TWI334410B - Industrial process for production of high-purity diol - Google Patents

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TWI334410B
TWI334410B TW095147679A TW95147679A TWI334410B TW I334410 B TWI334410 B TW I334410B TW 095147679 A TW095147679 A TW 095147679A TW 95147679 A TW95147679 A TW 95147679A TW I334410 B TWI334410 B TW I334410B
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Shinsuke Fukuoka
Hironori Miyaji
Hiroshi Hachiya
Kazuhiko Matsuzaki
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Asahi Kasei Chemicals Corp
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Description

1334410 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種咼純度二醇之工業製造方法其中將 一環狀碳酸醋及一脂肪族一元醇連續供入一反應性蒸餾塔 中,並實施反應性蒸餾,並將具有二醇作為其主要組份之 高沸點反應混合物自該反應性蒸餾塔之底部連續提取,將 沸點較二醇之沸點為低之材料使用一連續多級蒸餾塔自該 向沸點反應混合物蒸餾出來,並將來自該連續多級蒸餾塔 之塔底部組份供入具有一特定結構之連續多級蒸餾塔中, 並作為侧餾分組份連續獲得二醇。 【先前技術】 一種用於藉助環狀碳酸酯與胎肪族一元醇間之反應製造 碳酸二烷酯及二醇之反應性蒸餾方法首先由本發明者揭示 (參見專利文件1 :日本專利申請公開案第4_丨98丨4丨號,專 利文件2 :曰本專利申請公開案第心23〇243號,專利文件 3 :日本專利申請公開案第9_176〇61號,專利文件4 :曰本 專利申請公開案第9-1 83744號,專利文件5 :曰本專利申 请公開案第9-1 94435號’專利文件6 :國際專利公開案第 WO 97/23445號(對應於歐洲專利第〇889〇25號及美國專利 第5 8471 89號)’專利文件7 :國際專利公開案第w〇 99/643 82號(對應於歐洲專利第ι〇8694〇號及美國專利第 ό34663 8號),專利文件8:國際專利公開案第Wo 00/5 1954 號(對應於歐洲專利第號1 1744〇6及美國專利第6479689 號),專利文件9 :日本專利申請公開案第2〇〇2_3〇88〇4號, 117272.doc 專利文件10 :日太皇Λ 本專利申請公開案第2004-13 1394號),且 其中传 反應性蒸餾系統之專利申請案隨後亦由其他 團體提出申讀_ 見專利文件Π :曰本專利申請公開案第5_ 號(對應於歐洲專利第0530615號及美國專利第 〇 2嬈),專利文件12 :曰本專利申請公開案第6-9507 /(對應於歐洲專利第0569812號及美國專利第53591 18 號)專利文件13 :曰本專利申請公開案第2〇〇3_119168號 (對應於國際專利公開案第WO 03/006418號),專利文件 14,日本專利申請公開案第2003_3〇〇936號,專利文件 15 :日本專利申請公開案第2003-342209號)。在使用該反 應性蒸餾系統用於此反應之情況下,可使該反應以高轉化 率進行》然而’至今所建議之反應性蒸餾方法皆係關於以 >、量或短時間製造碳酸二烧酯及二醇,而非關於以工業規 模穩定製造一長時期。換言之,該等方法尚未達成以大量 (例如不少於1噸/小時)穩定長時期(例如不少於丨〇〇〇小時, 較佳不少於3000小時,更佳不少於5000小時)連續製造二 醇之目的。 舉例而言,在所揭示用於自碳酸乙二酯及甲醇製造碳酸 二甲酯(DMC)及乙二醇(EG)之實例申,該反應性蒸餾塔之 高度(H :公分)、直徑(D :公分)、及級數(n)、乙二醇之產 量Ρ(公斤/小時)及連續製造時間Τ(小時)之最大值係如表i 中給出者。 H7272.doc 1334410 表1 專利 文件 Η :公分 D :公分 級數:η P :公斤/小時 T :小時 1 100 2 30 0.073 400 4 160 5 40 0.213 注5 5 160 5 40 0.358 注5 7 200 4 填充塔(Dixon) 0.528 注5 8 注1 5 60 0.140 注5 9 注1 5 60 0.161 注5 10 注1 5 60 0.161 注5 11 250 3 填充塔(Raschig) 0.154 注5 12 注2 注2 注2 0.256 注5 13 注3 注3 42 注4 注5 14 注3 注3 30 2490 注5 15 200 15 填充塔(BX) 19 注5 注1 : OLDERSHAW蒸餾塔。 注2 :無任何界定蒸餾塔之闡述。 注3 :僅闡述級數來界定蒸餾塔。 注4:無任何關於產量之闡述。 注5 :無任何關於長時期穩定製造之闡述。 在專利文件14(日本專利申請公開案第2003-300936號) 中,其在第0060章闡述"本發明實例使用與上述圖1中所示 之較佳模式相同之工藝流程,且實施目的係運作一工業規
117272.doc 1334410 模裝置以藉由&酸乙二6旨與甲醇間之催化轉化反應藉助轉 s曰化製& —甲黯及乙二醇。應注意,本發明實例中以 下數值可適田地用於—實際裝置之作業中π,且如該實例 所述具體係以3750公斤/小時製造碳酸二甲酿及以2490公 斤/小時製造乙二醇。士杳 ^ 此*貫例中所闡述之規模對應於30,000 頓或以上之碳馱一甲酯年產量,i因而此意味著,在將專 利文件14(日本專利申請公開案第謂33⑼936號)(2纽年4
月9日)之專利中凊案提出中請時,已經使用此方法實施世 界最大規模X業設備之作業。然而,即使在本中請案提出 申凊時,亦根本不存在上述事實。而且,在專利文件 14(日本專利中請公開案第2GQ3 3gg936號)之實例中,所述 與理,计异值完全相同之值係所製造碳酸二甲醋之量,但 乙二醇之產率係約85.6% ’且選擇性為約88 4%,且因此其 實際上不可能說已達成一高產率及高選擇性。尤其是,該 低選擇性表明’作為工業製造方法此方法具有一致命的缺 點。(亦應注意專利文件14(日本專利申請公開案第2〇们_ 300936號)由於未請求審查而被視為於2〇〇5年7月μ曰撤 利用此一反應性蒸餾方法,有甚多變動原因,例如由反 應引起之成份變化及由該蒸餾塔中之蒸餾引起之成份變 化’及該塔中之溫度變化及壓力變化,且因此長時期持續 穩定作業通常伴隨若干困難,且尤其是在大量處理之情^ 下該等困難進一步增加。為使用該反應性蒸餾方法穩定長 時期連續大規模製造碳酸二烷酯及二醇,同時保持高產率 117272.doc 1334410 及高選擇性’且如此製造高純度二醇,該方法必須經巧妙 設計H至今職議利㈣反應性㈣方法連續穩定 製造一長時期之唯一闡述係專利文件丨(曰本專利申請公開 案第4_198141號)及專利文件2(日本專利申請公開案第心 23〇243號)中之2〇〇小時至400小時。 本發明者已建議-種能以高產率及高選擇性連續且穩定 長時期大規模製造錢:㈣及:醇之玉業反應性蒸館方
法’但除此方法之外’亦需要一種能夠將高純度二醇自一 連續大量自該反應性蒸館塔之下部提取之高彿點反應混合 物大量穩定長時期分離出來並純化之方法,需要一種以高 產率製造大量高純度二醇之方法。本發明已經設計以達成 此目的。 如表i中所示,料利文件14(日本專利申請公開㈣
2〇〇3侧936號)以外,至今所建議使用該等反應性蒸館方 法每小時製造的二醇之量皆係—小量。而纟,利用專利文 件14(日本專利申請公開案第2003-300936號)之方法,其闡 述’自四步蒸错塔可獲得作為塔底部組份含有約】^公斤/ 小時未反應之碳酸乙-西匕β # 狄夂Q — S日及約226公斤/小時碳酸二羥乙酯 之、,勺2490公斤/小時乙二醇。然而,此僅係該反應混合物 成份之闡述’並未有任何關於高純度二醇製造之闡述。 *作為-使用反應性蒸館及:醇純化塔製造相對高純度二 醇之方法已知-其中自該:醇純化塔之側鶴分獲得二醇 之方法。舉例而言,右直4|丨a ^ 在專利文件12(曰本專利申請公開案 弟6 - 9 5 0 7號(對應於區女奄 、您州專利第0569812號及美國專利第 Ι 17272.doc -ΙΟ 1334410 53591 1 8號))之實例(圖5)中,將自一反應性蒸餾塔下部提 取之高沸點反應混合物供入薄膜蒸發器(ΠΙ)中,將自薄膜 蒸發器(III)獲得之高沸點物質供入薄膜蒸發器(IV)中,將 自薄膜蒸發器(IV)獲得之低沸點蒸發物質供入蒸餾塔(VII) 中,且自該蒸餾塔(vii)之濃縮段作為側餾分組份22獲得乙 : 二醇,且隨後使用純化器(IX)進—步實施純化,藉此以 25 5克/小時之量製造高純度乙二醇。換言之,在專利文件 • 12(曰本專利申請公開案第6-9507號(對應於歐洲專利第 〇569812號及美國專利第53591 1 8號))之方法中,在使用四 個純化裝置之前不能自高沸點反應混合物獲得高純度乙二 醇。而且,專利文件12(日本專利申請公開案第6 95〇7號 (對應於歐洲專利第0569812號及美國專利第5359ιι8號之 方法係一種其中製造少量乙二醇之方法,無任何關於一種 穩定長時期(例如不少於5000小時)製造大量(例如不少於i 嘲/小時)二醇之方法的建議。 • 而且,舉例而言’在專利文件15(日本專利申請公開案 第2003-342209號)之實例丨(圖5)中,將自一反應性蒸餾塔 下部提取之高沸點反應混合物供入一第二蒸餾塔4中,將 自該第二蒸餾塔獲得之高沸點物質供入一水解反應器7 中,將自該水解反應器獲得之反應混合物供入一脫羧罐 (汽·液分離器8)中’將自該脫羧罐獲得之液體組份供入第 :蒸潑㈣中,並以19公斤/小時之f自第三_塔^ >飞提段作為側餾分組份製造乙二醇。然而,利用專利文件 15(日本專利申請公開案第2〇〇3_3422〇9號)之方法,獲得之 H7272.doc 1334410 乙二醇含有〇_2重量%之二伸乙甘醇。為使用專利文件 1 5(日本專利申請公開案第2〇〇3·3422〇9號)之方法獲得作為 PET纖維或PET樹脂之起始原料所需之高純度乙二醇,因 此需要至少-個進一步純化裝置。換言之,利用專利文件 15(曰本專利申請公開案第2〇〇3_3422〇9號)之方法,自安裝 於汽提段(其位於一用於供入該蒸餾塔之入口的下方)之側 餾分出口獲得乙二醇,但該乙二醇之純度不夠,且此外專 利文件15(日本專利申請公開案第2〇〇3_3422〇9號)之方法係 一其中製造少量乙二醇之方法,無任何關於用於穩定長時 期(例如’不少於5000小時)製造大量(例如,不少於^镇/小 時)二醇之方法的建議。 而且,舉例而言,在專利文件8(國際專利公開案第W〇 00/5 1954號(對應於歐洲專利第1 174406號及美國專利第 6479689號))中之實例10(圖6)及在專利文件9(日本專利申 請公開案第2002-308804號)中之實例1(圖1)中,高純度乙 二醇係自一安裝於EG純化塔41之濃縮段(其位於一供入該 塔之入口之上方)中之側餾分出口獲得,但在每一情況下 產量皆係一小於200克/小時之小量,無任何關於用於穩定 長時間(例如不少於50〇〇小時)製造大量(例如不少於1嘴/小 時)二醇之方法的建議。 全世界每年製造約16,000,000噸(2〇〇4)乙二醇,但至今 此全部藉助其中將水加至環氧乙烷之水合方法達成。然 而’如在非專利文件l(Japan Petroleum Institute(編者), Sekiyu-kagalcu Purosesu”("Petrochemical Pr〇cesses"),第 H7272.doc 12 1334410 120至125頁’ Kodansha,2001)中由闡述"藉由EO(環氧乙 炫)之水合反應製造EG(乙二醇),該反應通常係在15(TC至 200 °C下實施。此時,不僅產生靶物質MEG(單伸乙甘 醇),且此外亦額外產生DEG(二伸乙甘醇)及TEG(三伸乙 甘醇)。該等產物之比例取決於水/EO之比率,且為以約 9〇%之選擇性獲得MEG,必須使水/EO之比率為約20(莫耳 比)。因此必須在EG純化步驟中蒸餾出大量水,且於此會 消耗大量熱能。關於自EO合成EG,自能效觀點不誇張地 說,此係一不良方法"所示,此工業製造方法(習用方法)在 乙一醇產率及選擇性方面及能源節約方面兩方面皆有大的 缺陷。 【發明内容】 本發明欲解決之問題 本發明目的之一係提供一用於以下列方式製造高純度二 醇之特&裝置及方法.採用環狀碳酸g旨及脂肪族一元醇作 為起始原料,將該等起始原料連續供入一其中存在一觸媒 之連續多級蒸餾塔A,在該塔A中進行反應性蒸餾,自該 塔A之上部連續提取氣態形式之含所製得的碳酸二烷酿及 該脂肪族一元醇之低沸點反應混合物Ατ ,自該塔a之下部 連續提取液體形式之含所製得二醇之高沸點反應混合物 ab ’將該高沸點反應混合物AB連續供入一連續多級蒸館從 c,將沸點低於該高沸點反應混合物Ab中所含二醇之物質 餾出為一塔頂部組份cT及/或一側餾分組份Cs以獲得—塔 底部組份cB,將該塔底部組份CB連續供入一連續多級蒸餾
C S H7272.doc 13 1334410 塔E,並自該連續多級蒸餾塔E之側餾分出口獲得該二醇作 為側館分組份Es。而且,因&,目的之—係提供一便宜且 能長時期(例如不少於1000小時,較佳不少於3〇〇〇小時, 更佳不:>、於5000小時)以例如不少於i ”頓/小時之量穩定製造 高純度二醇之特定工業裝置及工業製造方法。 換言之,在本發明之第一態樣中,其提供: I#· 一種製造高純度二醇之工業方法,其中高純度二醇係 藉由下列方式製造:採用環狀碳酸酯及脂肪族一元醇作為 起始原料,將該等起始原料連續供入一其中存在一觸媒之
連續多級蒸料A,在該塔A中進行反應性蒸鶴,自該塔A ,上部連續提取氣態形式之含製得的碳酸二烧§|及該脂肪 私元醇之低沸點反應混合物Ατ,自該塔a之下部連續提 取液體形式之含製得二醇之高;弗點反應混合物&,將該高 沸點反應混合物Ab連續供入一連續多級蒸餾塔c,將沸點 低於。亥同,弗點反應混合物Ab中所含二醇之沸點之物質館出
為一塔頂部組份匕及/或一侧餾分組份。以獲得一塔底部 組份CB,將該塔底部組份^連續供入一連續多級蒸餾塔 E並自"亥連續多級蒸餾塔E之一側餾分出口獲得該二醇作 為側館分組份Es,其中: ⑷該連續多級蒸館塔E包含一蒸館塔,該蒸館塔包含 一具有長度L〆公分)、内徑Di(公分)及内部級數為〜之内 構件之’"L提&’及一具有長度公分)、内徑叫公分) 及内部級數為&之内部構件之濃縮段,其中Ll、Dl、Π,、 L2、D2及n2滿足下式(1)至: 117272.doc 1334410 400<L,<3000 (1) 50<D,<700 (2) 2<Lj/D,<50 (3) 3<ηι<30 (4) 600<L2<4000 (5) 100<D2<1000 (6) 2<L2/D2<30 (7) 5<n2<50 (8)及 D i 2 (9);
(b) 該連續多級蒸餾塔E之濃縮段具有至少一個煙囪式 塔盤作為安裝於其内部之内部構件,該煙固式塔盤具有至 少兩個安裝於其内部之煙囪,每一煙囪具有〆開口,前述 開口具有滿足式(10)之截面積8(平方公分)· 50<S<2000 (10),
且母一煙自自該煙函之開口至該煙囪之氣體出口之高度 h(公分)皆應滿足式(11): 2〇<h<l〇〇 (11);及 (c) 該二醇係自該側餾分出口以液體形式連續提取, δ亥側淘分出备、由上 係連接至該連續多級蒸餾塔Ε之該煙岛式塔 盤液體收集段; 2· 如第1項之太 々法’其中該高純度二醇之產量係不少於1 嘲/小時; 3.如第1或2項
Dj ' Lj/Dj 之方法,
其中該連續多級蒸餾塔E之、 、L2/D2&n2 滿足 500SL42000、 117272.doc 15 丄幻4410 3~L,/D,-20 ' 5^>^2〇 ' 700<L2<3000 3认2/D2S20、7幺n2S3〇、及 Di<D2 ; 100<D,<500 120<D2<800 4·如第⑴項中任―項之方法’其中該連續多級蒸德塔 E之汽提段及濃縮段每—財除該煙_式塔盤以外之内部 構件係一塔盤及/或—填料; 5.如第4項之方法,其中該連續多級蒸餘塔£之汽提段及 濃縮段每—Ή除該㈣式㈣以外之該㈣構件係該塔
6‘如第5項之方法,其中該塔盤係一篩盤; 7.如第6項之方法,其中該餘般力使&如曰+ 八丫邊師盤在其師部具有1 5 〇個孔/ 平方公尺至1200個孔/平方/Λ ρ Η — 扎十方么尺,且每一孔之截面積係介 於〇·5平方公分至5平方公分之間; 如第6或7項之方法’其中該篩盤在其筛部具有200個 孔/平方公尺至1100個孔/伞古八ρ ^ 個孔/千方公尺,且每一孔之截面積係 ;1於0.7平方公分至4平方公分之間; •如第6至8項中任一項之方法’其中該篩盤在其薛部具 有250個孔/平方公尺至1〇〇〇個孔,平方公尺且每一孔之截 面積係介於0.9平方公分至3平方公分之間; 1:·如第6至9項中任一項之方法,其中在該連續多級蒸餾 W之汽提段中該篩盤之開σ率(—塔盤級中孔之總裁面積 與°亥^'盤面積之比)係介於3%至25%之間; U.如第6至1〇項中任一項之方法,纟中該連續多級蒸館 縮段中㈣盤之開口率(―塔盤級中孔之總截面積 與該塔盤面積之比)係介於2%至20%之間;
H7272.doc =一烷酯及該脂肪族一元醇之低沸點反應混合物Ατ,自該 塔A之下部連續提取液體形式之含所製得:醇之高沸點反 應混合物ab ’將該高沸點反應混合物Ab連續供入該連續多 級洛館塔C,將沸點低於該高沸點反應混合物AB中所含二 *之物質鶴出為一塔頂部組份CT及/或側館分組份 CS以獲得一塔底部組份Cb,將該該塔底部組份CB連續供入 該連續多級蒸館㈣’並自該連續多級蒸料E之-側顧分 出口獲知该二醇作為側餾分組份Es,其中: (a)該連續多級蒸餾塔E包括一蒸餾塔,該蒸餾塔含有 —^有長度L〗(公分)' 内徑D](公分)及一内部級數為⑴之 内部構件之汽提段及一具有長度L2(公分)、内徑d2(公分) 及内部級數為η2之内部構件之濃縮段,其中、 n]、L2、D2及n2滿足下式(1)至(9): 400<L!<3000 (1) 50<D!<700 (2) 2<L,/D,<50 (3) 3<n,<30 (4) 600<L2<4000 (5) 100<D2<l〇〇〇 (6) 2<L2/D2<30 ⑺ 5<n2^50 (8)及 D ] ^〇2 (9); 豸連續多級蒸餾塔E之濃縮段具有至少一個煙函式 塔盤作為安裝於其内之内部構件,該煙自式塔盤具有至少 117272.doc •18- 1334410 兩個安裝於其内部之煙囪,每一煙自具有一開口,前述開 口具有滿足式(10)之截面積S(平方公分): 50<S<2000 (10), 且每一煙έι自該煙_之開口至該煙_之氣體出口之高度 h(公分)應滿足式(11): 20<h<100 (11);及 (C)所女裝用於自該連續多級蒸餾塔£連續提取呈液體
形式之高純度二醇之側餾分出口係連接至該煙函式塔盤之 液體收集段; 2〇·如第19項之連續多級蒸餾塔,其中L1 ' D1、L1/D1、 ΐΜ、L2、D2、1^2/02及112 滿足 500仏42〇〇〇、l〇(^D^5〇〇、 3SIVD420、5^1420、700江2幻〇〇〇、12〇^^8〇〇、 3 幺 L2/D2S2O、7 幺n2S30、及 DjDj ;
’其中在該汽提段及 之内部構件係一塔盤 21.如第19或20項之連續多級蒸餾塔 該濃縮段每一段中除煙自式塔盤以外 及/或一填料; 22. 如第項之連續多級蒸顧塔,其中在該汽提段及該濃 縮段每-段中除㈣式塔盤以外之内部構件係該塔盤; 23. 如第22項之連續多級蒸館塔,其中該塔盤係一筛盤; 从如第23項之連續多級蒸潑塔,其中該筛盤在其筛部且 個孔/平方公尺至⑽個孔/平方公尺且每—孔之截面 積係介於0.5平方公分至5平方公分之間; =且:第23或24項之連續多級蒸料,其中該篩盤在其筛 H200個孔/平方公尺至1⑽個孔/平方公尺且每一孔
H7272.doc -19· 1334410 之截面積係介於0.7平方公分至4平方公分之間, •认如第23至25項中任—項之連續多級蒸料,其中該筛 盤在其篩部具有個孔/平方公尺至1000個孔/平方公尺, . 且每一孔之截面積係介於0.9平方公分至3平方公分之A間, ·· 27·如第23至26項中任—項之連續多級蒸德塔,其中在該 • 〇提段中該篩盤之開口率(-塔盤級中孔之總截面積與該 塔盤面積之比率)係介於3%至25 %之間, 鲁 28·如第23至27項中任一項之連續多級蒸德塔,其中在該 濃縮段中該筛盤之開口率(一塔盤級中孔之總截面積與該〆 .塔盤面積之比率)係介於2%至2〇%之間, 29.如第23至28項中任—項之連續多級蒸料,其中該煙 &式塔盤之開口率(該煙固中開口之總截面積與該煙_式 塔盤包έ η亥開口之總截面積在内的面積之比)係介於至 40%之間。 本發明之有利作用 •已發現根據由本發明提供之特定裝置及方法,可自環狀 碳酸酯及脂肪族一元醇以工業規模以高產率(例如以所用 環狀碳酸酯計通常不少於97%、較佳不少於98%、更佳不 少於99%)穩定長時期製造高純度二醇。換言之,根據本發 明,可提供一種便宜且能(例如)以不少於丨噸/小時之量穩 定長時期(例如不少於1000小時、較佳不少於3〇〇〇小時、 更佳不少於5000小時)製造作為pet纖維或pet樹脂之起始 原料所需的純度不小於99.9%之高純度二醇之工業裝置及 工業製造方法。 117272.doc -20- 1334410 一而且’本發明彳法與習用乙二醇製造方法不同之處在於 藉由本發明方法可以高產率及高選擇性製造高純度乙二 醇’而無需使用大量水,且因此作為一同時解決由習用工 業製造法帶來的㈣長期存在的問題(低選擇性、高能 源消耗)之工業製造方法達成極佳效果。 【實施方式】 下文係本發明之詳細闡述。 本發明之反應係-由下式代表之可逆平衡轉s旨化反應, 其令-碳酸二烷酿及二醇係自一環狀碳酸酿及脂肪族一元 醇製得; 0’ 、〇 II 0 (A)
2 R*〇H 0 +
HO ⑻ (C) (D) 其中R,代表一二價基團-(CH2)m-(m係自2至6的整數),A 一 個或多個氫可視情況經具有i個至1〇個碳原子之烧基基園 或,基基團取代。此外,R2代表一具有】個至⑵固碳原子 之早價脂肪族基團,其一個或多個氣可視情況經具有】個 至10個碳原子之烷基基團或芳基基團取代。 在本發明中用作一起始原料之環狀碳酸酯係一由上式中 之⑷:表之化合物。舉例而言,較佳可使用碳酸烧二酷 广Mm碳酸丙二黯)、13·二氧雜環己-2嗣、 广二氧雜環庚韻或諸如此類,更佳使用碳酸乙二醋或 ㈣丙二ww得等之故)’且尤佳使用碳酸乙
H7272.doc -21 . 而且,用作 ⑺)代去 起始原料之脂肪族— 戈表之化合物 、兀知係由上式中之 肪孩〜-▲ 便用—碑點較所製诰夕_ ▲ 夭兀醇。儘管可婭鉬^ 7表&之一醇為低之脂 但脂狀Α 了 Μ視所用環狀碳酸萨夕相 9肪族一元醇之眚 厌馱S曰之類型而改變, 體、 貫例匕括甲醇、7 J5由 ^烯丙醇、丁乙^、丙醇(同分異構 分為4 轉(同分異構體)、3 丁膝】 、構體)、己醇(同分昱 -丁烯〗-醇、戊醇(同 (同分異構體)、壬庚醇(同分異構體)、辛醇 Μ同分異構體)、十-醇m八广(问分異構體)、十 醇、m庚醇n 酵⑺分異構體)、環戊醇、環己 戊醇(同分里構體 Γ環戊醇(同分異構體)、乙基環 醇(同分:二 己醇(同分異構體)、乙基環己 已醇…=、)二::環己醇(同分異構體)'二乙基環 乙醇(二= 己醇(同分異構體)、节醇、苯 刀’、構體)、苯丙醇(同分里槿 脂肪族—分辟π _ 刀八構體)4。此外,該等 、 醇可經諸如鹵素、低碳烧蓋其 4 | 基、芳 氧基、虱基、烷氧羰 ▲氧敖基、醯氧基、及硝基等取代基取代。 二亥等脂肪族-元醇中’所用之較佳者係具有丨個至_ '、子之醇’ t佳者係具有i個至4個碳原子之
醇、7龄 1 T # 2知、丙醇(同分異構體)及丁醇(同分異構體)。在使 用杈酸乙二酯或碳酸丙二酯作為該環狀碳酸酯之情況下, 較佳脂肪族-元醇係、甲醇及乙醇,其中甲醇係尤佳。 在本發明之方法中,使一觸媒存在於反應性蒸餾塔A 中。使該觸媒存在於該反應性蒸餾塔A中之方法可係任何 方法,但在(例如)在該等反應條件下溶於該反應液體之均 117272.doc -22· ^芊、之h况下,可藉由將該觸媒連續供入該反應性蒸餾 ^中使邊觸媒呈液相存在於該反應性蒸料中,或在該等 士應條件溶於該反應㈣之非均相觸狀情況下,可 錯由將該觸媒作為-固體佈置於該反應性蒸料中使該觸 媒存在於該反應系統中;該等方法亦可組合使用。 在一均相觸媒連續供入該反應性蒸餾塔之情況下,該均 相觸媒可與該環狀碳酸醋及/或該脂肪族一元醇一起進 給’或可在不同於該等起始原料之位置處進給。該反應實 際上係在該蒸顧塔中在—低於進給該觸媒之位置之區域中 進行且因此較佳將遠觸媒供入一介於該塔之頂部與進給 該等起始原料之位置間之區域中。該觸媒必須存在於至少 5個級中,較佳至少7個級,更佳至少1 〇個級。 此外,在使用非均相固體觸媒之情況下,該觸媒必須存 在於至少5個級中,較佳至少7個級,更佳至少丨〇個級。亦 可使用-在該蒸餾塔中亦可起一填料作用之固體觸媒。 作為本發明中所用之觸媒,可使用至今習知之各種觸媒 中的任一種。 實例包括; 驗金屬及驗土金屬’例如鐘、鈉、鉀、錄j、鎚、鎮、 鈣、鋰、及鋇; 驗金屬及驗土金屬之驗性化合物,例如氫化物、氫氧化 物、烷氧化物、芳氧化物及醯胺; 鹼金屬及鹼土金屬之鹼性化合物,例如碳酸鹽、碳酸氳 鹽及有機酸鹽; 117272.doc •23. 锆化合物,例如鹵化鍅、乙醯丙酮锆、烷氧基锆及乙酸 鍅; 錯及含錯化合物,例如錯氧化物,例如PbO、Pb〇2及 Pb3〇4 ; 鉛硫化物,例如PbS、Pb2S3及PbS2 ; 鉛氫氧化物,例如Pb(OH)2 、 Pb302(0H)2 、
Pb2[Pb〇2(OH)2]及 Pb20(0H)2 ; 亞鉛酸鹽,例如 Na2Pb02 ' K2Pb02、NaHPb02 及 KHPb02 ; 鉛酸鹽,例如 Na2Pb03、Na2H2Pb04、K2Pb03、 K2[Pb(OH)6]、K4Pb04、Ca2Pb04及 CaPb03 ; 碳酸鉛及其鹼性鹽,例如PbC03及2PbC03_Pb(0H)2; 烧氧基錯化合物及芳氧基錯化合物,例如Pb(〇CH3)2、 (CH30)Pb(0Ph)及 Pb(OPh)2 ; 有機酸之鉛鹽、及其碳酸鹽及鹼性鹽,例如 Pb(OCOCH3)2、Pb(OCOCH3)4及 Pb(0C0CH3)2.Pb0.3H20 ; 有機錯化合物,例如Bu4Pb、Ph4Pb、Bu3PbCl、 Ph3PbBr、Ph3Pb(或 Ph6Pb2)、Bu3PbOH及 Ph2PbO(其中 Bu代 表一丁基基團,且Ph代表一苯基基團); 鉛合金,例如 Pb-Na、Pb-Ca、Pb-Ba、Pb-Sn及 Pb-Sb ; 鉛礦石,例如方鉛礦及閃鋅礦;及該等鉛化合物之水合 物。 在所用化合物溶於該反應之起始原料、該反應混合物、 反應副產物或諸如此類的情況下,該化合物可作為一均相 117272.doc •25· 1^34410 觸媒使用’而在该化合物不溶解之情況下,該化合物可作 為固體觸媒使用。此外,較佳亦可藉由將上述化合物溶 反應之起始原料、反應混合物、反應副產物或諸如此 類中或藉由反應致使溶解所獲得之混合物作為—均相觸媒 此π,離子交換劑 樹脂、具有醯胺基團之離子交換樹脂、具有至少一種選自 T酸根基 '㈣根基及磷酸根基之交換基團之離子交換樹 ^曰及具有第四錄基團作為交換基團之固體強驗性陰離 父換劑;固體盔機仆人榀 ., ……、機化5物’例如二氧化石夕、二氧化石夕_氧 氧化矽-氧化鎂、鋁矽酸鹽、矽酸 石、各種經金屬交換之啡=n 裡'弗 為非均質觸媒使用及經敍交換之滞石等亦可作 A i乍::=相觸媒’所用一尤其較佳者係-具有第四錄 二=為父換基圏之固體強驗性陰離子交換劑, 脂、且有繁赴i 基鹼性陰離子交換樹
具有第四錢基團作為交換A 交換劑及一且有裳η 、目纖维素強鹼性陰離子 撑型之強驗2 為交換基團經-無機載體支 交換基團之強驗性陰離子交換樹月為匕,^第四録基團作為 乙稀型強驗性降離子… 較佳可使用(例如)笨 r玍&離子父換樹脂或諸如此 — 強鹼性陰離子交摻# 種本乙烯型 聚物你生具有苯乙稀與二乙婦基苯之丑 汆物作為母體材科、 邱丞本之共 換AifI# 且八有第四銨基團(I型或Η型)作為$ 換基團之強驗性陰離子交換樹腊 )作為乂 由(例如)下式示意
«17272.doc • 26 · 1334410 性代表; CH2—CH—CH2一CH—CH2—
(I型) CH2Ng:H3)3 —CH2W^ CH2焚H 啦 CH—CH2—CH—CH2-CH—
® (II 型) Θ CH—CH2-^- nCH2N(CH3)2(C2H4〇H) CH2N(CH3)2(C2H4〇H) χθ X® 其中X代表一陰離子;至於X,通常使用至少一種選自F、 Cl_、Br·、Γ、HC03-、C032·、CH3C02-、HC02、I03-、 Br03·、及C103·之陰離子,較佳至少一種選自Cl·、Br·、 hco3·、及co32-之陰離子。此外,就樹月旨母體材料之結構 而言,可使用一凝膠型結構或大網狀(MR)型結構,其中該 MR型係尤佳,此乃因其抗有機溶劑性高。 一具有第四銨基團作為交換基團之纖維素強鹼性陰離子 交換劑之一實例係具有-OCH2CH2NR3X交換基團之纖維 素,其係藉由將該纖維素中一些或所有-OH基團轉化成三 烷基胺基乙基基團獲得。此處,R代表一烷基基團;通常 使用甲基、乙基、丙基、丁基或諸如此類,較佳甲基或乙 基。而且,X代表一如上之陰離子。 117272.doc -27· 1334410 一可詩本發^有第四聽㈣為交録團經益 體支撐型之強鹼性陰離子交換劑係指一具 機載體之一歧或所有〇Η矣 、:少6玄無 一次所有-ΟΗ表面羥基基團引入至盆 之’2)nNR3X第四錄基團的無機載體。此處,…::
:如上,η通常係1至6的整數’較佳㈣。就該無機載體I S’可使用二氧切、氧仙、二氧化d-氧 化鈦、沸石或諸如此類,較佳使用二氧化石夕、氧化紹或二 氧化石夕·氧化結,尤佳為二氧化石夕。可使用任何方法料 修飾該無機載體之表面羥基基團之方法。 就具有-第喊基圏料交換基團之固體強驗性陰離子 交換劑而言,可使用市售品。在此情況下,該陰離子交換 劑在預先與合意陰離子物質進行離子交換作為預處理 可作為轉酯化觸媒使用。 此外,較佳亦可使用由一具有鍵結至其每一皆含有至小 -個氮原子之雜環基團之大網狀或凝膠型有機聚合物^ 一具有鍵結至其每-皆含有至少一個氮原子之雜環基團之 無機載體構成之固體觸媒作為該轉醋化觸媒。此外,同樣 可使用-其中-些或所有該等含氮雜環基團皆轉化成—第 四鹽之ϋ體觸媒》注意’諸如離子交換劑等固體觸媒在本 發明中亦可起填料作用。 本發明中所用觸媒之量係端視所用觸媒之類型而定,作 在連續進給在該等反應條件下溶於反應液體之均相觸媒的 情況下’所用之量以伯作為起始原料進給之該環狀碳酸醋 與該脂肪族-元醇之總重量之比例表示通f係介於〇咖 117272.doc -28- 1334410 重量%至50重量%之間、 佳0.01重量%至1〇重量〇/0 較佳0.005重量。至2〇重量%、更 。而且,在使用一安裝於該蒸餾 塔中之固體觸媒的情況下,以該蒸餾塔之空塔體積計,該 觸媒較佳以介於(UH體積%至75體積%之間、更佳⑽體積
%至60體積%、再更佳。.则乂至仙體積%之量使用。 對於將該環狀碳酸S旨及該脂肪族—元醇連續供人一構成 本發明反應性蒸料之連續多級蒸館塔^之方法並盈特 殊限制;可使用任何進給方法,只要使該環狀碳酸醋及該 脂肪族一元醇在該蒸餾塔A之至少5個級、較佳至少7個 級、更佳至少I 0個級之區域中接觸該觸媒即可。換言之, 該環狀碳酸酯及該脂肪族一 多級蒸顧塔A之級中所需數 狀碳酸酯及該脂肪族一元醇 或可彼此引入不同級中。 元醇可自滿足上述條件之連續 目入口連續進給。此外,該環 可引入該蒸餾塔之相同級中,
該等起始原料可以液體形式、氣態形式或作為液體盘氣 體之混合物連續供人該蒸料㈣m方式將該等起 始原料供入該蒸館塔八以外’亦較佳自該蒸餾塔A之下部 另外間歇或連續進給—氣態起始原m,另—較佳方 法係-其中將該環狀碳酸自旨以液體形式或氣體/液體混合 形式連續供入該蒸餾塔A其中存在觸媒之級以上的一級 中二並將該脂肪族一元醇以氣態形式及/或液體形式供入 該蒸館塔A之下部之方法。/ 丨生, 在此6況下’該環狀碳酸酯當 然可含有該脂肪族一元醇。 在本發明中’進給的起始原料可包含產物碳酸二燒醋及 M7272.doc •29· 1334410 /或二醇。對於該碳酸二烷酯而言,以該脂肪族一元醇/碳 酸二烷酯混合物中該碳酸二烷酯之重量百分數計,其含量 通吊"於0重量%至4 0重量%之間、較佳〇重量%至3 〇重量 %、更佳0重量%至20重量%,且對於該二醇而言,以該環 狀碳酸酯/二醇混合物中該二醇之重量百分數計通常介 於0重置%至1 〇重量%之間、較佳〇重量%至7重量%、更佳〇 重量%至5重量%。 當工業上實施本發明反應時,除新引入該反應系統中之 新鮮環狀碳酸酯及/或脂肪族一元醇以外,自該方法及/或 另一方法所回收具有該環狀碳酸酿.及/或該脂肪族一元醇 作為其主要組份之材料較佳亦可用作該等起始原料。此係 本發明可能之優良特徵特性。另一方法之實例係一種其中 自該碳酸二烷酯及一芳族單羥基化合物製造一碳酸二芳酯 之方法,在此方法中該脂肪族一元醇係副產物且被回收。 =回收之副產物脂肪族一元醇通常包含該碳酸二烷酯、該 芳族單羥基化合物、一烷基芳基醚等,且亦可包含少量碳 酸烷基酯芳基酯、碳酸二芳酯等。該副產物脂肪族一元醇 可不經處理用作本發明之起始原肖,或可在藉助蒸館或諸 如此類使所包含沸點較該脂肪族一元醇之沸點為高之材料 之里降低後用作一起始原料。 用於本發明之較佳環狀碳酸醋係一種藉助(例如)環氧燒 (例如環氧乙院、環氧丙烧、或氧化苯乙稀)與二氧化碳間 之反應產生者種包含少量該等起始原料化合物或諸如 此類之環狀碳酸酯可用作本發明之起始原料。
M7272.doc -30- :本發明中’供入該反應性蒸餾塔八的環狀碳 肪族—元醆夕旦0日k 月曰 里間的比例係隨該轉酯化觸媒之類型及數量 及这寻反應條件而變 碳酸黯的莫耳比P人知一元醇與該環狀 .01倍至1000倍之間。為増加環 反夂知轉化率’較佳以超過該環狀碳酸自旨莫耳數的至少 2一倍進給該脂肪族-元醇。然而,若所用脂肪族一元醇之 -過"必需使該裝置變大。出於該等原因,該脂肪族 一几醇與該環狀碳酸自1之莫耳比較佳介於2至20之間、更 佳3至15、再更佳5至12。此外,若剩餘大量未反應之環狀 碳酸酿,職未反應環狀碳酸s旨可與產物二醇反應產生副 產物寡聚物(例如二聚物或三聚物),且因此在工業實施 中,較佳盡可能減少剩餘未反應環狀碳酸酯之量。在本發 月方法中,即使上述莫耳比不超過i 〇,亦可使該環狀碳酸 酋旨轉化率不小於98%,Μ社τ* , 卞个』孓W/。,較佳不小於99%,更佳不小於 99.9%。此係本發明之另一特徵特性。 在本發明中,較佳在該反應性蒸顧塔A中以不少於約1嘲/ 小時連續製造含有該二醇 < 高沸點反應混合物Ab,將此供 入一連續多級蒸餾塔c中,且使—來自其之塔底部組份Cb 在一連續多級蒸餾塔E中藉由蒸餾進行分離以製造不少於 約1噸/小時之尚純度二醇;為達成此,連續供入反應性蒸 餾塔A中之該環狀碳酸酯最小量以欲製造該高純度二醇之 量P(噸/小時)計通常係丨.55 !>噸/小時,較佳1 5 ?噸/小時, 更佳1 _45 P噸/小_。在另一更佳情況下,可使此量小於 1·43 P噸/小時。 117272.doc 丄幻4410 對於用於實施本發明反應性蒸餾方法之連續多級蒸餾塔 * &並無特殊限制’但該連續多級蒸料八較佳係既能實施 :餾且同時能實施反應之蒸餾塔以便能穩定長時期製造較 ; 佳不少於1.5噸/小時之碳酸二烷酯及/或較佳不少於丨噸/小 時之二醇。 在本發明中,採用一環狀碳酸酯及一脂肪族一元醇作為 起始原料,將該等起始原料連續供入一其中存在一觸媒之 • 連續多級蒸鶴塔A中,在該塔A中實施反應性蒸館,自該 塔A之上部連續提取呈氣態形式含有製造的碳酸二烷酯及 该脂肪族一元醇之低沸點反應混合物Ατ,該塔A之下部連 續提取呈液體形式含有所製造二醇之高沸點反應混合物 Ab,將該咼沸點反應混合物Ab連續供入一連續多級蒸餾塔 C中,將滿點較該高沸點反應混合物ab中所含二醇之沸點 為低之材料作為一塔頂部組份匕及/或一侧餾分組份Cs蒸 餾出來以便獲得一塔底部組份CB,將該塔底部組份Cb連續 _ 供入—連續多級蒸餾塔E中,且自該連續多級蒸餾塔E之一 側餾分出口獲得作為側餾分組份Es之二醇,藉此製造一高 純度二醇。因此,該連續多級蒸餾塔C較佳具有能將沸點 較該高沸點反應混合物AB中所含二醇之沸點為低之材料作 為該塔頂部組份CT及/或該侧餾分組份cs有效去除之功 能。 而且,對於該連續多級蒸餾塔C而言,較佳對其進行咬 計以便使通常以少量包含於該高沸點反應混合物AB中未反 應之環狀碳酸酯與該二醇反應(例如為確保此反應進行完 117272.doc •32· 1334410 全所需之溫度及停留時間)。結果可使在來自該連續多級 蒸餾塔c之塔底部組份c b中實質上沒有未反應之環狀碳酸 醋’當實施本發明時此較佳。 本發明中所用連續多級蒸餾塔匕必須具有能以高產率穩 定長時期自大量塔底部組份Cb獲得一高純度二醇之功能, 且必須同時滿足各種條件以達成此目的。 具體而言, (a)該連續多級蒸餾塔E包含一蒸餾塔,該蒸餾塔包含 一具有長度Ll(公分)、内徑公分)及在其内部級數為恥 =内部構件之汽提段及一具有長度L2(公分)、内徑d2(公 分)及在其内部級數為n2之内部構件之濃縮段,其中L]、 D1、n〗、L2、〇2及112滿足下式⑴至(9): 400<L,<3000 (i) 50<D,<700 (2) 2<ί!/Ο,<50 (3) 3<η,<30 (4) 600<L2<4000 (5) 100<D2<1000 (6) 2<L2/D2<30 ⑺ 5<n2<50 ⑻及 Dj<D2 (9); 二Γ連續多級蒸館㈣之濃縮段具有至少一個煙画式 。卞為安裝於其内部之内部構件,該煙函式塔盤 少兩個安裝於其内部之煙自,每_㈣具有—截面積s(平 H7272.doc •33· 1334410 方公分)滿足式(10)之開口 : — 50^8,2000 (1〇), 且每-該等煙_應使自該煙自之開口至該煙固之氣體出口 之高度h(公分)滿足式(11): 20<h<100 ⑴);及 ⑷—所安裝用於自該連續多級連續提取呈液 體形式之南純度二醇之側餾分出 之液體收集段。 係連接至該煙i式塔盤 已發現,藉由在具有同時滿^上式⑴至⑴)之特定結構 的連續多級蒸料”蒸館進行分離、藉由使用該連續多 級蒸館塔C將沸點較二醇之缚點為低之材料自大量藉助環 狀碳酸酷與脂肪族一元醇間反應性蒸鶴方法製造的高沸點 反應混合物Ab中蒸顧出來而獲得該塔底部組份Cb,可以較 佳不少於⑻小時、更佳不少於2嘲/小時之工業規模穩定 (例如)不少於1000小時,較佳不少於3〇〇〇小時更佳不+ 於测小時之長時期製造純度較佳不小於㈣、更佳不: 於99.9。/。之高純度二醇。關於藉由實施本發明方法使 工業規模製造高純度二醇成為可能同時具有該等優良效果 之原因並不清楚,但據認為此係由於#結合上式⑴至⑴) 之條件時所帶來的複合效應所致意各因素之較佳範圍 係闡述於下文。 若乙丨(公分)小於400,則該汽提段之分離效率降低,且因 此不此獲彳于合思的分離效率。而且,為縮減設備成本同時 確保合意的分離效率,必須使^不超過3〇〇〇。此外,若q H7272.doc -34· 1334410 大於3000,則,該塔頂部與底部間之壓差變得過大,且因 此使長期穩定作業變得困難,且此外,必須增加該塔下部 之溫度’且因此易於出現副反應。Li(公分)之更佳範圍係 50叱Ll2000,其中再更佳係6〇〇弘丨幻5〇〇。 若Dl(公分)小於50,則不可能達成該合意蒸餾量。而 且,為縮減設備成本同時獲得合意蒸德量,必須使〜不超
過700。D〗(公分)之更佳範圍係1〇(^Dp6〇〇,其中再更佳 係12050,2500 〇 小於2或大於5〇,則使長期穩定作業變得困難。 L丨Μ之更佳範圍係kWDe2〇,其中再更佳係 elVDdls。 右η,小於3,則该汽提段之分離效率降低,且因此不能 獲付合意的分離效率。而且,為縮減設備成本同時確保合 意的分離效率’必須使„丨不超過3〇。此外,若η丨大於3〇:
則該塔頂部與底部間之Μ變得過大,且因此使長期穩定 作業又得困難,且此外,必須增加該塔下部之溫度,且因 此易於出現副反應ηι之更佳範圍係,其中再更佳 係 knjis。 右Ld Α为)小於6〇〇,則該濃縮段之分離效率降低,且因 此不能獲得合意分離效率。而且,為縮減設備成本同時確 保合意的分離效率,必須使L不超過4〇〇〇。此外,若^大 於侧,則該塔頂部與底部間之壓力差變得過大,且因此 :長時間穩定作業變得困難。而纟,必須增加該塔下部之 ’皿度’且因此易於出現副反應。l2(公分)之更佳範圍係 117272.doc -35- 1334410 700认2幻000,其中再更佳係800SL2U500。 若〇2(公分)小於100,則不可能獲得合意之蒸餾量。而 且,為縮減設備成本同時獲得合意蒸餾量,必須使仏不超 過1000。D2之更佳範圍(公分,其中再更佳 係 15〇SE>2幺60〇 〇 若k/D2小於2或大於30,則使穩定作業變得困難。 之更佳範圍係3^L2/Dd2〇,其中再更佳係4认2/〇2<15。 右小於5,則該濃縮段之分離效率降低,且因此不能 獲付合意的分離效率。而且,為縮減設備成本同時確保合 意的分離效率,必須使h不超過5〇。而且,若助大於5〇, 則該塔頂部與底部間之壓力差變得過大,且因此使長時間 穩定作業變得困難。而且,必須增加該塔下部之溫度,且 因此易於出現副反應。〜之更佳範圍係幻〇,其中再 更佳係8^12<25。注意在本發明中,至少一個煙囪式塔盤 必須安裝於該濃縮段中,且因此級數包括在以上“中。 而且,對於本發明連續多級蒸餾塔E而言,較佳DjD2, 更佳Di<D2。 安裝於該連續多級蒸餾塔Ε之濃縮段中的煙自式塔盤其 中设置有至少兩個煙囪,每一煙囪在該塔盤之平面内具有 截面積為S (平方公分)之開口。而且,煙函蓋較佳係安 裝於各煙自之上部開口上。此煙自蓋對自下部級上升在該 煙囪上部開口(氣體出口)處側向流動之氣態組份起作用, 且此外起到阻止自上部級落下之液體組份直接落入下部級 之作用。 M7272.doc -36- 1334410 各煙函之橫截面形狀可係三角形、正方形、多邊形、圓 形、橢圓形、星形或諸如此類中任何一種,但較佳使用正 方形或圓形。而且’對各煙囱而纟,該橫戴面形狀及面積 <自該煙自之上部至下部不$,但較佳恆定,此乃因如此 製造簡單且便宜。而且,該等至少兩個煙自可具有彼此不 同之^狀’但較佳具有彼此相同之形狀。 在本發明中,連接至該煙_式塔盤之各煙囱開口(該煙 函具有最小截面積之部分)之截面積s(平方公分)必須滿足 下式(10): 50<S<20〇〇 (10) 0 若S小於50,則需要大量煙固以達到預定產量,且因此 使設備成本變高。若S大於2〇〇〇,則在該煙囪式塔盤級中 之氣體流動易於變得不均句’且因此使長期穩定作業變得 困難。S(平方公分)之更佳範圍係1〇〇gS<i5〇〇,其中再更 佳係 200SSS1000 〇
而且’自各煙囪之開口至彼煙囪氣體出口 (該煙囪上部 開口之下端)間之高度h(公分)必須滿足下式(11); 20<h<l〇〇 (11) 〇 本發明中所用煙_式塔盤其中通常安裝有—用於使液體 組份落入下部級之降液管部分及一用於保存液體組份之溢 流堰。該溢流堰之高度取決於h,但通常設 至2〇公分。因此,若一則保存於該煙固式塔盤中 之液體量變少’且因此使長期穩定作業變得困冑。而且, 若h大於⑽,則所保存的液體量增加,且因此必須增加設 117272.doc -37· U34410 備強度’且因而使設備成本變高,且此外純化的二醇在該 • 塔中之停留時間增加,此係所不期望的。h(公分)之更佳範 圍係30处$80,其中再更佳係40ShS70。 ; 該煙自式塔盤之開口率(該等煙函開口之總截面積與該 . 煙自式塔盤包括該等開口之總截面積在内的面積之比率) . 較佳係介於5〇/。至4〇%之間。若該開口率小於⑽,則使長 期穩定作業變得困難。而且’若該開口率大於4〇%,則必 • 帛增加煙函數目,或加高各煙固,而在任-情況中皆使設 備成本變高。該開口率之更佳範圍係自1〇%至3〇%,其中 再更佳係自15 %至2 5 %。 本發明特徵特性之一係至少一個煙囪式塔盤係安裝於該 多級蒸餾塔£之濃縮段(高於供入該塔之入口但低於該塔頂 部之部分)中,且高純度二醇係自連接至該煙_式塔盤之 液體收集段底部之側餾分出口以液體形式連續提取。可使 煙囪式塔盤之數目為二個或更多(若需要),但通常係一 籲冑。安裝有該煙®式塔盤之級可位於該濃縮段中之任何位 置處,但較佳係一該濃縮段中自該等級之底部至少三級且 該濃縮段中自該等級之頂部至少三級中的一級,更佳一該 濃縮段中自該等級之底部至少四級且該濃縮段中自該等級 之頂部至少四級中的-級,再更佳—該濃縮段中自該等級 之底部至少五級且該濃縮段中自該等級之頂部至少四級中 的一級。 本發明之連續多級蒸潑塔E較佳係一在該汽提段及該濃 縮段中各自具有塔盤及/或填料作為内部構件之蒸餾塔。 D7272.doc •38· 1334410
本發明中所用術語”内部構件 液體實際上彼此接觸之部件, 盤、篩盤、波紋迄殽、伞P ”係指在該蒸餾塔中使氣體與 。該等塔盤之實例包括泡罩塔 、吊盤、波紋塔盤、平穩塔盤'浮閥塔盤、逆流塔盤、 Unifrax塔盤、Superfrac塔盤、Maxfrac塔盤、雙流塔盤、 柵板塔盤、渦輪式栅板塔盤、KiUel塔盤或諸如此類。該 等填料之實例包括不規則填料,例如拉西環(Raschig nng)、勒辛環(Lessing ring) ' 鮑爾環(Pall ring) ' 貝爾鞍 # (Berl SadcUe) ' 英特洛克斯鞍(Intalox saddle)、Dixon 填 料、McMahon填料或Heli_Pak,或規則填料,例如
Mellapak、Gempak、Techn〇-pack、Flexipac、Sulzer 填 料、GoodroU填料或GHtschgrid或諸如此類。亦可使用具 有塔盤。P为及裝有填料之部分二者之多級蒸德塔。此外, 本發明所用術語"㈣構件之級數〜或n 2,,就該塔盤而言係 才曰級數就填料而g係指理論級數。因此就具有塔盤部 分及裝有填料之部分二者之連續多級蒸館塔而言,〜或〜 • 係指塔盤數與理論級數之總和。 在本發明中,對於該連❹級蒸料£之汽提段及濃縮 段二者中的内部構件而言,尤佳的是塔盤。此外,已發 現,就性能與設備成本間之關係而言,每—皆具有一筛^ 及一降液管部分之篩盤作為該等塔盤尤其佳。亦已發現, 每一筛盤在其筛部中較佳具有15〇個孔/平方公尺至i細個 孔/平方公尺。-
孔/平方公尺, 方公尺。此外, 117272.doc -39- 1334410 本發明所用連續多級蒸餾塔E之蒸餾條件隨該蒸餾塔中 内部構件之形式及級數、類型、進給的該蒸餾塔c之該塔 底部組份CB之成份及數量、所需二醇之純度等而變。該塔 底部溫度通常較佳係一介於u Ot至2〗〇 〇c之間之特定溫 度。一更佳塔底部溫度範圍係自12〇〇C至l9〇〇c,再更佳自 130°C至170°C。該塔底部壓力隨該塔中之成份及所用塔底 部溫度而變,但通常係介於8〇〇〇以至々^^ 之間、較佳 10000 Pa 至 33000 Pa、更佳 12000 Pa 至 27〇〇〇 Pa。 而且,該連續多級蒸餾塔E之回流比較佳係介於6至5〇之 間、更佳8至45、再更佳10至3〇。 在本發明中,來自該連續多級蒸餾塔E之塔頂部組份& 匕s〉、量一醇(通常不超過所進給二醇的1〇重量%);而 且,在將水供入該連續多級蒸餾塔Ε中的情況下,在塔頂 邛、-且伤Ετ中提取幾乎所有進給的水。該塔頂部組份丑丁通常 再循¥進人該連續多級蒸顧塔c中,且隨後作為該塔底部 ,、且伤CB中的一些進給返回該連續多級蒸餾塔ε中,且如此 :為高純度二醇回收。而且,來自該連續多級蒸餾塔R 塔底部組份EB含有高沸點副產物及含有少量二醇之觸媒組 份。來自該連續多級蒸館塔E之側趨分組份Es通常含有不 少於㈣、較佳不少於9”%、更佳不少於队㈣之高純 又醇換口之,在本發明中,通常可容易使側館分組份 ,中沸點較該二醇滞點為高之雜質(二伸烷基甘醇等)之含 量=超過1重#% '較佳不超敎1重量%、更佳不超過0.01 重量%。而且’在本發明一較佳實施例中,該反應係使用 I17272.doc -42· 1334410 部構件用於該汽提段及該濃縮段二者中。在該汽提段中, 每一篩盤之孔數係約300個/平方公尺至370個/平方公尺, 且開口率係介於4%至5%之間。而且,在該濃縮段中,每 一篩盤之孔數係約300個/平方公尺至450個/平方公尺,且 開口率係介於3%至4%之間。該煙囪式塔盤其内部具有12 個煙_’每一煙_具有3=約500平方公分及1!=55公分,且 開口率係介於15%至20%之間。該煙囪式塔盤具有一降液 管部分,該溢流堰高度係40公分。 將含有碳酸乙二酯(EC)及甲醇(MeOH)(莫耳比 MeOH/EC = 8.4)及一觸媒(存於乙二醇中經歷熱脫水處理之 KOH ;以EC計K濃度為〇.1重量。/。)之起始原料連續供入一 連續多級蒸餾塔A中並實施反應性蒸餾,藉此連續提取 3.205噸/小時之塔底部組份ab。該碳酸乙二酯轉化率係 100%,且該乙二醇選擇性係99.8%。該塔底部組份AB含有 0.99噸/小時之甲醇、o.ooi噸/小時之碳酸二甲酯、0.009噸 /小時之2-曱氧基乙醇、2.186噸/小時之乙二醇及0.019噸/ 小時之二伸乙甘醇及觸媒組份,將其自一入口連續供入一 連續多級蒸餾塔C中。此入口安裝於自該連續多級蒸餾塔 C之底部第9級與第丨〇級中之塔盤之間。將此分離,將 0.1 55噸/小時自該連續多級蒸餾塔e之塔頂部組份Ετ(0· 137 噸/小時之乙二醇,〇 〇19噸/小時之水)經由一位於該連續 多級蒸樹塔C底部之再沸器連續供入該連續多級蒸餾塔c 〇 自該連續多級蒸館塔C連續提取含有〇·968嘲/小時之甲 117272.doc • 44 - 1334410 醇、0.001噸/小時之碳酸二甲酯及〇.〇 19噸/小時水之塔頂部 組份CT、含有0.022噸/小時之甲醇、0.0093噸/小時之2一甲 氧基乙醇及0.003噸/小時乙二醇之側餾分組份cs及含有 2.32噸/小時之乙二醇及0.019噸/小時之二伸乙甘醇、觸媒 • 組份及高沸點副產物之塔底部組份CB。 :將2.339噸/小時之該塔底部組份CB自安裝於自該塔底部 第8級與第9級間之入口 1連續供入該連續多級蒸餾塔E中。 • 以0.0 1 9°頓/小時將氧濃度不超過1 〇 ppm的水經由一再海器 7自位於該塔底部之入口 5供入該連續多級蒸餾塔]g中。該 連續多級蒸餾塔Ε係以約149°C之塔底部溫度、約14600 pa 之塔底部壓力及為11之回流比連續運行。 24小時後可達成穩定的穩態作業。自該連續多級蒸顧塔 E之頂部2以0.155噸/小時連續提取之塔頂部組份Ετ含有 0.136噸/小時之乙二醇及0.019噸/小時之水。此塔頂部組份 Ετ經再循環返回至該連續多級蒸餾塔c中。自該連續多級 • 蒸餾塔Ε之底部3以0.04噸/小時連續提取之塔底部組份匕含 有0.02噸/小時之乙二醇及〇〇2噸/小時之二伸乙甘醇、觸媒 組份及高沸點副產物。以2 164噸/小時自該連續多級蒸餾 塔Ε之側餾分口 4連續提取之側餾分組份Es中乙二醇純度係 不小於99.99%,高沸點雜質(例如二伸乙甘醇)含量係不超 過10 ppm,且南素含量位於檢測極限之外即不超過} ppb 0 问純度乙一醇產率以碳酸乙二酯計係98 。 在該等條件下實施長時期連續作業。500小時、2000小 117272.doc -45 - 1334410 時、4000小時、5000小時及6〇〇〇小時後,每小時乙二醇之 產量係 2.162 噸、2.162 噸、2.162 噸、2.162 噸、及 2_ 162 嘲’且因此作業極為穩定。各情況下該乙二醇之純度係不 少於99.99%且該鹵素含量係在檢測極限之外,即不超過j ppb。而且,使用專利文件丨5 (曰本專利申請公開案第 2003-342209號)之方法測得之醛含量係不超過〇2 ppm,且 在220奈米下的UV透射率係90%。 實例2 : 冋純度乙一醇係使用與實例丨中相同之連續多級蒸餾塔E 及一類似方法製造β 將自该連續多級蒸餾塔c連續提取的2 472噸/小時之該 塔底部組份CB(2.439噸/小時之乙二醇及〇〇33噸/小時之二 伸乙甘醇、觸媒組份及咼沸點副產物)自入口 ^連續供入該 連續多級蒸餾塔E中。 以0.022镇/小時將氧浪度不超過丨〇 ppm的水自位於該塔 底部之入口 5經由再沸器7供入該連續多級蒸餾塔£中。該 連續多級蒸餾塔E係以約162。(:之塔底部溫度、約173〇〇 之塔底部壓力及為12之回流比連續運行。 24小時後可達成穩定的穩態作業。自該 Μ頂部™/小時連續提取之該塔頂部組份 〇獨/小時之乙二醇及G.02W/小時之水。此塔頂部組份 ET經再循環返回該連續多級蒸餾塔〇中。自該連續多級蒸 館塔E之底部3以0.()55仙'時連續提取之該塔底部、且份二 含有(UH刚、時之乙二醇及〇.〇,/小時之二伸乙甘醇、 I17272.doc •46· 1334410 觸媒組份及高 >弗點δ1丨產物。以2.29°镇/小時自該連續多級蒸 餾塔E之側餾分口 4連續提取的側餾分組份Es中乙二醇純度 係不小於99.99% ’高沸點雜質(例如二伸乙甘醇)含量係不 超過10 ppm,且鹵素含量係在檢測極限之外,即不超過丄 ppb ° ' 高純度乙二醇產率以該碳酸乙二酯計係98.5%。 在該等條件下實施長時期連續作業。丨000小時、2〇〇〇小 _ 時、3000小時及5000小時後,每小時乙二醇產量係2.29 噸、2.29噸、2.29噸、及2.29噸,且因此作業極為穩定。 各情況下該乙二醇之純度皆係不少於99.99%,且該鹵素含 1在檢測極限之外’即不超過1 ppb。而且,链含量係不 超過0.2 ppm,且在220奈米下之!;¥透射率係9〇%。 實例3 : 使用一與實例1中所用極其相似之連續多級蒸餾塔E。然 而,在該濃縮段中,每一該等篩盤之孔數係約4〇〇個/平方 參 A尺至450個/平方公尺,且開口率係介於5%至6%之間。 將2.925嘲/小時自該連續多級蒸铜塔c連續提取之該塔 底部組份CB(2.877嘲/小時之乙二醇及〇 〇例/小時之二伸 乙甘醇、觸媒組份及高滞點副產物)自人σΐ連續供入該連 續多級蒸館塔Ε中。 以〇.026嘴/小時將氧濃度不超過10 PPm之水自位於該级 底部之入口 5經由再沸器7供入該連續多級蒸館_中。該 連續多級蒸餾塔E係以約155<r 拔 ^ 之塔底部溫度、約18000 pa 之塔底部壓力及為〗〇之回流比連續運行。
I17272.doc •47- 1334410 24小時後可達成穩定的穩態作業❶自該連續多級蒸餾塔 E之頂部2以0.233噸/小時連續提取之該塔頂部組份以含有 0.207嘲/小時之乙二醇及G.()2㈣/小時之水。此塔頂部組份 ET經再循環返回該連續多級蒸餾塔c中,自該連續多級蒸 餾塔E之底部3以0.07噸/小時連續提取之該塔底部組份以含 • 有〇·02噸/小時之乙二醇及0_05噸/小時之二伸乙甘醇、觸媒 組份及高沸點副產物。自該連續多級蒸餾塔E之側餾分口 4 • 以2.648噸/小時連續提取的側餾分組份ES+乙二醇純度係 不小於99.99。/。,高沸點雜質(例如二伸乙甘醇)含量係不超 過1〇 PPm,且齒素含量係在檢測極限之外,即不超過i ppb ° 高純度乙二醇產率以碳酸乙二酯計係98 7%。 在該等條件下實施長時期連續作業》1000小時、2000小 時及3_小時後’每小時乙二醇產量係2.648嘲、2.648 嘲、及2.648嘲,且因此作業極為穩定。在各情況下,該 鲁乙二醇純度皆係不少於99.99%,且函素含量係在檢測極限 之外’即不超過! ppbe而且,醛含量係不超過〇2㈣, 且在220奈米下之UV透射率係9〇。/0。 實例4 : 使:一與實例1中極為相似之連續多級蒸餾塔E。然而, 在该〉飞提段中,每一該等篩盤之孔數係約650個/平方公尺 至7曲50個/平方公尺,且開口率係介於8%至㈣之間,且在 5亥濃縮段中,每一該等篩盤之孔數係約500個/平方公尺至 650個/平方公尺,且開口率係介於6%至8。/。之間。
I17272.doc -48- 1334410 將自該連續多級蒸餾塔C連續提取的5.852噸/小時之該 塔底部组份CB(5.754噸/小時之乙二醇及0.098噸/小時之二 伸乙甘醇、觸媒組份及高沸點副產物)自入口 1連續供入該 連續多級蒸餾塔E中。 以0‘05嘲/小時將氧濃度不超過1〇 ppm之水自位於該塔底 部之入口 5經由再沸器7供入該連續多級蒸餾塔e中。該連 續多級蒸餾塔E係以約160°C之塔底部溫度、約21300 Pa之 塔底部壓力及為13之回流比連續運行。 2 4小時後可達成穩定的穩態作業。自該連續多級蒸館塔 Ε之頂部2以0.45噸/小時連續提取之該塔頂部組份Ετ含有 0.4噸Aj、時之乙二醇及〇〇5噸/小時之水。此塔頂部組份以 經再循環返回該連續多級蒸餾塔C中。自該連續多級蒸館 塔E之底部3以0.2噸/小時連續提取之該塔底部組份含有 0.1噸/小時之乙二醇及〇.丨噸/小時之二伸乙甘醇、觸媒組份 及尚沸點副產物。以5.202噸/小時自該連續多級蒸餾塔£之 側餾分口 4連續提取的側餾分組份Es中乙二醇純度係不小 於99.99%,高沸點雜質(例如二伸乙甘醇)之含量係不超過 1 0 ppm且鹵素含量係在檢測極限之外,即不超過i 。 尚純度乙二醇產率以該碳酸乙二酯計係9 7 6 %。 在該等條件下實施長時期連續作業。5〇〇小時、1〇〇〇小 時及1500小時後,每小時乙二醇產量係5 2〇2噸、$ 2〇2 噸、及5.202嘲’且因此作業極為穩定。在各情況下乙二 醇純度皆不小於99.99%,且鹵素含量係在檢測極限之外, 即不超過1 PPb。而且,醛含量係不超過〇 2 ppm,且在 117272.doc •49· 1334410 奈米下之UV透射率係90〇/〇。 工業實用性 根據本發明’已發現,自藉助-反應性蒸餾系統自-環 . 狀碳酸酿及一脂肪族一元醇製造碳酸二烷酷及二醇之中, : 彳以不少於1噸/小時、較佳不少於2噸/小時、更佳不少於3 * 噸/小時之工業規模以高產率穩定長時期(不少於1〇00小 時、較佳不少於3000小時 '更佳不少於5〇〇〇小時)獲得純 籲度不小於97%、較佳不小於㈣、更佳不小於99.9%之高純 度二醇’其中包括二伸烧基甘醇在内的高沸點雜質含量較 佳不超過200 ppm、更佳不超過⑽ppm、再更佳不超㈣ ppm,且商素含量較佳不超過〇」ppm、更佳不超過i Ppb。此高純度二醇(例如高純度乙二醇)具有—較使用現有 製造方法(例如環氧乙烷水合方法)工業上製造的此一二醇 為间之純度,且因此用作高品質聚酯(例如ρΕτ纖維或 樹脂)之起始原料。 • 【圖式簡單說明】 圖1係一展示一較佳用於實施本發明之連續多級蒸餾塔£ 實例之示意圖,η,及h級塔盤係作為塔身部分中之内部構 件刀別女裝於忍提段及丨辰縮段中,且一個煙自式塔盤級係 安裝於入口丨以上之濃縮段中(在圖丨中,除煙_式塔盤以 外其他塔盤皆予以省略)。 【主要元件符號說明】 1 入口 2 塔頂部組份Ετ之出口 H7272.doc •50· 1334410 3 塔底部組份EB之出口 4 側餾分組份Es之出口 5 入口 6 熱交換器 7 再沸器 8 回流液體之入口 9 煙_式塔盤 h 自煙囪開口至煙囪氣體出口之高度(公分) L, 連續多級蒸餾塔E汽提段之長度(公分) U 連續多級蒸餾塔E濃縮段之長度
Di 連續多級蒸餾塔E汽提段之内徑(公分) D2 連續多級蒸餾塔E濃縮段之内徑(公分)
117272.doc -51 -

Claims (1)

  1. 1334410
    第095147679號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年4 十、申請專利範圍: L -種tit尚純度二醇之I業方法,豸高純度二醇係以下 ' 列方式製造:採用環狀碳酸酯及脂肪族一元醇作為起始 . 原料,將該等起始原料連續供入一其中存在一觸媒之連 - 續多級蒸餾塔A,在該塔A中進行反應性蒸餾,自該塔A . 之上部連續提取氣態形式之含所製得的碳酸二烷酯及該 脂肪族一元醇之低沸點反應混合物Ατ,自該塔A之下部 ^ 連續提取液體形式之含所製得的二醇之高沸點反應混合 物ab ’將該尚沸點反應混合物Ab連續供入一連續多級蒸 餾塔C,將沸點低該高沸點反應混合物Ab中所含的該二 醇為低之物質餾出為一塔頂部組份CT及/或一侧餾分組份 cs以獲得一塔底部組份CB ’將該塔底部組份cB連續供入 一連續多級蒸餾塔E,並自該連續多級蒸餾塔E之一側餾 分出口獲得該二醇作為側餾分組份Es,其中: (a)該連續多級蒸餾塔E包含一蒸餾塔,該蒸餾塔包含 φ 一具有長度L!(公分)、内徑D!(公分)與内部級數為ηι之内 部構件之汽提段、及一具有長度L2(公分)、内徑D2(公 分)與内部級數為n2之内部構件之濃縮段, 111、L2、D2及Π2滿足下式(1)至(9): 其中Li、Di、 400<L,<3000 (1) 50<D,<700 (2) 2<L!/D,<50 (3) 3<n,<30 (4) 600<L2<4000 (5) 117272-990421.doc 1334410 100<D2<1000 2<L2/D2<30 5<n2<50 (6) ⑺ (8)及 D j (9); (b)該連續多級蒸餾塔E之該濃縮段具有至少一個煙自 式塔盤作為安裝於其内部之内部構件該煙_式塔盤具 2至少兩個安裝於其内部之煙岛,各煙_具有一開口, 别述開口具有滿足式(1 〇)之截面積s(平方公分): 50<S<2000 且每一該等煙囪自該煙囪之該開 口之高度h(公分)應滿足式: (10); 口至該煙囪之一氣體出
    20<h<100 (11);且 (c)該二醇係自該側餾分出口以液體形式連續提取, 該側餾分出口係連接至該連續多級蒸餾塔E之該煙自式 塔盤之液體收集段。 2.如明求項1之方法,其中該高純度二醇之產量係不少於j °頓/小時。
    3. 如請求項之方法,其中該連續多級蒸餾塔^之^、 1 [ι/D!、n!、L2、D2、L2/D2 及 n2 滿足 50021^2000、 1〇〇<〇,<5〇〇 > 3^,/0^20 ^ 5<n,<20 > 700<L2<3000 ^ 120SD2:$800、3SL2/D2S2〇、7S 。 4. 如請求項1之方法,其中該連續多級蒸餾塔E之該汽提段 及該濃縮段每一段中除該煙囪式塔盤以外之内部構件為 一塔盤及/或一填料。 117272-990421.doc 6. 如”月求項2之方法,其中該連續多級蒸德塔E之該汽提段 及Λ '辰縮敫每—段中除該煙自式塔盤以外之内部構件為 —塔盤及/或一填料。 如°月求項4之方法,其中該連續多級蒸德塔Ε之該汽提段 及該’農缩段每—段中除該㈣式塔盤以外的該内部構件 為该塔盤。 ;月^項5之方法’其中該連續多級蒸館塔ε之該汽提段 縮奴每段中除該煙囱式塔盤以外的該内部構件 為該塔盤。 8. 9. 如:求項6之方法,其中該塔盤為—篩盤。 如凊求項7之方法,其中該塔盤為—篩盤。 :二求項8之方法,其中該篩盤在其筛部具有15〇個孔/平 〇 5平方至、1200個孔/平方公尺,且每-孔之截面積係介於 〇.5+方公分至5平方公分之間。 U:::項9之方法,其中該篩盤在其筛部具有"Ο個孔坪 〇/平方ΓΓ個孔/平方公尺’且每一孔之截面積係介於 a分至5平方公分之間。 12. 如請求項6、7、8或9之 200個孔/平方八p h㈣在其篩部具有 面穑传八至1100個孔/平方公尺,且每-孔之截 面積係介於0·7平方公分至4平方公分之間。 13. 如凊求項6、7、8 250個孔/平方a — ’其令該篩盤在其篩部具有 么尺至I 〇〇〇個孔/平方公, =係介於0.9平方公分至3平方公分之間。母孔之截 14.如4項6、7、8或9之方法,其#在該連續多級蒸德塔 IJ 7272-99042 丨.doc I3344IU E之該汽提段中, 二拉ώ 巾盤之開口率(一塔盤級中孔之總截 面積太與該塔盤面積之比率)係介於3%至25%之間。 / 7、8或9之方法,其中在該連續多級蒸餾塔 ^辰縮&中’該筛盤之開口率(―塔盤級中孔之總戴 積’、該塔盤面積之比率)係介於2%至20%之間。 16·如請求項η Λ 項 2 6、7、8、9、10或11之方法,其中該煙 1¾仏盤之開σ率(該煙固中該開口之總截面積與該煙自 式塔盤包含該開口總截面積在内的面積之比率)係介於 5%至40%之間。 17.如請求項1、2、6、7、8、9、1〇或11之方法,其中該連 續多級蒸餾塔Ε之塔底部溫度係介於丨丨〇 °c至2丨〇 ι之 間。 18. 如請求項1' 2、6、7、8、9、10或11之方法,其中該連 續多級蒸餾塔E之回流比係介於6至1 00之間。 19. 如請求項卜2、6、7、8、9、10或11之方法,其中在該 側餾分組份Es中,該二醇之純度係不小於990/〇。 20·如請求項1、2、6、7、8、9、10或11之方法,其中該側 餾分組份Es中,該二醇之純度係不小於99.9%。 21 —種高純度二醇,其係以如請求項1至20中任一項之方 法所製造者’其包含一不超過200 PPm的諸如二伸烧基 甘醇之高沸點雜質成分、及一不超過0.1 PPm2鹵素成 分。 22.—種高純度二醇,其係以如請求項1至20中任一項之方 法所製造者,其包含一不超過1〇〇 ppm之諸如二伸烧基 -4 - Π7272-990421.d〇( 1334410 甘醇之高滞點雜質成分、及一不超過1 PPb之鹵素成分。 ,23. -種連續多級蒸館塔,其係以下列方式製造高純度二醇 ' 時之連續多級蒸餾塔E :該方式採用環狀碳酸酯及脂肪 . 族—元醇作从始原料,將該等起始原料連續供入一其 • 巾存在—觸媒之連❹級蒸料A,在料a巾進行反應 • 性蒸館,自該塔八之上部連續提取氣態形式之含所製得 的碳酸二烧醋及該脂肪族一纟醇之低彿點反應淚合物 馨 Ατ’自該塔A之下部連續提取液體形式之含所製得的二 醇之高沸點反應混合物八8,將該高沸點反應混合物Ab連 續供入該連續多、級蒸顧#c,冑沸點低於該高沸點反應 混合物AB中所含二醇之沸點之物質餾出為一塔頂部組份 CT及/或一側餾分組份Cs以獲得一塔底部組份&,將該塔 底部組份cB連續供入該連續多級蒸餾塔E,並自該連續 多級蒸餾塔E之一側餾分出口獲得該二醇作為側餾分組 份Es,其中: • (a)該連續多級蒸餾塔E包含一蒸餾塔’該蒸餾塔包含 一具有長度L!(公分)、内徑Dl(公分)與内部級數為ηι之内 部構件之汽提段及一具有長度L2(公分)、内徑d2(公分) 與内部級數為之内部構件之濃縮段,其中Μ、、 ηι、Lj、D2及η〗滿足下式(1)至(9): (1) (2) (3) 400<L!<3000 50<D,<700 2<L,/D!<50 3<n,<30 117272-99042 丨.doc (4) 1334410 600<L2<4000 (5) 100<D2<1000 (6) 2<L2/D2<30 ⑺ 5<n2<50 (8)及 D j (9); (b)該連續多級蒸餾塔e之該濃縮段具有至少一個煙囪 式塔盤作為安裝於其内部之内部構件,該煙囪式塔盤具 有至少兩個安裝於其内部之煙囪,各煙囪具有一開口, 前述開口具有滿足式(10)之截面積S(平方公分): 50<S<2000 (10); 且每一該等煙自自該煙国之開口至該煙自之氣體出口之 高度h(公分)應滿足式(11): 20<h<100 (11);及 (c)所安裝用於自該多級蒸餾塔e連續提取液體形式之 該尚純度二醇之該側德分出口係連接至該煙画式塔盤之 液體收集段。 24. 如請求項23之連續多級蒸餾塔,其中Ll、Di、L丨/0丨、 ni、L2、D2、L2/D2 及 n2 滿足 500<L42000、100<D,< 500 ' 3<L!/Di<20 ' 5<n!<20 ' 700<L2<3000 ' 120<D2< 800、3<L2/D2S20 ' 7<n2S30、及0]<02。 25. 如請求項23之連續多級蒸餾塔,其中該汽提段及該濃縮 段每一段中’除該煙囪式塔盤以外之内部構件為一塔盤 及/或一填料。 26. 如請求項24之連續多級蒸餾塔,其中該汽提段及該濃縮 117272-990421.doc 1334410 段每一段中,除該煙_式塔盤以外之内部構件為一塔盤 及/或一填料。 27. 如請求項25之連❹級蒸鱗,其中該汽提段及該濃縮 段每一段中,除該煙函式塔盤以外之該内部構件為該塔 盤。 28. 如請求項26之連續多級蒸德塔,其中該汽提段及該濃縮 段每一段令,除該煙齒式塔盤以外之該内部構件為該塔 盤。 29. 如請求項27之連續多級蒸餾塔,其中該塔盤為一篩盤。 30. 如請求項28之連續多級蒸餾塔,其中該塔盤為一篩盤。 31. 如請求項29之連續多級蒸餾塔,其中該筛盤在其篩部具 有150個孔/平方公尺至1200個孔/平方公尺,且每一孔之 截面積係介於0.5平方公分至5平方公分之間。 32·如請求項30之連續多級蒸餾塔,其中該篩盤在其筛部具 有150個孔/平方公尺至1200個孔/平方公尺且每一孔之 截面積係介於0.5平方公分至5平方公分之間。 33. 如請求項29、30、31或32之連續多級蒸餾塔,其中該篩 盤在其篩部具有200個孔/平方公尺至11〇〇個孔/平方公 尺,且每一孔之截面積係介於〇 7平方公分至4平方公分 之間。 34. 如請求項29、30、31或32之連續多級蒸餾塔,其中該蒒 盤在其篩部具有250個孔/平方公尺至1〇〇〇個孔/平方公 尺,且每一孔之截面積係介於〇·9平方公分至3平方公分 之間。 J17272-990421.doc 1334410 3 5.如請求項29、30、31或32之連續多級蒸餾塔,其中在該 汽提段中,該篩盤之開口率(一塔盤級中孔之總截面積與 該塔盤面積之比率)係介於3%至25%之間。 3 6.如請求項29、30、31或32之連續多級蒸餾塔,其中在該 濃縮段中,該篩盤之開口率(一塔盤級中孔之總截面積與 該塔盤面積之比率)係介於2%至20%之間。 37.如請求項29、30、31或32之連續多級蒸餾塔,其中該煙 式塔盤之開口率(該煙囪中該開口之總截面積與該煙画 式塔盤包含該開口之總截面積在内的面積之比率)係介於 5%至40%之間。 117272-990421.doc
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