TWI554494B

TWI554494B - 製造丙二醇甲醚的方法

Info

Publication number: TWI554494B
Application number: TW103137633A
Authority: TW
Inventors: 莊子棠
Original assignee: 勝一化工股份有限公司
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-10-21
Also published as: TW201615602A

Description

製造丙二醇甲醚的方法

本發明是有關於一種製造丙二醇甲醚(propylene glycol methyl ether,PGME)的新方法，特別是指一種藉由催化蒸餾環氧丙烷(propylene oxide,PO)及甲醇並使用一勻相/異相雙重催化劑系統的方法。

二醇醚類(Glycol ether)是通用級的有機溶劑，兼具醇及醚官能基。其被用於製造塗料、塗層、清潔劑、樹脂、油墨之化學中間體、高性能工業溶劑、航空燃油、液壓系統之液體中的抗凍劑、及塑化劑之化學中間體。二醇醚類是透明無色液體，略帶令人愉悅的香氣且為低毒性。其為水溶性且可與許多有機溶劑互溶。其是藉由環氧烷(alkylene oxide)及不同鏈長的醇的催化反應製備而得。對於丙二醇醚類(propylene glycol ether)而言，其可利用酸性或鹼性催化劑兩者製備而得。然而酸性催化劑的選擇性較低而會產生異構產物的混合物。鹼性催化反應對於產物形成α-異構物(亦被稱為具有二級醇結構)的選擇性較形成β- 異構物(一級醇結構)來得高。(參見參考文獻1-3)

鹼性催化劑可分為勻相或異相。若固體催化劑是溶於液體反應混合物中而以單一液相存在，稱為勻相催化劑。若固體催化劑是不溶於液體反應混合物中，稱為異相催化劑。

現有某些商業化的方法於製造丙二醇醚類的α-異構物中採用勻相催化劑。所使用的勻相鹼性催化劑例如鹼金屬氫氧化物(Shell化學公司採用)或胺類(Daicel化學公司採用)。

近來有若干專利描述在液相反應器中使用異相鹼性催化劑以製造二醇醚類，例如：Smith等人在美國專利US 6,291,720中描述一種包含結晶金屬矽酸鹽(crystalline metallosilicate)的鹼性催化劑；Atkins等人在美國專利US 5,110,992中報導一種包含鎂及鋁的陰離子雙氫氧化物黏土煅燒的催化劑，其亦在美國專利US 6,124,506中報導一種包含具有層間陰離子的層狀雙氫氧化物黏土，該陰離子為無機金屬陰離子、金屬含氧酸鹽(oxometallate)或多金屬含氧酸(polyoxometallate)陰離子。此外，在美國專利5,945,568中，Nagata等人描述使用一種包含具有連接基團鏈長為3以上的四級銨基的異相陰離子交換樹脂。在美國專利US 4,360,398中，Sedon描述使用一種具有二價金屬相對離子(counterion)(例如鐵或鎂)的異相聚合樹脂催化劑(例如S-DVB、Nafion®、Dowex® MSC-1)。Li等人在世界專利WO2009/091379及WO2009/091380中描述在製造丙二醇單烷基醚之方法中使用鹼金屬或鹼土金屬烷氧化物催化劑，接著使用蒸餾分離羰基不純物。Alderson及Green在歐洲專利EP 0189247中描述在製造二醇醚之方法中使用一種含有至少一胺基的陰離子交換樹脂。使用部分固體鹼性催化劑時會遭受到低活性的困擾及陰離子交換樹脂之低熱穩定性的困難。此外，上述採用液相反應器的方法仍然使用蒸餾分離產物混合物。對於使用陰離子交換樹脂的反應器而言，由於環氧丙烷與甲醇的反應是高放熱的反應而需要冷卻反應器，催化劑的熱穩定性是個問題。

此外，G.Jan Harmsen在Chemical Engineering and Processing 46(2007)774-780發表有關反應蒸餾的綜述文章，其揭露包含醚化(etherification)的各種同相及異相催化反應，其是使用個別的鹼性催化劑，而非共用。

習知催化蒸餾(Catalytic distillation,CD)可在一蒸餾塔中同時提供催化反應及分離的製程。催化蒸餾可根據進行反應所使用的催化劑類型分為勻相或異相，勻相催化劑可藉由進料導入塔中，異相催化劑是固定在蒸餾塔中。在催化蒸餾塔中，反應及蒸餾在同一處發生。催化蒸餾相對於習知兩步驟反應後再分離的製程提供許多好處，包括：減少操作(例如能量)及維護成本、較低的資本成本、較高的轉化率及選擇性、對於形成在反應器中的共沸混合物之分離的改善。催化蒸餾特別適合用於平衡限制性反應(equilibrium-limited reaction)，可同時從塔中的反應物中分離產物而提供正向反應進行的驅動力。催化蒸餾也有利於在放熱反應中將反應熱輸入至蒸餾塔之再沸器。此外，在習知反應器的實例中不需要移除熱，因此冷卻水的需求較低。依據操作條件及動力學，催化蒸餾塔也有利於抑制或減小副產物的產生量，或藉由反應掉其中一成分而達到共沸分離。

參考文獻：

1. Chitwood, H. C., and Freure, B. T., JACS, Vol.68, Iss.4, 1946.

2. Reeve, W. and Sadle, A., JACS, Vol. 72, Iss.3, 1950.

3. Pecorini, H. A., and Banchero, J. T., Ind. Eng. Chem., Vol. 48, Iss.8, 1956.

因此，本發明之目的，即在提供一種製造丙二醇甲醚的方法，包含：(a)在甲醇中溶解固體鹼性催化劑以形成勻相溶液；(b)將該溶液進料至一定義為異相反應區且固定有異相鹼性催化劑的催化蒸餾塔中；(c)將環氧丙烷進料至該蒸餾塔中，其中，在該蒸餾塔中，甲醇與環氧丙烷的反應是依照勻相催化反應及異相催化雙重反應以形成丙二醇甲醚；及(d)自該蒸餾塔底部產物移出相當純的丙二醇甲醚。

因此，本發明之另一目的，即在提供一種製造丙二醇甲醚的方法，包含：(a)在甲醇中溶解固體鹼性催化劑以形成勻相溶液；(b)在絕熱下將該溶液進料至一固定有異相鹼性催化劑的液相預反應器中；(c)在絕熱下將環氧丙烷進料至該預反應器中，該預反應器固定有異相鹼性催化劑，其中，甲醇與環氧丙烷的反應是依照勻相催化及異相催化雙重反應以形成丙二醇甲醚，且當該預反應器中的溫度達到約100℃時，將如此形成的反應產物移至一定義為異相反應區且固定有異相鹼性催化劑的催化蒸餾塔中，且額外的甲醇可添加至該催化蒸餾塔裡做更進一步的反應；及(d)自該蒸餾塔底部產物移出相當純的丙二醇甲醚。

本發明之功效在於：在進料混合物中溶於甲醇的處於該鹼性勻相催化劑(例如：無水甲醇鈉)形式的額外鹼性溶液(alkaline solution)，可避免該異相催化樹脂的去活化。該鹼性溶液也顯現出對於形成PGME的催化活性。在此勻相催化劑(溶解的甲醇鈉)及異相催化劑(不溶的固體陰離子交換樹脂)雙重系統中，可連續地再生該樹脂催化劑，且同時獲得來自於甲醇鈉的活性增強。

以下將就本發明內容進行詳細說明：較佳地，該催化蒸餾塔具有複數個自頂端至底端編號的階，且該勻相催化劑/甲醇溶液是由頂端附近進料至該蒸餾塔，該環氧丙烷是由底端附近進料至該蒸餾塔。

較佳地，該異相鹼性催化劑是陰離子交換樹脂(自由鹼形式)，例如：以具有三級胺官能基(R-N(CH₃)₂)的高度巨孔(macroporous)交聯的苯乙烯二乙烯基苯聚合物(styrene divinyl benzene polymer)結構為主的弱陰離子樹脂。此類樹脂可為市售的Amberlyst® 21[以下簡稱為A21，乾燥的，購自於陶氏化學公司(Dow Chemical Company)]及Diaion® WA30[購自於三菱化學公司(Mitsubishi Chemical Company)]。

適用的勻相鹼性催化劑是無水甲醇鈉(97%無水形式)或無水甲醇鉀。

較佳地，該催化蒸餾塔中的壓力介於1.8至4atm，更佳為約3atm。

較佳地，該催化蒸餾塔中的異相反應區的溫度是維持在約70至100℃。在該異相反應區之上與之下的溫度分別是在50至70℃與100至160℃。

較佳地，該甲醇與環氧丙烷的莫耳進料比為1.5至5，更佳為約3.44。

較佳地，在該催化蒸餾塔中的異相催化劑的量為150至500kg每1000kg/h的環氧丙烷進料。該甲醇進料中的勻相催化劑的量為0.001至0.01倍該異相催化劑重。

較佳地，該催化蒸餾塔具有10至20階，更佳為20階。

較佳地，該催化蒸餾塔具有編號第1階至第20階，該異相催化劑是設置於第4階至第7階，該勻相溶液是於第2階進料至該蒸餾塔，且該環氧丙烷是於第9階以單一進料流或於該異相反應區中任意階以多重進料流進料至該蒸餾塔。

在另一實施例中，該製造丙二醇甲醚的方法涉及一液相預反應器，該預反應器是與該催化蒸餾塔流體連通且固定有鹼性異相催化劑。該甲醇溶液中的勻相催化劑及環氧丙烷是先進料至該液相預反應器，且甲醇與環氧丙烷是依照勻相催化及異相催化雙重反應以形成丙二醇甲醚，且當該預反應器中的溫度達到約100℃時，將反應產物移至一定義為異相反應區且固定有異相鹼性催化劑的催化蒸餾塔裡做更進一步的反應。

較佳地，該催化蒸餾塔具有自頂端至底端編號的第1階至第10階，其中該異相催化劑是設置於第2階至第6階，且該勻相反應發生在第6階(即為該預反應器形成的反應產物進料至該催化蒸餾塔之處)，且其中該催化蒸餾塔中的壓力為約2.5atm，且該預反應器中的壓力高於該催化蒸餾塔中的壓力約0.2至0.5atm。

100‧‧‧反應器

101‧‧‧反應器進料流

102‧‧‧餾出流

103‧‧‧反應器出料流

104‧‧‧餾出流

105‧‧‧底部流

106‧‧‧冷凝器

107‧‧‧再沸器

110‧‧‧蒸餾塔

120‧‧‧冷卻旋管

130‧‧‧催化蒸餾塔

111‧‧‧進料流

112‧‧‧進料流

113‧‧‧出料流

114‧‧‧出料流

115‧‧‧冷凝器

116‧‧‧再沸器

140‧‧‧預反應器(塞流反應器)

150‧‧‧催化蒸餾塔

121‧‧‧進料流

122‧‧‧出口流

123‧‧‧進料流

124‧‧‧餾出流

125‧‧‧底部流

126‧‧‧冷凝器

127‧‧‧再沸器

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1說明各種鹼性催化劑對於由環氧丙烷與甲醇反應製造PGME的活性；圖2說明各種催化劑在溫度=90℃、P=88psig、進料=75g、MeOH/PO重量比=2：1的反應條件下對於製造PGME的活性；圖3是一示意圖，說明習知執行多塔製程製造PGME的裝置；圖4說明液體組成與溫度沿著蒸餾塔長度的關係；圖5是一示意圖，說明本發明用以合成PGME的催化蒸餾裝置；圖6說明液體組成與溫度在圖5的催化蒸餾塔中的關係；圖7說明實施例2.3的液體組成與溫度沿著蒸餾塔長度的關係；圖8說明實施例2.4的液體組成與溫度沿著蒸餾塔長度的關係；圖9說明實施例2.5的液體組成與溫度沿著蒸餾塔長度的關係；圖10是一示意圖，說明本發明用以合成PGME的具有一預反應器的催化蒸餾裝置；及圖11說明組成與溫度沿著圖10的催化蒸餾塔長度的關係。

本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。

<實施例>

[催化劑比較]

將數種鹼性催化劑對於製造PGME的活性進行測試。使用勻相、異相及勻相/異相雙重鹼性催化劑執行催化活性實驗。批式實驗是在一熱壓反應器(autoclave reactor)中(溫度為90℃、壓力為88psig)使用1g催化劑及75g進料，該進料重量比為2：1(甲醇：環氧丙烷)，結果如圖1所示。

異相催化劑

異相鹼性催化劑CaO(購自於Fisher，ACS級)及MgO(購自於Alfa Aesar，最低96%，325mesh)是以粉末形式使用。NaOH/γ-氧化鋁(γ-alumina)是由以下方法製得：將50mL 2N NaOH加入15g壓碎的γ-氧化鋁(<20mesh)並靜置隔夜，將溶液置於乾燥烘箱中以200℃加熱14小時，接著冷卻至室溫，將所產生的塊狀物壓碎並以少量甲醇清洗直到甲醇以石蕊試紙測試為中性。異相陰離子交換樹脂(自由鹼形式)為陶氏化學公司(A21，乾燥的)及三菱化學公司(Diaion® WA30及WA20，潮溼形式)所提供。

勻相催化劑

測試的勻相鹼性催化劑為Acros及Aldrich化學公司所提供的甲醇鈉(97%，無水形式)及甲醇鉀(CH₃OK)。氫氧化鈉(NaOH)及氫氧化鉀(KOH)因溶解於溶液中會形成不良副產物二醇(glycol)而不適用。

由圖1可以得知：在該等異相催化劑中，陰離子交換樹脂顯現出最高的活性。部分催化劑會有微量副產物[二丙二醇甲醚(dipropylene glycol methyl ether,DPGME)]產生，不過，因為其並非大量(significant amount)，故DPGME並不包含在對於製程設計而利用Aspen Plus®模擬程式所開發的動力模型中。

圖2是對於該等勻相及異相鹼性催化劑及勻相/異相雙重鹼性催化劑的活性比較。雖然A21與WA30顯現出相似的活性，WA20具有非常低的活性。值得一提的是，WA20是「強」鹼性陰離子樹脂且與WA30是分別屬於不同的陰離子交換樹脂分類(即不同官能基)，其除了不佳的催化性能以外，亦具有相當低的溫度穩定性。同樣地，勻相催化劑甲醇鈉亦顯現出製造PGME的活性。混合少量的勻相催化劑與該陰離子交換樹脂增強了整體活性，但卻不是單純地加成。其他的測試亦呈現出在莫耳數上該等勻相催化劑(甲醇鈉及甲醇鉀)具有相似的活性。

[陰離子交換樹脂的性質]

本發明使用的異相鹼性催化劑(A21及WA30)是具有三級胺官能基(R-N(CH₃)₂)的高度巨孔交聯的苯乙烯二乙烯基苯(S-DVB)聚合物結構為主的弱鹼性樹脂。這些樹脂被描述為具有寬廣的孔徑分布、優越的機械及滲透強度、化學穩定性及高至100℃的熱穩定性。一種典型的三級胺S-DVB陰離子交換樹脂結構表示如下：

陰離子交換樹脂失去催化活性可歸因於官能基的中和、官能基溶解於反應混合物中及產物/副產物於活化部位的積垢/堵塞。弱的鹼性陰離子交換樹脂可利用鹼性溶液再生。值得一提的是，根據本發明，藉由該勻相催化劑溶解於進料中的甲醇所形成的鹼性溶液，可避免異相樹脂催化劑的去活化。

[實例1：習知液相反應器(先前技術)]

參閱圖3，傳統的製程由一接續有一蒸餾塔110的反應器100所組成。該反應器(EQMREACT)是模型化為一在100℃及壓力為3atm下操作的平衡反應器，以確保全部的液相存在於該反應器中。一冷卻旋管120被用於維持該反應器於所欲的溫度設定點。對於以下實施的所有模擬是基於進料速率為1900kg/h甲醇及1000kg/h環氧丙烷。可使用任何鹼性催化劑於該反應器中，只要給予足夠的反應時間以使該反應進行平衡轉化(equilibrium conversion)。值得一提的是，在該模擬中僅計算冷卻水需要量而非反應器大小。

甲醇與環氧丙烷是以莫耳進料比3.44進料至該反應器(反應器進料流101)。反應器進料流101於25℃下進入該反應器。該反應發生在反應器100中，且該液體產物是以反應器出料流103排出，並隨後進料至蒸餾塔D進行分離。由於該反應是在該液相中執行，餾出流102完全沒有內容物。未反應的甲醇回收於流104，且PGME產物獲得於底部流105。一冷凝器106及一再沸器107分別用以冷卻及加熱。該蒸餾塔的操作參數如下表1所示。

圖4顯示出組成與溫度的關係對於經最佳化的習知製造PGME製程的蒸餾塔。表2顯示出該蒸餾塔的流組成。表3顯示出該蒸餾塔的階資料(stage profile)。該反應器(EQMREACT)的冷卻負載(cooling duty)為-784836 kJ/hr。由表3可以得知該蒸餾塔之冷凝器106的冷卻負載(第1階)及再沸器107的熱負載(heating duty)(第10階)分別為-4433808 kJ及4327372 kJ。

[實例2：本發明的催化蒸餾塔]

圖5所示的催化蒸餾塔130是以二反應(勻相及異相)模型化。動力學速率表示法(kinetic rate expression)是藉由在有意義的溫度範圍並利用Aspen Plus®模擬的速率表示法之批式實驗的相關實驗室速率數據所開發。該異相鹼性陰離子交換樹脂催化劑及反應只發生在塔中所置放的階中。該勻相催化劑CH₃ONa是溶解於甲醇中及反應發生在塔中的任意階中或在進料處之下。由於該勻相催化劑並非揮發性，其並不會蒸發及凝結在進料處之上的階。該勻相催化劑/甲醇溶液是經由該塔頂端附近的進料流111進料，而環氧丙烷(較具揮發性的成分)是經由底端附近的進料流112進料。未反應的甲醇回收於出料流113，且PGME產物獲得於出料流114。冷凝器115及再沸器116分別用以冷卻及加熱。

實例2的二實施例如下：2.1單獨異相催化劑及2.2勻相及異相共同催化劑。

表4顯示出該催化蒸餾塔之操作參數的基礎實例。這些參數已最佳化至提供大於99%的PO轉換、在底部產物中最小99%的PGME純度，並確保在催化蒸餾塔的異相反應區中的工作溫度100℃。

實施例2.1-異相催化劑(基礎實例)

在本實施例中，該異相催化劑(陰離子交換樹脂)是填充於催化蒸餾塔的第4階至第9階。

實施例2.2-異相及勻相催化劑

在本實施例中，共同使用異相及勻相催化劑兩者，反應參數如表4所示。該異相催化劑是填充於催化蒸餾塔的第4階至第9階，且該勻相催化劑溶解於甲醇進料流111中，並於第2階進入該催化蒸餾塔。勻相反應發生於第2階至第20階，而異相反應只發生於第4階至第9階。環氧丙烷是於第9階進料至該塔。

以下為實施例2.2的結果。圖6顯示出該催化蒸餾塔的組成與溫度關係。表5顯示出該催化蒸餾塔的流組成，表6顯示出該催化蒸餾塔的階資料。由表6可以得知，該催化蒸餾塔之冷凝器的冷卻負載(第1階)及再沸器的熱負載(第20階)分別為-3464913 kJ及2878928 kJ。實施例2.1及2.2的冷卻負載如表10所示。

各種製程參數的影響及其範圍如下：由於部分變數會根據另一者改變，部分製程參數需要伴隨地改變，以確保該催化蒸餾塔的最佳操作。甲醇與環氧丙烷的較佳莫耳進料比為1.5至5，相對應於較佳的餾出與進料比為0.2至0.67。更佳地，該莫耳進料比為約3.44，相對應於餾出與進料比為0.55。

該異相反應區的較佳溫度範圍為70至100℃。

該異相反應區的較佳位置為介於該進料流111及112之間，即介於第2階及第9階之間。

該環氧丙烷進料流112可於該異相催化劑區底端第9階附近以單一進料流設置，或於該催化蒸餾塔的異相反應區中第4-9中任意階以多重進料流設置。

該催化蒸餾塔的較佳操作壓力介於1.8至4atm。更佳地，該操作壓力為約3atm。

實施例2.3-莫耳進料比=1.5

該催化蒸餾塔的莫耳進料比=1.5，D/F=0.2，P=2atm，RR=5，其餘所有條件與實施例2.2相同(表4)。該異相反應區溫度維持在83至95℃的範圍內。參見圖7。

實施例2.4-莫耳進料比=5

該催化蒸餾塔的莫耳進料比=5，D/F=0.67，P=3atm，RR=3.2，其餘所有條件與實施例2.2相同(表4)。該反應區溫度維持在95至100℃之間。參見圖8。

實施例2.5-全回流

在本實施例中，該催化蒸餾塔於全回流中與一再沸器及一冷凝器共同操作。該環氧丙烷進料是均勻地分流於第12階與第15階之間，該異相反應區是設置於第2-13階之間及第15階。其餘所有條件與實施例2.1相同(表4)，除了該甲醇進料是在第1階注入。該異相反應區溫度維持在82至100℃的範圍內。參見圖9。

由實施例2.5，藉由分流該環氧丙烷進料至多階，該反應區中的溫度更能均勻分布且更容易維持操作溫度低於或等於100℃。

實施例2.3至2.5顯示藉由改變莫耳進料比，其餘操作變數必須調整以獲得最佳設計。

[實例3：具有預反應器的催化蒸餾塔]

在實例1(先前技術)中顯示，當一等溫反應器需要於100℃下操作時能量有所損失。該反應器限制在100℃以避免催化劑熱降解(thermal degradation)，而因此需要冷卻該反應器。此為製程的能量損失。在實例3中，模型化一具有一預反應器140的催化蒸餾塔(參見圖10)。該預反應器是模型化為一塞流反應器(plug flow reactor, PFR)連同混合的甲醇及環氧丙烷進料流121流至該液相反應器PFR。該反應器PFR可在絕熱(無冷卻)下操作至100℃為止，於出口流122進料至該催化蒸餾塔150以容許發生進一步反應及產物分離。額外的甲醇可經由進料流123進料至該催化蒸餾塔。未反應的甲醇回收於餾出流124，且PGME產物獲得於底部流125。這種結構的優點在於利用在進料濃度最高時發生反應而增加反應速率。不過，此設計於該PFR的最初部分中的較低反應溫度下需要額外的接觸時間。

實例3的二實施例如下：使用單獨異相催化劑(實例3.1)於PFR 140及催化蒸餾塔150兩者，及共同使用異相及勻相催化劑於PFR 140及催化蒸餾塔150兩者(實例3.2)。該塞流液相反應器及催化蒸餾塔的操作參數如表7所示。

實施例3.1-異相催化劑

在本實施例中，該異相催化劑是填充於PFR 140及具有10階的催化蒸餾塔150的第2階至第6階。

實施例3.2-異相及勻相催化劑

在本實施例中，異相催化劑是填充於PFR 140及具有10階的催化蒸餾塔150的第2階至第6階。勻相催化劑溶解於混合的甲醇及環氧丙烷進料流121進入該PFR，使得異相及勻相催化反應發生於PFR 140及催化蒸餾塔150兩者中。該勻相催化反應發生於流122進入催化蒸餾塔的第6階之處。

圖11顯示出組成與溫度沿著該催化蒸餾塔150長度的關係。在該催化蒸餾塔中稍微較低的塔壓力2.5atm確保該反應區溫度100℃。表8顯示出該催化蒸餾塔150的流組成。表9顯示出該蒸餾塔150的階資料。由表9可以得知，該催化蒸餾塔150之冷凝器126的冷卻負載(第1階)及再沸器127的熱負載(第10階)分別為-3511269kJ及2918085kJ。實施例3.1及3.2的冷卻負載如表10所示。

[催化蒸餾製程的較低資本投資及能量消耗]

能量消耗比較

表10列出三種用於製造PGME之製程的能量消耗。在實例1中，對於液相反應器的傳統製程需要冷卻負載以維持該反應器於100℃。由於此熱併入該催化蒸餾塔，因此新製程的整體熱負載及冷卻負載需要量較低(實例2)。由表10可以得知，藉由將傳統製程(實例1)轉換成催化蒸餾製程(實例2及3)，節省的冷卻水及蒸汽超過30%。即使在實例3中，在該催化蒸餾塔之前使用預反應器，仍然可以實現優點。由於該預反應器可在絕熱下操作，因此無需額外的加熱或冷卻。雖然該催化蒸餾塔的熱負載及冷卻負載稍微高於實例2，可以較低資本及操作成本實現節省。

資本成本比較

在製程中最大件的設備即為反應器及分離塔，在整體資本成本上具有重要的影響。由於它們構成最大的成本，在設備件數或塔尺寸上的任何減少可以作為有力的節省。將實例1及實例2相比較，實例1具有較多件設備(即一反應器、一蒸餾塔及聯合的熱交換器)。此外，實例 1還需要一冷卻系統以控制反應器的溫度。在實例2中，所有的操作結合在一個裝置(催化蒸餾塔)中。在實例2中，只需要單一個催化蒸餾塔，需要10至20階以達成所欲反應及PGME產物的分離(參見表4)。而本發明是以20階為最佳化(若其他參數改變，可使用10至20階的階數範圍)。

相較之下，實例3於製程中增加一預反應器，最佳化的階數由20階減少至10階(參見表7)，亦可少於10階。如此在催化蒸餾塔的建構中可提供相當大的節省。此外，此優異效果與所使用的催化劑系統無關。無論是使用異相催化劑(實例2.1與2.2相比較)或異相/勻相雙重催化劑系統(實例3.1與3.2相比較)，分離所需的階數維持相同且資本成本相近。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。