JPH04317701A - 蒸溜−反応装置およびその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸溜−反応装置、およ
び化学反応と反応混合物の分別とを実施するためこれの
使用方法に関する。

【０００２】本発明はまた、オレフィンとアルコールと
の反応によるエーテルの製造方法であって、特に、形成
された生成物と反応しなかった成分とを分離するために
、形成された生成物の反応および蒸溜を同時に実施する
方法にも関する。

【０００３】

【従来技術および解決すべき課題】平衡反応の場合、熱
力学が反応体の転換を制限することは、以前から知られ
ている。反応体の１つを過剰に導入することによって、
他の反応体の転換率を増すことができる。しかしながら
この方法は、過剰に導入された反応体を回収するために
追加の設備装置が必要であるので、多くの場合にはコス
トがかかる。

【０００４】熱力学的平衡以上に全体を転換させる手際
の良い手段は、いわゆる反応性蒸溜方法を適用すること
である。この方法は、同じ閉鎖容器において、通常、触
媒の存在下に、反応と蒸溜とを実施して、生成物とその
他の成分とを、生成物が形成されると同時に分離するこ
とからなる。この方法は例えばエーテル化反応の場合に
用いられる（ＵＳ−Ａ−３，６２９，４７８、ＵＳ−Ａ
−４，８４７，４３０、およびＥＰ−Ｂ−８８６０　）
。

【０００５】特許ＵＳ−Ａ−３，６２９，４７８は、蒸
溜棚段を用いて、前記蒸溜棚段の液体の下降部（ｄｅｓ
ｃｅｎｔｅ）にしか触媒を配置しないことを提案してい
る。しかもこれは触媒を通る蒸気相の擾乱作用を妨げる
ためである。しかしながら前記下降部における触媒の存
在は、次のように圧力損失を生じる。すなわち液体が、
各蒸溜棚段の作業板上の蒸気の通過のために考案された
オリフィス内を向流で下降する傾向がある。このように
、この実施態様によれば、液体の大きな部分は、触媒と
接触しない。これによって反応の面では、この蒸溜−反
応装置の効率が制限される。

【０００６】特許ＵＳ−Ａ−４，８４７，４３０は、反
応−蒸溜帯域の使用について記載している。ここでは触
媒床が、蒸溜帯域と交互になっている。この触媒床を通
って、蒸気相専用の通路によって、気−液接触が妨げら
れ、圧力損失の問題が制限される。それに対して、液体
／蒸気の物理的平衡は常時なされているのではないので
、接触帯域では、反応体の１つが涸渇することもありう
る。

【０００７】これは反応の面で、効率のロスを生じる。 反応塔が化学的平衡に近い条件下で作動するので、それ
だけ一層これが生じる。

【０００８】特許ＥＰ−Ｂ−８８６０　は、メチル第三
ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）の製造に適した触媒が充填
された蒸溜塔であって、触媒がその形状によって、少な
くとも一部、蒸溜のための充填機能をも確実に行ない、
このようにしてＭＴＢＥを形成し、同時にこれを、存在
するその他の成分から分離する塔を提案している。しか
しながら、触媒を含んでいる充填物の全体の構造、およ
び塔内でのその垂直線に沿う積重ねは、気−液接触を不
利にし、蒸溜の面では良好な効率を示さない。さらに、
この型の塔の充填はコストが高い。それは、触媒のコス
トおよび接触充填物の製造コスト、それに接触層の周り
に巻かれた金属網のコストが加わるからである。さらに
、触媒を変える必要が生じる場合には、金属網を変える
必要もある。このことは、この操作のコストを著しく増
加させる。

【０００９】本発明は、これらの方法、および先行技術
に記載された、これらの方法の実施のために用いられる
装置の欠点を、以下のことを提案することによって解消
することを目的としている。すなわち、蒸溜−反応帯域
を備える装置において、熱力学平衡以上に平衡反応を実
施することができ、かつ反応の面と同時に蒸溜の面でも
、非常に良好な効率を得ることができる装置を提案する
ことによって解消することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、流
体の通過を可能にする穿孔された支持体上に配置された
少なくとも１つの固体要素床を備える、少なくとも１つ
の蒸溜−反応帯域であって、この穿孔された支持体の孔
が前記要素を保持するのに十分な小ささである帯域を備
える蒸溜−反応装置において、固体要素床が、固体触媒
粒子と、少なくとも１つのコンテナとを乱雑に備え、こ
のコンテナは、少なくとも１つの蒸溜充填体を含み、こ
れの外部ジャケットは、流体には透過性があり、前記固
体触媒粒子および前記充填体には不透過性であり、前記
コンテナは、過度の変形を伴なわずに、乱雑な触媒仕込
原料に抵抗するのに十分な機械特性を有していることを
特徴とする蒸溜−反応装置を対象とする。

【００１１】本明細書の枠内において、穿孔された支持
体という用語は、固体要素床の重量を支持するのに十分
な機械特性を有しており、かつ種々の流体を通過させる
孔であって固体要素を保持するのに十分な小ささの孔を
有するプレートをも、１枚のプレートと格子とを含む全
体をも意味しており、前記プレートは、種々の流体は通
すが、すべての固体要素を保持するには不十分な小ささ
の孔を有し、前記格子は、種々の流体は通すが、固体要
素を保持するのに十分な小ささの編目を備える。この二
番目の場合、格子とプレートとの組合わせは、固体要素
床の重量を支持するのに十分な機械特性を有する。格子
とプレートとは、これらの材料が接触する種々の流体と
固体とに対して不活性な材料から作られる。

【００１２】本明細書において、蒸溜−反応装置という
用語は、化学反応と分別（通常、多段階のもの）とを同
時に実施することができる装置を示し、蒸溜−反応帯域
という用語は、この反応と分別が、同時に行なわれる帯
域を示す。

【００１３】本発明による蒸溜−反応装置においては、
（任意に配置された）触媒と、１つまたは複数のコンテ
ナとの同時の無作為の（すなわち乱雑な）積重ねによっ
て、液体および気体流束の流れは、気−液、および液−
固（特に触媒）接触を最適にするように、常にかき乱さ
れる。液−気の物理的平衡は常に維持される一方、触媒
の灌流（ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ）は十分に良く行なわれ
る。蒸溜−反応帯域において、反応および蒸溜の機能は
同時的であり、これによって、反応塔の最大の効率が可
能になる。

【００１４】本明細書の枠内において、「過度の変形を
伴なわない」という表現は、下記のことを意味する。す
なわち、コンテナの機械特性は、固体要素床におけるそ
の位置がどうであれ、これが依然として、これに固有の
機能全体を確保することができ、かつ特にすべての固体
の空隙容積（ゼロではない）の存在を確保することがで
き、従って各コンテナに対して決定された空隙率、従っ
て蒸溜−反応帯域において決定された空隙率を得ること
ができるものであるということを意味する。

【００１５】換言すれば、（Ｖ）　が、コンテナの製造
後の空隙容積であるならば、固体要素床の中のコンテナ
の空隙容積（Ｖ１）は（Ｖ）　であるかまたはこれ以下
であるが、ゼロになることはありえない。好ましくは容
積（Ｖ１）が、（Ｖ）　に非常に近くなるように、最も
多くの場合は、触媒の仕込原料の重量を受けて、これに
変形が生じないように製造されたコンテナを用いるもの
とする。このようにして、この好ましい実施態様におい
て、（Ｖ１）は値（Ｖ）　の約８０〜１００　％、最も
多くの場合約９０〜１００　％である。

【００１６】本発明による装置の適用法は非常に多様で
ある。この装置は、この適用法に特有の需要に従って容
易に調整ができる。このようにして、該当する反応に従
って、不均質型の触媒を選ぶものとする。

【００１７】本発明の好ましい実施態様において、固体
要素床は、複数（すなわち２個またはそれ以上）のコン
テナを備えるものとする。本発明のこの好ましい実施態
様の特別な利用形態によれば、限定された数のコンテナ
、多くの場合固体要素床中に存在するコンテナの１〜１
００　％、好ましくは１〜９０％は、少なくとも１つの
蒸溜充填体を含んでいてもよい。従ってこの特別な実施
態様では、固体要素床において、少なくとも１つの空の
コンテナがある。

【００１８】少なくとも１つの充填体を含むコンテナの
場合は、蒸溜機能に必要な効率に従って、蒸溜充填体の
型を選ぶものとする。

【００１９】蒸溜充填体とは、本明細書では、当業者に
よく知られたあらゆる充填体、例えばリング、多葉型（
ｐｏｌｙｌｏｂｅ）押出し物、またはサドル（ｓｅｌｌ
ｅ）　型の固体を意味する。本発明の枠内で用いうる特
別な充填体としては、非限定的な例として、ラシヒリン
グ、ポール（Ｐａｌｌ）リング、イントス（Ｉｎｔｏｓ
）　リング、バールサドル（ｓｅｌｌｅｄｅ　Ｂｅｒｌ
）　、ノヴァロックスサドル（ｓｅｌｌｅ　Ｎｏｖａｌ
ｏｘ）およびインタロックスサドル（ｓｅｌｌｅ　Ｉｎ
ｔａｌｏｘ）　を挙げることができる。同様に、幾何学
的に規則的な充填体、例えばすでに２５年も前にＳＵＬ
ＺＥＲ社によって開発されたもの、または特許ＵＳ−Ａ
−３，６７９，５３７、ＥＰ−Ｂ−７０９１７、ＥＰ−
Ａ−２１２２０２　、ＦＲ−Ａ−２，６３７，０５９お
よびＦＲ−Ａ−２，６３７，０６０の文献に記載されて
いるものを用いることもできる。同様に充填体として、
Ｍｕｌｔｉｋｎｉｔ　の巻かれ、かつ編まれた緩衝物、
あるいは金網の断片さえもが提案される。これらの蒸溜
充填体の記載については、”Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ　Ｅｎ
ｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”の新しい英語版、第Ｂ３巻、Ｕｎ
ｉｔ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ＩＩ　、第４章、”Ｄｉｓ
ｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎ”、特に７０〜９２頁を参照することもできる。

【００２０】本発明の好ましい実施態様において、固体
要素床は、複数（すなわち２個またはそれ以上）のコン
テナを備える。これらの各々は、１つまたは複数の充填
体を含んでいてもよい。種々のコンテナは、例えばこれ
らの大きさ、これらの形状またはこれらが製造される材
料が、互いに同じでもあるいは互いに異なっていてもよ
い。「空でない」各コンテナは、１つまたは複数の充填
体を含んでいてもよい。前記充填体は、例えばこれらの
大きさ、これらの形状またはこれらが製造される材料が
、互いに同じでもあるいは異なっていてもよい。空のま
たは「空でない」種々のコンテナは、例えばこれらの大
きさ、これらの形状またはこれらが製造される材料が、
互いに同じでもあるいは異なっていてもよい。最も多く
の場合、固体要素床は、互いに同一な複数のコンテナを
備えるものとする。本明細書の意味では、充填体がコン
テナとともに１つのまとまりを形成する場合、すなわち
コンテナの前記充填体とジャケットとが互いに一体とな
っている場合、例えば充填体が、例えば金属の網である
場合、あるいはジャケットと充填体とが、同じ金網また
は織物から製造されている場合も含まれる。

【００２１】本発明の装置の主な利点の１つは、この装
置によって、特別難しい点もなく、１つまたは複数の蒸
溜充填体を含む１つまたは複数のコンテナの再循環が可
能になることである。実際、例えば大雑把なふるいによ
って、通常、固体触媒粒子（最も多くの場合、コンテナ
の大きさよりも小さいもの）と、１つまたは複数の蒸溜
充填体を包み込んでいる１つまたは複数のコンテナとを
分離することができる。このふるいの結果、使用済み触
媒は除去されるが、一方、１つまたは複数の蒸溜充填体
の１つまたは複数のコンテナは、新規使用のために、装
置内に再導入される。極めて実施が容易なこの再循環は
、かなりの財政上の節約を示す。本発明によれば、触媒
だけが置き換えられる。同様に、この帯域に１つまたは
複数の蒸溜充填体が入っているコンテナを残したままで
、例えば吸い込みまたはエントレインメントによって、
使用済み触媒を、蒸溜−反応帯域の外に除去し、ついで
このようにして除去された使用済み触媒を、新品の触媒
と換えることを考えてもよい。

【００２２】本発明によれば、コンテナを形成し、かつ
１つまたは複数の充填体を含んでいるか、あるいは含ん
でいない閉鎖外部ジャケットは、流体、すなわち液体お
よび気体に透過性があり、固体触媒粒子（触媒）、およ
び前記コンテナに含まれる１つまたは複数の充填体に不
透過性である。従ってこのジャケットは、前記コンテナ
を通る液体および気体の通過を可能にしながらも、コン
テナ内への固体粒子の戻り、および前記コンテナの１つ
または複数の充填体の排出を妨げる。従って、充填体は
蒸溜効率全部を保持する。

【００２３】ジャケットは、通常、固体材料から製作さ
れる。この材料は、透過性または多孔性材料であっても
よく、あるいは固体触媒粒子をコンテナの外部に保持し
、かつ１つまたは複数の蒸溜充填体をコンテナの内部に
保持するのに十分な小ささで、かつ前記コンテナを通る
流体の通過を可能にする開口部（または細孔）が備えら
れている不透過性材料でさえあってもよい。

【００２４】これらの開口部の幾何学的特徴をより良く
明確にすることができる。ただしこれは本発明を限定す
るものとして考えられるものではない。通常、１つまた
は複数の充填体の大きさは、それらの最も小さいサイズ
が、固体触媒粒子の最も小さいものの最も小さいサイズ
と少なくとも等しく、最も多くの場合はこれより大きい
ようなサイズであるという事実を考慮に入れる。この場
合、最も小さい固体触媒粒子の最も小さいサイズが「ｎ
」メートル（ｍ）　であるならば、流体の通過を可能に
する開口部の最も大きなサイズは、最も多くの場合「０
．９　ｘｎ」ｍであるか、これより小さく、好ましくは
「０．５　ｘｎ」ｍであるか、これより小さい。原則と
して、固体触媒粒子すなわち触媒粒のサイズには制限が
ないが、開口部の最も大きなサイズの下限は、流体、特
に液体の通過を可能にする最少限のサイズに等しいもの
とする。大部分の場合、蒸溜−反応帯域は、５×１０−
６ｍ〜２×１０−１ｍであってもよい粒度を有する触媒
を含む。非限定的な例として、オレフィンとアルコール
とからのエーテルの合成における酸触媒の使用の場合、
触媒粒は、最も多くの場合、１×１０−４ｍ〜２×１０
−２ｍの粒度を有する。

【００２５】コンテナのジャケットを形成するのに使用
しうる材料の例として、織られた材料、または織られて
いない材料を挙げることができる。コンテナのジャケッ
トを形成するのに使用しうる材料は、天然のもの、例え
ば鉱物、植物、または動物源のもの、あるいはさらには
合成源のものであってもよい。材料としては、非限定的
な例として、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミ
ド、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、白金、ステ
ンレス鋼、または金属の格子または網が挙げられる。こ
の格子または金網の開口部または編目の大きさは、前記
のようなものである。

【００２６】選ばれる材料は、この材料が接触する流体
および固体に対して、物理的および化学的に不活性でな
ければならないであろう。

【００２７】コンテナのジャケットを形成するために選
ばれる材料が、乱雑な触媒の重量に耐えうるコンテナを
製造するのに十分な機械特性を有していない場合、機械
的強化要素、例えば鋼製軸、あるいは所望の機械特性を
有するコンテナを製造しうる、当業者に知られたその他
のあらゆる手段を含めるものとする。

【００２８】空でないコンテナの場合、選ばれる１つま
たは複数の蒸溜充填体によって、好ましくは、次のよう
にしてコンテナのジャケットを構成する材料を選ぶもの
とする。すなわちこれら２つの組合わせによって、固体
要素床の底部に位置するコンテナが、前記床の重量によ
って押し潰されないように、十分なある種の剛性を有す
る、すなわち十分な圧潰抵抗を備えた、充填体プラスコ
ンテナのジャケットの全体を得ることができるようなも
のである。従って、蒸溜充填体が剛性であるならば、ジ
ャケットは（剛性とは反対の）柔軟性材料から製作され
ていてもよい。逆に、蒸溜充填体があまり剛性でないな
らば、ジャケットは好ましくは剛性材料から製作される
ものとする。

【００２９】本発明によって、蒸溜−反応帯域の１つま
たは複数の固体要素床内の空隙率（ｔａｕｘ　ｄｅ　ｖ
ｉｄｅ）の良好な制御、この帯域の充填率の良好な制御
、およびこの装置の使用の間、圧力損失（ｐｅｒｔｅ　
ｄｅ　ｃｈａｒｇｅ）　の良好な制御が可能になる。蒸
溜−反応帯域の１つまたは複数の固体要素床内部の空隙
率は、予め選定された値に固定されてもよい。これは例
えば固体要素床内に含まれるコンテナの数を決めること
によって得られる。同様に、空隙率は、空のコンテナ数
および空でないコンテナ数によって、およびコンテナの
充填方法（規則的または不規則な充填、一部充填等）、
および／または空でない各コンテナ内に含まれる蒸溜充
填体の品質および量によって様々である。

【００３０】本発明の特別な実施態様において、いくつ
かのコンテナ、すなわち各コンテナまたはそれらのいく
つかは、少なくとも１つの手段、または少なくとも２つ
の手段を備えるものとする。すなわち前記コンテナの機
械的強化機能と、前記コンテナと、前記手段の端部と接
触している最も近いコンテナ、および／または前記手段
の端部と接触している最も近い固体表面のうちの１つ、
との間に最少限のスペースを維持する機能という二重の
機能を備える手段である。この手段またはこれらの手段
は、１つまたは複数の剛性重ね部（ｂｏｕｒｒｅｌｅｔ
）または小翼（ａｉｌｅｔｔｅ）　であってもよい。こ
れらによって、蒸溜−反応帯域の１つまたは複数の固体
要素床の内部において、空隙率と固体触媒粒子の充填率
を調節することができ、また圧力損失の良好な制御が可
能になる。

【００３１】小翼の数、大きさおよび品質によって、蒸
溜−反応帯域の空隙率および充填率を決定することがで
きるであろう。同様にこれらの小翼によって、圧力損失
を規定し、かつ調節することができる。

【００３２】実際、小翼の大きさおよび数が大きくなれ
ばなるほど、１つまたは複数の蒸溜充填体を含むコンテ
ナ間で、触媒が利用できる場所は大きくなる。その結果
、同じ蒸溜充填体コンテナの場合、塔の充填率が高くな
ればなるほど、空隙率は小さくなるであろう。

【００３３】これらの小翼は、剛性が大きくなければな
らない。これらは、１つまたは複数のコンテナの互いの
間、またこの装置の壁とにスペースをあける機能を確保
するように、圧潰抵抗が備わっていなければならない。 これらの小翼は、１枚のプレート、補強材、または補強
軸を備えていてもよい。あるいはより単純には、ジャケ
ットの端部の溶接または糊付けから生じるものでもよい
。

【００３４】小翼の大きさは、コンテナの大きさと関連
している。その長さ（Ｌ）　は、「ｐ」がコンテナの最
大のサイズを示すならば、最も多くの場合、「０．０１
ｘｐ」ｍ〜「１０ｘｐ」ｍ、好ましくは「０．０５ｘｐ
」ｍ〜「ｌｘｐ　」ｍである。小翼の厚みは、幅広い割
合で様々なものであってもよい。これは最も多くの場合
、１×１０−４ｍ〜５×１０−２ｍである。小翼の数は
制限がない。これは例えば１〜２０、最も多くの場合、
２〜１０であってもよい。小翼を備えるコンテナの製造
実施例、および特に容易な実施例において、これらは２
つの小翼を備える。

【００３５】コンテナの最大の大きさは、通常、蒸溜−
反応帯域が実質的に円形の断面を有する最もよくある場
合、この帯域の直径の０．１　倍以下、好ましくは０．
０７倍以下であろう。しかしながら本発明の枠から逸脱
することなく、最大のサイズが蒸溜−反応帯域の直径の
０．１　倍以上、大きくとも前記帯域の直径に等しい値
であってもよいコンテナを用いることも可能である。

【００３６】最も多くの場合、空のコンテナは、このよ
うにして製造されるコンテナに望まれる機械特性を得る
ために、機械的強化手段を含めることが不可欠にならな
いために、十分な機械特性を有する材料によって製作さ
れる。この場合、例えば金属材料、例えばアルミニウム
、ステンレス鋼を、最も多くの場合には金属製格子また
は金属製網の形態で用いるものとする。コンテナの幾何
学形状は決定的なものではない。これらは実質的に四面
体、実質的に八面体、実質的に球形、またはその他のあ
らゆる形態のものであってもよい。

【００３７】本発明の有利な実施態様によれば、固体要
素床は、穿孔された前記支持体と、流体の通過を可能に
する穿孔された同様な装置との間に配置されている。こ
の穿孔された装置の孔は、前記支持体と前記装置との間
に前記要素を保持するのに十分な小ささである。この実
施態様によって、前記床を形成する固体要素の移動性を
減少させ、かつ固体触媒粒子とコンテナとの間で場合に
よって生じる分離（ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ）　を大巾
に妨ぐことができる。固体要素床が、前記支持体と穿孔
された前記装置との間の蒸溜−反応帯域の容積すべてを
占めることが好ましい。

【００３８】本発明による蒸溜−反応装置は、好ましく
は各々少なくとも１つの固体要素床を含む、少なくとも
２つの蒸溜−反応帯域を備えるものとする。前記帯域は
、互いに接触していない。すなわちその際、この装置は
、連続する蒸溜−反応帯域の間に、空の、および／また
は液体の再分配用棚段または装置を備える帯域またはス
ペース、および／または（例えば円天井（ｃａｌｏｔｔ
ｅ）　の付いた棚段、バルブ付き棚段等を備えた）蒸溜
帯域、および／または充填体を備える帯域を有する。前
記充填体は、場合によってはコンテナに入れられている
。

【００３９】図１は、本発明による蒸溜−反応装置（Ｉ
）　の一部を図式的に示している。これは、この図面に
図示された有利な実施態様に従って、２つの蒸溜−反応
帯域（Ｇ）（Ｈ）、液体の再分配棚段（８）　を含み、
かつ帯域（Ｇ）　と帯域（Ｈ）　とを分ける帯域（７）
、および同様に帯域（Ｈ）　の上にある帯域（７）　を
も備える。この装置は、塔の高さ全体にわたって実質的
に一定の直径（ｄ）　の、実質的に円筒形かつ垂直な塔
の形状を有する。蒸溜−反応帯域（Ｇ）　（Ｈ）　の各
々は、細かい格子または織物（ｔｉｓｓｕ）（９）（上
昇気体流と下降液体流とを通過させ、かつ触媒粒を保持
する、より小さい開口部を有するもの）と組合わされた
穿孔された支持体（５）　上に、粒状触媒（２）　と、
蒸溜充填体（４）　を１つまたは２つ（図１に図示され
た実施態様の場合）を含むものもあるコンテナ（３）　
とを乱雑に備える。 図１に図示された特別な場合、空でないコンテナは、種
々の充填体を含み、これらはコンテナ全体の１２．５％
である。触媒粒（２）　とコンテナ（３）　とを含む固
体要素床の上に、図１には示されていない手段によって
塔内に固定された、穿孔されたプレート（６）　が載っ
ている。固体要素は、マンホール（１）　を経て塔内に
導入され、ついでプレート（６）　（またはその製造に
必要な要素）は、前記固体要素および特に触媒粒の可能
な移動を最大限に制限するように、塔内に設置される。 図１に示された有利な実施態様において、プレート（６
）　は固体要素床を固定し、触媒粒の圧縮沈下を制限す
る。支持体（５）とプレート（６）　は、あらゆる適切
な手段、例えば図１に示されていない止め金具によって
、あるいは溶接によって、塔内に取り付けられる。

【００４０】支持体（５）　が織物（９）　（または格
子）と組合わされているような、図１に示されているケ
ースでは、この織物は、あらゆる適切な手段によって支
持体（５）　または好ましくは装置の内壁に固定される
ものとする。金属格子を使用する場合、この格子は、例
えば溶接によって装置の内壁のレベルに固定されてもよ
いであろう。プレート（６）　についても、これらの開
口部が、用いられる触媒粒を保持するには大きすぎるよ
うな場合、同じ配置がなされてもよいであろう。格子ま
たは織物（９）　は、この場合、図１に図示されている
ように、好ましくはプレート（６）　の下に固定されて
もよいであろう。

【００４１】図２Ａは、空のコンテナ（３）　の図面で
ある。図２Ｂは、充填体（４）　の入っているコンテナ
（３）　の正面から見た断面図である。これらのコンテ
ナは、長さ（Ｌ）　の２つの小翼（１０）を備える。図
２Ｃは、小翼（１０）が厚み（ｅ）　を有している、図
２Ａに示されたコンテナの、軸ｙｙ’　に垂直で、かつ
軸ｘｘ’　を通る平面に沿った断面図である。同様に図
２Ｄは、小翼（１０）が厚み（ｅ）　を有している、図
２Ｂに示されたコンテナの、軸ｙｙ’　に垂直で、かつ
軸ｘｘ’　を通る平面に沿った断面図である。

【００４２】図３、４、５Ａおよび５Ｂは、本発明に関
する蒸溜充填体を含む、または含まないコンテナの製造
工程を示している。図２Ｂ、２Ｄおよび５Ｂに示されて
いるケースでは、蒸溜充填体は円筒形（例えばポールリ
ング、またはラシヒリング）である。コンテナの製造の
ためには、多孔性材料または透過性材料、例えば金属織
物製の管の一部分から出発する。この管の水平断面は円
形、卵形であってもよく、あるいはその他のあらゆる形
状であってもよい。従ってこの管は、以下「円筒形また
は同等物」と規定される。この定義によって、同様に、
管の部分が正確に円筒状または同等物でない、すなわち
円筒の稜があらゆる点で同じ長さを有しない場合も含ま
れる。これは例えば、コンテナの製造に必要な管の部分
を形成したい時、より大きな長さの管を垂直でなく斜め
に、切断して実施され得る。空でないコンテナの製造の
場合、用いられる管の（平均）直径は、最も多くの場合
、蒸溜充填体の直径の少なくとも１．１　倍以上である
。

【００４３】上底部および下底部は、当初は開いている
（図３）。これらの共通の端部（Ａ）と（Ｂ）　とによ
って画定される２つの半円周（ａ）（ｂ）を接触するま
で、これらを接近させて、例えば溶接によってこれら２
つの半円周を一緒に固定する。その際、これらは実質的
に直線の重ね部（小翼）ＡＢＢ’　Ａ’　を形成する（
図４）。

【００４４】空でないコンテナの場合、蒸溜充填体（４
）　（または充填体）を、前記のように底部が閉じられ
た袋に入れる（図５Ｂ）　。ついでこの接近および固定
操作を繰返す。今度は、これらの共通の端部ＣとＤ、ま
たはＥとＦとによって、または管の断面の中心に対して
対称な点のあらゆる組合わせによって画定される半円周
を用いる。空のコンテナの場合も、空でないコンテナの
場合も、例えば半円周の溶接による固定後、実質的に直
線状の重ね部（小翼）ＥＥ’　ＦＦ’　が形成された（
図５Ａおよび５Ｂ）。このようにして得られたコンテナ
（蒸溜充填体を含んでいるか、あるいは含んでいないも
の）は、サイズを調節することができる２つの小翼を備
える。これらの小翼の各々の長さ（Ｌ）　は、それぞれ
、ＡＡ’　またはＢＢ’　、およびＥＥ’　またはＦＦ
’　に等しい。この長さは溶接の幅による。この厚みは
、管を構成する材料の厚みより約２倍大きい。端部ＡＢ
およびＥＦによって画定される軸に実質的に平行な軸に
沿うこれらの小翼の大きさは、これを生じさせた各半円
周の長さに実質的に等しい。これらの図面に図示された
実施態様の場合、コンテナの最大のサイズ「ｐ」（図５
Ａおよび５Ｂ）は、前記コンテナ内に含まれる充填体の
最大のサイズに実質的に等しい。

【００４５】本発明はまた、化学反応の実施および反応
混合物の分別への前記装置の使用をも対象とする。特に
本発明は、分子内に３〜８個の炭素原子を有するオレフ
ィンと、分子内に１〜６個の炭素原子を有するアルコー
ルとの反応によるエーテルの製造への前記装置の使用に
関する。用いうるオレフィンの特別な例として、プロペ
ン、イソブテン、またはその他のブテン異性体およびイ
ソアミレンまたはその他のペンテン異性体を挙げること
ができる。同様に、用いうるアルコールの例として、メ
タノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパ
ノール、およびブタノールを挙げることができる。今日
、工業的に最も多く製造されるエーテルは、メチル第三
ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エチル第三ブチルエーテ
ル（ＥＴＢＥ）、イソプロピル第三ブチルエーテル（Ｉ
ＰＴＢＥ）、メチル第三アミルエーテル（ＴＡＭＥ）お
よびエチル第三アミルエーテル（ＥＴＡＥ）を含む。

【００４６】本発明はまた、分子内に３〜８個の炭素原
子を有するオレフィンと、分子内に１〜６個の炭素原子
を有するアルコールとの、固体粒子の形態の酸触媒の存
在下における反応による、エーテルの製造方法であって
、前記のような装置において、反応と前記反応中に形成
された生成物の蒸溜とを同時に実施し、かつ形成された
エーテルを連続的に回収する方法に関する。この反応を
実施するために最も頻繁に用いられる酸触媒は、酸形態
のイオン交換樹脂、例えばスルホン化樹脂（特に例えば
ローム・アンド・ハース社によって製造されたＡｍｂｅ
ｒｌｙｓｔ　１５のような、スルホン化ポリスチレンジ
ビニルベンゼン樹脂）である。好ましくは、分子内に４
〜６個の炭素原子を有するオレフィンと、好ましくは分
子内に１〜４個の炭素原子を有するアルコールを用いる
ものとする。最も多くの場合、用いられるオレフィンは
、第三オレフィンとする。

【００４７】少なくとも１つのオレフィンと、少なくと
も１つのアルコールヲ原料とするエーテルの製造条件は
、当業者によく知られた従来の条件である。例として一
般に、留出物に対する還流物比（すなわち還流された液
体容積と、抜出された液体容積との比）を約０．１：１
〜約２０：１、好ましくは約０．５：１〜約５：１に維
持するものとする。最も多くの場合、装置（Ｃ）　内部
で、十分に大きい圧力と温度の範囲：例えば１００〜３
０００キロパスカル（ｋＰａ）　、好ましくは２００〜
２０００ｋＰａ　の圧力で、かつ１０〜２００℃、好ま
しくは４０〜１２０℃の温度で（装置全体で）操作を行
う。固体触媒粒子を含む各固体要素床は、蒸溜−反応帯
域の実質的に円形の断面全部を占めている。固体粒子は
、あらゆる適切な形状、特に実質的に円筒状形態、また
は実質的に球状形態に調節されてもよい。

【００４８】

【実施例】

［実施例１］理論段に相当する高さ（ｈａｕｔｅｕｒ　
ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｅ）（ＨＥＰＴ）　の決定によっ
て、蒸溜の面での蒸溜−反応装置の効率を特徴付けるこ
とができる。この実施例では、ＨＥＰＴは、完全還流で
メタノール−エタノール二成分混合物を蒸溜させて、Ｍ
ａｃ　ＣａｂｅとＴｈｉｅｌｅと呼ばれる方法によって
決定された。平衡の場合、留出物（塔の上部で採取され
た試料）および残渣（ボイラー）の分析（屈折率）によ
って、液体／蒸気の平衡ダイヤグラムから、塔の理論段
数をグラフによって得ることができる。円筒形断面の塔
の形状を有する実験所の装置において実験が行なわれた
。この塔は、内径が６０ミリメートル（ｍｍ）であり、
１リットルのタンク（ボイラー）上に配置され、冷却器
および還流装置が備えられている。この装置は塔の上部
と下部に、２つの温度計が備えられている。これらの実
験は、完全還流で行なわれる。熱平衡の場合、タンク内
の試料（残渣または抜出し物）、塔の上部の還流のレベ
ルの試料（留出物）を採取する。「Ｃ１」装置は、特許
ＥＰ−Ｂ−８８６０　の本文に記載され、かつこの特許
の図２および図３に示された反応塔の場合は、充填物が
６００　ｍｍの高さにわたって満たされる。この充填物
は、直径が１０　ｍｍ　の円形開口部を有する穿孔され
た支持体の上に載っている。「Ｃ１」装置と同じ「Ｃ２
」装置において、穿孔された支持体上に、１辺が０．３
　ｍｍの方形編目を有する格子を固定する。最大のサイ
ズが１５　ｍｍ　であり、かつ１辺が０．３　ｍｍの方
形編目を有する織られたポリプロピレン製のジャケット
を有するコンテナを乱雑に導入する。これらのコンテナ
は各々ポールリングを含んでいる。この床の全体の高さ
は６００　ｍｍである。２つの実験の各々において、乾
燥触媒重量での塔の充填率は同一である。用いられる触
媒は、ローム・アンド・ハース社から、Ａｍｂｅｒｌｙ
ｓｔ　１５という商品名で販売されているスルホン化樹
脂である。 「Ｃ１」装置の場合、ＨＥＰＴは０．４　ｍであり、「
Ｃ２」装置の場合、０．３　ｍであることがわかる。従
って本発明による装置によって、理論段の高さでは２５
％のゲインが得られるので、蒸溜効率の大きなゲインが
可能になる。

【００４９】［実施例２］工業用装置の仕上げ反応器を
シミュレーションするために、実験反応塔でＭＴＢＥの
合成を実施する。この塔には、メタノールと、すでに８
０％がＭＴＢＥに転換されたイソブテン約２５％を含む
ブテンとブタンとの混合物を含む仕込原料を供給する。 第一の実験（Ｉ）　は、実施例１に記載された「Ｃ１」
装置で実施される。本発明を例証する第二の実験（ＩＩ
）では、実施例１に記載された「Ｃ２」装置を用いる。 ０．５　メガパスカル（ＭＰａ）　程度の圧力、６０〜
８０℃の温度で操作を行ない、１：１程度の還流比を維
持して、第一実験では残留イソブテンの約６０％、これ
に対し第二実験では約８３％をＭＴＢＥに転換する。

【００５０】従って本発明による装置によって、特許Ｅ
Ｐ−Ｂ−８８６０　の教示に従って製作された装置を用
いて得られる転換率よりも、明らかに優れた転換率を得
ることができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の装置によると、反応と蒸溜の双
方において、非常に良好な効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置を示す図である。

【図２】図２Ａ−空のコンテナを示す図である。図２Ｂ
−充填体を含むコンテナを示す図である。図２Ｃ−図２
ＡのＸ−Ｘ’　線に沿う断面図である。図２Ｄ−図２Ｂ
のＸ−Ｘ’　線に沿う断面図である。

【図３】コンテナの製造工程を示す図である。

【図４】コンテナの製造工程を示す図である。

【図５】図５Ａ−コンテナの製造工程を示す図である。 図５Ｂ−コンテナの製造工程を示す図である。

【符号の説明】 （Ｉ）　…蒸溜−反応装置 （Ｇ）（Ｈ）（７）　…帯域 （ｄ）　…直径 （１）　…マンホール （２）　…触媒粒 （３）　…コンテナ （４）　…蒸溜充填体 （５）　…支持体 （６）　…プレート （８）　…棚段 （９）　…格子または織物 （１０）…小翼

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　流体の通過を可能にする穿孔された支
   持体上に配置された少なくとも１つの固体要素床を備え
   る、少なくとも１つの蒸溜−反応帯域であって、この穿
   孔された支持体の孔が前記要素を保持するのに十分な小
   ささであり、固体要素床が、固体触媒粒子と、流体には
   透過性であり、前記固体触媒粒子には不透過性である外
   部ジャケットを備える複数のコンテナとを乱雑に（ｅｎ
   　ｖｒａｃ）　備え、前記コンテナは、過度の変形を伴
   なわずに、乱雑な触媒仕込原料に抵抗するのに十分な機
   械特性を有している帯域を備える蒸溜−反応装置におい
   て、コンテナの１〜９９％が、少なくとも１つの蒸溜充
   填体（ｃｏｒｐｓ　ｄｅ　ｇａｒｎｉｓｓａｇｅ）を含
   んでいることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】　　いくつかのコンテナが、下記二重機能
   を有する少なくとも１つの手段を備え、この二重の機能
   とは、前記コンテナの機械的強化機能と、前記コンテナ
   と下記要素：前記手段の端部と接触している最も近いコ
   ンテナ、前記手段の端部と接触している最も近い固体表
   面のうちの少なくとも１つ、との間に最少限のスペース
   を維持する機能である、請求項１による装置。
3. 【請求項３】　　いくつかのコンテナが、各々、下記二
   重機能を有する少なくとも２つの手段を備え、この二重
   の機能とは、前記コンテナの機械的強化機能と、前記コ
   ンテナと下記要素：前記手段の端部と接触している最も
   近いコンテナ、前記手段の端部と接触している最も近い
   固体表面のうちの少なくとも１つ、との間に最少限のス
   ペースを維持する機能である、請求項１または２による
   装置。
4. 【請求項４】　　固体要素床が、前記穿孔された支持体
   と、流体の通過を可能にする同様な穿孔された装置との
   間に配置され、この穿孔された支持体の孔は、前記支持
   体と前記装置との間に前記要素を保持するのに十分な小
   ささである、請求項１〜３のうちの１つによる装置。
5. 【請求項５】　　固体要素床が、前記支持体と前記穿孔
   された装置との間の蒸溜−反応帯域の容積全部を占めて
   いる、請求項４による装置。
6. 【請求項６】　　各々少なくとも１つの固体要素床を含
   む、少なくとも２つの蒸溜−反応帯域を備え、前記帯域
   は、互いに接触していないことを特徴とする、請求項１
   〜５のうちの１つによる装置。
7. 【請求項７】　　化学反応と、反応混合物の分別を実施
   するための、請求項１〜６のうちの１つによる装置の使
   用方法。
8. 【請求項８】　　１分子あたり３〜８個の炭素原子を有
   するオレフィンと、１分子あたり１〜６個の炭素原子を
   有するアルコールとの反応によるエーテルの製造のため
   の、請求項１〜６のうちの１つによる装置の使用方法。
9. 【請求項９】　　固体粒子形態の酸触媒の存在下におけ
   る、１分子あたり３〜８個の炭素原子を有するオレフィ
   ンと、１分子あたり１〜６個の炭素原子を有するアルコ
   ールとの反応によるエーテルの製造方法であって、この
   方法に従って、前記反応の間に形成された生成物の反応
   および蒸溜を請求項１〜６のうちの１つによる装置にお
   いて同時に実施し、かつ形成されたエーテルを連続的に
   回収する方法。