碳酸酯的连续生产的方法技术

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，它是通过将三个反应物流在酯交换催化剂存在下引进萃取／反应蒸馏塔来实现的。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共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。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。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利
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。本专利技术的目的就是提供这样一种方法。本专利技术概要本专利技术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。依照本专利技术，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。在本专利技术的方法中，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。附图简述附图说明图1是对适合实施本专利技术方法的设备的示意性图解。本专利技术详述本专利技术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)虽然在本专利技术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。在本专利技术方法中用作初始材料的芳香醇被选来提供所需产品。在本专利技术中有用的芳香醇的实例包括但不限于EP 0 461 274所公布的那些，即分子式ArOH所代表的那些，其中Ar代表具有5到30个碳原子的芳族基团。特定ArOH化合物的实例包括但不限于苯酚；各种烷基苯酚，比如甲酚、二甲苯酚、三甲苯酚、四甲苯酚、乙基苯酚、丙基苯酚、丁基苯酚、二乙基苯酚、甲基乙基苯酚、甲基丙基苯酚、二丙基苯酚、甲基丁基苯酚、戊基苯酚、己基苯酚、环己基苯酚；各种烷氧基苯酚，比如甲氧基苯酚和乙氧基苯酚；由下述结构式代表的各种取代酚 其中A代表键、二价基，比如-O-、-S-、-CO-和-SO2-、亚烷基、由下述结构式代表的取代亚烷基 或 其中R4、R5、R6和R7各自分别代表氢原子、低级烷基、环烷基、芳基或者芳烷基，它们可以被卤原子或者烷氧基取代，或者为下式代表的亚环烷基 其中K是从3到11的整数，且氢原子可以被低级烷基、芳基、卤原子或类似物取代，芳香族基团可以被取代基取代，比如低级烷基、低级烷氧基、酯基、羟基、硝基、卤素和氰基；萘酚和各种取代萘酚；杂芳族羟基化合物，比如羟基吡啶、羟基香豆素(hydroxycumarine)和羟基喹啉。还可用的是具有两个羟基的芳香族二羟基化合物，比如对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、二羟基萘、上述物质经烷基取代得到的二羟基蒽二羟基化合物；由下式代表的芳香族二羟基化合物 其中A如上定义，且芳环可以被取代基，比如低级烷基、低级烷氧基、酯基、硝基、氰基和卤原子取代。二烷基碳酸酯和芳香醇作为独立反应物流的部分在酯交换催化剂存在下被分别引进萃取/反应蒸馏塔。我们知道很多能促进上述反应的酯交换催化剂。合适的酯交换催化剂的实例包括但不限于EP 0 461274所公布的那些，即铅化合物，特别是铅的氧化物如PbO、PbO2和Pb3O4；铅的硫化物，比如PbS和Pb2S；铅的氢氧化物，比如Pb(OH)2和Pb2O2(OH)2；铅酸盐，比如Na2PbO2、K2PbO2、NaHPbO2和KHPbO2；高铅酸盐，比如Na2PbO3、Na2H2PbO4、K2PbO3、K2(Pb(OH)6)、K4PbO4、Ca2PbO4和CaPbO3；碳酸铅及其碱式盐，比如PbCO3和2PbCO3Pb(OH)2；有机酸的铅盐(lead salts)及其碳酸盐和碱式盐，比如Pb(OCOCH3)2、Pb(OCOCH3)4和Pb(OCOCH3)2、PbO·3H2O；有机铅化合物，比如Bu4Pb、Ph4Pb、Bu3PbCl、Ph3PbBr、Ph3Pb(or Ph6Pb2)、Bu3PbOH和Ph3PbO，其中Bu表示丁基，Ph代表苯基；烷氧基铅化合物和芳氧基铅化合物，比如Pb(OCH3)2、(CH3O)Pb(OPh)和Pb(OPh)2；铅合金，比如Pb-Na、Pb-Ca、Pb-Ba、Pb-Sn和Pb-Sb；铅矿物，比如方铅矿和闪锌矿；以及这些铅化合物的水合物；铜族金属化合物(铜、银和金)尤其是铜族金属的盐或者络合物，比如CuCl、CuCl2、CuBr、CuBr2、CuI、CuI2、Cu(OAc)2、Cu(acac)2、铜油酸盐、Bu2Cu、(CH3)O)2)Cu、AgNO3、AgBr、苦味酸银、AgC6H6CIO4、Ag(瞬烯)3NO3、(AuC℃-C(CH3)3)n和(Cu(C7H8)Cl)4，其中OAc代表乙酰基，acac代表乙酰丙酮螯合配位体；碱金属络合物，比如Li(acac)和LiN(C4H9)2，其中acac如上定义；锌络合物，比如Zn(acac)2；镉络合物，比如Cd(acac)2；本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备二芳基碳酸酯的方法，它通过使二烷基碳酸酯与芳香醇反应来生成二芳基碳酸酯和烷基醇，包括以下步骤： （ａ）在酯交换催化剂存在下，将三个反应物流引入萃取／反应蒸馏塔， 其中三个反应物流是 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， 所述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； 其中所述第一反应物流在第二反应物流下面被引入塔内，而所述第二反应物流在第三反应物下面被引入塔内； （ｂ）从萃取／反应蒸馏塔回收包含二芳基碳酸酯的生成物流。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MH沃耶瓦尔，BWS陀，MF多赫尔蒂，MF马洛尼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]