[发明专利]对苯二甲酸转化为对苯二甲酸二正丁酯的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2007年1月30日递交的美国专利申请号11/699,652的 部分延续，其公开内容通过整体引用而并入本文。

发明领域

本发明涉及由对苯二甲酸(TPA)制备对苯二甲酸二正丁酯 (DBT)。

发明背景

对苯二甲酸二酯，例如对苯二甲酸二正丁酯，也称为DBT，可 用作多种聚合材料(例如聚氯乙烯)中的增塑剂。Eastman Chemical Company的对苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，也称为DOTP或168增塑 剂，是通过2-乙基己醇与对苯二甲酸二甲酯(DMT)在钛酸盐催化下的 酯交换反应而生成。该产品的一条更直接路径，见述于原美国专利申 请号11/699,652，其中对苯二甲酸(TPA)与2-乙基己醇在钛酸盐催化 下反应，反应条件包括压力或常压，通过使用分馏柱。不过，钛酸盐 催化剂不能直接用于生产对苯二甲酸二正丁酯(DBT)。本发明人发现 过量的强酸，例如甲烷磺酸和硫酸，结合分馏柱可以克服这个问题。

发明概述

本发明的实施方式涉及对苯二甲酸二正丁酯的制备方法。所述方 法包括使对苯二甲酸(TPA)与正丁醇在催化剂存在下在反应器中接 触，其中总压维持在约大气压力，温度维持在约110℃至220℃，而 且该反应器安装有除水用的分馏柱。

本发明的方法提供了所需的对苯二甲酸二正丁酯产物，反应速率 良好，TPA反应物的转化率高，未发现可见的泡沫问题。

附图简述

附图为可用于本发明所述方法的反应器和柱子。

发明详述

依照本发明，可以在常压和常温下使用批式或连续式反应器将 TPA直接转化为对苯二甲酸二正丁酯(DBT)。所述反应器可以是简易 型的搅拌单元，装配有除水用的分馏柱(从而不需要使用惰性气体来 除水)，或者可以有多个口，用于添加反应物和移除产物。

例如，所述反应器可以装配有分馏柱和用于加料TPA、醇(正丁 醇)和催化剂的入口。分馏柱的效能可为至多35级到至少2级，但是 较少的级可产生泡沫，致使工艺操作变得困难。操作中，所述反应器 中装有对苯二甲酸、过量的醇和催化量的催化剂。加热并搅拌混合物 至回流，可有效除去水并使TPA酯化为DBT。挥发性组分主要由反 应中的水和未反应的正丁醇组成。水可经由倾析器分离，并使醇在整 个柱中回流。DBT的转化在4至5个小时内基本完成，而且可以从 极不溶性TPA的消失而明显判断。然后粗品用2.5％NaOH中和并倾 析。减压除去过量的正丁醇。产物经减压蒸馏进行纯化。再一次用 2.5％NaOH洗涤，接着进行相分离并减压干燥。

在本实施方式的实施例中，分馏级数的范围是3个高效理论级 (HETS)至6个HETS，最小化泡沫的示例级数(exemplary humber)为4 至5个HETS。过量正丁醇的量为25摩尔％至400摩尔％，100摩尔 ％的示例量有利于转化为二酯。未反应的醇可容易再循环到工艺中。 适当的催化剂包括但不限于，甲烷磺酸、硫酸、甲烷二磺酸、丁烷磺 酸和全氟丁烷磺酸。这些催化剂可以单独使用或者其中两种或多种结 合使用。催化剂浓度的范围可以为约1％至约15％，约3％至约10 ％或者乃至约5％，基于TPA和丁醇的总投量。工艺操作可以是连续 式的，通过经由螺旋加料器向适当的反应器中加入TPA，并将丁醇/ 催化剂作为泵给料的混合物加入到搅拌下的反应器中，该反应器配有 分馏柱/倾析器结合装置，从而可除去反应的水，而未反应的醇返回 至反应器中。来自该反应器的流出物，可通至一连串的一个或多个最 终反应器，在这里继续转化为对苯二甲酸二酯并除水。该反应的产物 可通过与批实施例所列步骤相适合的步骤被进一步处理和精制。

在本实施方式中，压力可维持在约大气压力。此外，反应区内的 温度可维持在约110℃至220℃，示例温度为约115℃至140℃。或者， 为了加速反应速率，可以应用加压反应器系统和较高的反应温度。

实施例

用以下实施例对上述实施方式的方法做进一步论述，除非另有说 明，给出的所有百分比都是按重量计算。

实施例1