用于生产碳酸二芳基酯的方法和装置制造方法及图纸

在一种实施方式中，一种用于在酯交换反应催化剂的存在下通过碳酸二烷基酯与芳香醇的反应生产碳酸二芳基酯的方法，包括：由第一反应性蒸馏塔(210)生产包含碳酸二烷基酯和烷基醇的第一顶部流(5)；将包含第一顶部流(5)的反应物流(5')引入第一分隔壁蒸馏塔(DWC1 200)并且通过使用第一分隔壁蒸馏塔(DWC1 200)分离混合物；从第一反应性蒸馏塔(210)中回收包含碳酸烷基芳基酯的第一底部流(6)；以及将第一底部流(6)引入至第二反应性蒸馏塔(320)以生产包含碳酸二芳基酯的第二底部流(15)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产碳酸二芳基酯的方法和装置
技术介绍
本公开总体上涉及整合有用于经由烷基醇的氧化羰基化反应生产碳酸二烷基酯的设备(装置，plant)的、用于生产碳酸二芳基酯的方法和装置(apparatus)，并且特别涉及整合有生产作为用于生产碳酸二苯酯的起始原料的碳酸二甲酯(DMC)的、用于生产所述碳酸二苯酯(也称为DPC)的方法和装置。 碳酸二芳基酯如DPC，是聚碳酸酯生产中的重要反应物。例如，可以通过使双酚A与DPC反应制造聚碳酸酯。聚碳酸酯是因其物理和光学性能而是具有价值的有用的材料。随着投放聚碳酸酯的应用的增加，碳酸二芳基酯的有效生产已经变得更有意义。用于生产碳酸二芳基酯的早期方法利用光气作为反应物。然而，光气的毒性推动基于中间产物碳酸二烷基酯的生产的非光气方法的开发。生产碳酸二芳基酯的非光气方法要求通过烷基醇(如在DMC生产情况下为甲醇)的氧化羰基化反应生产碳酸二烷基酯如碳酸二甲酯(图1)。接下来，碳酸二芳基酯的生产涉及在图2中描绘的两步方法。首先，在酯交换反应催化剂的存在下，碳酸二烷基酯如碳酸二甲酯与芳香醇如苯酚反应，以生产碳酸烷基芳基酯(例如，碳酸苯基甲酯)和烷基醇(烷醇，链烷醇，alkanol)如甲醇。然后，在第二步骤中，两分子的碳酸烷基芳基酯经历歧化反应以生产一分子的碳酸二芳基酯如DPC和一分子的碳酸二烷基酯如DMC。在图2中所示的反应是已知的期望的反应，但是也已知存在许多发生的、生产不希望的副产物的副反应。这些副产物可以干扰期望的产物的连续生产、降低整个方法的效率并且在一些情况下生产需要特殊处理用于处置的废物流。这是烷基芳基醚如苯甲醚的情况，其是由碳酸~■烧基酷和芳香醇反应生广的副广物。其他副反应，如碳酸芳基烧基酷或碳酸芳基芳基酯的重排，可能生产其他高沸点的副产物。因此，挑战是开发可以将反应副产物的量和影响最小化、同时提供期望产物具体是DPC的良好产量的方法。美国专利US6，294，684公开了使用一系列蒸馏塔用于生产碳酸二芳基酯如DPC的方法和装置。通过引用将美国专利US 6，294，684的内容结合于此。尽管有这些进展，然而，仍然需要通过具有更少的加工设备(具体地更少的蒸馏塔)表现出降低的能量消耗并且需要更少的设备成本、同时还能够生产具有最小化的反应副产物的纯化的碳酸二芳基酯(尤其是纯化的DPC)的方法和装置。
技术实现思路
在不同的实施方式中公开的是用于生产碳酸二芳基酯，特别是DPC的方法和装置。 在一种实施方式中，用于在酯交换反应催化剂的存在下通过碳酸二烷基酯与芳香醇的反应生产碳酸二芳基酯的方法包括:由第一反应性蒸馏塔(210)生产包含碳酸二烷基酯和烷基醇的第一顶部流(5);将包含第一顶部流(5)的反应物流(5’)引入第一分隔壁蒸馏塔(DWC1 200)并且通过使用第一分隔壁蒸馏塔(DWC1 200)分离混合物；从第一反应性蒸馏塔(210)回收包含碳酸烷基芳基酯的第一底部流￠);以及将第一底部流￠)引入至第二反应性蒸馏塔(320)以生产包含碳酸二芳基酯的第二底部流(15)。 在一种实施方式中，用于在酯交换反应催化剂的存在下通过碳酸二烷基酯与芳香醇的反应连续生产碳酸二芳基酯的装置可以包括:第一反应性蒸馏塔(210)、第二反应性蒸馏塔(320)、第一精馏塔(810)、第一分隔壁蒸馏塔(DWC1 200)以及用于输送反应物流和产物流的多条管线。第一反应性蒸馏塔(210)可以连接至用于引入反应物的输入管线，并且连接至第一输送管线、第二输送管线和第三输送管线，第一输送管线从第一反应性蒸馏塔(210)的顶部延伸至第一分隔壁蒸馏塔(DWC1 200)的入口，第二输送管线从第一反应性蒸馏塔(210)的底部延伸至第二反应性蒸馏塔(320)的入口而不通过另一个反应性蒸馏塔，并且第三输送管线从第一反应性蒸馏塔(210)的侧部延伸至第一精馏塔(810)的入口。第二反应性蒸馏塔(320)可以连接至从第二反应性蒸馏塔(320)的顶部延伸至第一反应性蒸馏塔(210)的入口的第一再循环(回收，recycle)管线，以及从第二反应性蒸馏塔(320)的底部延伸用于提供碳酸二芳基酯的第一产物管线。第一精馏塔(810)可以连接至第四输送管线，第四输送管线从第一精馏塔(810)的顶部延伸至第一反应性蒸馏塔(210)的入口。第一分隔壁蒸馏塔(DWC1 200)可以连接至从第一分隔壁蒸馏塔(DWC1 200)的顶部通过粗产物分离塔(160)延伸至第一反应性蒸馏塔(210)入口的、用于提供碳酸二烷基酯/烷基醇共沸混合物(azeotrope)的第二产物管线，以及从第一分隔壁蒸馏塔(DWC1 200)的底部延伸至第一反应性蒸馏塔(210)的入口的第二再循环管线。 通过下述的图和详细的描述举例说明上面描述的和其他特征。 【附图说明】 现在参考图，它们是示例性的和非限制的实施方式，并且其中，类似的要素以同样方式编号。 图1示意地描绘在适合的催化剂的存在下经由甲醇的氧化羰基化反应的碳酸二甲酯的合成反应。 图2示意地描绘碳酸二甲酯和苯酚(PhOH)的两步反应以生产碳酸二苯酯。 图3示意地描绘用于生产碳酸二芳基酯如DPC的设备的设计。 图4示意地描绘用于生产流出物(effluent)进料流进入如图3显示的塔160的碳酸二烷基酯设备设计的反应段(sect1n)。 图5示意地描绘用于分离DMC、水和甲醇的设备设计。 图6描绘了 DMC/甲醇/水三元系统的质量平衡图。 图7示意地描绘了用于生产碳酸二芳基酯如DPC的设备设计。 【具体实施方式】 本文中公开内容涉及如何通过有效整合加工设备来生产碳酸二烷基酯和碳酸二芳基酯这两种单体来改善与生产碳酸二烷基酯和碳酸二芳基酯特别是DMC和DPC有关的整体效率、减少能量消耗并且减少总开支。例如，从DMC开始生产和纯化DPC所需的连续蒸馏塔的数量可以减少而没有改变其他装置或改变流速。随着装置的减少，可以重新设计工艺装置并且可以调整关于例如压力和温度的工艺参数。 例如，通过将来自DPC生产的蒸馏塔和来自DMC生产的蒸馏塔合并为单一的分隔壁蒸馏塔整合DMC和DPC生产设施。这种分隔壁蒸馏塔的使用不仅合并两个塔从而减少工艺设备，而且可以缓解在装置的DMC生产部分中对于DMC回收塔的需求，从而进一步减少整个系统的能量消耗。如果在设施的DPC回收段中采用第二分隔壁蒸馏塔，可以实现在工艺装置方面的甚至进一步减少和进一步能源节省。可以确定和实现对于进入各分隔壁蒸馏塔的反应物的适当浓度范围以获得组分的适当分离。作为本系统的结果，在DPC生产期间的能量消耗和成本方面的令人惊讶的减少。 可以通过参考附图获得对在本文中公开的组分、方法和装置更完全的理解。这些图像(在本文中也称为“图”)是基于方便的仅仅示意的表示并且容易表示本专利技术的公开内容，并且因此是，不意在表明装置或其组分的相对大小和尺寸和/或意在限定或限制实施方式的范围。虽然为了清楚在以下的描述中使用具体术语，但这些术语意在仅仅涉及在图中为了举例说明所选择的实施方式的特别的结构，并且不意在限定或限制公开内容的范围。在图和下面的以下描述中，应当理解同样的数字名称涉及同样功能的组分。 在本文中调整的原理反应是在图2中阐明的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在酯交换反应催化剂的存在下通过碳酸二烷基酯与芳香醇的反应生产碳酸二芳基酯的方法，包括：由第一反应性蒸馏塔(210)生产包含碳酸二烷基酯和烷基醇的第一顶部流(5)；将包含所述第一顶部流(5)的反应物流(5')引入第一分隔壁蒸馏塔(DWC1200)并且通过使用所述第一分隔壁蒸馏塔(DWC1200)分离混合物；从所述第一反应性蒸馏塔(210)回收包含碳酸烷基芳基酯的第一底部流(6)；以及将所述第一底部流(6)引入至第二反应性蒸馏塔(320)以生产包含碳酸二芳基酯的第二底部流(15)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.29 ES 12382265.21.一种用于在酯交换反应催化剂的存在下通过碳酸二烷基酯与芳香醇的反应生产碳酸二芳基酯的方法，包括: 由第一反应性蒸馏塔(210)生产包含碳酸二烷基酯和烷基醇的第一顶部流(5)； 将包含所述第一顶部流(5)的反应物流(5’)引入第一分隔壁蒸馏塔(DWC1200)并且通过使用所述第一分隔壁蒸馏塔(DWC1200)分离混合物； 从所述第一反应性蒸馏塔(210)回收包含碳酸烷基芳基酯的第一底部流￠);以及将所述第一底部流(6)引入至第二反应性蒸馏塔(320)以生产包含碳酸二芳基酯的第二底部流(15)。2.根据权利要求1所述的方法，包括: 从所述第二反应性蒸馏塔(320)回收包含碳酸二芳基酯和碳酸烷基芳基酯的第二底部流(15)，以及包含芳香醇和碳酸二烷基酯的第二顶部流(16)，并且将所述第二顶部流(16)再循环至所述第一反应性蒸馏塔(210)； 从第一精馏塔(810)回收包含烷基芳基醚的第三底部流(12)以及包含碳酸二烷基酯和烷基醇的第三顶部流(14)，并且将所述第三顶部流(14)再循环至所述第一反应性蒸馏塔(210)； 从所述第一分隔壁蒸馏塔(DWC1200)回收共沸混合物第四顶部流(431)，并且将所述共沸混合物第四顶部流(431)再循环至粗产物分离塔(160);以及 从所述第一分隔壁蒸馏塔(DWC1200)回收碳酸二烷基酯再循环流/第四底部流(426)并且将所述碳酸二烷基酯再循环流(426)再循环至所述第一反应性蒸馏塔(210)。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括: 将所述第二底部流(15)引入闪蒸器(510)； 从所述闪蒸器(510)回收包含催化剂和碳酸二芳基酯的第五底部流(10)以及包含碳酸二芳基酯、碳酸烷基芳基酯和芳香醇的第五顶部流(9)； 将所述第五底部流(10)引入蒸发器(520);以及 从所述蒸发器(520)回收包含碳酸二芳基酯的第六顶部流(11)以及包含所述催化剂和碳酸二芳基酯的第六底部流(20)，并且将所述催化剂再循环至第一反应性蒸馏塔(210)。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括: 将所述第六顶部流(11)引入第二分隔壁蒸馏塔(DWC2201)； 从所述第二分隔壁蒸馏塔(DWC2201)回收包含未反应的碳酸芳基烷基酯和芳香醇的第七顶部流(17)，并且将所述第七顶部流(17)再循环至第二反应性蒸馏塔(320);以及从所述第二分隔壁蒸馏塔(DWC2201)回收包含碳酸二芳基酯的产物流(24)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括: 从所述第一分隔壁蒸馏塔(DWC1200)回收包含碳酸二烷基酯、水和烷醇的第二流(416)，并且将所述第二流(416)引入至倾析器(610);以及 从所述倾析器(610)回收包含碳酸二烷基酯的第三流(418)，并且将所述第三流(418)再循环至所述第一分隔壁蒸馏塔(DWC1200)。6.根据权利要求5所述的方法，包括: 从所述倾析器￠10)回收包含水、烷醇和碳酸二烷基酯的第四流(421)； 将所述第四流(421)引入至水回收蒸馏塔￠30)； 从所述水回收蒸馏塔￠30)回收包含水、烷醇和碳酸二烷基酯的第五流(424)，以及包含水的第六蒸汽(422);并且将所述第五流(424)再循环至所述倾析器￠10)。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述碳酸二烷基酯包括碳酸二甲酯，所述烷基醇包括甲醇，所述碳酸二烷基酯再循环流(426)包含纯化的碳酸二甲酯与痕量的杂质，所述芳香醇包括苯酚，并且所述碳酸烷基芳基酯包括碳酸甲基苯基酯。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述第一反应性蒸馏塔(210)维持在120°C至250°C的温度，并且所述第一反应性蒸馏塔(210)的顶部维持在4至6巴(400至600kPa)的压力。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述第二反应性蒸馏塔(320)维持在140°C至240°C的温度，并且所述第二反应性蒸馏塔(320)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊格纳西奥·维克·费尔南德斯，塞尔焦·费雷尔·纳达尔，何塞·安东尼奥·卡瓦列罗，胡安·哈瓦洛耶斯·安东，
申请(专利权)人：沙特基础创新塑料IP私人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL