[发明专利]一种离子液体催化酯交换反应制备碳酸二苯酯的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机合成方法，具体涉及一种离子液体催化酯交换反应制备碳酸二苯酯的方法及装置。

背景技术

目前生产聚碳酸酯的传统方法是光气法，该法虽然工艺成熟，产品质量好，但由于使用了剧毒的光气，不符合绿色化学的内在要求，正在被逐渐淘汰。而以碳酸二苯酯和双酚A为原料生产聚碳酸酯的新工艺有望逐步取代光气法。该工艺因其突出的环保优势在聚碳酸酯的生产上极具竞争力。发达国家对聚碳酸酯产业链的相关先进制造技术和原材料封锁非常严密。“十五”和“十一五”期间，基于四川绵阳晨光化工研究院的研究成果，国内多家大中型企业就在规划聚碳酸酯大型生产装置，但进入实质性建设阶段的较少，究其原因就是在市场调研过程中发现国内缺少非光气法合成聚碳酸酯的关键原料碳酸二苯酯，我国尚无可靠的、批量的碳酸二苯酯产品供应来源。我国没有成熟的、拥有自主知识产权的碳酸二苯酯规模化生产技术，这一客观现实制约了我国聚碳酸酯产业的发展，这也使得开发生产碳酸二苯酯的相关工艺成为研究者关注的焦点问题。

作为一类环境友好的催化剂，酸性离子液体不仅具有液体酸的流动性好、酸性位密度大和酸强度高且分布均匀等优点，还具有固体酸的易分离、可循环使用的特性，已成功应用于某些酯交换反应。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种离子液体催化酯交换反应制备碳酸二苯酯的方法。

本发明的另一目的在于提供一种实现上述制备碳酸二苯酯方法的装置。

技术方案：本发明所述一种离子液体催化酯交换反应制备碳酸二苯酯的方法，包括以下步骤：

(1)苯酚与碳酸二甲酯在离子液体催化剂条件下进行加压酯交换反应-精馏后得到碳酸苯甲酯和甲醇，碳酸二甲酯与苯酚的投料比为1.0～5.0，催化剂添加量为苯酚与碳酸二甲酯总量的0.5wt％～2wt％，加压反应-精馏过程中压力为0.5～2.5MPa，反应时间为1～3h；具体反应机理如下：

(2)将步骤(1)中制备得到的碳酸苯甲酯，在离子液体催化剂作用下在歧化反应器中进行减压反应操作，歧化反应后得到产物碳酸二苯酯，催化剂添加量为投入碳酸苯甲酯量的0.5wt％～2wt％，减压反应过程中的真空度为0.05～0.07MPa，反应温度为160～200℃，反应时间为3～6h；具体反应机理如下：

(3)将步骤(2)得到的反应液在真空度5～7mmHg条件下减压蒸馏，收集得到碳酸二苯酯产品；

制备所述碳酸二苯酯的装置，包括反应-精馏塔、第一再沸器、第一冷凝器、歧化反应器、第二冷凝塔、蒸馏塔、轻组分塔和产品塔；苯酚的原料罐以及碳酸二甲酯的原料罐出口与所述反应-精馏塔入口连接，所述反应-精馏塔塔顶出口与所述第一冷凝器入口连接，所述第一冷凝器出口分为两条支路，一条支路与废液回收罐入口连接，另一支路将部分回流液导回反应-精馏塔，所述反应-精馏塔塔釜出口与所述歧化反应器入口连接，所述歧化反应器顶部出口与所述第二冷凝器入口连接，所述第二冷凝器出口分为两个支路，一条支路与废液回收罐入口连接，另一条支路与所述歧化反应器入口连接，所述歧化反应器底部出口与所述蒸馏塔入口连接，所述蒸馏塔顶部出口与所述轻组分塔入口连接，所述轻组分塔塔底出口与所述产品塔入口连接。