JPH10301A

JPH10301A - 反応蒸留装置および反応蒸留方法

Info

Publication number: JPH10301A
Application number: JP8154539A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yoshida; 吉田　　裕; Hideaki Tsuneki; 英昭常木; Atsushi Moriya; 篤守屋; Hironori Wakayama; 裕紀若山; Kenichi Watanabe; 憲一渡辺; Yoshiyuki Onda; 義幸恩田
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】塔底の温度を維持したまま、塔内温度を高く
することにより、つまり、塔底と塔頂との温度差を小さ
くすることによって平衡反応の反応効率を向上させるこ
とができる反応蒸留装置、および、反応蒸留方法を提供
する。【解決手段】反応蒸留装置は、(i) 原料を連続的に供
給する原料供給管５を反応蒸留塔１の第一の段に備え、
(ii)該第一の段よりも下側の第二の段に、該第二の段に
存在する反応液の沸点よりも沸点が低く、かつ該反応液
に溶解する溶剤を連続的に供給する溶剤供給管６を備
え、(iii) 上記溶剤が供給されない状態での第二の段の
操作温度をｔ₀（℃）、溶剤が供給された状態での第二
の段の操作温度をｔ₁（℃）とするとき、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように操作圧を調節する圧力調整弁１
１等からなる調節手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、芳香族カ
ルボン酸エステルと、脂肪族炭酸エステルおよび／また
は芳香族・脂肪族炭酸エステルとのエステル交換反応等
の種々の平衡反応に適用することができる反応蒸留装
置、および、反応蒸留方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、平衡反応の平衡が生成系側に
不利である場合には、いわゆる反応蒸留を行うことによ
り、上記平衡を生成系側に有利にして反応効率（平衡転
化率）を高めることが行われている。例えば、「化学工
学」第５７巻第１号７７頁〜７９頁（１９９３年）に
は、具体例で、上記の反応蒸留についての説明が記載さ
れている。

【０００３】上記の反応蒸留は、一般に、連続式多段蒸
留塔（反応蒸留装置）等を用いて実施されている。該蒸
留塔内で反応蒸留を行うと、反応が進行するに伴って、
反応液中のより高沸点の成分が蒸留塔の下段側に多く分
布し、より低沸点の成分が蒸留塔の上段側に多く分布す
る。それゆえ、該蒸留塔においては、塔底から塔頂に向
かうに従い、塔内温度は低くなる。

【０００４】ところで、平衡反応の反応速度は、温度が
低くなるに従い、遅くなる。このため、蒸留塔内で反応
蒸留を行うと、塔底から塔頂に向かうに従い、反応速度
が遅くなる。つまり、該蒸留塔においては、塔底から塔
頂に向かうに従い、平衡反応の反応効率が低下する。

【０００５】そこで、反応効率を向上させるためには、
即ち、反応速度を速くするためには、塔底に加える熱量
を増加させることによって塔内温度を全体的により一層
高くすることが考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法によって反応速度を速くすると、塔底付近に存在す
る反応液が必要以上に加熱されることになる。平衡反応
の反応速度は、温度が高くなるに従い速くなる（例え
ば、温度が１０℃高くなると、反応速度は凡そ２倍にな
る）が、反面、副反応も進行し易くなる。つまり、副反
応が進行して副生成物が生成し易くなるので、塔底の温
度は、或る温度以上にすることが難しい。それゆえ、塔
底に加える熱量を増加させることによって塔内温度を全
体的により一層高くする上記の反応蒸留方法では、塔底
付近において副生成物が生成し易くなるので、平衡反応
の反応効率を向上させることが困難であるという問題点
を有している。また、目的生成物に副生成物が混入する
おそれも招来する。

【０００７】従って、塔底に加える熱量を増加させるこ
となく塔内温度、特に塔頂付近の温度を高くすることが
できる方法が切望されている。即ち、本発明は、上記従
来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、塔
底の温度を維持したまま、塔内温度を高くすることによ
り、つまり、塔底と塔頂との温度差を小さくすることに
よって平衡反応の反応効率を向上させることができる反
応蒸留装置、および、反応蒸留方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記従
来の問題点を解決すべく、反応蒸留装置および反応蒸留
方法について鋭意検討した結果、原料を連続的に供給す
る原料供給部を該装置の第一の段に備えると共に、該第
一の段よりも下側の第二の段に、所定の物性を有する溶
剤を連続的に供給する溶剤供給部を備え、上記溶剤が供
給されない状態での第二の段の操作温度と、溶剤が供給
された状態での第二の段の操作温度とが、或る一定の関
係を満足するように反応圧力を調節する調節手段を備え
ている反応蒸留装置が、塔底の温度を維持したまま、塔
内温度を高くすることができること、つまり、塔底と塔
頂との温度差を小さくすることができることを見い出す
と共に、該反応蒸留装置を用いて反応蒸留を行うことに
より、平衡反応の反応効率を向上させることができるこ
とを見い出して、本発明を完成させるに至った。

【０００９】即ち、請求項１記載の発明の反応蒸留装置
は、上記の課題を解決するために、多段式の反応蒸留装
置であって、(i) 原料を連続的に供給する原料供給部を
該装置の第一の段に備え、(ii)該第一の段よりも下側の
第二の段に、該第二の段に存在する反応液の沸点よりも
沸点が低く、かつ該反応液に溶解する溶剤を連続的に供
給する溶剤供給部を備え、(iii) 上記溶剤が供給されな
い状態での第二の段の操作温度をｔ₀（℃）、溶剤が供
給された状態での第二の段の操作温度をｔ₁（℃）とす
るとき、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように反応圧力を調節する調節手段を
備えていることを特徴としている。

【００１０】上記の構成によれば、溶剤供給部によって
装置内に溶剤を連続的に供給することができ、しかも、
調節手段によって反応圧力を調節することができるの
で、塔底の温度を維持したまま、塔内温度を高くするこ
とができる。つまり、溶剤が供給されない場合と比較し
て、塔底と塔頂との温度差を小さくすることができる。
これにより、平衡反応の反応効率を向上させることがで
きる反応蒸留装置を提供することができる。

【００１１】請求項２記載の発明の反応蒸留装置は、上
記の課題を解決するために、請求項１記載の反応蒸留装
置において、上記溶剤供給部が塔底部に設けられている
ことを特徴としている。

【００１２】これにより、平衡反応の反応効率をより一
層向上させることができる反応蒸留装置を提供すること
ができる。

【００１３】また、請求項３記載の発明の反応蒸留方法
は、上記の課題を解決するために、多段式の反応蒸留装
置を用いる反応蒸留方法であって、前記装置の第一の段
に原料を連続的に供給すると共に、該第一の段よりも下
側の第二の段に、該第二の段に存在する反応液の沸点よ
りも沸点が低く、かつ該反応液に溶解する溶剤を連続的
に供給する一方、上記溶剤を供給しない状態での第二の
段の操作温度をｔ₀（℃）、溶剤を供給した状態での第
二の段の操作温度をｔ₁（℃）とするとき、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように反応圧力を調節することを特徴
としている。

【００１４】上記の方法によれば、溶剤を連続的に供給
する一方、反応圧力を調節するので、塔底の温度を維持
したまま、塔内温度を高くすることができる。つまり、
溶剤が供給されない場合と比較して、塔底と塔頂との温
度差を小さくすることができる。これにより、平衡反応
の反応効率が向上された反応蒸留方法を提供することが
できる。

【００１５】請求項４記載の発明の反応蒸留方法は、上
記の課題を解決するために、請求項３記載の反応蒸留方
法において、塔底部に溶剤を連続的に供給することを特
徴としている。

【００１６】これにより、平衡反応の反応効率がより一
層向上された反応蒸留方法を提供することができる。

【００１７】請求項５記載の発明の反応蒸留方法は、上
記の課題を解決するために、請求項３または４記載の反
応蒸留方法において、上記原料が芳香族カルボン酸エス
テルと、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・脂
肪族炭酸エステルとを含み、かつ、上記溶剤が脂肪族炭
酸エステルであることを特徴としている。

【００１８】上記の方法によれば、芳香族カルボン酸エ
ステルと、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・
脂肪族炭酸エステルとのエステル交換反応（平衡反応）
により、芳香族炭酸エステルを効率的に製造することが
できる。尚、芳香族炭酸エステルは、工業的に有用な化
合物である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
１に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本発
明において、「反応液の沸点」とは、該反応液を構成す
る、複数の成分からなる混合液の沸点を示す。また、本
発明において、「溶剤が供給されない状態での第二の段
の操作温度」とは、溶剤を供給することなしに反応蒸留
を実施した場合、つまり、公知の反応蒸留を実施した場
合における第二の段の操作温度を示す。さらに、本発明
において、「塔底部」とは、反応蒸留装置の塔底、およ
び、反応蒸留装置の全段数をｎ段としたとき、下から凡
そ「（１／５）ｎ」段目までを示す。

【００２０】本発明にかかる反応蒸留装置および反応蒸
留方法は、種々の平衡反応に適用することができるが、
以下の説明においては、説明の便宜上、二種類の原料か
ら二種類の生成物が得られる平衡反応を例に挙げること
とする。つまり、原料（Ａ）および原料（Ｂ）を用い
て、次式、原料（Ａ）＋原料（Ｂ）⇔ 生成物（Ｃ）＋生成物
（Ｄ）に示す平衡反応を行うことにより、目的物である生成物
（Ｃ）を得る場合を例に挙げて説明することとする。但
し、生成物（Ｃ）および副生成物である生成物（Ｄ）の
沸点の順序は、生成物（Ｃ）＞生成物（Ｄ）であるとす
る。

【００２１】図１に示すように、本発明にかかる反応蒸
留装置は、反応蒸留塔１、リボイラー２、凝縮器３、ポ
ンプ４、および、圧力調整弁１１等を備えている。

【００２２】上記の反応蒸留塔１は、該反応蒸留塔１内
に気相部が存在し、生成した低沸点成分が該気相部へ連
続的に分離・除去され得る構造、即ち、いわゆる反応蒸
留を実施することができる構造であればよい。反応蒸留
塔１としては、塔頂と塔底とを除いた段数が２段以上で
ある連続式多段蒸留塔が好適である。このような蒸留塔
としては、例えば、ラシヒリング、ポールリング、イン
タロックスサドル、ディクソンパッキング、マクマホン
パッキング、スルーザーパッキング等の充填物が充填さ
れた充填塔；泡鐘トレイ、シーブトレイ、バルブトレイ
等のトレイ（棚段）を使用した棚段塔；等、一般に用い
られている蒸留塔を採用することができる。また、棚段
と充填物層とを併せ持つ複合式の蒸留塔も採用すること
ができる。上記の段数とは、棚段塔においては棚段の数
を示し、充填塔においては理論段数を示す。

【００２３】反応蒸留塔１は、気液接触型反応器であ
り、原料（Ａ）と原料（Ｂ）とを気液接触させる。反応
蒸留塔１には、原料供給管５および溶剤供給管６が接続
されている。また、反応蒸留塔１の塔底は、抜き出し管
８および導管１４を介してリボイラー２と接続されてい
る。さらに、反応蒸留塔１の塔頂は、導管１２を介して
凝縮器３と接続されている。上記の原料供給管５および
溶剤供給管６は、反応蒸留塔１における異なる段に設け
られている。つまり、反応蒸留塔１において、原料供給
管５は、最下段ではない第一の段に接続されており、溶
剤供給管６は、第一の段よりも下側に位置する第二の段
に接続されている。溶剤供給管６は、塔底部に接続され
ていることがより好ましく、塔底に接続されていること
がさらに好ましい。尚、原料供給管５が接続される第一
の段は、反応蒸留塔１の中段付近が好適であるが、特に
限定されるものではない。

【００２４】原料供給部としての原料供給管５は、原料
（Ａ）および原料（Ｂ）を含む混合物（以下、単に原料
と称する）を反応蒸留塔１に連続的に供給する。溶剤供
給部としての溶剤供給管６は、溶剤（後述する）を反応
蒸留塔１に連続的に供給する。

【００２５】溶剤供給管６を介して反応蒸留塔１に供給
される溶剤は、上記第二の段に存在する反応液の沸点よ
りも沸点が低く、かつ、該反応液に溶解する化合物であ
ればよく、特に限定されるものではないが、平衡反応に
対して不活性な化合物、或いは、原料に含まれる成分若
しくは平衡反応によって生成する成分、つまり、反応基
質が好ましい。上記の不活性な化合物としては、例え
ば、エーテル類、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハ
ロゲン化炭化水素等が好適である。また、上記の反応基
質としては、具体的には、例えば、芳香族カルボン酸エ
ステルと、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・
脂肪族炭酸エステルとをエステル交換反応させる場合に
は、脂肪族炭酸エステルや生成する脂肪族カルボン酸エ
ステルを用いることができる。反応基質を溶剤として用
いると、溶剤を回収する工程等を必要に応じて省略する
ことができるので、工業的に有利である。

【００２６】また、反応蒸留塔１の操作圧下における溶
剤の沸点は、該反応液の沸点よりも５０℃以上低いこと
がより好ましい。つまり、溶剤と反応液との沸点差は、
大きい方が好ましく、５０℃以上であることがより好ま
しく、１００℃以上であることがさらに好ましい。

【００２７】原料の供給量に対する溶剤の供給量の割合
は、０．００１重量倍〜５重量倍の範囲内が好ましく、
０．０１重量倍〜１重量倍の範囲内がより好ましい。溶
剤の供給量が原料の供給量の０．００１重量倍未満の場
合には、溶剤を供給することにより生じる効果が乏しく
なるので好ましくない。また、溶剤の供給量が原料の供
給量の５重量倍を越える場合には、溶剤の供給量が多く
なり過ぎ、生産性が低下すると共に、溶剤を回収するた
めの用役費が増加するので好ましくない。

【００２８】リボイラー２は、抜き出し管８および導管
１４を介して反応蒸留塔１の塔底と接続されている。リ
ボイラー２は、抜き出し管８を通じて抜き出した塔底液
を加熱し、導管１４を通じて塔底に戻す。つまり、リボ
イラー２は、塔底液を加熱して循環させる。そして、抜
き出し管８は分枝しており、塔底液の一部を缶出液とし
て連続的に反応系外に抜き出すことができるようになっ
ている。

【００２９】凝縮器３は、反応蒸留塔１の留出液を凝縮
して液化する。凝縮器３は、導管１２を介して反応蒸留
塔１の塔頂と接続されており、抜き出し管９を介してポ
ンプ４と接続されている。また、凝縮器３には、圧力調
整弁１１を備えた調整管１０が取り付けられている。そ
して、抜き出し管９は分枝しており、留出液の一部を連
続的に反応系外に抜き出すことができるようになってい
る。

【００３０】ポンプ４は、所定の還流比で留出液を反応
蒸留塔１に還流させるようになっている。ポンプ４は、
抜き出し管９を介して凝縮器３と接続されており、導管
１３を介して反応蒸留塔１の塔頂と接続されている。

【００３１】圧力調整弁１１は、反応蒸留塔１の操作圧
（反応圧力）を、後述する圧力に調節するようになって
いる。調整管１０は、真空ポンプ等の減圧装置や加圧装
置等の圧力調節装置（図示せず）に接続されている。そ
して、圧力調整弁１１、調整管１０、および圧力調節装
置等によって調節手段が構成されている。

【００３２】調節手段、即ち、圧力調整弁１１は、反応
蒸留塔１の操作圧を、上記溶剤が供給されない状態での
第二の段の操作温度をｔ₀（℃）、溶剤が供給された状
態での第二の段の操作温度をｔ₁（℃）とするとき、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように、より好ましくは、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦１０（℃）の関係を満足するように、さらに好ましくは、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦５（℃）の関係を満足するように、特に好ましくは、｜ｔ₁−ｔ₀｜＝０（℃）の関係を満足するように調節する。つまり、圧力調整弁
１１は、上記操作温度ｔ₀・ｔ₁の温度差が２０℃以
内、より好ましくは１０℃以内、さらに好ましくは５℃
以内、特に好ましくは０℃になるように、反応蒸留塔１
の操作圧を調節する。これにより、溶剤が供給された状
態での塔底の温度を、溶剤が供給されない状態での塔底
の温度に維持することができる。

【００３３】尚、溶剤が供給されると第二の段の操作温
度は低下し、ｔ₁＜ｔ₀となるので、圧力調整弁１１
は、通常、反応蒸留塔１内を加圧し、操作圧が高くなる
ように調節する。

【００３４】次に、上記構成の反応蒸留装置を用いた生
成物（Ｃ）の製造方法の一例について説明する。先ず、
原料供給管５を介して原料を、溶剤供給管６を介して溶
剤を反応蒸留塔１にそれぞれ連続的に供給する。これら
原料および溶剤は、液状で供給してもよく、ガス状で供
給してもよく、或いは、気液混合状態で供給してもよ
い。また、圧力調整弁１１により、反応蒸留塔１の操作
圧を調節する。これにより、塔底の温度を維持したま
ま、塔内温度を高くすることができる。つまり、溶剤が
供給されない場合と比較して、塔底と塔頂との温度差を
小さくすることができる。

【００３５】反応蒸留塔１に供給された原料を気液接触
させることにより、反応蒸留が行われる。これにより、
平衡反応が進行し、生成物（Ｃ）および生成物（Ｄ）が
生成すると共に、両者が分離される。目的物である生成
物（Ｃ）は、反応蒸留塔１内を流下し、缶出液（塔底
液）として連続的に抜き出される。即ち、生成物（Ｃ）
は、缶出液として連続的に反応系外に取り出される。ま
た、副生成物である生成物（Ｄ）は、留出液として連続
的に抜き出される。以上の反応操作を行うことにより、
連続的かつ効率的に生成物（Ｃ）を製造することができ
る。

【００３６】上記の平衡反応に例えば均一触媒を用いる
場合には、該触媒は、原料と共に反応蒸留塔１に連続的
に供給するか、または、原料とは別個に反応蒸留塔１に
連続的に供給する。触媒と原料とは、反応蒸留塔１にお
ける互いに同じ段に供給してもよく、また、互いに異な
る段に供給してもよい。但し、反応蒸留塔１において
は、触媒の存在する領域（段）が多い程、反応液と触媒
との接触頻度が増し、反応効率が良好となる。このた
め、触媒は、反応蒸留塔１のできるだけ上側の段に供給
することが好ましい。該触媒は、蒸留等の公知の方法を
用いることにより、缶出液から分離・回収すればよい。
尚、触媒は、適当な溶媒に溶解させた状態で反応蒸留塔
１に供給してもよい。

【００３７】また、平衡反応に例えば固体の不均一触媒
を用いる場合には、該触媒は、反応蒸留塔１内部に保持
する。そして、反応蒸留塔１として充填塔（後述する）
を用いる場合には、反応蒸留塔１内に充填する充填物の
一部または全部に代えて不均一触媒を充填することもで
きる。反応蒸留塔１として棚段塔（後述する）を用いる
場合には、不均一触媒を棚段やダウンカマー内に保持す
ればよい。

【００３８】上記の反応蒸留塔１を操作する際に、その
操作条件を決める因子としては、例えば、段数、操作温
度（反応温度）、操作圧、液の滞留時間、還流比、およ
び液のホールドアップ量等が挙げられる。

【００３９】操作温度は、原料および溶剤の種類や組み
合わせ、触媒の種類や量、他の条件（因子）等にもよる
が、５０℃〜３５０℃の範囲内が好ましく、１００℃〜
３００℃の範囲内がより好ましい。操作温度が５０℃よ
りも低い場合には、触媒活性が低くなるので反応時間が
長くなり、生産性が低下するため好ましくない。また、
操作温度が３５０℃よりも高い場合には、副反応が進行
し易くなるため好ましくない。さらに、反応蒸留塔１内
部の圧力が上昇しすぎるため好ましくない。

【００４０】操作圧は、減圧、常圧、加圧の何れであっ
てもよく、また、原料および溶剤の種類や組み合わせ、
触媒の種類や量、他の条件（因子）等にもよるが、１ｍ
ｍＨｇ〜１００ｋｇ／ｃｍ²の範囲内が好ましく、５ｍ
ｍＨｇ〜５０ｋｇ／ｃｍ²の範囲内がより好ましい。

【００４１】ホールドアップ量や段数は、反応時間、即
ち、滞留時間と密接に関係している。つまり、平衡転化
率を高めるには、滞留時間を或る程度長くする必要があ
り、また、滞留時間を長くするには、ホールドアップ量
を大きくするか、または、段数を多くする必要がある。
このうち、ホールドアップ量を大きくする方が好ましい
が、或る程度以上大きくすると、フラッディングが起こ
る。このため、反応蒸留塔１の空塔容積（体積）に対す
るホールドアップ量は、体積比で０．００５〜０．７５
の範囲内が好ましく、０．０１〜０．５の範囲内がより
好ましい。また、段数を多くする場合には、反応蒸留塔
１を製造する際の費用や高さ制限、用役費、固定費等を
考慮に入れて、２段〜１００段程度が好ましい。尚、段
数を多くすると、気液分離の効率が向上する。

【００４２】還流比は、０〜１００の範囲内が好まし
く、０〜５０の範囲内がより好ましく、０〜２５の範囲
内がさらに好ましい。尚、原料（Ａ）または原料（Ｂ）
と、生成物（Ｄ）とが共沸組成物を形成する場合には、
還流比は、０或いは比較的小さな値にすることが好まし
い。また、原料（Ａ）または原料（Ｂ）と、生成物
（Ｄ）との沸点差が比較的小さい場合には、還流比は、
用役費や固定費等を考慮に入れて、比較的大きな値にす
ることが好ましい。

【００４３】不均一触媒を用いる場合には、反応蒸留塔
１内に触媒を保持すれば触媒の分離の必要はなく、スラ
リー状で用いる場合でも反応終了後、遠心分離や濾過等
の公知の方法を用いることにより、缶出液から不均一触
媒を容易に除去・回収することができる。また、均一触
媒を用いる場合には、反応終了後、蒸留等の公知の方法
を用いることにより、缶出液から均一触媒を容易に分離
・回収することができる。そして、反応終了後、上記の
方法を用いて触媒を分離し、次いで、蒸留、抽出、再結
晶等の公知の方法を用いることにより、目的物である生
成物（Ｃ）を容易に単離することができる。また、必要
に応じて、副生成物である生成物（Ｄ）や、未反応物で
ある原料（Ａ）、原料（Ｂ）等を容易に分離・回収する
ことができる。

【００４４】尚、反応蒸留装置は、図１に示す構成にの
み限定されるものではない。例えば、原料供給管は、原
料（Ａ）と原料（Ｂ）とをそれぞれ別々に反応蒸留塔に
供給することができるように、２本設けられていてもよ
い。つまり、２本の原料供給管をそれぞれ別々の段に接
続することにより、原料（Ａ）と原料（Ｂ）とをそれぞ
れ別々の段に供給してもよい。この場合、原料（Ａ）に
は、原料（Ｂ）の一部が含まれていてもよく、また、原
料（Ｂ）には、原料（Ａ）の一部が含まれていてもよ
い。但し、反応蒸留塔内で両者の接触が円滑に行われる
ように、より高沸点の原料を供給する段を、より低沸点
の原料を供給する段よりも上段とすることが好ましい。
さらに、上記の説明においては、二種類の原料を用いる
平衡反応を例に挙げて説明したが、本発明にかかる反応
蒸留装置は、三種類以上の原料を用いる複雑な平衡反応
にも供することができる。この場合には、例えば、反応
蒸留塔に、原料の種類と同数の原料供給管を設ければよ
い。

【００４５】次に、本発明にかかる反応蒸留装置および
反応蒸留方法について、具体的な例を挙げて、以下によ
り詳しく説明する。以下の説明においては、上記の原料
が芳香族カルボン酸エステルと、脂肪族炭酸エステルお
よび／または芳香族・脂肪族炭酸エステルとを含み、か
つ、上記の溶剤が脂肪族炭酸エステルである場合、つま
り、脂肪族炭酸エステルを溶剤として用いて、芳香族カ
ルボン酸エステルと、脂肪族炭酸エステルおよび／また
は芳香族・脂肪族炭酸エステルとをエステル交換反応さ
せることにより、目的物である芳香族炭酸エステルを得
る場合を例に挙げることとする。尚、本発明において、
脂肪族炭酸エステルとは、置換基として脂肪族基を２つ
有する炭酸エステルを示し、芳香族・脂肪族炭酸エステ
ルとは、置換基として脂肪族基と芳香族基とを有する炭
酸エステルを示し、芳香族炭酸エステルとは、置換基と
して芳香族基を２つ有する炭酸エステルを示す。また、
説明の便宜上、原料に含まれる脂肪族炭酸エステルと、
溶剤として用いる脂肪族炭酸エステルとを区別する必要
がある場合には、溶剤として用いる脂肪族炭酸エステル
を脂肪族炭酸エステル（ａ）と称することとする。

【００４６】従って、芳香族カルボン酸エステル、並び
に、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・脂肪族
炭酸エステルのうち、何れか一方が原料（Ａ）に相当
し、他方が原料（Ｂ）に相当する。また、芳香族炭酸エ
ステルが生成物（Ｃ）に相当し、副生成物である脂肪族
カルボン酸エステルが生成物（Ｄ）に相当する。

【００４７】尚、上記のエステル交換反応は、脂肪族炭
酸エステルを用いた場合には、芳香族・脂肪族炭酸エス
テルが生成する反応と、芳香族炭酸エステルが生成する
反応との２段階で進行する。

【００４８】上記の芳香族カルボン酸エステルとして
は、具体的には、例えば、酢酸フェニル、酢酸メチルフ
ェニルの各異性体、酢酸エチルフェニルの各異性体、酢
酸クロロフェニルの各異性体、酢酸イソプロピルフェニ
ルの各異性体、酢酸メトキシフェニルの各異性体、酢酸
ジメチルフェニルの各異性体、酢酸ナフチルの各異性
体、プロピオン酸フェニル、プロピオン酸メチルフェニ
ルの各異性体、酪酸フェニル、イソ酪酸フェニル、吉草
酸フェニル、吉草酸メチルフェニルの各異性体、イソ吉
草酸フェニル、ヘキサン酸フェニル、ヘプタン酸フェニ
ル等が挙げられるが、特に限定されるものではない。

【００４９】上記のエステル交換反応においては、該エ
ステル交換反応の平衡を生成系側に有利にして反応効率
（平衡転化率）を高めるために、副生する脂肪族カルボ
ン酸エステルを連続的に反応系外に抜き出す。このた
め、上記例示の化合物のうち、脂肪族カルボン酸エステ
ルの沸点よりも沸点が高い芳香族カルボン酸エステルが
より好ましい。

【００５０】上記の脂肪族炭酸エステルとしては、具体
的には、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジ
−ｎ−プロピル、炭酸ジイソプロピル、炭酸ジブチルの
各異性体、炭酸ジペンチルの各異性体、炭酸ジヘキシル
の各異性体、炭酸ジヘプチルの各異性体、炭酸ジオクチ
ルの各異性体、炭酸ジノニルの各異性体、炭酸ジデシル
の各異性体、炭酸ジシクロヘキシル、炭酸ジベンジル、
炭酸ジフェネチルの各異性体、炭酸ジ（メチルベンジ
ル）の各異性体等が挙げられるが、特に限定されるもの
ではない。これら脂肪族炭酸エステルは、適宜混合して
用いてもよい。上記例示の化合物のうち、工業的な面か
ら炭酸ジメチルが好適である。

【００５１】また、上記の溶剤としては、具体的には、
例えば、上記例示の脂肪族炭酸エステルが挙げられる。
上記例示の化合物のうち、工業的な面から炭酸ジメチル
が好適である。

【００５２】上記の芳香族・脂肪族炭酸エステルとして
は、例えば、上記例示の脂肪族炭酸エステルが有する２
つの脂肪族基のうち、１つが芳香族基に置換された炭酸
エステルが挙げられるが、特に限定されるものではな
い。該芳香族基としては、具体的には、例えば、前記例
示の芳香族カルボン酸エステルが有する芳香族基が挙げ
られる。これら芳香族・脂肪族炭酸エステルは、適宜混
合して用いてもよい。また、脂肪族炭酸エステルと芳香
族・脂肪族炭酸エステルとを併用する場合において、両
者の割合は、特に限定されるものではない。

【００５３】そして、脂肪族カルボン酸エステルを連続
的に反応系外に抜き出すためには、脂肪族カルボン酸エ
ステルの沸点よりも沸点が高い芳香族・脂肪族炭酸エス
テルを用いることが好ましい。また、生成する芳香族炭
酸エステルを連続的に反応系外に抜き出すためには、芳
香族炭酸エステルの沸点よりも沸点が低い芳香族カルボ
ン酸エステルや脂肪族炭酸エステル、芳香族・脂肪族炭
酸エステルを用いることが好ましい。

【００５４】さらに、生成する芳香族炭酸エステルと芳
香族カルボン酸エステルとの分離が容易となるように、
両者の沸点差が比較的大きいことが好ましい。尚、脂肪
族炭酸エステルや芳香族・脂肪族炭酸エステルの平衡転
化率を高めるには、芳香族カルボン酸エステルと、脂肪
族炭酸エステルや芳香族・脂肪族炭酸エステルとの沸点
差が比較的小さいことが好ましく、また、芳香族カルボ
ン酸エステルと脂肪族カルボン酸エステルとの沸点差が
比較的大きいことが好ましい。

【００５５】芳香族カルボン酸エステルと、脂肪族炭酸
エステルおよび／または芳香族・脂肪族炭酸エステルと
のエステル交換反応は、触媒の存在下で行う。上記の触
媒としては、硫酸等の鉱酸；パラトルエンスルホン酸等
のスルホン酸類；イオン交換樹脂、ゼオライト等の固体
酸；水酸化ナトリウム等の塩基；チタンテトライソプロ
ポキシド、ジルコニウム(IV)イソプロポキシド等の金属
アルコキシド；塩化アルミニウム、四塩化チタン等のル
イス酸や、ルイス酸を発生する化合物；フェノキシ鉛、
フェノキシチタン等の金属フェノキサイド類；酸化鉛
類；炭酸鉛等の鉛塩類；ジルコニウム(IV)アセチルアセ
トネート、ビス（アセチルアセトナト）銅(II)、亜鉛(I
I)アセチルアセトネート、リチウムアセチルアセトネー
ト等の金属アセチルアセトネート錯体；ジブチル錫オキ
シド等の有機錫化合物；チタノシリケート；金属置換リ
ン酸アルミニウム等が挙げられるが、特に限定されるも
のではない。上記例示の触媒のうち、弱酸および弱塩基
が、芳香族炭酸エステルの選択率が向上するのでより好
ましい。

【００５６】そして、固体の不均一触媒を用いる場合に
は、前記の反応蒸留塔１内部に該触媒を保持して反応液
を接触させればよい。また、反応蒸留塔１として充填塔
や複合式の蒸留塔を用いる場合には、塔内に充填する充
填物の一部または全部に代えて固体の触媒を充填するこ
ともできる。

【００５７】また、均一触媒を用いる場合には、該触媒
は、芳香族カルボン酸エステル、並びに、脂肪族炭酸エ
ステルおよび／または芳香族・脂肪族炭酸エステルの何
れか一方または両方に混合して反応蒸留塔１に連続的に
供給するか、または、これら原料とは別個に反応蒸留塔
１に連続的に供給する。

【００５８】均一触媒を用いる場合における触媒濃度
は、芳香族カルボン酸エステル、脂肪族炭酸エステル、
および芳香族・脂肪族炭酸エステルの合計量、つまり、
原料に対して、下限値は０．１ｐｐｍ、好ましくは１ｐ
ｐｍ、さらに好ましくはは１０ｐｐｍである。また、上
限値は、反応蒸留塔１内部の反応液に飽和状態で溶解す
る量であり、凡そ１０重量％、好ましくは５重量％、さ
らに好ましくは１重量％である。

【００５９】反応蒸留塔１への原料の供給方法は、特に
限定されるものではなく、芳香族カルボン酸エステル、
並びに、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・脂
肪族炭酸エステルを混合してなる混合物を連続的に供給
してもよく、また、芳香族カルボン酸エステルと、脂肪
族炭酸エステルおよび／または芳香族・脂肪族炭酸エス
テルとをそれぞれ別個に、連続的に供給してもよい。そ
して、これら原料は、液状で供給してもよく、ガス状で
供給してもよく、或いは、気液混合状態で供給してもよ
い。但し、反応蒸留塔１内で両者の接触が円滑に行われ
るように、より高沸点の原料成分を供給する段を、より
低沸点の原料成分を供給する段よりも上段とすることが
好ましい。尚、上記高沸点の原料成分には、低沸点の原
料成分の一部が含まれていてもよく、また、上記低沸点
の原料成分には、高沸点の原料成分の一部が含まれてい
てもよい。

【００６０】また、反応蒸留塔１への溶剤としての脂肪
族炭酸エステル（ａ）の供給方法は、特に限定されるも
のではなく、液状で供給してもよく、ガス状で供給して
もよく、或いは、気液混合状態で供給してもよい。

【００６１】芳香族カルボン酸エステルと、脂肪族炭酸
エステルおよび／または芳香族・脂肪族炭酸エステルと
のモル比は、使用する触媒の種類や量、或いは反応条件
等にもよるが、１：１００〜１００：１の範囲内が好ま
しく、１：２０〜２０：１の範囲内がより好ましく、
１：１０〜１０：１の範囲内がさらに好ましい。尚、上
記モル比を算出する際の脂肪族炭酸エステルには、溶剤
として供給される脂肪族炭酸エステル（ａ）も含まれて
いる。また、芳香族カルボン酸エステルには、該芳香族
カルボン酸エステルを合成する際の原料、即ち、未反応
物が混入していてもよい。上記の未反応物としては、例
えば、脂肪族カルボン酸エステルや芳香族ヒドロキシ化
合物等が挙げられる。但し、芳香族カルボン酸エステル
に未反応物が混入している場合には、芳香族炭酸エステ
ルを効率的に製造するために、該混合物中の芳香族カル
ボン酸エステルの含有量は、１０モル％以上が好まし
く、２０モル％以上がより好ましい。

【００６２】反応蒸留塔１の操作温度は、芳香族カルボ
ン酸エステル、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香
族・脂肪族炭酸エステル、および溶剤の種類や組み合わ
せ、触媒の種類や量、他の条件（因子）等にもよるが、
塔底の温度は、３００℃以下が好ましく、２８０℃以下
がより好ましい。

【００６３】次に、反応蒸留塔１を用いた芳香族炭酸エ
ステルの製造方法の一例について説明する。先ず、芳香
族カルボン酸エステルと、脂肪族炭酸エステルおよび／
または芳香族・脂肪族炭酸エステルとを含む原料、およ
び触媒を、原料供給管５を介して反応蒸留塔１に連続的
に供給する。溶剤としての脂肪族炭酸エステル（ａ）
を、溶剤供給管６を介して反応蒸留塔１に連続的に供給
する。また、圧力調整弁１１により、反応蒸留塔１の操
作圧を調節する。

【００６４】反応蒸留塔１に供給された原料を触媒の存
在下で気液接触させることにより、反応蒸留が行われ
る。これにより、平衡反応が進行し、芳香族炭酸エステ
ルおよび脂肪族カルボン酸エステルが生成すると共に、
両者が分離される。目的物である芳香族炭酸エステル
は、反応蒸留塔１内を流下し、缶出液として連続的に反
応系外に取り出される。また、副生成物である脂肪族カ
ルボン酸エステルは、留出液として連続的に抜き出され
る。以上の反応操作を行うことにより、連続的かつ効率
的に芳香族炭酸エステルを製造することができる。

【００６５】以上のように、本発明にかかる反応蒸留装
置は、(i) 原料を連続的に供給する原料供給管５を反応
蒸留塔１の第一の段に備え、(ii)該第一の段よりも下側
の第二の段に、該第二の段に存在する反応液の沸点より
も沸点が低く、かつ該反応液に溶解する溶剤を連続的に
供給する溶剤供給管６を備え、(iii) 上記溶剤が供給さ
れない状態での第二の段の操作温度をｔ₀（℃）、溶剤
が供給された状態での第二の段の操作温度をｔ₁（℃）
とするとき、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように操作圧を調節する圧力調整弁１
１等からなる調節手段を備えている構成である。

【００６６】上記の構成によれば、溶剤供給管６によっ
て反応蒸留塔１内に溶剤を連続的に供給することがで
き、しかも、圧力調整弁１１等によって操作圧を調節す
ることができるので、塔底の温度を維持したまま、塔内
温度を高くすることができる。つまり、溶剤が供給され
ない場合と比較して、塔底と塔頂との温度差を小さくす
ることができる。これにより、平衡反応の反応効率を向
上させることができる反応蒸留装置を提供することがで
きる。

【００６７】また、本発明にかかる反応蒸留方法は、上
記の反応蒸留装置を用いて、反応蒸留塔１の第一の段に
原料を連続的に供給すると共に、該第一の段よりも下側
の第二の段に、上記溶剤を連続的に供給する一方、上記
の操作温度ｔ₀・ｔ₁が、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように操作圧を調節する方法である。

【００６８】上記の方法によれば、溶剤を連続的に供給
する一方、操作圧を調節するので、塔底の温度を維持し
たまま、塔内温度を高くすることができる。つまり、溶
剤が供給されない場合と比較して、塔底と塔頂との温度
差を小さくすることができる。これにより、平衡反応の
反応効率が向上された反応蒸留方法を提供することがで
きる。

【００６９】そして、上記原料が芳香族カルボン酸エス
テルと、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・脂
肪族炭酸エステルとを含み、かつ、上記溶剤が脂肪族炭
酸エステルである場合には、芳香族カルボン酸エステル
と、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・脂肪族
炭酸エステルとのエステル交換反応（平衡反応）によ
り、芳香族炭酸エステルを連続的かつ効率的に製造する
ことができる。尚、芳香族炭酸エステルは、工業的に有
用な化合物である。

【００７０】

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら
限定されるものではない。

【００７１】〔実施例１〕図１に示す反応蒸留装置を用
いて芳香族炭酸エステルを連続的に製造した。但し、反
応蒸留塔１として、内径５５ｍｍのステンレス製の充填
塔の上に、ステンレス製の蒸留塔を接続してなる塔を用
いた。以下、本実施例に用いた反応蒸留塔１の充填塔に
ついて、簡単に説明する。

【００７２】図２に示すように、上記の充填塔２０は、
内部に、充填物層２１、上昇部２２および液溜部２３等
を備えている。充填物層２１は、反応ガスが通過するこ
とができる多孔板２１ａの上に、充填物として３ｍｍφ
のステンレス製ディクソンパッキング（図示せず）が充
填されてなっている。また、充填物の上には、反応ガス
が通過することができる多孔板２１ｂが載置されてい
る。そして、該充填物層２１は、塔内を下降する反応液
と、塔内を上昇する反応ガスとを気液接触させるように
なっている。

【００７３】充填物層２１の下方には、漏斗状に形成さ
れた漏斗部２５ａと、管状に形成された脚部２５ｂとか
らなるコレクター２５が設けられている。漏斗部２５ａ
は、ステンレス製の金網からなっている。脚部２５ｂ
は、液溜部２３内部に挿入されており、漏斗部２５ａに
て集めた反応液を液溜部２３に導入するようになってい
る。

【００７４】上昇部２２は、充填物層２１（図２におい
て下側の充填物層）の上段側に設けられており、塔水平
断面における周縁部に配設されている。上昇部２２は、
実質的に気液接触させることなく反応ガスを上昇させる
ようになっている。

【００７５】液溜部２３は、有底円筒状に形成されてお
り、容量２５ｍｌである。該液溜部２３は、充填物層２
１（同図において下側の充填物層）の上段側に設けられ
ており、該水平断面における中央部に配設されている。
液溜部２３は、その上段側に設けられた充填物層２１
（同図において上側の充填物層）からコレクター２５を
介して下降してきた反応液を溜めることができるように
なっている。そして、液溜部２３は、実質的に気液接触
させることなく、該反応液中の原料を触媒の存在下で反
応させるようになっている。

【００７６】液溜部２３に溜められた反応液は、２５ｍ
ｌ以上になると該液溜部２３から溢れ、オーバーフロー
した反応液は、液溜部２３の外側壁を伝いながら塔内を
下降し、下段側に設けられた充填物層２１に供給され
る。

【００７７】上記構成の充填塔２０は、充填物層２１、
液溜部２３および上昇部２２からなるユニットの段数が
５段である。そして、該充填塔２０の５段目の上に原料
供給管５を接続し、１段目（最下段）の下、即ち、塔底
に溶剤供給管６を接続した。従って、充填塔２０は反応
部である。

【００７８】また、上記の蒸留塔は、高さ８０ｃｍ、内
径２０ｍｍであり、充填物として３ｍｍφのステンレス
製ディクソンパッキングを充填した。従って、蒸留塔は
濃縮部である。

【００７９】さらに、リボイラー２等を用いて塔底液を
加熱する代わりに、充填塔２０の塔底をヒータで加熱す
ることにより、蒸留に必要な熱を供給した。反応蒸留塔
１の操作条件は、塔底温度を２３０℃、操作圧である塔
頂圧力を４４０Ｔｏｒｒとした。また、１時間当たりの
還流量を３０ｇとすることにより、還流比を０．４１に
設定した。

【００８０】そして、反応蒸留塔１に原料供給管５を介
して、原料と、触媒としてのチタンテトラフェノキシド
「Ｔｉ（ＯＰｈ）₄ 」とからなる原料液を連続的に供給
した。原料液の１時間当たりの供給量は、１１９．９ｇ
とした。上記原料の組成は、吉草酸フェニル（芳香族カ
ルボン酸エステル）３１．２重量％、炭酸メチルフェニ
ル（芳香族・脂肪族炭酸エステル）２１．６重量％、炭
酸ジメチル（脂肪族炭酸エステル）１０．９重量％、吉
草酸メチル２６．６重量％、フェノール１．６重量％、
および、目的物である炭酸ジフェニル８．２重量％であ
った。また、上記のチタンテトラフェノキシドは、原料
（全成分）に対するチタンの添加量が４００ｐｐｍとな
るように添加した。

【００８１】また、反応蒸留塔１に溶剤供給管６を介し
て、溶剤としての炭酸ジメチル（脂肪族炭酸エステル
（ａ））をガス状で連続的に供給した。炭酸ジメチルの
１時間当たりの供給量は、１１．５ｇとした。上記の反
応条件、即ち、原料液並びに溶剤の流量および組成を、
表１に示す。

【００８２】上記の操作条件にて反応蒸留塔１を操作
し、吉草酸フェニルと、炭酸メチルフェニルおよび炭酸
ジメチルとを、エステル交換させながら気液接触させ
た。そして、副生した吉草酸メチルを含む留出液を、抜
き出し管９を通じて連続的に反応系外に取り出した。留
出液の１時間当たりの抜き出し量は、７２．７ｇであっ
た。一方、生成した炭酸ジフェニルを含む缶出液を、抜
き出し管８を通じて連続的に反応系外に取り出した。缶
出液の１時間当たりの抜き出し量は、５８．７ｇであっ
た。また、塔内温度分布は、塔頂が１０１℃、４段目が
１９６℃、３段目が２００℃、２段目が２０８℃、１段
目が２１４℃、塔底が２３０℃であった。上記の塔内温
度分布を、塔頂圧力等と共に、表２に示す。

【００８３】上記留出液の組成を分析した結果、該組成
は、吉草酸メチル６８．８重量％、および、炭酸ジメチ
ル３１．２重量％であった。一方、上記缶出液の組成を
分析した結果、該組成は、芳香族炭酸エステルである炭
酸ジフェニル７１．９重量％、吉草酸フェニル１９．３
重量％、炭酸メチルフェニル６．４重量％、吉草酸メチ
ル０．５重量％、炭酸ジメチル０．３重量％、および、
フェノール１．６重量％であった。従って、吉草酸フェ
ニルの転化率は６９．７モル％であり、炭酸ジメチルの
転化率は１４．９モル％であった。上記留出液並びに缶
出液の流量および組成を、反応結果と共に、表３に示
す。尚、上記炭酸ジメチルの転化率とは、炭酸ジメチル
の転化量を、溶剤として供給した炭酸ジメチルの供給量
で除し、百分率で表した値である。

【００８４】〔実施例２〕実施例１の反応蒸留装置と同
一の反応蒸留装置を用いて、実施例１における原料液の
１時間当たりの供給量を１１９．９ｇから１１７．８ｇ
に、溶剤の１時間当たりの供給量を１１．５ｇから３
４．９ｇにそれぞれ変更すると共に、塔頂圧力を４４０
Ｔｏｒｒから５００Ｔｏｒｒに、還流比を０．４１から
０．３１にそれぞれ変更した以外は、実施例１の反応条
件と同様の反応条件で、エステル交換反応を行った。上
記の反応条件、即ち、原料液並びに溶剤の流量および組
成を、表１に示す。

【００８５】そして、副生した吉草酸メチルを含む留出
液を、連続的に反応系外に取り出した。留出液の１時間
当たりの抜き出し量は、９６．６ｇであった。一方、生
成した炭酸ジフェニルを含む缶出液を、連続的に反応系
外に取り出した。缶出液の１時間当たりの抜き出し量
は、５６．１ｇであった。また、塔内温度分布は、塔頂
が１００℃、４段目が１９７℃、３段目が２０１℃、２
段目が２１０℃、１段目が２２１℃、塔底が２３１℃で
あった。上記の塔内温度分布を、塔頂圧力等と共に、表
２に示す。

【００８６】上記留出液の組成を分析した結果、該組成
は、吉草酸メチル５３．０重量％、および、炭酸ジメチ
ル４７．０重量％であった。一方、上記缶出液の組成を
分析した結果、該組成は、炭酸ジフェニル７０．０重量
％、吉草酸フェニル１８．６重量％、炭酸メチルフェニ
ル８．５重量％、吉草酸メチル０．４重量％、炭酸ジメ
チル０．６重量％、および、フェノール１．８重量％で
あった。従って、吉草酸フェニルの転化率は７１．６モ
ル％であり、炭酸ジメチルの転化率は５．７モル％であ
った。上記留出液並びに缶出液の流量および組成を、反
応結果と共に、表３に示す。

【００８７】〔比較例１〕実施例１の反応蒸留装置と同
一の反応蒸留装置を用いて、実施例１における原料液の
１時間当たりの供給量を１１９．９ｇから１２０．０ｇ
に、溶剤の１時間当たりの供給量を１１．５ｇから０ｇ
にそれぞれ変更すると共に、塔頂圧力を４４０Ｔｏｒｒ
から３５０Ｔｏｒｒに、還流比を０．４１から０．５２
にそれぞれ変更した以外は、実施例１の反応条件と同様
の反応条件で、エステル交換反応を行った。即ち、溶剤
を用いないで、比較用のエステル交換反応を行った。上
記の反応条件、即ち、原料液並びに溶剤の流量および組
成を、表１に示す。

【００８８】そして、副生した吉草酸メチルを含む留出
液を、連続的に反応系外に取り出した。留出液の１時間
当たりの抜き出し量は、５７．９ｇであった。一方、生
成した炭酸ジフェニルを含む缶出液を、連続的に反応系
外に取り出した。缶出液の１時間当たりの抜き出し量
は、６２．１ｇであった。また、塔内温度分布は、塔頂
が９６℃、４段目が１９３℃、３段目が１９９℃、２段
目が２０３℃、１段目が２０９℃、塔底が２３０℃であ
った。従って、実施例１・２と比較して、塔内温度分布
が拡がっており、塔底と塔頂との温度差が大きくなって
いた。上記の塔内温度分布を、塔頂圧力等と共に、表２
に示す。

【００８９】上記留出液の組成を分析した結果、該組成
は、吉草酸メチル７３．１重量％、および、炭酸ジメチ
ル２６．９重量％であった。一方、上記缶出液の組成を
分析した結果、該組成は、炭酸ジフェニル６１．４重量
％、吉草酸フェニル３１．９重量％、炭酸メチルフェニ
ル４．５重量％、吉草酸メチル０．６重量％、および、
フェノール１．６重量％であった。従って、吉草酸フェ
ニルの転化率は４７．１モル％と低かった。上記留出液
並びに缶出液の流量および組成を、反応結果と共に、表
３に示す。

【００９０】〔実施例３〕実施例１の反応蒸留装置と同
一の反応蒸留装置を用いて芳香族炭酸エステルを連続的
に製造した。但し、反応蒸留塔１の操作条件は、塔底温
度を２３０℃、塔頂圧力を４５０Ｔｏｒｒとした。ま
た、還流比を０．３４に設定した。

【００９１】そして、反応蒸留塔１に原料供給管５を介
して、原料と、チタンテトラフェノキシドとからなる原
料液を連続的に供給した。原料液の１時間当たりの供給
量は、１２２．７ｇとした。上記原料の組成は、吉草酸
フェニル２５．３重量％、炭酸メチルフェニル１７．７
重量％、炭酸ジメチル５．９重量％、吉草酸メチル１
６．６重量％、フェノール２５．１重量％、および、炭
酸ジフェニル９．５重量％であった。また、上記のチタ
ンテトラフェノキシドは、原料（全成分）に対するチタ
ンの添加量が４５８ｐｐｍとなるように添加した。

【００９２】また、反応蒸留塔１に溶剤供給管６を介し
て、炭酸ジメチルをガス状で連続的に供給した。炭酸ジ
メチルの１時間当たりの供給量は、１５．４ｇとした。
上記の反応条件、即ち、原料液並びに溶剤の流量および
組成を、表１に示す。

【００９３】上記の操作条件にて反応蒸留塔１を操作
し、吉草酸フェニルと、炭酸メチルフェニルおよび炭酸
ジメチルとを、エステル交換させながら気液接触させ
た。そして、副生した吉草酸メチルを含む留出液を、連
続的に反応系外に取り出した。留出液の１時間当たりの
抜き出し量は、８７．５ｇであった。一方、生成した炭
酸ジフェニルを含む缶出液を、連続的に反応系外に取り
出した。缶出液の１時間当たりの抜き出し量は、５０．
６ｇであった。また、塔内温度分布は、塔頂が１４８
℃、４段目が１９１℃、３段目が１９５℃、２段目が２
００℃、１段目が２０９℃、塔底が２３０℃であった。
上記の塔内温度分布を、塔頂圧力等と共に、表２に示
す。

【００９４】上記留出液の組成を分析した結果、該組成
は、吉草酸メチル４０．５重量％、炭酸ジメチル２５．
０重量％、および、フェノール３４．５重量％であっ
た。一方、上記缶出液の組成を分析した結果、該組成
は、炭酸ジフェニル７４．６重量％、吉草酸フェニル１
５．１重量％、炭酸メチルフェニル７．７重量％、吉草
酸メチル０．４重量％、炭酸ジメチル０．４重量％、お
よび、フェノール１．９重量％であった。従って、吉草
酸フェニルの転化率は７５．４モル％であり、炭酸ジメ
チルの転化率は３．６モル％であった。上記留出液並び
に缶出液の流量および組成を、反応結果と共に、表４に
示す。

【００９５】〔比較例２〕実施例１の反応蒸留装置と同
一の反応蒸留装置を用いて、実施例３における原料液の
１時間当たりの供給量を１２２．７ｇから１２２．８ｇ
に、溶剤の１時間当たりの供給量を１５．４ｇから０ｇ
にそれぞれ変更すると共に、塔頂圧力を４５０Ｔｏｒｒ
から３５０Ｔｏｒｒに、還流比を０．３４から０．４３
にそれぞれ変更した以外は、実施例３の反応条件と同様
の反応条件で、エステル交換反応を行った。即ち、溶剤
を用いないで、比較用のエステル交換反応を行った。上
記の反応条件、即ち、原料液並びに溶剤の流量および組
成を、表１に示す。

【００９６】そして、副生した吉草酸メチルを含む留出
液を、連続的に反応系外に取り出した。留出液の１時間
当たりの抜き出し量は、６９．６ｇであった。一方、生
成した炭酸ジフェニルを含む缶出液を、連続的に反応系
外に取り出した。缶出液の１時間当たりの抜き出し量
は、５３．７ｇであった。また、塔内温度分布は、塔頂
が１４４℃、４段目が１８８℃、３段目が１９３℃、２
段目が１９５℃、１段目が２０５℃、塔底が２３１℃で
あった。従って、実施例３と比較して、塔内温度分布が
拡がっており、塔底と塔頂との温度差が大きくなってい
た。上記の塔内温度分布を、塔頂圧力等と共に、表２に
示す。

【００９７】上記留出液の組成を分析した結果、該組成
は、吉草酸メチル４１．９重量％、炭酸ジメチル１３．
８重量％、および、フェノール４４．３重量％であっ
た。一方、上記缶出液の組成を分析した結果、該組成
は、炭酸ジフェニル６２．６重量％、吉草酸フェニル３
１．０重量％、炭酸メチルフェニル４．３重量％、およ
び、フェノール２．２重量％であった。従って、吉草酸
フェニルの転化率は４６．４モル％と低かった。上記留
出液並びに缶出液の流量および組成を、反応結果と共
に、表４に示す。

【００９８】

【表１】

【００９９】

【表２】

【０１００】

【表３】

【０１０１】

【表４】

【０１０２】上記実施例１〜３および比較例１・２の結
果から明らかなように、本実施例にかかる反応蒸留装置
および反応蒸留方法を採用することにより、塔底の温度
を維持したまま、塔内温度を高くすることができる。つ
まり、溶剤が供給されない場合と比較して、塔底と塔頂
との温度差を小さくすることができる。これにより、反
応効率（平衡転化率）を向上させることができ、従っ
て、連続的かつ効率的に、芳香族炭酸エステルである炭
酸ジフェニルを製造することができることがわかる。

【０１０３】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の反応蒸留装置
は、以上のように、多段式の反応蒸留装置であって、
(i) 原料を連続的に供給する原料供給部を該装置の第一
の段に備え、(ii)該第一の段よりも下側の第二の段に、
該第二の段に存在する反応液の沸点よりも沸点が低く、
かつ該反応液に溶解する溶剤を連続的に供給する溶剤供
給部を備え、(iii) 上記溶剤が供給されない状態での第
二の段の操作温度をｔ₀（℃）、溶剤が供給された状態
での第二の段の操作温度をｔ₁（℃）とするとき、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように反応圧力を調節する調節手段を
備えている構成である。

【０１０４】上記の構成によれば、塔底の温度を維持し
たまま、塔内温度を高くすることができる。つまり、溶
剤が供給されない場合と比較して、塔底と塔頂との温度
差を小さくすることができる。これにより、平衡反応の
反応効率を向上させることができる反応蒸留装置を提供
することができるという効果を奏する。

【０１０５】本発明の請求項２記載の反応蒸留装置は、
以上のように、上記溶剤供給部が塔底部に設けられてい
る構成である。これにより、平衡反応の反応効率をより
一層向上させることができる反応蒸留装置を提供するこ
とができるという効果を奏する。

【０１０６】また、本発明の請求項３記載の反応蒸留方
法は、以上のように、多段式の反応蒸留装置を用いる反
応蒸留方法であって、前記装置の第一の段に原料を連続
的に供給すると共に、該第一の段よりも下側の第二の段
に、該第二の段に存在する反応液の沸点よりも沸点が低
く、かつ該反応液に溶解する溶剤を連続的に供給する一
方、上記溶剤を供給しない状態での第二の段の操作温度
をｔ₀（℃）、溶剤を供給した状態での第二の段の操作
温度をｔ₁（℃）とするとき、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように反応圧力を調節する方法であ
る。

【０１０７】上記の方法によれば、塔底の温度を維持し
たまま、塔内温度を高くすることができる。つまり、溶
剤が供給されない場合と比較して、塔底と塔頂との温度
差を小さくすることができる。これにより、平衡反応の
反応効率が向上された反応蒸留方法を提供することがで
きるという効果を奏する。

【０１０８】本発明の請求項４記載の反応蒸留方法は、
以上のように、塔底部に溶剤を連続的に供給する方法で
ある。これにより、平衡反応の反応効率がより一層向上
された反応蒸留方法を提供することができるという効果
を奏する。

【０１０９】本発明の請求項５記載の反応蒸留方法は、
以上のように、上記原料が芳香族カルボン酸エステル
と、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・脂肪族
炭酸エステルとを含み、かつ、上記溶剤が脂肪族炭酸エ
ステルである方法である。

【０１１０】上記の方法によれば、芳香族カルボン酸エ
ステルと、脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・
脂肪族炭酸エステルとのエステル交換反応（平衡反応）
により、芳香族炭酸エステルを効率的に製造することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる反応蒸留装置の
概略の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例における反応蒸留装置が有す
る充填塔の概略の構成を示す要部の断面図である。

【符号の説明】

１反応蒸留塔２リボイラー３凝縮器４ポンプ５原料供給管（原料供給部）６溶剤供給管（溶剤供給部）１１圧力調整弁（調節手段）２０充填塔２１充填物層２２上昇部２３液溜部２５コレクター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者若山裕紀大阪府吹田市西御旅町５番８号株式会社日本触媒内 (72)発明者渡辺憲一大阪府吹田市西御旅町５番８号株式会社日本触媒内 (72)発明者恩田義幸大阪府吹田市西御旅町５番８号株式会社日本触媒内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多段式の反応蒸留装置であって、 (i) 原料を連続的に供給する原料供給部を該装置の第一
の段に備え、 (ii)該第一の段よりも下側の第二の段に、該第二の段に
存在する反応液の沸点よりも沸点が低く、かつ該反応液
に溶解する溶剤を連続的に供給する溶剤供給部を備え、 (iii) 上記溶剤が供給されない状態での第二の段の操作
温度をｔ₀（℃）、溶剤が供給された状態での第二の段
の操作温度をｔ₁（℃）とするとき、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように反応圧力を調節する調節手段を
備えていることを特徴とする反応蒸留装置。
【請求項２】上記溶剤供給部が塔底部に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の反応蒸留装置。
【請求項３】多段式の反応蒸留装置を用いる反応蒸留方
法であって、前記装置の第一の段に原料を連続的に供給すると共に、
該第一の段よりも下側の第二の段に、該第二の段に存在
する反応液の沸点よりも沸点が低く、かつ該反応液に溶
解する溶剤を連続的に供給する一方、上記溶剤を供給し
ない状態での第二の段の操作温度をｔ₀（℃）、溶剤を
供給した状態での第二の段の操作温度をｔ₁（℃）とす
るとき、｜ｔ₁−ｔ₀｜≦２０（℃）の関係を満足するように反応圧力を調節することを特徴
とする反応蒸留方法。
【請求項４】塔底部に溶剤を連続的に供給することを特
徴とする請求項３記載の反応蒸留方法。
【請求項５】上記原料が芳香族カルボン酸エステルと、
脂肪族炭酸エステルおよび／または芳香族・脂肪族炭酸
エステルとを含み、かつ、上記溶剤が脂肪族炭酸エステ
ルであることを特徴とする請求項３または４記載の反応
蒸留方法。