(57)【要約】  触媒の存在下で酢酸メチル（ＭｅＯＡｃ）とジメチルアミン（ＤＭＡ）とを反応させることによってＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を調製することから得られた、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、酢酸メチル（ＭｅＯＡｃ）、ジメチルアミン（ＤＭＡ）、および触媒を含む生成混合物から、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を放出するための連続方法であって、下記の方法工程：  強制循環蒸発器の蒸発容器内への供給流として、生成混合物の、レベル規制供給を行う工程、  強制循環蒸発器内で生成混合物の揮発性成分をフラッシュ蒸発させて、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む蒸気相を形成し、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を沈殿させる工程、  フラッシュ蒸発後に得られた生成混合物の揮発性成分をリサイクルする工程、  産出流として、蒸発容器から、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む蒸気相を除去する工程、  強制循環蒸発器の強制循環蒸発回路で、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を濃縮する工程、  強制循環蒸発器の強制循環蒸発回路から、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を含む副流を放出する工程、  少なくとも１つの分離装置内の放出された副流を、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相と液相とに固／液分離する工程、  固／液分離後に得られた液相を、リサイクル流として、強制循環蒸発回路内にリサイクルする工程を有し、  フラッシュ蒸発後に得られた生成混合物の揮発性成分と、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を、蒸発容器にリサイクルする工程が、蒸発容器の充填レベルの水準面の上方３０ｃｍから水準面の下方２０ｃｍまでの範囲内で終わる導入セクションを介して行われる  連続方法が提案される。【選択図】図１
2016505583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒の存在下で酢酸メチル（ＭｅＯＡｃ）とジメチルアミン（ＤＭＡ）とを反応させることによってＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を調製することから得られた、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、酢酸メチル（ＭｅＯＡｃ）、ジメチルアミン（ＤＭＡ）、および触媒を含む生成混合物から、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を放出するための連続方法であって、下記の方法工程：
−  強制循環蒸発器の蒸発容器（Ｖ）内への供給流（１）として、生成混合物の、レベル規制供給を行う工程であり、
強制循環蒸発器が、流動方向に、強制循環蒸発回路として、少なくとも１つの蒸発容器（Ｖ）、ポンプ（Ｐ）、第１の熱交換器（Ｗ１）、および蒸発容器（Ｖ）へのリサイクルライン（Ｒ）を有し、
リサイクルライン（Ｒ）が、絞り要素（Ｄ）、および流動方向の終わりに配置された導入セクション（Ｅ）を有し、
生成混合物のレベル規制供給が、蒸発容器（Ｖ）内に定められた充填レベル（Ｎ）の閉ループ制御に使用され、
生成混合物が、その蒸発容器（Ｖ）内に定められた充填レベル（Ｎ）に、水準面（Ｏ）を有する工程、
−  強制循環蒸発器内で生成混合物の揮発性成分をフラッシュ蒸発させて、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む蒸気相（Ｆ）を形成し、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を沈殿させる工程、
−  フラッシュ蒸発後に蒸気相内に得られた生成混合物の揮発性成分、液相内の生成混合物の任意の未蒸発成分、ならびにアルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を、リサイクルライン（Ｒ）を介して蒸発容器（Ｖ）内にリサイクルする工程、
−  産出流（２）として、蒸発容器（Ｖ）から、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む蒸気相（Ｆ）を除去する工程、
−  強制循環蒸発器の強制循環蒸発回路で、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を濃縮する工程、
−  強制循環蒸発器の強制循環蒸発回路から、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を含む副流（３）を放出する工程、
−  少なくとも１つの分離装置（Ｔ）内の、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を含む、放出された副流（３）を、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相と液相とに固／液分離する工程、
−  固／液分離後に得られた液相を、リサイクル流（４）として、強制循環蒸発回路内にリサイクルする工程
を有し、
フラッシュ蒸発後に得られた生成混合物の揮発性成分、液相内の生成混合物の任意の未蒸発成分、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を、リサイクルライン（Ｒ）を介して蒸発容器（Ｖ）にリサイクルする工程が、蒸発容器（Ｖ）の充填レベル（Ｎ）の水準面（Ｏ）の上方３０ｃｍから水準面（Ｏ）の下方２０ｃｍまでの範囲内で終わる導入セクション（Ｅ）を介して行われる連続方法。
【請求項２】
リサイクルライン（Ｒ）内の生成混合物の流量が、流動方向にある絞り要素（Ｄ）の下流で０．５から４ｍ／ｓの範囲内にある、請求項１に記載の連続方法。
【請求項３】
リサイクルライン（Ｒ）内の生成混合物の温度が、絞り要素（Ｄ）の下流で５０から３００℃の範囲にある、請求項１または２に記載の連続方法。
【請求項４】
導入セクションから離れる生成混合物が、１０４よりも大きいレイノルズ数を有する流れを持つ、請求項１から３のいずれか一項に記載の連続方法。
【請求項５】
リサイクルライン（Ｒ）内のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む生成混合物が、流動方向の絞り要素（Ｄ）の下流で、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）が蒸気相（Ｆ）内にあるような圧力／温度の関係を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の連続方法。 
【請求項６】
除去された蒸気相（Ｆ）が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）が得られるように少なくとも１つの第２の熱交換器（Ｗ２）で冷却することによって蒸留される、請求項１から５のいずれか一項に記載の連続方法。
【請求項７】
絞り要素が、弁、滑り弁、ダイアフラム、リングダイアフラム、ノズル、フラップ、パイプ狭窄、穴、さもなければこれらの組合せである、請求項１から６のいずれか一項に記載の連続方法。
【請求項８】
絞り要素が、流動方向における絞り要素の上流領域と絞り要素の下流領域との圧力差が好ましくは０．１ｂａｒよりも大きくなるように設定される、請求項１から７のいずれか一項に記載の連続方法。
【請求項９】
蒸発容器（Ｖ）から除去された蒸気相（Ｆ）が、供給流（１）の全質量に対してＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を３０質量％から９９質量％の範囲の割合で有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の連続方法。
【請求項１０】
フラッシュ蒸発が、直列接続に、並列接続に、またはそれらの組合せで並べられた複数の蒸発装置を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の連続方法。
【請求項１１】
固／液分離（Ｆ）が、濾過、特にケーキ形成濾過、カートリッジ濾過、膜濾過、限外濾過、表面濾過、深さ濾過、遠心プロセス、スクリーニングプロセス、地球の重力場での沈降プロセス、および／または遠心力場、さもなければこれらの組合せを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の連続方法。
【請求項１２】
固／液分離（Ｆ）が、連続式またはバッチ式である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の連続方法。
【請求項１３】
第１の熱交換器（Ｗ１）が、１から１００ｋＷ／ｍ２の範囲の比伝熱面負荷を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の連続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジメチルアセトアミドを調製する過程で塩を除去するための連続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）には、特にポリマーおよび気体用の極性溶媒として、剥離剤、抽出剤、および結晶化助剤としての用途がある。塗料産業では、ＤＭＡＣは、その高い沸騰温度により、ポリマー結合剤、特にポリアミドおよびポリウレタンをベースにした特定のコーティング材料に使用される。ＤＭＡＣにはさらに、繊維およびフィルムの生成に、また反応媒体としての用途がある。ＤＭＡＣは、Ｓｐａｎｄｅｘ（登録商標）繊維の紡糸における助剤として使用することができ、引き続き、少なくとも部分的に回収することもできる。
【０００３】
ＷＯ  ２００６／０６１１５９  Ａ１は、塩基性触媒の存在下、酢酸メチル（ＭｅＯＡｃ）とジメチルアミン（ＤＭＡ）との連続反応によってＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を調製するための連続方法を開示する。触媒は、反応混合物中で均質および／または懸濁形態をとる。メタノール系ＭｅＯＡＣ溶液を使用する場合、ポリテトラヒドロフラン（ポリ−ＴＨＦ）の調製で得られるように、副生成物を存在させることも可能である。これらの副生成物は、特に、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）および／またはジメチルエーテルであってもよい。この方法からの液体反応産出物は、さらなる後処理に向けて蒸留カラム内で減圧することができる。
【０００４】
好ましくは、反応産出物中に存在する塩基性触媒が中和される。これは特に水または水性もしくは無水プロトン酸、特に硫酸、メタンスルホン酸、カルボン酸、およびリン酸などを添加することによって実現される。
【０００５】
ＷＯ  ２００６／０６１１５９  Ａ１は、蒸発による、反応産出物からの塩の除去について開示する。
【０００６】
この方法の欠点は、操作時間の増加と共に成長するエンクラステーションであり、特に加熱された壁面での、特に結晶化による汚れおよびケーキングであり、その結果、熱伝達性能が低下し、パイプラインの妨害ももたらし、その場合、最終的にはシステム要素の時間のかかる材料集約的な交換がなされる。システム要素の交換は、生産停止期間を伴うメンテナンスの停止を引き起こし、材料の高い出費とそれに伴うコストも生じる。
【０００７】
その他の欠点は、交換されたシステム要素のクリーニングおよび処理である。時間のかかるクリーニング操作はさらに、廃水クリーニングシステムでの高濃度廃水の不連続的な発生に加えてその他の問題も引き起こす可能性のある、残存量のＤＭＡＣも特に含有し得る塩含有廃水をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ  ２００６／０６１１５９  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって本発明の目的は、上記の欠点を克服する改善された方法を提供することであった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
目的は、触媒の存在下で酢酸メチル（ＭｅＯＡｃ）とジメチルアミン（ＤＭＡ）とを反応させることによってＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を調製することから得られた、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、酢酸メチル（ＭｅＯＡｃ）、ジメチルアミン（ＤＭＡ）、および触媒を含む生成混合物から、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を放出するための連続方法であって、下記の方法工程：
強制循環蒸発器の蒸発容器内への供給流として、生成混合物の、レベル規制供給を行う工程であり、強制循環蒸発器が、流動方向に強制循環蒸発回路として、少なくとも１つの蒸発容器、ポンプ、第１の熱交換器、および蒸発容器へのリサイクルラインを有し、リサイクルラインが、絞り要素、および流動方向の終わりに配置された導入セクションを有し、生成混合物のレベル規制供給が、蒸発容器内に定められた充填レベルの閉ループ制御に使用され、生成混合物が、その蒸発容器内に定められた充填レベルに水準面を有する工程、
強制循環蒸発器内で生成混合物の揮発性成分をフラッシュ蒸発させて、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む蒸気相を形成し、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を沈殿させる工程、
フラッシュ蒸発後に蒸気相内に得られた生成混合物の揮発性成分、液相内の生成混合物の任意の未蒸発成分、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を、リサイクルラインを介して蒸発容器内にリサイクルする工程、
産出流として、蒸発容器から、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む蒸気相を除去する工程、
強制循環蒸発器の強制循環蒸発回路で、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を濃縮する工程、
強制循環蒸発器の強制循環蒸発回路から、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を含む副流を放出する工程、
少なくとも１つの分離装置内の、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を含む、放出された副流を、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相と液相とに固／液分離を行う工程、
固／液分離後に得られた液相を、リサイクル流として、強制循環蒸発回路内にリサイクルする工程
を有し、
フラッシュ蒸発後に得られた生成混合物の揮発性成分と、アルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相を、リサイクルラインを介して蒸発容器にリサイクルする工程が、蒸発容器の充填レベルの水準面の上方３０ｃｍから水準面の下方２０ｃｍまでの範囲内で終わる導入セクションを介して行われる、方法によって達成される。
【００１１】
本発明における生成混合物のレベル規制供給は、蒸発容器内に定められたレベルの関数として規制される、蒸発容器への生成混合物の供給を意味すると理解される。蒸発容器内のレベルが、定められたレベルよりも下にある場合、生成混合物は特に、定められたレベルが得られるまで供給される。
【００１２】
本発明における供給流は、原則として、この方法に特に出発原材料を供給する、任意の所望の供給流を意味すると理解される。
【００１３】
本発明における強制循環蒸発器は、特に、揮発性成分を含む生成混合物を循環蒸発器内に強制的に流動させるために、ポンプを利用する循環蒸発器を意味すると理解される。強制循環蒸発回路は、蒸発容器、ポンプ、第１の熱交換器、および蒸発容器へのリサイクルラインによって、流動方向に形成される。
【００１４】
本発明におけるリサイクルラインは、強制循環蒸発回路において、流動方向に、第１の熱交換器から蒸発容器内に戻るラインを意味すると理解される。リサイクルラインは、特に、パイプ、ホースであってもよい。
【００１５】
本発明における絞り要素は、流動方向で絞り要素の上流側から下流側に、リサイクルライン内で圧力差を発生させる任意のデバイスであって、リサイクルライン内の圧力が、流動方向で絞り要素の下流の圧力よりも流動方向で絞り要素の上流においてより高く、その結果、流動方向で絞り要素の下流に減圧が生ずるようになる、デバイスを意味すると理解される。
【００１６】
本発明における導入セクションは、その内部を通って、フラッシュ蒸発後に得られた生成混合物の揮発性成分、液相中の生成混合物の任意の未蒸発成分、ならびにアルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属酢酸塩を含む固体の塩含有相が、リサイクルラインを介して蒸発容器内に導入される、任意のデバイスを意味すると理解される。導入セクションは、特に、パイプセクション、ノズル、ホースであってもよい。
【００１７】
本発明におけるフラッシュ蒸発後に得られた生成混合物の揮発性成分のリサイクルは、強制循環蒸発回路から蒸発容器への、生成混合物の成分のリサイクルを意味すると理解される。リサイクルは、導入セクションを経たリサイクルラインの絞り要素の下流で特に行われてもよい。
【００１８】
本発明における固／液分離後に得られた液相のリサイクルは、蒸発容器内への固／液分離後に得られた液相のリサイクルを意味すると理解される。蒸発容器内への成分のリサイクルは、基本的に、蒸発容器の充填レベルにも影響を及ぼす。
【００１９】
本発明における、定められた充填レベルは、蒸発容器内に定められた充填高さを意味すると理解される。定められた充填レベルは、生成混合物の供給、蒸気相の除去、および副流の放出によって特に影響を受ける。充填レベルの定義は、充填レベルの水準面と導入セクションとの間の距離によって決定される。
【００２０】
本発明における水準面は、蒸発容器内の充填高さにある水準面を意味すると理解される。水準面は、特に、蒸発容器内の充填高さにある液相またはフォーム相の外面であってもよい。
【００２１】
本発明における分離装置は、原則として、液相と固相を分離するための任意の装置を意味すると理解される。分離は特に、濾過、特にケーキ形成濾過、カートリッジ濾過、膜濾過、限外濾過、表面濾過、深さ濾過、遠心プロセス、スクリーニングプロセス、地球の重力場での沈降プロセス、または遠心力場を用いて行うことができる。
【００２２】
有利な方法は、リサイクルライン内の生成混合物の流量が、流動方向での絞り要素の下流で０．５から４ｍ／ｓの範囲内にある連続方法である。流量は１〜３ｍ／ｓが好ましく、１．５〜２．５ｍ／ｓの範囲の流量が特に好ましい。
【００２３】
好ましくは、リサイクルライン内の生成混合物の温度が、連続方法における絞り要素の下流で５０から３００℃の範囲にある。８０〜２５０℃の範囲の温度が好ましく、１００〜２５０℃の範囲の温度が特に好ましい。
【００２４】
好ましくは、連続方法において、導入セクションから離れる生成混合物は、１０４よりも大きいレイノルズ数を有する流れを持つ。
【００２５】
好ましくは、連続方法において、リサイクルライン内でＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む生成混合物が、流動方向の絞り要素の下流で、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）が蒸気相にあるような圧力／温度の関係を有する。
【００２６】
好ましくは、除去された蒸気相は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）が得られるように少なくとも１つの第２の熱交換器で冷却することによって蒸留される。
【００２７】
好ましくは、連続方法における絞り要素は、圧力保持ユニット、弁、規制弁、滑り弁、ダイアフラム、リングダイアフラム、ノズル、フラップ、パイプ狭窄、穴、さもなければこれらの組合せである。
【００２８】
好ましくは、連続方法における絞り要素は、流動方向における絞り要素の上流領域と絞り要素の下流領域との圧力差が好ましくは０．１ｂａｒよりも大きくなるように設定される。
【００２９】
好ましくは、蒸発容器内で塩を除去するための蒸発は、０．０１〜５ｂａｒの範囲、より好ましくは０．１〜２ｂａｒの範囲の圧力を有する。
【００３０】
好ましくは、連続方法において蒸発容器から除去される蒸気相は、供給流の全質量に対してＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）が３０質量％から９９質量％の範囲の割合である。
【００３１】
供給流の全質量に対して５０％〜９９％、より好ましくは９０％〜９９％が蒸発する方法が好ましい。不揮発性化合物および塩は、残留物中に残される。
【００３２】
好ましくは、方法は連続的に実施され、特に、１〜６０分の範囲、より好ましくは３０〜６０分の範囲の値の生成物の平均滞留時間を有する。
【００３３】
好ましくは、連続方法におけるフラッシュ蒸発は、直列に、並列に、またはそれらの組合せで並べられた複数の蒸発装置を含む。
【００３４】
適切な構成では、蒸発は、直列に、並列に、またはそれらの組合せで並べられた複数の強制循環蒸発器を含む。強制循環蒸発器の接続システムは、例えば、２個から１２個、好ましくは２個から１０個、特に２個、３個、４個、５個、または６個の同一のまたは異なる強制循環蒸発器を含んでいてもよい。強制循環蒸発器は、それぞれ、リサイクルされてまたはリサイクルなしで動作してもよい。１個の強制循環蒸発器からの産出は、上流の強制循環蒸発器に少なくとも部分的に実施されてもよい。
【００３５】
好ましくは、フラッシュ蒸発は、１段階でまたは複数の連続する段階で、例えば２つ、３つ、４つ、５つ、または６つの連続する段階で行われる。
【００３６】
連続方法での固／液分離は、濾過、特にケーキ形成濾過、カートリッジ濾過、膜濾過、限外濾過、表面濾過、深さ濾過、遠心プロセス、スクリーニングプロセス、地球の重力場での沈降プロセス、および／または遠心力場、さもなければこれらの組合せである。
【００３７】
連続方法での固／液分離は、連続式またはバッチ式である。
【００３８】
連続方法における触媒は、塩基性触媒、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ土類金属アルコキシド、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ土類金属炭酸水素塩、アミン、特に第３級アミン、およびこれらの組合せであり、アルカリ金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せである。
【００３９】
連続方法の蒸発は、伝達される加熱出力および蒸発器の蒸発器表面積に対して、１〜１００ｋＷ／ｍ２の範囲の比伝熱面負荷を有する。
【００４０】
１０〜８０ｋＷ／ｍ２の範囲の伝熱面負荷が好ましく、最も好ましくは２０〜４０ｋＷ／ｍ２の範囲である。
【００４１】
好ましくは、熱交換器は、加熱水蒸気または熱搬送媒体を用いて加熱される。
【発明の効果】
【００４２】
本発明による方法には、以下の利点がある：
−  蒸発容器の壁面には堆積物がないまたは堆積物が少ない。
【００４３】
従来の方法では、蒸発容器が例えば外側から加熱され、蒸発容器の壁の加熱と、壁から蒸発容器内の生成混合物への熱エネルギーの直接的な伝達とがなされる。蒸発容器の加熱された壁から生成混合物への直接的な熱伝達は、生成混合物に接触している壁面上で相転移の結果得られる堆積物の形成によって実現される。対照的に、本発明によれば、生成混合物の加熱は第１の熱交換器で、したがって蒸発容器の外側で行われる。次いでその後には、加熱された生成混合物のフラッシュ蒸発が、本発明によれば流動方向に絞り要素の下流で行われ、即ち加熱された生成混合物を蒸発容器にリサイクルする過程でのみ行われる。このように、本発明の連続方法では、蒸発容器の加熱された壁から生成混合物への熱エネルギーの直接的な伝達が全くなく、生成混合物に接触している蒸発容器の壁面には堆積物が形成されずまたは堆積物が僅かしか形成されない。
【００４４】
−  蒸発容器の水準面には、フォーム層および／または外皮が形成されずまたは少量形成される。
【００４５】
従来の方法では、最初に水準面にフォーム層が形成され得るが、これは生成混合物の液相から蒸発容器内の隣接する雰囲気への相転移によって引き起こされるものである。これが生じないようにするために、本発明による、蒸発容器内へのフラッシュ蒸発後に得られる生成混合物の成分のリサイクルは、水準面の領域で少なくとも部分的になされるように実行する。この目的のため、例えば、水準面の上方に部分的にかつ水準面に部分的に直接または水準面の下方に配置されたパイプラインを設けてもよい。このように、生成混合物の液相と蒸発容器内の隣接する雰囲気との間の面転移は連続的に崩壊し、水準面の少なくとも一部が例えば移動中であり、したがってフォーム形成が途絶しかつ／または防止されるようになる。外皮形成、エンクラステーション、および／またはケーキ形成の前駆体としてのフォーム形成が防止される場合、外皮はもはや水準面にも形成することはできない。このように、本発明による方法は連続的に操作することができ、水準面での外皮形成により生成の停止を必要としない。
【００４６】
−  蒸発容器のクリーニングの過程で、高濃度の塩含有廃水は得られない。
【００４７】
従来の方法では、蒸発容器内の堆積物、ケーキ状材料、および外皮が、溶媒、例えば水で溶解する。これは蒸発容器のクリーニングの際に高濃度の塩含有水を引き起こす。対照的に本発明による方法では、高い塩分を有する生成混合物の少なくとも一部が蒸発容器から放出され、固体は分離装置により液体から分離する。除去された液体は、第２の戻り流として蒸発容器に送り返され、固形分を例えば廃棄物として、このプロセスから放出することができる。このように、高濃度の塩含有廃水は、本発明による方法において処分することが不要である。
【００４８】
−  蒸発容器内への固／液分離後に得られた液相のリサイクルは、蒸発容器の供給流への価値ある生成物のリサイクルおよびその供給を実現する。このように、従来のプロセスとは対照的に、供給流は、固／液分離後に得られた液相に富む。このように、供給流の節約を実現することができる。
【００４９】
−  従来の方法では、既に上記にて詳述したように、方法の結果、堆積物、ケーキ状材料、およびエンクラステーションが蒸発容器の壁面に形成されるので、蒸発容器のクリーニングを避けることはできない。対照的に、本発明による方法では、上述のように堆積傾向に対して積極的な影響を及ぼすことが可能である。第１に、生成混合物の加熱は第１の熱交換器の蒸発容器の外側で行われ、その結果、例えば蒸発容器の加熱された壁から生成混合物への直接的な熱伝達はなく、その結果、相転移によりもたらされる堆積物は、生成混合物に接触する壁面上に形成することができずかつ／またはごく僅かしか形成することができない。第２に、本発明による方法で堆積可能な塩の量は、蒸発容器内の生成混合物からの副流の放出および分離装置での固形分の除去によって積極的な影響を受ける。特に、これら２つの影響力ある方法を組み合わせた本発明による可能性は、連続的で、途絶のない、かつ経済的に実現可能な、処理量の高い方法レジームに、特に有利である。
【００５０】
本発明について、実施例および図面により、以下詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による方法の、概略的総括ダイヤグラムを示す図である。
【００５２】
下記の符号を使用する：
Ｄ  絞り要素
Ｅ  導入セクション
Ｆ  蒸気相
Ｎ  充填レベル
Ｏ  水準面
Ｐ  ポンプ
Ｒ  リサイクルライン
Ｔ  分離装置
Ｖ  蒸発容器
Ｗ１  第１の熱交換器
Ｗ２  第２の熱交換器
１  供給流
２  除去流
３  副流
４  リサイクル流
【発明を実施するための形態】
【００５３】
強制循環蒸発器、下流蒸留カラム、および固／液分離装置Ｔを備えた図１の概略的総括ダイヤグラムは、本発明による方法の好ましい実施形態を示す。連続方法は、供給流１を介して供給される。供給流１としての生成混合物のレベル規制供給は、強制循環蒸発器の蒸発容器Ｖ内の、水準面Ｏである充填レベルＮの形成によって実現される。強制循環蒸発器は、流動方向の蒸発容器Ｖの下流に、ポンプＰ、第１の熱交換器Ｗ１、および蒸発容器ＶへのリサイクルラインＲを、強制循環蒸発回路として有する。蒸発容器Ｖのベース部から、生成混合物の流れが除去され、ポンプＰで第１の熱交換器Ｗ１に供給される。生成混合物は、第１の熱交換器Ｗ１で加熱され、リサイクルラインＲと流動方向の終わりに配置された導入セクションＥとを介して、蒸発容器Ｖ内にリサイクルされる。絞り要素Ｄに対する、第１の熱交換器Ｗ１を通した流動方向での生成混合物のポンプ送出は、特に絞り要素Ｄを用いて規制することができる圧力を第１の熱交換器内に蓄積する。強制循環蒸発回路では、流動方向の絞り要素Ｄの下流で、生成混合物の揮発性成分のフラッシュ蒸発が行われて、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む蒸気相Ｆを形成しかつ固体の塩含有相の沈殿がなされる。フラッシュ蒸発後に得られる生成混合物の揮発性成分、液相中の生成混合物の任意の未蒸発成分、および固体の塩含有相が、リサイクルラインＲを通り導入セクションＥを介して、蒸発容器内にリサイクルされる。蒸気相Ｆは、産出流２として蒸発容器Ｖから除去され、第２の熱交換器Ｗ２内で凝縮される。蒸発操作および蒸気相の除去は、蒸発容器Ｖ内での固体の塩含有相の濃縮をもたらす。蒸発容器Ｖ内の生成混合物の濃縮された塩分の場合、副流３が蒸発容器Ｖから放出され、固／液分離装置Ｔ、例えば吸引フィルタに供給される。固形分が、固／液分離装置Ｔ内の液体から分離された後、得られた液相を蒸発、特に蒸発容器Ｖに送り返す。
【００５４】
本発明による方法を行うための好ましいプラントは、カスケード接続で並べられた複数の強制循環フラッシュ蒸発器を有していてもよい。カスケード接続では、強制循環フラッシュ蒸発器は、第１の強制循環フラッシュ蒸発器からの残留物が第２の強制循環フラッシュ蒸発器内を通過し、第２の強制循環フラッシュ蒸発器からの残留物が第３の強制循環フラッシュ蒸発器内に入り、この動作が次の強制循環フラッシュ蒸発器からその次の蒸発器へと次々に続くように並べられる。複数の蒸発器段の場合、上流の蒸発器段からの蒸気は、下流の蒸発器段を加熱するのに使用される。好ましくは、蒸気を蒸留カラムに送ることもできる。
【００５５】
好ましくは、生成混合物が第１の熱交換器Ｗ１で加熱された場合、蒸気泡が形成されない。このように、加熱された壁面に外皮を形成する傾向がある固形分の沈殿およびケーキングを、回避することが可能である。蒸気泡の形成は、流動方向の、絞り要素Ｄ、特に圧力保持弁の下流まで生じない。
【００５６】
好ましくは分離は、特にカートリッジフィルタによる通常の方法によって、分離装置Ｔで行われる。この場合、好ましくは、通気量が１５０Ｌ／ｄｍ２／分であるＴｅｆｌｏｎ製の通気性濾布を使用することが可能である。フィルタケーキ抵抗が高くなり過ぎると供給は停止し、フィルタケーキをさらにクリーニングして、窒素または水蒸気を吹き付けることによって有機残留物を除去し、その後、フィルタケーキを処分しまたは塩を水で溶解して水処理プラントに送る。
【００５７】
吹付け乾燥操作のために水蒸気を使用する利点は、有機材料と共に得られた水蒸気を凝縮する選択肢があることである。次いで得られた水を触媒の分解に使用することができ、有機材料のリサイクルが可能になる。窒素を使用する場合、流れは、フレアを用いて処分しなければならないと考えられる。
【００５８】
固形分が蒸発除去されかつ部分的にまたは完全に凝縮された産出物を、通常の蒸留条件下、例えば１つまたは複数のカラムが互いに接続されている状態で、蒸留によって後処理する。
【００５９】
実施例
パイロットプラントは、強制循環蒸発器、下流蒸留カラム、および固／液分離装置を含んでいた。強制循環蒸発器の回路では、流動方向に、蒸発容器Ｖ、遠心ポンプＰ、第１の熱交換器Ｗ１、および蒸発容器ＶへのリサイクルラインＲ。リサイクルラインＲの第１の熱交換器Ｗ１の下流には、絞り要素Ｄが配置され、流動方向の終わりには、導入セクションＥが配置された。供給流１として、生成混合物を、レベル制御下で蒸発容器Ｖに供給した。生成混合物は、ＷＯ  ２００６／０６１１５９  Ａ１により生成し、メタノール１５質量％、ジメチルアミン３質量％、酢酸メチル６質量％、ＤＭＡＣ  ７５質量％、およびナトリウムメトキシド約１質量％からなるものであった。ナトリウムメトキシドを中和するために、供給流１に対して水１質量％を生成混合物に連続的に添加し、水準面Ｏを有する蒸発容器の充填レベルＮを形成するために、生成混合物をレベル制御下で蒸発容器Ｖ内に搬送した。蒸発容器Ｖから、遠心ポンプＰで生成混合物を第１の熱交換器Ｗ１にポンプ送出し、１２０℃から１５０℃の範囲の温度に加熱した。第１の熱交換器Ｗ１を、熱搬送油を用いて加熱した。比伝熱面出力は２０ｋＷ／ｍ２であった。
【００６０】
絞り要素Ｄに対して流動方向に第１の熱交換器Ｗ１を通る生成混合物のポンプ送出は、第１の熱交換器Ｗ１内に圧力を蓄積する。熱交換器内のこの圧力は、熱交換器Ｗ１の出口領域にある絞り要素、特に規制弁により規制され、生成混合物の加熱中に熱交換器Ｗ１で、蒸気泡の形成がなくなるようにかつ蒸発がなくなるように調節された。絞り要素Ｄは、熱交換器内の圧力と、流動方向での絞り要素Ｄの下流の圧力との間に、０．１から０．５ｂａｒの範囲内の圧力差があるようにかつ流動方向で絞り要素の下流の圧力が降下するように調節した。蒸発容器内の圧力は、０．５から１．２ｂａｒの範囲であった。流動方向の絞り要素の下流で、生成混合物の揮発性成分をフラッシュ蒸発させて、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を含む蒸気相Ｆを形成し、特に酢酸ナトリウムを含む固体の塩含有相を沈殿させた。蒸気相Ｆは、特に、生成混合物の成分も含み、例えば、生成混合物の全質量に対してメタノール約１５質量％、ジメチルアミン約３質量％、酢酸メチル約６質量％、ＤＭＡＣ  約７５質量％、水約１質量％を含んでいてもよい。フラッシュ蒸発後に得られた生成混合物の揮発性成分、液相内の生成混合物の任意の未蒸発成分、および固体の塩含有相を、導入セクションＥを介して、リサイクルラインＲに通して蒸発容器にリサイクルした。流動方向での絞り要素Ｄの下流のリサイクルラインＲ内の流量は、２ｍ／ｓであった。導入セクションは、蒸発容器の充填レベルＮの水準面Ｏのすぐ上方３０ｃｍから下方２０ｃｍまでの領域内で終わるように調節した。蒸気相を、産出流２として蒸発容器から除去し、第２の熱交換器Ｗ２で凝縮させた。蒸発操作および蒸気相の除去は、蒸発容器Ｖにおける固体の塩含有相の濃縮をもたらした。生成混合物の全質量に対して８０質量％超、好ましくは５０質量％超の範囲までの濃縮が可能である。蒸発容器Ｖ内の生成混合物の全質量に対して塩濃度が２５質量％であるのに加え、レベル制御下で副流３を蒸発容器Ｖから放出し、吸引フィルタとして構成された固／液分離装置Ｔに供給した。固形分を液体から分離した後、液体を蒸発に、特に蒸発容器Ｖに送り返した。
【００６１】
連続した３週間の実験中、第１の熱交換器Ｗ１のパイプラインには固体堆積物が見られなかった。試験期間中、パイロットプラントのクリーニングは必要ではなかった。
【図１】
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【国際調査報告】
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