[發(fā)明專利]制造碳酸二烷基酯的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380060824.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN104781222A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P.烏姆斯;F.里澤;A.迪克斯;C.布哈利;T.潘庫(kù)爾;A.蘇桑托;G.龍格;J.范登艾恩德;W.武伊塔克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 拜耳材料科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C07C27/00
• 分類號(hào): C07C27/00;C07C68/06;C07C69/96;C07C29/128;C07C31/20
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周鐵;石克虎

本發(fā)明涉及通過(guò)環(huán)狀碳酸亞烷基酯（例如乙二醇碳酸酯或異丙二醇碳酸酯）與低分子量烷基醇在催化劑存在下的酯交換和碳酸二烷基酯在下游工藝步驟中的必要提純制備低分子量碳酸二烷基酯作為主要產(chǎn)物和烷撐二醇作為副產(chǎn)物的連續(xù)方法。為了優(yōu)化該方法的經(jīng)濟(jì)可行性和能量效率，使用附加設(shè)備用于中間加熱該裝置內(nèi)部的液流。

由環(huán)狀碳酸亞烷基酯和烷基醇制備碳酸二烷基酯，其中同時(shí)形成烷撐二醇作為副產(chǎn)物，是已知的并已多次描述。US-6,930,195?B中描述了作為兩級(jí)平衡反應(yīng)的這種催化的酯交換反應(yīng)。在第一反應(yīng)階段中，環(huán)狀碳酸亞烷基酯與烷基醇反應(yīng)產(chǎn)生羥基-烷基碳酸酯作為中間體。該中間體隨后在第二反應(yīng)階段中借助烷基醇轉(zhuǎn)化以產(chǎn)生下列產(chǎn)物：碳酸二烷基酯和烷撐二醇。

對(duì)于碳酸二烷基酯制備法的工業(yè)實(shí)施，已經(jīng)證實(shí)使用尤其在EP?530?615?A、EP?569?812?A和EP?1?086?940?A中已描述的反應(yīng)性蒸餾塔（在下文中也稱作酯交換塔）特別有利。在EP?569?812?A中，將環(huán)狀碳酸亞烷基酯連續(xù)引入酯交換塔的上部，并將含碳酸二烷基酯的烷基醇引入酯交換塔的中部或下部。此外，在含碳酸二烷基酯的烷基醇的引入點(diǎn)下方，引入幾乎純的烷基醇。在酯交換塔底部連續(xù)取出包含制成的作為副產(chǎn)物的烷撐二醇的高沸點(diǎn)混合物。在酯交換塔頂部，取出包含制成的碳酸二烷基酯的低沸點(diǎn)混合物作為碳酸二烷基酯/烷基醇混合物并施以進(jìn)一步提純步驟。

用于提純碳酸二烷基酯/烷基醇混合物的蒸餾塔在比酯交換塔中高的壓力下運(yùn)行，以便可以在蒸餾塔的塔頂取出具有更低碳酸二烷基酯含量的另一碳酸二烷基酯/烷基醇混合物。在該提純塔的底部以高純度獲得碳酸二烷基酯作為主要產(chǎn)物。

許多因素對(duì)開發(fā)有經(jīng)濟(jì)吸引力的制備碳酸二烷基酯方法是重要的。大多數(shù)文獻(xiàn)來(lái)源致力于反應(yīng)參數(shù)，例如轉(zhuǎn)化率、選擇性或產(chǎn)物純度。較不常見的主題是該方法的能量效率（例如在EP?569?812?A、JP?2003-104937、WO?2007/096340、WO?2007/096343中），即使這些因素對(duì)該方法的經(jīng)濟(jì)吸引力的貢獻(xiàn)并非無(wú)足輕重。因此，在本發(fā)明范圍內(nèi)，引入提高該方法的能量效率的措施。

在EP?569?812?A中，通過(guò)不冷凝許多內(nèi)部工藝流而是作為蒸氣狀流傳送它們，降低碳酸二烷基酯制備中的能量使用。

WO?2007/096340中描述了由環(huán)氧烷和CO₂制造碳酸亞烷基酯，然后使碳酸亞烷基酯與烷基醇反應(yīng)產(chǎn)生碳酸二烷基酯和烷撐二醇的方法，其中提純第二步驟中產(chǎn)生的包含碳酸二烷基酯和烷撐二醇的混合物。產(chǎn)生碳酸亞烷基酯的反應(yīng)是放熱的，并利用相應(yīng)的碳酸亞烷基酯產(chǎn)物流在提純中加熱該碳酸二烷基酯/烷撐二醇產(chǎn)物流。

在WO?2007/096343中，借助萃取蒸餾提純?cè)邗ソ粨Q塔中由碳酸亞烷基酯和烷基醇形成的碳酸二烷基酯和烷基醇的混合物，其中碳酸亞烷基酯充當(dāng)萃取劑。在碳酸二烷基酯已通過(guò)蒸餾與萃取劑分離之后，用該塔排出的包含萃取劑的熱塔底物加熱向酯交換塔供應(yīng)的烷基醇。

JP?2003-104937考慮了用于乙二醇碳酸酯/乙二醇混合物的后處理的各種工藝方案并尤其從能量消耗的角度向碳酸二甲酯的制備方法提供純化的乙二醇碳酸酯。

但是，提及的文獻(xiàn)無(wú)一描述了可以在保持主要產(chǎn)物（碳酸二烷基酯）和副產(chǎn)物（烷撐二醇）的品質(zhì)的同時(shí)以特別能量有效的方式進(jìn)行碳酸亞烷基酯與烷基醇在酯交換塔中的反應(yīng)的方法或程序。因此，在本發(fā)明范圍內(nèi)，引入提高這一工藝步驟中的能量效率的措施。

因此存在對(duì)這樣的方法的需要，其一方面在酯交換塔中具有較高能量效率，而另一方面對(duì)碳酸二烷基酯和烷撐二醇的品質(zhì)只有微不足道的影響。

由于對(duì)酯交換塔中的溫度分布和因此也對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的有利影響，優(yōu)選的是幾乎純的和含碳酸二烷基酯的烷基醇流都以氣體形式送入酯交換塔的運(yùn)行方式。這些運(yùn)行方式也有助于降低酯交換塔中的塔底蒸發(fā)器的能量需求。為了汽化這兩個(gè)流，優(yōu)選使用溫度水平高于T_V的低等級(jí)蒸汽或熱循環(huán)水。

現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)以特別簡(jiǎn)單和有利的方式在保持相同的產(chǎn)物品質(zhì)下回收烷撐二醇提純塔中的冷凝能量并將其直接或間接送入用于汽化烷基醇流的熱交換器，降低對(duì)用于汽化烷基醇流的熱交換器的運(yùn)行所需的外部熱能（即在本方法以外生成的熱能）的需求，由此可以提高能量效率。