JP2024523109A - Ｃ５又はｃ６アルカンジオールを生成するための分離プロセス - Google Patents
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Abstract
Ｃ５又はＣ６アルカンジオールと、軽質汚染物質と、Ｃ１０若しくはＣ１２直鎖エステル、又はＣ１０若しくはＣ１２環状アセタール若しくはケタールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質とを含む粗生成物流からＣ５又はＣ６アルカンジオールを分離するためのプロセスが開示される。プロセスは、第１の蒸留ゾーンであって、そこに粗生成物流が供給され、底流として取り出される重質流中で重質汚染物質がそこから除去される第１の蒸留ゾーンと、第２の蒸留ゾーンであって、第１の蒸留ゾーンで形成された、Ｃ５若しくはＣ６環状エステル、又はＣ５若しくはＣ６アルデヒドのうちの１つ以上を含む反応生成物からＣ５又はＣ６アルカンジオールがそこで分離され、そこから精製生成物流中でＣ５又はＣ６アルカンジオールが回収される、第２の蒸留ゾーンとを含む分離システムに、粗生成物流を供給することを含む。プロセスは、反応生成物が、第１の蒸留ゾーン又は第２の蒸留ゾーンのいずれかからのサイドドローとして取り出される反応生成物流中で回収され、軽質汚染物質が、第１の蒸留ゾーン又は第２の蒸留ゾーンのいずれかからのオーバーヘッド流として取り出される軽質流中に除去されることを特徴とする。
Description
本発明は、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールと、Ｃ１０若しくはＣ１２直鎖エステル、又はＣ１０若しくはＣ１２環状アセタール若しくはケタールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質とを含む粗生成物流からＣ５又はＣ６アルカンジオールを分離するためのプロセスに関する。
特に、排他的ではないが、本発明は、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールと、Ｃ１０若しくはＣ１２直鎖エステル、又はＣ１０若しくはＣ１２環状アセタール若しくはケタールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質とを含む粗生成物流から、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールを分離するためのプロセスに関し、ここで粗生成物流は、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸のジアルキルエステル、又はＣ５ケト酸のアルキルエステルを更に含む。
本発明は、特に、排他的ではないが、１，６ヘキサンジオールと、６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質とを含む粗生成物流から１，６ヘキサンジオールを分離するプロセスに関し、特に、排他的ではないが、１，６ヘキサンジオールと、６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質とを含む粗生成物流から１，６ヘキサンジオールを分離するプロセスであって、粗生成物流がアジピン酸ジアルキル及び軽質汚染物質を更に含むプロセスに関する。
本発明はまた、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸のジアルキルエステル、又はＣ５ケト酸のアルキルエステルからＣ５若しくはＣ６アルカンジオールを生成するプロセス、特に、排他的ではないが、アジピン酸ジアルキルから１，６ヘキサンジオールを生成するプロセスに関する。
１，６－ヘキサンジオールへのいくつかの合成経路が知られているが、１つのプロセスは、出発物質としてアジピン酸を使用する。アジピン酸をアルカノール、通常はメタノールなどのＣ１～Ｃ４アルカノールでエステル化して、対応するアジピン酸ジアルキルを得、次いでこれを水素化分解に供して１，６－ヘキサンジオール及びアルカノールを得、これをリサイクルして更なるアジピン酸ジアルキルを生成することができる。
出発物質としてレブリン酸を使用して１，４ペンタンジオールを生成するための、及び出発物質としてグルタル酸を使用して１，５ペンタンジオールを生成するための類似のプロセスも知られている。レブリン酸をレブリン酸アルキルにエステル化することができ、これを水素化分解に供して１，４ペンタンジオールを形成する。グルタル酸をグルタル酸ジアルキルにエステル化することができ、これを水素化分解に供して１，５ペンタンジオールを形成する。
水素化分解はまた、副生成物の生成をもたらす。例えば、アジピン酸ジメチルなどのアジピン酸ジアルキルの水素化分解によって、カプロラクトン及びオキセパンの形成をもたらし得る。更なる例として、レブリン酸アルキルの水素化分解は、γ－バレロラクトン及び２－メチルテトラヒドロフランの形成をもたらし得、グルタル酸ジアルキルの水素化分解は、テトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－オン及びテトラヒドロ－２Ｈ－ピランの形成をもたらし得る。更に、水素化分解生成物混合物は、通常、以下を少量で含有する：対応するアジピン酸ジアルキル、レブリン酸アルキル又はグルタル酸ジアルキル；エステル化に使用されるアルカノール（例えば、メタノール）；ヘキサノール（１，６－ヘキサンジオールを生成する場合）又はペンタノール（ペンタンジオールを生成する場合）；水及び他の微量不純物。
種々の成分及び生成物は、一般に、従来の蒸留を使用する多数の蒸留工程によって、又は分離壁カラムの使用によって分離及び精製される。
米国特許第７０６４２３９号、米国特許第６７２７３９５（Ｂ１）号、米国特許第６２８８２８６（Ｂ１）号、米国特許第６００８４１８（Ａ）号及び米国特許第５９８１７６９（Ａ）号は、１，６－ヘキサンジオールの製造方法を開示している。
米国特許第７３２９３３０号は、１，６－ヘキサンジオールの分離及び精製のための分離壁蒸留カラムを開示している。
欧州特許２６１４０５６（Ｂ１）号には、ジカルボン酸溶液（ＤＣＬ）から１，６－ヘキサンジオール及び高度に純粋なｅ－カプロラクトンを生成するための方法が開示されており、方法は、（ａ）ＤＣＬをアルコールでエステル化する工程、（ｂ）エステルを部分的に触媒水素化する工程、（ｃ）頂部生成物として、１，６－ヘキサンジオールと低沸点留分とを蒸留によって分離する工程、及び（ｄ）底部留分中に含まれる６－ヒドロキシカプロン酸エステルを、カプロラクトンの沸点を越える温度で沸騰するアルコールの存在下で環化する工程を含む。
米国特許第８５１３４７２号には蒸留プロセスが開示され、プロセスは、４つの工程：ａ）第１の蒸留工程において、水、及びエステル化に使用されたアルコールの沸点よりも低い沸点を有する成分を水素化によって得られた混合物から分離すること；ｂ）第２の蒸留工程において、１，６－ヘキサンジオールより高い沸点を有するＥＶ成分を更に分離すること；ｃ）第３の蒸留工程において、１，６－ヘキサンジオールよりも低い沸点を有するＥＶ成分を更に分離すること；及びｄ）第４の蒸留工程において、１，６－ヘキサンジオールを得ることを、この順序で含む。米国特許第８５１３４７２号は、本発明者らが、ε－カプロラクトン又は６－ヒドロキシカプロン酸エステルを含む低沸点エステル価（ＥＶ）成分を、第２の蒸留工程後の第３の蒸留工程において分離すると、高収率で高純度の１，６－ヘキサンジオールを得ることができることを見出したことに言及している。蒸留カラムの順序を逆にして、ε－カプロラクトンなどの低沸点ＥＶ成分を先に分離及び除去すると、次の蒸留カラムでの高沸点ＥＶ成分の分離中に、カプロラクトンなどの低沸点ＥＶ成分が再度生成され、エステル価の低い１，６－ヘキサンジオールを得ることができない。米国特許第８５１３４７２号における粗生成物流は、グルカル酸、アジピン酸及び６－ヒドロキシカプロン酸を含むカルボン酸の混合物のエステル化及び水素化から生じ、したがって１，５ペンタンジオールなどのＣ５種を含有する。米国特許第８５１３４７２号の蒸留システムは、一連のカラムであり、１，６－ヘキサンジオールの沸点よりも低い沸点を有するＥＶ成分の分離が、４つの工程の第３の工程で行われる。１，６－ヘキサンジオール、及び１，６－ヘキサンジオールと６－ヒドロキシカプロン酸とのエステルを主に含有する底流は、第２の工程から水素化にリサイクルされる。
本出願人は、実験により、１，６－ヘキサンジオール、カプロラクトン、オキセパン、アルカノール及び水の混合物が、アジピン酸ジアルキルの水素化分解による１，６－ヘキサンジオール生成の段階で起こり得るように、種々の反応を被り、先行技術に記載された手段によってこれらの混合物を蒸留し、高純度ヘキサンジオールを得るという課題を更に困難にすることを発見した。反応は水素化工程、更には蒸留工程で起こり、それにより少量の重質及び軽質成分が生成される。これらの例は、トランスエステル、例えば６ヒドロキシヘキシルメチルアジペート、又は重質エーテルである。
重大な重質汚染物質は、１，６－ヘキサンジオール及びカプロラクトンから形成される６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであることが見出されている。６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートの形成は、６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートが特定の条件下でヘキサンジオール及びカプロラクトンに戻ることができる、平衡反応である。形成される別の重大な重質汚染物質は、アセタール、６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、これは、１，６－ヘキサンジオールより重いが、特定の条件下で、アルデヒド、６－ヒドロキシヘキサナール（１，６－ヘキサンジオールより軽い）に戻ることができる。
１，４ペンタンジオールの生成において類似の反応を起こすことができ、それにより、１，４ペンタンジオール及びγ－バレロラクトンに戻ることができる４－ヒドロキシペンチル４－ヒドロキシペンタノエート、並びに／又は４－ヒドロキシペンタナールに戻ることができる５－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－２－オールを生成する。加えて、５－ヒドロキシペンタン－２－イル４－ヒドロキシペンタノエートが形成されてもよく、これは、１，４ペンタンジオール及びγ－バレロラクトンに戻ることができる。加えて、４－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－１－オールが形成されてもよく、これも４－ヒドロキシペンタナールに戻ることができる。加えて、４－（（５－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）ペンタン－１オール及び／又は５－（（５－メチルテトラヒドロフラン－２イル）オキシペンタン－２－オールが形成されてもよく、これは４－オキソペンタナールに戻ることができる。
１，５ペンタンジオールの生成において、１，５ペンタンジオール及びテトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－オンに戻ることができる５－ヒドロキシペンチル５－ヒドロキシペンタノエート、並びに／又は５－ヒドロキシペンタナールに戻ることができる５－（（テトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－イル）オキシ）ペンタン－１－オールを生成してもよい。
１，６ヘキサンジオールを分離するための従来技術の蒸留システムでは、これらの重質汚染物質は、従来のカラム又は分離壁カラムの底部に分留され得る。カラムリボイラー及びサンプの高温及び高滞留時間領域では、６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート又は６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールなどの重質汚染物質が反応して、カプロラクトン又は６－ヒドロキシヘキサナールを含むより軽質の成分を再形成し、次いで、これらはカラムを逆に移動して、頂部又はサイドドロー生成物が取り出される場合に生成物を汚染するおそれがある。
加えて、６－ヒドロキシヘキサナールは、真空操作されたカラム中の空気の侵入に起因する酸素の存在下で、カラムのサンプ中に形成することができる。このアルデヒドは軽質であり、頂部又はサイドドロー生成物を取り出すように配置された従来技術の蒸留システムでは１，６ヘキサンジオール生成物を汚染する。
カプロラクトン又は６－ヒドロキシヘキサナールを含む生成物の汚染は、下流のポリマープロセスにおいて品質問題を引き起こし得る。６－ヒドロキシヘキサナールはまた、空気と接触すると、過酸化物、例えば７－ヒドロペルオキシオキセパン－２－オール又は１－ヒドロペルオキシヘキサン－１，６－ジオールの形成を起こしやすく、これもポリマープロセスにおいて品質問題を引き起こす。
例えば、米国特許第７３２９３３０号に記載されているような分離壁構成では、カラムのサンプからの蒸気は、サンプ内の重質成分の反応からの軽質成分を含有する。これらの軽質成分は、分離壁の生成物側に移動し、生成物ドローを軽質成分で汚染する可能性がある。これは、生成物ドローからの軽質成分の完全な除去が通常予想される非反応性混合物中の成分には当てはまらない。米国特許第８５１３４７２号の従来技術のシステムは、カラムのサンプにおけるε－カプロラクトン形成の問題に対する解決策を提案しているが、米国特許第８５１３４７２号におけるカラムの直線状の連鎖は、最も費用効果の高い解決策及び効率的な全体的プロセスを提供しない可能性がある。
本出願人はまた、先行技術のシステムによってエステル価汚染物質として処理されてもよい、より軽質の成分のいくつか、例えばエステル（未反応アジピン酸ジアルキルを含む）、ラクトン及びアルデヒドは、有用な１，６－ヘキサンジオール生成物に更に水素化することができ、したがって、これらの成分を回収することが有益であることを確認した。しかしながら、そのように経済的に行うためには、１，６－ヘキサンジオール生成物から、及び軽質汚染物質などの使用不可能な他の副生成物からこれらの成分を効率的に分離する必要がある。このような分離は、カラムの長い連鎖において実行され得るが、このようなスキームは、高価な解決策であり得る。より費用効果の高い構成が必要とされる。
本出願人は、同様の汚染の問題及び機会が、他のＣ５又はＣ６アルカンジオール、例えば１，４ペンタンジオール又は１，５ペンタンジオールの生成において起こり得ることを確認した。
高純度の１，６－ヘキサンジオール、及び他のＣ５又はＣ６アルカンジオール、例えば１，４ペンタンジオール又は１，５ペンタンジオールの低コストでの生成に対して継続的な需要が存在する。したがって、１，６－ヘキサンジオールなどのＣ５又はＣ６アルカンジオールを生成するための改善されたプロセス、特にロスを減らし、収率を上げ、有用性及び供給原料を効率的に使用するプロセスを提供することが望ましい。粗製Ｃ５又はＣ６アルカンジオール流、例えば粗製１，６ヘキサンジオール流を精製するための改善された分離システムも必要とされている。
本発明の第１の態様によれば、Ｃ５若しくはＣ６アルカンジオール、軽質汚染物質、及びＣ１０若しくはＣ１２直鎖エステル、又はＣ１０若しくはＣ１２環状アセタール若しくはケタールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質を含む粗生成物流から、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールを分離するプロセスが提供され、プロセスは、第１の蒸留ゾーンであって、そこに粗生成物流が供給され、底流として取り出される重質流中で重質汚染物質がそこから除去される第１の蒸留ゾーンと、第２の蒸留ゾーンであって、第１の蒸留ゾーンで形成された、Ｃ５若しくはＣ６環状エステル、又はＣ５若しくはＣ６アルデヒドのうちの１つ以上を含む反応生成物からＣ５又はＣ６アルカンジオールがそこで分離され、そこから精製生成物流中でＣ５又はＣ６アルカンジオールが回収される、第２の蒸留ゾーンとを含む分離システムに粗生成物流を供給することを含み、反応生成物が、第１の蒸留ゾーン又は第２の蒸留ゾーンのいずれかからサイドドローとして取り出される反応生成物流において回収されることを特徴とし、軽質汚染物質は、第１の蒸留ゾーン又は第２の蒸留ゾーンのいずれかからオーバーヘッド流として取り出される軽質流中で除去される。
精製生成物流は、第２の蒸留ゾーンから回収される。好ましくは、反応生成物流及び軽質流は同じ蒸留ゾーンから取り出される。
好ましくは、第１及び第２の蒸留ゾーンは単一のカラム内に収容され、第２の蒸留ゾーンは、バッフルによって第１の蒸留ゾーンから分離され、バッフルはカラムの底部から始まり、粗生成物流が第１の蒸留ゾーンに供給される供給ポイント及び精製生成物流が第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントの両方の上方に延びる。好ましくは、反応生成物流は、バッフルの頂部の上方からサイドドローとして取り出される。
第１及び第２の蒸留ゾーンは別々のカラム内にあってもよい。好ましくは、別個のカラムは、一次カラム及び二次カラムを含み、第１の中間流は、二次カラムのオーバーヘッド出口を一次カラムのサイド入口に接続し、軽質流は、一次カラムからオーバーヘッド流として回収され、反応生成物流は、一次カラムのサイド入口の上方でサイドドローとして一次カラムから取り出される。好ましくは、第２の中間流は、一次カラムのサイド出口を二次カラムのサイド入口に接続し、一次カラムのサイド出口は、第１の中間流が接続する一次カラムのサイド入口の下方にある。好ましくは、一次カラムはコンデンサーを含み、二次カラムはコンデンサーを含まない。好ましくは、一次カラムに含まれるコンデンサーを使用して、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールの生成において使用される供給流、例えば上流のエステル化において使用されるアルカノール流を気化させる。
好ましくは、粗生成物流は、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸のジアルキルエステル又はＣ５ケト酸のアルキルエステルを含む未反応供給材料を更に含み、未反応供給材料は反応生成物流において回収される。
好ましくは、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは、式Ｉによる化合物である：
好ましくは、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは、式ＩＩによる化合物である：
好ましくは、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは、式ＩＩＩによる化合物である：
好ましくは、Ｃ５又はＣ６環状エステルは、式ＩＶによる化合物である：
好ましくは、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは、式Ｖの化合物である：
好ましくは、未反応供給材料は、式ＶＩによる化合物である：
以下のいずれかが好ましい：
ａ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは６－ヒドロキシヘキサナールであり、未反応供給材料はアジピン酸ジアルキル、好ましくはアジピン酸ジメチルである。
ａ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは６－ヒドロキシヘキサナールであり、未反応供給材料はアジピン酸ジアルキル、好ましくはアジピン酸ジメチルである。
ｂ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，５ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは５－ヒドロキシペンチル５－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（テトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－イル）オキシ）ペンタン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはテトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－オンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは５－ヒドロキシペンタナールであり、未反応供給材料はグルタル酸ジアルキル、好ましくはグルタル酸ジメチルである。
ｃ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，４ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは４－ヒドロキシペンチル４－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－２－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはγバレロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは４－ヒドロキシペンタナールであり、未反応供給材料はレブリン酸アルキル、好ましくはレブリン酸メチルである。
重質汚染物質は、Ｃ１０又はＣ１２分岐エステル、特にＣ１０分岐エステルを更に含んでもよい。このような分岐エステルは、特にＣ５又はＣ６アルカンジオールが１，４ペンタンジオールである場合に生じ得、その場合、分岐エステルは５－ヒドロキシペンタン－２－イル４－ヒドロキシペンタノエートであり得る。
重質汚染物質は、２つ以上のＣ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールを含んでもよい。いくつかの実施形態では、重質汚染物質は、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール及びＣ１０又はＣ１２環状ケタールの両方を含んでもよい。いくつかの実施形態では、重質汚染物質は、２つ以上のＣ１０又はＣ１２環状アセタールを含んでもよい。いくつかの実施形態では、重質汚染物質は、２つ以上のＣ１０又はＣ１２環状ケタールを含んでもよい。いくつかの実施形態では、重質汚染物質は、２つ以上のＣ１０又はＣ１２環状アセタール及び２つ以上のＣ１０又はＣ１２環状ケタールの両方を含んでもよい。特に、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが１，４ペンタンジオールである場合、重質汚染物質は、５－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－２－オール、４－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－１－オール、４－（（５－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）ペンタン－１オール及び５－（（５－メチルテトラヒドロフラン－２イル）オキシペンタン－２－オールのうちの１つ以上、２つ以上、３つ以上又は４つ全てを含んでもよい。
最も好ましくは、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは６－ヒドロキシヘキサナールであり、未反応供給材料はアジピン酸ジアルキル、好ましくはアジピン酸ジメチルである。その場合、本発明の第１の態様の好ましい形態によれば、１，６ヘキサンジオール、軽質汚染物質、並びに６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質を含む粗生成物流から、１，６ヘキサンジオールを分離するプロセスが提供され、プロセスは、第１の蒸留ゾーンであって、そこに粗生成物流が供給され、底流として取り出される重質流中で重質汚染物質がそこから除去される第１の蒸留ゾーンと、第２の蒸留ゾーンであって、第１の蒸留ゾーンで形成された、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールのうちの１つ以上を含む反応生成物から１，６ヘキサンジオールがそこで分離され、そこから精製生成物流中で１，６ヘキサンジオールが回収される、第２の蒸留ゾーンとを含む分離システムに粗生成物流を供給することを含み、反応生成物が、第１の蒸留ゾーン又は第２の蒸留ゾーンのいずれかからサイドドローとして取り出される反応生成物流において回収されることを特徴とし、軽質汚染物質は、第１の蒸留ゾーン又は第２の蒸留ゾーンのいずれかからオーバーヘッド流として取り出される軽質流中で除去される。Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが１，６ヘキサンジオールであり、他の化合物が上記の（ａ）に列挙した通りであるプロセスを参照して、上記のものを含む本発明の第１の態様の好ましい有利な特徴をここでより詳細に説明する。このようなプロセスは、高純度、低コストの１，６ヘキサンジオールを生成するプロセスが特に望ましいので、特に有利であり得る。しかしながら、当業者であれば、上記の情報が与えられれば、以下の考察が、第１の態様、及び他のＣ５又はＣ６アルカンジオールを用いたプロセス、特に上記の（ｂ）及び（ｃ）に記載の化合物を用いたプロセスに、どのようにより一般的に適用され得るかを理解するであろう。
粗生成物流が供給されるゾーンである第１の蒸留ゾーンから底流として取り出される重質流中の重質汚染物質を除去することは、有利には、第１の蒸留ゾーンにおける６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールの分解によって形成される反応生成物を、第２の蒸留ゾーンにおいて１，６－ヘキサンジオールから分離することができることを意味する。６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールは既に除去されているので、それらが存在して第２の蒸留ゾーンにおいて反応することはなく、高品質の１，６－ヘキサンジオール精製生成物流を得ることができる。有利には、本発明はまた、第１及び第２の蒸留ゾーンを使用して、軽質汚染物質及び反応生成物を分離する。反応生成物流の分離は、有利には、第１の蒸留ゾーンにおける反応で生成された有用なより軽い成分を、典型的には上流の水素化分解にリサイクルさせることができることを意味する。反応生成物流を第１又は第２の蒸留ゾーンのいずれかからのサイドドローとして取り出すことによって、その流れは、第１の蒸留ゾーンからの反応生成物を含有することもでき、これは、精製生成物流では望ましくないが、プロセスの上流で再循環される場合には依然として価値を有する。更に、これらの貴重な成分の回収は、追加の高価な蒸留カラムなしで達成される。
粗生成物流中の１，６－ヘキサンジオールがアジピン酸ジアルキルの水素化分解から生成される場合、粗生成物流は未反応アジピン酸ジアルキルも含み得ることが理解されるであろう。その未反応アジピン酸ジアルキルを水素化分解にリサイクルさせることが有利であり、特に、別のリサイクル流の設備費用が発生しないように、反応生成物流中でそうすることが特に有利である。したがって、好ましくは、粗生成物流はアジピン酸ジアルキルを更に含み、アジピン酸ジアルキルは反応生成物流中で回収される。
好ましくは、反応生成物流及び軽質流は同じ蒸留ゾーンから取り出される。したがって、反応生成物流は、第１の蒸留ゾーンからのサイドドローとして取り出されてもよく、軽質流は、第１の蒸留ゾーンからのオーバーヘッド流として取り出されてもよい。反応生成物流は、第２の蒸留ゾーンからのサイドドローとして取り出されてもよく、軽質流は、第２の蒸留ゾーンからのオーバーヘッド流として取り出されてもよい。反応生成物流及び軽質流を同じ蒸留ゾーンから取り出すことによって、２つの蒸留ゾーンを最も効果的に寸法決めすることができる。特に、反応生成物流及び軽質流が取り出されない蒸留ゾーンの大きさ、したがって設備コストを抑えることができる。更に、いくつかの実施形態において、その蒸留ゾーンは、他の蒸留ゾーンと熱的に統合されてもよく、したがって、更なる装置コストを節約する。
特に好ましい構成では、第１及び第２の蒸留ゾーンは単一のカラム内に収容されてもよく、第２の蒸留ゾーンは、バッフルによって第１の蒸留ゾーンから分離され、バッフルはカラムの底部から始まり、粗生成物流が第１の蒸留ゾーンに供給される供給ポイント及び精製生成物流が第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントの両方の上方に延びる。同じ底部容積を共有する従来技術の分離壁カラムとは異なり、カラムの底部から始まり、粗生成物流が第１の蒸留ゾーンに供給される供給ポイント及び精製生成物流が第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントの両方の上方に延びるバッフルを設けることによって、本発明は、有利には、第１の蒸留ゾーンから重質流中に取り出される重質成分の反応によって形成される生成物による、精製生成物流の汚染を防止する。例えば、供給物中に入る６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールは、バッフルが供給ポイントの上方に延在するので、第１の蒸留ゾーン内を下方に移動する。６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールが反応して、第１の蒸留ゾーンの底部においてカプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールを形成する場合、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールは、第１の蒸留ゾーンを上方に、バッフルの頂部まで移動する。カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールは、１，６－ヘキサンジオールよりも軽い。したがって、１，６－ヘキサンジオールは、第２の蒸留ゾーンを下降して、精製生成物流が第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントまで移動するので、それは、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールがカラムを上昇して、精製生成物流用の回収ポイントを通過する従来技術の分離壁カラムと同様に、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールで汚染されない。好ましくは、バッフルの頂部は、１，６－ヘキサンジオールがバッフルの頂部を通過することができるが、６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールは通過しないように配置される。
好ましくは、反応生成物流は、バッフルの頂部の上方からサイドドローとして取り出される。本出願人は、６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールから形成される反応生成物は、精製生成物流中では望ましくないが、プロセスの上流でリサイクルされる場合には依然として価値があることを理解している。反応生成物流をバッフルの頂部の上方からのサイドドローとして取り出すことによって、第１の蒸留ゾーンの底部で形成される成分、例えばカプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールを反応生成物流中で取り出すことができる。同様に、粗生成物流がアジピン酸ジアルキル（これも１，６－ヘキサンジオールより軽い）を含む場合、それもバッフルの頂部を通過して反応生成物流中で回収することができる。反応生成物流は、好ましくは、例えば上流の水素化分解にリサイクルされる。
第１及び第２の蒸留ゾーンは、有利には別々のカラムに配置されていてもよい。好ましくは、別々のカラムは、一次カラム及び二次カラムを含み、第１の中間流は、二次カラムのオーバーヘッド出口を一次カラムのサイド入口に接続する。したがって、二次カラムは、分離の特定の部分を処理してもよく、二次カラム内のより軽い成分は、分離のために一次カラムに送られる。反応生成物流は二次カラムから取り出すことができ、軽質成分は、例えば二次カラムに有益な一体化還流の一部として一次カラムに戻され、次いで軽質流は一次カラムから回収される。しかしながら、好ましくは、反応生成物流及び軽質流の両方が一次カラムから回収される。したがって、軽質流は、好ましくは、一次カラムからのオーバーヘッド流として回収され、反応生成物流は、好ましくは、一次カラムのサイド入口の上方のサイドドローとして一次カラムから取り出される。そのような構成は、二次カラムの設計及び操作を特定の分離に集中させることができるので、二次カラム及びプロセス全体のサイズ及びコストを低減させることができる。
例えば、二次カラムは第１の蒸留ゾーンであってもよく、重質流は第２のカラムの底部から分離され、残りの材料は軽質流、反応生成物流及び精製生成物流の分離のために一次カラムに送られる。このようにして、二次カラムのサイズ及びコストを低く抑えることができ、重質流、特に、この実施形態では第２の蒸留ゾーンを収容する一次カラムにおける精製生成物流の分離前に有利に除去される、反応性６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールの除去に集中させることができる。このような構成は、６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールを第１の蒸留ゾーンで除去するが、その第１の蒸留ゾーンを収容する追加のカラムの費用を最小限に抑えるという利点を提供する。
好ましくは、第２の中間流は、一次カラムのサイド出口を二次カラムのサイド入口に接続し、一次カラムのサイド出口は、第１の中間流が接続する一次カラムのサイド入口の下方にある。
一次カラムと二次カラムとの間のそのような接続は、いくつかの点で有利であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、二次カラムは第２の蒸留ゾーンであってもよい。これらの実施形態では、重質流、軽質流及び反応生成物流は、好ましくは一次カラムで取り出される。好ましくは、これらの実施形態では、二次カラムは、一次カラムの中間セクションからの材料を処理して、精製生成物流をより軽質の成分から分離し、これが第１の中間流で一次カラムに戻され、そこで反応生成物流と軽質流とに分離される。第２の中間流は、有利には、二次カラムでの更なる分離のために、一次カラムの中間セクションから材料を回収する。そのような構成は、精製生成物流中の１，６－ヘキサンジオールと、反応生成物流中の反応生成物、例えば６－ヒドロキシヘキサナール又はカプロラクトンとの間の最も困難な分離を、その目的のために特別に設計された二次カラムで行うことを可能にし得る。例えば二次カラムから反応生成物流を回収するのではなく、二次カラムからのオーバーヘッド流を一次カラムに戻すことによって、二次カラムは、反応生成物流からの軽質流の分離を処理する必要がない。したがって、二次カラムのサイズ及び操作条件を最適化して、精製生成物流中の１，６－ヘキサンジオールと反応生成物との分離を可能な限り費用効率的にすることができる。
一次カラムと二次カラムとの間のそのような接続を提供する第２の中間流の別の利点は、一次カラムと二次カラムとの間の有益な熱統合が可能であることである。これは、第１の蒸留ゾーンが一次カラム内にあり、かつ第２の蒸留ゾーンが二次カラム内にあるか、又はその逆であるかにかかわらず有益であり得る。特に、一次カラムは、二次カラムのための還流を提供してもよく、したがって、二次カラム上のコンデンサーの必要性を排除する。このように装置の数を減らすことで、プロセスのコストを有利に削減することができる。
好ましくは、精製生成物流は、１，６－ヘキサンジオールを少なくとも９８重量％；より好ましくは少なくとも９９重量％；、更により好ましくは少なくとも９９．５重量％；更により好ましくは少なくとも９９．９重量％含む。
粗生成物流は、１重量％～２０重量％のカプロラクトン、好ましくは５重量％～１５重量％のカプロラクトンを含んでもよい。反応生成物流の組成及び量は、アジピン酸ジアルキルの変換に影響を及ぼす水素化分解触媒の寿命などの要因に基づいて変動し得る。
反応生成物流の量は、触媒寿命にわたって、例えばプラント処理能力の約２０重量％まで上昇し得る。したがって、反応生成物流の質量流量は、プロセス処理能力の５重量％～３０重量％の範囲であってもよい。好ましくは、反応生成物流は、２０重量％以下、より好ましくは１５重量％以下、最も好ましくは１０重量％以下のカプロラクトンを含有する。好ましくは、反応生成物流は、少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％又は少なくとも５重量％のカプロラクトンを含有する。好ましくは、反応生成物流は、９０重量％以下、より好ましくは８０重量％以下のアジピン酸ジアルキルを含有する。好ましくは、反応生成物流は、少なくとも１０重量％、より好ましくは少なくとも５０重量％のアジピン酸ジアルキルを含む。同様の量及び組成物を、上記の他のＣ５又はＣ６アルカンジオールを用いるプロセスのための対応する化合物に適用してもよい。
第１の蒸留ゾーン及び第２の蒸留ゾーンの各々は、約０．０５～約１絶対バール、好ましくは約０．０５～約０．１絶対バールの圧力で操作されてもよい。このように、第１及び第２の蒸留ゾーンは、好ましくは真空蒸留ゾーンである。第１の蒸留ゾーンは、好ましくは、約１９０℃～約２２０℃の底部温度、すなわち第１の蒸留ゾーンの底部における温度で操作される。第１の蒸留ゾーンは、好ましくは、約１７０℃～約１９０℃の頂部温度、すなわち第１の蒸留ゾーンの頂部の温度で操作される。第２の蒸留ゾーンは、好ましくは約１８０℃～約２００℃の底部温度で操作される。第２の蒸留ゾーンは、好ましくは約８０℃～約１６０℃の頂部温度で、より好ましくは約８０℃～１２０℃の頂部温度で操作される。第１及び第２の蒸留ゾーンについての上記の温度は、アルカンジオールが１，６－ヘキサンジオールである場合に特に有利であり得るが、上記の他のＣ５又はＣ６アルカンジオールを用いるプロセスにも適用され得る。第１及び第２の蒸留ゾーンは、棚段式であってもよく、又は構造化パッキングを使用してもよく、好ましくは構造化パッキングを使用する。第１及び第２の蒸留ゾーンは各々、１０～１００の理論段数、好ましくは１５～６０の理論段数を含み得る。
本発明の第２の態様によれば、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸のジアルキルエステル又はＣ５ケト酸のアルキルエステルを含む供給材料からＣ５又はＣ６アルカンジオールを生成するプロセスが提供され、プロセスは、供給材料がＣ５又はＣ６アルカンジオールへの水素化分解を被る水素化分解工程と；分離工程とを含み、分離工程では、Ｃ５又はＣ６アルカンジオール、軽質汚染物質、及びＣ１０若しくはＣ１２直鎖エステル、又はＣ１０若しくはＣ１２環状アセタール若しくはケタールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質を含む粗生成物流を、重質汚染物質を含む重質流、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールを含む精製生成物流、軽質汚染物質を含む軽質流、及び分離工程で形成されるＣ５若しくはＣ６環状エステル、又はＣ５若しくはＣ６アルデヒドのうちの１つ以上を含む反応生成物を含む反応生成物流へと分離し、ここで精製生成物流は回収され、反応生成物流は水素化分解工程にリサイクルされる。
本発明の第２の態様の分離工程は、上述した本発明の第１の態様に従って実施され、その第１の態様に関連して上述した利点から利益を得られ得ることが理解されよう。
好ましくは、供給材料は、アルカノールによるＣ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸のエステル化によって生成される。アルカノールは、好ましくはエタノール又はメタノールであり、最も好ましくはメタノールである。アルカノールは、好ましくはエステル化のために蒸気相であり、プロセスの他の部分との熱統合の機会を提供する。特に、分離工程は、典型的にはオーバーヘッド流を濃縮するための、１つ以上のコンデンサーを有する１つ以上の蒸留ゾーンを含むことが好ましい。液体アルカノールをこれらのコンデンサーの１つ以上に供給して気化させることによって、オーバーヘッド流から回収された熱をアルカノールを気化させるために使用することができる。このようにして、プロセスの全体的な効率及び熱消費が改善される。したがって、好ましくは、アルカノールの少なくとも一部は、分離工程において高温流との熱交換によって気化する。好ましくは、アルカノールの少なくとも一部は、分離工程においてコンデンサーでの熱交換によって気化する。
好ましくは、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは、式Ｉによる化合物である：
好ましくは、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは、式ＩＩによる化合物である：
好ましくは、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは、式ＩＩＩによる化合物である：
好ましくは、Ｃ５又はＣ６環状エステルは、式ＩＶによる化合物である：
好ましくは、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは、式Ｖの化合物である：
好ましくは、供給材料は、式ＶＩによる化合物である：
好ましくは、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸は、式ＶＩＩによる化合物である：
以下のいずれかが好ましい：
ａ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは６－ヒドロキシヘキサナールであり、供給材料はアジピン酸ジアルキル、好ましくはアジピン酸ジメチルであり、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸はアジピン酸である。
ｂ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，５ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは５－ヒドロキシペンチル５－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（テトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－イル）オキシ）ペンタン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはテトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－オンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは５－ヒドロキシペンタナールであり、供給材料はグルタル酸ジアルキル、好ましくはグルタル酸ジメチルであり、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸はグルタル酸である。
ｃ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，４ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは４－ヒドロキシペンチル４－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－２－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはγバレロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは４－ヒドロキシペンタナールであり、供給材料はレブリン酸アルキル、好ましくはレブリン酸メチルであり、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸はレブリン酸である。
ａ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは６－ヒドロキシヘキサナールであり、供給材料はアジピン酸ジアルキル、好ましくはアジピン酸ジメチルであり、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸はアジピン酸である。
ｂ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，５ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは５－ヒドロキシペンチル５－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（テトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－イル）オキシ）ペンタン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはテトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－オンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは５－ヒドロキシペンタナールであり、供給材料はグルタル酸ジアルキル、好ましくはグルタル酸ジメチルであり、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸はグルタル酸である。
ｃ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，４ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは４－ヒドロキシペンチル４－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－２－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはγバレロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは４－ヒドロキシペンタナールであり、供給材料はレブリン酸アルキル、好ましくはレブリン酸メチルであり、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸はレブリン酸である。
最も好ましくは、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは６－ヒドロキシヘキサナールであり、供給材料はアジピン酸ジアルキル、好ましくはアジピン酸ジメチルであり、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸はアジピン酸である。その場合、本発明の第２の態様の好ましい形態によれば、アジピン酸ジアルキルから１，６ヘキサンジオールを生成するプロセスが提供され、プロセスは、アジピン酸ジアルキルが１，６ヘキサンジオールへの水素化分解を被る水素化分解工程と；分離工程とを含み、分離工程では、１，６ヘキサンジオール、軽質汚染物質、並びに６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質を含む粗生成物流を、重質汚染物質を含む重質流、１，６ヘキサンジオールを含む精製生成物流、軽質汚染物質を含む軽質流、並びに分離工程で形成される、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールのうちの１つ以上を含む反応生成物を含む反応生成物流へと分離し、ここで精製生成物流は回収され、反応生成物流は水素化分解工程にリサイクルされる。Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが１，６ヘキサンジオールであり、他の化合物が上記の（ａ）に列挙した通りであるプロセスを参照して、上記のものを含む、本発明の第２の態様の好ましい有利な特徴をここでより詳細に説明する。このようなプロセスは、高純度、低コストの１，６ヘキサンジオールを生成するプロセスが特に望ましいので、特に有利であり得る。しかしながら、当業者であれば、上記の情報が与えられれば、以下の考察が、第２の態様、他のＣ５又はＣ６アルカンジオールを用いたプロセス、特に上記の（ｂ）及び（ｃ）に記載の化合物を用いたプロセスに、どのようにより一般的に適用され得るかを理解するであろう。
このようなプロセスは、分離システムで生じる反応が、単に高純度の精製生成物流の生成において対処すべき問題ではなく、水素化分解で生成された重質副生成物から有用な材料を回収する機会でもあることを有利に認識する。反応生成物の回収及びリサイクルは、プロセスからのロスを有利に減らし、効率を高め、コストを削減する。
好ましくは、粗生成物流中の未反応供給材料、例えば未反応のアジピン酸ジアルキルも反応生成物流中でリサイクルされる。未反応供給材料を有用な反応生成物と共に分離工程からリサイクルさせることは、全ての有益な成分を単一の装置流でリサイクルさせ、したがってプロセスのコストを有利に低減する。
分離工程は、好ましくは１つ以上の蒸留ゾーンを含む。好ましくは、水素化分解工程と分離工程との間にアルカノール除去工程がある。例えば、反応器排出物は、水素化分解工程から回収され、アルカノール除去工程に送られてもよい。アルカノール除去工程では、アルカノール、好ましくはメタノールが、好ましくは蒸留によって反応器排出物から除去される。アルカノールが除去された反応器排出物は、粗生成物流となる。好ましくは９０重量％、より好ましくは９５重量％、更により好ましくは９９重量％のアルカノールが、アルカノール除去工程において反応器排出物から除去される。好ましくは、アルカノール除去工程において水も反応器排出物から除去される。好ましくは９０重量％、より好ましくは９５重量％、更により好ましくは９９重量％の水が、アルカノール除去工程において反応器排出物から除去される。
第１の蒸留ゾーン及び第２の蒸留ゾーンが単一のカラム内に設けられ、第２の蒸留ゾーンが、バッフルによって第１の蒸留ゾーンから分離され、バッフルはカラムの底部から始まり、粗生成物流が第１の蒸留ゾーンに供給される供給ポイント及び精製生成物流が第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントの両方の上方に延びていることは、それ自体、本発明のとりわけ特別な有利な態様である。そのようなシステムは、分離からの反応生成物が反応生成物流中で回収されるかどうかにかかわらず、１，６－ヘキサンジオール、又は他のＣ５若しくはＣ６アルカンジオールの高純度精製生成物流を効率的に生成するのに有利であり得る。このように、本発明の第３の態様によれば、Ｃ５若しくはＣ６アルカンジオール、及びＣ１０若しくはＣ１２直鎖エステル、又はＣ１０若しくはＣ１２環状アセタール若しくはケタールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質を含む粗生成物流から、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールを分離するプロセスが提供され得、プロセスは、第１の蒸留ゾーンであって、そこに粗生成物流が供給され、底流として取り出される重質流中で重質汚染物質がそこから除去される第１の蒸留ゾーンと、第２の蒸留ゾーンであって、第１の蒸留ゾーンで形成された、Ｃ５若しくはＣ６環状エステル、又はＣ５若しくはＣ６アルデヒドのうちの１つ以上を含む反応生成物からＣ５又はＣ６アルカンジオールがそこで分離され、そこから精製生成物流中でＣ５又はＣ６アルカンジオール、好ましくは１，６ヘキサンジオールが回収される、第２の蒸留ゾーンとを含む分離システムに粗生成物流を供給することを含み、第１及び第２の蒸留ゾーンが単一のカラム内に収容され、第２の蒸留ゾーンがバッフルによって第１の蒸留ゾーンから分離され、バッフルはカラムの底部から始まり、粗生成物流が第１の蒸留ゾーンに供給される供給ポイント、及び精製生成物流が第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントの両方の上方に延びていることを特徴とする。
好ましくは、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは、式Ｉによる化合物である：
好ましくは、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは、式ＩＩ：による化合物である：
好ましくは、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは、式ＩＩＩによる化合物である：
好ましくは、Ｃ５又はＣ６環状エステルは、式ＩＶによる化合物である：
好ましくは、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは、式Ｖの化合物である：
以下のいずれかが好ましい：
ａ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは６－ヒドロキシヘキサナールである。
ｂ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，５ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは５－ヒドロキシペンチル５－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（テトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－イル）オキシ）ペンタン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはテトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－オンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは５－ヒドロキシペンタナールである。
ｃ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，４ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは４－ヒドロキシペンチル４－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－２－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはγバレロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは４－ヒドロキシペンタナールである。
ａ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは６－ヒドロキシヘキサナールである。
ｂ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，５ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは５－ヒドロキシペンチル５－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（テトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－イル）オキシ）ペンタン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはテトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－オンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは５－ヒドロキシペンタナールである。
ｃ）Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，４ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは４－ヒドロキシペンチル４－ヒドロキシペンタノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは５－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－２－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはγバレロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは４－ヒドロキシペンタナールである。
最も好ましくは、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールは１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールは６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルはカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドは６－ヒドロキシヘキサナールである。その場合、本発明の第３の態様の好ましい形態によれば、１，６ヘキサンジオール、並びに６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質を含む粗生成物流から、１，６ヘキサンジオールを分離するプロセスが提供され、プロセスは、第１の蒸留ゾーンであって、そこに粗生成物流が供給され、底流として取り出される重質流中で重質汚染物質がそこから除去される第１の蒸留ゾーンと、第２の蒸留ゾーンであって、第１の蒸留ゾーンで形成された、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールのうちの１つ以上を含む反応生成物から１，６ヘキサンジオールがそこで分離され、そこから精製生成物流中で１，６ヘキサンジオールが回収される、第２の蒸留ゾーンとを含む分離システムに粗生成物流を供給することを含み、第１及び第２の蒸留ゾーンが単一のカラム内に収容され、第２の蒸留ゾーンがバッフルによって第１の蒸留ゾーンから分離され、バッフルはカラムの底部から始まり、粗生成物流が第１の蒸留ゾーンに供給される供給ポイント、及び精製生成物流が第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントの両方の上方に延びていることを特徴とする。Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが１，６ヘキサンジオールであり、他の化合物が上記の（ａ）に列挙した通りであるプロセスを参照して、上記のものを含む本発明の第３の態様の好ましい有利な特徴をここでより詳細に説明する。このようなプロセスは、高純度、低コストの１，６ヘキサンジオールを生成するプロセスが特に望ましいので、特に有利であり得る。しかしながら、当業者であれば、上記の情報が与えられれば、以下の考察が、第３の態様、及び他のＣ５又はＣ６アルカンジオールを用いたプロセス、特に上記の（ｂ）及び（ｃ）に記載の化合物を用いたプロセスに、どのようにより一般的に適用され得るかを理解するであろう。
第１及び第２の蒸留ゾーンを単一のカラム内で組み合わせると、別個のカラムに関連するコストの多くを有利に削除する。生成、輸送及び導入のための唯一のカラムが存在し、別個のカラム間を接続する必要がなく、２つの蒸留ゾーンは互いに熱的に統合される。これらの利点は、１，６－ヘキサンジオールを含む粗生成物流の精製において特に実現され得、なぜなら最も困難な分離は、１，６－ヘキサンジオールと、精製生成物流において望ましくないカプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールなどの成分との間の分離であるからである。カラムの底部における１，６－ヘキサンジオールからの６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールの分離は、より簡単であり、これは、カラムのサイズを著しく増加させることなく、バッフルを用いてカラムの下部を２つに分割し、カラムの下部に第２の蒸留ゾーンを含む空間があることを意味する。したがって、第１及び第２の蒸留ゾーンは、この場合、第１の蒸留ゾーンのみを収容するのに必要とされるのと同様のサイズのカラム内に設けることができる。このような構成は、有利にコスト削減をもたらすことができると理解されるであろう。同じ底部容積を共有する従来技術の分離壁カラムとは異なり、カラムの底部から始まり、粗生成物流が第１の蒸留ゾーンに供給される供給ポイント及び精製生成物流が第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントの両方の上方に延びるバッフルを設けることによって、本発明は、有利には、単一カラム内に第１及び第２の蒸留ゾーンを収容しながら、更に、第１の蒸留ゾーンから重質流中に取り出される重質成分の反応によって形成される生成物による、精製生成物流の汚染を防止するという利点を確保する。例えば、供給物中に入る６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールは、バッフルが供給ポイントの上方に延在するので、第１の蒸留ゾーン内を下方に移動する。６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールが反応して、第１の蒸留ゾーンの底部においてカプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールを形成する場合、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールは、第１の蒸留ゾーンを上方に、バッフルの頂部まで移動する。カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールは、１，６－ヘキサンジオールよりも軽い。したがって、１，６－ヘキサンジオールは、第２の蒸留ゾーンを下降して、精製生成物流が第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントまで移動するので、それは、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールがカラムを上昇して、精製生成物流用の回収ポイントを通過する従来技術の分離壁カラムと同様に、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールで汚染されない。好ましくは、バッフルの頂部は、１，６－ヘキサンジオールがバッフルの頂部を通過することができるが、６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールは通過しないように配置される。
単一カラムは、好ましくは２つのリボイラーを含み、１つは第１の蒸留ゾーンに接続され、１つは第２の蒸留ゾーンに接続される。２つのリボイラーを備えることにより、有利には、第１及び第２の蒸留ゾーンの底部温度の独立した制御を可能にすることができる。
当業者は、本発明の一態様に関連して説明される本発明の特徴が、本発明の別の態様において等しく適用可能であり得ることを理解するであろう。例えば、本発明の第３の態様に関連して上述した利点は、本発明の第３の態様自体の使用、又は本発明の第１若しくは第２の態様における本発明の第３の態様の使用に等しく適用することができることが理解されよう。本発明のいくつかの特徴は、本発明のいくつかの態様に適用できない場合があり、本発明のいくつかの態様から除外される場合があることが理解されよう。
以下の図面を参照して、本発明を例としてここで説明する。
本発明の態様によるプロセスである。
本発明の態様によるプロセスである。
本発明の態様によるプロセスである。
本発明の態様によるプロセスである。
本発明の態様によるプロセスである。
本発明の態様によるプロセスである。
図１において、粗生成物流１は、二次カラムに含まれる第１の蒸留ゾーンＡ１に供給される。粗生成物流１は、ヘキサンジオール、カプロラクトン、オキセパン、アジピン酸ジメチル、ヘキサノール、ヒドロキシヘキサン酸メチル、トランスエステル（例えば、６ヒドロキシヘキシルメチルアジペート）、エーテル（例えば、ヒドロキシヘキシル－メチルエーテル又は他の重質エーテル）、６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート、６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オール、６－ヒドロキシヘキサノール、他の微量不純物、及び残留アルカノールなどの軽質汚染物質、及び／又は水を含む混合物を含む。いくつかの実施形態では、別個の一次カラムに含まれる第２の蒸留ゾーンＢ１からの重質成分を含有するリサイクル流７も、好ましくは同じ供給ポイントで、又は第１の蒸留ゾーンＡ１の更に下方で第１の蒸留ゾーンＡ１に供給されてもよい。粗生成物流１及びリサイクル流７からの重質成分は、第１の蒸留ゾーンＡ１の下部セクションで濃縮され、重質流２中に除去される。第１の蒸留ゾーンＡ１は、リボイラーＨ２を含む。
重質成分は、第１の蒸留ゾーンＡ１のサンプ中で反応して１，６－ヘキサンジオールを形成する６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート、及びカプロラクトンを含む。６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールはまた、サンプ中で反応して６－ヒドロキシヘキサナールを形成し、更なる６－ヒドロキシヘキサナールが、第１の蒸留ゾーンＡ１への空気の進入による酸素の存在下で形成される。次いで、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールは、より軽く、第１の蒸留ゾーンＡ１に上昇して戻る。６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールを含む重質成分は、第１の蒸留ゾーンＡ１の上部セクションにおいて組成が減少し、オーバーヘッド蒸気ドロー３及び／又はオーバーヘッド液体ドロー４ａ中の重質成分含量が減少する。オーバーヘッド蒸気ドロー３及びオーバーヘッド液体ドロー４ａは、第１の蒸留ゾーンＡ１を含む二次カラムのオーバーヘッド出口を第２の蒸留ゾーンＢ１を含む一次カラムのサイド入口と接続する、第１の中間流の例である。コンデンサーＨ１は、第１の蒸留ゾーンＡ１の頂部に設けられ、第１の蒸留ゾーンＡ１への還流戻り４ｂを提供するための部分的又は完全なコンデンサーであり得る。コンデンサーＨ１が部分的コンデンサーである場合、オーバーヘッド蒸気ドロー３は、第２の蒸留ゾーンＢ１に供給される。その場合、オーバーヘッド液体ドロー４ａも第２の蒸留ゾーンＢ１送られてもよい。コンデンサーＨ１が完全なコンデンサーである場合、オーバーヘッド蒸気ドロー３は存在せず、オーバーヘッド液体ドロー４ａが第２の蒸留ゾーンＢ１に供給される。コンデンサーＨ１は、冷却水によって、又はプロセス全体のために熱を有用に回収することによって、例えば蒸気を起こすことによって、又はプロセスに供給されるメタノールなどのアルカノールを気化させることによって従来通りに冷却することができる。サンプ中の６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートと６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールとの反応からのカプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサノールは、オーバーヘッド蒸気ドロー３及び／又はオーバーヘッド液体ドロー４ａ中に現れる。より軽い他の成分、例えばアジピン酸ジメチル、ヒドロキシヘキサン酸メチル、ヒドロキシヘキシルメチルエーテル、ヘキサノール、残留アルカノール、オキセパン、及び供給物からの水もまた、オーバーヘッド蒸気ドロー３及び／又はオーバーヘッド液体ドロー４ａ中に現れる。
第２の蒸留ゾーンＢ１は、還流５ｂを蒸留ゾーンＢに提供するコンデンサーＨ３を含む。コンデンサーＨ３は、冷却水によって、又はプロセス全体のために熱を有用に回収することによって、例えば蒸気を起こすことによって、又はプロセスに供給されるメタノールなどのアルカノールを気化させることによって従来通りに冷却することができる。第２の蒸留ゾーンＢ１は、リボイラーＨ４を更に含む。１，６－ヘキサンジオールは、サイドドロー精製生成物流６、又は第２の蒸留ゾーンＢ１の底部セクションからの底部精製生成物流６ａとして回収することができる。この組合せによって、粗生成物流１中の軽質成分及び重質成分、及び第１の蒸留ゾーンＡ１のサンプ中での反応によって生成された軽質成分が除去され、精製生成物流６又は６ａ中の組成が減少する。底部精製生成物流６ａが取り出される場合、生成物１，６－ヘキサンジオールと比較して軽い、第２の蒸留ゾーンＢ１のサンプへの空気の進入に起因する酸素の存在下で形成される任意の更なるアルデヒドは、第２の蒸留ゾーンＢ１の上部に移動し、底部精製生成物流６ａを汚染する傾向を低減する。サイド精製生成物流６を取り出せば、重質物７のパージを第１の蒸留ゾーンＡ１にリサイクルさせることができる。サイドドロー精製生成物流６の取り出しはまた、更なる重質成分が第２の蒸留ゾーンＢ１のサンプ中で生成される場合に、精製生成物流６のあらゆる重質汚染を低減する。軽質成分は、第２の蒸留ゾーンＢ１の上部セクションで濃縮される。軽質汚染物質は軽質流５ａ中に除去される。反応生成物流８は、アジピン酸ジメチルエステル及びヒドロキシヘキサン酸メチルエステル、及び第１の蒸留ゾーンからの反応生成物、例えばカプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールを含み、第２の蒸留ゾーンＢ１からのサイドドローとして回収される。反応生成物流を、全体的な１，６－ヘキサンジオール生成プロセス中の水素化分解工程にリサイクルして、より多くの１，６－ヘキサンジオールを生成することができる。軽質流５ａの調節によって、軽質汚染物質の除去を最大化し、エステル、カプロラクトン及びアルデヒドのロスを最小化する。これにより、第１の蒸留ゾーンＡ１からの未変換エステル材料及び反応生成物が効率的にリサイクル及び水素化され、１，６－ヘキサンジオール生成の効率が向上する。パージ９を反応生成物流８から取り出して、１，６－ヘキサンジオールに変換することができず、別途１，６－ヘキサンジオール生成物を汚染するであろう他の中間ボイラーを除去することができる。
同じ項目は同じ番号が付けられ、再度説明はされない図２において、第１の蒸留ゾーンＡ１を含む二次カラム及び第２の蒸留ゾーンＢ１を含む一次カラムの熱的に一体化された配置が使用される。図１のコンデンサーＨ１及びＨ３の役割は、図２のコンデンサーＨ３で組み合わせることができ、設置される機器の数を省く。第１の蒸留ゾーンＡ１からのオーバーヘッド蒸気ドロー３は、二次カラムのオーバーヘッド出口を一次カラムのサイド入口と接続する第１の中間流である。液体サイドドロー４は、第２の蒸留ゾーンＢ１から取り出され、第１の蒸留ゾーンＡ１への還流を提供する。したがって液体サイドドロー４は、一次カラムのサイド出口を二次カラムのサイド入口に接続する第２の中間流であり、一次カラムのサイド出口は、第１の中間流であるオーバーヘッド蒸気流３が接続する一次カラムのサイド入口の下方にある。
図３では、図１及び２と同じ組成を有する粗生成物流１が、一次カラムに含まれる第１の蒸留ゾーンＡ２に供給される。いくつかの実施形態では、別個の二次カラムに含まれる第２の蒸留ゾーンＢ２からの重質成分を含有するリサイクル流１７も、好ましくは同じ供給ポイントで、又は第１の蒸留ゾーンＡ２の更に下方で第１の蒸留ゾーンＡ２に供給されてもよい。粗生成物流１及びリサイクル流１７からの重質成分は、第１の蒸留ゾーンＡ２の下部で濃縮され、重質流１２中に除去される。第１の蒸留ゾーンＡ２は、リボイラーＨ１２を含む。
上記のように、重質成分は、第１の蒸留ゾーンＡ２のサンプ中で反応して１，６－ヘキサンジオールを形成する６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート、及びカプロラクトンを含む。６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールはまた、サンプ中で反応して更なる６－ヒドロキシヘキサナールを形成し、更なる６－ヒドロキシヘキサナールが、第１の蒸留ゾーンＡ２への空気の進入による酸素の存在下で形成される。次いで、カプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールは、より軽く、第１の蒸留ゾーンＡ２に上昇して戻る。６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエート及び６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールを含む重質成分は、粗生成物流１の第１の蒸留ゾーンＡ２への供給ポイント上方で組成が減少し、サイドドロー１３中の重質成分含量が減少する。サイドドロー１３は、一次カラムのサイド出口を二次カラムのサイド入口に接続する第２の中間流である。コンデンサーＨ１１を第１の蒸留ゾーンＡ２の頂部に設けて、還流１５ｂを第１の蒸留ゾーンＡ２に提供する。コンデンサーＨ１１は、冷却水によって、又はプロセス全体のために熱を有用に回収することによって、例えば蒸気を起こすことによって、又はプロセスに供給されるメタノールなどのアルカノールを気化させることによって従来通りに冷却することができる。サンプ中の６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートと６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールとの反応からのカプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールは、サイドドロー１３中に現れる。このサイドドロー１３は、粗生成物流１の供給ポイントの上方から取り出され得る。他の軽質成分（例えばアジピン酸ジメチル）、ヒドロキシヘキサン酸メチル、ヒドロキシヘキシル－メチルエーテル、ヘキサノール、オキセパン、及び残留アルカノールなどの軽質汚染物質、及び粗生成物流１からの水もまた、サイドドロー１３中に出現し得る。これらは、第２の蒸留ゾーンＢ２で除去され、第２の蒸留ゾーンＢ２を含む二次カラムのオーバーヘッド出口を第１の蒸留ゾーンＡ２を含む一次カラムのサイド入口に接続する第１の中間流１４を介して、第１の蒸留ゾーンＡ２に戻される。サイドドロー１３が取り出されるサイド出口は、第１の中間流１４が供給されるサイド入口の下方にある。第２の蒸留装置Ｂ２のための還流は、部分的コンデンサーＨ１３によって提供されてもよい。生成物１，６－ヘキサンジオールは、サイドドロー精製生成物流１６又は底部精製生成物流１６ａとして取り出すことができる。第２の蒸留ゾーンＢ２は、リボイラーＨ１４を含む。
このプロセスによって、供給物１中の軽質成分及び重質成分、及び第１の蒸留ゾーンＡ２のサンプ中での反応によって生成された軽質成分は除去され、精製生成物流１６又は１６ａ中の組成が減少する。サイド精製生成物流１６を取り出せば、次いで重質物のパージをリサイクル流１７によって第１の蒸留ゾーンＡ２にリサイクルさせることができる。軽質成分は、第１の蒸留ゾーンＡ２の上部セクションで濃縮される。軽質汚染物質は、オーバーヘッド軽質流１５ａ中に除去される。反応生成物流１８は、第１の蒸留ゾーンＡ２からサイドドローとして取り出される。反応生成物流１８は、エステル、アジピン酸ジメチル及びヒドロキシヘキサン酸メチルを含み、第１の蒸留ゾーンＡ２のサンプからの反応生成物、例えばカプロラクトンを含み、これを全体的な１，６－ヘキサンジオール生成プロセスにおいて水素化にリサイクルさせて、より多くの１，６－ヘキサンジオールを生成することができる。パージ１９を反応生成物流１８から取り出して、１，６－ヘキサンジオールに変換することができず、別途精製生成物流１６又は１６ａを汚染するであろう他の中間ボイラーを除去することができる。
同し項目は同じ番号が付けられ、再度説明はされない図４において、第１の蒸留ゾーンＡ２を含む一次カラム及び第２の蒸留ゾーンＢ２を含む二次カラムの熱的に一体化された配置が使用される。図３のコンデンサーＨ１１及びＨ１３の役割は、図４のコンデンサーＨ１１で組み合わせることができ、設置される機器の数を省く。コンデンサーＨ１１は、冷却水によって、又はプロセス全体のために熱を有用に回収することによって、例えば蒸気を起こすことによって、又はプロセスに供給されるメタノールなどのアルカノールを気化させることによって従来通りに冷却することができる。第１の蒸留ゾーンＡ２からのサイドドロー１３は、一次カラムのサイド出口を二次カラムのサイド入口に接続する第２の中間流である。第１の中間流１４は、第２の蒸留ゾーンＢ２を含む二次カラムのオーバーヘッド出口を、第１の蒸留ゾーンＡ２を含む一次カラムのサイド入口と接続する。一次カラムのサイド出口は、第１の中間流１４が接続する一次カラムのサイド入口の下方にある。この実施形態では、第２の蒸留ゾーンＢ２を含む二次カラムは、第１の蒸留ゾーンＡ２を含む一次カラムの中間セクションからの材料のための追加の蒸留ゾーンとして効果的に作用する。その材料はサイドドロー１３で回収され、精製生成物流１６、１６ａと反応生成物流１８との間の最も困難な分離に焦点を合わせた第２の蒸留ゾーンＢ２で分離され、いかなる軽質汚染物質及び反応生成物も第１の中間流１４によって第１の蒸留ゾーンＡ２に戻され、軽質流１５ａ及び反応生成物流１８で分離及び回収され、精製生成物流１６又は１６ａは第２の蒸留ゾーンＢ２から回収される。
図５は、第１の蒸留ゾーンＡ３及び第２の蒸留ゾーンＢ３の別の構成を示す。図５に示されるように、第１の蒸留ゾーンＡ３及び第２の蒸留ゾーンＢ３は、有利には、カラムの底部まで完全に延在する封止された分離バッフル２０を使用することによって単一のカラムに組み合わされてもよい。バッフル２０は、先の図と同じ組成を有する、粗生成物流１の第１の蒸留ゾーンＡ３への供給ポイントより上のポイントまでカラムの上方に延びている。バッフル２０はまた、第２の蒸留ゾーンＢ３からの精製生成物流２６、２６ａの回収ポイントの上方に延びている。単一のカラムは、２つのリボイラーＨ２２及びＨ２４を含む。重質流２２は、第１の蒸留ゾーンＡ３の底部から取り出され、一方、特に、精製生成物流２６がサイドドローとして取り出される場合、重質パージ流２７は、粗生成物流１の供給ポイントにおいて、又はその下方で第２の蒸留ゾーンＢ３から第１の蒸留ゾーンＡ３にリサイクルされてもよい。代替的に又は追加的に、精製生成物流２６ａを底流として取り出してもよい。精製生成物流２６及び２６ａの利点は、精製生成物流６及び６ａに関して上述した通りである。実際、分離に関する図５の操作は、図１及び図２の操作と非常に類似しており、図５は、単一のカラムであること、及び完全に熱的に統合されていることから利益を得る。したがって、第１の蒸留ゾーンＡ３のサンプからの反応生成物は、反応生成物流８と同様に、可能なパージ２９と共に反応生成物流２８中に回収される。軽質汚染物質は、軽質流５ａと同じ方法で軽質流２５ａ中に回収され、還流２５ｂは、還流５ｂ及びコンデンサーＨ３のときと同様にコンデンサーＨ２３によって提供される。反応生成物がバッフル２０を上昇し、次いで反応生成物流２８中に除去されるまで第２の蒸留ゾーンＢ３中を上昇し続けるので、高純度の１，６－ヘキサンジオールが精製生成物流２６、２６ａ中に得られる。したがって、それらは第２の蒸留ゾーンＢ３を降下せず、精製生成物流２６、２６ａを汚染しない。図５のように、第１の蒸留ゾーンＡ３と第２の蒸留ゾーンＢ３とを単一のカラム内に組み合わせると、組み合わされた（バッフル２０によって分離された）第１の蒸留ゾーンＡ３の役割及び第２の蒸留ゾーンＢ３の下部セクションの役割に必要なカラムの直径は、バッフル２０の上方の第２の蒸留ゾーンＢ３の上部セクションに必要な直径と同様であるので、本明細書に記載される分離にとって特に有利である。したがって、単一のカラム中で役割を組み合わせると、必要なカラムは、図１又は図２の第２の蒸留ゾーンＢ１を含む一次カラムと同様のサイズであり、設備コストの大幅な節約をもたらす。
図６において、アジピン酸１０１はエステル化装置２０１に供給され、メタノールなどのアルカノールでエステル化される。アルカノールは、下流のアルカノール及び水除去工程２０３からのリサイクルアルカノール１０２と、補給アルカノール１０３とを含む。エステル化装置２０１の生成物はアジピン酸ジアルキル１０４を含む。エステル化装置２０１において使用されるアルカノールは、生成物分離プロセス２０４、例えば、本発明の第１若しくは第３の態様による、又は上記の図１～５に関連して説明されたプロセスからの熱を使用して気化させることができる。したがって、生成物分離プロセス２０４は、上記のような蒸留ゾーンを含み、これらの蒸留ゾーンからの熱を使用して、液体アルカノール１０５を気化させることができる。例えば、液体アルカノールは、コンデンサー、例えば上記の図１～５におけるコンデンサーＨ１、Ｈ３又はＨ１１に供給されてもよく、そこでコンデンサーを通過する流れとの熱交換に供されて、その流れを冷却し、液体アルカノール１０５を気化させることができ、次いでこれをアルカノール蒸気１０６としてエステル化装置２０１にフィードバックすることできる。アジピン酸ジアルキル１０４は、リサイクルされたエステル１０８と共に水素化２０２に供給され、１，６ヘキサンジオールへと水素化され、反応器排出物１０９中に取り出される。アルカノール及び水は、アルカノール及び水除去工程２０３における蒸留によって除去され、残りの粗生成物流１１０は、生成物分離プロセス２０４に供給される。図１～５に関連して上述したように、分離プロセス２０４において粗生成物流１１０は、１，６ヘキサンジオールを含む精製生成物流（１１１）と、重質流（１１２）と、軽質流１１３と、生成物分離プロセス２０４において形成されたエステル及び／又はカプロラクトン及び６－ヒドロキシヘキサナールを含み得る反応生成物流１０８とに分離される。パージ１１４は、反応生成物流１０８から取り出すことができる。
上記の実施形態は、Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが、１，６ヘキサンジオールであり、各々が存在する場合、Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルは６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールが６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、Ｃ５又はＣ６環状エステルがカプロラクトンであり、Ｃ５又はＣ６アルデヒドが６－ヒドロキシヘキサナールであり、供給材料又は未反応供給材料がアジピン酸ジアルキル、好ましくはアジピン酸ジメチルであり、Ｃ５又はＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸がアジピン酸である例に関連しているが、当業者であれば、本明細書の他の箇所の教示が与えられれば、それらの例の特徴を、他のＣ５及びＣ６アルカンジオール、及び本明細書の他の箇所に記載されるそれらの対応する化合物を用いたプロセスにどのように適用するか理解するであろう。
当業者であれば、上記の実施形態は単なる例として説明されており、本発明の範囲内で変更及び修正が可能であることを理解するであろう。例えば、図５の単一カラム構成は、反応生成物流２８が軽質流２５ａとは別個に回収されない場合であっても有利である。
Claims (17)
- Ｃ５若しくはＣ６アルカンジオール、軽質汚染物質、及びＣ１０若しくはＣ１２直鎖エステル、又はＣ１０若しくはＣ１２環状アセタール若しくはケタールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質を含む粗生成物流から、前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールを分離するプロセスであって、第１の蒸留ゾーンであって、そこに前記粗生成物流が供給され、底流として取り出される重質流中で前記重質汚染物質がそこから除去される第１の蒸留ゾーンと、第２の蒸留ゾーンであって、前記第１の蒸留ゾーンで形成された、Ｃ５若しくはＣ６環状エステル、又はＣ５若しくはＣ６アルデヒドのうちの１つ以上を含む反応生成物から前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールがそこで分離され、そこから精製生成物流中で前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが回収される、第２の蒸留ゾーンとを含む分離システムに前記粗生成物流を供給することを含み、前記反応生成物が、前記第１の蒸留ゾーン又は前記第２の蒸留ゾーンのいずれかからサイドドローとして取り出される反応生成物流において回収されることを特徴とし、前記軽質汚染物質が、前記第１の蒸留ゾーン又は前記第２の蒸留ゾーンのいずれかからオーバーヘッド流として取り出される軽質流中で除去される、プロセス。
- 前記反応生成物流及び前記軽質流が同じ蒸留ゾーンから取り出される、請求項１に記載のプロセス。
- 前記第１及び第２の蒸留ゾーンが単一のカラム内に収容され、前記第２の蒸留ゾーンが、バッフルによって前記第１の蒸留ゾーンから分離され、バッフルが前記カラムの底部から始まり、前記粗生成物流が前記第１の蒸留ゾーンに供給される供給ポイント、及び前記精製生成物流が前記第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントの両方の上方に延びる、請求項１又は２に記載のプロセス。
- 前記反応生成物流が、前記バッフルの頂部の上方からサイドドローとして取り出される、請求項３に記載のプロセス。
- 前記第１及び第２の蒸留ゾーンが別個のカラム内にある、請求項１又は２に記載のプロセス。
- 前記別個のカラムが一次カラム及び二次カラムを含み、第１の中間流が、前記二次カラムのオーバーヘッド出口を前記一次カラムのサイド入口に接続し、前記軽質流が、前記一次カラムからオーバーヘッド流として回収され、前記反応生成物流が、前記一次カラムの前記サイド入口の上方でサイドドローとして前記一次カラムから取り出される、請求項５に記載のプロセス。
- 第２の中間流が、前記一次カラムのサイド出口を前記二次カラムのサイド入口に接続し、前記一次カラムの前記サイド出口が、前記第１の中間流が接続する前記一次カラムの前記サイド入口の下方にある、請求項６に記載のプロセス。
- 前記一次カラムがコンデンサーを含み、前記二次カラムがコンデンサーを含まない、請求項７に記載のプロセス。
- 前記粗生成物流が、Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸のジアルキルエステル又はＣ５ケト酸のアルキルエステルを含む未反応供給材料を更に含み、前記未反応供給材料が反応生成物流において回収される、請求項１～８のいずれか一項に記載のプロセス。
- Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸のジアルキルエステル又はＣ５ケト酸のアルキルエステルを含む供給材料からＣ５又はＣ６アルカンジオールを生成するプロセスであって、前記供給材料が前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールへの水素化分解を被る水素化分解工程と；分離工程とを含み、分離工程において、前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオール、軽質汚染物質、及びＣ１０若しくはＣ１２直鎖エステル、又はＣ１０若しくはＣ１２環状アセタール若しくはケタールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質を含む粗生成物流を、前記重質汚染物質を含む重質流、前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールを含む精製生成物流、前記軽質汚染物質を含む軽質流、及び前記分離工程で形成される、Ｃ５若しくはＣ６環状エステル、又はＣ５若しくはＣ６アルデヒドのうちの１つ以上を含む反応生成物を含む反応生成物流へと分離し、前記精製生成物流が回収され、前記反応生成物流が前記水素化分解工程にリサイクルされる、プロセス。
- 前記分離工程が、請求項１～９のいずれか一項に記載のプロセスに従って行われる、請求項１０に記載のプロセス。
- 前記供給材料が、アルカノールによるＣ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸のエステル化によって生成される、請求項１０又は１１に記載のプロセス。
- 前記アルカノールの少なくとも一部が、前記分離工程においてコンデンサーでの熱交換によって気化する、請求項１２に記載のプロセス。
- Ｃ５又はＣ６アルカンジオール、及びＣ１０若しくはＣ１２直鎖エステル又はＣ１０若しくはＣ１２環状アセタール若しくはケタールのうちの１つ以上を含む重質汚染物質を含む粗生成物流から、前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールを分離するプロセスであって、第１の蒸留ゾーンであって、そこに前記粗生成物流が供給され、底流として取り出される重質流中で前記重質汚染物質がそこから除去される第１の蒸留ゾーンと、第２の蒸留ゾーンであって、前記第１の蒸留ゾーンで形成された、Ｃ５若しくはＣ６環状エステル、又はＣ５若しくはＣ６アルデヒドのうちの１つ以上を含む反応生成物から前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールがそこで分離され、そこから精製生成物流中で前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオール、好ましくは１，６ヘキサンジオールが回収される、第２の蒸留ゾーンとを含む分離システムに前記粗生成物流を供給することを含み、前記第１及び第２の蒸留ゾーンが単一のカラム内に収容され、前記第２の蒸留ゾーンがバッフルによって前記第１の蒸留ゾーンから分離され、前記バッフルは前記カラムの前記底部から始まり、前記粗生成物流が前記第１の蒸留ゾーンに供給される供給ポイント、及び前記精製生成物流が前記第２の蒸留ゾーンから回収される回収ポイントの両方の上方に延びていることを特徴とする、プロセス。
- 前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが、式Ｉによる化合物であり：
前記Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルが、式ＩＩによる化合物であり：
前記Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールが、式ＩＩＩによる化合物であり：
前記Ｃ５又はＣ６環状エステルが、式ＩＶによる化合物であり：
前記Ｃ５又はＣ６アルデヒドが、式Ｖによる化合物であり：
存在する場合、前記供給材料又は前記未反応供給材料が、式ＶＩによる化合物であり：
存在する場合、前記Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸は、式ＶＩＩによる化合物であり：
- ａ．前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが１，６ヘキサンジオールであり、前記Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルが６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、前記Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールが６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、前記Ｃ５又はＣ６環状エステルがカプロラクトンであり、前記Ｃ５又はＣ６アルデヒドが６－ヒドロキシヘキサナールであり、存在する場合、前記供給材料又は前記未反応供給材料がアジピン酸ジアルキル、好ましくはアジピン酸ジメチルであり、前記Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又がＣ５ケト酸がアジピン酸である、
ｂ．前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが１，５ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、前記Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルが５－ヒドロキシペンチル５－ヒドロキシペンタノエートであり、前記Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールが５－（（テトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－イル）オキシ）ペンタン－１－オールであり、前記Ｃ５又はＣ６環状エステルがテトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－２－オンであり、前記Ｃ５又はＣ６アルデヒドが５－ヒドロキシペンタナールであり、存在する場合、前記供給材料又は前記未反応供給材料がグルタル酸ジアルキル、好ましくはグルタル酸ジメチルであり、前記Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸がグルタル酸である、
ｃ．前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが１，４ペンタンジオールであり、各々が存在する場合、前記Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルが４－ヒドロキシペンチル４－ヒドロキシペンタノエートであり、前記Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールが５－（（２－メチルテトラヒドロフラン－２－イル）オキシ）ペンタン－２－オールであり、前記Ｃ５又はＣ６環状エステルがγバレロラクトンであり、前記Ｃ５又はＣ６アルデヒドが４－ヒドロキシペンタナールであり、存在する場合、前記供給材料又は前記未反応供給材料がレブリン酸アルキル、好ましくはレブリン酸メチルであり、前記Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸がレブリン酸である、
のいずれかである、請求項１～１５のいずれか一項に記載のプロセス。 - 前記Ｃ５又はＣ６アルカンジオールが１，６ヘキサンジオールであり、前記Ｃ１０又はＣ１２直鎖エステルが６－ヒドロキシヘキシル６－ヒドロキシヘキサノエートであり、前記Ｃ１０又はＣ１２環状アセタール又はケタールが６－（オキセパン－２－イルオキシ）ヘキサン－１－オールであり、前記Ｃ５又はＣ６環状エステルがカプロラクトンであり、前記Ｃ５又はＣ６アルデヒドが６－ヒドロキシヘキサナールであり、存在する場合、前記供給材料がアジピン酸ジアルキル、好ましくはアジピン酸ジメチルであり、前記Ｃ５若しくはＣ６ジカルボン酸又はＣ５ケト酸がアジピン酸である、請求項１～１６のいずれか一項に記載のプロセス。
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