专利名称：高纯度二醇的工业制备方法
技术领域：
本发明涉及的蒸馏塔装置具有连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E，为了实现上述目的，必须同时满足各种条件。
具体来说，该连续多级蒸馏塔C是满足下述(a)～(c)的连续多级蒸馏塔， (a)该连续多级蒸馏塔C具备满足下述式(1)～(9)的回收部和浓缩部，所述回收部、其长度为LC1(cm)、其内径为DC1(cm)、在其内部具有级数nC1的内件，所述浓缩部、其长度为LC2(cm)、其内径为DC2(cm)、在其内部具有级数nC2的内件， 300≤LC1≤3000 式(1) 50≤DC1≤700 式(2) 3≤LC1/DC1≤30 式(3) 3≤nC1≤30 式(4) 1000≤LC2≤5000 式(5) 50≤DC2≤500 式(6) 10≤LC2/DC2≤50 式(7) 20≤nC2≤100 式(8) DC2≤DC1 式(9) (b)在该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中，作为内件设置有1个以上的烟囱式塔盘，在该烟囱式塔盘中设置有1个以上的具有满足式(10)的截面积SC(cm2)的开口部的烟囱状物， 200≤SC≤1000式(10) 并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口为止的高度hC(cm)满足式(11)， 10≤hC≤80 式(11) (c)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔盘的积液部连接， 该连续多级蒸馏塔E是满足下述(d)～(f)的连续多级蒸馏塔， (d)该连续多级蒸馏塔E具备满足下述式(12)～(20)的回收部和浓缩部，所述回收部、其长度为LE1(cm)、内径为DE1(cm)、在其内部具有级数nE1的内件，所述浓缩部、其长度为LE2(cm)、内径为DE2(cm)、在其内部具有级数nE2的内件， 400≤LE1≤3000 式(12) 50≤DE1≤700式(13) 2≤LE1/DE1≤50式(14) 3≤nE1≤30式(15) 600≤LE2≤4000式(16) 100≤DE2≤1000式(17) 2≤LE2/DE2≤30式(18) 5≤nE2≤50式(19) DE1≤DE2 式(20) (e)在该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中，作为内件设置有1个以上的烟囱式塔盘，该烟囱式塔盘设置有2个以上的具有满足式(21)的截面积SE(cm2)的开口部的烟囱状物， 50≤SE≤2000 式(21) 并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口为止的高度hE(cm)满足式(22)， 20≤hE≤100 式(22) (f)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔盘的积液部连接。
通过使用具备这样的连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E的本发明涉及的蒸馏塔装置来实施工序(I)～工序(III)，可以从通过环状碳酸酯和脂肪族一元醇类的反应蒸馏法制备的大量高沸点反应混合物(AB)，以每小时1吨以上、优选2吨以上、更优选3吨以上的工业规模、例如1000小时以上、优选3000小时以上、进一步优选5000小时以上的长期、稳定地制备高纯度二醇。通过实施本发明的方法，能够以具有这样的优异效果的工业规模制备高纯度二醇的理由不清楚，但是推定是由于组合式(1)～(22)的条件时带来的复合效果。
另外，各因素的优选范围如下。
在连续多级蒸馏塔C中，如果LC1(cm)小于300，则由于回收部的分离效率低下，因此不能实现目标的分离效率，为了在确保目标分离效率的同时降低设备费用，需要使LC1为3000以下。如果LC1大于3000，则塔的上下的压力差变得过大，因此长期稳定运行变得困难，并且必须提高塔下部的温度，因此容易发生副反应。更优选的LC1(cm)的范围是500≤LC1≤2000，进一步优选为600≤LC1≤1500。
如果DC1(cm)小于50，则不能实现目标的蒸馏量，为了在实现目标蒸馏量的同时降低设备费用，需要使DC1为700以下。更优选的DC1(cm)的范围是70≤DC1≤500，进一步优选为190≤DC1≤400。
LC1/DC1小于3时、大于30时，很难长期稳定运行。更优选的LC1/DC1的范围是4≤LC1/DC1≤20，进一步优选为5≤LC1/DC1≤15。
如果nC1小于3，则由于回收部的分离效率低下，因此不能实现目标的分离效率，为了在确保目标分离效率的同时降低设备费用，需要使nC1为30以下。如果nC1大于30，则塔的上下的压力差变得过大，因此长期稳定运行变得困难，并且必须提高塔下部的温度，容易发生副反应。更优选的nC1的范围是5≤nC1≤20，进一步优选为6≤nC1≤15。
如果LC2(cm)小于1000，则浓缩部的分离效率低下，因此不能实现目标的分离效率，为了在确保目标分离效率的同时降低设备费用，需要使LC2为5000以下。如果LC2大于5000，则塔的上下的压力差变得过大，因此长期稳定运行变得困难，并且必须提高塔下部的温度，因此容易发生副反应。更优选的LC2(cm)的范围是1500≤LC2≤4000，进一步优选为2000≤LC2≤3500。
如果DC2(cm)小于50，则不能实现目标的蒸馏量，为了在实现目标的蒸馏量的同时降低设备费用，需要使DC2为500以下。更优选的DC2(cm)的范围是70≤DC2≤400，进一步优选为90≤DC2≤350。
LC2/DC2小于10时、大于50时，很难长期稳定运行。更优选的LC2/DC2的范围是15≤LC2/DC2≤40，进一步优选为20≤LC2/DC2≤35。
如果nC2小于20，则浓缩部的分离效率低下，因此不能实现目标的分离效率，为了在确保目标分离效率的同时降低设备费用，需要使nC2为100以下。如果nC2大于100，则塔的上下的压力差变得过大，因此长期稳定运行变得困难，并且必须提高塔下部的温度，因此容易发生副反应。更优选的nC2的范围是30≤nC2≤90，进一步优选为40≤nC2≤80。另外，在本发明中，需要在浓缩部设置1个以上的烟囱式塔盘，其级数包含在上述nC2中。
另外，在本发明的连续多级蒸馏塔C中，优选DC2≤DC1。
另外，工序(II)中，连续多级蒸馏塔C中供给的高沸点反应混合物(AB)中含有少量的未反应环状碳酸酯的情况下，优选作出下述努力:在塔下部中使该未反应环状碳酸酯反应，使得在塔底成分(CB)中实质上不含有未反应环状碳酸酯。因此，该连续多级蒸馏塔C的塔下部的回收部最下部的内件的下部进而设置多个(nC3级)的塔板K，从该塔板K的最上级连续取出一部分液体，用再沸器赋予蒸馏和反应所必要的热量后，将该加热的液体从回收部最下部的内件和该最上级塔板K之间设置的供给口返回到蒸馏塔C，将剩余的液体依次供给到下部的塔板，这是本发明的优选的实施形态。
通过这样的设计，可以增加连续多级蒸馏塔C的塔下部的液体的滞留时间，另外，通过将该塔板K的存在的级以下的塔径(DC3)大于回收部的塔径(DC1)(DC1＜DC3)，可以增加液体的滞留量，增加滞留时间，维持充分的反应时间。进而，通过将塔底液的液面水平比塔板K的最下级的塔板低，可以防止塔下部的液体的逆混合。因此，在本发明中，即使在含有少量的未反应环状碳酸酯的情况下，未反应环状碳酸酯也与在工序(II)中大量过剩存在的二醇反应，可以完全变为高沸点的二亚烷基二醇等。
作为这样的塔板K，只要具有上述机能，无论怎样的种类的塔板都可以，从机能与设备费用的关系来看，优选多孔塔板、折流塔板，其中特别优选折流塔板。在多孔塔板、折流塔板的情况下，优选设计有堰，从该堰溢流的液体，优选从降液部连续落下至下级的塔板。在该情况下，堰的高度优选为4～30cm，更优选为6～20cm，进一步优选8～15cm。折流塔板的情况下，特别优选该堰为折流板的简单的塔板。
优选的DC3的范围是1.2DC1<DC3≤5DC1，更优选1.5DC1<DC3≤4DC1，进一步优选为1.7DC1<DC3≤3DC1。
另外，nC3为2级以上，优选的nC3的范围是3≤nC3≤20，更优选4≤nC3≤15，进一步优选为5≤nC3≤10。
连续多级蒸馏塔C的浓缩部设置的烟囱式塔盘，是在塔盘的平面设置有1个以上的具有截面积SC(cm2)的开口部的烟囱状物(烟囱状的物体)的塔盘。另外，在这些烟囱状物的上部开口部，优选设置烟囱状物的盖。该烟囱状物的盖，具有使从下级上升的气体成分在烟囱状物的上部开口部(气体出口)横向流动的作用，同时还具有防止从上级落下的液体成分直接落下到下级的作用。
该烟囱状物的横截面的形状可以是3角形、四角形、多角形、圆形、椭圆形、星型等任一种形状，优选使用四角形、圆形。另外，该烟囱状物，从上部到下部，其横截面的形状、面积可以不同，但是横截面的形状、面积相同时，在制作上是容易的，是廉价的，因此优选。另外，2个以上的烟囱状物可以具有不同的形状，但是优选具有相同的形状。
在本发明中，该烟囱式塔盘连接的烟囱状物的开口部(该烟囱状物的横截面中的最小部分)的截面积SC(cm2)需要满足式(10)。
200≤SC≤1000 式(10) 如果SC小于200，则为了实现规定的生产量，需要很多的烟囱状物，设备费用增加。另外，如果SC大于1000，则烟囱式塔盘的级处的气体的流动容易变得不均一，很难长期稳定运行。更优选的SC(cm2)是300≤SC≤800，进一步优选为400≤SC≤700。
另外，该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口(烟囱状物的上部开口部下端)为止的高度hC(cm)必须满足式(11)。
10≤hC≤80 式(11) 在本发明中使用的烟囱式塔盘中，通常设置有用于使液体成分向下级落下的降液部和用于保持液体成分的堰。该堰的高度依赖于hC，通常设定为比hC小5～20cm左右。因此，如果hC小于10，则烟囱式塔盘中保持的液体量减少，很难长期稳定运行。另外，如果hC大于80，则保持的液体量增加，因此必须提高设备的强度，必须增加设备费用，而且精制的二醇在塔内的滞留时间增加，因此不优选。更优选的hC(cm)为15≤hC≤60，进一步优选为20≤hC≤50。
另外，该烟囱式塔盘的开口率(烟囱状物的开口部的总截面积与包含该开口部总截面积在内的烟囱式塔盘的面积之比)优选在10～40％的范围内。如果该开口率小于5％，则很难长期稳定运行。另外，如果大于40％，则有必要增加烟囱状物的数量，增高烟囱状物，任一者都使设备费用增加。更优选的开口率在13～35％的范围内，进一步优选在15～30％的范围内。
在本发明中，在连续多级蒸馏塔C的浓缩部(在塔的供给口上部且在塔顶下部的部分)设置1个以上的烟囱式塔盘，从与该积液部的底部连接的侧馏分取出口连续取出以沸点比二醇低、比脂肪族一元醇高的中间沸点物质为主成分的馏分。烟囱式塔盘的数目，根据需要，还可以为2个以上，通常用1个实施。该烟囱式塔盘的设置级，可以是浓缩部的任意位置，优选为浓缩部的级的下数第3级以上、浓缩部的级的上数第10级以下的级。更优选为浓缩部的级的下数第4级以上、浓缩部的级的上数第15级以下的级，进一步优选为浓缩部的级的下数第5级以上、浓缩部的级的上数第24级目以下的级。
工序(III)中使用的连续多级蒸馏塔E中，如果LE1(cm)小于400，则回收部的分离效率低下，因此不能实现目标分离效率，为了在确保目标分离效率的同时降低设备费用，必须使LE1为3000以下。如果LE1大于3000，则塔的上下的压力差变得过大，因此长期稳定运行变得困难，而且必须提高塔下部的温度，因此容易发生副反应。更优选的LE1(cm)的范围是500≤LE1≤2000，进一步优选为600≤LE1≤1500。
如果DE1(cm)小于50，则不能实现目标蒸馏量，为了在实现目标蒸馏量的同时降低设备费用，必须使DE1为700以下。更优选的DE1(cm)的范围是100≤DE1≤600，进一步优选为120≤DE1≤500。
LE1/DE1小于2时、大于50时，很难长期稳定运行。更优选的LE1/DE1的范围是3≤LE1/DE1≤20，进一步优选为4≤LE1/DE1≤15。
如果nE1小于3，则回收部的分离效率低下，因此不能实现目标分离效率，为了在确保目标分离效率的同时降低设备费用，必须使nE1为30以下。如果nE1大于30，则塔的上下的压力差变得过大，因此长期稳定运行变得困难，而且必须提高塔下部的温度，因此容易发生副反应。更优选的nE1的范围是5≤nE1≤20，进一步优选为6≤nE1≤15。
如果LE2(cm)大于600，则浓缩部的分离效率低下，因此不能实现目标分离效率，为了在确保目标分离效率的同时降低设备费用，必须使LE2为4000以下。如果LE2大于4000，则塔的上下的压力差变得过大，因此长期稳定运行变得困难，而且必须提高塔下部的温度，因此容易发生副反应。更优选的LE2(cm)的范围是700≤LE2≤3000，进一步优选为800≤LE2≤2500。
如果DE2(cm)小于100，则不能实现目标蒸馏量，为了在实现目标蒸馏量的同时降低设备费用，必须使DE2为1000以下。更优选的DE2(cm)的范围是120≤DE2≤800，进一步优选为150≤DE2≤600。
LE2/DE2小于2时、大于30时，很难长期稳定运行。更优选的LE2/DE2的范围是3≤LE2/DE2≤20，进一步优选为4≤LE2/DE2≤15。
如果nE2小于5，则浓缩部的分离效率低下，因此不能实现目标分离效率，为了在确保目标分离效率的同时降低设备费用，必须使nE2为50以下。如果nE2大于50，则塔的上下的压力差变得过大，因此长期稳定运行变得困难，而且必须提高塔下部的温度，因此容易发生副反应。更优选的nE2的范围是7≤nE2≤30，进一步优选为8≤nE2≤25。另外，在本发明中，浓缩部中必须设置有1个以上的烟囱式塔盘，其级数包含在上述nE2中。
另外，本发明的连续多级蒸馏塔E中，优选为DE1≤DE2、进一步优选为DE1<DE2。
所谓在连续多级蒸馏塔E的浓缩部设置的烟囱式塔盘，是在塔盘的平面设置有2个以上的具有截面积SE(cm2)的开口部的烟囱状物(烟囱状的物体)的塔盘。另外，在这些烟囱状物的上部开口部，优选设置有烟囱状物的盖。该烟囱状物的盖，具有使从下级上升的气体成分在烟囱状物的上部开口部(气体出口)横向流动的作用，同时还具有防止从上级落下的液体成分直接落下到下级的作用。
该烟囱状物的横截面的形状可以是3角形、四角形、多角形、圆形、椭圆形、星型等任一种形状，优选使用四角形、圆形。另外，该烟囱状物，从上部到下部，其横截面的形状、面积可以不同，但是横截面的形状、面积相同时，在制作上是容易的，是廉价的，因此优选。另外，2个以上的烟囱状物可以具有不同的形状，但是优选具有相同的形状。
在本发明中，与该烟囱式塔盘连接的烟囱状物的开口部(该烟囱状物的横截面中的最小部分)的截面积SE(cm2)需要满足式(21)。
50≤SE≤2000式(21) 如果SE小于50，则为了实现规定的生产量，需要很多的烟囱状物，设备费用增加。另外，如果SE大于2000，则烟囱式塔盘的级处的气体的流动容易变得不均一，很难长期稳定运行。更优选的SE(cm2)是100≤SE≤1500，进一步优选为200≤SE≤1000。
另外，该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口(烟囱状物的上部开口部下端)为止的高度hE(cm)必须满足式(22)。
20≤hE≤100 式(22) 在本发明中使用的烟囱式塔盘中，通常设置有用于使液体成分向下级落下的降液部和用于保持液体成分的堰。该堰的高度依赖于hE，通常设定为比hE小5～20cm左右。因此，如果hE小于20，则烟囱式塔盘中保持的液体量减少，很难长期稳定运行。另外，如果hE大于100，则保持的液体量增加，因此必须提高设备的强度，设备费用增加，而且精制的二醇在塔内的滞留时间增加，因此不优选。更优选的hE(cm)为30≤h≤80，进一步优选为40≤hE≤70。
另外，该烟囱式塔盘的开口率(烟囱状物的开口部的总截面积与包含该开口部总截面积在内的烟囱式塔盘的面积之比)优选在5～40％的范围内。如果该开口率小于5％，则很难长期稳定运行。另外，如果大于40％，则有必要增加烟囱状物的数量，增高烟囱状物，任一者都使设备费用增加。更优选的开口率在10～30％的范围内，进一步优选在15～25％的范围内。
在本发明中，在多级蒸馏塔E的浓缩部(在塔的供给口上部且在塔顶下部的部分)设置1个以上的烟囱式塔盘，从与该积液部的底部连接的侧馏分取出口连续取出液态的高纯度二醇，这是本发明的特征之一。烟囱式塔盘的数目，根据需要，还可以为2个以上，通常用1个实施。设置该烟囱式塔盘的级，可以是浓缩部的任意位置，优选为浓缩部的级的下数第3级以上、浓缩部的级的上数第3级以下的级。更优选为浓缩部的级的下数第4级以上、浓缩部的级的上数第4级以下的级，进一步优选为浓缩部的级的下数第5级以上、浓缩部的级的上数第4级以下的级。
本发明的连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E，优选为各自的回收部和浓缩部具有塔板和/或填料作为内件的蒸馏塔。本发明中所说的内件，是指在蒸馏塔中实际上进行气液接触的部分。作为这样的塔板，优选例如泡罩式塔板、多孔塔板、波纹塔板(ripple tray)、重盘式塔板(ballast tray)、浮阀塔板、逆流塔板、单流式泡罩塔板、超精馏塔板(Superfrac tray)、最大精馏塔板(Maxfrac tray)、双流塔板、栅条塔板(grid plate tray)、栅板塔板(turbogrid plate tray)、斜孔网状塔板(Kitteltray)等，作为填料，优选拉西环(Raschig ring)、勒辛环(Lessing ring)、鲍尔环、贝尔鞍环(Berl Saddle)、矩鞍环(Intalox saddle)、狄克松填料、金属网鞍形填料(McMahon packing)、Heli-Pak等的不规整填料、Mellapak、Gempak、Techno-pack、Flexipac、Sulzer填料、Goodroll填料、Glitschgrid等的规整填料。还可以使用同时具有塔板部和填充有填料的部分的多级蒸馏塔。另外，本发明中使用的术语“内件的级数nC1、nC2、nE1、nE2”，在塔板的情况下，意味着塔板数，在填料的情况下，意味着理论级数。因此，在同时具有塔板部和填充有填料的部分的连续多级蒸馏塔的情况下，nC1、nC2、nE1、nE2是塔板数与理论级数的合计。
在本发明中，连续多级蒸馏塔C的回收部的内件和浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件分别为塔板和/或填料的情况是优选的。进而发现，回收部的内件为塔板，浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件为塔板和/或规整填料的情况是特别优选的。进而发现，该塔板为具有多孔板部和降液部的多孔塔板的情况下，从机能和设备费用的关系来看，是特别优选的。另外发现，该多孔塔板优选每1m2的该多孔板部的面积，具有100～1000个孔。更优选的孔数是每1m2的该面积，为150～900个，进一步优选为200～800个。另外还发现，该多孔塔板的每个孔的截面积优选为0.5～5cm2。更优选的每个孔的截面积为0.7～4cm2，进一步优选为0.9～3cm2。进而发现，该多孔塔板特别优选为，每1m2面积的该多孔板部，具有100～1000个孔，并且、每个孔的截面积为0.5～5cm2。
连续多级蒸馏塔C的回收部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)优选在2～15％的范围内，更优选在2.5～12％的范围内，进一步优选在3～10％的范围内。另外，连续多级蒸馏塔C的浓缩部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)优选在1.5～12％的范围内，更优选在2～11％的范围内，进一步优选在2.5～10％的范围内。另外，在本发明中，浓缩部中设置的烟囱式塔盘，以级数来计数，其开口率如前所述，与多孔塔板的开口率不同。
可知，通过对连续多级蒸馏塔C附加上述条件，更容易实现本发明的课题。
在本发明中，连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的内件分别为塔板的情况是特别优选的。进而发现，该塔板为具有多孔板部和降液部的多孔塔板的情况下，从机能和设备费用的关系来看，是特别优异的。另外发现，该多孔塔板优选每1m2的该多孔板部的面积，具有150～1200个孔。更优选的孔数是每1m2的该面积，为200～1100个，进一步优选为250～1000个。另外还发现，该多孔塔板的每个孔的截面积优选为0.5～5cm2。更优选的每个孔的截面积为0.7～4cm2，进一步优选0.9～3cm2。进而发现，该多孔塔板特别优选为，每1m2面积的该多孔板部，具有150～1200个孔，并且、每个孔的截面积为0.5～5cm2。
连续多级蒸馏塔E的回收部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)优选在3～25％的范围内，更优选在3.5～22％的范围内，进一步优选4～20％的范围内。另外，连续多级蒸馏塔E的浓缩部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)优选在2～20％的范围内，更优选在3～15％的范围内，进一步优选在3.5～13％的范围内。另外，在本发明中，浓缩部中设置的烟囱式塔盘，以级数来计数，其开口率如前所述，与多孔塔板的开口率不同。
可知，通过对连续多级蒸馏塔E附加上述条件，更容易实现本发明的课题。另外，在本发明中，求出开口率所必须的该塔板的面积，包括塔板的孔、开口部的截面积的合计。
在本发明中，连续多级蒸馏塔A内通过反应蒸馏生成的碳酸二烷基酯，作为与通常过剩使用、未反应而残留的脂肪族一元醇的低沸点反应混合物(AT)，由塔上部以气态连续取出。另外，含有生成的二醇类的高沸点反应混合物(AB)，由塔下部以液态连续取出。以二醇为主成分的该高沸点反应混合物(AB)中，通常含有残存的脂肪族一元醇10～45质量％、微量的碳酸二烷基酯、非常少量(通常、0.2质量％以下)的未反应环状碳酸酯、少量(通常、0.4质量％以下)的沸点比二醇低的副产物(2-烷氧基乙醇等)和包括催化剂的少量(通常、0.4质量％以下)的沸点比二醇高的副产物(二亚烷基二醇等)。
因此，在工序(II)中，连续多级蒸馏塔C内连续供给的该高沸点反应混合物(AB)中的沸点比二醇低的物质(脂肪族一元醇、微量的碳酸二烷基酯和副生CO2、低沸点副产物)和少量的二醇，作为塔顶成分(CT)和/或侧馏分成分(CS)被连续取出，含有催化剂和少量的高沸点副产物的二醇类作为塔底成分(CB)被连续取出。在本发明中，该塔底成分(CB)中的二醇的浓度通常为95质量％以上，优选97质量％以上，进一步优选98质量％以上。
另外，在本发明的方法中，连续多级蒸馏塔C中供给的非常少量(通常0.2质量％以下)的未反应环状碳酸酯，与该蒸馏塔C内大量存在的二醇反应，可以形成二亚烷基二醇，容易使未反应环状碳酸酯的存在量实质上为0，因此在本发明中，通常实质上不存在未反应环状碳酸酯的塔底成分(CB)，可以连续获得。
另外，为了获得通常在二醇中可能含有的极微量的醛的含量进一步减少了的超高纯度二醇、紫外线透射率高的超高纯度二醇，依据专利文献9或10所述的方法，在连续多级蒸馏塔C的下部供给少量的水，也是优选的方法。
工序(II)中进行的连续多级蒸馏塔C的蒸馏条件根据蒸馏塔的内件的形状、级数、供给的高沸点反应混合物(AB)的种类、组成、量、必要的二醇的纯度等而不同，通常优选在塔底温度为150～250℃的范围内的特定温度下进行。更优选的塔底的温度范围为170～230℃，进一步优选的温度范围是190～210℃。塔底压力根据塔内组成和使用的塔底温度而不同，通常在50000～300000Pa的范围内，优选在80000～250000Pa的范围内，更优选为100000～200000Pa。
另外，连续多级蒸馏塔C的回流比优选在0.3～5的范围内，更优选0.5～3的范围内，进一步优选在0.8～2的范围内。
在本发明中，连续多级蒸馏塔C的塔顶成分(CT)中的二醇的含量通常为100ppm以下，优选50ppm以下，更优选10ppm以下，进一步优选5ppm以下。在本发明中，能够使塔顶成分(CT)中的二醇的含量为0。
连续多级蒸馏塔C的侧馏分成分(CS)通常包括脂肪族一元醇、沸点比二醇低的副产物(2-烷氧基乙醇等)、二醇、少量的沸点比二醇高的杂质(二亚烷基二醇等)，其量通常为供给到连续多级蒸馏塔C中的高沸点反应混合物(AB)的4％以下，优选3％以下、更优选2％以下。
另外，在本发明中，容易使侧馏分成分(CS)中的二醇的含量为供给到连续多级蒸馏塔C中的二醇的通常0.5％以下、优选0.4％以下、更优选0.3％以下。
另外，作为连续多级蒸馏塔C的塔底成分(CB)，连续获得含有通常为2％以下、优选1.5％以下、更优选1％以下的沸点比二醇高的副产物(二亚烷基二醇等)和微量的催化剂成分的二醇。作为塔底成分(CB)获得的二醇通常为连续多级蒸馏塔C中供给的二醇的通常99.5％以上、优选99.6％以上、更优选99.7％以上。能够以这样的高回收率获得二醇，是本发明的特征之一。
另外，为了获得通常在二醇中可能含有的极微量的醛的含量进一步减少了的超高纯度二醇、紫外线透射率高的超高纯度二醇，依据专利文献9或10所述的方法，在连续多级蒸馏塔E和/或连续多级蒸馏塔C的下部供给少量的水，也是优选的方法。
工序(III)中进行的连续多级蒸馏塔E的蒸馏条件，根据蒸馏塔的内件的形状、级数、供给的塔底成分(CB)的种类和组成和量、必要的二醇的纯度等而不同，通常优选在塔底温度110～210℃的范围内的特定的温度下进行。更优选的塔底的温度范围为120～190℃，进一步优选的温度范围为130～170℃。塔底压力根据塔内组成和使用的塔底温度而不同，通常在8000～40000Pa的范围内，优选在10000～33000Pa的范围内，更优选为12000～27000Pa。
另外，连续多级蒸馏塔E的回流比优选在6～50的范围内，更优选8～45的范围内，进一步优选10～30的范围内。
在本发明中，连续多级蒸馏塔E的塔顶成分(ET)有少量的二醇(通常为供给的二醇的10质量％以下)，在连续多级蒸馏塔E中供给水的情况下，供给的水的基本全部作为塔顶成分被取出。该塔顶成分(ET)通常被循环至连续多级蒸馏塔C，作为其塔底成分(CB)的一部分，再次被供给到连续多级蒸馏塔E，作为高纯度二醇被回收。另外，连续多级蒸馏塔E的塔底成分(EB)含有含少量的二醇的高沸点副产物和催化剂成分。
连续多级蒸馏塔E的侧馏分成分(ES)通常含有99％以上、优选99.9％以上、更优选99.99％以上的高纯度二醇。即，因为在本发明中，能够容易地使该侧馏分成分(ES)中的沸点比二醇高的杂质(二亚烷基二醇等)为通常1质量％以下、优选0.1质量％以下、更优选0.01质量％以下。另外，在本发明的优选的实施方式中，使用不含卤素的原料、催化剂来实施反应，因此制备的二醇中可以基本不含有卤素。因此，在本发明中，容易制备卤素含量为0.1ppm以下、优选1ppb以下的二醇。
即由于，在本发明中，沸点比二亚烷基二醇等的二醇高的杂质为200ppm以下，卤素含量为0.1ppm以下的高纯度二醇的制备是容易实现的，优选沸点比二亚烷基二醇等的二醇高的杂质为100ppm以下，卤素含量为1ppb以下的高纯度二醇的制备容易实现。
因此，本发明中，反应收率和精制收率高，因此以使用的环状碳酸酯为基准，可以通常97％以上、优选98％以上、更优选99％以上的高收率制备高纯度二醇。
本发明中使用的连续多级蒸馏塔A、C和E的构成材料，主要是碳钢、不锈钢等金属材料，从制备的碳酸二烷基酯和二醇的品质的方面出发，优选不锈钢。
实施例 以下，通过实施例更加具体地说明本发明，但是本发明并不限定于以下的实施例。另外，卤素通过离子色谱测定。
实施例1 作为连续多级蒸馏塔C，使用图1所示那样的LC1＝1100cm、DC1＝110cm、LC1/DC1＝10、nC1＝10、LC2＝3000cm、DC2＝110cm、LC2/DC2＝27.3、nC2＝60的连续多级蒸馏塔。另外，塔底部到约500cm为止的区间，具有200cm的大内径(DC3)，该部分设置有8级具有降液部并且堰(高度、10cm)为折流板的折流塔板K。该折流塔板K的最上级的塔板设置成能从其下部连续取出一部分液体，取出的液体用再沸器加热后、供给到该级的上部。另外，在浓缩部中，在上部填充有理论级数52级的Mellapak，其下部设置有1级烟囱式塔盘，更下部设置有8级塔板。在该实施例中，作为回收部的内件，使用多孔塔板，作为浓缩部的塔板，使用多孔塔板。这些多孔塔板的每个孔的截面积＝约1.3cm2。回收部中的多孔塔板的孔数在约250～300个/m2的范围内，开口率在3～4％的范围内。另外，浓缩部中的多孔塔板的孔数在约150～300个/m2的范围内，开口率在2.8～3.6％的范围内。烟囱式塔盘设置有4个烟囱状物，各烟囱状物的SC＝约500cm2、hC＝25cm，其开口率在18～25％的范围内。该烟囱式塔盘具有降液部，堰的高度为10cm。
另外，作为连续多级蒸馏塔E，使用图2所示那样的LE1＝850cm、DE1＝160cm、LE1/DE1＝5.3、nE1＝8、LE2＝1000cm、DE2＝200cm、LE2/DE2＝5、nE2＝11、在浓缩部的级的上数第5级处设置有1级烟囱式塔盘的连续多级蒸馏塔E。在该实施例中，作为除了烟囱式塔盘之外的内件，在回收部、浓缩部都使用多孔塔板(每个孔的截面积＝约1.3cm2)。回收部中的多孔塔板的孔数在约300～370个/m2的范围内，开口率在4～5％的范围内。另外，浓缩部中的多孔塔板的孔数在约300～450个/m2的范围内，开口率在3～4％的范围内。烟囱式塔盘具有12个烟囱状物，各烟囱状物的SE＝约500cm2、hE＝55cm，其开口率在15～20％的范围内。该烟囱式塔盘具有降液部，堰的高度为40cm。
将含有碳酸亚乙酯(EC)和甲醇(MeOH)的原料(摩尔比:MeOH/EC＝8.4)和催化剂(KOH在乙二醇中进行加热脱水处理后的物质:作为K浓度，相对于EC为0.1质量％)连续供给到连续多级蒸馏塔A中，进行反应蒸馏，由此以3.205吨/小时连续取出塔底成分(AB)。碳酸亚乙酯的反应率为100％、乙二醇的选择率为99.8％。含有甲醇0.99吨/小时、碳酸二甲基酯0.001吨/小时、2-甲氧基乙醇0.009吨/小时、乙二醇2.186吨/小时、二甘醇和催化剂成分0.019吨/小时的该塔底成分(AB)，如图3所示那样，由引入口1被连续供给到连续多级蒸馏塔C中。该引入口1设置在连续多级蒸馏塔C的下数第10级和第11级的塔板之间。与此不同，经过连续多级蒸馏塔C的塔底部的再沸器，连续供给连续多级蒸馏塔E的塔顶成分(ET)0.155吨/小时(乙二醇0.137吨/小时、水0.019吨/小时)。
连续多级蒸馏塔C以塔底温度约200℃、塔顶压力约11000Pa、回流比0.9连续运行。另外，塔底液面水平维持在该多孔塔板K的最下级的塔板之下。
作为连续多级蒸馏塔C的塔顶成分(CT)，连续取出甲醇0.968吨/小时、碳酸二甲基酯0.001吨/小时、水0.019吨/小时，作为侧馏分成分(CS)，连续取出甲醇0.022吨/小时、2-甲氧基乙醇0.0093吨/小时、乙二醇0.003吨/小时，作为塔底成分(CB)，连续取出乙二醇2.32吨/小时、二甘醇、催化剂成分和高沸点副产物0.019吨/小时。
塔底成分(CB)中的乙二醇的浓度为99.1质量％。另外，连续多级蒸馏塔C中供给的乙二醇的99.82％作为塔底成分(CB)被回收。
该塔底成分(CB)2.339吨/小时，从下数第8级和第9级之间设置的引入口1，被连续供给到连续多级蒸馏塔E中。从连续多级蒸馏塔E的塔底部的引入口5、经过再沸器7，供给氧浓度为10ppm以下的水0.019吨/小时。连续多级蒸馏塔E，在塔底温度约149℃、塔底压力约14600Pa、回流比11的条件下连续运行。
24小时后可以实现稳定的恒稳运行。从连续多级蒸馏塔E的塔顶部2，以0.155吨/小时连续取出的塔顶成分(ET)包括乙二醇0.136吨/小时、水0.019吨/小时。该塔顶成分(ET)被循环至连续多级蒸馏塔C。从连续多级蒸馏塔E的塔底部3，以0.04吨/小时连续取出的塔底成分(EB)，包括乙二醇0.02吨/小时、二甘醇、催化剂成分和高沸点副产物0.02吨/小时。从连续多级蒸馏塔E的侧馏分部4，以2.164吨/小时连续取出的侧馏分成分(ES)中的乙二醇的纯度为99.99％以上，二甘醇等的高沸点杂质的含量为10ppm以下，卤素为检测限之外，为1ppb以下。
以碳酸亚乙酯为基准的高纯度乙二醇的收率为98.6％。
在该条件下进行长期连续运行。500小时后、2000小时后、4000小时后、5000小时后、6000小时后的每小时的乙二醇的制备量为2.162吨、2.162吨、2.162吨、2.162吨、2.162吨，非常稳定。乙二醇的纯度都为99.99％以上，卤素含量为检测限之外，为1ppb以下。另外，用专利文献15的方法测定的醛的含量为0.2ppm以下，220nm的紫外线透射率为90％。
实施例2 使用与实施例1相同的连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E，用同样的方法制备高纯度乙二醇。
将含有碳酸亚乙酯(3.565吨/小时)和甲醇(摩尔比MeOH/EC＝8)的原料和催化剂(KOH在乙二醇中加热脱水处理后的物质，作为K浓度，相对于EC为0.1质量％)连续供给到连续多级蒸馏塔A中，进行反应蒸馏，由此以与实施例1同样的反应成绩制备碳酸二甲基酯和乙二醇，连续取出以乙二醇为主成分的塔底成分(AB)。使用与实施例1相同的连续多级蒸馏塔C，用同样的方法进行乙二醇的蒸馏分离。从连续多级蒸馏塔C以2.472吨/小时连续取出的塔底成分(CB)包括乙二醇2.439吨/小时、二甘醇、催化剂成分和高沸点副产物0.033吨/小时。塔底成分(CB)中的乙二醇的浓度为99.1质量％。另外，连续多级蒸馏塔C中供给的乙二醇的99.8％作为塔底成分(CB)被回收。
从连续多级蒸馏塔C连续取出的塔底成分(CB)2.472吨/小时(乙二醇2.439吨/小时、二甘醇、催化剂成分和高沸点副产物0.033吨/小时)，如图3所示那样，从引入口1连续供给到连续多级蒸馏塔E中。
从连续多级蒸馏塔E的塔底部的引入口5，经过再沸器7，供给氧浓度为10ppm以下的水0.022吨/小时。连续多级蒸馏塔E在塔底温度约162℃、塔底压力约17300Pa、回流比12的条件下连续运行。
24小时后可以实现稳定的恒稳运行。从连续多级蒸馏塔E的塔顶部2，以0.192吨/小时连续取出的塔顶成分(ET)包括乙二醇0.17吨/小时、水0.022吨/小时。该塔顶成分(ET)被循环至连续多级蒸馏塔C。从连续多级蒸馏塔E的塔底部3，以0.055吨/小时连续取出的塔底成分(EB)包括乙二醇0.015吨/小时、二甘醇、催化剂成分和高沸点副产物0.04吨/小时。从连续多级蒸馏塔E的侧馏分部4，以2.29吨/小时连续取出的侧馏分成分(ES)中的乙二醇的纯度为99.99％以上，二甘醇等的高沸点杂质的含量为10ppm以下，卤素为检测限之外，为1ppb以下。
以碳酸亚乙酯为基准的高纯度乙二醇的收率为98.5％。
在该条件下进行长期连续运行。1000小时后、2000小时后、3000小时后、5000小时后的每小时的乙二醇的制备量为2.29吨、2.29吨、2.29吨、2.29吨，非常稳定。乙二醇的纯度都为99.99％以上，卤素含量为检测限之外，为1ppb以下。另外，醛含量为0.2ppm以下，220nm的紫外线透射率为90％。
实施例3 作为连续多级蒸馏塔C，使用与实施例1基本相同的蒸馏塔。回收部和浓缩部的多孔塔板的孔数在约550～650个/m2的范围内，开口率在6.5～8.5％的范围内。另外，作为连续多级蒸馏塔E，使用与实施例1基本相同的蒸馏塔。回收部的多孔塔板的孔数在约650～750个/m2的范围内，开口率在8～10％的范围内，浓缩部的多孔塔板的孔数在约500～650个/m2的范围内，开口率在6～8％的范围内。
将含有碳酸亚乙酯(8.20吨/小时)和甲醇(摩尔比MeOH/EC＝9)的原料和催化剂(KOH在乙二醇中加热脱水处理后的物质，作为K浓度，相对于EC为0.1质量％)连续供给到连续多级蒸馏塔A中，进行反应蒸馏，由此以与实施例1相同的反应成绩制备碳酸二甲基酯和乙二醇，连续取出以乙二醇为主成分的塔底成分(AB)。使用连续多级蒸馏塔C，用与实施例1相同的方法进行乙二醇的蒸馏分离。从连续多级蒸馏塔C以5.852吨/小时连续取出的塔底成分(CB)包括乙二醇5.754吨/小时、二甘醇、催化剂成分和高沸点副产物0.098吨/小时。塔底成分(CB)中的乙二醇的浓度为98.3质量％。另外，连续多级蒸馏塔C中供给的乙二醇的99.8％作为塔底成分(CB)被回收。以碳酸亚乙酯为基准的乙二醇的收率为99.6％。
从连续多级蒸馏塔C连续取出的塔底成分(CB)5.852吨/小时(乙二醇5.754吨/小时、二甘醇、催化剂成分和高沸点副产物0.098吨/小时)，如图3所示那样，从引入口1连续供给到连续多级蒸馏塔E中。
从连续多级蒸馏塔E的塔底部的引入口5经过再沸器7，供给氧浓度为10ppm以下的水0.05吨/小时。连续多级蒸馏塔E以塔底温度约160℃、塔底压力约21300Pa、回流比13连续运行。
24小时后可以实现稳定的恒稳运行。从连续多级蒸馏塔E的塔顶部2，以0.45吨/小时连续取出的塔顶成分(ET)包括乙二醇0.4吨/小时、水0.05吨/小时。该塔顶成分(ET)被循环至连续多级蒸馏塔C。从连续多级蒸馏塔E的塔底部3，以0.2吨/小时连续取出的塔底成分(EB)包括乙二醇0.1吨/小时、二甘醇、催化剂成分和高沸点副产物0.1吨/小时。从连续多级蒸馏塔E的侧馏分部4，以5.202吨/小时连续取出的侧馏分成分(ES)中的乙二醇的纯度为99.99％以上，二甘醇等的高沸点杂质的含量为10ppm以下，卤素为检测限之外，为1ppb以下。
以碳酸亚乙酯为基准的高纯度乙二醇的收率为97.6％。
在该条件下进行长期连续运行。500小时后、1000小时后、1500小时后的每小时的乙二醇的制备量为5.202吨、5.202吨、5.202吨，非常稳定。乙二醇的纯度为99.99％以上，卤素含量为检测限之外，为1ppb以下。另外，醛含量为0.2ppm以下，220nm的紫外线透射率为90％。
工业可利用性 根据本发明发现，在由环状碳酸酯和脂肪族一元醇以反应蒸馏方式制备的碳酸二烷基酯和二醇类中，纯度为97％以上、优选99％以上、进一步优选99.9％以上、含有二亚烷基二醇的高沸点杂质优选为200ppm以下、更优选100ppm以下、进一步优选10ppm以下、卤素含量优选为0.1ppm以下、更优选1ppb以下的高纯度二醇，能够以每小时1吨以上、优选每小时2吨以上、进一步优选每小时3吨以上的工业规模、以1000小时以上、优选3000小时以上、进一步优选5000小时以上的长期、稳定地以高收率获得。该高纯度二醇例如高纯度乙二醇，比用现有的制法(环氧乙烷的水合法)工业制备的乙二醇具有更高纯度，作为高品质的聚酯(例如、PET纤维、PET树脂)的原料，是有用的。
图1是显示实施本发明所优选的连续多级蒸馏塔C的例子的概略图。在主体部内部，作为内件在回收部设置有nC1级的塔板，在浓缩部在下部设置有塔板，在上部设置有规整填料(合计级数nC2级)，在引入口1上部的浓缩部中设置有1级烟囱式塔盘(在本图中，省略烟囱式塔盘以外的回收部和浓缩部的塔板)。另外，塔下部的塔径(DC3)比回收部的塔径(DC1)大，在内部设置有塔板K(nC3级)。
图2是显示实施本发明所优选的连续多级蒸馏塔E的例子的概略图。在主体部内部，作为内件在回收部、浓缩部分别设置nE1级和nE2级的塔板(本图中，省略烟囱式塔盘以外的塔板)，在引入口1上部的浓缩部设置有1级烟囱式塔盘。
图3是显示实施本发明所优选的连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E的连接例的本发明涉及的蒸馏塔装置的概略图。
各图中使用的符号的说明如下。
(图1)1:引入口、2:塔顶成分(CT)取出口、3:塔底成分(CB)取出口、4:侧馏分成分(CS)取出口、5:内件(填料)、6:热交换器、7:再沸器、8:回流液引入口、9:烟囱式塔盘、hC:烟囱式塔盘的开口部到烟囱状物的气体出口为止的高度(cm)、LC1:连续多级蒸馏塔C的回收部的长度(cm)、LC2:连续多级蒸馏塔C的浓缩部的长度(cm)、DC1:连续多级蒸馏塔C的回收部的内径(cm)、DC2:连续多级蒸馏塔C的浓缩部的内径(cm)、DC3:连续多级蒸馏塔C的塔下部的内径(cm)、K:塔板 (图2)1:引入口、2:塔顶成分(ET)取出口、3:塔底成分(EB)取出口、4:侧馏分成分(ES)取出口、5:引入口、6:热交换器、7:再沸器、8:回流液引入口、9:烟囱式塔盘、hE:从烟囱式塔盘的开口部到烟囱状物的气体出口为止的高度(cm)、LE1:连续多级蒸馏塔E的回收部的长度(cm)、LE2:连续多级蒸馏塔E的浓缩部的长度(cm)、DE1:连续多级蒸馏塔E的回收部的内径(cm)、DE2:连续多级蒸馏塔E的浓缩部的内径(cm)。
权利要求
1.一种高纯度二醇的工业制备方法，其特征在于，以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料，通过进行下述工序(I)、工序(II)和工序(III)来制备高纯度二醇，其中，
工序(I)是将该原料连续供给到存在催化剂的连续多级蒸馏塔A内，在该蒸馏塔A内进行反应蒸馏，将含有生成的碳酸二烷基酯和该脂肪族一元醇的低沸点反应混合物(AT)从蒸馏塔A的上部以气态连续取出，将含有生成的二醇类的高沸点反应混合物(AB)从蒸馏塔A的下部以液态连续取出的工序，
工序(II)是将该高沸点反应混合物(AB)连续供给到连续多级蒸馏塔C中，将该高沸点反应混合物(AB)中含有的沸点比二醇低的物质作为塔顶成分(CT)和/或侧馏分成分(CS)连续取出，将以二醇为主成分的塔底成分(CB)从蒸馏塔C的下部连续取出的工序，
工序(III)是将该塔底成分(CB)连续供给到连续多级蒸馏塔E中，从该连续多级蒸馏塔E的侧馏分取出口、作为侧馏分成分(ES)连续取出高纯度二醇的工序，
其中，
该连续多级蒸馏塔C是满足下述(a)～(c)的连续多级蒸馏塔，
(a)该连续多级蒸馏塔C具备满足下述式(1)～(9)的回收部和浓缩部，所述回收部、其长度为LC1(cm)、其内径为DC1(cm)、在其内部具有级数nC1的内件，所述浓缩部、其长度为LC2(cm)、其内径为DC2(cm)、在其内部具有级数nC2的内件，
300≤LC1≤3000 式(1)
50≤DC1≤700式(2)
3≤LC1/DC1≤30 式(3)
3≤nC1≤30 式(4)
1000≤LC2≤5000 式(5)
50≤DC2≤500 式(6)
10≤LC2/DC2≤50式(7)
20≤nC2≤100 式(8)
DC2≤DC1 式(9)
(b)在该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中，作为内件设置有1个以上的烟囱式塔盘，在该烟囱式塔盘中设置有1个以上的具有满足式(10)的截面积SC(cm2)的开口部的烟囱状物，
200≤SC≤1000式(10)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口为止的高度hC(cm)满足式(11)，
10≤hC≤80式(11)
(c)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔盘的积液部连接，
该连续多级蒸馏塔E是满足下述(d)～(f)的连续多级蒸馏塔，
(d)该连续多级蒸馏塔E具备满足下述式(12)～(20)的回收部和浓缩部，所述回收部、其长度为LE1(cm)、内径为DE1(cm)、在其内部具有级数nE1的内件，所述浓缩部、其长度为LE2(cm)、内径为DE2(cm)、在其内部具有级数nE2的内件，
400≤LE1≤3000 式(12)
50≤DE1≤700式(13)
2≤LE1/DE1≤50 式(14)
3≤nE1≤30 式(15)
600≤LE2≤4000 式(16)
100≤DE2≤1000 式(17)
2≤LE2/DE2≤30 式(18)
5≤nE2≤50 式(19)
DE1≤DE2式(20)
(e)在该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中，作为内件设置有1个以上的烟囱式塔盘，该烟囱式塔盘设置有2个以上的具有满足式(21)的截面积SE(cm2)的开口部的烟囱状物，
50≤SE≤2000 式(21)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口为止的高度hE(cm)满足式(22)，
20≤hE≤100 式(22)
(f)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔盘的积液部连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，高纯度二醇的制备量是每小时1吨以上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在该连续多级蒸馏塔C的塔下部的回收部最下部的内件的下部，进而设置多个(nC3级)塔板K，从该塔板K的最上级连续取出一部分液体，在再沸器中赋予蒸馏所必须的热量后，将该被加热了的液体从设置在回收部最下部的内件与该最上级塔板K之间的供给口返回到蒸馏塔C中，将剩余的液体依次供给到下部的塔板。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该塔板K是折流塔板。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的该塔板K存在处的塔的内径(DC3)为DC1≤DC3。
6.根据权利要求3～5的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的LC1、DC1、LC1/DC1、nC1、LC2、DC2、LC2/DC2、nC2、nC3分别为500≤LC1≤2000、70≤DC1≤500、5≤LC1/DC1≤20、5≤nC1≤20、1500≤LC2≤4000、70≤DC2≤400、15≤LC2/DC2≤40、30≤nC2≤90、3≤nC3≤20。
7.根据权利要求1～6的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件和浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件分别是塔板和/或填料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件为塔板，浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件为塔板和/或规整填料。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，该塔板为多孔塔板。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该多孔塔板的每1平方米面积的多孔板部具有100～1000个孔，并且，每个孔的截面积为0.5～5cm2。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)在2～15％的范围内。
12.根据权利要求9～11的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)在1.5～12％的范围内。
13.根据权利要求1～12的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔盘的开口率(烟囱状物的开口部的总截面积与包含该开口部总截面积在内的烟囱式塔盘的面积之比)在10～40％的范围内。
14.根据权利要求1～13的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的塔底温度在150～250℃的范围内。
15.根据权利要求1～14的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的塔顶压力在50000～300000Pa的范围内。
16.根据权利要求1～15的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回流比在0.3～5的范围内。
17.根据权利要求1～16的任一项所述的方法，其特征在于，该塔顶成分(CT)中的二醇的含量为100ppm以下。
18.根据权利要求1～17的任一项所述的方法，其特征在于，该侧馏分成分(CS)中的二醇的含量为供给到该连续多级蒸馏塔C中的二醇的0.5％以下。
19.根据权利要求1～18的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的LE1、DE1、LE1/DE1、nE1、LE2、DE2、LE2/DE2、nE2分别为500≤LE1≤2000、100≤DE1≤500、3≤LE1/DE1≤20、5≤nE1≤20、700≤LE2≤3000、120≤DE2≤800、3≤LE2/DE2≤20、7≤nE2≤30、DE1<DE2。
20.根据权利要求1～19的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件分别为塔板和/或填料。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件分别为塔板。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，该塔板为多孔塔板。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，该多孔塔板的每1平方米面积的多孔板部具有150～1200个孔，并且，每个孔的截面积为0.5～5cm2。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)在3～25％的范围内。
25.根据权利要求22～24的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)在2～20％的范围内。
26.根据权利要求1～25的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔盘的开口率(烟囱状物的开口部的总截面积与包含该开口部总截面积在内的烟囱式塔盘的面积之比)在5～40％的范围内。
27.根据权利要求1～26的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的塔底温度在110～210℃的范围内。
28.根据权利要求1～27的任一项所述的方法，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回流比在6～100的范围内。
29.根据权利要求1～28的任一项所述的方法，其特征在于，该侧馏分成分(ES)中的二醇的纯度为99％以上。
30.根据权利要求1～29的任一项所述的方法，其特征在于，该侧馏分成分(ES)中的二醇的纯度为99.9％以上。
31.一种高纯度二醇，其特征在于，用权利要求1～30的任一项所述的方法制备，并且二亚烷基二醇等的高沸点杂质为200ppm以下，卤素含量为0.1ppm以下。
32.一种高纯度二醇，其特征在于，用权利要求1～30的任一项所述的方法制备，并且二亚烷基二醇等的高沸点杂质为100ppm以下，卤素含量为1ppb以下。
33.用于制备高纯度二醇的连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E，是用于以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料，通过进行下述工序(I)、工序(II)和工序(III)来制备高纯度二醇的连续多级蒸馏塔C和连续多级蒸馏塔E，其中，
工序(I)是将该原料连续供给到存在催化剂的连续多级蒸馏塔A内，在该蒸馏塔A内进行反应蒸馏，将含有生成的碳酸二烷基酯和该脂肪族一元醇的低沸点反应混合物(AT)从蒸馏塔A的上部以气态连续取出，将含有生成的二醇类的高沸点反应混合物(AB)从蒸馏塔A的下部以液态连续取出的工序，
工序(II)是将该高沸点反应混合物(AB)连续供给到连续多级蒸馏塔C中，将该高沸点反应混合物(AB)中含有的沸点比二醇低的物质作为塔顶成分(CT)和/或侧馏分成分(CS)连续取出，将以二醇为主成分的塔底成分(CB)从蒸馏塔C的下部连续取出的工序，
工序(III)是将该塔底成分(CB)连续供给到连续多级蒸馏塔E中，将高纯度二醇作为侧馏分成分(ES)，从该连续多级蒸馏塔E的侧馏分取出口连续取出的工序，
其特征在于，
该连续多级蒸馏塔C是满足下述(a)～(c)的连续多级蒸馏塔，
(a)该连续多级蒸馏塔C具有满足下述式(1)～(9)的回收部和浓缩部，所述回收部、其长度为LC1(cm)、其内径为DC1(cm)、在其内部具有级数nC1的内件，所述浓缩部、其长度为LC2(cm)、其内径为DC2(cm)、在其内部具有级数nC2的内件，
300≤LC1≤3000 式(1)
50≤DC1≤700 式(2)
3≤LC1/DC1≤30 式(3)
3≤nC1≤30 式(4)
1000≤LC2≤5000 式(5)
50≤DC2≤500 式(6)
10≤LC2/DC2≤50 式(7)
20≤nC2≤100 式(8)
DC2≤DC1 式(9)
(b)在该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中，作为内件，设置有1个以上的烟囱式塔盘，在该烟囱式塔盘中设置有1个以上的具有满足式(10)的截面积SC(cm2)的开口部的烟囱状物，
200≤SC≤1000式(10)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口为止的高度hC(cm)满足式(11)，
10≤hC≤80式(11)
(c)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔盘的积液部连接，
该连续多级蒸馏塔E是满足下述(d)～(f)的连续多级蒸馏塔，
(d)该连续多级蒸馏塔E具有满足下述式(12)～(20)的回收部和浓缩部，所述回收部、其长度为LE1(cm)、其内径为DE1(cm)、在其内部具有级数nE1的内件，所述浓缩部、其长度为LE2(cm)、其内径为DE2(cm)、在其内部具有级数nE2的内件，
400≤LE1≤3000 式(12)
50≤DE1≤700 式(13)
2≤LE1/DE1≤50 式(14)
3≤nE1≤30 式(15)
600≤LE2≤4000 式(16)
100≤DE2≤1000 式(17)
2≤LE2/DE2≤30 式(18)
5≤nE2≤50 式(19)
DE1≤DE2 式(20)
(e)在该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中，作为内件设置有1个以上的烟囱式塔盘，该烟囱式塔盘设置有2个以上的具有满足式(21)的截面积SE(cm2)的开口部的烟囱状物，
50≤SE≤2000式(21)
并且，从该烟囱状物的该开口部到该烟囱状物的气体出口为止的高度hE(cm)满足式(22)，
20≤hE≤100 式(22)
(f)侧馏分取出口与该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔盘的积液部连接。
34.根据权利要求33所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，在该连续多级蒸馏塔C的塔下部的回收部最下部的内件的下部，进而设置多个(nC3级)的塔板K，从该塔板K的最上级连续取出一部分液体，在再沸器中赋予蒸馏所必须的热量后，将该被加热了的液体从设置在回收部最下部的内件与该最上级塔板K之间的供给口返回到蒸馏塔C，将剩余的液体依次供给到下部的塔板。
35.根据权利要求34所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该塔板K为折流塔板。
36.根据权利要求34或35所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的该塔板K存在处的塔的内径(DC3)为DC1≤DC3。
37.根据权利要求34～36的任一项所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的LC1、DC1、LC1/DC1、nC1、LC2、DC2、LC2/DC2、nC2、nC3分别为500≤LC1≤2000、70≤DC1≤500、5≤LC1/DC1≤20、5≤nC1≤20、1500≤LC2≤4000、70≤DC2≤400、15≤LC2/DC2≤40、30≤nC2≤90、3≤nC3≤20。
38.根据权利要求33～37的任一项所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件和浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件分别为塔板和/或填料。
39.根据权利要求38所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部的内件为塔板，浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件为塔板和/或规整填料。
40.根据权利要求38或39所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该塔板为多孔塔板。
41.根据权利要求40所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该多孔塔板的每1平方米面积的多孔板部具有100～1000个孔，并且，每个孔的截面积为0.5～5cm2。
42.根据权利要求40或41所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的回收部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)在2～15％的范围内。
43.根据权利要求40～42的任一项所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的浓缩部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)在1.5～12％的范围内。
44.根据权利要求33～43的任一项所述的连续多级蒸馏塔C，其特征在于，该连续多级蒸馏塔C的该烟囱式塔盘的开口率(烟囱状物的开口部的总截面积与包含该开口部总截面积在内的烟囱式塔盘的面积之比)在10～40％的范围内。
45.根据权利要求33～44的任一项所述的连续多级蒸馏塔E，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的LE1、DE1、LE1/DE1、nE1、LE2、DE2、LE2/DE2、nE2分别为500≤LE1≤2000、100≤DE1≤500、3≤LE1/DE1≤20、5≤nE1≤20、700≤LE2≤3000、120≤DE2≤800、3≤LE2/DE2≤20、7≤nE2≤30、DE1<DE2。
46.根据权利要求33～45的任一项所述的连续多级蒸馏塔E，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件分别为塔板和/或填料。
47.根据权利要求46所述的连续多级蒸馏塔E，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部和浓缩部的除了烟囱式塔盘以外的内件分别为塔板。
48.根据权利要求47所述的连续多级蒸馏塔E，其特征在于，该塔板为多孔塔板。
49.根据权利要求48所述的连续多级蒸馏塔E，其特征在于，该多孔塔板的每1平方米面积的多孔板部具有150～1200个孔，并且，每个孔的截面积为0.5～5cm2。
50.根据权利要求48或49所述的连续多级蒸馏塔E，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的回收部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)在3～25％的范围内。
51.根据权利要求48～50的任一项所述的连续多级蒸馏塔E，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的浓缩部中的该多孔塔板的开口率(1级塔板的孔的总截面积与该塔板的面积之比)在2～20％的范围内。
52.根据权利要求33～51的任一项所述的连续多级蒸馏塔E，其特征在于，该连续多级蒸馏塔E的该烟囱式塔盘的开口率(烟囱状物的开口部的总截面积与包含该开口部总截面积在内的烟囱式塔盘的面积之比)在5～40％的范围内。
全文摘要
本发明要解决的课题是提供以环状碳酸酯和脂肪族一元醇为原料，工业制备高纯度二醇的具体的装置和方法。具体来说，提高能够以每小时1吨以上、优选2吨以上、更优选3吨以上的量、长期(例如1000小时以上、优选3000小时以上、更优选5000小时以上)稳定地制备高纯度二醇的具体的廉价的工业装置和工业制备方法。根据本发明，通过使用具有特定结构的连续多级蒸馏塔E，从其浓缩部设置的具有特定结构的烟囱式塔盘的下部设置的侧馏分取出口取出液态的成分，可以实现上述课题。
文档编号C07C31/20GK101374790SQ200780003700
公开日2009年2月25日 申请日期2007年1月25日 优先权日2006年1月31日
发明者福冈伸典, 宫地裕纪, 八谷广志, 松崎一彦 申请人:旭化成化学株式会社