本発明による実施例に係るモノ低級アルキ� ��モノアルカノールアミンの製造装置につい� ��、図面を参照して説明する。
 図1は、実施例1に係るモノ低級アルキルモ� �アルカノールアミンの製造装置の概略図で� �る。
 図1に示すように、実施例1に係るモノ低級� �ルキルモノアルカノールアミンの製造装置10 -1は、モノ低級アルキルアミン(AA:原料I)とア� ��キレンオキシド(AO:原料II)との混合原料11を� ��料主供給ラインL ₀ により供給してなる反応・蒸留塔12と、液状� ��分離された反応生成物13を蒸留して目的反� �生成物20(モノマー)と、残渣(ダイマー)21とを 分離する精製蒸留塔19とを具備するものであ� ��。なお、符号18はリボイラーを図示する。

 ここで、前記反応・蒸留塔12においては、� �の塔頂部12aからラインL ₁ を介して未反応原料16を分離すると共に、そ� ��塔底部12bからラインL ₂ を介して反応生成物13を分離するものである� ��

 また、未反応原料16はラインL ₁ に介装された冷却器14により冷却され、フラ� ��シュドラム15において液体となり、ラインL ₃ を介して一時的に貯留するために貯留槽17に� ��られている。そして、該貯留槽17からライ� �L ₄ を介して、そのほとんどが原料Iであるので� �料Iの供給ライン側に戻すようにしている。

 本実施例では、前記フラッシュドラム15か� �ラインL ₅ を介して反応・蒸留塔12の内部に再投入原料1 6aを供給して、その未反応原料16の一部を原� �主供給ラインL ₀ 側に戻すことなく、直ちに再利用するように している。

 本実施例の反応・蒸留塔は多段式であり� ��蒸留量の規模によるが、例えば10~20段程度� �している。

 ここで、本実施例においては、前記反応・� ��留塔12の反応温度を例えば40~200℃とするの� �好ましい。
 また、前記反応・蒸留塔12の塔頂温度を例� �ば40~100℃、好ましくは70~80℃とするのが好ま しい。
 また、反応・蒸留塔12の塔底温度を例えば12 0~200℃、好ましくは140~180℃とするのが好まし い。
 また、反応・蒸留塔12の圧力を例えば0.45~1.3 MPa、好ましくは0.6~1.0MPaとするのが好ましい� �
 このように規定するのは、反応温度等及び� ��力が上記範囲外であると効率的な反応が進� ��しないからである。

 ここで、本発明で使用する原料Iのモノ低 級アルキルアミンに特に制限はないが、例え ばモノメチルアミン、モノエチルアミン、モ ノn-プロピルアミン、モノイソプロピルアミ� ��、モノn-ブチルアミン、モノイソブチルア� �ン、モノsec-ブチルアミン、モノt-ブチルア� �ン、モノn-ペンチルアミン、イソペンチルア ミン、モノn-ヘキシルアミンなどの1~6個の炭� ��原子を有する直鎖状または分枝鎖状モノア� ��キルアミンを用いることができる。好適に� ��モノメチルアミン、モノエチルアミン、モ� ��n-プロピルアミン、モノイソプロピルアミ� �、モノn-ブチルアミン、モノイソブチルアミ ン、モノt-ブチルアミンを用いることができ� ��特に好適にはモノメチルアミン、モノエチ� ��アミン、モノn-プロピルアミン、モノイソ� �ロピルアミン、モノn-ブチルアミンを用いる ことができる。

 本発明で使用する原料IIのアルキレンオ� �シドに特に制限はないが、好適にはエチレ� �オキシド、プロピレンオキシド、ブチレン� �キシドなどの2~4個の炭素原子を有するアル� �レンオキシドを用いることができ、特に好� �にはエチレンオキシド及びプロピレンオキ� �ドを用いることができる。

 また、本発明の水触媒法において、反応� ��に供給する原料中の水濃度は、水濃度が1~40 重量%の範囲で行うことが好ましい。また、� �適な水濃度範囲は5~30重量%であり、特に好適 な水濃度は5~20重量%である。

 本発明の水触媒法によるモノ低級アルキ� ��モノアルカノールアミンの製造においては� ��水の濃度によって反応速度が異なり、水の� ��度が高いほど反応速度が大きくなるので好� ��しい。

 また、本発明では原料の供給比率も規定� ��ている。すなわち、アルキレンオキシド原� ��とモノ低級アルキルアミン原料とのモル比( アルキレンオキシド(AO:原料II)/モノ低級アル� ��ルアミン(AA:原料I))が0.05~0.5の範囲、より好� ��しくは0.1~0.3の範囲とすることが好ましい。

 これはモル比が0.5を超える場合では、未� ��応原料を回収する未反応原料回収蒸留塔の� ��ボイラー負荷は低減されるが、反応に時間� ��要し、一方、0.05未満の場合には、反応時間 の短縮を図ることはできるものの大幅なリボ イラー負荷となり、好ましくないからである 。

 ここで、本実施例では、精製蒸留塔19を� �けて、残渣(ダイマー)21を除去するようにし� ��いるが、目的反応生成物20のモノマーにお� �て残渣(ダイマー)21が混入しても良い場合に� ��、反応・蒸留塔12だけとしてもよい。

 また、この反応は発熱反応であるので、� ��応・蒸留塔12の内部又は外部に冷却手段を� �けて所定温度に除熱するようにしてもよい� �

 このように、実施例1に係るモノ低級アル カノールアミンの製造装置によれば、反応・ 蒸留塔12で反応塔内において気液混相状態で� ��料を反応させていると共に、液体状態で反� ��生成物13を回収すると共に、未反応原料を� �体状態で分離することとなるので、従来の� �うな別途の蒸留塔を設ける必要がなくなり� �モノ低級アルキルモノアルカノールアミン� �高い収率でしかも省エネルギーで製造する� �とができる。

 また、反応・蒸留塔12内から生成したモ� �マーを反応系から積極的に抜出すことによ� �、モノマーと未反応原料16との反応が抑制さ れ、残渣21であるダイマーの生成が抑制され� ��ので、目的反応生成物20の収率向上にも寄� �することとなる。

 また、モノ低級アルキルアミン原料とア� ��キレンオキシド原料との比率(アルキレンオ キシド原料/モノ低級アルキルアミン原料)を� ��きくすることができるので、設備がコンパ� ��トになり、ユーティリティー消費量も低減� ��ることとなり、廉価にモノ低級アルキルモ� ��アルカノールアミンを製造することができ� ��。

 本実施例について図2を参照して説明する。
 図2は、実施例2に係るモノ低級アルキルモ� �アルカノールアミンの製造装置の概略図で� �る。
 図2に示すように、実施例2に係るモノ低級� �ルキルモノアルカノールアミンの製造装置10 -2は、原料Iと原料IIとの混合原料11を原料主� �給ラインL ₀ により供給してなる反応・蒸留塔12と、分離� ��れた反応生成物13を蒸留して目的反応生成� �20(モノマー)と、残渣(ダイマー)21とを分離す る精製蒸留塔19とを具備すると共に、原料II(A O)の供給割合を分割すると共に、原料II(AO)の� ��割した一部を原料主供給ラインL ₀ から供給すると共に、原料II(AO)の残りを該原 料主供給ラインL ₀ の供給位置より塔頂側に位置する副供給ライ ンL ₆ から内部に供給するようにしている。

 これは、図6に示すように、反応・蒸留塔 が複数段(図6では13段)の場合、塔頂側にいく� ��つれて原料I(AA)のモル分率が増加するので� �原料II(AO)を分けて供給することで反応効率� �上昇させるようにしている。

 このように、実施例2に係るモノ低級アル キルモノアルカノールアミンの製造装置によ れば、反応・蒸留塔で反応塔内において気液 混相状態で原料を反応させていると共に、原 料IIの供給を蒸留・反応塔の塔内に分けて入� ��ることとなるので、反応効率が向上し、モ� ��低級アルキルモノアルカノールアミンを高� ��収率でしかも省エネルギーで製造すること� ��できる。

 本実施例について図3を参照して説明する。
 図3は、実施例3に係るモノ低級アルキルモ� �アルカノールアミンの製造装置の概略図で� �る。
 図3に示すように、実施例3に係るモノ低級� �ルキルモノアルカノールアミンの製造装置10 -3は、実施例1に係るモノ低級アルキルモノア ルカノールアミンの製造装置10-1において、� �応生成物13中に混入している水分を除去する 非水蒸留塔22を設け、水23を除去した反応生� �物13aを精製蒸留塔19に送り、目的反応生成物 20を得るようにしている。
 これにより、水分を除去した目的反応生成� ��20を得ることができる。

 このように、実施例3に係るモノ低級アル キルモノアルカノールアミンの製造装置によ れば、非水蒸留塔22を設けて、水分を除去す� ��こととなるので、非水状態のモノ低級アル� ��ルモノアルカノールアミンを高い収率でし� ��も省エネルギーで製造することができる。

 本実施例について図4を参照して説明する。
 図4は、実施例4に係るモノ低級アルキルモ� �アルカノールアミンの製造装置の概略図で� �る。
 図4に示すように、実施例4に係るモノ低級� �ルキルモノアルカノールアミンの製造装置10 -4は、実施例1に係るモノ低級アルキルモノア ルカノールアミンの製造装置10-1において、� �応・蒸留塔12内に触媒充填槽30a、30bを充填し てなり、触媒充填槽30a、30bに充填された触媒 反応により反応生成物13を生成するようにし� ��いる。

 ここで、触媒充填槽に充填する触媒とし� ��は、ゼオライト触媒法で用いる公知の合成� ��オライトとして知られるZSM-5が挙げられる� �なお、ZSMとは、開発した会社の名に由来し� �ZAOlItAOf Socony MobIlの略である。またMEL構造� �有するものとしては、同じく合成ゼオライ� �として知られるZSM-11が挙げられる。本発明� �は、ゼオライトを用いることが好ましく、� �に、ZSM-5を用いることが好ましい。

 ここで、前記触媒としては、非水系での� ��応となるので、原料Iが水溶液(例えば水分40 %)の場合には、非水蒸留塔31を設け、水分23を あらかじめ除去しておくようにすることが必 要である。

 このように、実施例4に係るモノ低級アル キルモノアルカノールアミンの製造装置によ れば、反応・蒸留塔にゼオライト系触媒を充 填してゼオライト法により、反応塔内におい て気液混相状態で原料を反応させているので 、反応効率が向上し、モノ低級アルキルモノ アルカノールアミンを高い収率でしかも省エ ネルギーで製造することができる。

 本発明による実施例に係るモノ低級アルキ� ��モノアルカノールアミンの製造装置につい� ��、図面を参照して説明する。
 図5は、実施例5に係るモノ低級アルキルモ� �アルカノールアミンの製造装置の概略図で� �る。
 図5に示すように、実施例5に係るモノ低級� �ルキルモノアルカノールアミンの製造装置10 -5は、原料Iと原料IIとの混合原料11を原料主� �給ラインL ₀ により供給してなる気液混相反応塔40と、液� ��で分離された反応生成物13を蒸留して目的� �応生成物20(モノマー)と、残渣(ダイマー)21と を分離する精製蒸留塔19とを具備するもので� ��る。

 ここで、前記気液混相反応塔40においては� �その内部では気体状態で原料Iと原料IIとが� �応し、得られた反応生成物13が塔底部に貯ま るのでそれをラインL ₂ により反応生成物13を分離するものである。

 ここで、前記気液混相反応塔の反応温度� ��しては、例えば80~200℃、圧力としては例え� ��0.2~0.8MPaとするのが好ましい。

 なお、未反応原料16はラインL ₁ に介装された冷却器14により冷却され、フラ� ��シュドラム15において液体とし、ラインL ₃ を介して一時的に貯留するために貯留槽17に� ��られている。そして、該貯留槽17からライ� �L ₄ を介して、そのほとんどが原料Iであるので� �料Iの供給ライン側に戻すようにしている。

 このように、実施例5に係るモノ低級アル キルモノアルカノールアミンの製造装置によ れば、気液混相反応塔40を用いて、該気液混� ��反応塔40内において気液混相状態で原料Iと� ��料IIとの混合原料11を反応させているので、 反応効率が向上し、モノ低級アルキルモノア ルカノールアミンを高い収率でしかも省エネ ルギーで製造することができる。

[試験例]
 以下、試験例により本発明をさらに具体的� ��説明するが、本発明はこれにより限定され� ��ものではない。

 図7に示す実施例3と同様の構成のアミン� �製造装置10-3を用いた。反応・蒸留塔12、非� �蒸留塔22、精製蒸留塔19の運転条件(温度、圧 力)を図7及び下記に示す。図7では、四角で囲 っているのが温度(℃)であり、丸で囲ってい� ��のが圧力(MPa)である。

(反応・蒸留塔12)
 入口:温度80℃(圧力2.6MPa)
 塔底部出口:温度163℃(圧力0.82MPa)
 塔頂部出口:温度40℃(圧力0.80MPa)
 反応・蒸留塔12入口における(原料II/原料I)� �ル比:0.1
 反応・蒸留塔12入口における水分濃度:8重量 %

 原料のモル比を0.1とすることでリボイラー� ��が従来に較べて、2割割程度減少し、これに より、リボイラー量の低減を図ることができ た。
 なお、ゼオライト触媒法の場合には、反応� ��蒸留塔12の塔底部出口の温度が173℃(圧力1.02 MPa)、塔頂部出口の温度が40℃(圧力1.0MPa)とし� ��。