TWI843122B - 於反應管柱中製造鹼金屬甲醇鹽時之甲醇/水混合物的後處理方法 - Google Patents

於反應管柱中製造鹼金屬甲醇鹽時之甲醇/水混合物的後處理方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種於反應管柱中製造鹼金屬甲醇鹽時所用之甲醇/水混合物的後處理方法。該混合物係在精餾管柱中蒸餾分離。在該精餾管柱的上端所得之蒸氣係在至少二個階段中壓縮,且在各自情況下所壓縮之蒸氣的能量有利地傳送至該精餾管柱之底部流及側流。這在根據本發明之方法中,容許特別能量有效地使用該經壓縮的蒸氣的能量。 甲醇/水混合物的後處理方法係用於在反應管柱中製造鹼金屬甲醇鹽時,其中甲醇和鹼金屬氫氧化物溶液係在反應管柱中逆流地彼此反應。溶於甲醇中之鹼金屬甲醇鹽係在下端引流出,且經根據本發明之後處理方法所後處理之甲醇/水混合物係在上端引流出。該經壓縮的蒸氣的能量可另外用於操作該反應管柱或用於操作其中進行鹼金屬醇鹽之轉醇化(transalcoholization)方法的反應管柱。

Description

於反應管柱中製造鹼金屬甲醇鹽時之甲醇/水混合物的後處理方法
本發明係關於一種於反應管柱中製造鹼金屬甲醇鹽時所用之甲醇/水混合物的後處理方法。該混合物係在精餾管柱中蒸餾分離。在該精餾管柱的上端所得之蒸氣係在至少二個階段中壓縮,且在各自情況下所壓縮之蒸氣的能量有利地傳送至該精餾管柱之底部流及側流。這在根據本發明之方法中,容許特別能量有效地使用該經壓縮的蒸氣的能量。
甲醇/水混合物的後處理方法係用於在反應管柱中製造鹼金屬甲醇鹽時,其中甲醇和鹼金屬氫氧化物溶液係在反應管柱中逆流地彼此反應。溶於甲醇中之鹼金屬甲醇鹽係在下端引流出,且經根據本發明之後處理方法所後處理之甲醇/水混合物係在上端引流出。該經壓縮的蒸氣的能量可另外用於操作該反應管柱或用於操作其中進行鹼金屬 醇鹽之轉醇化(transalcoholization)方法的反應管柱。
醇/水混合物係例如在從任意含醇之鹼金屬氫氧化物的水溶液及醇製造鹼金屬醇鹽時獲得。該方法特別利用甲醇和乙醇作為該醇。
在合成很多化學品時,例如在製造醫藥或農業化學活性成分時,使用鹼金屬醇鹽作為強鹼。在轉酯化及醯胺化反應中,也使用鹼金屬醇鹽作為觸媒。
鹼金屬醇鹽(MOR)係在逆流蒸餾管柱中,藉由鹼金屬氫氧化物(MOH)及醇(ROH)之反應蒸餾而製備,其中依據以下反應式<1>,使所形成之反應水伴隨餾出物移除。
Figure 111121810-A0305-02-0005-1
該方法的原理例如在US 2,877,274 A中被描述,其中使鹼金屬氫氧化物之水溶液及氣態甲醇以逆流方式於反應精餾塔中流動。該方法大致未改變地再被描述於WO 01/42178 A1中。
在GB 377,631 A和US 1,910,331 A中描述類似方法,但彼等另外使用輸送劑(entraining agent)諸如苯。使用該輸送劑以分離水和水可溶之醇。在二件專利說明書中,對該冷凝液進行相分離以將該反應水分離出。另一種類似方法是根據DE 27 26 491 A1,在反應管柱中之鹼金屬醇鹽與另一種醇的反應(『轉醇化』)。
相應地,DE 96 89 03 C描述一種在反應管柱中連續製 造鹼金屬醇鹽的方法,其中將在該管柱頂部引流出之水-醇混合物冷凝,然後進行相分離。將該水相丟棄,且使該醇相與外加的醇(fresh alcohol)一同返回至該管柱頂部。EP 0 299 577 A2描述一種類似方法,其中在該薄膜幫助下,將該冷凝液中之水分離出。
工業上最重要之鹼金屬醇鹽是鈉和鉀之醇鹽,尤其是甲醇鹽和乙醇鹽。彼等之合成頻繁地被描述於先前技術,例如在EP 1 997 794 A1。
藉由在先前技術中所描述之反應精餾之鹼金屬醇鹽的合成一般提供包含所利用之醇和水的蒸氣。因經濟理由,有利的是要在該反應蒸餾時再使用在該蒸氣中所包含之醇作為反應物。因此一般將該蒸氣供應至精餾管柱且將其中所含之醇分離出(例如在GB 737 453 A和US 4,566,947 A中被描述)。然後將所回收之醇供應至該反應蒸餾以例如作為反應物。
替代地或另外地,可利用該醇蒸氣之一部分以供加熱該精餾管柱(在WO 2010/097318 A1中描述)。然而,這需要將該蒸氣壓縮,以達到用於加熱該精餾管柱所需之溫度水平。尤其,該蒸氣之多階段壓縮在熱力學上是有利的。在此,使該蒸氣在該等壓縮階段之間冷卻。該中間冷卻也確保:不超過該壓縮器之最高可容許溫度。在慣用方法中所進行之此種冷卻的缺點是:引流出之能量消散而未被利用。
有需要用於醇/水混合物之後處理的改良方法,其特 別可用於製造鹼金屬醇鹽之方法。該方法之特徵應為經壓縮的蒸氣中所含之能量特別有效利用於操作精餾管柱。該方法因此應容許能量有效地利用在該蒸氣之壓縮和冷卻期間所釋出之熱能。
本發明係關於一種製造至少一種式MAOR之鹼金屬醇鹽的方法,其中R是甲基,且其中MA係選自鈉、鉀之金屬,較佳地是鈉。
在根據本發明之製造至少一種鹼金屬醇鹽的方法中,獲得包含水和甲醇ROH之混合物G,將其用於包含水和醇ROH(其中R是甲基)的混合物G的後處理,且使用混合物G之後處理方法對混合物G進行後處理。混合物G之後處理方法係在精餾管柱中進行且因此是蒸餾方法。
在進一步較佳態樣中,本發明係關於一種鹼金屬醇鹽之轉醇化方法。在該方法中,鹼金屬醇鹽McOR’之醇在反應管柱中藉由McOR’與另一醇R”OH反應而經R”OH取代以提供McOR”,其中該方法係利用來自根據本發明之混合物G之後處理方法的一些蒸氣流中的能量來操作。
100:反應管柱RR A
102:反應物流S AE2
103:反應物流(甲醇)S AE1
104:底部流(甲醇)S AP*
105:底部蒸發器V SA
106:任意的蒸發器V SA’
107:蒸氣流S AB
108:冷凝器K RRA
110:中間蒸發器V ZA
111:側流S ZAA
200:反應管柱RR B
202:反應物流S BE2
203:反應物流S BE1
204:甲醇鉀溶液S BP*
205:底部蒸發器V SB
206:任意的蒸發器V SB’
207:蒸氣流S BB
208:冷凝器K RRB
210:中間蒸發器V ZB
211:側流S ZBA
300:精餾管柱RD A
302:蒸氣流S OA
303:壓縮器VD AB2
304:水流S UA
305:側流S ZA
320:流S UA1
401:壓縮器VD 1
402:任意的中間冷卻器WT X
403:蒸氣流S OA1
404:蒸氣流S OA2
405:壓縮器VD X
406:蒸發器V SRD
407:冷凝器K RD
408:外加的醇
409:中間蒸發器V ZRD
410:底部蒸發器V SRD’
501:泵
502:熱傳介質W 1
600:反應管柱RR C
602:甲醇鈉溶液S CE1
603:乙醇流S CE2
604:底部產物流S CP
605:底部蒸發器V SC
606:底部蒸發器V SC’
607:蒸氣流S CB
608:冷凝器K RRC
609:流
610:側流S ZC
611:中間蒸發器V ZC
4031:流S OA11
4032:流S OA12
[圖1]顯示一種製造鹼金屬甲醇鹽之方法的非本發明的具體例。
[圖2]顯示一種方法之另一非本發明的具體例,其對 應於在WO 2010/097318A1之圖2中所顯示之具體例。
[圖3]顯示根據本發明之方法的具體例。
[圖4]顯示根據本發明之方法的具體例。
[圖5]顯示根據本發明之方法具體例。
[圖6]顯示根據本發明之方法的具體例。
[圖7]顯示根據本發明之具體例。
[圖8]顯示根據本發明之方法的具體例。
[圖9]顯示根據本發明之方法的具體例。
[圖10]說明根據實例3之本發明的方法相較於根據實例1和2之非本發明的方法所節省的能量。
[圖式詳細說明] 圖1
圖1顯示一種製造鹼金屬甲醇鹽之方法的非本發明的具體例,其中甲醇-水混合物之蒸餾分離係如同先前技術(WO 2010/097318 A1,圖1)地進行。
水性NaOH S AE2 <102>係在反應管柱RR A <100>中與甲醇S AE1 <103>反應以提供對應之醇鈉。在反應管柱RR A <100>之頂部,添加NaOH之水溶液以作為反應物流S AE2 <102>。替代地,也可能添加NaOH之甲醇溶液以作為反應物流S AE2 <102>。為要製造對應之甲醇鉀,添加KOH之水溶液或醇溶液以作為反應物流S AE2 <102>。在反應管柱RR A <100>之底部的上方,添加蒸氣形態之甲醇以作為反 應物流S AE1 <103>。
在反應管柱RR A <100>之底部,將在甲醇S AP* <104>中之對應甲醇鹽的混合物引流出。使用在管柱RR A <100>之底部的底部蒸發器V SA <105>及任意之蒸發器V SA’ <106>,以將甲醇鈉溶液S AP* <104>的濃度調節至所需值。
在反應管柱RR A <100>之頂部,將蒸氣流S AB <107>引流出。蒸氣流S AB <107>之一部分係在冷凝器K RRA <108>中冷凝,且以液體形態施加至反應管柱RR A <100>之頂部以作為迴流。然而,冷凝器K RRA <108>及迴流之建立是任意的。
所得之蒸氣S AB <107>整體或部分地送至精餾管柱(水/甲醇管柱)RD A <300>以作為混合物G。精餾管柱RD A <300>含有內部零件<310>。混合物G在此蒸餾分離,且蒸餾回收該甲醇為蒸氣S OA <302>塔頂餾出物。
可以在精餾管柱RD A <300>建立迴流。在此情況下,蒸氣S OA <302>之一部分係在冷凝器K RD <407>中冷凝且然後再循環至精餾管柱RD A <300>中。在沒有建立迴流之具體例中,使用壓縮器VD AB2 <303>以預先壓縮S OA <302>之其餘部分/完整的蒸氣流S OA <302>。此經預先壓縮之蒸氣的一部分再循環至反應管柱RR A <100>,其中將彼用作為反應物流S AE1 <103>。
S OA <302>之其餘部分通至壓縮器VD 1 <401>,在此將彼進一步壓縮以提供蒸氣流S OA1 <403>,蒸氣流SOA <403>的能量可在任意之中間冷卻器WT X <402>引流出。
使用壓縮器VD X <405>將蒸氣流S OA1 <403>再次壓縮,且然後將所得之蒸氣流S OA2 <404>送至在精餾管柱RD A <300>之底部的蒸發器V SRD <406>以供加熱,之後,任意地添加外加的甲醇<408>且使其返回至精餾管柱RD A <300>作為迴流。若在精餾管柱RD A <300>建立迴流,則流S OA2 <404>在再循環至RD A <300>之前,可與來自K RD <407>之迴流(亦即冷凝液)混合,且與該迴流一同送料至RD A <300>中。在精餾管柱RD A <300>之底部所得者是水流S UA <304>,其可至少部分地(流S UA1 <320>)再循環至精餾管柱RD A <300>,其中該流可流經蒸發器V SRD <406>及/或V SRD’ <410>。
圖2
圖2顯示一種方法之另一非本發明的具體例,其對應於在WO 2010/097318A1之圖2中所顯示之具體例。
此具體例對應於在圖1中所述者,惟具有以下另外/不同的特徵:除了蒸發器V SRD‘ <406>和V SRD’ <410>之外,精餾管柱RD A <300>之管柱底部還包含中間蒸發器V ZRD <409>。將側流S ZA <305>從精餾管柱RD A <300>引流出,且在返回至精餾管柱RD A <300>之前,流經V ZRD <409>。蒸氣流S OA <302>之一部分係使用壓縮器VD AB2 <303>預先壓縮,且其一部分一旦轉向至反應管柱RR A <100>,就在壓縮器VD 1 <401>中壓縮以提供蒸氣流S OA1 <403>,其經 送至中間蒸發器V ZRD <409>以供加熱。在蒸發器V SRD <406>或蒸發器V SRD’ <410>中,不藉由S OA1 <403>進行加熱。用於加熱V ZRD <409>之蒸氣流S OA <302>後續與來自K RD <407>之冷凝液及外加的甲醇<408>混合且再循環至精餾管柱RD A <300>中以作為迴流。從S OA <302>至精餾管柱RD A <300>之迴流分開再循環也是可能的。
圖3
圖3顯示根據本發明之方法的具體例。這對應於在圖1和2中所述之具體例。精餾管柱RD A <300>包含中間蒸發器V ZRD <409>和底部蒸發器V SRD <406>及任意地包含底部蒸發器V SRD’ <410>。
本發明之具體例與上述具體例具有以下差異:
1.在壓縮器VD 1 <401>中壓縮蒸氣流S OA <302>之一部分之後,將蒸氣流S OA1 <403>分成二部分S OA11 <4031>和S OA12 <4032>。
2.將S OA11 <4031>供應至中間蒸發器V ZRD <409>以加熱流S ZA <305>。
3.將S OA12 <4032>在壓縮器VDx<405>中進一步壓縮,以提供流S OA2 <404>,且將S OA2 <404>送至底部蒸發器V SRD <406>以加熱流S UA1 <320>。
4.一旦S OA11 <4031>和S OA2 <404>離開個別蒸發器V ZRD <409>/V SRD <406>,彼等就被結合,且所結合的流與迴流(亦即來自K RD <407>之冷凝液)及外加的甲醇<408>混 合且再循環至精餾管柱RD A <300>中。這些流之分開再循環至精餾管柱RD A <300>同樣是可能的。
這些差異造成的結果是:相較於根據圖1和2之具體例,蒸氣流S OA1 <403>之能量可以更有效地用於加熱精餾管柱RD A <300>。
圖4
圖4顯示根據本發明之方法的具體例。其對應於在圖3中所述之具體例,而差異是:在第二反應管柱RR B <200>中,KOH之水溶液S BE2 <202>與甲醇S BE1 <203>(其也用於在RR A <100>中之反應)反應,以提供對應之甲醇鉀。
在反應管柱RR B <200>之頂部,添加KOH之水溶液以作為反應物流S BE2 <202>。替代地也可能添加KOH之甲醇溶液以作為反應物流S BE2 <202>。在反應管柱RR B <200>之底部,添加蒸氣形態的甲醇以作為反應物流S BE1 <203>。
在反應管柱RR B <200>之底部,將對應之甲醇鹽於甲醇中之混合物S BP* <204>引流出。使用在管柱RR B <200>之底部的底部蒸發器V SB <205>及任意之蒸發器V SB’ <206>以將甲醇鉀溶液S BP* <204>之濃度調節至所需的值。
在反應管柱RR B <200>之頂部,將蒸氣流S BB <207>引流出。蒸氣流S BB <207>之一部分係在冷凝器K RRB <208>中冷凝且以液體形態施加至反應管柱RR B <200>之頂部以作為迴流。然而,冷凝器K RRB <208>及迴流之建立是任意 的。
將所得之蒸氣S BB <207>與蒸氣S AB <107>之未在冷凝器K RRA <108>中冷凝的部分摻混地供應至精餾管柱RD A <300>。
與根據圖3之具體例的進一步差異是:蒸氣S OA <302>之經預先冷凝的部分被部分地再循環至反應管柱RR A <100>及RR B <200>,其中將彼用作為反應物流S AE1 <103>/S BE1 <203>。
圖5
圖5顯示根據本發明之方法具體例。其對應於在圖4中所述之具體例,其差異是:也將S OA2 <404>之一部分用以加熱在管柱RR A <100>之底部的蒸發器V SA’ <106>以及在管柱RR B <200>之底部的蒸發器V SB’ <206>。
圖6
圖6顯示根據本發明之方法的具體例。其對應於在圖5中所述之具體例,其差異是:反應管柱RR A <100>及RR B <200>各自包含中間蒸發器V ZA <110>及V ZB <210>。將側流S ZAA <111>從反應管柱RR A <100>引流出,且在返回到反應管柱RR A <100>之前,流經V ZA <110>。將側流S ZBA <211>從反應管柱RR B <200>引流出,且在返回到反應管柱RR B <200>之前,流經V ZB <210>。
與圖5不同的是:S OA2 <404>之一部分僅用於加熱在 管柱RR A <100>之底部的蒸發器V SA’ <106>。對比之下,將S OA11 <4031>之一部分用於加熱蒸發器V ZB <210>。
圖7
圖7顯示根據本發明之具體例。其對應於在圖5中所述之具體例,其差異是:反應管柱RR A <100>包含中間蒸發器V ZA <110>。側流S ZAA <111>係從反應管柱RR A <100>引流出,且在返回到反應管柱RR A <100>之前,流經V ZA <110>。與圖5不同的是:S OA2 <404>之一部分僅用於加熱在管柱RR B <200>之底部的蒸發器V SB’ <206>。中間蒸發器V ZA <110>係透過藉由泵<501>所輸送之熱傳介質W<502>(尤其是水)加熱,該熱傳介質W<502>係在中間冷卻器WT X <402>中吸收S OA12 的熱且在中間蒸發器V ZA <110>將熱釋出。
圖8
圖8顯示根據本發明之方法的具體例。其對應於在圖5中所述之具體例,其差異是:反應管柱RR A <100>及RR B <200>各自包含中間蒸發器V ZA <110>及V ZB <210>。將側流S ZAA <111>從反應管柱RR A <100>引流出,且在返回到反應管柱RR A <100>之前,流經V ZA <110>。將側流S ZBA <211>從反應管柱RR B <200>引流出,且在返回到反應管柱RR B <200>之前,流經V ZB <210>。
此外,圖8顯示根據本發明之方法之進一步較佳具體 例。彼顯示一個用於將甲醇鈉轉醇化成乙醇鈉的反應精煉管柱RR C <600>,其至少部分地利用來自流S OA12 <4032>之熱來操作。管柱RR C <600>包含底部蒸發器V SC <605>及V SC’ <606>。
甲醇鈉溶液S CE1 <602>係在反應管柱RR C <600>中與乙醇S CE2 <603>逆流地反應,以提供乙醇鈉,且將彼以乙醇溶液形式引流出。
在反應管柱RR C <600>之底部引流出的是包含乙醇鈉之底部產物流S CP <604>。
在反應管柱RR C <600>之頂部將包含蒸氣流S CB <607>引流出。該蒸氣流S CB <607>之至少一部分係在冷凝器K RRC <608>中冷凝且將其至少一部分以液體形態供應至反應管柱RR C <600>之頂部以作為迴流。蒸氣流S CB <607>以氣體形態在冷凝器K RRC <608>之上游引流出(以虛線標註)及/或以液體形態在冷凝器K RRC <608>之下游引流出以作為流<609>。
較佳將側流S ZC <610>從反應管柱RR C <600>引流出,其中將能量透過中間蒸發器V ZC <611>傳送至該流,且後續可將S ZC <610>再循環至RR C <600>。
較佳將在反應管柱RR A <100>和RR B <200>中所得之底部物流S AP* <104>和S BP* <204>之至少一部分用作為甲醇鈉溶液S CE1 <602>。
底部蒸發器V SC’ <606>係透過藉由泵<501>所輸送之熱傳介質W 1 <502>(尤其是水)所加熱,熱傳介質W 1 <502> 係在中間冷卻器WT X <402>中吸收來自S OA12 <4032>的熱,且在底部蒸發器V SC’ <606>將熱釋出。
替代地,也可合適地將能量從選自S OA2 <404>、S OA11 <4031>、及未分成S OA11 S OA12 之前的S OA1 <403>之其他流,傳送至底部蒸發器V SC’ <606>或其他底部蒸發器V SC <605>。同樣地可合適地將能量從流S OA1 <403>、流S OA11 <4031>、流S OA12 <4032>、及流S OA2 <404>中的至少一者,傳送至乙醇流S CE1 <603>、甲醇鈉溶液S CE1 <602>、或側流S ZC <610>。
圖9
圖9顯示根據本發明之方法的具體例。其對應於在圖8中所述之具體例,其差異是:利用S OA2 <404>之一部分直接加熱底部蒸發器V SC’ <606>。
圖10
圖10說明根據實例3之本發明的方法相較於根據實例1和2之非本發明的方法所節省的能量。x軸描述個別實例且y軸描述單位為千瓦之所需的功率(加熱蒸汽和壓縮器功率)。
條圖中的陰影部分顯示來自低壓蒸汽之所需的加熱功率,而條圖之白色部分顯示壓縮器功率之和。
[發明之詳細說明]
本發明係關於一種製造至少一種式MAOR之鹼金屬醇鹽的方法,其中R是甲基,且其中MA係選自鈉、鉀之金屬,較佳是鈉。
根據本發明之方法包含具有步驟(a)至(f)之後處理包含水和醇ROH之混合物G的方法,其中R是甲基。ROH因此是甲醇。
1 後處理混合物G之方法
根據本發明之後處理混合物G之方法包含根據本發明之製造至少一種式MAOR之鹼金屬醇鹽的方法的步驟(a)至(f)。該混合物G尤其是氣態的,在該情況下,也將彼稱為『蒸氣』。
該混合物G是來自反應管柱之頂部流,其中該醇ROH已經與鹼金屬氫氧化物NaOH或KOH反應,以提供對應之鹼金屬醇鹽NaOR或KOR。
依據本發明,將該蒸氣流S AB 之至少一部分及若進行步驟(α2)時之該蒸氣流S BB 之至少一部分用作為在步驟(a)中所利用之混合物G
在步驟(α1)中獲得該蒸氣流S AB (見下文步驟(α1)。
若進行任意的步驟(α2),則在任意的步驟(α2)中獲得該蒸氣流S BB (見以下第2.2章節)。
若進行該任意的步驟(α2),則僅獲得蒸氣流S BB 。若進行該任意的步驟(α2),則獲得S BB ,且將S BB 之至少一部分用作為混合物GS BB 之該至少一部分與S AB 摻混地或與S AB 分離地用作為混合物G
在該方法之步驟(β)中,該蒸氣流S AB 之至少一部分,及若進行步驟(α2)時之該蒸氣流S BB 之至少一部分,與S AB 摻混地或與S AB 分離地而用在作為混合物G後處理包含水和醇ROH之混合物G的方法的步驟(a)中。
根據本發明,包含水和醇ROH之混合物G係以後處理混合物G之方法後處理。
1.1 根據本發明之方法的步驟(a)
在根據本發明之方法的步驟(a)中,將該混合物G通入至精餾管柱RD A 中,且在RD A 中分成在RD A 的上端引流出之包含ROH的至少一個蒸氣流S OA ,和在RD A 的下端引流出之包含水的至少一個流S UA
『在RD A 的上端引流出之包含ROH的至少一個蒸氣流S OA 』據了解是指:在RD A 的上端所得之蒸氣可在該處引流出以作為一或多個蒸氣流。若該流以多於一個蒸氣流形式在該處引流出,則將m個蒸氣流指稱為『蒸氣流S OAI 』、『蒸氣流S OAII 』、[…]、『蒸氣流S OAm 』,其中『m』指明在RD A 上端引流出之蒸氣流的數目(以羅馬數字表示)。
『在RD A 的下端引流出之包含水的至少一個蒸氣流S UA 』據了解是指:在RD A 的下端所得之水可在該處引流出以作為一或多個流。若該流以多於一個流形式在該處引流出,則將n個蒸氣流指稱為『流S UAI 』、『流S UAII 』、 […]、『蒸氣流S UAn 』,其中『n』指明在RD A 的下端引流出之流的數目(以羅馬數字表示)。
可將該混合物G透過一或多個進料點導入該精餾管柱RD A 。該混合物G在例如下述具體例中透過二或多個進料點導入:其中,步驟(α2)係在根據本發明之較佳態樣的方法中進行,且在步驟(β)中,將該蒸氣流S BB 之至少一部分與S AB 分開地用作為在該方法之步驟(a)中的混合物G。在該具體例中,該混合物G因此以二個分開的流導入至該精餾管柱RD A 中。
在本發明之該具體例(其中該混合物G以二或多個分開的流通入至該精餾管柱R DA )中,有利的是當用於個別流之進料點是在該精餾管柱RD A 之實質相同高度上。
在根據本發明之方法的步驟(a)的較佳具體例中,將該混合物G在該精餾管柱RD A 中分成在RD A 的上端引流出之包含ROH的蒸氣流S OA 以及在RD A 的下端引流出之包含水的流S UA
關於『精餾管柱的上端』之另一用詞是『頂部』。
關於『精餾管柱的下端』之另一用詞是『底部』或『足部』。
將該至少一個蒸氣流S OA 的壓力指稱為『p OA 』,且將其溫度指稱為『T OA 』。此尤其是關於當將該至少一蒸氣流S OA 在步驟(a)中從該精餾管柱RD A 引流出時,彼之壓力和溫度。
該壓力p OA 尤其是在0.5絕對巴至8絕對巴之範圍內, 更佳是在0.6絕對巴至7絕對巴之範圍內,更佳是在0.7絕對巴至6絕對巴之範圍內,還更佳是在1絕對巴至5絕對巴之範圍內,且最佳是在1絕對巴至4絕對巴之範圍內。
該溫度T OA 尤其是在45℃至150℃之範圍內,較佳是在48℃至140℃之範圍內,更佳是在50℃至130℃之範圍內,還更佳是在60℃至120℃之範圍內,最佳是在60℃至110℃之範圍內。
技術人員已知任何所欲之精餾管柱可用作為在該方法之步驟(a)中的精餾管柱RD A 。該精餾管柱RD A 較佳含有內部零件。合適之內部零件是例如塔板、未結構化填料或結構化填料。作為塔板,一般使用泡罩塔板、篩選塔板、閥型塔板、隧式塔板或狹縫塔板。未結構化填料通常是無規填料元件的床。一般使用之填料元件是拉氏(Rasching)環、鮑爾(Pall)環、弧鞍型填料(Berl saddles)或矩鞍型填料(Intalox® saddles)。結構化填料是例如以商標名Mellapack®由Sulzer上市。除了所述之該內部零件之外,另外合適之內部零件對技術人員也是已知的且同樣地能被使用。
較佳之內部零件之每個理論板具有低的比壓力降(specific pressure drop)。結構化填料及無規填料元件之每個理論板比塔板具有例如明顯低之壓力降。此之優點是:在該精餾管柱RD A 中仍有盡可能低的壓力降,且仍有低的壓縮器之機械功率及低的待蒸發之醇/水混合物的溫度。
當該精餾管柱RD A 含有結構化填料或未結構化填料 時,這些可被分隔或呈未中斷之填料形式。然而,經常提供至少二種填料,一種填料係在該混合物G的進料點的上方且一種填料係在該混合物G的進料點的下方。也可能將一種填料提供在該混合物G的進料點的上方且二或多個塔板提供在該混合物G的進料點的下方。若使用未結構化填料(例如無規填料),該無規填料元件一般被配置在合適的支持網格(例如篩塔板或網孔塔板)。
在根據本發明之方法的步驟(a)中,將包含ROH之該至少一個蒸氣流S OA 然後在該精餾管柱RD A 之上端引流出。在該蒸氣流S OA 中之ROH的較佳質量分率是≧99重量%,更佳是≧99.6重量%,還更佳是≧99.9重量%,其中殘餘者特別是水。
RD A 之下端引流出的是包含水之至少一個流S UA ,其較佳可包含<1重量%之醇,更佳包含≦5000ppmw之醇,還更佳包含≦2000ppmw之醇。
在該精餾管柱RD A 之頂部引流出之包含ROH之該至少一個蒸氣流S OA 尤其在本發明之本文中被了解是指:將該至少一蒸氣流S OA 在該精餾管柱RD A 之內部零件的上方引流出以作為頂部流或作為側流。
在該精餾管柱RD A 之底部引流出之包含水之該至少一個流S UA 在本發明之本文中尤其被了解是指:將該至少一個流S UA 引流出以作為底部流或在該精餾管柱RD A 之下方塔板引流出。
該精餾管柱RD A 係在或不在迴流下操作,較佳在迴流 下***作。
『在迴流下』據了解是指:在該精餾管柱RD A 之上端引流出之該蒸氣流S OA 不完全地被排放,而是將彼部分地冷凝且返回至該個別精餾管柱RD A 。在建立該迴流的情況下,迴流比率較佳是0.0001至1,更佳是0.0005至0.9,還更佳是0.001至0.8。
可建立迴流,使得冷凝器K RD 附加在該精餾管柱RD A 之頂部。在該冷凝器K RD 中,將該個別蒸氣流S OA 部分地冷凝且返回至該精餾管柱RD A 。通常且在本發明之本文下,迴流比率據了解是指從該管柱引流出且再循環至該個別管柱之液體形態(迴流)的質量流量(kg/h)之比例相對於從該個別管柱排放之液體形態或氣體形態的質量流量(kg/h)之比例的比率。
1.2 根據本發明之方法的步驟(b)
在根據本發明之方法的步驟(b)中,將至少一個側流S ZA RD A 引流出且再循環至RD A
在根據本發明之方法的步驟(b)之較佳具體例中,將一個側流S ZA RD A 引流出且再循環至RD A
根據本發明,『來自RD A 之側流S ZA 』據了解是指:該流係在RD A 之頂部的下方及RD A 之底部的上方的引流點E ZA 引流出,且尤其另外地在RD A 之頂部的下方及RD A 之底部的上方的進料點Z ZA (該點為該個別側流S ZA 再循環至該個別精餾管柱RD A 時的點)再循環至該個別精餾管柱RD A
要了解這尤其是指:在該個別精餾管柱RD A 之該個別側流S ZA 的該引流點E ZA 及也較佳之個別進料點Z ZA 係在從RD A 引流出之所有蒸氣流S OA 的引流點E OA 的下方,較佳是在從RD A 引流出之蒸氣流S OA 的引流點E OA 的下方至少1個,較佳至少5個,還更佳至少10個理論板,其引流點E OA 最低在該精餾管柱RD A 下方。
也要了解這尤其是指:在該個別精餾管柱RD A 之該個別側流S ZA 的該引流點E ZA 及也較佳之個別進料點Z ZA 係在從RD A 引流出之所有流S UA 的引流點E UA 的上方,較佳是在該流S UA 的引流點E UA 的上方至少1個,較佳至少2個,還更佳至少4個理論板,該流S UA 的引流點E UA 最高在該精餾管柱RD A 的上面。
在將至少一個蒸氣流S OA 至少部分地再循環至該個別精餾管柱RD A 中之情況下(就是當例如在該個別精餾管柱RD A 建立迴流的情況下),該至少一個蒸氣流S OA 的進料點Z OA (亦即,在該點上,將該至少一蒸氣流S OA 至少部分地再循環至該個別精餾管柱RD A 中)也特別是在從RD A 引流出之所有側流S ZA 之該引流點E ZA 的上方及也特別是在彼等之進料點Z ZA 的上方,在從RD A 引流出之所有側流S ZA 的進料點Z ZA 上方,在用於從RD A 引流出之所有側流S ZA 的所有引流點和進料點之最高點的上方之較佳至少1個,更佳至少5個,還更佳至少10個理論板上。
在將至少一個流SU A 至少部分地再循環至該個別精餾管柱RD A 之情況下,該至少一個流S UA 的進料點Z UA (亦 即,在該點上,將該至少一個流S UA 至少部分地再循環至該個別精餾管柱RD A 中)也特別是在從RD A 引流出之所有側流S ZA 的該引流點E ZA 的下方及也特別是在彼等之進料點Z ZA 的下方,在從RD A 引流出之所有側流S ZA 的所有引流點和進料點之最低點的下方之較佳至少1個,更佳至少2個,還更佳至少4個理論板上。
可將在該精餾管柱RD A 之該側流S ZA 的引流點E ZA 及該側流S ZA 的進料點Z ZA 定位在RD A 之相同塔板之間。然而,彼等也可在不同高度上。
在根據本發明之方法的較佳具體例中,在該精餾管柱RD A 之該至少一個側流S ZA 的引流點E ZA 及也較佳之進料點Z ZA 係在該進料點Z G (藉由該進料點Z G ,該混合物G被通入至該精餾管柱RD A 中)之下方及在RD A 之底部的上方。還更佳的是當在該精餾管柱RD A 之該至少一個側流S ZA 的引流點E ZA 及也較佳之進料點Z ZA 也在RD A 之精餾區段的下方。
在根據本發明之方法的特佳具體例中,在該精餾管柱RD A 之該至少一個側流S ZA 之該引流點E ZA 及也更佳之進料點Z ZA 是在進料點Z G (藉此,將該混合物G通入至該精餾管柱RD A 中)的下方及在從RD A 引流出之所有流S UA 的所有引流點和進料點之最上者的上方之該精餾管柱RD A 的區域之往上4/5,較佳往上3/4,較佳往上7/10,更佳往上2/3,更佳往上1/2處。
還更佳的是當該至少一個側流S ZA 在該精餾管柱RD A 之該引流點E ZA 及也較佳之進料點Z ZA 則也是在RD A 之精餾 區段的下方。
在根據本發明之方法的進一步特佳具體例中,該精餾管柱RD A 含有精餾區段,且該至少一個側流S ZA 在該精餾管柱RD A 之該引流點E ZA 及也較佳之進料點Z ZA 是在該精餾區段的下方及在從RD A 引流出之所有流S UA 的所有引流點和進料點之最上者之上方的該精餾管柱RD A 的區域之往上4/5,較佳往上3/4,較佳往上7/10,更佳往上2/3,更佳往上1/2處。
1.3 根據本發明之方法的步驟(c)
在根據本發明之方法的步驟(c)中,將該至少一個蒸氣流S OA 之至少一部分(『該至少一個蒸氣流S OA 之至少一部分』=『S OA 之至少一部分』)壓縮。這提供相對於S OA 為經壓縮的蒸氣流S OA1
該蒸氣流S OA1 之壓力被稱為『p OA1 』且其溫度被稱為『T OA1 』。
該壓力p OA1 高於p OA p OA1 之精確值可根據在步驟(d)中之要求,由技術人員調節,只要符合條件p OA1 >p OA p OA1 /p OA 之商(在每一情況下,壓力單位是絕對巴)的範圍較佳是1.1至10,更佳是1.2至8,更佳是1.25至7,最佳是1.3至6。
該溫度T OA1 特別是高於溫度T OA ,且T OA1 /T OA 之商(在每一情況下,溫度單位是℃)的範圍較佳是1.03至10,更佳是1.04至9,更佳是1.05至8,更佳是1.06至7,更佳是1.07 至6,最佳是1.08至5。
p OA1 T OA1 之較佳值也較佳地適用於S OA11 S OA12
在步驟(c)中該蒸氣流S OA 之該至少一部分的壓縮可用技術人員已知之任何所欲方式進行。該壓縮因此可例如機械地且以單一階段或多階段壓縮(較佳多階段)方式進行。多階段壓縮可利用多個相同類型之壓縮器或不同類型之壓縮器。可以利用一或多個壓縮器進行多階段壓縮。單一階段壓縮或多階段壓縮之使用依據壓縮比率及因此依據施加至待壓縮之該蒸氣S OA 的壓力而定。
技術人員已知且能壓縮氣流的任何所欲的壓縮器(較佳是機械壓縮器)適合作為在根據本發明之方法中的壓縮器,尤其是用於將S OA 壓縮成S OA1 或將S OA12 壓縮成S OA2 。合適的壓縮器是例如單一階段或多階段渦輪、活塞壓縮器、螺桿壓縮器、離心壓縮器或軸向壓縮器。
在多階段壓縮時,利用適合於待克服之個別壓力階段的壓縮器。
1.4 根據本發明之方法的步驟(d)
在根據本發明之方法的步驟(d)中,在將S ZA 再循環至RD A 之前,將能量從該經壓縮的蒸氣流S OA1 之第一部分S OA11 傳遞至S ZA
S OA1 特別在步驟(d)中起初分成至少二個部分S OA11 S OA12 S OA11 S OA12 之質量流量(單位為kg/h)的比率較佳在1:99至99:1之範圍內,更佳在1:50至50:1之範圍內,還 更佳在1:20至30:1之範圍內,還更佳在5:20至15:1之範圍內。
在根據本發明之方法的步驟(d)中,將能量從該第一部分S OA11 傳送至S ZA 。步驟(d)降低S OA11 之能量且該流S OA11 因此特別進行至少部分冷凝。
根據本發明,『能量傳送』特別被了解是指『加熱』,亦即熱形式之能量傳遞。
『從該經壓縮的蒸氣流S OA1 之第一部分S OA11 S ZA 的能量傳送』也包含將S OA11 之一部分分離出且能量僅從該部分傳送至S ZA 的情況。在本發明之具體例中確是如此,其中將能量另外從S OA11 傳送至該粗製產物RP A ,且若進行步驟(α2),則替代地或另外地傳送至該粗製產物RP B (見以下第2章節)。
S OA11 S ZA 的能量傳送(較佳是藉由S OA11 加熱S ZA )較佳是直接或間接地進行。
『直接地』據了解是指S OA11 S ZA 係在不混合該二個流的情況下使S OA11 S ZA 接觸,如此將能量(特別是熱)從S OA11 傳送至S ZA
這是藉由使S OA11 S ZA 流經該精餾管柱RD A 之中間蒸發器V ZRD ,使得S OA11 加熱S ZA
所用之熱交換器(尤其是下述之熱交換器WT X WT Y WT Z )可以是技術人員已知之熱交換器,尤其是蒸發器。在根據本發明之方法的步驟(d)中,從S OA11 S ZA 的能量(較佳是熱)傳送尤其是在中間蒸發器V ZRD 中進行。
『間接地』特別地據了解是指S OA11 與熱傳介質W 1 接觸,較佳是透過至少一個熱交換器WT X ,其中該熱傳介質並非S ZA ,且W 1 因此與S ZA 不同,因此在該不混合二個流的情況下,將能量(較佳是熱)從S OA11 傳送至W 1 ,且該熱則藉由W 1 S ZA 接觸而從W 1 傳送至S ZA ,其中S ZA W 1 混合或不混合,但較佳不混合。若W 1 S ZA 不混合,該能量(較佳是熱)之傳送尤其是在另一個熱交換器WT Y 中進行。
在根據本發明之方法的另一具體例中,在從S OA11 間接傳送能量至S ZA (尤其是藉由S OA11 加熱S ZA )的情況下,能量(較佳是熱)起初也可從S OA11 傳送至W 1 (較佳藉由透過至少一個熱交換器WT X 來接觸),且然後從W 1 傳送至不同於S ZA 之另一種熱傳介質W 2 (較佳藉由透過至少一個熱交換器WT Y 來接觸)。然後,最後步驟進行該熱從W 2 S ZA 之傳送,其中S ZA W 2 混合或不混合,但較佳不混合。若W 2 S ZA 不混合,則特別在另一個熱交換器WT Z 中進行能量(較佳是熱)傳送。
會理解:另外的熱傳介質W 3 W 4 W 5 等因此可仍然在本發明之另外的具體例中被利用。
可用之熱傳介質W 1 以及另外的熱傳介質W 2 W 3 W 4 W 5 包括技術人員已知之任何熱傳介質,其較佳是選自由水;醇-水溶液;鹽水溶液,其也包括離子液體諸如LiBr溶液、二烷基咪唑鹽諸如特別是磷酸二烷酯二烷基咪唑鹽;礦物油例如柴油;熱油(thermal oil)諸如聚矽氧油;生物油諸如檸檬烯;芳香烴諸如二苄基甲苯所組成之 群組。最佳之熱傳介質W 1 是水。
可被使用之鹽水溶液也例如在DE 10 2005 028 451 A1及WO 2006/134015 A1中描述。
在步驟(d)之後,S OA11 則可返回到精餾管柱RD A ,其任意地伴隨外加的醇及/或伴隨用於精餾管柱RD A 之迴流。在較佳具體例中,從S OA11 傳送另外的能量,特別是在能量傳送至S ZA 之後。
在根據本發明之方法的較佳具體例中,一旦S OA11 根據步驟(d)傳送能量至S ZA ,能量(較佳是熱)就從S OA11 傳送至S OA ,特別是傳遞至S OA 之經送至壓縮(較佳是在步驟(c)中之壓縮)的部分,其中彼可為S OA 之預先壓縮或S OA 之壓縮成S OA1 。該流S OA 一旦離開該管柱RD A ,這較佳是對該流S OA 所進行之首次壓縮。這使得能夠在該方法中利用仍被S OA11 所儲存之殘餘能量/殘餘熱之一部分,在此情況下,是用於加熱待壓縮之S OA 。此蒸發在S OA 中所含之任何液滴且因此防止液滴進入該壓縮器中。
用於S OA11 中之能量(較佳是熱)之其他較佳的另外匯座(sinks)在以下被描述(見下文第3章節)。
根據本發明之方法的步驟(d)反映本發明之意外效果的一個態樣。在壓縮該蒸氣流S OA 以獲得該經壓縮的蒸氣流S OA 之後所得之過多的能量在未被利用下並未發散,而是被用於該精餾時。進行該壓縮時,起初壓縮S OA 以提供S OA1 ,因此可調節至用於將能量從S OA110 傳送至S ZA 的理想值,且然後,可進一步壓縮不同於S OA11 之部分S OA12 以提 供S OA2 。將在進一步壓縮S OA12 以提供S OA2 之後所得之冷凝熱導入該管柱之底部蒸發器中。所需之另外的壓縮器功率少於所節省之加熱蒸汽的功率。根據本發明之方法需要比該先前技術(諸如在實例1及2中顯示者)少的能量。提供S OA2 之壓縮可調節S OA2 之壓力和溫度,以致可實現S OA2 S UA1 /S UA 之理想的能量傳遞。
1.5 根據本發明之方法的步驟(e)
在本發明之方法的步驟(e)中,對不同於S OA11 之該經壓縮的蒸氣流S OA1 之一部分S OA12 進行進一步壓縮以提供相對於S OA11 經壓縮之蒸氣流S OA2
將會理解:在進行步驟(e)之後,S OA2 也相對於S OA12 S OA1 被壓縮。
該蒸氣流S OA2 之壓力被稱為『p OA2 』,且其溫度被稱為『T OA2 』。
該壓力p OA2 高於p OA1 p OA2 /p OA1 (在各自情況下,壓力單位是絕對巴)之商的範圍較佳是1.1至10,更佳是1.2至8,更佳是1.25至7,最佳是1.3至6。
該溫度T OA2 特別是高於T OA1 T OA2 /T OA1 (在各自情況下,溫度單位是℃)之商的範圍較佳是1.03至10,更佳是1.04至9,更佳是1.05至8,更佳是1.06至7,更佳是1.07至6,最佳是1.08至5。
在步驟(e)中,S OA12 之壓縮可藉由技術人員已知之方法進行。該壓縮因此可例如機械地且以單一階段或多階段 壓縮方式,較佳以多階段壓縮方式進行。多階段壓縮可利用多個相同類型之壓縮器或不同類型之壓縮器。單一階段壓縮或多階段壓縮之使用依據待壓縮之該蒸氣S OA12 所受之壓力而定。也可對在步驟(c)之環境下之S OA 進行所述之預先壓縮以供將S OA12 壓縮至S OA2 ,但在一個階段中之壓縮(亦即使用壓縮器VD X )在步驟(e)中是特別足夠的。
1.6 根據本發明之方法的步驟(f)
在根據本發明之方法的步驟(f)中,在該至少一個流S UA 之至少一部分S UA1 再循環至RD A 之前,將能量從S OA2 之至少一部分傳送至S UA1
在該方法的步驟(f)中,在該至少一個流S UA 之一部分S UA1 再循環至RD A 之前,較佳將能量從S OA2 之至少一部分傳送至S UA1
步驟(f)降低S OA2 之能量,且該流S OA2 因此特別進行至少部分冷凝。
根據本發明之方法的步驟(f)包含以下較佳具體例(f1)、(f2)、(f3):(f1)將能量從S OA2 之至少一部分傳送至該至少一個流S UA 之一部分S UA1 ,且S UA1 然後再循環至RD A ;(f2)將能量從S OA2 之至少一部分傳送至該至少一個流S UA 之一部分S UA1* ,且S UA1* 之一部分S UA1 然後再循環至RD A ;(f3)將能量從S OA2 之至少一部分傳送至該流S UA 之全 部,且流S UA 之全部或流S UA 之僅一部分S UA1 (較佳是流S UA 之僅一部分S UA1 )再循環至RD A
較佳直接地或間接地進行從S OA2 之至少一部分至該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 的能量傳送,較佳地藉由S OA2 之至少一部分加熱該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1
『直接地』據了解是指S OA2 之至少一部分與該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 係在該二個流不混合下接觸,因此能量(特別是熱)從S OA2 之至少一部分傳送至該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1
這是藉由使S OA2 之該至少一部分和該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 流經該精餾管柱RD A 之底部蒸發器V SRD ,使得S OA11 加熱該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 而進行。
所用之熱交換器(尤其是下述之熱交換器WT X WT Y WT Z )可以是技術人員已知之熱交換器,尤其是蒸發器。在根據本發明之方法的步驟(f)中,從S OA2 之至少一部分至該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 的能量(較佳是熱)傳送尤其是在底部蒸發器V SRD 中進行。
『間接地』特別據了解是指S OA2 之該至少一部分與至少一種熱傳介質W 1 接觸,較佳是透過至少一個熱交換器WT X ,其中該熱傳介質並非該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 ,且W 1 因此與其不同,因此在該二個流不混合下,從S OA2 之該至少一部分傳送能量(較佳是熱)至該至少 一種熱傳介質W 1 ,且該熱後續藉由W 1 與相關組分接觸而從W 1 傳送至該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 ,其中該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 W 1 混合或不混合,但較佳不混合。
在根據本發明之方法的另一具體例中,在從S OA2 之至少一部分間接傳送能量至該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 (尤其是藉由S OA2 之該至少一部分加熱該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 )的情況下,能量(較佳是熱)起初也可從S OA2 傳送至W 1 (較佳藉由透過至少一熱交換器WT X 之接觸),且然後從W 1 傳送至不同於該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 的另一熱傳介質W 2 (較佳藉由透過至少一個熱交換器WT Y 之接觸)。然後,最後步驟進行從W 2 至該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 的該能量傳送,其中該至少一個流S UA 之該至少一部分S UA1 W 2 混合或不混合,但較佳不混合。
會理解:另外的熱傳介質W 3 W 4 W 5 等因此可仍然在本發明之另外的具體例中被利用。
可利用之熱傳介質W 1 以及所用之另外的熱傳介質W 2 W 3 W 4 W 5 包括技術人員已知之任何熱傳介質,其較佳是選自由水;醇-水溶液;鹽水溶液,其也包括離子液體諸如LiBr溶液、二烷基咪唑鹽諸如磷酸二烷酯二烷基咪唑鹽;礦物油例如柴油;熱油(thermal oil)諸如聚矽氧油;生物油諸如檸檬烯;芳香烴諸如二苄基甲苯所組成之群組。最佳之熱傳介質W 1 是水。
可使用之鹽水溶液也例如在DE 10 2005 028 451 A1及WO 2006/134015 A1中描述。
在步驟(f)之後,S OA2 之該至少一部分接著可返回到該精餾管柱RD A ,其任意地伴隨外加的醇及/或伴隨用於該精餾管柱RD A 之迴流及/或伴隨在進行步驟(d)之後所得之該流S OA11 。在較佳具體例中,進一步的能量係從S OA2 之至少一部分傳送,特別是在能量傳送至S UA 之該至少一部分S UA1 之後。
在根據本發明之方法的較佳具體例中,一旦根據步驟(f)將能量從S OA2 之至少一部分傳送至S UA 之該至少一部分S UA1 ,能量(更佳是熱)就從S OA2 之該至少一部分傳送至S OA ,特別是傳送至S OA 之經送至壓縮(較佳是在步驟(c)中之壓縮)的部分,其中彼可為S OA 之預先壓縮或S OA 之壓縮以提供S OA1 。一旦該流S OA 離開該管柱RD A ,該流S OA 首次進行壓縮。這使得能夠在該方法中利用仍由S OA2 之該至少一部分所儲存之殘餘能量/殘餘熱之一部分,在此情況下係用於待壓縮之S OA
用於S OA2 之該至少一部分中的能量(較佳是熱)之其他較佳的另外匯座在以下被描述(見下文第3章節)。
2 製造至少一種鹼金屬醇鹽的方法
在根據本發明之後處理混合物G之方法中所利用之混合物G是從製造鹼金屬醇鹽之反應管柱引流出之水/甲醇混合物。
本發明因此係關於一種製造至少一種式MAOR之鹼金屬醇鹽的方法,其中R是甲基,且其中MA係選自鈉、鉀之金屬,較佳鈉。
ROH因此是甲醇。
2.1 步驟(α1)
在根據本發明之方法的步驟(α1)中,包含ROH之反應物流S AE1 與包含MAOH之反應物流S AE2 係在反應精餾管柱RR A 中逆流地反應,以提供包含MAOR、水、ROH、MAOH之粗製產物RP A
根據本發明,『反應精餾管柱』是一種精餾管柱,其中界定至少在一些部分中進行根據本發明之方法的步驟(α1)或步驟(α2)的反應。彼也可被簡稱為『反應管柱』。
在步驟(α1)中,包含ROH和MAOR之底部產物流S AP 係在RR A 之下端引流出。包含水和ROH之蒸氣物流S AB 係在RR A 的上端引流出。
MA係選自鈉、鉀,較佳是鈉。
該反應物流S AE1 包含ROH。在較佳具體例中,在S AE1 中ROH的質量分率是≧95重量%,還更佳是≧99重量%,其中S AE1 還特別包含水。
在步驟(α1)中用作為反應物流S AE1 的醇ROH也可以是市售的醇,其具有多於99.8重量%之醇的質量分率及至高0.2重量%之水的質量分率。
該反應物流S AE1 較佳是以蒸氣形態導入。
該反應物流S AE2 包含MAOH。在一較佳具體例中,S AE2 不僅包含MAOH,也包含至少一種選自水、ROH之另外的化合物。還更佳的是,S AE2 除了包含MAOH之外,還包含水,因此使S AE2 為MAOH之水溶液。
當該反應物流S AE2 包含MAOH及水,MAOH之質量分率的範圍,以形成S AE2 之水溶液的總重量計,特別是10重量%至75重量%,較佳是15重量%至54重量%,更佳是30重量%至53重量%且特佳是40重量%至52重量%。
當該反應物流S AE2 包含MAOH及ROH,MAOH在ROH中之質量分率的範圍,以形成S AE2 之溶液的總重量計,特別是10重量%至75重量%,較佳是15重量%至54重量%,更佳是30重量%至53重量%且特佳是40重量%至52重量%。
在該反應物流S AE2 除了包含MAOH之外,還包含水及ROH二者的特別情況下,特佳的是MAOH在ROH和水中之質量分率的範圍,以形成S AE2 之溶液的總重量計,特別是10重量%至75重量%,較佳是15重量%至54重量%,更佳是30重量%至53重量%且特佳是40重量%至52重量%。
步驟(α1)係在反應精餾管柱(或『反應管柱』)RR A 中進行。
在以下進一步說明之步驟(α2)係在反應精餾管柱(或『反應管柱』)RR B 中進行。
反應管柱RR A/RR B 較佳含有內部零件。合適之內部零件是例如塔板、結構化填料或未結構化填料。當該反應管柱RR A/RR B 含有塔板時,則泡罩塔板、閥型塔板、隧式塔 板、Thormann塔板、交叉狹縫泡罩塔板或篩選塔板是合適的。當該反應管柱RR A/RR B 含有塔板時,較佳選擇塔板以使不多於5重量%,更佳少於1重量%之該液體滴流經過該個別塔板。使該液體滴流經過量最少化所需之建構測度是技術人員所熟悉的。在閥型塔板的情況下,例如選擇特別緊密關閉的閥設計。減低閥的數目也可能將在該塔板開口中的蒸氣速度提高至一般建立之值的二倍。當使用篩選塔板,特別有利的是要降低該塔板開口的直徑,同時維持或甚至增加開口的數目。
當使用結構化或未結構化填料時,鑒於該液體之均勻分布,結構化填料是較佳的。
對於包含未結構化填料之管柱,尤其是包含無規填料之管柱,以及包含結構化填料之管柱,所欲之該液體分布的特性係在以下情況達成:在管柱橫剖面之接近該管柱外殼的邊緣區域(其對應於總管柱橫剖面之約2%至5%)中,該液體滴流密度相較於其他橫剖面區域減少至多100%,較佳減少5%至15%。這可藉由例如該液體分布器之滴下點或其孔之目標分布而容易地達成。
根據本發明之方法可連續地或不連續地進行。其較佳連續地進行。
尤其,由於在步驟(α1)中之包含ROH之反應物流S AE1 之至少一部分的進料點係定位在該反應管柱RR A 之包含MAOH之反應物流S AE2 的進料點下方,如此達成根據本發明之『包含ROH之反應物流S AE1 與包含MAOH之反應物流 S AE2 的反應』。
該反應管柱RR A 較佳包含至少2個,尤其15至40個理論塔板在該反應物流S AE1 的進料點與該反應物流S AE2 的進料點之間。
該反應管柱RR A 可以純汽提管柱形式操作。在此情況下,將包含ROH之該反應物流S AE1 以蒸氣形態式導入該反應管柱RR A 之下部區域。
步驟(α1)也包含下述情況:其中,包含ROH之該反應物流S AE1 之一部分係以蒸氣形態添加至包含氫氧化鈉之水溶液MAOH之反應物流S AE2 的進料點的下方,但在該反應管柱RR A 之上端或上端的區域中。這可能減低該反應管柱RR A 之下部區域的尺寸。當將包含ROH(尤其是甲醇)之該反應物流S AE1 的一部分特別以蒸氣形態添加至該反應管柱RR A 之上端或上端區域中,僅10重量%至70重量%,較佳地30重量%至50重量%的部分(在各自情況下,係以步驟(α1)中所利用之該醇ROH的總量計)係在反應管柱RR A 之下端導入,且其餘部分係以蒸氣形態以單一流或分成多個子流添加於包含MAOH之反應物流S AE2 的進料點下方之較佳1至10個理論塔板,特佳1至3個理論塔板處。
在反應管柱RR A 中,包含ROH之該反應物流S AE1 然後根據上述反應式<1>,與包含MAOH之反應物流S AE2 反應,以提供MAOH和H2O,其中因為考慮平衡反應,這些產物與反應物ROH和MAOH摻混存在。因此,在步驟(α1)中,在反應管柱RR A 中獲得除了包含產物MAOR和水之外,還 包含ROH和MAOH的粗製產物RP A
包含ROH和MAOR之該底部產物流S AP 然後被獲得且在RR A 下端引流出。
描述為『包含水和ROH之蒸氣流S AB 』的含水的醇流係在RR A 上端引流出,較佳在RR A 之管柱頂部引流出。
包含水和ROH之該蒸氣流S AB 係在步驟(β)中至少部分地用作為在根據本發明之方法的步驟(a)中的混合物G。在步驟(a)中之蒸餾時,在流S OA 中所得之該醇的一部分可被供應至該反應管柱RR A 以作為反應物流S AE1
在根據本發明之方法的較佳具體例中,S OA 之一部分用作為在步驟(α1)中之反應物流S AE1 ,且若進行步驟(α2),則替代地或另外地用作為在步驟(α2)中之反應物流S BE1
在根據本發明之方法的更佳具體例中,5重量%至95重量%,較佳10重量%至90重量%,更佳20重量%至80重量%,還更佳30重量%至70重量%之該蒸氣流S OA 用作為反應物流S AE1 ,或若進行步驟(α2),則替代地或另外地用作為在步驟(α2)中之反應物流S BE1
在此較佳具體例中,有利的是要壓縮該流S OA 中之用作為反應物流S AE1 /反應物流S BE1 的部分。
較佳選擇該反應物流S AE1 所包含之該醇ROH的量,使得該醇也作為用於在該底部產物流S AP 中所得之鹼金屬醇鹽MAOR的溶劑。較佳選擇在該反應物流S AE1 中之該醇ROH的量,以在該反應管柱之底部中獲得該鹼金屬醇鹽溶 液之所欲的濃度,該鹼金屬醇鹽溶液被引流出作為包含ROH和MAOR的底部產物流S AP
在根據本發明之方法的較佳具體例中,且特別地在S AE2 除了含有MAOH,還含有水的情況下,在步驟(α1)中用作為反應物流S AE1 的醇ROH的總重量(質量;單位:kg)對在步驟(α1)中用作為反應物流S AE2 的MAOH的總重量(質量;單位:kg)的比率是4:1至50:1,更佳是8:1至48:1,還更佳是10:1至45:1,還更佳是20:1至40:1。
該反應管柱RR A 係在迴流或不在迴流下,較佳在迴流下***作。
『在迴流下』據了解是指在步驟(α1)中,在個別管柱之上端(在步驟(α1)中,係從該反應管柱RR A ,在步驟(α2)中,係從該反應管柱RR B )引流出之包含水和ROH的該蒸氣流S AB /S BB 並未完全地排放。因此,在步驟(β)中,該個別蒸氣流S AB /S BB 並未完全地用作為混合物G,而是至少部分地,較佳部分地以迴流形式返回至該個別管柱(在步驟(α1)中,係返回至該反應管柱RR A ,在步驟(α2)中,係返回至該反應管柱RR B )。在建立此種迴流的情況下,該迴流比率較佳是0.01至1,更佳是0.02至0.9,還更佳是0.03至0.34,特佳是0.04至0.27且極特佳是0.05至0.24。
迴流可藉由將冷凝器附加在該個別管柱之頂部而建立。在步驟(α1)中,尤其藉由將冷凝器K RRA 附加在該反應管柱RR A 之頂部而達成。在步驟(α2)中,尤其藉由將冷凝器K RRB 附加在該反應管柱RR B 頂部而達成。在該個別冷凝 器中,將該個別蒸氣流S AB /S BB 至少部分地冷凝且返回至該個別管柱(在步驟(α)中係返回至該反應管柱RR A /RR B )。
在對該反應管柱RR A 建立迴流的具體例中,在步驟(α1)中用作為反應物流S AE2 的該MAOH也可以至少部分地與該迴流之流混合且因而將所得之混合物供應至步驟(α1)。
步驟(α1)特別是在45℃至150℃,較佳在47℃至120℃,更佳在60℃至110℃之溫度範圍下,以及在0.5絕對巴至40絕對巴之壓力,較佳在0.7絕對巴至5絕對巴之範圍內,更佳在0.8絕對巴至4絕對巴之範圍內,更佳在0.9絕對巴至3.5絕對巴之範圍內,更佳在1.0絕對巴至3絕對巴之壓力進行。
在一較佳具體例中,該反應管柱RR A 包含至少一個蒸發器,其特別選自中間蒸發器V ZA 和底部蒸發器V SA 。該反應管柱RR A 特佳包含至少一個底部蒸發器V SA
根據本發明,『中間蒸發器』V Z 據了解是指經設置在該個別管柱之底部的上方的蒸發器,特別是在該反應管柱RR A /RR B 之底部的上方的蒸發器(其則被稱為『V ZA /V ZB 』),或在該精餾管柱RD A 之底部的上方的蒸發器(其則被稱為『V ZRD 』)。在RR A /RR B 之情況下,該蒸發器特別蒸發粗製產物RP A /RP B ,其係從該管柱以側流S ZZA /S ZBA 形式引流出。
根據本發明,『底部蒸發器』V S 據了解是指加熱該個別管柱之底部的蒸發器,特別是加熱在該較佳具體例中所 用且更特別在以下描述之該反應管柱RR A /RR B RR C 的底部的蒸發器(其則被稱為『V SA 』、『V SA’ 』/『V SB 』或『V SB’ 』/『V SC 』或『V SC’ 』或加熱在該精餾管柱RD A 之底部的蒸發器(其則被稱為『V SRD 』或『V SRD’ 』)。在RR A /RR B 之情況下,該蒸發器特別蒸發底部產物流S AP /S BP 之至少一部分。在RR C的情況下,該蒸發器特別蒸發底部產物流S CP 。在RD A的情況下,該蒸發器特別蒸發底部產物流S UA S UA 之一部分S UA1
蒸發器一般經設置在該個別反應管柱或精餾管柱的外面。因為蒸發器係將能量(特別是熱)從一個流傳送至另一個流,彼等是熱交換器WT。待蒸發之混合物係透過取出口(takeoff)從該管柱引流出且供應至該至少一個蒸發器。在該反應管柱RR A /RR B 的情況下,該粗製產物RP A /RP B 之中間蒸發包含將彼引流出及將彼供應至該至少一個中間蒸發器V ZA /V ZB
在該精餾管柱RD A 之情況下,中間蒸發包含將至少一個側流S ZA RD A 引流出及將彼供應至該至少一個中間蒸發器V ZRD
在該精餾管柱RD A 之情況下,底部蒸發包含將至少一個側流S UA RD A 引流出及將彼之至少一部分(較佳一部分)供應至該至少一個底部蒸發器V SRD
將經蒸發的混合物任意地與液體之殘餘部分透過至少一個進料口再循環至該個別管柱中。當該蒸發器是中間蒸發器(亦即特別是中間蒸發器V ZA /V ZB /V ZRD ),用於將該蒸 發的混合物引流出且供應至該蒸發器之取出口是側流取出口,且用於使該經蒸發的混合物返回至該個別管柱之進料口是側流進料口。當該蒸發器是底部蒸發器,亦即加熱該管柱底部,亦即特別是底部蒸發器V SA /V SB /V SRD 時,將該底部取出流之至少一部分(特別是S AP /S BP )供應至該底部蒸發器,蒸發且再循環回到該個別管柱之該管柱底部的區域中。然而,替代地也可能例如在合適塔板上(當使用中間蒸發器)或在該個別管柱之底部中,配置合適之經該熱傳介質橫越的管,該熱傳介質係例如該個別經壓縮的蒸氣流S OA11 /S OA2 (若V S /V Z 定位在該精餾管柱RD A ),或加熱介質W 1 。在此情況下,該蒸發發生在該塔板上或在該管柱之底部區域中。然而,較佳將該蒸發器設置在該個別管柱的外部。
可用作為中間蒸發器及底部蒸發器之合適蒸發器包括例如自然循環蒸發器、強制循環蒸發器、伴隨解壓縮之強制循環蒸發器、鍋式蒸發器、下降膜蒸發器或薄膜蒸發器。一般在自然循環蒸發器及強制循環蒸發器的情況下所利用之蒸發器的熱交換器是殼管型或板型設備。當使用殼管型交換器時,該熱傳介質(例如在該精餾管柱RD A V SRD /V ZRD 中之經壓縮的蒸氣流S OA11 /S OA2 /熱傳介質W 1 )可以在待蒸發之混合物流動在該等管周圍之狀況下,流經該等管,或者該熱傳介質(例如在精餾管柱RD A V SRD /V ZRD 中之經壓縮的蒸氣流S OA11 /S OA2 /熱傳介質W 1 )可以在待蒸發之混合物流經該等管之狀況下,在該等管周圍流動。在 下降膜蒸發器之情況下,待蒸發之混合物一般以薄膜形式導至管之內側上且該管經外部加熱。與下降膜蒸發器相比之下,薄膜蒸發器另外包含具有刮刷器之轉子,其將待蒸發之液體分布在該管之內壁上以形成薄膜。
在所提及之蒸發器類型之外,也可能利用技術人員已知且適合用於精餾塔之任何所需之另外的蒸發器類型。
當例如利用經壓縮的蒸氣流S OA11 /加熱介質W 1 作為加熱蒸氣所操作之蒸發器是中間蒸發器,較佳是將該中間蒸發器設置在該混合物G之進料點與該管柱底部上方之間的區域中之該精餾管柱RD A 的汽提部分中,或在該反應管柱RR A /RR B 之情況下,設置在該反應物流S AE2 /S BE2 之進料點的下方。這可能透過該中間蒸發器導入該熱能之主要部分。因此例如可能透過該中間蒸發器導入多於80%之該能量。根據本發明,較佳設置及/或配置該中間蒸發器,使得彼係用以導入多於10%,特別是多於20%之用於該蒸餾所需的總能量。
當使用中間蒸發器,特別有利的是該中間蒸發器的設置,使得該個別精餾管柱/反應管柱在該中間蒸發器的下方具有1至50個理論塔板及在該中間蒸發器的上方具有1至200個理論塔板。特佳的是當該精餾管柱/反應管柱在該中間蒸發器的下方具有2至10個理論塔板及在該中間蒸發器的上方具有20至80個理論塔板。
用於可將來自該精餾管柱/反應管柱之混合物供應至該中間蒸發器V Z 的側流取出口及用於將來自該中間蒸發器 V Z 之該經蒸發的混合物返回至該個別精餾管柱/反應管柱的側流進料口可定位在該管柱之相同塔板之間。然而,該側流取出口和側流進料口也可能設置在不同高度上。
此中間蒸發器V ZA 可將存在於該反應管柱RR A 中之包含MAOR、水、ROH、MAOH之液體粗製產物RP A 轉化成氣體狀態,因此改良根據本發明之方法之步驟(α1)的反應效率。
此中間蒸發器V ZB 可將存在於該反應管柱RR B 中之包含MBOR、水、ROH、MBOH之液體粗製產物RP B 轉化成氣體狀態,因此改良根據本發明之方法之步驟(α2)的反應效率。
藉由將一或多個中間蒸發器V ZA /V ZB 設置在該反應管柱RR A上部區域中,可減少在該反應管柱RR A之下部區域的尺寸。在具有至少一個,較佳二或多個中間蒸發器V ZA /V ZB 的具體例中,也可能將液體形態之該ROH之支流導入該反應管柱RR A 之上部區域中。
在另一較佳具體例中,將能量(較佳是熱)從選自S OA1 S OA2 ,尤其是選自S OA11 S OA12 S OA2 ,較佳選自S OA11 S OA2 之流的至少一部分傳送至該粗製產物RP A ,且若進行步驟(α2),則替代地或另外地傳送至該粗製產物RP B
『將能量(較佳是熱)從S OA1 之至少一部分傳送至該粗製產物RP A ,且若進行步驟(α2),則可選擇地或另外地傳送至該粗製產物RP B 』也包含將能量(較佳是熱)從選自 S OA11 S OA12 之至少一個流,或在將S OA1 分成S OA11 S OA12 之前,從S OA1 傳送至該粗製產物RP A ,且若進行步驟(α2),則替代地或另外地傳送至該粗製產物RP B 。其也包含將能量從S OA11 S OA12 之一部分傳送至該粗製產物RP A ,且若進行步驟(α2),則替代地或另外地傳送至該粗製產物RP B
為此目的,尤其,選自S OA1 S OA2 之相關流的一部分或熱傳介質W 1 (能量已經預先從選自S OA1 S OA2 之相關流傳至彼)係至少部分流經中間蒸發器V ZA /V ZB ,且能量從選自S OA1 S OA2 之相關流/W 1 傳送至由RR A /RR B 之側流取出口引流出之粗製產物流,尤其是利用選自S OA1 S OA2 之相關流/W 1 以加熱該蒸發器V ZA /V AB
根據本發明,將底部蒸發器設置在個別精餾管柱RD A /反應管柱RR A /RR B /RR C 的底部且稱為『V SRD 』或『V SRD’ 』/『V SA 』或『V SA’ 』/『V SB 』或『V SB’ 』/『V SC 』或『V SC’ 』。存在於個別管柱(尤其是反應管柱RR A /RR B )中之底部產物流(尤其是S AP /S BP )可通入至該底部蒸發器,且由此至少部分地移除例如ROH。在S AP /S BP 之情況下,這可提供底部產物流S AP* (其與S AP 相比,具有提高之MAOR的質量分率)或底部產物流S BP* (其與S BP 相比,具有提高之MBOR的質量分率)。
在根據本發明之方法的步驟(α1)中,將包含ROH和MAOR之底部產物流S AP 在該反應管柱RR A 之下端引流出。
較佳的是當該反應管柱RR A 包含至少一個底部蒸發器 V SA ,而該底部產物流S AP 部分地流經該底部蒸發器V SA ,以部分地移除ROH,因此提供底部產物流S AP* ,其與S AP 相比,具有提高之MAOR之質量分率。
在另一較佳具體例中,能量(較佳是熱)從選自S OA1 S OA2 (特別是選自S OA11 S OA2 )之流的至少一部分傳送至該粗製產物RP A 及若進行步驟(α2),則可選擇地或另外地傳送至該粗製產物RP B 因此係依下列進行:尤其,選自S OA1 S OA2 之相關流的一部分或熱傳介質W 1 (能量已經預先從選自S OA1 S OA2 之相關流傳至彼)是至少部分流經底部蒸發器V SA /V SB ,且能量從選自S OA1 S OA2 之相關流/W 1 傳送至該底部產物流S AP /S BP ,尤其是利用選自S OA1 S OA2 之相關流/W 1 以加熱該蒸發器V SA /V SB
在該底部產物流S AP* 中之MAOR的質量分率比在該底部產物流S AP 中之MAOR的質量分率特別地相對提高至少0.5%,較佳
Figure 111121810-A0305-02-0047-2
1%,更佳
Figure 111121810-A0305-02-0047-3
2%,還更佳
Figure 111121810-A0305-02-0047-4
5%。
較佳的是當S AP S AP* (若使用至少一個底部蒸發器V SA ,而該底部產物流S AP 係至少部分地通入至該至少一個底部蒸發器V SA 以至少部分地移除該ROH)所具有之MAOR在ROH中的質量分率的範圍是1重量%至50重量%,較佳是5重量%至35重量%,更佳是15重量%至35重量%,最佳是20重量%至35重量%,在各別情況下是以S AP 之總質量計。
S AP /S AP* 中之殘餘水的質量分率較佳是<1重量%,較佳是<0.8重量%,更佳是<0.5重量%,其係以S AP 之總質量計。
S AP /S AP* 中之反應物MAOH的質量分率較佳是<1重量,較佳是<0.8重量%,更佳是<0.5重量%,其係以S AP 之總質量計。
2.2 步驟(α2)(任意的)
步驟(α2)是根據本發明之方法的任意具體例。其據了解是指:在根據本發明之該較佳具體例的背景下,進行或未進行步驟(α2)。在任意的步驟(α2)中,與步驟(α1)同時且在空間上分離地,包含ROH之反應物流S BE1 係與包含MBOH之反應物流SBE2在反應精餾管柱RR B 中逆流地反應以提供包含MBOR、水、ROH、MBOH之粗製產物RP B
在根據本發明之方法的步驟(α2)中,將包含ROH和MBOR之底部產物流S BP RR B 之下端引流出。將包含水和ROH之蒸氣流S BB RR B 之上端引流出。
MB係選自鈉、鉀,較佳是鈉。
該反應物流S BE1 包含ROH。在較佳具體例中,在S BE1 中之ROH的質量分率是
Figure 111121810-A0305-02-0048-5
95重量%,還更佳是
Figure 111121810-A0305-02-0048-6
99重量,其中S BE1 特別地還包含水。
在根據本發明之方法的步驟(α2)中用作為反應物流S BE1 的該醇ROH也可以是市售的醇,其具有多於99.8重量%之醇的質量分率及至多0.2重量%之水的質量分率。
該反應物流S BE1 較佳是以蒸氣形態導入。
該反應物流S BE2 包含MBOH。在較佳具體例中,S BE2 不僅包含MBOH,也包含至少另一種選自水、ROH之化合 物。還更佳的是當S BE2 除了包含MBOH,還包含水,因此使S BE2 為MBOH之水溶液。
當該反應物流S BE2 包含MBOH和水,MBOH之質量分率範圍以形成S BE2 之該水溶液的總重量計,尤其是10重量%至75重量,較佳是15重量%至54重量%,更佳是30重量%至53重量%且特佳是40重量%至52重量%。
當該反應物流S BE2 包含MBOH及ROH,在ROH中MBOH之質量分率範圍,以形成S BE2 之溶液的總重量計,尤其是10重量%至75重量%,較佳是15重量%至54重量%,更佳是30重量%至53重量%且特佳是40重量%至52重量%。
在該反應物流S BE2 除了包含MBOH還包含水和ROH二者的特別情況下,特佳的是在ROH和水中之MBOH的質量分率的範圍,以形成S BE2 之該溶液的總重量計,尤其是10重量%至75重量%,較佳是15重量%至54重量%,更佳是30重量%至53重量%且特佳是40重量%至52重量%。
根據本發明之方法的步驟(α2)係在反應精餾管柱(或『反應管柱』)RR B 中進行。該反應管柱RR B 之較佳具體例描述於上文第2.1章節中。
根據本發明之『包含ROH之反應物流S BE1 與包含MBOH之反應物流S BE2 之逆流反應』的達成是尤其由於在步驟(α2)中之包含ROH之該反應物流S BE1 之至少一部分的進料點係定位在該反應管柱RR B 之包含MBOH之該反應物流S BE2 的進料點的下方。
該反應管柱RR B 在該反應物流SBE1之進料點與該反應 物流S BE2 之進料點之間較佳包含至少2個,特別地15至40個理論塔板。
該反應管柱RR A 可操作為純汽提管柱。在此情況下,包含ROH之該反應物流S BE1 係以蒸氣形態導入該反應管柱RR B 之下部區域中。根據本發明之方法的步驟(α2)也包含下述情況:其中,包含ROH之該反應物流S BE1 之一部分係呈蒸氣形態添加在包含氫氧化鈉之水溶液MBOH之該反應物流S BE2 之進料點的下方,但卻在該反應管柱RR B 之上端或該上端之區域中。這可能減少該反應管柱RR B 之下部區域的尺寸。當包含ROH(特別是甲醇)之該反應物流S BE1 的一部分尤其是以蒸氣形態添加在該反應管柱RR B 之上端或該上端之區域中,僅將10重量%至70重量%,較佳地30重量%至50重量%的部分(在各自情況下是以在步驟(α2)中所利用之該醇ROH的總量計)導入該反應管柱RR B 之下端,且將其餘部分以蒸氣形態以單一流或分成多個子流較佳1至10個理論塔板,特佳1至3個理論塔板添加在包含MBOH之該反應物流S BE2 的進料點的下方之處。
在該反應管柱RR B 中,然後根據上述反應式<1>,使包含ROH之該反應物流S BE1 與包含MBOH之該反應物流S BE2 反應,以提供MBOR和H2O,其中因為考量平衡反應,這些產物係與反應物ROH和MBOH摻混存在。因此,在根據本發明之方法的步驟(α2)中,於該反應管柱RR B 中獲得粗製產物RP B ,其不僅含有該等產物MBOR和水,也含有ROH和MB
包含ROH和MBOR之該底部產物流S BP 係在RR B 之下端獲得且引流出。
被描述為『包含水和ROH之蒸氣流S BB 』係在RR B 之上端,較佳在RR B 之管柱頂部引流出。
在根據本發明之方法的步驟(β)中,將包含水和ROH之該蒸氣流S BB 的至少一部分特別用作為在根據本發明之方法的步驟(a)中的混合物G。將該混合物與S AB 摻混地或不與S AB 摻混地(亦即與S AB 不同)作為混合物G供應至該精餾管柱RD A 。較佳的是將該蒸氣流S BB S AB 混合且然後將該混合物在根據本發明之方法的步驟(a)中用作為混合物G
較佳選擇存在於該反應物流S BE1 中之醇ROH的量,使得彼同時作為存在於該底部產物流S BP 中之該鹼金屬醇鹽MBOR的溶劑。較佳選擇在該反應物流S BE1 中之該醇ROH的量,以在該反應管柱之底部中,使所引流之作為包含ROH和MBOR之底部產物流S BP 的該鹼金屬醇鹽之溶液達到所欲的濃度。
在根據本發明之方法的較佳具體例中,且尤其在S BE2 除了含有MBOH之外,還含有水的情況下,在步驟(α2)中之用作為反應物流S BE1 的醇ROH的總重量(質量;單位:kg)對在步驟(α2)中之用作為反應物流S BE2 的MBOH的總重量(質量;單位:kg)的比率是4:1至50:1,更佳是8:1至48:1,還更佳是10:1至45:1,還更佳是20:1至40:1。
該反應管柱RR B 係在或不在迴流下,較佳在迴流下被 操作。
『在迴流下』據了解是指:在該個別管柱(在步驟(α2)中為該反應管柱RR B )之上端引流出之包含水和ROH的該蒸氣流S BB 未完全地排放,亦即,在根據本發明之方法的步驟(β)中,未完全地用作為在步驟(a)中的混合物G,亦即未完全供應至該精餾管柱RD A ,而是至少部分地,較佳部分地作為迴流返回至該個別管柱(在步驟(α2)中為該反應管柱RR B )。在建立該一個迴流的情況下,該迴流比率較佳是0.01至0.99,更佳是0.02至0.9,還更佳是0.03至0.34,特佳是0.04至0.27且極特佳是0.05至0.24。
在建立用於該反應管柱RR B 之迴流的情況下,在步驟(α2)中用作為反應物流S BE2 之MBOH也至少部分地與該迴流之流混合物混合,且所得之混合物因此供應至步驟(α2)。
任意的步驟(α2)基本上在45℃至150℃,較佳在47℃至120℃,更佳在60℃至110℃之範圍內的溫度下,且在0.5絕對巴至40絕對巴,較佳在0.7絕對巴至5絕對巴之範圍內,更佳在0.8絕對巴至4絕對巴之範圍內,更佳在0.9絕對巴至3.5絕對巴之範圍內,還更佳在1.0絕對巴至3絕對巴之壓力下進行。
在較佳具體例中,該反應管柱RR B 包含至少一個蒸發器,其特別是選自中間蒸發器V ZB 及底部蒸發器V SB 。該反應管柱RR B 特佳包含至少一個底部蒸發器V SB
此中間蒸發器V ZB 可將存在於該反應管柱RR B 中之包含MBOR、水、ROH、MBOH的液體粗製產物RP B 轉變成氣 體狀態,因此改良根據本發明之方法的步驟(α2)的反應的效率。
藉由設置一或多個中間蒸發器V ZB 在該反應管柱RR B 的上部區域中,可將在該反應管柱RR B 之下部區域中的尺寸減低。在具有至少一個,較佳二或更多個中間蒸發器V ZB 的具體例中,也可能將液體形態之ROH的支流導入該反應管柱RR B 之上部區域中。
在根據本發明之方法的步驟(α2)中,將包含ROH及MBOR之底部產物流S BP 在該反應管柱RR B 之下端引流出。
較佳的是當該反應管柱RR B 包含至少一個底部蒸發器V SB ,而該底部產物流S BP 則至少部分地流經該至少一個底部蒸發器V SB ,以至少部分地移除ROH,因此提供底部產物流S BP* ,其相比於S BP 具有提高之MBOR的質量分率。
在該底部產物流S BP* 中之MBOR的質量分率相比於在該底部產物流S BP 中之MBOR的質量分率,特別提高至少0.5%,較佳
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1%,更佳
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2%,還更佳
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5%。
較佳的是當S BP S BP* (若利用至少一個底部蒸發器V SB ,而該底部產物流S BP 係至少部分地流經該至少一個底部蒸發器V SB 以至少部分地移除ROH)所具有之MBOR在ROH中的質量比率範圍是1重量%至50重量%,較佳是5重量%至35重量%,更佳是15重量%至35重量%,最佳是20重量%至35重量%,在各自情況下,是以S BP 的總質量計。
S BP /S BP* 中之殘餘水的質量分率較佳是<1重量%,較佳是<0.8重量%,更佳是<0.5重量%,其係以S BP 之總質 量計。
S BP /S BP* 中之反應物MBOH之質量分率較佳是<1重量%,較佳是<0.8重量%,更佳是<0.5重量%,其係以S BP 之總質量計。
在也進行步驟(α2)之本方法的具體例中,較佳的是將該底部產物流S AP 至少部分地流經底部蒸發器V SA 且將ROH至少部分地從S AP 移除以提供底部產物流S AP* ,其相比於S AP ,具有提高之MAOR的質量分率,及/或,較佳地及,將該底部產物流S BP 至少部分地流經底部蒸發器V SB 且將ROH至少部分地從S BP 移除以提供底部產物流S BP* ,其相比於S BP ,具有提高之MBOR的質量分率。
在進行根據本發明之方法的步驟(α2)的本發明的具體例中,步驟(α2)係與步驟(α1)同時地及在空間上分離地進行。空間分離係藉由在二個反應管柱RR A RR B 中進行步驟(α1)和(α2)得以確保。
在本發明之有利的具體例中,將該反應管柱RR A RR B 容納在一個管柱外殼中,其中該管柱係至少部分地藉由至少一個分隔壁所細分。將具有至少一個分隔壁之此種管柱稱為『TRD』。該分隔壁管柱是技術人員所熟悉的且例如在US 2,295,256、EP 0 122 367 A2,EP 0 126 288 A2、WO 2010/097318 A1中及藉由I.Dejanovi
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,Lj.Matija
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Chemical Engineering and Processing 2010,49,559-580中描述。CN 105218315 A同樣地描述在甲醇精餾時所用之分隔壁管柱。
在適合根據本發明之方法的該分隔壁管柱中,該分隔壁較佳延伸至該管柱底面,且尤其,較佳跨越該管柱高度的至少四分之一,更佳是至少三分之一,還更佳是至少一半,還更佳是至少三分之二,還要更佳是至少四分之三。彼等將該管柱分隔成至少二個反應空間,其中可進行在空間上不同之反應。藉由該至少一個分隔壁所提供之反應空間可以有相同或不同的尺寸。
在該具體例中,該底部產物流S AP S BP 可在藉由該分隔壁所分開之個別區域中被分開地引流出且較佳地流經該底部蒸發器V SA /V SB ,該二者係附加於藉由該至少一個反應壁所形成之各個反應空間,其中ROH係至少部分地從S AP /S BP 移除以提供S AP* /S BP*
因此,在根據本發明之方法的較佳具體例中,在一個管柱外殼中容納選自精餾管柱RD A 、反應管柱RR A 及反應管柱RR B (若進行步驟(α2))之至少二個(更佳是正好二個)管柱,其中該等管柱係藉由一個延伸至該管柱底部之分隔壁以至少部分地彼此分開。
在根據本發明之方法中,在包含反應管柱RR A (或在其中進行步驟(α2)之具體例中,反應管柱RR A 及反應管柱RR B )以及精餾管柱RR A 的整合系統中,該精餾管柱RD A 較佳在所選擇之壓力下操作,使得在該等管柱之間的壓力梯度是低的。
該醇ROH係在根據本發明之方法中被消耗且尤其在連續方法模式中,因此需要補充外加的醇ROH。
因此特別地將外加的醇ROH直接供應至該反應管柱RR A 中以作為包含ROH的反應物流S AE1 ,或在其中進行步驟(α2)的具體例中,供應至該反應管柱RR A RR B 中。
在根據本發明之方法中,進一步較佳的是將該包含ROH之蒸氣流S OA 部分地作為在步驟(α1)中之反應物流S AE1 且任意地作為在步驟(α2)中之反應物流S BE1 。可將該經壓縮的蒸氣流S OA1 替代地或另外地在步驟(α1)中部分地用作為反應物流S AE1 且在步驟(α2)中任意地用作為反應物流S BE1 。在該較佳具體例中,還更佳的是當將該外加醇ROH添加至該精餾管柱RD A
當將該外加醇ROH添加至該精餾管柱RD A ,其較佳被供應於該精餾管柱RD A 之精餾區段中或是直接添加在該精餾管柱RD A 的頂部。理想的進料點依據所用之外加的醇之水含量而定,且也依據在該蒸氣流S OA 中之所需的殘餘水含量而定。在該所利用之醇中的水的比例愈高且該蒸氣流S OA 之純度要求愈高,則在該精餾管柱RD A 之頂部的下方的一些理論塔板上的一個進料口是更有利的。在該精餾管柱RD A 之頂部的下方之至多20個理論塔板及尤其1至5個理論塔板是較佳的。
當將該外加醇ROH添加至該精餾管柱RD A ,該外加的醇ROH係在至高沸點之溫度下,較佳在室溫下,添加於該精餾管柱RD A 的頂部。候選的進料可以提供作為該外加的醇,或者當在該精餾管柱RD A 的頂部引流出之醇的一部分被再循環時,則在冷凝後與該醇之一部分混合且一起供應 至該精餾管柱RD A 。在此情況下,特佳的是將該外加的醇添加至冷凝液容器,在此收集從該蒸氣流S OA 所冷凝之醇。
如上述,在本發明之有利具體例中,將選自精餾管柱RD A 、反應管柱RR A 及該反應管柱RR B (若進行步驟(α2))之至少二個管柱容納在一個管柱外殼中,其中該等管柱在每一情況下係藉由延伸至該管柱底部之分隔壁以至少部分地彼此分開。在上述之進行步驟(α2)的較佳具體例中,該等管柱因此藉由二個分隔壁彼此分開,其中該二個分隔壁延伸至該管柱的底部。
在該較佳具體例中,提供根據步驟(α1)之該粗製產物RP A 或根據步驟(α1)及(α2)之該粗製產物RP A RP B 的反應特別是在該TRD之一部分中進行,其中將該反應物流S AE2 及任意之該反應物流S BE2 添加在該分隔壁之上端的下方但約在該上端的高度,且反應物流S AE1 及任意之該反應物流S BE1 係呈蒸氣形態添加在下端。形成在該反應物流之進料點上方之該醇/水混合物然後分布在該分隔壁上方以覆蓋整個管柱區域,該區域作為精餾管柱RD A 之精餾區。已經藉由該分隔壁所分開之該管柱的第二/第三下部是該精餾管柱RD A 之汽提區域。該蒸餾所需之能量則透過在藉由該分隔壁分離之該管柱之該第二部分的下端的蒸發器供應,其中此蒸發器可按慣例地加熱或以該經壓縮的蒸氣流S OA2 的一部分加熱。當將該蒸發器按慣例地加熱,可另外提供以該經壓縮的蒸氣流S OA11 的一部分所加熱之中間蒸發 器。
在將S OA 之一部分用作為反應物流S AE1 及/或反應物流S BE1 的具體例中,S OA 尤其以第一壓縮器VD AB2 壓縮(『預先壓縮』),其中可考慮在該反應管柱RR A RR B 內部之壓力與在RD A 中之壓力的差異。
取代經設置在該精餾管柱RD A 之下游且在此將S OA 預先壓縮的該壓縮器VD AB2 ,此較佳具體例也可替代地或另外地利用壓縮器VD AB1 ,其係經設置在該精餾管柱RD A 之上游且該混合物G係在通入RD A 之前流經該壓縮器VD AB1
假如未以迴流形式再循環至RD A ,該至少一個蒸氣流S OA 之其餘部分,亦即,尤其是未用作為反應物流S AE1 及/或反應物流S BE1 的部分,在該較佳具體例中則進一步被壓縮以提供S OA1 。根據本發明,S OA 僅在該壓縮器階段中變為S OA1 ,之後,將S OA1 分成S OA11 S OA12 ,如根據本發明之步驟(d)中所利用的。壓縮S OA S OA1 之該壓縮在圖示及實例中係利用壓縮器VD 1 (在圖中被稱為<401>)進行。
2.3 步驟(β)
在根據本發明之方法的步驟(β)中,將該蒸氣流S AB 之至少一部分及(若進行步驟(α2))與S AB 摻混或與S AB 分開之該蒸氣流S BB 之至少一部分係在根據本發明之方法的步驟(a)中用作為混合物G。若進行步驟(α2),則較佳的是當將該蒸氣流S AB 之該至少一部分及該蒸氣流S BB 之該至少一部分混合且後續在根據本發明之方法的步驟(a)中用作為混合 物G
『在根據本發明之方法的步驟(a)中用作為混合物G』特別據了解是指將二個流S AB S BB 通入至該精餾管柱RD A 且較佳預先混合。
然而,彼等替代地也在二個不同的進料點通入至該精餾管柱RD A
3 較佳態樣:鹼金屬醇鹽之轉醇化方法
在本發明之有利具體例中,將在該等流S OA1 S OA2 S OA11 S OA12 之至少一個流中所包含之能量係用於操作其他工業方法。這特別在一直需要熱以供加熱之容納整合系統的位址(化學園區、技術園區)中是有利的。特別在包含二或多個用於鹼金屬醇鹽之製造設備的整合系統的情況下,該能量可有利地被利用。該整合系統一般也包含如DE 27 26 491 A1中所述之轉醇化方法。US 3,418,383 A描述用於從甲醇鹽轉醇化成丙醇鹽的方法。
本發明之一較佳態樣提供:在根據本發明之方法之反應精餾管柱RR C 中,包含McOR’及任意之R’OH之反應物流S CE1 與包含R’OH之反應物流S CE2 逆流地反應,以提供包含MCOR”和R’OH之粗製產物流RP C ,其中包含MCOR”之底部產物流S CP 係在RR C 之下端引流出且包含R’OH之蒸氣流S CB 係在RR C 之上端引流出,且其中R’及R”是二個不同的C1至C6烴基團,且MC是選自鈉、鉀之金屬,較佳是鈉, 且其中能量係從選自S OA1 S OA2 之一個流的至少一部分傳送至該粗製產物RP C
根據本發明之該較佳態樣之根據本發明的方法是一種用於將特別的鹼金屬醇鹽MCOR’轉醇化以提供另一種鹼金屬醇鹽MCOR”的方法,例如在DE 27 26 491 A1中所述的。
R’及R”是二個不同的C1至C6烴基團,較佳是二個不同之C1至C4烴基團。
更佳地,R’是甲基且R”是C2至C4烴基團,還更佳是R’=甲基且R”=乙基。
根據本發明之較佳態樣的方法(以下也被稱為『轉醇化』)係在反應精餾管柱RR C 中進行。合適之反應精餾管柱包括在步驟(α1)中關於RR A 所描述之管柱(見上文第2.1章節)。
該反應管柱RR C 係在或不在迴流下,較佳在迴流下***作。若建立迴流,特別地,該蒸氣S CB 係部分地或完全地流經冷凝器K RRC 且該經冷凝的蒸氣則可返回至該反應管柱RR C 或用作為反應物流S AE1 S BE1 。彼也可在RD A 中用作為該外加的醇流。
在該轉醇化時,將包含MCOR”之底部產物流S CP RR C 之下端引流出。將包含R’OH之蒸氣流S CB RR C 之上端引流出。
較佳地,在也包含進行根據本發明之製造鹼金屬醇鹽之方法的轉醇化的具體例中,所用之包含MCOR’及任意的R’OH之反應物流S CE1 較佳包含S AP 之至少一部分,特別是 因為R=甲基且因此也R’=甲基。特佳的則是當R”=乙基。因此進行鹼金屬甲醇鹽至對應之鹼金屬乙醇鹽的轉醇化。
在較佳替代型中,在也包含進行根據本發明之包括步驟(α2)之製造鹼金屬醇鹽的方法的轉醇化的具體例中,所用之包含MCOR’及任意的R’OH之反應物流S CE1 較佳包含S BP 之至少一部分,特別是因為R=甲基且因此R’也=甲基。特佳的則是當R”=乙基。因此進行鹼金屬甲醇鹽至對應之鹼金屬乙醇鹽的轉醇化。
S BP S AP 包含該鹼金屬醇鹽和該醇ROH,也可將該二個流分開地或摻混地用作為S CE1 ,亦即,特別地,首先混合且然後作為反應物流S CE1 供應至該管柱RR C ,或分開地以二個反應物流S CE1 形式供應至該管柱RR C
該反應物流S CE2 包含R”OH。在一較佳具體例中,在S CE2 中R”OH之質量分率是
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85重量%,更佳是
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90重量%,其中S CE2 另外特別包含MCOR”或另一變性劑(denaturant)。用作為反應物流S CE2 之該醇R”OH也可以是市售的醇,其具有多於99.8重量%之醇的質量分率及至高0.2重量%之水的質量分率。
『包含McOR’及任意的R’OH之反應物流S CE1 與包含R”OH之反應物流S CE2 之逆流反應』根據本發明被確保,尤其是由於包含McOR’之該反應物流S CE1 的至少一部分的進料點係位於該反應管柱RR C 之包含R”OH之該反應物流S CE2 的進料點上方。
該反應管柱RR C 係在或不在迴流下,較佳在迴流下被 操作。
在較佳具體例中,該反應管柱RR C 包含至少一個蒸發器,其特別選自中間蒸發器V ZC 及底部蒸發器V SC 。該反應管柱RR C 特佳包含至少一個底部蒸發器V SC
在該反應管柱RR C 的情況下,中間蒸發包含至少一個側流S ZC RR C 引流出,且將彼供應至該至少一個中間蒸發器V ZC
在該反應管柱RR C 的情況下,底部蒸發包含至少一個流(例如S CP )從RR C 引流出,且將至少一部分(在S CP 之情況下,較佳是一部分)供應至該至少一個底部蒸發器V SC
可用作為中間蒸發器及底部蒸發器的合適蒸發器之描述見上文第2.1章節。
在該轉醇化時,將能量(較佳是熱)從選自S OA1 S OA2 之一個流的至少一部分傳送至該粗製產物RPC。其較佳在S CE1 S CE2 通入至RR C 之前,將能量從選自S OA1 S OA2 之流的至少一部分傳送至S CE1 S CE2 ,接著將能量從S CE1 /S CE2 傳送至存在於RR C 中之該粗製產物RP C (藉該RR C 使彼此混合)。
因此,將能量(較佳是熱)從選自S OA1 S OA2 之流的至少一部分,特別是從選自S OA11 S OA12 S OA2 之至少一個流,較佳從選自S OA11 S OA2 之一部分之至少一個流傳送至該粗製產物RP C
『能量(較佳是熱)從S OA1 之至少一部分傳送至該粗製產物RP C 』也包含將能量從選自S OA11 S OA12 、在將S OA1 分 成S OA11 S OA12 之前的S OA1 的至少一流傳送至該粗製產物RP C
此外,粗製產物RP C 也可流經中間蒸發器V ZC 或底部蒸發器V SC ,且在V ZC /V SC 中,能量(較佳是熱)可從選自S OA1 S OA2 之流的至少一部分傳送至該粗製產物RP C
此外,該底部產物流S CP 也可部分地流經中間蒸發器V SC ,且然後部分地再循環至RR C ,其中,在V SC 中,能量(較佳是熱)係從選自S OA1 S OA2 之流的至少一部分傳送至S CP 之該再循環部分,且然後在該管柱RR C 中,從S CP 傳送至存在於該管柱中之該粗製產物RP C
將能量從選自S OA1 S OA2 之流的至少一部分至所述之流傳送係直接或間接地進行,亦即在具有或不具有熱傳介質W 1 下,如上文第1.4章節中所述。
根據本發明之方法的該較佳具體例可能有效地利用來自S OA1 S OA2 ,特別是來自S OA2 S OA11 S OA12 的能量。這降低總能量需求。
[實施例] 實例1(非本發明),對應於圖1:
在30℃下,將100kg/h之水性NaOH(50重量%)之流S AE2 <102>供應至反應管柱RR A <100>之頂部。在該反應管柱RR A <100>之底部逆流地供應1034.9kg/h之蒸氣態甲醇流S AE1 <103>。該反應管柱RR A <100>係在2.15絕對巴之頂部壓力下操作。在該管柱RR A <100>之底部,引流出 219.7kg/h之基本上不含水的產物流S AP* <104>(30重量%之甲醇鈉在甲醇中)。該反應管柱RR A <100>之該蒸發器V SA <105>使用低壓蒸汽導入約24kW之加熱功率。在該反應管柱RR A <100>之頂部引流出蒸氣態甲醇-水流S AB <107>,且其中的80kg/h在該冷凝器K RRA <108>中冷凝且返回至該反應管柱RR A <100>以作為迴流,同時將915.2kg/h之其餘的流供應至精餾管柱RD A <300>。該精餾管柱RD A <300>係在2.0絕對巴之頂部壓力下操作。在該精餾管柱RD A <300>之底部,排放72.2kg/h之液態水流S UA <304>(500ppmw之甲醇)。在該精餾管柱RD A <300>之頂部,引流出1903.6kg/h之蒸氣態甲醇流S OA <302>(2巴,83℃;200ppmw之水),且其中的63.9kg/h在冷凝器K RD <407>中冷凝,同時將其餘的流供應至第一壓縮器VD AB2 <303>且在其中壓縮至2.6絕對巴。後續將該流分流且將1034.9kg/h之流再循環至該反應管柱RR A <100>。將餘下之804.8kg/h供應至具有中間冷卻之多階段壓縮。在該壓縮器VD 1 <401>中,將該流壓縮至p OA1 =4.8絕對巴及T OA1 =156℃以獲得流<403>。在該中間冷卻器WT X <402>中之後續的中間冷卻時,將該流冷卻至145℃且使用冷卻水,移除約4.4kW之熱。在該壓縮器VD x <405>中,該流最後再次壓縮至9.0巴及200℃以獲得流<404>。該後續冷凝器(其同時是該精餾管柱RD A <300>之該底部蒸發器V SRD <406>)將約238kW之加熱功率提供給該精餾管柱RD A <300>。該冷凝用甲醇流<404>與191.9kg/h之外加的甲醇(1000ppmw之水) <408>及63.9kg/h之該經預先冷凝的蒸氣混合在一起且再循環至該精餾管柱RD A <300>之頂部。
該壓縮器之功率總共約55kW。
加上該加熱蒸汽之24kW,這共同導致約79kW之壓縮器和加熱蒸汽的功率需求。
實例2(非本發明),對應於圖2:
在非本發明之實例2中的設置對應於實例1者,但有以下差異:該精餾管柱RD A <300>包含中間蒸發器V ZRD <409>。液流S ZA <305>係在94℃下,從該精餾管柱RD A <300>引流出,且在該中間蒸發器V ZRD <409>中約230kW之熱被傳送至該流,在該中間蒸發器V ZRD <409>中,將該流部分地蒸發且接著返回到該精餾管柱RD A <300>。
1887.1kg/h之蒸汽態甲醇流S OA <302>(200ppmw之水)係在該精餾管柱RD A <300>之頂部引流出且其中的89.4kg/h在冷凝器K RD <407>中冷凝。如同實例1,在第一壓縮器VD AB2 <303>中,將其餘的流壓縮至2.6絕對巴。1034.9kg/h之支流然後再循環至該反應管柱RR A <100>。將其餘的762.8kg/h壓縮至5.6絕對巴及168℃以獲得流<403>。該後續的冷凝器(其同時為該精餾管柱RD A <300>之該中間蒸發器V SRD <409>)將約230kW之加熱功率提供給該精餾管柱RD A <300>。將所冷凝之甲醇流<403>與191.9kg/h之外加的甲醇<408>及89.4kg/h之該先前經冷凝的蒸氣混合且 返回至該精餾管柱RD A <300>的頂部。該反應管柱RD A <300>之該底部蒸發器V SRD <406>使用低壓蒸汽導入約20kW之加熱功率。與實例1相比,該蒸氣流僅需被壓縮至5.6絕對巴,而非9絕對巴,以將其熱傳送至該蒸發器V ZRD <409>,因為在該中間蒸發器V ZRD <409>中的沸點溫度低於在該底部蒸發器V SRD <406>中的沸點溫度。
該壓縮器之功率因此僅共計約38kW(而不是55kW),但相對於實例1,該加熱蒸汽的需求增加至約44kW,因為該底部蒸發器V SRD <406>需要20kW之加熱功率,且該加熱功率係利用低壓蒸汽之熱導入。
該壓縮器及加熱蒸汽之功率的需求因此共計約82kW。
實例3(本發明),對應於圖3:
在本發明之實例3中的設置對應於實例1和2者,但有以下差異:1898.9kg/h之蒸氣態甲醇流S OA <302>(200ppmw之水)係在該精餾管柱RD A <300>之頂部引流出且其中的33.9kg/h在冷凝器K RD <407>中冷凝。在第一壓縮器VD AB2 <303>中將其餘之流如同在實例2中壓縮至2.6絕對巴,且接著將1034.9kg/h之支流再循環至該反應管柱RR A <100>。起初將其餘之830.1kg/h壓縮至5.6絕對巴及169℃以獲得流S OA1 <403>。將該流之一部分S OA11 <4031>(761.7kg/h)通入至下游的冷凝器(其同時是該精餾管柱RD A <300>之該中間蒸發器V ZRD <409>)中,且將約230kW之加熱功率提供給該精餾管柱RD A <300>。後續在中間冷卻器WT X <402>中,於中間冷卻時,將另一部分S OA12 <4032>(68.4kg/h)冷卻至約154℃,其中透過冷卻水,移除約0.5kW之熱。後續在另一個壓縮器VDx<405>中,壓縮該流S OA12 <4032>以獲得具有p OA2 =9.0巴及T OA2 =196℃之流S OA2 <404>。該後續的冷凝器(其同時是該精餾管柱RD A <300>之該底部蒸發器V SRD <406>)將約20kW之加熱功率提供給該精餾管柱RD A <300>。在該中間蒸發器V ZRD <409>和該底部蒸發器V SRD <406>中經冷凝之該甲醇流S OA11 <4031>及S OA2 <404>係與191.9kg/h之外加的甲醇<408>及該33.9kg/h之該預先冷凝的蒸氣混合且返回至該精餾管柱RD A <300>之頂部。
該壓縮器之功率共計約42kW(不是實例1中之55kW)。因為該底部蒸發器V SRD <406>不需要低壓蒸汽,如實例1一般,使用加熱蒸汽,僅需約24kW。該壓縮器和加熱蒸汽之功率需求的和降至約66kW。
與實例1之僅需將較低壓的蒸氣流壓縮至9絕對巴相比,僅需將該蒸氣流之大部分壓縮至如實例2中之5.6絕對巴,因此降低總壓縮器之功率。然而,與實例2相比,在該底部蒸發器V SRD <406>中,穩態操作不需要任何低壓流,因此與實例2相比,降低該加熱蒸汽的需求。
待供應之總能量係藉由根據實例3之方法最小化。
在每一情況下,藉由低壓蒸汽所提供之加熱功率和壓 縮器之功率的比例係在圖9中顯示。
結果:本發明方法進行該蒸氣流之分階段壓縮(staged compression),且因此利用經壓縮至不同程度之蒸氣以操作該中間蒸發器和該底部蒸發器,令人訝異地達到能量節省。
100:反應管柱RR A
102:反應物流S AE2
103:反應物流(甲醇)S AE1
104:底部流(甲醇)S AP*
105:底部蒸發器V SA
106:任意的蒸發器V SA’
107:蒸氣流S AB
108:冷凝器K RRA
300:精餾管柱RD A
302:蒸氣流S OA
303:壓縮器VD AB2
304:水流S UA
310:內部零件
320:流S UA1
401:壓縮器VD 1
402:任意的中間冷卻器WT X
403:蒸氣流S OA1
404:蒸氣流S OA2
405:壓縮器VD X
406:蒸發器V SRD
407:冷凝器K RD
408:外加的醇
410:底部蒸發器V SRD’

Claims (12)

  1. 一種製造至少一種式MAOR所示之鹼金屬醇鹽的方法,其中R是甲基,且其中MA係選自鈉、鉀之金屬,其中:(α1)包含ROH之反應物流S AE1 包含MAOH之反應物流S AE2 係在反應精餾管柱RR A 中逆流地反應,以提供包含MAOR、水、ROH、MAOH之粗製產物RP A ,其中包含ROH和MAOR之底部產物流S AP 係在RR A 的下端引流出,且包含水和ROH之蒸氣流S AB 係在RR A 的上端引流出,(α2)及任意地,與步驟(α1)同時且在空間上分離地,使包含ROH之反應物流S BE1 與包含MBOH之反應物流S BE2 在反應精餾管柱RR B 中逆流地反應,以提供包含MBOR、水、ROH、MBOH之粗製產物RP B ,其中MB係選自鈉、鉀之金屬,其中包含ROH和MBOR之底部產物流S BP 係在RR B 的下端引流出,且包含水和ROH之蒸氣流S BB 係在RR B 的上端引流出,(β)利用該蒸氣流S AB 之至少一部分,及若進行步驟(α2)時之該蒸氣流S BB 的至少一部分,與S AB 摻混或與S AB 分離地用作為在包含水和醇ROH之混合物G的後處理方法的步驟(a)中的混合物G,其中在混合物G之後處理方法中,(a)將該混合物G通入至精餾管柱RD A 中,且在RD A 中 分離成在RD A 的上端引流出之包含ROH的至少一個蒸氣流S OA ,和在RD A 的下端引流出之包含水的至少一個流S UA ,(b)將至少一個側流S ZA RD A 引流出,且再循環至RD A ,(c)壓縮S OA 之至少一部分以提供相對S OA 壓縮的蒸氣流S OA1 ,(d)在S ZA 再循環至RD A 之前,將能量從該經壓縮的蒸氣流S OA1 之第一部分S OA11 傳送至S ZA ,(e)使不同於S OA11 之該經壓縮的蒸氣流S OA1 的一部分S OA12 進一步進行壓縮,以提供相對於S OA11 之經壓縮的蒸氣流S OA2 ,(f)在S UA1 再循環至RD A 之前,將能量從S OA2 之至少一部分傳送至S UA 之至少一部分S UA1
  2. 如請求項1之方法,其中在步驟(d)中,能量係在中間蒸發器V ZRD 中從S OA11 傳送至S ZA
  3. 如請求項1或2之方法,其中在步驟(f)中,能量係在底部蒸發器V SRD 中從S OA2 之至少一部分傳送至S UA 之該至少一部分S UA1
  4. 如請求項1之方法,其中一旦根據步驟(d)將能量從S OA11 傳送至S ZA ,能量就從S OA11 傳送至S OA ,及/或一旦根據步驟(f)將能量從S OA2 之至少一部分傳送至S UA 之該至少一部分S UA1 ,能量就從S OA2 之至少一部分傳送至S OA
  5. 如請求項1之方法,其中將選自精餾管柱 RD A 、反應管柱RR A 及若進行步驟(α2)時之反應管柱RR B 之管柱中的至少二者容納在一個管柱外殼中,其中該等管柱係藉由延伸至該管柱底部的分隔壁以至少部分地彼此分離。
  6. 如請求項1之方法,其中將S OA 之一部分用作為在步驟(α1)中之反應物流S AE1 ,及若進行步驟(α2)時,替代地或另外地將其用作為在步驟(α2)中的反應物流S BE1
  7. 如請求項1之方法,其中能量係從選自S OA1 S OA2 之流的至少一部分傳送至該粗製產物RP A ,及若進行步驟(α2)時,替代地或另外地將其傳送至該粗製產物RP B
  8. 如請求項1之方法,其中在反應精餾管柱RR C 中,包含McOR’之反應物流SCE1與包含R”OH之反應物流S CE2 逆流地反應,以提供包含MCOR”和R’OH之粗製產物RP C ,其中包含MCOR”之底部產物流S CP 係在RR C 的下端引流出,且包含R’OH之蒸氣流S CB 係在RR C 的上端引流出,及其中R’和R”是二種不同之C1至C6烴基團,且MC是選自鈉、鉀之金屬,及其中能量係從選自S OA1 S OA2 之流的至少一部分傳送至該粗製產物RP C
  9. 如請求項8之方法,其中R’=甲基。
  10. 如請求項9之方法,其中請求項1至7之方法提供S AP ,其中R=甲基,且其中S AP 之至少一部分用作為S CE1
  11. 如請求項9之方法,其中在實施步驟(α2)時,請求項1至7的方法提供S BP ,其中R=甲基,且其中S BP 之至少一部分用作為S CE1
  12. 如請求項8之方法,其中R”=乙基。
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