专利名称：在塔中化学反应和分离混合物的方法
技术领域：
本发明涉及一种在塔中化学反应和分离混合物的改进方法。
已知在用于化学反应和分离混合物的方法中反应和蒸馏在特定情况下可有利地叠加。这种操作模式称为反应蒸馏。这在Ullmann’s Processes andProcess Engineering，第1卷(2004)，第259及随后备页中有描述。优点为在平衡限制的反应的情况下提高转化率和/或提高选择性。另外，可结合两种装置(反应器和蒸馏塔)。总体上节省了能量成本和资本成本。反应蒸馏可用于当使反应产物通过蒸馏分离并且将起始原料推回反应区中时。为此，沸腾行为必须适当，即产物必须为绝对低沸点物或高沸点物，并且起始原料以及形成的次级组分必须为中沸点物。
本方法的缺点为沸腾次序非常适合于仅能在少数系统中使用的方法中。例如如果塔顶产物形成共沸物或难以从起始原料之一中分离，那么起始原料与产物一起从塔顶取出。为了得到纯产物，必须在随后的步骤中使其从起始原料中分离出来并再循环到塔的反应区中，这耗资。
以纯的形式得到产物相对新的方法是用离子液体萃取蒸馏。离子液体时常作为夹带剂的用途可以实现共沸物或沸点相近的混合物的极有效分离。这导致与常规夹带剂相比需要较少离子液体并且/或者塔可用较少理论塔板装配以实现同样的分离性能。由于所需夹带剂总量较少可节约能量成本并且由于高分离因子后处理较好。
WO 02/074718公开了一种液体分离的方法，其中通过萃取精馏的分离通过加入离子液体作为夹带剂而改进。
反应蒸馏或反应与萃取蒸馏的结合的各种起动点可在文献中找到。
在Jimenez and Costa-Lopez(Industrial & Engineering ChemistryResearch(2002)，41(26)，6735-6744)中，邻二甲苯用作夹带剂以在反应塔中在乙酸甲酯与正丁醇的酯交换形成乙酸丁酯和甲醇中打破乙酸甲酯/甲醇共沸物。根据他们自己的信息，此方法不经济。
WO 83/03825描述了通过甲醇与乙酸的酯化制备乙酸甲酯。在此方法中起始原料乙酸同时用作夹带剂。乙酸可用作起始原料和夹带剂是系统的特定重合。
在产物和起始原料或次级组分之间的分离因子仅相对小或存在共沸物的反应或混合物分离的情况下，已知的反应和分离叠加的方法的效果是不足信的。因此，取决于特定目的，仅能得到相对低的纯度、形成非所需的副产物并且在某些情况下必须使用例如以塔中所需理论塔板的数量为证的复杂的分离装置。
我们因此发现一种用于在塔中化学反应和分离混合物的方法，其中在塔中将萃取蒸馏至少部分叠加在反应蒸馏上并且将离子液体作为夹带剂引入塔中。反应蒸馏和萃取蒸馏同时在离子液体作为夹带剂存在下在塔中进行不仅已发现在工艺工程方面可控并且还发现与已知方法相比为有利的可选择的方法。
对本发明而言，离子液体由Wasserscheid and Keim in AngewandteChemie 2000，112，3926-3945中定义。离子液体代表一种新型溶剂。如在提到的出版物中指出的，离子液体为在相对低的温度下熔融并具有非分子、离子特性的盐。它们甚至在小于200℃，优选小于150℃，特别优选小于100℃的相对低的温度下为液体并具有相对低的粘度。它们对于大量有机、无机和聚合物具有非常好的溶解能力。
离子液体的熔点通常低于0℃，某些情况下低至-96℃，这对于萃取精馏的工业实现是重要的。
此外，离子液体通常为不可燃和无腐蚀性的且粘度低并且无可测的蒸气压。
对于本发明而言，离子液体为具有至少一个正电荷和至少一个负电荷但总体为电中性的化合物。
离子液体也可具有多个正电荷或负电荷，例如1-5，优选1-4，特别优选1-3，非常特别优选1-2个正或负电荷，但尤其是具有一个正电荷和一个负电荷。
电荷可存在于分子内的不同固定或非固定区域中，即以似甜菜碱形式，或可存在于单独的阴离子和阳离子上。优选由至少一个阳离子和至少一个阴离子组成的离子液体。阳离子和阴离子可如上所述为单电荷的或多电荷的，但优选单电荷的。
当然，各种离子液体的混合物或常规夹带剂如N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉、乙二醇、丙二醇、二甲基甲酰胺、乙二醇、苯、环己烷、水等与离子液体的混合物也是可能的。
用于本发明目的的离子液体为如下通式的盐[A]n+[Y]n-其中n＝1、2、3或4，或如下通式的混合类型[A1]+[A2]+[Y]2-、[A1]+[A2]+[A3]+[Y]3-或[A1]+[A2]+[A3]+[A4]+[Y]4-其中A1、A2、A3和A4独立地选自对[A]所述的那些，或具有金属阳离子的混合类型[A1]+[A2]+[A3]+[M1]+[Y]4-、[A1]+[A2]+[M1]+[M2]+[Y]4-、[A1]+[M1]+[M2]+[M3]+[Y]4-、[A1]+[A2]+[M1]+[Y]3-、[A1]+[M1]+[M2]+[Y]3-、[A1]+[M1]+[Y]2-、[A1]+[A2]+[M4]2+[Y]4-、[A1]+[M1]+[M4]2+[Y]4-、[A1]+[M5]3+[Y]4-、[A1]+[M4]2+[Y]3-，其中M1、M2、M3为单价金属阳离子，M4为二价金属阳离子，M5为三价金属阳离子。
适合形成离子液体的阳离子[A]n+的化合物例如由DE 102 02 838 A1已知。因此，这类化合物可含有氧、磷、硫或尤其是氮原子，例如至少一个氮原子，优选1-10个氮原子，特别优选1-5个氮原子，非常特别优选1-3个氮原子，尤其是1-2个氮原子。还可存在其它杂原子如氧、硫或磷原子。氮原子为离子液体的阳离子中的正电荷的合适载体，然后质子或烷基可由其平衡转移至阴离子以产生电中性分子。
在离子液体的合成中，阳离子首先通过例如胺或氮杂环的氮原子的季铵化产生。季铵化可通过氮原子的质子化或烷基化进行。取决于所使用的质子化或烷基化试剂，得到具有不同阴离子的盐。在季铵化中不可能直接形成所需阴离子的情况下，这在另外的合成步骤中进行。例如由卤化铵开始，卤化物可与路易斯酸反应形成来自卤化物和路易斯酸的配阴离子。或者作为选择可以用所需阴离子替换卤离子。这可通过加入金属盐并使所形成的金属卤化物沉淀、借助离子交换剂或通过强酸替换卤离子(释放卤化氢)而实现。适合的方法例如在Angew.Chem.2000，112，第3926-3945页以及其中所引用的参考文献中有描述。
借助其使胺或氮杂环中的氮原子季铵化的合适的烷基为C1-C18烷基，优选C1-C10烷基，特别优选C1-C6烷基并且非常特别优选甲基。
优选包含至少一个具有至少一个氮原子以及如果合适的话氧原子或硫原子的五元或六元杂环的化合物；特别优选包含至少一个具有一个、两个或三个氮原子和一个硫原子或氧原子的五元或六元杂环的化合物，非常特别优选具有两个氮原子的化合物。
特别优选分子量低于1000g/mol，非常特别优选低于500g/mol，尤其是低于250g/mol的化合物。
此外，优选选自式(Ia)至(It)的化合物的阳离子
以及其中存在这些结构的低聚物或聚合物，其中取代基和符号具有如下含义R为氢或C1-C18烷基，优选C1-C10烷基，特别优选C1-C6烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基(正戊基)、2-戊基(仲戊基)、3-戊基、2，2-二甲基丙-1-基(新戊基)和正己基，非常特别优选甲基。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9各自相互独立地为氢，C1-C18烷基，可插入一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基的C2-C18烷基，C6-C14芳基，C5-C12环烷基或五元或六元的含氧、氮和/或硫的杂环，其中这些基团中的两个还可一起形成可插入一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基的不饱和、饱和或芳环，其中所述基团各自可额外地由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代。
可由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C1-C18烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、2，4，4-三甲基戊基、癸基、十二烷基、十四烷基、十七烷基、十八烷基、1，1-二甲基丙基、1，1-二甲基丁基、1，1，3，3-四甲基丁基、苄基、1-苯基乙基、2，2-二甲基苄基、二苯甲基、对甲苯基甲基、1-(对丁基苯基)乙基、对氯苄基、2，4-二氯苄基、对甲氧基苄基、间乙氧基苄基、2-氰基乙基、2-氰基丙基、2-甲氧基羰基乙基、2-乙氧基羰基乙基、2-丁氧基羰基丙基、1，2-二(甲氧基羰基)乙基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-丁氧基乙基、二乙氧基甲基、二乙氧基乙基、1，3-二氧戊环-2-基、1，3-二烷-2-基、2-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、2-异丙氧基乙基、2-丁氧基丙基、2-辛氧基乙基、氯甲基、三氯甲基、三氟甲基、1，1-二甲基-2-氯乙基、2-甲氧基异丙基、2-乙氧基乙基、丁硫基甲基、2-十二烷硫基乙基、2-苯硫基乙基、2，2，2-三氟乙基、2-羟基乙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、4-羟基丁基、6-羟基己基、2-氨基乙基、2-氨基丙基、4-氨基丁基、6-氨基己基、2-甲基氨基乙基、2-甲基氨基丙基、3-甲基氨基丙基、4-甲基氨基丁基、6-甲基氨基己基、2-二甲基氨基乙基、2-二甲基氨基丙基、3-二甲基氨基丙基、4-二甲基氨基丁基、6-二甲基氨基己基、2-羟基-2，2-二甲基乙基、2-苯氧基乙基、2-苯氧基丙基、3-苯氧基丙基、4-苯氧基丁基、6-苯氧基己基、2-甲氧基乙基、2-甲氧基丙基、3-甲氧基丙基、4-甲氧基丁基、6-甲氧基己基、2-乙氧基乙基、2-乙氧基丙基、3-乙氧基丙基、4-乙氧基丁基或6-乙氧基己基。
可插入一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基的C2-C18烷基例如为5-羟基-3-氧杂戊基、8-羟基-3，6-二氧杂辛基、11-羟基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-羟基-4-氧杂庚基、11-羟基-4，8-二氧杂十一烷基、15-羟基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-羟基-5-氧杂壬基、14-羟基-5，10-氧杂十四烷基、5-甲氧基-3-氧杂戊基、8-甲氧基-3，6-二氧杂辛基、11-甲氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-甲氧基-4-氧杂庚基、11-甲氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-甲氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-甲氧基-5-氧杂壬基、14-甲氧基-5，10-氧杂十四烷基、5-乙氧基-3-氧杂戊基、8-乙氧基-3，6-二氧杂辛基、11-乙氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-乙氧基-4-氧杂庚基、11-乙氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-乙氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-乙氧基-5-氧杂壬基或14-乙氧基-5，10-氧杂十四烷基。
如果两个基团形成环，则这些基团可一起形成稠合结构单元例如1，3-亚丙基、1，4-亚丁基、2-氧杂-1，3-亚丙基、1-氧杂-1，3-亚丙基、2-氧杂-1，3-亚丙基、1-氮杂-1，3-亚丙基、1-C1-C4烷基-1-氮杂-1，3-亚丙基、1，4-亚丁-1，3-二烯基、1-氮杂-1，4-亚丁-1，3-二烯基或2-氮杂-1，4-亚丁-1，3-二烯基。
不相邻的氧和/或硫原子和/或亚氨基的数目原则上不受任何限制，或自动地受基团尺寸或环状结构单元尺寸的限制。通常，每个基团不多于5个，优选不多于4个，或非常特别优选不多于3个。此外，通常有至少一个碳原子，优选至少两个碳原子位于任何两个杂原子之间。
取代和未取代的亚氨基例如可为亚氨基、甲基亚氨基、异丙基亚氨基、正丁基亚氨基或叔丁基亚氨基。
对本发明而言，术语“官能团”如下羧基、羧酰胺基、羟基、二(C1-C4烷基)氨基、C1-C4烷氧基羰基、氰基或C1-C4烷氧基。这里，C1-C4烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基。
可由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C6-C14芳基例如为苯基、甲苯基、二甲苯基、α-萘基、β-萘基、4-联苯基、氯苯基、二氯苯基、三氯苯基、二氟苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、异丙基苯基、叔丁基苯基、十二烷基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、乙氧基苯基、己氧基苯基、甲基萘基、异丙基萘基、氯代萘基、乙氧基萘基、2，6-二甲基苯基、2，4，6-三甲基苯基、2，6-二甲氧基苯基、2，6-二氯苯基、4-溴苯基、2-或4-硝基苯基、2，4-或2，6-二硝基苯基、4-二甲基氨基苯基、4-乙酰基苯基、甲氧基乙基苯基或乙氧基甲基苯基。
可由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C5-C12环烷基例如为环戊基、环己基、环辛基、环十二烷基、甲基环戊基、二甲基环戊基、甲基环己基、二甲基环己基、二乙基环己基、丁基环己基、甲氧基环己基、二甲氧基环己基、二乙氧基环己基、丁硫基环己基、氯代环己基、二氯代环己基、二氯代环戊基或饱和或不饱和的双环体系如降冰片烷基或降冰片烯基。
可由适合的基团取代的五元或六元的含氧、氮和/或硫的杂环例如为呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯并唑基、二氧杂环戊烯基、二氧杂环己烯基(dioxyl)、苯并咪唑基、二甲基吡啶基、甲基喹啉基、二甲基吡咯基、甲氧基呋喃基、二甲氧基吡啶基、二氟代吡啶基、甲基噻吩基、异丙基噻吩基或叔丁基噻吩基。
优选R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9各自相互独立地为氢、甲基、乙基、正丁基、2-羟基乙基、2-氰基乙基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(正丁氧基羰基)乙基、二甲基氨基、二乙基氨基或氯。
特别优选的吡啶离子(Ia)为其中基团R1至R5之一为甲基、乙基或氯并且所有其它基团都为氢，或R3为二甲基氨基并且所有其它基团都为氢，或所有基团都为氢，或R2为羧基或羧酰胺基并且所有其它基团都为氢，或R1和R2或R2和R3一起为1，4-亚丁-1，3-二烯基并且所有其它基团都为氢的吡啶离子。
特别优选的哒嗪离子(Ib)为其中基团R1至R4之一为甲基或乙基并且所有其它基团都为氢或所有基团都为氢的哒嗪离子。
特别优选的嘧啶离子(Ic)为其中R2至R4各自为氢或甲基且R1为氢、甲基或乙基，或R2和R4各自为甲基、R3为氢且R1为氢、甲基或乙基的嘧啶离子。
特别优选的吡嗪离子(Id)为其中R1至R4均为甲基或均为氢的吡嗪离子。
特别优选的咪唑离子(Ie)为其中R1相互独立地选自甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正辛基、2-羟基乙基和2-氰基乙基且R2至R4相互独立地选自氢、甲基或乙基的咪唑离子。
特别优选的吡唑离子(If)为其中R1相互独立地选自氢、甲基和乙基，R2、R3和R4选自氢和甲基的吡唑离子。
特别优选的吡唑离子(Ig)或(Ig’)为其中R1相互独立地选自氢、甲基和乙基，R2、R3和R4选自氢和甲基的吡唑离子。
特别优选的吡唑离子(Ih)为其中R1至R4相互独立地选自氢和甲基的吡唑离子。
特别优选的1-吡唑啉离子(Ii)为其中R1至R6相互独立地选自氢和甲基的吡唑啉离子。
特别优选的2-吡唑啉离子(Ij)或(Ij’)为其中相互独立地，R1选自氢、甲基、乙基和苯基且R2至R6选自氢和甲基的2-吡唑啉离子。
特别优选的3-吡唑啉离子(Ik)为其中相互独立地，R1和R2选自氢、甲基、乙基和苯基且R3至R6选自氢和甲基的3-吡唑啉离子。
特别优选的咪唑啉离子(Il)为其中相互独立地，R1和R2选自氢、甲基、乙基、正丁基和苯基，R3和R4选自氢、甲基和乙基并且R5和R6选自氢和甲基的咪唑啉离子。
特别优选的咪唑啉离子(Im)或(Im’)为其中相互独立地，R1和R2选自氢、甲基和乙基并且R3至R6选自氢和甲基的咪唑啉离子。
特别优选的咪唑啉离子(In)或(In’)为其中相互独立地，R1、R2和R3选自氢、甲基和乙基并且R4至R6选自氢和甲基的咪唑啉离子。
特别优选的噻唑离子(Io)或(Io’)或唑离子(Ip)或(Ip’)为其中相互独立地，R1选自氢、甲基、乙基和苯基并且R2和R3选自氢和甲基的噻唑离子或唑离子。
特别优选的1，2，4-三唑离子(Iq)为其中相互独立地，R1和R2选自氢、甲基、乙基和苯基并且R3选自氢、甲基和苯基的1，2，4-三唑离子。
特别优选的1，2，3-三唑离子(Ir)、(Ir’)或(Ir”)为其中相互独立地，R1选自氢、甲基和乙基并且R2和R3选自氢和甲基或R2和R3一起为1，4-亚丁-1，3-二烯基并且所有其它基团都为氢的1，2，3-三唑离子。
特别优选的吡咯烷离子(Is)为其中相互独立地，R1选自氢、甲基、乙基和苯基并且R2至R9选自氢和甲基的吡咯烷离子。
特别优选的咪唑烷离子(It)为其中，相互独立地，R1和R4选自氢、甲基、乙基和苯基，并且R2和R3以及R5至R8选自氢和甲基的咪唑烷离子。
特别优选的喹啉离子(Iu)为其中相互独立地，R和R7选自氢、甲基、乙基、正丁基、苯基、辛基和癸基，以及R1至R6选自氢和甲基的喹啉离子。
在上述杂环阳离子中，优选吡啶离子和咪唑啉离子。
非常特别优选咪唑离子(Ie)，其中R、R1和R2独立地选自氢、甲基、乙基和丁基并且R3和R4各自为氢。
其它合适的阳离子为式(II)的季铵离子NRRaRbRc+(II)和式(III)的季离子PRRaRbRc+(III)。
Ra、Rb和Rc各自相互独立地为C1-C18烷基，可插入一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基的C2-C18烷基，C6-C14芳基、C5-C12环烷基或五元或六元的含氧、氮和/或硫的杂环，或这些基团中的两个一起形成可插入一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基的不饱和的、饱和的环或芳环，其中所述基团各自可由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代，条件是三个基团Ra、Rb和Rc中的至少两个不同且基团Ra、Rb和Rc共具有至少8个，优选至少10个，特别优选至少12个，非常特别优选至少13个碳原子。
其中，R为氢或C1-C18烷基，优选C1-C10烷基，特别优选C1-C6烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基(正戊基)、2-戊基(仲戊基)、3-戊基、2，2-二甲基丙-1-基(新戊基)和正己基，非常特别优选甲基。
优选Ra、Rb和Rc各自相互独立地为C1-C18烷基、C6-C12芳基或C5-C12环烷基，特别优选C1-C18烷基，其中所述基团各自可由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代。
各个基团的实例已在上文给出。
基团Ra、Rb和Rc各自优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基(正戊基)、2-戊基(仲戊基)、3-戊基、2，2-二甲基丙-1-基(新戊基)、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、1，1-二甲基丙基、1，1-二甲基丁基、苄基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、α，α-二甲基苄基、苯基、甲苯基、二甲苯基、α-萘基、β-萘基、环戊基或环己基。
如果基团Ra、Rb和Rc中的两个形成链，则该链例如可为1，4-亚丁基或1，5-亚戊基。
用所述基团R通过季铵化而由其衍生通式(II)的季铵离子的叔胺的实例为二乙基正丁胺、二乙基叔丁胺、二乙基正戊胺、二乙基己胺、二乙基辛胺、二乙基(2-乙基己基)胺、二正丙基丁胺、二正丙基正戊胺、二正丙基己胺、二正丙基辛胺、二正丙基(2-乙基己基)胺、二异丙基乙胺、二异丙基正丙胺、二异丙基丁胺、二异丙基戊胺、二异丙基己胺、二异丙基辛胺、二异丙基(2-乙基己基)胺、二正丁基乙胺、二正丁基正丙胺、二正丁基正戊胺、二正丁基己胺、二正丁基辛胺、二正丁基(2-乙基己基)胺、N-正丁基吡咯烷、N-仲丁基吡咯烷、N-叔丁基吡咯烷、N-正戊基吡咯烷、N，N-二甲基环己胺、N，N-二乙基环己胺、N，N-二正丁基环己胺、N-正丙基哌啶、N-异丙基哌啶、N-正丁基哌啶、N-仲丁基哌啶、N-叔丁基哌啶、N-正戊基哌啶、N-正丁基吗啉、N-仲丁基吗啉、N-叔丁基吗啉、N-正戊基吗啉、N-苄基-N-乙基苯胺、N-苄基-N-正丙基苯胺、N-苄基-N-异丙基苯胺、N-苄基-N-正丁基苯胺、N，N-二甲基对甲苯胺、N，N-二乙基对甲苯胺、N，N-二正丁基对甲苯胺、二乙基苄胺、二正丙基苄胺、二正丁基苄胺、二乙基苯胺、二正丙基苯胺和二正丁基苯胺。
优选的叔胺为二异丙基乙胺、二乙基叔丁胺、二异丙基丁胺、二正丁基正戊胺、N，N-二正丁基环己胺以及衍生于戊基异构体的叔胺。
特别优选的叔胺为二正丁基正戊胺和衍生于戊基异构体的叔胺。具有三个相同基团的另一优选的叔胺为三烯丙基胺。
特别优选的季铵离子为甲基三丁基铵。
其它合适的阳离子为通式(IV)的胍离子 其中R如上所定义，并且基团Ra至Re各自相互独立地为具有1-20个碳原子且可为未取代的或可由1-5个杂原子或官能团插入或取代的含碳有机的、饱和或不饱和的、无环或环状的脂族、芳族或芳脂族(araliphatic)的基团，其中基团Ra和Rc还可相互独立地为氢；或在每种情况下，基团Ra和Rb和/或Rc和Rd相互独立地一起形成具有1-30个碳原子且可为未取代的或可由1-5个杂原子或官能团插入或取代的二价的、含碳有机的、饱和或不饱和的、无环或环状的脂族、芳族或芳脂族的基团，其余基团如上所定义；或基团Rb和Rc一起形成具有1-30个碳原子且可为未取代的或可由1-5个杂原子或官能团插入或取代的二价的、含碳有机的、饱和或不饱和的，无环或环状的脂族、芳族或芳脂族的基团，其余基团如上所定义。另外，基团Ra-Re具有上述对Ra-Rc所定义的含义。
就阴离子而言，原则上可使用所有阴离子。
离子液体的阴离子[Y]n-例如选自·如下式的卤化物和含卤素化合物的离子F-、Cl-、Br-、I-、BF4-、PF6-、AlCl4-、Al2Cl7-、Al3Cl10-、AlBr4-、FeCl4-、BCl4-、SbF6-、AsF6-、ZnCl3-、SnCl3-、CuCl2-、CF3SO3-、(CF3SO2)2N-、CF3CO2-、CCl3CO2-、CN-、SCN-、OCN-·如下通式的硫酸根、亚硫酸根和磺酸根SO42-、HSO4-、SO32-、HSO3-、RaOSO3-、RaSO3-·如下通式的磷酸根PO43-、HPO42-、H2PO4-、RaPO42-、HRaPO4-、RaRbPO4-·如下通式的膦酸根和次膦酸根RaHPO3-、RaRbPO2-、RaRbPO3-·如下通式的亚磷酸根PO33-、HPO32-、H2PO3-、RaPO32-、RaHPO3-、RaRbPO3-·如下通式的亚膦酸根和次亚膦酸根RaRbPO2-、RaHPO2-、RaRbPO-、RaHPO-·如下通式的羧酸离子RaCOO-·如下通式的硼酸根BO33-、HBO32-、H2BO3-、RaRbBO3-、RaHBO3-、RaBO32-、
B(ORa)(ORb)(ORc)(ORd)-、B(HSO4)4-、B(RaSO4)4-·如下通式的硼酸根(boronate)RaBO22-、RaRbBO-·如下通式的碳酸根和碳酸酯离子HCO3-、CO32-、RaCO3-·如下通式的硅酸根和硅酸酯离子SiO44-、HSiO43-、H2SiO42-、H3SiO4-、RaSiO43-、RaRbSiO42-、RaRbRcSiO4-、HRaSiO42-、H2RaSiO4-、HRaRbSiO4-·如下通式的烷基硅烷根或芳基硅烷盐离子RaSiO33-、RaRbSiO22-、RaRbRcSiO-、RaRbRcSiO3-、RaRbRcSiO2-、RaRbSiO32-·如下通式的羧酰亚胺根、二(磺酰基)酰亚胺根和磺酰亚胺根 ·如下通式的烷醇根和芳醇根RaO-·配位金属离子如Fe(CN)63-、Fe(CN)64-、MnO4-、Fe(CO)4-。
其中，Ra、Rb、Rc和Rd各自相互独立地为氢，C1-C18烷基，可插入一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基的C2-C18烷基，C6-C14芳基，C5-C12环烷基或五元或六元的含氧、氮和/或硫的杂环，其中这些基团中的两个可一起形成可插入一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基的不饱和的、饱和的环或芳环，其中所述基团各自可额外地由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代。
其中，可由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C1-C18烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、2，4，4-三甲基戊基、癸基、十二烷基、十四烷基、十七烷基、十八烷基、1，1-二甲基丙基、1，1-二甲基丁基、1，1，3，3-四甲基丁基、苄基、1-苯基乙基、α，α-二甲基苄基、二苯甲基、对甲苯基甲基、1-(对丁基苯基)乙基、对氯苄基、2，4-二氯苄基、对甲氧基苄基、间乙氧基苄基、2-氰基乙基、2-氰基丙基、2-甲氧基羰基乙基、2-乙氧基羰基乙基、2-丁氧基羰基丙基、1，2-二(甲氧基羰基)乙基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-丁氧基乙基、二乙氧基甲基、二乙氧基乙基、1，3-二氧戊环-2-基、1，3-二烷-2-基、2-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、2-异丙氧基乙基、2-丁氧基丙基、2-辛氧基乙基、氯甲基、三氯甲基、三氟甲基、1，1-二甲基-2-氯乙基、2-甲氧基异丙基、2-乙氧基乙基、丁硫基甲基、2-十二烷硫基乙基、2-苯硫基乙基、2，2，2-三氟乙基、2-羟基乙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、4-羟基丁基、6-羟基己基、2-氨基乙基、2-氨基丙基、4-氨基丁基、6-氨基己基、2-甲基氨基乙基、2-甲基氨基丙基、3-甲基氨基丙基、4-甲基氨基丁基、6-甲基氨基己基、2-二甲基氨基乙基、2-二甲基氨基丙基、3-二甲基氨基丙基、4-二甲基氨基丁基、6-二甲基氨基己基、2-羟基-2，2-二甲基乙基、2-苯氧基乙基、2-苯氧基丙基、3-苯氧基丙基、4-苯氧基丁基、6-苯氧基己基、2-甲氧基乙基、2-甲氧基丙基、3-甲氧基丙基、4-甲氧基丁基、6-甲氧基己基、2-乙氧基乙基、2-乙氧基丙基、3-乙氧基丙基、4-乙氧基丁基或6-乙氧基己基。
可插入一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基的C2-C18烷基例如为5-羟基-3-氧杂戊基、8-羟基-3，6-二氧杂辛基、11-羟基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-羟基-4-氧杂庚基、11-羟基-4，8-二氧杂十一烷基、15-羟基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-羟基-5-氧杂壬基、14-羟基-5，10-氧杂十四烷基、5-甲氧基-3-氧杂戊基、8-甲氧基-3，6-二氧杂辛基、11-甲氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-甲氧基-4-氧杂庚基、11-甲氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-甲氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-甲氧基-5-氧杂壬基、14-甲氧基-5，10-氧杂十四烷基、5-乙氧基-3-氧杂戊基、8-乙氧基-3，6-二氧杂辛基、11-乙氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-乙氧基-4-氧杂庚基、11-乙氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-乙氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-乙氧基-5-氧杂壬基或14-乙氧基-5，10-氧杂十四烷基。
如果两个基团形成环，则这些基团可一起形成稠合结构单元例如1，3-亚丙基、1，4-亚丁基、2-氧杂-1，3-亚丙基、1-氧杂-1，3-亚丙基、2-氧杂-1，3-亚丙基、1-氮杂-1，3-亚丙基、1-C1-C4烷基-1-氮杂-1，3-亚丙基、1，4-亚丁-1，3-二烯基、1-氮杂-1，4-亚丁-1，3-二烯基或2-氮杂-1，4-亚丁-1，3-二烯基。
不相邻的氧和/或硫原子和/或亚氨基的数目原则上不受任何限制，或自动地受基团尺寸或环状结构单元尺寸的限制。通常，每个基团不多于5个，优选不多于4个，非常优选不多于3个。此外，通常有至少一个碳原子，优选至少两个碳原子位于两个杂原子之间。
取代和未取代的亚氨基例如可为亚氨基、甲基亚氨基、异丙基亚氨基、正丁基亚氨基或叔丁基亚氨基。
对本发明而言，术语“官能团”如下羧基、羧酰胺基、羟基、二(C1-C4烷基)氨基、C1-C4烷氧基羰基、氰基或C1-C4烷氧基。这里，C1-C4烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基。
可由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C6-C14芳基例如为苯基、甲苯基、二甲苯基、α-萘基、β-萘基、4-联苯基、氯苯基、二氯苯基、三氯苯基、二氟苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、异丙基苯基、叔丁基苯基、十二烷基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、乙氧基苯基、己氧基苯基、甲基萘基、异丙基萘基、氯代萘基、乙氧基萘基、2，6-二甲基苯基、2，4，6-三甲基苯基、2，6-二甲氧基苯基、2，6-二氯苯基、4-溴苯基、2-或4-硝基苯基、2，4-或2，6-二硝基苯基、4-二甲基氨基苯基、4-乙酰基苯基、甲氧基乙基苯基或乙氧基甲基苯基。
可由官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C5-C12环烷基例如为环戊基、环己基、环辛基、环十二烷基、甲基环戊基、二甲基环戊基、甲基环己基、二甲基环己基、二乙基环己基、丁基环己基、甲氧基环己基、二甲氧基环己基、二乙氧基环己基、丁硫基环己基、氯代环己基、二氯代环己基、二氯代环戊基或饱和或不饱和的双环体系如降冰片烷基或降冰片烯基。
五元或六元的含氧、氮和/或硫的杂环例如为呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯并唑基、二氧杂环戊烯基、二氧杂环己烯基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、二甲基吡啶基、甲基喹啉基、二甲基吡咯基、甲氧基呋喃基、二甲氧基吡啶基、二氟代吡啶基、甲基噻吩基、异丙基噻吩基或叔丁基噻吩基。
非常特别优选的阴离子为氯Cl-、乙酸根CH3COO-、三氟醋酸根CF3COO-、三氟甲磺酸根CF3SO3-、硫酸根SO42-、硫酸氢根HSO42-、甲基硫酸根CH3OSO3-、乙基硫酸根C2H5OSO3-、亚硫酸根SO32-、亚硫酸氢根HSO32-、磷酸根PO43-、磷酸氢根HPO42-、磷酸二氢根H2PO4-、碳酸根CO32-、碳酸氢根HCO3-、磺酸根、甲苯磺酸根CH3C6H4SO3-、二(三氟甲磺酸)酰亚胺(CF3SO2)2N-、二氰胺、硫氰酸根、四氰硼酸根、水杨酸根。
特别优选具有取代的咪唑、吡唑、嘧啶、吡咯或膦阳离子作为阳离子的离子液体。
特别优选非腐蚀性且甚至具有钝化作用的离子液体。这些尤其包括具有硫酸根、磷酸根、硼酸根、硅酸根阴离子的离子液体。特别优选在离子液体中的无机盐溶液以及含有金属阳离子并具有改进的温度稳定性的[A1]+[M1]+[Y]2-型离子液体。这种情况下特别优选碱金属和碱土金属和其盐。
本发明方法具有许多优点由于反应和分离叠加在一个塔中，在平衡限制的反应情况下的转化率可通过除去一种或多种产物而提高。取决于环境，完全转化可在这里实现。产物可通过在顶部或底部通过蒸馏取出。如果产物和起始原料或次级组分之间的分离因子小或存在共沸物，发现本发明的方法尤其有利加入适合的离子液体作为夹带剂使分离能够持续改善。
在特别情况下尤其适合的离子液体的选择取决于具体的分离任务的条件可由本领域技术人员决定。本发明方法因此使较纯的产物在塔的顶部取出。此外，转化率由于次级组分和起始原料留在塔中并因此留在反应区中而提高。本发明方法另外的优点是选择性可通过抑制可逆的副反应而改善。这通过将形成的次级组分因其沸腾行为推回反应区内而实现。发现这里尤其有利的是离子液体较常规夹带剂更加选择性分离。由于它们可比较的高分离选择性，可将与常规夹带剂相比较小的大量夹带剂料流引入反应萃取蒸馏中和/或可使塔中理论塔板的数目减少。由于反应或反应蒸馏可与萃取蒸馏一起在一个塔中进行并且不再需要另外的产物流后处理或能使之大大地简单进行，本发明方法在工艺工程方面更简单和更廉价。另外，因其挥发性极低，离子液体部分借助气相不可能排出，因此不再需要
图1中的分离单元1。低蒸气压使夹带剂与底部产物的分离使用与常规萃取蒸馏中必需的第二个蒸馏塔相比操作和资本成本方面有利的各种分离操作进行。本发明方法另外的优点为由于反应焓在塔中用于汽化，可在放热反应的情况下节省汽化能。
除了纯的分离活性离子液体外，还催化活性的离子液体也可适用于本发明方法。酸性或碱性离子液体尤其适用于催化广泛多样的反应(酯化反应、醚化反应、氢化反应)并因此使本方法甚至更有效。离子液体然后充当均湘催化剂并在这种情况下优选在塔的顶部引入。产生其催化效果之后，在底部离开塔并由于它没有蒸气压可在蒸发阶段容易与其他组分分离。
其中离子液体起催化作用和提取剂的方法变化方案尤其有利。其然后促进反应并同时改善分离性能。
萃取蒸馏和反应叠加具有积极效果的尤其适合的反应例如为酯化反应、酯交换反应、醚化反应、氢化反应、脱氢反应、烷化反应等。所有可释放小分子并且由于其高的蒸气压可使小分子在蒸馏塔顶部取出的反应都是适合的。快速进行和其中化学平衡在起始原料一边的反应也适合。
通过酸性或碱性离子液体显示出好的催化性能。酸性离子液体具有酸性阴离子如硫酸氢根或硫酸二氢根，或离子液体的阳离子中的其他酸性基团例如二烷基咪唑离子的烷基上的磺酰基。碱性离子液体(IL)具有碱性阴离子如乙酸根。
在本方法的有利方案中未达到完全的最终纯度的顶部产物由发生反应和萃取蒸馏的第一个塔中取出。使该产物通过第二个蒸馏塔并在这里经受最后的提纯。第二个塔无离子液体。因此在塔的顶部得到低沸共沸物。剩余的副产物与其一起在塔的顶部分离出，并且在底部得到最终产物。在那里，其可作为液体底部产物或作为气态侧流直接取出。为使损耗最小，来自第二个塔的顶部料流可再循环到第一个塔中。在本方法变化方案中，第一个塔上的负荷减少。可因此在反应进行方面更易于优化并且变得控制更为简单。
在下文中，本发明方法借助图通过实例说明。
将起始原料经由发生反应蒸馏和萃取蒸馏的塔的进料管线(4)送入。可安装上游反应器以使反应的转化率接近平衡组成。料流(2)为离子液体(夹带剂)的流入物。反应和顶部产物和底部产物的所需分离在离子液体存在下在单元(3)和(5)中发生。反应和分离可在塔中同时发生或一个在另一个之后发生。料流(6)为底部产物流。分离单元可例如为塔板、规则填料或无规则填料。反应可进行均相催化、多相催化或不进行催化。在多相催化反应的情况下，催化剂存在于单元3和/或5中。在多相催化反应的情况下，催化剂不存在于单元3和5部分中也可以为有利的，即这些部分用作纯粹的分离单元。在均相催化反应的情况下，离子液体本身可以为催化剂。
离子液体作为夹带剂使用的优点是纯离子液体的蒸气压以及因此在与顶部产物的混合物中其分压大约为零。可因此省却分离单元(1)。不是这种情况的仅有情况是当例如在再循环中不能完全分离出的挥发性杂质存在于已送入的离子液体中或当离子液体与常规溶剂的混合物用作夹带剂时。为了将这些与顶部产物分离，可能需要在离子液体的进料点和塔的顶部之间有浓缩段。
本发明方法有利的变化方案通过图2中的实例显示。将进料经由线(21)引入塔(20)中并将离子液体经由线(22)引入。使顶部料流经由线(23)取出。夹带剂作用和取决于反应系统可能的催化作用在塔的塔板上发生。在塔的汽提段，低沸点物(LB)与高沸点物(HB)和离子液体(IL)分离开，以使底部不再存在任何低沸点物。当IL任务是产生大于1.3的选择性时这可由蒸馏领域技术人员通过在汽提段足够数量的理论塔板来实现。由于IL没有蒸气压，底部的气相完全由高沸点物组成。这可作为气体侧流(24)取出。该侧取出和所需装置的设计根据蒸馏的通常规则进行并取决于特殊情况下的具体分离任务。由于IL和HB之间的分离因子无限，一个汽化阶段对于实现高纯度HB来说是足够的。在底部存在或形成其他高沸点杂质或IL和常规溶剂的混合物用作夹带剂的情况下，需要另外的分离单元(侧流塔)。
高沸点产物优选在接近底部的汽提段中作为侧流取出，特别优选从3个最底的理论塔板之一、非常特别优选在最底的理论塔板处直接从底部取出。
侧流最佳量取决于萃取蒸馏底部容许的温度。料流越大，越多的HB由塔的汽提段取出并且越少的HB存在于IL并因此存在于底部。由于IL不具有蒸气压，底部的温度因而升高。这里，必须考虑底部组分的热稳定性和原料的应力能力。目的是得到非常低的HB在IL中的含量而无热损伤。取决于混合物和操作压力，底部容许的温度可为50℃至200℃以上。优选100-200℃。由于常规离子液体的热稳定性，不应超过250℃，优选不超过200℃。底部温度的最优化要考虑的另一方面为能量消耗。随底部温度升高，由于必须加热离子液体并然后在它能够再循环到塔的顶部之前再冷却下来因此使能量消耗也增加。
HB在IL中的含量可通过侧流大大减少。HB在IL中的含量可达到小于10％，优选小于5％，特别优选小于1％，可达到的值取决于塔底部的压力和容许的温度。除高温之外，HB的高蒸气压和低的塔压力对于从IL中除尽HB是有利的。除非另外指出，揭示的浓度为质量即％为重量百分数以及ppm为重量ppm。
如果HB作为液体产物得到，则气体侧流通过额外的冷凝器液化。
底部料流通过线(25)从塔(20)输送。仍存在于该混合物中的另外的高沸点物可在随后的过程步骤如蒸发和/或汽提中分离出来。
本发明方法由于侧流使高沸点物可在来自塔的底部料流中除尽。对于在离子液体富有的在底部得到的待直接再循环到塔顶部作为夹带剂待再使用的料流，该除尽在一些情况下在质量方面可以是足够的。
由于经济原因，应使离子液体循环，即将IL中剩余的HB与前者一起输送到萃取精馏的顶部。在那里，部分HB将进入气相并污染顶部产物(LB)。如果LB的纯度要求适中，则HB在IL中的除尽仅由于气体侧流就足够了并且无需进行IL的另外后处理。在该特别有利的变化方案中，萃取反应蒸馏可在一个塔中进行。与其后进行总要求第二个塔后处理夹带剂的萃取蒸馏的常规反应相比，这意味着方法的明显简化和可观的资本成本节约。
要求较高或在底部料流的高沸点物除尽仍不令人满意的情况下，在该料流再循环到塔中之前为防止顶部产物不希望的污染，该料流另外的后处理为可取的。为此，将已取出的这种底部料流送入蒸发器和/或汽提塔中，其中仍存在的残留高沸点物的浓度进一步降低。这样得到的离子液体随后返回至塔中。本方法变化方案的重大优点为IL的高沸点物含量可通过侧流显著降低并且使得随后残留高沸点物从IL中的除去较为容易。
如果例如在低压下的蒸发器阶段用以将残留的高沸点物从IL中分离出，必须使高沸点物蒸气在该低压下冷凝。如果再循环的IL必须满足高纯度要求，温度必须高并且同时压力必须非常低以使高沸点物从IL中蒸发。然后需要冷凝器中非常低的温度以冷凝高沸点物蒸气并将其压缩至环境压力。通常需要制冷机器以实现定量冷凝。制冷能量比冷却水更昂贵，在侧流的冷凝器中比在低压下在下游蒸发器的冷凝器中冷凝高沸点物更便宜。相似情况适用于通过用惰性蒸气通过汽提从IL中分离高沸点物。该方案也能使IL纯化至非常低的高沸点物含量。高沸点物含量越大，需要的惰性气体越多。如果使高沸点物的损失低，需要大的热交换器面积以从惰性气体冷凝高沸点物并且在这里制冷机器也变得必需了。因此更简单的是将高沸点物与惰性气体一起送至煅烧或如果可能的话将它排到环境(HB＝水)。因此有利的是使高沸点物的主要部分借助于侧流取出并除去在离子液体精提纯中得到的部分高沸点物。
实施例实施例甲醇和硼酸反应-萃取蒸馏以形成硼酸三甲酯和水装置描述实验装置包括具有装在顶部的蒸馏塔(高5m，直径30mm)的玻璃制薄膜式蒸发器。塔包括5个各自具有14个泡罩塔板的玻璃段。塔有规律间隔地装有热电偶，使得温度可在除塔的底部和顶部之外的每第三个或第四个塔板上测量。除温度分布外，塔中的浓度分布可由适合的取样点测定。将进料溶液在来自平衡储罐的质量流量调节下送入。蒸发器具有大约100摩尔的容量并通过自动调温器加热。将在底部排出的料流泵入平衡容器中并从那里进入第二个薄膜式蒸发器(TFE)中。在TFE中，挥发性组分在低压高温下蒸发并在通过低温保持器冷却的下游冷凝器中冷凝。将在TFE底部排出的料流在冷却低至最上面理论塔板温度之后再循环到蒸馏塔最上面理论塔板。将来自蒸馏塔的蒸馏物在通过冷却水冷却的冷凝器中冷凝，收集到收集容器中并从那里作为回流物部分返回到塔中并且部分以规则方式借助平衡排出。所有流入和流出料流以及测量的温度和压力通过过程控制系统连续记录。使装置昼夜不停运转以达到稳定状态。
实验程序将硼酸和甲醇(MeOH)作为进料流送入并在蒸馏塔中反应形成硼酸三甲基酯(TMB)和水。硼酸在储罐中预先溶解在甲醇中。硼酸与甲醇的重量比设定为1∶4。将甲醇过量加到进料中以首先溶解作为固体存在的硼酸(BA)并且其次以确保硼酸完全转化。进料流的流速为220g/h并将该料流引入第35个塔板上。在塔的顶部将离子液体(IL)以500g/h的质量流速引入并向下洗涤MeOH和水。以此打破TMB和MeOH的低沸点共沸物并作为基本上纯的蒸馏物得到TMB。蒸馏物纯度为99.3％TMB。蒸馏物流速为77g/h并且回流速为600g/h。在第二个TFE的顶部，取出140g/h包含73％甲醇和27％水的料流。在此料流中的TMB比例低于0.01％。硼酸在塔中完全反应。提纯IL的薄膜式蒸发器在50毫巴和175℃下操作。蒸馏塔中的压力为1巴。
实施例乙酸乙酯酯交换以形成乙酸甲酯反应方程乙酸乙酯+甲醇<＝>乙酸甲酯+乙醇共沸物乙酸乙酯/乙醇、乙酸甲酯/甲醇ILMIAHSO4-甲基咪唑硫酸氢酯使用同样的装置。将进料以400g/h送入，进料包含27％MeOH和73％乙酸乙酯。原料的温度为71.5℃。将370g/hIL(MIAHSO4)在塔的顶部引入。回流比为1.5。纯度99.9％的乙酸甲酯可以以约247g/h的流速在塔的顶部得到。冷凝器中的温度大约57℃。大约29％乙醇与71％IL的混合物在大约92℃下在塔的底部(第一个薄膜式蒸发器)得到。在第二个薄膜式蒸发器(50毫巴)的顶部153g/h纯度为99.9％的乙醇可从IL中分离出。再循环的IL仍含少量低沸点物(130ppm乙醇、50ppm乙酸乙酯、50ppm甲醇)杂质。第二个薄膜式蒸发器的平均加热温度为165℃。
结果IL打破了乙酸甲酯/甲醇共沸物使得乙酸甲酯可以以纯的形式在顶部得到。同时，它作为酸性IL催化了酯交换。基本上在第二个薄膜式蒸发器底部没有检测到乙酸乙酯。IL使乙醇成为底部高沸点物，使得其能够以蒸气形式经由底部取出。由于可取出两种产物并且将起始原料推回至反应区中，因此反应的平衡强烈地向乙酸甲酯侧移动。转化率接近100％。
权利要求
1.一种在塔中化学反应和分离混合物的方法，其中在该塔中将萃取蒸馏至少部分地叠加在反应蒸馏上以及将离子液体作为夹带剂引入所述塔中。
2.根据权利要求1的方法，其中所述反应和萃取连续地进行以及将至少反应产物之一在反应中通过蒸馏从反应混合物中分离出来。
3.根据权利要求1或2的方法，其中使用对于反应具有催化效果的离子液体。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中将所述离子溶液在塔的顶部引入。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中将高沸点物通过侧取出以蒸气形式从塔中除去。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中离子液体的量的设定使得10-90重量％的IL浓度在浓缩段(夹带剂和进料引入点之间的塔段)中确立。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中使来自塔的顶部产物在第二个塔中经受精提纯蒸馏。
8.根据权利要求7的方法，其中将来自第二个塔的顶部产物返回第一个塔中并将所需产物在第二个塔的底部取出。
9.根据权利要求1-8中任一项所要求的方法在缩合反应中的用途。
10.根据权利要求1-8中任一项所要求的方法在酯化中的用途。
11.根据权利要求1-8中任一项所要求的方法在醚化中的用途。
12.根据权利要求1-8中任一项所要求的方法在氢化或脱氢中的用途。
全文摘要
本发明涉及在塔中化学反应和分离混合物的方法，其中将萃取蒸馏至少部分叠加在反应蒸馏上并且将离子液体作为夹带剂引入塔中。
文档编号B01D3/40GK101065173SQ200580040068
公开日2007年10月31日 申请日期2005年11月21日 优先权日2004年11月24日
发明者Y·A·贝斯特, M·埃格斯曼, H·舍恩马克斯 申请人:巴斯福股份公司