[发明专利]提纯碳酸二烷基酯的方法

说明书

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EP1 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≥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WO2007/096343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。