[发明专利]碳酸二甲酯的制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年2月16日提交的美国临时专利申请60/890288的优 先权并且是其非临时申请，在此引至作为参考。

发明背景

碳酸二芳基酯如碳酸二苯酯是聚碳酸酯树脂生产中的重要反应物。随 着聚碳酸酯的应用增多，碳酸二芳基酯的安全高效生产变得更加重要。早 期生产碳酸二芳基酯的方法使用光气试剂。然而光气的毒性推动了非光气 方法的开发。非光气方法是本领域公知的并在美国专利申请4410464、 5344954、6784277、7141641和7288668中具有记载，在此引入这些申请作 为参考。

如图1所示，非光气方法包括三个反应步骤。首先，在催化剂的存在 下使烷醇(例如甲醇)与氧气和一氧化碳反应，生成碳酸二烷基酯(例如碳酸 二甲酯)和水。在第二个反应步骤中，碳酸二烷基酯与芳族醇(例如苯酚)反 应，生成芳烷基碳酸酯(例如苯甲基碳酸酯)和烷醇(例如甲醇)。接着，在第 三个反应步骤中，两分子的芳烷基酯进行歧化反应，生成一分子的碳酸二 芳基酯(例如碳酸二苯酯)和一分子的碳酸二烷基酯。本发明涉及该方法的第 一步。

如上所述，生成碳酸二烷基酯的生成反应(图1的步骤1)通常在密闭的 搅拌釜式反应器中在催化剂的存在下使烷醇与一氧化碳和氧气反应。已发 现催化剂可能堆积在反应器的水平表面上、与反应器相通的传输管线中以 及生成工艺后期使用的分离装置中。催化剂的堆积存在两个潜在的问题。 第一个问题是催化剂的堆积可能随着时间的推移堵塞与反应器相通的传输 管线。此外，催化剂在传输管线中以及反应器的水平表面上堆积可能导致 固体催化剂“大块”松动并落入反应器或后续的分离装置。如果“大块” 足够大，则可能干扰并潜在地损害反应器的搅拌叶片或者在分离装置中造 成振动和破损状况。

为了避免这些状况，碳酸二烷基酯生产设备不得不关闭，来清理反应 器、传输管线和分离装置，以除去已出现的任意催化剂堆积。碳酸二烷基 酯生产设备关闭的时期导致需要稳定的碳酸二烷基酯流的下游用户或工艺 供应不足。获得可避免上述催化剂堆积并可生产稳定的碳酸二烷基酯流的 安全及设备友好型方法是非常有利的。

发明内容

本发明人发现了一种方法，该方法可避免催化剂在碳酸二烷基酯生产 设备的反应器、传输管线和分离装置中堆积。本发明人发现了一种方法， 该方法可安全地生产稳定的碳酸二烷基酯流而对工艺设备没有损害。在一 实施方案中，本发明提供生成碳酸二烷基酯的方法，该方法包括：

(1)将反应物引至具有气体液面上空间(gaseousheadspace)和液体主体 空间(liquidbodyspace)的反应器，所述反应物包括烷醇、一氧化碳、氧气和 催化剂，所述反应器在一定的条件下工作以生成碳酸二烷基酯和水，

其中将烷醇和催化剂以液体形式引至反应器的液体主体空间，且其中 将氧气和一氧化碳以气体形式引至反应器的液体主体空间，

(2)将包含氧气的单独料流引至反应器的液面上空间，使得液面上空间 的氧气含量介于0.10mol％至1.00mol％之间，

(3)将产物流从反应器的液面上空间取出，产物流包含碳酸二烷基酯、 水、氧气和残余反应物，

(4)将产物流引至旋流分离装置，以形成底部液流和顶部气流，

(5)将底部液流从旋流分离装置捕获并引至反应器，其中顶部气流包含 碳酸二烷基酯产物。

在第二实施方案中，本发明提供生成碳酸二烷基酯的方法，该方法包 括：

(1)将反应物引至具有气体液面上空间和液体主体空间的反应器，所述 反应物包括烷醇、一氧化碳、氧气和催化剂，所述反应器在一定的条件下 工作以生成碳酸二烷基酯和水，

其中反应器包括导流板，其中导流板以选自下列的构造布置：

(A)导流板完全设置在反应器的液体主体空间内，

(B)导流板包括设置在气体液面上空间内的部分和设置在液体主体 空间内的部分，其中设置在气体液面上空间内的导流板部分包括小于200 cm²的水平表面，

(2)将产物流从反应器的液面上空间取出，所述产物流包括碳酸二烷基 酯、水和残余反应物，

(3)将产物流引至旋流分离装置，以形成底部液流和顶部气流，