少DAM的結(jié)晶化、與"M目伴的DAM的聚合、原料Da的水解等問(wèn)題。上述預(yù)先加入的DAM水溶液中所含的DAM,通常是與通過(guò)反應(yīng)得到的DAM種類相同的DAM。此外,對(duì)于該DAM水溶液的濃度可以設(shè)為各種各樣的范圍,為50~84重量%,優(yōu)選75~84重量%,更優(yōu)選78~83重量。/。。在本發(fā)明的DAM的制造方法中,使得反應(yīng)中的反應(yīng)器內(nèi)滿足如下條件地向反應(yīng)器內(nèi)供給Da、氯代甲烷和水即可。此外,由于Da和水所含的氮、氧的量根據(jù)溫度而變化,因此可以根據(jù)需要少量抽出氣相部的氣體,或者才艮據(jù)需^^給氮、空氣。此外,可以通過(guò)在Da或水中^JV氮、空氣,來(lái)提供氮、空氣。將>^應(yīng)器內(nèi)的氣相部中的控制在22~80體積%,優(yōu)選35~65體積%,更優(yōu)選40~55體積%。此外,優(yōu)選將反應(yīng)器內(nèi)的氣相部中的/[MC]控制在0.05~0.5,更優(yōu)選控制在0.07~0.35,特別優(yōu)選控制在0.10~0.2。通過(guò)控制在上述范圍,可以不形成爆鳴氣地使其安全地反應(yīng),而且可以以高生產(chǎn)率制造高純度的DAM。進(jìn)而,優(yōu)選將反應(yīng)器內(nèi)的氣相部中的氧濃度與氧濃度和氮濃度之和的比(\2]))控制在0.05~0.2,更優(yōu)選控制在0.07~0.18,特別優(yōu)選控制在0.09~0.15。通過(guò)控制在該范圍,可以安全性高、且穩(wěn)定地進(jìn)行生產(chǎn)。10這些氣體的濃度可以通過(guò)取出反應(yīng)器中的氣相部的氣體,使用氣相色鐠法進(jìn)行測(cè)定。進(jìn)而,優(yōu)選使用密閉的反應(yīng)器作為反應(yīng)器,而且將反應(yīng)中的反應(yīng)器內(nèi)部的壓力維持在0.1~1MPaG、優(yōu)選0.1~0.8MPaG、進(jìn)一步優(yōu)選0.1~0.6MPaG。由此,可以使反應(yīng)液中的氯代甲烷的溶解量增多。此外,在供給原料而開始反應(yīng)后,優(yōu)選供給Da、水和氯代曱烷使得反應(yīng)液中的DAM的濃度([DAM)、Da的濃度([Da)以及氯代甲烷的濃度([MC)之和在75~84重量%、進(jìn)而在77~84重量%、特別在79~84重量%。其主要理由是能夠抑制Da和DAM的水解。而使用噴射器供給MC時(shí),如果其濃度過(guò)高,則反應(yīng)液的粘度上升,從泵供給的反應(yīng)液流動(dòng)性降低,有時(shí)噴射器的能力降低。為了^^應(yīng)中的反應(yīng)器內(nèi)的諸多a在上述范圍內(nèi),可根據(jù)反應(yīng)器的大小和每單位時(shí)間的生產(chǎn)量等通過(guò)適當(dāng)設(shè)定各原料的供給速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如,作為Da的供^il度,優(yōu)選相對(duì)于反應(yīng)器中的反應(yīng)液的質(zhì)量為3~70質(zhì)量%/小時(shí),更優(yōu)選5~35質(zhì)量%/小時(shí)。作為氯代曱烷的供給速度,優(yōu)選相對(duì)于反應(yīng)器中的反應(yīng)液的質(zhì)量為1~30質(zhì)量%/小時(shí),更優(yōu)選2~15質(zhì)量%/小時(shí)。作為水的供^1度,優(yōu)選相對(duì)于反應(yīng)器中的反應(yīng)液的質(zhì)量為1~30質(zhì)量%/小時(shí),更優(yōu)選2~15質(zhì)量%/小時(shí)。在本發(fā)明中,優(yōu)選在將各原料連續(xù)供給>^應(yīng)器內(nèi)的階段、反應(yīng)階段,將反應(yīng)器內(nèi)保持一定溫度。作為反應(yīng)溫度,優(yōu)選3080X:,更優(yōu)選40~70■c。在本發(fā)明中,如上所述,以間歇式反應(yīng)時(shí),在及k應(yīng)結(jié)束后從反應(yīng)液抽出口抽出反應(yīng)液。以連續(xù)式反應(yīng)時(shí),在反應(yīng)中,在供給各原料的同時(shí),將反應(yīng)器中的反應(yīng)液抽出。反應(yīng)液可以接著供給加工槽或熟化槽。采用連續(xù)式時(shí),反應(yīng)液的抽出速度根據(jù)原料供給量適當(dāng)設(shè)定即可。作為反應(yīng)液的抽出速度,優(yōu)選相對(duì)于反應(yīng)器中的反應(yīng)液的質(zhì)量為5~130質(zhì)量%/小時(shí),更優(yōu)選9~65質(zhì)量%/小時(shí)。由此,由于以合適的原料比例進(jìn)行反應(yīng),因此可以以高生產(chǎn)率制造高純度的DAM。加工槽在本發(fā)明中,優(yōu)選將從反應(yīng)器抽出的反應(yīng)液供給到一個(gè)以上的密閉的加工槽中,接著,使該加工槽內(nèi)的反應(yīng)液的壓力為大氣壓。在此,所謂加工槽,是指^^應(yīng)液的壓力降低為大氣壓,根據(jù)需要進(jìn)一步曝氣,由此將反應(yīng)液中存在的氯代甲烷除去,以此為目的的槽。應(yīng)說(shuō)明的是,從反應(yīng)器抽出的反應(yīng)液可以直接在加工槽中處理(例如,參照?qǐng)D3),或者經(jīng)過(guò)后述的熟化槽在加工槽中進(jìn)行處理。反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)液中由于溶解有未反應(yīng)的氯代甲烷,因此其會(huì)7jc解形成氯化氫,在最終產(chǎn)品的品質(zhì)上來(lái)說(shuō)不優(yōu)選。因此,必須將未>11應(yīng)的氯代甲烷除去,但是直接將反應(yīng)液的壓力回復(fù)到大氣壓時(shí),氯代甲烷一下子就揮散,此時(shí)反應(yīng)液中的溶解氧也隨之揮散,反應(yīng)液變?yōu)榈脱鯛顟B(tài),因此有時(shí)反應(yīng)液中的DAM會(huì)聚合。此外,對(duì)于加工槽的內(nèi)部壓力沒(méi)有特別限定,優(yōu)選其壓力M應(yīng)器內(nèi)的壓力以下,更優(yōu)選大氣壓~0.7MPaG,進(jìn)一步優(yōu)選大氣壓。通過(guò)設(shè)為所述范圍,可以防止反應(yīng)液中的DAM的聚合,因此優(yōu)選。使用加工槽時(shí),可以使抽出的反應(yīng)液壓力階段性地降低,能夠解決上述問(wèn)題。反應(yīng)液向加工槽的供給可以連續(xù)地供給也可以間歇地供給,但是連續(xù)供給時(shí),可以穩(wěn)定地制造DAM,因此優(yōu)選。在本發(fā)明中,可以向輸送到加工槽的反應(yīng)液中吹入至少含有氧的氣體。由此,可以向加工槽中的反應(yīng)液供給氧而防止DAM的聚合,并能夠除去反應(yīng)后的未反應(yīng)物、特別是氯代曱烷。作為上述氣體,只要至少含有氧,對(duì)其種類就沒(méi)有特別限定,通常使用空氣。加工槽的數(shù)量至少為一個(gè)即可,但是從除去氯代甲烷的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選槽的數(shù)量多。加工槽的數(shù)量通常是l個(gè)以上,優(yōu)選2個(gè)以上,進(jìn)一步優(yōu)選3個(gè)以上。此外,加工槽的大小、材質(zhì)和結(jié)構(gòu)可以根據(jù)使用原料和DAM的生產(chǎn)量等目的進(jìn)行適當(dāng)選擇。具體可以使用與在上述反應(yīng)器中例示的相同的情況。12如上所述,為了在反應(yīng)器中抑制Da的7JC解,優(yōu)選在高濃度下使DAM反應(yīng),但是作為最終產(chǎn)品,為了使粘度降低而容易處理,為了防止在冬季的結(jié)晶化,優(yōu)選將DAM設(shè)為60~80質(zhì)量%。在這種情況下,優(yōu)選在加工槽中添加水來(lái)達(dá)到最終產(chǎn)品濃度。熟化槽在本發(fā)明中,優(yōu)選將從反應(yīng)器連續(xù)抽出的反應(yīng)液進(jìn)一步供給一個(gè)以上的密閉的熟化槽中。所謂熟化槽,是指用于進(jìn)行如下操作的槽,即,橫反應(yīng)率提高到高于^Jl應(yīng)器抽出的及J[液中的DAM反應(yīng)率的(熟化)操作。通常以反應(yīng)器、熟化槽和加工槽的順序連接。具體地說(shuō),例如,可以將熟化槽內(nèi)的壓力維持在比反應(yīng)器內(nèi)壓力低的壓力,進(jìn)而使熟化槽內(nèi)的溫度為反應(yīng)器內(nèi)的溫度以下的溫度,使反應(yīng)熟化。使用熟化槽時(shí),即使在根據(jù)反應(yīng)器中的反應(yīng)條件等反應(yīng)無(wú)法充分進(jìn)行的情況下,在熟化槽中仍可以使反應(yīng)充分進(jìn)行,可以抑制未反應(yīng)的各原料在產(chǎn)品中殘存的情況,因此優(yōu)選。應(yīng)說(shuō)明的是,反應(yīng)液向熟化槽的供給可以連續(xù)地供給也可以間歇地供給,但是連續(xù)供給時(shí),可以穩(wěn)定地制造DAM,因此優(yōu)選。對(duì)于熟化槽內(nèi)的壓力和溫度沒(méi)有特別限定。熟化槽內(nèi)的壓力通常是比反應(yīng)器內(nèi)壓力低的壓力,使用熟化槽時(shí),在熟化槽中也可以設(shè)為大氣壓。作為壓力,優(yōu)選大氣壓~0.8MPaG,更優(yōu)選大氣壓~0.6MPaG。此外,熟化槽內(nèi)的溫度通常為反應(yīng)器內(nèi)的溫度以下的溫度即可,優(yōu)選30~60匸。進(jìn)而,優(yōu)選將熟化槽內(nèi)的壓力保持在一定壓力,熟化槽內(nèi)的溫度也優(yōu)選保持為一定。優(yōu)選向熟化槽中供給反應(yīng)液將反應(yīng)液熟化之后,進(jìn)一步向加工槽中供給反應(yīng)液。這種情況下,優(yōu)選反應(yīng)器、熟化槽和加工槽內(nèi)的壓力階段性地降低。由此,可以防止由于反應(yīng)液中溶解的氯代甲烷和氧一下子就揮散而反應(yīng)液變?yōu)榈脱鯛顟B(tài)所引起的DAM聚合。應(yīng)說(shuō)明的是,在熟化槽中設(shè)為大氣壓時(shí),在加工槽中僅進(jìn)行曝氣和水的添加即可。在本發(fā)明中,熟化槽的數(shù)量至少為一個(gè)即可,但是從提高生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選槽的數(shù)量多。熟化槽的數(shù)量通常是l個(gè)以上,優(yōu)選2個(gè)以上,進(jìn)一步優(yōu)選3個(gè)以上。連接2個(gè)以上的熟化槽時(shí),優(yōu)選階段性地降低壓力。具體地說(shuō),連接2個(gè)熟化槽時(shí),優(yōu)選第一個(gè)熟化槽為0.05~0.8MPaG,第二個(gè)熟化槽為大氣壓0.5MPaG。另外,熟化槽的大小、材質(zhì)和結(jié)構(gòu)可以根據(jù)使用原料和DAM的生產(chǎn)量等目的進(jìn)行適當(dāng)選擇。具體可以使用與在>^應(yīng)器中例示的相同的情況。本發(fā)明的滯留時(shí)間([反應(yīng)液質(zhì)量/[反應(yīng)液抽出速度(質(zhì)量/時(shí)間)])可以根據(jù)反應(yīng)條件、加工槽、熟化槽的數(shù)量等設(shè)為各種各樣的范圍。通常,具有加工槽的雙槽連續(xù)工藝的情況,上述滯留時(shí)間通常在4小時(shí)以上,優(yōu)選4.5小時(shí)以上,進(jìn)一步優(yōu)選5小時(shí)以上。此外,具有熟化槽和加工槽的三槽連續(xù)工藝的情況,上述滯留時(shí)間通常在l小時(shí)以上,優(yōu)選1.5小時(shí)以上,進(jìn)一步優(yōu)選2小時(shí)以上,更優(yōu)選2~15小時(shí)。將上述滯留時(shí)間設(shè)定在該范圍時(shí),可以降低源于上述原料的丙烯酸殘留量,因此優(yōu)選。此外,根據(jù)本發(fā)明得到的DAM中的源于上述原料的丙烯酸殘留量通常在1500ppm以下,優(yōu)選1200ppm以下,進(jìn)一步優(yōu)選1000ppm以下。實(shí)施例以下,通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。應(yīng)說(shuō)明的是,單純的"%"記載意味著"質(zhì)量%"。將反應(yīng)槽A中的MC供給量分別設(shè)為435kg/小時(shí)(實(shí)施例4)和3卯kg/小時(shí)(實(shí)施例5),除此以外用與實(shí)施例1相同的方法和量制造DAC。反應(yīng)槽的DAC和DA的合計(jì)濃度以及反應(yīng)槽的氣相部中的MC和氧的濃度示于表l。對(duì)于作為最終產(chǎn)品的DAC水溶液,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。它們的結(jié)果示于表l。16<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>在實(shí)施例中,可以穩(wěn)定地生產(chǎn)DAC,最終產(chǎn)品的AA濃度低,因此產(chǎn)品品質(zhì)也優(yōu)異。應(yīng)說(shuō)明的是,實(shí)施例1~5是水的供給量在更優(yōu)選的范圍內(nèi)的例子,也沒(méi)有循環(huán)泵負(fù)荷。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>比較例1是氣相部的[02和/[MC]不足本發(fā)明的下限附近的例子,雖然反應(yīng)沒(méi)有問(wèn)題,但是最終產(chǎn)品出現(xiàn)拉絲并含有聚合物,產(chǎn)品品質(zhì)上產(chǎn)生問(wèn)題。比較例2中是氣相部的和大幅不足本發(fā)明的下限、[MC]稍微超過(guò)本發(fā)明的上限的例子,但在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生DAC的聚合。比較例3是氣相部的[MC]不足本發(fā)明的下限的例子,雖然反應(yīng)沒(méi)有問(wèn)題,但是由于氯代甲烷濃度過(guò)低而季鹽化反應(yīng)減慢,其結(jié)果是發(fā)生水解,因此最終產(chǎn)品的AA濃度高,產(chǎn)品品質(zhì)上產(chǎn)生問(wèn)題。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的DAM制造方法可以安全地且以高生產(chǎn)率制造高純度的DAM。因此,適于工業(yè)規(guī)才莫的DAM制造。權(quán)利要求1、一種二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,其是通過(guò)向反應(yīng)器供給二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯、氯代甲烷和水來(lái)制造二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的方法,其特征在于,將該反應(yīng)器內(nèi)的氣相部中的氧濃度[O2]控制在3~12體積%、氯代甲烷的濃度[MC]控制在22~80體積%、以及氧濃度與氯代甲烷濃度之比[O2]/[MC]控制在0.05~0.5來(lái)進(jìn)行反應(yīng)。2、如權(quán)利要求1所述的二垸基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,進(jìn)一步將所述反應(yīng)器內(nèi)的氣相部中的氧濃度相對(duì)于氧濃度與氮濃度之和的比+[1\2])控制在0.05~0.2來(lái)進(jìn)行反應(yīng)。3、如權(quán)利要求1或2所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,預(yù)先將二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽水溶液加入所述反應(yīng)器后,向其中供給二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯、氯代甲烷和水。4、如權(quán)利要求l、2或3所述的二烷基氨基烷基(曱基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,將反應(yīng)中的所述反應(yīng)液內(nèi)的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的濃度[DAM]、二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯的濃度[Dal以及氯代甲烷的濃度[MC]之和維持在75~84重量%。5、如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,將反應(yīng)中的所述反應(yīng)液的溫度維持在30~80匸。6、如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,所述反應(yīng)器是密閉的反應(yīng)器,反應(yīng)中的該反應(yīng)器的內(nèi)部壓力維持在0.10~1MPaG。7、如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,向所述反應(yīng)器連續(xù)供給二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯、氯代甲烷和水的同時(shí),連續(xù)抽出該反應(yīng)器中的反應(yīng)液。8、如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯是二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯。9、如權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,利用噴射器供給所述氯代甲烷。10、如權(quán)利要求9所述的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,從所述反應(yīng)器抽出一部分反應(yīng)液,通過(guò)熱交換器進(jìn)行冷卻,將該冷卻后的反應(yīng)液與氯代曱烷一起用噴射器供給到該反應(yīng)器內(nèi)。11、如權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的二烷基氨基烷基(曱基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,將從所述反應(yīng)器連續(xù)抽出的反應(yīng)液供給到一個(gè)以上的密閉的槽中,接著,階段性地將該槽內(nèi)的反應(yīng)液壓力調(diào)整到大氣壓。全文摘要本發(fā)明提供一種通過(guò)將反應(yīng)器中的氣相部中的氣體組成控制在規(guī)定范圍,從而保持安全性并以高生產(chǎn)率制造高純度的DAM的方法。本發(fā)明涉及一種二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯季鹽的制造方法,其是通過(guò)向反應(yīng)器供給二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯、氯代甲烷和水來(lái)制造二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯的季鹽的方法,其特征在于,將該反應(yīng)器內(nèi)的氣相部中的氧濃度([O<sub>2</sub>])控制在3~12體積%、氯代甲烷的濃度([MC])控制在22~80體積%、以及氧濃度與氯代甲烷濃度之比([O<sub>2</sub>]/[MC])控制在0.05~0.5來(lái)進(jìn)行反應(yīng)。文檔編號(hào)C07C213/08GK101516828SQ20078003559公開日2009年8月26日申請(qǐng)日期2007年9月25日優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日發(fā)明者后藤壽一,山本新樹,廣瀨邦彥,青山武嗣申請(qǐng)人:Mt奧科高分子株式會(huì)社