由碳酸二烷基酯来制备碳酸二芳基酯或者碳酸烷基芳基酯的方法技术

本发明专利技术涉及一种使用反应性隔壁塔，由碳酸二烷基酯和芳香族羟基化合物来制备碳酸二芳基酯和／或碳酸烷基芳基酯的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用反应性隔壁塔，由碳酸二烷基酯和芳香族羟基化合物来制备 碳酸二芳基酯和/或碳酸烷基芳基酯的方法。
技术介绍
由脂肪族碳酸酯和芳香族羟基化合物开始，通过酯交换来制备芳香族和脂肪 族-芳香族碳酸的酯(碳酸酯)通常大体上是已知的。这是一种平衡反应，其中平衡的位 置几乎完全地在脂肪族取代的碳酸酯方向中移动。所以由芳香族碳酸酯和醇来制备脂肪族 碳酸酯是相对容易的。但是，为了在相反意义的芳香族碳酸酯方向上进行所述反应，必需将 非常不利的平衡有效地移向芳香族碳酸酯一侧，为此，不仅必须使用非常活性的催化剂，而 且还要使用合适的工艺条件。已知的是这样的平衡反应可以在塔中进行，并且能够以此方式有利地在形成 期望的产物的方向中移动，例如如下所述:U. Block, Chem. -Ing. Techn. 49，151 (1977)， DE-A 3809417, B. Schleper, B. Gutsche, J. ffnuck 禾口 L. Jeromin, Chem. -Ing. -Techn. 62, 226(1990)，Ullmans Encyclopadie der technischen Chemie，第 4 版第 3 卷；第 375 页 及其后，1973)。在已知的方法中，酯交换因此优选在一个或多个反应塔中，在逆流酯交换中连续 进行。但是，文献(例如EP 0461274，DE-A 4226755，DE-A 4226756)中已知的方法通 常仅仅描述了这些方法步骤，其中通过酯交换和/或歧化反应进行反应来形成碳酸二芳基 酯。目前的专利申请例如 W02006/033291A1，EP 1775280A1,EP 1767516A1,EP 1767517A1, EP 1767518A1，EP 1762559A1和EP 1762560A1还给出了关于用于制备碳酸二芳基酯的反 应塔的物理设计的信息。将在这种方法中形成的反应醇和碳酸二烷基酯的混合物在与反应 设备分开的设备中进行分离。为了使所述方法的经济性高于现有技术，需要用于降低能耗的方案和用于降低投 资成本的措施二者。在经验的基础上，在工业实践中仅仅能够在受到限制的情况下实现这 两个要求。EP-A 0461274描述了一种在一个或多个串联连接的多级塔中，用于制备芳香族碳 酸酯的连续酯交换方法，将碳酸二烷基酯或者碳酸烷基芳基酯与酚类进行反应，并且将挥 发性产物(即，反应醇和碳酸二烷基酯)从塔顶排料，将高沸点产物例如碳酸二芳基酯从塔 底排料。因为碳酸二烷基酯和反应醇二者是从塔顶排料的，因此需要至少一个另外的步骤来分离这些组分。DE-A 4226756描述了一种依靠芳香族羟基化合物，通过碳酸二烷基酯的酯交换来 制备碳酸二芳基酯的二阶段方法，其中首先在第一阶段由起始材料来形成相应的碳酸烷基 芳基酯，并且在第二阶段形成碳酸二芳基酯。在所述方法描述中给出的信息限制于反应条 件，所用的催化剂和反应塔的设计。在该专利申请的情况中，同样将反应醇和碳酸二烷基酯 从塔顶排料。DE-A 4226755描述了一种在两个反应塔中制备碳酸二芳基酯的方法，这两个反应 塔在能量和材料方面是彼此耦合的，其中将芳香族羟基化合物和碳酸二烷基酯在第一阶段 中进行反应，并且在第二阶段中，通过与芳香族羟基化合物的酯交换或者通过歧化反应来 将所形成的碳酸烷基芳基酯转化成为碳酸二芳基酯。但是，这里存在着这样的问题，即，所 述方法在材料和能量方面的整合不允许选择对于碳酸烷基芳基酯或者碳酸二芳基酯的形 成而言最佳的反应条件，这是因为这些条件被两个步骤中占优势的几乎相同压力所固定。EP-A 781760描述了一种制备芳香族碳酸酯的连续方法，在催化剂的存在下将碳 酸二烷基酯与芳香族羟基化合物进行反应，连续除去该反应中所形成的芳香族碳酸酯，醇 类副产物，碳酸二烷基酯和芳香族羟基化合物，并且将碳酸二烷基酯和芳香族羟基化合物 再循环到所述反应中。在这种方法中，同样在该方法的反应部分中获得了仅仅两种馏分，其 分别从反应器上端(upper)和底部(bottom)排料。W0-A 2006/001256描述了一种方法，其中在催化剂存在下将芳香族羟基化合物与 碳酸二烷基酯进行反应，还描述了适于此目的工业设备。这里同样，将馏分仅仅作为塔顶产 物或者塔底产物而排料。如同已知的那样，没有设备和能量方面适当有效的整合，上述方法的投资和能量 成本是高的，这又使得从生态和经济的观点来说，无光气制备碳酸芳基酯的优点是成问题 的。用于整合设备和能量的方案包括使用隔壁塔(dividing wall column).隔壁塔在反应性分离方法中运行模式的一个例子描述在EP 0126288B 1中。但 是，这里没有给出关于这种技术如何能够用于通过碳酸二烷基酯的酯交换来制备碳酸二芳 基酯的信息。反应性分离方法的另外一个例子可以在Ind. Eng. Chem. Res. 2007，46，3709-3719 中找到。这个公开文献描述了碳酸二甲酯与乙醇的酯交换来形成脂肪族碳酸二乙酯。因此， 在这种方法中也没有产生碳酸二芳基酯。在芳香族羟基化合物与碳酸烷基酯的酯交换中，后者通常是过量使用的，目的是 实现基于芳香族羟基化合物的高转化率。在反应塔中酯交换的情况中，过量使用的碳酸二烷基酯和在该反应中形成的反应 醇二者是从塔顶分离掉的。芳香族羟基化合物，在反应中形成的碳酸烷基芳基酯，可能的碳 酸二芳基酯和碳酸二烷基酯优选存在于塔底产物中。在均相催化反应的情况中，该塔底产 物还包含催化剂。这种运行模式的缺点是过量使用的碳酸二烷基酯必须在分离步骤中与反应醇进 行分离。虽然在反应区上面的富集区域中将反应醇与碳酸二烷基酯进行分离原则上是可能的，但是它在转化率方面是相对无效的，这是因为它因此仅仅是从顶部引入到反应区中 的。以此方式，仅仅提高了碳酸二烷基酯和芳香族羟基化合物的分离。但是，为了能够确保 芳香族羟基化合物的高转化率，应当避免这种效应。
技术实现思路
因此一直需要提供一种制备芳香族碳酸酯(即，碳酸二芳基酯和/或碳酸烷基芳 基酯，优选碳酸二芳基酯)的方法，其不具有上述缺点，并且其中提供了这样一种方法，该 方法与上述的已知方法相比，在能量和设备方面是整合的。本专利技术的目标因此是提供一种制备芳香族碳酸酯(即，碳酸二芳基酯和/或碳酸 烷基芳基酯)的方法，其中，与已知的方法相比，碳酸二烷基酯与芳香族羟基化合物的反应 以及通过蒸馏来分离反应醇和碳酸二烷基酯的混合物在设备和能量方面是耦合的。附图说明图1 一般性的描述了依靠反应性隔壁塔的第一酯交换步骤。图2描述了反应性隔壁塔的一种具体的实施方案，在膜分离中分离气态蒸馏物。图3描述了反应性隔壁塔的一种具体的实施方案，在蒸馏塔中分离液体蒸馏物。图4描述了反应性隔壁塔的一种具体的实施方案，在膜分离中分离气态蒸馏物， 冷凝气态侧线物流，并将所形成的冷凝物与供料物流进行混合。图5描述了反应性隔壁塔的一种具体的实施方案，在膜分离中分离气态蒸馏物， 将液体侧线物流从反应性隔壁塔中排出，并且将该侧线物流与供料物流进行混合。图6描述了反应性隔壁塔的一种具体的实施方案，在膜分离中分离气态蒸馏物， 将液体侧线物流从反应性隔壁塔中排出，除去仍然存在于蒸馏塔中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备碳酸烷基芳基酯和／或碳酸二芳基酯的方法，其包括在反应蒸馏塔中，在催化剂存在下将碳酸二烷基酯与芳香族羟基化合物进行反应，其中所述的反应蒸馏塔被一个或多个分隔装置隔开，该分隔装置在纵向上是有效的，并且完全或者部分地防止了进入供料侧（Ｚ）和排料侧（Ｅ）中的液体和／或蒸气物流的横向混合，反应区位于该供料侧（Ｚ）中，其中将含有所述的芳香族羟基化合物的物流（２１）和含有所述的碳酸二烷基酯的物流（２２）供给到所述的供料侧（Ｚ），与此同时，将一个或多个中沸点馏分以气态或者液态形式从排料侧（Ｅ）取出，该一个或多个中沸点馏分任选地包含反应物和／或反应产物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A杜克斯，H莫塞斯，K哈伦伯格，G伦奇，R沃西茨，P乌姆斯，J雷克纳，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]