[发明专利]制备脂族羧酸的叔丁基酯的方法

说明书

本发明涉及连续制备脂族C₁‑C₄羧酸的叔丁基酯的方法，包括：a)脂族C₁‑C₄羧酸与异丁烯在酸性催化剂的存在下反应得到酯化混合物(G1)；b)酯化混合物(G1)被部分蒸发，得到含有酸性催化剂的第一高沸点物液相(SPh1)，和含有叔丁基酯的第一蒸气(B1)；c)第一蒸气(B1)进行分级冷凝，其中第一蒸气(B1)在第一压力和第一温度下部分冷凝并得到第一冷凝物(K1)，未冷凝的第二蒸气(B2)在第二压力和第二温度下部分冷凝并得到第二冷凝物(K2)，其中第一温度比叔丁基酯在第一压力下的冷凝温度低0‑45℃，并且第二温度比叔丁基酯在第二压力下的冷凝温度低45‑80℃，前提是第二温度比第一温度低至少5℃；和d)将第一冷凝物(K1)和第二冷凝物(K2)合并，并加入合并的后处理操作，并将在第二温度下未冷凝的第三蒸气(B3)循环到步骤a)中。此方法允许通过羧酸与异丁烯反应制备脂族C₁‑C₄羧酸的叔丁基酯，并且以能量有利的方式和以改进的分离程度从酯化混合物分离未转化的异丁烯。

描述

本发明涉及通过羧酸与异丁烯反应制备脂族C₁-C₄羧酸的叔丁基酯的连续方法。

脂族C₁-C₄羧酸的叔丁基酯具有各种用途。饱和脂族羧酸叔丁基酯，例如乙酸叔丁基酯，是所寻求的溶剂。(甲基)丙烯酸叔丁基酯是用于制备聚合物的重要原料，这些聚合物尤其用作油漆、粘合剂或涂料树脂的组分。叔丁基酯通常通过羧酸在异丁烯上的酸催化加成反应制备(Houben-Weyl,Methoden der Organischen Chemie[有机化学方法]，第8卷，1952,第534页；US 3,031,495和US 3,082,246)。所用的催化剂是能溶于反应混合物中的酸，例如无机酸或烷基磺酸或芳基磺酸(DE-A-12 49 857，US 3,087,962，US 3,088,969)；或者不溶性催化剂，例如酸性交换树脂(US3,037,052，US 3,031,495，DE-A-31 05 399，EP-A-268 999)。

WO 02/10109描述了一种连续制备脂族C₁-C₄羧酸叔丁基酯的方法，其中羧酸与异丁烯在液相中在酸性催化剂的存在下反应，其中此反应在被分成多个区段的反应器中进行，将羧酸、异烯烃和催化剂加入反应器的第一区段，从反应器的最后一个区段取出所得反应混合物，并由此得到酯，其中控制在反应器中的反应温度以使其在10-40℃的范围内，并且在反应器的第一区段中的反应温度最高。

WO 02/10110描述了一种制备(甲基)丙烯酸酯叔烷基酯的方法，其中(甲基)丙烯酸与烯烃在均相中在酸性催化剂的存在下反应，并从反应混合物得到(甲基)丙烯酸酯叔烷基酯，同时通过反应混合物的两阶段蒸馏除去作为残余物的催化剂，并从馏出物回收(甲基)丙烯酸酯叔烷基酯。WO 02/10110描述了蒸气在两个串联连接的冷凝器中冷凝，其中第二冷凝器在较低的冷却温度下操作。

羧酸与异丁烯的反应通常不能定量进行。所以希望从酯化混合物分离出基本上大部分的未转化的异丁烯并将其循环。已知方法的缺点是以下事实：由于异丁烯在叔丁基酯中的溶解性，通过将在催化剂去除操作中得到的蒸气部分冷凝来分离未转化的异丁烯的操作是在不足的分离敏锐度的情况下进行的。结果，叔丁基酯也与异丁烯循环气体一起被循环返回到合成反应器中，和/或显著量的异丁烯仅仅在叔丁基酯的提纯蒸馏中在进一步后处理过程中被除去。

所以，本发明的目的是提供一种通过羧酸与异丁烯反应制备脂族C₁-C₄羧酸的叔丁基酯的方法，其中按照能量有利的方式和以改进的去除程度从酯化混合物分离出未转化的异丁烯。

此目的是通过一种连续制备脂族C₁-C₄羧酸的叔丁基酯的方法实现，其中：