JP5692995B2 - 分離塔 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明
本発明は、物質交換トレーの連続を含有する分離塔中の上昇性ガス状物質流の少なくとも１つと、前記分離塔中の、重合阻害剤を溶解して含有する下降性液状物質流の少なくとも１つとの間で熱分解するにあたり、前記物質流のうち少なくとも１つは（メタ）アクリルモノマーを含有し、分離塔の内面は、前記の、分離塔中の、重合阻害剤を溶解して含有する下降性液状物質流で吹き付けられていて、かつその際分離塔は内部構造体を有し、前記内部構造体は少なくとも一部の面が、前記の、吹き付けた下降性液状物質流の陰の領域にある熱分解方法に関する。

記載では、（メタ）アクリルモノマーは、本刊行物において、「アクリルモノマー及び／又はメタアクリルモノマー」の短縮形である。

アクリルモノマーの概念は、本刊行物において、「アクロレイン、アクリル酸及び／又はアクリル酸のエステル」の短縮形である。

メタクリルモノマーの概念は、本刊行物において、「メタクロレイン、メタクリル酸及び／又はメタクリル酸のエステル」の短縮形である。

殊に、本刊行物において述べられる（メタ）アクリルモノマーは、次の（メタ）アクリル酸エステルを含有する：メチルアクリラート、メチルメタクリラート、ｎ−ブチルアクリラート、イソブチルアクリラート、イソブチルメタクリラート、ｎ−ブチルメタクリラート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリラート、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリラート、エチルアクリラート、エチルメタクリラート、２−エチルヘキシルアクリラート、２−エチルヘキシルメタクリラート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリラート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリラート、シクロヘキシルメタクリラート、１，４−ブタンジオールモノアクリラート、ヒドロキシエチルアクリラート、ヒドロキシエチルメタクリラート、ヒドロキシプロピルアクリラート、ヒドロキシプロピルメタクリラート、グリシジルアクリラート、及びグリシジルメタクリラート。

（メタ）アクリルモノマーは、その極めて反応性のエチレン性不飽和二重結合のために、重合体の製造のための、価値のある出発化合物である。これは例えば接着剤、吸水性樹脂又は分散染料のためのバインダーとして使用される。

（メタ）アクロレイン及び（メタ）アクリル酸は、工業的に大規模に、圧倒的に、適したＣ_３−／Ｃ_４−前駆体化合物（又は前記前駆体化合物の）の、触媒による気相酸化により、殊にアクロレイン及びアクリル酸の場合には、プロペン及びプロパンから、又はメタクリル酸及びメタクロレインの場合には、イソブテン及びイソブタンから製造される。プロペン、プロパン、イソブテン及びイソブタンの他に、出発材料として、その他の３つ又は４つの炭素原子を含有する化合物、例えばイソブタノール、ｎ−プロパノール、又はその前駆体化合物、例えばイソブタノールのメチルエーテルも適する。（メタ）アクリル酸は、（メタ）アクロレインから製造されても良い。

その際、通常は生成物のガス混合物が得られ、これから（メタ）アクリル酸又は（メタ）アクロレインは分離されなくてはならない。

（メタ）アクリル酸のエステルは、例えば（メタ）アクリル酸及び／又は（メタ）アクロレインの、相応するアルコールとの直接反応によって入手可能である。むろん、この場合でも第一に、通常は液状の生成物の混合物が得られ、そこから（メタ）アクリル酸エステルは分離されなくてはならない（例えば精留により）。

前記の分離のためには、しばしば分離方法が使用されなくてはならず、前記方法は物質交換トレーの連続を、分離作用のある内部構造体として含有する分離塔中で実施される。前記分離塔において、しばしばガス状（上昇性）及び液状（下降性）物質流を向流において流し、その際物質流の間にある不均衡のために、熱交換及び物質交換が起こり、これは最終的に分離塔中に所望の分離物を生じる。本刊行物において、そのような分離方法を熱分離法と呼ぶ。

本刊行物において使用される概念「熱分離方法」のための例及びそれに関する構成要素は、分別凝縮（参照ＤＥ−Ａ１９９２４５３２）及び／又は精留（上昇性蒸気相は、下降性液相に対して向流において流される；分離作用は、蒸気組成物が平衡において、液状組成物と異なることに起因する）、吸収（少なくとも１つの上昇性ガスは、少なくとも１つの下降性液体に対して向流において流される；分離作用は、液体中のガス成分の、異なる溶解度に起因する）、ストリッピング（吸収と同様；液相はしかし、ストリップガスによって収容される成分で負荷されている）及び放散（吸収の逆プロセス；液相中に溶解されたガスは、部分的な圧力低化により分離される）である。

例えば、（メタ）アクリル酸又は（メタ）アクロレインの分離は、触媒による気相酸化の生成物のガス混合物から、以下のように実施される。（メタ）アクリル酸又は（メタ）アクロレインは、溶媒（例えば水又は有機溶媒）への吸収により、又は生成物のガス混合物の分別凝縮により、まず第一に基本分離され、及びこの際生じる凝縮物又は吸収物は次に精留（通常は多工程において）により、多少の差はあれ、純粋な（メタ）アクリル酸又は（メタ）アクロレインの入手下で分離される（参照、例えばＥＰ−Ａ７１７０１９、ＥＰ−Ａ１１２５９１２、ＥＰ−Ａ９８２２８９、ＥＰ−Ａ９８２２８７、ＤＥ−Ａ１９６０６８７７、ＤＥ−Ａ１０１１５２７、ＤＥ−Ａ１０２２４３４１及びＤＥ−Ａ１０２１８４１９）。

前述の分別凝縮は、分離する混合物がガス状で分離塔に供給される（即ち、完全に蒸気の状態において輸送される）点で、従来の精留と本質的に異なる。

分別凝縮の代わりに、まず、全縮も使用してよく、及びこの場合生じる凝縮物は引き続き精留により分離されてよい。

上記した、（メタ）アクリルモノマーを含有する、ガス状又は液状混合物は、多少の差はあれ純粋な状態の（メタ）アクリルモノマーも、希釈状態の（例えば溶媒によるか又は希釈ガスによる）（メタ）アクリルモノマーも含有してよい。溶媒はその際、水性でも、有機溶媒であってもよく、その際、有機溶媒の特殊な種類はほとんど考慮されない。希釈ガスは、例えば窒素、酸化炭素（ＣＯ、ＣＯ_２）、酸素、炭化水素、又は前記ガスの混合物であってよい。

即ち、例えば（メタ）アクリルモノマー入手の途中で、様々な方法で、熱分離方法が、ガス状及び／又は液状物質混合物に対して使用され、（メタ）アクリルモノマーに関する前記混合物の含量は、≧２質量％、又は≧１０質量％、又は≧２０質量％、又は≧４０質量％、又は≧６０質量％、又は≧８０質量％、又は≧９０質量％、又は≧９５質量％、又は≧９９質量％であってよい。

（メタ）アクリルモノマーの濃縮はその際、分離塔の、頂部でも、液溜（Ｓｕｍｐｆ）でも行ってよい。勿論、分離塔の上部、下部、又は中間部中の、（メタ）アクリルモノマーを濃縮して含有する分画を取り出してもよい。

熱分離法のための分離塔中に含有された物質交換トレーは、分離塔中で、液層の状態で、閉じた液相を有する場を提供する、という目的を追求する。液層中を上昇し、その際閉じた液相に分散する蒸気流又はガス流の表面は、従って標準的な交換面である。

この際、液体は物質交換トレーにあふれ、前記トレーは導通開口部を多数有する。前記導通開口部を通って、ガスは上昇し、その結果物質交換工程が生じてよい。還流液は、前記開口部を通って、又は特定の流出設備（カナル）を通ってトレーからトレーへと転流される。後者は通常は、導通開口部の概念には含まれない。

少なくとも１つのガス状物質流と、少なくとも１つの液状物質流との間での、前記物質流のうち少なくとも１つが（メタ）アクリルモノマーを含有する熱分離方法の実施の際の問題は、（メタ）アクリルモノマーはそのラジカル重合に関して、非常に反応性で、及び所望しない重合を起こしやすいことである。

通常は、分離塔は従って重合阻害性に運転される。即ち、分離塔中の下降性液状物質流（本刊行物において、還流又は還流液とも呼ばれる）に重合阻害剤（例えば、フェノール性化合物、アミノ化合物、ニトロ化合物、リン化合物、硫黄化合物、Ｎ−オキシル化合物及び／又は重金属塩）を添加する。

分離塔中の下降性液状物質流で湿っている、分離塔の全ての面は、従って自動的に重合阻害されている。

分離塔中の下降性液状物質流に向いた面（物質交換トレーの表側）に関して、前述の作用関係は比較的問題がない。

これはしかし、下降性物質流に向いていない、分離塔の面（例えば物質交換トレーの裏側）に対してはもはや当てはまらない。

前記面に対して、上昇性ガス状物質流中に阻害されないで含有される（メタ）アクリルモノマーは完全に凝縮する可能性がある。この非阻害凝縮物（凝縮された相においては、少ない分子間距離のために重合傾向が殊に著しい）は次に重合し、その際生じる重合体は成長し、及び最終的には分離塔の更なる運転を不可能にする可能性がある。

ＥＰ−Ａ９３７４８８及びＥＰ−Ａ１０４４９５７は、従って（メタ）アクリルモノマー含有物質混合物の精留方法を記載し、前記方法の際精留塔の内面は、物質交換トレー裏側も含めて、ノズルを介して、重合阻害した還流で吹き付けられる。

ＤＥ−Ａ１０３００８１６は、（メタ）アクリルモノマー含有物質混合物の熱分離法に関し、前記方法の際物質交換トレーの連続を含有する分離塔は、上に向かうガス状物質流が物質交換トレーを通過する際に、前記トレー上にある重合阻害された液相から小さい液滴を飛沫同伴し、かつ上に向かって吹き付けるように運転される。

ＥＰ−Ａ９３７４８８、ＥＰ−Ａ１０４４９５７及びＤＥ−Ａ１０３００８１６の方法に関して不利な点は、著しい費用によってのみ、前記方法を介して重合阻害された還流による面を覆う吹き付けが達成されえるということである。

即ち分離塔中にある内部構造体の一部の面は、やはり、重合阻害した下降性液状物質流にも面せず、吹き付けた重合阻害された還流により十分な規模において覆われることもない。

そのような一部の面を本刊行物においては、一部の面と呼び、これは吹き付けられた（特別なノズルを介して及び／又は物質交換トレーを介して）下降性液状物質流の陰の領域にある。

ＤＥ−Ａ１９９２４５３２ ＥＰ−Ａ７１７０１９ ＥＰ−Ａ１１２５９１２ ＥＰ−Ａ９８２２８９ ＥＰ−Ａ９８２２８７ ＤＥ−Ａ１９６０６８７７ ＤＥ−Ａ１０１１５２７ ＤＥ−Ａ１０２２４３４１ ＤＥ−Ａ１０２１８４１９ ＥＰ−Ａ９３７４８８ ＥＰ−Ａ１０４４９５７ ＤＥ−Ａ１０３００８１６

本発明の課題は従って、前記した、熱分離方法に適した分離塔中に含有される内部構造体の、吹き付けた重合阻害された還流の陰の領域にある一部の面を、可能な限り単純な方法で、かつ高い費用なしで、殊に、更に使用すべきスプレーノズルなしで陰の領域でなくすることである。

これに従って、物質交換トレーの連続を含有する分離塔中の上昇性ガス状物質流の少なくとも１つと、前記分離塔中の、重合阻害を溶解して含有する下降性液状物質流の少なくとも１つとの間で熱分離するにあたり、前記物質流のうち少なくとも１つは（メタ）アクリルモノマーを含有し、分離塔の内面は、前記の、分離塔中の、重合阻害剤を溶解して含有する下降性液状物質流で吹き付けられていて、かつその際分離塔は内部構造体を有し、前記内部構造体の少なくとも一部の面が、前記の吹き付けた下降性液状物質流の陰の領域にある熱分離方法において、前記の、内部構造体の、吹き付けた下降性液状物質流の陰の領域にある一部の面はカバーによって陰の領域がなくなることを特徴とする熱分離方法が見出された。

物質交換トレーの連続は、本刊行物中において、少なくとも２つ、有利には少なくとも３つ、又は少なくとも４つの、連続する物質交換トレーであってよく、前記トレーはその他の、分離作用のある内部構造体によって遮断されない。

しばしば、本発明による方法の際には、上に向かうガス状物質流が物質交換トレーを通過する際に、前記トレー上にある液相から小さい液滴を飛沫同伴し、かつ上に向かって吹き付けることにより、分離塔の内面は分離塔中の下降性液状物質流で吹き付けられる。

以下に本発明を、その一般性の減縮なしに、いくつかの実施例に関して説明する。

しばしば、熱分離方法のための分離塔は、支持エレメントとして二重Ｔ字型支持体を備え付けていて、これは分離塔の片面から、分離塔のもう片面へと突き出し、かつ塔壁に固定されている。

単純なＴ字型支持体、例えばＥＰ−Ａ７５９３１６が示す支持体との違いは、二重Ｔ字型支持体が高い支持力があることである。これは特に、前記支持体が２つの横の辺を有するが、これに対し、単純なＴ字型支持体は１つの横の辺しか有しないことに関連する。２番目の横の辺は、縦の辺を更に補強する。

図１は、上に物質交換トレーを備えた二重Ｔ字型支持体の横断面を示す。

二重Ｔ字型支持体の不利な点はしかし以下のようであり、例えば、図１中の、二重Ｔ字型支持体の、数値（１）で示した一部の面は液滴のスプレーの陰にあり、前記液滴は、上に向かうガス状物質流がその下にある物質交換トレーの導通開口部を通って通過する際に、前記トレー上にある液相から飛沫同伴され、かつほぼ垂直に上に向かって吹き付けられる。図２は、重合阻害した還流のための更なるスプレーノズルを必要とせずに、どのように、前記した不利な点はカバー（２）の単純な取り付けによって取り除かれることが可能であるかを示す。

有利には、カバー（２）は更にエレメント（３）を有する。これらは、二重Ｔ字型支持体の上にある物質交換トレーの裏側にたまる重合阻害した液滴の流出を可能にし、前記液滴はその下にある物質交換トレーから上へと噴き上げられたものである。垂直なカバー（２）壁に対して場合により生じる重合芽は、連続的に洗い流されるので、塔の液溜（ｋｏｌｏｎｎｅｎｓｕｍｐｆ）に輸送される。重合阻害は保証されている。

本発明により、（４）はカバー（２）が更に水切り突出部（４）を有する場合に有利であり、というのはこれは流出する還流液の滞在時間を減少させるからである。増加する滞在時間により、重合確率は高まる。

同じことが、Ｕ字型支持体に関しても当てはまり（これは２つの長い辺を有しているので、長い辺は同じ支持力の際にはより短くてよく、これは物質交換トレーの殊に短い距離を可能にする）、例えば図３は上に物質交換トレーを備えた前記支持体を示す。ここでは、例えば垂直な内壁（５）は典型的な問題面である。図４は、エレガントなカバーの状態の、問題解決法を示す。

同様に、図５は物質交換トレーの連続を示し、これは交互に中央流出カナル及び側方流出カナルを、重合阻害した還流液のために備えている。直接的にその上にあるトレーの流出カナルがその下にあるトレーに通じるところでは、次の次のトレーの裏側がスプレー陰（６）にあり、というのは陰の領域には不十分な圧力状況のために通常は吹き付けは起こらないからである。図６は、例えばここでも単純なカバー（７）、（８）によって解決されてよいことを示す。カバー（７）も、カバー（８）も、その他のトレーの裏側に対してたまる液滴の指向性の流出を保証し、前記液滴はその下にある物質交換トレーの導通開口部を通ったガス状導通物により、前記トレー上にある液相から飛沫同伴される。

本発明による方法に適した分離塔は、様々な種類の物質交換トレーを含有してよい。物質交換トレーの他に、本発明の方法に適した分離塔は、分離作用のある内部構造体として、更に例えば充填物又は充填体を含有してもよい。本発明による適した分離塔は、支持エレメントとしてカバーした二重Ｔ字型支持体及び／又はカバーしたＵ字型支持体を組み込んでいる、物質交換トレーの連続を含有してよい。

本発明により有利には、本発明による方法に適した分離塔は、分離作用のある内部構造体として、物質交換トレーのみを含有してよい。

本発明の方法に適した物質交換トレーのための導通開口部のためには、多数の構成の可能性が公知である。ほぼ平らな開口部が備えられていてよいか（シーブトレー）、開口部はバルブが備えられていてよいか（バルブトレー）、及び開口部は還流液に対して泡鐘によっても遮断されていてよい（泡鐘トレー）。本発明により適しているのは、高度に統合された物質交換トレー構成、例えばトンネルトレー又は遠心トレーでもあり、前記トレーの場合には常に複数の導通開口部がガス導通のグループに対して統合されていて、かつ前記トレーの場合には液流の方向は、流通／流出するガス状物質流の運動量によって制御される。

その他に、今日使用される、数メーターの直径を有する分離塔の場合には、複数のプレートからなる物質交換トレーが組み立てられていて、これは支持体の上に又は支持体に対して固定されていて、例えばＥＰ−Ａ７５９３１６が記載しているようである。

物質交換トレーのうち典型的で、本発明に格別の程度において適しているのは、シーブトレーである。前記トレーとは、本刊行物においては、上昇性ガス流又は蒸気流（「ガス状」及び「蒸気状」の概念は本刊行物において同義で使用される）のための導通部として、単純な穴及び／又はスリットを有するプレートが理解される。

シーブトレーは、この際２つのグループに分類され、即ち液体の強制通路を備えるものと、液体の強制通路を備えないものである。

還流液の強制通路は、この際以下によって得られ、即ちシーブトレーは上昇性ガス流又は蒸気流のための導通部の他に、少なくとも１つの流出カナル（流出路）を有し、これを通って還流液は、ガス流又は蒸気流の流路に無関係に、より高いところにあるトレーから、次に低いところにあるトレーに対して流れる（流通）する。横の流れにある還流液は、トレーを介して少なくとも１つの流通路から、少なくとも１つの流出路へとすすみ、その際流通管及び流出管は、液体の密閉、及びトレーに対する所望の液面高さを保証する。

しばしば（殊に小さい塔直径の場合には）、液体の強制通路を有するシーブトレーはシングルフロー式に構成されている。全く一般的に、物質交換トレーに対する液体の強制通路は、以下のように得られ、即ち物質交換トレーは少なくとも１つの流出カナル（流出路）を有し、前記カナルを通って還流液は、上昇性蒸気流の流路に無関係に、より高いところにあるトレーから、次に低いところにあるトレーに対して流れる（流通）。流通から流出までの、物質交換トレー上の水平の液流は、方法の技術的な課題立場に相応して選択される。上昇性ガス流は、物質交換トレーの導通開口部を通って進む。還流液が、リバースフロー（Ｕｍｋｅｈｒｓｔｒｏｍ）において物質交換トレー上を流れる場合には（物質交換トレーの流通路及び流出路は物質交換トレーの同じ側に配置されている）、リバースフロートレーのことをいう。

ラジアルフロートレーの場合には、液体は物質交換トレー上を、放射状に、トレーの中央（流通路）からトレーの周辺の流出路へと流れる。

クロスフロートレーの場合には、液体は問題となる全ての流域上を通って流通路から流出路までトレー上を横に流される。通常は、クロスフロートレーはシングルフロー式に構成されている。即ち、流通路及び流出路は、物質交換トレーの、向かい側に配置されている。これらは、ダブルフロー式（又はダブルフローより多くてもよい）に構成されてもよい。

この場合、流通路、例えば中央の流通路、及びそれぞれの流出路は、物質交換トレーの向かい側に配置されていてよい。

有利にはクロスフロートレーである。

即ち、流通路及び流出路は、物質交換トレーの向かい側に配置されている。これらはしかし、ダブルフロー式に（又はダブルフローより多くてもよい）構成されてもよい。この場合、流通路、例えば中央の流通路、及びそれぞれの流出路は、物質交換トレーの向かい側に配置されていてよい。本刊行物において、そのようなシーブトレーを強制シーブトレーと呼ぶ。

前記トレーの際には、還流液の、分離作用を弱める液漏れは、泡鐘トレーの際のように、チムニー（この中へ導通開口部は続いていく）によって遮断されないが、しかしこれはこのために最小限の蒸気負荷を必要する。蒸気は、導通開口部を介して上昇してすすみ、かつ流出管によって維持される液相を泡となって通り抜ける。

強制シーブトレーと、デュアルフロー又は滴下シーブトレー（Ｒｅｇｅｎｓｉｅｂｂｏｅｄｅｎ）は、これらが流出セグメントを含有しない点で区別される。流出セグメント（流出カナル）の非存在により、滴下シーブトレーの場合には、上昇性ガス状物質流及び分離塔中の下降性液状物質流は、トレーの同一の導通部を介して移動する。滴下シーブトレーの場合もまた、強制シーブトレーの場合と同様に、適切な分離作用を達成するために、最小限の蒸気負荷を必要とする。これが明らかに少ない場合には、上昇性ガス及び下降性還流はほぼ交換なしに互いにすれちがって移動し、かつ物質交換トレーを乾燥させるという危険を冒す。即ち滴下シーブトレーの場合にも、低い制限速度が存在しなくてはならず、これによってトレー上に、トレーの働きを可能にするための一定の液相が得られる。

クロスフローシーブトレーと、水理学的（ｈｙｄｒａｕｌｉｓｃｈ）に密なクロスフロートレーは、前記トレーは分離塔のスイッチを切る際に空では運転しない点が区別され、小さな漏れ穴（Ｌｅｅｒｌａｕｆｂｏｈｒｕｎｇ）（その横断面は通常は２００倍以上、全横断面よりも小さい）を備えず、前記穴は、目的にかなった理由から全てのクロスフロートレーが有するものである。

即ち、分離塔の少ない負荷の際にも、水理学的に密なクロスフロートレーは堰き止めた液体を有し、かつ乾燥して運転するという危険を冒さない。これは、以下のような条件つきであり、即ち水理学的に密なクロスフロートレーの導通部とは、例えばデュアルフロートレー、シーブトレー及びバルブトレーのように、チムニーのない穴でない。更に、個々の導通部は、乾燥進行を停止させるチムニー中に通じている。チムニーの上に、蒸気転向円蓋（泡鐘）が取り付けられていて、これは堰き止められたトレーの液体中に浸っている。しばしば、蒸気転向円蓋はその周りにスロットがつけられるか、切り込みがはいっている（即ち、これらは移送スロットを有する）。導通部を通じて上昇する蒸気流は、蒸気転向円蓋を介して、向きを変え、及びトレーに対して平行に、即ち塔に対して横に、堰き止められた液中を流れる。

近辺の、通常はトレー上に等間隔に分配されて配置された、円蓋から出る蒸気泡は、堰き止められた液体中に泡立ち層を形成する。

流出管又は流出セグメントは、これは通常は交互に、左又は右へ、トレーを離れ、物質交換トレーの−堰によって支持されている−液層を制御し、かつ液体をその下にあるトレーに導く。

水理学的に密な作用のために、本質的には、上のトレーの流出管又は流出セグメントはその下にあるトレーの堰き止められた液体中に浸っている。有利には、流通の堰は存在しない。高さにおいて調節可能な泡鐘は、流れの状況に対する適合、及び、製造の不均一性の際の、浸漬深さの調整を可能にし、従ってトレーの全ての泡鐘は同じようにガスを出す。

泡鐘の構成及び配置次第で、例えばシングルフロー式に構成された水理学的に密なクロスフロートレーと、円形泡鐘トレー（導通部、チムニー及び泡鐘は円い）、トンネルトレー（導通部、チムニー及び泡鐘は長方形で、前記泡鐘は連続的に配置されていて、その際より長い方の長方形の辺は、液体の横の流れ方向に対して平行に調整されている）及びトーマン（Ｔｈｏｒｍａｎｎ）トレー（導通部、チムニー及び泡鐘は長方形で、前記泡鐘は連続的に配置されていて、その際より長い方の長方形の辺は、液体の横の流れ方向に対して垂直に調整されている、と区別される。改良型トーマントレーは、ＤＥ−Ａ１０２４３６２５に記載されている。

シーブトレーは、水理学的に密なクロスフロートレーとは、以下の点で異なっていて、即ち前記トレーの場合には蒸気の、常に上に向かう流れの方向によって、小さい液滴の飛沫同伴の傾向が高まり、還流液の噴霧の前記傾向はより著しい。

本発明による方法は、従って、物質交換トレーとしてシーブトレーを含有する分離塔が特に適している。殊に有利には、前記塔は分離作用のある内部構造体として、シーブトレーのみを含有する。有利にはシーブトレーの内では、この場合滴下シーブトレーである。勿論、本発明による方法の際には使用した分離塔は、その他の物質交換トレー、例えばバルブトレー、及び／又は水理学的に密なクロスフロートレーを含有してもよい。後者は、分離塔中においてシーブトレー及び／又はその他の分離作用のある内部構造体と共に含有されていてもよい。

本発明による運転中に分離塔中に存在する、物質交換トレーに供給された全液量の、上昇性ガス流によって次に高いところにある物質交換トレーの裏側にまで飛沫同伴される質量割合が、前記物質交換トレーの飛沫同伴割合（質量％において）として呼ばれる（定義及び実験的な測定に関しては、ＤＥ−Ａ１０３００８１６を参照）場合に、本発明による方法は、以下のような利点によって実施され、即ち物質交換トレーの少なくとも一部の飛沫同伴割合は、≧１０質量％である。しばしば、物質交換トレーの少なくとも一部の飛沫同伴割合は、≧１０〜３０質量％、又は１１〜３０質量％、又は１２〜３０質量％、又は１３〜３０質量％、又は１４〜３０質量％、又は１５〜３０質量％である。前記範囲の上限として、３０質量％の代わりに２８質量％、又は２５質量％、又は２０質量％が考慮される。

本発明により有利には、本発明による熱分離方法は、分離塔の物質交換トレーの少なくとも半分の、殊に有利には少なくとも７５質量％の、又は全ての飛沫同伴割合が前述の範囲にあるように実施される。

殊に、（メタ）アクリルモノマーに関する含量が殊に高い、物質交換トレーが前述の範囲にある。

これは殊に、分離塔が分離作用のある内部構造体として、シーブトレーのみを含有する場合に有効である（強制シーブトレー及び／又は滴下シーブトレー）。殊にこれは、シーブトレーの連続が本発明による方法の際に等間隔である場合に有効である。

前述の周辺条件の維持は以下を可能にし、即ち本発明による方法の場合に、分離塔中に含有されている内部構造体の、問題となる一部の面の、同時の巧妙なカバーの際に、重合阻害した還流液のための更に設けたスプレーノズルを全く必要とせずにすむ。勿論、本発明による方法の際には、前記スプレーノズルを共に使用してよいか、又それのみ使用してもよい。例えば、分離塔が上記のように運転される場合には、全ての含有される物質交換トレーの飛沫同伴割合は≦１０質量％である。

重合阻害剤として、分子の酸素を含有するガスは、上昇性ガスと共に、分離塔を通って流れ、又は様々な所で分離塔中に噴入される。最も単純な方法においては、前記した分子の酸素を含有するガスは空気であってよい（参照、ＤＥ−Ａ１０２４８６０６、ＤＥ−Ａ１０２３８１４２及びＤＥ−Ａ１０２１７１２１）。

本発明による方法の実施の際には、分離塔中に含有される、物質交換トレー（この概念はここでは、及び以下では殊にシーブトレーを意味する）の連続の分離作用の減少が観察され、従ってこれは以下によって釣り合いがとれ、即ち物質交換トレーの数（即ち分離塔高さ）を等間隔で増やすことで補償されてよい。

適用技術の目的に応じて、トレー連続内の物質交換トレー間隔は、３００ｍｍ〜９００ｍｍの範囲を上下することが好ましい。本発明により有利には、本発明による方法の際には、トレー連続内のトレー間隔は、３００ｍｍ〜５００ｍｍである。通常は、トレー間隔は２５０ｍｍを下回ってはならない。

物質交換トレーの数を増やす処置を用いて、本発明による方法の際には、物質交換トレーの飛沫同伴割合を、７０質量％の値までに上昇させることが、分離作用をさほど損なうことなしに可能である。即ち、物質交換トレーの少なくとも一部の飛沫同伴割合の上限は、本発明による方法の実施の際には前述の範囲に対して、３０質量％の代わりに、３５質量％、又は４０質量％、又は５０質量％、又は６０質量％、又は７０質量％であってもよい。勿論、本発明による方法の際には、全ての物質交換トレーの飛沫同伴割合も、前記の広い飛沫同伴割合にあってよい。

（メタ）アクリルモノマーとして、本発明による方法のために、本刊行物の導入部で挙げられた全てが考慮される。本発明による方法は、分別凝縮又は精留又は吸収又はストリッピング又は放散であってよい。

殊に、本発明による方法は、本刊行物の導入部で述べられた物質混合物からの、（メタ）アクリルモノマーの、全ての熱分離方法に対して適用されてよい。

この際ガス状及び／又は液状材料混合物の、（メタ）アクリルモノマーに関する含量は、≧２質量％、又は≧１０質量％、又は≧２０質量％、又は≧４０質量％、又は≧６０質量％、又は≧８０質量％、又は≧９０質量％、又は≧９５質量％、又は≧９９質量％であってよい。

シーブトレーを物質交換トレーとして本発明による方法のために適用する場合には、例えばＤＥ−Ａ２０２７６５５、ＤＥ−Ａ１０１５６９８８、ＤＥ−Ａ１０２３０２１９、 ＥＰ−Ａ１０２９５７３又は分離トレーの大きさを決定する根底において、Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｆｏｒｔｓｃｈｒｉｔｔｓｂｅｒｉｃｈｔｅ、６１巻、Ｋ．Ｈｏｐｐｅ、Ｍ．Ｍｉｔｔｅｌｓｔｒａｓｓ、Ｖｅｒｌａｇ Ｔｈｅｏｄｏｒ Ｓｔｅｉｎｋｏｐｆｆ、Ｄｒｅｓｄｅｎ １９６７に記載された前記トレーが構成されてよい。この際、導通開口部は円形、楕円形又は多角形に構成されてよい。これらは、それぞれのその他の形状（例えばスリット状）を示してよい。本発明により有利にはこれは円形及び正確な三角分割において配置されている。例えば、シーブトレーの穴の直径（殊にデュアルフロートレーの際に）は、５〜５０ｍｍ、有利には１０〜２５ｍｍであってよい。２つの、一番近くにある穴の中心点の距離は、特に穴の直径の１．５〜３倍、有利には穴の直径の２〜２．８倍であり、前記距離は個々のシーブトレーにわたって有利には一致して大きさ決定がなされている。

開口部割合（シーブトレーの全面積に対するシーブトレーの全導通開口部の全面積の割合、１００倍し、％表示）は、本発明により使用可能なシーブトレーの際には有利には８〜３０％、しばしば１２〜２０％である。トレー厚さは、有利には１〜８ｍｍである。

本発明による方法は、例えば精留又は分別凝縮であり、これらは分離塔中で実施され、前記分離塔は分離作用のある内部構造体としてトレーのみを含有し、前記トレーの数のうち、少なくとも２つ、有利には２つより多く（有利には≧１０％、又は≧２０％、又は≧３０％、又は≧４０％、又は≧５０％、又は≧６０％、又は≧７５％）、殊に有利には全てがシーブトレーであり、殊に有利には、円形の導通開口部を有する滴下シーブトレーである。

その他のトレー、例えば水理学的に密なクロスフロートレー（例えばトーマントレー又は泡鐘トレー）及び／又はバルブトレーであってよい。

シーブトレーの、本発明により使用される連続のガス負荷因子Ｆは通常はしばしば１〜３Ｐａ^０．５の範囲内、しばしば１．５〜２．５Ｐａ^０．５の範囲にある。液体の速度は同時に、しばしば１〜５０ｍ／ｈの範囲に、又は２〜１０ｍ／ｈの範囲にある。

既に述べたように、本発明による方法は重合阻害的に進められる。通常は、このために重合阻害剤を、分離塔の頂部で、分離塔中を下降する液相中（例えば還流液又は吸収剤）に添加する。典型的に本発明により使用可能な重合阻害剤として、フェノチアジン、４−ヒドロキシ−２，２，６，６，−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル、ヒドロキノン及びヒドロキノンのモノメチルエーテル（４−メトキシフェノール）が挙げられる。更なる安定化処置として、更に、同様に既に記載したように、分子の酸素を含有するガス、例えば空気を分離塔を通じて流してよい。有利な場合には、空気のみで重合阻害してもよい。

有利には、本発明により使用される滴下シーブトレーは、デュアルフロートレー上の横方向の混合及び平面の波状運動を、垂直な平らな内部構造体、いわゆる、消波体によって妨げてもよい。前記消波体は適用技術的に目的に応じて、その大工業的な適用において、５０〜３００ｍｍ、有利には１５０〜２００ｍｍの高さ、並びに５００〜６０００ｍｍ、有利には１０００〜３０００ｍｍの長さ（その長さはトレー直径と同じか又はトレー直径の一部と同じであってよい）である。有利には、これは前記消波体の下の辺で、デュアルフロートレーの表面に対して非直接的でなく、小さな脚又は渡し板を用いて、デュアルフロートレーの表面に、滴下シーブトレー表面に対するその下の辺の距離が１０〜６０ｍｍ、有利には３０〜５０ｍｍであるように取り付けられていてもよい。渡し板の数は、消波体につき、１〜１０個である。消波体の距離は互いに、適用技術的に目的に応じて、１００〜１０００ｍｍ、しばしば１５０〜５００ｍｍである。２つの消波体の間の平面部分は、通常は≧０．２ｍ^２、しかし大抵は≦５ｍ^２であり、これは滴下シーブトレー１個辺りの消波体の数を制限する。

前記処置は、刊行物ＤＥ−Ａ１０２４３６２５及びＤＥ−Ａ１０２４７２４０における実施例及び比較例の、デュアルフロートレーの有利な実施態様に殊に適する。

本発明により運転される分離塔中の飛沫同伴割合の上昇は、例えば、物質交換トレーの導通開口部の一部を、変わらない負荷でカバーすることによる単純な方法において可能である。

勿論、本発明による方法は、単独の又は全ての、刊行物ＤＥ−Ａ２０２７６５５、ＥＰ−Ａ９３７４８８、ＥＰ−Ａ１０４４９５７及びＥＰ−Ａ１０２９５７３に挙げられた望ましくない重合を減少させる処置との組み合わせにおいて使用されてもよい。

全く一般的に、本発明による方法は常圧下、過圧下、又は減圧下で実施されてよい。

殊に本発明による方法は、ＤＥ−Ａ１９９２４５３２、ＤＥ−Ａ１０２４３６２５及びＤＥ−Ａ１０２４７２４０に記載された、分離塔中における、アクリル酸のＣ_３前駆体の、分子の酸素との、不均一な、触媒による気相部分酸化による、アクリル酸含有生成物混合物の分別凝縮に適し、これは下から上に向かって、第１にデュアルフロートレー、及びこれに引き続き水理学的に密なクロスフロー物質交換トレーを含有する。

本発明による方法は、望ましくない重合体形成の減少した傾向によって特徴付けられる。

勿論、本発明による方法の際にも、高いガス負荷因子又は速い液体速度のために、シーブトレーの液体がもはや十分に排出しない際には、物質交換トレーはフラッディングする可能性がある。フラッディング限度を超えると、有効な塔運転はもはや可能でない。

通常、本発明による方法の際には、使用された物質交換トレー、殊に使用された滴下シーブトレーを、塔壁で同一面で遮断する。塔壁とトレーの間に中間スペースがある実施態様もあり、前記スペースは部分的にのみ、架橋によって中断されている。本来の導通開口部の他に、本発明による方法の際に使用された滴下シーブトレーは、場合により更なる開口部を有し、これは例えば土台に対するトレーの固定又はその他を可能にする（参照、例えばＤＥ−Ａ１０１５９８２３）。

本発明による方法は殊に、ＤＥ−Ａ１０２３０２１９に例示的に記載された精留にも、並びにＥＰ−Ａ９２５２７２において、段階（ｂ）において記載された吸収にも適する。

本発明による分離塔並びにその中にある内部構造体は、目的に応じた方法において、特殊鋼（例えば１．４５４１又は１．４５７１又はＳＵＳ３１６Ｌ）から製造されていてよい。

本発明によるカバーのために、目的に応じて、溶接された型の特殊鋼プレートが使用される。これらはその際可能な限り薄いものが選択される。機械的な強度は、しかし保証されていなくてはならない。薄いプレートに対しては、溶接は困難である。通常は、０．５〜５ｍｍ、特に１〜３ｍｍの厚さを有するプレートが使用される。

本発明による方法の際に、分離塔に、独立したスプレーノズルが組み込まれる場合には、その数は、本発明による方法に基づいて限定され、即ち最小限にされる。

図１は、二重Ｔ字型支持体の横断面を示す図である。 図２は、カバーの単純な取り付けを示す図である。 図３は、Ｕ字型支持体を示す図である。 図４は、カバーの単純な取り付けを示す図である。 図５は、物質交換トレーの連続を示す図である。 図６は、カバー（７）、（８）を示す図である。

実施例及び比較例
１．比較例
３．８ｍの内径及び３２ｍの長さを有する精留塔中で混合物を分離し、前記混合物は以下の成分を含有した：
アクリル酸１７質量％、
水０．０２質量％、
アクロレイン０．００１５質量％、
アリルアクリラート０．００１５質量％、
フルフラール０．０１質量％、
酢酸０．０２７質量％、
ベンズアルデヒド０．２質量％、
プロピオン酸０．００３質量％、
無水マレイン酸０．０３２質量％、
Ｄｉｐｈｙｌ^（Ｒ）（ジフェニル約２５質量％及びジフェニルエーテル約７５質量％からの混合物）５８質量％、
ジメチルフタラート１７質量％、
アクロロイルプロピオン酸（Ａｃｒｏｌｏｙｌｐｒｏｐｉｏｎｓａｅｕｒｅ）３質量％、及び
フェノチアジン３００質量ｐｐｍ。

分離作用のある内部構造体として、精留塔は、４６デュアルフロートレーを含有し、これは等間隔に配置されていた。トレー間隔は４００ｍｍであった。分離する混合物の、精留塔への流通は、下から８番目のトレーに対して行った。流通路の下方では、円形の導通開口部の直径は、デュアルフロートレーにおいて、５０ｍｍであった。流通路の上方では、前記直径は２５ｍｍであった。導通開口部は、デュアルフロートレーにおいて、正確な三角分割において配置されていた（参照、ＤＥ−Ａ１０２３０２１９）。総開口部割合（トレー平面の総面に対する、トレー平面におけるガス導通面の割合）は、流通路の下方では１７．８％であり、流通路の上方では１２．６％であった。塔の頂部の温度は、８０℃、圧力は１０５ｍｂａｒ及び還流割合は１．３であった。

塔の液溜中の温度は１９３℃であった。液溜面の上方の圧力は２３０ｍｂａｒであった。塔の液溜は、強制循環蒸発装置と呼ばれる。精留塔の還流はフェノチアジンの添加により、精留塔から側方の排出溝において取り出された生成物がフェノチアジン２５０質量ｐｐｍを含有するように重合阻害された。更に、精留塔の下方部においては重合阻害の目的のために空気６０００００Ｎｌ／ｈが導通された。精留塔における流通路は、１５２℃の温度を有した。

塔の頂部で、アクリル酸９６質量％を有する低沸点成分混合物が取り出された。精留塔の液溜から、連続的に高沸点成分混合物が取り出され、これは０．５質量％よりも少ないアクリル酸を含有した。下から４０番目のトレーの下方で、側方の排出溝において、生成物としてアクリル酸９９．６質量％が取り出された。

デュアルフロートレーの支持のために、精留塔において、１つのトレーにつき２つの二重Ｔ字型支持体が使用された。Ｔの横の辺は１２０ｍｍ幅であり、両方の横の辺が結合した辺の長さは２４０ｍｍ長さであった。辺の厚さは１０ｍｍであった。

４０日間の運転時間の後に、二重Ｔ字型支持体は重合体で覆われていた。

２．実施例
比較例のように行われた。二重Ｔ字型支持体は、しかし、図２のように鋼プレートでカバーされていた。プレート厚さは２ｍｍであった。縁に、プレートは溶接された。４０日間の運転時間の後でも、二重Ｔ字型支持体は重合体を有しなかった。

Claims (5)

1. 上昇性ガス状物質流の少なくとも１つと、重合阻害剤を溶解して含有する下降性液状物質流の少なくとも１つとの間で熱分離するための分離塔であって、
   前記分離塔は、連続した物質交換トレーを含み、かつ、支持エレメントとしてカバーしたＩ字型支持体及び／又はカバーしたコの字型支持体を組み込んでおり、
   前記支持体は、前記分離塔の片面からもう片面へと延び、かつ塔壁に固定されており、
   上に向かうガス状物質流が前記物質交換トレーを通過して前記物質交換トレーが前記ガス状物質流の下になる際に、前記物質交換トレー上にある液相から飛沫同伴され、かつ、垂直に上に向かって吹き付けられる液滴の陰の領域にある前記支持エレメントの一部の面は、カバーで覆われることにより陰の領域が取り除かれている、分離塔。
2. 前記支持エレメントが、Ｉ字型支持体である、請求項１記載の分離塔。
3. 前記支持エレメントが、コの字型支持体である、請求項１記載の分離塔。
4. 前記物質交換トレーが、シーブトレーである、請求項１から３のいずれか１項記載の分離塔。
5. 前記カバーが、還流液の滞在時間を減少させる水切り突出部を有する、請求項１から４のいずれか１項記載の分離塔。

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