(57)【要約】  直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドを含むアルデヒド混合物の蒸留方法であって、アルデヒド混合物を含む供給材料を第一分離容器に供給する工程；分離が生じるような第一の温度及び第一の圧力で前記第一分離容器を操作する工程；直鎖アルデヒドを含む第一の流れを前記第一分離容器から回収し、前記第一の流れを第二分離容器に供給する工程；分離が生じるような第二の温度及び第二の圧力で前記第二分離容器を操作する工程；直鎖アルデヒドを含む生成物流と高沸点成分を含む第二の流れを、前記第二分離容器から回収し、前記第二の流れを第三分離容器に供給する工程；分離が生じるような第三の温度及び第三の圧力で前記第三分離容器を操作する工程；及びアルデヒド混合物を含む第三の流れを前記第三分離容器から回収し、前記第三の流れを第一分離容器に再投入する工程を含む方法が記載される。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドを含むアルデヒド混合物の蒸留方法であって、
ｉ）アルデヒド混合物を含む供給材料を第一分離容器に供給する工程；
ｉｉ）分離が生じるような第一の温度及び第一の圧力で前記第一分離容器を操作する工程；
ｉｉｉ）直鎖アルデヒドを含む第一の流れを前記第一分離容器から回収し、前記第一の流れを第二分離容器に供給する工程；
ｉｖ）分離が生じるような第二の温度及び第二の圧力で前記第二分離容器を操作する工程；
ｖ）直鎖アルデヒドを含む生成物流と高沸点成分を含む第二の流れを、前記第二分離容器から回収し、前記第二の流れを第三分離容器に供給する工程；
ｖｉ）分離が生じるような第三の温度及び第三の圧力で前記第三分離容器を操作する工程；及び
ｖｉｉ）アルデヒド混合物を含む第三の流れを前記第三分離容器から回収し、前記第三の流れを第一分離容器に再投入する工程
を含む方法。
【請求項２】
供給材料が、直鎖及び分岐鎖Ｃ４アルデヒド；又は直鎖及び分岐鎖Ｃ５アルデヒドを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一分離容器、第二分離容器又は第三分離容器が、それぞれ個々に蒸留塔、例えば棚段塔又は充填塔である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
第一、第二又は第三分離容器の何れか一つの下方部の温度が、約２００℃〜約６５℃、約１２５℃〜約８５℃、約１２０℃〜約９０℃、約１１５℃〜約９５℃；又は約１１０℃〜約１００℃である、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
第一、第二又は第三分離容器の何れか一つの圧力が、約１．０〜約２．４ｂａｒａ、約１．２〜約２．２ｂａｒａ、又は約１．４〜約２．０ｂａｒａから選択される、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
第一分離容器が棚段塔であり、場合によっては、棚段塔内の棚板数が約４０〜約１６０；又は約５０〜約１５０；又は約６０〜約１４０；又は約７０〜約１３０；又は約８０〜約１２０である、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
供給材料が、塔頂部から数えて、約５〜１００段の棚板、又は約１０〜９０段の棚板において第一分離容器に供給される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第二分離容器が棚段塔であり、場合によっては、棚段塔内の棚板数が、約２〜約１００、約２〜約５０、約３〜約２５、約４〜約２０、約４〜約１５、又は約４〜約１０である、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
第一の流れが、第二分離容器の塔底部より１〜１０段上、塔底部より約２〜９段上、塔底部より約３〜７段上の棚板に供給される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第三分離容器が棚段塔であり、場合によっては、棚段塔内の棚板数が、約２〜約１００、約２〜約５０、約３〜約２５、約４〜約２０、約４〜約１５、又は約４〜約１０である、請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
第二の流れが、第二分離容器の塔底部より１〜１０段上、塔底部より約２〜９段上、塔底部より約３〜７段上の棚板に供給される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第一、第二又は第三分離容器が、それぞれ個々に、リボイラー、凝縮器、リボイラーと凝縮器、還流ドラム、還流ポンプ、又は還流ドラムと還流ポンプの何れか一つを更に備えている、請求項１から１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
第一及び第二分離容器が棚段塔であり、第二分離容器内の棚板の数が第一分離容器内に存在する棚板の数より少ない、請求項１から１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第一及び第三分離容器が棚段塔であり、第三分離容器内の棚板の数が第一分離容器内に存在する棚板の数より少ない、請求項１から１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
第一、第二及び第三分離容器が棚段塔であり、第二及び第三分離容器内の棚板の数が第一分離容器内に存在する棚板の数より少ない、請求項１から１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
第三分離容器が部分蒸発器であり、前記容器が棚板を含まず、凝縮器を含まず、場合によっては、部分蒸発器は、単一ケトル型リボイラー又は蒸発器、又は外部リボイラーを備えた容器から選択される、請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドを分離するための方法に関する。特に、本発明は、ブタナールとしても知られているｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの分離方法に関する。より詳細には、本発明は、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドのようなアルデヒドを高収率かつ低コストで分離するための改良された方法に関する。この方法は、直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドの混合物から直鎖アルデヒドを分離するのに特に有用であり、直鎖アルデヒドの、少なくとも９５％の純度、好ましくは少なくとも９８％の純度、より好ましくは少なくとも９９％の純度、又は直鎖アルデヒドに対する完全選択性を達成することを可能にしうる。
【背景技術】
【０００２】
直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドの混合物は、典型的には、ヒドロホルミル化プロセスの結果として形成される。例えば、ブチルアルデヒドは、ほぼ例外なくプロピレンのヒドロホルミル化によって製造される。伝統的には、プロピレンのヒドロホルミル化には、コバルトカルボニルが触媒として使用されていた。より最近では、ホスフィン又はホスファイト配位子と錯体を形成したロジウムが触媒として使用されている。ヒドロホルミル化反応により、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの混合物が生じ、これを後の工程で分離することができる。
【０００３】
ブチルアルデヒドの用途の一つはブタノールの製造にある。ｎ−ブタノールの一つの用途は、ｎ−ブタノールのアクリル酸によるエステル化によって得られるアクリル酸ブチルの製造にある。これは、溶媒、香味料、香料として、また皮膚軟化剤や可塑剤などの他の化学物質の製造のための化学中間体又は前駆体として広く使用されているため、重要な誘導体である。
【０００４】
ｎ−ブタナールの最も商業的に重要な用途の一つは、２−エチルヘキサノールの製造にある。この反応では、純粋なｎ−ブチルアルデヒドが典型的にはアルドール縮合を受けて２−エチルヘキセナールを形成する。ついで、２−エチルヘキセナールが水素化されて中間体２−エチルヘキサノールを形成する。イソブチルアルデヒドがアルドール縮合反応の間に存在する場合、エチルメチルペンタノールのような好ましくない反応生成物が形成される。エチルメチルペンタノールの存在は問題となる場合がある。例えば、その存在は、より低品質の可塑剤の生成をもたらす。従って、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの混合物からｎ−ブチルアルデヒドを分離することにより、実質的に純粋なｎ−ブチルアルデヒドを製造する必要がある。
【０００５】
ブテンのヒドロホルミル化後のＣ５アルデヒドの製造のような、ヒドロホルミル化反応から得ることができる他の直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドの分離の際に同様の問題に遭遇する。例えば、１−ペンタナール又はｎ−バレルアルデヒドとして知られている線状Ｃ５アルデヒドは、２−プロピルヘプタノールの製造に使用され、後者が今度は可塑剤を製造するために使用され、ｎ−ブチルアルデヒドに関連して検討したものと同様の欠点を有する。これらの欠点は、生成物中の２−プロピルヘプタノールの異性体、例えば２−プロピル，４−メチルヘキサノール及び２−プロピル，５−メチルヘキサノールの存在に起因する。
【０００６】
ヒドロホルミル化反応の選択性を変えて、温度、圧力及び触媒のようなプロセス変数を変更することにより、より高い濃度の所望のノルマル異性体生成物を得ることは可能である。しかしながら、ノルマルアルデヒド異性体に対して所望のレベルの選択性、望ましくは完全選択性を達成することは未だ可能になってはおらず、よって、ヒドロホルミル化プロセスから得られる生成物は、直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドの両方の混合物である。アルデヒド混合物に加えて、ヒドロホルミル化反応からの生成物には重質成分として知られる高沸点成分がまた含まれるであろう。これら高沸点成分は、成分間の反応によって生じ、二量体、三量体及び四量体を含みうる。幾つかの高沸点成分の生成は、縮合反応、例えばアルドール縮合反応、ティシチェンコ（Ｔｉｓｃｈｅｎｋｏ）型反応又はカニッツァーロ（Ｃａｎｎｉｚａｒｏ）型反応によって起こると考えられる。これらの反応とそれらの機構の詳細についての検討は、例えば、米国特許第５８４１００２号及び米国特許第６１９３８７２号に見出すことができる。
【０００７】
生成物流はまた軽質成分として知られる低沸点成分を含んでいる場合がある。存在しうる軽質成分には、未反応のアルケン、アルカン、及び溶存ガスのうちの一又は複数が含まれうる。溶存ガスには、一酸化炭素、水素、二酸化炭素、メタン、窒素、アルゴン及び水のうちの一又は複数が含まれうる。生成物流にはまたヒドロホルミル化プロセス中にアルデヒドをアルコールに還元することによって生成される対応アルコール、水及びアルカンが含まれうる。
【０００８】
脂肪族アルデヒドは、熱及び不純物の作用によって容易に縮合され又は重合されるので、十分な純度の生成物を得るためには、ヒドロホルミル化プロセスから得られる粗アルデヒドを繰り返し分別蒸留することが歴史的に必要であった。
【０００９】
工業的プロセスでは、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの分離などの直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドの分離は、二塔の別個の蒸留塔を使用する二段蒸留プロセスで達成されうる。一例としてｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの分離を挙げると、一つのそのようなプロセスが米国特許第５１０２５０５号の欄に記載されている。蒸留条件は、分岐鎖アルデヒドが蒸留塔の上部領域において液体形態で取り出され、直鎖アルデヒドが二つの別個の生成物流に分離されるように、選択される。直鎖アルデヒドの第一の生成物流は、本質的に純粋な直鎖アルデヒドからなり、蒸留塔の下方領域から蒸気で取り出される。直鎖アルデヒドの第二の生成物流は、高沸点成分の大部分を含み、蒸留塔の底部で塔底生成物として取り出される。しかし、粗生成物中に存在する直鎖アルデヒドの多くとも７０重量％しか得ることができなかった。
【００１０】
第一蒸留塔がブチルアルデヒドの流れを高沸点成分から分離する別の構成が、米国特許第６５１１５８３号において検討されている。ｎ−ブチルアルデヒドを含む流れは第一蒸留塔からのサイドドローとして取り出され、ｎ−ブチルアルデヒドと高沸点成分の両方を含む流れはまた第一蒸留塔の塔底から取り出される。第一蒸留塔の塔底から取り出された流れは、第二蒸留塔において、高沸点成分を含むより濃縮された流れと、第一蒸留塔に戻される主にｎ−ブチルアルデヒドを含む流れとに分離される。
【００１１】
二段プロセスでは幾らかの分離が可能になるが、様々な不具合や欠点がありうる。例えば、分離されているものがブチルアルデヒドの混合物である場合、二塔プロセスの第二塔から得られるｎ−ブチルアルデヒドが、第一蒸留塔から取り出されるサイドドローよりも、より純粋で、高沸点成分をあまり含まず、イソブチルアルデヒドが少なくなる可能性がある。従って、第一蒸留塔と第二蒸留塔を直列に接続し、第一塔の塔底成分を第二塔において高沸点成分の流れと純粋なイソブチルアルデヒドを含まないｎ−ブチルアルデヒドの流れとに分離し、同じ高いｎ−ブチルアルデヒド収率を達成することが提案されている。
【００１２】
しかしながら、二段蒸留プロセスの使用には付随する重大な欠点がある。一つの欠点は、相当量の所望のアルデヒド生成物が、その高沸点成分への転換のために失われることである。これは、ｎ−ブチルアルデヒドのような直鎖アルデヒドを回収するために必要とされる高温の直接的な結果である。例えば、高沸点成分へのその場での転換の結果としておよそ１〜２重量％又はそれ以上のｎ−ブチルアルデヒドが失われうることが推定されており、これはプロセスが商業的規模で使用される場合には相当な量である。更に、第一蒸留塔のサイドドローから取り出される直鎖アルデヒドは、塔に投入される高沸点成分の幾らかを典型的には含み、これが、塔への添加後に直鎖アルデヒドが得られるサイドドローを通過する。また、第一蒸留塔の分岐鎖アルデヒド含量が増加し、塔底から上方に向けて各棚板で急激に増加しうるので、所望の分岐鎖アルデヒド含量を達成するためにはリボイラーに更なる負荷必要量を加える必要があることが理解される。
【００１３】
加えて、直鎖アルデヒドを高収率で得るためには、高沸点成分の濃縮流を生成することが重要である。高沸点成分は、直鎖アルデヒドよりもかなり揮発性が低いので、塔底部において高温が必要である。高温では、アルデヒドの更なる縮合又は高沸点成分のクラッキングのような他の反応が重要になる。分岐鎖アルデヒドの複合体又はオリゴマーである高沸点成分のクラッキングは、分岐鎖アルデヒドを蒸留塔中に放出し戻す場合があり、これが最終的には直鎖アルデヒド流中に存在する可能性があり、分岐鎖アルデヒドを除去するために払われた努力を取り消してしまう。従って、第二塔の温度が比較的低いままで、好ましくは第一塔と同じ温度であることが最重要である。これを達成するために、第一塔の圧力を低下させることができ、又は高沸点成分の流れ中になお相当量の直鎖アルデヒドを残すことによって高沸点成分の濃度を制限することができる。
【００１４】
蒸留プロセスと、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドのような直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドの分離を改善する試みは、蒸留を補助し、不純物の形成を最小限にするために様々な成分を添加することに焦点を当ててきた。例えば、混合ブチルアルデヒド供給材料に水を添加した方法が米国特許第５２２７５４４号に開示されている。ブチルアルデヒド供給材料に添加された水の量は、蒸留中にイソブチルアルデヒドオリゴマーを単量体形態に加水分解するのに十分であると言われており、これが、最終生成物中に存在するイソブチルアルデヒドの量を減少させ、２−エチルヘキサノールを製造する際に形成される不純物の数をまた減少させる。蒸留プロセスと、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの分離を改善する別の試みは、独国特許公開第３３２０６４８号に開示されており、該公報には、蒸留塔中の高沸点成分の生成を減少させることを目的とするモノカルボン酸、例えば酪酸の添加が記載されている。モノカルボン酸は、空気を塔中に供給することによって、その場で生成されると言われている。しかし、蒸留塔への他の成分の添加には、ブチルアルデヒドからその追加の成分を分離する必要性などの欠点が付随している。例えば、水は、液体を発泡させ棚板を無効にしたり、又は塔の処理量をその意図された処理量未満に制限したりする可能性があるため、好ましくない成分である可能性がある。
【００１５】
従って、従来技術に伴う欠点のない、直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドを分離することを含むアルデヒド混合物の新規で改良された精製方法がなお必要とされている。具体的には、所望のｎ−ブチルアルデヒドを、少なくとも９５％を超える純度、少なくとも９８％の純度、少なくとも９９％の純度、好ましくは１００％の純度で得ることを可能にする、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの混合物からｎ−ブチルアルデヒドを分離するための改良された方法に対する必要性が残っている。三段階の分離を含む本発明の方法は、高収率かつ高純度の両方で得られる直鎖アルデヒド、例えばｎ−ブチルアルデヒドを生じることが見出された。本発明の方法はまた、既存の二段蒸留法に付随する欠点である更なる高沸点成分の生成を回避する。
【発明の概要】
【００１６】
よって、本発明の第一の態様によれば、直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドを含むアルデヒド混合物の蒸留方法であって、
ｉ）アルデヒド混合物を含む供給材料を第一分離容器に供給する工程；
ｉｉ）分離が生じるような第一の温度及び第一の圧力で前記第一分離容器を操作する工程；
ｉｉｉ）直鎖アルデヒドを含む第一の流れを前記第一分離容器から回収し、前記第一の流れを第二分離容器に供給する工程；
ｉｖ）分離が生じるような第二の温度及び第二の圧力で前記第二分離容器を操作する工程；
ｖ）直鎖アルデヒドを含む生成物流と高沸点成分を含む第二の流れを、前記第二分離容器から回収し、前記第二の流れを第三分離容器に供給する工程；
ｖｉ）分離が生じるような第三の温度及び第三の圧力で前記第三分離容器を操作する工程；及び
ｖｉｉ）アルデヒド混合物を含む第三の流れを前記第三分離容器から回収し、前記第三の流れを第一分離容器に再投入する工程
を含む方法が提供される。
【００１７】
本発明の方法において使用されるアルデヒド混合物は、ヒドロホルミル化プロセスから得られる生成物でありうる。ヒドロホルミル化プロセスの例は、米国特許第４１４８８３０号、米国特許第４２４７４８６号、米国特許第４５９３１２７号及び米国特許第６１００４３２号に記載されている。しかしながら、本発明の蒸留プロセスを、他のヒドロホルミル化プロセスによって又は他のプロセスによって製造されたアルデヒド混合物を分離するために使用してもよい。
【００１８】
一構成では、ヒドロホルミル化反応のための出発材料はオレフィン又はオレフィン混合物でありうる。好適なオレフィンの例としては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ブテン（シス又はトランス）及びイソブチレンが挙げられる。ヒドロホルミル化プロセスから得られるアルデヒドは、オレフィン出発材料のものより１個多い炭素原子を有するであろう。
【００１９】
ヒドロホルミル化反応においては触媒が典型的には使用される。任意の適切な触媒が使用されうる。ヒドロホルミル化反応において使用されうる適切な触媒の例は、米国特許第５１０２５０５号に記載されている。一構成では、触媒は、場合によっては一又は複数の配位子と組み合わせて使用されうるロジウム触媒でありうる。一又は複数の配位子は、ホスフィン又はホスファイトでありうる。一構成では、一又は複数の配位子はトリフェニルホスフィンでありうる。
【００２０】
供給材料中に存在する直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドの比は、一般に、アルデヒドの製造に使用される方法に依存する。
【００２１】
アルデヒドに加えて、供給材料は、軽質沸点成分、重質沸点成分、又は軽質及び重質沸点成分両方を更に含む場合がある。供給材料中の他の成分の量は、約０．１〜約５重量％、約０．２〜約４重量％、又は約０．２〜約３重量％でありうる。
【００２２】
本発明の方法は、既存の分離方法よりも低コストかつより穏やかな条件下で実施することができるという利点を有する。更に、該方法は、約９８％〜約９９．９８％の直鎖アルデヒド含量を可能にしうる。約９９％、又は約９９．９％の純度又は１００％の純度でさえ達成されうる。
【００２３】
直鎖アルデヒド生成物の流れは、約０．５重量％未満の高沸点成分を含みうる。あるいは、約０．４重量％、０．３重量％、０．２重量％、又は０．１重量％、０．０５重量％、０．０２重量％又は０．０１重量％未満の高沸点成分を含みうる。
【００２４】
供給材料の組成がどうであれ、それは第一分離容器に供給される。一構成では、供給材料は、直鎖及び分岐鎖のＣ３−５アルデヒドを含む。従って、供給材料は、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒド、又はｎ−バレルアルデヒドとイソバレルアルデヒドを含みうる。一構成では、供給材料は、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの混合物を含みうる。
【００２５】
第一分離容器は、任意の適切な分離容器でありうる。一構成では、第一分離容器は、棚段塔又は充填塔などの蒸留塔でありうる。第一分離容器が棚段塔である場合、任意の適切な数の棚板（トレイ）が使用されうる。一構成では、棚板の数は、約４０〜約１６０、約５０〜約１５０、約６０〜約１４０、約７０〜約１３０、又は約８０〜約１２０でありうる。
【００２６】
供給材料は、第一分離容器の任意の部分に供給されうる。一構成では、供給材料は、例えばおよそ棚板５〜１００、又はおよそ棚板１０〜９０の位置などの第一分離容器の中央部に供給されうる。これに関連して、棚板は、塔頂から番号が付される。
【００２７】
第一分離容器は、リボイラー、凝縮器（コンデンサー）、又はリボイラーと凝縮器を更に備えていてもよく、場合によっては、第一分離容器は、還流ドラム、還流ポンプ又は還流ドラムと還流ポンプを更に備えていてもよい。
【００２８】
分離を容易にするために、第一分離容器は、任意の適切な温度及び圧力で操作される。温度及び圧力は、分離される組成物と第一分離容器の形態に依存する。一構成では、第一分離容器の下方部の温度は、約２００℃〜約６５℃、約１２５℃〜約８５℃、約１２０℃〜約９０℃、約１１５℃〜約９５℃、又は約１１０℃〜約１００℃でありうる。一構成では、第一分離容器の圧力は、約１．０〜約２．４ｂａｒａ、約１．２〜約２．２ｂａｒａ、又は約１．４〜約２．０ｂａｒａでありうる。しかしながら、反応器の底部が塔頂より温かく、増加した圧力を有する温度及び圧力プロファイルが一般に存在することが理解されるであろう。従って、例えば一構成では、第一分離容器は、約１．５ｂａｒａ及び約２．３ｂａｒａの頂部圧力と約１０４℃の底部温度と約７３℃の域の頂部温度を有しうる。
【００２９】
第一分離容器は、直鎖アルデヒドが第一分離容器の底部から高沸点成分と共に回収されうるように、操作されることは理解されるであろう。イソブチルアルデヒドを含むより軽質の沸点成分は、第一分離容器の頂部又はその近くから回収されうる。
【００３０】
直鎖アルデヒドと高沸点成分を含む第一の流れが第二分離容器に通される。一構成では、第一の流れは第一分離容器の底部から回収されうる。
【００３１】
第二分離容器は任意の適切な分離容器であり得、第一分離容器と同じでも異なっていてもよい。一構成では、第二分離容器は、棚段塔又は充填塔のような蒸留塔でありうる。第二分離容器が棚段塔である場合、任意の適切な数の棚板が使用されうる。一構成では、棚段塔内の棚板の数は、約２〜約１００、約２〜約５０、約３〜約２５、約４〜約２０、約４〜約１５、約４〜約１０、又は６〜８の棚板でありうる。一構成では、第二分離容器内の棚板の数は、第一分離容器内に存在する棚板の数より少ない場合がある。
【００３２】
第一の流れは、第二分離容器の任意の部分に供給されうる。一構成では、第一の流れは任意の適切な位置に供給されうる。一構成では、それは、棚板の数が２〜１００の場合はおよそ棚板４５〜５５の位置、棚板の数が約２〜５０の場合はおよそ棚板２０〜３０の位置、棚板の数が約４〜約１５の場合はおよそ棚板８〜１２の位置、棚板の数が約４〜約１０の場合はおよそ６〜８の位置のように、第二分離容器の中央部に提供されうる。これに関連して、棚板は塔頂から番号が付される。代替的な一構成では、第一の流れは、第二分離容器の塔底より１〜１０上、塔底より約２〜９上、塔底より約３〜７上の棚板に供給される。
【００３３】
第二分離容器は、リボイラー、凝縮器、又はリボイラーと凝縮器を含み得、場合によっては第二分離容器は、還流ドラム、還流ポンプ又は還流ドラムと還流ポンプを更に含みうる。第二分離容器が棚段塔であり、リボイラーと凝縮器を含む構成では、棚板の数は、２〜１００、約２〜約５０、約３〜約２５、約４〜約２０、約４〜約１５、約４〜約１０、又は６〜８の棚板でありうる。
【００３４】
同様に、そのような構成では、第一の流れは、任意の適切な位置に供給されうる。一構成では、それは、棚板の数が２〜１００の場合はおよそ棚板４０〜５５の位置、又は棚板の数が約２〜１００の場合はおよそ棚板４２〜５０の位置、又はおよそ棚板４５〜４８の位置、例えばおよそ棚板４５〜５５の位置、棚板の数が約２〜約５０の場合はおよそ棚板２０〜３０の位置、棚板の数が約４〜約１５の場合はおよそ８〜１２の位置、又は棚板の数が約４〜約１０の場合はおよそ６〜８の位置のように、第二分離容器の中央部に供給されうる。これに関連して、棚板は塔頂から番号が付される。
【００３５】
分離を容易にするために、第二分離容器は、任意の適切な温度及び圧力で操作される。温度及び圧力は、分離される組成物と第二分離容器の形態に依存する。一構成では、第二分離容器の下方部の温度は、約２００℃〜約６５℃、約１２５℃〜約８５℃、約１２０℃〜約９０℃、約１１５℃〜約９５℃、又は約１１０℃〜約１００℃でありうる。第二分離容器の上方部の温度は、高沸点成分の生成及び／又は直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドを生成する高沸点成分のクラッキングが最小限に抑えられるように第一分離容器の温度よりも低くてもよい。一構成では、第一分離容器の圧力は、約１．０〜約２．４ｂａｒａ、約１．２〜約２．２ｂａｒａ、又は約１．４〜約２．０ｂａｒａでありうる。しかしながら、反応器の底部がより温かく、分離容器の底部で増加した圧力を有する温度及び圧力プロファイルが一般に存在することが理解されるであろう。従って、例えば一構成では、第二分離容器は、約１．５ｂａｒａ及び約２．３ｂａｒａの頂部圧力と約１０４℃の底部温度と約７０℃〜約１００℃の域の頂部温度を有しうる。
【００３６】
第二分離容器は、直鎖アルデヒドが高沸点成分から分離されうるように、操作されることは理解されるであろう。直鎖アルデヒドは、生成物流として第二分離容器の頂部から回収されうる。高沸点成分は、第二分離容器の底部から回収されうる。
【００３７】
第二分離容器から得られた高沸点成分を含む第二の流れは、第三分離容器に通される。一構成では、第二の流れは、第二分離容器の底部から取り出されうる。
【００３８】
第三分離容器は任意の適切な分離容器であり得、第一分離容器及び／又は第二分離容器と同じでも異なっていてもよい。一構成では、第三分離容器は、棚段塔又は充填塔のような蒸留塔でありうる。分離容器が棚段塔である場合、任意の適切な数の棚板が使用されうる。一構成では、棚段塔内の棚板の数は、約２〜約１００、約２〜約５０、約３〜約２５、約４〜約２０、約４〜約１５、又は約４〜約１０でありうる。一構成では、第三分離容器の棚段塔内の棚板の数は、第一分離容器内に存在する棚板の数より少ない場合がある。第一、第二及び第三分離容器が棚段塔である一構成では、第二及び第三分離容器内の棚板の数は、第一分離容器内に存在する棚板の数より少ない場合がある。
【００３９】
第二の流れは、第三分離容器の任意の部分に供給されうる。一構成では、第二の流れは、棚板の数が約２〜約１００の場合はおよそ棚板４５〜５５の位置、棚板の数が約２〜約５０の場合はおよそ棚板２０〜３０の位置、棚板の数が約３〜約２５又は棚板の数が約４〜約２０の場合はおよそ棚板１０〜１５の位置、又は棚板の数が約４〜約１５の場合はおよそ棚板８〜１２の位置、又は棚板の数が約４〜約１０の場合はおよそ６〜８の位置のように、第三分離容器の中央部に供給されうる。これに関連して、棚板は塔頂から番号が付される。
【００４０】
第三分離容器は、リボイラー、凝縮器、又はリボイラーと凝縮器を含み得、場合によっては第三分離容器は、還流ドラム、還流ポンプ又は還流ドラムと還流ポンプを更に含みうる。第三分離容器が棚段塔であり、リボイラーと凝縮器を含む構成では、棚板の数は、約１〜約１００、約２〜約５０、約２〜約２５、約２〜約２０、約４〜約１５、又は約５〜約１０でありうる。第二の流れは、任意の適切な位置に供給されうる。一構成では、それは、棚板の数が約２〜約２０の場合はおよそ棚板７〜１３の位置、又は棚板の数が約４〜約１５の場合はおよそ棚板８〜１０の位置、又は棚板の数が約５〜約１０の場合はおよそ棚板６〜８の位置のように、第三分離容器の中央部に供給されうる。これに関連して、棚板は塔頂から番号が付される。代替的な一構成では、第二の流れは、第二分離容器の塔底より１〜１０上、塔底より約２〜９上、塔底より約３〜７上の棚板に供給される。
【００４１】
一構成では、第三分離容器は、分離容器が如何なる棚板も含まず、凝縮器を含まないような部分蒸発器でありうる。部分蒸発器は、単一ケトル型リボイラー又は蒸発器、又は外部リボイラーを備えた容器でありうる。
【００４２】
分離を容易にするために、第三分離容器は、任意の適切な温度及び圧力で操作される。温度及び圧力は、分離される組成物と第三分離容器の形態に依存する。一構成では、第三分離容器の下方部の温度は、約２００℃〜約６５℃、約１２５℃〜約８５℃、又は約１２０℃〜約９０℃、又は約１１５℃〜約９５℃、約１１０℃〜約１００℃でありうる。一構成では、第三分離容器の圧力は、約１．０〜約２．４ｂａｒａ、約１．２〜約２．２ｂａｒａ、又は約１．４〜約２．０ｂａｒａでありうる。しかしながら、反応器の底部がより温かく、分離容器の底部で増加した圧力を有する温度及び圧力プロファイルが一般に存在することが理解されるであろう。従って、例えば一構成では、第三分離容器は、約１．５ｂａｒａ及び約２．３ｂａｒａの頂部圧力と約１３０〜１３１℃の底部温度と約７０℃〜約１００℃の域の頂部温度を有しうる。
【００４３】
また、第三分離容器は、分離条件が高沸点成分の分解と第三の流れとして回収されうる直鎖及び／又は分岐鎖アルデヒドへのその逆戻りを可能にしうるように操作され、該第三の流れが第三反応容器の頂部から回収されうることが理解されよう。あらゆる残りの高沸点成分は、第三分離容器の底部から除去される。
【００４４】
本発明の三段プロセスは、既存の従来のプロセスよりも操作条件に対して敏感ではないので、第三分離容器は、従来のプロセスで使用可能であったより高温及び／又は高圧などのより厳しい条件で操作されうる。
【００４５】
第三分離容器から回収された直鎖アルデヒドと分岐鎖アルデヒドを含む流れは、第一分離容器にリサイクルされうる。一構成では、第三の流れは第三分離容器の頂部生成物として取り出されうる。第三の流れがリサイクルされて第一分離容器に供給されうる棚板は、使用される条件に応じて最適化されうることは容易に明らかであろう。第三分離容器の操作は、米国特許第５２２７５４４号に記載されているものと同様のプロセスにおける第三塔への水の投入を含みうる。
【００４６】
上に示した温度と圧力は単なる指標に過ぎないことが理解されよう。各分離容器は異なるタスクと負荷を有し、操作条件は適切に選択される。要約すると、第一分離容器の役割は、アルデヒド供給材料流から分岐鎖アルデヒドと軽質成分を除去することである。分岐鎖アルデヒド含量が減少したこの分離容器の底部からの流れは、第二分離容器内で処理される。この供給材料の一部は、第二分離容器からのオーバーヘッドとして第二分離カラムから除去され、重質の高沸点成分及び直鎖アルデヒドの混合物を残す。これらの成分は第三分離容器で分離される。この第三分離容器は、第二分離容器で使用されるものよりも高い温度で操作され得、これにより望ましくない重質成分の幾らかを分岐鎖アルデヒド及び／又は直鎖アルデヒドに戻すことができ、これをついで第一分離容器にリサイクルして更なる分離を行うことができる。
【００４７】
第一、第二及び第三分離容器は、棚段塔又は充填塔などの任意の適切な分離容器でありうる。一構成では、第一、第二及び第三分離容器は同一でも異なっていてもよく、分離容器が異なる場合、分離容器の任意の組み合わせが許容されることが理解される。例えば、第一、第二及び第三の分離容器は棚段塔であってもよく、又は第一及び第二分離容器が棚段塔で、第三容器は充填塔であってもよく、又は第一及び第三容器が棚段塔で第二容器が充填塔であってもよい。
【００４８】
使用される分離容器のタイプと分離されるアルデヒドが、使用される分離条件に影響を及ぼしうる。従って、上に記載された、温度と圧力のような分離条件と、棚段塔、棚板の数及び流れが棚段塔に導入される容器の部分などの分離容器の形態の組み合わせがまた想定されることが理解されるであろう。例えば、ｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの混合物が三基の分離容器によって分離され得、各分離容器が棚段塔であり、第一分離容器が約４０〜約１６０の棚板を含み、供給材料が第一分離容器のおよそ棚板９０〜１１０の中段部分に供給され、第一分離容器の温度と圧力が約１１５℃〜約９５℃と約１．２〜約２．４ｂａｒａであり、第二分離容器は約２〜約５０の棚板を含み、第一分離容器からの第一の流れが、第二分離容器のおよそ棚板２０〜３０の中段部分に供給され、第二分離容器の温度と圧力が約１１０℃〜約１００℃と約１．４〜約２．２ｂａｒａであり、第三分離容器は約３〜約２５の棚板を含み、第二分離容器からの第二の流れが、第三分離容器のおよそ１０〜１５の中段部分に供給され、第二分離容器の温度と圧力が約１２０℃〜約９０℃と約１．０〜約２．２ｂａｒａであることが理解される。温度と圧力のような分離条件と、棚段塔、棚板の数及び流れが棚段塔に導入される容器の部分などの分離容器の形態の他の同様の組み合わせがまた想定されることが理解されるであろう。これに関連して、棚板は塔頂から番号が付される。
【００４９】
第一、第二及び／又は第三分離容器が塔である一構成では、任意の適切なサイズの塔を使用することができる。第一、第二及び第三分離容器が塔である構成では、第一塔の直径は第二塔の直径よりも大きくてもよく、第二塔の直径は第三塔の直径より大きくてもよい。選択された各塔の直径は、供給材料流中のイソアルデヒドに対するｎ−アルデヒドの比と、第一分離容器の頂部から除去される流れ中のイソアルデヒドに対するｎ−アルデヒドの所望の比と、第三の流れのサイズと第三の流れのイソアルデヒド含量に依存しうることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
以下、添付の図面を参照して、本発明を実施例により説明する。
【図１】本発明の第一の態様のプロセスの概略図である。
【図２】単一の分離容器を含む比較プロセスの概略図である。
【図３】二基の分離容器を含む比較プロセスの概略図である。
【図４】二基の分離容器と第二分離容器からのリサイクル流を含む比較プロセスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
疑義を避けるために、これらの図は、本発明の理解を助けるものとしてのみ意図されており、図示された構成要素の正確な配置又はその位置付け、容器の形状又は付随的な特徴の何れかに関して本発明の範囲を限定するものと解釈されることを意図するものではない。図面は模式的であり、供給原料ドラム、ポンプ、真空ポンプ、圧縮機、ガスリサイクル圧縮機、温度センサ、圧力センサ、圧力逃し弁、制御弁、フローコントローラ、レベルコントローラ、収容タンク、貯蔵タンク等の更なる装置品目が商業プラントで必要とされることがあることは当業者には理解されるであろう。このような付帯設備の提供は、本発明の一部を構成せず、一般的な化学工学の実務に従う。
【００５２】
図１に示されるように、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド及び高沸点成分を含む供給材料流は、ライン１１を通して第一分離ゾーン１に供給され、そこで、イソブチルアルデヒドが高温及び高圧でｎ−ブチルアルデヒド及び高沸点成分から分離される。第一分離ゾーンは、棚段塔と、場合によってはリボイラー、凝縮器、又はリボイラーと凝縮器、還流ドラム、還流ポンプ又は還流ドラムと還流ポンプ（図示せず）を含みうる。少量のｎ−ブチルアルデヒドを含みうるイソブチルアルデヒドは、ライン１２によって回収される。
【００５３】
ｎ−ブチルアルデヒドと高沸点成分の混合物を含む第一の流れは、ライン１３において第一分離ゾーン２から回収される。第一の流れは第二分離ゾーン２に通され、そこで、ｎ−ブチルアルデヒドが、高温及び高圧で高沸点成分から分離される。第二分離ゾーンは、棚段塔と、場合によってはリボイラー、凝縮器、又はリボイラーと凝縮器、還流ドラム、還流ポンプ又は還流ドラムと還流ポンプ（図示せず）を含みうる。ｎ−ブチルアルデヒドはライン１４により回収される。
【００５４】
低濃度の高沸点成分を含む第二の流れがライン１５によって第二分離ゾーンから回収される。第二の流れは第三分離ゾーン域３に通され、そこで、高沸点成分が高温高圧下で濃縮される。第三分離ゾーンは、棚段塔と、場合によってはリボイラー、凝縮器、又はリボイラーと凝縮器、還流ドラム、還流ポンプ又は還流ドラムと還流ポンプ（図示せず）を含みうる。第三分離ゾーンの高温及び高圧により、一部のｎ−ブチルアルデヒド及び／又はイソブチルアルデヒドが高沸点成分の分解によって形成される。高沸点成分は濃縮され、ライン１７の第三分離ゾーンから回収される。
【００５５】
第三分離ゾーンにおいて生成されたアルデヒド混合物はライン１６で回収され、第一分離ゾーンに再導入される。
【００５６】
単一塔での分離の例が図２に示されており、そこでは、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド及び高沸点成分を含む供給材料流がライン１１を通して第一分離ゾーン１に供給される。供給流は高温高圧でｎ−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドに分離される。イソブチルアルデヒドはライン１２で回収され、ｎ−ブチルアルデヒドはライン１４で回収される。分解しない供給材料中の重質成分及び／又は分離塔において生成されたあらゆる重質成分は、ｎ−ブチルアルデヒドと共に塔を流出する。
【００５７】
二段分離プロセスの一例が図３に示されており、そこでは、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド及び高沸点成分を含む供給材料流がライン１１を通して第一分離ゾーン１に供給される。第一分離ゾーン１及び第二分離ゾーン２は、ライン１３で直列に接続されている。
【００５８】
イソブチルアルデヒドは、第一分離ゾーンにおいてｎ−ブチルアルデヒドと高沸点成分から分離され、ライン１２によって回収される。ｎ−ブチルアルデヒドと高沸点成分は第一分離ゾーンから回収され、ライン１３によって第二分離ゾーン２に供給され、そこで、ｎ−ブチルアルデヒドが高沸点成分から分離される。ｎ−ブチルアルデヒドはライン１４により回収され、高沸点成分はライン１５により回収される。
【００５９】
二段分離プロセスの更なる例が図４に示されており、そこでは、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド及び高沸点成分を含む供給材料流がライン１１を通って第一分離ゾーン１に供給される。第一分離ゾーン１と第二分離ゾーン２はライン１３によって直列に接続されている。ｎ−ブチルアルデヒドのサイドドローはライン１４で第一分離ゾーン１から得られる。
【００６０】
イソブチルアルデヒドは、第一分離ゾーンにおいてｎ−ブチルアルデヒドと高沸点成分から分離され、ライン１２によって回収される。第一分離ゾーンから回収されたｎ−ブチルアルデヒドと高沸点成分は、ライン１３によって第二分離ゾーン２に供給され、そこで、ｎ−ブチルアルデヒドが高沸点成分から分離される。高沸点成分はライン１５により回収され、ｎ−ブチルアルデヒドは、ライン１６により回収され、第一分離ゾーンにリサイクルされる。第二分離ゾーン２から得られたｎ−ブチルアルデヒドは、ライン１６によって第一分離ゾーンに直接回収されてもよく、あるいは第一分離ゾーンに回収される前に供給材料流１１に導入されうる（図示せず）。
【００６１】
塔底棚板中のイソブチルアルデヒド濃度がサンプ上の棚板毎に急激に増加するので、ｎ−ブチルアルデヒドサイドドロー中の所望のイソブチルアルデヒド濃度を達成するためには、塔底のイソブチルアルデヒド濃度が、所望される濃度のおよそ半分である必要がある。このような低いイソブチルアルデヒド濃度を達成するために、同じ数の棚板を有する塔においては、追加のリボイラー及び凝縮器の負荷が典型的には必要とされる。
【実施例】
【００６２】
既知の又は容易に決定される物理的特性を使用しＳｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｏｆｔｗａｒｅから入手可能なＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｃ Ｐｒｏ／ＩＩ ８．２モデリングソフトウェアを使用して作成された添付の実施例及び比較例を参照して、本発明を実施例により以下に説明する。
【００６３】
次の実施例における高沸点成分の生成及び逆反応の存在は、実際の反応を表すことを意図するものではない。これらは重質成分のクラッキングをシミュレーションするために存在する。高沸点成分は一般に縮合反応、例えば、様々な数の酸素原子を有するＣ４の倍数物、例えば、Ｃ８、Ｃ１２及びＣ１６分子を生じるアルドール縮合反応、ティシチェンコ（Ｔｉｓｃｈｅｎｋｏ）型反応又はカニッツァーロ（Ｃａｎｎｉｚａｒｏ）型反応の生成物であると考えられる。これらの反応は、米国特許第５８４１００２号及び米国特許第６１９３８７２号に記載されている。
【００６４】
逆反応は、高温で起こると想定される。比較例５及び６並びに実施例７では、逆反応が、塔底温度１３１℃で操作される塔において起こる。第一塔、又はブチルアルデヒド異性体塔は、最大のリボイラー負荷を必要とする。高沸点成分の生成はこの塔で起こると仮定されるが、この塔がイソブチルアルデヒドの最大のインベントリーを有するからである。しかし、高沸点成分はまた第二及び第三塔においても生成されうるが、これは、ｎ−ブチルアルデヒド収率に影響を及ぼすとしても、ｎ−ブチルアルデヒドからのイソブチルアルデヒド除去の効率に影響しないので、実施例の目的では無視した。
【００６５】
比較例３及び６は、有意に高濃度のＣ８高沸点成分（ノルマルブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドのティシチェンコ生成物）とエチル−イソペンテナール（ノルマルブチルアルデヒド又はイソブチルアルデヒドのアルドール縮合生成物）がｎ−ブチルアルデヒド生成物流中に存在することを示す。これは、主に、全ての高沸点成分が典型的にはサイドドローよりも上で第一塔に供給され、ｎ−ブチルアルデヒド生成物流から分離するためにそれらがサイドドローを通過することが必要であるという事実による。従って、幾つかの高沸点成分が、ｎ−ブチルアルデヒドサイドドローが取出される棚板上に存在することは避けられない。
【００６６】
［比較例１］
図２に示されるような単一塔分離容器を使用して、３．２２ｍｏｌ％のイソブチルアルデヒド、９６．７７ｍｏｌ％のｎ−ブチルアルデヒド、１０１ｐｐｍ ｍｏｌの三量体及び２８ｐｐｍ ｍｏｌの２−エチルヘキセナールを含む２７７６４ｋｇ／ｈの供給材料流を分離する。ブチルアルデヒド異性体塔中の様々な高沸点成分の生成をシミュレーションするために、０．５％のｎ−ブチルアルデヒドを三量体に転換させ、０．５％のｎ−ブチルアルデヒドをイソブチルアルデヒドと反応させて（ティシチェンコ反応により）酪酸イソブチルを生成させ、塔に入る前に、０．５％のｎ−ブチルアルデヒドをイソブチルアルデヒドと反応させて（アルドール縮合反応により）エチル−イソペンテナールを生成させる。供給材料流は、塔頂から数えたときに、ブチルアルデヒド異性体塔の棚板４０に供給される。塔は、８０段の理論棚段、リボイラー及び凝縮器を使用してシミュレーションされる。塔は、塔頂が１．５ｂａｒａ、塔底が２．３ｂａｒａで操作される。塔頂凝縮器で得られた凝縮液をデカントして水を除去した後、還流として塔に戻す。ブチルアルデヒド異性体塔は、オーバーヘッドにより得られるイソブチルアルデヒドが０．０６ｍｏｌ％のｎ−ブチルアルデヒドを含み、塔底生成物のｎ−ブチルアルデヒドが０．０７ｍｏｌ％のイソブチルアルデヒドを含むように操作される。凝縮器の前の塔頂の温度は約７３℃であり、塔底の温度は約１０３．５℃である。
【００６７】
比較例１は低リボイラー負荷を必要とするが、このようにブチルアルデヒド異性体塔内で生成された高沸点成分は、ｎ−ブチルアルデヒド生成物流から分離されない。
【００６８】
［比較例２］
図３に示されるように、リサイクルなしで直列に接続された二基の塔を含む２段分離プロセスが、（三量体、酪酸ブチル及びエチル−イソペンテナールを含む）比較例１において使用されたものと同じ供給材料を精製するために使用される。ブチルアルデヒド異性体塔は、比較例１の塔と同一であり、塔頂及び塔底ドローにおいて同じイソブチルアルデヒド及びｎ−ブチルアルデヒド仕様を達成するように操作される。塔底ドローは第二塔に送られる。第二塔は、８段の理論棚段、０．２５ｍｏｌ／ｍｏｌに設定された還流比、及びリボイラーを含む。加えて、それは気泡温度まで冷却する凝縮器を含む。熱力学では、泡立ち点は、二種以上の成分からなる液体を加熱するときに蒸気の最初の気泡が形成される所定の圧力での温度である。蒸気がおそらくは液体とは異なる組成を有することを考慮すると、異なる組成物での泡立ち点は、露点と共に、蒸留システムを設計する際に有用なデータである。圧力は、塔頂で１．５ｂａｒａに設定し、圧力勾配により塔底で２．３ｂａｒａの圧力にした。塔頂で１．５ｂａｒａで操作され、圧力勾配が無視できる第二塔では、塔底温度が１３１℃になるように高沸点成分の流れが濃縮される。純粋なｎ−ブチルアルデヒド生成物が、第二塔の塔頂から液体として得られ、高沸点成分の濃縮流が塔底から得られる。
【００６９】
実施例１と比較すると、表１に示されるように、第二塔から得られたｎ−ブチルアルデヒド中の高沸点成分の数の観察可能な減少が存在する。
【００７０】
［比較例３］
図４に示されるように、リサイクルを伴い直列に接続された二基の塔を含む２段分離プロセスを使用して、（三量体、酪酸ブチル及びエチル−イソペンテナールを含む）比較例１において使用されたものと同じ供給材料を精製する。ブチルアルデヒド異性体塔は、オーバーヘッドで得られたイソブチルアルデヒドが０．０６ｍｏｌ％のｎ−ブチルアルデヒドを含むように操作され、ｎ−ブチルアルデヒドに富む蒸気流が、０．０７ｍｏｌ％のイソブチルアルデヒドを含むサイドドローとして棚板７９（サンプの一つ上の棚板）において取り出される。殆どの高沸点成分を含む塔底ドローが得られ、第二塔に送られる。第二塔は、８段の理論棚段、リボイラー、気泡温度まで冷却する凝縮器及び０．２５ｍｏｌ／ｍｏｌに設定された還流比を含む。圧力は１．５ｂａｒａに設定された。第二塔では、高沸点成分の流れが、塔底温度が１３１℃になるように濃縮される。主にｎ−ブチルアルデヒドを含む第二塔のオーバーヘッドは液体として第一塔に戻され、塔頂から数えて棚板７０に挿入される。
【００７１】
比較例３はリボイラー負荷の増加を示す。これは主に、ｎ−ブチルアルデヒドがサンプ上でサイドドローとして取り出されるためである。
【００７２】
［実施例４］
本発明に係る三段分離プロセスは、図１に示されるように、第二塔が１０４℃の塔底温度を生じるように操作されることを除いて、比較例２のものと同じ設定を利用し、第二塔の塔底から得られた高沸点成分の濃縮流が第三塔に送られて、比較例１において使用されたものと同じ供給材料を精製するために使用される。第三塔は、気泡温度まで冷却する凝縮器、０．２５ｍｏｌ／ｍｏｌに設定された還流比、リボイラーと共に８段の理論棚段を含む。圧力は塔全体にわたって１．５ｂａｒａに設定された。第三塔では、高沸点成分の流れは、塔底温度が１３１℃になるように分離される。主にブチルアルデヒドを含む第三塔から得られたオーバーヘッドは、液体として第一塔に戻され、塔頂から数えて棚板７０に挿入される。
【００７３】
［比較例５］
第二塔への供給材料中に存在する酪酸ブチルの５０％の逆分解を含み、第二塔に入る前に、イソブチルアルデヒドとｎ−ブチルアルデヒドを生成する二段分離プロセスを使用して、比較例１において使用されたものと同じ供給材料を精製する。これは第二塔内の温度上昇によるイソブチルアルデヒドの生成をシミュレーションするためである。第一塔は、比較例２と同じように、すなわち、ｎ−ブチルアルデヒド流中の同じイソブチルアルデヒド濃度を目的として、操作される。
【００７４】
逆反応によって生成されるイソブチルアルデヒドの全てが、比較例２とは対照的に、ｎ−ブチルアルデヒド生成物流と共に流出する（表１参照）。
【００７５】
［比較例６］
２段分離プロセスは、比較例３のものと同じ設定を有し、図４に示されるように、比較例１で使用されたものと同じ供給材料を精製するために使用される。逆反応は、比較例５に記載されたものと同じであり、すなわち、酪酸ブチルの５０％が、第二塔への供給材料中でノルマル−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドに転換される。第一塔は今度は比較例３と同じように、すなわち、塔底流中の同じイソブチルアルデヒド濃度を目標として操作される。
【００７６】
［実施例７］
実施例４のものと同じように設定され、図１に示される逆反応を含む三段分離プロセスを使用して、比較例１において使用されたものと同じ供給材料を精製する。逆反応は、酪酸ブチルの５０％が第二塔ではなく第三塔への供給材料中においてノルマル−ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドに転換されることを除いて、比較例５に示されたものと同じである。第一塔は、比較例４と同様に、すなわち、塔底流中の同じイソブチルアルデヒド濃度を目標として操作される。主にブチルアルデヒドを含む第三塔から得られたオーバーヘッドは、液体として第一塔に戻され、棚板３５に挿入され、そこでリサイクルは実施例４より多くのイソブチルアルデヒドを含み、従って塔内のより高い位置にリサイクルされる。
【００７７】
実施例は、本発明に係る三段分離プロセスが、逆反応の存在下でさえも、既存のプロセスと比較した場合、最低濃度のイソブチルアルデヒドと酪酸イソブチルとエチル−イソペンテナールを含むｎ−ブチルアルデヒドを生じることを示している。実施例は、三段分離プロセスの使用が、有利には、従来技術のプロセス及び既存の二段プロセスで必要とされるよりも少ないリボイラー負荷を必要とすることをまた示している。
【００７８】
実施例及び比較例の結果を表１に示す。
2019518004.tif 000003
流れ１４は、精製されたノルマルブチルアルデヒドを含む生成物流であることが理解されるであろう。
【００７９】
［比較例８（比較例５に類似のＣ５実施例）］
二段分離プロセスが２−メチルブチルアルデヒドとバレルアルデヒドの分離のために使用され、従って、実施例５のＣ５類似例である。４９．５５重量％の２−メチルブチルアルデヒド、４９．５５重量％のバレルアルデヒド、０．１７重量％のバレル酸イソペンチル、０．１２重量％のＣ５三量体、及び少量のＣ５パラフィンを含む９１２１．５ｋｇ／ｈの供給材料が異性体塔に供給される。異性体塔中の様々な高沸点成分の生成をシミュレーションするために、塔に流入する前に、０．５重量％のｎ−バレルアルデヒドを２−メチルブチルアルデヒドと反応させてＣ５三量体を生成させ、０．５重量％のバレルアルデヒドを２−メチルブチルアルデヒドと反応させてＣ１０アクロレインを生成させ、更に０．５重量％のバレルアルデヒドを２−メチルブチルアルデヒドと反応させてバレル酸イソペンチルを生成させる。塔は、塔頂から３７段目の棚板に供給材料が入る８０段の理論棚段を使用してシミュレーションされる。塔は、オーバーヘッド生成物が０．２重量％のバレルアルデヒドを含むように操作される。塔は、塔頂が１．２ｂａｒａ、塔底が２．０ｂａｒａで、塔底生成物中の２−メチルブチルアルデヒドが１０００ｐｐｍｗで操作される。塔頂の温度はおよそ９６℃、塔底は約１２７℃である。塔底生成物が第二塔に供給されて、バレルアルデヒド生成物から重質成分が除去される。塔は、塔頂から４段目の棚板に供給材料が入る５段の理論棚段を使用してシミュレーションされる。塔頂の圧力は１．１ｂａｒａである。塔は、塔底生成物中に１０重量％のバレルアルデヒド濃度を生じるように操作される。１．０の還流比が使用される。塔頂生成物は液体として抜き出される。これらの条件では、塔頂の温度は１０６℃で、塔底は１７０℃である。塔底の高温は塔底で分解反応を生じさせる場合がある。塔底での重質成分の分解をシミュレーションするために、５０％のバレル酸イソペンチルを、塔に入る前に２−メチルブチルアルデヒドとバレルアルデヒドに転換させる。
【００８０】
［比較例９（比較例６と類似のＣ５実施例）］
２段分離プロセスは、比較例６のものと同じであり、図４に示される設定を有する。実施例８におけるように、異性体塔は塔頂生成物中に０．２重量％のバレルアルデヒドをもたらすように操作される。ｎ−バレルアルデヒドの蒸気サイドドローが異性体塔の塔頂から７８段目の棚板から取り出される。異性体塔は、サイドドローに約１０００ｐｐｍｗの２−メチルブチルアルデヒドを生じるように操作される。塔底から取り出される流量は２８３１ｋｇ／ｈである。第二塔は、実施例８と同じ方法で操作される。第二塔のオーバーヘッド生成物は、異性体塔の塔頂から６０段目の棚板に戻される。逆反応は、比較例８に示されたものと同じであり、すなわちバレル酸イソペンチルの５０％が第二塔への供給材料中で２−メチルブチルアルデヒドとｎ−バレルアルデヒドに転換される。
【００８１】
［実施例１０（実施例７と類似のＣ５実施例）］
三段分離プロセスは、実施例４の設定と同じであり、図１に示される逆反応を含む。逆反応は、バレル酸イソペンチルの５０％が第三塔への供給材料中において２−メチルブチルアルデヒドとバレルアルデヒドに転換されることを除いて、比較例８及び９に示されたものと同じである。第一塔は、塔頂生成物中に０．２重量％のバレルアルデヒドを、塔底生成物中に約９７０ｐｐｍ ｗｔを生じるように、すなわち第二塔の塔頂から得られる生成物ｎ−バレルアルデヒド中１０００ｐｐｍ ｗｔの２−メチルブチルアルデヒドを目標として操作される。主にアルデヒドを含む第三塔から得られたオーバーヘッドは、液体として第一塔に戻され、棚板４６に挿入され、そこでリサイクルは実施例９より多くの２−メチルブチルアルデヒドを含み、従って塔内のより高い位置にリサイクルされる。
【００８２】
実施例は、本発明に係る三段分離プロセスが、逆反応の存在下でさえも、既存のプロセスと比較した場合、最低濃度のイソブチルアルデヒドと酪酸イソブチルとエチル−イソペンテナールを含むｎ−ブチルアルデヒドを生じることを示している。実施例は、三段分離プロセスの使用が、有利には、従来技術のプロセス及び既存の二段プロセスで必要とされるよりも少ないリボイラー負荷を必要とすることをまた示している。
【００８３】
実施例１０と比較例８及び９の結果を表２に示す。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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