(57)【要約】  シクロヘキシル（メタ）アクリラート、シクロヘキサノールおよび共留剤を含有する混合物から純粋なシクロヘキシル（メタ）アクリラートを蒸留により得る方法において、前記混合物を、底部蒸発器、分離作用を有する内部構造物ならびに分離部および濃縮部を備えた精留塔へ側方供給物として供給し、ここで、前記塔は４〜５０個の理論分離段を有し、前記側方での供給を、最下分離段の少なくとも１つ上方の分離段から始まり、かつ最上分離段の少なくとも１つ下方の分離段で終わる領域において行い、前記塔の頂部での圧力は、１０ｍｂａｒ〜５ｂａｒの範囲であり、還流比は１：０．２〜１：１０であり、かつ塔底搬出物をさらなる蒸留ユニットに供給し、前記さらなる蒸留ユニット中でシクロヘキシル（メタ）アクリラートを塔頂または側方排出口を介して分離することによる、方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
シクロヘキシル（メタ）アクリラート、シクロヘキサノールおよび共留剤を含有する混合物から純粋なシクロヘキシル（メタ）アクリラートを蒸留により得る方法において、前記混合物を、底部蒸発器、分離作用を有する内部構造物ならびに分離部および濃縮部を備えた精留塔へ側方供給物として供給し、ここで、前記塔は４〜５０個の理論分離段を有し、前記側方での供給を、最下分離段の少なくとも１つ上方の分離段から始まり、かつ最上分離段の少なくとも１つ下方の分離段で終わる領域において行い、前記塔の頂部での圧力は、１０ｍｂａｒ〜５ｂａｒの範囲であり、還流比は１：０．２〜１：１０であり、かつ塔底搬出物をさらなる蒸留ユニットに供給し、前記さらなる蒸留ユニット内でシクロヘキシル（メタ）アクリラートを塔頂または側方排出口を介して分離することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記共留剤はシクロヘキサンであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記分離作用を有する内部構造物は、充填体、規則充填物または底部であることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記分離作用を有する内部構造物は、理論分離段１つにつき０．０５〜１０ｍｂａｒの比圧力損失をもたらすことを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記充填体は、高性能充填体であることを特徴とする、請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
前記底部蒸発器および付属の導管系における滞留時間は、１〜６０分の範囲であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記底部蒸発器および付属の導管系における滞留時間は、１０〜３０分の範囲であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記底部蒸発器は、薄膜式蒸発器または薄膜流下式蒸発器であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記底部蒸発器において、前記蒸発を、１〜１００ｋＷ／ｍ２の範囲の比熱負荷で行うことを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記底部蒸発器において、前記蒸発を、２〜５０ｋＷ／ｍ２の範囲の比熱負荷で行うことを特徴とする、請求項１から８までいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記底部蒸発器において、前記蒸発を、５〜３０ｋＷ／ｍ２の範囲の比熱負荷で行うことを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記塔は、５〜２０個の理論分離段を有し、前記側方での供給を、最下分離段の少なくとも１つ上方の分離段から始まり、かつ最上分離段の少なくとも１つ下方の分離段で終わる領域において行うことを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記塔の頂部での圧力は、１０ｍｂａｒ〜２００ｍｂａｒの範囲にあることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記還流比は、１：０．２〜１：１であることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記精留塔の側方に供給される前記混合物は、以下の組成：
シクロヘキシル（メタ）アクリラート５０〜９８質量％、
シクロヘキサノール０．５〜２０質量％、
共留剤０．５〜２０質量％、
［シクロヘキシル（メタ）アクリラートに対して］より高沸点の物質０．２５〜５質量％、
［シクロヘキシル（メタ）アクリラートに対して］より低沸点のさらなる物質０．２５〜５質量％
を有することを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
シクロヘキシルアクリラート、シクロヘキサノールおよび共留剤を含有する混合物から、９８質量％超の純度を有する純粋なシクロヘキシルアクリラートを得るための、請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
シクロヘキシルメタクリラート、シクロヘキサノールおよび共留剤を含有する混合物から、９８質量％超の純度を有する純粋なシクロヘキシルメタアクリラートを得るための、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シクロヘキシル（メタ）アクリラート、シクロヘキサノールおよび共留剤を含有する混合物から、純粋なシクロヘキシル（メタ）アクリラートを蒸留により得る方法に関する。
【０００２】
（メタ）アクリル酸という概念は、公知のようにアクリル酸および／またはメタクリル酸を意味する。同様に、シクロヘキシル（メタ）アクリラートは、シクロヘキシルアクリラートおよび／またはシクロヘキシルメタクリラートを表す。
【０００３】
シクロヘキシル（メタ）アクリラートは、ラッカー分野およびペイント分野のための特殊なモノマーである。重要な用途は、例えば、自動車塗料用のトップクリアーコート、溶剤含有および溶剤不含のラッカー用樹脂、耐候性の外塗用ペイント分散液、ならびに接着剤である。
【０００４】
シクロヘキシル（メタ）アクリラートを大工業的に製造するための公知の方法は、主として（メタ）アクリラート、とりわけメチル（メタ）アクリラートとシクロヘキサノールとの触媒の存在下でのエステル交換に基づく。シクロヘキシル（メタ）アクリラートを製造するためのエステル交換法の欠点は、該方法が速度論的理由から好ましくなく、それに相応して空時収量が低いことである。
【０００５】
シクロヘキサノールによる（メタ）アクリル酸のエステル化のための方法は、ＢＡＳＦ  ＡＧの欧州特許出願公開第１８５３５４６号明細書（ＥＰ１８５３５４６Ａ１）（国際公開第２００６／０８７２９７号（ＷＯ２００６／０８７２９７Ａ１））に記載されている。
【０００６】
前記方法によれば、エステル化の後、先ず低沸点物を（塔頂を介して）、次いで難沸騰性物を（塔底を介して）粗生成物から蒸留により分離する。低沸点物の蒸留において、先ず共留剤を塔頂を介して留去する（「方法工程Ｄ」）。次いで、塔においてアルコールを塔頂を介して分離し、目的のエステルを塔底を介して分離する（「方法工程Ｅ」）。前記工程「Ｄ」および「Ｅ」は、共通の蒸留ユニットにおいて実施することもできる。
【０００７】
分離されたアルコールに加えて、通常はなおも比較的多量の目的のエステルを含有する留出物流を、エステル化工程へと返送する（国際公開第０６／０８７２９７号（ＷＯ０６／０８７２９７）における図１／１参照）。
【０００８】
生成物の返送は、プラントの全処理能力の低下を招くだけでなく、エステル化の転化率にも悪影響を及ぼす。
【０００９】
とりわけ、「方法工程Ａ」における底部蒸発器として、薄膜流下式蒸発器が向流運転方式で運転される場合、プラントにおいて使用される蒸発器の種類に基づいて、有価生成物（目的のエステル）に関する品質上の問題が生じる可能性がある。さらに、プラントの全処理能力は、向流運転方式によって制限される。所定の運転条件において、下方へ流れ出る液体混合物は、上方へ流れる蒸気混合物によって堰き止められる可能性がある。それに相応して高く堰き止められた液体カラムにおいて、静水圧に基づいて液体の急激な流出が起こり、その後再び堰き止めが起きる。このことは、塔における脈動を招く。蒸留塔の安定した運転様式は、薄膜流下式蒸発器におけるこの向流運転方式での脈動によって強度に制限され得る。
【００１０】
目的のエステルからのアルコールの分離は、さらなる処理能力拡大に際して、場合によってはもはや不可能であり、アルコールは塔の底部領域に達し、かつ生成物品質は場合によってはもはや保証され得ない。
【００１１】
したがって、記載された方法はとりわけ、留出物のエステル化への返送によって、比較的多量の目的のエステルが再びエステル化の蒸留器へ供給されるという欠点を有する。生成物が再びさらされるこの熱負荷によって、副成分の形成が高まる。これにより、生成物収率は低下し、かつ品質が低下する。目的のエステルを複数回蒸留することによって、エネルギー消費は特に高くなる。更なる欠点は、向流運転方式での薄膜流下式蒸発器の運転である。結果として、塔を運転する際に不安定となり、付着物が生じ、かつこれに付随して蒸発器の運転時間が短縮される。
【００１２】
Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｖｏｌ．Ａ１、章  ,Ａｃｒｙｌｉｃ  Ａｃｉｄ  ａｎｄ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ’、Ｖｅｒｌａｇ  ＶＣＨ  １９８５、第１６１〜１７６頁には、エステル化反応からの高級アルキルアクリラートの蒸留による後処理が記載されている（図５、第１６８頁）。したがって、塔ｆにおいて溶媒を塔頂を介して分離し、次いで側方供給塔ｇにおいて未反応アルコールを留去し、最後に塔ｈにおいて純粋な生成物エステルを精留する。
【００１３】
本発明の課題は、（メタ）アクリル酸およびシクロヘキサノールからシクロヘキシル（メタ）アクリラートを製造するための改善された方法であって、目的生成物に要求される仕様を維持しつつも従来技術の欠点を有しておらず、とりわけ、高品質の高価な目的のエステルをエネルギー的に有利な様式でもたらす方法を提供することである。
【００１４】
したがって、シクロヘキシル（メタ）アクリラート、シクロヘキサノールおよび共留剤を含有する混合物から純粋なシクロヘキシル（メタ）アクリラートを蒸留により得る方法であって、前記混合物を、底部蒸発器、分離作用を有する内部構造物ならびに分離部および濃縮部を備えた精留塔へ側方供給物として供給し、ここで、前記塔は４〜５０個の理論分離段を有し、前記側方での供給を、最下分離段の少なくとも１つ上方の分離段から始まり、最上分離段の少なくとも１つ下方の分離段で終わる領域において行い、前記塔の頂部での圧力は、１０ｍｂａｒ〜５ｂａｒの範囲であり、還流比は１：０．２〜１：１０であり、かつ塔底搬出物をさらなる蒸留ユニットに供給し、前記さらなる蒸留ユニット内でシクロヘキシル（メタ）アクリラートを塔頂または側方排出口を介して分離することを特徴とする方法が見いだされた。
【００１５】
前記方法を、連続的に実行するのが好ましい。
【００１６】
（水用）共留剤は、シクロヘキサンであるのが好ましい。
【００１７】
本発明による方法において、未反応アルコール、すなわちシクロヘキサノール、および有価生成物よりも低沸点のさらなる物質を、特定の工程において、側方供給部を備えた塔（側方供給塔）において、塔頂を介して留去する。有価生成物、すなわち（メタ）アクリル酸シクロヘキシルエステルを、底部排出口を介して次の蒸留ユニットに供給する。
【００１８】
驚くべきことに、側方供給塔の特定の構成および特定の条件によって、より低沸点の物質、すなわち、とりわけシクロヘキサノールおよび共留剤を蒸留により分離した場合に、目的のエステル、すなわち（メタ）アクリル酸シクロヘキシルエステルが留出物において非常に大きく低減され得ることが判明した。
【００１９】
これにより、同時に、第一のエステル化段階への返送流は大幅に減少し、付加的にシクロヘキシル（メタ）アクリラートを製造するためのプラントの処理能力は著しく向上し、かつ付加的な自由反応空間により反応の転化率が増加する。
【００２０】
同様に本発明による方法によって、返送流がより少なくなることで、シクロヘキシル（メタ）アクリラートを製造するためのプラント全体を、より少ないエネルギー量で運転することができるという結果が生じる。さらに、目的のエステルの熱負荷が比較的わずかであることによって、目的のエステルの分解による望ましくない副成分の形成の減少が生じる。
【００２１】
慣用の蒸留条件下では、分解反応、変色、および副成分の不十分な分離が起こり、その結果、さらなる使用に必要となるシクロヘキシル（メタ）アクリラートの純度は、場合によって十分ではない。したがって、シクロヘキシル（メタ）アクリラートの精製は、永続的な問題を提起する。このことは、とりわけ、高沸点を有する副成分にもあてはまり、それというのも、こうした副成分は、分解およびしばしばそれに付随して生じる生成物の損傷を抑制することのできない条件で分離されるためである。したがって、とりわけ、有価生成物を非常に高純度で高い収率損失なしに得ることは、極めて困難である。
【００２２】
本明細書に記載の方法において、本発明によれば、圧力がさほど損失されない塔内部構造物の使用によって、底部温度、ひいては副成分形成をさらに低減させることができる。
【００２３】
温度安定性に関する実験から、目的のエステルの生成物品質の劣化の原因となる副成分の形成が、温度の上昇と共に増加することが判明した（下記の例２を参照）。
【００２４】
底部温度がより低くなることによって、本発明によれば、目的のエステルの熱負荷が減少し、ひいては生成物品質が向上し、かつ蒸発器における付着物の形成が低減される。蒸発器における付着物がより少なくなることで、運転時間が延長し、これによって処理能力が向上する。
【００２５】
返送流がより少なくなることによって、シクロヘキシル（メタ）アクリラートを製造するためのプラント全体の処理能力を、例えば約１５％向上させることができる。
【００２６】
精留塔として、例えば充填塔、規則充填塔または棚段塔が挙げられる。前記塔は、通常は、各蒸留塔と同様に、底部蒸発器を備え、また塔頂部に凝縮器を備えている。
【００２７】
本方法は、本発明によれば、分離部および濃縮部ならびに底部蒸発器を備えた精留塔において実施される。特に、底部蒸発器は、向流運転方式で運転されるのが好ましい薄膜式蒸発器であり、極めて特に、並流運転方式で運転されるのが好ましい薄膜流下式蒸発器である。
【００２８】
本発明の方法において、特に有利には、底部蒸発器および付属の導管系における滞留時間は、１〜６０分、好ましくは１０〜３０分に制限される。これにより、混合物が重合能力を有するにもかかわらず、プラントを障害なく運転できること、とりわけ汚染物がごくわずかであるかまたは存在しないことが保証される。
【００２９】
本発明による蒸留法の好ましい特徴は、有利には蒸発を、１ｋＷ／ｍ２〜１００ｋＷ／ｍ２の範囲、特に好ましくは２ｋＷ／ｍ２〜５０ｋＷ／ｍ２の範囲、極めて特に５ｋＷ／ｍ２〜３０ｋＷ／ｍ２の範囲の比熱負荷で実施することであり、ここで、これらのデータは、供給される熱および蒸発器の加熱された蒸発器表面に対するものである。１００ｋＷ／ｍ２の上限値を上回ると、本発明により認識されるように、生成物と加熱媒体との間の必要な高い温度差に基づき、蒸発器表面上の付着物は増加する。１ｋＷ／ｍ２の下限値を下回ると、不経済な方法を招き、それというのも、所与の熱量では、蒸発器の加熱された蒸発器表面が大きすぎるか、または蒸発器の所与の加熱された蒸発器表面では、伝達可能な熱量が少なすぎるためである。
【００３０】
好ましい一変法において、塔の液体還流比（すなわち、還流量と抜き出された留出物量との比）は、１：０．２〜１：１０（すなわち５〜０．１）、さらに好ましくは１：０．２〜１：１（すなわち５〜１）の比となるように調整される。このことは、好ましくは、液体が凝縮器の後で捕集され、かつ調節装置または設定装置を介して塔および／または留出物容器に前記比で供給されるように実施される。これにより、より低いエネルギー消費量が保証される。
【００３１】
本発明による方法は、塔頂における圧力が１０ｍｂａｒ〜５ｂａｒ、好ましくは１０〜２００ｍｂａｒ、さらに好ましくは１０〜５０ｍｂａｒで実施されるのが好ましい。
【００３２】
上部の塔領域において、最上理論分離段の下方、好ましくは上方から数えて第３番目の理論分離段に測定点を有する温度制御部を設け、この温度制御部で、留出物の流れ、還流比、または好ましくは還流量を設定パラメータとして使用するのが好ましい。これにより、塔の安定した運転が保証され、達成可能な生成物純度がさらに改善される。
【００３３】
更なる一変法において、これに加えてさらに、またはこれに代えて、下部の塔領域において、最下理論分離段の上方、好ましくは下方から数えて第２番目の理論分離段に測定点を有する温度制御部を設け、この温度制御部で、塔底物取出量を設定パラメータとして使用するのが好ましい。この付加的な手段によって、安定した塔運転のさらなる改善が達成される。
【００３４】
塔は、４〜５０個、好ましくは５〜２０個の理論分離段を有する。
【００３５】
シクロヘキシル（メタ）アクリラート（粗製シクロヘキシル（メタ）アクリラート）を含有する混合物のための側方での供給は、最下理論分離段の少なくとも１つ上方の理論分離段から始まり、かつ最上理論分離段の少なくとも１つ下方の理論分離段で終わる領域において行われる。
【００３６】
分離段数が４０以上５０以下の場合、これらの供給箇所は、好ましくは最下段の５〜２５個上方の理論分離段、および最上段の５〜２５個下方の理論分離段に存在する。
【００３７】
分離段数が１０以上２０以下の場合、これらの供給箇所は、好ましくは最下段の３〜１０個上方の理論分離段、および最上段の３〜１０個下方の理論分離段に存在する。
【００３８】
例えば、粗製シクロヘキシル（メタ）アクリラートのための供給箇所は、４５〜５０個の分離段を有する塔の場合には、好ましくは４〜４１番目の分離段の間の理論分離段上に配置されており、２０個の分離段を有する塔の場合には、好ましくは２〜１８番目の分離段の間の理論分離段上に配置されている。
【００３９】
精留塔の側方に供給される混合物は、好ましくは以下の組成を有する：
シクロヘキシル（メタ）アクリラート５０〜９８質量％、特に７５〜９８質量％、例えば７６〜９８質量％、
シクロヘキサノール０．５〜２０質量％、特に０．５〜１０質量％、
共留剤０．５〜２０質量％、特に０．５〜８質量％、
［シクロヘキシル（メタ）アクリラートに対して］より高沸点の物質０．２５〜５質量％、特に０．２５〜３質量％、
［シクロヘキシル（メタ）アクリラートに対して］より低沸点のさらなる物質０．２５〜５質量％、特に０．２５〜３質量％。
【００４０】
分離作用を有する内部構造物に関し、原則として制限はないが、好ましくは、充填体、規則充填物または底部が設けられている。
【００４１】
好ましい一構成において、内部構造物が０．０５〜１０ｍｂａｒ／理論分離段、好ましくは０．１〜５ｍｂａｒ／理論分離段の比圧力損失をもたらすように内部構造物を選択することができる。
【００４２】
比圧力損失とは、内部構造物の圧力損失と理論的分離段数との比を意味する。
【００４３】
好ましい一変法では、高性能充填体が分離作用を有する内部構造物として塔において使用される。
【００４４】
化学産業および関連産業のプロセス用の高性能充填体は、単位体積あたりの表面の分離作用が高い流体力学的に有利な基本形状を有する。
【００４５】
従来の充填体と比較して、高性能充填体は、流体力学的性質がより良好である点と物質移動効率がより高い点の双方が優れている。高性能充填体は、物質交換が最良である場合に、極めて低い圧力損失を提供する。
【００４６】
そのような高性能充填体の例は、Ｃｈｅｍｉｅ  Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒ  Ｔｅｃｈｎｉｋ  ２０１０、８２  Ｎｏ．１０、１６９３〜１７０３ページに見出すことができる（Ｒ．Ｂｉｌｌｅｔら；ＤＯｌ：１０．１００２／ｃｉｔｅ．２０１００００５０）。
【００４７】
純粋なシクロヘキシル（メタ）アクリラートが最終的に頂部または側方排出口を介して分離される蒸留ユニットは、好ましくは薄膜流下式蒸発器、薄膜式蒸発器または蒸留塔である。
【００４８】
シクロヘキシルアクリラート、シクロヘキサノールおよび共留剤を含有する混合物から得られる、本発明による方法において生じる純粋なシクロヘキシルアクリラートは、特に９８質量％超、極めて特に９８．５質量％以上、さらに特に９９質量％以上の純度を有する。
【００４９】
シクロヘキシルメタクリラート、シクロヘキサノールおよび共留剤を含有する混合物から得られる、本発明による方法において生じる純粋なシクロヘキシルメタクリラートは、特に９８質量％超、極めて特に９８．５質量％以上、さらに特に９９質量％以上の純度を有する。
【００５０】
本発明を、以下に図面（図１）および実施例を参照してより詳細に説明する。
【００５１】
図１は、本発明による方法を実施するための好ましい精留塔の概略図を示す。供給流は、供給管１を介して塔２に導かれる。
【００５２】
塔には、充填体または規則充填物が充填されている（１１）。塔頂部で生じる蒸気流３を、必要に応じて後冷却器によって補われる凝縮器４において、部分的に凝縮させ、かつ返送流１２と留出物流６とに分配する。
【００５３】
凝縮器４からの未凝縮分は、低沸点不純物を含有し、かつ蒸気の形で流れ５として取り出される。塔の下方末端で、液体１０を底部蒸発器８において部分的に蒸発させ、かつ導管７を介して塔へ返送する。難沸騰性の不純物を含有する主要流９を排出する。蒸発器８は、自然循環式蒸発器として構成されていてもよいし強制循環式蒸発器として構成されていてもよく、後者の場合、付加的に液体流１０のための循環ポンプが必要である。望ましくない重合反応の回避に関して、強制循環式蒸発器の代わりに薄膜流下式蒸発器または薄膜式蒸発器を使用することが特に有利であり、それというのも、これらの構造様式では、滞留時間を非常に短くすることが可能であるためである。
【００５４】
蒸発器における液体の滞留時間を短縮するためには、底部管を含む底部空間を、存在する液体体積が可能な限り小さくなるように設計することが好ましい。
【００５５】
圧力データはいずれも、絶対圧力に関する。
【００５６】
［シクロヘキシル（メタ）アクリラートに対して］「より低沸点の物質」とは、同じ圧力の場合、その沸点が、シクロヘキシルアクリラートおよび／またはシクロヘキシルメタクリラートの沸点より低い物質である。
【００５７】
［シクロヘキシル（メタ）アクリラートに対して］「より高沸点の物質」とは、同じ圧力の場合、その沸点が、シクロヘキシルアクリラートおよび／またはシクロヘキシルメタクリラートの沸点より高い物質である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明による方法を実施するための好ましい精留塔の概略図。
【００５９】
例
１）比較例
９７℃の温度を有する８８３ｋｇ／ｈの粗製シクロヘキシルメタクリラートを、塔において２５ｍｍのポールリングを有する充填堆積物の上端部に導入した。
【００６０】
粗製シクロヘキシルメタクリラートの組成を、分析により求めた。
シクロヘキシルメタクリラート                      ９５．２質量％
シクロヘキサノール                                ２．８質量％
シクロヘキサン                                    １．０質量％
より低沸点のさらなる物質、より高沸点の物質      ：１．０質量％
【００６１】
塔の運転を、１６ｍｂａｒの頂部圧力および３７ｍｂａｒの底部圧力で行った。塔の頂部で、留出物を凝縮させ、かつ容器に捕集した。これをレベル制御（Ｓｔａｎｄｒｅｇｅｌｕｎｇ）によって連続的に排出し、これによって、１３４ｋｇ／ｈの留出物を第一のエステル化工程へと恒常的に返流した。
【００６２】
留出物の組成を分析により求めたところ、以下の通りであった：
シクロヘキシルメタクリラート                      ８２質量％
シクロヘキサノール                                １１質量％
シクロヘキサン                                    ５質量％
より低沸点のさらなる物質                          ２質量％
【００６３】
塔の塔底液は、向流で運転される薄膜流下式蒸発器を通過する。その際、薄膜流下式蒸発器を９３ｋＷで加熱した。薄膜流下式蒸発器から流出する７４６ｋｇ／ｈの塔底生成物は、その際１０７℃の温度を有していた。
【００６４】
組成を、分析により求めた：
シクロヘキシルメタクリラート                      ９８質量％
シクロヘキサノール                                １．３質量％
より高沸点の物質                                  ０．７質量％
【００６５】
シクロヘキシルメタクリラートに関する市販の仕様は、９８質量％のシクロヘキシルメタクリラートに準拠していた。この塔のシクロヘキシルメタクリラートに関する蒸留収率は、８６％超であった。
【００６６】
２）供給生成物（精留塔の側方供給物）の温度安定性に関する実験
供給生成物の温度安定性に関する実験、ここでは、常圧下で、３つの異なる温度（１２０、１３０、１４０℃）および１時間の滞留時間での、
シクロヘキシルメタクリラート９４．２質量％、
シクロヘキサノール２．５質量％、シクロヘキセン１．０質量％、
より高沸点の物質１．４質量％、およびより低沸点のさらなる物質０．９質量％
からなる混合物の温度安定性に関する実験から、目的のエステルの生成物品質の低下の原因となる二量体およびオリゴマーの形成が、温度の上昇と共に増加することが判明した。
【００６７】
以下に、温度上昇による式
【化１】
2020500942.tif 000002
のシクロヘキシルメタクリラート二量体の増加を示す（ガスクロマトグラフィー分析）：
出発材料：              ０．５２面積パーセント
１２０℃                ０．５６面積パーセント
１３０℃                ０．６４面積パーセント
１４０℃                ０．６９面積パーセント
【００６８】
３）本発明による例
運転方式は、シクロヘキシルメタクリラートを製造するためのプラント全体の熱力学的シミュレーションからのデータに基づいて構成されている。
【００６９】
プロセスの熱力学的シミュレーションを、ソフトウェアＡｓｐｅｎ  Ｐｌｕｓ（登録商標）（略：Ａｓｐｅｎ）を用いて実施した。Ａｓｐｅｎは、工業において化学の方法およびプラントのモデル化、シミュレーションおよび最適化に使用される広範囲にわたるシミュレーションソフトウェアである。Ａｓｐｅｎは、基本操作をモデル化するための広範囲にわたるモデルデータベース、および多くの異なる物質の物質特性に関する物質データベースを備えている。混合物の特性を、純物質の物質データから異なる熱力学モデルを使用してＡｓｐｅｎによって計算する。
【００７０】
プラント全体の熱力学シミュレーションにより、以下の結果が得られた：
【００７１】
９７℃の温度を有する８８３ｋｇ／ｈの粗製シクロヘキシルメタクリラートを、１２の理論分離段を備えた精留塔の５段目の理論分離段に供給する。
【００７２】
供給される粗製シクロヘキシルメタクリラートの組成は、以下の通りである：
シクロヘキシルメタクリラート        ９４．７質量％
シクロヘキサノール                  ２．７質量％
シクロヘキサン                      １質量％
より低沸点のさらなる物質            ０．７質量％
より高沸点の物質                    ０．９質量％
塔の運転を、１６ｍｂａｒの頂部圧力および３７ｍｂａｒの底部圧力で行う。塔の比圧力損失は、１．７５ｍｂａｒ／理論分離段である。頂部温度は６１℃である。塔の頂部で、留出物を凝縮させる。第一のエステル化工程への留出物の返送流は、４０ｋｇ／ｈである。塔を、３．１の還流比で運転する。
【００７３】
留出物の組成は、以下の通りである：
シクロヘキシルメタクリラート          １０質量％
シクロヘキサノール                    ５９質量％
シクロヘキサン                        １５質量％
より低沸点のさらなる物質              １６質量％。
【００７４】
その際、蒸発器を、３１ｋＷで運転する。蒸発器から流出する８４０ｋｇ／ｈの塔底生成物は、その際１０７℃の温度を有する。
【００７５】
塔底排出物の組成は、以下の通りである：
シクロヘキシルメタクリラート        ９９質量％
シクロヘキサノール                  ０．１質量％
より高沸点の物質                    ０．９質量％
【００７６】
本発明による方法によって、粗製シクロヘキシル（メタ）アクリラートの蒸留を、例えば１日の処理能力が同じ１４．０ｔの場合、従来の蒸留方法に対して６９％のエネルギーコストの節約で要求される仕様に準拠しながら実施することができる。
【００７７】
エステル化への返流が１３４ｋｇ／ｈから４０ｋｇ／ｈに減少することによって、シクロヘキシル（メタ）アクリラートを製造するためのプラント全体の１日の処理能力を、例えば、約１００ｋｇ／ｈ向上させることができる。これは、約１４％の処理能力増加に相当する。
【００７８】
蒸発器における底部温度が１１３℃から１０７℃に低下することによって、蒸発器における付着物の原因となる不明な副成分の形成が著しく減少する。
【００７９】
シクロヘキシル（メタ）アクリラートを製造するためのプラント全体の運転時間は、付着物に基づく蒸発器の運転時間によって制限されるため、低沸点物質の蒸留における底部温度の低下により副成分の形成を減少させることによって、プラント全体の運転時間を延長させることができる。これによって、プラント全体の年間処理能力が向上する。
【図１】
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【国際調査報告】
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