(57)【要約】  【解決手段】    セルロースエステルの製造において酸の回収システムを統合することは、カルボン酸回収蒸留塔から熱を回収することを含むことができ、この熱回収は、弱酸流を溶媒抽出して第１の塔頂流および第１の塔底流を形成する工程；第１の塔頂流を蒸留塔で蒸留して第２の塔頂流および第２の塔底流を形成する工程；第２の塔頂流の少なくとも一部をプロセス入口を通して熱交換器に送る工程；ボイラー用水補給流を水入口を通して熱交換器に送る工程；および第２の塔頂流の少なくとも一部を熱交換器で冷却し、その後第２の塔頂流の少なくとも一部がプロセス出口を通って熱交換器から出て行き、かつボイラー用水補給流が水出口を通って熱交換器から出て行く工程；を含む。【選択図】図１
2016530989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボン酸回収蒸留塔から熱を回収するプロセスであって、以下の工程：
セルロースエステルの製造、カルボン酸無水物の製造またはこれらの組み合わせから生成された弱酸流を準備する工程；
前記弱酸流を溶媒抽出して、それによって第１の塔頂流および第１の塔底流を形成する工程であって、前記第１の塔頂流が有機酸、溶媒および水を含む工程；
蒸留塔で前記第１の塔頂流を蒸留して、前記蒸留塔が第２の塔頂流および第２の塔底流を有する工程であって、前記第２の塔頂流は蒸気相であり溶媒を約９０％以上および水を含み、かつ、前記第２の塔底流がカルボン酸を約９０％以上含む工程；
第１のプロセス入口、第１のプロセス出口、第１の水入口および第１の水出口を含む第１の熱交換器を準備する工程；
前記第２の塔頂流の少なくとも一部を前記第１のプロセス入口を通して前記第１の熱交換器に送り、かつボイラー用水補給流を前記第１の水入口を通して前記第１の熱交換器に送る工程；および
前記第２の塔頂流の前記少なくとも一部を前記第１の熱交換器で冷却し、その後前記第２の塔頂流の前記少なくとも一部が前記第１のプロセス出口を通って前記第１の熱交換器から出て行き、前記ボイラー用水補給流が前記第１の水出口を通って前記第１の熱交換器から出て行く工程；
を含み、
前記第１のプロセス出口が、前記第１のプロセス入口よりも低い温度であり、かつ
前記第１の水出口が、前記第１の水入口よりも高い温度である、
プロセス。
【請求項２】
前記溶媒が、有機エステル、ケトン、アルカン、エーテル、ベンゼンおよびこれらの組み合わせから成る群から選ばれた物質であって、酢酸よりも低い沸点を有する物質を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記第１のプロセス入口が６５℃〜１１０℃の温度を有し、かつ前記第１のプロセス出口が２０℃〜１００℃の温度を有する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記第１の水入口が１０℃〜９０℃の温度を有し、かつ前記第１の水出口が２０℃〜１００℃の温度を有する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記第１の熱交換器と並列に第２の熱交換器を準備する工程であって、前記第２の熱交換器が第２のプロセス入口、第２のプロセス出口、第２の水入口および第２の水出口を含む工程；
前記第２の塔頂流の第２の部分を前記第２のプロセス入口を通して前記第２の熱交換器に送り、かつ冷却水流を前記第２の水入口を通して前記第２の熱交換器に送る工程；および
前記第２の熱交換器で前記第２の塔頂流の前記第２の部分を冷却して、その後前記第２の塔頂流の前記第２の部分が前記第２のプロセス出口を通って前記第２の熱交換器から出て行き、かつ前記冷却水流が前記第２の水出口を通って前記第２の熱交換器から出て行く工程；
をさらに含み、
前記第２のプロセス出口が、前記第２のプロセス入口よりも低い温度であること；および
前記第２の水出口が、前記第２の水入口よりも高い温度であること；
を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記第１の熱交換器と直列に第２の熱交換器を準備する工程であって、前記第２の熱交換器が第２のプロセス入口、第２のプロセス出口、第２の水入口および第２の水出口を含む工程；
前記第１の熱交換器の流出物の少なくとも一部を前記第１の熱交換器のプロセス出口から前記第２のプロセス入口を通して前記第２の熱交換器に送り、かつ冷却水流を前記第２の水入口を通して前記第２の熱交換器に送る工程；および
前記流出物の前記少なくとも一部を前記第２の熱交換器で冷却して、その後前記流出物の前記少なくとも一部が前記第２のプロセス出口を通って前記第２の熱交換器から出て行き、かつ前記冷却水流が前記第２の水出口を通って前記第２の熱交換器から出て行く工程；
をさらに含み、
前記第２のプロセス出口が、前記第２のプロセス入口よりも低い温度であること；および
前記第２の水出口が、前記第２の水入口よりも高い温度であること；
を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
カルボン酸回収蒸留塔から熱を回収するプロセスであって、以下の工程：
セルロースエステルの製造、カルボン酸無水物の製造またはこれらの組み合わせから生成された弱酸流を準備する工程であって、前記弱酸流がカルボン酸および水を含む工程；
蒸留塔で前記弱酸流を蒸留して、前記蒸留塔が塔頂流および塔底流を有する工程であって、前記塔頂流は蒸気相であり前記カルボン酸を約１０％未満含み、かつ、前記塔底流が前記カルボン酸を約９０％以上含む工程；
第１のプロセス入口、第１のプロセス出口、第１の水入口および第１の水出口を含む第１の熱交換器を準備する工程；
前記塔頂流の少なくとも一部を前記第１のプロセス入口を通して前記第１の熱交換器に送り、かつボイラー用水補給流を前記第１の水入口を通して前記第１の熱交換器に送る工程；および
前記塔頂流の前記少なくとも一部を前記第１の熱交換器で冷却し、その後前記塔頂流の前記少なくとも一部が前記第１のプロセス出口を通って前記第１の熱交換器から出て行き、前記ボイラー用水補給流が前記第１の水出口を通って前記第１の熱交換器から出て行く工程；
を含み、
前記第１のプロセス出口が、前記第１のプロセス入口よりも低い温度であり、かつ
前記第１の水出口が、前記第１の水入口よりも高い温度である、
プロセス。
【請求項８】
前記弱酸流とともに共沸剤を前記蒸留塔に導入する工程をさらに含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記第１の熱交換器と並列に第２の熱交換器を準備する工程であって、前記第２の熱交換器が第２のプロセス入口、第２のプロセス出口、第２の水入口および第２の水出口を含む工程；
前記第２の塔頂流の第２の部分を前記第２のプロセス入口を通して前記第２の熱交換器に送り、かつ冷却水流を前記第２の水入口を通して前記第２の熱交換器に送る工程；および
前記第２の熱交換器で前記第２の塔頂流の前記第２の部分を冷却して、その後前記第２の塔頂流の前記第２の部分が前記第２のプロセス出口を通って前記第２の熱交換器から出て行き、かつ該冷却水流が前記第２の水出口を通って前記第２の熱交換器から出て行く工程；
をさらに含み、
前記第２のプロセス出口が、前記第２のプロセス入口よりも低い温度であること；および
前記第２の水出口が、前記第２の水入口よりも高い温度であること；
を含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記第１の熱交換器と直列に第２の熱交換器を準備する工程であって、前記第２の熱交換器が第２のプロセス入口、第２のプロセス出口、第２の水入口および第２の水出口を含む工程；
前記第１の熱交換器の流出物の少なくとも一部を前記第１の熱交換器のプロセス出口から前記第２のプロセス入口を通して前記第２の熱交換器に送り、かつ冷却水流を前記第２の水入口を通して前記第２の熱交換器に送る工程；および
前記流出物の前記少なくとも一部を前記第２の熱交換器で冷却して、その後前記流出物の前記少なくとも一部が前記第２のプロセス出口を通って前記第２の熱交換器から出て行き、かつ前記冷却水流が前記第２の水出口を通って前記第２の熱交換器から出て行く工程；
をさらに含み、
前記第２のプロセス出口が、前記第２のプロセス入口よりも低い温度であること；および
前記第２の水出口が、前記第２の水入口よりも高い温度であること；
を含む、請求項７に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルロースエステルの製造における酸の回収システムを、その製造プロセスに使用されるユーティリティの運用と統合することに関する。
【背景技術】
【０００２】
酢酸は広く使用されている脂肪族炭素酸である。酢酸は、反応の相手としての使用、たとえばセルロースエステルの製造の際の反応の相手としての使用とは別に、溶媒として、たとえば二酢酸セルロースおよび三酢酸セルロースのようなセルロースエステルの製造の際の溶媒としても頻繁に用いられる。これらの製造プロセスの間に、一般に水で希釈された酢酸が得られる。多くの場合、その回収は大きな経済的重要性を有する。セルロースエステルの製造では、この有機酸の回収は特に重要である。たとえば、酢酸セルロースの製造では、酢酸セルロースの製造１キログラム（ｋｇ）当たりおよそ４〜５．５ｋｇの酢酸が使用される。１ｋｇの酢酸セルロースの製造に約０．５ｋｇの酢酸が消費され、残りの３．５〜５ｋｇはその製造プロセスから排出される。この排出された酢酸は回収され、酢酸セルロース製造プロセスにリサイクルされる。
【０００３】
この排出される酸は、セルロースエステルの沈降の際に生じる水性の弱酸から回収される。これは有機酸、たとえば酢酸のようなカルボン酸を２３〜３５％含んでいることがある。典型的には、この弱酸は、懸濁している酢酸セルロースを除去／リサイクルするために、まずろ過される。次に、該弱酸は、溶媒を用いて抽出されることができ、その際にほとんどの水がラフィネートとして分離される。有機酸、溶媒および溶解した水を含んでいる抽出物は、蒸留によって分離され、それによって該酸は母液から分離される。一般に、多くの化学プロセスでは、たとえば酢酸の製造プロセスでは、蒸留塔は相当な量のエネルギーを消費する。複数の蒸留塔は、それぞれが独立にその蒸留塔内での分離を行うのに必要なエネルギーを受け取ることができる。該有機酸を回収するプロセスは、その有機酸を水および望ましくない混入物質から分離するために相当な量のエネルギーを使用する。
【０００４】
したがって、上記の考察に鑑みると、上記プロセスを実施するのに必要なエネルギー量を低減する必要、または上記システムに投入されるエネルギーを何らかの方法で捕捉し再使用する必要が存在する。この必要への何らかの解決策は、該酸回収プロセス自体またはその製造設備内の関連する装置に悪影響を与えるものであってはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、セルロースエステルの製造における酸の回収システムを、その製造プロセスに使用されるユーティリティの運用と統合することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の1つの実施形態は、カルボン酸回収蒸留塔から熱を回収するプロセスを含み、該プロセスは以下の工程：セルロースエステルの製造、カルボン酸無水物の製造またはこれらの組み合わせから生成された弱酸流を準備する工程；該弱酸流を溶媒抽出し、それによって第１の塔頂流および第１の塔底流を形成する工程であって、該第１の塔頂流が有機酸、溶媒および水を含む工程；該第１の塔頂流を蒸留塔で蒸留し、該蒸留塔が第２の塔頂流および第２の塔底流を有する工程であって、該第２の塔頂流が蒸気相であり溶媒を約９０%以上および水を含み、かつ該第２の塔底流がカルボン酸を約９０%以上含む工程；第１のプロセス入口、第１のプロセス出口、第１の水入口および第１の水出口を含む第１の熱交換器を準備する工程；該第２の塔頂流の少なくとも一部を該第１のプロセス入口を通して該第１の熱交換器に送り、かつボイラー用水補給流を該第１の水入口を通して該第１の熱交換器に送る工程；および該第２の塔頂流の該少なくとも一部を該第１の熱交換器で冷却し、その後該第２の塔頂流の該少なくとも一部が該第１のプロセス出口を通って該第１の熱交換器から出て行き、該ボイラー用水補給流が該第１の水出口を通って該第１の熱交換器から出て行く工程；を含み、該第１のプロセス出口は該第１のプロセス入口よりも低い温度であり、かつ該第１の水出口は該第１の水入口よりも高い温度である。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、カルボン酸回収蒸留塔から熱を回収するプロセスを含み、該プロセスは以下の工程：セルロースエステルの製造、カルボン酸無水物の製造またはこれらの組み合わせから生成された弱酸流を準備する工程であって、該弱酸流がカルボン酸および水を含む工程；蒸留塔で該弱酸流を蒸留して、該蒸留塔が塔頂流および塔底流を有する工程であって、該塔頂流は蒸気相であり該カルボン酸を約１０％未満含み、かつ該塔底流が該カルボン酸を約９０％以上含む工程；第１のプロセス入口、第１のプロセス出口、第１の水入口および第１の水出口を含む第１の熱交換器を準備する工程；該塔頂流の少なくとも一部を該第１のプロセス入口を通して該第１の熱交換器に送り、かつボイラー用水補給流を該第１の水入口を通して該第１の熱交換器に送る工程；および該塔頂流の該少なくとも一部を該第１の熱交換器で冷却し、その後該塔頂流の該少なくとも一部が該第１のプロセス出口を通って該第１の熱交換器から出て行き、かつ該ボイラー用水補給流が該第１の水出口を通って該第１の熱交換器から出て行く工程；を含み、該第１のプロセス出口は該第１のプロセス入口よりも低い温度であり、かつ該第１の水出口は該第１の水入口よりも高い温度である。
【０００８】
本発明の特徴および利点は、以下に続く好ましい実施形態の記載を読めば、当業者には直ちに明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
以下の図は本発明の特定の態様を例示するために含まれており、限定的な実施形態と見てはならない。ここに開示されている本発明の主題は、当該技術分野に通じ本開示発明の利益を享受する当業者が想起するであろうように、相当な程度の修正、変更、組み合わせならびに形式上および機能上の等価物を包含することができる。
【００１０】
【図１】本発明の１つの実施形態による典型的な工程系統を例示する図である。
【００１１】
【図２】本発明の別の実施形態による典型的な工程系統を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
酢酸、プロピオン酸（プロパン酸としても知られている）または酪酸のようなカルボン酸の回収システムに投入されたエネルギーを回収し再使用するニーズに答えて、本発明は、蒸留塔頂部に含まれているエネルギーをボイラー用水のようなユーティリティ流を予熱するために使用して、カルボン酸回収プロセスの全体効率を有利に増加させる新しい改善されたプロセスを提供する。この発明は、セルロースエステルの製造における酸の回収システムのエネルギー需要を、該製造プロセスで使用されるユーティリティの運用と統合する。セルロースエステルの製造プロセスでは、有機酸の蒸留は、より高温のエネルギーの単一最大の発生源であり得る。したがって、有機酸の蒸留塔頂蒸気から入手可能な比較的大量の潜熱は、ボイラー用水補給流のための熱源として利用することができ、該ボイラー用水補給流は一般に大流量であり好適なヒートシンクである。利用可能なこの熱は、流量（利用可能な質量）および温度の両方において安定している傾向があり、ユーティリティとしてのボイラー補給水に必要な均一性を提供する。
【００１３】
言い換えれば、本発明のいくつかの実施形態は、カルボン酸回収蒸留塔頂からの熱、好ましくは過剰の熱を移転して、ボイラー用水を予熱することに関する。従来の方式では、この高温の塔頂流は冷却水を使用して冷却されることになり、したがって該過剰の熱は有利には回収されないことになる。この回収プロセスは、カルボン酸回収装置およびそれを支えるユーティリティ装置全体の効率を増加させることになり、かくして燃料およびエネルギー消費のコストを減少させる。
【００１４】
本発明の例示的な実施形態が以下に記載される。分かり易さを優先するため、本発明の実際の実施におけるすべての特徴が、本明細書に記載されているわけではない。何らかのそのような実際の実施形態の開発においては、本発明の実施に特有の多くの決定を下して、開発者の特定の目標、たとえばシステム関連およびビジネス関連の制約条件への適応を達成しなければならないことは、それは１つの実施におけるものから別の実施におけるものへと様々であり、この本開示発明の利益を享受する当業者にとっては日常的なものであろうが、もちろん当業者に正しく理解されるだろう。図１および図２の両方に共通の参照符号は、同一の特徴を指している。
【００１５】
図１は、典型的なカルボン酸回収装置を示す。カルボン酸は、カルボン酸をほぼ２０〜６５重量%含む水性弱酸流１１０の形をしており、その回収における主要な単位操作が記載される。図１は酢酸回収装置で使用される酸の回収を表示しているところ、弱酸流１１０は、酢酸をほぼ２３〜３５重量％含み、またエステル触媒からの微量の塩類ならびに／または懸濁および溶解した微量のセルロースエステルを含有することがある。図１は酢酸回収装置で使用される酸の回収を表示しているところ、弱酸流１１０は、酢酸をほぼ２３〜６０重量％、少量から零量までのセルロースエステルを含み、また微量の触媒塩類を含有することがある。液−液抽出塔１００は、弱酸流１１０を含む塔頂供給流および塔下部溶媒供給流１２０を受け入れる。該抽出塔はバッフル塔、棚段塔または充填塔であることができる。多種類の抽出溶媒が、液−液抽出塔１００で使用されることが可能である。抽出溶媒は一般に、当該有機酸よりも低い沸点を有する低沸点抽出剤、たとえば有機エステル（例として酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル）、ケトン、アルカン、エーテル（ジイソプロピルエーテル、ジエチルエーテル）、ベンゼンまたはこれらの組み合わせである。ラフィネート流１３０は、水を主とし（概して約９０％以上）、それとともに溶媒を約２〜１０％含み、さらに少量のアルコール、カルボン酸、触媒塩類および／またはセルロースエステルを含むことがある。ラフィネート流１３０は、液−液抽出塔１００の塔底近くから出て、排水蒸留ストリッパー２００に送られて、蒸留液中に溶解した溶媒が回収される。排水蒸留ストリッパー２００は、このストリッパーの塔底にリボイラーまたは生スチーム注入口のいずれかを有し、これは溶媒を塔頂に上げるための熱を加え、これは図１に要素２２１として示されている。この蒸留液は、溶媒、それとともにいくらかの水を含み、これらは共沸混合物の形をしていることがある。塔底物ライン２２０は排水を含み、これは概して水を約９９％以上含み、さらに少量の、溶媒、アルコール、塩類および／またはセルロースエステルを含むことがある。塔底物ライン２２０は、除かれたほぼすべての溶媒を有しているので、下流で排水処理されるのに適している。塔頂流は塔頂物ライン２１０を経由して出て行く。
【００１６】
塔頂流１４０は有機抽出物相であり、ほとんどが溶媒で、カルボン酸を約８〜１９％含み、また残留する水を含むことがあり、この塔頂流は液−液抽出塔１００の塔頂近くから出て、カルボン酸回収塔３００に送られる。該塔頂流は、液体流、蒸気流またはこれらの組み合わせのいずれかとしてこのカルボン酸回収塔に供給されることができる。回収塔３００は、棚段蒸留塔または充填蒸留塔であり、塔底流３１０を分離するために同塔の塔底に熱を加えるリボイラー３１１を含んでおり、塔底流３１０はカルボン酸を約９９％含み、さらに微量の、水、溶媒および／またはセルロースエステルを含むことがある。用語「塔底流」または「塔頂流」が使用される場合、当業者は、抜出しがそれぞれ完全な塔底または塔頂からの抜出しである必要はなくて、適当な側流抜出しを指していてもよいことを認識できるだろう。あるいは、９９％のカルボン酸製品は、下段部における側部抜出し流として塔３００から出て行ってもよい。こうすれば、より濃縮された固形物流が、さらなる処理のために塔底から出て行くことになる。溶媒を９０％超、水および微量のカルボン酸を含む塔頂流３２０は、共沸混合物である。すなわち、この水は、水または他の溶媒のいずれかの沸点よりも低い沸点にあるこの溶媒を用いて共沸される。
【００１７】
塔頂流３２０は、高温の蒸気流として回収塔３００から出て行き、それから凝縮されるが、任意的に該流は過冷却されてもよい。塔頂流３２０は、それがさらなる処理のために送られる前に、冷却および凝縮されることが望ましい。これは、プラント冷却水を使用して行われることもできるが、本発明のプロセスはその代りに熱交換器３２１を使用し、それを通して塔頂流３２０の少なくとも一部はボイラー用水補給流を使用して冷却される。このようにして、塔頂流３２０はさらなる処理のために凝縮され、それと同時にボイラー用水補給流は望ましい温度上昇を受ける。ボイラー用水補給流の利用可能な量に応じて、塔頂流３２０のすべてまたは一部が、ボイラー用水熱交換器３２１を通して処理されることができる。
【００１８】
図１に例示されたいくつかの実施形態では、塔頂流３２０は、ボイラー用水熱交換器３２１に送られる流３２５と冷却水熱交換器３２２に送られる流３２６とに分割されることができる。当業者は、塔頂流３２０を適切に冷却するのに十分なボイラー用水補給流がある場合には、流３２６および冷却水熱交換器３２２は必要ない可能性があることを認識できるだろう。そのうえ、流３２５および３２６は図１に並列に示されているけれども、当業者は、流３２０が最初にボイラー用水熱交換器３２１に行き、次に冷却水冷却器３２２に直列に行くように、流３２５および３２６が操作されてもよいことを認識できるだろう。この場合の利点は、蒸気がその露点にまで凝縮されまたは過冷却されていないので、より高いプロセス温度が得られることができることである。
【００１９】
いくつかの実施形態では、上記の実施形態の混成が適用されてもよく、その場合には少なくとも１基の冷却水冷却器３２２がボイラー用水熱交換器３２１の使用と直列にあり、かつ少なくとも１基の冷却水冷却器３２２がボイラー用水熱交換器３２１の使用と並列にある。
【００２０】
好ましくは、塔頂流３２０の１００％は、ボイラー用水熱交換器３２１を使用して冷却される。しかし、実際の上限は、特定の設置場所における特定の装置の操作ならびに利用可能な蒸留塔の数およびサイズに依存することになる。もちろん、冷却水冷却器３２２の設置は、たとえばボイラー用水補給流が変動することがある場合に備えて、適切な冷却を確保するために一般に必要である。比較的予測通りである冷却水によって冷却のうちのある部分を行わせることは、蒸留塔の冷却の、より良好な制御を確保することができる。いくつかの実施形態では、塔頂流３２０の約５％〜約９５％が、ボイラー用水熱交換器３２１を使用して冷却されることができる。
【００２１】
共沸剤が使用される実施形態では、冷却水冷却器３２２から出て行く流（ライン３２８）およびボイラー用水熱交換器３２１から出て行く流（ライン３２７）は、デカンター４００に送られる。デカンター４００内で、冷却された塔頂流は、有機物の上相と水性の下相とに静置分離される。有機成分の一部は一般にリサイクル流３２４として蒸留塔３００に戻され、有機物流の残部は流４０２として抜き出される。デカンター４００が図１に示されたような操作に使用される場合には、リサイクルされない有機物流（４０２）のほとんどまたはすべては、送り出されて溶媒供給原料１２０と一緒にされ、そして液−液抽出塔１００に導入されることが望ましいことがある。デカンター４００から出て行く水性流（流４０３）は少なくとも一部が、ラフィネート流１３０にリサイクルされ、排水蒸留ストリッパー２００に導入されることができる。いくつかの実施形態では、すべてがリサイクルされてもよい。
【００２２】
共沸剤が使用されない実施形態では、塔頂流３２０は凝縮され、還流槽に収集される。蒸留塔に還流として戻されない凝縮された塔頂物は、さらなる処理のために送り出され、または酸含有量が十分に低ければ、排水処理装置に直接放出されることができる。該して、塔頂流３２０は、温度が約６５℃〜約１１０℃の範囲である。季節および施設の場所に応じて、ボイラー用水補給流は約１０℃〜約９０℃の範囲である。熱交換器３２１を通ることによってボイラー用水補給流が受けることがある温度の上昇は、多くの要因に依存し、たとえば、塔頂流３２０の温度、ボイラー用水補給流の温度、熱交換器３２１を通されるボイラー用水補給流および熱交換器３２１を通される流３２５のそれぞれの量、向流熱伝達を最大にする熱交換器の設計構造、およびボイラー用水補給流の純度が挙げられる。好ましい実施形態では、ボイラー用水補給流は、少なくとも約２５℃から約１００℃までの温度上昇を受けることができる。蒸気相の塔頂流３２０は、熱交換器３２１および／または熱交換器３２２内で好ましくは完全に凝縮され、少なくとも約１０℃から約９０℃までの温度の減少を受ける。
【００２３】
いくつかの実施形態では、溶媒は、抽出剤が使用されない場合と同じように使用されることができる。この場合、弱酸は蒸留塔に直接供給され、すべての水を共沸させて塔頂から排出するのに十分な量の溶媒が添加されることができる。さらに別の変更形態では、溶媒を使用しないで該酸から水を直接、蒸留除去することができる。しかし、カルボン酸濃度が約５０〜６０％未満であり、分離のためのより多くの棚段が要求される場合には、この変更形態は不利であることがある。図１に続く参照例として図２に示された代替的な実施形態では、弱酸流１１０は、カルボン酸回収塔３００に直接送られる。このような実施形態では、共沸剤を加えて分離を援助することが望ましいことがある。共沸剤は必須ではないけれども、使用されるならば、好適な共沸剤としては、酢酸よりも沸点の低い、有機エステル、ケトン、エーテル、アルカンおよび芳香族化合物が挙げられる。共沸剤が使用されない場合、デカンター（たとえば、図１および図２の４００）は、カルボン酸回収塔３００の塔頂流の相を分離するためには必要でなくなり、その代わりにライン３２７および３２８は、任意の適当な容器に送られることができることを、当業者は認識できるだろう。
【００２４】
本明細書に開示された実施形態は以下のものを含む。
【００２５】
実施形態Ａ：カルボン酸回収蒸留塔から熱を回収するプロセスであり、このプロセスは以下の工程：セルロースエステルの製造、カルボン酸無水物の製造またはこれらの組み合わせから生成された弱酸流を準備する工程；該弱酸流を溶媒抽出して、それによって第１の塔頂流および第１の塔底流を形成する工程であって、該第１の塔頂流が有機酸、溶媒および水を含む工程；蒸留塔で該第１の塔頂流を蒸留して、該蒸留塔が第２の塔頂流および第２の塔底流を有する工程であって、該第２の塔頂流は蒸気相であり、溶媒を約９０％以上および水を含み、かつ、該第２の塔底流がカルボン酸を約９０％以上含む工程；第１のプロセス入口、第１のプロセス出口、第１の水入口および第１の水出口を含む第１の熱交換器を準備する工程；該第２の塔頂流の少なくとも一部を該第１のプロセス入口を通して該第１の熱交換器に送り、かつボイラー用水補給流を該第１の水入口を通して該第１の熱交換器に送る工程；および該第２の塔頂流の該少なくとも一部を該第１の熱交換器で冷却し、その後該第２の塔頂流の該少なくとも一部が該第１のプロセス出口を通って該第１の熱交換器から出て行き、該ボイラー用水補給流が該第１の水出口を通って該第１の熱交換器から出て行く工程；を含み、該第１のプロセス出口は該第１のプロセス入口よりも低い温度であり、かつ該第１の水出口は該第１の水入口よりも高い温度である。
【００２６】
および、実施形態Ｂ：カルボン酸回収蒸留塔から熱を回収するプロセスであり、このプロセスは以下の工程：セルロースエステルの製造、カルボン酸無水物の製造またはこれらの組み合わせから生成された弱酸流を準備する工程であって、該弱酸流がカルボン酸および水を含む工程；蒸留塔で該弱酸を蒸留して、該蒸留塔が塔頂流および塔底流を有する工程であって、該塔頂流が蒸気相でありカルボン酸を約１０％未満含み、かつ該塔底流がカルボン酸を約９０％以上含む工程；第１のプロセス入口、第１のプロセス出口、第１の水入口および第１の水出口を含む第１の熱交換器を準備する工程；該塔頂流の少なくとも一部を該第１のプロセス入口を通して該第１の熱交換器に送り、かつボイラー用水補給流を該第１の水入口を通して該第１の熱交換器に送る工程；および該塔頂流の該少なくとも一部を該第１の熱交換器で冷却し、その後該塔頂流の該少なくとも一部が該第１のプロセス出口を通って該第１の熱交換器から出て行き、かつ該ボイラー用水補給流が該第１の水出口を通って該第１の熱交換器から出て行く工程；を含み、該第１のプロセス出口は該第１のプロセス入口よりも低い温度であり、かつ該第１の水出口は該第１の水入口よりも高い温度である。
【００２７】
実施形態ＡおよびＢのそれぞれは、次の追加の要素の１つ以上を任意の組み合わせで有することができる：
要素１：有機エステル、ケトン、アルカン、エーテル、ベンゼンおよびこれらの組み合わせから成る群から選ばれた物質であって、酢酸よりも低い沸点を有する物質を含む溶媒、
要素２：６５℃〜１１０℃の温度を有する第１のプロセス入口および２０℃〜１００℃の温度を有する第１のプロセス出口、
要素３：１０℃〜９０℃の温度を有する第１の水入口および２０℃〜１００℃の温度を有する第１の水出口、
要素４：第１の熱交換器と並列に第２の熱交換器を準備する工程であって、第２の熱交換器が第２のプロセス入口、第２のプロセス出口、第２の水入口および第２の水出口を含む工程；第２の塔頂流の第２の部分を第２のプロセス入口を通して第２の熱交換器に送り、かつ冷却水流を第２の水入口を通して第２の熱交換器に送る工程；および第２の熱交換器で該第２の塔頂流の該第２の部分を冷却して、その後該第２の塔頂流の該第２の部分が第２のプロセス出口を通って第２の熱交換器から出て行き、かつ冷却水流が第２の水出口を通って第２の熱交換器から出て行く工程；をさらに含み、第２のプロセス出口は第２のプロセス入口よりも低い温度であること；および第２の水出口は第２の水入口よりも高い温度であること；を含むプロセス、および
要素５：第１の熱交換器と直列に第２の熱交換器を準備する工程であって、第２の熱交換器が第２のプロセス入口、第２のプロセス出口、第２の水入口および第２の水出口を含む工程；第１の熱交換器の流出物の少なくとも一部を第１の熱交換器のプロセス出口から第２のプロセス入口を通して第２の熱交換器に送り、かつ冷却水流を第２の水入口を通して第２の熱交換器に送る工程；および該流出物の該少なくとも一部を第２の熱交換器で冷却して、その後該流出物の該少なくとも一部が第２のプロセス出口を通って第２の熱交換器から出て行き、かつ冷却水流が第２の水出口を通って第２の熱交換器から出て行く工程；をさらに含み、第２のプロセス出口は第２のプロセス入口よりも低い温度であること；および第２の水出口は第２の水入口よりも高い温度であること；を含むプロセス。
【００２８】
非限定的な実施例として、実施形態ＡおよびＢに適用可能な典型的な組み合わせは、以下のものを含む：
要素１と組み合わされた要素２、
要素２と組み合わされた要素３、
要素１と組み合わされた要素３、
要素４と組み合わされた、要素１〜３のうちの少なくとも１つ
要素５と組み合わされた、要素１〜３のうちの少なくとも１つ
要素４と組み合わされた要素５等。
【００２９】
以上のことから、本発明は、記載されたその目的および利点とともに本発明に固有のものを達成するのに十分に適合している。本発明は、異なる様式ではあるが、本明細書の教示の利益を享受する当業者には明らかである等価な様式で、修正され、かつ実施されることができるので、上で開示された特定の実施形態は、例示のためだけのものである。さらにその上、本明細書に示された構成または設計の詳細へのいかなる限定も、以下の請求項に記載された以外には、意図されていない。従って、上で開示された特定の例示的な実施形態が変更され、組み合わせられまたは修正されることができ、また、全てのそのような変更物は本発明の範囲および精神内のものであると見なされることは明らかである。本明細書に例示的に適切に開示された発明は、明細書に具体的に開示されていない何らかの要素および／または本明細書に開示された何らかの任意的な要素がなくても実施されることができる。組成物および方法は、様々な成分または工程を「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、または「包含する（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」の用語で記載されているけれども、これらの組成物および方法は、様々な成分または工程「から実質的に成る（ｃｏｎｓｉｓｔ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」または「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔ  ｏｆ）」ことができる。上で開示された全ての数および範囲は、ある量だけ変動することができる。下限と上限とを有する数の範囲が開示される場合は常に、その範囲内に含まれる任意の数および任意の包含される範囲も具体的に開示されているのである。特に、本明細書に開示された（「約ａから約ｂまで」、または同等なものとして「近似的にａからｂまで」、または同等なものとして「近似的にａ〜ｂ」の形式の）全ての数値範囲は、そのより広い数値範囲内に包含される全ての数および範囲を記載しているものと理解されなければならない。また、請求項の用語は、特許権者によって明示的にかつ明白に他様に定義されていない限り、その平易な、通常の意味を有する。その上、請求項の中で使用される不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、それが導入する要素のうちの１つ以上を意味すると、本明細書では定義される。本明細書中の語または用語の使用法において何らかの矛盾、および参照によって本明細書に取り込まれることができる１つ以上の特許または他の文書間に何らかの矛盾がある場合、本明細書と一致している定義が採用されなければならない。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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