[发明专利]用于制备碳酸二芳基酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产碳酸二芳基酯，如碳酸二苯酯的方法。更具 体而言，本发明涉及一种用于生产碳酸二芳基酯的方法，其中一系列固定 床反应器在不同分离级提取来自单个蒸馏塔的进料，并且使产物返回到所 述塔中。所述反应器可以在与蒸馏塔的条件不同的条件下运行以最优化碳 酸二芳基酯的生产。

背景技术

碳酸二苯酯是一种用于生产聚碳酸酯的有价值中间体。在目前的商业 实践中，碳酸二苯酯是通过与醇的酯交换，随后通过使用碳酸二甲酯(DMC) 和苯酚的歧化反应而制备的。在美国专利号5,210,268；6,197,918；和 6,262,210中公开了这样的方法。典型的反应是：

(2)

未转化的碳酸二甲酯是作为与副产物甲醇的混合物回收的。将碳酸二 甲酯从混合物中分离并且回收。然而，碳酸二甲酯和甲醇形成共沸物。因 此，在混合物中的碳酸二甲酯的回收涉及破坏共沸混合物，从而是耗能并 且昂贵的。

至今，转化到碳酸烷基苯基酯，因而转化到碳酸二苯酯的更高转化率 是通过在两个步骤中进行反应而实现的，所述两个步骤中的每一个都包括 从反应混合物中连续移除更轻的组分。在第一步骤中，烷基醇是更轻的组 分，而在第二步骤中，碳酸二烷基酯是更轻的组分。这通常是通过一些反 应蒸馏形式实现的，其中在催化剂的存在下的反应是在通过蒸馏同时分离 组分的情况下进行的。如果反应速率在通过蒸馏体系的气液平衡设定的温 度范围内是足够的，则这些方法可以是有效率的。可以调节压力和回流比 以影响反应区温度分布和/或可以增加反应量，但是这些变化可能增加处理 的成本。

美国专利号6,093,842通过使用反应性蒸馏和不与碳酸二烷基酯或烷 基醇形成共沸物的夹带剂而解决了这个问题。该专利权人声称″尽管在本 发明的方法中用作原料的碳酸二烷基酯理论上可以是任何碳酸二烷基酯， 但是应当理解在实践中优选使用具有小烷基的碳酸二烷基酯，例如碳酸二 甲酯″。然而，甲醇是共沸物问题的起因，并且该解决方案只改变破坏共 沸物的方式。生产碳酸二甲酯首先也涉及相同的问题，即破坏共沸混合物 以从产物流中分离产物碳酸二甲酯。

本发明避免了在酯交换过程中形成共沸物。

发明概述

简而言之，本发明是一种通过使芳族羟基化合物与碳酸二烷基酯在一 系列固定床反应器中反应而制备碳酸二芳基酯的方法，所述各个固定床反 应器都通过侧取并且返回的流连接在蒸馏塔上的不同位置，所述方法包括 下列步骤：将芳族羟基化合物(aromatic hydroxyl)和碳酸二烷基酯进料到具 有多级的蒸馏区中；将包含芳族羟基化合物和碳酸二烷基酯的液体从第一 级提取到第一反应区中以使所述液体与酯交换催化剂在有助于酯交换的 条件下接触；使来自第一反应区的产物返回到蒸馏区中；将包含碳酸芳基 ·烷基酯的液体从第二级提取到第二反应区中，以使所述液体与歧化反应催 化剂在有助于歧化反应的条件下接触；使来自第二反应区的产物返回到蒸 馏区中；和分离作为塔底物的碳酸二芳基酯和作为塔顶馏出物的烷基醇。 所述反应器通常在与存在于蒸馏塔中的条件不同的温度和压力条件下运 行，所以对于蒸馏循环回路，泵和热交换器可以存在于反应器中。所述蒸 馏塔包含处于串联的最终反应器上方和处于串联的第一反应器下面的分 离级。将化学计量过量的苯酚和将碳酸二烷基酯进料到铺设管道至最上面 的蒸馏塔侧取流的反应器的入口侧。提供充分的反应和分离级，获得了碳 酸二烷基酯的基本上100％的转化率，同时作为蒸馏产物产生的基本上是 醇，而作为塔底产物产生的基本上是碳酸二苯酯与过量苯酚。在侧取反应 器中使用的催化剂优选为既适用于酯交换又适用于歧化反应的催化剂。因 此，当侧取流沿着蒸馏塔提取时，向塔的下部提取的流包含有助于歧化反 应的变化组成，而在蒸馏塔的上部中的侧取流的组成有助于酯交换。以相 应的方式，沿着塔的反应区向下沿着塔从酯交换逐渐变化到歧化反应，同 时碳酸二苯酯的组成增加。

因为在蒸馏塔中的物质的组成沿着塔的长度变化，这在给定的一组温 度和压力的条件下是可预测的，所以在塔中的不同级处提取流，允许在使 需要的反应最大化的条件下操作接收来自特定级的进料的反应器，同时允 许未反应的进料、中间体产物或副产物返回到蒸馏中并且被送到它们在反 应器中得到有利处理的级中(通过蒸馏平衡进行)。