CN1213014C - 从相应的羧酸酯水解获取羧酸和醇的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及借助于预反应器(13)和反应蒸馏塔(15)的组合将羧酸酯如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯或乙酸正丙酯、乙酸异丁酯或乙酸正丁酯、乙酸烯丙酯和甲酸甲酯催化水解成相应的羧酸和醇的方法和装置。通过预反应器(13)和反应蒸馏塔(15)的组合可显著提高转化率。此外所述装置使得可以补偿在原料流供应量或组成上的波动。也可在宽范围内控制产物的组成。

Description

从相应的羧酸酯水解获取羧酸和醇的方法和装置
技术领域
本发明涉及将羧酸酯同时水解成相应的羧酸和醇的方法和装置。
发明背景
在化学工业中,羧酸酯,特别是低分子量羧酸酯在各种反应中作为副产物或主产物出现。例如,在纯化聚乙烯醇的生产中乙酸甲酯为典型的副产物。除了少量低沸物质如醋酸酐外,来自聚乙烯醇工厂的乙酸甲酯混合物还包含乙酸甲酯和甲醇的共沸混合物。
对于乙酸甲酯作为副产物以较少量出现的化学公司来说,乙酸甲酯并不是一种有经济利益的产品,因为其不能在市场上有利可图地出售。但如果将乙酸甲酯水解成乙酸和甲醇就可获得更好的价格。可通过使用结合有常规蒸馏塔或单反应蒸馏塔的反应器分批或连续进行所述水解。
结合有蒸馏塔的反应器在乙酸甲酯水解中的应用描述于例如US4,352,940。这种类型的乙酸甲酯的水解具有几个缺点:(a)因为反应为具小平衡常数的平衡反应,所以反应产物的收率低,(b)因为在反应混合物中共沸混合物由乙酸甲酯/水和乙酸甲酯/甲醇构成,所以在反应后需要几个蒸馏级,这将导致高的投资和运行费用,(c)因为在已知的常规方法中使用均相催化剂如硫酸和盐酸而会出现腐蚀问题。
US 5,113,015公开了从乙酸甲酯获得乙酸的方法,其中乙酸甲酯和水在蒸馏塔中在催化剂填料的存在下接触。在这种情况下,乙酸甲酯被水解成乙酸和甲醇。在这种情况下得到的反应混合物在分离塔中同时被部分分离。
US 5,770770同样公开了在反应蒸馏塔中水解乙酸甲酯混合物的方法。含50%以上乙酸甲酯的乙酸甲酯流的水解在填充了离子交换填料的反应区进行。乙酸甲酯混合物从下面供应到离子交换填料中,水从上面进入离子交换填料。未反应的乙酸甲酯和水蒸汽在反应区的上层部分收集和冷凝,然后循环回反应区。同时,将底液(base)收集并分离出水解产物和杂质。然后将杂质返回反应区。
前述美国专利5,113,015和5,770,770均描述了强酸离子交换剂作为催化剂的用途。在US 5,770,770中,提出通过将塑料作为粘合剂加入到离子交换剂中并将所得混合物压成适合的形状使离子交换材料成为拉西环的形式。在US 5,113,015中,催化剂材料被保存在玻璃棉中,由此织成的网垫被卷起,在层间具有丝网,以便促进流体的流通。所述催化剂填料可以是柔顺的开孔物质,如金属织物。另一种可用材料是更刚性的多孔整料,其可由钢、聚合物或陶瓷材料制成。但是所述催化剂填料也可用波纹金属板或波纹塑料板或波纹陶瓷板制备。
上述只用单反应蒸馏塔的方法存在乙酸甲酯只有部分转化成甲醇和乙酸的问题。在产物流中一定量乙酸甲酯的存在使得需要使用至少一个另外的纯化级,从而导致需要另外的投资和运行费用。另一问题是乙酸甲酯进料流常常包含金属离子,其会毒害在反应蒸馏塔中的催化剂。然而,用新鲜催化剂替代蒸馏塔中的催化剂材料是费工费钱的。还有,有必要控制水解过程--不论进料流中乙酸甲酯浓度如何--按例如聚乙烯醇厂操作者所要求而使获得的乙酸具有特定的水含量或实际无水。
因此本发明的目的是提供一种使用反应蒸馏塔水解羧酸酯,特别是乙酸甲酯、甲酸甲酯和乙酸烯丙酯的改良方法。具体而言,需要提高羧酸酯成为醇和羧酸的转化率。本发明的另一目的是防止蒸馏塔中所用催化剂的中毒。再一个目的是优化方法的能耗。还提供一种容许进料的组成和量具有大的波动性的方法和水解装置。也希望可通过所述方法在大范围内控制产物流的组成。另一目的是改善乙酸甲酯成为乙酸和甲醇的转化率。
描述
按照本发明的权利要求1的前序部分(precharacterising clause)的方法首先将含羧酸酯的进料送入到预反应器中,并在那里使羧酸酯在水的存在下与第一催化剂接触,从而在催化剂的作用下将羧酸酯部分裂解成水解产物。将来自预反应器的反应混合物进料到反应蒸馏塔中,并在那里与第二种水解催化剂接触从而将剩余的羧酸酯至少部分转化成相应的羧酸和醇。本发明的方法具有令人惊异的优点,可获得比已知方法高得多的转化率。另一优点是通过使用预反应器,反应蒸馏塔的工作寿命可得到极大地延长,这是因为催化剂毒物如金属离子大部分被截留于预反应器中。再一优点是通过预反应器,可补偿进料量或混合物组成上的差异或波动。另外再一优点是在预反应器中所用的催化剂材料的粒径与最好用于反应蒸馏塔中的催化剂填料的粒径比较具有较小的影响。对于催化剂填料来说,通常使用具有特定粒径的批次的催化剂填料,否则催化剂材料不能完全保留在部分可透的填料壁中。
最好至少将反应蒸馏塔的顶流或底流传送到至少一个另外的分离级,并且将所述顶流或底流至少部分分离成各种组分。如果要将得到的反应混合物尽可能完全分离成各种单独的组分,则优选使用一个或多个下游分离级。
最好将羧酸酯流与至少一等摩尔量的水混合,并且将羧酸酯/水混合物进料到预反应器中。适合的羧酸酯和水的摩尔比率为大约1∶1至1∶15,优选1∶2至1∶10,更特别优选1∶4至1∶7。如果进料流中羧酸酯/水的比率为1∶3至1∶5,则水解进行得特别好。
尽管水解反应实际可在室温下进行,但优选将羧酸酯/水混合物加热到30到100℃、优选40到90℃并更特别优选50到80℃的温度,因为在这种温度下反应进行良好且快速。来自预反应器的反应混合物适合进料到反应蒸馏塔的放置有催化剂的区域或稍高或低于该区域的地方。可将含醇、水、羧酸酯和挥发性组分的顶流传送到下一个分离级(优选为蒸馏塔),在那里将混合物进一步分离。
一种反应蒸馏塔特别有利的操作方式是羧酸和至少一部分水保留在反应蒸馏塔的底部。这样,优选将来自预反应器的反应混合物在高于催化剂区中心处引入到反应蒸馏塔中。可将基本上包含醇、水和羧酸的产生的底流传送到另一个分离级中,优选传送到另一蒸馏塔中而将混合物进一步分离。也可考虑将反应蒸馏塔的顶流和底流均传送到下一个分离级(如蒸馏塔)中并进行分离。另一种变体是可将顶流部分传送到预反应器或传送到反应塔的进料流中,以便将顶流所含的羧酸酯进一步转化。这种反应蒸馏塔的顶流的循环使得设备的生产能力得到显著提高。
所述反应蒸馏塔最好以使加入的水和挥发性组分基本包含于顶流中的方式操作。其优点是羧酸可在底部以95%重量以上、优选99%重量以上的比例生产。如果将来自预反应器的反应混合物在低于催化剂区中心的一处导入到反应蒸馏塔中,在这种情况下可获得最高的转化率。
本发明的方法最好以连续方式操作,即羧酸酯和水或其混合物分别连续地进料到预反应器中,得到的反应混合物连续地从预反应器导出并进料到反应蒸馏塔中,其中未反应的羧酸酯大部分转变成其水解产物,水解产物作为顶流或作为底流被连续地导出,并任选传送到另一个分离级中。单位体积催化剂提供的体积流量最好地为0-15h-1,优选0.5-8h-1,并特别优选1-4h-1
本发明还涉及权利要求16的前序部分的反应和分离装置,其特征在于:至少一个预反应器,所述预反应器具有分别用于供应和排放进入和排出所述预反应器的包括羧酸酯或各种羧酸酯混合物的流体流的至少一个入口和至少一个出口;第一催化剂,所述催化剂放置或堆积于所述预反应器中;连接管线,所述连接管线连接所述预反应器的出口和反应蒸馏塔的入口;和第一加热装置,所述第一加热装置用于加热流体流或预反应器。本发明的这种装置的优点已经在方法的说明中述及。所述装置的有益的改进之处描述于独立的权利要求书中。
由于所述预反应器是以接近垂直的方式放置,并且入口位于顶部以及出口位于底部,在预反应器中的催化剂材料将产生涡流,因为反应流的流动方向和重力的作用保持催化剂材料在所述预反应器的底部。由此可防止催化剂材料不必要的磨耗。也可考虑将入口和出口分别在催化剂区的上方或下方相对横向安置。原则上也可考虑将入口安排在底部并将出口安排在顶部。
在一个特别优选的实施方案中,使用了两个预反应器或一个具有两个反应室的预反应器,并提供了可将进料流分别传送通过其中一个预反应器或其中一个反应室的装置,这样另一个反应器或另一个反应室分别可供放置新鲜催化剂。这样的优点是可使装置连续长时间运作。也可考虑将两个预反应器串联排放。这种安排的优点是可在两个反应器保持不同的温度,从而有利地利用了平衡反应对温度的依赖性(例如第一个反应器在比第二个反应器更高的温度下操作)。按照一种有利的加工程序变体,离开所述预反应器的流体可部分返回到所述预反应器中。这样的优点是与没有在预反应器周围配备循环管线的比较,可使用更小的预反应器,并且设备的处理能力可在更大范围内变化。还有另一个优点是通过循环流可避免了进入预反应器的进料的相分离。
反应蒸馏塔适合具有一催化剂区和一下精馏区和一上精馏区,所述上精馏区在催化剂区上方,下精馏区在催化剂区下方。所述精馏区可具有分离级、拉西环、结构化材料交换填料等。
最好将所述预反应器设计成管状,其中堆积了第一催化剂。所述第一和第二催化剂适合为酸性固态催化剂,所述第一催化剂具有约0.35到3mm的粒径,第二催化剂具有约0.5到1.5mm、优选0.63到1mm、并更特别优选0.7到1mm的粒径。虽然优选第一催化剂以球、环、挤出物等形式在预反应器中作为催化剂床存在,但最好将所述第二催化剂以所谓的结构化催化剂填料(structured catalystpacking)的形式导入到所述反应蒸馏塔中。适合的结构化催化剂填料描述于例如US 5,417,939(Shelden)、US 5,470,542(Stringaro)和US5,536,699(Ghelfi)中,所述专利的内容在此通过引用并入本文。术语结构化催化剂填料应理解为具有用于固态催化剂材料的保持装置(如袋)的结构,并具有流动通道(存在于所述结构中)。还可以考虑在所述预反应器和反应蒸馏塔中同时使用这种结构化催化剂填料。
图1图示了羧酸酯催化水解装置的第一种实施方案,所述水解装置具有一个预反应器和一个反应蒸馏塔;
图2图示了羧酸酯催化水解装置的第二种实施方案,所述水解装置具有一个预反应器、一个反应蒸馏塔和一个用于进一步分离反应蒸馏塔底部馏分的蒸馏塔;
图3图示了羧酸酯催化水解装置的第三种实施方案,所述水解装置具有一个预反应器、一个反应蒸馏塔和一个用于进一步分离反应蒸馏塔顶流的蒸馏塔;
图4图示了羧酸酯催化水解装置的第四种实施方案,所述水解装置具有两个预反应器;
图5图示了羧酸酯催化水解装置的第五种实施方案,所述水解装置具有两个预反应器,来自预反应器的进料在不同点进料到所述反应蒸馏塔中。
用于同时催化水解羧酸酯(特别是乙酸甲酯、甲酸甲酯或乙酸烯丙酯)成为水解产物,并且至少部分分离所得的反应混合物的装置11主要包括一个预反应器13和一个反应蒸馏塔15,它们通过连接管线17相互连接。
预反应器13具有用于将流体进料到反应器空间的入口19和用于导出反应混合物的出口21。连接管线17连接了反应器的出口21和反应蒸馏塔15的入口23。优选预反应器13为管状,入口19和入口[原文如此]21被安排在所述管的相对端侧。预反应器13具有固态的第一催化剂材料的催化剂床25。
反应蒸馏塔15具有催化剂区27和分别在催化剂区27上下方的上下精馏区29和31。优选包含在所谓的催化剂填料中的第二固态催化剂33提供在催化剂区27中。精馏区以已知的方式通过如拉西环、塔级、结构化(物质交换)填料等构成。用于排出底流的管线35配置在塔底,用于导出反应蒸馏塔塔15顶流的管线37配置在塔顶。管线35通过管线39与热交换器41相连,所述热交换器又通过管线43与所述塔底相连。热交换器41用于加热所述塔基。通过支线44,部分底液可作为底液或底液[原文如此]流从水解和分离装置排出。
用于顶流的管线37导向冷凝器45,通过冷凝器45可将气态顶流液化。借助于与所述冷凝器相连的循环管线47,部分馏出液可循环返回到反应蒸馏塔15中。部分或全部来自反应蒸馏塔15的馏出液可经管线49排出。
待水解的羧酸酯化合物可经管线51传送到预反应器13中,管线51与入口19相连。水可经管线53加入到管线51中。羧酸酯/水混合物可通过与管线51相连的热交换器55加热。
第二个示例性的实施方案(图2)与第一个不同之处在于蒸馏塔57与管线44相连,管线44与所述塔底相连。为了简化说明,对于相同部件采用说明第一个示例性实施方案的相同编号,只对第二个示例性实施方案的其它特征作出说明。
与反应蒸馏塔15一样,蒸馏塔57也具有热交换器61,通过循环管线59结合在一起,用于加热蒸馏塔57的基底。部分蒸馏底液可通过支线63从水解装置排出。
在蒸馏塔57的顶部,一个冷凝器65通过管线67与所述塔相连。冷凝液可经管线69返回到所述蒸馏塔中,或者可经管线71从所述水解和分离装置排出。
图3的示例性实施方案与图2的不同之处在于蒸馏塔57与管线49相连,管线49与反应蒸馏塔的冷凝器45相连。借助于蒸馏塔,可将顶流(为化合物混合物)至少部分分离成各种组分。另一不同之处是循环或再循环管线73配置在预反应器13周围以便可以将离开预反应器13的部分流体重新传送回去。根据分离问题的不同,也可使用萃取塔代替所述蒸馏塔。
图4的示例性实施方案具有两个预反应器13a和13b的独特特征,两个预反应器可同时使用或交替使用。在这种情况下可将反应流可通过阀(没有更详细表示出来)传送通过预反应器13a或预反应器13b。使用两个预反应器的优点在于在一个预反应器需要更换催化剂材料时,操作无需中断,因为加工流体可通过另一个预反应器进料。
图5的示例性实施方案与图4的不同之处在于预反应器13a和13b通过分离的管线17a和17b连接到反应蒸馏塔15中。管线17a连接到入口23a,管线17b连接到入口23b。入口23a安排在反应区的区域或在反应区下方,入口23b安排在反应区的区域或其上方。进料的组成可相对于各个预反应器单独调节。由此可改善反应转化率和生产率。在使用纯组分的情况下,即只有水或只有羧酸酯的情况下,也可省去第二个预反应器。
下面将参考乙酸甲酯的水解,以此作为其它羧酸酯的例子来说明羧酸酯的水解。具有至少50%重量的乙酸甲酯的乙酸甲酯流与至少与乙酸甲酯等摩尔并优选过量4到7倍的一定量的水混合。然后通过热交换器55将所述混合物加热到30到100℃、优选50到80℃的温度,并进料到优选垂直放置的预反应器13中。
预反应器13装填有酸性固态催化剂,如阳离子交换剂。优选所述催化剂具有约0.35到3mm的粒径。这种催化剂材料可例如以Amberlyst 15的商品名购自Rohm and Haas company。作为选择的催化剂有例如沸石、氧化铝、二氧化硅等。
乙酸甲酯/水混合物以并流形式从顶部到底部流过预反应器13,并且在此期间与催化剂材料接触。这种情况下,发生乙酸甲酯的部分水解。在预反应器中乙酸甲酯的转化率为平衡转化率的20到100%,优选50到80%。得到的反应混合物经管线17导入到反应蒸馏塔15的催化剂区27,也可在催化剂区的上方或下方导入。或者,可将部分反应混合物循环回预反应器15(图3)。
优选反应蒸馏塔15的操作方式为使得较易挥发的乙酸甲酯在催化剂区上升,较难挥发的水作为回流向下流过催化剂。在这种情况下,催化剂材料、水和乙酸甲酯发生紧密接触,在这个过程中乙酸甲酯被裂解成乙酸和甲醇。
根据所需乙酸的纯度和/或组成,可以操作所述反应蒸馏塔使得未反应的水与乙酸一起在塔的底部收集(情况1)或基本上包含在反应蒸馏塔的顶流中(情况2)。在第一种情况下,产生乙酸/水/甲醇混合物,其可通过如下游分离级(图2)进一步分离。在第二种情况下,可获得纯度为99%以上的含水或基本无水乙酸。
预反应器或反应蒸馏塔的温度分别可作为压力的函数确定,一定的过压使得可以在较高温度下操作。
在利用图2装置的工艺中,反应蒸馏塔的顶流包含乙酸甲酯、甲醇、水和低沸组分。含甲醇、水、乙酸和痕量乙酸甲酯的底液作为所谓的底流排出。顶流37和底流35的体积比率可在1∶1到1∶1000,优选1∶30到1∶200范围内变化。所述反应蒸馏塔的回流比率为1到300,优选80到200。反应蒸馏塔的底流35可进一步在蒸馏塔57中分离。通过管线67排出的蒸馏塔57的顶流包含甲醇和痕量乙酸甲酯,底流(管线59)主要由含水乙酸组成。
在利用图3装置的方法中,反应蒸馏塔15的顶流包含乙酸甲酯、甲醇、水和低沸组分。底流包含纯乙酸(即纯度为99%重量以上的乙酸)或含水乙酸。优选底流35和顶流37的体积比率在1∶1到1∶10之间,更特别优选在1∶1到1∶4之间。反应蒸馏塔的回流比率在1到100之间,优选在5到50之间。反应蒸馏塔的顶流可在蒸馏塔57中进一步分离。通过管线67排出的蒸馏塔57的顶流包含甲醇、乙酸甲酯、水和低沸组分。底流(管线59)主要含有水。
实施例
在下面实验实施例中,使用了购自Rohm and Haas company的阳离子固态催化剂(Amberlyst CSP 2)。在反应蒸馏塔中,所述催化剂被导入到结构催化剂填料(cracking)中。
第一个实验(先有技术)
使用单反应蒸馏塔。底流包含乙酸甲酯、甲醇、乙酸和水的混合物,其在另外的纯化塔中分离成乙酸甲酯/甲醇混合物和乙酸/水混合物。
待水解的乙酸甲酯流具有下面的组成(重量百分比):
乙醛:            0.4%
乙酸甲酯:        98.3%
甲醇:            1.3%
反应蒸馏塔
内径:            220mm
精馏区:          7理论级(TS)
反应区:          6TS
汽提区:          8TS
进料流量
乙酸甲酯:        35.87kg/h
水:              62.33kg/h
产物流量
顶流:            0.67kg/h
底流:            97.87kg/h
实验条件
压头:            956毫巴
进料点:          13TS
回流比:          220
热交换器温度:    73.7℃
结果
乙酸甲酯转化率:79.2%
反应蒸馏塔的底流组成(重量百分比):
乙酸甲酯:      6.97%
甲醇:          14.19%
水:            56.61%
乙酸:          22.24%
第二个实验:预反应器与反应蒸馏塔的组合
使用预反应器与反应蒸馏塔的组合,反应蒸馏塔的底流包含甲醇、乙酸、水和痕量乙酸甲酯。该混合物在一个蒸馏塔中分离成含痕量乙酸甲酯的甲醇流和乙酸/水混合物。
待水解的乙酸甲酯流具有下面的组成(重量百分比):
乙醛:            0.001%
乙酸甲酯:        96.53%
甲醇:            3.46%
反应蒸馏塔
内径:            220mm
精馏区:          7理论级(TS)
反应区:          6TS
气提区:          8TS
进料流量
乙酸甲酯:        38.61kg/h
水:            58.20kg/h
产物流量
顶流:          1.0kg/h
底流:          92.92kg/h
实验条件
压头:          967毫巴
进料点:        13TS
回流比:        122
热交换器温度:  83.7℃
结果
乙酸甲酯转化率:
经过预反应器后:57.6%
总转化率:      98.0%
反应蒸馏塔的底流组成(重量百分比):
乙酸甲酯:      0.01%
甲醇:          18.93%
水:            50.54%
乙酸:          30.68%
实施例3:
为了采用本发明的预反应器/反应蒸馏塔组合从乙酸甲酯获得纯乙酸,通过SIMSCI公司(Simulation Science Inc.)的模拟程序PRO/II模拟水解和分离反应:
反应蒸馏塔:
精馏区:        10理论级(TS)
反应区:        25 TS
汽提区:        15 TS
对于待水解的乙酸甲酯流来说,假设具有下面的组成(重量百分比):
乙醛:                0.9%
乙酸甲酯:            93.1%
甲醇:                2.1%
水:                  3.9%
进料流量(kg/h)
进料流量:6500kg/h(乙醛、MeAc、MeOH和H2O)
水:          7100kg/h
产物流量(kg/h)
顶流:        10,000kg/h
底流:        3600kg/h
实验条件
压头:        1.5巴
进料点:      35TS
回流比:      10
热交换器温度:  120℃
结果
乙酸甲酯转化率:
经过预反应器后:57.6%
总转化率:      73.3%
反应蒸馏塔的底流组成(重量百分比):
乙酸甲酯:       0.00%
甲醇:           0.00%
水:             0.01%
乙酸:           99.9%
本发明的方法特别适合于低分子量酯(与C1-C4或更高级醇的酯)如乙酸甲酯、甲酸甲酯和乙酸烯丙酯的水解。
烯丙醇可具体通过乙酸烯丙酯的水解制备。这种情况下水解可按照已知的常规方法在作为催化剂的无机酸或离子交换剂的存在下进行。
甲酸同样可通过水解反应生产。在这种情况下,甲酸甲酯与过量水反应而形成甲酸和甲醇。这种情况下反应可由甲酸自催化(DE-A-44449 79)或在酸催化剂如离子交换剂的存在下(DE-A-42 373 39)进行。水解产物的处理通常用分离方法如蒸馏、萃取等来进行。
图例说明
11  水解装置
13  预反应器
15  反应蒸馏塔
17  连接管线
19  预反应器入口
21  预反应器(13)出口
23  反应蒸馏塔入口
25  催化剂床
27  催化剂区
29  下精馏区
31  上精馏区
33  固态催化剂
35  反应蒸馏塔底部管线
37  反应蒸馏塔塔顶管线
39  管线35和换热器之间的管线
41  塔底热交换器
43  热交换器和塔底间的管线
45  支线
47  循环管线
49  管线
51  羧酸酯进料管线
53  水
55  在预反应器(13)前的热交换器
57  蒸馏塔
59  循环管线
61  用于蒸馏塔底部的热交换器
63  支线
65  冷凝器
67  蒸馏塔和冷凝器间的管线
69  冷凝器和蒸馏塔间的管线
71  排出馏出液的管线

Claims (37)

1.由相应的羧酸酯和水水解获得羧酸和醇的方法,其中在反应蒸馏塔(15)中,在高温及水的存在下使含羧酸酯的流体与水解催化剂接触,由此所述羧酸酯被至少部分水解成羧酸和醇,得到的反应混合物在所述反应蒸馏塔中同时被至少部分分离成各种组分,较易挥发的化合物作为顶流从所述反应蒸馏塔(15)的塔顶导出,较难挥发的化合物至少部分在所述塔(15)的底部作为底部馏分收集,并可作为底部流或底流导出,其进一步的特征在于:
-首先将所述含羧酸酯的流体进料到预反应器(13)中,在所述预反应器(13)中所述羧酸酯在水的存在下与第一水解催化剂接触,从而在所述第一水解催化剂的作用下将所述羧酸酯部分裂解成水解产物;
-所得的反应混合物从所述预反应器(13)导出,并至少部分进料到所述反应蒸馏塔(15)中,在所述反应蒸馏塔(15)中与第二水解催化剂接触而将剩余的羧酸酯至少部分转化成羧酸和醇。
2.权利要求1的方法,其特征在于:至少将所述反应蒸馏塔(15)的顶流或底流传送到至少一个另外的分离级中,并且所述顶流或底流被至少部分地分离成各种组分。
3.权利要求1或2的方法,其特征在于:将所述羧酸酯与至少等摩尔量的水混合,并将所述羧酸酯/水混合物进料到所述预反应器(13)中。
4.权利要求1的方法,其特征在于:所述羧酸酯和水的摩尔比率为1∶1到1∶15。
5.权利要求4的方法,其特征在于所述羧酸酯和水的摩尔比率为1∶2到1∶10。
6.权利要求5的方法,其特征在于所述羧酸酯和水的摩尔比率为1∶4到1∶7。
7.权利要求1的方法,其特征在于:将所述羧酸酯/水混合物加热到30到100℃的温度。
8.权利要求7的方法,其特征在于所述温度为40到90℃。
9.权利要求8的方法,其特征在于所述温度为50到80℃。
10.权利要求1的方法,其特征在于:将来自所述预反应器(13)的反应混合物进料到所述反应蒸馏塔(15)的放置有催化剂的区域。
11.权利要求1的方法,其特征在于:所述反应蒸馏塔(15)的操作方式使得未反应的水和挥发性组分主要包含在所述顶流中。
12.权利要求11的方法,其特征在于:将来自预反应器(13)的反应混合物导入到所述反应蒸馏塔(15)中的低于所述催化剂区中心的一处。
13.权利要求11的方法,其特征在于:将来自预反应器(13)的反应混合物导入到所述反应蒸馏塔(15)中与所述催化剂区下方相隔一小段距离处。
14.权利要求11-13中任一项的方法,其特征在于:将所述顶流传送到另一个分离级,在该处将所述混合物进一步分离。
15.权利要求14的方法,其特征在于所述另一个分离级为蒸馏塔或萃取塔。
16.权利要求1的方法,其特征在于:所述反应蒸馏塔(15)的操作方式使得所述羧酸和未反应的水保留在所述反应蒸馏塔(15)的底部。
17.权利要求16的方法,其特征在于:将来自所述预反应器(13)的反应混合物导入到所述反应蒸馏塔(15)中的高于催化剂区中心的一处。
18.权利要求16的方法,其特征在于:将来自所述预反应器(13)的反应混合物导入到所述反应蒸馏塔(15)中的与所述催化剂区上方相隔一小段距离处。
19.权利要求16-18中任一项的方法,其特征在于:将所述反应蒸馏塔(15)的底流传送到另一个分离级,在该处将所述混合物进一步分离。
20.权利要求19的方法,其特征在于所述另一个分离级为蒸馏塔或萃取塔。
21.权利要求1的方法,其特征在于:将所述反应蒸馏塔(15)的顶流和底流传送到另一个分离级,在该处将所述混合物进一步分离。
22.权利要求21的方法,其特征在于所述另一个分离级为蒸馏塔或萃取塔。
23.权利要求1的方法,其特征在于:所述方法以连续方式操作,即将所述羧酸酯和水或其混合物分别连续进料到所述预反应器(13)中,并且连续将得到的反应混合物从所述预反应器(13)中导出,并进料到所述反应蒸馏塔(15)中,在所述反应蒸馏塔(15)中未反应的羧酸酯大部分被转变成其水解产物,将所述水解产物作为顶流或作为底流连续导出,并且非必要地传送到另一个分离级中。
24.权利要求1的方法,其特征在于:所述酯化合物为甲酯、乙酯、异丙酯或正丙酯、异丁酯或正丁酯,或前述各种酯化合物的混合物。
25.权利要求24的方法,其特征在于所述酯化合物为乙酸酯。
26.具有至少一个反应蒸馏塔(15)的水解和分离装置,所述装置具体用于将羧酸酯转化成相应羧酸和相应醇,并至少将所述水解产物部分分离成各种单独的组分,所述装置具有:
-至少一个预反应器(13),所述预反应器(13)具有分别用于供应和排放进入和排出所述预反应器(13)的包括羧酸酯的流体流的至少一个入口和至少一个出口;
-第一催化剂,所述催化剂放置或堆积于所述预反应器(13)中;
-第一加热装置(55),所述第一加热装置用于加热所述流体流或所述预反应器(13);
-反应蒸馏塔(15),所述反应蒸馏塔(15)具有通过连接管线(17)与所述预反应器(13)的出口(21)相连的入口(23),所述反应蒸馏塔(15)具有下面特征:
-催化区(27),所述催化区(27)包含第二催化剂;至少一个精馏区(29或31),所述精馏区由蒸馏填料、拉西环、分离级构成;
-管线(37,35),所述管线(37,35)分别连接到蒸馏塔塔顶和蒸馏塔塔底,分别用于导出顶流和底流;和
-第二加热装置(41),所述第二加热装置(41)用于加热所述反应蒸馏塔(15)底部。
27.权利要求26的装置,其特征在于:所述预反应器(13)垂直放置,所述入口(19)被安排在顶部,所述出口(21)被安排在底部,或相反,所述出口(21)被安排在顶部,所述入口(19)被安排在底部。
28.权利要求26或27的装置,其特征在于:使用了两个预反应器(13a,13b)或一个具有两个反应室的预反应器(13),提供了可将进料流分别传送通过其中一个预反应器或其中一个反应室的装置,这样另一个预反应器或另一个反应室分别可供放置新鲜的催化剂。
29.权利要求26的装置,其特征在于:所述反应蒸馏塔(15)具有一个催化剂区(27)和一个下精馏区(29)和一个上精馏区(31),所述上精馏区(31)被安排在所述催化剂区(27)上方,所述下精馏区(29)被安排在所述催化剂区(27)的下方。
30.权利要求26的装置,其特征在于:所述反应蒸馏塔(15)的入口位于所述催化剂区(27)的区域。
31.权利要求26的装置,其特征在于:所述预反应器(13)为管状,并且所述第一催化剂为床形式的固态催化剂。
32.权利要求26的装置,其特征在于:至少将所述第二催化剂制成结构化催化剂填料。
33.权利要求32的装置,其特征在于:所述结构化催化剂填料通过具有空穴的填料件构成,将所述催化剂材料导入到空穴中。
34.权利要求26的装置,其特征在于:所述第一和第二催化剂为酸固态催化剂,所述第一催化剂具有0.35到3mm的粒径,所述第二催化剂具有0.5到1.5mm的粒径。
35.权利要求34的装置,其特征在于所述第二催化剂具有0.63到1mm的粒径。
36.权利要求35的装置,其特征在于所述第二催化剂具有0.7到1mm的粒径。
37.权利要求34的装置,其特征在于所述酸固态催化剂为离子交换树脂。
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