专利名称：包含四氢呋喃、γ－丁内酯和/或1,4－丁二醇的混合物的蒸馏分离方法
技术领域：
本发明涉及一种用于得到至少三个馏分的包含四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇的混合物的连续分馏方法。
在1，4-丁二醇、四氢呋喃和γ-丁内酯的工业制备中，更多地使用含有至少四个碳原子的烃作为经济的原材料。重要的原料是苯、正丁烯和正丁烷。在第一阶段中，将烃在气相中通过多相催化剂氧化以得到马来酸酐。在以下文献中给出了目前工艺的概述Ullmann的工业化学百科全书，第6版，1999年电子版，章节是“马来酸和富马酸，马来酸酐”。所形成的马来酸酐通过冷却从气体物流中冷凝或在水或有机吸收剂中吸收。根据选择的处理方法，获得马来酸酐、马来酸、其二酯、其单酯或它们的混合物。随后在液相或气相中通过多相催化剂，对这些化合物本身进行氢化，或在合适转化成马来酸酐、马来酸、其二酯、其单酯或它们的混合物之后，氢化这些化合物。这样的多相催化氢化描述在例如如下文献中在液相中用于马来酸酐、琥珀酸酐或它们的酸、二酯或单酯的EP-A0304696，在气相中用于马来酸酐、琥珀酸酐或它们的酸的WO97/24346，在气相中用于马来酸二烷基酯的WO97/43242和在气相中用于马来酸酐的WO97/43234。根据使用的催化剂和反应条件设定，获得包含四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇的氢化产物。
1，4-丁二醇是在聚氨酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和四氢呋喃生产中的重要中间体，而四氢呋喃主要用于制备聚四氢呋喃。此外，它用作通用溶剂，例如用于树脂和聚氯乙烯。γ-丁内酯是许多合成例如N-甲基吡咯烷酮、吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮和除草剂制备的重要原料，和用作聚合物的通用溶剂。
对于它们的进一步用途，必须以非常纯的形式获得四氢呋喃、γ-丁内酯和1，4-丁二醇。如果要将它聚合成聚四氢呋喃和随后纺丝成纤维，这对于四氢呋喃特别是这样。通过蒸馏的处理已经成为用于精制步骤的标准操作。根据现有技术，这通过多个蒸馏塔达到，其中将这些蒸馏塔以常规方式连接用于多组分混合物的分级。
使用各种工艺变体进行多组分混合物的连续分馏。在最简单的情况下，将进料混合物分离成低沸点顶馏分和高沸点底馏分。在用于得到大于2个馏分的进料混合物分级中，此工艺变体要求使用多个蒸馏塔。为了限制在设备方面的支出，在多组分混合物的分级中可能的地方使用含有用于液体或蒸气的侧排出口的塔。然而，缺点在于在侧排出口处排出的产物不会是完全纯的。因此常规侧排出塔的使用限于其中污染的侧线产物是可允许的或可以通过另外的下游塔再蒸馏的情况。
因此，根据CHEM SYSTEMS，91S15卷，“丁二醇/四氢呋喃”，1993年4月，54-59页，将总计六个蒸馏塔用于对在马来酸二乙酯氢化中获得的混合物进行处理。在第一个塔中，将四氢呋喃/水混合物在顶部排出和在第二个塔中分离成四氢呋喃和水。将来自第一个塔的底产物通入第三个塔和将乙醇在顶部排出。在第四个塔中，将进一步的副产物在顶部排出，将γ-丁内酯和琥珀酸二乙酯在第五个塔中彼此分离，最后将1，4-丁二醇和高沸点物在第六个塔中彼此分离。
对于从包含水、四氢呋喃和醇的混合物中分离四氢呋喃，已经发现有用的是采用“两压力蒸馏”，它描述在WO91/01981中。在此，将包含水、四氢呋喃和醇的相在第一个塔的顶部排出并通入第二个塔。将第二个塔在比第一个塔更高的压力下操作，在底部排出纯四氢呋喃。将在顶部排出的相循环回第一个塔。
本发明的目的是发现一种包含四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇的混合物的连续分馏方法，其中至少一个馏分包含四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇，和所述方法使得可以以高纯度和同时以低能量消耗和装置的低资金成本，分离所需的产物。本发明的进一步目的是发现进行该工艺的灵活且简单的方法，该方法保持工艺的可靠操作，使得满足高纯度要求和甚至在产物物流量和其组成有波动的情况下，能量消耗较低。
我们已经发现通过一种用于得到至少三个馏分的包含四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇的混合物的连续分馏方法达到这些目的，其中在包括至少一个间壁塔的蒸馏塔组合体或至少一个热偶合(thermischgekoppelten)常规蒸馏塔的组合体中进行分级。
对于本发明的目的，蒸馏塔的组合体表示至少一个间壁塔或至少两个常规蒸馏塔。如果组合体包括多于一个塔，将各塔通过进一步的通道和/或质量流(产物物流)和/或能量流的相互交换而彼此连接。蒸馏塔是含有至少一个进料点和至少两个排出点的设备，其中精馏区位于蒸发器和冷凝器之间，其中在冷凝器中形成的液体冷凝物的一部分向下移动，作为通过精馏区的、与从蒸发器上升的蒸气逆向的反流，因此使得可以通过蒸馏来分离混合物。
本发明方法的基本方面在于蒸馏塔的组合体包括至少一个间壁塔和/或至少一个热偶合常规蒸馏塔的组合体。间壁塔是含有至少一个进料点和至少三个排出点的特殊蒸馏设备，其中精馏区位于蒸发器和冷凝器之间，其中一部分在冷凝器中形成的液体冷凝物向下移动，作为通过精馏区的、与从蒸发器上升的蒸气逆向的反流，和它在进料点以下和/或以上的塔的分区中含有至少一个纵向分隔设施(间壁)以防止液体物流和/或蒸气物流的横向混合，因此使得可以通过蒸馏分离混合物。间壁塔的基本原理是公知的和描述在如下文献中US2,471,134，EP-A-0122367或G.Kaibel，Chem.Eng.Technol.第10卷，1987，92-98页。
图1简要地显示间壁塔的一般基本结构。它在间壁的一侧上含有至少一个侧进料点和在间壁的另一侧处含有至少三个排出点。物流表示如下(A，B，C)在进料点加入的进料混合物(A)在顶部排出口排出的低沸点馏分，(B)在侧排出口排出的中间沸点馏分，(C)在底部排出口排出的高沸点馏分。
间壁塔中的区域可以大致分成如下六个分区(1)顶部段(2)上进料段(3)上排出段
(4)下进料段(5)下排出段(6)底部段。
由于在此类型的结构中，在间壁的区域中防止液体物流和/或蒸气物流的横向混合，所以可以以纯形式获得一致的侧线产物。这一般降低多组分混合物分级中要求的蒸馏塔总数。此外，当使用间壁塔代替两个常规蒸馏塔的简单串联布置时，可以节省资金成本和能量(cf.M.Knott，Process.Engineering(工艺工程)，2卷，1993，二月，33和34页)。术语常规蒸馏塔用于表示不包含间壁的所有蒸馏塔。
在本发明的方法中，间壁塔也可由热偶合常规蒸馏塔的组合体代替或与热偶合常规蒸馏塔的组合体结合。在热偶合常规蒸馏塔中，质量和能量流相互交换，使得与常规蒸馏塔的简单串联相比，显著的能量节省是可能的。作为间壁塔的替代，优选是两个热偶合蒸馏塔的布置。各种组合体的概述例如在如下文献中给出G.Kaibel等人，Chem.-Ing.-Tech.，61卷，1989，16-25页，和G.Kaibel等人，Gas Separation & Purification(气体分离&精制)，4卷，1990，六月，109-114页。
图2和3显示了在每种情况下两个常规蒸馏塔的可能组合体(它相应于间壁塔)的例子，但不用于限制。标记(A，B，C)，(A)，(B)，(C)和(1)-(6)如上所定义。在本发明的方法中，间壁塔原理上可由图2或3中简要所示的组合体代替。
如果使用现有的常规蒸馏塔，一般根据可利用塔的理论板数选择最合适的连接形式。有利地连续使用现有的设备，例如蒸发器或冷凝器，如图2和3中组合体中所示。可以选择仅允许在单个蒸馏塔之间的液体连接流的配置。这些具体的布置提供能够在不同压力下操作的两个蒸馏塔的优点，使得它们可以更好匹配到现有加热和冷却设施的温度水平。一般情况下，与从中排出高沸点馏分的塔的压力相比，从中排出低沸点馏分的塔在更高的压力下操作。
例如，当已经存在单个塔时(如，在现有装置的转化、改装、扩建或现代化中)或当要在不同压力下操作两个塔时，两个热偶合常规蒸馏塔的使用是有利的。
在热偶合常规蒸馏塔的情况下，有利的是在将它们通入第二蒸馏塔之前，将来自第一蒸馏塔的底部产物在另外的蒸发器中部分或完全蒸发。当来自第一蒸馏塔的底部产物包括相对大量的中间沸点物时，此预蒸发是特别有用的。在此情况下，可以在更低温度水平下进行预蒸发和可以降低第二蒸馏塔蒸发器上的负荷。此外，此措施显著降低第二蒸馏塔提馏段上的负荷。可以将预蒸发的物流作为两相物流或以两个单独物流的形式加入到第二蒸馏塔中。
另外，在间壁塔的情况下和在热偶合常规蒸馏塔的情况下，有利的是将进料物流进行预蒸发和随后将它作为两相物流或以两个物流的形式引入到蒸馏塔中。当进料物流包括相对大量的低沸点物时，此预蒸发是特别有用的。预蒸发可显著降低蒸馏塔提馏段上的负荷。
在本发明的方法中，除根据本发明的蒸馏塔布置以外，可以使用常规蒸馏塔，或主塔与作为精馏塔或汽提塔的侧线塔的常规组合体。尽管这些另外的塔同样使得可以高纯度获得所需的产物，但它们一般具有更高的能量消耗。
由于间壁塔比热偶合常规蒸馏塔具有更简单的构造，所以它们一般具有更低资金成本的优点。由于此原因，在本发明的方法中，特别是当要建造新装置时，相对于使用热偶合常规蒸馏塔，优选使用间壁塔。
用于本发明方法的进料混合物包括至少一种以下组分四氢呋喃，γ-丁内酯和1，4-丁二醇。混合物的组成可较宽地变化和依赖于其中生产它的方式。一般情况下，四氢呋喃的浓度为0-70wt％，γ-丁内酯的浓度为0-85wt％和1，4-丁二醇的浓度为0-85wt％。混合物一般进一步包括另外的组分。对于本发明方法的成功而言，获得混合物的方法并不是关键的。
优选从马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯的氢化获得混合物。优选的混合物可进一步包括水、副产物和联产物，其中水已经在反应中形成或水已经加入，所述副产物和联产物是例如醇(如，来自使用的酯的甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-2-丙醇、2-甲基-1-丙醇)、琥珀酸、琥珀酸酐、琥珀酸酯、丁酸、丁酸酯、丁二烯、甲基丙烯醛、二氢呋喃(如2，3-二氢呋喃)或二醇醚(如二丁二醇)。水含量典型地为0-35wt％。
特别优选通过上述组分的多相催化的气相氢化获得要用于本发明方法的含四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇的混合物，如例如从以下文献已知的那样WO97/24346、WO97/43242和WO97/43234。将在氢化中获得的产物物流从氢化反应器输送和一般冷却。在优选的气相工艺中，以此方式冷凝出所需的产物、水和主要部分的副产物。未反应的氢气、惰性气体(如氮气和稀有气体)以及低沸点副产物保留在气相中和被分离出来。然后将以此方式获得的液体混合物送到本发明的连续分馏中。
在本发明的方法中，将所需的产物四氢呋喃，γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇分离出来和以高纯度分离。对于本发明的目的，高纯度表示在四氢呋喃的情况下＞99.8wt％的浓度，在γ-丁内酯的情况下＞99.5wt％的浓度和在1，4-丁二醇的情况下＞99.3wt％的浓度。根据方法的所需实施方案，所有三种产物，可以将两种产物的任意结合或仅有的一种上述产物分离出和以所需的纯度获得。
在本发明的方法中，分馏导致至少三个馏分。对于本发明的目的，馏分是这样的产物，它的组成已经由于分馏而与进料混合物的组成不同，其中已经分离出低沸点和/或高沸点组分。在如图1所示的间壁塔的具体实施例中，将产物物流(A)、(B)和(C)指定为馏分。如果在本发明方法中分离两种或三种有价值的产物，将混合物分级成多于三个馏分。
为进一步讨论的目的，有利的是将本发明的方法分成蒸馏组。对于本发明的目的，蒸馏组是包括至少一个蒸馏塔的组合体，也可以存在进一步的设备如泵、换热器或容器。本发明的方法包括至少一个选自如下的蒸馏组(B1)用于分离出四氢呋喃的蒸馏组，(B2)用于分离出γ-丁内酯的蒸馏组，和(B3)用于分离出1，4-丁二醇的蒸馏组，其中优选以(B1)在(B2)之前、(B2)在(B3)之前的顺序，相应于它们的沸点，分离所需的产物。由于要分离出的组分的沸点以此顺序增加，一般可选择蒸馏塔的操作压力使得压力从(B1)通过(B2)到(B3)降低。
依赖于要分级的混合物的组成和所需的要求，分馏可包括一个蒸馏组(B1或B2或B3)，两个蒸馏组(B1-B2或B1-B3或B2-B3)或三个蒸馏组(B1-B2-B3)。也可以偏离此顺序。必须通过要分级的混合物的质量流彼此连接各种蒸馏组。也可以将质量流传递回或传递到先前或随后的蒸馏组。此外，各种蒸馏组在能量方面的联合也是可能和可以是有利的。
(B1)用于分离出四氢呋喃的蒸馏组在本发明方法中用于分离出四氢呋喃的蒸馏组优选包括至少两个蒸馏塔，其中分离出纯四氢呋喃产物的蒸馏塔中的压力高于(B1)所有其它蒸馏塔中的压力。以相似于在WO91/01981中描述的方式，有利的是首先在低压下分离出富含四氢呋喃和也含有水和/或酯化醇(如果已经使用马来酸酯)的馏分。随后将此物质在更高压力下再蒸馏，使得可以获得高纯度的四氢呋喃(纯四氢呋喃产物)。有利地将来自在更高压力下操作的蒸馏塔的低沸点馏分循环回第一蒸馏塔，所述馏分包括未分离出的四氢呋喃和也含有水和/或酯化醇。
在本发明的方法中，优选蒸馏塔的如下三种组合体(a)间壁塔(或热偶合常规蒸馏塔)/间壁塔(或热偶合常规蒸馏塔)在第一优选布置中，蒸馏组(B1)包括两个间壁塔和/或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体，其中(i)形成至少三个馏分的分级发生在第一间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1a)中，(ii)将获得的富含四氢呋喃的中间沸点馏分在第二间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1b)中进行分级，以得到至少三个馏分，将四氢呋喃作为中间沸点馏分分离，和将低沸点馏分循环回(K1a)。
优选布置的略图示于图4中。应当指出的是另外的设备例如泵、换热器或容器的存在也是可能的。加入到组合体或从组合体排放的物流如下所示(IN)向蒸馏组(B1)的进料。在优选的实施方案中，进料相应于在马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯氢化中获得的混合物。
(THF)高纯度的四氢呋喃。
(LS)低沸点物，包括副产物。
(MS)中间沸点物，包括副产物。
(SS)高沸点物，包括副产物和一般为γ-丁内酯和1，4-丁二醇。为分离进一步的所需产物，一般将此馏分送到蒸馏组(B2)或(B3)。
在(K1a)中，从进料(IN)获得富含四氢呋喃的中间沸点馏分。此中间沸点馏分主要包括四氢呋喃和水和/或在氢化中用作酯组分的醇。随后将它在更高压力下在(K1b)中精馏以分离高纯度的四氢呋喃(THF)。在(K1b)的顶部，将包含未分离出的四氢呋喃和水和/或上述醇的混合物排出，循环到(K1a)。可以将此循环物流与进料(IN)一起加入(K1a)。然而，在能量消耗方面，更有利的是提供单独的引入点，该点优选位于进料入口(IN)以上。馏分(LS)和(MS)一般从蒸馏组排出。可能有利的是循环一部分(MS)到(K1a)。一般将高沸点馏分(SS)送到下一个蒸馏组用于进一步的处理。
(b)常规蒸馏塔/间壁塔(或热偶合常规蒸馏塔)在第二优选布置中，蒸馏组(B1)包括上游常规蒸馏塔和间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体，其中(i)形成至少两个馏分的分级发生在第一个常规蒸馏塔中，(ii)在间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1b)中，对获得的富含四氢呋喃的顶馏分进行分级，以得到至少三个馏分，将四氢呋喃作为中间沸点馏分分离，和将低沸点馏分循环回常规蒸馏塔。
优选布置的略图示于图5中。应当指出的是另外的设备例如泵、换热器或容器的存在也是可能的。加入到组合体或从组合体排放的物流如下所示(IN)向蒸馏组(B1)的进料。在优选的实施方案中，进料相应于在马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯氢化中获得的混合物。
(THF)高纯度的四氢呋喃。
(LS1)低沸点物，包括副产物。
(LS2)低沸点物，包括副产物。
(MS)中间沸点物，包括副产物。
(SS)高沸点物，包括副产物和一般为γ-丁内酯和1，4-丁二醇。为分离进一步的所需产物，一般将此馏分送到蒸馏组(B2)或(B3)。
在此布置中，用于排出低沸点物的两个位置是可能的。根据实施方案，可以通过(LS1)，通过(LS2)或并联通过两个点除去低沸点物。优选通过(LS1)或(LS2)除去低沸点物。
在第一蒸馏塔中，从进料(IN)获得富含四氢呋喃的低沸点馏分。它主要包括四氢呋喃和水和/或在氢化中用作酯组分的醇。随后将它在更高压力下在(K1b)中精馏以分离高纯度的四氢呋喃(THF)。在(K1b)的顶部，将包括未分离出的四氢呋喃和水和/或上述醇的混合物排出和循环到第一蒸馏塔。可以将此循环物流与进料(IN)一起引入第一蒸馏塔。然而，在能量消耗方面，更有利的是提供单独的引入点，该点优选位于进料入口(IN)以上。馏分(LS1)、(LS2)和(MS)一般从蒸馏组排出。可能有利的是循环一部分(MS)到第一蒸馏塔。一般将高沸点馏分(SS)送到下一个蒸馏组用于进一步的处理。
(c)间壁塔(或热偶合常规蒸馏塔)/以串联连接的两个常规蒸馏塔在第三优选布置中，蒸馏组(B1)包括上游间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应布置，随后为以串联连接的两个常规蒸馏塔，其中(i)在上游间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1a)中，进行形成至少三个馏分的分级，(ii)将获得的富含四氢呋喃的中间沸点馏分在随后的常规蒸馏塔中分级以得到至少两个馏分，将低沸点馏分循环到(K1a)，将富含四氢呋喃的高沸点馏分(iii)在第二常规蒸馏塔中分级以得到至少两个馏分，将四氢呋喃分离为低沸点馏分。
优选布置的略图示于图6中。应当指出的是另外的设备例如泵、换热器或容器的存在也是可能的。加入到组合体或从组合体排放的物流如下所示(IN)向蒸馏组(B1)的进料。在优选的实施方案中，进料相应于在马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯氢化中获得的混合物。
(THF)高纯度的四氢呋喃。
(LS)低沸点物，包括副产物。
(MS)中间沸点物，包括副产物。
(SS)高沸点物，包括副产物和一般为γ-丁内酯和1，4-丁二醇。为分离进一步的所需产物，一般将此馏分送到蒸馏组(B2)或(B3)。
在(K1a)中，从进料(IN)获得富含四氢呋喃的中间沸点馏分。此中间沸点馏分主要包括四氢呋喃和水和/或在氢化中用作酯组分的醇。将它加入到有利地在更高压力下操作的随后常规蒸馏塔中。将包括未分离出的四氢呋喃和水和/或上述醇的混合物排出和循环到(K1a)。可以将此循环物流与进料(IN)一起引入第一蒸馏塔。然而，在能量消耗方面，更有利的是提供单独的引入点，该点优选位于进料入口(IN)以上。将来自第一常规蒸馏塔的高沸点馏分送到第二常规蒸馏塔，其中通过顶部分离高纯度的四氢呋喃(THF)。馏分(LS)和(MS)一般从蒸馏组排出。可能有利的是循环一部分(MS)到第一蒸馏塔。一般将高沸点馏分(SS)送到下一个蒸馏组用于进一步的处理。
在本发明的方法中，特别优选是两种布置(a)间壁塔(或热偶合常规蒸馏塔)/间壁塔(或热偶合常规蒸馏塔)和(b)常规蒸馏塔/间壁塔(或热偶合常规蒸馏塔)。
如果间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体用作第一蒸馏塔(K1a)，如在(a)或(c)下所述，此装置优选在0.05-0.2MPa的绝对压力，特别优选在大气压下操作。
(K1a)中的单个分区一般具有如下的理论板数顶部段(1)优选0-60，特别优选10-60；上部进料段(2)优选0-60，特别优选10-60；上部排出段(3)优选0-60，特别优选10-60；下部进料段(4)优选0-30，特别优选1-25；下部排出段(5)优选0-60，特别优选10-50；底部段(6)优选0-60，特别优选1-40。
(K1a)中上部和下部进料段(2)和(4)中的总理论板数优选占上部和下部排出段(3)和(5)中的总理论板数的80-110％，特别优选90-100％。
(K1b)的配置为间壁塔或配置为热偶合常规蒸馏塔的相应组合体，它的用途通过(a)和(b)中的例子描述，(klb)优选在0.3-1.2MPa，特别优选在0.5-0.7MPa的绝对压力下操作。
(K1b)中的单个分区一般具有如下的理论板数顶部段(1)优选0-60，特别优选10-60；上部进料段(2)优选0-60，特别优选10-60；上部排出段(3)优选0-60，特别优选10-60；下部进料段(4)优选0-60，特别优选10-60；下部排出段(5)优选0-60，特别优选10-60；底部段(6)优选0-60，特别优选10-60。
(K1b)中上部和下部进料段(2)和(4)中的总理论板数优选占上部和下部排出段(3)和(5)中的总理论板数的80-110％，特别优选90-100％。
如果常规蒸馏塔用作第一蒸馏塔，如在(b)下所述，它优选在0.1-0.15MPa，特别优选在0.10-0.11MPa的绝对压力下操作。在进料点以上的分区一般具有10-60个理论板，优选20-50个理论板。在进料点以下的分区一般具有5-30个理论板，优选10-25个理论板。
在(c)下描述的布置中，它含有上游间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应布置，随后为以串联连接的两个常规蒸馏塔，两个常规蒸馏塔的第一个优选在0.5-1.0MPa，特别优选在0.4-0.8MPa的绝对压力下操作。在进料点以上的分区一般具有0-30个理论板，优选0-20个理论板。在进料点以下的分区一般具有20-50个理论板，优选20-40个理论板。两个常规蒸馏塔的第二个优选在比第一个塔中更低的压力下操作。优选为0.1-0.15MPa，特别优选在0.10-0.11MPa的绝对压力和特别优选大气压。在进料点以上的分区一般具有10-30个理论板，优选15-25个理论板。在进料点以下的分区一般具有20-40个理论板，优选25-35个理论板。
(B2)用于分离出γ-丁内酯的蒸馏组加入到蒸馏组(B2)的γ-丁内酯的混合物例如来自蒸馏组(B1)。然而，混合物也可以来自其它处理单元，如蒸馏组(B3)，或直接来自生产混合物的工艺，如马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯的氢化。
在本发明的方法中，用于分离出γ-丁内酯的蒸馏组优选包括间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K2)。在此蒸馏组中，在侧排出口(B)，优选以液体形式排出γ-丁内酯。在塔的顶部，排出低沸点副产物(A)。根据进料混合物的组成和分馏的配置，将所有或部分这些低沸点产物排放或循环到在通过蒸馏的处理之前的合成步骤。
(K2)优选在0.001-0.15MPa，特别优选在0.01-0.02MPa的绝对压力下操作。
(K2)中的单个分区一般具有如下的理论板数顶部段(1)优选10-100，特别优选15-95；上部进料段(2)优选10-100，特别优选15-95；上部排出段(3)优选10-100，特别优选15-95；下部进料段(4)优选10-100，特别优选15-95下部排出段(5)优选10-100，特别优选15-95；底部段(6)优选10-100，特别优选15-95。
(K2)中的上部和下部进料段(2)和(4)中的总理论板数优选占上部和下部排出段(3)和(5)中的总理论板数的80-110％，特别优选90-100％。
(B3)用于分离出1，4-丁二醇的蒸馏组加入到蒸馏组(B3)的含1，4-丁二醇的混合物例如来自蒸馏组(B2)。然而，混合物也可以来自其它处理单元，如蒸馏组(B1)，或直接来自生产混合物的工艺，如马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯的氢化。
在本发明的方法中，用于分离出1，4-丁二醇的蒸馏组优选包括间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K3)。在此蒸馏组中，在侧排出口(B)，优选以液体形式排出1，4-丁二醇。在塔的顶部，排出低沸点副产物(A)。根据进料混合物的组成和分馏的配置，将所有或部分这些低沸点产物排放或循环到在先的蒸馏组(B1)或(B2)。然而，也可以进一步在非必要的下游蒸馏塔或蒸发器，优选降膜蒸发器或薄膜蒸发器中浓缩底产物(C)，也可以此方式回收另外数量的1，4-丁二醇。
(K3)中的单个分区一般具有如下的理论板数顶部段(1)优选10-100，特别优选15-95；上部进料段(2)优选10-100，特别优选15-95；上部排出段(3)优选10-100，特别优选15-95；下部进料段(4)优选10-100，特别优选15-95；下部排出段(5)优选10-100，特别优选15-95；底部段(6)优选10-100，特别优选15-95。
(K3)中的上部和下部进料段(2)和(4)中的总理论板数优选占上部和下部排出段(3)和(5)中的总理论板数的80-110％，特别优选90-100％。
用于本发明方法的所有间壁塔和热偶合常规蒸馏塔可含有蒸馏填料或含有蒸馏塔板作为塔内部件。可以清楚提及的是有序填料、无规填料、浮阀塔板、筛板或泡罩塔板。
如果产物需要满足高纯度要求，有利的是使用蒸馏填料。由于特定的分离性能，特别有利的是使用由筛片或金属片组成的有序填料。
在内径大于1.2m的蒸馏塔的情况下，从经济上考虑(资金成本)，适当的是使用蒸馏塔板，除非有不使用它们的推翻理由。在常规蒸馏塔的情况下，浮阀塔板、筛板和泡罩塔板是合适的，而在间壁塔的情况下，合适的塔板是浮阀塔板和筛板。
在本发明的方法中，(K1a)、(K1b)、(K2)和(K3)优选装配有有序填料、无规填料、浮阀塔板、筛板和/或泡罩塔板，F因子每增加0.5Pa0.5，它们的压降随增加的气体通过量连续增加至少20％。F因子是气体速度和气体密度平方根的乘积(Ullmann的Encyclopedia of Industrial Chemistry(工业化学百科全书)，第6版，1999年电子版，章“蒸馏和精馏，设计和尺寸化”)。优选的压降行为达到从底部段(6)进入下进料段(4)和下排出段(5)的上升气体物流的有利分配。
由于优异的分离性能，本发明方法中的(K2)和(K3)特别优选装配有有序填料和/或无规填料，F因子每增加0.5Pa0.5，它们的压降随增加的气体通过量连续增加至少20％。优选的压降行为达到从底部段(6)进入下进料段(4)和下排出段(5)的上升气体物流的有利分配。
如果产物需要满足特别高的纯度要求，有利的是提供具有隔热的间壁。进行此的各种可能方式的描述参见例如US5,785,819。含有窄中间气体空间的设计是特别有利的。对此原因，本发明方法中(K2)和(K3)中的间壁特别优选是隔热的。
如上所述和如图1-3所示，间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体的内部区域可分成六个分区(1)-(6)。根据蒸馏塔中的局部分离罐，可以在一个塔中使用不同的内部件。因此，间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体可包含不同形式的蒸馏填料、不同的蒸馏塔板或甚至两者。甚至在六个分区之一中，不同的蒸馏填料是可能的。
本发明进一步提供调节本发明方法的控制概念。
在现有技术中已经描述各种控制战略用于调节间壁塔和热偶合常规蒸馏塔的相应组合体。
在非常简单的分离任务的情况下，例如在常规蒸馏塔中显示理想行为的两组分混合物的情况下，在许多情况下数学模型化是可能的。如果存在另外的组分或如果系统的行为并不理想，在许多情况下不再获得令人满意的模拟模型。在间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体中多组分体系分级的数学模型化甚至更为复杂。先前已知的模型化计算倾向于显现不稳定性问题，它可在操作期间发生而不是给出关于蒸馏塔最优调节的实际信息。为此原因，经常在真实性评定和试验结果基础上将模型简单化。
因此，M.Knott，Process Engineering(工艺工程)，2卷，1993，二月，33和34页，描述了简化的模拟模型，其中通过排出的侧线产物数量调节顶产物的组成，通过回流比调节侧线产物的组成和通过其中排出底产物的数量来调节底产物的组成。然而进行调节要求复杂的动态计算机模型。对于本发明的目的，认识到在本发明目的的情况下，即用于得到至少三个馏分的在马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯氢化中获得的混合物的分馏，其中至少一个馏分包括四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇，先前描述的控制概念既不能在侧排出物流中达到所需产物的必需的高纯度，也不能达到在有波动情况下产物物流的数量和它们的组成中的所需稳定性。
E.A.Wolff等人，Ind.Eng.Chem.Res.34，1995，2094-2103页，报导了三组分混合物在间壁塔中分级的模型化。在此，认识到，特别在其中需要高产物纯度的那些情况下，会产生严重的问题。建议的解决方案是全面数学分析，必须对于每种单个情况进行该分析。当然，这种用于多组分混合物分级的控制概念不能在工业上使用。
US专利4,230,533教导了通过下进料段上低沸点组分的浓度，作为下进料段和下排出段之间相对气体和液体流的分配的控制参数的间壁塔的控制。对于本发明的目的，认识到此简化的控制概念既不能在根据本发明目的要求的侧排出物流中达到所需产物的高纯度，也不能在波动情况下达到产物物流的数量和它们的组成中的所需稳定性。
DE-A3522234描述了以能量有效的方式操作间壁塔的方法。公开内容的关键方面是在上部进料段和上部排出段之间的间壁上端部处的液体物流的目标分配。仅有低沸点物和中间沸点物可在向上方向上离开进料段，仅有高沸点物和中间沸点物可在向下方向上离开进料段。仅在这些条件下可以能量有效的方式操作塔，而同时满足高纯度要求。通过作为测量参数的上部和下部进料段和上部和下部排出段的四个温度调节液体物流的分配。对于本发明的目的，认识到，此控制概念也既不能在根据本发明目的要求的侧排出物流中达到所需产物的高纯度，也不能在波动情况下达到产物物流的数量和它们的组成中的所需稳定性。
EP-A0780147公开了调节间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体的概念，其中通过要在蒸馏塔区域中分离的组分浓度的测量和从这些数值设定控制作用。
在用于本发明方法的所有间壁塔和/或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体的情况下，可以使用用于本发明方法的间壁塔和/或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体的本发明控制概念。本发明的控制概念优选用于塔(K1a)、(K1b)、(K2)和(K3)。
(a)在上部进料段(2)上端部处的向下流动液体物流对在上部排出段(3)上端部处的向下流动液体物流的比例优选为0.1-1.0，特别优选0.3-0.6。这使得可以在中心处设置间壁，这使得在结构上有优点。
优选通过在位于蒸馏塔内部和外部的收集空间中收集的和通过固定设置或调节器分配的液体物流，达到在顶部段(1)处向下流动液体物流的目标分配。这也包括传递液体的功能，例如通过泵贮存器的功能或通过保证足够高的液体头。例如，可以通过流量调节的泵和/或流量调节的控制设备，例如阀门，进行目标分配。然后将分配的液体物流输送入两个塔区域(2)和(3)。在含有蒸馏塔板作为内部件的蒸馏塔(称为板式塔)的情况下，特别有用的是增大溢流轴到通常高度的约两或三倍和在其中贮存相应量的液体。在含有蒸馏填料作为内部件的蒸馏塔(称为填料塔)的情况下，将液体首先在收集器中收集和从中输送到内部或外部收集空间。
说明整合和控制的非限制性示意图见图7。
(b)在下部进料段(4)上端部处的蒸气物流对在下部排出段(5)下端部处的蒸气物流的比例优选为0.8-1.2，特别优选0.85-1.15。这使得可以有利地在中心处设置间壁。
优选通过选择合适的分离内部件和/或另外安装能产生压降的内部件例如可变隔膜，达到在底部段(6)处向上流动蒸气物流的目标分配。
(c)流至引入点的液体流优选通过流量调节器设置，使得流入进料段(2)和(4)的总液体流不能降低到设计值的30％以下。在此，设计值是为塔而已经设计的或在热力学上或液体动力学上计算的数值。
此措施保持蒸馏塔处于稳定操作区和保证所需产物的高纯度。
根据本发明的流量调节措施优选通过如下方式达到从中间贮存器通过泵或至少1m的静压头将液体物流输送到进料点。特别地，这避免了引入量的短期波动，这种波动会导致蒸馏塔操作状态中有时的灵敏波动和进而可危及所需产物的连续高纯度。
(d)优选通过调节器在排出处排放的液体物流和流入下部排出段(5)的液体物流之间，分配在上部排出段(3)下端部的向下流动液体物流，使得流入下部排出段(5)的液体物流不能低于设计值的30％。在此，设计值是为塔而已经设计的或在热力学上或液体动力学上计算过的数值。
在多组分混合物变成低沸点馏分、中间沸点馏分和高沸点馏分的分级中，通常有关于中间沸点馏分中的低沸点物和高沸点物的最大允许数量的规定。在此，对于对分离问题关键的组分(即称为关键组分)规定单个的数值，或规定多个关键组分的总数。在(e)和(f)项中，描述关于侧线产物(中间沸点馏分)中不希望的高沸点和低沸点组分的设置的本发明控制概念。
(e)优选设定在上部进料段(2)上端部的向下流动液体物流对在上部排出段(3)上端部的向下流动液体物流的分流比，使得在顶部段(1)下端部处的液相和/或气相中，优选在液相中，高沸点组分的浓度是极限值的10-80％，优选30-50％，所述极限值是为了该浓度而要在来自侧排出点的液体物流(侧线产物)中达到特定的极限值，和*当在顶部段(1)下端部处的高沸点组分的浓度增加时，有利于上部进料段(2)增加分流比，为了该浓度，要在来自侧排出点的液体物流(侧线产物)中达到特定的极限值，和*当在顶部段(1)下端部处的高沸点组分的浓度降低时，就上部进料段(2)而言，降低分流比，为了该浓度，要在来自侧排出点的液体物流(侧线产物)中达到特定的极限值。
在不希望的高沸点组分方面，在加入塔的进料的质量和组成有波动的情况下或在蒸馏塔的不稳定操作的情况下，此措施保证侧线产物中所需产物的高纯度。
如果存在多于一个不希望的高沸点组分，高沸点组分最可能导致不符合侧线产物中的极限值，该极限值对于控制程序是决定性的。如果在顶部段(1)下端部处的高沸点组分浓度上升超过各自的最大允许浓度，要增加分流比以有利于上部进料段(2)。如果在顶部段(1)下端部处的高沸点组分浓度降低，一般可在上部进料段(2)方面降低分流比。然而，所有这些仅达到一定的程度使得这些和所有另外的不希望高沸点组分在顶部段(1)下端部处不超过各自的最大允许浓度和因此保证符合侧线产物中的极限值。
可以连接地或间歇地进行高沸点组分浓度的测量(分析)。这可以在蒸馏塔内部或外部进行。如果这在蒸馏塔外进行，必须连续或间歇地采集气体和/或液体样品。如果样品由于分析而消耗或改变，或已经采集比必需量更多的样品，同样可以将样品返回到蒸馏塔。合适的分析方法的例子是色谱方法(如气相色谱)或光学方法(如红外光谱)。可以有利地将分析方法整合入自动控制回路中，使得将测量结果用作液体分配的控制参数。
当使用优选的混合物时，混合物来自马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯的氢化，必须在所述控制概念下调节的典型高沸点组分是例如(K2)中的1，4-丁二醇和(K3)中的二丁二醇(双(4-羟丁基)醚)。
说明整合和控制的非限制性示意图见图7。
(f)优选设定在底部段(6)上蒸发器的发热量，使得在底部段(6)上端部处的液相和/或气相中，低沸点组分的浓度为此极限值的10-80％，优选30-50％，所述极限值是为了该浓度而要在来自侧排出点的液体物流(侧线产物)中达到特定的极限值，和*当在底部段(6)上端部处的低沸点组分的浓度增加时，增加在底部段(6)上蒸发器的发热量，为了该浓度，要在来自侧排出点的液体物流(侧线产物)中达到特定的极限值，和*当在底部段(6)上端部处的低沸点组分的浓度降低时，降低在底部段(6)上蒸发器的发热量，为了该浓度，要在来自侧排出点的液体物流(侧线产物)中达到特定的极限值。
在不希望的低沸点组分方面，在加入塔的进料的质量和组成有波动的情况下或在蒸馏塔的不稳定操作的情况下，此措施保证侧线产物中所需产物的高纯度。
如果存在多于一个不希望的低沸点组分，低沸点组分最可能导致不符合侧线产物中的极限值，该极限值对于控制程序是决定性的。如果在底部段(6)上端部处的低沸点组分浓度增加，要增加底部段(6)上蒸发器的发热量。如果在底部段(6)上端部处的低沸点组分浓度降低，一般可降低底部段(6)上蒸发器的发热量。然而，所有这些仅达到一定的程度，使得这些和所有另外的不希望的低沸点组分在底部段(6)上端部处不超过各自的最大允许浓度和因此保证符合侧线产物中的极限值。
关于低沸点组分浓度的测量，在(e)项中关于此主题所述的那些原则上适用和也可以被认为如在此项处引入的那样。
当使用来自马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯的氢化的优选混合物时，为了上述调节方法，典型的低沸点组分是例如(K2)中的水和(K3)中的γ-丁内酯。
说明整合和控制的非限制性示意图见图7。
(g)优选使用在顶部段(1)中的温度测量点用于调节，以温度调节的方式排出顶产物。使用的温度测量点优选位于顶部段(1)上端部以下3-8个，特别优选4-6个理论板。
用于顶产物的调节排出的直接控制参数可以是排放的顶产物数量，回流比或优选反流的数量。
说明整合和控制的非限制性示意图见图7。
(h)优选使用在底部段(6)中的温度测量点用于调节，以温度调节的方式排出底产物。使用的温度测量点优选位于底部段(6)下端部以上3-8个，特别优选4-6个理论板。
用于底产物的调节排出的直接控制参数可以是排放的底产物数量。
说明整合和控制的非限制性示意图见图7。
(i)优选使用底部段(6)上蒸发器中的液位作为控制参数，以料位调节的方式排出在侧排出点排出的液体物流(侧线产物)。
说明整合和控制的非限制性示意图见图7。
如开始所述，本发明的控制概念含特征(a)-(i)的至少一个，优选多于一个。特别优选是所有特征(a)-(i)的结合。
图7概要地显示各种设备和测量点向间壁塔中的整合和其仪表情况。仪表项目的设定是根据通常的惯例。字母的意义是L液位Q分析值(组分i的浓度或整合的测量参数，如折射率或温度)T温度“C”表示控制功能，即由相应的调节器产生控制信号(虚线)。
与现有技术的控制概念相比，本发明的控制概念使得可以达到在侧排出口处所需产物的高纯度和灵活且简单的操作程序，它保证工艺的可靠操作和符合高纯度要求和低能量消耗，甚至在产物物流的数量和它们的组成有波动的情况下也是如此。
在本发明的方法中，特别优选在三个蒸馏组中进行分馏，该蒸馏组包括四个间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1a)，(K1b)，(K2)和(K3)，其中在蒸馏组(B1)中，通过在(K1a)中进行形成至少三个馏分的分级分离出四氢呋喃，将富含四氢呋喃的中间沸点馏分送到(K1b)并在其中进行形成至少三个馏分的分级，高纯度的四氢呋喃能够作为中间沸点馏分获得，将低沸点馏分循环回(K1a)，和将来自(K1a)的高沸点馏分送到蒸馏组(B2)，其中在蒸馏组(B2)中，通过在(K2)中进行形成至少三个馏分的分级分离出γ-丁内酯，高纯度的γ-丁内酯能够作为中间沸点馏分分离，将高沸点馏分送到蒸馏组(B3)，其中在蒸馏组(B3)中，通过在(K3)中进行形成至少三个馏分的分级分离出1，4-丁二醇，高纯度的1，4-丁二醇能够作为中间沸点馏分获得。
此布置的示意图见图8。三种所需的产物缩写如下(THF)高纯度的四氢呋喃。
(GBL)高纯度的γ-丁内酯。
(BDO)高纯度的1，4-丁二醇。
可以明确地指出的是，除四个间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体以外，组合体可包括另外的设备，例如另外的蒸馏塔、泵、换热器或容器。
此外，在本发明的方法中特别优选是这样的组合体，其是通过省略一个或两个蒸馏组衍生自三个蒸馏组的上述组合体(B1-B2-B3)。具体地，这意味着组合(B1)，(B2)，(B3)，(B1-B2)，(B1-B3)和(B2-B3)。在这些情况下，并不是分离出所有三种产物四氢呋喃、γ-丁内酯和1，4-丁二醇，而仅是它们之中的两种或甚至一种。
在优选的实施方案中，以(B1)在(B2)之前，(B2)在(B3)之前的顺序，使用包括三个蒸馏组的布置，其中(B1)是用于分离出四氢呋喃的蒸馏组，它使得可以在间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1a)中进行形成至少三个馏分的分级，其中将富含四氢呋喃的中间沸点馏分送到间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1b)，其中它可分级成至少三个馏分，高纯度的四氢呋喃能作为中间沸点馏分获得，将低沸点馏分循环回(K1a)；
(B2)是用于分离出γ-丁内酯的蒸馏组，它使得可以在间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应布置(K2)中进行形成至少三个馏分的分级，高纯度的γ-丁内酯能作为中间沸点馏分获得；(B3)是用于分离出1，4-丁二醇的蒸馏组，它使得可以在间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应布置(K3)中进行形成至少三个馏分的分级，高纯度的1，4-丁二醇能作为中间沸点馏分获得。
此布置的示意图见图8。将塔如上所述配置，优选包含有序填料。塔优选在上述操作参数范围之内操作。
将混合物在(K1a)的侧进料点处连续加入，混合物来自马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯的氢化和包括所需的产物四氢呋喃、γ-丁内酯和1，4-丁二醇与水和各种副产物。在顶部，将低沸点物例如丁二烯、2，3-二氢呋喃或甲基丙烯醛排出和从装置排放。将富含四氢呋喃的中间沸点馏分送到(K1b)。将高纯度的四氢呋喃作为中间沸点馏分分离。来自(K1b)的低沸点馏分包括水和未分离出的四氢呋喃，将该低沸点馏分循环回(K1a)。将(K1b)的高沸点馏分从装置排放。来自(K1a)的高沸点馏分包括所需的产物γ-丁内酯和1，4-丁二醇，将该高沸点馏分加入到(K2)中。
在(K2)的顶部，将低沸点物例如水或甲醇排出和从装置排放。将高纯度的γ-丁内酯作为中间沸点馏分分离。来自(K2)的高沸点馏分包括所需的产物1，4-丁二醇，将所述高沸点馏分加入到(K3)中。
在(K3)的顶部，将低沸点物例如乙缩醛(如，4-四氢呋喃-2-基氧丁醇)排出和从装置排放。将高纯度的1，4-丁二醇作为中间沸点馏分分离。来自(K3)的高沸点馏分包括例如丁二醇，将所述高沸点馏分从装置排放。
优选根据上述控制概念调节塔。
本发明的方法使得可以通过对在马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯的氢化中获得的混合物进行分馏，以高纯度连续制备四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇，其中装置的能量消耗低和资金成本低。此外，本发明的方法使得灵活且简单的操作程序是可能的，它保证方法的可靠操作和符合高纯度要求和具有低能量消耗，甚至在产物物流数量和它们的组成有波动的情况下也是如此。
权利要求
1.一种用于得到至少三个馏分的包含四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇的混合物的连续分馏方法，其中在包括至少一个间壁塔的蒸馏塔组合体或至少一个热偶合常规蒸馏塔的组合体中进行分级。
2.权利要求1的方法，其中从马来酸酐、马来酸、其二酯或其单酯的氢化获得所述包含四氢呋喃、γ-丁内酯和/或1，4-丁二醇的混合物。
3.权利要求1或2的方法，其中在每个包括至少一个蒸馏塔的蒸馏组中进行分馏，和所述方法包括至少一个选自如下的蒸馏组(B1)用于分离出四氢呋喃的蒸馏组，(B2)用于分离出γ-丁内酯的蒸馏组，和(B3)用于分离出1，4-丁二醇的蒸馏组，和以(B1)在(B2)之前、(B2)在(B3)之前的顺序，相应于它们的沸点，分离所需的产物。
4.权利要求3的方法，其中用于分离出四氢呋喃的蒸馏组(B1)包括至少两个蒸馏塔，其中分离出纯四氢呋喃产物的蒸馏塔中的压力高于(B1)所有其它蒸馏塔的压力。
5.权利要求4的方法，其中用于分离出四氢呋喃的蒸馏组(B1)包括两个间壁塔和/或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体，(a)形成至少三个馏分的分级发生在第一间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1a)中，(b)所得的富含四氢呋喃的中间沸点馏分在第二间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1b)中进行分级，以得到至少三个馏分，将四氢呋喃作为中间沸点馏分分离，将低沸点馏分循环回(K1a)。
6.权利要求4的方法，其中用于分离出四氢呋喃的蒸馏组(B1)包括上游常规蒸馏塔和间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体，和(a)形成至少两个馏分的分级发生在第一个常规蒸馏塔中，(b)所得的富含四氢呋喃的顶馏分在间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1b)中进行分级，以得到至少三个馏分，将四氢呋喃作为中间沸点馏分分离，将低沸点馏分循环回常规蒸馏塔。
7.权利要求5的方法，其中在0.05-0.2MPa的绝对压力下操作(K1a)，上部和下部进料段(2)和(4)中的总理论板数是上部和下部排出段(3)和(5)中的总理论板数的80-110％。
8.权利要求5或6的方法，其中在0.3-1.2MPa的绝对压力下操作(K1b)，上部和下部进料段(2)和(4)中的总理论板数是上部和下部排出段(3)和(5)中的总理论板数的80-110％。
9.权利要求3的方法，其中用于分离出γ-丁内酯的蒸馏组(B2)包括间壁塔和/或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K2)，在0.001-0.15MPa的绝对压力下操作(K2)，上部和下部进料段(2)和(4)中的总理论板数是上部和下部排出段(3)和(5)中的总理论板数的80-110％。
10.权利要求3的方法，其中用于分离出1，4-丁二醇的蒸馏组(B3)包括间壁塔和/或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K3)，在0.001-0.05MPa的绝对压力下操作(K3)，上部和下部进料段(2)和(4)中的总理论板数是上部和下部排出段(3)和(5)中的总理论板数的80-110％。
11.权利要求7、8、9或10的方法，其中使用塔内部件，F因子每增加0.5Pa0.5，该内部件的压降随增加的气体通过量连续增加至少20％。
12.权利要求9或10的方法，其中使用的塔内部件是有序填料和/或无规填料元件，F因子每增加0.5Pa0.5，该元件的压降随增加的气体通过量连续增加至少20％。
13.权利要求7、8、9、10、11或12的方法，其中在上部进料段(2)的上端部的向下流动液体物流对在上部排出段(3)的上端部的向下流动液体物流的比例为0.1-1.0。
14.权利要求13的方法，其中将在顶部段(1)的向下流动液体物流在位于塔内或塔外的收集空间中收集，和通过固定的设置或调节器在上部进料段(2)和上部排出段(3)之间分配。
15.权利要求13-14中任一项的方法，其中在下部进料段(4)的下端部的蒸气物流对在下部排出段(5)的下端部的蒸气物流的比例为0.8-1.2。
16.权利要求13-15中任一项的方法，其中通过流量调节器设定到达进料点的液体流量，使得流入进料段(2)和(4)的液体物流总量不能低于设计值的30％。
17.权利要求13-16中任一项的方法，其中通过调节器在排出处排放的液体物流和流入下部排出段(5)的液体物流之间，分配在上部排出段(3)下端部的向下流动液体物流，使得流入下部排出段(5)的液体物流不能低于设计值的30％。
18.权利要求13-17中任一项的方法，其中设定在上部进料段(2)上端部的向下流动液体物流对在上部排出段(3)上端部的向下流动液体物流的分流比，使得在顶部段(1)下端部处的液相和/或气相中，高沸点组分的浓度为极限值的10-80％，所述极限值是为了该浓度而要在从侧排出点的液体物流(侧线产物)中达到特定的极限值，和(a)当在顶部段(1)下端部处的高沸点组分的浓度增加时，有利于上部进料段(2)增加分流比，和(b)当在顶部段(1)下端部处的高沸点组分的浓度降低时，对于上部进料段(2)降低分流比。
19.权利要求13-18中任一项的方法，其中设定在底部段(6)上蒸发器的发热量使得在底部段(6)上端部处的液相和/或气相中，低沸点组分的浓度为极限值的10-80％，所述极限值是为了该浓度而要在从侧排出点的液体物流(侧线产物)中达到特定的极限值，和(a)当在底部段(6)上端部处的低沸点组分的浓度增加时，增加在底部段(6)上蒸发器的发热量，和(b)当在底部段(6)上端部处的低沸点组分的浓度降低时，降低在底部段(6)上蒸发器的发热量。
20.权利要求13-19中任一项的方法，其中以温度调节的方式排出顶产物和在顶部段(1)中的温度测量点用于调节。
21.权利要求13-20中任一项的方法，其中以温度调节的方式排出底产物和在底部段(6)中的温度测量点用于调节。
22.权利要求13-21中任一项的方法，其中以料位调节的方式排出在侧排出点排出的液体物流(侧线产物)和在底部段(6)上蒸发器中的液位用作控制参数。
23.权利要求1-5和7-22中任一项的方法，其中在三个蒸馏组中进行分馏，该蒸馏组包括四个间壁塔或热偶合常规蒸馏塔的相应组合体(K1a)、(K1b)、(K2)和(K3)。
全文摘要
本发明涉及一种用于得到至少三个馏分的包含四氢呋喃、γ－丁内酯和/或1，4－丁二醇的混合物的连续分馏方法，其中在包括至少一个间壁塔的蒸馏塔组合体或至少一个热偶合常规蒸馏塔的组合体中进行分级。
文档编号C07C29/80GK1427832SQ01808982
公开日2003年7月2日 申请日期2001年5月3日 优先权日2000年5月4日
发明者G·凯贝尔, A·韦克, R-T·拉恩 申请人:巴斯福股份公司