本发明涉及用于在反应塔中进行反应的方法并且特别涉及有效整合与之相关的能量。更特别地，其涉及用于在反应塔中进行酯化反应的方法。
反应塔是其中反应在将(一种或多种)主要产物与(一种或多种)次要产物和/或在一些情形下的反应物分离的同时进行的反应塔。这样的反应塔及它们的用途是已知多年的。这样的反应可以不要求使用催化剂但是一些反应要求使用催化剂。是否要求催化剂和在存在的情况下催化剂是均相还是非均相取决于待进行的反应。反应塔对于在液相中进行可逆反应例如酯化反应是特别有用的。使用反应塔的益处是(一种或多种)主要产物与(一种或多种)次要产物和/或(一种或多种)反应物同时分离驱动了平衡，使得反应可以朝向完全而移动。它们对平衡限制的反应是特别有用的。
在反应塔中进行的方法中，一种反应物通常以蒸气相出现。在该设置中，可以以液相提供该反应物的一些或全部但是其基本上全部在塔内蒸发。该蒸气相反应物不仅起到提供反应物的作用，而且还起到增强反应物的混合，并且从反应混合物中气提轻质次要产物(其驱动液相反应朝向完全)的作用。
在反应塔进行的反应的一个实例描述于us5536856中。在所述方法中，在反应塔中进行酯化，其中存在多个酯化塔板，所述多个酯化塔板的每一者都具有预定的液体塔留量(hold-up)，所述多个酯化塔板的每一者都包含固体酯化催化剂的装料。包含羧酸反应物的液相沿反应塔向下从一个酯化塔板流动到接着的下面一个，与醇蒸气料流的向上流动相反。将相对干燥的醇供应至反应塔底部。从反应塔顶部在蒸气料流中移出酯化的水，而从反应塔的贮槽中移出酯产物。醇蒸气中的一些在塔板上冷凝以与羧酸反应，并且在液体沿塔板向下流动时，其渐进地遇到更干燥的醇并且酯化平衡反应被驱动朝向完全。
因此，在该方法中，醇蒸气料流起到以下作用：提供反应物、提供过量蒸气，用于在各级上混合醇、羧酸和固体催化剂同时还用于在各反应塔板上从酯化反应气提水，由此驱动反应朝向完成。
在us2002/026070中，尽管使用了均相催化剂但是使用了相似方式。在不存在催化剂的情况下进行的相似方法的实施例可见于us4032458中。
尽管这些实例全部涉及酯化反应，但是要理解可以将这样的反应塔可以用于一系列反应。
无论进行什么反应，所要求的蒸气相反应物的量必须足以提供反应物，提供混合反应物所要求的蒸气并且还气提轻质次要产物和/或反应物。因此要理解的是要求比就反应而言的化学计算量要求显著更多的蒸气相反应物。在一些情况下，例如在酯化反应中，多如所要求的蒸气相反应物的化学计算量的两倍或三倍。
从反应塔中移出的(一种或多种)产物可以经受进一步的加工。例如，在反应是酯化的情况下，可以进一步加工在反应塔中生产并且在料流中从塔底部移出的酯，以生产其它产物。在一个实例中，在酯化反应生产马来酸二烷基酯的情况下，回收的马来酸二烷基酯料流可以经受加氢以形成1,4-丁二醇。该进一步反应的实例可见于us4584419、us4751334和wo88/00937中。后续反应的进一步的实例描述于us5157168中，其中将脂肪酸的烷基酯加氢以生产脂肪醇。
尽管蒸气相中过量的第二反应物在反应塔中通常向上流动并且在塔顶料流中移出，但是一些被保留并且在通常为液相的底部料流中移出。在底部料流将经受进一步反应例如上述加氢的情况下，期望的是最小化从底部回收的产物料流中第二反应物的量。
因此，在反应是酯化反应的情况下，期望的是最小化在从反应塔底部回收的料流中及因此在进料至加氢反应的酯中的醇。这是为了最小化下游反应系统被醇污染，否则所述醇可能形成不希望的副产物。作为补充或替代，在传送到这些下游加工单元的过量醇的加工、回收和再循环中可能需要发生成本。在酯具有高沸点的情况下，则要求与通常中等压力蒸汽的换热以最小化来自反应塔底部的酯的醇含量。
要理解的是，在用于生产例如丁二醇或脂肪醇的常规方法中，加氢反应器下游要求一个或多个塔，以蒸馏粗加氢产物来生产高纯度产物。这些塔的每一者一般都具有冷凝器，在所述冷凝器中将来自所述方法的热与冷却水交换。因此，该热基本上被蒸馏系统浪费。
如上所述，在反应塔中可以进行其它方法。在这些方法中，来自反应塔底部的产物可以经受进一步的反应并且因此上述相同的问题在移出过量的反应物的需求和系统中产生的热的损失方面也是适用的。
应该注意的是，反应塔是具有多个级的复杂系统，各级允许组合的蒸馏和反应。个体塔板(其还可以包含催化剂)上的内含物的混合机制和污染要求在反应塔操作中的高程度的稳定性。
与这些反应相关的主要问题是大大过量的轻质反应物例如酯化反应中的醇要求一般蒸汽形式的大量的能量，来蒸发该反应物。常规地，为了反应、气提和混合目的，蒸发(一种或多种)轻质反应物所要求的热是使用常规设施例如作为换热器中的加热介质的蒸汽或热油提供的。尽管这是方便的，但是其具有高能量要求，并且因此具有高成本要求。
此外，对于最小化从反应器底部移出的产物料流中轻质反应物的量的需求要求与通常中等压力蒸汽的换热。这些因素增加了进料至下游方法的酯或其它产物的加工和生产的成本，使得总体方法能量有效性较低。
因此期望的是，提供用于在反应塔中进行反应的方法，所述方法寻求解决并且优选克服这些问题中的一些或全部并且其中通过整合来自系统内的料流和其间的传热而节省能量。
该问题通过以下解决：使用常规地排出至冷却水的废热和/或使用否则会通过与冷却水换热冷凝的低温废蒸汽，从而使形成进至反应塔的蒸气相反应物的轻质反应物蒸发。
因此，根据本发明提供了用于在反应塔中进行反应的方法，所述的方法包括：
以液相将第一反应物提供至反应塔；
使所述的第一反应物与过量的第二反应物接触，使得反应在反应塔内进行以形成低沸点产物和高沸点产物，至少一部分所述的第二反应物以蒸气相提供至反应塔；
从反应塔顶部处或接近反应塔顶部处回收塔顶料流，所述的塔顶料流包含未反应的第二反应物和低沸点产物；和
从反应塔底部处或接近反应塔底部处回收包含高沸点产物的底部料流；
其中以蒸气相蒸发提供至反应塔的第二反应物所要求的热的至少一部分是通过在换热器中与非反应塔内产生的热料流的所述方法内产生的热料流换热提供的。
在一种设置中，蒸发第二反应物所要求的热的主要部分通过在换热器中与方法内产生的热料流换热提供。在一种设置中，至少90％的蒸发第二反应物所要求的热通过在换热器中与方法内产生的热料流换热提供。至少92％，至少95％，至少97％，至少99％可以通过在换热器中与方法内产生的热料流换热提供。在进一步的设置中，通过该方式提供基本上全部的所要求的热。
要理解的是对“高沸点产物”和“低沸点产物”的引述表明的是它们的相对沸点而不是具体沸点。因此，高沸点产物具有比低沸点产物更高的沸点。
因此，蒸发第二反应物所要求的热的至少一部分不是通过外部热源提供的。因此，方法的外部能量要求降低。要理解的是可以要求外部热在启动时蒸发第二反应物。然而，一旦反应进行，至少一部分的所要求的热将从方法内提供。
本发明的方法的益处是利用了方法内产生并且常规地由于排出至冷却水而损失或需要用冷却水冷凝的热，由此消除了对用于该除热的设置的要求。使用方法内产生的该热改善了总体方法的经济性。此外，因为相比于常规方法要求更少的冷却水来处理热料流，还是实现了环境优点。
可以将来自方法内的任何适合的一个或多个热源(除了反应塔内产生的热料流)用于蒸发第二反应物。在该关联中，要理解的是，其内产生热料流的方法包括作为整体的方法，并且因此将包括处理从反应塔例如分离系统和进一步的反应回收的料流。‘热料流’将处在任何适合的温度下，条件是其所处的温度足以允许发生第二反应物的蒸发。
常规地，利用这些热源通常不会被认为是可能的，因为会预期它们不会满足反应塔的稳定性要求。常规地，由于与在热料流所源自的方法部分中的设备操作相关的问题，通常会预期用于本发明的热源会对长时滞和扰动敏感。然而，与该常规观点相反，已经发现这样的热料流确实满足了反应塔的稳定性要求。事实上，在一些情形下，已经令人惊奇地发现使用来自方法内的热源可以增强操作的稳定性。
事实上，不希望受限于任何理论，据信在使用常规蒸汽加热运行用于反应塔的再沸器时，由于所涉及的流体的相对挥发性的差异，可能在反应塔中发生压力循环。在高蒸汽速率下，可能出现第二反应物非常快速地沸腾并且使得更重质的产物物质落在后面的情形。因为其不在所关注的温度下沸腾，在再沸器中获得了比所要求的低得多的密度差异，并且工艺流变慢。该变慢使得第二反应物再次累积。然后其蒸发。存在的第二反应物的量的该降低和后续的增加导致常规系统中的压力循环。
相反，在本发明的方法中，通过整合热料流，提供了蒸发的第二反应物的更稳定的供应，将反应塔再沸器(在存在的情况下)用于提供精细调节和/或备用控制调整，其导致了优良的塔稳定性。
以蒸气相将至少一部分第二反应物料流提供至反应塔。通常，以蒸气相将第二反应物料流的主要量提供至反应塔。在一种设置中，以蒸气相将第二反应物料流的全部提供至反应塔。在该设置中，作为液体进料至反应塔的部分通常在反应塔内蒸发。
反应塔内的蒸发通常提供在反应塔再沸器内。再沸器的存在使得蒸发能够在启动时发生并且提供额外水平的反应塔蒸气流动并且使得能够进行温度控制。
第二反应物料流可以是从塔顶料流回收的未反应的第二反应物，任选伴随补充的第二反应物。在一种设置中，可以将该回收的第二反应物的一些或全部进料至热回收单元以蒸发，将剩余部分作为液体进料至反应塔。再一次，作为液体进料至反应塔的部分通常在反应塔内蒸发。
可以将来自方法内的任何适合的热料流用于蒸发第二反应物。在一种设置中，蒸发第二反应物所要求的热是通过与从蒸馏塔回收的热料流换热提供的。可以使用任何蒸馏塔。蒸馏塔可以是用于纯化产物的蒸馏塔。从蒸馏塔回收的热料流可以是任何料流。因此，其可以是塔顶蒸气料流，或在一种替代的设置中，其可以是内部塔蒸气料流。
在从蒸馏塔回收的热料流是蒸气形式的情况下，其通常在换热器中冷凝。
在一种设置中，热料流可以是热液体料流。液体料流可以通过将液体料流在一个或多个填充床上循环产生，所述填充床可以位于蒸馏塔顶部处或接近蒸馏塔顶部处。在该设置中，循环的液体充当了用于蒸馏塔的直接接触冷凝器，或部分冷凝器。
在一种设置中，蒸馏塔可以为用于分离直接从反应塔回收或经历了一个或多个后续反应的底部料流中的高沸点产物的蒸馏塔。对于‘后续反应’，我们意为底部料流可以在从反应塔回收之后在将其传送至换热器以提供热来蒸发第二反应物之前处理。
第二反应物的蒸发可以通过以下发生：在与从蒸馏塔回收的蒸气料流的换热中传送包含第二反应物的料流，所述蒸馏塔中分离可以任选经受了一个或多个后续反应的底部料流中的产物，使得塔顶料流中的第二反应物蒸发并且底部料流冷却，蒸发的第二反应物提供至反应塔。
因此，在该设置中，来自用于分离从塔反应器回收的底部产物的蒸馏塔的蒸气料流提供热以蒸发第二反应物。因此，例如，在第二反应物是烷醇例如甲醇的情况下，因为其具有低沸点，其可以在相对低温下蒸发并且可以利用来自工艺料流的热，否则所述工艺料流一般会被冷却水冷却和冷凝。
用于蒸发第二反应物的换热器可以是蒸馏塔上唯一的除热单元。然而，在一种设置中，其可以是多个除热单元中的一个。因此，在一种设置中，第二除热单元和如果存在的后续的除热单元，可以用于生成蒸汽。在一种替代的设置中，可以将多个除热单元用于在不同的温度和/或压力下蒸发第二反应物以最大化来自蒸馏塔塔顶料流的热的利用。在该设置中，可以将不同温度和/或压力下的第二反应物进料到反应塔中的不同位置。因此，尽管通常在反应塔底部处或接近反应塔底部处提供蒸发的第二反应物的一个料流，其它料流可以任选进料至反应塔部分上面的位置，以与第二反应物升高的压力整合。
该设置，通过将第二反应物进料至反应塔内的恰当的位置使得适用不同纯度的第二反应物料流。
作为补充或替代，第二反应物的蒸发可以通过在与从蒸馏塔移出的热产物取出料流的换热中传送包含第二反应物的料流而发生，所述蒸馏塔用于分离从反应塔直接回收或经历了一个或多个后续反应的底部料流中的高沸点产物。
作为补充或替代，第二反应物的蒸发可以通过在与在大气压下或在接近大气压下从废冷凝物料流闪蒸的蒸汽的换热中传送包含第二反应物的料流而发生。要理解的是，方法包括各种换热器，例如塔再沸器，并且来自该冷凝物或由冷凝物产生的闪蒸蒸汽通常被浪费。尽管在常规系统中，这不会具有作为加热介质的用途，但是其可以用于本发明，来蒸发随后进料至塔反应器的第二反应物。
本发明的方法可以包括一个热料流，用于蒸发第二反应物的全部。替代地，可以使用多个热料流。这些热料流可以组合并且进料至同一换热器或可以使用两个或更多个单独的换热器。在存在两个或更多个单独的交换器的情况下，它们可以以串联放置，使得后续换热器提供与热料流的进一步接触。这可以使得能够蒸发额外的第二反应物。因此，换热器可以是级联的，使得在一个交换器中未蒸发的泡点液体送至另一交换器，用于进一步产生蒸气。
替代地，两个或更多个单独的换热器可以配置在单独的第二反应物料流。这些可以以并联设置或可以位于方法的单独部分中。这提供了这样的优点：允许操作泡点温度和因此与冷凝工艺流体的温差(temperatureapproach)。
用于使得能够将从回收自蒸馏塔的蒸气回收的热用于蒸发第二反应物的换热器可以具有任何适合的配置。通常将其设计用于冷凝来自蒸馏塔的蒸气并且用于使第二反应物沸腾。
无论将何种热料流用于蒸发第二反应物，包含第二反应物的塔顶料流都可以传送至分离器，在分离器中在第二反应物传送至(一种或多种)换热器之前将低沸点产物从第二反应物料流中分离。
无论使用何种系统，换热器可以包括控制系统，其可以包括压力控制，其允许压力在第二反应物的蒸发时改变。这具有这样的优点：允许操作泡点温度和因此与冷凝工艺流体的温差。控制和改变蒸发第二反应物所处的压力的该能力也可以用于帮助管理可能在换热器和反应塔之间发生的任何操作波动。
无论怎样蒸发，都可以将产生的蒸气直接进料至反应塔而不需要中间换热器或任何其它容器或泵。因此，本发明的方法降低了资本和操作成本。
在本发明的一种设置中，在第二反应物的蒸发时，可以从第二反应物料流闪蒸不纯的第二反应物料流。然后可以将更纯的第二反应物传送至反应塔同时可以移出不纯的料流，例如在吹扫料流中移出。
本发明特别适合于生产酯。在该设置中，第一反应物为羧酸并且第二反应物为醇。在该方法中，可以使用催化剂。
在酯化反应中，塔顶料流包含未反应的醇并且低沸点产物为水。底部料流包含产物酯。其通常还包括一些未反应的醇。
更特别地，本发明的方法可以是用于通过在固体酯化催化剂的存在下的羧酸组分和醇组分的反应生产羧酸酯的方法，所述羧酸组分选自一、二和多羧酸，其酸酐，及其混合物，所述醇组分选自一、二和多元醇、酚，及其混合物，所述固体酯化催化剂选自具有磺酸基、羧基基团或这两者的颗粒状离子交换树脂。
单酯化反应的实施例包括由烷醇和脂肪族单羧酸或其酸酐生产脂肪族单羧酸的烷基酯。这样的单羧酸可以包含，例如，约6-约26个碳原子并且可以包括其两种或更多种的混合物。
源自包含1-约10个碳原子的烷醇的烷基酯可以具有特别的重要性。可以使用任何适合的烷醇。短链低沸点烷醇例如甲醇和乙醇可以提供优点。
这样的一元羧酸包括脂肪酸例如癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸、亚油酸、二十烷酸、异硬脂酸等，以及其两种或多种的混合物。脂肪酸的混合物通过水解天然存在的植物来源的甘油三酯，例如椰子油、油菜籽油和棕榈油，和动物来源的甘油三酸酯，例如猪油、牛油和鱼油而商业生产。如果期望，可以使这样的酸的混合物经受蒸馏以移出沸点低于选择温度的较低沸点酸(例如c8至c10酸)，从而生产“顶部化(topped)”的酸的混合物，或移出沸点高于第二选择温度的较高沸点酸(例如c22+酸)，并且因此生产“尾部化”的酸的混合物，或移出较低沸点和高沸点酸，并且因此生产“顶部化和尾部化”的酸的混合物。这样的脂肪酸混合物还可以包含烯属不饱和酸例如油酸。这些脂肪酸混合物可以用甲醇酯化，以产生甲基脂肪酸酯混合物，其可以加氢以产生烷醇的混合物，例如，c8至c20烷醇(通常称为洗涤剂醇)，其对于在不预先将烷醇彼此分离的情况下生产洗涤剂是可接受的。
可以通过本发明的方法生产的另一类型的羧酸酯是脂肪族和脂环族c4-c18饱和和不饱和二羧酸的二烷基酯。这些可以通过烷醇与二羧酸或其酸酐，或二羧酸和其酸酐的混合物的反应制备。草酸二烷基酯、马来酸二烷基酯、琥珀酸二烷基酯、富马酸二烷基酯、戊二酸二烷基酯、庚二酸二烷基酯和壬二酸二烷基酯是这样的二羧酸酯的实例。这样的酯的其它实例包括四氢邻苯二甲酸的二烷基酯。这样的二羧酸的c1至c10烷基酯是特别令人感兴趣的。游离二羧酸或其酸酐(如果存在)，或二羧酸和酸酐的混合物可以用作用于生产这样的二烷基酯的羧酸组分的起始物料。芳族c7-c20单羧酸的烷基酯及其混合物可以通过本发明的方法制备。苯甲酸和1-萘甲酸是这样的酸的实例。
芳族c8至c20二羧酸的烷基酯也可以通过本发明的方法由酸、其酸酐及其混合物生产。
也可以通过本发明的方法生产多羧酸的多烷基酯。这样的多羧酸结构部分包括例如柠檬酸、苯均四甲酸二酐等。
可以通过本发明的方法生产二元醇和多元醇的羧酸酯。这样的酯的实例包括二甲酸乙二醇酯、二乙酸乙二醇酯、二甲酸丙二醇酯、二乙酸丙二醇酯、三乙酸甘油酯、乙酸己糖酯和山梨糖醇、甘露糖醇和木糖醇的乙酸酯、丙酸酯和正丁酸酯等。
可以在本发明的方法中进行的反应的进一步实例包括但不限于：
由琥珀酸酯或由内酯例如γ-丁内酯形成吡咯烷；
酯交换，例如由碳酸二烷基酯和芳族单羟基化合物形成芳族碳酸酯、由碳酸亚烷基酯和烷醇形成二烷醇和碳酸二烷基酯、由碳酸二烷基酯的反应和芳族醇的反应(从而形成碳酸二芳基酯和烷基醇)形成碳酸二芳基酯，这样的酯交换在酯交换催化剂的存在下在提取/反应性蒸馏塔中进行；
由碱和卤代醇水溶液生产环氧化物；
由乙酸生产乙酸酯；
生产聚酰胺；
由乙二醇和甲醛水溶液生产二氧杂环己烷；
丙烯低聚，例如使用钨酸化氧化锆催化剂；
使用填充有固体酸沸石催化剂的塔由苯和丙烯生产枯烯；
通过乙二胺(eda)在非均相催化剂存在下的连续反应生产二亚乙基三胺(deta)；
使用固体酸烷基化催化剂使轻质芳族烃例如苯与c2-c30烯烃烷基化；
由氯和乙酸生产一氯乙酸；
通过使甲酸甲酯和二甲胺反应生产二甲基甲酰胺；
水解反应，例如酯、伯和仲酰胺和卤代烷烃的生产；
醚化反应，例如生产甲基叔丁醚(mtbe)和乙基叔丁基醚(etbe)；和
烯烃易位。
低沸点产物和高沸点产物的特性取决于所进行的反应。然而，通常低沸点产物是次要产物，并且高沸点产物是主要产物。
进料到本发明的方法的进料可以源自任何合适的来源，并且可以通过石油化学途径和/或通过生化途径例如糖的发酵获得。
反应塔的操作条件取决于所进行的反应。在反应是酯化的情况下，所使用的轻质反应物的标准沸点范围通常为约50℃-约200℃，高沸点产物的标准沸程为约130℃-约400℃。
现在将参考以下附图通过实例的方式来描述本发明，其中：
图1是本发明方法的一个实施方案的示意图。
应当理解，附图是示意图，并且设备的进一步项目例如回流罐、泵、真空泵、温度传感器、泄压阀、控制阀、流量控制器、液位控制器、存储罐、储罐等在商业设施中可能是要求的。提供这样的辅助设备项目不构成本发明的一部分，并且符合常规的化工实践。
为了方便，本发明将参照羧酸与醇的酯化进行具体描述，特别是在醇是甲醇的情况。然而，应当理解，它同样适用于其它方法。
将第一反应物(在该实例中为羧酸)的液体进料2供应到反应塔1，在反应塔1中向下流动通过反应塔1，与第二反应物(在该实例中为甲醇)的向上流动的蒸气相反，所述第二反应物在管线3中添加到反应塔1。额外的第二反应物42可以以在再沸器4中蒸发的液相添加到反应塔1。反应塔1可以具有任何合适的配置，但是可以包括多个塔板，所述塔板的每一者都具有预定的液体塔留量，并且在要求的情况下包含催化剂(其中反应为酯化反应，塔板的每一者包含固体酯化催化剂的装料)。以蒸气相提供至塔板的第二反应物(在该实例中为甲醇)混合第一反应物(羧酸)和催化剂，并且气提低沸点产物(在酯化的情况下其为水)。当第一反应物(在该实例中为羧酸)向下流动通过塔板时，其接触渐进地更干燥的第二反应物(在该实例中为甲醇)。
然后在塔顶料流6中从反应塔1移出过量的第二反应物(例如甲醇)和低沸点产物(例如水)。反应塔1通常包括再沸器4，其可以包括与在管线5中添加的高压蒸汽的换热。低沸点产物(例如水)与过量的第二反应物(例如甲醇)一起作为塔顶馏出物在管线6中移出并且传送至分离塔7。轻质产物(例如水)在管线8中从分离塔7的底部移出。
第二反应物(例如甲醇)在管线9中离开塔并且在冷凝器10中冷凝。一些冷凝的第二反应物(例如甲醇)作为回流在管线11中返回至的分离塔7的顶部。
高沸点产物(例如酯)在管线13中从反应塔1中回收，并且可以任选地经受在反应器14中的进一步的反应(例如加氢)。然后将粗产料物在管线18中传送至产物纯化塔19。来自产物纯化塔19的热塔顶馏出物在管线28中移出，并且传送至第一换热器17，在第一换热器17中其以与不在管线11中返回至分离塔7而是在管线15中传送至第一换热器17的液体第二反应物(甲醇)逆流换热的方式传送。进一步的第二反应物(甲醇)可以在管线12中传送至其它冷凝器(未示出)。
液体第二反应物(甲醇)在第一换热器17中相对于来自产物纯化塔19的管线28中的热料流蒸发。蒸发的第二反应物(例如甲醇)是在管线3中进料至反应塔1的料流。来自其它冷凝器的蒸发的第二反应物(例如甲醇)可以在管线27中进料到在管线3中添加到反应塔1的料流中。
在第一换热器17中，冷却和冷凝热料流28中的蒸气，并且可以将其作为回流在管线29中返回至塔19。一些可以在管线30中回收。
任选地，泡点轻质反应物液体可以传送至未示出的其它换热器，用于在管线41中蒸发。任选地，作为补充或替代，至少一些泡点轻质反应物液体(例如包含水和甲醇)可以在管线40中返回至分离塔7。
在一个选项中，从冷凝器10回收的轻质第二反应物(例如甲醇)的一部分在管线36中传送至第二换热器37，在第二换热器37中，其相对于热料流38蒸发。蒸发的第二反应物(例如甲醇)在管线39中添加至料流3，其添加至反应塔1。
任选地，从反应器14中任选的进一步的反应回收的第二反应物(例如甲醇)可以在管线16中移出，并且添加至在管线15中传送至第一换热器17的料流，从而蒸发。
在替代的设置中，一部分的轻质第二反应物(例如甲醇)可以在管线34中传送至第三换热器32，在第三换热器32中，将其相对于从产物纯化塔19移出的热产物蒸发。然后可以在管线35中将蒸发的第二反应物(例如甲醇)传送至进料至反应塔1的蒸发的第二反应物流3。在第三换热器32中，将料流31中的热产物冷却，然后在管线33中回收。
产物纯化塔19可以包括再沸器21，在再沸器21中底部料流相对于在管线22中添加的蒸气加热。蒸气在再沸器21中冷凝。冷凝物可以具有在管线23中添加的来自系统中的其它地方的其它冷凝物。将这些传送至分离器24。闪蒸蒸汽可以在管线25中回收，并且液体在管线26中回收。塔底馏分在管线20中移出。在管线25中的闪蒸料流可以用于(经由管线38)在冷凝器37中蒸发进一步的甲醇。
来自冷凝器10的未蒸发的任何第二反应物可以经由管线42和3返回至反应塔1，以在再沸器4中蒸发。在一种设置中，料流可以单独于管线3地进料至反应器。
现在将参考所附的实施例来描述本发明。
实施例1
在由马来酸酐生产1,4-丁二醇的方法中，马来酸酐首先在自动催化反应器中在与甲醇的接触中以接近化学计量比酯化，以生产马来酸一甲酯的料流并且加热至约110℃的温度。将该料流在接近包含悬浮在塔反应塔板上的固体酯化催化剂的反应塔的顶部处进料。将干燥的甲醇以相当于每摩尔马来酸酐进料约3摩尔甲醇的进料速率进料到反应塔底部。在再沸器中蒸发甲醇，其由蒸汽在约20barg的压力下加热。该甲醇作为蒸气沿着塔向上行进，混合并且悬浮反应塔板上的树脂，从反应塔板气提水并且在塔板上部分冷凝，以与马来酸一甲酯反应以形成马来酸二甲酯和水。马来酸二甲酯的转化率>99％。在再沸器中，将底部排放(offtake)液体加热至约160℃，其将底部液体的甲醇含量降低至<5wt％。将来自包含过量甲醇和水(来自酯化反应)的反应塔的塔顶蒸气进料至蒸馏塔(甲醇塔)以从该料流中移出水，并且生产用于再循环至反应塔底部的干燥甲醇料流。将马来酸二甲酯进料至加氢反应系统，用于转化成1,4-丁二醇，和四氢呋喃和γ-丁内酯的共产物(co-product)的混合物。将它们彼此分离，与其它杂质分离并且在一系列蒸馏塔中在加氢中产生的甲醇和水分离，以生产产品级1,4-丁二醇、四氢呋喃和γ-丁内酯。在该设置中，反应塔再沸器的蒸汽要求为每吨总产物约0.7吨的蒸汽。
实施例2
在与实施例1类似的方法中，设置用于纯化1,4-丁二醇产物的蒸馏塔中的一个，以在提供约100-150℃的塔顶馏出物冷凝温度的压力下操作。将在甲醇塔中生产的干燥甲醇的约65％进料至该冷凝器的壳侧，并且与在约80-90℃的温度下使甲醇沸腾的冷凝管侧流体进行换热。将该甲醇蒸气进料至反应塔，并且将剩余的干燥甲醇进料至反应塔并且在反应塔再沸器中蒸发。在该设置中，反应塔再沸器的蒸汽要求为每吨总产物约0.3吨蒸汽。
实施例3
在与实施例1类似的方法中，设置用于纯化γ-丁内酯产物的蒸馏塔中的一个，以在提供约100-130℃的塔顶馏出物冷凝温度的压力下操作，以及设置用于纯化1,4-丁二醇产物的塔。将甲醇塔中生产的干燥甲醇的约90％进料至这两个冷凝器的壳侧，并且与在约80-90℃的温度下使甲醇沸腾的冷凝管侧流体进行换热。将来自两个冷凝器的甲醇蒸气进料到反应塔中，并且将剩余的干燥甲醇进料至反应塔并且在反应塔再沸器中蒸发。在这种布置中，反应塔再沸器的蒸汽要求为每吨总产品约0.25吨蒸汽。
实施例4
在用于由脂肪酸生产中馏分天然洗涤剂醇(mcnda)的方法中，将预蒸馏的中馏分脂肪酸加热至约120℃的温度。将该料流在接近包含悬浮在塔反应塔板上的固体酯化催化剂的反应塔的顶部处进料。将干燥甲醇以相当于每摩尔脂肪酸进料约3摩尔甲醇的进料速率进料至反应塔底部。在再沸器中蒸发甲醇，其由蒸汽通常在5-15barg的压力下加热。该甲醇作为蒸气沿着塔向上行进，混合并且悬浮反应塔板上的树脂，从反应塔板气提水并且在塔板上部分冷凝，以与脂肪酸反应以形成脂肪酸甲酯和水。脂肪酸甲酯的转化率>99％。在再沸器中，将底部排放液体加热至约130℃，其将底部液体的甲醇含量降低至<5wt％。将来自包含过量甲醇和水(来自酯化反应)的反应塔的塔顶蒸气进料至蒸馏塔(甲醇塔)以从该料流中移出水，并且生产用于再循环至反应塔底部的干燥甲醇料流。将脂肪酸甲酯进料至加氢反应系统，用于转化成脂肪醇。然后将粗脂肪醇产物处理并且蒸馏以在精炼塔中分离出轻质和重质杂质(在产品精制以生产产品级mcnda之前)。由于脂肪醇的低挥发性，通常将热油系统用于向精炼塔提供再沸。在该设置中，反应塔再沸器的蒸汽要求为每吨mcnda约0.35吨蒸汽。
实施例5
在与实施例5类似的方法中，设置用于纯化粗脂肪醇产物的精炼塔，以在提供约120-140℃的塔顶馏出物冷凝温度的压力下操作。将在甲醇塔中生产的干燥甲醇的约60-90％进料至塔顶冷凝器的壳侧，并且与在约95-105℃的温度下使甲醇沸腾的冷凝管侧流体进行换热。将该甲醇蒸气进料至反应塔，并且将剩余的干燥液体甲醇的级分进料至反应塔并且在反应塔再沸器中蒸发。在该设置中，反应塔再沸器的蒸汽要求为每吨mcnda约0.06吨蒸汽。
实施例6
在实施例4和5中描述的方法中，由于蒸汽下降系统上的跳闸，存在对蒸汽供应的短期中断。对于实施例4，这导致反应塔中甲醇蒸气向上流动的迅速损失，并且需要停止向设施中进料酸，直到蒸汽供应恢复之后。
对于实施例5，在反应塔中甲醇蒸气向上流动中仅存在相对小的下降，并且通过将酸的进料速率降低至正常的70％，设施能够以降低的速率维持脂肪醇的稳定生产。当蒸汽供应恢复时，设施也处于就绪状态，以迅速返回到100％的能力。