[发明专利]用于生产碳酸芳基酯的整合的方法和装置

说明书

相关申请的引用

本发明申请要求2015年3月23日提交的欧洲专利申请号15382137的权益。相关专利申请以其全部内容作为参考并入本文。

背景技术

本发明公开一般地涉及用于生产碳酸芳基酯，如碳酸烷基芳基酯和碳酸二芳基酯的方法和装置，并且尤其涉及用于生产碳酸芳基酯的方法和装置。

碳酸二芳基酯，如碳酸二苯酯(DPC)是聚碳酸酯生产中的重要反应物。可以通过芳香族二羟基化合物，如双酚A(BPA)与碳酸二芳基酯，如DPC的聚合反应生产聚碳酸酯。聚碳酸酯是价值在于其物理和光学性质的有用材料。随着聚碳酸酯用途的增加，碳酸二芳基酯有效生产的意义变得更大。无光气工艺包括首先在存在酯交换催化剂的情况下将碳酸二烷基酯，如碳酸二甲基酯(DMC)与芳香族醇，如苯酚反应以产生碳酸烷基芳基酯(例如，苯基甲基碳酸酯(PMC))和脂肪族一元醇(烷醇)(例如，甲醇或乙醇)。在第二步中，两分子的碳酸烷基芳基酯经历歧化作用以生产一分子的碳酸二芳基酯(例如，DPC)和一分子的起始材料碳酸二烷基酯(例如，DMC)。

用于生产碳酸二烷基酯起始材料的无光气工业方法包括烷醇的氧化羰基化，烷基硝酸酯羰基化，从CO₂直接合成和醇的环氧化物羰基化。在环氧化物羰基化过程中，环氧烷(例如，环氧乙烷)在存在催化剂的情况下与二氧化碳反应以产生碳酸亚烷基酯(例如，碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯)，然后，通过烷醇(例如，甲醇或乙醇)使其酯交换以产生碳酸二烷基酯(例如，碳酸二甲基酯)和亚烷基二醇(例如，乙二醇)，其本身是有价值的副产物。

尽管有大量工作来开发和改善这些无光气工业方法，但是仍然还需要能耗降低同时仍产生高质量碳酸二芳基酯，具体地，DPC的用于生产碳酸二芳基酯的方法和装置。如果可以以较低的投资费用来使用这些方法和装置，则将更具优势。

发明内容

本文公开了制备碳酸芳基酯的方法和系统。

在一个实施方式中，生产碳酸烷基芳基酯的方法包括在碳酸二烷基酯反应器中在存在第一酯交换催化剂的情况下将碳酸亚烷基酯和烷醇反应已产生包含碳酸二烷基酯和未反应的烷醇的第一碳酸二烷基酯产物流，和包含亚烷基二醇和未反应的烷醇的亚烷基二醇产物流；在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化第一碳酸二烷基酯产物流以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；在碳酸二芳基酯反应器中，在存在第二酯交换催化剂的情况下使纯化的碳酸二烷基酯流反应以通过歧化作用产生包含碳酸二芳基酯产物的碳酸二芳基酯产物流，和(i)包含芳香族醇产物的芳香族醇产物流、包含碳酸二烷基酯和烷基芳基醚的第二碳酸二烷基酯产物流，或(ii)包含碳酸二烷基酯的第二碳酸二烷基酯产物流、芳香族醇产物和烷基芳基醚，将芳香族醇产物与第二碳酸二烷基酯产物流分离以产生包含芳香族醇产物的芳香族醇产物流；将一定的量(Xwt％)作为芳香族醇产物流的第一部分流导入碳酸二烷基酯纯化单元，并且将一定量(100wt％-Xwt％)作为芳香族醇产物流的第二部分流导入碳酸烷基芳基酯反应器，其中Xwt％大于0；在碳酸烷基芳基酯反应器中，在存在第二酯交换催化剂的情况下，将第二碳酸二烷基酯产物流、第二部分流和第一芳香族醇进料流反应以产生包含烷醇产物和未反应的碳酸二烷基酯的烷醇产物流，和包含碳酸烷基芳基酯产物和未反应的芳香族醇的碳酸烷基芳基酯产物流；并且将烷醇产物流和第一部分流在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；其中纯化包括用芳香族醇萃取碳酸二烷基酯。

在另一个实施方式中，用于生产碳酸烷基芳基酯的系统包括碳酸二烷基酯反应器、碳酸烷基芳基酯反应器、碳酸二烷基酯纯化单元和碳酸二芳基酯反应器。碳酸二烷基酯反应器包括烷醇入口、碳酸亚烷基酯入口、亚烷基二醇出口和与碳酸二烷基酯纯化单元的碳酸二烷基酯入口流体连通的第一烷醇/碳酸二烷基酯出口。碳酸二烷基酯纯化单元包括碳酸二烷基酯入口、第一纯化的烷醇出口、纯化的碳酸二烷基酯出口；和单元芳香族醇入口。碳酸二芳基酯反应器包括与纯化的碳酸二烷基酯出口流体连通纯化的碳酸二烷基酯入口，与碳酸烷基芳基酯反应器的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口、与碳酸二烷基酯纯化单元的单元芳香族醇入口以及任选地与碳酸烷基芳基酯反应器的反应器芳香族醇入口流体连通的芳香族醇出口，和二芳基出口。碳酸烷基芳基酯反应器包括反应器芳香族醇入口，与碳酸二芳基酯反应器的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口、与碳酸二烷基酯纯化单元的烷醇/碳酸二烷基酯入口流体连通的第二烷醇/碳酸二烷基酯出口，和碳酸烷基芳基酯出口。