[发明专利]获得碳酸二烷基酯和亚烷基二醇的方法

说明书

本发明涉及由含有碳酸二烷基酯、碳酸亚烷基酯、亚烷基二醇和醇的料流获得碳酸二烷基酯和亚烷基二醇的方法。 

在通过环状碳酸亚烷基酯与醇在催化剂存在下进行酯交换来制备作为主要产物的碳酸二烷基酯和作为副产物的亚烷基二醇中，通常生成含有碳酸二烷基酯、碳酸亚烷基酯、亚烷基二醇和醇的料流。 

由环状碳酸亚烷基酯和醇制备碳酸二烷基酯—其中亚烷基二醇同时作为副产物而形成—是已知的并且之前已被记载多次。该合成是可逆平衡反应，其中碳酸二烷基酯和亚烷基二醇的产物混合物总是还包括一定比例未转化的碳酸亚烷基酯和醇。例如，在WO-A2011/058168中记载了在反应器中进行酯交换反应，伴随有在数个蒸馏塔中进行产物的下游纯化。在此所述的酯交换反应中，仅可能获得可能的平衡转化率。未转化的起始物料应以最大的纯度从产物中移除，这是因为再循环至酯交换反应的产物不利地影响平衡并且降低生产率。 

除了在独立的反应器中进行酯交换反应外，已知的替代方案为采用反应蒸馏，其中提供醇和碳酸亚烷基酯，并且组分的酯交换和分馏在塔中同时进行。该反应蒸馏记载于例如JP-A-2005/357704、US6,346,638、EP-A1967507或DE-A102009030680。在反应蒸馏中蒸馏移除产物有利地影响反应平衡。然而，仅当反应所需的停留时间或所需的转化率可以在塔中设定时，该反应蒸馏是可行的。停留时间在反应蒸馏塔中的有利影响可以通过例如合适的长/径比(如US-A2009/030223所记载)而实现，或通过醇与含有作为由后处理再循环的料流的醇和碳酸二烷基酯的混合物的进料点之间的特定的距离比(如DE-A102009030680所记载)而实现。然而，缺点为包括碳酸二烷基酯并且通过顶部取出的低沸点混合物，还包括未转化的醇，并且由底部取出的亚烷基二醇另外还包括未转化的碳酸亚烷基酯。在这些情况下，碳酸二烷基酯在至少一个另外的蒸馏塔中纯化。该分离是能量密集的并且就设备而言是复杂的，因为醇和碳酸二烷基酯通常形成共沸物。这种蒸馏分离的实施记载于例如US-A2005/0080287。所公开的另外的替代方案为通过萃取蒸馏而分离混 合物，在该情况下碳酸亚烷基酯用作萃取剂。这公开于例如US-A2007/197816。然后，碳酸二烷基酯在进一步的蒸馏中由萃取剂移除。 

为了在反应过程中尽早移除来自平衡的碳酸二烷基酯，UD5489703公开了在反应区域内尽早加入萃取剂。如果未转化的醇再循环至合成中，则在该情况下还包括一部分的产物。然而，产物再循环至酯交换反应对平衡具有不利的影响，这是因为促进了起始物料的形成并且因此生产率变差。为获得较高的转化率，US5,847,189提出反应器外置的结构，并且因此含有醇和碳酸二烷基酯的混合物的供应还可以导致高的转化率。然而，在此还需要对醇-碳酸二烷基酯共沸物进行下游蒸馏纯化以获得产物。 

在所有现有技术已知的作为副产物获得亚烷基二醇的方法中，需要另外的纯化步骤，其中从粗产物中移除亚烷基二醇并且未转化的碳酸亚烷基酯再循环至合成中。然而，含有碳酸亚烷基酯和亚烷基二醇的混合物在高温和长停留时间下、特别是在用于酯交换反应的催化剂的存在下的后处理引起副反应，得到聚亚烷基二醇如二亚烷基二醇和三亚烷基二醇。为避免这些副反应，必须在温和条件下在减压下进行蒸馏，这不可避免地导致碳酸亚烷基酯-亚烷基二醇共沸物的形成。该共沸物包含高的亚烷基二醇含量。然而，未转化的碳酸亚烷基酯与亚烷基二醇同时再循环再次对酯交换反应的平衡具有不利的影响并且降低了生产率。 

含有碳酸亚烷基酯和亚烷基二醇的混合物的后处理和高纯度亚烷基二醇的制备记载于例如US5,847,189。对于后处理，含有碳酸亚烷基酯和水料流的高沸点混合物一起连续通入水解反应器，并且连续取出形成的亚烷基二醇。水的供应导致碳酸亚烷基酯分解为亚烷基二醇和二氧化碳。 

作为一个替代方案，US-A2003/0078448记载了纯化亚烷基二醇的方法，其中含有碳酸亚烷基酯和亚烷基二醇的混合物首先进行蒸馏并且分离成碳酸亚烷基酯-亚烷基二醇共沸物馏分和纯的亚烷基二醇。碳酸亚烷基酯-亚烷基二醇共沸物通过碳酸亚烷基酯水解而转化为纯的亚烷基二醇和二氧化碳。然而，水解的一个缺点在于，碳酸亚烷基酯分解并且因此可不再转化为有价值的碳酸二烷基酯产物。该部分作为二氧化碳 获得并且从该方法中损失。 

为避免水解，JP-A2006/023065公开了进行多级纯化，其中含有亚烷基二醇和碳酸亚烷基酯的底部料流在另外的塔中蒸馏并且亚烷基二醇由侧馏分(side draw)而获得。