CN101370757B - 高纯度二醇的工业制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明要解决的课题在于提供以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料工业制备高纯度二醇的具体的装置和方法。由此提供了例如可以以每小时1吨以上，优选每小时2吨以上，更优选每小时3吨以上的量长期(例如1000小时以上，优选3000小时以上，更优选5000小时以上)稳定制备高纯度二醇的价格低的工业装置和工业制备方法。根据本发明，通过使用具有特定结构的连续多级蒸馏塔A、连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E，并且从设置在该连续多级蒸馏塔E的浓缩部上的，具有特定结构的烟囱式塔板的下部的侧馏分取出口取出液态成分，从而实现上述课题。
Description
技术领域
本发明涉及高纯度二醇的工业制备方法，其中将环状碳酸酯和脂肪族一元醇连续供给到具有特定结构的反应蒸馏塔A中，进行反应蒸馏，从该反应蒸馏塔A的塔底部连续取出以二醇类为主成分的高沸点反应混合物，在具有特定结构的连续多级蒸馏塔C中从该高沸点反应混合物中蒸馏除去沸点比二醇低的物质，然后对该连续多级蒸馏塔C的塔底成分使用具有特定结构的连续多级蒸馏塔E，作为侧馏分成分连续得到二醇。
背景技术
对于通过环状碳酸酯与脂肪族一元醇类的反应来制备碳酸二烷基酯和二醇类的反应蒸馏方法，自从本发明人等首次公开(专利文献1～10)以来，其他公司也提出了使用反应蒸馏方式的专利申请(专利文献11～15)。在对该反应使用反应蒸馏方式的情况中，可以以高反应率进行反应。然而，迄今为止提出的反应蒸馏法是涉及制备少量的碳酸二烷基酯和二醇类的方法，或是涉及短期的制备方法，还没有涉及以工业规模长期稳定制备的方法。也就是说还没有实现长期(例如1000小时以上，优选为3000小时以上，更优选为5000小时以上)稳定连续制备大量(例如每小时1吨以上)的二醇的目标。
例如，在为了从碳酸亚乙酯和甲醇制备碳酸二甲酯(DMC)和乙二醇(EG)而公开的实施例中，关于反应蒸馏塔的高度(H：cm)、直径(D：cm)、级数(n)、乙二醇的生产量P(kg/小时)、和连续制备时间T(小时)的最大值，如表1所述。
表1
| 专利文献 | H：cm | D：cm | 级数：n | P：kg/小时 | T：小时 |
| 1 | 100 | 2 | 30 | 0.073 | 400 |
| 4 | 160 | 5 | 40 | 0.213 | (注5) |
| 5 | 160 | 5 | 40 | 0.358 | (注5) |
| 7 | 200 | 4 | 填充塔(Dixon) | 0.528 | (注5) |
| 8 | (注1) | 5 | 60 | 0.140 | (注5) |
| 9 | (注1) | 5 | 60 | 0.161 | (注5) |
| 10 | (注1) | 5 | 60 | 0.161 | (注5) |
| 11 | 250 | 3 | 填充塔(Raschig) | 0.154 | (注5) |
| 12 | (注2) | (注2) | (注2) | 0.256 | (注5) |
| 13 | (注3) | (注3) | 42 | (注4) | (注5) |
| 14 | (注3) | (注3) | 30 | 2490 | (注5) |
| 15 | 200 | 15 | 填充塔(BX) | 19 | (注5) |
(注1)Oldershaw蒸馏塔。(注2)几乎没有规定蒸馏塔的叙述。
(注3)规定蒸馏塔的叙述仅有级数。(注4)几乎没有生产量的叙述。
(注5)几乎没有涉及长期稳定制备的叙述。
另外，在专利文献14(第0060段)中，记载了：“本实施例采用了与上图1所示的优选方式相同的工艺流程，从而实现碳酸亚乙酯与甲醇通过催化转化反应进行酯交换，来制备碳酸二甲酯和乙二醇的商业规模的装置运营。另外，在本实施例中，下述数值也充分适合实际装置的操作。”，作为该实施例，记载了具体制备2490kg/小时的乙二醇。实施例中记载的该规模相当于年产3万吨以上的碳酸二甲酯，所以专利文献14作为专利申请当时(2002年4月9日)，通过该方法实现了世界第一的大规模设备的商业运营。然而，即使在提出本专利申请时，也根本没有成为这样的事实。另外，在专利文献14的实施例中，记载了碳酸二甲酯的生产量是与理论计算值完全相同的数值，但乙二醇的收率约为85.6％，选择率约为88.4％，难以说是达到了高收率·高选择率。特别是选择率低，这表示该方法作为工业制备方法具有致命的缺点。(另外，专利文献14，于2005年7月26日由于未提出实质审查请求而被视为撤回。)
反应蒸馏法，蒸馏塔内的反应导致的组成变化、蒸馏导致的组成变化、塔内的温度变化、压力变化等的变动因素非常多，所以很多情况下要长期稳定连续运行存在困难，特别是要大量处理的情况中，该困难进而增大。为了通过反应蒸馏法，维持高收率·高选择率，同时长期稳定、连续地生产大量的碳酸二烷基酯和二醇类，需要仔细研究各个方面。然而，在迄今为止提出的反应蒸馏法中，关于长期连续稳定制备的叙述仅是专利文献1和2的200～400小时。
本发明人等已经提出了以高收率·高选择率长期稳定连续生产大量的碳酸二烷基酯和二醇类的工业反应蒸馏法，但此外还需要从蒸馏塔的下部连续大量取出的高沸点反应混合物中长期稳定分离精制大量的高纯度二醇的方法，由此需要高收率制备大量的高纯度的二醇的方法。本发明是为了实现该目的而完成的。
表1示出了至今提出的反应蒸馏法的每小时的二醇的生产量，除了专利文献14以外，每小时都是少量的。另外，在专利文献14的方法中，记载了作为第4工序的蒸馏塔的塔底成分，得到了含有约130kg/小时的未反应的碳酸亚乙酯和约226kg/小时的碳酸二羟基乙酯的约2490kg/小时的乙二醇，但仅仅记载了反应混合物的组成，关于高纯度的二醇的制备完全没有记载。
作为使用反应蒸馏和二醇精制塔制备纯度较高的二醇的方法，已知有从该二醇精制塔的侧切部得到二醇的方法。例如，在专利文献12的实施例(图5)中，将从反应蒸馏塔的下部取出的高沸点反应混合物供给薄膜蒸发装置(III)，将这里得到的高沸点物质供给薄膜蒸发装置(IV)，将这里得到的低沸点蒸发物供给蒸馏塔(VII)，作为该蒸馏塔(VII)的浓缩部的侧馏分成分(22)得到乙二醇，然后进一步用精制装置(IX)精制，由此制备生产量为255g/小时的高纯度的乙二醇。即，专利文献12的方法显示出，通过使用4座精制装置首次从高沸点反应混合物得到高纯度的乙二醇。但专利文献12的方法是少量的乙二醇的制法，关于长期(例如5000小时以上)稳定地制备大量(例如1吨/小时以上)的二醇的方法没有任何建议。
另外，例如，在专利文献15的实施例1(图5)中，将从反应蒸馏塔的下部取出的高沸点反应混合物供给到第2蒸馏塔(4)，将这里得到的高沸点物质供给水解反应器(7)，将该反应混合物供给脱碳酸罐(气液分离器：8)，将这里得到的液体成分供给第3蒸馏塔(10)，作为第3蒸馏塔(10)的回收部的侧馏分成分制备了19kg/小时的生产量的乙二醇。然而，在专利文献15的方法中，得到的乙二醇中含有0.2质量％的二甘醇。在专利文献15的方法中，为了得到作为PET纤维、PET树脂的原料所需的高纯度的乙二醇，还需要1级以上的精制装置。即在专利文献15的方法中，从设置在蒸馏塔供给口下部的回收部上的侧馏分取出口得到乙二醇，但该纯度不充分，并且专利文献15的方法是少量的乙二醇的制法，关于长期(例如5000小时以上)稳定地制备大量(例如1吨/小时以上)的二醇的方法没有任何建议。
另外，例如专利文献8的实施例10(图6)、专利文献9的实施例1(图1)，从设置在EG精制塔(41)的供给口上部的浓缩部上的侧馏分取出口得到高纯度的乙二醇，但都是小于200g/小时的少量的生产量，关于长期(例如5000小时以上)稳定地制备大量(例如1吨/小时以上)的二醇的方法没有任何建议。
另外，世界上一年制备约1600万吨(2004年)的乙二醇，至今均是使环氧乙烷与水加成的水合法。然而，非专利文献1中记载了“EG(乙二醇)的制备是EO(环氧乙烷)的水合反应，反应通常在150～200℃...下进行。此时，不仅生成目标物MEG(单乙二醇)，而且还有副产物DEG(二甘醇)和TEG(三甘醇)。它们的生成比例取决于水/EO比，由于要以90％程度的选择性得到MEG，所以水/EO的比例，以摩尔比计算需要在20左右。因此，在EG的精制工序中需要蒸馏除去大量的水，这里消耗大量的热能量。...关于从EO合成EG，从能量效率的观点来看，可以说是没有完成的工艺。”，在该工业制备方法中，在乙二醇的收率·选择率方面，以及节能方面缺点都很大。
专利文献1：特开平4-198141号公报
专利文献2：特开平4-230243号公报
专利文献3：特开平9-176061号公报
专利文献4：特开平9-183744号公报
专利文献5：特开平9-194435号公报
专利文献6：国际公开WO97/23445号公报(欧洲专利第0889025号说明书、美国专利第5847189号说明书)
专利文献7：国际公开WO99/64382号公报(欧洲专利第1086940号说明书、美国专利第6346638号说明书)
专利文献8：国际公开WO00/51954号公报(欧洲专利第1174406号说明书、美国专利第6479689号说明书)
专利文献9：特开2002-308804号公报
专利文献10：特开2004-131394号公报
专利文献11：特开平5-213830号公报(欧洲专利第0530615号说明书、美国专利第5231212号说明书)
专利文献12：特开平6-9507号公报(欧洲专利第0569812号说明书、美国专利第5359118号说明书)
专利文献13：特开2003-119168号公报(国际公开WO03/006418号公报)
专利文献14：特开2003-300936号公报
专利文献15：特开2003-342209号公报
非专利文献1：石油学会编“石油化学プロセス”，120-125页，講談社，2001年
发明内容
本发明欲解决的课题在于提供通过下述方法制备高纯度的二醇的具体装置和方法，所述方法为：以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料，将该原料连续供给到存在有催化剂的连续多级蒸馏塔A内，在该塔A内进行反应蒸馏，将含有生成的碳酸二烷基酯和该脂肪族一元醇的低沸点反应混合物(AT)从塔上部以气态连续取出，将含有生成的二醇类的高沸点反应混合物(AB)从塔下部以液态连续取出，将该高沸点反应混合物(AB)连续供给到连续多级蒸馏塔C中，将该高沸点反应混合物(AB)中含有的沸点比二醇低的物质作为塔顶成分(CT)和/或侧馏分成分(CS)蒸馏除去，将由此得到的塔底成分(CB)连续供给到连续多级蒸馏塔E中，从该连续多级蒸馏塔E的侧馏分取出口作为侧馏分成分(ES)连续取出高纯度二醇。由此提供了以每小时1吨以上的量长期(例如1000小时以上，优选3000小时以上，更优选5000小时以上)稳定制备高纯度二醇的具体的价格低的工业装置和工业制备方法。
即本发明的第1方案提供了：
1.一种高纯度二醇的工业制备方法，其特征在于，以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料，通过进行工序(I)、工序(II)、工序(III)来制备高纯度二醇，其中，
工序(I)是将该原料连续供给到存在有催化剂的连续多级蒸馏塔A内，在该蒸馏塔A内进行反应蒸馏，将含有生成的碳酸二烷基酯和该脂肪族一元醇的低沸点反应混合物(AT)从蒸馏塔A的上部以气态连续取出，将含有生成的二醇类的高沸点反应混合物(AB)从蒸馏塔A的下部以液态连续取出，
工序(II)是将该高沸点反应混合物(AB)连续供给到连续多级蒸馏塔C中，将该高沸点反应混合物(AB)中含有的沸点比二醇低的物质作为塔顶成分(CT)和/或侧馏分成分(CS)连续取出，将以二醇为主成分的塔底成分(CB)从蒸馏塔C的下部连续取出，
工序(III)是将该塔底成分(CB)连续供给到连续多级蒸馏塔E中，从该连续多级蒸馏塔E的侧馏分取出口作为侧馏分成分(ES)连续取出高纯度二醇，
并且，
(a)该连续多级蒸馏塔A长度为L0(cm)、内径为D0(cm)，在内部具有级数为n0的内件，在塔顶部或其附近的塔上部具有内径d01(cm)的气体取出口，在塔底部或其附近的塔下部具有内径d02(cm)的液体取出口，在该气体取出口下部且在塔的上部和/或中部具有1个以上的第1导入口，在该液体取出口上部且在塔的中部和/或下部具有1个以上的第2导入口，且满足下式(1)～(6)，
2100≤L0≤8000 式(1)
180≤D0≤2000 式(2)
4≤L0/D0≤40 式(3)
20≤n0≤120 式(4)
3≤D0/d01≤20 式(5)
5≤D0/d02≤30 式(6)
(b)该连续多级蒸馏塔C具有满足下式(7)～(15)的具有回收部和浓缩部，所述回收部的长度为LC1(cm)、内径为DC1(cm)，在内部具有级数为nC1的内件，所述浓缩部的长度为LC2(cm)、内径为DC2(cm)，在内部具有级数为nC2的内件，并且，满足下式(7)～(15)，
300≤LC1≤3000 式(7)
50≤DC1≤700 式(8)
3≤LC1/DC1≤30 式(9)
3≤nC1≤30 式(10)
1000≤LC2≤5000 式(11)
50≤DC2≤500 式(12)
10≤LC2/DC2≤50 式(13)
20≤nC2≤100 式(14)
DC2≤DC1 式(15)
(c)在该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中作为内件设置有一个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有一个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积Sc(cm2)满足式(16)，
200≤Sc≤1000 式(16)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hC(cm)满足式(17)，
10≤hC≤80 式(17)
(d)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔板的积液部连接，
(e)该连续多级蒸馏塔E具有回收部和浓缩部，回收部长度为LE1(cm)、内径为DE1(cm)，在内部具有级数为nE1的内件，浓缩部长度为LE2(cm)、内径为DE2(cm)，在内部具有级数为nE2的内件，并且，满足下式(18)～(26)，
400≤LE1≤3000 式(18)
50≤DE1≤700 式(19)
2≤LE1/DE1≤50 式(20)
3≤nE1≤30 式(21)
600≤LE2≤4000 式(22)
100≤DE2≤1000 式(23)
2≤LE2/DE2≤30 式(24)
5≤nE2≤50 式(25)
DE1≤DE2 式(26)
(f)该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中作为内件设置有1个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有2个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积SE(cm2)满足式(27)，
50≤SE≤2000 式(27)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hE(cm)满足式(28)，
20≤hE≤100 式(28)
(g)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔板的积液部连接，
2. 根据前项1所述的方法，其特征在于，高纯度二醇的制备量是每小时1吨以上，
3. 根据前项1或2所述的方法，其特征在于，该d01和该d02满足式(29)，
1≤d01/d02≤5 式(29)，
4. 根据前项1～3的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的L0、D0、L0/D0、n0、D0/d01、D0/d02分别为2300≤L0≤6000、200≤D0≤1000、5≤L0/D0≤30、30≤n0≤100、4≤D0/d01≤15、7≤D0/d02≤25，
5. 根据前项1～4的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的内件是多孔塔板，
6. 根据前项5所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板在每平方米的多孔板部具有100～1000个孔，
7. 根据前项5或6所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板的每个孔的截面积为0.5～5cm2，
8. 根据前项5～7的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板的开口率是1.5～15％，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
9. 根据前项1～8的任一项所述的方法，其特征在于，在该连续多级蒸馏塔C的塔下部的回收部的最下部的内件的下部还设置有多个(nC3级)塔板K，从该塔板K的最上级连续取出部分液体，在再沸器中赋予蒸馏所需的热量，然后将该加热的液体从设置在回收部最下部的内件与该最上级塔板K之间的供给口返回到蒸馏塔C中，将剩余的液体依次供给到下部的塔板，
10. 根据前项9所述的方法，其特征在于，该塔板K是折流塔板，
11. 根据前项9或10所述的方法，其特征在于，该塔板K存在处的该连续多级蒸馏塔C的内径(DC3)满足DC1≤DC3，
12. 根据前项9～11的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的LC1、DC1、LC1/DC1、nC1、LC2、DC2、LC2/DC2、nC2、nC3分别为500≤LC1≤2000、70≤DC1≤500、5≤LC1/DC1≤20、5≤nC1≤20、1500≤LC2≤4000、70≤DC2≤400、15≤LC2/DC2≤40、30≤nC2≤90、3≤nC3≤20，
13. 根据前项1～12的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板和/或填料，
14. 根据前项13所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件是塔板，浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件是塔板和/或规整填料，
15. 根据前项13或14所述的方法，其特征在于，该塔板是多孔塔板，
16. 根据前项15所述的方法，其特征在于，该多孔塔板的每平方米的多孔板部具有100～1000个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2，
17. 根据前项15或16所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部中的该多孔塔板的开口率在2～15％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
18. 根据前项15～17的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中的该多孔塔板的开口率在1.5～12％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
19. 根据前项1～18的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔板的开口率在10～40％的范围，其中开口率是烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比，
20. 根据前项1～19的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的塔底温度在150～250℃的范围，
21. 根据前项1～20的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的塔顶压力在50000～300000Pa的范围
22. 根据前项1～21的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回流比在0.3～5的范围，
23. 根据前项1～22的任一项所述的方法，其特征在于，该塔顶成分(CT)中的二醇的含量是100ppm以下，
24. 根据前项1～23的任一项所述的方法，其特征在于，该侧馏分成分(CS)中的二醇的含量是供给到该连续多级蒸馏塔C中的二醇的0.5％以下，
25. 根据前项1～24的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的LE1、DE1、LE1/DE1、nE1、LE2、DE2、LE2/DE2、nE2分别为500≤LE1≤2000、100≤DE1≤500、3≤LE1/DE1≤20、5≤nE1≤20、700≤LE2≤3000、120≤DE2≤800、3≤LE2/DE2≤20、7≤nE2≤30、DE1＜DE2，
26. 根据前项1～25的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔板的内件分别是塔板和/或填料，
27. 根据前项26所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板，
28. 根据前项27所述的方法，其特征在于，该塔板是多孔塔板，
29. 根据前项28所述的方法，其特征在于，该多孔塔板在每平方米的多孔板部具有150～1200个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2，
30. 根据前项28或29所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部中的该多孔塔板的开口率在3～25％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
31. 根据前项28～30的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中的该多孔塔板的开口率在2～20％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
32. 根据前项1～31的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔板的开口率在5～40％的范围，其中开口率是烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比，
33. 根据前项1～32的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的塔底温度在110～210℃的范围，
34. 根据前项1～33的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回流比在6～100的范围，
35. 根据前项1～34的任一项所述的方法，其特征在于，该侧馏分成分(ES)中的二醇的纯度为99％以上，
36. 根据前项1～35的任一项所述的方法，其特征在于，该侧馏分成分(ES)中的二醇的纯度为99.9％以上。
另外，本发明的第2方案提供了：
37. 一种高纯度二醇，其特征在于，是用前项1～36的任一项所述的方法制备的，且一缩二(烷撑二醇)等高沸点杂质是200ppm以下，卤素含量是0.1ppm以下，
38. 一种高纯度二醇，其特征在于，是用前项1～36的任一项所述的方法制备的，且一缩二(烷撑二醇)等高沸点杂质是100ppm以下，卤素含量是1ppb以下。
进而，本发明的第3方案提供了：
39. 一种装置，是用于制备高纯度二醇的，具有连续多级蒸馏塔A、连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E的装置，是用于以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料，通过进行工序(I)、工序(II)、工序(III)来制备高纯度二醇的装置，其中，
工序(I)是将该原料连续供给到存在有催化剂的连续多级蒸馏塔A内，在该蒸馏塔A内进行反应蒸馏，将含有生成的碳酸二烷基酯和该脂肪族一元醇的低沸点反应混合物(AT)从蒸馏塔A的上部以气态连续取出，将含有生成的二醇类的高沸点反应混合物(AB)从蒸馏塔A的下部以液态连续取出，
工序(II)是将该高沸点反应混合物(AB)连续供给到连续多级蒸馏塔C中，将该高沸点反应混合物(AB)中含有的沸点比二醇低的物质作为塔顶成分(CT)和/或侧馏分成分(CS)连续取出，将以二醇为主成分的塔底成分(CB)从蒸馏塔C的下部连续取出，
工序(III)是将该塔底成分(CB)连续供给到连续多级蒸馏塔E中，从该连续多级蒸馏塔E的侧馏分取出口作为侧馏分成分(ES)连续取出高纯度二醇，
其特征在于，
(a)该连续多级蒸馏塔A的长度为L0(cm)、内径为D0(cm)，在内部具有级数为n0的内件，在塔顶部或其附近的塔上部具有内径d01(cm)的气体取出口，在塔底部或其附近的塔下部具有内径d02(cm)的液体取出口，在该气体取出口下部且在塔的上部和/或中部具有1个以上的第1导入口，在该液体取出口上部且在塔的中部和/或下部具有1个以上的第2导入口，且满足下式(1)～(6)，
2100≤L0≤8000 式(1)
180≤D0≤2000 式(2)
4≤L0/D0≤40 式(3)
20≤n0≤120 式(4)
3≤D0/d01≤20 式(5)
5≤D0/d02≤30 式(6)
(b)该连续多级蒸馏塔C具有回收部和浓缩部，回收部长度为LC1(cm)、内径为DC1(cm)，在内部具有级数为nC1的内件，浓缩部长度为LC2(cm)、内径为DC2(cm)，在内部具有级数为nC2的内件，并且，满足下式(7)～(15)，
300≤LC1≤3000 式(7)
50≤DC1≤700 式(8)
3≤LC1/DC1≤30 式(9)
3≤nC1≤30 式(10)
1000≤LC2≤5000 式(11)
50≤DC2≤500 式(12)
10≤LC2/DC2≤50 式(13)
20≤nC2≤100 式(14)
DC2≤DC1 式(15)
(c)在该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中作为内件设置有一个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有一个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积Sc(cm2)满足式(16)，
200≤Sc≤1000 式(16)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hC(cm)满足式(17)，
10≤hC≤80 式(17)
(d)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔板的积液部连接，
(e)该连续多级蒸馏塔E具有回收部和浓缩部，回收部长度为LE1(cm)、内径为DE1(cm)，在内部具有级数为nE1的内件，浓缩部长度为LE2(cm)、内径为DE2(cm)，在内部具有级数为nE2的内件，并且，满足下式(18)～(26)，
400≤LE1≤3000 式(18)
50≤DE1≤700 式(19)
2≤LE1/DE1≤50 式(20)
3≤nE1≤30 式(21)
600≤LE2≤4000 式(22)
100≤DE2≤1000 式(23)
2≤LE2/DE2≤30 式(24)
5≤nE2≤50 式(25)
DE1≤DE2 式(26)
(f)在该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中，作为内件设置有1个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有2个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积SE(cm2)满足式(27)，
50≤SE≤2000 式(27)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hE(cm)满足式(28)，
20≤hE≤100 式(28)
(g)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔板的积液部连接，
40. 根据前项39所述的装置，其特征在于，该d01和该d02满足式(29)，
1≤d01/d02≤5 式(29)，
41. 根据前项39或40所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的L0、D0、L0/D0、n0、D0/d01、D0/d02分别为2300≤L0≤6000、200≤D0≤1000、5≤L0/D0≤30、30≤n0≤100、4≤D0/d01≤15、7≤D0/d02≤25，
42. 根据前项39～41的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的内件是多孔塔板，
43. 根据前项42所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板在每平方米的多孔板部具有100～1000个孔，
44. 根据前项42或43所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板的每个孔的截面积为0.5～5cm2，
45. 根据前项42～44的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板的开口率是1.5～15％，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
46. 根据前项39所述的装置，其特征在于，在该连续多级蒸馏塔C的塔下部的回收部的最下部的内件的下部还设置有多个(nC3级)塔板K，从该塔板K的最上级连续取出部分液体，在再沸器中赋予蒸馏所需的热量，然后将该加热的液体从设置在回收部最下部的内件与该最上级塔板K之间的供给口返回到蒸馏塔C中，将剩余的液体依次供给到下部的塔板，
47. 根据前项46所述的装置，其特征在于，该塔板K是折流塔板，
48. 根据前项46或47所述的装置，其特征在于，该塔板K存在处的该连续多级蒸馏塔C的内径(DC3)满足DC1≤DC3，
49. 根据前项46～48的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的LC1、DC1、LC1/DC1、nC1、LC2、DC2、LC2/DC2、nC2、nC3分别为500≤LC1≤2000、70≤DC1≤500、5≤LC1/DC1≤20、5≤nC1≤20、1500≤LC2≤4000、70≤DC2≤400、15≤LC2/DC2≤40、30≤nC2≤90、3≤nC3≤20，
50. 根据前项39～49的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板和/或填料，
51. 根据前项50所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件是塔板，浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件是塔板和/或规整填料，
52. 根据前项50或51所述的装置，其特征在于，该塔板是多孔塔板，
53. 根据前项52所述的装置，其特征在于，该多孔塔板在每平方米的该多孔板部具有100～1000个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2，
54. 根据前项52或53所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部中的该多孔塔板的开口率在2～15％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
55. 根据前项52～54的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中的该多孔塔板的开口率在1.5～12％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
56. 根据前项39～55的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔板的开口率在10～40％的范围，其中开口率是烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比，
57. 根据前项39～56的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的LE1、DE1、LE1/DE1、nE1、LE2、DE2、LE2/DE2、nE2分别为500≤LE1≤2000、100≤DE1≤500、3≤LE1/DE1≤20、5≤nE1≤20、700≤LE2≤3000、120≤DE2≤800、3≤LE2/DE2≤20、7≤nE2≤30、DE1＜DE2，
58. 根据前项39～57的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板和/或填料，
59. 根据前项58所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板，
60. 根据前项59所述的装置，其特征在于，该塔板是多孔塔板，
61. 根据前项60所述的装置，其特征在于，该多孔塔板在每平方米的多孔板部具有150～1200个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2，
62. 根据前项60或61所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部中的该多孔塔板的开口率在3～25％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
63. 根据前项60～62的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中的该多孔塔板的开口率在2～20％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比，
64. 根据前项39～63的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔板的开口率在5～40％的范围，其中开口率是烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比。
通过本发明提供的具体装置和方法，可以从环状碳酸酯和脂肪族一元醇高收率(例如以使用的环状碳酸酯为基准，通常为97％以上，优选为98％以上，更优选为99％以上)地以工业规模长期稳定制备高纯度二醇。即根据本发明，提供了以每小时1吨以上，优选每小时2吨以上，更优选每小时3吨以上的量长期(例如1000小时以上，优选3000小时以上，更优选5000小时以上)稳定制备作为例如PET纤维、PET树脂的原料所需的纯度为99.9％以上的高纯度二醇的价格低的工业装置和工业制备方法。
另外，本发明的方法与现有的乙二醇的制备方法不同，可以在不使用大量水的情况下以高收率·高选择率制备高纯度的乙二醇，作为同时解决现有的工业制备方法长年存在的2个难题(低选择率、使用大量能量)的工业制备方法具有优异的效果。
具体实施方式
下面对本发明进行具体说明。
本发明的工序(I)进行的反应是从环状碳酸酯和脂肪族一元醇类生成碳酸二烷基酯和二醇类的，下式所示的可逆平衡酯交换反应。
(上式中，R1表示2价基团-(CH2)m-(m是2～6的整数)，其1个以上的氢可以被碳原子数为1～10的烷基、芳基取代。另外，R2表示碳原子数为1～12的1价脂肪族基团，其1个以上的氢可以被碳原子数为1～10的烷基、芳基取代。)
本发明中作为原料使用的环状碳酸酯，是上式中(A)所示的化合物，优选使用例如，碳酸亚乙酯、碳酸1，2-亚丙基酯等碳酸亚烷基酯类，1，3-二氧杂环己-2-酮，1，3-二氧杂环庚-2-酮等，从获得的难易等来看，更优选使用碳酸亚乙酯和碳酸1，2-亚丙基酯，特别优选使用碳酸亚乙酯。
另外，作为另一方原料的脂肪族一元醇类，是上式中(B)所示的化合物，可以使用沸点比生成的二醇类低的脂肪族一元醇。因此，脂肪族一元醇根据使用的环状碳酸酯的种类而异，可以列举出例如，甲醇、乙醇、丙醇(各种异构体)、烯丙醇、丁醇(各种异构体)、3-丁烯-1-醇、戊醇(各种异构体)、己醇(各种异构体)、庚醇(各种异构体)、辛醇(各种异构体)、壬醇(各种异构体)、癸醇(各种异构体)、十一碳醇(各种异构体)、十二碳醇(各种异构体)、环戊醇、环己醇、环庚醇、环辛醇、甲基环戊醇(各种异构体)、乙基环戊醇(各种异构体)、甲基环己醇(各种异构体)、乙基环己醇(各种异构体)、二甲基环己醇(各种异构体)、二乙基环己醇(各种异构体)、苯基环己醇(各种异构体)、苄醇、苯乙醇(各种异构体)、苯丙醇(各种异构体)等，进而这些脂肪族一元醇类可以被卤素、低级烷氧基、氰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、硝基等取代基取代。
在这样的脂肪族一元醇类中，优选使用碳原子数为1～6的醇类。更优选甲醇、乙醇、丙醇(各种异构体)和丁醇(各种异构体)这些碳原子数为1～4的醇类。当使用碳酸亚乙酯或碳酸1，2-亚丙基酯作为环状碳酸酯时，优选使用甲醇和乙醇，特别优选甲醇。
在本发明的工序(I)中，在反应蒸馏塔A内存在有催化剂。催化剂存在的方法可以是任意的方法，例如，在反应条件下溶解于反应液那样的均相催化剂的情况中，可以通过向反应蒸馏塔A内连续供给催化剂来使催化剂存在于反应蒸馏塔内的液相中，或是在反应条件下不能溶解于反应液的非均相催化剂的情况中，可以通过将固体催化剂配置在反应蒸馏塔内来使催化剂存在于反应体系中，也可以合并使用上述方法。
在将均相催化剂连续供给反应蒸馏塔内的情况中，可同时供给环状碳酸酯和/或脂肪族一元醇，也可以从与原料不同的位置供给。由于在该蒸馏塔内实际进行反应的是催化剂供给位置以下的区域，所以优选向从塔顶到原料供给位置之间的区域供给该催化剂。该催化剂存在的级需为5级以上，优选为7级以上，更优选为10级以上。
另外，在使用非均相固体催化剂的情况中，该存在有催化剂的级的级数需为5级以上，优选为7级以上，更优选为10级以上。也可以使用兼具有作为蒸馏塔的填料的效果的固体催化剂。
作为本发明中使用的催化剂，可以使用迄今已知的各种催化剂。可以列举出例如，
锂、钠、钾、铷、铯、镁、钙、锶和钡等碱金属和碱土金属类；
碱金属和碱土金属的氢化物、氢氧化物、醇盐类、酚盐类和酰胺类等碱性化合物类；
碱金属和碱土金属的碳酸盐类、碳酸氢盐类、有机酸盐类等的碱性化合物类；
三乙胺、三丁胺、三己胺和苄基二乙基胺等叔胺类；
N-烷基吡咯、N-烷基吲哚、噁唑、N-烷基咪唑、N-烷基吡唑、噁二唑、吡啶、烷基吡啶、喹啉、烷基喹啉、异喹啉、烷基异喹啉、吖啶、烷基吖啶、菲咯啉、烷基菲咯啉、嘧啶、烷基嘧啶、吡嗪(pyrazine)、烷基吡嗪(alkylpyrazine)、三嗪和烷基三嗪等含氮杂环芳香族化合物类；
二氮杂双环十一碳烯(DBU)和二氮杂双环壬烯(DBN)等环状脒类；
氧化铊、铊的卤化物、氢氧化铊、碳酸铊、硝酸铊、硫酸铊和铊的有机酸盐类等铊化合物类；
三丁基甲氧基锡、三丁基乙氧基锡、二丁基二甲氧基锡、二乙基二乙氧基锡、二丁基二乙氧基锡、二丁基苯氧基锡、二苯基甲氧基锡、乙酸二丁基锡、三丁基氯化锡和2-乙基己酸锡等锡化合物类；
二甲氧基锌、二乙氧基锌、亚乙二氧基锌(ethylenedioxy zinc)和二丁氧基锌等锌化合物类；
三甲醇铝、三异丙醇铝和三丁醇铝等铝化合物类；
四甲氧基钛、四乙氧基钛、四丁氧基钛、二氯二甲氧基钛、四异丙氧基钛、乙酸钛和乙酰丙酮钛等钛化合物类；
三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三苯基膦、三丁基甲基卤化鏻、三辛基丁基卤化鏻和三苯基甲基卤化鏻等磷化合物类；
锆卤化物、乙酰丙酮锆、锆的醇盐和乙酸锆等锆化合物类；
铅和含铅化合物类，例如PbO、PbO2和Pb3O4等氧化铅类；
PbS、Pb2S3和PbS2等硫化铅类；
Pb(OH)2、Pb3O2(OH)2、Pb2[PbO2(OH)2]和Pb2O(OH)2等氢氧化铅类；
Na2PbO2、K2PbO2、NaHPbO2和KHPbO2等铅酸盐类；
Na2PbO3、Na2H2PbO4、K2PbO3、K2[Pb(OH)6]、K4PbO4、Ca2PbO4和CaPbO3等高铅酸盐类；
PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2等铅的碳酸盐及其碱式盐类；
Pb(OCH3)2、(CH3O)Pb(OPh)和Pb(OPh)2等烷氧基铅化合物和芳氧基铅化合物类；
Pb(OCOCH3)2、Pb(OCOCH3)4和Pb(OCOCH3)2·PbO·3H2O等有机酸和碳酸的铅盐及其碱式盐类；
Bu4Pb、Ph4Pb、Bu3PbCl、Ph3PbBr、Ph3Pb(或Ph6Pb2)、Bu3PbOH和Ph2PbO等有机铅化合物类(Bu表示丁基，Ph表示苯基)；
Pb-Na、Pb-Ca、Pb-Ba、Pb-Sn和Pb-Sb等铅合金类；
方铅矿和闪锌矿等铅矿物类；以及这些铅化合物的水合物类。
在这些化合物可溶解在反应原料、反应混合物、反应副产物等中的情况中，其可以作为均相催化剂使用，在不溶解的情况中，可以作为固体催化剂使用。优选的方法还有将这些化合物预先溶解在反应原料、反应混合物、反应副产物等中，或通过反应使之溶解，将形成的混合物作为均相催化剂使用。
作为非均相催化剂还可以使用：具有叔氨基的阴离子交换树脂，具有酰胺基的离子交换树脂，具有磺酸基、羧酸基和磷酸基中的至少一种交换基团的离子交换树脂，以及具有季铵基作为交换基团的固体强碱性阴离子交换剂等离子交换剂类；二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化镁、硅铝酸盐、硅酸镓、各种沸石类、各种金属交换的沸石类和铵交换的沸石类等固体无机化合物类等。
作为非均相催化剂，特别优选使用的是具有季铵基作为交换基团的固体强碱性阴离子交换剂。作为这类阴离子交换剂可以列举出例如，具有季铵基作为交换基团的强碱性阴离子交换树脂、具有季铵基作为交换基团的纤维素强碱性阴离子交换剂，以及具有季铵基作为交换基团的无机质载体担载型强碱性阴离子交换剂等。具有季铵基作为交换基团的强碱性阴离子交换树脂，优选使用例如苯乙烯类强碱性阴离子交换树脂等。苯乙烯类强碱性阴离子交换树脂是以苯乙烯与二乙烯基苯的共聚物作为母体，并具有季铵(I型或II型)作为交换基团的强碱性阴离子交换树脂，例如可示意性地由下式示出。
式中X表示阴离子。通常作为X使用选自F-、Cl-、Br-、I-、HCO3 -、CO3 2-、CH3CO2 -、HCO2 -、IO3 -、BrO3 -和ClO3 -中的至少一种阴离子，优选使用选自Cl-、Br-、HCO3 -和CO3 2-中的至少一种阴离子。另外，作为树脂母体的结构，可以使用凝胶型、大孔型(MR型)中的任一种，从耐有机溶剂性高的观点来看，特别优选MR型。
具有季铵基作为交换基团的纤维素强碱性阴离子交换剂，可以列举出例如，纤维素的一部分或全部-OH基进行三烷基氨基乙基化从而得到的，具有-OCH2CH2NR3X取代基的纤维素。其中R表示烷基，通常使用甲基、乙基、丙基、丁基等，优选使用甲基、乙基。另外，X是如上所定义的阴离子。
可在本发明中使用的具有季铵基作为交换基团的无机质载体担载型强碱性阴离子交换剂，是指通过修饰无机质载体的部分或全部表面羟基-OH，从而引入季铵基-O(CH2)nNR3X的阴离子交换剂。其中R和X如上所定义。n通常为1～6的整数，优选n＝2。作为无机质载体，可以使用二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛和沸石等，优选使用二氧化硅、氧化铝和二氧化硅-氧化铝，特别优选使用二氧化硅。作为无机质载体的表面羟基的修饰方法，可以使用任意方法。
具有季铵基作为交换基团的固体强碱性阴离子交换剂可以使用市售的。此时，可以在作为前处理预先用所期望的阴离子类进行离子交换，然后作为酯交换催化剂使用。
另外，还优选使用固体催化剂作为酯交换催化剂，所述固体催化剂由结合了含有至少一个氮原子的杂环基的巨大网状和凝胶型的有机聚合物形成，或由结合了含有至少一个氮原子的杂环基的无机质载体形成。进而，同样还可以使用这些含氮杂环基的一部分或全部季铵盐化的固体催化剂。另外，离子交换剂等固体催化剂，在本发明中可以实现作为填料的功能。
本发明中的催化剂的用量，根据使用的催化剂的种类而异，在连续供给在反应条件下溶解于反应液那样的均相催化剂的情况中，以相对于作为供给原料的环状碳酸酯和脂肪族一元醇的总质量的比例表示，通常使用0.0001～50质量％，优选0.005～20质量％，更优选0.01～10质量％。另外，在将固体催化剂设置在该蒸馏塔内使用的情况中，相对于该蒸馏塔的空塔容积，可以使用0.01～75容积％，优选0.05～60容积％，更优选0.1～60容积％的催化剂量。
关于在工序(I)中向反应蒸馏塔即连续多级蒸馏塔A连续供给环状碳酸酯和脂肪族一元醇的方法，没有特殊限定，只要是可使进料在该蒸馏塔A的至少5级以上，优选7级以上，更优选10级以上的区域与催化剂接触那样的供给方法，任意方法均可。也就是说，该环状碳酸酯和该脂肪族一元醇可以从连续多级蒸馏塔A的处于满足上述条件的级的所需数量的导入口连续供给。另外，该环状碳酸酯和该脂肪族一元醇可以从该蒸馏塔A的相同级导入，也可以分别从不同的级导入。
将原料作为液态、气态、或气液混合物连续供给该蒸馏塔A。除了这样向该蒸馏塔A内供给原料以外，还优选额外从该蒸馏塔A的下部断续或连续供给气态原料的方法。另外，将环状碳酸酯以液态或气液混合状态连续从存在有催化剂的级上部的级供给该蒸馏塔中，从该蒸馏塔A的下部以气态和/或液态连续供给该脂肪族一元醇的方法也是优选方法。毋庸置疑的是，此时环状碳酸酯中可含有脂肪族一元醇。
在本发明中，供给的原料中可含有生成物碳酸二烷基酯和/或二醇类。其含量，以在脂肪族一元醇和碳酸二烷基酯混合物中的碳酸二烷基酯的质量％表示，碳酸二烷基酯通常是0～40质量％，优选0～30质量％，更优选0～20质量％，以在环状碳酸酯和二醇混合物中的二醇类的质量％表示，二醇类通常是0～10质量％，优选0～7质量％，更优选0～5质量％。
在工业上进行本发明的情况中，作为这些原料，除了新导入反应体系中的环状碳酸酯和/或脂肪族一元醇以外，还可优选使用在该工序和/或其他工序中回收的，以环状碳酸酯和/或脂肪族一元醇为主成分的物质。这在本发明中是可行的，这是本发明的优异特征。其他工序，有例如从碳酸二烷基酯和芳香族单羟基化合物制备碳酸二芳基酯的工序，在该工序中产生了副产物脂肪族一元醇，并将其回收。在该回收的副产物脂肪族一元醇中，通常含有碳酸二烷基酯、芳香族单羟基化合物、烷基芳基醚等，有时还含有少量的碳酸烷基芳基酯、碳酸二芳基酯等。该副产物脂肪族一元醇可以直接作为本发明的原料使用，也可以通过蒸馏等，减少沸点比该脂肪族一元醇高的物质含量，然后作为原料使用。
另外，本发明中优选使用的环状碳酸酯，是通过例如，环氧乙烷、环氧丙烷、氧化苯乙烯等环氧烷与二氧化碳反应制备的，所以含有少量这些原料化合物的环状碳酸酯也可以作为本发明的原料使用。
在本发明的工序(I)中，供给反应蒸馏塔A的环状碳酸酯与脂肪族一元醇类的用量比，根据酯交换催化剂的种类和用量以及反应条件而异，通常相对于供给的环状碳酸酯，可以以摩尔比计为0.01～1000倍的范围供给脂肪族一元醇类，但为了提高环状碳酸酯的反应率，优选供给2倍摩尔以上的过剩量的脂肪族一元醇类。但如果使用大过量的脂肪族一元醇类，则需要增大装置。在这种意义下，脂肪族一元醇类相对于环状碳酸酯的摩尔比优选为2～20，更优选为3～15，进而优选为5～12。另外，如果残留大量未反应的环状碳酸酯，则未反应的环状碳酸酯与生成物二醇类反应，产生副产物2倍体、3倍体等多倍体，所以在工业上实施时，优选尽可能地减少未反应的环状碳酸酯的残留量。在本发明的方法中，即使该摩尔比是10以下，环状碳酸酯的反应率也可以是98％以上，优选为99％以上，更优选为99.9％以上。这也是本发明的特征之一。
在本发明中，在反应蒸馏塔A中优选连续制备含有每小时约1吨以上的二醇的高沸点反应混合物(AB)，将其供给到连续多级蒸馏塔C中，在该连续多级蒸馏塔E中蒸馏分离出其塔底成分(CB)，从而制备每小时约1吨以上的高纯度二醇，为此，相对于要制备的高纯度二醇的量(P吨/小时)，连续供给的环状碳酸酯的最低量通常为1.55P吨/小时，优选为1.5P吨/小时，更优选为1.45P吨/小时。在进而优选的情况中，可以少于1.43P吨/小时。
本发明以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料，通过进行工序(I)、工序(II)、工序(III)的制备方法，可以长期稳定制备每小时优选为约1吨以上的高纯度二醇，其中，
工序(I)是将该原料连续供给到存在催化剂的连续多级蒸馏塔A内，在该蒸馏塔A内进行反应蒸馏，将含有生成的碳酸二烷基酯和该脂肪族一元醇的低沸点反应混合物(AT)从蒸馏塔A的上部以气态连续取出，将含有生成的二醇类的高沸点反应混合物(AB)从蒸馏塔A的下部以液态连续取出，
工序(II)是将该高沸点反应混合物(AB)连续供给到连续多级蒸馏塔C中，将该高沸点反应混合物(AB)中含有的沸点比二醇低的物质作为塔顶成分(CT)和/或侧馏分成分(CS)连续取出，将以二醇为主成分的塔底成分(CB)从蒸馏塔C的下部连续取出，
工序(III)是将该塔底成分(CB)连续供给到连续多级蒸馏塔E中，从该连续多级蒸馏塔E的侧馏分取出口作为侧馏分成分(ES)连续取出高纯度二醇。
因此，工序(I)中使用的该连续多级蒸馏塔A不仅要满足蒸馏功能所需的条件，还需要复合满足为了稳定高收率且高反应率地进行反应所需的条件。
另外，工序(II)中使用的该连续多级蒸馏塔C需具有将该高沸点反应混合物(AB)中含有的沸点比二醇低的物质作为塔顶成分(CT)和侧馏分成分(CS)有效除去的功能，进而，在工序(III)中使用的该连续多级蒸馏塔E需具有从大量的塔底成分(CB)以高收率长期稳定地获得高纯度二醇的功能。为此该连续多级蒸馏塔C和该连续多级蒸馏塔E必须同时满足各种条件。本发明提供了具有这些功能的，具有特定结构的工业蒸馏装置，发现通过使用该工业蒸馏装置可实现本发明的目的。
另外，该高沸点反应混合物(AB)中有时含有微量～少量的未反应的环状碳酸酯。此时优选使该连续多级蒸馏塔C的塔底成分(CB)中实质上不存在未反应的环状碳酸酯。为此优选设计成可以向该连续多级蒸馏塔C中加入少量的水，使该未反应的环状碳酸酯通过水解反应转变成二醇，和/或使未反应的环状碳酸酯与二醇反应转变成一缩二(烷撑二醇)等(例如为了使该反应完全进行，而确保必要的温度和滞留时间，以及减少塔底成分的逆向混合等)。通过进行这些设计，可使在该连续多级蒸馏塔C的塔底成分(CB)中实质上不存在未反应的环状碳酸酯，这在实施本发明时是优选的。
另外，本发明中的“实质上不含有”表示其含量为50ppm以下，优选为10ppm以下，更优选为5ppm以下。
本发明中使用的连续多级蒸馏塔A、连续多级蒸馏塔C、和连续多级蒸馏塔E，为了实现上述目的必须同时满足各种条件。
具体地讲，必要的是：
(a)该连续多级蒸馏塔A长度为L0(cm)、内径为D0(cm)，在内部具有级数为n0的内件，在塔顶部或其附近的塔上部具有内径d01(cm)的气体取出口，在塔底部或其附近的塔下部具有内径d02(cm)的液体取出口，在该气体取出口下部且塔的上部和/或中部具有1个以上的第1导入口，在该液体取出口上部且塔的中部和/或下部具有1个以上的第2导入口，且满足下式(1)～(6)，
2100≤L0≤8000 式(1)
180≤D0≤2000 式(2)
4≤L0/D0≤40 式(3)
20≤n0≤120 式(4)
3≤D0/d01≤20 式(5)
5≤D0/d02≤30 式(6)
(b)该连续多级蒸馏塔C具有回收部和浓缩部，回收部长度为LC1(cm)、内径为DC1(cm)，在内部具有级数为nC1的内件，浓缩部长度为LC2(cm)、内径为DC2(cm)，在内部具有级数为nC2的内件，并且，满足下式(7)～(15)，
300≤LC1≤3000 式(7)
50≤DC1≤700 式(8)
3≤LC1/DC1≤30 式(9)
3≤nC1≤30 式(10)
1000≤LC2≤5000 式(11)
50≤DC2≤500 式(12)
10≤LC2/DC2≤50 式(13)
20≤nC2≤100 式(14)
DC2≤DC1 式(15)
(c)在该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中作为内件设置有一个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有一个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积Sc(cm2)满足式(16)，
200≤Sc≤1000 式(16)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hC(cm)满足式(17)，
10≤hC≤80 式(17)
(d)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔板的积液部连接，
(e)该连续多级蒸馏塔E具有回收部和浓缩部，回收部长度为LE2(cm)、内径为DE1(cm)，在内部具有级数为nE1的内件，浓缩部长度为LE2(cm)、内径为DE2(cm)，在内部具有级数为nE2的内件，并且，满足下式(18)～(26)，
400≤LE1≤3000 式(18)
50≤DE1≤700 式(19)
2≤LE1/DE1≤50 式(20)
3≤nE1≤30 式(21)
600≤LE2≤4000 式(22)
100≤DE2≤1000 式(23)
2≤LE2/DE2≤30 式(24)
5≤nE2≤50 式(25)
DE1≤DE2 式(26)
(f)该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中作为内件设置有1个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有2个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积SE(cm2)满足式(27)，
50≤SE≤2000 式(27)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hE(cm)满足式(28)，
20≤hE≤100 式(28)
(g)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔板的积液部连接。
现已发现，通过使用组合这样的连续多级蒸馏塔A、连续多级蒸馏塔C、和连续多级蒸馏塔E而成的装置，并进行工序(I)～工序(III)，可以从环状碳酸酯和脂肪族一元醇类通过反应蒸馏法制备的大量高沸点反应混合物(AB)，在例如1000小时以上，优选为3000小时以上，更优选为5000小时以上的长期内稳定地以工业规模制备每小时为1吨以上，优选为2吨以上，更优选为3吨以上的高纯度二醇。虽然通过实施本发明的方法能够以具有这种优异效果的工业规模制备高纯度二醇的原因还不清楚，但推测这是由于将式(1)～(28)的条件组合时所带来的复合效果。
另外，各种因素的优选范围如下所述。
对于连续多级蒸馏塔A而言，如果L0(cm)小于2100，则由于反应率降低而无法达到目标生产量，而为了确保能够达到目标生产量的反应率并同时降低设备成本，则必须使L0为8000以下。更优选的L0(cm)的范围是2300≤L0≤6000，并进而优选为2500≤L0≤5000。
如果D0(cm)小于180，则无法达到目标生产量，而为了达到目标生产量并同时降低设备成本，则必须使D0为2000以下。更优选的D0(cm)的范围是200≤D0≤1000，并进而优选为210≤D0≤800。
由于L0/D0小于4或大于40时，变得难以稳定运行，特别是，如果其大于40，则塔上下部之间的压力差变得过大，因此不仅变得难以长期稳定运行，而且因为必须要提高塔下部的温度，因而容易发生副反应并造成选择率下降。更优选的L0/D0的范围是5≤L0/D0≤30，并进而优选为7≤L0/D0≤20。
如果n0小于10，则由于反应率下降而无法达到目标生产量，而为了确保能够达到目标生产量的反应率并同时降低设备成本，则必须使n0为120以下。此外，如果n0大于120，则由于塔上下部之间的压力差变得过大，因此不仅变得难以长期稳定运行，而且因为必须要提高塔下部的温度，所以容易发生副反应并造成选择率下降。更优选的n0的范围是30≤n0≤100，并进而优选为40≤n0≤90。
如果D0/d01小于3，则不仅设备成本变高，而且容易使大量的气体成分逸出体系，因此变得难以稳定运行，而如果其大于20，则不仅气体成分的取出量相对变小，变得难以稳定运行，而且造成反应率下降。更优选的D0/d01的范围是4≤D0/d01≤15，并进而优选为5≤D0/d01≤13。
如果D0/d02小于5，则不仅设备成本变高，而且液体取出量相对变多，变得难以稳定运行，而如果其大于30，则液体取出口和管道中的流速急剧变快，容易产生侵蚀，造成装置腐蚀。更优选的D0/d02的范围是7≤D0/d02≤25，并进而优选为9≤D0/d02≤20。
现已知，本发明中更优选该d01和该d02满足式(29)的情况。
1≤d01/d02≤5 式(29)
对于连续多级蒸馏塔C而言，如果LC1(cm)小于300，则由于回收部的分离效率下降，无法完成目标分离效率，而为了确保目标分离效率并同时降低设备成本，则必须使LC1为3000以下。如果LC1大于3000，则塔上下部之间的压力差变得过大，不仅变得难以长期稳定运行，而且必须要提高塔下部的温度，因而容易发生副反应。更优选的LC1(cm)的范围为500≤LC1≤2000，进而优选为600≤LC1≤1500。
如果DC1(cm)小于50，则无法达到目标蒸馏量，而为了达到目标蒸馏量并同时降低设备成本，则必须使DC1为700以下。更优选的DC1(cm)的范围为70≤DC1≤500，进而优选为190≤DC1≤400。
LC1/DC1小于3或大于30时，难以长期稳定运行。更优选的LC1/DC1的范围为4≤LC1/DC1≤20，进而优选为5≤LC1/DC1≤15。
如果nC1小于3，则由于回收部的分离效率下降，不能达到目标分离效率，而为了确保目标分离效率并同时降低设备成本，则必须使nC1为30以下。如果nC1大于30，则塔上下部之间的压力差变得过大，不仅变得难以长期稳定运行，而且必须要提高塔下部的温度，因而容易发生副反应。更优选nC1的范围是5≤nC1≤20，进而优选6≤nC1≤15。
如果LC2(cm)小于1000，则由于浓缩部的分离效率下降，不能达到目标分离效率，而为了确保目标分离效率并同时降低设备成本，则必须使LC2为5000以下。由于LC2大于5000时塔的上下部之间的压力差变得过大，因此不仅难以长期稳定运行，而且因为必须要提高塔下部的温度，因而容易产生副反应。更优选的LC2(cm)的范围是1500≤LC2≤4000，进而优选2000≤LC2≤3500。
如果DC2(cm)小于50，则无法达到目标蒸馏量，而为了达到目标蒸馏量并同时降低设备成本，则必须使DC2为500以下。更优选的DC2(cm)的范围为70≤DC2≤400，进而优选为90≤DC2≤350。
LC2/DC2小于10或大于50时，难以长期稳定运行。更优选的LC2/DC2范围为15≤LC2/DC2≤40，进而优选为20≤LC2/DC2≤35。
如果nC2小于20，则由于浓缩部的分离效率下降，不能达到目标分离效率，而为了确保目标分离效率并同时降低设备成本，则必须使nC2为100以下。由于nC2大于100时塔的上下部之间的压力差变得过大，因此不仅难以长期稳定运行，而且因为必须要提高塔下部的温度，因而容易产生副反应。更优选的nC2范围是30≤nC2≤90，进而优选40≤nC2≤80。另外，在本发明中需要在浓缩部设置1个以上的烟囱式塔板，其级数包括在上述nC2中。
另外，对于本发明的连续多级蒸馏塔C而言，优选DC2≤DC1。
另外，在工序(II)中，在供给到连续多级蒸馏塔C中的高沸点反应混合物(AB)中含有少量的未反应的环状碳酸酯时，优选设计成可以在塔下部使该未反应的环状碳酸酯反应，使塔底成分(CB)中实质上不含有环状碳酸酯。因此本发明的优选实施方式是：在该连续多级蒸馏塔C的塔下部的回收部的最下部的内件的下部还设置有多个(nC3级)塔板K，从该塔板K的最上级连续取出部分液体，在再沸器中赋予蒸馏和反应所需的热量，然后将该加热的液体从设置在回收部最下部的内件与该最上级塔板K之间的供给口返回到蒸馏塔C中，将剩余的液体依次供给到下部的塔板。
通过进行这样的设计，可以增加液体在连续多级蒸馏塔C的塔下部的滞留时间，另外通过使该塔板K的存在的级以下的塔径(DC3)比回收部的塔径(DC1)大(DC1＜DC3)，可以增加液体的滞留量，增加滞留时间，并维持充分的反应时间。进而通过使塔底液的液面水平比塔板K的最下级的塔板低，可以防止液体在塔下部的逆向混合。因此，在本发明中，即使是在含有少量的未反应的环状碳酸酯的情况中，也可使未反应的环状碳酸酯与工序(II)中大过量存在的二醇反应，完全转变成高沸点的一缩二(烷撑二醇)等。
作为这样的塔板K，只要具有上述功能，就可以是任一种的塔板，从功能和设备成本的关系来看，优选多孔塔板和折流塔板，其中特别优选折流塔板。在多孔塔板和折流塔板的情况中，优选设置堰，优选该堰使溢流的液体从降液部连续落到下级的塔板上。此时堰高优选为4～30cm，更优选为6～20cm，进而优选为8～15cm。在折流塔板的情况中，特别优选该堰为挡板的单纯的塔板。
DC3优选的范围是1.2DC1＜DC3≤5DC1，更优选1.5DC1＜DC3≤4DC1，进而优选1.7DC1＜DC3≤3DC1。
另外，nC3是2级以上，nC3的优选范围是3≤nC3≤20，更优选4≤nC3≤15，进而优选5≤nC3≤10。
设置在连续多级蒸馏塔C的浓缩部的烟囱式塔板是指设置有1个以上的烟囱状物(烟囱状的物体)的塔板，其中所述烟囱状物在塔板的平面上具有截面积为SC(cm2)的开口部。并且优选在这些烟囱状物的上部开口部设置有烟囱盖。该烟囱盖具有使从下级上升的气体成分在烟囱状物的上部开口部(气体出口)横向流动的作用，同时具有防止从上级下落的液体成分直接落到下级的作用。
该烟囱状物的截面形状可以是三角形、四角形、多角形、圆形、椭圆形、星形等中的任一种，优选使用四角形、圆形。另外，该烟囱状物的从上部至下部的截面的形状和面积可以不同，但相同的形状和面积的制作容易，价格便宜，所以优选。另外，可以具有2个以上的不同形状的烟囱状物，但优选具有相同形状的。
在本发明中，与该烟囱式塔板相连接的烟囱状物的开口部(该烟囱状物的截面积最小的部分)的截面积SC(cm2)需满足式(16)。
200≤SC≤1000 式(16)
如果SC小于200，则为了实现所规定的生产量需要大量的烟囱状物，设备成本变高。另外，如果SC大于1000，则在烟囱式塔板的级上气体流动容易不均匀，难以长期稳定运行。SC(cm2)更优选为300≤SC≤800，进而优选为400≤SC≤700
另外，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口(烟囱状物的上部开口部的下端)的高度h(cm)需满足式(17)，
10≤hC≤80 式(17)
本发明中使用的烟囱式塔板上通常设置有用于使液体成分向下级下落的降液部、和用于保持液体成分的堰。该堰高取决于hC，通常设定比hC小5～20cm左右。如果hC小于10，则烟囱式塔板保持的液体量变少，难以长期稳定运行。另外，如果hC大于80，则为了增加保持的液体量，需要提高设备强度，所以不仅增加了设备成本，而且精制的二醇在塔内的滞留时间增加，所以不优选。hC(cm)更优选为15≤hC≤60，进而优选为20≤hC≤50。
另外，该烟囱式塔板的开口率(烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比)优选在10～40％的范围。如果该开口率小于5％，则难以长期稳定运行。另外，如果大于40％，则需要增加烟囱状物的数目，或使烟囱状物变高，均增加了设备成本。开口率更优选在13～35％的范围，进而优选15～30％的范围。
在本发明中，在连续多级蒸馏塔C的浓缩部(在塔的供给口上部且在塔顶下部的部分)设置有1个以上的烟囱式塔板，从与该积液部的底部相连接的侧馏分取出口连续取出以中沸点物质为主成分的馏分，所述中沸点物质比二醇沸点低，比脂肪族一元醇沸点高。烟囱式塔板的数目根据需要可以是2个以上，通常实施时是1个。设置有该烟囱式塔板的级可以在浓缩部的任意位置，但优选是浓缩部的级的下数第3级以上且是浓缩部的级的上数第10级以下的级。更优选是浓缩部的级的下数第4级以上且是浓缩部的级的上数第15级以下的级，进而优选是浓缩部的级的下数第5级以上且是浓缩部的级的上数第24级以下的级。
对于工序(III)中使用的连续多级蒸馏塔E而言，如果LE1(cm)小于400，则由于回收部的分离效率下降，无法完成目标分离效率，而为了确保目标分离效率并同时降低设备成本，则必须使LE1为3000以下。如果LE1大于3000，则塔上下部之间的压力差变得过大，不仅变得难以长期稳定运行，而且必须要提高塔下部的温度，因而容易发生副反应。更优选的LE1(cm)的范围为500≤LE1≤2000，进而优选为600≤LE1≤1500。
如果DE1(cm)小于50，则无法达到目标蒸馏量，而为了达到目标蒸馏量并同时降低设备成本，则必须使DE1为700以下。更优选的DE1(cm)的范围为100≤DE1≤600，进而优选为120≤DE1≤500。
LE1/DE1小于2或大于50时，难以长期稳定运行。更优选的LE1/DE1的范围为3≤LE1/DE1≤20，进而优选为4≤LE1/DE1≤15。
如果nE1小于3，则由于回收部的分离效率下降，不能达到目标分离效率，而为了确保目标分离效率并同时降低设备成本，则必须使nE1为30以下。如果nE1大于30，则塔上下部之间的压力差变得过大，不仅变得难以长期稳定运行，而且必须要提高塔下部的温度，因而容易发生副反应。更优选nE1的范围是5≤nE1≤20，进而优选6≤nE1≤15。
如果LE2(cm)小于600，则由于浓缩部的分离效率下降，不能达到目标分离效率，而为了确保目标分离效率并同时降低设备成本，则必须使LE2为4000以下。由于LE2大于4000时塔的上下部之间的压力差变得过大，因此不仅难以长期稳定运行，而且因为必须要提高塔下部的温度，因而容易产生副反应。更优选的LE2(cm)的范围是700≤LE2≤3000，进而优选800≤LE2≤2500。
如果DE2(cm)小于100，则无法达到目标蒸馏量，而为了达到目标蒸馏量并同时降低设备成本，则必须使DE2为1000以下。更优选的DE2(cm)的范围为120≤DE2≤800，进而优选为150≤DE2≤600。
LE2/DE2小于2或大于30时，难以长期稳定运行。更优选的LE2/DE2范围为3≤LE2/DE2≤20，进而优选为4≤LE2/DE2≤15。
如果nE2小于5，则由于浓缩部的分离效率下降，不能达到目标分离效率，而为了确保目标分离效率并同时降低设备成本，则必须使nE2为50以下。由于nE2大于50时塔的上下部之间的压力差变得过大，因此不仅难以长期稳定运行，而且因为必须要提高塔下部的温度，因而容易产生副反应。更优选的nE2范围是7≤nE2≤30，进而优选8≤nE2≤25。另外，在本发明中需要在浓缩部设置1个以上的烟囱式塔板，其级数包括在上述nE2中。
另外，对于本发明的连续多级蒸馏塔E而言，优选DE1≤DE2，更优选DE1＜DE2。
设置在连续多级蒸馏塔E的浓缩部的烟囱式塔板是指设置有2个以上的烟囱状物(烟囱状的物体)的塔板，其中所述烟囱状物在塔板的平面上具有截面积为SE(cm2)的开口部。并且在这些烟囱状物的上部开口部优选设置有烟囱盖。该烟囱盖具有使从下级上升的气体成分在烟囱状物的上部开口部(气体出口)横向流动的作用，同时具有防止从上级下落的液体成分直接落到下级的作用。
该烟囱状物的截面形状可以是三角形、四角形、多角形、圆形、椭圆形、星形等中的任一种，优选使用四角形、圆形。另外，该烟囱状物的从上部至下部的截面的形状和面积可以不同，但相同的形状和面积制作容易，价格便宜，所以优选。另外，可以具有2个以上的不同形状的烟囱状物，但优选具有相同形状的。
在本发明中，与该烟囱式塔板相连接的烟囱状物的开口部(该烟囱状物的截面积最小的部分)的截面积SE(cm2)需满足式(27)。
50≤SE≤2000 式(27)
如果SE小于50，则为了实现所规定的生产量需要大量的烟囱状物，设备成本变高。另外，如果SE大于2000，则气体在烟囱式塔板的级上的流动容易不均匀，难以长期稳定运行。SE(cm2)更优选为100≤SE≤1500，进而优选为200≤SE≤1000
另外，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口(烟囱状物的上部开口部的下端)的高度hE(cm)需满足式(28)，
20≤hE≤100 式(28)
本发明中使用的烟囱式塔板上通常设置有用于使液体成分向下级下落的降液部、和用于保持液体成分的堰。该堰高取决于hE，通常设定比hE小5～20cm左右。如果hE小于20，则烟囱式塔板保持的液体量变少，难以长期稳定运行。另外，如果hE大于100，则为了增加保持的液体量，需要提高设备强度，所以不仅增加了设备成本，而且精制后的二醇在塔内的滞留时间增加，所以不优选。hE(cm)更优选为30≤hE≤80，进而优选为40≤hE≤70。
另外，该烟囱式塔板的开口率(烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比)优选在5～40％的范围。如果该开口率小于5％，则难以长期稳定运行。另外，如果大于40％，则需要增加烟囱状物的数目，或使烟囱状物变高，均增加了设备成本。开口率更优选在10～30％的范围，进而优选15～25％的范围。
本发明特征之一在于，在连续多级蒸馏塔E的浓缩部(在塔的供给口上部且在塔顶下部的部分)设置有1个以上的烟囱式塔板，从与该积液部的底部相连接的侧馏分取出口连续取出液态高纯度二醇。烟囱式塔板的数目根据需要可以是2个以上，通常实施时是1个。设置有该烟囱式塔板的级可以在浓缩部的任意位置，但优选是浓缩部的级的下数第3级以上且是浓缩部的级的上数第3级以下的级。更优选是浓缩部的级的下数第4级以上且是浓缩部的级的上数第4级以下的级，进而优选是浓缩部的级的下数第5级以上且是浓缩部的级的上数第4级以下的级。
工序(I)中使用的连续多级蒸馏塔A优选是具有塔板和/或填料作为内件的蒸馏塔。另外，对于工序(II)中使用的连续多级蒸馏塔C和工序(III)中使用的连续多级蒸馏塔E而言，均优选在回收部和浓缩部具有塔板和/或填料作为内件的蒸馏塔。
本发明中所说的内件表示在蒸馏塔中实际进行气液接触的部分。作为这样的塔板，优选例如泡罩式塔板、多孔塔板、波纹塔板、重阀式浮阀精馏塔板、浮阀塔板、逆流塔板、S形塔板、超精馏塔板(Superfrac tray)、最大精馏塔板(Maxfrac tray)、双流塔板(dual tray)、栅板塔板、栅格分馏塔板、基特尔塔板(Kittel tray)等。作为填料，优选例如拉西环(Raschigring)、勒辛环(Lessing ring)、鲍尔环、贝尔鞍环(Berl Saddle)、矩鞍环(Intaloxsaddle)、狄克松环、金属网鞍形填料(McMahon packing)和亥里-派克填料等不规整填料，以及Mellapak、Gempak、Techno-pack、Flexipac、Sulzer填料、Goodroll填料、Glitchgrid等规整填料。可以使用兼具有塔板部和填充了填料的部分的多级蒸馏塔。另外，本发明中所用的术语“内件的级数n0、nC1、nC2、nE1、nE2”，在塔板时是指塔板数，在填料时是指理论级数。因而，在兼具塔板部分和填充了填料的部分的连续多级蒸馏塔的情况中，nC1、nC2、nE1、nE2是塔板数和理论级数的总和。
在使环状碳酸酯和脂肪族一元醇类进行反应蒸馏的连续多级蒸馏塔A中，使用内件由级数n0的塔板和/或填料组成的板式连续多级蒸馏塔和/或填充塔式连续多级蒸馏塔的任一种，均可实现高反应率·高选择率·高生产率，现已发现更优选内件是塔板的板式蒸馏塔。各塔板上优选设置用于保持液体的堰。
因此，在稳定状态下，在各塔板上堰保持的液体与从设置在塔板上的开口部上升的气体进行气液接触，一边气液接触一边进行反应和蒸馏。在连续供给到塔板的液体中，从该堰的上部溢流供给到下一级塔板。
各塔板的堰高优选在3～20cm的范围。该堰高对液体在各塔板上的滞留时间有影响。在工序(I)中，通常在存在有催化剂的液体部进行反应，所以液体在各塔板上的滞留时间与反应时间直接关联。在催化剂供给级下部的各塔板的堰高较低的情况中，反应时间短，在堰高较高的情况中，反应时间长。在工序(I)中，通常在存在有催化剂的级上进行反应和蒸馏，在不存在催化剂的级上进行精馏精制。
在工序(I)中，在堰高低于3cm时，难以实现高反应率，另外，在堰高高于20cm时，副反应(例如，作为反应生成物的二醇类和未反应的环状碳酸酯反应)产生的高沸点副产物增加，难以实现高选择率，而且蒸馏塔的上部和下部的压力差变大，难以进行稳定的蒸馏操作。
在这种意义下，各塔板的堰高更优选的范围为3.5～15cm，进而优选的范围是4～13cm。另外，连续多级蒸馏塔A的各塔板的堰高可以全部相同，也可以不同。在本发明中，优选使用存在催化剂的反应级的堰高比不存在催化剂的级的堰高高的多级蒸馏塔。
进而，还发现该塔板是具有多孔板部和降液部的多孔塔板的情况对于功能和设备成本之间的关系是特别优异的。还发现该多孔塔板每平方米的该多孔板部上有100～1000个孔是优选的。更优选的孔数是每平方米120～900个，并进而优选为150～800个。此外还发现该多孔塔板每个孔的截面积优选为0.5～5cm2。更优选每个孔的截面积为0.7～4cm2，进而优选0.9～3cm2。进而发现该多孔塔板在每平方米的该多孔板部上有100～1000个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2的情况是特别优选的。另外对于所有多孔板而言，该多孔塔板的孔数可以相同，也可以不同。
本发明中连续多级蒸馏塔A的多孔塔板的开口率，表示在构成多级蒸馏塔A的各塔板中，可通过气体和液体的各塔板的开口部的总面积(孔的总截面积)、与具有该开口部的塔板的面积之比。另外，对于具有降液部的塔板而言，将去除该降液部后的实质上起泡的部分的面积作为塔板面积。
还发现连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板的开口率优选在1.5～15％的范围。如果开口率小于1.5％，则相对于必要生产量的装置变大，不仅设备成本变高，而且滞留时间变长，容易发生副反应(例如反应生成物二醇类和未反应的环状碳酸酯反应)。另外，如果开口率大于15％，则由于在各塔板上的滞留时间变短，为了达到高反应率则需要增加级数，所以出现上述n0变大时的缺点。在这种意义下，优选开口率的范围为1.7～8.0％，更优选为1.9～6.0％的范围。
另外，连续多级蒸馏塔A的各塔板的开口率可以完全相同，也可以不同。在本发明中，通常优选使用上部塔板的开口率比下部塔板的开口率大的多级蒸馏塔。
在工序(I)中进行酯交换反应的反应时间被认为是相当于反应液在连续多级蒸馏塔A中的平均滞留时间，并且其根据蒸馏塔的内件形状和级数、原料供给量、催化剂种类和用量、反应条件等而异，通常为0.1～20小时，优选为0.5～15小时，更优选为1～10小时。
工序(I)的反应温度根据所用原料化合物的种类和催化剂种类及用量而异，通常为30～300℃的范围。为了提高反应速度，优选提高反应温度，但反应温度高的话，容易发生副反应。反应温度优选为40～250℃，更优选为50～200℃，进而优选为60～150℃的范围。在工序(I)中，可使塔底温度为150℃以下，优选为130℃以下，更优选为110℃以下，进而优选为100℃以下来进行反应蒸馏。即使是在这样低的塔底温度下也可以实现高反应率·高选择率·高生产率，这是工序(I)的优异特征之一。
此外，工序(I)的反应压力根据所用原料化合物的种类和组成、反应温度等而异，可以为减压、常压、加压中的任意一种，通常在1Pa～2×107Pa，优选在103Pa～107Pa，更优选在104～5×106Pa的范围内进行。
本发明中优选连续多级蒸馏塔C的回收部的内件和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板和/或填料的情况。还发现特别优选的是回收部的内件是塔板，浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件是塔板和/或规整填料的情况。另外发现，该塔板是具有多孔板部和降液部的多孔塔板的情况对于功能和设备成本之间的关系是特别优异的。还发现该多孔塔板每平方米的该多孔板部上有100～1000个孔是优选的。更优选的孔数是每平方米150～900个，并进而优选为200～800个。此外还发现该多孔塔板每个孔的截面积优选为0.5～5cm2。更优选每个孔的截面积为0.7～4cm2，进而优选0.9～3cm2。进而发现该多孔塔板在每平方米的该多孔板部上有100～1000个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2的情况是特别优选的。
连续多级蒸馏塔C的回收部中该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)优选在2～15％的范围，更优选2.5～12％的范围，进而优选为3～10％的范围。另外，连续多级蒸馏塔C的浓缩部中该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)优选在1.5～12％的范围，更优选2～11％的范围，进而优选为2.5～10％的范围。另外，本发明中将设置在浓缩部的烟囱式塔板也计算在级数中，其开口率如上所述，与多孔塔板的开口率不同。
现已判明，通过对连续多级蒸馏塔C附加上述条件将更容易实现本发明的课题。
在本发明中特别优选连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的内件均是塔板的情况。另外发现，该塔板是具有多孔板部和降液部的多孔塔板的情况对于功能和设备成本之间的关系是特别优异的。还发现该多孔塔板每平方米的该多孔板部上有150～1200个孔是优选的。更优选的孔数是每平方米200～1100个，并进而优选为250～1000个。此外还发现该多孔塔板每个孔的截面积优选为0.5～5cm2。更优选每个孔的截面积为0.7～4cm2，进而优选0.9～3cm2。进而发现该多孔塔板在每平方米的该多孔板部上有150～1200个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2的情况是特别优选的。
连续多级蒸馏塔E的回收部中该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)优选在3～25％的范围，更优选3.5～22％的范围，进而优选为4～20％的范围。另外，连续多级蒸馏塔E的浓缩部中该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)优选在2～20％的范围，更优选3～15％的范围，进而优选为3.5～13％的范围。另外，本发明中将设置在浓缩部的烟囱式塔板也计算在级数中，其开口率如上所述，与多孔塔板的开口率不同。
现已判明，通过对连续多级蒸馏塔E附加上述条件将更容易实现本发明的课题。另外，本发明中用于求出开口率的必要的塔板面积，是包括该塔板的孔和开口部的截面积的总和。
在本发明中，在连续多级蒸馏塔A中通过反应蒸馏生成的碳酸二烷基酯，作为与通常过量使用的未反应的剩余的脂肪族一元醇的低沸点反应混合物(AT)，从塔上部以气态连续取出。并将含有生成的二醇类的高沸点反应混合物(AB)从塔下部以液态连续取出。在以二醇为主成分的高沸点反应混合物(AB)中，通常含有10～45质量％的残存的脂肪族一元醇、微量的碳酸二烷基酯、非常少量(通常为0.2质量％以下)的未反应的环状碳酸酯、少量的(通常为0.4质量％以下)的沸点比二醇低的副产物(2-烷氧基乙醇等)和催化剂、及少量的(通常为1质量％以下)的沸点比二醇高的副产物(一缩二(烷撑二醇)等)。
并且，在工序(II)中，将连续供给到连续多级蒸馏塔C内的该高沸点反应混合物(AB)中的沸点比二醇低的物质(脂肪族一元醇、微量的碳酸二烷基酯、和副产物CO2、低沸点副产物)和少量的二醇作为塔顶成分(CT)和/或侧馏分成分(CS)连续取出，将含有催化剂和少量的高沸点副产物的二醇类作为塔底成分(CB)连续取出，在本发明中，该塔底成分(CB)中的二醇的浓度通常为95质量％以上，优选为97质量％以上，更优选为98质量％以上。
另外，在本发明的方法中，可使供给到连续多级蒸馏塔C中的非常少量(通常为0.2质量％以下)的未反应的环状碳酸酯与该蒸馏塔C内大量存在的二醇反应，生成一缩二(烷撑二醇)，易于使未反应的环状碳酸酯的存在量实质上是0，在本发明中，通常连续得到实质上不存在未反应的环状碳酸酯的塔底成分(CB)。
另外，为了得到进一步降低二醇中可能含有的极微量的醛的含量的超高纯度的二醇、和紫外线透射率高的超高纯度二醇，依照专利文献9和10所述的方法，从连续多级蒸馏塔C的下部供给少量的水的方法也是优选的。
进行工序(II)的连续多级蒸馏塔C的蒸馏条件，根据蒸馏塔的内件的形状、级数、供给的高沸点反应混合物(AB)的种类和组成和用量、所需的二醇的纯度等而异，但通常在塔底温度为150～250℃的范围的特定温度下进行。更优选的塔底的温度范围是170～230℃，进而优选的温度范围是190～210℃。塔底压力根据塔内组成、使用的塔底温度而异，通常在50000～300000Pa的范围，优选80000～250000Pa的范围，更优选100000～200000Pa的范围。
另外，连续多级蒸馏塔C的回流比优选为0.3～5的范围，更优选为0.5～3的范围，进而优选为0.8～2的范围。
在本发明中连续多级蒸馏塔C的塔顶成分(CT)中的二醇的含量通常为100ppm以下，优选为50ppm以下，更优选为10ppm以下，进而优选为5ppm以下。在本发明中，塔顶成分(CT)中的二醇的含量可为零。
连续多级蒸馏塔C的侧馏分成分(CS)通常含有脂肪族一元醇、沸点比二醇低的副产物(2-烷氧基乙醇等)、二醇、少量的沸点比二醇高的杂质(一缩二(烷撑二醇)等)，其量通常是供给到连续多级蒸馏塔C中的高沸点反应混合物(AB)的4％以下，优选为3％以下，更优选为2％以下。
另外，在本发明中，通常易于使侧馏分成分(CS)中的二醇的含量是供给到连续多级蒸馏塔C中的二醇的0.5％以下，优选为0.4％以下，更优选为0.3％以下。
并且，作为连续多级蒸馏塔C的塔底成分(CB)连续得到下述二醇，所述二醇中通常含有2％以下，优选为1.5％以下，更优选为1％以下的沸点比二醇高的副产物(一缩二(烷撑二醇)等)，且含有微量的催化剂成分。作为塔底成分(CB)得到的二醇通常是供给到连续多级蒸馏塔C中的二醇的99.5％以上，优选为99.6％以上，更优选为99.7％以上。本发明的特征之一在于，可以以这样高的回收率得到二醇。
另外，通常为了得到二醇中可能含有的极微量的醛的含量进一步降低的超高纯度的二醇、和紫外线透射率高的超高纯度二醇，优选依照专利文献9和10所述的方法，从连续多级蒸馏塔E和/或连续多级蒸馏塔C的下部供给少量的水。
进行工序(III)的连续多级蒸馏塔E的蒸馏条件，根据蒸馏塔的内件的形状、级数、供给的塔底成分(CB)的种类和组成及用量、所需的二醇的纯度等而异，但通常在塔底温度为110～210℃的范围的特定温度下进行。更优选的塔底的温度范围是120～190℃，进而优选的温度范围是130～170℃。塔底压力根据塔内组成、使用的塔底温度而异，通常在8000～40000Pa的范围，优选10000～33000Pa的范围，更优选12000～27000Pa的范围。
另外，连续多级蒸馏塔E的回流比优选为6～50的范围，更优选为8～45的范围，进而优选为10～30的范围。
在本发明中，连续多级蒸馏塔E的塔顶成分(ET)是少量的二醇(通常是供给的二醇的10质量％以下)，在向连续多级蒸馏塔E供给水的情况中，将供给的几乎全部水作为塔顶成分取出。通常将该塔顶成分(ET)在连续多级蒸馏塔C中循环使用，作为该塔底成分(CB)的一部分再次供给到连续多级蒸馏塔E中，作为高纯度二醇回收。另外，连续多级蒸馏塔E的塔底成分(EB)中由含有少量的二醇的高沸点副产物和催化剂成分组成。
连续多级蒸馏塔E的侧馏分成分(ES)通常含有99％以上，优选为99.9％以上，更优选为99.99％以上的高纯度二醇。也就是说，在本发明中，通常容易使该侧馏分成分(ES)中的沸点比二醇高的杂质(一缩二(烷撑二醇)等)为1质量％以下，优选为0.1质量％以下，更优选为0.01质量％以下。另外，本发明的优选实施方案使用不含有卤素的原料和催化剂进行反应，所以可以使制造的二醇中几乎不含有卤素。因此，本发明容易制备卤素含量为0.1ppm以下，优选为1ppb以下的二醇。
也就是说，本发明容易制备下述高纯度二醇，其一缩二(烷撑二醇)等沸点比二醇高的杂质为200ppm以下，卤素含量为0.1ppm以下，优选容易制备的高纯度二醇中的一缩二(烷撑二醇)等沸点比二醇高的杂质为100ppm以下，卤素含量为1ppb以下。
因此，本发明反应收率和精制收率高，以使用的环状碳酸酯为基准，通常可以以97％以上，优选为98％以上，更优选为99％以上的高收率制备高纯度二醇。
构成本发明使用的连续多级蒸馏塔A、C、和E的材料，主要是碳钢、不锈钢等金属材料，但从制备的碳酸二烷基酯和二醇类的品质方面考虑，优选不锈钢。
实施例
以下，通过实施例更具体地说明本发明，但是本发明并不限定于以下的实施例。另外，卤素用离子色谱法测定。
实施例1
作为连续多级蒸馏塔A使用图1所示那样的L0＝3300cm、D0＝300cm、L0/D0＝11、n0＝60、D0/d01＝7.5、D0/d02＝12的连续多级蒸馏塔。该蒸馏塔的塔板是多孔塔板，多孔板部的每个孔的截面积约＝1.3cm2，孔数约＝180～320个/m2。环状碳酸酯的供给级(下数第55级)上方的级的各塔板的堰高是5cm，环状碳酸酯的供给级以下的级的各塔板的堰高是6cm。另外，各塔板的开口率在2.1～4.2％的范围。
作为连续多级蒸馏塔C使用图2所示那样的LC1＝1100cm、DC1＝110cm、LC1/DC1＝10、nC1＝10、LC2＝3000cm、DC2＝110cm、LC2/DC2＝27.3、nC2＝60的连续多级蒸馏塔。另外，从塔底部到其上方约500cm，内径(DC3)增大到200cm，在该部分具有降液部，并设置有堰(高10cm)为挡板的8级折流塔板K。将该折流塔板K的最上级的塔板设计成可从其下部连续取出部分液体，将取出的液体通过再沸器加热，然后供给到该级的上部。另外，在该浓缩部中，上部填充有理论级数为52级的Mellapak填料，在其下部设置有1级烟囱式塔板，在其下部还设置有8级塔板。在该实施例中，作为回收部的内件使用多孔塔板，作为浓缩部的塔板使用多孔塔板。这些多孔塔板每个孔的截面积约＝1.3cm2。回收部的多孔塔板的孔数约在250～300个/m2的范围，开口率在3～4％的范围。另外，浓缩部的多孔塔板的孔数约在150～300个/m2的范围，开口率在2.8～3.6％的范围。烟囱式塔板具有4个烟囱状物，各烟囱状物的SC约＝500cm2，hC＝25cm，其开口率在18～25％的范围。该烟囱式塔板具有降液部，堰高是10cm。
另外，作为连续多级蒸馏塔E使用图3所示那样的连续多级蒸馏塔，其LE1＝850cm、DE1＝160cm、LE1/DE1＝5.3、nE1＝8、LE2＝1000cm、DE2＝200cm、LE2/DE2＝5、nE2＝11，在浓缩部的级的上数第5级处设置有1级烟囱式塔板。在该实施例中，除了烟囱式塔板，作为内件回收部和浓缩部均使用多孔塔板(每个孔的截面积约＝1.3cm2)。回收部的多孔塔板的孔数约在300～370个/m2的范围，开口率在4～5％的范围。另外，浓缩部的多孔塔板的孔数约在300～450个/m2的范围，开口率在3～4％的范围。烟囱式塔板具有12个烟囱状物，各烟囱状物的SE约＝500cm2，hE＝55cm，其开口率在15～20％的范围。该烟囱式塔板具有降液部，堰高是40cm。
将由碳酸亚乙酯(EC)和甲醇(MeOh)组成的原料(摩尔比：MeOH/EC＝8.4)、及催化剂(使KOH在乙二醇中进行加热脱水处理而成的体系：作为K浓度，相对于EC为0.1质量％)连续供给到连续多级蒸馏塔A中，进行反应蒸馏，由此连续取出3.205吨/小时的塔底成分(AB)。在塔底部的温度为98℃，塔顶部压力约为1.118×105Pa，回流比为0.42的条件下连续进行反应蒸馏。
碳酸亚乙酯的反应率是100％，乙二醇的选择率是99.8％。塔底成分(AB)中含有甲醇0.99吨/小时，碳酸二甲酯0.001吨/小时，2-甲氧基乙醇0.009吨/小时，乙二醇2.186吨/小时，二甘醇和催化剂成分0.019吨/小时，将该塔底成分(AB)连续从导入口1供给到图3所示那样的连续多级蒸馏塔C。该导入口1设置在连续多级蒸馏塔C的下数第10级与第11级的塔板之间。与塔底成分(AB)分开的，经过连续多级蒸馏塔C的塔底部的再沸器，连续供给0.155吨/小时(0.137吨/小时的乙二醇，0.019吨/小时的水)的连续多级蒸馏塔E的塔顶成分(ET)。
连续多级蒸馏塔C在塔底温度约为200℃，塔顶压力约为11000Pa，回流比为0.9的条件下连续运行。另外，将塔底液面水平维持在该多孔塔板K的最下级的塔板以下。
作为连续多级蒸馏塔C的塔顶成分(CT)连续取出甲醇0.968吨/小时、碳酸二甲酯0.001吨/小时、水0.019吨/小时，作为侧馏分成分(CS)，连续取出甲醇0.022吨/小时、2-甲氧基乙醇0.0093吨/小时、乙二醇0.003吨/小时，作为塔底成分(CB)连续取出乙二醇2.32吨/小时，二甘醇、催化剂成分、和高沸点副产物0.019吨/小时。
塔底成分(CB)中的乙二醇的浓度为99.1质量％。另外，将供给到连续多级蒸馏塔C中的乙二醇的99.82％作为塔底成分(CB)回收。
从设置在下数第8级和第9级之间的导入口1连续向连续多级蒸馏塔E供给2.339吨/小时的该塔底成分(CB)。从连续多级蒸馏塔E的塔底部的导入口5经过再沸器7供给氧气浓度为10ppm以下的水0.019吨/小时。连续多级蒸馏塔E在塔底部的温度约为149℃，塔底压力约为14600Pa，回流比为11的条件下连续运行。
24小时后达到稳定的恒态运行。在从连续多级蒸馏塔E的塔顶部2连续取出的0.155吨/小时的塔顶成分(ET)中含有0.136吨/小时的乙二醇和0.019吨/小时的水。将该塔顶成分(ET)在连续多级蒸馏塔C中循环使用。在从连续多级蒸馏塔E的塔底部3连续取出的0.04吨/小时的塔底成分(EB)中含有乙二醇0.02吨/小时，及二甘醇、催化剂成分、和高沸点副产物0.02吨/小时。在从连续多级蒸馏塔E的侧切部4连续取出的2.164吨/小时的侧馏分成分(ES)中，乙二醇纯度为99.99％以上，二甘醇等高沸点杂质的含量为10ppm以下，卤素为检测限度外，为1ppb以下。
以碳酸亚乙酯为基准，高纯度乙二醇的收率是98.6％。
在该条件下进行长期连续运行。运行500小时后、2000小时后、4000小时后、5000小时后、6000小时后每小时的乙二醇的制备量为2.162吨、2.162吨、2.162吨、2.162吨、2.162吨，非常稳定。乙二醇的纯度均为99.99％以上，卤素含量为检测限度外，为1ppb以下。另外，通过专利文献15的方法测定的醛的含量是0.2ppm以下，220nm的紫外线透射率是90％。
实施例2
使用与实施例1相同的连续多级蒸馏塔A、连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E，用相同的方法制备高纯度的乙二醇。
将由碳酸亚乙酯(3.565吨/小时)和甲醇(摩尔比：MeOH/EC＝8)组成的原料、及催化剂(使KOH在乙二醇中进行加热脱水处理而成的体系：作为K浓度，相对于EC为0.1质量％)连续供给到连续多级蒸馏塔A中，进行反应蒸馏，由此以与实施例1相同的反应效果制备碳酸二甲酯和乙二醇，连续取出以乙二醇为主成分的塔底成分(AB)。塔底部的温度为93℃，塔顶部压力约为1.046×105Pa，回流比为0.48。使用与实施例1相同的连续多级蒸馏塔C，用同样的方法进行乙二醇的蒸馏分离。从连续多级蒸馏塔C连续取出的2.472吨/小时的塔底成分(CB)中含有乙二醇2.439吨/小时，二甘醇、催化剂成分、和高沸点副产物0.033吨/小时。塔底成分(CB)中的乙二醇的浓度为99.1质量％。另外，将供给到连续多级蒸馏塔C中的乙二醇的99.8％作为塔底成分(CB)回收。
从如图3所示那样的导入口1连续向连续多级蒸馏塔E供给从连续多级蒸馏塔C连续取出的2.472吨/小时的塔底成分(CB)(乙二醇为2.439吨/小时，二甘醇、催化剂成分、和高沸点副产物为0.033吨/小时)。
从连续多级蒸馏塔E的塔底部的导入口5经过再沸器7供给氧气浓度为10ppm以下的水0.022吨/小时。连续多级蒸馏塔E在塔底温度约为162℃，塔底压力约为17300Pa，回流比为12的条件下连续运行。
24小时后达到稳定的恒态运行。在从连续多级蒸馏塔E的塔顶部2连续取出的0.192吨/小时的塔顶成分(ET)中含有0.17吨/小时的乙二醇和0.022吨/小时的水。将该塔顶成分(ET)在连续多级蒸馏塔C中循环使用。在从连续多级蒸馏塔E的塔底部3连续取出的0.055吨/小时的塔底成分(EB)中含有乙二醇0.015吨/小时，及二甘醇、催化剂成分、和高沸点副产物0.04吨/小时。在从连续多级蒸馏塔E的侧切部4连续取出的2.29吨/小时的侧馏分成分(ES)中，乙二醇纯度为99.99％以上，二甘醇等高沸点杂质的含量为10ppm以下，卤素为检测限度外，为1ppb以下。
以碳酸亚乙酯为基准，高纯度乙二醇的收率是98.5％。
在该条件下进行长期连续运行。运行1000小时后、2000小时后、3000小时后、5000小时后后每小时的乙二醇的制备量为2.29吨、2.29吨、2.29吨、2.29吨，非常稳定。乙二醇的纯度均为99.99％以上，卤素含量为检测限度外，为1ppb以下。另外，醛的含量是0.2ppm以下，220nm的紫外线透射率是90％。
实施例3
作为连续多级蒸馏塔A，使用与实施例1基本相同的蒸馏塔。但多孔塔板具有的多孔板部的每个孔的截面积约＝1.3cm2，孔数约＝240～360个/m2。环状碳酸酯的供给级(下数第55级)上方的级的各塔板的堰高是5cm，环状碳酸酯的供给级以下的级的各塔板的堰高是10cm。另外，各塔板的开口率在3.0～5.0％的范围。
作为连续多级蒸馏塔C，使用与实施例1基本相同的蒸馏塔。但回收部和浓缩部的多孔塔板的孔数在约550～650个/m2的范围，开口率在6.5～8.5％的范围。另外，作为连续多级蒸馏塔E，使用与实施例1基本相同的蒸馏塔。但回收部的多孔塔板的孔数在约650～750个/m2的范围，开口率在8～10％的范围，浓缩部的多孔塔板的孔数在约500～650个/m2的范围，开口率在6～8％的范围
将由碳酸亚乙酯(8.20吨/小时)和甲醇(摩尔比：MeOH/EC＝9)组成的原料、及催化剂(使KOH在乙二醇中进行加热脱水处理而成的体系：作为K浓度，相对于EC为0.1质量％)连续供给到连续多级蒸馏塔A中，进行反应蒸馏，由此以与实施例1相同的反应效果制备碳酸二甲酯和乙二醇，并连续取出以乙二醇为主成分的塔底成分(AB)。使用连续多级蒸馏塔C，以与实施例1同样的方法蒸馏分离乙二醇。从连续多级蒸馏塔C连续取出的5.852吨/小时的塔底成分(CB)中含有乙二醇5.754吨/小时，二甘醇、催化剂成分、和高沸点副产物0.098吨/小时。塔底成分(CB)中的乙二醇的浓度为98.3质量％。另外，将供给到连续多级蒸馏塔C中的乙二醇的99.8％作为塔底成分(CB)回收。以碳酸亚乙酯为基准，乙二醇的收率是99.6％。
从如图3所示那样的导入口1连续向连续多级蒸馏塔E供给从连续多级蒸馏塔C连续取出的5.852吨/小时的塔底成分(CB)(乙二醇为5.754吨/小时，二甘醇、催化剂成分、和高沸点副产物为0.098吨/小时)。
从连续多级蒸馏塔E的塔底部的导入口5经过再沸器7供给氧气浓度为10ppm以下的水0.05吨/小时。连续多级蒸馏塔E在塔底温度约为160℃，塔底压力约为21300Pa，回流比为13的条件下连续运行。
24小时后达到稳定的恒态运行。在从连续多级蒸馏塔E的塔顶部2连续取出的0.45吨/小时的塔顶成分(ET)中含有0.4吨/小时的乙二醇和0.05吨/小时的水。将该塔顶成分(ET)在连续多级蒸馏塔C中循环使用。在从连续多级蒸馏塔E的塔底部3连续取出的0.2吨/小时的塔底成分(EB)中含有乙二醇0.1吨/小时，及二甘醇、催化剂成分、和高沸点副产物0.1吨/小时。在从连续多级蒸馏塔E的侧切部4连续取出的5.202吨/小时的侧馏分成分(ES)中，乙二醇纯度为99.99％以上，二甘醇等高沸点杂质的含量为10ppm以下，卤素为检测限度外，为1ppb以下。
以碳酸亚乙酯为基准，高纯度乙二醇的收率是97.6％。
在该条件下进行长期连续运行。运行500小时后、1000小时后、1500小时后每小时的乙二醇的制备量为5.202吨、5.202吨、5.202吨，非常稳定。乙二醇的纯度均为99.99％以上，卤素含量为检测限度外，为1ppb以下。另外，醛的含量是0.2ppm以下，220nm的紫外线透射率是90％。
产业可利用性
现已发现，根据本发明在从环状碳酸酯和脂肪族一元醇以反应蒸馏方式制备的碳酸二烷基酯和二醇类时，可以以每小时1吨以上，优选为每小时2吨以上，更优选为每小时3吨以上的工业规模，长期例如1000小时以上，优选为3000小时以上，更优选为5000小时以上稳定地以高收率得到高纯度二醇，该二醇纯度为97％以上，优选为99％以上，更优选为99.9％以上，其包括一缩二(烷撑二醇)的高沸点杂质优选为200ppm以下，更优选为100ppm以下，进而优选为10ppm以下，卤素含量优选为0.1ppm以下，更优选为1ppb以下。该高纯度的二醇，例如高纯度的乙二醇，与通过现有的制备方法(环氧乙烷的水合法)工业制备的乙二醇相比，纯度高，可作为高品质的聚酯(例如PET纤维、PET树脂)的原料使用。
附图说明
[图1]表示用于实施本发明的优选的连续多级蒸馏塔A的实例的示意图。在内部设置有n0级的塔板(本图中示意性地表示出塔板)。
[图2]表示用于实施本发明的优选的连续多级蒸馏塔C的实例的示意图。在主体内部，作为内件，回收部中设置有nC1级塔板，另外在浓缩部下部设置有塔板，在上部设置有规整填料(总级数nC2级)，在导入口1上部的浓缩部设置有1级烟囱式塔板(本图中，省略了除烟囱式塔板以外的回收部和浓缩部的塔板)。另外，塔下部的塔径(DC3)比回收部的塔径(DC1)大，内部设置有塔板K(nC3级)。
[图3]表示用于实施本发明的优选的连续多级蒸馏塔E的实例的示意图。在主体内部，作为内件，回收部、浓缩部中分别设置有nE1级和nE2的塔板(本图中，省略了除烟囱式塔板以外的塔板)，在导入口1上部的浓缩部设置有1级烟囱式塔板。
[图4]表示用于实施本发明的优选的，由连续多级蒸馏塔A、连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E组合而成的装置的实例的示意图。
对各图中使用的符号说明如下：
(图1)1：气体取出口；2：液体取出口；3-a～3-e：导入口；4-a～4-b：导入口；5：端板部；6：内件；7：主体部分；10：连续多级蒸馏塔；L0：主体部的长(cm)；D0：主体部的内径(cm)；d01：气体取出口的内径(cm)；d02：液体取出口的内径(cm)。(图2)1：导入口；2：塔顶成分(CT)取出口；3：塔底成分(CB)取出口；4：侧馏分成分(CS)取出口；5：内件(填料)；6：热交换器；7：再沸器；8：回流液导入口；9：烟囱式塔板；hC：从烟囱式塔板的开口部到烟囱式塔板的气体出口的高度(cm)；LC1：连续多级蒸馏塔C的回收部的长(cm)；LC2：连续多级蒸馏塔C的浓缩部的长(cm)；DC1：连续多级蒸馏塔C的回收部的内径(cm)；DC2：连续多级蒸馏塔C的浓缩部的内径(cm)；DC3：连续多级蒸馏塔C的塔下部的内径(cm)；K：塔板；(图3)：1：导入口；2：塔顶成分(ET)取出口；3：塔底成分(EB)取出口；4：侧馏分成分(ES)取出口；5：导入口；6：热交换器；7：再沸器；8：回流液导入口；9：烟囱式塔板；hE：从烟囱式塔板的开口部到烟囱式塔板的气体出口的高度(cm)；LE1：连续多级蒸馏塔E的回收部的长(cm)；LE2：连续多级蒸馏塔E的浓缩部的长(cm)；DE1：连续多级蒸馏塔E的回收部的内径(cm)；DE2：连续多级蒸馏塔E的浓缩部的内径(cm)。
Claims (64)
1.一种纯度为97％以上的高纯度二醇的工业制备方法，其特征在于，以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料，通过进行工序(I)、工序(II)、工序(III)来制备高纯度二醇，其中，
环状碳酸酯是下式表示的化合物：
式中，R1表示2价基团-(CH2)m-，m是2～6的整数，其1个以上的氢可以被碳原子数为1～10的烷基、芳基取代，
脂肪族一元醇是下式表示的化合物：
2R2OH
R2表示碳原子数为1～12的1价脂肪族基团，其1个以上的氢可以被碳原子数为1～10的烷基、芳基取代，
工序(I)是
将该原料连续供给到存在有催化剂的连续多级蒸馏塔A内，在该蒸馏塔A内进行反应蒸馏，将含有生成的碳酸二烷基酯和该脂肪族一元醇的低沸点反应混合物AT从蒸馏塔A的上部以气态连续取出，将含有生成的二醇类的高沸点反应混合物AB从蒸馏塔A的下部以液态连续取出，
工序(II)是将该高沸点反应混合物AB连续供给到连续多级蒸馏塔C中，将该高沸点反应混合物AB中含有的沸点比二醇低的物质作为塔顶成分CT和/或侧馏分成分CS连续取出，将以二醇为主成分的塔底成分CB从蒸馏塔C的下部连续取出，
工序(III)是将该塔底成分CB连续供给到连续多级蒸馏塔E中，从该连续多级蒸馏塔E的侧馏分取出口作为侧馏分成分ES连续取出高纯度二醇，
并且，
(a)该连续多级蒸馏塔A长度为L0(cm)、内径为D0(cm)，在内部具有级数为n0的内件，在塔顶部或其附近的塔上部具有内径d01(cm)的气体取出口，在塔底部或其附近的塔下部具有内径d02(cm)的液体取出口，在该气体取出口下部且在塔的上部和/或中部具有1个以上的第1导入口，在该液体取出口上部且在塔的中部和/或下部具有1个以上的第2导入口，且满足下式(1)～(6)，
2100≤L0≤8000 式(1)
180≤D0≤2000 式(2)
4≤L0/D0≤40 式(3)
20≤n0≤120 式(4)
3≤D0/d01≤20 式(5)
5≤D0/d02≤30 式(6)
(b)该连续多级蒸馏塔C具有回收部和浓缩部，所述回收部的长度为LC1(cm)、内径为DC1(cm)，在内部具有级数为nC1的内件，所述浓缩部的长度为LC2(cm)、内径为DC2(cm)，在内部具有级数为nC2的内件，并且，满足下式(7)～(15)，
300≤LC1≤3000 式(7)
50≤DC1≤700 式(8)
3≤LC1/DC1≤30 式(9)
3≤nC1≤30 式(10)
1000≤LC2≤5000 式(11)
50≤DC2≤500 式(12)
10≤LC2/DC2≤50 式(13)
20≤nC2≤100 式(14)
DC2≤DC1 式(15)
(c)在该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中作为内件设置有一个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有一个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积Sc(cm2)满足式(16)，
200≤Sc≤1000 式(16)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hC(cm)满足式(17)，
10≤hC≤80 式(17)
(d)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔板的积液部连接，
(e)该连续多级蒸馏塔E具有回收部和浓缩部，回收部长度为LE1(cm)、内径为DE1(cm)，在内部具有级数为nE1的内件，浓缩部长度为LE2(cm)、内径为DE2(cm)，在内部具有级数为nE2的内件，并且，满足下式(18)～(26)，
400≤LE1≤3000 式(18)
50≤DE1≤700 式(19)
2≤LE1/DE1≤50 式(20)
3≤nE1≤30 式(21)
600≤LE2≤4000 式(22)
100≤DE2≤1000 式(23)
2≤LE2/DE2≤30 式(24)
5≤nE2≤50 式(25)
DE1≤DE2 式(26)
(f)该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中作为内件设置有1个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有2个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积SE(cm2)满足式(27)，
50≤SE≤2000 式(27)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hE(cm)满足式(28)，
20≤hE≤100 式(28)
(g)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔板的积液部连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纯度为97％以上的高纯度二醇的制备量是每小时1吨以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该d01和该d02满足式(29)，
1≤d01/d02≤5 式(29)。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的L0、D0、L0/D0、n0、D0/d01、D0/d02分别为2300≤L0≤6000、200≤D0≤1000、5≤L0/D0≤30、30≤n0≤100、4≤D0/d01≤15、7≤D0/d02≤25。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的内件是多孔塔板。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板在每平方米的多孔板部具有100～1000个孔。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板的每个孔的截面积为0.5～5cm2。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板的开口率是1.5～15％，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在该连续多级蒸馏塔C的塔下部的回收部的最下部的内件的下部还设置有nC3级的塔板K，从该塔板K的最上级连续取出部分液体，在再沸器中赋予蒸馏所需的热量，然后将该加热的液体从设置在回收部最下部的内件与该最上级塔板K之间的供给口返回到蒸馏塔C中，将剩余的液体依次供给到下部的塔板。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该塔板K是折流塔板。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，该塔板K存在处的该连续多级蒸馏塔C的内径DC3满足DC1≤DC3。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的LC1、DC1、LC1/DC1、nC1、LC2、DC2、LC2/DC2、nC2、nC3分别为500≤LC1≤2000、70≤DC1≤500、5≤LC1/DC1≤20、5≤nC1≤20、1500≤LC2≤4000、70≤DC2≤400、15≤LC2/DC2≤40、30≤nC2≤90、3≤nC3≤20。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板和/或填料。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件是塔板，浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件是塔板和/或规整填料。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，该塔板是多孔塔板。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该多孔塔板的每平方米的多孔板部具有100～1000个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部中的该多孔塔板的开口率在2～15％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中的该多孔塔板的开口率在1.5～12％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
19.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔板的开口率在10～40％的范围，其中开口率是烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比。
20.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的塔底温度在150～250℃的范围。
21.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的塔顶压力在50000～300000Pa的范围。
22.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回流比在0.3～5的范围。
23.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，该塔顶成分(CT)中的二醇的含量是100ppm以下。
24.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，该侧馏分成分(CS)中的二醇的含量是供给到该连续多级蒸馏塔C中的二醇的0.5％以下。
25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的LE1、DE1、LE1/DE1、nE1、LE2、DE2、LE2/DE2、nE2分别为500≤LE1≤2000、100≤DE1≤500、3≤LE1/DE1≤20、5≤nE1≤20、700≤LE2≤3000、120≤DE2≤800、3≤LE2/DE2≤20、7≤nE2≤30、DE1＜DE2。
26.根据权利要求1或25所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔板的内件分别是塔板和/或填料。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，该塔板是多孔塔板。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，该多孔塔板在每平方米的多孔板部具有150～1200个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2。
30.根据权利要求28或29所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部中的该多孔塔板的开口率在3～25％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
31.根据权利要求28或29所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中的该多孔塔板的开口率在2～20％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
32.根据权利要求1或25所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔板的开口率在5～40％的范围，其中开口率是烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比。
33.根据权利要求1或25所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的塔底温度在110～210℃的范围。
34.根据权利要求1或25所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回流比在6～100的范围。
35.根据权利要求1或25所述的方法，其特征在于，该侧馏分成分(ES)中的二醇的纯度为99％以上。
36.根据权利要求1或25所述的方法，其特征在于，该侧馏分成分(ES)中的二醇的纯度为99.9％以上。
37.根据权利要求1或3所述的方法，所制备的高纯度二醇中，一缩二(烷撑二醇)等高沸点杂质是200ppm以下，卤素含量是0.1ppm以下。
38.根据权利要求1或3所述的方法，所制备的高纯度二醇中，一缩二(烷撑二醇)等高沸点杂质是100ppm以下，卤素含量是1ppb以下。
39.一种装置，是用于制备纯度为97％以上的高纯度二醇的，具有连续多级蒸馏塔A、连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E的装置，是用于以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料，通过进行工序(I)、工序(II)、工序(III)来制备高纯度二醇的装置，其中，
环状碳酸酯是下式表示的化合物：
式中，R1表示2价基团-(CH2)m-，m是2～6的整数，其1个以上的氢可以被碳原子数为1～10的烷基、芳基取代，
脂肪族一元醇是下式表示的化合物：
2R2OH
R2表示碳原子数为1～12的1价脂肪族基团，其1个以上的氢可以被碳原子数为1～10的烷基、芳基取代，
工序(I)是将该原料连续供给到存在有催化剂的连续多级蒸馏塔A内，在该蒸馏塔A内进行反应蒸馏，将含有生成的碳酸二烷基酯和该脂肪族一元醇的低沸点反应混合物AT从蒸馏塔A的上部以气态连续取出，将含有生成的二醇类的高沸点反应混合物AB从蒸馏塔A的下部以液态连续取出，
工序(II)是将该高沸点反应混合物AB连续供给到连续多级蒸馏塔C中，将该高沸点反应混合物AB中含有的沸点比二醇低的物质作为塔顶成分CT和/或侧馏分成分CS连续取出，将以二醇为主成分的塔底成分CB从蒸馏塔C的下部连续取出，
工序(III)是将该塔底成分CB连续供给到连续多级蒸馏塔E中，从该连续多级蒸馏塔E的侧馏分取出口作为侧馏分成分ES连续取出高纯度二醇，
其特征在于，
(a)该连续多级蒸馏塔A的长度为L0(cm)、内径为D0(cm)，在内部具有级数为n0的内件，在塔顶部或其附近的塔上部具有内径d01(cm)的气体取出口，在塔底部或其附近的塔下部具有内径d02(cm)的液体取出口，在该气体取出口下部且在塔的上部和/或中部具有1个以上的第1导入口，在该液体取出口上部且在塔的中部和/或下部具有1个以上的第2导入口，且满足下式(1)～(6)，
2100≤L0≤8000 式(1)
180≤D0≤2000 式(2)
4≤L0/D0≤40 式(3)
20≤n0≤120 式(4)
3≤D0/d01≤20 式(5)
5≤D0/d02≤30 式(6)
(b)该连续多级蒸馏塔C具有回收部和浓缩部，回收部长度为LC1(cm)、内径为DC1(cm)，在内部具有级数为nC1的内件，浓缩部长度为LC2(cm)、内径为DC2(cm)，在内部具有级数为nC2的内件，并且，满足下式(7)～(15)，
300≤LC1≤3000 式(7)
50≤DC1≤700 式(8)
3≤LC1/DC1≤30 式(9)
3≤nC1≤30 式(10)
1000≤LC2≤5000 式(11)
50≤DC2≤500 式(12)
10≤LC2/DC2≤50 式(13)
20≤nC2≤100 式(14)
DC2≤DC1 式(15)
(c)在该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中作为内件设置有一个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有一个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积Sc(cm2)满足式(16)，
200≤Sc≤1000 式(16)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hC(cm)满足式(17)，
10≤hC≤80 式(17)
(d)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔板的积液部连接，
(e)该连续多级蒸馏塔E具有回收部和浓缩部，回收部长度为LE1(cm)、内径为DE1(cm)，在内部具有级数为nE1的内件，浓缩部长度为LE2(cm)、内径为DE2(cm)，在内部具有级数为nE2的内件，并且，满足下式(18)～(26)，
400≤LE1≤3000 式(18)
50≤DE1≤700 式(19)
2≤LE1/DE1≤50 式(20)
3≤nE1≤30 式(21)
600≤LE2≤4000 式(22)
100≤DE2≤1000 式(23)
2≤LE2/DE2≤30 式(24)
5≤nE2≤50 式(25)
DE1≤DE2 式(26)
(f)在该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中，作为内件设置有1个以上的烟囱式塔板，该烟囱式塔板中设置有2个以上的具有开口部的烟囱状物，该开口部的截面积SE(cm2)满足式(27)，
50≤SE≤2000 式(27)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口的高度hE(cm)满足式(28)，
20≤hE≤100 式(28)
(g)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔板的积液部连接。
40.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，该d01和该d02满足式(29)，
1≤d01/d02≤5 式(29)。
41.根据权利要求39或40所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的L0、D0、L0/D0、n0、D0/d01、D0/d02分别为2300≤L0≤6000、200≤D0≤1000、5≤L0/D0≤30、30≤n0≤100、4≤D0/d01≤15、7≤D0/d02≤25。
42.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的内件是多孔塔板。
43.根据权利要求42所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板在每平方米的多孔板部具有100～1000个孔。
44.根据权利要求42或43所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板的每个孔的截面积为0.5～5cm2。
45.根据权利要求42或43所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔A的该多孔塔板的开口率是1.5～15％，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
46.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，在该连续多级蒸馏塔C的塔下部的回收部的最下部的内件的下部还设置有nC3级的塔板K，从该塔板K的最上级连续取出部分液体，在再沸器中赋予蒸馏所需的热量，然后将该加热的液体从设置在回收部最下部的内件与该最上级塔板K之间的供给口返回到蒸馏塔C中，将剩余的液体依次供给到下部的塔板。
47.根据权利要求46所述的装置，其特征在于，该塔板K是折流塔板。
48.根据权利要求46或47所述的装置，其特征在于，该塔板K存在处的该连续多级蒸馏塔C的内径DC3满足DC1≤DC3。
49.根据权利要求46或47所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的LC1、DC1、LC1/DC1、nC1、LC2、DC2、LC2/DC2、nC2、nC3分别为500≤LC1≤2000、70≤DC1≤500、5≤LC1/DC1≤20、5≤nC1≤20、1500≤LC2≤4000、70≤DC2≤400、15≤LC2/DC2≤40、30≤nC2≤90、3≤nC3≤20。
50.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板和/或填料。
51.根据权利要求50所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件是塔板，浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件是塔板和/或规整填料。
52.根据权利要求50或51所述的装置，其特征在于，该塔板是多孔塔板。
53.根据权利要求52所述的装置，其特征在于，该多孔塔板在每平方米的该多孔板部具有100～1000个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2。
54.根据权利要求52所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部中的该多孔塔板的开口率在2～15％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
55.根据权利要求52所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中的该多孔塔板的开口率在1.5～12％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
56.根据权利要求39或46所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔板的开口率在10～40％的范围，其中开口率是烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比。
57.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的LE1、DE1、LE1/DE1、nE1、LE2、DE2、LE2/DE2、nE2分别为500≤LE1≤2000、100≤DE1≤500、3≤LE1/DE1≤20、5≤nE1≤20、700≤LE2≤3000、120≤DE2≤800、3≤LE2/DE2≤20、7≤nE2≤30、DE1＜DE2。
58.根据权利要求39或57的任一项所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板和/或填料。
59.根据权利要求58所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔板之外的内件分别是塔板。
60.根据权利要求59所述的装置，其特征在于，该塔板是多孔塔板。
61.根据权利要求60所述的装置，其特征在于，该多孔塔板在每平方米的多孔板部具有150～1200个孔，并且每个孔的截面积为0.5～5cm2。
62.根据权利要求60或61所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部中的该多孔塔板的开口率在3～25％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
63.根据权利要求60或61所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中的该多孔塔板的开口率在2～20％的范围，其中开口率是1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比。
64.根据权利要求39或57所述的装置，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔板的开口率在5～40％的范围，其中开口率是烟囱状物的开口部的总截面积与包括该开口部的总截面积的烟囱式塔板的面积之比。
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