[发明专利]用于碳酸二芳酯的生产的方法和装置

说明书

相关申请

本申请要求欧洲申请号15382138.4，名称为“用于碳酸二芳酯的生产的方法和装置(Method And Apparatus For The Production Of Diaryl Carbonate)”(2015年3月23日提交)的优先权以及权益，出于任意和全部目的，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容一般地涉及用于碳酸二芳酯的生产的方法和装置。更具体地，本申请涉及用于碳酸二苯酯(“DPC”)的生产的方法和装置。

背景技术

聚碳酸酯是有用的材料，其由于它们的物理和光学性质而受到重视。碳酸二芳酯，诸如DPC，是在聚碳酸酯的生产中重要的反应物。例如，可以通过使双酚A与DPC反应来制造聚碳酸酯。早期，用于碳酸二芳酯的生产的方法利用光气作为反应物。然而，光气的毒性促使基于中间体碳酸二烷基酯的生产的非光气方法的研发。

碳酸二芳酯的生产通常包括两步法。在第一步骤中，碳酸二烷基酯与芳香醇在酯交换催化剂的存在下反应以生产烷基芳基碳酸酯，如，苯基甲基碳酸酯和烷基醇(链烷醇)，诸如甲醇(图1)。然后，在图2中描绘的第二步骤中，两个分子的烷基芳基碳酸酯经历歧化反应以产生一个分子的碳酸二芳酯，诸如DPC，和一个分子的碳酸二烷基酯，诸如DMC。

虽然图1和图2中所示的反应是通常期望的反应，但是发生众多副反应，产生不希望的副产物。这些副产物可以干扰期望的产物的连续生产，降低总体过程的效率，并且在一些情况中甚至产生废物流，其需要用于处置的专门处理。这是烷基芳基醚的情况，诸如茴香醚，其是碳酸二烷基酯和芳香醇的反应产生的副产物。

在图2中描绘的反应中使用四苯酚钛(titanium tetra phenoxide)(TTP)催化剂。因为TTP的高熔点以及其在苯酚中相对低的溶解度，TTP：苯酚混合物的处理是麻烦的。这又导致差的催化剂替换，并且还导致加工管线堵塞以及泵运行问题，其导致设备停工和生产损失。

因为TTP不是市售的，所以其可以由外购的四异丙氧基钛(TPT)原位生产。具体而言，由TPT合成TTP基于图3中描绘的反应，其中TPT和苯酚反应以生产TTP和异丙基醇(IPA)。考虑到在室温下TPT的相对较低的熔点和液态，采用TPT作为前体催化剂原则上可以导致更好的处理条件。然而，通过形成异丙基醇(IPA)，TPT具有污染产物流的缺点。由于设备拓扑结构和操作条件，IPA可以到达设备中的DMC反应器(如，在DPC设备中生产的甲醇和DMC的终点)，并且IPA可以损害DMC以及随后的DPC的量和纯度。

因此，本领域内存在对提供容易处理反应副产物的生产碳酸二芳酯的方法和装置的需要。

还存在对回收具有被烷基醇较少污染的碳酸二芳酯的方法和装置的需要。

发明内容

提供该发明内容以以简化形式介绍概念的选择，其在下面具体实施方式中进一步描述。该发明内容非旨在限制要求保护的主体的范围。由涉及用于生产碳酸二芳酯的装置、方法和系统的本申请在很大程度上满足前述需要。

在一个方面，本公开内容提供了用于生产碳酸二芳酯的方法。方法包括在第一蒸馏塔中使碳酸二烷基酯、芳香醇和催化剂前体反应以产生碳酸二芳酯的步骤。方法包括在第一蒸馏塔中使芳香醇与催化剂前体反应以生产催化剂的步骤。方法还包括从蒸馏塔回收第一顶部流的步骤，第一顶部流包括在第一蒸馏塔中逐步形成的烷基醇。方法可以还包括向第二蒸馏塔发送第一顶部流的步骤。方法可以进一步包括从第二蒸馏塔回收第二流，第二流包括至少一些烷基醇和共沸物。方法进一步适合地包括分离第二流中的烷基醇与共沸物的步骤。

在另一方面，本公开内容提供了用于碳酸二芳酯的生产的系统。系统包括第一塔，第一塔包括一个或多个入口。一个或多个入口接收碳酸二烷基酯、芳香醇和催化剂前体中的一种或多种。蒸馏塔还包括出口。一个或多个入口与用于碳酸二烷基酯、芳香醇和催化剂前体中一种或多种的一个或多个输入管线连通。在实施方式中，出口从第一蒸馏塔回收包括烷基醇的第一顶部流。在另一实施方式中，包括入口和出口的第二蒸馏塔位于第一蒸馏塔的下游。第二蒸馏塔的入口与来自第一蒸馏塔的第一顶部流流体连通。第二蒸馏塔的出口回收包括烷基醇和共沸物的第二流；共沸物可以包括第一烷基醇(甲醇)和第二烷基醇(IPA)。在仍另一实施方式中，包括入口和底部出口的第三蒸馏塔位于第二蒸馏塔的下游。第三蒸馏塔的入口与第二蒸馏塔的第二流流体连通。而且，第三蒸馏塔的底部出口回收烷基醇。