(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・希釈剤によって希釈された複数の反応体でかつその１つが過剰である反応体を、
ａ）触媒を含む少なくとも１つの触媒床を有する少なくとも１つの接触帯域と、
ｂ）前記接触帯域の下に位置する少なくとも１つの蒸留帯域、すなわち下部蒸留帯域と、
ｃ）前記接触帯域の上に位置する少なくとも１つの別の蒸留帯域、すなわち上部蒸留帯域
とを有する蒸留反応帯域の少なくとも１つのレベルに導入すること、
・蒸留反応帯域内に液相および蒸気相を有するように蒸留条件を維持すること、
・接触帯域内において液体の大部分を下から上に触媒を通過して流通させること、
・接触帯域内において蒸気の大部分を実質的に触媒と接触しないように下から上に流通させること、
・所望の反応生成物の一部を回収すること、および
・希釈剤の一部、および反応体を回収することからなる蒸留反応方法において、
・上部蒸留帯域から生じた液体の大部分を、接触帯域の各触媒床の下でかつ接触帯域の実質的には中央帯域に、実質的には触媒と接触しないで到着するように、少なくとも１つの収集手段によって収集すること、
・前記触媒床の下に収集された液体の大部分を、実質的に半径方向である少なくとも１つの流通手段によって実質的に半径方向に流通させて、少なくとも１つの液体分配帯域内に導入するようにすること、
・前記液体分配帯域において分配された液体を前記触媒床へ導入すること、および
・液体の大部分を、触媒床内を通過した後に、下部蒸留帯域内に流れ出るように、少なくとも１つの液体排出手段によって回収すること、
を特徴とする、蒸留反応方法。
【請求項２】
上部蒸留帯域から生じた液体を収集して、実際には蒸気を含まないで前記触媒床の下に到着させる、請求項１による方法。
【請求項３】
接触帯域の各触媒床へのガス反応体の少なくとも１つの導入を有する、請求項１または２による方法。
【請求項４】
上部蒸留帯域から生じた液体を収集して、接触帯域の実質的には中央帯域を流通させる、請求項１〜３のいずれか１項による方法。
【請求項５】
液体を少なくとも１つの排出手段によって下部蒸留帯域内に流れ出させるさい、その大部分を接触帯域の実質的には周辺帯域を通過させる、請求項１〜４のいずれか１項による方法。
【請求項６】
上部蒸留帯域から生じた液体を収集して、接触帯域の実質的には中央帯域を流通させ、液体を下部蒸留帯域内に流れ出させるさい、その大部分を接触帯域の実質的には周辺帯域を通過させ、下部蒸留帯域から生じた蒸気を、接触帯域の実質的には中央帯域を流通させる、請求項１〜５のいずれか１項による方法。
【請求項７】
上部蒸留帯域から生じた液体を収集して、接触帯域の実質的には中央帯域を流通させ、液体を下部蒸留帯域内に流れ出させるさい、その大部分を接触帯域の実質的には周辺帯域を通過させ、下部蒸留帯域から生じた蒸気を、接触帯域の実質的には周辺帯域を流通させる、請求項１〜５のいずれか１項による方法。
【請求項８】
下部蒸留帯域から生じた蒸気を接触帯域の実質的には周辺帯域を流通させるさい、主として排出手段内を流通する液体とは実質的に接触させないようにする、請求項７による方法。
【請求項９】
実質的に半径方向である流通手段は、少なくとも１つの分配分流アームを有する、請求項１〜８のいずれか１項による方法。
【請求項１０】
・触媒を含む少なくとも１つの触媒床を有する少なくとも１つの接触帯域と、
・前記接触帯域の下に位置する少なくとも１つの蒸留帯域、すなわち下部蒸留帯域と、
・前記接触帯域の上に位置する少なくとも１つの別の蒸留帯域、すなわち上部蒸留帯域と、
・各触媒床内において液体の大部分を下から上へと触媒を通過して流通させる少なくとも１つの手段と、
・接触帯域内において蒸気を実質的に触媒と接触しないように下から上へ流通させる少なくとも１つの手段とを備えた蒸留反応装置において、
・上部蒸留帯域から生じた液体が接触帯域の各触媒床の下でかつ接触帯域の実質的には中央帯域に到着するように適合した少なくとも１つの収集手段であって、接触帯域の上の一部分において収集帯域を有するとともに、実質的には触媒との接触を有しないで接触帯域の上から下への液体の通過を可能にする少なくとも１つの導管を有する手段と、
・接触帯域の各触媒床の下に収集された液体を実質的には半径方向に流通させる少なくとも１つの手段であって、液体を少なくとも１つの液体分配帯域に導入するようにする手段と、
・前記液体分配帯域において分配された液体を前記触媒床へ導入する手段と、
・前記触媒床内から液体を排出させる少なくとも１つの手段であって、少なくとも１つの導管を有しており、液体が触媒床内を通過した後に、該液体が下部蒸留帯域内に流れ出るようにする手段、
とを備えたことを特徴とする蒸留反応装置。
【請求項１１】
収集手段の収集帯域により、蒸気の離脱（解消）が可能になる、請求項１０による装置。
【請求項１２】
接触帯域の各触媒床へガス反応体を導入する少なくとも１つの手段を有する、請求項１０または１１による装置。
【請求項１３】
収集手段が、主として接触帯域の実質的には中央帯域に位置する、請求項１０〜１２のいずれか１項による装置。
【請求項１４】
下部蒸留帯域内に流れ出る液体の排出手段が、主として接触帯域の実質的には周辺帯域に位置する、請求項１０〜１３のいずれか１項による装置。
【請求項１５】
収集手段が、主として接触帯域の実質的には中央帯域に位置し、排出手段が、主として接触帯域の実質的には周辺帯域に位置し、下部蒸留帯域から生じた蒸気の流通手段が、主として接触帯域の実質的には中央帯域に位置する、請求項１０〜１４のいずれか１項による装置。
【請求項１６】
収集手段が、主として接触帯域の実質的には中央帯域に位置し、排出手段が、主として接触帯域の実質的には周辺帯域に位置し、下部蒸留帯域から生じた蒸気の流通手段が、主として接触帯域の実質的には周辺帯域に位置する、請求項１０〜１４のいずれか１項による装置。
【請求項１７】
蒸気の流通手段が、少なくとも１つの導管を有し、該流通手段の少なくとも１つの導管は、液体の排出手段の導管でもある、請求項１６による装置。
【請求項１８】
下から上に触媒を通過して液体を流通させる手段が、接触帯域の各触媒床内に前記液体を注入する少なくとも一つの手段を有する、請求項１０〜１７のいずれか１項による装置。
【請求項１９】
接触帯域の全ての触媒床が、少なくとも一つの水素導入装置を備えた、請求項１８による装置。
【請求項２０】
水素導入装置が、液体注入装置の前に配置された、請求項１９による装置。
【請求項２１】
水素導入装置が、液体注入装置のレベルに配置された、請求項１９による装置。
【請求項２２】
水素導入装置が、液体注入装置の後に配置された、請求項１９による装置。
【請求項２３】
実質的に半径方向である流通手段が、少なくとも一つの分配分流アームを有する、請求項１０〜２２のいずれか１項による装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、（接触蒸留とも称する）蒸留反応方法に関し、該蒸留反応方法によって、触媒の存在下に少なくとも１つの化学反応と、得られた反応混合物の蒸留による分離とを同時に行なうことが可能になる。本発明は、蒸留反応装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の方法および装置は、液相での種々の平衡反応に適用され得るものであり、これらの平衡反応について、具体的には、適当なアルコール（場合に応じて、メタノールまたはエタノール）の適当なオレフィン（イソブテンまたはイソペンテン）上での接触反応による、第三アルキルエーテル、例えばメチル第三ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、メチル第三アミルエーテル（ＴＡＭＥ）、エチル第三ブチルエーテル（ＥＴＢＥ）、あるいはさらにはエチル第三アミルエーテル（ＴＡＥＥ）の製造での反応が実施される温度および圧力条件下において、蒸留により反応生成物を単離し得る。より具体的には、反応性蒸留によるエーテル化反応に関するものとして、種々の方法が先行技術において既に提案されていた。
【０００３】
米国特許US-A-4.847.430には、エーテル化方法が記載されており、その特徴の一つは、触媒床内の蒸気の通過がもたらすであろう不都合を回避することを可能にする、触媒床内での上昇蒸留蒸気に関する通路またはダクトの配置である。
【０００４】
米国特許US-A-5.130.102には、１つの帯域を備えた蒸留反応塔が記載されており、該帯域内で、接触反応と前記反応の生成物の蒸留による分離とが協力して行なわれるものである。この帯域は、特別な触媒を支える少なくとも１つの反応“棚段”と、少なくとも１つの蒸留棚段、より具体的には（バブル）キャップを有する棚段型を備えており、前記反応棚段は、帯域下部において前記触媒を浸しておりかつ帯域上部において前記蒸留棚段を浸している連続液体物質によって、前記蒸留棚段と“結合”されている。反応棚段は、ダクト（実際には、触媒物質およびその高さの存在を考慮して伸ばされていたキャップのダクトである）を備えており、該ダクトは、“結合した”全体の下に位置する帯域から上昇する蒸気を、蒸留棚段の下に位置する蒸気分配器に向けて運ぶためのものである。反応棚段と蒸留棚段との間の液体物質の高さは、触媒粒子のエントレインメントを回避するのに十分なものでなければならない。液相は、結合した全体の上部から、即ち同部分に形成された排水口の上から流出する（即ち溢れ出す）ことによって、次いで下降管を通じて、従来の蒸留棚段に向けてか、あるいは検討された“結合”全体の下に位置する別の“結合”全体に向けて流れる。同様に、“結合”全体の反応棚段は、従来の蒸留棚段か、あるいは検討された“結合”全体の下に位置する、別の“結合”全体に由来する下降管によって排水口の上からの流出による液相が供給される。
【０００５】
米国特許USA-5.368.691 には、反応帯域を蒸留帯域と交互に入れ替えて、明瞭に蒸留帯域から分離される、すなわち反応帯域および隣接する蒸留帯域の間の連続液体物質が存在しない形状特徴を活動させる方法が記載されている。前記出願には、下記を特徴とする蒸留反応方法が記載されている。即ち、該方法は、
・一般には別々に、あるいは混合物状で、純粋あるいは希釈された反応体を、蒸留反応塔の少なくとも一つのレベルに導入し、該蒸留反応塔は下記を備えるものであること：
ａ) 適当な触媒床を有する少なくとも一つの接触反応帯域、および
ｂ）少なくとも一つの蒸留棚段からなる少なくとも一つの蒸留帯域であり、各蒸留帯域は相次ぐ接触帯域から分離されているものである蒸留帯域、
・前記塔内において液相および蒸気相を有するように前記塔内において蒸留条件を維持すること、
・液相の一部、好ましくは全部を、各接触帯域内の触媒に下から上に向けて通過して流通させること、
・蒸留の蒸気相の一部、好ましくは全部を、各蒸留帯域内に下から上に向けて通過して流通させて、前記蒸気相が蒸留帯域内の液相と接触するようにすること、
・所望の生成物の一部、好ましくは全部を前記蒸留反応塔の端部において回収すること、および
・場合によっては反応体の希釈剤、および反応体のあらゆる過剰物の一部、好ましくは全部を、前記塔の別の端部において回収することを特徴とする。
【０００６】
上記方法においては、好ましくは、蒸留の蒸気相の全部を、接触帯域内ではなく、蒸留帯域内のみにおいて液相と接触するように流通させる。
【０００７】
後述で明らかにされる本発明による方法および装置は、米国特許US-A-5.368.691に記載されている方法および装置の改良を構成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の方法および装置は、液相での種々の平衡反応に適用され得るものであり、これらの平衡反応について、反応が実施される温度および圧力条件下で蒸留により反応生成物を単離することが可能である。これらの方法および装置は、適当なオレフィン、例えばエチレンまたはプロピレンとの接触反応による芳香族炭化水素、一般にはベンゼンのアルキル化反応に適用されて、対応するアルキルベンゼン、例えばエチルベンゼンまたはクメンを生成する。しかしながら、該方法および装置は、例えばパラフィンの異性化反応、オレフィンの異性化反応、あるいは1-ブテンの2-ブテンへの水素化異性化によるブテンの製造にも適用され得る。該方法および装置は、軽質改質ガソリン中でのベンゼンと、（１分子当り多くとも炭素原子数６を有する）軽質オレフィンとの水素化反応、あるいは石油留分または石油化学留分の軽質留分中でのジオレフィンおよび／またはアセチレン化合物の水素化反応にも適用され得る。好ましくは、該方法および装置は、イソオレフィン（例えばイソブテンおよびイソペンテン）と脂肪族モノアルコール（例えばメタノールまたはエタノール）とのエーテル化反応、具体的には、適当なオレフィン（イソブテンまたはイソペンテン）上での適当なアルコール（場合に応じて、メタノールまたはエタノール）の接触反応による、第三アルキルエーテル、例えばメチル第三ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、メチル第三アミルエーテル（ＴＡＭＥ）、エチル第三ブチルエーテル（ＥＴＢＥ）、あるいはさらにはエチル第三アミルエーテル（ＴＡＥＥ）の製造に適用される。
【０００９】
本発明の蒸留反応方法は、
・希釈剤によって希釈された複数の反応体でかつその１つが過剰である反応体を、
ａ）触媒を含む少なくとも１つの触媒床を有する少なくとも１つの接触帯域と、
ｂ）前記接触帯域の下に位置する少なくとも１つの蒸留帯域、すなわち下部蒸留帯域と、
ｃ）前記接触帯域の上に位置する少なくとも１つの別の蒸留帯域、すなわち上部蒸留帯域
とを有する蒸留反応帯域の少なくとも１つのレベルに導入すること、
・蒸留反応帯域内に液相および蒸気相を有するように蒸留条件を維持すること、
・接触帯域内において液体の大部分を下から上に触媒を通過して流通させること、
・接触帯域内において蒸気の大部分を実質的に触媒と接触しないように下から上に流通させること、
・所望の反応生成物の一部を回収すること、および
・希釈剤の一部、および反応体を回収することからなる蒸留反応方法において、
・上部蒸留帯域から生じた液体の大部分を、接触帯域の各触媒床の下でかつ接触帯域の実質的には中央帯域に、実質的には触媒と接触しないで到着するように、少なくとも１つの収集手段によって収集すること、
・前記触媒床の下に収集された液体の大部分を、実質的に半径方向である少なくとも１つの流通手段によって実質的に半径方向に流通させて、少なくとも１つの液体分配帯域内に導入するようにすること、
・前記液体分配帯域において分配された液体を前記触媒床へ導入すること、および
・液体の大部分を、触媒床内を通過した後に、下部蒸留帯域内に流れ出るように、少なくとも１つの液体排出手段によって回収すること、を特徴とする。
【００１０】
本発明による方法では、蒸留反応帯域は、接触帯域、抽出帯域である下部蒸留帯域、および精留帯域である上部蒸留帯域からなる。
【００１１】
収集手段は、液体が実際には蒸気を除いて（含まずに）前記触媒床の下に到着するようなもの、すなわち特に、前記流体中に誘発されたあらゆるガスを回避しながら、前記手段が分配帯域への液体の実質的に半径方向である少なくとも一つの正しい流通手段による供給を行なうのに適当なあらゆる形態を取るものであり得る。従って、液体は、実質的に半径方向である流通手段内において、次いで分配帯域内において、過剰乱流もなく分配される。
【００１２】
実質的に半径方向である少なくとも一つの流通手段によって（液体が）供給される液体分配帯域によって、接触帯域の各触媒床内に液体が導入される前に、該液体の調整および均一化が可能になる。従って、本発明の利点の一つは、接触帯域の各触媒床内の液体の流通を改善することである。従って、本発明の方法は、少なくとも一つの液体分配帯域内で、触媒床に入る前に液体に接近でき、蒸留反応帯域のあらゆる区域に液体が広がるものである。
【００１３】
好ましくは、上部蒸留帯域から生じた液体を収集して、その大部分を接触帯域の実質的には中央帯域を流通させる。
【００１４】
好ましくは、下部蒸留帯域内に流れ出る液体を、少なくとも一つの排出手段を経て、その大部分が接触帯域の実質的に周辺帯域を流れるようにする。
【００１５】
作用された反応が少なくとも１つのガス反応体の存在を有する場合には、本発明による方法は、接触帯域の各触媒床への前記ガス反応体、好ましくは水素の少なくとも１つの導入を有し得る。
【００１６】
本発明による方法の好ましい実施の第一形態では、収集手段は、主として接触帯域の実質的には中央帯域に位置し、上部蒸留帯域から生じた液体は収集されて、その大部分が接触帯域の実質的には中央帯域を流通し、下部蒸留帯域内に流れ出る液体は、その大部分が接触帯域の実質的には周辺帯域を流れ、下部蒸留帯域から生じた蒸気であり、接触帯域内を流通する蒸気は、主として接触帯域の実質的には中央帯域を流通する。この場合、好ましくは、各触媒床の実質的に半径方向である流通手段は、少なくとも１つの分配分流アーム、好ましくは２〜１０の分配分流アーム、より好ましくは２〜８の分配分流アームを有する。
【００１７】
本発明による方法の好ましい実施の第一形態では、下部蒸留帯域から生じた蒸気であり、接触帯域の実質的には中央帯域を流通する蒸気は、接触帯域の実質的には中央帯域をほぼ全体に流れる。前記形態では、液体の排出手段は、接触帯域の実質的には周辺帯域に位置し、好ましくは前記手段は、該手段が上昇方向において蒸気相の通過を実質的に可能にしないものである。
【００１８】
さらに、好ましくは、前記実施の形態では、下部蒸留帯域から生じた蒸気であり、接触帯域の実質的には中央帯域を流通する蒸気は、前記接触帯域の実質的には中央帯域を流通する液体と実質的に接触しないものである。
【００１９】
本発明による方法の実施の好ましい第二形態では、収集手段は、主として接触帯域の実質的には中央帯域に位置し、上部蒸留帯域から生じた液体は収集されて、その大部分が接触帯域の実質的には中央帯域を流通し、下部蒸留帯域内に流れ出る液体は、その大部分が接触帯域の実質的には周辺帯域を流れ、下部蒸留帯域から生じた蒸気であり、接触帯域内を流通する蒸気は、主として接触帯域の実質的には周辺帯域を流通する。従って、この場合、実施の第一形態は、本発明による方法の実施の好ましい第三形態であって、下部蒸留帯域から生じた蒸気であり、接触帯域の実質的には周辺帯域を流通する蒸気の少なくとも一部、好ましくは大部分が、主として排出手段内を流通する液体と接触するものである。従って、実施の第二形態は、本発明による方法の実施の好ましい第四形態であって、下部蒸留帯域から生じた蒸気であり、接触帯域の実質的には周辺帯域を流通する蒸気が、排出手段内を流通する液体と実質的には接触しないものである。
【００２０】
本発明による方法の実施の形態がどのようなものであっても、実質的に半径方向である流通手段は、少なくとも１つの分配分流アーム、好ましくは２〜１０の分配分流アーム、より好ましくは２〜８の分配分流アームを有し得る。
【００２１】
当然ながら、接触帯域の各触媒床内での接触反応の際に生成された蒸気は、実施の形態がどのようなものであっても、触媒との接触下に前記触媒床を通過し、下部蒸留帯域から生じた蒸気と前記触媒床の上方で再び一緒になる。
【００２２】
本発明による方法の実施の他のあらゆる形態もまた、本発明による方法の実施の好ましい種々の形態と組み合わされて考案され得る。例えば、前述の実施の好ましい第三形態と第一形態とを組み合わせること、即ち、下部蒸留帯域から生じた蒸気の一部を、接触帯域の実質的には周辺帯域を流通させ、また前記蒸気の別の一部を、接触帯域の実質的には中央帯域を流通させることが可能である。
【００２３】
本発明による蒸留反応帯域は、少なくとも１つの接触塔である。単独塔を使用することによって問題が提起されることが当業者に周知の場合においては、一般には前記塔を分割して、最終的には少なくとも２つの塔を用いることが好まれる。該２つの塔は、端と端を合わせて配置されて、前記塔を製作する、すなわち精留帯域、接触蒸留帯域および抽出帯域が該塔に分配される。実際上、精留帯域または抽出帯域、好ましくは抽出帯域は、一般には接触帯域を有する塔とは異なる少なくとも１つの塔内に存在する。
【００２４】
反応蒸留帯域の上部帯域すなわち精留帯域としては、一般には蒸留を確実に行なう少なくとも１つの装填物を有する帯域の上に場合によっては位置する少なくとも１つの分配棚段、従来どおりであってよい少なくとも１つの蒸留棚段、または当業者に周知のあらゆる技術に従って蒸留を確実に行なう装填物、分配棚段および蒸留棚段のあらゆる組合わせが考えられる。
【００２５】
同様に、蒸留反応帯域の抽出帯域としては、一般には蒸留を確実に行なう少なくとも一つの装填物を有する帯域の上に場合によっては位置する少なくとも一つの分配棚段、従来どおりであってよい少なくとも一つの蒸留棚段、または当業者に周知のあらゆる技術に従って蒸留を確実に行なう装填物、分配棚段および蒸留棚段のあらゆる組合わせが考えられる。
【００２６】
本発明の方法において場合によっては使用される装填物本体は、蒸留機能に必要な効果に応じて選択される。装填物本体は、当業者によく周知の装填物本体、例えばリング形態、マルチホイル（多葉形）押出物形態またはサドル形態の固体から選ばれてよい。装填物本体の限定されない例として、ラッシヒリング、ポールリング、Intos リング、Berlサドル、Novalox サドルおよびIntalox サドルが挙げられる。しかしながら、装填物本体は、組織化された装填物、例えばKoch社によって市販されているFLEXIPAC型（登録商標）、あるいはSulzer社によって市販されているSULZER CHEMTECH またはSULZER（登録商標）からもまた選ばれてよい。
【００２７】
本発明の方法において場合によっては使用される分配棚段は、例えば当業者に周知のあらゆる分配棚段、特に該棚段が属している蒸留帯域が大部分装填物を有している場合には、蒸気の上昇通過および収集次いで液体の排出を可能にする簡単な棚段である。
【００２８】
本発明の方法に従って、蒸留棚段が用いられる場合には、該棚段は当業者に周知の蒸留棚段、特に穿孔した棚段、（バブル）キャップを有する棚段、弁を有する棚段から選ばれてよく、該蒸留棚段は下記のものを備える。すなわち、
・少なくとも一つの断続作業盤、すなわち蒸気相を通過させるための不連続性を備える盤であって、各作業盤は液体流と蒸気流とをかき混ぜて、混合することを目的とするもの、
・少なくとも一つの下降管（またはシュート）であって、好ましくは各蒸留棚段の中央または周辺に位置し、液体の調整およびその流れの規則性の調節を目的とするもの（液体が通過して流れる下降管は、前記棚段の作業盤上に以前から存在している）、および
・少なくとも一つの液体排出口（または小縁石margelle）であって、各下降管を縁取り、前記棚段の作業盤への液体の、あるレベルでの維持、従って前記作業盤の液体の排出の規則性の調節を目的とするものである。
【００２９】
本発明によれば、二つの触媒床の間に位置する全ての蒸留帯域は、好ましくは二重通路（当業者によく周知であるように、中央部において液体排出手段を有する棚段と周辺部において液体排出手段を有する棚段との交替）を有する蒸留棚段の奇数段を有することが例えば考えられる。
【００３０】
接触帯域の各触媒床内に置くべき触媒は、一般には触媒粒子から構成される。該触媒は、あらゆる適当な形態、特に実質的に円筒状または実質的に球状である粒子形態で条件付けられてよく、触媒の前記粒子のサイズは、一般には０．１〜２０ｍｍである。当業者によく周知であるように、前記触媒の性質は、考案された反応に依存する。例えば、メチル第三ブチルエーテルの合成の場合には、一般にはスルホン樹脂型触媒、例えばスルホン化ポリスチレン−ジビニルベンゼン樹脂が用いられ、その粒度は一般には０．１〜１．２ｍｍである。
【００３１】
接触帯域の各触媒床内では、触媒は少なくとも一つの膜内に閉じ込められており、該膜は液体に透過性であるが、触媒粒子には不透過性であり（すなわち、触媒の固体粒子を通過させておかないものであり）、膜は、例えば合成材料製（例えばポリプロピレン製）または金属織物製の平織物によって構成される。
【００３２】
さらに触媒は、乱雑に、すなわち自由に接触帯域の各触媒床の内部に配置されてよい。この場合、触媒を定置に維持するために、また触媒が触媒を通過する液体流によってエントレインメントされることを回避するために、一般には、接触帯域内に含まれる全ての触媒床が、液体の通過を可能にするが、触媒粒子に不透過性である全ての装置、例えばガス流、液体流または固体流に不透過性である面に規則正しく配分されたJohnson 型のグリルあるいはJohnson 型のガス噴口の上に乗っていることが予測（想定）される。有利には、前記装置は、接触帯域の底部において、実質的には半径方向である流通手段の注入口に比較して僅かに高くされて、接触帯域の触媒床の下に一部位置する分配帯域を作り出すようにする。
【００３３】
触媒粒子の通過に不透過性であり、液体およびガスに透過性である、接触帯域内に含まれる全ての触媒床上の上部グリルの存在を想定して、前記床内の前記粒子を閉じ込めるようにすることも可能である。しかしながら、これは本発明の実施の好ましい形態であり、液体の通過は可能であるが、触媒粒子に不透過性である全ての装置を液体排出手段のレベルに定置することも考案されてよく、液体は、触媒帯域、例えばJohnson 型グリルを通過した後に該排出手段を経て流出する。同様に、触媒粒子に不透過性であり、上昇蒸気に透過性である、蒸気流通手段の上の上部グリルの存在を想定することも可能であり、該上昇蒸気は、前記粒子とは実質的に接触しないで触媒床を通過して、塔の異常運転の際には、触媒の場合によるエントレインメントを起こさないようにする。
【００３４】
触媒が乱雑に配置される場合には、固定床、膨脹床または流動床形態で触媒を使用することが想定できる。触媒が乱雑に配置されるにしても、または少なくとも一つの膜内に閉じ込められるにしても、触媒に付与し得る間隙率は、一般には３０〜７０％である。
【００３５】
本発明による方法において、触媒を構成する触媒粒子の破片（または細粒物）の液体によって起こり得るエントレインメントを理由とする蒸留反応帯域の運転の際には、例えば、接触帯域内の最下部に位置する接触帯域の下部触媒床から流出する液体を収集すること、該液体を抜き出すこと、（蒸留反応帯域の外部に位置する）少なくとも一つの濾過装置内で該液体を濾過すること、および該液体が抜き出された位置と下部蒸留帯域との間にある接触帯域内に該液体を再び導入することを想定するのは有利である。前記接触帯域が単独触媒床のみを有する場合には、下部触媒床は、前記接触帯域の唯一の床であり、あるいは接触帯域が少なくとも二つの触媒床を有する場合には、下部触媒床は、接触帯域の最下部に位置する触媒床である。この濾過によって、液相によってエントレインメントされる、触媒の場合による破片の全てを除去することが可能になり、特に該破片が蒸留反応帯域の底部に来ることを妨げる。
【００３６】
触媒の充填は、一般には接触帯域内において当業者に周知のあらゆる手段、例えばマンホールまたは各触媒床のすぐ上に位置する注入口を有するあらゆる分配手段によって行なわれ、（例えば、有機媒質下での）触媒の好ましくは気密性充填が可能になる。触媒の取り出しは、一般には当業者に周知のあらゆる手段によって行なわれる。従って、触媒の取り出しは、例えばマンホールまたは排出導管からの吸い上げによって行なわれ得る。
【００３７】
蒸留反応帯域の内部、特に接触帯域の内部における液相および蒸気相の進行は、本発明による方法の局面の一つの特徴をなしている。
【００３８】
本発明の蒸留反応装置は、
・触媒を含む少なくとも１つの触媒床を有する少なくとも１つの接触帯域と、
・前記接触帯域の下に位置する少なくとも１つの蒸留帯域、すなわち下部蒸留帯域と、
・前記接触帯域の上に位置する少なくとも１つの別の蒸留帯域、すなわち上部蒸留帯域と、
・各触媒床内において液体の大部分を下から上へと触媒を通過して流通させる少なくとも１つの手段と、
・接触帯域内において蒸気を実質的に触媒と接触しないように下から上へ流通させる少なくとも１つの手段とを備えた蒸留反応装置において、
・上部蒸留帯域から生じた液体が接触帯域の各触媒床の下でかつ接触帯域の実質的には中央帯域に到着するように適合した少なくとも１つの収集手段であって、接触帯域の上の一部分において収集帯域を有するとともに、実質的には触媒との接触を有しないで接触帯域の上から下への液体の通過を可能にする少なくとも１つの導管を有する手段と、
・接触帯域の各触媒床の下に収集された液体を実質的には半径方向に流通させる少なくとも１つの手段であって、液体を少なくとも１つの液体分配帯域に導入するようにする手段と、
・前記液体分配帯域において分配された液体を前記触媒床へ導入する手段と、
・前記触媒床内から液体を排出させる少なくとも１つの手段であって、少なくとも１つの導管を有しており、液体が触媒床内を通過した後に、該液体が下部蒸留帯域内に流れ出るようにする手段、
とを備えたことを特徴とする蒸留反応装置である。
【００３９】
本発明による装置においては、蒸留反応帯域は、接触帯域、抽出帯域である下部蒸留帯域、および精留帯域である上部蒸留帯域からなる。
【００４０】
収集手段の収集帯域は、蒸気の離脱（解消）を可能にする、すなわち該収集帯域によって、液体分配帯域への正確な供給を、前記手段の導管により、次いで液体の実質的に半径方向である少なくとも１つの流通手段により、行なうことが可能になり、特に前記液体内で誘発される全てのガスを回避する。このようにして、液体は、前記導管内において、次いで実質的に半径方向である流通手段内において、過剰乱流もなく配分されて、結局分配帯域に戻る。
【００４１】
実質的に半径方向である少なくとも１つの流通手段によって（液体が）供給される液体分配帯域によって、接触帯域の各触媒床内に液体が導入される前に、該液体の調整および均一化が可能になる。従って、本発明の利点の１つは、接触帯域の各触媒床内の液体の流通を改善することである。従って、本発明の装置は、少なくとも１つの液体分配帯域内で、触媒床に入る前に液体に接近し得るものであり、蒸留反応帯域のあらゆる区域に液体が広がるものである。
【００４２】
好ましくは収集手段は、主として接触帯域の実質的には中央帯域に位置する。
【００４３】
好ましくは、下部蒸留帯域内に流れ出る液体は、その大部分が接触帯域の実質的に周辺帯域を流れる。従って、液体排出手段は、少なくとも１つの導管を有し、前記手段の全ての導管は、主として接触帯域の実質的に周辺帯域に位置する。
【００４４】
作用された反応が、少なくとも１つのガス反応体の存在を有する場合には、本発明による装置は、接触帯域の各触媒床への前記ガス反応体、好ましくは水素の少なくとも１つの導入手段を有し得るものである。
【００４５】
本発明による装置の実施の好ましい第一形態では、収集手段は、主として接触帯域の実質的には中央帯域に位置し、排水手段は、主として接触帯域の実質的には周辺帯域に位置し、下部蒸留帯域から生じた蒸気の流通手段は、接触帯域の実質的には中央帯域に位置する。好ましくは、下部蒸留帯域から生じた蒸気の流通手段は、少なくとも１つの導管を有し、前記流通手段の全ての導管は、液体収集手段の全ての導管から区別される。この場合、好ましくは、実質的に半径方向である流通手段は、少なくとも１つの分配分流アーム、好ましくは２〜１０の分配分流アーム、より好ましくは２〜８の分配分流アームを有する“蜘蛛の巣”型装置である。
【００４６】
本発明による装置の実施の好ましい第一形態では、好ましくは、装置は、液体排出手段が、上昇方向において蒸気相の通過を実質的に可能にしないものであり、すなわち前記液体排出手段の全ての導管が、上昇方向における蒸気の通過を実際には可能にしない少なくとも一つの手段を有するものである。
【００４７】
好ましくは、実施の前記形態においては、下部蒸留帯域から生じた蒸気相の流通手段は、少なくとも１つの導管を有し、前記手段の全ての導管は、収集手段の全ての導管および排出手段の全ての導管から同時に区別される。
【００４８】
本発明による装置の実施の好ましい第二形態では、収集手段は、主として接触帯域の実質的には中央帯域に位置し、液体排出手段は、主として接触帯域の実質的には周辺帯域に位置し、下部蒸留帯域から生じた蒸気の流通手段は、接触帯域の実質的には周辺帯域に位置する。従って、この場合、実施の第一形態は、本発明による装置の実施の好ましい第三形態であって、下部蒸留帯域から生じた蒸気であり、接触帯域の実質的には周辺帯域を流通する蒸気の少なくとも一部、好ましくは大部分が、主として排出手段内を流通する液体と接触するものである。従って、蒸気流通手段は、少なくとも１つの導管を有し、前記手段の少なくとも１つの導管は、液体排出手段の導管でもあり、好ましくは、前記手段の全ての導管は、液体排出手段の導管でもある。実施の第二形態は、本発明による装置の実施の好ましい第四形態であって、下部蒸留帯域から生じた蒸気であり、接触帯域の実質的には周辺帯域を流通する蒸気が、主として排出手段内を流通する液体と実質的には接触しないものである。従って、蒸気流通手段は、少なくとも１つの導管を有し、前記流通手段の全ての導管は、排出手段の全ての導管から区別される。
【００４９】
好ましくは、本発明による装置の実施の形態がどのようなものであっても、触媒を下から上へと通過する液体流通手段は、接触帯域の各触媒床内において前記液体の少なくとも１つの注入手段を有し、該注入手段は好ましくはガス噴口である。そのような場合、促進すべき反応が、水素であるガス反応体の少なくとも１つの導入を有する反応、すなわち反応が水素化を有する場合には、一般には、例えば後述される３つの技術の内の１つに従って、接触帯域の全ての触媒床に対して、水素導入装置を付ける必要がある。従って、接触帯域は、該接触帯域の全ての触媒床において、少なくとも１つの液体注入装置および少なくとも１つの水素導入装置を有する。第１の技術によれば、水素導入装置は、液体注入装置の前に、従って触媒床の前に配置される。第２の技術によれば、水素導入装置は、水素が触媒床の前に液体に導入されるように、液体注入装置のレベルに配置される。第３の技術によれば、水素導入装置は、液体注入装置の後に、従って触媒床内に、好ましくは、前記触媒床内の前記液体注入装置から遠くない所に配置される。前述で用いた用語“前”および“後”は、触媒床を通過することになる液体の流通方向に対して解釈されるものである。すなわち、液体注入装置の前とは、同装置よりも液体前流側をいい、液体注入装置の後とは、同装置よりも液体後流側をいうものである。
【００５０】
本発明による装置の実施の形態がどのようなものであっても、実質的に半径方向である流通手段は、少なくとも１つの分配分流アーム、好ましくは２〜１０の分配分流アーム、より好ましくは２〜８の分配分流アームを有し得る。
【００５１】
当然ながら、接触帯域の各触媒床内での接触反応の際に生成された蒸気は、実施の形態がどのようなものであっても、触媒と接触しないで前記触媒床を通過し、下部蒸留帯域から生じた蒸気と前記触媒床の上部で再び一緒になる。
【００５２】
本発明による装置の実施の他のあらゆる形態もまた、本発明による装置の実施の好ましい種々の形態と組み合わされて考案され得る。例えば、前述の実施の好ましい第一形態と第三形態とを組み合わせること、すなわち下部蒸留帯域から生じた蒸気の一部を、接触帯域の実質的には周辺帯域の少なくとも１つの導管内を流通させ、また前記蒸気の別の一部を、接触帯域の実質的には中央帯域の少なくとも１つの導管内を流通させることが可能である。
【００５３】
本発明による蒸留反応装置は、少なくとも１つの接触塔からなる。単独塔を使用することによって問題が提起されることが当業者に周知の場合においては、一般には前記塔を分割して、最終的には少なくとも２つの塔を用いることが好まれる。該２つの塔は、端と端を合わせて配置されて、前記塔を製作する、すなわち精留帯域（すなわち上部帯域）、接触蒸留帯域、および抽出帯域（すなわち下部帯域）が該塔に分配される。実際上、精留帯域または抽出帯域、好ましくは抽出帯域は、一般には接触帯域を有する塔とは異なる少なくとも１つの塔内に存在し得る。
【００５４】
本発明による装置の精留帯域としては、一般には蒸留を確実に行なう少なくとも１つの装填物を有する帯域の上に場合によっては位置する少なくとも一つの分配棚段、従来どおりであってよい少なくとも一つの蒸留棚段、または当業者に周知のあらゆる技術に従って蒸留を確実に行なう装填物、分配棚段および蒸留棚段のあらゆる組合わせが考えられる。
【００５５】
同様に、本発明による装置の抽出帯域は、一般には蒸留を確実に行なう少なくとも一つの装填物を有する帯域の上に場合によっては位置する少なくとも一つの分配棚段、従来どおりであってよい少なくとも一つの蒸留棚段、または当業者に周知のあらゆる技術に従って蒸留を確実に行なう装填物、分配棚段および蒸留棚段のあらゆる組合わせが考えられる。
【００５６】
本発明による装置に対する、分配棚段、装填物本体、触媒、並びに触媒の充填および取り出しの特徴をなすものは、本発明による方法の場合において先に提供されたものと同一である。
【００５７】
本発明による蒸留反応装置は、例えば、
・下部蒸留帯域上の接触帯域内の最下部に位置する接触帯域の下部触媒床から流出する液体の一部の少なくとも１つの収集手段と、
・（一般には、蒸留反応帯域の外部に位置する）少なくとも１つの濾過手段であって、液相により場合によってはエントレインメントされ、かつ触媒を構成する触媒粒子の場合による破片を留め得る手段と、
・一般には、液体が抜き出されていた位置と下部蒸留帯域との間にある、接触帯域内の（実質的には触媒粒子の破片を除去した）液体の少なくとも１つの再分配手段、とを備え得る。
【００５８】
前記蒸留反応帯域の内部、特に接触帯域の内部での液相および蒸気相の進行は、蒸留反応帯域の内在物によって条件付けされ、本発明による装置の局面の一つの特徴をなしている。
【００５９】
さらに、例えば第三アルキルエーテルの合成に対する発熱反応の場合、本発明による方法および装置の利点の一つは、触媒床を通過する液相の上昇流での流通によって、反応熱により触媒上に発生した蒸気相を容易に排気できることである。
【００６０】
本発明の方法および装置は、添付図面によって例証される。図１は、前記帯域の一般的な配置を図式形態で例証し、図２、図３、図４および図５は、本発明による装置の実施の好ましい第一形態による、前記帯域の少なくとも一部を構成する蒸留帯域と接触帯域との形状特徴を例証し、図６、図７、図８および図９は、本発明による装置の実施の好ましい第三形態による、前記帯域の少なくとも一部を構成する蒸留帯域と接触帯域との形状特徴を例証し、図１０および図１１は、本発明による装置の実施の好ましい第四形態による、前記帯域の少なくとも一部を構成する蒸留帯域と接触帯域との形状特徴を例証する。同一番号が、全図面における同様手段を表わすのに使用される。
【００６１】
本発明の方法において使用される蒸留反応帯域は、図１に表されており、本質的に３帯域、すなわち：接触帯域(C) であって、該帯域内で蒸留および化学反応が進行し、その一方が他方を支援する帯域と、頂部(S) （すなわち精留帯域）と、底部(B) （すなわち抽出帯域）とを備える接触塔である。
【００６２】
頂部(S) は、最も揮発性成分である蒸気の排出用管路(1) と、熱交換器(Es)内で凝縮された前記蒸気の留分によって構成された液体還流の導入用管路(2) とを備える。
【００６３】
底部(B) は、液体形態での揮発性が最も少ない成分の排出用管路(3) と、熱交換器(Eb)内での前記成分の少なくとも一部の部分気化により生じた再沸騰蒸気の導入用管路(4) とを備える。さらに該底部は、場合によっては反応体の全部または一部を導入するための、１つまたは複数の導管を備える。
【００６４】
接触帯域(C) は、内側では、蒸留反応帯域の頂部に導入される還流によって生じた液相と、蒸留反応帯域の底部に導入される再沸騰蒸気によって生じた蒸気相の供給を受け、外側では、少なくとも１つのレベルにおいて、エーテルの合成において装置を使用する場合、純粋、または例えばアルコールで希釈された反応体の少なくとも１つの場合による供給を受ける。図１には、そのような導入は表されなかった。
【００６５】
２つの蒸留帯域と連結し、かつ本発明による装置の特徴の１つを形成する接触帯域の触媒床の配置は、図２、図３、図４および図５と関連して後述されるものであり、該図２、図３、図４および図５は、本発明による装置の実施の好ましい第一形態の場合における、実施の２つの形態を例証する。接触帯域は、単独触媒床(8) を有しており、かつその上部部分において蒸留棚段(5) に、またその下部部分において蒸留棚段(14)に接している。蒸留棚段(5) は、前記棚段と下降管(6) とを連結する中央液体排出口(7) を備えており、かつ触媒床の上に位置し、また帯域(S) の最下部にある棚段であるか、あるいは該帯域が単独棚段のみを含んでいる場合には帯域(S) の唯一の棚段であるか、あるいは接触帯域(C) 内に含まれる蒸留帯域の最下部の棚段であるか、あるいはこの帯域が単独棚段のみを含んでいる場合には帯域(C) 内に含まれる前記帯域の唯一の棚段である。蒸留棚段(14)は、前記棚段と下降管(13)とを連結する中央液体排出口(12)を備えており、かつ触媒床の下に位置し、また帯域(B) の最上部にある棚段であるか、あるいはこの帯域が単独棚段のみを含んでいる場合には帯域(B) の唯一の棚段であるか、あるいは接触蒸留帯域(C) 内に含まれる蒸留帯域の最上部の棚段であるか、あるいはこの帯域が単独棚段のみを含んでいる場合には帯域(C) 内に含まれる前記帯域の唯一の棚段である。
【００６６】
触媒床(8) は、蒸留帯域から生じた蒸気相によって通過されないで、液相によって下から上に通過されるように適合される。
【００６７】
触媒床(8) の全体内に配置すべき触媒は、あらゆる適当な形態、特に実質的に円筒状であるか、または実質的に球状である触媒粒子形態で条件付けられ、触媒粒子のサイズは、０．１〜２０ｍｍである。触媒を定置に維持するために、また触媒が該触媒を通過する液体流によりエントレイメントされることを回避するために、触媒床は下部グリル(15a) 上に留まる。有利には、下部グリル(15a) は、接触帯域の底部（板(15b) ）上で、液体分配手段(17)の注入口に比して僅かに高くされて、液相分配帯域(23)を作るようにし、触媒床内を液相が流通する前に、接触帯域の上の液体の実質的に半径方向の流通手段から生じた液相が該液相分配帯域(23)に到着する。
【００６８】
触媒粒子の通過に不透過性である上部グリル(16a) の存在を想定して、触媒床内の前記粒子を閉じ込めるようにすることも可能である。二者択一的には、この後に図２で例証されるグリル(16b) またはグリル(16c) のようなあらゆる手段を想定して、触媒が、作用の際に触媒床から溢れることを避けるようにすることが可能である。図２で例証されるグリル(16a)(16b)または(16c) の手段のような手段を組み合わせることも可能である。
【００６９】
より具体的には、本発明による装置の実施の好ましい第一形態の場合は、図２、図３、図４および図５に表されており、図４および図５は、各々、軸ＢＢに沿った図２の断面図の可能性を表し、図３は、軸ＡＡに沿った図２の断面図を表す。触媒床(8) は、中央液体排出口(7) の上から流出する（すなわち溢れ出す）ことによって、下降管(6) を経る、蒸留棚段(5) から流出する液相を受ける。蒸留液体を触媒床に供給することは、本発明の特徴の１つである。この供給は、供給用８分流アーム(17)を有する、液体の実質的に半径方向の流通手段(20)を介して行なわれ、該流通手段によって、液体と接触しないで導管(21)内での下部蒸留帯域から上部蒸留帯域への蒸気相の上昇通過が可能になる。図３によって、分配分流アーム(17)を有する前記手段(20)のなし得る特別な構造を理解することが可能になり、参照番号(18)および(19)については、この後に明らかに述べられる。
【００７０】
触媒床(8) を通過して、液相は、下から上に向けて移動し、液体排出口(9) の上から流出する（すなわち溢れ出す）ことにより、また下降管(19)を経て流れることにより蒸留棚段(14)上に流れ出る。本発明の枠内においては、液体排出口(9) の上方に、液体に透過性であり、触媒粒子に不透過性である、図２で例証される手段(16b) のようなあらゆる手段、例えばJohnson 型のグリルを設置することが可能である。棚段(14)は、中央下降管(13)および液体排出口(12)を提供する。好ましくは、図２および図３で表されるように、下降管(19)は、前記下降管(19)内では上昇方向に蒸気相の通過を実質的に可能にしない、液相に浸渣した遮断手段(18)を備えるものである。この場合、棚段(14)は、前記下降管(19)の下方で、蒸留蒸気を生じ得る、液体−蒸気接触手段を明らかに備えないものである。
【００７１】
他方では、下部蒸留帯域から生じた蒸気相は、導管(21)を経て接触帯域の実質的には中央帯域を上昇方向に流通し、導管(21)に向かうその通過は、実質的に半径方向の流通手段(20)の構造により可能である（特に図３、図４および図５を参照）。本発明の枠内においては、導管(21)の出口であり、前記出口は触媒床の上方に位置するものである出口において、蒸気に透過性であり、触媒粒子に不透過性である、図２で例証される、グリル(16c) のようなあらゆる手段、例えばJohnson 型グリルを設置することが可能である。
【００７２】
触媒の充填は、一般には蒸留反応帯域において当業者に周知のあらゆる手段、例えば図２で例証されるマンホール(24)を経て行なわれる。取り出しに関しては、いくつかの形状特徴が本発明による装置の実施の好ましい第一形態の枠内において可能であり、その内の２つの可能性が、より具体的には図４および図５で例証されていた。該図４および図５は、２つとも図２中の軸ＢＢに沿う断面図の可能性を示す。従って、触媒の取り出しは、形状特徴が図４のものである場合には、例えばマンホール(24)からの吸い上げによって、あるいは形状特徴が図５のものである場合には、このために特別に備え付けられた排出導管(22)によって行なわれてよい。
【００７３】
本発明の方法および装置は、特に接触帯域の内部における液体の流通を良好に調節する利点を示す。特に、本発明の枠内においては、接触帯域のあらゆる区域が、前記区域のレベルにある触媒床内に流通する液体が自由に前記レベル内で分配され得るものであること、すなわち触媒を構成する触媒粒子全体が同じ区域のレベルにおいて接触することが好ましい。さらに、分配帯域(23)（図２）の存在によって、触媒床の灌流を著しく改善することができる。さらに、触媒床を通過する液相の上昇流を使用することによって、これらの床の膨脹およびある移動性がもたらされ、このことによって、触媒床の詰まりを回避することが可能になる。要するに、液体の下降管(6) は、最適化されて、流通手段(20)による液体の分配前に下降液体の均一的な到着を可能にする。
【００７４】
図６、図７、図８および図９によって、本発明による装置の実施の好ましい第三形態の場合での実施の２形態を例証することが可能になる。図２の参照番号は、図６および図７に適用されるが、この場合、蒸気は、下降管(25)を経て再上昇しながら、大部分は実質的には周辺帯域を流通し、触媒床(8) を通過して流れた液体が、排出口(9) の上からの排出（溢れ出し）により該下降管(25)を経て流出する。この場合、液体の実質的には半径方向である流通手段(20a) は、図２で例証された流通手段(20)とは実質的に異なる形態をとる。図７では、流通手段(20a) は、本質的には管(37)を備えており、かつ円筒形態(38)および板(15a) に連結しており、該板は触媒を維持して、分配帯域(23)を作るようにする。図２の場合と異なり、板(15b) は省略され、接触帯域の底部は板(26)で構成されている。しかしながら、これは１つの可能性だけである。他の可能性としては、（図６で表された）装置は、図２の流通手段(20)および板(15b) に連結する供給用分流アーム(17)で構成される。
【００７５】
図８および図９は、軸ＡＡに沿う図７の断面図の２つの可能性を示す。触媒の取り出しは、形状特徴が図８のものである場合には、例えばマンホール(24)からの吸い上げによって、あるいは形状特徴が図９のものである場合には、排出導管(22)によって行なわれ得る。
【００７６】
図１０および図１１によって、本発明による装置の実施の好ましい第四形態の場合における実施の形態を例証することが可能になる。図２の参照番号は、上記で説明されていたように図１０に適用されるが、この場合、触媒床(8) を通過した液体が２つの下降管(27)内へ２つの排出口(9) の上から流れ出る（すなわち溢れ出す）間に、蒸気は、２つの空間(36)を経て再上昇しながら、大部分は実質的には周辺帯域を流通する。この場合、実質的に半径方向である液体流通手段(20)は、図６で例証された本発明による装置の実施の好ましい第三形態の場合において上述されたものと実質的に同じである。図１１は、軸ＡＡに沿う図１０の断面図を示す。触媒の取り出しは、排出導管(22)を経て行なわれる。当然ながら、この場合、装置はあらゆる適当な手段を備えて、液体の下降管(27)を経る蒸気の再上昇を実質的に完全に妨げ、また触媒床(8) を通過した液体の一部が空間(36)内に流出することを妨げる。
【００７７】
先に説明されていたように、本発明の方法および装置は、液相で、種々の平衡反応に適用され、該平衡反応において、反応、特に適当なオレフィンを用いる芳香族炭化水素のアルキル化反応、パラフィンの異性化反応、オレフィンの異性化反応または水素化異性化による2-ブテンの製造が行なわれる温度および圧力条件下での蒸留により反応生成物を単離し得る。好ましくは、該方法および装置は、より具体的には、イソオレフィン（例えばイソブテンまたはイソペンテン）と、脂肪族モノアルコール（例えばメタノールまたはエタノール）との間のエーテル化反応に適用されて、対応エーテルを生成する。これらの反応の実施条件は、当業者によく周知である。しかしながら、参考までにメチル第三ブチルエーテルの合成条件をこの後に提供する。
【００７８】
通常用いられる条件は、一般には圧力が０．４〜１．６ＭＰａ、選ばれた圧力の作用である蒸留反応帯域の底部温度が１１０〜１７０℃、および選ばれた圧力の作用である蒸留反応帯域の頂部温度が４０〜９０℃である。一般には、蒸留物に対する還流比を０．５：１〜５：１に維持する。この方法によって、イソブテンのほぼ全体を転換することが可能であり、かつ一般には少なくとも９８モル％の高純度を有するＭＴＢＥを得ることが可能になる。イソブテンを含む仕込原料は、一般には、特に蒸気分解、接触分解またはイソブタンの脱水素化装置に由来する、（１分子当り炭素原子数４を有する化合物を大部分含む炭化水素仕込原料）Ｃ4 留分からなる。第一反応帯域では、仕込原料は、当業者によく周知の反応条件下にメタノールとの接触に付される。平衡である、この反応によって、イソブテンの一部（一般には７０〜９０％）をＭＴＢＥに転換することが可能になる。これは、この第一帯域から生じた混合物であり、次いで該混合物は、本発明の蒸留反応方法に従って処理されるか、あるいは本発明による蒸留反応装置内で処理される。未転換イソブテンおよび未転換メタノールを含む仕込原料は、一般には接触帯域のすぐ下に導入される。メタノールの補給物は、一般には前記帯域のすぐ上に導入される。さらに、接触帯域に沿って分配されるいくつかの箇所において該補給物の導入が想定されてもよい。触媒は、上記で述べられたように、蒸留反応帯域の接触帯域内に配置される。
【００７９】
【実施例】
次の実施例は本発明を例証する。
【００８０】
［実施例１］
本発明の方法の実施の好ましい第一形態に従って行なわれる本実施例では、イソブテンが８８％に転換されていたエーテル化の第一反応区域から生じた仕込原料を処理した。本発明による蒸留反応塔の供給物の組成を、表１の（左から）３番目の欄に提供した。組成は、重量で１００に対して０．５を表す、塔に供給された補足的アルコール補給物を考慮した。
【００８１】
【表１】
0004069217.tif 000002
高さ３５０ｃｍおよび直径５ｃｍの塔を使用した。該塔は二重通過型の蒸留棚段数８を備える頂部帯域（精留帯域）と、二重通過型の蒸留棚段数１５を備える底部帯域（抽出帯域）とを提供した。接触帯域を、本発明の装置の実施の好ましい第一形態による、蒸留帯域と反応帯域との相互の交換により構成した（図２、図３、図４および図５を参照）。この接触帯域内では、５つの触媒床が存在し、各床が（登録商標Amberlyst 15でRohm & Haas 社により販売されているスルホン樹脂）触媒６ｃｍ3 を含み、該５つの触媒床を、二重通過型の３段の蒸留棚段により互いに分離した。
塔を、相対圧力０．７ＭＰａ、還流比１：１で操作した。
仕込原料を、（上から下に数えて）２６番目の棚段のレベルに供給した。メタノールの補給物を第一触媒床のすぐ上の棚段（すなわち棚段(8) ）に注入した。正常運転に戻した後、塔内で頂部６２℃〜底部１３９℃の温度曲線を確立した。
【００８２】
１８００ｇ／時間（およびメタノールが９ｇ／時間）の割合の塔の供給物に対して、頂部において、表１に提供される組成を有する蒸留物を流量１１８３ｇ／時間の割合で取り出した。底部において、純度９９％以上の生成物ＭＴＢＥを６２３ｇ／時間の割合で取り出した。塔内でのイソブテンの転換率は８５％に達した。
【００８３】
［実施例２］
本発明の方法の実施の好ましい第三形態に従って行なわれる本実施例では、イソブテンが８８％に転換されていたエーテル化の第一反応区域から生じた仕込原料を処理した。本発明による接触蒸留塔の供給物の組成を、表２の（左から）３番目の欄に提供した。組成は、重量で１００に対して０．５を表す、塔に供給された補足的アルコール補給物を考慮した。
【００８４】
【表２】
0004069217.tif 000003
高さ３５０ｃｍおよび直径５ｃｍの塔を使用した。該塔はSulzer装填物を備える頂部帯域（精留帯域）と、同様にSulzer装填物を備える底部帯域（抽出帯域）とを提供した。接触帯域を、本発明の装置の実施の好ましい第三形態による、蒸留帯域と反応帯域との相互の交換により構成した（図７および図８を参照）。この接触帯域内では、５つの触媒床が存在し、各床が（登録商標Amberlyst 15でRohm& Haas社により販売されているスルホン樹脂）触媒６ｃｍ3 を含み、該５つの触媒床を、二重通過型の３段の蒸留棚段により互いに分離した。
塔を、相対圧力０．７ＭＰａ、還流比１：１で操作した。
仕込原料を、（上から下に数えて）２６番目の棚段のレベルに供給した。メタノールの補給物を第一触媒床のすぐ上の棚段（すなわち棚段(8) ）に注入した。正常運転に戻した後、塔内で頂部６２℃〜底部１３９℃の温度曲線を確立した。
１８００ｇ／時間（およびメタノールの９ｇ／時間）の割合の塔の供給物に対して、頂部において、表２に提供される組成を有する蒸留物を流量１１８２ｇ／時間の割合で取り出した。底部において、純度９９％以上の生成物ＭＴＢＥを６２２ｇ／時間の割合で取り出した。塔内でのイソブテンの転換率は８４％に達した。
【００８５】
［実施例３］
本発明の方法の実施の好ましい第四形態に従って行なわれる本実施例では、イソブテンが８８％に転換されていたエーテル化の第一反応区域から生じた仕込原料を処理した。本発明による接触蒸留塔の供給物の組成を、表３の（左から）３番目の欄に提供した。組成は、重量で１００に対して０．５を表す、塔に供給された補足的アルコール補給物を考慮した。
【００８６】
【表３】
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高さ３５０ｃｍおよび直径５ｃｍの塔を使用した。該塔はSulzer装填物を備える頂部帯域（精留帯域）と、同様にSulzer装填物を備える底部帯域（抽出帯域）とを提供した。接触帯域を、本発明の装置の実施の好ましい第四形態による、蒸留帯域と反応帯域との相互の交換により構成した（図１０および図１１を参照）。この接触帯域内では、５つの触媒床が存在し、各床が（登録商標Amberlyst 15でRohm& Haas社により販売されているスルホン樹脂）触媒６ｃｍ3 を含み、該５つの触媒床を、二重通過型の３段の蒸留棚段により互いに分離した。
塔を、相対圧力０．７ＭＰａ、還流比１：１で操作した。
仕込原料を、（上から下に数えて）２６番目の棚段のレベルに供給した。メタノールの補給物を第一触媒床のすぐ上の棚段（すなわち棚段(8) ）に注入した。正常運転に戻した後、塔内で頂部６２℃〜底部１３９℃の温度曲線を確立した。
１８００ｇ／時間（およびメタノールの９ｇ／時間）の割合の塔の供給物に対して、頂部において、表３に提供される組成を有する蒸留物を流量１１８３ｇ／時間の割合で取り出した。底部において、純度９９％以上の生成物ＭＴＢＥを６２３ｇ／時間の割合で取り出した。塔内でのイソブテンの転換率は８６％に達した。
【００８７】
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の方法および装置における蒸留反応帯域の一般的な配置を例証した図である。
【００８９】
【図２】本発明による方法および装置の実施の好ましい第一形態による、前記帯域の少なくとも一部を構成する蒸留帯域と接触帯域との形状特徴を例証した垂直断面図である。
【００９０】
【図３】図２の軸ＡＡに沿う断面図である。
【００９１】
【図４】図２の軸ＢＢに沿う断面図である。
【００９２】
【図５】上記第一形態の別の形態を例証した図２の軸ＢＢに沿う断面図である。
【００９３】
【図６】本発明による方法および装置の実施の好ましい第三形態による、前記帯域の少なくとも一部を構成する蒸留帯域と接触帯域との形状特徴を例証した垂直断面図である。
【００９４】
【図７】上記第三形態の別の形態を例証した垂直断面図である。
【００９５】
【図８】図７の軸ＡＡに沿う断面図である。
【００９６】
【図９】上記第三形態の別の形態を例証した図７の軸ＡＡに沿う断面図である。
【００９７】
【図１０】本発明による方法および装置の実施の好ましい第四形態による、前記帯域の少なくとも一部を構成する蒸留帯域と接触帯域との形状特徴を例証した垂直断面図である。
【００９８】
【図１１】図１０の軸ＡＡに沿う断面図である。
【００９９】
【符号の説明】
(C)   …接触帯域
(S)   …頂部（清留帯域；上部蒸留帯域）
(B)   …底部（抽出帯域；下部蒸留帯域）
(5)   …蒸留棚段
(6)   …下降管（収集手段）
(8)   …触媒床
(14)  …蒸留棚段
(17)  …分配分流アーム
(19)  …下降管（液体排出手段）
(20)  …実質的に半径方向の液体流通手段
(20a) …実質的に半径方向の液体流通手段
(21)  …導管（下部蒸留帯域から生じた蒸気の流通手段）
(23)  …液体分配帯域
(25)  …下降管（液体排出手段兼下部蒸留帯域から生じた蒸気の流通手段）
(27)  …下降管（液体排出手段）
(36)  …空間（下部蒸留帯域から生じた蒸気の流通手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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