(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の工程：
１）アクロレイン及び軽沸点不純物を含む希薄な水溶液を供し；
２）下記：
ｉ．トップ凝縮器を有する蒸留塔；
ｉｉ．蒸留塔に付いた粗製生成物供給入口；
ｉｉｉ．粗製生成物供給入口よりも上の軽沸点不純物用の蒸留部位；
ｉｖ．粗製生成物供給入口と軽沸点不純物用の蒸留部位との間に配置した精製されたアクロレインを回収するための液体サイドドローテークオフ出口；及び
ｖ．粗製生成物供給入口よりも下の重質不純物用の蒸留部位
を含む単一塔蒸留システムを供し；
３）希薄な水溶液を粗製生成物供給入口を通して蒸留塔の中に導入して希薄な水溶液を蒸留し；並びに
４）精製物であるアクロレインを液体サイドドローテークオフ出口を通して回収する
を含むアクロレインを精製する方法。
【請求項２】
下記の工程：
１）プロピオンアルデヒド及び軽沸点不純物を含む希薄な水溶液を供し；
２）下記：
ｉ．トップ凝縮器を有する蒸留塔；
ｉｉ．蒸留塔に付いた粗製生成物供給入口；
ｉｉｉ．粗製生成物供給入口よりも上の軽沸点不純物用の蒸留部位；
ｉｖ．粗製生成物供給入口と軽沸点不純物用の蒸留部位との間に配置した精製されたプロピオンアルデヒドを回収するための液体サイドドローテークオフ出口；及び
ｖ．粗製生成物供給入口よりも下の重質不純物用の蒸留部位
を含む単一塔蒸留システムを供し；
３）希薄な水溶液を粗製生成物供給入口を通して蒸留塔の中に導入して希薄な水溶液を蒸留し；並びに
４）精製物であるプロピオンアルデヒドを液体サイドドローテークオフ出口を通して回収する
を含むプロピオンアルデヒドを精製する方法。
【請求項３】
蒸留塔を部分真空下で作動させる請求項１又は２の方法。
【請求項４】
蒸留塔を、サイドドローテークオフ出口の段で測定して圧力５３．３３〜８６．６６ｋＰａで作動させる請求項３の方法。
【請求項５】
単一塔蒸留システムを、サイドドローテークオフ出口の段で測定して圧力７８．６６〜８６．６６ｋＰａで作動させる請求項４の方法。
【請求項６】
得られた精製物が、純度少なくとも９５重量％であり、軽沸点不純物が１％以下であり、水が４％以下である請求項１又は２の方法。
【請求項７】
得られた精製物が、純度少なくとも９６％であり、軽沸点不純物が０．４％以下であり、水が３．０％以下である請求項１又は２の方法。
【請求項８】
得られた精製物が、純度少なくとも９７％であり、軽沸点不純物が０．２％以下であり、水が２．６％以下である請求項１又は２の方法。
【請求項９】
蒸留塔が、更に、液体サイドドローテークオフ出口とトップ凝縮器との間の中間に１つ又はそれ以上の蒸気部分凝縮器を含み、１つ又はそれ以上の蒸気部分凝縮器が凝縮された液を生じ、凝縮された液を蒸留塔に１つ又はそれ以上の戻し点で戻す請求項１又は２の方法。
【請求項１０】
１つ又はそれ以上の蒸気部分凝縮器が、蒸留塔の内部にある請求項９の方法。
【請求項１１】
１つ又はそれ以上の蒸気部分凝縮器が、蒸留塔の外部にある請求項９の方法。
【請求項１２】
１つ又はそれ以上の外部蒸気部分凝縮器を、凝縮された液用の１つ又はそれ以上の戻し点よりも上に上げる請求項１１の方法。
【請求項１３】
１つ又はそれ以上の外部蒸気部分凝縮器によって生成された凝縮された液を還流ドラムの中に排出した後に、蒸留塔に戻す請求項１１の方法。
【請求項１４】
蒸留塔が更に１つ又はそれ以上の分離段を含む請求項１又は２の方法。
【請求項１５】
分離段がストリッピング段及び精留段を含む請求項１４の方法。
【請求項１６】
更に、希薄な水溶液を蒸留塔の中に導入した後に、少なくとも一種の重合抑制剤を単一塔蒸留システムに加える工程を含む請求項１又は２の方法。
【請求項１７】
少なくとも一種の重合抑制剤をサイドドローテークオフ出口と粗製生成物供給入口との間の点で蒸留塔に加える請求項１６の方法。
【請求項１８】
少なくとも一種の重合抑制剤がヒドロキノン又はヒドロキノンの誘導体を含む請求項１６の方法。
【請求項１９】
少なくとも一種の重合抑制剤がヒドロキノンのメチルエーテルを含む請求項１８の方法。
【請求項２０】
少なくとも一種の重合抑制剤がフェノチアジン又はフェノチアジンの誘導体を含む請求項１６の方法。
【請求項２１】
少なくとも一種の重合抑制剤が重合抑制剤の混合物を含む請求項１６の方法。
【請求項２２】
重合抑制剤の混合物が、ヒドロキノン、ヒドロキノンの誘導体、フェノチアジン又はフェノチアジンの誘導体からなる群より選ぶ化合物を含む請求項２１の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不純物を含有する希薄な水溶液から化合物を回収しかつ精製する、特にアクロレイン又はプロピオンアルデヒドを精製する分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクロレイン及びプロピオンアルデヒドは、種々の有機合成において有用な重要な工業的化学薬品である。例えば、アクロレインをメチルメルカプタンと反応させてベータ−メチルチオプロピオンアルデヒド（ＭＴＰＡ）を形成することができる。
【０００３】
アクロレインは、プロピレンを固相触媒上で気相酸化することによって製造されるのが慣用的である。この反応は、アクロレイン、ガス（例えば、窒素、酸素、一酸化炭素、及び二酸化炭素）、プロピレン、水、並びにアクリル酸、錯酸、ギ酸、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アリルアルコール及びアクロレインの分解から生じるポリマーのような反応副生物を含有するガス状混合物を生成する。
【０００４】
アクロレインは、反応流出ガスから、水の中に吸収し、希薄な水性アクロレイン流（アクロレインが５％よりも少ないのが典型的である）を生じることによって精製されるのが典型的であり、この希薄な水性アクロレイン流は、また、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、アリルアルコール及びアセトンのような軽沸点反応副生不純物も含有する。吸収工程において生成あされる粗製の希薄な水性アクロレインに、次いで蒸留を行ってアクロレイン／水共沸混合物を分離する。本精製方法は、当分野で良く知られており、相対的に純な生成物を回収するための粗製のアクロレイン溶液の多塔蒸留を伴う。例えば、特許文献１を参照。
【０００５】
【特許文献１】
タケサブロ−等の米国特許第３，４３３，８４０号明細書
【０００６】
アクロレイン回収用の典型的な多塔蒸留は、３つの塔を有して下記の通りに作動する：濃縮塔（第一塔）は、濃厚な粗製アクロレインをオーバーヘッド（塔頂）留出生成物として分離し、水及び重沸点不純物は塔のボトムに向かう。水は、循環させることができる。アクロレイン留出物（純度が９２重量％よりも高いのが典型的である）は、それの共沸性水含量にあり又はそれに近く、かつアセトアルデヒドのような軽沸点不純物を含有する。
【０００７】
第一塔からのアクロレイン留出物は、次いで「軽質分」除去塔（第二塔）に送られて軽沸点不純物、特にアセトアルデヒドを留出生成物として分離する。軽質分が減少された濃縮されたアクロレインは、次いで「ボトムに」向かう、すなわち軽質分除去塔のボトムに落下して次の塔に進む。
【０００８】
アセトアルデヒドは、濃縮塔を通過する前にアクロレインから効率的に分離すされることができないことに留意すること、というのは、アセトアルデヒドの水への親和力があまりに高いからである。濃縮塔の上流で分離されたアセトアルデヒドが、アクロレインを相当の量で含有し、望ましくないアクロレイン回収率損失を表していることは知られている。
【０００９】
軽質分除去塔を通過した後に、軽質分が減少されたアクロレイン濃厚物（また、「軽質分塔ボトム」とも呼ばれる）は、生成物塔（第三塔）に送られ、そこで精製されたアクロレインが留出生成物として採取され、重質不純物及びアクロレイン分解生成物が塔ボトムから取り出される。アクロレインの一部分は、分離上の制限及び熱分解生成物（例えば、アクロレイン二量体及びポリマー形成；下記を参照）の形成の両方により、塔のボトムに失われる。
【００１０】
随意に、生成物塔を抽出蒸留として作動させ、それにより、中間沸点溶媒を塔に加えることができる。溶媒は、回収塔のボトムに向かい、希薄になりかつ塔の下方部の沸騰温度を低下させる。「溶媒／重質分」ボトム流は、溶媒回収塔に送られ、そこで、溶媒が留出生成物として採取されかつ精製塔に循環される。重沸点不純物及び熱分解生成物はボトムを経て取り出される。選定する溶媒に応じて、更なる水除去を達成（して通常のアクロレイン共沸性組成よりも低く）することができる。
【００１１】
アクロレインを回収するための多塔蒸留法は、広く使用されているが、相当のコスト及び作業上の欠点を数多く有している。
【００１２】
例えば、このプロセスのために要求される多塔及び支持装置は、商用のアクロレイン生産設備のための主要な資本投下を表す。また、多蒸留塔システムを維持するのにも費用が掛かる。
【００１３】
その上に、多塔システムにおける各々の塔は、完全な分離を達成することができず、これより各々の蒸留工程における分離損失により、数パーセントまでの累積的アクロレイン回収率損失が存在する。
【００１４】
また、アクロレインは、熱感応性モノマーであり、熱に暴露されと環状二量体及び線状ポリマーを形成する。これらの二量体及びポリマーを本明細書中「熱分解生成物」と呼ぶ。いずれかのシステムで形成される熱分解生成物の量は、蒸留システムにおける温度及びアクロレイン濃度／滞留時間に関して所定の非線形関数に従う（その関数は、温度に関して指数関数的であり；濃度／滞留時間に関して「指数−法則である）。これより、蒸留システムにおいて温度が高くなり又は滞留時間が長くなると、熱分解生成物を過度に生じることになる。
【００１５】
熱分解生成物は不溶性であり、蒸留装置の内部加工及び熱交換器を汚し得る。蒸留中に熱分解生成物が過度に生成すると、蒸留装置をたびたび運転停止して洗浄する必要があり、生産を損失しかつ維持コストが高くなる。その上に、形成されるいずれの熱分解生成物も、回復できないアクロレイン収率損失を表し、これは変わって、アクロレイン製造業にとり経済的な不利になる。
【００１６】
多塔蒸留の間に、アクロレインは、繰り返し高温に暴露されかつ塔内の比較的に長い滞留時間を経験する。これより、熱分解生成物の相当の生成が行われ、回復できない収率損失及び蒸留システムの急速な汚れを生じる。
【００１７】
熱分解生成物の生成は、アクロレイン重合抑制剤（例えば、ヒドロキノン、フェノチアジン、及びヒドロキノン又はフェノチアジンの誘導体）を蒸留システムに加えることによって低減させることができる。熱分解生成物が蒸留プロセスの任意の段階で形成し得るので、重合抑制剤を多塔蒸留システムにおける各々の塔のトップに加えなければならない。その上に、未反応の重合抑制剤が重質ボトム副生物に失われ、終局的にアクロレイン生成物を汚染し得る。従って、多塔蒸留システムにおいて重合抑制剤を使用することは、アクロレイン製造業にとり相当の運転コストを表し得る。
【００１８】
プロピオンアルデヒドは、アクロレインとほぼ同等の気−液平衡（ＶＬＥ）及び化学的性質を有する。この化合物を多塔蒸留によって精製すると、アクロレインについて上記したのと同様な欠点を有する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、要求されるものは、少ない装置（及びこれより少ない資本経費）で実施することができ、多塔システムにおいて固有の分離損失無しで効率的な生成物回収を可能にし、かつ一層低い温度及び一層短い滞留時間を用い、それで熱分解生成物の形成を低減させるようにするアクロレイン又はプロピオンアルデヒドを精製する方法である。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
予期されないことに、精製されたアクロレイン又はプロピオンアルデヒドを単一蒸留塔から、粗製生成物供給点と軽沸点不純物用の蒸留部位との間に位置させた少なくとも１つの液体サイドドロー（側部抜き出し）テークオフ（引き取り）出口を通して回収することができることを見出した。精製された生成物は、驚くべきことに軽沸点汚染物が存在しない。従って、本発明の目的は、下記の工程：１）アクロレイン又はプロピオンアルデヒド及び軽沸点不純物を含む希薄な水溶液を供し；
２）下記：
ｉ．トップ凝縮器を有する蒸留塔；
ｉｉ．蒸留塔に付いた粗製生成物供給入口；
ｉｉｉ．粗製生成物供給入口よりも上の軽沸点不純物用の蒸留部位；
ｉｖ．粗製生成物供給入口と軽沸点不純物用の蒸留部位との間に配置した精製されたアクロレイン又はプロピオンアルデヒドを回収するための液体サイドドローテークオフ出口；及び
ｖ．生成物供給入口よりも下の水及び重質不純物を取り出すためのテークオフ点
を含む単一塔蒸留システムを供し；
３）希薄な水溶液を粗製生成物供給入口を通して蒸留塔の中に導入して希薄な水溶液を蒸留するようにし；
４）精製されたアクロレイン又はプロピオンアルデヒドを液体サイドドローテークオフ出口を通して回収し；並びに
５）任意にアクロレイン又はプロピオンアルデヒドが実質的に存在しない水を下方出口を通して回収する
を含むアクロレイン又はプロピオンアルデヒドを精製する方法を提供するにある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
好適な実施態様では、ボトム出口からの水の一部を、プロセスのどこか、例えばアクロレインの吸収において使用するために循環させて塔への水性供給を生成する。回収された精製された生成物は、アクロレインであるのが好ましい。
【００２２】
発明の一態様では、単一塔蒸留システムを部分真空下で作動させる。システムを、サイドドロー段で、圧力約４００〜約６５０ｍｍ  Ｈｇ（絶対）で作動させるのが好ましく、圧力約５９０〜６５０ｍｍ  Ｈｇ（絶対）で作動させるのが一層好ましい。
【００２３】
発明の別の態様では、単一塔蒸留システムは、更に液体サイドドローテークオフとトップ凝縮器との間の中間に１つ又はそれ以上の内部又は外部蒸気部分凝縮器を含む。
【００２４】
発明のなお別の態様では、単一塔蒸留システムは、更に１つ又はそれ以上の分離段、例えばストリッピングセクション、精留セクション、及び軽質分除去セクションを含む。
【００２５】
発明の更にそれ以上の態様では、アクロレイン又はプロピオンアルデヒドを精製する方法は、少なくとも一種の重合抑制剤を単一塔蒸留システムに加える工程を含む。一実施態様では、重合抑制剤をサイドドローテークオフ出口よりも低いが、希薄な水溶液供給よりも上に加える。別の実施態様では、重合抑制剤を単一塔蒸留システムのサイドドローテークオフ出口よりも上の点で加え、この場合、抑制剤はアクロレイン又はプロピオンアルデヒド生成物の最終用途に適合するものである。
【００２６】
本明細書中で表すパーセンテージは、すべて重量パーセント値である。
【００２７】
本発明は、アクロレイン（２−プロペナール；ＣＨ2＝ＣＨＣＨＯ；ＣＡＳ  Ｒｅｇ．Ｎｏ．１０７−０２−８）又はプロピオンアルデヒド（プロパナール；ＣＨ3ＣＨ2ＣＨＯ；ＣＡＳ  Ｒｅｇ．Ｎｏ．１２３−３８−６）を単一塔蒸留システムで精製する方法を指向する。単一塔蒸留システムは、精製されたアクロレイン又はプロピオンアルデヒドを回収するためのサイドドローテークオフ出口を含み、サイドドローテークオフ出口を塔の粗製生成物供給点と軽沸点不純物蒸留部位との間に配置する。
【００２８】
本明細書中で用いる通りの「軽沸点不純物」とは、アクロレイン又はプロピオンアルデヒドの粗製希薄水溶液中に存在し、かつアクロレイン又はプロピオンアルデヒドに等しい又はそれよりも低い沸点を有する任意の物質（アクロレイン／水又はプロピオンアルデヒド／水共沸混合物の他の）を意味する。例えば、軽沸点不純物は、組成が、アクロレイン又はプロピオンアルデヒドに比べて、蒸気と平衡にある液体組成物と比較して蒸気相に富む（濃度が一層高い）それらの物質である。軽沸点不純物は、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、二酸化炭素、プロピレン、プロパン、及び酸素を含む。
【００２９】
本明細書中で用いる通りの「重沸点不純物」とは、アクロレイン又はプロピオンアルデヒドの粗製希薄水溶液中に存在し、かつアクロレイン又はプロピオンアルデヒドに等しい又はそれよりも高い沸点を有する任意の物質（アクロレイン／水又はプロピオンアルデヒド／水共沸混合物の他の）を意味する。例えば、重沸点不純物は、組成が、アクロレイン又はプロピオンアルデヒドに比べて、蒸気と平衡にある液体組成物と比較して蒸気相が減少した（濃度が一層低い）それらの物質である。重沸点不純物は、例えばアリルアルコール、アセトン、アクリル酸、水、及び重合抑制剤を含む。
【００３０】
軽沸点不純物は、サイドドロー点を通過する際に生成物と共に抜き出されて不純な生成物を供するであろうと考えられたので、アクロレイン又はプロピオンアルデヒドを回収するためのサイドドロー構造は、更なる溶剤又は共留剤を使用しなかった蒸留システムにおいて従来使用されていない。これより、アクロレイン又はプロピオンアルデヒドは、典型的には蒸留塔頂留出物又はボトム生成物として回収されてきた。また、所望の純度レベルを達成するために、アクロレイン又はプロピオンアルデヒドの多塔蒸留が行われるのが普通である。
【００３１】
今予期されないことに、精製されたアクロレイン又はプロピオンアルデヒドを、単一塔蒸留システムにおいてサイドドローテークオフ出口を通して、軽沸点不純物からの認め得る程の汚染無しで回収することができることを見出した。これは、たとえサイドドローを蒸留塔の軽沸点不純物用の蒸留部位よりも下に位置させても、達成される。これより、単一塔蒸留システムは、粗製希薄水溶液からアクロレイン又はプロピオンアルデヒドを精製するのに簡便に使用することができる。
【００３２】
本明細書中で用いる通りの「軽沸点不純物蒸留部位」とは、軽沸点不純物が分離される蒸留塔のその部分である。本明細書中で用いる通りの「重沸点不純物蒸留部位」とは、重沸点不純物が分離される蒸留塔のその部分である。
【００３３】
本明細書中で用いる通りの「精製する」又は「精製された」とは、純度少なくとも９５％であり、軽沸点不純物が１％以下であり、水が４％以下である生成物を示し、純度少なくとも９６％であり、軽沸点不純物が０．４％以下であり、水が３．０％以下である生成物を示すのが好ましく、純度少なくとも９７％であり、軽沸点不純物が０．２％以下であり、水が２．６％以下である生成物を示すのが一層好ましい。
【００３４】
発明の単一塔蒸留システムは、高い生成物の総括回収率を達成し、分離非能率及び熱分解生成物の形成による損失を最少にする。そのシステムは、また、従来の多塔蒸留プロセスに比べて複雑でなくかつ使用する装置が少なく、従って運転コストが相当に安く、保全及び補助化学薬品要求量が少ない。
【００３５】
単一塔蒸留システムの使用は、また、アクロレインが従来の多塔蒸留システムのボトム／リボイラーにおいて遭遇される比較的高い温度、濃度、及び滞留時間に暴露されないので、過度の熱分解生成物の形成も回避する。従って、熱分解回収率損失及び汚れ速度は大きく低減される。その上に、重合抑制剤は、単一の塔に加える必要があるだけであるので、必要とされる重合抑制剤が少ない。これは、重合抑制剤を加えることに付随する運転コストを相当に低減させる。
【００３６】
本システムにおいては、重合抑制剤を塔のサイドドロー生成物テークオフ出口よりも下の点に供給することができる。使用されない抑制剤は塔ボトムに落下し、精製されたアクロレインと共に抜き出されないことになる。これは、アクロレイン生成物品質を落とす危険無しで、運転を改良しかつ汚れ抑制の改良による塔の下方（一層高温、故に一層汚れやすい）セクションの保全を低減させる可能性を供する。
【００３７】
サイドドローテークオフ出口よりも下に注入する重合抑制剤は、これよりサイドドロー生成物の最終用途に適合する必要はない。但し、抑制剤が実質的に不揮発性でありかつ抑制剤をサイドドローテークオフ出口よりも十分に下の点に注入して抑制剤が実質的にサイドドローテークオフ出口に同伴されないことを確実にすることを条件とする。
【００３８】
精製された生成物に関して使用するために許容し得る重合抑制剤を、従来のアクロレイン蒸留システムにおいて行われている通りに、生成物サイドドローテークオフ出口よりも上に、例えば凝縮器又は還流の中に加えてよい。例えば、液状重合抑制剤溶液を蒸留塔凝縮器の蒸気入口の中にスプレーしてよい。そのような適合し得る重合抑制剤を、サイドドローテークオフ点よりも下に加える重合抑制剤に代えて、又はそれらの重合抑制剤に加えて使用してよい。
【００３９】
適した重合抑制剤は、ヒドロキノン（ＨＱ）及びＨＱの誘導体（例えば、ＨＱのメチルエーテル）を含む抑制剤並びにフェノチアジン（ＰＴＺ）及びＰＴＺの誘導体を含む抑制剤を含み、これらに限定されない。例えば、重合抑制剤は、アクロレインに溶解されたＨＱ、ＰＴＺ又はそれらの誘導体を含んでよい。重合抑制剤は、また、ＨＱ、ＰＴＺ、及び／又はそれらの誘導体を含んでもよい。
【００４０】
上に検討した通りに、プロピオンアルデヒドは、アクロレインとほぼ同等の気−液平衡及び化学的性質を有する。これより、本方法が、また、プロピオンアルデヒドを回収及び精製するのにも使用してよいことは明らかである。しかし、例示を容易にするために、発明を、以下に、アクロレインを精製することに関して検討する。
【００４１】
従来のアクロレイン合成プロセスは、アクロレイン及びその他の有機不純物を含有するガス状生成物を生成する。このガス状生成物を水中に吸収させてアクロレイン／水共沸混合物を形成し、この共沸混合物を蒸留によって軽沸点不純物と分離することができる。
【００４２】
例えば、プロピレンの気相接触酸化からのガス状生成物を水中に吸収させて粗製希薄（すなわち、５％よりも少ない）アクロレイン水溶液にすることができ、この水溶液は、また、アリルアルコール、アクリル酸及びアセトンのような重沸点不純物の外に、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、二酸化炭素、プロピレン、プロパン、及び酸素のような軽沸点反応副生不純物も含有する。本方法によって精製するのに適した希薄なアクロレイン溶液は、また、他の源から得てもよい。
【００４３】
本発明の実施において、粗製希薄アクロレイン溶液を、アクロレインを蒸留するために構成した単一塔蒸留システムの中に導入する。希薄な溶液からアクロレインを分離するためのシステム部材のサイズ及び構造を選定することは、当分野の技術の範囲内である。システムは、粗製生成物供給と軽沸点不純物蒸留部位との間に配置した精製されたアクロレインを取り出すためのサイドドローテークオフ出口を持たなければならない。
【００４４】
粗製生成物供給及びサイドドローテークオフ点の位置は、これらの部材を塔ボトムとトップ留出物テークオフとの間に配置する限り、臨界的なものではない。当業者ならば、これらのパラメーターの範囲内で、目標とするアクロレイン純度を達成することと一致したこれらの部材の精確な位置を容易に決めることができる。しかし、サイドドローテークオフ出口は、粗製生成物供給点よりも上にしなければならない。
【００４５】
発明の単一塔蒸留システムは、大気圧よりも下で作動させても、大気圧で作動させても又は大気圧よりも上で作動させてもよい。単一塔蒸留システムを部分真空下で作動させると、水含有量の低減された精製されたアクロレインの回収を可能にする。水含有量の低減されたアクロレイン生成物を取得するには、溶剤助成型（抽出）蒸留を要するのが典型的である。また、システムを部分真空下で作動させる時には、用いる内部（段）温度を一層低くしてよく、温度を一層低くすると、熱分解生成物形成及びそれに付随される汚れの速度を低減させる。
【００４６】
一実施態様では、蒸留塔を、塔のトップで測定して大気圧（すなわち、７６０ｍｍ  Ｈｇ（絶対））で作動させる。好適な実施態様では、システムを部分真空下で作動させる。塔を大気圧よりも下で作動させる時は、十分な真空を掛け、それでサイドドローテークオフ出口が、サイドドローテークオフ出口における蒸気空間で測定して大気圧よりも低い、例えば約４００〜約６５０ｍｍ  Ｈｇ（絶対）の範囲になるようにすべきである。蒸留塔は、サイドドローテークオフ出口における蒸気空間で測定して約５９０〜約６５０ｍｍ  Ｈｇ（絶対）で作動させるのが好ましい。
【００４７】
蒸留塔内部の圧力は、トップからボトムに増大し、これよりサイドドローテークオフ出口における圧力は、塔のトップで測定した圧力と同じでないかもしれないことは、理解される。一層小さい単一塔蒸留システムでは、この圧力差は、大きくない（例えば、塔全体についておよそ２〜３ｍｍ  Ｈｇ（絶対））。商用の単一塔蒸留システムにおける蒸留塔に沿った圧力差は、一層大きくなり得る。例えば、商用の塔における圧力増大は、トレー式塔についてトレー当たりおよそ３〜５ｍｍ  Ｈｇ（絶対）、充填塔についてパッキング深さ１フィート当たり１〜１５ｍｍ  Ｈｇ（絶対）（３．２〜４９ｍｍ  Ｈｇ（絶対）／ｍ）と推定され得る。
【００４８】
発明の単一塔蒸留システムを、図１に示し、それをそれぞれに１と表示する。本方法では、アクロレイン及び軽沸点不純物を含有する粗製希薄水溶液を、源２から粗製生成物供給入口３を通して蒸留塔４の中に導入し、粗製生成物供給入口３は塔のボトムに近くに配置するのが典型的である。蒸留塔は、塔セクションのフラッディングを回避するための良好なデザインプラクティスと一致して、供給点よりも下に比べて供給点よりも上の直径を小さくするのが好ましい。
【００４９】
粗製アクロレイン溶液を、蒸留塔４のボトムに配置した加熱用機素５によって加熱して沸騰にする。例えば、粗製希薄アクロレイン溶液を加熱して約９９〜１１０℃、好ましくは約９９．５℃にすることができる。しかし、溶液を沸騰させるのに要する精確な温度は、変えることができる。加熱用機素５は、当分野で知られているような、蒸留塔に熱を付与するためにデザインされた任意の部材又はシステムを含んでよい。例えば、加熱用機素５は、慣用のリボイラー、内部加熱コイル、加熱ジャケット又はマントル、或はリブ−スチーム（生蒸気）注入装置を含んでよい。一実施態様では、リボイラーは、高い速度を確実にしかつ汚れ付着を最少にするために、強制循環デザインのものにすることができる。加熱用機素５は、水性重沸点テークオフ流のバブルポイント温度よりも２０℃以上高くない加熱用媒体によって加熱するリボイラーを含むのが好ましい。これは、リボイラーの「スキン」温度を最低にし、これは、立ち代わって、重合の速度及びアリルアルコールやアクリル酸のような重質不純物によるリボイラーの汚れを低減させる。
【００５０】
粗製アクロレイン溶液を沸騰させると、溶液を一部気化させて蒸留塔を上に移動させ、溶液の成分が互いに分離される。アクロレインは、粗製生成物供給点３と軽沸点不純物蒸留部位６との間に配置した液体サイドドローテークオフ出口７を通して回収される。軽沸点不純物は、サイドドローテークオフ出口を通り過ぎて移動し、凝縮器８によって一部又は全部凝縮され、軽沸点不純物蒸留部位６で捕集される。凝縮された軽沸点不純物の一部を還流９として蒸留塔４のトップに戻す。水及び重沸点不純物を、塔ボトムテークオフ１０から抜き出す。
【００５１】
サイドドローテークオフ出口７は、蒸留塔４から物質を取り出すのに適した任意の出口を含み、当分野で良く知られている通りのこの機能用の任意の部材又は装置、例えばコントールバルブ、ポンプ、タイマー付きソレノイド、等を含んでよい。蒸留塔４に１つのサイドドローテークオフ出口７を装着するのが好ましい。
【００５２】
軽沸点不純物蒸留部位６は、塔のトップに液体還流を供するのに加えて、蒸留塔から軽沸点不純物（例えば、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、プロピレン、プロパン、及び酸素）を一部又は全部凝縮させて取り出すためにデザインされた任意の部材又は装置に配置することができる。そのような部材又は装置は、当分野で良く知られている。軽沸点不純物は、液体６ａ及び／又は蒸気留出物流６ｂとしてシステムを出ることができる。
【００５３】
蒸留塔４は、目標とするアクロレイン純度を達成するのに要する最少数が存在しさえすれば、１つ又はそれ以上の分離段を含むことができる。当業者ならば、目標とする純度を達成するのに要する分離段の最少数及びタイプを決めることができる。例えば、蒸留システムは、ストリッピング段、精留段、及び軽沸点不純物蒸留段を含むことができる。
【００５４】
蒸留塔４は、また、目標とする純度を達成するのに要する数の理論プレートを供するためにデザインされた内部物質移動装置を含んでもよい。当業者ならば、所定の目標とする純度のための必要な数の理論プレートを決めることができる。適した内部物質移動装置は、離散型多孔トレー（例えば、シーブトレー、バルブトレー、バブル−キャップトレー、向流型トレー、等）及びパッキング（例えば、リング、サドル、テラレット、ストラクチャードパッキング、等）を含み、これらに限定されない。好適な内部物質移動装置は、シーブトレー、Ｄｕａｌ−Ｆｌｏｗ及びＲｉｐｐｌｅ（登録商標）トレーのような固定された開口を有する多孔トレー、カンサス、ウイチタ在Ｋｏｃｈ−Ｇｌｉｔｓｃｈ製のＦｌｅｘｉｐａｃ（登録商標）パッキング、及びテキサス７７５３６、ディアパーク在Ｓｕｌｚｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．製のＳｕｌｚｅｒパッキングのような波形のストラクチャードパッキングである。
【００５５】
発明の一実施態様では、内部物質移動装置は、汚れに耐えるために可動部を持たない多孔分留トレーであって、該孔が、直径少なくとも１／２”（１．３ｃｍ）であるものを含むことができる。適したトレーの例は、ダウンカマーを有するシーブトレー；ダウンカマーを有する定方位（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）固定バルブトレー；ダウンカマーを持たないＤｕａｌ−Ｆｌｏｗトレー；及びダウンカマーを持たないＲｉｐｐｌｅトレーを含み、これらに限定されない。
【００５６】
内部物質移動装置は、また、塔高さ及び圧損を最少にし、かつ汚れに耐えるために、少なくとも１／２”のパッキングシートの間の間隔を有する波形のストラクチャードパッキングを含んでもよい。
【００５７】
内部物質移動装置は、汚れ付着物の密着を最少にするために、磨き面を有するのが好ましい。発明の別の好適な実施態様では、内部物質移動装置は、フルオロポリマー材料で被覆された、又は全体的にフルオロポリマー材料で構成された表面を有する。そのようなフルオロポリマー材料は、塔内で化学種に対して化学的に耐性であり、かつ不粘着性を有することが知られており、これらの両方が汚れ付着物の密着を最少にする。
【００５８】
蒸留塔は、また、迅速な置換及び運転の回復を助成するために、組み合わせて着脱し得るカートリッジにされた内部物質移動装置を含んでもよく、そうすることにより、取り外されたカートリッジはオフラインで洗浄される。
【００５９】
上記した単一塔蒸留システムが、目標とするアクロレイン純度を達成することと一致した更なる部材又は構造を含むことができることは明らかである。当業者ならば、そのような更なる部材又は構造を良く知っている。
【００６０】
例えば、蒸留塔は、全又は部分凝縮器のいずれかによって、すなわち１つ又はそれ以上の液体又は蒸気軽沸点留出物テークオフによって作動させることができる。例えば、蒸留塔に、サイドドローテークオフ出口とトップ留出物との間に配置した１つ又はそれ以上の蒸気部分凝縮器を装着することができる。そのような凝縮器は、要求される塔還流の大部分用に安価な冷却媒体（例えば、冷却水又は空気）を使用することを助成し、こうしてトップ還流流量を最少にすることになり、このようにするには、トップ凝縮器用に高価な冷却を要するのが典型的である。
【００６１】
一実施態様では、蒸留塔は、サイドドローと軽沸点不純物蒸留部位との間に中間部分凝縮器（内部又は外部）を含むことができる。随意に、塔は、塔セクションのフラッディングを回避するために、良好なデザインプラクティスと一致して、中間部分凝縮器よりも上の直径を小さくする。
【００６２】
一実施態様では、中間部分凝縮器は、塔の内部にあり、非冷却の冷却媒体で冷却される管状熱交換器を含むことができる。この組合わせでは、内部中間部分凝縮器を通って上昇する蒸気の一部は凝縮されて凝縮器よりも下の段に流れて戻り、残りの蒸気は凝縮器よりも上の段に上昇する。同時に、随意に重合抑制剤を含有する、凝縮器よりも上の段から落下する液が凝縮器チューブのトップに入り、凝縮液と一緒になって凝縮器チューブ内での汚れポリマーの形成を抑制する。内部中間部分凝縮器は、段蒸気温度が非冷却の冷却媒体（例えば、冷却水又は空気）の流入温度よりも高いままである限り、実用的に可能な限り軽沸点不純物蒸留部位に近い段に配置するのが好ましい。
【００６３】
内部中間部分凝縮器を含む好適な単一塔蒸留システムを、図２に示し、それをそれぞれに１１と表示し、図２において、同様な数は、図１と共通の構造を表示する。アクロレイン及び軽沸点不純物を含有する粗製希薄水溶液を、源２から粗製生成物供給入口３を通して蒸留塔４の中に導する。粗製アクロレイン溶液を、加熱用機素５により、かつ随意のリブスチームスパージ１２によって加熱して沸騰にする。一部気化された粗製水溶液は、蒸留塔を上に移動して分離する。アクロレインは、サイドドローテークオフ出口７を通して回収される。軽沸点不純物を含有する蒸気は、サイドドローテークオフ出口７を通り過ぎて上昇しかつ軽沸点不純物蒸留点６よりも１段又はそれ以上下に配置した内部中間部分凝縮器１３を通って移動する。中間部分凝縮器１３は、十分に低い段に配置するのが好ましく、それで凝縮器に入る蒸気は、中間部分凝縮器１３への冷却媒体に比べて高い温度になるようになる。軽沸点不純物は、冷却される冷却媒体によって冷却する凝縮器８において一部又は全部凝縮され、軽沸点不純物の一部を還流９として塔に戻す。残りの軽沸点不純物は、液体６ａ又は蒸気留出物流６ｂとして塔を出る。
【００６４】
非冷却の冷却媒体を入口１３ａ及び出口１３ｂを経て内部中間部分凝縮器１３を通して循環させる。蒸気の一部は内部中間部分凝縮器１３において凝縮されて凝縮器よりも下の段に流れて戻り、残りの蒸気は凝縮器よりも上の段に上昇する。内部中間部分凝縮器１３よりも上の蒸留塔４の直径は、残りの塔の直径に比べて小さい。前の通りにして、水及び重沸点不純物を塔ボトムテークオフ１０から抜き出す。
【００６５】
重合抑制剤を蒸留塔に供給点１４ａ及び１４ｂで加える。粗製生成物供給入口３よりも上であるがサイドドローテークオフ出口７よりも下である供給点１４ａを通して加える重合抑制剤は、精製される生成物の意図する最終用途に適合しない抑制剤を含むことができる。しかし、供給点１４ｂを通して加える抑制剤は、軽沸点不純物蒸留点６における凝縮器８のトップに入るので、意図する生成物最終用途に適合しなければならない。これは、供給点１４ｂを通して加える抑制剤が、サイドドローテークオフ出口７よりも上の塔に戻される凝縮液と一緒になり、精製される生成物とサイドドロー点よりも下の塔に下降する液との間で分配するからである。
【００６６】
別の実施態様では、蒸留塔は、サイドドローテークオフ出口と軽沸点不純物蒸留部位との間に配置した外部中間部分凝縮器を含む。作業において、蒸留塔における蒸気の一部を抜き出して中間外部部分凝縮器に入れ、非冷却の冷却媒体で冷却される熱交換器によって凝縮させ、サイド還流流としてサイドドローテークオフ出口の直ぐ下の段に戻す。凝縮器表面の汚れを最少にするために、液状重合抑制剤溶液を凝縮器の蒸気入口の中にスプレーすることができる。蒸気を中間外部部分凝縮器中に、段蒸気温度が非冷却の冷却媒体（例えば、冷却水又は空気）の流入温度よりも高いままである限り、実用的に可能な限り軽沸点不純物蒸留部位に近い段で引き込むのが好適である。
【００６７】
一実施態様では、外部中間部分凝縮器を標準アキュムレーター（すなわち、）還流ドラム）及び還流戻し管路とバランスを取って装着することができる。この組み合わせを図３に示し、図３において、同様な数は、図１及び２と共通の構造を表示する。
【００６８】
図３を参照すると、還流ドラムを有する外部中間部分凝縮器を含む単一塔蒸留システムを示し、それをそれぞれに１５と表示する。前の通りに、アクロレイン及び軽沸点不純物を含有する粗製希薄水溶液を、源２から粗製生成物供給入口３を通して蒸留塔４の中に導する。粗製アクロレイン溶液を、加熱用機素５により、かつ随意のリブスチームスパージ１２によって加熱して沸騰にする。一部気化された粗製水溶液は、蒸留塔を上に移動して分離する。アクロレインは、サイドドローテークオフ出口７を通して回収される。しかし、蒸気の一部はサイドドローテークオフ出口７を通り過ぎて上昇し、塔を抜き出し点１７ａで出る抜き出し１７を通して抜き出されて外部中間部分凝縮器１６の中に入る。蒸気は凝縮されて落下して中間還流ドラム１８の中に入り、そこで戻り１９を通して蒸留塔４のサイドドローテークオフ出口７よりも上に戻される。戻り１９は、抜き出し点１７ａの直ぐ下の液体段の近くに配置した戻し点１９ａで塔に入る。外部中間部分凝縮器１６を、入口１６ａ及び出口１６ｂを経る非冷却の媒体で冷却する。
【００６９】
抜き出し点１７ａは、軽沸点不純物蒸留点６よりも１段又はそれ以上下に配置する。抜き出し点１７ａは、十分に低い段に配置するのが好ましく、それで蒸気は、中間凝縮器１６への冷却媒体に比べて高い温度になるようになる。前の通りに、軽沸点不純物は、冷却される冷却媒体によって冷却する凝縮器８において一部又は全部凝縮され、軽沸点不純物の一部を還流９として塔に戻す。残りの軽沸点不純物は、液体６ａ又は蒸気留出物流６ｂとして塔を出る。抜き出し点１７ａよりも上の蒸留塔４の直径は、残りの塔の直径に比べて小さい。前の通りにして、水及び重沸点不純物を塔ボトムテークオフ出口１０から抜き出す。
【００７０】
また前の通りにして、重合抑制剤を蒸留塔に供給点１４ａ（任意の抑制剤）及び１４ｂ（生成物適合性抑制剤のみ）で加える。加えて、重合抑制剤を供給点２０を通して外部中間凝縮器１６のトップに加えることができる。供給点２０を通して加える抑制剤は、蒸留塔のサイドドローテークオフ出口７よりも上に戻されることになることから、抑制剤は、精製される生成物の意図する生成物最終用途に適合しなければならない。
【００７１】
図３の実施態様の代わりの組合せを図４に表し、図４において、同様な数は、図１、２及び３と共通の構造を表示する。
【００７２】
図４を参照すると、還流ドラムの無い中間外部部分凝縮器を含む単一塔蒸留システムを示し、それをそれぞれに２１と表示する。そのシステムは、本質的に図３示すのと同じであるが、中間外部部分凝縮器１６を還流戻し点１９ａよりも上の高さに装着し、抜き出し１７を中間部分凝縮器１６のトップよりも上に経路を定める。還流ドラムを凝縮器に取り付けず、還流戻し１９用の出口２２に液体シールレグが存在する。
【００７３】
図４に示す配置は、長い蒸気及び還流戻し管路、アキュムレーター、又は還流ポンプについての必要性を省く。この配置には、利点がいくつか存在する。更なる蒸気及び還流パイピング、アキュムレーター及びポンプを除くことによって、資本及び運転コスト節約が実現される。アキュムレーターを除くことによって、システムにおける有害な化合物の残留量が低減されるので、安全上の利点が得られる。また、還流ポンプを除くことによって、漏洩点の可能性も除かれる。これより、図４の配置は好適である。
【００７４】
それ以上の実施態様では、本方法を、図５に示す通りのそれぞれに２３と表示する単一塔蒸留システムを使用して実施する。軽沸点不純物を含有する粗製希薄水溶液を、ポンプ２５によって予熱用機素２６を通してポンプ輸送し、溶液供給２４によって蒸留塔２７に移送する。粗製アクロレイン溶液を予熱して７５〜８８℃にするのが好ましい。次いで、粗製溶液を、粗製生成物供給入口２９を経て蒸留塔の中に導入する。
【００７５】
蒸留塔２７は、下方端からトップ端に、順にストリッピングセクション２７ａ、精留セクション２７ｂ、及び軽沸点不純物蒸留部位２７Ｃを含む。粗製生成物供給入口２９をストリッピングセクション２７ａの上に直接配置する。
【００７６】
粗製アクロレイン溶液は、一旦蒸留塔に入ると、ストリッピングセクション２７ａを通って落下し、蒸留塔２７の下方端に取り付けた電気加熱式リボイラー２８によって加熱されて沸騰になる。粗製アクロレイン溶液を沸騰させると、溶液を一部気化させる。蒸気は、蒸留塔を上方に移行し、初めにストリッピングセクション２７ａを通過し、そこでアクロレイン及び軽沸点不純物が水と分離される。
【００７７】
次に、アクロレイン及び軽沸点不純物は、精留セクション２７ｂを通過し、そこでアクロレインに付随される水が除かれる。次いで、精製されたアクロレインを蒸留塔から、精留セクション２７ｂと軽沸点不純物蒸留部位２７ｃとの間に配置した液体サイドドローテークオフ出口３０を通して取り出す。精製されたアクロレインをリザーバー３１に捕集する。
【００７８】
軽沸点不純物は、軽沸点不純物蒸留部位２７ｃを通って上方向に移行し続け、そこで軽沸点不純物は、好ましくは入口３２ｂ及び出口３２ａを経て循環させる冷却される不凍溶液によって冷却する「コールドフィンガー」（例えば、密閉（ｃｌｏｓｅｄ  ｔｏｐ））凝縮器である凝縮器３２において凝縮される。軽沸点不純物は、蒸留塔から、軽沸点不純物蒸留部位２７ｃと凝縮器３２との間に配置した、窒素スイープ３２に接続した出口３３を通して取り出す。窒素スイープの機能は、軽質分留出物を同伴／蒸発させることにある。同伴される軽質分留出物を水急冷塔３５に輸送し、水急冷塔３５は、窒素同伴される軽質分留出物を吸収してこれらの毒性成分を大気中に排出させないようにする。
【００７９】
生成物と共に使用するのが許容され得る重合抑制剤（アクロレイン中に溶解したヒドロキノン）を、供給３６を通して軽沸点不純物蒸留部位２７ｃよりも上に配置した供給点３６ａに加えることができる。
【００８０】
凝縮された塔頂留出物をすべて還流として塔のトップに戻す。塔ボトム３８は、ストリッピングセクション２７ａのボトムから冷却機素３９を通して水を受け入れる。この水は、アクロレインが実質的に無い状態であるが、重沸点不純物を含有する。
【００８１】
単一塔蒸留システム２３は、更に作業員を毒性物質に暴露させないように、留出物、サイドドロー生成物、及びボトムテークオフを受け入れるための補助装置を含むことができる。
【００８２】
上に検討した通りのサイドドローテークオフ出口の位置の他には、単一塔蒸留システムの構造及び寸法は、アクロレイン又はプロピオンアルデヒドの所望の純度が得られる限り、臨界的なものではないことは理解される。これより、塔サイズ、直径、段の数及び種類、段当たりの理論プレートの数は、所望の生成物純度及び企てる精製の規模に応じて変えることができる。
【００８３】
例えば、蒸留塔は、供給と重沸点不純物蒸留部位との間に理論プレート３〜８を有するストリッピングセクション；供給と生成物サイドドロー点との間に理論プレート４〜１０を有する精留セクション；及びサイドドローと軽沸点不純物蒸留部位との間に理論プレート６〜１５を有する軽沸点不純物除去セクションを含むことができる。
【００８４】
規模の一層小さい蒸留を、およそ２０〜４０ｍｍの蒸留塔；例えば２つのＳｕｌｚｅｒ  ＥＸパッキング＋ダウンカマーを有する２つのトレー（理論プレートおよそ７）を有する直径３８ｍｍのストリッピングセクション；２つのＳｕｌｚｅｒ  ＥＸパッキング（理論プレートおよそ６）を有する直径２２ｍｍの精製セクション；及び５つのＳｕｌｚｅｒ  ＥＸパッキング（理論プレートおよそ１４）を有する直径２２ｍｍの軽沸点不純物蒸留部位の蒸留塔で実施することができる。
【００８５】
規模の一層大きい（例えば、工業的）使用については、蒸留塔直径は、直径が少なくとも約０．９１メートル（３フィート）であるのが好ましい。
【００８６】
発明を、今下記の例によって例示することにするが、下記の例は制限するものではない。
【００８７】
【実施例】
例１〜４：実験室規模の蒸留
例１〜４を、２シーブトレー（ダウンカマーを有する）よりも上のＳｕｌｚｅｒストラクチャードパッキングの２セクション（理論段およそ６と同等）からなる直径３８ｍｍのストリッピングセクション、２０ｍｍのＳｕｌｚｅｒストラクチャードパッキングのＳｕｌｚｅｒストラクチャードパッキングの６セクション（理論段およそ１８と同等）からなる直径２０ｍｍの中間精製セクション、及びサイドドローテークオフ出口よりも上の２０ｍｍのＳｕｌｚｅｒストラクチャードパッキングのＳｕｌｚｅｒストラクチャードパッキングの６セクション（理論段およそ１８と同等）からなる直径２０ｍｍの軽質分除去トップセクションを有する、図２に記載する単一塔蒸留システムによって実施した。水急冷塔は、直径が３８ｍｍであった。
【００８８】
装置に、また、留出物、サイドドロー生成物、及びボトムテークオフを受け入れるための補助装置、サンプリング点、作業員を毒性物質に暴露させない方法で物質を取り扱うための後処理を装備した。
【００８９】
使用した重合抑制剤溶液は、アクロレイン中に溶解したヒドロキノン（１００ｐｐｍ）であった。
【００９０】
蒸留条件並びにアクロレイン生成物サイドドローテークオフ、ボトムテークオフ、及び急冷塔水の分析を表１に挙げる。これらの結果は、アクロレイン含有量が３重量％よりも少なく、かつアセトアルデヒド１．８重量％（水の存在しない基準で）を含有する水性供給からアクロレインが回収されかつ精製されて、塔からサイドドローテークオフとして採取される精製された生成物を生じることを示す。サイドドローテークオフは、アクロレインを９５重量％よりも多く含有しており、かつアセトアルデヒド含有量が０．６重量％よりも少なかった。
【００９１】
物質収支から、アセトアルデヒドの大部分は、軽質分留出物として取り出された。急冷水の分析に基づけば、軽沸点不純物は、アクロレインに比べてアセトアルデヒド中で濃厚（＞６５％）であった。これは、いかに、サイドドローが、入ってくる供給、軽質分留出物、又はボトムに比べて、キー成分（アクロレイン）に対する軽質不純物（アセトアルデヒド）の最も低い比を達成するかの驚くべき結果を立証する。
【００９２】
【表１】
0004350937.tif 000002
【００９３】
例５〜７：シミュレーションに基づいた工業プロセス
下記の例では、アクロレイン精製プロセスのプロセスシミュレーション（コンピューターモデル）を、Ａｓｐｅｎ  Ｐｌｕｓ（バージョン１０）プロセスシミュレーター上で使用するために開発した。シミュレーションは、シミュレーション用に気−液平衡（ＶＬＥ）を計算するのに非ランダム２液（ＮＲＴＬ）液活性係数モデルを用いた；ＮＲＴＬパラメーターを公表された有標の混合物ＶＬＥデータに適合させた。シミュレーションを用いてアクロレインを回収及び精製するための蒸留塔についてのデザイン及び作動パラメーターを計算した。
【００９４】
表２に挙げる粗製のアクロレイン供給組成物を、以降の例のすべてにおいて使用した：
【００９５】
【表２】
0004350937.tif 000003
【００９６】
例５：アクロレイン生成物純度を改良するための部分真空
下記の表３中の例５ａは、サイドドロー塔を大気圧で作動させる；すなわち７６０ｍｍ  Ｈｇ（絶対）の凝縮器を有するものについてのシミュレーション結果を示す。表３中の例５ｂは、同じ塔について、同じ留出物：供給比、還流比、及びアクロレインサイドドロー生成物中のアセトアルデヒド規格値を保つが、塔を部分真空下で作動させ（凝縮器が４９０ｍｍ  Ｈｇ（絶対）で作動する）、付随して段温度が低下するシミュレーション結果を示す。
【００９７】
シミュレーション結果によって分かる通りに、アクロレイン精製を真空下で作動させると、大気圧又は大気圧より高い運転に比べて、アクロレイン純度及び回収率が高くなる。
【００９８】
【表３】
0004350937.tif 000004
【００９９】
例６：トップ凝縮器の冷却デューティを低減させるためのサイド凝縮器
下記の表４中の例６ａは、サイドドロー塔を部分真空下で作動させ、冷却される部分凝縮器を使用して還流のすべてを塔に供するシミュレーション結果を示す。例６ｂは、例６ａで使用したのと同じ塔について、同じアクロレイン生成物純度及び回収率を保つが、塔に慣用の冷却媒体（例えば、冷却水又は空気冷却、およそ４０℃まで）を使用することができるサイド凝縮器を設置して塔のアクロレインに富む（中間）セクションにおける還流要求量のバルクを提供するシミュレーション結果を示す。これは、冷却される凝縮器を、塔の軽沸点不純物に富む（トップ）セクションにおいて還流を供するままにさせる。
【０１００】
シミュレーション結果によって分かる通りに、アクロレイン精製にトップ凝縮器と生成物サイドドローとの間のサイド凝縮器を設備すると、（トップ）還流比、及び冷却される冷却デューティを相当に低減させることになる。冷却される冷却はエネルギー集約的であるので、これは、塔の運転を一層経済的にする。
【０１０１】
【表４】
0004350937.tif 000005
【０１０２】
比較例７：アクロレイン回収−サイドドロー対従来のアクロレイン蒸留
下記の表５中の例７ａは、従来の３塔アクロレイン精製トレインについて、塔を大気圧で作動させるシミュレーション結果を示す。表５中の例７ｂは、単一塔蒸留システムについて、サイドドローテークオフ出口及びサイド凝縮器の両方を液体サイドドローテークオフ出口よりも上でかつトップ凝縮器よりも下に位置させ、塔を大気圧（７６０ｍｍ  Ｈｇ（絶対））で作動させるシミュレーション結果を示す。例７ｃは、例７ｂの塔を部分真空（４９０ｍｍ  Ｈｇ（絶対））下で作動させるシミュレーティド結果を示す。例７ｂ及び例７ｃにおける塔をシミュレーションで作動させて例７ａのアクロレイン生成物中のアクロレイン回収率及びアセトアルデヒド不純物レベルに匹敵させた。
【０１０３】
シミュレーティド結果によって分かる通りに、単一塔蒸留システムにサイドドローテークオフを設備すると、従来の多塔蒸留システムに比べて高いアクロレイン回収率及びリボイラーエネルギー消費の低減を達成する。その上に、本単一塔システムを部分真空下で作動させと、最終のアクロレイン生成物中の水濃度を低下させる。更に、濃厚アクロレインがさらされる温度は低くなりかつ濃厚アクロレインが高い温度において暴露される滞留時間は短縮される。これは、慣用のプロセスに比べて、アクロレインの熱分解、及びその付随する汚れ形成を低減させることになる。
【０１０４】
【表５】
0004350937.tif 000006
【０１０５】
本明細書中に挙げる文献をすべて本明細書中に援用する。本発明を種々の形態の内の好適な実施態様に関連して説明したが、その他の同様な実施態様を用いることができ又は変更及び添加を、本発明の同じ機能を、それから逸脱しないで実施するために、記載した実施態様になすことができることは理解されるべきである。従って、本発明は何ら単一の実施態様に限定すべきでなく、むしろ特許請求の範囲の記載に従う幅及び範囲で解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の基本的な単一塔蒸留システムの略図であり、液体サイドドローテークオフ出口を示す。
【図２】内部中間凝縮器を有する発明の単一塔蒸留システムの略図である。
【図３】還流ドラムを有する従来のサイド外部部分凝縮器を有する発明の単一塔蒸留システムの略図である。
【図４】高くしたサイド外部部分凝縮器を有しかつ還流ドラムを持たない発明の単一塔蒸留システムの略図である。
【図５】ストリッピングセクション及び精留セクションを示す発明の単一塔蒸留システムの略図である。
【符号の説明】
１、１１、１５、２１、２３  単一塔蒸留システム
２  源
４  蒸留塔
５  加熱用機素
６  軽沸点不純物蒸留部位
７  液体サイドドローテークオフ出口
８  凝縮器
１３  中間部分凝縮器
１４ａ、１４ｂ  重合抑制剤供給点
１６  外部中間部分凝縮器
２６  予熱用機素
２７ａ  ストリッピングセクション
２７ｂ精留セクション
２７Ｃ軽沸点不純物蒸留部位
２８  リボイラー
３１  リザーバー
３２  窒素スイープ
３５  水急冷塔
３９  冷却機素
【図１】
0004350937.tif 000007
【図２】
0004350937.tif 000008
【図３】
0004350937.tif 000009
【図４】
0004350937.tif 000010
【図５】
0004350937.tif 000011