(57)【要約】【課題】可能な限り純粋なシクロドデカノンから成る留分が得られる、上記混合物のための後処理方法を提供すること。この方法を実施するための装置は、投資コストが出来るだけ少ないのが望ましい。【解決手段】有孔隔壁型の塔を用い、塔左側部徒党右側部との間に接続部を設けること。【選択図】図１
2014118412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低沸点成分（ＬＢ）、シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）、中沸点成分（ＭＢ）、シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）、及び高沸点成分（ＨＢ）を含有する脱水素混合物（Ｏ）から、シクロドデカノンが増加した留分（Ａ）を分離するための方法において、
以下の工程ａ）〜ｆ）：
ａ）脱水素混合物（Ｏ）を用意する工程、
ｂ）前記脱水素混合物（Ｏ）から低沸点成分（ＬＢ）を蒸留により分離して、シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）、中沸点成分（ＭＢ）、シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）、及び高沸点成分（ＨＢ）を含有する第一混合物（ＡＢＣ１）を得る工程、
ｃ）前記第一混合物（ＡＢＣ１）を、塔左側部（ＬＨＳ）と塔右側部（ＲＨＳ）とを有する隔壁塔（ＴＷＫ）に供給する工程、ここで前記塔の左側部及び右側部（ＬＨＳ、ＲＨＳ）は部分的に、長手方向に前記隔壁塔（ＴＷＫ）を貫通して延設された隔壁（Ｗ）によって分離されているが、前記塔の左側部及び右側部（ＬＨＳ、ＲＨＳ）の塔頂（７）と塔底（８）は一体化されており、前記塔頂（７）と前記塔底（８）との間に配置された分離段が、前記隔壁（Ｗ）を迂回する、前記塔の左側部及び右側部（ＬＨＳ、ＲＨＳ）の物質透過性接続部（Ｖ）を備えており、
ｄ）シクロドデカノンが増加した留分（Ａ）を、前記隔壁塔（ＴＷＫ）の前記塔頂（７）から取り出す工程、
ｅ）シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）、シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）、及び中沸点成分（ＭＢ）を含有する第二混合物（ＡＢＣ２）を、前記隔壁塔（ＴＷＫ）の側方取り出し部（Ｓ）から取り出す工程、
ｆ）シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）、及び高沸点成分（ＨＢ）を含有する留分（Ｃ）を、前記隔壁塔（ＴＷＫ）の前記塔底（８）から取り出す工程、
を有することを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
前記第一混合物（ＡＢＣ１）が前記塔左側部（ＬＨＳ）に供給され、前記第二混合物（ＡＢＣ２）が、前記塔右側部（ＲＨＳ）に存在する側方取り出し部（Ｓ）から取り出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記塔の左側部と右側部（ＬＨＳ、ＲＨＳ）の間にある前記物質透過性接続部（Ｖ）が、液状中沸点成分（ＭＢ）の輸送のために、前記塔左側部（ＬＨＳ）から、前記塔右側部（ＲＨＳ）へと設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記物質透過性接続部（Ｖ）が、前記塔左側部（ＬＨＳ）にある液体回収部（１１）を起点とすることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記物質透過性接続部（Ｖ）が、塔左側部（ＬＨＳ）において中沸点成分（ＭＢ）の液体濃度が最大である塔左側部（ＬＨＳ）の分離面を起点とし、かつ
前記物質透過性接続部（Ｖ）は、塔左側部（ＬＨＳ）からの物質流の組成が、塔右側部（ＲＨＳ）の分離面にある液相の組成に最も相応する塔右側部（ＲＨＳ）の分離面へと開口していることを特徴とする、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記隔壁塔（ＴＷＫ）が、１ｂａｒ未満の絶対圧力で、特に５０ｍｂａｒ未満の絶対圧力下で稼働されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記脱水素混合物（Ｏ）が、合計で１００％となる以下の組成：
・低沸点成分（ＬＢ）：１〜８質量％、好ましくは３質量％、
・シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）：６０〜９０質量％、好ましくは７０質量％、
・中沸点成分（ＭＢ）：０〜１．５質量％、好ましくは１質量％、
・シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）：１０〜４０質量％、好ましくは２４質量％、
・高沸点成分（ＨＢ）：０．１〜２．５質量％、好ましくは２質量％、
を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
シクロドデカノンが増加した留分（Ａ）は、シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）の含分が少なくとも９８質量％、好ましくは９９．５質量％であり、かつ／又は
シクロドデカノンが増加した留分（Ａ）は、シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）、高沸点成分（ＨＢ）、及び中沸点成分（ＭＢ）を含まないことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）及び高沸点成分（ＨＢ）を含有する前記留分（Ｃ）が、シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）を含まない、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記脱水素混合物（Ｏ）を用意する工程が、以下の工程ｇ）〜ｉ）：
ｇ）シクロドデカン（ＣＤＡＮ）を酸素によって酸化し、低沸点成分（ＬＢ）、シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）、中沸点成分（ＭＢ）、シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）、及び高沸点成分（ＨＢ）を含有する酸化物混合体（２）を得る工程、
ｈ）シクロドデカノールが増加した留分（ＣＤＯＬ  ｔ．ｑ．）を蒸留により前記酸化物混合体（２）から分離する工程、当該留分は、高沸点成分（ＨＢ）が減少されており、
ｉ）シクロドデカノールが増加した留分（ＣＤＯＬ  ｔ．ｑ．）を脱水素して、脱水素混合物（Ｏ）を得る工程、
を有することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）及び高沸点成分（ＨＢ）を含有する前記留分（Ｃ）が、前記工程ｈ）に返送されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
シクロドデカノンが増加した留分（Ａ）をさらに処理してラウリンラクタムにし、かつ／又は前記第二混合物（ＡＢＣ２）をさらに分別するか、又は熱的に利用することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
隔壁塔（ＴＷＫ）と呼ばれる、物質混合物を蒸留により３つの留分に後処理するための装置であって、当該装置はカバー（９）に囲まれた空間を有し、当該空間は、塔左側部（ＬＨＳ）、塔右側部（ＲＨＳ）、塔底（８）、及び塔頂（７）に区分されており、前記カバー（９）の内部では、前記塔底（８）及び前記塔頂（７）との間に、前記隔壁塔（ＴＷＫ）を貫通して隔壁（Ｗ）が延設されており、当該隔壁（Ｗ）によって塔左側部（ＬＨＳ）と、塔右側部（ＲＨＳ）が分離されており、物質混合物（ＡＢＣ１）を投入するための供給部、第一留分（Ａ）を取り出すための塔頂取り出し部、第二留分（Ｃ）を取り出すための塔底取り出し部、及び第三留分（ＡＢＣ２）を取り出すための側方取り出し部（Ｓ）が設けられている前記装置において、
前記塔頂（７）及び前記塔底（８）の間に配置された、前記塔の左側部と右側部（ＬＨＳ、ＲＨＳ）間の物質透過性の接続部（Ｖ）を特徴とする、前記装置。
【請求項１４】
低沸点成分（ＬＢ）、シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）、中沸点成分（ＭＢ）、シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）、及び高沸点成分（ＨＢ）を含有する物質混合物を後処理するための、請求項１３に記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低沸点成分、シクロドデカノン、中沸点成分、シクロドデカノール、及び高沸点成分を含有する脱水素混合物から、シクロドデカノンが増加した留分を分離するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、ブタジエンという用語は、１，３−ブタジエン（CAS.No.106-99-0）という物質の略称として用いる。
【０００３】
以下、ＣＤＴとは、１，５，９−シクロドデカトリエン（CAS.No.4904-61-4）という物質の略称として用いる。
【０００４】
以下、ＣＤＥＮとは、シクロドデセン（CAS.No.1501-82-2）という物質の略称として用いる。
【０００５】
以下、ＣＤＡＮとは、シクロドデカン（CAS.No.294-62-2）という物質の略称として用いる。
【０００６】
以下、ＣＤＯＮとは、シクロドデカノン（CAS.No.830-13-7）という物質の略称として用いる。
【０００７】
以下、ＣＤＯＬとは、シクロドデカノール（CAS.No.1724-39-6）という物質の略称として用いる。
【０００８】
以下、ＣＤＯＬ  ｔ．ｑ．とは、工業的な品質のＣＤＯＬであって、ＣＤＯＬを７５〜８５質量％、ＣＤＯＮを１０〜２０質量％含有する混合物を言う。
【０００９】
以下、オキシムとは、ＣＤＯＮのオキシム（CAS.No.9466-89-4）という物質の略称として用いる。
【００１０】
ラウリンラクタムは、アザシクロトリデカン−２−オンの慣用名である（CAS.No.947-04-6）。
【００１１】
ラウリンラクタムは、高性能プラスチックであるポリアミド１２を製造するための出発原料である。ラウリンラクタムは工業的なスケールにおいて、以下の経路により得られる：石油精製の際に生じるブタジエンを、接触環化三量化によって転化反応させ、ＣＤＴにする。ＣＤＴの水素化により、ＣＤＡＮが生じる。（空気中の）酸素によってＣＤＡＮを酸化させることにより、ＣＤＯＬとＣＤＯＮとの混合物が得られる。この混合物を脱水素し、この混合物中に含まれるＣＤＯＬを転化反応させてＣＤＯＮにする。主にＣＤＯＮを含有する脱水素混合物が生じる。この脱水素混合物はその他に、未反応のＣＤＯＬと、さらなる成分を含有する。高純度のＣＤＯＮが、脱水素混合物から分離される。この高純度ＣＤＯＮをオキシム化して、オキシムにする。このオキシムを引き続き、硫酸と反応させてラウリンラクタムにする。
【００１２】
このプロセス全体は、Oenbrink, G.及びSchiffer, T.著、"Cyclododecanol, Cyclododecanone, and Laurolactam"（2009年）、及び"Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" DOI: 10.1002/14356007.a08_201.pub2において、別の検証法で記載されている。
【００１３】
本発明は、ＣＤＯＮ／ＣＤＯＬを含有する脱水素混合物の後処理に関し、その目的は、高純度のＣＤＯＮを得ることである。
【００１４】
上記経路で生じる脱水素混合物は、ＣＤＯＮとＣＤＯＬに加えて、低沸点成分、中沸点成分、及び高沸点成分の形でさらなる成分を含有する。
【００１５】
本発明において「低沸点成分」とは、同じ圧力条件でＣＤＯＮよりも沸点が低いため、低沸点成分とＣＤＯＮとの混合物を蒸留により分離するに際して、留出物中で増加する物質又は物質混合物である。この関連で重要な低沸点成分は、シクロドデセン（ＣＤＥＮ）、シクロドデカン（ＣＤＡＮ）、ドデカナール、シクロドデカン−エポキシドである。シクロドデカン−エポキシドは、低沸点成分についての上記定義の境界にある。と言うのもその沸点は４０ｍｂａｒで約１５０℃と、実質的にＣＤＯＮの沸点に相当するため、ＣＤＯＮから経済的に分離できないからである。さらには、低沸点成分の酢酸とデカンが僅かな量（１００ｐｐｍ未満）で存在するが、これらは分離という課題にとってはほとんど問題にはならない。
【００１６】
本発明において「中沸点成分」とは、同じ圧力条件でＣＤＯＮよりも沸点が高く、かつＣＤＯＬよりも沸点が低いため、ＣＤＯＮ、中沸点成分、及びＣＤＯＬを含む混合物を蒸留により分離するに際して、塔の中央部で増加する物質又は物質混合物である。この関連で中沸点成分は特に、ドデカン−１−オールである。中沸点成分の留分については、これまで正確に同定できていないさらなる有機物質が一緒になっている。
【００１７】
本発明において「高沸点成分」とは、同じ圧力条件でＣＤＯＬよりも沸点が高いため、高沸点成分とＣＤＯＬとの混合物を蒸留により分離するに際して、残渣中に残る物質又は物質混合物である。高沸点成分の境界は、４６ｍｂａｒの圧力では約１８０℃にある。高沸点成分に属するのは特に、シクロドデカンジオールである。高沸点成分の留分にはさらに、これまで詳細に同定できていないさらなる有機物質が含まれている。
【００１８】
ＣＤＯＬを脱水素して、ＣＤＯＮにすることは、ドイツ国特許出願第１５６８３１７号公報、及び同第１２４８６５０号公報に記載されている。ここには、ＣＤＯＮを７４〜８９質量％、ＣＤＯＬを２５．９〜２１．８質量％含有する脱水素混合物が記載されている。製造された脱水素混合物の残りの割合は、低沸点成分と中沸点成分である。この脱水素混合物の後処理は、それ以上記載されていない。
【００１９】
特開平０５−０００９７７号公報からは、ＣＤＯＮとＣＤＯＬとの混合物から高純度のＣＤＯＬを製造する方法が知られている。この混合物を蒸留によって後処理する間に、アルカリ性成分が僅かな割合で、分離すべき混合物に添加される。隔壁塔（Trennwandkolonne）は、混合物を後処理するために利用されていない。
【００２０】
ＣＤＡＮを酸化して、ＣＤＡＮとＣＤＯＬを含有する酸化物混合体にすることは、英国特許出願第９３０８４２号公報に記載されている。後述の本発明による処理工程は記載されていない。
【００２１】
ドイツ国特許出願第２０３１７８２号公報には、ＣＤＯＮの選択的な製造方法が記載されており、この方法はＣＤＡＮを酸化して、ＣＤＯＮとＣＤＯＬとの混合物を得るものである。この混合物は蒸留により後処理されるが、蒸留プロセスについて詳しい記載はない。
【００２２】
国際公開第２００９／０９２６８２号パンフレットからは、ＣＤＯＮとＣＤＯＬを含有する混合物の後処理方法が公知であり、ここでは隔壁塔を用いて後処理が行われる。ただしこの方法の場合、中沸点成分が供給物の主要成分である一方、低沸点成分又は高沸点成分は不所望の副生成物である。
【００２３】
欧州特許出願公開第２３３６１１２号公報では、隔壁塔でラウリンラクタム含有混合物を処理することが言及されている。ここでも隔壁塔のフィードは、主に中沸点成分から成る。
【００２４】
ラウリンラクタムの製造に使用されるＣＤＯＮは、できる限り純粋な形で存在するのが望ましい。と言うのも付随成分は、ポリアミド１２内でポリマーに持続的に悪影響を与えるからである。これらの副生成物は特に、ＣＤＡＮの酸化の間、またＣＤＯＬの脱水素の間に生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】ドイツ国特許出願第１５６８３１７号公報、
【特許文献２】ドイツ国特許出願第１２４８６５０号公報
【特許文献３】特開平０５−０００９７７号公報
【特許文献４】英国特許出願第９３０８４２号公報
【特許文献５】ドイツ国特許出願第２０３１７８２号公報
【特許文献６】国際公開第２００９／０９２６８２号パンフレット
【特許文献７】欧州特許出願公開第２３３６１１２号公報
【非特許文献】
【００２６】
【非特許文献１】Oenbrink, G.及びSchiffer, T.著、"Cyclododecanol, Cyclododecanone, and Laurolactam"（2009年）
【非特許文献２】"Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" DOI: 10.1002/14356007.a08_201.pub2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
従来技術に鑑み本発明の課題は、低沸点成分、ＣＤＯＮ、中沸点成分、ＣＤＯＬ、及び高沸点成分を含有する混合物の後処理方法であって、可能な限り純粋なＣＤＯＮから成る留分が得られる方法を提供することである。この方法を実施するための装置は、できる限り少ない投資コストによって得られるべきであった。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題は、請求項１の特徴を有する方法によって解決される。
【００２９】
よって本発明の対象は、低沸点成分、シクロドデカノン、中沸点成分、シクロドデカノール、及び高沸点成分を含有する脱水素混合物から、シクロドデカノンが増加した留分を分離するための方法であって、以下の工程を有するものである：
ａ）脱水素混合物を用意する工程、
ｂ）前記脱水素混合物から低沸点成分を蒸留により分離して、シクロドデカノン、中沸点成分、シクロドデカノール、及び高沸点成分を含有する第一混合物を得る工程、
ｃ）前記第一混合物を、塔左側部と塔右側部とを有する隔壁塔に供給する工程、ここで前記塔の左側部及び右側部は部分的に、長手方向に前記隔壁塔を貫通して延設された隔壁によって分離されているが、前記塔の左側部及び右側部の塔頂及び塔底は一体化されており、前記塔頂と前記塔底との間に配置された分離段は、前記隔壁を迂回する、前記塔の左側部及び右側部の物質透過性接続部を備えており、
ｄ）シクロドデカノンが増加した留分を、前記隔壁塔の前記塔頂から取り出す工程、
ｅ）シクロドデカノン、シクロドデカノール、及び中沸点成分を含有する第二混合物を、前記隔壁塔の側方取り出し部から取り出す工程、
ｆ）シクロドデカノール、及び高沸点成分を含有する留分を、前記隔壁塔の前記塔底から取り出す工程。
【００３０】
本発明で核となるのは、塔の左側部と右側部との間に物質透過性の接続部を有する「有孔型」隔壁塔を用いることである。この関連で「孔」とは、通常考えられるように、隔壁が開口を有することと理解されるべきではない。むしろ「孔」という用語は、塔の左側部と右側部との間の接続部であって、一方の部分から他方の部分へと点状の物質漏出を可能にするもの（この接続部がなければ隔壁が物質漏出を妨害する）として、意味を転じて理解されるべきである。
【００３１】
この接続部に基づき有孔隔壁塔とは、２つの相互に接続された側方取り出し塔と、一体化された塔頂及び塔底との構造的な統合体である。この組み合わせの利点としては、全体で冷却器及び蒸発器が削減可能となり、これによって、同じ作用を有する別個の塔を２つ組み合わせることに起因する有孔隔壁塔の場合より、投資コストが少なくなることである。「孔」を有する本発明による隔壁塔と、分離技術的には同じ作用を有するが、塔頂流と塔底流が一体化された２つの側流塔の配置構成（コストが高い）との比較は、図３及び４を用いて、後でさらに詳細に説明する。
【００３２】
本発明の好ましい実施態様においては、第一混合物を隔壁塔の左側部に供給し、第二混合物をそこに存在する側方取り出し部から、塔の右側部に移送する。従ってこの接続部は、供給側では取得部であり、かつ取得側では追加的な供給部である。
【００３３】
本発明のさらなる好ましい実施態様において、物質透過性接続部は、塔の右側部と左側部との間で、液状の中沸点成分を輸送するために設けられている。この場合この接続部は、塔の右側部と左側部の間の、液体導通部である。
【００３４】
液状物質のみが物質透過性接続部を介して塔の側部間で交換されることを確実にするため、接続部は塔の左側部における液体回収部を起点とするのが望ましい。液体回収部は蒸留技術において充分に知られており、第一に、規則充填床又は不規則充填床から流出する液体を回収し、液体分配部に入れるのに用いられるが、この液体分配部は、液体をその下にある床に均一に分配するものである。任意で、回収された液体の一部を、側方取り出し物として取り出すことができる。塔の左側部と右側部との間の接続部はつまり、従来の方法で側方流として左側で取り出し、右側ではフィードのように投入される。塔の右側部と左側部との間で液体の物質流のみを交換するというプロセスは、本発明による隔壁塔が、通常考えられるような隔壁内の孔を有さないということの根拠でもある。と言うのも単純な孔は、気体状媒体に対しても透過性だからである。
【００３５】
本発明の極めて特に好ましい実施態様では、物質透過性接続部を以下のような位置に配置する。すなわち、物質透過性接続部が、塔左側部において中沸点成分の液体濃度が最大である塔左側部の分離面を起点としており、かつ液相の組成が、塔左側部から取り出される液体流の組成に最も相応する塔右側部の分離面へと開口しているように配置するのである。これはつまり、隔壁塔の左側部では中沸点成分が数％に濃縮されて、この高濃度領域（Konzentrationsbauch）で採取され、この流れを接続部を介して右側に再度供給するということである。そうすると右側では、塔を高い還流比で稼働させることができ、これにより中沸点成分は最大４０％という高い値に濃縮され、側流で取り出すことができる。
【００３６】
隔壁塔は好適には、真空で、つまり絶対圧１ｂａｒ未満で稼働させる。圧力は特に、隔壁塔内で絶対圧５０ｍｂａｒ未満であるのが望ましい。
【００３７】
塔右側部の、塔左側部に対する直径比、並びに塔右側部と塔左側部における何らかの構造物の数は、塔右側部と塔左側部における気体に対する水力学的な抵抗の当量を考慮して、所望の流量比が調節されるように選択するのが望ましい。
【００３８】
本発明による方法は好適には、合計で１００％となる以下の組成を有する脱水素混合物を後処理するために用いる：
・低沸点成分（ＬＢ）：１〜８質量％、好ましくは３質量％、
・シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）：６０〜９０質量％、好ましくは７０質量％、
・中沸点成分（ＭＢ）：０〜１．５質量％、好ましくは１質量％、
・シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）：１０〜４０質量％、好ましくは２４質量％、
・高沸点成分（ＨＢ）：０．１〜２．５質量％、好ましくは２質量％。
【００３９】
この方法は好適には、シクロドデカノンが増加した特に高純度の留分を得るために用いる。本発明によればこの留分は、ＣＤＯＮ含有率が少なくとも９８質量％であり、さらに好ましくは９９．５質量％というＣＤＯＮ含分が追求される。さらに、分離塔の塔頂で取り出されるシクロドデカノンが増加した留分は、できる限りＣＤＯＬ、高沸点成分、及び中沸点成分を含まないのが望ましい。これに対して隔壁塔の塔底で取り出される留分は、できる限りＣＤＯＮを含まないのが望ましい。
【００４０】
本発明による方法がラウリンラクタムプロセスとの関連で使用される限り、「脱水素混合物を用意する」という作業工程は、以下の下位工程を有する：
ｇ）シクロドデカンを酸素によって酸化し、低沸点成分、シクロドデカノン、中沸点成分、シクロドデカノール、及び高沸点成分を含有する酸化物混合体を得る工程、
ｈ）シクロドデカノールが増加した留分を蒸留により前記酸化物混合体から分離する工程、当該留分は、高沸点成分が減少されており、
ｉ）シクロドデカノールが増加した留分を脱水素して、脱水素混合物を得る工程。
【００４１】
本発明による方法がラウリンラクタムプロセスの一部である限り、隔壁塔の塔底流を前記工程ｈ）に返送することが推奨される。つまりこの塔底留分はＣＤＯＬを大量に含有するため、このＣＤＯＬは脱水素工程に再度利用可能になり、ＣＤＯＮに転化反応させることができる。高沸点成分は限界濃度になるまで濃縮され、この限界濃度で循環に送られる。酸化を経てプロセスに新たに投入される高沸点成分は、予備分離塔の塔底を介して、また隔壁塔の側方取り出し部を介して、再度プロセスから出る。
【００４２】
隔壁塔の塔頂生成物は高純度のＣＤＯＮであり、これはオキシム化してからさらに処理してラウリンラクタムにするのに優れて適している。隔壁塔から送られる第二混合物は、（例えばバッチ式蒸留によって）純粋なＣＤＯＮ及び／又はＣＤＯＬを得るためにさらに後処理するか、又は熱的に利用する。熱的な利用とは最も単純な場合、燃焼である。知覚可能な熱は、場合によっては事前に触って調べることができる。
【００４３】
本発明の対象はまた、本方法で使用される隔壁塔自体である。これは、物質混合物を蒸留により３つの留分に後処理するための装置であって、当該装置はカバーに囲まれた空間を有し、当該空間は、塔左側部、塔右側部、塔底、及び塔頂に区分されており、前記カバーの内部では、前記塔底及び前記塔頂との間に、前記隔壁塔を貫通して隔壁が延設されており、当該隔壁によって塔左側部と、塔右側部が分離されており、物質混合物を投入するための供給部、第一留分を取り出すための塔頂取り出し部、第二留分を取り出すための塔底取り出し部、及び第三留分を取り出すための側方取り出し部が設けられており、前記塔頂及び前記塔底の間であって、前記塔左側部と前記塔右側部との間に物質透過性の接続部が配置されている。よって本発明による装置は、一体化された塔頂と、一体化された塔底を有する。
【００４４】
塔左側部と塔右側部との間の物質透過性接続部は好適には、装置のカバーの外側に配置されている。この接続部は好ましくは、左側が取り出し部であり、右側が供給部である。
この装置のさらなる有利な特徴は、明細書と実施例から明らかになる。
【００４５】
本発明のさらなる対象は、低沸点成分、ＣＤＯＮ、中沸点成分、ＣＤＯＬ、及び高沸点成分を含有する物質混合物を後処理するための、前記装置の使用である。
【００４６】
本発明を実施例により、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本方法のフローチャートを示す。
【図２】隔壁塔の詳細図を示す。
【図３】隔壁塔内部の濃度勾配を示す。
【図４】隔壁塔の代替的な説明図を示す。
【実施例】
【００４８】
後処理工程の全容は、図１に示されている。後処理工程は酸化（１）で始まり、ここでＣＤＡＮが酸素によって酸化される。この際に酸化物混合体（２）が生じるが、これは低沸点成分（ＬＢ）、ＣＤＯＮ、中沸点成分（ＭＢ）、ＣＤＯＬ、及び高沸点成分（ＨＢ）を含有するものである。この反応メカニズムに基づき、酸化物混合体（２）内部におけるＣＤＯＮ含分は、明らかにＣＤＯＬ含分よりも低い。このような酸化物混合体（２）は通常、ＣＤＯＮを約１５質量％、そしてＣＤＯＬを約７０質量％含有する。
【００４９】
酸化物混合体（２）は、予備分離塔（３）に供給される。この予備分離塔（３）の機能は、高沸点成分（ＨＢ）の大部分を排出することにある。これは塔底を介して行われる。予備分離塔（３）の塔頂を介して、ＣＤＯＬ  ｔ．ｑ．が取り出される。ＣＤＯＬ  ｔ．ｑ．は、ＣＤＯＬを約８４質量％、ＣＤＯＮを約１３質量％含有する。ＣＤＯＬ  ｔ．ｑ．は別個の市販品であり、場合によっては分岐（４）を介して工程から取り出すことができる。
【００５０】
ラウリンラクタムを製造するために、ＣＤＯＬ  ｔ．ｑ．を脱水素（５）にかける。ここでＣＤＯＬを脱水素してＣＤＯＮにし、これによりこれら２つの物質の割合が逆転する。脱水素（５）から取り出される脱水素混合物（Ｏ）は通常、合計で１００質量％となる以下の組成を有する：
・低沸点成分（ＬＢ）：１〜８質量％、好ましくは３質量％、
・シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）：６０〜９０質量％、好ましくは７０質量％、
・中沸点成分（ＭＢ）：０〜１．５質量％、好ましくは１質量％、
・シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）：１０〜４０質量％、好ましくは２４質量％、
・高沸点成分（ＨＢ）：０．１〜２．５質量％、好ましくは２質量％。
【００５１】
それから脱水素混合物（Ｏ）は、低沸点成分塔（６）に供給される。低沸点成分塔（６）の目的は、低沸点成分（ＬＢ）が塔頂を介して蒸留により脱水素混合物（Ｏ）から分離され、これにより低沸点成分塔（６）の塔底で、ＣＤＯＮ、中沸点成分（ＭＢ）、ＣＤＯＬ、及び高沸点成分（ＨＢ）を含有する第一混合物（ＡＢＣ１）を生じさせることにある。低沸点成分（ＬＢ）はこの工程において、好適には完全に分離される。塔底生成物（ＡＢＣ１）の特性は、中沸点成分（ＭＢ）の含分が非常に低い、つまり約１質量％しかないことである。合計で１００％となる混合物ＡＢＣ１の残りは、実質的にＣＤＯＮ、ＣＤＯＬ、及び高沸点成分（ＨＢ）から成る。混合物ＡＢＣ１の典型的な組成は、以下の通りである：
・低沸点成分（ＬＢ）：０〜１質量％、好ましくは０質量％、
・シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）：６０〜９０質量％、好ましくは７０質量％、
・中沸点成分（ＭＢ）：０〜２質量％、好ましくは１質量％、
・シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）：１０〜４０質量％、好ましくは２６質量％、
・高沸点成分（ＨＢ）：０．１〜３質量％、好ましくは３質量％。
【００５２】
混合物ＡＢＣ１は続いて、隔壁塔（ＴＷＫ）に供給する。隔壁塔（ＴＷＫ）は隔壁（Ｗ）を有するが、これは隔壁塔の左側部（ＬＨＳ）と、隔壁塔の右側部（ＲＨＳ）とを分離するものである。隔壁塔の塔頂（７）と塔底（８）は、一体化されている。塔頂（７）と塔底（８）の間の分離面には、塔左側部（ＬＨＳ）と塔右側部（ＲＨＳ）双方の間に接続部（Ｖ）が存在する。よってこの接続部（Ｖ）は、左側が取り出し部であり、右側が供給部である。隔壁塔の右側部（ＲＨＳ）には、側方取り出し部（Ｓ）も備えられている。隔壁塔（ＴＷＫ）の構造は、図２からより正確に分かる。
【００５３】
隔壁塔（ＴＷＫ）の塔頂（７）からは、ＣＤＯＮが増加した留分Ａが取り出され、この留分Ａは、最大９９．５％がＣＤＯＮから成る。隔壁塔（ＴＷＫ）の塔底（８）からは、ＣＤＯＬと高沸点成分（ＨＢ）を含有する留分Ｃが取り出される。この塔底留分Ｃは再循環され、酸化物混合体（２）と一緒に予備分離工程（３）に送られる。このようにして未反応のＣＤＯＬが再度、脱水素（５）に供給される。供給された高沸点成分（ＨＢ）は、工程内で一定の基準まで濃縮される。酸化（１）から新たにここに投入される高沸点成分（ＨＢ）は、予備分離塔（３）の塔底を介して取り出され、これにより高沸点成分濃度が一定の状態に調整される。
【００５４】
側方取り出し部（Ｓ）を介して、ＣＤＯＮ、ＣＤＯＬ、及び中沸点成分を含有する第二混合物（ＡＢＣ２）が取り出される。ここで中沸点成分（ＭＢ）が、側方混合物（ＡＢＣ２）の大部分を占める。有価生成物であるＣＤＯＮとＣＤＯＬの割合は、比較的少ない。混合物ＡＢＣ２は例えば、バッチ式蒸留によってさらに精製することができるか、又は熱的な利用に給送することができる。隔壁分離塔（ＴＷＫ）の塔頂（７）から取り出された、留分Ａの高純度ＣＤＯＮは、ラウリンラクタム製造のために使用する（図示せず）。
【００５５】
隔壁塔（ＴＷＫ）の概略的な構造が、図２に詳細に記載されている。隔壁塔（ＴＷＫ）は、内部空間を取り囲むカバー（９）を有する。この空間は、塔の左側部（ＬＨＳ）、塔の右側部（ＲＨＳ）、塔頂（７）、及び塔底（８）に区分される。カバー（９）内部には、隔壁塔（ＴＷＫ）を貫通して隔壁（Ｗ）が延設されており、この隔壁（Ｗ）によって、塔の左側部と右側部が物質的に分離されている。塔頂（７）と塔底（８）では、塔の左側部と右側部が物質的に一体化されている。と言うのも隔壁（Ｗ）は、隔壁塔（ＴＷＫ）の高度全体にわたって延設されたものではないからである。塔頂（７）及び塔底（８）は、隔壁（Ｗ）が途絶える箇所から始まる。
【００５６】
隔壁塔（ＴＷＫ）では、公知の構造物（１０）が多数組み込まれていてよく、これは例えばSulzer社又はMontz社の規則充填物又は不規則充填物である。この構造物（１０）の目的は、理論分離段の数をできるだけ多くすることである。
【００５７】
さらに、分離塔（ＴＷＫ）内に様々な液体回収部と液体分配部（１１）が設けられていてよく、その構造様式は当業者に慣用のものである。
【００５８】
本発明により使用される分離塔（ＴＷＫ）の基本的な特徴は、塔の左側部（ＬＨＳ）から右側部（ＲＨＳ）へと通じる物質透過性接続部（Ｖ）である。この接続部（Ｖ）は、図示されていない循環ポンプを用いた導通によって流れを作るために設けられている液体導通部である。この接続部（Ｖ）によって液状の中沸点成分が、塔左側部での濃度最大部から、塔の右側部へと輸送される（図４についての説明も参照）。接続部（Ｖ）によって液状物質のみが交換されることを保証するために、接続部（Ｖ）は、塔の左側部にある液体回収部（１１）を起点とする。液体回収部（１１）は、中沸点成分の液体濃度が最大になる分離面に設置されている。よって物質透過性接続部は、塔左側部の分離面を起点とするが、この分離面では、塔左側部において中沸点成分の液体濃度が最大になる。この物質透過性接続部（Ｖ）は、塔右側部の分離面に開口するが、この分離面では液相の組成が、塔左側部から取得される液体流の組成に最も相応する。これはつまり、隔壁塔の左側部では中沸点成分が数％に濃縮されて、この高濃度領域で採取され、この流れを接続部を介して右側に再度供給するということである。従って接続部（Ｖ）の取り出し点及び供給点は、濃度比に相応して選択し、同一平面に存在してはならない。
【００５９】
接続部（Ｖ）によって輸送される物質流は、合計で１００質量％となる以下の組成を有する：
・シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）：３０〜５０質量％、好ましくは４３質量％、
・中沸点成分（ＭＢ）：０〜２０質量％、好ましくは１８質量％、
・シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）：３０〜５０質量％、好ましくは３８．４質量％、
・高沸点成分（ＨＢ）：０．１〜２質量％、好ましくは０．６質量％。
【００６０】
隔壁塔の塔頂（７）からは、気体状の塔頂生成物（Ａ）が取り出され、これはほぼＣＤＯＮのみを含有する（約９９．５質量％）。蒸留塔では慣用のように、塔頂取り出し部には冷却器（１２）と塔頂還流（１３）が備えられている。塔頂には真空システム（１９）も配置されており、これは隔壁分離塔（ＴＷＫ）に減圧をもたらすものである。
【００６１】
隔壁塔（ＴＷＫ）の塔底（８）では、主にＣＤＯＬと、高沸点成分を含有する留分Ｃが取り出される。蒸留塔では慣用のように、ここで塔底加熱器／蒸発器（１４）が、相応する塔底還流（１５）とともに備えられている。
【００６２】
隔壁塔の右側部（ＲＨＳ）には、側方取り出し部（Ｓ）が備えられており、この側方取り出し部を介して、中沸点成分が多い第二混合物（ＡＢＣ２）が取り出される。この側方取り出し部から取り出される混合物ＡＢＣ２は基本的に、ＣＤＯＮ、ＣＤＯＬ、及び中沸点成分を含有する。
【００６３】
側方取り出し部によって取り出される物質流ＡＢＣ２は、合計で１００質量％となる以下の組成を有する：
・シクロドデカノン（ＣＤＯＮ）：２０〜５０質量％、好ましくは３５質量％、
・中沸点成分（ＭＢ）：０〜６０質量％、好ましくは５４質量％、
・シクロドデカノール（ＣＤＯＬ）：１０〜５０質量％、好ましくは１０質量％、
・高沸点成分（ＨＢ）：０〜２質量％、好ましくは１質量％。
【００６４】
図３には、隔壁分離塔が再度図示されているが、ここでは、ＣＤＯＮの濃度勾配が実線により（留分Ａ）、ＣＤＯＬの濃度勾配が破線により（留分Ｃ）、そして中沸点成分が一点鎖線により（留分Ｂ）示されている。接続部（Ｖ）は、塔の左側部の分離面を起点とするように配置されているが、この分離面では、塔左側部において中沸点成分の液体濃度が最大となる。この接続部は、塔右側部の分離面に開口しているが、この分離面では液相の組成が、塔左側部から取り出される液体流の組成に最も相応する。これはつまり、隔壁塔の左側部では中沸点成分が数％に濃縮されて、この高濃度領域で採取され、この流れを接続部を介して右側に再度供給するということである。このようにして、塔の左側部では混合物ＡＢＣ１が分離され、ＣＤＯＮが純粋な蒸留液として、そしてＣＤＯＬが純粋な高沸点成分として得られる。中沸点成分は隔壁塔の左側内部で、高濃度領域を形成する。濃度が最大になる箇所で液体状の中沸点成分の部分流を取得し、接続部（Ｖ）によって隔壁塔の右側部へと移送する。ここでは循環を高めることにより、新たにＣＤＯＮとＣＤＯＬとの厳格な分離が行われる。ここで中沸点成分は再度、隔壁塔の右側内部で著しく濃縮され、側方流（Ｓ）を介して排出できる。塔の右側部と左側部の蒸留液と、塔の右側部と左側部の塔底液はそれぞれ同じ濃度を有することができるため（純粋な生成物）、これらは一緒に送り、それぞれ冷却システム（１２）、真空システム（１９）、及び蒸発器（１４）を介して、移動させることができる。
【００６５】
分離技術的には同等の価値を有する解決策が、図４に示されている：ここでは隔壁塔を用いて作業するのではなく、２つの従来の側方取り出し塔（１６）及び（１７）が相互に接続されている。第一の塔（１６）は隔壁塔の左側部に相当し、第二の塔（１７）は隔壁塔の右側部に相当する。接続部（Ｖ）の機能は、第一の塔（１６）と第二の塔（１７）との間にある側方流（１８）が担っている。２つの塔（１７）及び（１８）の塔底流及び蒸留液は、共通の留分Ａ及びＣへとまとめられる。２つの塔（１６）及び（１７）における濃度勾配は、隔壁塔の左側部又は右側部のように選択する（図３参照）。このようにして、同じ分離結果が達成される。ただし図４に記載された装置の場合、より多くの投資コストがかかる。と言うのも２つの塔（１６）及び（１７）はそれぞれ、個別の蒸発器（１４）と冷却器（１２）を必要とするからである。図３に示された隔壁塔は、蒸発器と冷却器をそれぞれ１つずつしか必要としないため、図３に示された本発明による態様の方が、明らかにコストが低い。
【符号の説明】
【００６６】
１  酸化、  ２  酸化物混合体、  ３  予備分離塔、  ４  分岐、  ５  脱水素、  ６  低沸点成分塔、  ７  塔頂隔壁塔、  ８  塔底隔壁塔、  ９  カバー、  １０  構造物充填塔、  １１  液体回収部、  １２  冷却器、  １３  塔頂還流、  １４  塔底加熱部／蒸発器、  １５  塔底還流、  １６  第一の塔、  １７  第二の塔、  １８  側流、  １９  真空システム、  ＬＢ  低沸点成分、  ＭＢ  中沸点成分、  ＨＢ  高沸点成分、  ＴＷＫ  隔壁塔、  ＲＨＳ  隔壁塔右側部、  ＬＨＳ  隔壁塔左側部、  Ｗ  隔壁、  Ｖ  接続部、  Ｓ  側方取り出し部、  Ｏ  脱水素混合物、  Ａ  ＣＤＯＮが増加した留分（隔壁塔の塔頂）、  Ｂ  中沸点成分が増加した留分（接続部、隔壁塔側部）、  Ｃ  ＣＤＯＮ／高沸点成分を含有する留分（隔壁塔の塔底）、  ＡＢＣ１  第一混合物（隔壁塔のフィード）、  ＡＢＣ２  第二混合物（隔壁塔の側方取り出し部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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