专利名称：提纯碳酸二烷基酯的方法
技术领域：
本发明的领域涉及提纯碳酸二烷基酯的特殊方法。尤其，本发明涉及在通过环状 碳酸亚烃酯(例如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯)与烷基醇的催化酯基转移来制备碳酸二烷基 酯中提纯碳酸二烷基酯/烷基醇-混合物的连续方法。为了优化该方法的经济性和能量效 率，使用用于中间加热内部液体料流的装置。
背景技术：
作为碳酸二芳基酯前体的碳酸二烷基酯的提纯非常重要，因为通过熔体酯基转移 制备高质量聚碳酸酯需要高纯度。通过环状碳酸亚烃酯和烷基醇的酯基转移制备的碳酸二 烷基酯可以同时含有高沸点组分和低沸点组分以及作为杂质的催化剂残留物。高沸点组 分，常常也称为高沸物，在该提纯方法的意义上，是沸点高于碳酸二烷基酯的组分。低沸点 组分，常常也称为低沸物，在该提纯方法的意义上，是沸点低于碳酸二烷基酯的组分。所有 这些杂质导致所要制备的碳酸二芳基酯以及随后由其制备的聚碳酸酯的质量的明显劣化， 因此在碳酸二烷基酯进一步使用之前必需通过适当的提纯来除去。由环状碳酸亚烃酯和烷基醇制备碳酸二烷基酯且同时形成了作为副产物的亚烷 基二醇的方法是已知的，已经被描述多次。US 6，930，195B例如已经描述了作为两阶段平衡 反应的该催化酯基转移反应。第一反应阶段中，环状碳酸亚烃酯与醇反应，从而形成碳酸羟 烷基酯作为中间体。该中间体然后与烷基醇在第二反应阶段中反应，从而形成产物碳酸二 烷基酯和亚烷基二醇。使用反应性蒸馏塔(以下也称为酯基转移塔)尤其已经在EP530615A、EP569 812A 和EPl 086 940A中进行了描述，被认为对于碳酸二烷基酯生产方法的工业实施来说是特 别有利的。在EP 569 812A中，环状碳酸亚烃酯连续地引入到酯基转移塔的上部，而含碳酸 二烷基酯的烷基醇连续地引入到酯基转移塔的中部或下部。另外，在含碳酸二烷基酯的烷 基醇的引入部位下面引入实质上纯的烷基醇。含有作为副产物的亚烷基二醇的高沸物混合 物在酯基转移塔的底部连续地排出。含有所生成的碳酸二烷基酯的低沸物混合物作为碳酸 二烷基酯/烷基醇混合物在酯基转移塔的顶部排出，并进行进一步提纯步骤。在本申请中，“实质上纯”包括彡99%主要组分的混合物。用于提纯碳酸二烷基酯/烷基醇混合物的蒸馏塔在较高的压力下操作，使得具有 较低碳酸二烷基酯含量的另一碳酸二烷基酯/烷基醇混合物能够在塔的顶部排出。作为主 要产品的碳酸二烷基酯在该提纯塔的底部获得。许多因素在碳酸二烷基酯的经济上有吸引力的生产方法的开发中起重要作用。大 多数文献资料涉及反应参数如转化率、选择性或产品纯度。该方法的能量效率很少被讨论 (例如 EP 569 812A、JP 2003-104937、WO 2007/096340, WO 2007/096343)，但这些因素对 该方法的经济吸引力有很明显的贡献。为此，在本发明中引入了增加该方法的能量效率的 措施。在EP 569 812A中，在碳酸二烷基酯制备中的能量消耗通过在该方法中不冷凝而
3是作为气态料流输送的许多内部料流来减少。WO 2007/096340描述了方法，其中碳酸亚烃酯由氧化烯和CO2生成，碳酸亚烃酯随 后与烷基醇反应形成碳酸二烷基酯和亚烷基二醇，其中在第二步中形成的含有碳酸二烷基 酯和亚烷基二醇的混合物进行提纯。用于形成碳酸亚烃酯的反应是放热的，相应碳酸亚烃 酯产品料流用来在提纯中加热碳酸二烷基酯/亚烷基二醇产品料流。在W02007/096343中，酯基转移塔中由碳酸亚烃酯和烷基醇形成的碳酸二烷基酯 和烷基醇的混合物通过提取蒸馏来提纯，其中碳酸亚烃酯用作提取剂。在碳酸二烷基酯通 过蒸馏与提取剂分离之后，供给酯基转移塔的烷基醇通过含有提取剂的来自该塔的热塔底 产物来加热。在JP 2003-104937中，从能量消耗的观点考虑，也检验了用于后处理碳酸亚乙酯 /乙二醇混合物和提供用于制备碳酸二甲基酯的方法的提纯的碳酸亚乙酯的各种工艺变量。已经发现，就根据现有技术的方法的装置而言，来自酯基转移塔的低沸点产物料 流的蒸馏能够仅仅以低能量效率和高支出进行。用于减少能量输入的装置迄今是未知的。因此，需要提供提纯碳酸二烷基酯的方法，这种方法不具有上述缺点，且与上述已 知的方法相比，可以更有效的方式进行能量集成，或者能够实现改进的能量集成。此外，需 要提供提纯碳酸二烷基酯的方法，其中作为杂质存在的中间沸点次级组分还能够根据需要 以能量有利方式除去，就装置而言是非常简单的。这里，中间沸点次级组分是沸点在烷基醇 的沸点和碳酸二烷基酯的沸点之间的组分。因此，本发明的目的是提供提纯碳酸二烷基酯的方法，与已知的方法相比，该方法 具有减低的能量消耗。
发明内容
现已令人惊讶地发现，当利用在蒸馏和/或用于制备碳酸二芳基酯的后续工艺中 产生的热来提供能量时，碳酸二烷基酯通过蒸馏的提纯还能够以就装置而言的低支出和低 能量消耗来进行。尤其，底部汽化器操作所需的在Tbv温度水平的热能要求能够特别简单和有利地 通过另外使用用于在蒸馏塔中中间加热的技术装置来减少。该中间加热器中的能量输入主 要地来源于用于制备碳酸二芳基酯的后续工艺。由于内部料流的温度低于塔底部的温度， 其中T1 < Tbv的温度水平T1的热能能够用于该中间加热。该观念导致在大于或等于Tbv的 温度水平的热能消耗的总体减少，因为现在在其他化学品生产方法中例如冷凝或料流冷却 中获得的低于Tbv的温度水平的热能能够被有益地利用，且在大于或等于Tbv的温度水平的 通常成本高的热能的量能够被减少。在其他化学品生产方法中通过料流的冷凝或冷却在温度水平T1获得的热能能够 直接或间接供给中间加热器。在直接供给的情况下，在其他化学品生产方法中所要冷凝或 冷却的料流利用中间加热器加热用于提纯碳酸二烷基酯的蒸馏塔中的内部料流。在间接供 给的情况下，所要冷凝或冷却的料流经由一种或多种传热介质加热塔中的内部料流。可能 的传热介质是气体、蒸气或液体，优选气态或液体工业传热介质如水，以矿物油为基础的传 热介质或合成传热介质(例如DiphylTM，Marlotherm )。特别优选的传热介质是水或水蒸
4气。因此，提供了于在塔的上部含有至少一个增浓段和在塔的下部含有至少一个汽提 段的至少一个蒸馏塔中提纯碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，在用于后处理在酯基转移 塔的顶部排出的碳酸二烷基酯/烷基醇混合物的蒸馏塔中，使用用于加热塔中的内部液体 料流的技术装置，其中所使用的能量部分或完全由另一化学品生产方法回收。该技术装置 优选位于塔的汽提段，特别有利地位于塔的汽提段的上半部。在碳酸二烷基酯提纯塔中，在底部汽化器中在Tbv的温度水平的热能消耗能够通 过在塔的汽提段，特别有利地在塔的汽提段的上半部中的中间加热来减少。用于中间加热 器的温度水平T1的所需热能量能够由其他化学品生产方法获得。这优选是碳酸二芳基酯 的后续制备，其中所需的热能量优选能够由制备碳酸二芳基酯的第一反应塔内的中间体冷 凝中和/或制备碳酸二芳基酯的其他反应塔和/或其他蒸馏塔的顶部以及冷凝系统的冷凝 中所产生的冷凝热获得。由于在温度水平Tbv的热能消耗减少，同时维持了高产品质量，因此该方法提供了 重要的经济优势。通过本文所述的方法提纯的碳酸二烷基酯优选是所有通式(I)的化合物
R2-O-C-O-R1 Il
0(I),其中R1和R2彼此独立地是线性或支化的、任选取代的C1-C34-烷基，优选C1-C6-烷 基，特别优选C1-C4-烷基。R1和R2能够是相同或不同的。R1和R2优选是相同的。对于本说明书来说，C1-C4-烷基是例如甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，仲丁 基，叔丁基A-C6-烷基还可以是例如正戊基，1-甲基丁基，2-甲基丁基，3-甲基丁基，新 戊基，1-乙基丙基，环己基，环戊基，正己基，1，1- 二甲基丙基，1，2- 二甲基丙基，1，2- 二甲 基丙基，1-甲基戊基，2-甲基戊基，3-甲基戊基，4-甲基戊基，1，1-二甲基丁基，1，2-二甲 基丁基，1，3-二甲基丁基，2，2-二甲基丁基，2，3-二甲基丁基，3，3-二甲基丁基，1-乙基 丁基，2-乙基丁基，1，1，2-三甲基丙基，1，2，2-三甲基丙基，1-乙基-1-甲基丙基，1-乙 基-2-甲基丙基或1-乙基-2-甲基丙基K1-C34-烷基还可以是例如正庚基和正辛基，频哪 基(pinacyl)，金刚烷基，异构的薄荷基，正壬基，正癸基，正十二烷基，正十三烷基，正十四 烷基，正十六烷基或正十八烷基。上述情况也适用于例如芳烷基或烷芳基中的相应烷基。相 应羟烷基或芳烷基或烷芳基中的亚烷基例如是对应于以上烷基的亚烷基。以上列举是举例说明，不构成限制。优选的碳酸二烷基酯是碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸二正丙酯，碳酸二异丙酯， 碳酸二正丁酯，碳酸二仲丁酯，碳酸二叔丁酯或碳酸二己酯。特别优选的是碳酸二甲酯或碳 酸二乙酯。更特别优选的是碳酸二甲酯。碳酸二烷基酯优选由具有通式(II)的环状碳酸亚烃酯制备
权利要求
1.在至少一个蒸馏塔中提纯碳酸二烷基酯的方法，所述至少一个蒸馏塔含有在该塔上 部的至少一个增浓段和在该塔下部的至少一个汽提段，该方法包括在该蒸馏塔中使用技术装置加热内部液体料流，该技术装置用于后处理在酯基转移塔 的顶部排出的碳酸二烷基酯/烷基醇混合物；和部分或完全地从另一化学生产方法回收用于加热该蒸馏塔中的该内部液体料流的能量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过该技术装置中的冷凝作为冷凝热获得的该能 量完全或部分、直接或间接地供应给该方法以用于加热该塔中的该内部液体料流。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该技术装置位于该蒸馏塔的汽提段中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中该技术装置位于该蒸馏塔的外面。
5.根据权利要求1所述的方法，其中该技术装置在该蒸馏塔的汽提段的上半部中使用。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述用于加热该塔中的该内部液体料流的能量由 碳酸二芳基酯的后续制备获得。
7.根据权利要求6所述的方法，其中来自在冷凝过程中获得的热的能量由所述碳酸二 芳基酯制备中的选自下列之中的至少一个步骤获得 所述碳酸二芳基酯制备的第一反应塔的中间冷凝器， 所述碳酸二芳基酯制备的第二反应塔的冷凝器， 用于冷凝含有提纯的碳酸二芳基酯的侧流的，或者在存在第二碳酸二芳基酯蒸馏塔 或侧流塔的情况下冷凝所述第二碳酸二芳基酯蒸馏塔或所述侧流塔之一的冷凝器， 用于冷凝来自所述碳酸二芳基酯制备的第二中间沸点化合物塔的气体侧流的冷凝全文摘要
本发明涉及提纯碳酸二烷基酯的特殊方法。尤其，本发明涉及在通过环状碳酸亚烃酯(例如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯)与低级醇的催化酯基转移而制备低级碳酸二烷基酯中提纯碳酸二烷基酯/醇-混合物的连续方法。为了优化该方法的经济性和能量效率，使用用于中间加热内部液体料流的装置。
文档编号C07C68/08GK102060709SQ20101054870
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月12日 优先权日2009年11月14日
发明者A·德克斯, A·苏桑托, C·布查利, F·里泽, G·朗奇, J·范登艾恩德, P·乌姆斯, T·庞库尔, W·武伊塔克 申请人:拜尔材料科学股份公司