JP7420953B2 - ナトリウムアルコキシドおよびカリウムアルコキシドのエネルギー効率に優れた製造方法 - Google Patents
ナトリウムアルコキシドおよびカリウムアルコキシドのエネルギー効率に優れた製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、反応精留による向流でのアルカリ金属アルコキシドの製造方法であって、アルカリ金属がナトリウムおよびカリウムから選択される方法に関する。この方法では、第１のステップで、アルコールを当該アルカリ金属水酸化物と向流で反応させる。得られたアルコールと水との混合物を第２のステップにて精留塔で分離し、得られたアルコール蒸気を圧縮してその温度を上昇させる。圧縮蒸気の冷却時に排出されるエネルギーを、従来の方法とは異なり、本発明による方法の第１のステップで使用することによって活用する。これにより、当該アルカリ金属アルコキシドのエネルギー効率に優れた製造が可能となる。
１．発明の背景
アルカリ金属アルコキシドの製造は、重要な工業プロセスである。
アルカリ金属アルコキシドの製造は、重要な工業プロセスである。
アルカリ金属アルコキシドは、医薬または農薬の有効成分の製造などの多くの化学物質の合成において強塩基として使用されている。さらに、アルカリ金属アルコキシドは、エステル交換反応やアミド化反応の触媒として使用されている。
アルカリ金属アルコキシド（ＭＯＲ）は、アルカリ金属水酸化物（ＭＯＨ）とアルコール（ＲＯＨ）から向流蒸留塔で反応蒸留により製造され、その際、次の反応＜１＞に従って生成された反応水が留出液とともに除去される。
このようなプロセス原理は、例えば米国特許第２，８７７，２７４号明細書に記載されており、アルカリ金属水酸化物水溶液とガス状メタノールを精留塔にて向流で反応させる。この方法は、原則的には変わらない形で国際公開第０１／４２１７８号にも記載されている。
同様の方法でありながら、さらにベンゼンなどの連行剤を付加的に使用する方法が、英国特許出願公告第３７７，６３１号明細書および米国特許第１，９１０，３３１号明細書に記載されている。ここで、当該連行剤は、水と水溶性アルコールとを分離させる役割を果たす。どちらの特許明細書でも、反応水を分離するために凝縮物を相分離させる。
相応して、独国特許発明第９６８９０３号明細書には、反応塔でアルカリ金属アルコキシドを連続的に製造するための方法が記載されており、この方法では、頂部で取り出された水－アルコール混合物が凝縮され、その後、相分離に供される。ここで、水相は廃棄され、アルコール相は、未使用のアルコールとともに塔の頂部に戻される。同様の方法が欧州特許出願公開第０２９９５７７号明細書に記載されており、ここでは凝縮物における水の分離が膜を用いて行われる。工業的に非常に重要なアルカリ金属アルコキシドは、ナトリウムおよびカリウムのアルコキシドであり、特にメトキシドおよびエトキシドが重要である。それらの合成は、例えば欧州特許出願公開第１９９７７９４号明細書のような先行技術にしばしば記載されている。
先行技術に記載されている反応精留によるアルカリ金属アルコキシドの合成では、通常、使用したアルコールおよび水を含む蒸気が得られる。経済的な理由から、蒸気に含まれるアルコールを反応蒸留で再び反応物として使用することが合理的である。そのため、通常は蒸気を精留塔に供給し、そこに含まれるアルコールを分離する（例えば、英国特許出願公告第７３７４５３号明細書および米国特許第４，５６６，９４７号明細書に記載）。こうして回収されたアルコールは、反応物として、例えば反応蒸留に供給される。代替的または追加的に、アルコール蒸気の一部を精留塔の加熱に使用することができる（国際公開第２０１０／０９７３１８号に記載）。しかし、そのためには精留塔を加熱するのに必要な温度レベルに達するまで蒸気を圧縮しなければならない。特に、蒸気の多段圧縮が熱力学的に有利である。この場合、圧縮段階間で蒸気を冷却する。また、中間冷却により、圧縮装置の最大許容温度を超えないようにすることができる。従来の方法で行われるこの冷却の欠点は、その際に取り出されたエネルギーが未使用のまま散逸してしまうことである。
したがって、反応蒸留によるナトリウムおよびカリウムのアルコキシドの製造方法の改良が求められている。この改良により、上記の欠点が回避され、特に蒸気の圧縮および冷却の際に発生する熱のエネルギー効率に優れた利用が可能となることが望ましい。
２．発明の概要
したがって、本発明は、式ＭＡＯＲ［式中、Ｒは、Ｃ１～Ｃ６炭化水素基、好ましくはメチル基であり、ＭＡは、ナトリウム、カリウムから選択される金属であり、好ましくはナトリウムである］の少なくとも１つのアルカリ金属アルコキシドの製造方法であって、
（ａ１）反応精留塔ＲＲＡで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１を、ＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２と向流で反応させて、ＭＡＯＲと水とＲＯＨとＭＡＯＨとを含む粗生成物ＲＰＡを生成し、
ＲＲＡの下端で、ＲＯＨとＭＡＯＲとを含む底部生成物流ＳＡＰを取り出し、ＲＲＡの上端で、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＡＢを取り出し、
（ａ２）任意に、ステップ（ａ１）と同時にかつ空間的に離れた状態で、反応精留塔ＲＲＢで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１を、ＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２と向流で反応させて、ＭＢＯＲと水とＲＯＨとＭＢＯＨとを含む粗生成物ＲＰＢを生成し、ここで、ＭＢは、ナトリウム、カリウムから選択される金属であり、好ましくはカリウムであり、
ＲＲＢの下端で、ＲＯＨとＭＢＯＲとを含む底部生成物流ＳＢＰを取り出し、ＲＲＢの上端で、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＢＢを取り出し、
（ｂ）蒸気流ＳＡＢと、ステップ（ａ２）を実施する場合には、ＳＡＢと混合したまたはＳＡＢと分離した蒸気流ＳＢＢ、好ましくはＳＡＢと混合した蒸気流ＳＢＢとを、精留塔ＲＤＡに送り、ＲＤＡにおいて、ＲＤＡの頂部における、圧力ｐＢ２および温度ＴＢ２を有し、ＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２と、ＲＤＡの底部における水流ＳＷとに分離し、
（ｃ）蒸気流ＳＢ２の少なくとも一部を圧縮することにより、ＳＢ２よりも圧縮された、圧力ｐＢ３（＞ｐＢ２）および温度ＴＢ３（＞ＴＢ２）の蒸気流ＳＢ３を得て、
（ｄ）エネルギーを、ＳＢ３からＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢの少なくとも１つへ伝達させ、ステップ（ａ２）を実施する場合には、代替的にまたは追加的に、好ましくは追加的に、エネルギーを、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つへ伝達させ、
これにより、ＳＢ３よりもエネルギー含有量の少ない蒸気流ＳＢ４を得る、方法に関する。
本発明による方法の好ましい実施形態では、ステップ（ｅ）において、蒸気流ＳＢ４は、精留塔ＲＤＡの加熱に使用され、かつ／または、（好ましくはかつ、）当該塔に返送される。
したがって、本発明は、式ＭＡＯＲ［式中、Ｒは、Ｃ１～Ｃ６炭化水素基、好ましくはメチル基であり、ＭＡは、ナトリウム、カリウムから選択される金属であり、好ましくはナトリウムである］の少なくとも１つのアルカリ金属アルコキシドの製造方法であって、
（ａ１）反応精留塔ＲＲＡで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１を、ＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２と向流で反応させて、ＭＡＯＲと水とＲＯＨとＭＡＯＨとを含む粗生成物ＲＰＡを生成し、
ＲＲＡの下端で、ＲＯＨとＭＡＯＲとを含む底部生成物流ＳＡＰを取り出し、ＲＲＡの上端で、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＡＢを取り出し、
（ａ２）任意に、ステップ（ａ１）と同時にかつ空間的に離れた状態で、反応精留塔ＲＲＢで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１を、ＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２と向流で反応させて、ＭＢＯＲと水とＲＯＨとＭＢＯＨとを含む粗生成物ＲＰＢを生成し、ここで、ＭＢは、ナトリウム、カリウムから選択される金属であり、好ましくはカリウムであり、
ＲＲＢの下端で、ＲＯＨとＭＢＯＲとを含む底部生成物流ＳＢＰを取り出し、ＲＲＢの上端で、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＢＢを取り出し、
（ｂ）蒸気流ＳＡＢと、ステップ（ａ２）を実施する場合には、ＳＡＢと混合したまたはＳＡＢと分離した蒸気流ＳＢＢ、好ましくはＳＡＢと混合した蒸気流ＳＢＢとを、精留塔ＲＤＡに送り、ＲＤＡにおいて、ＲＤＡの頂部における、圧力ｐＢ２および温度ＴＢ２を有し、ＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２と、ＲＤＡの底部における水流ＳＷとに分離し、
（ｃ）蒸気流ＳＢ２の少なくとも一部を圧縮することにより、ＳＢ２よりも圧縮された、圧力ｐＢ３（＞ｐＢ２）および温度ＴＢ３（＞ＴＢ２）の蒸気流ＳＢ３を得て、
（ｄ）エネルギーを、ＳＢ３からＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢの少なくとも１つへ伝達させ、ステップ（ａ２）を実施する場合には、代替的にまたは追加的に、好ましくは追加的に、エネルギーを、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つへ伝達させ、
これにより、ＳＢ３よりもエネルギー含有量の少ない蒸気流ＳＢ４を得る、方法に関する。
本発明による方法の好ましい実施形態では、ステップ（ｅ）において、蒸気流ＳＢ４は、精留塔ＲＤＡの加熱に使用され、かつ／または、（好ましくはかつ、）当該塔に返送される。
３．図面
図１は、本発明による方法の一実施形態を示し、反応塔ＲＲＡ＜１００＞においてＮａＯＨ ＳＡＥ２＜１０２＞とメタノールＳＡＥ１＜１０３＞とを反応させてナトリウムメトキシド＜１０４＞を生成させるものである。反応塔の底部で、メタノール－メトキシド混合物ＳＡＰ＊＜１０４＞が取り出される。得られた蒸気ＳＡＢ＜１０７＞は、水／メタノール塔ＲＤＡ＜３００＞に供給され、そこでメタノールが蒸気ＳＢ２＜３０２＞として蒸留により回収される。蒸気ＳＢ２＜３０２＞は、圧縮装置ＶＤＡＢ２＜３０３＞で予備圧縮され、圧縮装置ＶＤ１＜４０１＞で圧縮されて蒸気ＳＢ３＜４０３＞となる。中間冷却装置ＷＴＸ＜４０２＞で蒸気ＳＢ３＜４０３＞を圧縮した後に排出されたエネルギーは、反応塔ＲＲＡ＜１００＞の底部の蒸発器ＶＳＡ＜１０５＞に供給される。エネルギーの排出後、得られた蒸気ＳＢ４＜４０４＞は、任意に圧縮装置ＶＤｘ＜４０５＞により再度圧縮され、その後得られた蒸気ＳＢ５＜４０９＞は、加熱のため、精留塔ＲＤＡ＜３００＞の底部の蒸発器ＶＳＲＤ＜４０６＞に供給される。
図１は、本発明による方法の一実施形態を示し、反応塔ＲＲＡ＜１００＞においてＮａＯＨ ＳＡＥ２＜１０２＞とメタノールＳＡＥ１＜１０３＞とを反応させてナトリウムメトキシド＜１０４＞を生成させるものである。反応塔の底部で、メタノール－メトキシド混合物ＳＡＰ＊＜１０４＞が取り出される。得られた蒸気ＳＡＢ＜１０７＞は、水／メタノール塔ＲＤＡ＜３００＞に供給され、そこでメタノールが蒸気ＳＢ２＜３０２＞として蒸留により回収される。蒸気ＳＢ２＜３０２＞は、圧縮装置ＶＤＡＢ２＜３０３＞で予備圧縮され、圧縮装置ＶＤ１＜４０１＞で圧縮されて蒸気ＳＢ３＜４０３＞となる。中間冷却装置ＷＴＸ＜４０２＞で蒸気ＳＢ３＜４０３＞を圧縮した後に排出されたエネルギーは、反応塔ＲＲＡ＜１００＞の底部の蒸発器ＶＳＡ＜１０５＞に供給される。エネルギーの排出後、得られた蒸気ＳＢ４＜４０４＞は、任意に圧縮装置ＶＤｘ＜４０５＞により再度圧縮され、その後得られた蒸気ＳＢ５＜４０９＞は、加熱のため、精留塔ＲＤＡ＜３００＞の底部の蒸発器ＶＳＲＤ＜４０６＞に供給される。
図２は、本発明による方法の一実施形態を示し、ＮａＯＨ ＳＡＥ２＜１０２Ａ＞およびＫＯＨ ＳＢＥ２＜１０２Ｂ＞をそれぞれ、２つの別々の反応塔ＲＲＡ＜１００Ａ＞、ＲＲＢ＜１００Ｂ＞でメタノールＳＡＥ２＜１０３Ａ＞またはＳＢＥ２＜１０３Ｂ＞と反応させて、各メトキシドを生成するものである。各反応塔の底部でそれぞれ、メタノール－メトキシド混合物ＳＡＰ＊＜１０４Ａ＞またはＳＢＰ＊＜１０４Ｂ＞が取り出される。得られた蒸気は、混合物＜１０７Ｃ＞として水／メタノール塔ＲＤＡ＜３００＞に供給され、そこでメタノールは蒸気ＳＢ２＜３０２＞として蒸留により回収される。これが圧縮装置ＶＤＡＢ２＜３０３＞で予備圧縮され、圧縮装置ＶＤ１＜４０１＞で圧縮されて圧縮蒸気ＳＢ３＜４０３＞が生成される。圧縮蒸気ＳＢ３＜４０３＞から中間冷却装置ＷＴＸ＜４０２＞で排出されたエネルギーは、反応塔ＲＲＡ＜１００Ａ＞の底部の蒸発器ＶＳＡ＜１０５Ａ＞と、反応塔ＲＲＢ＜１００Ｂ＞の底部の蒸発器ＶＳＢ＜１０５Ｂ＞とに供給される。中間冷却装置ＷＴＸ＜４０２＞の後、得られた蒸気ＳＢ４＜４０４＞は、任意にさらなる圧縮装置ＶＤｘ＜４０５＞を通り、蒸気ＳＢ５＜４０９＞として、加熱のため、精留塔ＲＤＡ＜３００＞の底部の蒸発器ＶＳＲＤ＜４０６＞に供給される。
４．発明の詳細な説明
４．１ 本発明による方法のステップ（ａ１）
本発明による方法のステップ（ａ１）において、反応精留塔ＲＲＡで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１を、ＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２と向流で反応させて、ＭＡＯＲと水とＲＯＨとＭＡＯＨとを含む粗生成物ＲＰＡを生成する。
４．１ 本発明による方法のステップ（ａ１）
本発明による方法のステップ（ａ１）において、反応精留塔ＲＲＡで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１を、ＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２と向流で反応させて、ＭＡＯＲと水とＲＯＨとＭＡＯＨとを含む粗生成物ＲＰＡを生成する。
本発明によれば、「反応精留塔」とは、少なくとも部分的に、本発明による方法のステップ（ａ１）またはステップ（ａ２）による反応が進行する精留塔と定義される。これは、「反応塔」と略されることもある。
本発明による方法のステップ（ａ１）において、ＲＲＡの下端で、ＲＯＨとＭＡＯＲとを含む底部生成物流ＳＡＰを取り出す。ＲＲＡの上端で、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＡＢを取り出す。
Ｒは、本発明による方法において、Ｃ１～Ｃ６炭化水素基であり、好ましくは、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基の異性体、例えばｎ－ペンチル基からなる群から選択され、より好ましくは、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基からなる群から選択され、さらにより好ましくは、メチル基、エチル基からなる群から選択される。特に好ましくは、Ｒはメチル基であり、したがってＲＯＨはメタノールである。
ＭＡは、ナトリウム、カリウムから選択され、好ましくはナトリウムである。
反応物流ＳＡＥ１は、ＲＯＨを含む。好ましい実施形態では、ＳＡＥ１中のＲＯＨの質量分率は、９５質量％以上、さらにより好ましくは９９質量％以上であり、ＳＡＥ１は、それ以外に特に水を含む。
本発明による方法のステップ（ａ１）において反応物流ＳＡＥ１として使用されるアルコールＲＯＨは、アルコールの質量分率が９９．８質量％超であり水の質量分率が最大０．２質量％である市販のアルコールであってもよい。
反応物流ＳＡＥ１は、好ましくは蒸気の状態で添加される。
反応物流ＳＡＥ２は、ＭＡＯＨを含む。好ましい実施形態では、ＳＡＥ２は、ＭＡＯＨに加えて、水、ＲＯＨから選択される少なくとも１つのさらなる化合物を含む。さらにより好ましくは、ＳＡＥ２は、ＭＡＯＨに加えて水を含み、この場合、ＳＡＥ２は、ＭＡＯＨの水溶液である。
反応物流ＳＡＥ２がＭＡＯＨおよび水を含む場合、ＳＡＥ２を形成する水溶液の全質量に対するＭＡＯＨの質量分率は、特に１０～５５質量％、好ましくは１５～５４質量％、より好ましくは３０～５３質量％、特に好ましくは４５～５２質量％の範囲である。特に好ましくは、水溶液中のＭＡＯＨの割合は、５０質量％である。
反応物流ＳＡＥ２がＭＡＯＨおよびＲＯＨを含む場合、ＳＡＥ２を形成する溶液の全質量に対するＲＯＨ中のＭＡＯＨの質量分率は、特に１０～５５質量％、好ましくは１５～５４質量％、より好ましくは３０～５３質量％、特に好ましくは４５～５２質量％の範囲である。
反応物流ＳＡＥ２がＭＡＯＨに加えて水とＲＯＨの双方を含む特定の場合、ＳＡＥ２を形成する溶液の全質量に対する、ＲＯＨ中のＭＡＯＨ、および水の質量分率が、特に１０～５５質量％、好ましくは１５～５４質量％、より好ましくは３０～５３質量％、特に好ましくは４５～５２質量％の範囲であることが特に好ましい。
本発明による方法のステップ（ａ１）は、反応精留塔（または「反応塔」）ＲＲＡで実施される。
本発明による方法のステップ（ａ２）は、反応精留塔（または「反応塔」）ＲＲＢで実施される。
好ましくは、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢは、内部構造物を含む。適切な内部構造物は、例えば、トレイ、規則充填物または不規則充填物である。反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢがトレイを含む場合、バブルキャップトレイ、バルブトレイ、トンネルキャップトレイ、トルマントレイ、クロススリットバブルキャップトレイまたはシーブトレイが適切である。反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢがトレイを含む場合、好ましくは、それらのトレイは、液体の最大５質量％、好ましくは１質量％未満がそれぞれのトレイを通過するように選択される。液体の適下を最小限に抑えるために必要な設計上の対策は、当業者にはよく知られている。バルブトレイの場合には、例えば特に密閉性の高いバルブ設計が選択される。バルブの数を減らすことで、さらに、トレイ開口部の蒸気速度を通常設定される値の２倍にまで高めることができる。シーブトレイを使用する場合には、トレイ開口部の直径を小さくし、開口部の数を維持またはさらには増加させることが特に有利である。
規則充填物または不規則充填物を使用する場合、液体の均一な分配の観点から規則充填物が好ましい。さらに、本実施形態では、全塔断面の２％超に相当する塔断面の全ての部分において、液体に関して、蒸気流に対する液体流の平均比率は１５％を超えてはならず、好ましくは３％を超えてはならない。このように液量を低く抑えることで、ワイヤーメッシュの毛管効果により、液体トリクル密度の局所的なピーク値を排除することが可能になる。
不規則充填物を備えた塔、特にランダム充填物を備えた塔、および規則充填物を備えた塔において、液体分配の所望の特性は、塔全断面の約２～５％に相当する、塔ジャケットに隣接する塔断面の縁領域における液体トリクル密度を、他の断面領域と比べて最大１００％、好ましくは５～１５％低減することによって達成することが可能である。これは、例えば、液体分配器の滴下箇所やその孔を狙い通りに分配することで容易に実現できる。
本発明による方法は、連続的または非連続的に実施することができる。好ましくは、本発明による方法は、連続的に実施される。
本発明によれば、「ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１を、ＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２と向流で反応させる」ことは、特に、反応塔ＲＲＡでのステップ（ａ１）におけるＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１の少なくとも一部の添加箇所が、ＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２の添加箇所の下方に位置することによって達成される。
反応塔ＲＲＡは、好ましくは、反応物流ＳＡＥ１の添加箇所と反応物流ＳＡＥ２の添加箇所との間に、少なくとも２、特に１５～４０の理論段を含む。
反応塔ＲＲＡは、純粋なストリッピング塔として運転することが好ましい。したがって特に、ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１は、反応塔ＲＲＡの下方領域において蒸気状で供給される。本発明による方法のステップ（ａ１）は、ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１の一部が、アルカリＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２の添加箇所の下方であるが、反応塔ＲＲＡの上端または上端の領域にて蒸気状で添加される場合をも含む。これにより、反応塔ＲＲＡの下方領域の寸法を小さくすることができる。ＲＯＨ、特にメタノールを含む反応物流ＳＡＥ１の一部が、反応塔ＲＲＡの上端または上端の領域で、特に蒸気状で添加される場合、（それぞれステップ（ａ１）で使用されるアルコールＲＯＨの全量に対して）１０～７０質量％、好ましくは３０～５０質量％の部分量のみが、反応塔ＲＲＡの下端で投入され、残りの部分量は、単一の流れで、または複数の部分流に分けて、好ましくは１～１０の理論段、特に好ましくは１～３の理論段で、ＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２の添加箇所の下方にて蒸気状で添加される。
反応塔ＲＲＡにおいて、ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１とＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２とを前記反応＜１＞に従って反応させて、ＭＡＯＲおよびＨ２Ｏが生成される。これは平衡反応であるため、これらの生成物は、反応物ＲＯＨおよびＭＡＯＨと混在する。したがって、本発明による方法のステップ（ａ１）では、反応塔ＲＲＡにおいて、生成物ＭＡＯＲおよび水に加えてさらにＲＯＨおよびＭＡＯＨをも含む粗生成物ＲＰＡが得られる。
ＲＲＡの下端では、ＲＯＨとＭＡＯＲとを含む底部生成物流ＳＡＰが得られ、これが取り出される。
ＲＲＡの上端、好ましくはＲＲＡの塔頂部で、上記で「水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＡＢ」と称された、なおも水を含むアルコール流が取り出される。
この水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＡＢは、本発明による方法のステップ（ｂ）に供給される。ステップ（ｂ）の蒸留で得られたアルコールの一部を、流れＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４の少なくとも１つの一部として反応塔ＲＲＡに反応物流ＳＡＥ１として供給することができる。
好ましくは、反応物流ＳＡＥ１に含まれるアルコールＲＯＨの量は、それが同時に底部生成物流ＳＡＰで得られるアルカリアルコキシドＭＡＯＲの溶媒としても作用するように選択される。好ましくは、反応物流ＳＡＥ１中のアルコールＲＯＨの量は、所望の濃度のアルカリアルコキシド溶液が反応塔の底部に存在し、これがＲＯＨとＭＡＯＲとを含む底部生成物流ＳＡＰとして取り出されるように選択される。
本発明による方法の好ましい実施形態では、特に、ＳＡＥ２がＭＡＯＨに加えて水をも含む場合、ステップ（ａ１）において反応物流ＳＡＥ１として使用されるアルコールＲＯＨの全質量（質量；単位：ｋｇ）と、ステップ（ａ１）において反応物流ＳＡＥ２として使用されるＭＡＯＨの全質量（質量；単位：ｋｇ）との比は、４：１～５０：１、より好ましくは９：１～４８：１、さらにより好ましくは１３：１～３５：１、なおもさらにより好ましくは２２：１～３０：１である。
反応塔ＲＲＡは、還流を伴うかまたは伴わずに、好ましくは還流を伴わずに運転される。
「還流を伴わない」とは、ＲＲＡの上端で取り出された水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＡＢが、ステップ（ｂ）による精留塔ＲＤＡに完全に供給されることを意味する。その場合、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＡＢは、精留塔ＲＤＡに蒸気状で供給されることが好ましい。
「還流を伴う」とは、各塔の上端で、ステップ（ａ１）では反応塔ＲＲＡの上端で、取り出された水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＡＢが完全に排出されるのではなく、すなわちステップ（ｂ）において蒸気流ＳＡＢが精留塔ＲＤＡに完全に供給されるのではなく、少なくとも一部、好ましくは一部が、各塔に、ステップ（ａ１）では反応塔ＲＲＡに、還流として再度供給されることを意味する。このような還流を設定する場合、還流比は、好ましくは０．０５～０．９９、より好ましくは０．１～０．９、さらにより好ましくは０．１１～０．３４、特に好ましくは０．１４～０．２７、非常に特に好ましくは０．１７～０．２４である。還流は、各塔の頂部に、ステップ（ａ１）では反応塔ＲＲＡの頂部に、冷却器ＫＲＲＡを設置し、そこで蒸気流ＳＡＢを少なくとも部分的に凝縮して、各塔に、ステップ（ａ１）では反応塔ＲＲＡに、再度供給することにより、設定することができる。還流比とは、一般に、また本発明の趣意において、液状（還流）で各塔に返送される質量流量（ｋｇ／ｈ）と、液状（留出液）またガス状（蒸気）で各塔から排出される質量流量（ｋｇ／ｈ）との比を意味する。
反応塔ＲＲＡにおいて還流が設定される実施形態では、ステップ（ａ１）において反応物流ＳＡＥ２として使用されるＭＡＯＨを、少なくとも部分的に還流の流れと混合し、得られた混合物をステップ（ａ１）に供給してもよい。
本発明による方法のステップ（ａ１）は、特に、４５℃～１５０℃、好ましくは４７℃～１２０℃、より好ましくは６０℃～１１０℃の範囲の温度で、０．５ｂａｒ～４０ｂａｒ、好ましくは０．７５ｂａｒ～５ｂａｒの範囲、より好ましくは１ｂａｒ～２ｂａｒの範囲、より好ましくは１ｂａｒ～１．５ｂａｒの範囲の圧力で、さらにより好ましくは周囲圧力（１ｂａｒ）で実施される。
好ましい実施形態では、反応塔ＲＲＡは、特に中間蒸発器ＶＺＡおよび底部蒸発器ＶＳＡから選択される少なくとも１つの蒸発器を含む。反応塔ＲＲＡは、特に好ましくは、少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＡを含む。
本発明によれば、「中間蒸発器」ＶＺＡおよびＶＺＢとは、各塔の底部の上方、特に反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの底部の上方に存在する蒸発器を意味する。その中で、特に粗生成物ＲＰＡまたはＲＰＢを蒸発させる。
本発明によれば、各塔の底部、特に反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの底部を加熱する蒸発器を「底部蒸発器」ＶＳＡおよびＶＳＢと称する。その中で、底部生成物流ＳＡＰまたはＳＢＰを蒸発させる。
蒸発器は、通常、各反応塔または精留塔の外側に配置されている。蒸発器で蒸発させる混合物は、抜出部を通じて塔から抜き出され、少なくとも１つの蒸発器に供給される。反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの場合、これは、粗生成物ＲＰＡまたはＲＰＢの中間蒸発の際に抜き出されて少なくとも１つの中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢに供給される。蒸発した混合物は、場合により液体が残った状態で、注入部を通じて再度各塔に返送される。蒸発器が中間蒸発器、すなわち特に中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢである場合には、各混合物が抜き出されて蒸発器に供給される抜出部は、側方抜出部であり、蒸発した各混合物が塔に再度供給される注入部は、側方注入部である。蒸発器が底部蒸発器である場合、すなわち塔底部を加熱する場合、つまり特に底部蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢである場合、底部抜出流の少なくとも一部、特にＳＡＰまたはＳＢＰは底部蒸発器ＶＳに供給されて蒸発され、底部領域で再度各塔に返送される。しかし代替的に、例えば、中間蒸発器の使用時に適切なトレイ上に、または各塔の底部に管を形成して、この中に各圧縮蒸気流ＳＢ３または熱媒体Ｗ１を流すことも可能である。この場合、蒸発は塔のトレイ上または塔底部で行われる。ただし、蒸発器は各塔の外側に配置することが好ましい。
中間蒸発器および底部蒸発器として使用できる好適な蒸発器は、例えば、自然循環式蒸発器、強制循環式蒸発器、膨張部を備えた強制循環式蒸発器、蒸気ボイラ、薄膜落下式蒸発器または薄膜式蒸発器である。自然循環式蒸発器や強制循環式蒸発器では、蒸発器の熱交換器として通常はチューブバンドルやプレート式装置が使用される。チューブバンドル式熱交換器を用いる場合、圧縮蒸気流ＳＢ３または熱媒体Ｗ１が管の中を流れ、蒸発させる混合物が管の周囲を流れてもよいし、圧縮蒸気流ＳＢ３または熱媒体Ｗ１が管の周囲を流れ、蒸発させる混合物が管の中を流れてもよい。薄膜落下式蒸発器の場合には、通常、蒸発させる混合物を管の内側に薄膜として加え、管を外側から加熱する。薄膜式蒸発器では、薄膜落下式蒸発器とは異なり、さらにワイパー付きロータが設けられており、これにより、蒸発させる液体を管の内壁に分散させて薄膜を形成する。
しかし、上記のものに加えて、精留塔での使用に適した当業者に知られている他の任意のタイプの蒸発器も使用することができる。
中間蒸発器が圧縮蒸気流ＳＢ３または熱媒体Ｗ１を加熱蒸気として用いて運転される蒸発器である場合、中間蒸発器は、反応塔ＲＲＡのストリッピング部において反応物流ＳＡＥ１の注入箇所の領域に、または反応塔ＲＲＢの場合には反応物流ＳＢＥ１の注入箇所の領域に配置されていると好ましい。これにより、加熱エネルギーの大部分を中間蒸発器により導入することができる。例えば、エネルギーの８０％超を中間蒸発器により導入することができる。本発明によれば、中間蒸発器は、蒸留に必要な全エネルギーの５０％超、特に７５％超がこれにより導入されるように配置および／または設計されることが好ましい。
中間蒸発器を使用する場合、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢが、中間蒸発器の下方に１～５０の理論段を有し、中間蒸発器の上方に１～２００の理論段を有するように中間蒸発器を配置すると特に有利である。特に、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢが、中間蒸発器の下方に２～１０の理論段を有し、中間蒸発器の上方に２０～５０の理論段を有すると好ましい。
粗生成物ＲＰＡまたはＲＰＢが中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢに供給される側方抜出部と、蒸発した粗生成物ＲＰＡまたはＲＰＢが中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢから各反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢに再度供給される側方注入部とは、反応塔の同じトレイの間に配置することが可能である。ただし、側方抜出部と側方注入部とが異なる高さに位置することも可能である。
好ましい実施形態では、中間蒸発器ＲＲＡまたはＲＲＢを用いる場合、中間蒸発器ＲＲＡまたはＲＲＢの上方の反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの直径は、中間蒸発器ＲＲＡまたはＲＲＢの下方の反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの直径より大きい。これには、投資コストを抑えられるという利点がある。
このような中間蒸発器ＶＺＡでは、反応塔ＲＲＡに存在するＭＡＯＲと水とＲＯＨとＭＡＯＨとを含む液状粗生成物ＲＰＡをガス状に変換することができるため、本発明による方法のステップ（ａ１）による反応の効率が向上する。
反応塔ＲＲＡの上方領域に１つ以上の中間蒸発器ＶＺＡを配置することで、反応塔ＲＲＡの下方領域の寸法を小さくすることができる。少なくとも１つ、好ましくは複数の中間蒸発器ＶＺＡを有する実施形態では、ＲＯＨの部分流を液状で反応塔ＲＲＡの上方領域に供給することも可能である。
本発明によれば、底部蒸発器は、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの底部に配置され、「ＶＳＡ」または「ＶＳＢ」と称される。このような底部蒸発器において、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢに存在する底部生成物流ＳＡＰまたはＳＢＰを通し、そこからＲＯＨを少なくとも部分的に除去することができ、それにより、ＳＡＰに対してＭＡＯＲの質量分率が増加した底部生成物流ＳＡＰ＊、またはＳＢＰに対してＭＢＯＲの質量分率が増加した底部生成物流ＳＢＰ＊が得られる。
本発明による方法のステップ（ａ１）において、反応塔ＲＲＡの下端で、ＲＯＨとＭＡＯＲとを含む底部生成物流ＳＡＰが取り出される。
反応塔ＲＲＡが少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＡを含み、それに底部生成物流ＳＡＰが少なくとも部分的に通され、ＲＯＨがそれから少なくとも部分的に除去されることが好ましく、それにより、ＳＡＰに対してＭＡＯＲの質量分率が増加した底部生成物流ＳＡＰ＊が得られる。このさらなる好ましい実施形態では、ステップ（ｄ）において、ＳＢ３またはＷ１が少なくとも部分的に底部蒸発器ＶＳＡに通され、エネルギーがＳＢ３またはＷ１から底部生成物流ＳＡＰへ伝達され、特にＳＢ３またはＷ１が蒸発器ＶＡ１の加熱に利用されると、さらに有利である。Ｗ１は、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰまたはＳＢＢとは異なる熱媒体であって、ＳＢ３から少なくとも１つの熱媒体Ｗ１へエネルギーが伝達されるように、ＳＢ３に接触している（第４．５節参照）。
ここで、底部生成物流ＳＡＰ＊のＭＡＯＲの質量分率は、特に底部生成物流ＳＡＰのＭＡＯＲの質量分率と比較して、少なくとも１％、好ましくは２％以上、より好ましくは５％以上、さらにより好ましくは１０％以上、なおもさらにより好ましくは２０％以上、なおもさらにより好ましくは３０％以上、なおもさらにより好ましくは４０％以上、なおもさらにより好ましくは５０％以上、なおもさらにより好ましくは１００％以上、なおもさらにより好ましくは１５０％以上増加している。
好ましくは、ＳＡＰは、または少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＡが使用され、これに底部生成物流ＳＡＰが少なくとも部分的に通され、そこからＲＯＨが少なくとも部分的に除去される場合にはＳＡＰ＊は、ＳＡＰの全質量に対してそれぞれ１～５０質量％、好ましくは５～３２質量％、より好ましくは１５～３２質量％、最も好ましくは３０～３２質量％の範囲の、ＲＯＨ中のＭＡＯＲの質量分率を有する。
ここで、ＳＡＰまたはＳＡＰ＊中の残留水の質量分率は、好ましくは、ＳＡＰの全質量に対して、１質量％未満、好ましくは０．１質量％未満、より好ましくは０．０１質量％未満である。
ここで、ＳＡＰまたはＳＡＰ＊中の反応物ＭＡＯＨの質量分率は、好ましくは、ＳＡＰの全質量に対して、１質量％未満、好ましくは０．１質量％未満、より好ましくは０．０１質量％未満である。
４．２ 本発明による方法のステップ（ａ２）（任意）
本発明によれば、ステップ（ａ２）は任意に実施される。本発明による方法のステップ（ａ１）と同時にかつ空間的に離れた状態で進行する任意のステップ（ａ２）において、反応精留塔ＲＲＢで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１を、ＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２と向流で反応させて、ＭＢＯＲと水とＲＯＨとＭＢＯＨとを含む粗生成物ＲＰＢを生成する。
本発明によれば、ステップ（ａ２）は任意に実施される。本発明による方法のステップ（ａ１）と同時にかつ空間的に離れた状態で進行する任意のステップ（ａ２）において、反応精留塔ＲＲＢで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１を、ＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２と向流で反応させて、ＭＢＯＲと水とＲＯＨとＭＢＯＨとを含む粗生成物ＲＰＢを生成する。
本発明による方法のステップ（ａ２）において、ＲＲＢの下端で、ＲＯＨとＭＢＯＲとを含む底部生成物流ＳＢＰが取り出される。ＲＲＢの上端では、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＢＢが取り出される。
ＭＢは、ナトリウム、カリウムから選択され、好ましくはカリウムである。
反応物流ＳＢＥ１は、ＲＯＨを含む。好ましい実施形態では、ＳＢＥ１中のＲＯＨの質量分率は、９５質量％以上、さらにより好ましくは９９質量％以上であり、ＳＢＥ１は、それ以外に特に水を含む。
本発明による方法のステップ（ａ２）において反応物流ＳＢＥ１として使用されるアルコールＲＯＨは、アルコールの質量分率が９９．８質量％超であり水の質量分率が最大０．２質量％である市販のアルコールであってもよい。
反応物流路ＳＢＥ１は、好ましくは蒸気の状態で添加される。
反応物流ＳＢＥ２は、ＭＢＯＨを含む。好ましい実施形態では、ＳＢＥ２は、ＭＢＯＨに加えて、水、ＲＯＨから選択される少なくとも１つのさらなる化合物を含む。さらにより好ましくは、ＳＢＥ２は、ＭＢＯＨに加えて水を含み、この場合、ＳＢＥ２は、ＭＢＯＨの水溶液である。
反応物流ＳＢＥ２がＭＢＯＨおよび水を含む場合、ＳＢＥ２を形成する水溶液の全質量に対するＭＢＯＨの質量分率は、特に１０～５５質量％、好ましくは１５～５４質量％、より好ましくは３０～５３質量％、特に好ましくは４５～５２質量％の範囲である。特に好ましくは、水溶液中のＭＢＯＨの量は、５０質量％である。
反応物流ＳＢＥ２がＭＢＯＨおよびＲＯＨを含む場合、ＳＢＥ２を形成する溶液の全質量に対するＲＯＨ中のＭＢＯＨの質量分率は、特に１０～５５質量％、好ましくは１５～５４質量％、より好ましくは３０～５３質量％、特に好ましくは４５～５２質量％の範囲である。
反応物流ＳＢＥ２がＭＢＯＨに加えて水とＲＯＨの双方を含む特定の場合、ＳＢＥ２を形成する溶液の全質量に対する、ＲＯＨ中のＭＢＯＨ、および水の質量分率が、特に１０～５５質量％、好ましくは１５～５４質量％、より好ましくは３０～５３質量％、特に好ましくは４５～５２質量％の範囲であることが特に好ましい。
本発明による方法のステップ（ａ２）は、反応精留塔（または「反応塔」）ＲＲＢで実施される。反応塔ＲＲＢの好ましい実施形態は、第４．１節に記載されている。
本発明によれば、「ＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１を、ＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２と向流で反応させる」ことは、特に、反応塔ＲＲＢでのステップ（ａ２）におけるＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１の少なくとも一部の添加箇所が、ＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２の添加箇所の下方に位置することによって達成される。
反応塔ＲＲＢは、好ましくは、反応物流ＳＢＥ１の添加箇所と反応物流ＳＢＥ２の添加箇所との間に少なくとも２、特に１５～４０の理論段を含む。
反応塔ＲＲＢは、純粋なストリッピング塔として運転することが好ましい。したがって特に、ＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１は、反応塔ＲＲＢの下方領域において蒸気状で供給される。本発明による方法のステップ（ａ２）は、ＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１の一部が、アルカリＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２の添加箇所の下方であるが、反応塔ＲＲＢの上端または上端の領域にて蒸気状で添加される場合をも含む。これにより、反応塔ＲＲＢの下方領域の寸法を小さくすることができる。ＲＯＨ、特にメタノールを含む反応物流ＳＢＥ１の一部が、反応塔ＲＲＢの上端または上端の領域で、特に蒸気状で添加される場合、（それぞれステップ（ａ２）で使用されるアルコールＲＯＨの全量に対して）１０～７０質量％、好ましくは３０～５０質量％の部分量のみが、反応塔ＲＲＢの下端で投入され、残りの部分量は、単一の流れで、または複数の部分流に分けて、好ましくは１～１０の理論段、特に好ましくは１～３の理論段で、ＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２の添加箇所の下方にて蒸気状で添加される。
反応塔ＲＲＢにおいて、ＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１とＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２とを前記反応＜１＞に従って反応させて、ＭＢＯＲおよびＨ２Ｏが生成される。これは平衡反応であるため、これらの生成物は、反応物ＲＯＨおよびＭＢＯＨと混在する。したがって、本発明による方法のステップ（ａ２）では、反応塔ＲＲＢにおいて、生成物ＭＢＯＲおよび水に加えてさらにＲＯＨおよびＭＢＯＨをも含む粗生成物ＲＰＢが得られる。
ＲＲＢの下端では、ＲＯＨとＭＢＯＲとを含む底部生成物流ＳＢＰが得られ、これが取り出される。
ＲＲＢの上端、好ましくはＲＲＢの塔頂部で、上記で「水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＢＢ」と称された、なおも水を含むアルコール流が取り出される。
この水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＢＢは、本発明による方法のステップ（ｂ）に供給される。ここで、蒸気流ＳＢＢは、本発明による方法のステップ（ｂ）に供給される前にＳＡＢと混合して、または混合せずに、すなわちＳＡＢとは別に、本発明による方法のステップ（ｂ）に供給される。好ましくは、蒸気流ＳＢＢはＳＡＢと混合され、その後、この混合物は本発明による方法のステップ（ｂ）に供給される。ステップ（ｂ）の蒸留で得られたアルコールの一部を、流れＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４の少なくとも１つの一部として反応塔ＲＲＢに反応物流ＳＢＥ１として供給することができる。
好ましくは、反応物流ＳＢＥ１に含まれるアルコールＲＯＨの量は、それが同時に底部生成物流ＳＢＰで得られるアルカリアルコキシドＭＢＯＲの溶媒としても作用するように選択される。好ましくは、反応物流ＳＢＥ１中のアルコールＲＯＨの量は、所望の濃度のアルカリアルコキシド溶液が反応塔の底部に存在し、これがＲＯＨとＭＢＯＲとを含む底部生成物流ＳＢＰとして取り出されるように選択される。
本発明による方法の好ましい実施形態では、特に、ＳＢＥ２がＭＢＯＨに加えて水をも含む場合、ステップ（ａ２）において反応物流ＳＢＥ１として使用されるアルコールＲＯＨの全質量（質量；単位：ｋｇ）と、ステップ（ａ２）において反応物流ＳＢＥ２として使用されるＭＢＯＨの全質量（質量；単位：ｋｇ）との比は、４：１～５０：１、より好ましくは９：１～４８：１、さらにより好ましくは１３：１～３５：１、なおもさらにより好ましくは２２：１～３０：１である。
反応塔ＲＲＢは、還流を伴うかまたは伴わずに、好ましくは還流を伴わずに運転される。
「還流を伴わない」とは、ＲＲＢの上端で取り出された水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＢＢが、ステップ（ｂ）による精留塔ＲＤＡに完全に供給されることを意味する。その場合、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＢＢは、精留塔ＲＤＡに蒸気状で供給されることが好ましい。
「還流を伴う」とは、各塔の上端で、ステップ（ａ２）では反応塔ＲＲＢの上端で、取り出された水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＢＢが完全に排出されるのではなく、すなわちステップ（ｂ）において蒸気流ＳＢＢが精留塔ＲＤＡに完全に供給されるのではなく、少なくとも一部、好ましくは一部が、各塔に、ステップ（ａ２）では反応塔ＲＲＢに、還流として再度供給されることを意味する。このような還流を設定する場合、還流比は、好ましくは０．０５～０．９９、より好ましくは０．１～０．９、さらにより好ましくは０．１１～０．３４、特に好ましくは０．１４～０．２７、非常に特に好ましくは０．１７～０．２４である。還流は、各塔の頂部に、ステップ（ａ２）では反応塔ＲＲＢの頂部に、冷却器ＫＲＲＢを設置し、そこで蒸気流ＳＢＢを少なくとも部分的に凝縮して、各塔に、ステップ（ａ２）では反応塔ＲＲＢに、再度供給することにより、設定することができる。
反応塔ＲＲＢにおいて還流が設定される実施形態では、ステップ（ａ２）において反応物流ＳＢＥ２として使用されるＭＢＯＨを、少なくとも部分的に還流の流れと混合し、得られた混合物をステップ（ａ２）に供給してもよい。
本発明による方法のステップ（ａ２）は、特に、４５℃～１５０℃、好ましくは４７℃～１２０℃、より好ましくは６０℃～１１０℃の範囲の温度で、０．５ｂａｒ～４０ｂａｒ、好ましくは０．７５ｂａｒ～５ｂａｒの範囲、より好ましくは１ｂａｒ～２ｂａｒの範囲、より好ましくは１ｂａｒ～１．５ｂａｒの範囲の圧力で、さらにより好ましくは周囲圧力（１ｂａｒ）で実施される。
好ましい実施形態では、反応塔ＲＲＢは、特に中間蒸発器ＶＺＢおよび底部蒸発器ＶＳＢから選択される少なくとも１つの蒸発器を含む。反応塔ＲＲＢは、特に好ましくは、少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＢを含む。
このような中間蒸発器ＶＺＢでは、反応塔ＲＲＢに存在するＭＢＯＲと水とＲＯＨとＭＢＯＨとを含む液状粗生成物ＲＰＢをガス状に変換することができるため、本発明による方法のステップ（ａ２）による反応の効率が向上する。
反応塔ＲＲＢの上方領域に１つ以上の中間蒸発器ＶＺＢを配置することで、反応塔ＲＲＢの下方領域の寸法を小さくすることができる。少なくとも１つ、好ましくは複数の中間蒸発器ＶＺＢを有する実施形態では、ＲＯＨの部分流を液状で反応塔ＲＲＢの上方領域に供給することも可能である。
本発明による方法のステップ（ａ２）において、反応塔ＲＲＢの下端で、ＲＯＨとＭＢＯＲとを含む底部生成物流ＳＢＰが取り出される。
反応塔ＲＲＢが少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＢを含み、それに底部生成物流ＳＢＰが少なくとも部分的に通され、ＲＯＨがそれから少なくとも部分的に除去されることが好ましく、それにより、ＳＢＰに対してＭＢＯＲの質量分率が増加した底部生成物流ＳＢＰ＊が得られる。このさらなる好ましい実施形態では、ステップ（ｄ）において、ＳＢ３またはＷ１が少なくとも部分的に底部蒸発器ＶＳＢに通され、エネルギーがＳＢ３またはＷ１から底部生成物流ＳＢＰへ伝達され、特にＳＢ３またはＷ１が蒸発器ＶＢ１の加熱に使用されると、さらに有利である。
ここで、底部生成物流ＳＢＰ＊のＭＢＯＲの質量分率は、特に底部生成物流ＳＢＰのＭＢＯＲの質量分率と比較して、少なくとも１％、好ましくは２％以上、より好ましくは５％以上、さらにより好ましくは１０％以上、なおもさらにより好ましくは２０％以上、なおもさらにより好ましくは３０％以上、なおもさらにより好ましくは４０％以上、なおもさらにより好ましくは５０％以上、なおもさらにより好ましくは１００％以上、なおもさらにより好ましくは１５０％以上増加している。
好ましくは、ＳＢＰは、または少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＢが使用され、これに底部生成物流ＳＢＰが少なくとも部分的に通され、そこからＲＯＨが少なくとも部分的に除去される場合にはＳＢＰ＊は、ＳＢＰの全質量に対してそれぞれ１～５０質量％、好ましくは５～３２質量％、より好ましくは１５～３２質量％、最も好ましくは３０～３２質量％の範囲の、ＲＯＨ中のＭＢＯＲの質量分率を有する。
ここで、ＳＢＰまたはＳＢＰ＊中の残留水の質量分率は、好ましくは、ＳＢＰの全質量に対して、１質量％未満、好ましくは０．１質量％未満、より好ましくは０．０１質量％未満である。
ここで、ＳＢＰまたはＳＢＰ＊中の反応物ＭＢＯＨの質量分率は、好ましくは、ＳＢＰの全質量に対して、１質量％未満、好ましくは０．１質量％未満、より好ましくは０．０１質量％未満である。
ステップ（ａ２）も実施される本方法の実施形態では、好ましくは、底部生成物流ＳＡＰが少なくとも部分的に底部蒸発器ＶＳＡに通され、ＲＯＨがＳＡＰから少なくとも部分的に除去され、それにより、ＳＡＰに対してＭＡＯＲの質量分率が増加した底部生成物流ＳＡＰ＊が得られ、かつ／または好ましくは、底部生成物流ＳＢＰが少なくとも部分的に底部蒸発器ＶＳＢに通され、ＲＯＨがＳＢＰから少なくとも部分的に除去され、それにより、ＳＢＰに対してＭＢＯＲの質量分率が増加した底部生成物流ＳＢＰ＊が得られる。このさらなる好ましい実施形態では、ステップ（ｄ）において、エネルギーがＳＢ３から底部生成物流ＳＡＰおよび／または好ましくは底部生成物流ＳＢＰへ伝達され、特にＳＢ３が底部蒸発器ＶＳＡおよび／または好ましくは底部蒸発器ＶＳＢの加熱に利用されると、さらに有利である。このＳＢ３のエネルギーの利用は、直接的であっても間接的であってもよい。
本発明による方法のステップ（ａ２）が実施される本発明の実施形態では、ステップ（ａ２）は、ステップ（ａ１）と同時にかつ空間的に離れた状態で実施される。２つの反応塔ＲＲＡおよびＲＲＢでステップ（ａ１）および（ａ２）を行うことにより、空間的な分離が確保される。
本発明の有利な実施形態では、反応塔ＲＲＡおよびＲＲＢは、塔ジャケットに収容されており、その際、塔は、少なくとも１つの隔壁によって少なくとも部分的に区切られている。本発明によれば、このような少なくとも１つの隔壁を有する塔は、「ＴＲＤ」と称される。このような隔壁塔は当業者に知られており、例えば、米国特許第２，２９５，２５６号明細書、欧州特許出願公開第０１２２３６７号明細書、欧州特許出願公開第０１２６２８８号明細書、国際公開第２０１０／０９７３１８号、および
に記載されている。本発明による方法について考慮される隔壁塔において、隔壁は、好ましくは底部まで延びており、特に好ましくは塔の長手方向に少なくとも１／４、より好ましくは少なくとも１／３、さらにより好ましくは少なくとも半分、さらにより好ましくは少なくとも２／３、なおもさらにより好ましくは少なくとも３／４に延びている。隔壁は、塔を少なくとも２つの反応空間に区切っており、これらの反応空間において、空間的に分離した反応を行うことができる。少なくとも１つの隔壁によって作られる反応空間は、同じ大きさであっても、異なる大きさであってもよい。
この実施形態では、隔壁によって分離された各領域において、底部生成物流ＳＡＰおよびＳＢＰを別々に取り出すことができ、好ましくは、少なくとも１つの反応壁によって形成された各反応空間に設置された底部蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢに通し、そこでＳＡＰまたはＳＢＰからＲＯＨを少なくとも部分的に除去して、ＳＡＰ＊またはＳＢＰ＊を得ることができる。
４．３ 本発明による方法のステップ（ｂ）
本発明による方法のステップ（ｂ）では、蒸気流ＳＡＢを精留塔ＲＤＡに送り、ＲＤＡにおいて、ＲＤＡの頂部における、圧力ｐＢ２および温度ＴＢ２を有し、ＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２と、ＲＤＡの底部における水流ＳＷとに分離する。
本発明による方法のステップ（ｂ）では、蒸気流ＳＡＢを精留塔ＲＤＡに送り、ＲＤＡにおいて、ＲＤＡの頂部における、圧力ｐＢ２および温度ＴＢ２を有し、ＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２と、ＲＤＡの底部における水流ＳＷとに分離する。
ステップ（ａ２）が実施される本発明による方法の任意の実施形態では、蒸気流ＳＢＢも同様に精留塔ＲＤＡに送り、ＲＤＡにおいて、ＲＤＡの頂部における、圧力ｐＢ２および温度ＴＢ２を有し、ＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２と、ＲＤＡの底部における水流ＳＷとに分離する。ここで、蒸気流ＳＢＢは、ＳＡＢと混合して、またはＳＡＢとは別に、精留塔ＲＤＡに送られる。ここで、蒸気流ＳＢＢは、好ましくはＳＡＢと混合してから精留塔ＲＤＡに送られる。
本発明の一実施形態では、蒸気流ＳＡＢおよび任意にＳＢＢを、精留塔ＲＤＡに送る前に圧縮することができる。これは、任意の圧縮装置ＶＤＡＢ１により行うことができる。
当然のことながら、ＳＢＢがＳＡＢとは別に精留塔ＲＤＡに送られる実施形態でも、ＳＡＢおよびＳＢＢは精留塔ＲＤＡにおいて混合されるため、いずれの場合も、ステップ（ｂ）の実施後に、ＲＤＡの頂部におけるＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２と、ＲＤＡの底部における水流ＳＷとへの分離が生じる。
蒸気流ＳＢ２が示す圧力を「ｐＢ２」、その温度を「ＴＢ２」と表記する。これは特に、ＳＢ２が本発明による方法のステップ（ｃ）に供される前のＳＢ２の圧力および温度を指す。
好ましくは、ステップ（ｂ）において、精留塔ＲＤＡの底部における水流ＳＷも取り出される。
本発明による方法のステップ（ｂ）における精留塔ＲＤＡとして、当業者に知られている任意の精留塔を使用することができる。好ましくは、反応塔ＲＤＡは、内部構造物を含む。適切な内部構造物は、例えば、トレイ、不規則充填物または規則充填物である。トレイとして、通常はバブルキャップトレイ、シーブトレイ、バルブトレイ、トンネルキャップトレイまたはスリットトレイが使用される。不規則充填物は、一般にランダム充填物である。ランダム充填物として、通常はラシヒリング、ポールリング、バールサドル、またはＩｎｔａｌｏｘ（登録商標）サドルが使用される。規則充填物は、例えばＳｕｌｚｅｒ社よりＭｅｌｌａｐａｃｋ（登録商標）なる商品名で販売されている。挙げられた内部構造物に加えて、他の適切な内部構造物も当業者に知られており、同様に使用することができる。
好ましい内部構造物は、１理論分離段あたりの比圧力損失が小さい。例えば、規則充填物およびランダム充填物は、１理論分離段あたりの圧力損失がトレイよりも大幅に小さい。これには、精留塔の圧力損失が可能な限り低く抑えられ、圧縮装置の機械的性能や蒸発させるアルコール／水混合物の温度が低く抑えられるという利点がある。
精留塔ＲＤＡに規則充填物または不規則充填物が含まれている場合、これらは分割されてもよいし、１つの連続した充填物であってもよい。しかし通常は、少なくとも２つの充填物が提供され、一方の充填物は、蒸気流ＳＡＢの注入箇所または２つの蒸気流ＳＡＢおよびＳＢＢの注入箇所の上方に提供され、一方の充填物は、蒸気流ＳＡＢの注入箇所または２つの蒸気流ＳＡＢおよびＳＢＢの注入箇所の下方に提供される。不規則充填物、例えばランダム充填物が使用される場合、ランダム充填物は通常は、適切なシーブトレイまたはメッシュトレイに載置されている。
本発明による方法における反応塔ＲＲＡ（またはステップ（ａ２）が実施される実施形態では、反応塔ＲＲＡおよび反応塔ＲＲＢ）と精留塔ＲＤＡとの組み合わせにおいて、精留塔ＲＤＡは、ステップ（ｃ）による蒸気圧縮の場合に、塔間の圧力勾配をわずかなコストおよび複雑さで確立できるように選択された圧力で運転されることが好ましい。
本発明による方法では、アルコールＲＯＨは消費され、したがって、特に連続プロセスモードの場合には、未使用のアルコールＲＯＨを補う必要がある。
その際、未使用のアルコールＲＯＨが、特に、ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１として、反応塔ＲＲＡに、またはステップ（ａ２）が実施される実施形態では反応塔ＲＲＡおよびＲＲＢに、直接供給される。
本発明による方法において、ＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２を、部分的に、ステップ（ａ１）において反応物流ＳＡＥ１として使用し、任意にステップ（ａ２）において反応物流ＳＢＥ１として使用することがさらに好ましい。代替的にまたは追加的に、圧縮蒸気流ＳＢ３を、部分的に、ステップ（ａ１）において反応物流ＳＡＥ１として使用し、任意にステップ（ａ２）において反応物流ＳＢＥ１として使用することができる。この好ましい実施形態では、精留塔ＲＤＡに未使用のアルコールＲＯＨが添加されることがさらにより好ましい。
精留塔ＲＤＡに未使用のアルコールＲＯＨが添加される場合、精留塔ＲＤＡの濃縮部に供給するか、または精留塔ＲＤＡの頂部に直接供給することが好ましい。最適な注入箇所は、使用される未使用のアルコールの水含有量と、他方では蒸気流ＳＢ２中の所望の残留水含有量とに依存する。使用されるアルコールの水含有量が多く、また蒸気流ＳＢ２の純度要求が高いほど、精留塔ＲＤＡの頂部から若干の理論段数分だけ下方での注入が有利になる。精留塔ＲＤＡの頂部より最大で２０理論段数分だけ下方であることが好ましく、特に１～５理論段数分だけ下方であることが好ましい。
精留塔ＲＤＡに未使用のアルコールＲＯＨが添加される場合、精留塔ＲＤＡの頂部で沸点までの温度で、好ましくは室温で添加される。この場合、未使用のアルコールについては別途注入することが予定されていてよいが、精留塔ＲＤＡの頂部で取り出されたアルコールの一部が凝縮後に返送される場合には、これと混合して精留塔ＲＤＡに一緒に供給することも可能である。この場合、蒸気流ＳＢ２から凝縮されたアルコールが収集される凝縮物容器に未使用のアルコールを添加すると特に好ましい。
本発明の有利な実施形態では、ステップ（ａ１）による反応塔ＲＲＡ、またはステップ（ａ２）が実施される上述の好ましい実施形態における反応塔ＲＲＡおよびＲＲＢ、ならびに蒸気流ＳＢ１を分離するためのステップ（ｂ）による精留塔ＲＤＡは、塔ジャケットに収容されており、各塔は、少なくとも部分的に少なくとも１つの隔壁によって区切られているか、またはステップ（ａ２）が実施される上述の好ましい実施形態では少なくとも２つの隔壁によって区切られており、少なくとも１つの隔壁または少なくとも２つの隔壁は、塔の底部まで延びている。項目４．２で述べたように、この場合もこれは隔壁塔である。
この場合、ステップ（ａ１）による粗生成物ＲＰＡへの、またはステップ（ａ１）および（ａ２）による粗生成物ＲＰＡおよびＲＰＢへの反応はＴＲＤの一部で行われ、その際、反応物流ＳＡＥ２および任意に反応物流ＳＢＥ２は、隔壁の上端の下方だがほぼ同じレベルで加えられ、反応物流ＳＡＥ１および任意に反応物流ＳＢＥ１は、下端にて蒸気状で加えられる。反応物流の添加箇所の上方で生じるアルコール／水混合物は、精留塔ＲＤＡの濃縮部として機能する塔領域の全体にわたって隔壁の上方で分配される。塔の、隔壁で仕切られた第２の下部は、精留塔ＲＤＡのストリッピング部である。蒸留に必要なエネルギーは、塔の、隔壁で仕切られた第２の部分の下端の蒸発器を通じて供給され、その際、この蒸発器は、従来通り加熱することも、圧縮蒸気流ＳＢ３で加熱することも可能である。蒸発器が従来通り加熱される場合、圧縮蒸気流ＳＢ３で加熱される中間蒸発器を追加で設けてもよい。
本発明による方法のステップ（ｂ）に続いて、ＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２は、精留塔ＲＤＡの頂部で取り出される。この蒸気流ＳＢ２中のＲＯＨの好ましい質量分率は、９９質量％以上、好ましくは９９．６質量％以上、より好ましくは９９．９質量％以上であり、残部は、特に水である。
ＲＤＡの底部では、１質量％未満のアルコールを含み得る水流ＳＷが得られる。
本発明において、ＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２を精留塔ＲＤＡの頂部で取り出すことは、蒸気流ＳＢ２が、精留塔ＲＤＡにおいて、頂部流として、または内部構造物の上方で側方抜出物として取り出されることを意味する。精留塔ＲＤＡの底部における実質的に水を含む流れＳＷの好ましい取出しは、通常、精留塔ＲＤＡの底部で行われるが、底部の側方抜出部を通じて取り出すことも可能である。
４．４ 本発明による方法のステップ（ｃ）
本発明による方法のステップ（ｃ）において、蒸気流ＳＢ２の少なくとも一部を圧縮する。これにより、ＳＢ２よりも圧縮された蒸気流ＳＢ３が得られる。蒸気流ＳＢ３が示す圧力を「ｐＢ３」、その温度を「ＴＢ３」と表記する。
本発明による方法のステップ（ｃ）において、蒸気流ＳＢ２の少なくとも一部を圧縮する。これにより、ＳＢ２よりも圧縮された蒸気流ＳＢ３が得られる。蒸気流ＳＢ３が示す圧力を「ｐＢ３」、その温度を「ＴＢ３」と表記する。
ＳＢ３の圧力ｐＢ３は、ＳＢ２の圧力ｐＢ２よりも高く、好ましくはＳＢ２の圧力ｐＢ２よりも１～１０ｂａｒ高く、より好ましくはＳＢ２の圧力ｐＢ２よりも３～６ｂａｒ高く、さらにより好ましくはＳＢ２の圧力ｐＢ２よりも５ｂａｒ高い。ＳＢ３の温度ＴＢ３は、ＳＢ２の温度ＴＢ２よりも高く、好ましくはＳＢ２の温度ＴＢ２よりも１０～１５０℃高く、より好ましくはＳＢ２の温度ＴＢ２よりも５０～１００℃高く、さらにより好ましくはＳＢ２の温度ＴＢ２よりも９５℃高い。
ステップ（ｃ）における蒸気流ＳＢ２の圧縮は、当業者に知られている任意の方法で実施することができる。例えば、圧縮は１段でも多段でも可能であり、好ましくは多段である。多段圧縮では、同じ種類の圧縮装置を複数台使用することも、異なる種類の圧縮装置を使用することもできる。１段圧縮を用いるか多段圧縮を用いるかは、蒸気ＳＢ２が圧縮される圧力に依存する。
本発明による方法の好ましい実施形態では、蒸気流ＳＢ２の１０～９０質量％、好ましくは２０～８０質量％、より好ましくは３０～７０質量％、さらにより好ましくは４０～６０質量％、なおもさらにより好ましくは５０質量％が、反応物流ＳＡＥ１として、またはステップ（ａ２）が実施される場合には反応物流ＳＡＥ１および／または反応物流ＳＢＥ１として、使用される。
この目的のために、反応物流ＳＡＥ１および／または反応物流ＳＢＥ１として用いられるものの少なくとも一部が、第１の圧縮装置ＶＤＡＢ２により圧縮（「予備圧縮」）されると有利である。代替的または追加的に、この好ましい実施形態では、この予備圧縮を保証するために、圧縮装置ＶＤＡＢ１も上述したように使用することができる。
蒸気流ＳＢ２の残りの部分、すなわち反応物流ＳＡＥ１および／または反応物流ＳＢＥ１として使用されない部分は、次に、この好ましい実施形態ではさらに圧縮され、本発明によるステップ（ｄ）において使用される。この追加の圧縮は特に、ＶＤＡＢ１およびＶＤＡＢ２に対する少なくとも１つの追加の圧縮装置ＶＤ１を用いて実施される。
ここで、ステップ（ｃ）においてＳＢ３が圧縮される温度ＴＢ３および圧力ｐＢ３は、ステップ（ａ１）におけるＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢのうちのいずれに、またはステップ（ａ２）が実施される場合にはＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢのうちのいずれにエネルギーを伝達すべきかに応じて、調整される。当然のことながら、例えばこれらの成分の１つを加熱するためにＳＢ３が使用される場合には、ステップ（ｃ）の終了時に、ＳＢ３の温度ＴＢ３は、ステップ（ｄ）で加熱される成分の温度よりも高くなければならない。当業者は、自身の専門知識に従ってこれを設定することができる。
ＳＢ３が設定される圧力ｐ３についても同様である。これもステップ（ｄ）の要求に応じて当業者が設定することができる。
圧縮蒸気流ＳＢ３のエネルギーが例えば粗生成物ＲＰＡへ伝達され、特に粗生成物ＲＰＡが反応塔ＲＲＡに設置された中間蒸発器ＶＺＡにより加熱される場合には、本発明による方法のステップ（ｄ）において蒸気流ＳＢ３のエネルギーを用いて反応塔ＲＲＡの底部の蒸発器ＶＳＡが加熱され、次いでそれによりＳＡＰが加熱される場合に比べて、中間蒸発器ＶＺＡの加熱の際に克服すべき圧力差が小さい。
克服すべき大きな圧力差は、圧縮装置の段数を増やすか、またはより強力な圧縮装置とすることで克服することができる。しかし、圧縮装置の段数を増やすことが一般的である。
本発明による方法における圧縮装置として、特に蒸気流ＳＢ２の圧縮には、ガス流の圧縮が可能な当業者に知られているいずれの圧縮装置も好適である。適切な圧縮装置は、例えば、単段または多段式タービン、ピストン式圧縮装置、スクリュ式圧縮装置、遠心式圧縮装置、または軸流式圧縮装置である。
多段圧縮の場合、克服すべき各圧力段階に適した圧縮装置が使用される。
４．５ 本発明による方法のステップ（ｄ）
本発明による方法のステップ（ｄ）において、エネルギーを、ＳＢ３からＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢの少なくとも１つ、好ましくはＲＰＡ、ＳＡＰの少なくとも１つ、さらにより好ましくはＳＡＰへ伝達させる。ステップ（ａ２）が実施される本発明による方法の任意の実施形態では、エネルギーは、代替的にまたは追加的に、好ましくは追加的に、ＳＢ３からＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つ、好ましくはＲＰＢ、ＳＢＰの少なくとも１つ、より好ましくはＳＢＰへ伝達される。
本発明による方法のステップ（ｄ）において、エネルギーを、ＳＢ３からＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢの少なくとも１つ、好ましくはＲＰＡ、ＳＡＰの少なくとも１つ、さらにより好ましくはＳＡＰへ伝達させる。ステップ（ａ２）が実施される本発明による方法の任意の実施形態では、エネルギーは、代替的にまたは追加的に、好ましくは追加的に、ＳＢ３からＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つ、好ましくはＲＰＢ、ＳＢＰの少なくとも１つ、より好ましくはＳＢＰへ伝達される。
したがって、ステップ（ａ２）が実施される場合、本発明による方法のステップ（ｄ）において、エネルギーは、ＳＢ３からＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つ、好ましくはＲＰＡ、ＳＡＰ、ＲＰＢ、ＳＢＰの少なくとも１つ、好ましくはＳＡＰおよびＳＢＰの双方へ伝達される。
これにより、ＳＢ３よりもエネルギー量の少ない蒸気流ＳＢ４が得られる。これは特に、ＳＢ４の圧力ｐＢ４およびＳＢ４の温度ＴＢ４について、ｐＢ４≦ｐＢ３でかつＴＢ４＜ＴＢ３が成り立つことを意味する。さらにより好ましくは、ＴＢ２＜ＴＢ４でかつｐＢ２＜ｐＢ４が成り立つため、ＴＢ２＜ＴＢ４＜ＴＢ３でかつｐＢ２＜ｐＢ４≦ｐＢ３が成り立つ。
これは特に、ＳＢ３により、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢの少なくとも１つ、好ましくはＲＰＡ、ＳＡＰの少なくとも１つ、さらにより好ましくはＳＡＰが加熱されることを意味する。ステップ（ａ２）が実施される本発明による方法の任意の実施形態では、これは特に、代替的にまたは追加的に、好ましくは追加的に、ＳＢ３により、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つ、好ましくはＲＰＢ、ＳＢＰの少なくとも１つ、好ましくはＳＢＰが加熱されることを意味する。
ステップ（ａ２）が実施される場合、さらにより好ましくは、ＳＢ３により、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つ、好ましくはＲＰＡ、ＳＡＰ、ＲＰＢ、ＳＢＰの少なくとも１つ、好ましくはＳＡＰおよびＳＢＰの双方が加熱される。
したがって、本発明による方法のステップ（ｃ）を実施した後、ＳＢ３の温度ＴＢ３は、好ましくは、ステップ（ｄ）でＳＢ３によって加熱されるＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢから選択される成分の温度より高い。
ＳＢ３によるＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つへのエネルギーの伝達、好ましくはその加熱は、好ましくは直接的または間接的に行われる。
「直接的に」とは、ＳＢ３を、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢから選択される少なくとも１つの成分と接触させるか、またはステップ（ａ２）が実施される場合にはＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢから選択される少なくとも１つの成分と接触させることにより、熱がＳＢ３から当該の少なくとも１つの成分へと伝達することを意味する。
ＳＡＰ、ＳＢＰの場合、これは、ＳＢ３を反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢにおいて底部蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢに少なくとも部分的に通し、そこでＳＡＰまたはＳＢＰを加熱することによって行うことができる。
熱交換器としては，当業者が通常使用する熱交換器を使用することができる。
「間接的に」とは、特に、ＳＢ３を少なくとも１つの熱媒体Ｗ１と、好ましくは少なくとも１つの熱交換器ＷＴＸを介して接触させることを意味し、その際、熱媒体は、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰまたはＳＢＢではなく、すなわちこれらとは異なるものであるため、エネルギー、好ましくは熱がＳＢ３から少なくとも１つの熱媒体Ｗ１へ伝達し、次いで熱がＷ１からＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢから選択される当該の少なくとも１つの成分へ伝達し、その際、Ｗ１が当該の成分と接触する。
本発明による方法のさらなる実施形態では、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つがＳＢ３により間接的に加熱される場合、熱をまずＳＢ３からＷ１へ、好ましくは少なくとも１つの熱交換器ＷＴＸを介した接触によって伝達させ、次いでＷ１から、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢとは異なるさらなる熱媒体Ｗ２へ、好ましくは少なくとも１つの熱交換器ＷＴＹを介した接触によって伝達させることも可能である。次いで、最後のステップでは、Ｗ２からＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つに熱が伝達される。当然のことながら、本発明のさらなる実施形態では、相応してさらなる熱媒体Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５などを用いることができる。
熱媒体Ｗ１、またはそれに加えてさらに用いられるＷ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５として、当業者に知られている任意の熱媒体を用いることができ、これは好ましくは、水；アルコール－水溶液；塩－水溶液、これには、イオン液体、例えばＬｉＢｒ溶液、ジアルキルイミダゾリウム塩、例えば特にジアルキルイミダゾリウムジアルキルホスフェートが含まれる；鉱油、例えば軽油；熱油、例えばシリコーン油；生体油、例えばリモネン；芳香族炭化水素、例えばジベンジルトルエンからなる群から選択される。熱媒体Ｗ１として最も好ましいのは、水である。
また、使用可能な塩－水溶液については、例えば、独国特許出願公開第１０２００５０２８４５１号明細書および国際公開第２００６／１３４０１５号にも記載されている。
ＳＢ３から、粗生成物ＲＰＡ、ＲＰＢおよび／またはＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢから選択される少なくとも１つの流れへのエネルギーの伝達は、当業者に知られている方法に従って行われ、好ましくは、以下で番号４．５．１、４．５．２、４．５．３および４．５．４で挙げられる実施形態のいずれかに従って行われ、最も好ましいのは、４．５．４で挙げられるものである。
４．５．１） ステップ（ｄ）においてエネルギーがＳＢ３からＲＰＡおよび／またはＲＰＢの少なくとも１つへ伝達される本発明の実施形態では、エネルギーの伝達は、好ましくは、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢに少なくとも１つの中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢが設置され、それにより液状粗生成物ＲＰＡまたはＲＰＢが反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢ内で蒸発されるように行われる。この好ましい実施形態では、特にこの中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢは、直接加熱が行われる場合にはＳＢ３で加熱され、間接加熱が行われる場合にはＳＢ３ではない熱媒体Ｗ１で加熱され、その際、熱媒体Ｗ１は、ＳＢ３からエネルギーを予め吸収している。
４．５．２） ステップ（ｄ）においてエネルギーがＳＢ３からＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２から選択される少なくとも１つの反応物流へ伝達される本発明の実施形態では、エネルギーの伝達は、好ましくは、各反応物流が、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢに送られる前に少なくとも１つの熱交換器ＷＴ１を通るように行われる。ＷＴ１において、直接加熱が行われる場合はＳＢ３から、間接加熱が行われる場合はＳＢ３ではない熱媒体Ｗ１から少なくとも１つの反応物流ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２へのエネルギー、好ましくは熱の伝達が行われ、その際、熱媒体Ｗ１は、ＳＢ３からエネルギーを予め吸収している。
４．５．３） ステップ（ｄ）においてエネルギーがＳＢ３からＳＡＢ、ＳＢＢから選択される少なくとも１つの蒸気流へ伝達される本発明の実施形態では、エネルギーの伝達は、好ましくは、各蒸気流が、精留塔ＲＤＡに送られる前に熱交換器ＷＴ２を通るように行われる。ＷＴ２において、直接加熱が行われる場合はＳＢ３から、間接加熱が行われる場合はＳＢ３ではない熱媒体Ｗ１から、ＳＡＢ、ＳＢＢから選択される少なくとも１つの蒸気流へのエネルギー、好ましくは熱の伝達が行われ、その際、熱媒体Ｗ１は、ＳＢ３からエネルギーを予め吸収している。
４．５．４） ステップ（ｄ）においてエネルギーがＳＢ３からＳＡＰ、ＳＢＰから選択される少なくとも１つの底部生成物流へ直接伝達される本発明の実施形態では、エネルギーの伝達は、有利には、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢに少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢが設置されており、これにＳＢ３が少なくとも部分的に通され、またこれにＳＡＰまたはＳＢＰが反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢを出た後に少なくとも部分的に通されることで、エネルギー、好ましくは熱がＳＢ３からＳＡＰまたはＳＢＰへ伝達され、特にＳＡＰまたはＳＢＰが少なくとも部分的に蒸発され、特にＲＯＨがＳＡＰまたはＳＢＰから少なくとも部分的に蒸発され、それにより底部生成物流ＳＡＰ＊またはＳＢＰ＊が得られるように行われる。
ステップ（ｄ）においてエネルギーがＳＢ３からＳＡＰ、ＳＢＰから選択される少なくとも１つの底部生成物流へ間接的に伝達される本発明の実施形態では、エネルギーの伝達は、有利には、ＳＢ３が、好ましくは熱交換器を介して、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰまたはＳＢＢとは異なる熱媒体Ｗ１、好ましくは水と接触することにより、エネルギー、好ましくは熱がＳＢ３から少なくとも１つの熱媒体Ｗ１へ伝達され、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢに少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢが設置されており、Ｗ１に少なくとも部分的に通され、これにＳＡＰまたはＳＢＰが反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢを出た後に少なくとも部分的に通されることで、エネルギー、好ましくは熱がＷ１からＳＡＰまたはＳＢＰへ伝達され、特にＳＡＰまたはＳＢＰが少なくとも部分的に蒸発され、特にＲＯＨがＳＡＰまたはＳＢＰから少なくとも部分的に蒸発され、それにより底部生成物流ＳＡＰ＊またはＳＢＰ＊が得られるように行われる。
４．５．４による好ましい実施形態では、さらにより好ましくは、蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢに加えて、反応塔ＲＲＡの少なくとも１つのさらなる従来型加熱蒸発器ＶＫＡ、または反応塔ＲＲＢの少なくとも１つのさらなる従来型加熱蒸発器ＶＫＢが使用され、これは、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの底部に配置されている。蒸気流ＳＢ３で直接または間接的に加熱される蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢも同様に反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの底部に配置されている場合、従来型加熱蒸発器ＶＫＡまたはＶＫＢを、例えば反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの運転時の追加の熱供給に用いることができる。しかし総じて、従来型加熱蒸発器ＶＫＡまたはＶＫＢは、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの始動に用いられる。反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの始動時には、蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢを直接または間接的に加熱するのに十分な蒸気ＳＢ３がまだ存在しないため、まず外部から熱を供給する必要がある。精留塔ＲＤＡの始動後、精留塔ＲＤＡの頂部から取り出せる蒸気量ＳＢ２が増加する。これを圧縮してＳＢ３とし、圧縮蒸気流ＳＢ３で加熱される蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢに運転を切り替えることができる。この場合、一方では、蒸気流ＳＢ３で加熱される蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢをゆっくりと始動させ、従来型加熱蒸発器ＶＫＡまたはＶＫＢの加熱を相応して減らすことが可能であり、あるいは精留塔ＲＲＡまたはＲＲＢにおいて定常的な運転状態が確立されるまで待機し、その後、従来型加熱蒸発器ＶＫＡまたはＶＫＢから、圧縮蒸気流ＳＢ３で加熱される蒸発器ＶＳＡまたはＶＳＢへと切り替えられる。
例えば項目４．５．１に記載の本発明の実施形態のように、中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢを圧縮蒸気流ＳＢ３で加熱する場合、追加の従来型加熱蒸発器ＶＫＡまたはＶＫＢを使用して、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの底部の熱がさらに反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢに導入される。この場合、従来型加熱蒸発器ＶＫＡまたはＶＫＢは、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの運転時間全体にわたって運転される。この場合にも、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの始動のために、中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢの加熱に十分な多量の蒸気流ＳＢ３を中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢの加熱に供給できるようになるまで、まず従来型加熱蒸発器ＶＫＡまたはＶＫＢにより反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢに多量の熱を導入する必要がある。それから、従来型加熱蒸発器ＶＫＡまたはＶＫＢにより反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢに導入される熱量を低減することができる。あるいは中間蒸発器ＶＺＡまたはＶＺＢを用いる場合には、各反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの底部で、２つの従来型加熱蒸発器ＶＫＡ１およびＶＫＡ２またはＶＫＢ１およびＶＫＢ２を用いることも可能である。その場合、追加の従来型加熱蒸発器ＶＫＡ２またはＶＫＢ２は、塔の始動に使用され、他方の従来型加熱蒸発器ＶＫＡ１またはＶＫＢ１は、反応塔ＲＲＡまたはＲＲＢの運転中に継続して運転される。
本発明による方法のステップ（ｄ）は、本発明の予期せぬ効果を示すものである。本発明の方法により、蒸気流ＳＢ２から圧縮蒸気流ＳＢ３への圧縮時に得られる余剰エネルギーを未使用のまま散逸させるのではなく、反応蒸留における反応運転に利用することが可能である。これは大幅な省エネルギーにつながる。
４．６ 本発明による方法のより好ましいステップ（ｅ）
本発明による方法の好ましい実施形態では、ステップ（ｅ）において、蒸気流ＳＢ４を精留塔ＲＤＡの加熱に使用する。これは特に、精留塔ＲＤＡの下端に底部蒸発器ＶＳＲＤを設置し、これによりＲＤＡの底部の水流ＳＷを加熱することによって達成できる。水流ＳＷを、少なくとも部分的に精留塔ＲＤＡに返送することができる。代替的にまたは追加的に、好ましくは追加的に、蒸気流ＳＢ４を、好ましくは精留塔ＲＤＡの頂部で精留塔ＲＤＡに返送することもできる。蒸気流ＳＢ４が精留塔ＲＤＡに返送される場合、これは好ましくは凝縮され、沸点までの温度で、好ましくは室温で、好ましくは精留塔ＲＤＡの頂部で添加される。この場合、蒸気流ＳＢ４については別途注入することが予定されていてよいが、精留塔ＲＤＡの頂部で取り出されたアルコールの一部が凝縮後に返送される場合には、これと混合して精留塔ＲＤＡに一緒に供給することも可能である。この場合、蒸気流ＳＢ２から凝縮されたアルコールが収集される凝縮物容器に蒸気流ＳＢ４を添加すると特に好ましい。
本発明による方法の好ましい実施形態では、ステップ（ｅ）において、蒸気流ＳＢ４を精留塔ＲＤＡの加熱に使用する。これは特に、精留塔ＲＤＡの下端に底部蒸発器ＶＳＲＤを設置し、これによりＲＤＡの底部の水流ＳＷを加熱することによって達成できる。水流ＳＷを、少なくとも部分的に精留塔ＲＤＡに返送することができる。代替的にまたは追加的に、好ましくは追加的に、蒸気流ＳＢ４を、好ましくは精留塔ＲＤＡの頂部で精留塔ＲＤＡに返送することもできる。蒸気流ＳＢ４が精留塔ＲＤＡに返送される場合、これは好ましくは凝縮され、沸点までの温度で、好ましくは室温で、好ましくは精留塔ＲＤＡの頂部で添加される。この場合、蒸気流ＳＢ４については別途注入することが予定されていてよいが、精留塔ＲＤＡの頂部で取り出されたアルコールの一部が凝縮後に返送される場合には、これと混合して精留塔ＲＤＡに一緒に供給することも可能である。この場合、蒸気流ＳＢ２から凝縮されたアルコールが収集される凝縮物容器に蒸気流ＳＢ４を添加すると特に好ましい。
蒸気流ＳＢ４がステップ（ｅ）で使用される場合、これを少なくとも１つのさらなる圧縮装置ＶＤｘで圧縮することが有利であり、それにより、ＳＢ４よりも圧縮された蒸気流ＳＢ５が得られる。
５．本発明の好ましい実施形態
図１に、本発明による方法の実施形態＜１０＞を示す。これは反応塔ＲＲＡ＜１００＞を含み、この反応塔ＲＲＡ＜１００＞は、任意に反応物流ＳＡＥ２＜１０２＞の上方に段を含むことができる。反応塔ＲＲＡ＜１００＞の頂部には、反応物流ＳＡＥ２＜１０２＞としてＮａＯＨ水溶液が添加される。あるいはＫＯＨのメタノール溶液を反応物流ＳＡＥ２＜１０２＞として添加して、対応するカリウムメトキシドを生成することもできる。
図１に、本発明による方法の実施形態＜１０＞を示す。これは反応塔ＲＲＡ＜１００＞を含み、この反応塔ＲＲＡ＜１００＞は、任意に反応物流ＳＡＥ２＜１０２＞の上方に段を含むことができる。反応塔ＲＲＡ＜１００＞の頂部には、反応物流ＳＡＥ２＜１０２＞としてＮａＯＨ水溶液が添加される。あるいはＫＯＨのメタノール溶液を反応物流ＳＡＥ２＜１０２＞として添加して、対応するカリウムメトキシドを生成することもできる。
反応塔ＲＲＡ＜１００＞の底部の上方で、メタノールが反応物流ＳＡＥ１＜１０３＞として蒸気状で添加される。反応塔ＲＲＡ＜１００＞の底部では、生成物であるナトリウムメトキシドが、メタノールに溶解した状態で底部生成物流ＳＡＰ＊＜１０４＞として得られる。塔ＲＲＡ＜１００＞の底部の底部蒸発器ＶＳＡ＜１０５＞および任意の蒸発器ＶＫＡ＜１０６＞により、ナトリウムメトキシド溶液ＳＡＰ＊＜１０４＞の濃度を所望の値に調整する。ここで、任意の蒸発器ＶＫＡ＜１０６＞は、特に塔ＲＲＡ＜１００＞の始動にも使用される。
反応塔ＲＲＡ＜１００＞の頂部で、蒸気流ＳＡＢ＜１０７＞が取り出される。反応塔ＲＲＡ＜１００＞の頂部で、蒸気流ＳＡＢ＜１０７＞の一部が冷却器ＫＲＲＡ＜１０８＞で凝縮され、液状で還流として反応塔ＲＲＡ＜１００＞の頂部に供給される。ただし、冷却器ＫＲＲＡ＜１０８＞および還流の設定は任意である。
蒸気流ＳＡＢ＜１０７＞は、導管＜１３＞を通じて精留塔ＲＤＡ＜３００＞に供給される。
精留塔ＲＤＡ＜３００＞の頂部で、メタノール蒸気ＳＢ２＜３０２＞が排出される。これは次に圧縮装置ＶＤＡＢ２＜３０３＞に通され、導管＜３１＞を通じて反応塔ＲＲＡ＜１００＞に部分的に再循環され、そこで反応物流ＳＡＥ１＜１０３＞として使用される。また、圧縮装置ＶＤＡＢ２＜３０３＞に代えて、またはそれに加えて、圧縮装置ＶＤＡＢ１＜３０１＞を用いてもよい。
本発明は、メタノール蒸気ＳＢ２＜３０２＞の少なくとも一部が、圧縮装置ＶＤＡＢ２＜３０３＞を通ってそこで予備圧縮された後に圧縮装置ＶＤ１＜４０１＞に供給され、そこで圧縮されて圧縮蒸気流ＳＢ３＜４０３＞となる構成である。蒸気流ＳＢ３＜４０３＞は、底部蒸発器ＶＳＡ＜１０５＞を加熱する。これは、ＳＢ３＜４０３＞による底部蒸発器ＶＳＡ＜１０５＞の直接加熱（図１には図示せず）によって行われる。あるいは加熱は、図１に示すように、熱交換器ＷＴＸ＜４０２＞を介して熱媒体（好ましくは水）Ｗ１＜４１０＞に熱を伝達させ、その熱媒体で底部蒸発器ＶＳＡ＜１０５＞を加熱することによっても行われる。熱媒体（好ましくは水）Ｗ１＜４１０＞は、導管＜４１＞および＜１４＞内で循環し、これらの導管はさらに、任意に制御用の導管＜１４１＞および＜４１１＞をも有することができる。熱交換器ＷＴＸ＜４０２＞の通過後に、ＳＢ３＜４０３＞よりもエネルギー含有量の少ない蒸気流ＳＢ４＜４０４＞が得られる。ＳＢ４＜４０４＞は、追加の圧縮装置ＶＤｘ＜４０５＞を通り、次いで、ＳＢ４＜４０４＞よりも圧縮された蒸気流ＳＢ５＜４０９＞として、底部蒸発器ＶＳＲＤ＜４０６＞の加熱に用いられ、その後、任意のスロットル＜４０７＞に通されて、必要に応じて未使用のメタノール＜４０８＞とともに精留塔ＲＤＡ＜３００＞に還流として再度供給される。精留塔ＲＤＡ＜３００＞の底部で、水流ＳＷ＜３０４＞が得られる。
図２に、本発明のさらなる好ましい実施形態を示す。これは、図１に対応するが、ただし、２つの反応塔ＲＲＡ＜１００Ａ＞およびＲＲＢ＜１００Ｂ＞が存在し、反応塔ＲＲＡ＜１００Ａ＞およびＲＲＢ＜１００Ｂ＞の対応する構成要素は、図１で反応塔ＲＲＡ＜１００＞について示したものに対応し、各構成要素は、ＲＲＡまたはＲＲＢに属することを示すために、接尾語「Ａ」または「Ｂ」を有している。反応塔ＲＲＡ＜１００Ａ＞では、ＮａＯＨを含む流れＳＡＥ２＜１０２Ａ＞が添加され、反応塔ＲＲＢ＜１００Ｂ＞では、ＫＯＨを含む流れＳＢＥ２＜１０２Ｂ＞が添加される。反応塔ＲＲＡ＜１００Ａ＞およびＲＲＢ＜１００Ｂ＞ともに、アルカリ注入部の上方にさらに段を設けてもよいが、これは任意であり、図２では図示しない。図１とは異なり、導管＜１４＞および＜４１＞は、蒸発器ＶＳＡ＜１０５Ａ＞およびＶＳＢ＜１０５Ｂ＞の双方と蒸気ＳＢ３＜４０３＞との熱交換を可能にする分岐部を有する。このため、任意に追加の制御用スロットル＜４１２＞を挿入することも可能である。蒸気流ＳＡＢ＜１０７Ａ＞および蒸気流ＳＢＢ＜１０７Ｂ＞は、混合して蒸気流＜１０７Ｃ＞として精留塔ＲＤＡ＜３００＞に供給される。
６．実施例
例１（本発明によらない）：
２ｋｇ／ｈのＮａＯＨ水溶液（５０質量％）流を、３０℃で反応塔の頂部に供給する。２１ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール流を、反応塔の底部の上方にて向流で供給する。反応塔を、１．２ｂａｒの圧力で運転する。塔底部で、４．５ｋｇ／ｈのほぼ無水の生成物流を取り出す（メタノール中３０質量％のナトリウムメトキシド）。反応塔の蒸発器で、低圧蒸気により約０．５ｋＷの加熱力を投入する。反応塔の頂部で１８．５ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール－水の流れを取り出し、精留塔に供給する。精留塔を、約１．１ｂａｒで運転する。精留塔の底部で、１．５ｋｇ／ｈの液状の水流を排出する。精留塔の頂部で、３３．４ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール流を取り出し、熱交換器で７５℃に予備加熱し、次いで第１の圧縮装置に供給する。この圧縮装置で、この流れを１．７ｂａｒに圧縮する。その後、この流れを分割し、２１ｋｇ／ｈの流れを反応塔に返送する。残りの１２．４ｋｇ／ｈを、中間冷却装置を備えた２段圧縮部に供給する。圧縮装置２において、４．９ｂａｒ、１８０℃まで圧縮する。その後の中間冷却装置では、この流れを約１５０℃まで冷却し、その際、冷却水を介して約０．２ｋＷの熱を放出させる。圧縮装置３では、この流れを最終的に６．２ｂａｒ、１７０℃まで圧縮する。精留塔の蒸発器でもある後続の冷却器では、精留塔向けに約４ｋＷの加熱力が提供される。液状のメタノール流に３．９ｋｇ／ｈの未使用のメタノールを供給し、その混合流を還流として精留塔に頂部で供給する。
例１（本発明によらない）：
２ｋｇ／ｈのＮａＯＨ水溶液（５０質量％）流を、３０℃で反応塔の頂部に供給する。２１ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール流を、反応塔の底部の上方にて向流で供給する。反応塔を、１．２ｂａｒの圧力で運転する。塔底部で、４．５ｋｇ／ｈのほぼ無水の生成物流を取り出す（メタノール中３０質量％のナトリウムメトキシド）。反応塔の蒸発器で、低圧蒸気により約０．５ｋＷの加熱力を投入する。反応塔の頂部で１８．５ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール－水の流れを取り出し、精留塔に供給する。精留塔を、約１．１ｂａｒで運転する。精留塔の底部で、１．５ｋｇ／ｈの液状の水流を排出する。精留塔の頂部で、３３．４ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール流を取り出し、熱交換器で７５℃に予備加熱し、次いで第１の圧縮装置に供給する。この圧縮装置で、この流れを１．７ｂａｒに圧縮する。その後、この流れを分割し、２１ｋｇ／ｈの流れを反応塔に返送する。残りの１２．４ｋｇ／ｈを、中間冷却装置を備えた２段圧縮部に供給する。圧縮装置２において、４．９ｂａｒ、１８０℃まで圧縮する。その後の中間冷却装置では、この流れを約１５０℃まで冷却し、その際、冷却水を介して約０．２ｋＷの熱を放出させる。圧縮装置３では、この流れを最終的に６．２ｂａｒ、１７０℃まで圧縮する。精留塔の蒸発器でもある後続の冷却器では、精留塔向けに約４ｋＷの加熱力が提供される。液状のメタノール流に３．９ｋｇ／ｈの未使用のメタノールを供給し、その混合流を還流として精留塔に頂部で供給する。
例２（本発明による）、図１に対応：
例１と同様であるが、反応塔＜１００＞は２つの底部蒸発器＜１０５＞および＜１０６＞を有する。第１の底部蒸発器＜１０５＞では、熱媒体を用いて約０．２ｋＷの熱流を投入するが、この熱流は、圧縮装置２と圧縮装置３との間の中間冷却装置で放出されて熱媒体（水）へ伝達されたものである。第２の底部蒸発器では、必要なエネルギーの残りを低圧蒸気により提供する。これにより、反応塔＜１００＞の低圧蒸気の需要量が例１に比べて約４０％削減される。
例１と同様であるが、反応塔＜１００＞は２つの底部蒸発器＜１０５＞および＜１０６＞を有する。第１の底部蒸発器＜１０５＞では、熱媒体を用いて約０．２ｋＷの熱流を投入するが、この熱流は、圧縮装置２と圧縮装置３との間の中間冷却装置で放出されて熱媒体（水）へ伝達されたものである。第２の底部蒸発器では、必要なエネルギーの残りを低圧蒸気により提供する。これにより、反応塔＜１００＞の低圧蒸気の需要量が例１に比べて約４０％削減される。
例３（本発明による）、図２に対応：
第１の反応塔を、例２と同様に運転する。さらに、第２の反応塔（以下、「Ｋ２」という）を、水性ＫＯＨ（５０質量％）を用いて運転する。両反応塔は、例２と同様にそれぞれ２つの底部蒸発器を有する。０．５ｋｇ／ｈの流れを、Ｋ２の頂部にて３０℃で供給する。７．５ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール流を、Ｋ２の底部の上方にて向流で供給する。Ｋ２を、１．２ｂａｒの圧力で運転する。Ｋ２の底部で、１．５ｋｇ／ｈのほぼ無水の生成物流を取り出す（メタノール中３２質量％のカリウムメトキシド）。Ｋ２の両蒸発器に、合計約０．２ｋＷの加熱力を投入する。Ｋ２の頂部で７ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール－水流を取り出す。このメタノール－水流を、第１の反応塔のメタノール－水流と合わせ、精留塔に供給する。精留塔を、約１．１ｂａｒで運転する。精留塔の底部で、１．８ｋｇ／ｈの液状の水流を排出する。精留塔の頂部で、４６．２ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール流を取り出し、熱交換器で７５℃に予備加熱し、次いで第１の圧縮装置に供給する。この圧縮装置で、この流れを１．７ｂａｒに圧縮する。その後、この流れを分割し、２８．５ｋｇ／ｈの流れを反応塔に返送する。残りの１７．７ｋｇ／ｈを、中間冷却装置を備えた２段圧縮部に供給する。圧縮装置２において、４．９ｂａｒ、１８０℃まで圧縮する。その後の中間冷却装置では、この流れを約１４０℃まで冷却し、その際、熱媒体としての水を介して約０．３６ｋＷの熱を放出させる。圧縮装置３では、この流れを最終的に６．２ｂａｒ、１６０℃まで圧縮する。精留塔＜３００＞の蒸発器でもある後続の冷却器では、精留塔向けに約５ｋＷの加熱力が提供される。液状のメタノール流に４．７ｋｇ／ｈの未使用のメタノールを供給し、その混合流を還流として精留塔に頂部で供給する。圧縮装置の中間冷却装置で加熱された熱媒体を用いて、２つの反応塔の蒸発器を通じてエネルギーを投入する。これにより、必要な加熱力の約５１％を中間冷却装置で賄うことができる。残りの４９％のみを、蒸発器を通じて低圧蒸気で供給すれば済む。
第１の反応塔を、例２と同様に運転する。さらに、第２の反応塔（以下、「Ｋ２」という）を、水性ＫＯＨ（５０質量％）を用いて運転する。両反応塔は、例２と同様にそれぞれ２つの底部蒸発器を有する。０．５ｋｇ／ｈの流れを、Ｋ２の頂部にて３０℃で供給する。７．５ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール流を、Ｋ２の底部の上方にて向流で供給する。Ｋ２を、１．２ｂａｒの圧力で運転する。Ｋ２の底部で、１．５ｋｇ／ｈのほぼ無水の生成物流を取り出す（メタノール中３２質量％のカリウムメトキシド）。Ｋ２の両蒸発器に、合計約０．２ｋＷの加熱力を投入する。Ｋ２の頂部で７ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール－水流を取り出す。このメタノール－水流を、第１の反応塔のメタノール－水流と合わせ、精留塔に供給する。精留塔を、約１．１ｂａｒで運転する。精留塔の底部で、１．８ｋｇ／ｈの液状の水流を排出する。精留塔の頂部で、４６．２ｋｇ／ｈの蒸気状のメタノール流を取り出し、熱交換器で７５℃に予備加熱し、次いで第１の圧縮装置に供給する。この圧縮装置で、この流れを１．７ｂａｒに圧縮する。その後、この流れを分割し、２８．５ｋｇ／ｈの流れを反応塔に返送する。残りの１７．７ｋｇ／ｈを、中間冷却装置を備えた２段圧縮部に供給する。圧縮装置２において、４．９ｂａｒ、１８０℃まで圧縮する。その後の中間冷却装置では、この流れを約１４０℃まで冷却し、その際、熱媒体としての水を介して約０．３６ｋＷの熱を放出させる。圧縮装置３では、この流れを最終的に６．２ｂａｒ、１６０℃まで圧縮する。精留塔＜３００＞の蒸発器でもある後続の冷却器では、精留塔向けに約５ｋＷの加熱力が提供される。液状のメタノール流に４．７ｋｇ／ｈの未使用のメタノールを供給し、その混合流を還流として精留塔に頂部で供給する。圧縮装置の中間冷却装置で加熱された熱媒体を用いて、２つの反応塔の蒸発器を通じてエネルギーを投入する。これにより、必要な加熱力の約５１％を中間冷却装置で賄うことができる。残りの４９％のみを、蒸発器を通じて低圧蒸気で供給すれば済む。
結果：本発明により、圧縮装置段の中間冷却時に通常であれば未使用のまま散逸してしまうエネルギーを効率的に利用することが可能となる。
Claims (13)
- 式ＭＡＯＲ［式中、Ｒは、Ｃ１～Ｃ６炭化水素基であり、ＭＡは、ナトリウム、カリウムから選択される金属である］の少なくとも１つのアルカリ金属アルコキシドの製造方法であって、
（ａ１）反応精留塔ＲＲＡで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＡＥ１を、ＭＡＯＨを含む反応物流ＳＡＥ２と向流で反応させて、ＭＡＯＲと水とＲＯＨとＭＡＯＨとを含む粗生成物ＲＰＡを生成し、
ＲＲＡの下端で、ＲＯＨとＭＡＯＲとを含む底部生成物流ＳＡＰを取り出し、ＲＲＡの上端で、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＡＢを取り出し、
（ａ２）そして任意に、ステップ（ａ１）と同時にかつ空間的に離れた状態で、反応精留塔ＲＲＢで、ＲＯＨを含む反応物流ＳＢＥ１を、ＭＢＯＨを含む反応物流ＳＢＥ２と向流で反応させて、ＭＢＯＲと水とＲＯＨとＭＢＯＨとを含む粗生成物ＲＰＢを生成し、ここで、ＭＢは、ナトリウム、カリウムから選択される金属であり、
ＲＲＢの下端で、ＲＯＨとＭＢＯＲとを含む底部生成物流ＳＢＰを取り出し、ＲＲＢの上端で、水とＲＯＨとを含む蒸気流ＳＢＢを取り出し、
（ｂ）前記蒸気流ＳＡＢと、ステップ（ａ２）を実施する場合には、ＳＡＢと混合したまたはＳＡＢと分離した前記蒸気流ＳＢＢとを、精留塔ＲＤＡに送り、ＲＤＡにおいて、ＲＤＡの頂部における、圧力ｐＢ２および温度ＴＢ２を有し、ＲＯＨを含む蒸気流ＳＢ２と、ＲＤＡの底部における水流ＳＷとに分離し、
（ｃ）前記蒸気流ＳＢ２の少なくとも一部を圧縮することにより、ＳＢ２よりも圧縮された、圧力ｐＢ３（＞ｐＢ２）および温度ＴＢ３（＞ＴＢ２）の蒸気流ＳＢ３を得て、
（ｄ）エネルギーを、ＳＢ３からＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢの少なくとも１つへ伝達させ、ステップ（ａ２）を実施する場合には、代替的にまたは追加的に、エネルギーを、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つへ伝達させ、
これにより、ＳＢ３よりもエネルギー含有量の少ない蒸気流ＳＢ４を得る、方法。 - Ｒは、メチル基またはエチル基である、請求項１記載の方法。
- ＳＡＥ２は、ＭＡＯＨに加えて、水、前記ＲＯＨから選択される少なくとも１つのさらなる化合物を含み、ステップ（ａ２）を実施する場合には、ＳＢＥ２は、ＭＢＯＨに加えて、水、前記ＲＯＨから選択される少なくとも１つのさらなる化合物を含む、請求項１または２記載の方法。
- 精留塔ＲＤＡ、反応塔ＲＲＡ、およびステップ（ａ２）を実施する場合には反応塔ＲＲＢは、塔ジャケットに収容されており、前記塔は、少なくとも１つの隔壁によって、ステップ（ａ２）を実施する場合には少なくとも２つの隔壁によって、少なくとも部分的に区切られており、前記少なくとも１つの隔壁または前記少なくとも２つの隔壁は、前記塔の底部まで延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
- 前記蒸気流ＳＢ２の１０～９０質量％を、反応物流ＳＡＥ１として使用し、ステップ（ａ２）を実施する場合には、代替的または追加的に反応物流ＳＢＥ１として使用する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
- ステップ（ｄ）において、ＳＢ３により、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢの少なくとも１つを加熱し、ステップ（ａ２）を実施する場合には、代替的または追加的に、ＳＢ３により、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰ、ＳＢＢの少なくとも１つを加熱する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
- ＲＲＡは、少なくとも１つの蒸発器を有し、ステップ（ａ２）を実施する場合には、ＲＲＢは、少なくとも１つの蒸発器を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
- ＲＲＡは、少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＡを有し、ステップ（ａ２）を実施する場合には、ＲＲＢは、少なくとも１つの底部蒸発器ＶＳＢを有する、請求項７記載の方法。
- ＳＢ３を少なくとも部分的に前記反応塔ＲＲＡの底部蒸発器ＶＳＡに通し、ＳＡＰを少なくとも部分的にＶＳＡに通すことによりエネルギーをＳＢ３からＳＡＰへ伝達させ、ステップ（ａ２）を実施する場合には、代替的または追加的に、ＳＢ３を少なくとも部分的に前記反応塔ＲＲＢの底部蒸発器ＶＳＢに通し、ＳＢＰを少なくとも部分的にＶＳＢに通すことによりエネルギーをＳＢ３からＳＢＰへ伝達させる、請求項８記載の方法。
- ＳＢ３を、ＲＰＡ、ＳＡＥ１、ＳＡＥ２、ＳＡＰ、ＳＡＢ、ＲＰＢ、ＳＢＥ１、ＳＢＥ２、ＳＢＰまたはＳＢＢとは異なる熱媒体Ｗ１と接触させることにより、エネルギーをＳＢ３から少なくとも１つの熱媒体Ｗ１へと伝達させ、次いでＷ１を少なくとも部分的に前記反応塔ＲＲＡの底部蒸発器ＶＳＡに通し、ＳＡＰを少なくとも部分的にＶＳＡに通してエネルギーをＷ１からＳＡＰへと伝達させ、ステップ（ａ２）を実施する場合には、代替的または追加的に、次いでＷ１を少なくとも部分的に前記反応塔ＲＲＢの底部蒸発器ＶＳＢに通し、ＳＢＰを少なくとも部分的にＶＳＢに通してエネルギーをＷ１からＳＢＰへと伝達させる、請求項８記載の方法。
- Ｗ１は水である、請求項１０記載の方法。
- ステップ（ｅ）において、前記蒸気流ＳＢ４を、前記精留塔ＲＤＡの加熱に使用し、かつ／または前記精留塔ＲＤＡに返送する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
- 連続的に実施する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
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