KR20230132858A - 2-에틸헥실 아크릴레이트를 수득하기 위한 연속 방법 - Google Patents

2-에틸헥실 아크릴레이트를 수득하기 위한 연속 방법 Download PDF

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KR20230132858A
KR20230132858A KR1020237028746A KR20237028746A KR20230132858A KR 20230132858 A KR20230132858 A KR 20230132858A KR 1020237028746 A KR1020237028746 A KR 1020237028746A KR 20237028746 A KR20237028746 A KR 20237028746A KR 20230132858 A KR20230132858 A KR 20230132858A
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클라우스 헤흘러
루이터 코르넬리스 헨드리쿠스 드
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Abstract

본 발명은, 0.5 내지 100 bar 범위의 절대 압력 하에 액체이고 0 내지 300℃ 범위의 온도를 갖고 2-EHA, 적어도 하나의 고비점 물질(high boiler), 적어도 하나의 균질 촉매, 및 적어도 하나의 저비점 물질(low boiler)을 포함하는 혼합물(1)로부터 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA)를 수득하기 위한 연속 방법에 관한 것이며, 상기 혼합물(1)은 압력-유지 장치(3)에 의해 0.1 내지 10 bar의 범위의 절대 압력 수준으로 감압되는 것을 특징으로 하고, 생성된 2상 기체/액체 혼합물(16)은 나선형-튜브 증발기(4)에 연속적으로 공급되고, 이때, 50 내지 300℃ 범위의 온도에서, 상기 2상 기체/액체 혼합물의 액상 중 2-EHA 함량은 부분 증발에 의해 감소되며, 이는 상기 2상 기체/액체 혼합물의 기상 중 2-EHA 함량의 병렬 증가(parallel increase)를 수반하며, 이들 두 상은 결과적인 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)의 형태로 배출된다.

Description

2-에틸헥실 아크릴레이트를 수득하기 위한 연속 방법
본 발명은, 0.5 내지 100 bar 범위의 절대 압력 하에 액체이고 0 내지 100 bar 범위의 온도를 갖고 2-EHA, 적어도 하나의 고비점 물질(high boiler), 적어도 하나의 균질 촉매 및 적어도 하나의 저비점 물질(low boiler)을 포함하는 혼합물(1)로부터 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA)를 수득하기 위한 연속 방법에 관한 것이다.
2-EHA의 제조는, 예를 들어 DE 10246869 A1(바스프 아게(BASF AG))에 개시되어 있다. 여기서 (메트)아크릴산 에스터의 제조는 또한 부산물인 2-EHA를 발생시킨다. D1에 따른 방법에서, 아크릴산과 2-에틸헥산올의 산-촉진된 에스터화는 균일한 액상에서 수행되며, 상기 에스터화는, 하나 이상의 증류 유닛을 장착한 반응 대역에서 수행되며, 이를 통해, 상기 에스터화 반응에서 형성된 물이 2-에틸헥센, 2-에틸헥산올 및 2-EHA와 함께 제거되고 응축되어, 수성 상과 유기 상으로 분리된다.
DE 10246869 A1(바스프 아게)은 또한, 잔여물의 증류로부터 생성된 잔사를 열처리함으로써 2-EHA가 수득됨을 개시하고 있다. 상기 열처리는 교반 탱크 내의 불연속 공정(이는 "회분식 공정"으로도 지칭됨)을 통해 수행된다. 더욱 구체적으로, 상기 열처리는 교반 장치 내에서, 바람직하게는 140 내지 200℃ 및 20 내지 300 mbar의 절대 압력에서 수행된다. 상기 열처리는 바람직하지 않은 분해(cleavage) 반응을 제공한다. 상기 분해 반응 동안 생성된 분해 잔여물(주로, 가치있는 2-EHA, 2-에틸헥산올, 아크릴산 및 2-에틸헥센 이성질체 혼합물의 생성물)은 연속적으로 분리되고, 응축되고, 2-EHA 제조 공정의 에스터화로 되돌아간다. 여전히 펌핑가능한 상기 분해 잔여물은, 예를 들어, 상기 공정에서 처분되고 소각된다. 상기 분해 잔여물은 일반적으로 25 내지 35%의 에스터화 촉매, 20 내지 30%의 가치있는 2-EHA 생성물, 10 내지 20%의 옥시에스터, 2 내지 3%의 억제제 및 25 내지 30%의 고비점 물질을 포함한다. 필요한 경우, 상기 분해 잔여물은 부분적으로, 0 내지 80% 정도까지 상기 공정으로 다시 재순환될 수 있다. 펌핑성을 개선하기 위해, 상기 분해 잔여물은 전형적으로 용매(예컨대, 옥소 오일(Oxo Oil))와 혼합되고, 이어서, 예를 들어 열적으로 활용될 수 있다. 그러나, 이러한 접근법은 추가적인 공급원이 필요하기 때문에, 더 많은 작업과 더 많은 비용을 포함함다. 이러한 공정의 단점은, 가능한 최적화에도 불구하고, 고비점 물질의 분해 동안 매우 고농도의 균질 촉매로 인해, 회분식 공정이 끝날 무렵에, 가치있는 2-EHA 생성물이 더 이상 형성되지 않고, 대신 2-에틸헥센 이성질체 혼합물이 형성된다는 것이다. 이러한 저비점 물질은 상기 공정에 더 이상 사용될 수 없으며, 처분되어야 한다. 또한, 회분식 공정의 긴 체류 시간은, 더 이상 분해될 수 없는 중합체를 추가로 형성하여, 잔여물의 점도가 급격히 증가된다. 희석에 필요한 용매는 추가적인 작업 및 더 높은 비용을 초래하고, 잔여물의 양도 증가시킨다.
2-EHA를 수득하거나 분리하기 위한 더욱 효율적인 공정은 공지되어 있지 않다. 가치 있는 다른 생성물(즉, 사이클로도데카트라이엔(CDT))을 수득하기 위한 또 다른 공정은 EP 1907342 B1(바스프 에스이(BASF SE))에 개시되어 있으며, 이는 압력-유지 장치 및 나선형-튜브 증발기에 기초한 연속 공정을 기술하고 있다. 나선형-튜브 증발기에서는 용액의 체류 시간이 짧기 때문에, CDT, 고비점 물질 및 기타 중합체를 포함하는 용액의 바람직하지 않은 분해 잔여물이 상당히 감소된다. 액체와 기체는 하류 중력 분리기에 의해 서로 분리된다. 이어서, 가치있는 CDT 생성물은 응축물에서 주로 발견된다.
나선형-튜브 증발기는 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 DE 19600630 A1(바이엘 아게(Bayer AG))에 기술되어 있다. 이는, 열 교환 표면을 깨끗하게 유지하는 데 필요한 기계적인 힘이 회전식 내부 구조물(internals)이 아니라 유동력(flow force)에 의해 생기는 증발기 장치를 개시하고 있다. 상기 증발기 장치는, 외부에서 가열되는 단일 나선형-튜브로 이루어진다. 이러한 단일-튜브 증발기는, 용액 또는 현탁액이 절대 압력 하에 과열된 상태의 상기 장치에 공급되어 상기 용액의 휘발성 구성요소의 일부가 상기 장치에 들어가자마자 증발되도록 조작된다. 이러한 증기는, 상기 장치를 통해 점차 점성이 높아지는 용액 또는 현탁액을 운반하는 역할을 하며, 열 전달 표면이 깨끗하게 유지되는 것을 보장한다.
본 발명의 목적은, 예를 들어, 2-에틸헥산올을 사용한 아크릴산의 산-촉진된 에스터화에 의한 (메트)아크릴산 에스터의 제조에서 반응 배출물로서 생성되는 혼합물(1)로부터 가치있는 2-EHA 생성물을 증발시키기 위한 신규하고 더욱 효율적인 방법을 제공하는 것이었다. (메트)아크릴산 에스터의 제조는, 예를 들어 DE 10246869 A1(바스프 아게)에 따른 방법에 의해 가능해질 수 있다. 동시에, 이러한 신규하고 더욱 효율적인 공정은 또한 자본 비용, 및 공장 및 장치 구성에 대한 경비를 가능한 한 낮게 유지해야 한다.
이러한 혼합물(1)은 2-EHA, 적어도 하나의 고비점 물질, 적어도 하나의 균질 촉매 및 적어도 하나의 저비점 물질을 포함한다. 혼합물(1)에 존재하는 성분들의 질량 분율에 대한 바람직하고 예시적인 구성이 하기에 중량%로 제시되며, 이때 2-EHA, 고비점 물질, 균질 촉매, 저비점 물질 및 추가적인 성분의 합은 100 중량%가 된다. 상기 추가적인 성분은 본 발명에 따른 방법에 대해 무시할만한 영향만 미치며, 결과적으로, 이러한 추가적인 성분은 본 발명에 따른 방법에 대한 산업적 관련성이 없다.
혼합물(1)의 개별 성분에 대한 바람직한 구성 및 혼합물(1)을 기준으로 한 이의 질량 분율(중량%)은 다음과 같다:
ㆍ 2-EHA: 10.0 중량% 이상;
ㆍ 고비점 물질: 0.3 중량% 이상:
중합체: 0.1 내지 10.0 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)-프로피오네이트: 0.1 중량% 이상,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 0.1 내지 12.0 중량%;
ㆍ 균질 촉매: 0.1 내지 15.0 중량%;
ㆍ 저비점 물질: 0.1 내지 20.0 중량%:
물: 0 내지 15.0 중량%,
아크릴산: 0 내지 15.0 중량%,
2-에틸헥산올: 0 내지 15.0 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 0 내지 15.0 중량%;
ㆍ 추가적인 성분: 0 내지 10.0 중량%.
특히 바람직한 구성에서, 혼합물(1)의 개별 성분 및 혼합물(1)을 기준으로 한 이의 질량 분율(중량%)은 다음과 같다:
ㆍ 2-EHA: 20.0 내지 80.0 중량%;
ㆍ 고비점 물질: 0.3 내지 60 중량%:
중합체: 0.1 내지 6.0 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)-프로피오네이트: 0.1 내지 45.0 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 0.1 내지 10.0 중량%;
ㆍ 균질 촉매: 0.1 내지 15.0 중량%;
ㆍ 저비점 물질: 0.1 내지 15.0 중량%:
물: 0 내지 10.0 중량%,
아크릴산: 0 내지 10.0 중량%,
2-에틸헥산올: 0 내지 10.0 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 0 내지 10.0 중량%;
ㆍ 추가적인 성분: 0 내지 6.0 중량%.
예시적인 구성에서, 혼합물(1)의 개별 성분 및 혼합물(1)을 기준으로 한 이의 질량 분율(중량%)은 다음과 같다:
물: 0.2 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 0.3 중량%,
아크릴산: 0.6 중량%,
2-에틸헥산올: 0.4 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA): 84.5 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)프로피오네이트: 4.0 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 4.4 중량%,
중합체: 4.3 중량%,
균질 촉매로서의 p-톨루엔설폰산: 1.1 중량%,
추가적인 성분: 0.2 중량%.
다른 예시적인 구성에서, 혼합물(1)의 개별 성분 및 혼합물(1)을 기준으로 한 이의 질량 분율(중량%)은 다음과 같다:
물: 4.0 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 4.5 중량%,
아크릴산: 4.1 중량%,
2-에틸헥산올: 6.0 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA): 10.7 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)프로피오네이트: 50.0 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 10.0 중량%,
중합체: 10.0 중량%,
균질 촉매로서의 p-톨루엔설폰산: 0.5 중량%,
추가적인 성분: 0.2 중량%.
다른 예시적인 구성에서, 혼합물(1)의 개별 성분 및 혼합물(1)을 기준으로 한 이의 질량 분율(중량%)은 다음과 같다:
물: 0.7 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 1.1 중량%,
아크릴산: 0.4 중량%,
2-에틸헥산올: 0.5 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA): 12.4 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)-프로피오네이트: 79.8 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 3.0 중량%,
중합체: 1.0 중량%,
균질 촉매로서의 p-톨루엔설폰산: 0.8 중량%,
추가적인 성분: 0.3 중량%.
다른 예시적인 구성에서, 혼합물(1)의 개별 성분 및 혼합물(1)을 기준으로 한 이의 질량 분율(중량%)은 다음과 같다:
물: 0.8 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 1.0 중량%,
아크릴산: 0.5 중량%,
2-에틸헥산올: 0.4 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA): 60.3 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)프로피오네이트: 11.0 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 0.4 중량%,
중합체: 1.6 중량%,
균질 촉매로서의 p-톨루엔설폰산: 15.0 중량%,
추가적인 성분: 9.0 중량%.
다른 예시적인 구성에서, 혼합물(1)의 개별 성분 및 혼합물(1)을 기준으로 한 이의 질량 분율(중량%)은 다음과 같다:
물: 0.4 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 0.1 중량%,
아크릴산: 0.4 중량%,
2-에틸헥산올: 0.9 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA): 52.5 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)프로피오네이트: 28.8 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 5.8 중량%,
중합체: 3.0 중량%,
균질 촉매로서의 p-톨루엔설폰산: 4.1 중량%,
추가적인 성분: 4.0 중량%.
동일한 압력, 예를 들어 표준 압력 하에, 상기 저비점 물질은 2-EHA보다 더 낮은 비점을 갖고, 상기 고비점 물질은 2-EHA보다 더 높은 비점을 가진다. 표준 압력에서의 비점은 2-EHA의 경우 218℃이다. 표준 압력 하에, 상기 저비점 물질은 일반적으로 50 내지 215℃ 범위이고, 상기 고비점 물질은 220 내지 400℃ 범위이다.
신규한 방법은 분해 잔여물의 형성 및 또한 중합체의 형성을 피하거나 적어도 상당히 감소시켜야 하며, 그 이유는, 이러한 현상이 잔여물에 과도하게 높은 점도를 초래하여 공정을 훨씬 더 힘들게 만들기 때문이다.
또한, 상기 방법은, 회분식 공정, 예를 들어 DE 10246869 A1(BASF AG)에 기술된 공정과 유사한, 2-EHA의 반응으로부터의 kg 당 배출물을 생성해야 하며, 색상, 색상 안정성, 냄새 및/또는 순도 면에서 동일하거나 개선된 품질을 제공해야 한다. 또한, 하부 배출물 중 잔여물 함량과 저비점 물질(예컨대, 2-에틸헥센 이성질체) 및 고비점 물질(예컨대, 중합체)의 형성으로 인한 가치있는 2-EHA 생성물의 손실도 최소화되어야 한다. 이는 또한 공정을 덜 에너지 집약적으로 만든다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 0.5 내지 100 bar 범위의 절대 압력 하에 액체이고 0 내지 300℃ 범위의 온도를 갖고 2-EHA, 적어도 하나의 고비점 물질, 적어도 하나의 균질 촉매 및 적어도 하나의 저비점 물질을 포함하는 혼합물(1)로부터 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA)를 수득하기 위한 연속 방법에 의해 달성되었으며, 상기 방법은, 혼합물(1)이 압력-유지 장치(3)에 의해 0.1 내지 10 bar 범위의 절대 압력 수준으로 감압되고, 이때 생성된 2상 기체/액체 혼합물(16)은 나선형-튜브 증발기(4)에 연속적으로 공급되며, 여기서 50 내지 300℃ 범위의 온도에서, 상기 2상 기체/액체 혼합물의 액상 중 2-EHA 함량은 부분 증발에 의해 감소되며, 이는, 상기 2상 기체/액체 혼합물의 기상 중 2-EHA 함량의 병행 증가를 수반하고, 이들 두 상은 결과적인 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)의 형태로 배출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 청구항 제2항 내지 제18항에 따른 방법의 바람직한 구성에 관한 것이다.
예를 들어, 0.3 내지 10분 범위의 짧은 체류 시간을 갖는 연속 공정에서, 2-에틸헥센 이성질체로부터 저비점 물질의 형성 및 고비점 중합체의 형성이 크게 방지될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이는, 분해 잔여물이 방지되거나 적어도 상당히 감소될 수 있음을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 방법은 가능한 가장 짧은 체류 시간뿐만 아니라 낮은 온도 및 낮은 절대 압력에서도 수행되어야 한다는 것이 밝혀졌다.
따라서, 이는, 임의적으로 상류 강하막(falling-film) 증발기, 강제-순환(forced-circulation) 증발기 또는 강제-순환 플래시 증발기와 조합된, 박막(thin-film) 증발기 또는 단경로(short-path) 증발기를 사용하여 달성될 수 있다. 박막 증발기 또는 단경로 증발기는 특히, 논문[pages　44 to 46: M.　Dippel, Entwicklung einer Methode zur Ermittlung produktschonender Betriebs- und Designparameter von Warme
Figure pct00001
bertragerrohren fur temperaturempfindliche Prozessstrome [Development of a method for determining product-conserving operating and design parameters for heat-exchanger tubes for temperature-sensitive process streams], Faculty of Mechanical Engineering of the Ruhr University Bochum, 2016]에 기술되어 있다
그러나, 이러한 목적을 위해 사용된 장치로 인해 상기 방법이 기술적으로 복잡해지는 것으로 밝혀졌다. 이러한 장치 개념의 또 다른 단점은 강하막 증발기와 박막 증발기의 조합에 대한 비교적 높은 자본 비용, 및 박막 증발기를 조작하기 위한 높은 가변 비용이다. 또한, 강하막 증발기, 강제-순환 증발기 및 강제-순환 플래시 증발기와 같은 증발기 유형을 사용하는 것은 상당한 공정 위험과 관련되며, 그 이유는, 공급 스트림에 존재하는 고비점 성분과 증발 동안 생성될 수 있는 분해 생성물이 고온 표면 상에 침착물을 형성하는 경향이 있기 때문이다. 또한, 이러한 침착물은 박막 증발기 내에, 예를 들어 내부 와이퍼 시스템 상에 형성될 수 있으며, 이는 시스템 중단을 야기할 수 있다.
본 발명에 따르면, 액체 필름의 외부 혼합 없이, 및 가열된 벽 상에 침전물이 형성되는 것을 방지하면서, 비교적 간단한 구성의 장치(나선형-튜브 증발기(4))에서 상기 고비점 물질을 제거할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 당업자가 예상하지 못했던 것이며, 그 이유는, 나선형-튜브 증발기가 통상적인 박막 증발기에 비해 훨씬 더 큰 열 유동 밀도를 가지며 결과적으로 상당히 더 큰 온도 차(temperature differential)(이는 전형적으로 중합체 및 침전물의 형성을 증가시킴)에서 작동하기 때문이다.
본 발명에 따른 방법에서는 가치있는 2-EHA의 추가 생성물이 거의 생성되지 않거나 전혀 생성되지 않지만, 전체 공정 조화는 본 발명에 따른 방법이 회분식 공정(예컨대, DE 10246869 A1(바스프 아게)에 따른 회분식 공정)의 수율과 유사한 2-EHA 수율을 제공함을 보여준다. 본 발명에 따른 방법에서는 고비점 물질의 형성이 방지되기 때문에, 수득된 잔여물(10)은 심지어 희석제 없이도 펌핑가능한 상태로 유지된다.
본 발명에 따른 방법에서, 나선형-튜브 증발기(4)에서 2상 기체/액체 혼합물(16)의 짧은 체류 시간은, 과도한 열 응력으로 인한 중합체의 형성이 효과적으로 방지되거나 전술된 회분식 공정에 비해 적어도 상당히 감소됨을 의미한다. 여기서 나선형-튜브 증발기(4)의 온도는 50 내지 300℃ 범위, 바람직하게는 100 내지 200℃ 범위, 더욱 바람직하게는 140 내지 160℃ 범위이다.
따라서, 통상적인 증발기 개념에 대한 이전의 경험과는 달리, 상기 증발기 시스템에서 중합체 형성으로 인한 2-EHA의 손실은 매우 낮게, 바람직한 경우 혼합물(1)을 기준으로 1 중량% 미만으로 유지된다. 따라서, 장치에 대한 적은 경비에 더하여 긴 사용 수명과 낮은 운영 비용을 허용하는, 효율적인 공정으로 2-EHA를 수득하기 위한 새로운 해결책이 제공된다.
상기 방법의 유리한 실시양태에서, 혼합물(1)이 100℃ 이상의 온도를 갖지 않는 경우, 압력-유지 장치(3) 상류의 예열기(2)는 액체 혼합물(1)을 100 내지 200℃ 범위의 온도로 가열한다.
이는 오염(soiling) 및/또는 케이킹(caking)과 같은 영향을 피할 수 있으며, 그 이유는, 혼합물(1)이 상승된 온도를 갖고 이에 따라 처음부터 더 낮은 점도를 갖기 때문이다.
바람직한 실시양태에서, 나선형-튜브 증발기(4)는 1 내지 2000 mbar 범위의 절대 압력에서 조작된다.
다른 바람직한 구성에서, 상기 액상 중 2-EHA의 비율은 나선형-튜브 증발기(4)를 통한 단일 통과(single pass)에서 20 중량% 미만의 2-EHA 함량으로 감소된다. 특히 바람직한 구성에서, 액상 중 2-EHA의 비율은 나선형-튜브 증발기(4)를 통한 단일 통과에서 10 중량% 미만의 2-EHA 함량으로 감소된다.
이는, 본 발명에 따른 나선형-튜브 증발기(4)의 사용에 의해 및 공정 매개변수(예컨대, 예열기(2)에서 배출시 혼합물(1)의 온도)에 의해 가능하다. 이는 잔여물(10) 중 2-EHA 손실이 대체로 방지되는 효율적인 공정을 제공한다.
바람직한 실시양태에서, 상기 방법에서 2-에틸헥센 이성질체의 형성은 혼합물(1)을 기준으로 2 중량% 미만이다. 이는 특히, 나선형-튜브 증발기에서의 짧은 체류 시간 및/또는 낮은 온도에 의해 가능하다.
또한, 바람직하게는, 추가의 부분 증발을 위해 나선형-튜브 증발기(4)에서 인출된(withdrawn) 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)의 액상의 일부를 나선형-튜브 증발기(4)로 되돌릴 수 있다. 이는 증류액(9)의 정제를 추가로 개선할 수 있다. 관련 비용과 혼합물의 조성에 따라, 혼합물(1)로부터 2-EHA의 거의 완벽한 분리를 달성하는 것도 가능하다.
다른 실시양태에서, 나선형-튜브 증발기(4)에서의 부분 증발이 스트립핑 기체(7)의 존재 하에 수행되도록, 예를 들어 공급 도관을 통해 압력-유지 장치(3) 하류에서 2상 기체/액체 혼합물(16)에 스트립핑 기체(7)가 첨가될 수 있다. 스트립핑 기체(7)는 바람직하게는 스팀 또는 비활성 기체, 바람직하게는 질소, 또는 상이한 기체들의 혼합물일 수 있으며, 이는 혼합물(1) 중 기화가능 성분의 분압을 낮추고 기체 속도를 증가시킨다. 바람직하게는, 스트립핑 기체(7)의 공급은, 나선형-튜브 증발기(4)에서 바람직한 흐름 패턴을 달성하기 위해 및/또는 나선형-튜브 증발기(4)에서 2상 기체/액체 혼합물(16)의 체류 시간을 조정하기 위해 수행될 수 있다. 또한, 잔류 저비점 물질은 스트립핑에 의해 기체/액체 혼합물(16)로부터 제거될 수 있다. 나선형-튜브 증발기(4)에 대한 스트립핑 기체의 양은 바람직하게는, 각각의 경우 혼합물(1)을 기준으로, 바람직하게는 0 중량% 초과 내지 50 중량% 범위, 특히 바람직하게는 0 내지 20 중량%, 매우 특히 바람직하게는 0 초과 내지 5 중량% 범위이다. 따라서, "전체 공급 스트림"으로 지칭되는 것은 혼합물(1)과 스트립핑 기체(7)를 포함한다. 스트립핑 기체(7)는 또한 바람직하게는 저비점 물질로 담지될 수 있어서, 상기 나선형-튜브 증발기에서 저비점 물질이 더 잘 분리되게 할 수 있다.
체류 시간은 일반적으로 유속, 및 나선형-튜브(5)를 갖는 나선형-튜브 증발기(4)의 기하구조(geometry)에 의해 정의될 수 있다. 나선형-튜브 증발기(4) 및 관련 배관 시스템에서의 체류 시간은 바람직하게는 0.3 내지 10분 범위, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2분 범위로 설정된다. 특히, 이는 표적 생성물의 열 분해(분해 반응) 및 중합체 형성을 줄이거나 심지어 아예 방지한다.
상기 방법은 일반적으로 연속적으로 수행되지만, 분리는 원칙적으로 연속 회분식 공정으로 수행될 수도 있다.
특정 상황 하에, 나선형-튜브 증발기(4)의 나선형-튜브(5)의 내부 및/또는 외부 상에 핀 작업을 하는 것도 권장될 수 있다. 이는, 나선형-튜브(5)의 내부 또는 외부에 핀을 부착하는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 상기 핀은 나선형-튜브(5)의 성능을 향상시킨다. 이러한 개선은, 더 큰 열 전달 표면적의 제공 및 추가 난류의 생성 둘 다를 통해 이루어진다. 나선형-튜브(5)의 내부는 또한 전체적으로 또는 부분적으로 와이어 니트(wire knit)를 장착할 수 있다. 이는, 나선형-튜브(5)에 와이어 니트를 도입하여 열 전달 및 물질 전달을 향상시키는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
다른 실시양태에서, 단일 나선형-튜브 증발기(4) 대신, 2개 이상의 나선형-튜브 증발기(4)가 직렬로 연결되어 증발기 캐스케이드를 형성하는 것이 가능하며, 이때 증발기 캐스케이드로 유입되는 기체/액체 혼합물(16)은 액상의 부분 증발을 통해 이의 액상 중 2-EHA 함량이 점진적으로 감소된다. 이러한 변형에서, 바람직하게는 1 내지 2000 mbar 범위, 더욱 바람직하게는 5 내지 200 mbar 범위의 상이하거나 동일한 압력에서 상기 증발기 캐스케이드의 개별 나선형-튜브 증발기를 조작하는 것이 유리할 수 있다.
다른 실시양태에서, 단일 나선형-튜브 증발기(4) 대신, 2개 이상의 나선형-튜브 증발기(4)가 병렬로 연결되어 증발기 캐스케이드를 형성하는 것이 가능하며, 이때 증발기 캐스케이드로 유입되는 기체/액체 혼합물(16)은 액상의 부분 증발을 통해 이의 액상 중 2-EHA 함량이 감소된다(2개의 증발기 사이에 분할(split)됨). 이러한 변형에서, 바람직하게는 1 내지 2000 mbar 범위, 더욱 바람직하게는 5 내지 200 mbar 범위의 상이하거나 동일한 압력에서 상기 증발기 캐스케이드의 개별 나선형-튜브 증발기를 조작하는 것이 유리할 수 있다.
다른 실시양태에서, 상기 증발기 캐스케이드의 증발기 스테이지(각각의 개별 스테이지는 각각의 경우 개별 나선형-튜브 증발기를 나타냄)는 또한 임의적으로 적어도 부분적으로 열 통합으로 조작될 수 있다.
예를 들어, 2개의 나선형-튜브 증발기(4)의 열 통합은 바람직하게는 다음과 같이 설계될 수 있다:
제1 나선형-튜브 증발기(4)는 200 mbar의 생성물측 절대 압력에서 조작되고, 17 bar(절대)의 가열 스팀(약 204℃)으로 가열된다. 예를 들어, 150℃의 온도에서 제1 나선형-튜브 증발기(4)에 축적된 스팀 응축물은, 50 mbar에서 조작되는 제2 나선형-튜브 증발기(4)를 가열하는 데 사용된다. 이는 더 적은 스팀을 소모한다는 장점을 가진다. 나선형-튜브 증발기의 조작 지점을 적절히 설정함으로서, 짧은 체류 시간으로 매우 높은 영역별 성능(area-specific performance)이 달성된다.
따라서, 실험실 시험에서는, 5 kg/h 이하의 2-EHA-함유 용액이 6 mm의 내부 직경을 갖는 나선형-튜브를 통해 문제 없이 흐를 수 있었다.
다른 실시양태에서, 나선형-튜브 증발기(4)로부터의 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)은, 바람직하게는 중력 분리기인 하류 분리기(6)에 공급된다. 여기서 중력 분리기는 바람직하게는 1 내지 2000 mbar 범위의 절대 압력, 바람직하게는 5 내지 200 mbar 범위, 더욱 바람직하게는 15 내지 50 mbar 범위의 절대 압력에서 조작된다. 원칙적으로, 원심 액적 분리기 또는 데미스터(demister)를 갖는 분리기를 중력 분리기 대신 사용할 수도 있다. 이러한 모든 분리기는 증기/기체로부터 액체를 분리하는 기능을 가진다.
"증발 속도"는, 공급 속도에 대한 증류액의 양의 비를 의미하는 것으로 이해된다. 증발 속도는, 예를 들어 실험에 의해 결정될 수 있다.
나선형-튜브 증발기(4)에서 2상 기체/액체 혼합물(16)의 증발 속도는 또한, 하부 생성물 중 가치있는 2-EHA 생성물의 농도를 결정하며, 하부 생성물은, 하류 분리기(6)의 하부 영역에서 수집되는 생성물이다. 분리기(6)는 바람직하게는 중력 분리기이다.
나선형-튜브 증발기(4)의 가열 온도 및 압력의 설정은 2상 기체/액체 혼합물(16)의 증발 속도를 결정한다.
압력-유지 장치(3) 하류의 절대 압력은 조작 동안 크게 변할 수 있으며, 본 발명에 따른 방법에서, 이는 0.1 내지 10 bar 범위이다. 절대 압력은 작동 매개변수에 따라 그 자체로 설정된다. 분리기(6)의 절대 압력은 1 내지 2000 mbar 범위, 바람직하게는 5 내지 200 mbar 범위, 더욱 바람직하게는 15 내지 50 mbar 범위로 설정된다.
압력-유지 장치(3)의 하류 압력은 특히 하기 매개변수에 의존한다:
ㆍ 분리기의 절대 압력(6),
ㆍ 나선형-튜브의 길이 및 직경(5),
ㆍ 물질 특성, 예를 들면 액체 혼합물(1)의 밀도 또는 점도,
ㆍ 예열기(2) 하류의 온도,
ㆍ 나선형-튜브 증발기(4)의 나선형-튜브(5)를 통한 질량 유량 및 체적 유량.
바람직한 실시양태에서, 나선형-튜브 증발기(4) 및 분리기(6)에서의 중합체의 형성은 합쳐서, 혼합물(1)을 기준으로 5 중량% 미만이다. 이는 특히 나선형-튜브 증발기(4)의 짧은 체류 시간 및/또는 낮은 온도에 의해 가능하다.
바람직한 실시양태에서, 분리기(6)에 공급되는 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)의 기체 분획은 분리기(6)로부터 응축기(12)로 공급되고, 응축기(12)에서 응축되어 증류액(9)을 형성한다. 이러한 기체 분획은 증기 스트림으로도 지칭된다.
증기 스트림은 통상적인 응축기(12), 예컨대 쉘-앤-튜브(shell-and-tube) 장치 또는 급냉 응축기(quench condenser)에서 증류액(9)으로 응축될 수 있다. 가치있는 2-EHA 생성물을 본질적으로 포함하는 결과적인 응축물은 통상적인 증류 유닛에서 후처리되거나 추가로 직접 사용될 수 있다. 증류액(9) 중 2-EHA의 농도는 일반적으로 30 내지 90 중량%이다.
분리기(6)로부터의 하부 스트림은, 상기 반응 동안 형성된 고비점 물질 및 촉매 분획을 포함한다. 조작 방식에 따라, 하부 스트림 중 가치있는 2-EHA 생성물의 함량은 30 중량% 미만, 바람직하게는 10 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 5 중량% 미만이다. 특정 실시양태에서, 심지어 1 중량% 미만의 2-EHA의 잔여 비율이 달성될 수 있다.
다른 실시양태에서, 상기 증기 스트림의 절대 압력은 1 내지 104 mbar, 바람직하게는 1 내지 103 mbar, 더욱 바람직하게는 1 내지 200 mbar로 설정된다. 다른 바람직한 실시양태에서, 상기 증기 스트림은 1 내지 100 mbar 범위의 절대 압력 상태이다.
바람직한 실시양태에서, 나선형-튜브 증발기(4), 특히 이의 나선형-튜브(5)의 기하구조의 적절한 설계를 통해, 난류의 의미에서 물결 모양의 막 유동(film flow)이, 전체 체적 유량, 기체 분율, 분리기(6)의 필수적인 절대 압력 등에 따라 파이프 내에 확립된다. 이는 집중적인 열 전달 및 물질 전달을 달성한다. 많은 생산량(throughput)은 높은 벽 전단 응력(wall shear stress)을 초래하여, 가열된 벽 상에 케이크화된(caked) 침전물이 쌓이는 것을 효과적으로 방지한다. 예를 들어, 응축 스팀에 의해 또는 자동 온도 조절식(thermostated) 오일 회로의 도움으로, 나선형-튜브 증발기(4)가 가열될 수 있다. 전기적 가열도 가능하다.
나선형-튜브 증발기(4)의 바람직한 기하구조는 도 1에 도시된다. 도 1에서, 매개변수 di는 튜브의 내부 직경이고, D는 나선형-튜브(5)의 곡률 직경(나선형 코일의 직경으로도 지칭됨)이고, h는 나선형-튜브(5)의 피치이다.
무차원 곡률 비(a)는, 내부 직경(di)과 곡률 직경(D) 간의 비이며, 하기 수학식으로 나타내어진다:
a = di / D.
무차원 피치(b)는, 나선형-튜브의 피치(h)와 곡률 직경(D) 간의 비이며, 하기 수학식으로 나타내어진다:
b = h / D.
무차원 곡률 비(a)는 0.01 내지 0.5 범위, 바람직하게는 0.01 내지 0.4 범위, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.2 범위, 가장 바람직하게는 0.02 내지 0.1 범위이다. 무차원 피치(b)는 0.01 내지 1.0 범위, 바람직하게는 0.02 내지 0.8 범위, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.5 범위, 가장 바람직하게는 0.06 내지 0.18 범위이다. 본원에서 무차원 피치(b)는 무차원 곡률 비(a)와 독립적으로 설정된다. 따라서, 나선형-튜브 증발기(4)의 나선형-튜브(5), 또는 증발기 캐스케이드의 경우 나선형-튜브 증발기의 각각의 개별 나선형-튜브는 독립적으로 0.01 내지 0.5 범위의 무차원 곡률 비(a) 및 0.01 내지 1.0 범위의 무차원 피치(b)를 가져야 한다. 바람직하게는, 나선형-튜브 증발기(4)의 나선형-튜브(5), 또는 증발기 캐스케이드의 경우 나선형-튜브 증발기의 각각의 개별 나선형-튜브는 독립적으로 0.01 내지 0.4 범위의 무차원 곡률 비(a) 및 0.02 내지 0.8 범위의 무차원 피치(b)를 가져야 한다. 특히 바람직하게는, 나선형-튜브 증발기(4)의 나선형-튜브(5), 또는 증발기 캐스케이드의 경우 나선형-튜브 증발기의 각각의 개별 나선형-튜브는 독립적으로 0.02 내지 0.1 범위의 무차원 곡률 비(a) 및 0.06 내지 0.18 범위의 무차원 피치(b)를 가져야 한다. 증발기 캐스케이드의 경우, 특히 무차원 곡률 비(a) 또는 무차원 피치(b)에 의해 결정되는 나선형-튜브의 설계는 모든 나선형-튜브 증발기에 적용된다. 개별 나선형-튜브의 매개변수는 각각의 개별 나선형-튜브 증발기에 대해 독립적으로 설정될 수 있다.
본 발명은, 도면을 참조하여, 하기에서 더욱 상세히 논의될 것이다. 도면은 도식적인 예시로 이해되어야 한다. 이는, 예를 들어 특정 치수 또는 설계 변형과 관련하여, 본 발명의 제한을 구성하지 않는다.
도 1은, 나선형-튜브 증발기(4)의 나선형-튜브(5)의 기하구조에 대한 스케치를 도시한다. 피치(h), 내경(di) 및 나선형-튜브(5)의 직경(곡률)(D)이 도시된다.
도 2는, 특히 고비점 물질의 분리가 연속 나선형-튜브 증발기 시스템에서 수행되는, 2-EHA를 수득하기 위한 본 발명에 따른 연속 공정의 도표를 도시한다. 액체 혼합물(1)은 예열기(2)에 공급되고, 이어서 압력-유지 장치(3)를 통해 감압되고, 2상 기체/액체 혼합물(16)의 형태로 나선형-튜브 증발기(4)에 공급된다. 응축기(12)를 통해 응축되는 증류액(9)은 분리기(6)에 의해 잔여물(10)로부터 분리된다. 임의적으로, 표적 생성물인 2-EHA를 농축할 수 있도록 예열기(2) 상류의 혼합물(1)에 증류액(9)이 공급될 수 있다.
도 3은, 2-EHA를 수득하기 위한 종래 기술의 불연속 공정의 도표를 도시한다. 혼합물(1)은 불연속적으로 조작되는 교반 탱크(13)에 공급된다. 특히, 고비점 물질의 분리는 외부 가열을 사용하여 교반 탱크(13)에서 이루어지며, 이때 상기 가열은 스팀(14) 가열에 의해 수행될 수 있고, 이로부터 생성된 응축물(15)은 교반 탱크(13)에서 배출된다. 잔여물(10)은 교반 탱크(13)에서 배출된다. 증기 스트림은 교반 탱크(13)로부터 응축기(12)로 전달되고, 여기서 증기 스트림이 응축된다. 표적 생성물인 2-EHA를 함유하는 증류액(9)은 임의적으로 상기 공정으로 다시 재순환될 수 있다.
사용된 참조 번호 목록:
1: 혼합물,
2: 예열기,
3: 압력-유지 장치,
4: 나선형-튜브 증발기,
5: 나선형-튜브,
6: 분리기,
7: 스트립핑 기체,
8: 가열 오일,
9: 증류액,
10: 잔여물,
12: 응축기,
13: 교반 탱크,
14: 가열 스팀,
15: 응축물,
16: 2상 기체/액체 혼합물,
17: 산출물 스트림.
실시예
실시예 1:
실시예 1은, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 연속 공정 구성을 개시한다. 이 구성에서, 고비점 물질이 연속 나선형-튜브 증발기 시스템으로부터 분리된다.
본 실시예에서 나선형-튜브(5)는 하기 치수를 가졌다:
내부 직경: di = 7 mm,
곡률 직경: D = 250 mm,
피치: h = 40 mm,
무차원 피치: b = 0.028,
무차원 곡률 비: a = 0.16.
후처리할 용액(이는 52.5 중량%의 2-EHA 농도를 갖고, 고비점 물질, 예컨대 중합체 및 촉매를 포함함)을, 말로썸(Marlotherm) SH로 조작되는 예열기(2)에 공급하고 가열하였다. 예열은 130℃에서 수행하였다. 가열된 용액을 도관을 통해 예열기로부터 배출하였다. 10 mm의 내부 직경을 갖는 차단 밸브(shut-off valve)로서 설계된 하류 압력-유지 장치(3)에 의해, 예열기의 절대 압력을 1.5 bar로 조정하였다. 0.1 m2의 열-전달 표면적을 갖는 통상적인 쉘-앤-튜브 장치를 예열기로 사용하였다. 압력-유지 장치(3) 하류의 가열된 용액을 0.5 bar의 절대 압력으로 감압하고, 120℃의 온도에서 나선형-튜브 증발기(5)에 공급하였다.
분리기(6)의 절대 압력은 20 mbar였다. 혼합물(1)의 공급 속도는 3 kg/h였다. 분리기(6)의 온도는 150℃였다. 실험 동안 달성된 증발률은 68%였다.
나선형-튜브 증발기(4)로 유입되는 액체 혼합물(1)의 조성은 비교예 1에서와 같았다:
물: 0.4 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 0.1 중량%,
아크릴산: 0.4 중량%,
2-에틸헥산올: 0.9 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트: 52.5 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)프로피오네이트: 28.8 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 5.8 중량%,
p-톨루엔 설폰산: 4.1 중량%,
추가적인 성분 및 중합체: 7.0 중량%.
2.04 kg/h의 증류액(9)은 하기 조성을 가졌다:
물: 0.2 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 2.6 중량%,
아크릴산: 0.2 중량%,
2-에틸헥산올: 2.0 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트: 70.2 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)-프로피오네이트: 17.2 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 5.2 중량%
p-톨루엔 설폰산: 2.0 중량%,
추가적인 성분 및 중합체: 0.4 중량%.
0.96 kg/h의 잔여물(10)은 하기 조성을 가졌다:
물: 0.1 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 0.1 중량%,
아크릴산: 0.3 중량%,
2-에틸헥산올: 0.9 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트: 8.0 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)프로피오네이트: 40.0 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 5.0 중량%,
p-톨루엔 설폰산: 25.0 중량%,
추가적인 성분 및 중합체: 20.6 중량%.
실시예 2에 기술된 종래 기술로부터의 기존 후처리 공정에 비해, 나선형-튜브 증발기를 사용하는 본 발명에 따른 공정은 잔여물(10)의 양을 공급물 kg당 0.42 kg에서 0.32 kg으로 감소시켰다.
또한, 실시예 2에서는, 기존 후처리 공정에서 발생하는 분해로 인해, 더 많은 양의 2-에틸헥센 이성질체가 형성되었다. 기존 후처리 공정에 비해, 나선형-튜브 증발기를 사용하는 본 발명에 따른 공정은, 2-에틸헥센 이성질체의 양을 공급물 kg당 0.12 kg에서 공급물 kg당 0.02 kg으로 감소시켰다.
나선형-튜브 증발기의 가열된 표면의 비가역적 코팅은 조작 며칠 후에도 관찰되지 않았다.
비교예 1:
비교예 1은 종래 기술에 따른 불연속 공정 구성을 기술하는 것이며, 도 3을 참조하여 하기에서 더 자세히 기술된다.
고비점 물질(예컨대, 중합체)의 분리는, 외부 가열을 사용하여 불연속적으로 조작되는 교반 탱크(13)에서 수행하였으며, 가열은 가열 스팀(14)를 통해 수행하였다. 교반 탱크는 8 m3의 부피를 가졌다. 공급물로서의 혼합물(1)의 양은 120℃의 온도에서 6톤이었다. 교반 탱크(12)의 절대 압력은 40 mbar로 설정하였다. 교반 탱크(12)의 하부 영역의 온도는 145℃였다.
교반 탱크의 가열을 10시간 후에 껐다.
교반 탱크로부터의 증기 스트림을, 100 m2의 열교환 표면적을 갖는 통상적인 쉘-앤-튜브 열교환기로서 설계된 응축기(12)에서 응축하였다. 증류액(9)을 다시 상기 공정으로 재순환시켰다. 이 과정에서, 저비점 물질로서 수득된 원치 않는 2-에틸헥센 이성질체를 제거하고, 소각하였다.
교반 탱크로 유입되는 혼합물(1)의 조성은 실시예 1에서와 같았다:
물: 0.4 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 0.1 중량%,
아크릴산: 0.4 중량%,
2-에틸헥산올: 0.9 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트: 52.5 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)프로피오네이트: 28.8 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 5.8 중량%,
p-톨루엔 설폰산: 4.1 중량%,
추가적인 성분 및 중합체: 7.0 중량%.
4400 kg의 증류액(9)은 하기 조성을 가졌다:
물: 0.7 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 16.0 중량%,
아크릴산: 1.3 중량%,
2-에틸헥산올: 14.0 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트: 70.0 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)프로피오네이트: 2.3 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 0.7 중량%,
p-톨루엔 설폰산: 0.1 중량%,
추가적인 성분 및 중합체: 0.9 중량%.
분해는, 회분식 공정당 704 kg의 2-에틸헥센 이성질체를 제공하였다. 공급 속도를 기준으로, 형성된 2-에틸헥센 이성질체의 양은 공급물 kg당 0.12 kg이었다.
1600 kg의 잔여물(10)은 하기 조성을 가졌다:
물: 0.1 중량%,
2-에틸헥센 이성질체: 0.1 중량%,
아크릴산: 0.3 중량%,
2-에틸헥산올: 0.9 중량%,
2-에틸헥실 아크릴레이트: 21.0 중량%,
2-에틸헥실 3-(2-에틸헥속시)프로피오네이트: 20.0 중량%,
2-에틸헥실 2-다이아크릴레이트: 5.0 중량%,
p-톨루엔 설폰산: 24.0 중량%,
추가적인 성분 및 중합체: 28.6 중량%.
잔여물(10)의 펌핑성을 개선하기 위해, 잔여물(10)을 900 kg의 옥소 오일 9N과 혼합하고, 후속적으로 열적으로 이용하였다.
잔여물의 총량은 2500 kg이었고, 잔여물의 양은 공급물을 기준으로 0.42 kg/kg이었다.
조작 며칠 후, 오염으로 인해 교반 탱크를 청소해야 했다. 형성되는 중합체는 교반 탱크의 내벽(이는 또한 열 전달 표면으로서도 역할을 함)을 오염시켰으며, 이는, 증발에 필요한 열 전달이 더 이상 불가능함을 의미한다.

Claims (18)

  1. 0.5 내지 100 bar 범위의 절대 압력 하에 액체이고 0 내지 300℃ 범위의 온도를 갖고 2-EHA, 적어도 하나의 고비점 물질(high boiler), 적어도 하나의 균질 촉매 및 적어도 하나의 저비점 물질(low boiler)을 포함하는 혼합물(1)로부터 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA)를 수득하기 위한 연속 방법으로서,
    혼합물(1)은 압력-유지 장치(3)에 의해 0.1 내지 10 bar의 범위의 절대 압력 수준으로 감압되고, 이때 생성된 2상 기체/액체 혼합물(16)은 나선형-튜브 증발기(4)에 연속적으로 공급되고, 여기서 50 내지 300℃ 범위의 온도에서, 상기 2상 기체/액체 혼합물의 액상 중 2-EHA 함량은 부분 증발에 의해 감소되며, 이는 상기 2상 기체/액체 혼합물의 기상 중 2-EHA 함량의 병렬 증가(parallel increase)를 수반하고, 이들 두 상은 결과적인 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)의 형태로 배출되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    혼합물(1)이 100℃ 이상의 온도를 갖지 않는 경우, 압력-유지 장치(3) 상류의 예열기(2)가 액체 혼합물(1)을 100 내지 200℃ 범위의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    나선형-튜브 증발기(4)가 1 내지 2000 mbar 범위의 절대 압력에서 조작되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형-튜브 증발기(4)를 통한 단일 통과(single pass)에서 상기 액상 중 2-EHA의 비율이 20 중량% 미만의 2-EHA 함량으로 감소되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형-튜브 증발기(4)를 통한 단일 통과에서 상기 액상 중 2-EHA의 비율이 10 중량% 미만의 2-EHA 함량으로 감소되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법에서 2-에틸헥센 이성질체의 형성이 혼합물(1)을 기준으로 2 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형-튜브 증발기(4)로부터 인출된(withdrawn) 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)의 액상의 일부가 추가의 부분 증발을 위해 나선형-튜브 증발기(4)로 되돌아가는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형-튜브 증발기(4)에서의 부분 증발이 스트립핑(stripping) 기체(7)의 존재 하에 수행되도록, 압력-유지 장치(3) 하류에서 2상 기체/액체 혼합물(16)에 스트립핑 기체(7)가 첨가되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    단일 나선형-튜브 증발기(4) 대신, 2개 이상의 나선형-튜브 증발기(4)가 직렬로 연결되어 증발기 캐스케이드(cascade)를 형성하고, 이때 증발기 캐스케이드로 유입되는 기체/액체 혼합물(16)은 액상의 부분 증발을 통해 이의 액상 중 2-EHA 함량이 점진적으로 감소되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    단일 나선형-튜브 증발기(4) 대신, 2개 이상의 나선형-튜브 증발기(4)가 병렬로 연결되어 증발기 캐스케이드를 형성하고, 이때 증발기 캐스케이드로 유입되는 기체/액체 혼합물(16)은 액상의 부분 증발을 통해 이의 액상 중 2-EHA 함량이 감소되는(2개의 증발기 사이에 분할(split)됨) 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 증발기 캐스케이드의 개별 나선형-튜브 증발기가 1 내지 2000 mbar 범위의 상이하거나 동일한 압력에서 조작되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 증발기 캐스케이드의 개별 나선형-튜브 증발기가 적어도 부분적으로 열 통합(heat integration)으로 조작되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형-튜브 증발기(4)로부터의 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)이, 1 내지 2000 mbar 범위의 절대 압력에서 조작되는 하류 분리기(separator)(6)에 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형-튜브 증발기(4)로부터의 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)이, 5 내지 200 mbar 범위의 절대 압력에서 조작되는 하류 분리기(6)에 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    하류 분리기(6)가 중력 분리기인 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형-튜브 증발기(4) 및 분리기(6)에서의 중합체 형성이 혼합물(1)을 기준으로 합쳐서 5 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 방법.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    분리기(6)에 공급되는 2상 기체/액체 산출물 스트림(17)의 기체 분획이 분리기(6)로부터 응축기(12)로 공급되고, 응축기(12)에서 응축되어 증류액(distillate)(9)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형-튜브 증발기(4)의 나선형-튜브(5), 또는 증발기 캐스케이드의 경우 나선형-튜브 증발기의 각각의 개별 나선형-튜브가, 독립적으로 0.01 내지 0.5 범위의 무차원 곡률비(dimensionless ratio of curvature) a, 및 0.01 내지 1.0 범위의 무차원 피치(dimensionless pitch) b를 갖는, 방법.
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