JPH11269103A - スチレン類の重合抑制方法 - Google Patents

スチレン類の重合抑制方法

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JPH11269103A
JPH11269103A JP7065598A JP7065598A JPH11269103A JP H11269103 A JPH11269103 A JP H11269103A JP 7065598 A JP7065598 A JP 7065598A JP 7065598 A JP7065598 A JP 7065598A JP H11269103 A JPH11269103 A JP H11269103A
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青磁 谷崎
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佳代子 平石
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定男 中島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スチレン類の製造あるいは精製工程にお
いて、スチレン類あるいはこれを含有するプロセス流体
の重合を効率よく抑制し、もってスチレン類モノマーの
収率を向上し、さらに関連設備内のファウリング(汚
れ)による運転上の支障を最小限にする方法を提供す
る。 【解決手段】 スチレン類の製造あるいは精製工程にお
いて、3−置換−2,2,5,5−テトラメチルピロリ
ジン−1−オキシル類、あるいは該オキシル類とニトロ
フェノール類とを組み合わせて添加することを特徴とす
るスチレン類の重合抑制方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スチレン類の製造
あるいは精製工程において、スチレン類あるいはこれを
含有するプロセス流体の重合を抑制する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】スチレン類、特にスチレンはポリスチレ
ン、合成ゴム、ABS樹脂などの製造原料として産業上
非常に重要な化合物であり、工業的に多量に生産されて
いる。
【0003】スチレン類は極めて重合しやすく、その製
造あるいは精製工程において、熱が加わるなどの要因に
より重合物を生じ、目的物であるスチレン類モノマーの
収率を低下させ、さらに関連設備の中にファウリング
(汚れ)を生じ設備の運転上支障を来すなどの問題があ
る。その対策として、重合抑制剤をプロセス流中に添加
する方法が提案され、実用に供されているが、このよう
な重合抑制剤としては、例えばフェノール類、ニトロソ
フェノール類、ニトロフェノール類(例えば、特開昭6
3−316745号公報)、ピペリジン−1−オキシル
類(例えば、特開平1−165534号公報)、ピペリ
ジン−1−オキシル類とニトロフェノール類との組み合
わせ(例えば、特開平6−166636号公報)などが
提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スチレ
ン類の製造工程、精製工程は一般に温度が高く(80〜
130℃)、また溶存酸素の少ない条件で運転されてお
り、そのような条件下ではフェノール類、ニトロソフェ
ノール類、ニトロフェノール類は重合を充分に抑えられ
ないのが実情であった。
【0005】その改良として、ピペリジン−1−オキシ
ル類が提案されたが、この重合抑制剤においては、重合
の開始に誘導期間をもち、初期の重合抑制効果は高い
が、その誘導期間は短く、誘導期間が過ぎると急激に重
合生成物が生ずるといった欠点を有していた。
【0006】そこで本発明は、かかるスチレン類の製造
あるいは精製工程における酸素希薄な高温条件下におい
ても優れた重合抑制効果を有し、且つその効果が長く持
続し、関連装置の安全運転を容易にする方法を提供する
ことを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、スチレン
類の重合特性を詳しく調査、研究を行った結果、3−置
換−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−1−オ
キシル類を用いることにより極めて効果的にスチレン類
の重合が抑制されることを見いだし、この知見に基づい
て本発明をなすに至った。
【0008】すなわち、本請求項1の発明は、スチレン
類の製造あるいは精製工程において、一般式(I)〔式
中、R1はOH基、OR2基(R2は炭素数1〜3のアルキ
ル基を示す)、COOR3基(R3は水素原子、あるいは
炭素数1〜3のアルキル基を示す)、
【化4】 (R4とR5はそれぞれ独立して水素原子あるいは炭素数
1〜3のアルキル基を示す)、
【化5】 (R6とR7はそれぞれ独立して水素原子あるいは炭素数
1〜3のアルキル基を示す)を示す〕で示される3−置
換−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−1−オ
キシル類を添加することを特徴とするスチレン類の重合
抑制方法であり、請求項2の発明は、請求項1に記載の
3−置換−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−
1−オキシル類を添加する際に、さらにニトロフェノー
ル類を添加することを特徴とするスチレン類の重合抑制
方法であり、
【化6】 請求項3の発明は、3−置換−2,2,5,5−テトラ
メチルピロリジン−1−オキシル類が、3−カルボキシ
−2,2,5,5−テトラメチル−ピロリジン−1−オ
キシル、3−カルボキサミド−2,2,5,5−テトラ
メチルピロリジン−1−オキシルである請求項1又は2
記載のスチレン類の重合抑制方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0010】本発明におけるスチレン類は、スチレン、
置換スチレン(例えばメチルスチレン、エチルスチレン
など)、ジビニルベンゼンなど芳香族ビニル化合物であ
る。
【0011】本発明においてスチレン類の重合抑制剤と
して用いる3−置換−2,2,5,5−テトラメチルピ
ロリジン−1−オキシル類は一般式(I)で示されるも
のである。一般式(I)におけるR1はOH基、OR2基
(R2は炭素数1〜3のアルキル基)、COOR3基(R3
は水素原子あるいは炭素数1〜3のアルキル基)
【化7】 (R4とR5はそれぞれ独立して水素原子あるいは炭素数
1〜3のアルキル基)、
【化8】 (R6とR7はそれぞれ独立して水素原子あるいは炭素数
1〜3のアルキル基)である。
【0012】3−置換−2,2,5,5−テトラメチル
ピロリジン−1−オキシル類の具体的な例を挙げると、
3−カルボキシ−2,2,5,5−テトラメチルピロリ
ジン−1−オキシル、3−カルボキサミド−2,2,
5,5−テトラメチルピロリジン−1−オキシル、3−
ヒドロキシ−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン
−1−オキシル、3−アミノ−2,2,5,5−テトラ
メチルピロリジン−1−オキシル、3−エチルアミノ−
2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−1−オキシ
ル、3−メトキシ−2,2,5,5−テトラメチルピロ
リジン−1−オキシル、3−エトキシ−2,2,5,5−
テトラメチルピロリジン−1−オキシル、3−カルボメ
トキシ−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−1
−オキシル等がある。これらのうち、特に好ましい化合
物は、3−カルボキシ−2,2,5,5−テトラメチルピ
ロリジン−1−オキシル及び3−カルボキサミド−2,
2,5,5−テトラメチルピロリジン−1−オキシルで
ある。
【0013】本発明においてピペリジン−1−オキシル
類と組み合わせて用いられるニトロフェノール類の具体
的な例を挙げると、o−ニトロフェノール、m−ニトロ
フェノール、p−ニトロフェノール、3−ニトロ−o−
クレゾール、5−ニトロ−o−クレゾール、2−ニトロ
−m−クレゾール、4−ニトロ−m−クレゾール、2−
ニトロ−p−クレゾール、3−ニトロ−p−クレゾー
ル、4−ニトロ−レゾルシノール、1−ニトロ−2−ナ
フトール、2−ニトロ−1−ナフトール、2,4−ジニ
トロフェノール、2,5−ジニトロフェノール、2,6
−ジニトロ−4−t−ブチルフェノール、2,6−ジニ
トロ−p−クレゾール、4,6−ジニトロ−o−クレゾ
ール、2,4−ジニトロ−1−ナフトール、1,5−ジ
ニトロ−2−ナフトール、ニトロクレゾール等である。
【0014】3−置換−2,2,5,5−テトラメチル
ピロリジン−1−オキシル類のスチレン類の製造工程あ
るいは精製工程への添加量は、対象とする工程の条件、
重合抑制の必要度などにより異なり、一律に決められる
ものではないが、一般的には対象とするスチレン類に対
し、3−置換−2,2,5,5−テトラメチルピロリジ
ン−1−オキシル類を1〜500ppm、好ましくは1
0〜200ppm、さらに好ましくは20〜100pp
mである。この添加量は、対象とするスチレン類の重合
抑止効果を発揮する上で適当な範囲として見いだされた
ものであり、この範囲より小さいと重合抑止効果が充分
でなく、またこの範囲より多いと効果は充分にあるが、
添加量の割に効果は大きくならず、経済的見地から好ま
しくなくなる。
【0015】本発明は3−置換−2,2,5,5−テト
ラメチルピロリジン−1−オキシル類、あるいは該オキ
シル類とニトロフェノール類を組み合わせて適用され
る。3−置換−2,2,5,5−テトラメチルピロリジ
ン−1−オキシル類とニトロフェノール類を組み合わせ
て添加する場合、これらはともに重合抑制能力をもった
化合物であり、如何なる混合割合でもそれなりの効果が
発揮されるが、組み合わせによる相乗効果を発揮するに
は、3−置換−2,2,5,5−テトラメチルピロリジ
ン−1−オキシル類とニトロフェノール類の混合比は、
好ましくは1:5〜1:20(重量比)、さらに好まし
くは1:10〜1:15(重量比)である。
【0016】本発明における3−置換−2,2,5,5
−テトラメチルピロリジン−1−オキシル類、あるいは
該オキシル類とニトロフェノール類を組み合わせの添加
場所は、スチレン類が重合しファウリングとして問題化
する箇所よりプロセスの上流部に添加する。例えばスチ
レンは一般にエチルベンゼンの脱水素反応によって製造
され、生成したスチレンと未反応エチルベンゼンを連続
的に蒸留分離しており、そのエチルベンゼン脱水素後の
蒸留塔群に供給する。3−置換−2,2,5,5−テトラ
メチルピロリジン−1−オキシル類を単独で、あるいは
3−置換−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−
1−オキシル類とニトロフェノール類を別々に、あるい
は両者を適正な混合比でそのプロセス流体と同じ液体、
例えばスチレンの場合にはエチルベンゼンや粗スチレン
に溶解して添加するのが実際上便利である。
【0017】添加に際して、ある箇所に一括添加する
か、あるいはいくつかの箇所に分けて分散添加するなど
の方法が適宜とられる。
【0018】本発明において、3−置換−2,2,5,5
−テトラメチルピロリジン−1−オキシル類とニトロフ
ェノール類以外に、本発明の効果を損なわない範囲にお
いて公知の他の重合抑制剤を併せて用いることになんら
制限を加えるものではない。
【0019】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【0020】なお、実施例において3−置換−2,2,
5,5−テトラメチルピロリジン−1−オキシル類、 ニ
トロフェノール類などに用いた化合物は、東京化成(株)
試薬を使用した。
【0021】1.スチレンの重合抑制効果 還流冷却器を備えた4っ口セパラブルフラスコにスチレ
ンモノマー100g、及び本発明の、あるいは比較の重
合抑制剤を所定量入れ、高純度窒素ガスを液中に吹込み
ながら110℃に保持し、一定時間毎に内容物の一部を
取り出し、液中のポリマー生成量を測定した。
【0022】尚、スチレンモノマーは実験を始める前
に、アルカリ洗浄しモノマー中に含まれる重合抑制剤を
除き、水洗、乾燥したものを用いた。また、ポリマー生
成量は、サンプリングした液の9倍量のメタノールを加
えると、ポリマーが液中に懸濁状態に析出してくるので
これを濾過してその重量を求めた。得られた結果を表1
に示す。
【0023】表1から、3−置換−2,2,5,5−テ
トラメチルピロリジン−1−オキシル類を単独で、ある
いは該オキシル類とニトロフェノール類とを組み合わせ
て添加することによって、スチレンの重合が効率よく抑
制されていることがわかる。特に、3−置換−2,2,
5,5−テトラメチルピロリジン−1−オキシル類は、
初期の重合をよく抑制し、またニトロフェノール類は、
初期の重合抑制効果は3−置換−2,2,5,5−テト
ラメチルピロリジン−1−オキシル類に比べて小さい
が、長時間に亙って効果が持続することが認められる。
3−置換−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−
1−オキシル類とニトロフェノール類との組み合わせ
は、それぞれの長所が生かされ、かつ相乗効果が発揮さ
れている。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】スチレン類の製造あるいは精製工程にお
いて、3−置換−2,2,5,5−テトラメチルピロリ
ジン−1−オキシル類を、あるいは該オキシル類とニト
ロフェノール類とを組み合わせて添加することによっ
て、スチレン類あるいはこれを含有するプロセス流体の
重合を効率よく抑制し、且つその効果が長く持続し、関
連装置の安全運転を容易にすることを可能にした。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スチレン類の製造あるいは精製工程にお
    いて、一般式(I)〔式中、R1はOH基、OR2基(R2
    は炭素数1〜3のアルキル基を示す)、COOR3基
    (R3は水素原子、あるいは炭素数1〜3のアルキル基
    を示す)、 【化1】 (R4とR5はそれぞれ独立して水素原子あるいは炭素数
    1〜3のアルキル基を示す)、 【化2】 (R6とR7はそれぞれ独立して水素原子あるいは炭素数
    1〜3のアルキル基を示す)を示す〕で示される3−置
    換−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−1−オ
    キシル類を添加することを特徴とするスチレン類の重合
    抑制方法。 【化3】
  2. 【請求項2】 請求項1記載の3−置換−2,2,5,
    5−テトラメチルピロリジン−1−オキシル類を添加す
    る際に、さらにニトロフェノール類を添加することを特
    徴とするスチレン類の重合抑制方法。
  3. 【請求項3】 3−置換−2,2,5,5−テトラメチ
    ルピロリジン−1−オキシル類が、3−カルボキシ−
    2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−1−オキシ
    ル、3−カルボキサミド−2,2,5,5−テトラメチ
    ルピロリジン−1−オキシルである請求項1又は2記載
    のスチレン類の重合抑制方法。
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