[发明专利]碳酸酯的连续生产的方法

说明书

本发明领域

本申请涉及碳酸酯，特别是芳香族碳酸酯连续生产的方法。

芳香族碳酸酯的生产可由芳香醇与碳酰氯反应得以实现。但是，碳酰氯的毒性使得许多人更倾向于使用催化酯交换反应，该反应是在有适当催化剂存在的条件下将二烷基碳酸酯与芳香醇反应生成芳烷基碳酸酯和二芳基碳酸酯。该反应一般较慢，并且还存在一个不利的平衡点使得产品的实际回收率变得复杂。更进一步地，该反应生成了能与二烷基碳酸酯反应物形成共沸混合物的烷基醇副产物。这就意味着无法通过简单地蒸馏出副产品改变平衡来得到所需的芳香族碳酸酯，因为在此过程中二烷基碳酸酯反应物也同样流失了。而且，回收的共沸混合物必须被分离以使未反应物能循环使用。

人们将两个基本方法分开或结合在一起考虑，以便使催化酯交换反应生产芳香族碳酸酯过程中的这些问题减到最少。第一个方法是研制改良催化剂，如通过引用结合到本文中的美国专利第4,182,726号、第4,554,110号、第4,552,704号和第4,609,501号中所述。这样的催化剂可以提高反应率，但是它们无法解决由于不利的平衡和共沸混合物的形成而造成的对该过程的局限性。

第二个方法试图使碳酸酯形成反应中的平衡偏向最终产物。例如，JP54-48732公布了在反应混合物中加入共沸混合物形成剂(庚烷)从而促进烷基醇分离的方法。通过引用结合到本文中的美国专利第4,410,464号公布了将烷基醇吸收到分子筛中的方法。这两种方法的难点在于存在额外步骤，包括从共沸混合物或分子筛中回收副产物。这些额外步骤导致生产成本和基本投资的升高，当应用于工业规模的生产时在经济上不符合要求。

人们也做了各种努力试图将蒸馏和反应塔结合起来。例如，欧洲专利公开号0 461 274公开了一种在一个或多个连续多级蒸馏塔中生产二芳基碳酸酯的方法。将包含全部反应物和催化剂的反应物流供应给初级塔，将产品混合物从塔底部连续取走。补充的二甲基碳酸酯可作为气体从塔底部附近加入。该方法仍然无法避免二烷基碳酸酯反应物由于共沸混合物的形成而随着初级塔的顶部产物一起流失。

这就存在对于以工业规模生产芳香族碳酸酯的经济方法的需求，特别是对于没有共沸混合物副产品生成从而充分利用初始材料生产芳香族碳酸酯产品的方法的需求。本发明的目的就是提供这样一种方法。

本发明概要

本发明提供了一种使二烷基碳酸酯与芳香醇反应生成二芳基碳酸酯和烷基醇来制备二芳基碳酸酯的方法。依照本发明，三个反应物流在酯交换催化剂存在下被引进萃取/反应蒸馏塔。这三个反应物流是包含二烷基碳酸酯的第一反应物流，包含芳香醇的第二反应物流，和包含夹带剂的第三反应物流。此夹带剂选自不与二烷基碳酸酯或烷基醇形成恒沸混合物并且在高于二烷基碳酸酯和烷基醇的温度沸腾的那些化合物。

在本发明的方法中，第一反应物流在第二反应物流下面被引进塔内，而第二反应物流在第三反应物流下面被引进塔内。包含二芳基碳酸酯的产物流从塔底部被回收。

附图简述

图1是对适合实施本发明方法的设备的示意性图解。

本发明详述

本发明提供了一种通过二烷基碳酸酯与芳香醇反应生成二芳基碳酸酯和烷基醇，并且没有共沸混合物生成的制备二芳基碳酸酯的方法。该全过程包括如下两步反应：二烷基碳酸酯＋芳香醇→芳烷基碳酸酯＋烷基醇(1)2芳烷基碳酸酯→二烷基碳酸酯＋二芳基碳酸酯(2)

虽然在本发明方法中用作初始材料的二烷基碳酸酯理论上可以是任何二烷基碳酸酯，但实践中倾向于使用带小烷基团的二烷基碳酸酯，例如碳酸二甲酯。碳酸二甲酯容易获得而且便宜。更进一步地，得到的烷基醇(甲醇)具有相对于其它烷基醇更低的沸点，因此可以花费最少的能量通过蒸馏从反应混合物的其它组分中被分离出来。