[发明专利]碳酸二烷基酯的连续制备方法

说明书

相关申请的交叉参考

要求2010年10月26日提交的德国专利申请10 2010 042 934.1的优先权，出于所有有益的目的，在此全部引入并作参考。

技术领域

本发明的领域涉及在通过环状碳酸亚烷基酯(如碳酸亚乙基酯或碳酸亚丙基酯)和烷基醇的催化酯交换反应制备碳酸二烷基酯的过程中，碳酸二烷基酯/烷基醇的混合物的连续纯化方法。为了提高碳酸二烷基酯的产品质量，选择碳酸二烷基酯纯化塔的操作参数是至关重要的，以便减少不需要的副产物如烷氧基醇和脂肪族碳酸酯醚的形成。

背景技术

由环醚与烷基醇的反应形成烷氧基醇。

由烷氧基醇与碳酸二烷基酯的反应形成脂肪族碳酸酯醚。

通常沸点高于烷基醇的碳酸酯醚仍然存在于碳酸二烷基酯中。当碳酸二烷基酯与芳香单羟基化合物在进一步的反应阶段中反应得到碳酸二芳基酯时，脂肪族碳酸酯醚进一步反应得到芳香碳酸酯醚。在接下来的碳酸二烷基酯与芳香二羟基化合物反应得到芳香聚碳酸酯过程中，芳香碳酸酯醚导致聚碳酸酯产物特性的变劣，对分子量和聚合物的颜色都有不利影响，假如在相同的条件下，存在芳香碳酸酯醚比没有的情况下分子量更低，。

由环状亚烷基碳酸酯和烷基醇制备碳酸二烷基酯，其中作为副产物同时形成亚烷基二醇，是已知的且公开了多次。US 6 930 195 B2公开了两阶段平衡反应方式的这种催化酯交换反应。在第一反应阶段，环状碳酸亚烷基酯与醇反应得到作为中间体的羟烷基碳酸酯。接着该中间体在醇的帮助下在第二反应阶段转化为产物：碳酸二烷基酯和亚烷基二醇。

碳酸二烷基酯制备方法的工业实施中，反应性蒸馏塔(下文也称作酯交换塔)的使用已经公开于例如EP 530 615 A1、EP 569 812 A1和EP 1 086 940A1，已经发现是特别有利的。在EP 569 812 A1中，环状碳酸亚烷基酯连续引入到酯交换塔的上部，包括碳酸二烷基酯的烷基醇在酯交换塔的中或更低的部分引入。另外，在包括碳酸二烷基酯的烷基醇的引入处之下，实质上纯烷基醇被引入。当包括少于2重量％，优选少于1重量％的杂质，在本发明上下文中认为物质实质上是纯的。包括作为副产物的生成的亚烷基二醇的高沸点混合物在酯交换塔的底部连续抽出。包括生成的碳酸二烷基酯的低沸点混合物，在酯交换塔的顶部以碳酸二烷基酯-烷基醇混合物的形式抽出并进行进一步的纯化步骤。

用于碳酸二烷基酯-烷基醇混合物纯化的蒸馏塔在较高压力下操作，使得具有较低碳酸二烷基酯含量的进一步的碳酸二烷基酯-烷基醇混合物在塔顶部抽出。作为主要产物的碳酸二烷基酯在纯化塔的底部得到。

为了发展碳酸二烷基酯的经济制备方法，许多因素起着重要的作用。大多数的文献资源涉及反应参数，例如转化率、选择性、产物纯度或方法的能量效率(如EP 1 760 059 A1、EP 1 967 242 A1和EP 1 967 508 A1)。较少对在碳酸二烷基酯纯化塔中副产物形成的影响因素进行检查，即使这些因素对于方法的经济吸引度并不是不值得考虑的。因此，在本发明中，采取措施降低碳酸二烷基酯纯化塔中副产物的形成。

EP 1 760 059 A1公开了利用均质催化剂，由碳酸亚烷基酯和烷基醇制备碳酸二二烷基酯和亚烷基二醇的方法。反应发生在蒸馏塔(酯交换塔)中。在塔的顶部，由碳酸二烷基酯和烷基醇组成的混合物被抽出，并到达分离该混合物的蒸馏塔(碳酸二烷基酯纯化塔)。在该塔的底部，纯化的碳酸二烷基酯再次抽出。该碳酸二烷基酯包括脂肪族碳酸酯醚，其取决于输送到酯交换塔的碳酸亚烷基酯中环醚的浓度。碳酸亚烷基酯通过环醚和二氧化碳反应制备。当碳酸亚烷基酯制备方法结束时，发现碳酸亚烷基酯仍包括少量环醚。在制备碳酸二烷基酯和亚烷基二醇的方法中，发现存在于碳酸亚烷基酯的环醚越多，在纯化的碳酸二烷基酯中脂肪族碳酸酯醚的浓度越大。

发现只能通过减少在碳酸亚烷基酯中的环醚的含量来减少在纯化碳酸二烷基酯中的脂肪族碳酸酯醚的浓度，而这在碳酸亚烷基酯的制备中必需通过复杂设备来确保，例如通过使用后置反应器或额外的蒸馏。

因此需要一种纯化碳酸二烷基酯的方法，适于减少在同样纯度的碳酸二烷基酯情况下的脂肪族碳酸酯醚的含量，而不额外增加设备的复杂性。

发明内容

因此本发明的基本目的是提供纯化碳酸二烷基酯的方法，相对于已知方法，在纯化的碳酸二烷基酯中产生较低含量的脂肪族碳酸酯醚。

具体实施方式简述