Целью настоящего изобретения является обеспечение специального процесса, который позволяет производить ароматический карбонат с высокой избирательностью и высокой производительностью стабильно в течение продолжительного промежутка времени в промышленном масштабе не менее 1 т/ч с использованием непрерывной многостадийной перегонной колонны, из диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения, содержащих заданные количества спирта и ароматического карбоната. Хотя было много предложений в отношении процесса получения ароматического карбоната с использованием способа реактивной перегонки, они все касались мелкомасштабного получения ароматического карбоната на лабораторном уровне в течение короткого промежутка времени. В них не было никакого раскрытия исходного материала, содержащего нужные количества спирта и ароматического карбоната для использования в промышленном производстве, что считалось нежелательным с точки зрения химического равновесия, не говоря уже о процессе и аппарате для промышленного производства. В соответствии с настоящим изобретением предложена специальная непрерывная многостадийная перегонная колонна и также предложен специальный процесс, позволяющий производить ароматический карбонат с высокой избирательностью и высокой производительностью стабильно в течение продолжительного промежутка времени в промышленном масштабе не менее 1 т/ч из диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения, содержащих спирт и ароматический карбонат.

 

(57) Реферат / Формула:
настоящего изобретения является обеспечение специального процесса, который позволяет производить ароматический карбонат с высокой избирательностью и высокой производительностью стабильно в течение продолжительного промежутка времени в промышленном масштабе не менее 1 т/ч с использованием непрерывной многостадийной перегонной колонны, из диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения, содержащих заданные количества спирта и ароматического карбоната. Хотя было много предложений в отношении процесса получения ароматического карбоната с использованием способа реактивной перегонки, они все касались мелкомасштабного получения ароматического карбоната на лабораторном уровне в течение короткого промежутка времени. В них не было никакого раскрытия исходного материала, содержащего нужные количества спирта и ароматического карбоната для использования в промышленном производстве, что считалось нежелательным с точки зрения химического равновесия, не говоря уже о процессе и аппарате для промышленного производства. В соответствии с настоящим изобретением предложена специальная непрерывная многостадийная перегонная колонна и также предложен специальный процесс, позволяющий производить ароматический карбонат с высокой избирательностью и высокой производительностью стабильно в течение продолжительного промежутка времени в промышленном масштабе не менее 1 т/ч из диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения, содержащих спирт и ароматический карбонат.

 

---

2420-141079ЕА/041 СПОСОБ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА АРОМАТИЧЕСКОГО КАРБОНАТА
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ Настоящее изобретение относится к способу промышленного производства ароматического карбоната. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу промышленного производства большого количества ароматического карбоната, применяемого в качестве сырьевого материала из поликарбоната для способа переэтерификации, в котором диалкилкарбонат и ароматическое моногидроксидное соединение подвергается переэтерификации в непрерывной многостадийной перегонной колонне, в которой присутствует катализатор. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ароматический карбонат важен как сырьевой материал для получения ароматического поликарбоната, который наиболее широко используется в качестве технической пластмассы без применения токсичного фосгена. В качестве процесса для получения ароматического карбоната используется процесс с проведением реакции ароматического моногидроксидного соединения с фосгеном, который уже давно известен и был предметом самых различных исследований в последние годы. Однако проблема этого процесса заключается в использовании фосгена и кроме того присутствие хлорированных примесей в полученном по процессу ароматическом карбонате, которые трудно отделить от последнего, и следовательно этот ароматический карбонат нельзя использовать в качестве сырьевого материала для получения ароматического поликарбоната. В связи с тем, что такие хлорированные примеси заметно препятствуют реакции полимеризации в способе переэтерификации, который проводится в присутствии чрезвычайно малого количества основного катализатора, например, даже если такие хлорированные примеси присутствуют в количестве только 1 ч/млн, полимеризация едва ли вообще будет протекать. Чтобы ароматический карбонат можно было использовать в качестве сырьевого материала для получения поликарбоната способом переэтерификации, требуются трудные многостадийные процессы разделения и очистки, такие как достаточная промывка
разбавленным водным щелочным раствором и горячей водой, разделение масла и воды, перегонка и т.д. Кроме того выход ароматического карбоната уменьшается из-за потерь при гидролизе и при перегонке во время проведения этих процессов разделения и очистки. Поэтому имеется много проблем при проведении этого способа экономически эффективно в промышленном масштабе.
С другой стороны, также известен способ получения ароматического карбоната посредством реакций переэтерификации между диалкилкарбонатом и ароматическим моногидроксидным соединением. Однако такие реакции переэтерификации являются равновесными реакциями. В связи с тем, что химическое равновесие очень заметно смещается в сторону исходной системы и скорости реакции медленные, имеется много трудностей при получении в промышленном масштабе и в больших количествах ароматических карбонатов с использованием этого способа. Было представлено несколько предложений для устранения указанных трудностей, но большинство из них было связано с разработкой катализатора для повышения скорости реакции. Было предложено много соединений металлов в качестве катализаторов для этого типа переэтерификации. Например, были предложены кислота Льюиса (Lewis), такая как галогенид переходного металла, и кислотообразующие соединения Льюиса (см. Патентные документы 1: выложенная японская патентная заявка № 51-105032, выложенная японская патентная заявка № 56-123948, выложенная японская патентная заявка № 56-12394 9 (соответствующие западногерманской патентной заявке № 2528412, британскому патенту № 1499530 и патенту США № 4182726), выложенная японская патентная заявка № 51-75044 (соответствующая западно-германской патентной заявке № 2552907 и патенту США № 4045464), соединение олова, такое как оловоорганический алкоголят и оловоорганический оксид (см. Патентные документы 2: выложенная японская патентная заявка № 54-48733 (соответствующая западно-германской патентной заявке № 2736062), выложенная японская патентная заявка № 5463023, выложенная японская патентная заявка № 60-169444 (соответствующая патенту США 4554110), выложенная японская патентная заявка № 60-169445 (соответствующая патенту США №
4552704), выложенная японская патентная заявка № 62-277345, выложенная японская патентная заявка № 1-265063, выложенная японская патентная заявка № 60-169444 (соответствующая патенту США № 4554110), выложенная японская патентная заявка № 60169445 (соответствующая патенту США № 4552704), выложенная японская патентная заявка № 62-277345, выложенная японская патентная заявка № 1-265063), соли и алкоголята щелочных и щелочно-земельных металлов (см. Патентные документы 3: выложенная японская патентная заявка № 57-17 6932), соединения свинца (см. Патентные документы 4: выложенная японская патентная заявка № 57-176932, выложенная японская патентная заявка № 1-93560), комплексы металла, такого как медь, железо и цирконий (см. Патентные документы 5: выложенная японская патентная заявка № 57-183745), эфиры титановой кислоты (см. Патентные документы 6: выложенная японская патентная заявка № 58-185536 (соответствующая патенту США № 4410464), выложенная японская патентная заявка № 1-265062), смесь кислоты Льюиса и протоновой кислоты (см. Патентные документы 7: выложенная японская патентная заявка № 60-173016 (соответствующая патенту США № 4609501)), соединение Sc, Mo, Mn, Bi, Те и т.п. (см. Патентные документы 8: выложенная японская патентная заявка № 1-265064), ацетат железа (см. Патентные документы 9: выложенная японская патентная заявка № 61-172852) и т.д. Однако проблема с невыгодным равновесием не может быть решена простой разработкой катализатора и следовательно имеется очень много вопросов, которые следует решить, включая систему реакций, чтобы получить способ промышленного производства, целью которого является массовое производство.
Были предприняты попытки разработать систему реакций, чтобы сместить химическое равновесие насколько возможно в сторону получения продукта и таким образом повысить выход ароматических карбонатов. Например, для проведения реакции между диметилкарбонатом и фенолом был предложен способ, в котором побочно полученный метанол отгоняется посредством азеотропии вместе с азеотропообразующим агентом (См. Патентный документ 10: выложенная японская патентная заявка № 54-48732
(соответствующая западно-германской патентной заявке № 736063 и патенту США № 4252737), и способ, з котором метанол, полученный как побочный продукт, удаляется абсорбированием его на молекулярном сите (См. Патентный документ 11: выложенная японская патентная заявка № 58-185536 (соответствующая патенту США № 410464)). Кроме того также был предложен способ, в котором используется аппарат с перегонной колонной в верхней части реактора, при этом спирт, полученный в качестве побочного продукта в реакции, отделяется от реакционной смеси, и в то же самое время испаряющийся непрореагировавший исходный материал отделяется перегонкой (См. Патентные документы 12: примеры в выложенной японской патентной заявке № 56-123948 (соответствующей патенту США № 4132726), примеры в выложенной японской патентной заявке № 56-25138, примеры в выложенной японской патентной заявке № 60-169444 (соответствующей патенту США № 4554110), примеры в выложенной японской патентной заявке № 60-169445 (соответствующей патенту США № 4552704), примеры в выложенной японской патентной заявке № 60-173016 (соответствующей патенту США № 4609501), примеры в выложенной японской патентной заявке № 61-172852, примеры в выложенной японской патентной заявке № 61-2 9154 5, примеры в выложенной японской патентной заявке № 62-277345)).
Однако эти системы реакций являются в основном периодической системой или переходной системой. В связи с тем, что имеется предел для повышения скорости реакции посредством разработки катализатора для такой реакции переэтерификации, и скорость реакции является все еще медленной, полагали, что периодическая система предпочтительна по отношению к непрерывной системе. Из этих систем в качестве непрерывной системы была предложена система с реактором и мешалкой непрерывного действия (РМНД), в которой перегонная колонна была расположена в верхней части реактора, но имелись проблемы, связанные с низкой скоростью реакции, и малой поверхностью раздела между газом и жидкостью в реакторе из-за объема жидкости. Следовательно невозможно сделать скорость реакции высокой. Поэтому трудно достигнуть цели непрерывного получения
ароматического карбоната стабильно в больших количествах в течение продолжительного промежутка времени посредством вышеупомянутых способов, и остается много проблем, которые нужно решить, чтобы экономически эффективная промышленная реализация стала возможна.
Настоящие изобретатели разработали способы реактивной перегонки, в которых такая реакция переэтерификации проводится в непрерывной многостадийной перегонной колонне одновременно с разделением перегонкой, и они были в мире первыми, кто выявил, что такая система реактивной перегонки пригодна для такой реакции переэтерификации, например, способ реактивной перегонки, в котором диалкилкарбонат и ароматическое гидроксидное соединение непрерывно подаются в многостадийную перегонную колонну, реакция протекает непрерывно внутри колонны, где присутствует катализатор, при этом непрерывно выводится низкокипящий компонент, содержащий спирт, полученный в качестве побочного продукта при перегонке, и непрерывно выводится компонент, содержащий полученный алкиларилкарбонат, из нижней части колонны (См. Патентный документ 13: выложенная японская патентная заявка № 3-291257) ; способ реактивной перегонки, в котором алкиларилкарбонат непрерывно подается во многостадийную перегонную колонну, реакция протекает непрерывно внутри колонны, где присутствует катализатор, при этом непрерывно выводится перегонкой низкокипящий компонент, содержащий диалкилкарбонат, полученный в качестве побочного продукта, и непрерывно выводится компонент, содержащий полученный диарилкарбонат, из нижней части колонны (См. Патентный документ 14: выложенная японская патентная заявка № 4-9358), способ реактивной перегонки, в котором эти реакции проводятся с использованием двух непрерывных многостадийных перегонных колонн, и следовательно диарилкарбонат получают непрерывно при эффективной рециркуляции диалкилкарбоната, полученного в качестве побочного продукта (См. Патентный документ 15: выложенная японская патентная заявка № 4-211038), и способ реактивной перегонки, Е котором диалкилкарбонат и ароматическое гидроксидное соединение или подобное ему
непрерывно подаются во многостадийную перегонную колонну, и жидкость, текущая вниз через колонну, выводится из бокового выхода, обеспеченного в промежуточной стадии и/или в самой нижней стадии перегонной колонны, и вводится в реактор, обеспеченный вне перегонной колонны так, чтобы осуществить реакцию, и затем вводится обратно через циркуляционный вход, обеспеченный на стадии, расположенной выше стадии, где обеспечен выход, при этом реакция проводится как в реакторе, так и в перегонной колонне (См. Патентный документы 16: выложенная японская патентная заявка № 4-224547, выложенная японская патентная заявка № 4-230242, выложенная японская патентная заявка № 4-235951).
Эти способы реактивной перегонки, предложенные настоящими изобретателями, являются первыми, которые позволяют непрерывно и эффективно получать ароматические карбонаты, и после этого были предложены многие аналогичные системы реактивной перегонки, основанные на вышеприведенных описаниях (См. Патентные документы 17-32: патентный документ 17: международная публикация № 00/18720 (соответствующая патенту США № 5362901), патентный документ 18: итальянский патент № 0125574 6, патентный документ 19: выложенная японская патентная заявка № 6-9506 (соответствующая европейскому патенту № 0560159 и патенту США № 5282965), патентный документ 20: выложенная японская патентная заявка № 6-41022 (соответствующая европейскому патенту № 0572870 и патенту США № 5362901), патентные документы 21: выложенная японская патентная заявка № 6-157424 (соответствующая европейскому патенту № 0582931 и патенту США № 5334742), выложенная японская патентная заявка № 6-184058 (соответствующая европейскому патенту № 0582930 и патенту США № 5344954)), патентный документ 22: выложенная японская патентная заявка № 7-304713, патентный документ 23: выложенная японская патентная заявка № 9-40616, патентный документ 24: выложенная японская патентная заявка № 9-59225, патентный документ 25: выложенная японская патентная заявка № 9-110805, патентный документ 26: выложенная японская латентная заявка № 9-165357, патентный документ 27: выложенная японская патентная заявка №
9-173819, патентные документы 28: выложенная японская патентная заявка № 9-176094, выложенная японская патентная заявка № 2000191596, выложенная японская патентная заявка № 2000-191597, патентный документ 29: выложенная японская патентная заявка № 9-194436 (соответствующая европейскому патенту № 0785184 и патенту США № 5705673), патентный документ 30: международная публикация № 00/18720 (соответствующая патенту США № 6093842), патентные документы 31: выложенная японская патентная заявка № 2001-64234, выложенная японская патентная заявка № 200164235, патентные документы 32: международная публикация № 02/40439 (соответствующая патенту США № 65968 94, патенту США № 6596895, патенту США № 6600061)).
Среди систем реактивной перегонки настоящие заявители также предложили в качестве способа, позволяющего получать стабильно очень чистые ароматические карбонаты в течение продолжительного промежутка времени без потребности в большом количестве катализатора, способ, в котором материал с высокой температурой кипения, содержащий каталитический компонент, подвергают реакции с активным веществом и затем отделяют, и каталитический компонент рециркулируют (См. Патентные документы 31: выложенная японская патентная заявка № 2001-64234, выложенная японская патентная заявка № 2001-64235), и способ, проводимый при сохранении отношения масс многоатомного ароматического гидроксидного соединения в системе реакций и каталитического металла, составляющего не более 2,0 (См. Патентные документы 32: международная публикация № 02/40439 (соответствующая патенту США № 6596895 и патенту США № 6600061)). Кроме того настоящие изобретатели предложили способ, в котором от 70 до 99% масс, фенола, полученного в качестве побочного продукта в процессе полимеризации, используется как исходный материал, и может быть получен дифенилкарбонат посредством способа реактивной перегонки. Этот дифенилкарбонат может быть использован в качестве сырьевого материала для полимеризации ароматических поликарбонатов (См. Патентный документ 33: международная публикация № 97/11049
(соответствующая европейскому патенту № 0855384 и патенту США № 5872275)).
Однако во всех этих документах по предшествующему уровню техники, в которых предлагается способ реактивной перегонки для получения ароматических карбонатов, не раскрывается в какой бы то ни было степени конкретный процесс или аппарат, обеспечивающий массовое производство в промышленном масштабе (например, 1 тонны в час), и не дается какое-либо описание, предлагающее такой процесс или аппарат. Например, описания, касающиеся высоты (Н см) , диаметра (D см) или числа стадий (п) реактивной перегонной колонны и скорости подачи сырьевых материалов (Q: кг/час), относятся в основном к получению метилфенилкарбоната (МФК) из диметилкарбоната и фенола, коротко рассмотрены в нижеследующей Таблице 1.
Таблица 1
Н : см
D: см
Число стадий, п
Q: кг/час
Патентный документ
0.5
200
350
2.8
0.2
500
0.6
100
1.4
300
1.5
300
1.5
400
340
2.3
1200
1200
600
См. Патентный документ 35: выложенная японская патентная заявка № 9-255772 (соответствующая европейскому патенту № 0892001 и патенту США № 5747609).
Другими словами, самыми большими непрерывными многостадийными перегонными колоннами, используемые при проведении этой реакции с помощью системы реактивной перегонки, являются колонны, раскрытые настоящими заявителями в Патентных документах 33 и 34. Как можно видеть в Таблице 1, максимальные величины различных условий для непрерывных многостадийных
перегонных колонн, раскрытые для вышеприведенной реакции, являются Н=1200 см, D=20 см, п=50 (Патентный документ 23) и Q=8 6 кг/час и общее количество полученных ароматических карбонатов (метилфенилкарбонат и дифенилкарбонат в смеси) составило приблизительно только 10 кг/час, что не является количеством, получаемым в промышленном масштабе. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является предлагаемый конкретный процесс, позволяющий стабильно получать
ароматический карбонат с высокой избирательностью и производительностью в течение продолжительного промежутка времени в промышленном масштабе не менее 1 тонны в час с использованием непрерывной многостадийной реактивной перегонной колонны, из диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения, содержащих заданные количества спирта и ароматического карбоната.
В связи с тем, что настоящие изобретатели раскрыли процесс получения ароматических карбонатов с использованием непрерывной многостадийной перегонной колонны, были выдвинуты различные предложения относительно процесса для получения ароматических карбонатов посредством способа реактивной перегонки. Однако все эти предложения касались мелкого лабораторного кратковременного производства малых количеств продукта, и не было никаких указаний на конкретный процесс или аппарат, обеспечивающий массовое производство в промышленном масштабе. Более того, не было никаких упоминаний об исходном материале, содержащем необходимые количества спирта и ароматического карбоната для использования в промышленном производстве, которые считались нежелательными для химического равновесия, не говоря уже о процессе и аппарате для промышленного производства. Учитывая эти обстоятельства, настоящие изобретатели проводили исследования, направленные на открытие конкретного процесса, позволяющего стабильно получать ароматический карбонат с высокой избирательностью и высокой производительностью в течение продолжительного промежутка времени в промышленном
масштабе не менее 1 тонны в час. В результате настоящие изобретатели добились настоящего изобретения.
Таким образом в первом аспекте настоящего изобретения предлагается:
1. Способ получения ароматического карбоната из диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения как исходного материала, включающий в себя этапы:
(i) непрерывной подачи исходного материала в непрерывную многостадийную перегонную колонну, в которой присутствует катализатор;
(ii) проведения реакции в колонне для получения спирта и по меньшей мере одного ароматического карбоната; и
(iii) непрерывного отвода низкокипящей реакционной смеси, содержащей полученный спирт, из верхней части колонны в газообразном виде, и непрерывного отвода высококипящей реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один ароматический карбонат в виде жидкости из нижней части колонны, при этом
(a) исходный материал
(1) имеет молярное отношение диалкилкарбоната к ароматическому моногидроксидному соединению в интервале от 0,4 до 4, и
(2) содержит от 0,01 до 1% масс, спирта и от 0,01 до 5% масс, ароматического карбоната от общей массы исходного материала;
(b) непрерывная многостадийная перегонная колонна, включает в себя структуру, имеющую две торцевые пластины выше и ниже цилиндрической трубчатой части, имеющей длину L (см) и внутренний диаметр D (см) и внутреннюю часть с несколькими стадиями п внутри нее, и включает в себя выход для газа, имеющий внутренний диаметр di (см), сверху колонны или рядом в верхней части колонны, выход для жидкости, имеющий внутренний диаметр d2 (см) снизу колонны или рядом в нижней части колонны, по меньшей мере один вход в верхней части и/или в центральной части колонны под выходом для газа, и по меньшей мере один вход в нижней части колонны выше выхода для жидкости, в которой
(1) длина L (см) удовлетворяет следующему соотношению
(1) ,
1500 й L й 8000 (1),
(2) внутренний диаметр D (см) колонны удовлетворяет следующему соотношению (2),
100 й D й 2000 (2) ,
(3) отношение длины L (см) ко внутреннему диаметру D (см) колонны удовлетворяет следующему соотношению (3).
2 ^ L/D й 40 (3) ,
(4) число стадий п удовлетворяет следующему соотношению (4),
20 й п й 120 (4) ,
(5) отношение внутреннего диаметра D (см) колонны к внутреннему диаметру di (см) выхода для газа удовлетворяет следующему соотношению (5) ,
5 й D/di й 30 (5) и
(6) отношение внутреннего диаметра D (см) колонны к внутреннему диаметру d2 (см) выхода для жидкости удовлетворяет следующему соотношению (б),
3 й D/d2 ^ 20 (6) .
2. Способ по п.1, в котором перегонка проводится одновременно с этапом (ii).
3. Способ по п.1 или 2, в котором по меньшей мере один ароматический карбонат производится непрерывно и количество производимого ароматического карбоната не менее 1 тонны в час.
В другом аспекте процесса в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается:
4. Способ промышленного производства ароматического карбоната, в котором непрерывно получают ароматический карбонат при непрерывной подаче диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения в качестве исходного материала в непрерывную многостадийную перегонную колонну, в которой присутствует катализатор, при этом в колонне одновременно протекает реакция и перегонка, производится непрерывный отвод низкокипящей реакционной смеси, содержащей полученный спирт, из
верхней части колонны в газообразном виде, и непрерывный отвод высококипящей реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один ароматический карбонат, в виде жидкости из нижней части колонны, причем его усовершенствование заключается в следующем:
(a) исходный материал подается непрерывно в непрерывную многостадийную перегонную колонну и
(1) имеет молярное отношение диалкилкарбоната к ароматическому моногидроксидному соединению в интервале от 0,4 до 4, и
(2) содержит от 0,01 до 1% масс, спирта и от 0,01 до 5% масс, ароматического карбоната по отношению к общей массе исходного материала;
(b) непрерывная многостадийная перегонная колонна включает в себя структуру, имеющую две торцевые пластины выше и ниже цилиндрической трубчатой части, имеющей длину L (см) и внутренний диаметр D (см) и имеющей внутреннюю часть с несколькими стадиями п внутри нее, и включает в себя выход для газа, имеющий внутренний диаметр сЦ (см) сверху колонны или рядом в верхней части колонны, выход для жидкости, имеющий внутренний диаметр 6.2 (см) снизу колонны или рядом в нижней части колонны, по меньшей мере один вход, обеспеченный в верхней части и/или в центральной части колонны ниже выхода для газа, и по меньшей мере один вход, обеспеченный в нижней части колонны выше выхода для жидкости, в которой
(1) длина L (см) удовлетворяет следующему соотношению
(1)
1500 й L й 8000 (1),
(2) внутренний диаметр D (см) колонны удовлетворяет следующему соотношению (2),
100 й D й 2000 (2) ,
(3) отношение длины L (см) к внутреннему диаметру D (см) колонны удовлетворяет следующему соотношению (3),
2 й L/D й 40 (3) ,
(4) число стадий п удовлетворяет следующему соотношению (4),
20 й п й 120 (4) ,
(5) отношение внутреннего диаметра D (см) колонны к внутреннему диаметру di (см) удовлетворяет следующему соотношению (5) ,
5 й D/di й 30 (5), и
(6) отношение внутреннего диаметра D (см) колонны к внутреннему диаметру d2 (см) выхода для жидкости удовлетворяет следующему соотношению (6),
3 й D/d2 й 20 (б) .
5. Способ по п.4, в котором количество производимого ароматического карбоната составляет не менее 1 тонны в час.
6. Способ по любому одному из пп.1-5, в котором исходный материал также содержит от 0,5 до 15% масс, алкиларилового эфира от общей массы исходного материала.
7. Способ по любому одному из пп.1-6, в котором di и d2 удовлетворяют следующему соотношению (7):
1 й d2/di ^5 (7) .
8. Способ по любому одному из пп.1-7, в котором L, D, L/D, n, D/di и D/d2 для непрерывной многостадийной перегонной колонны удовлетворяют следующим соотношениям соответственно: 2000 ^ L й 6000, 150 й D й 1000, 3 й L/D й 30, 30 й п й 100, 8 й D/di й 25 и 5 й D/d2 й 18.
9. Способ по любому одному из пп.1-8, в котором L, D, L/D, n, D/di и D/d2 для непрерывной многостадийной перегонной колонны удовлетворяют следующим соотношениям соответственно: 2500 ^ L й 5000, 200 ^ D й 800, 5 й L/D ^15, 40 й п й 90, 10 й D/di й 25 и 1 й D/d2 й 15.
10. Способ по любому одному из пп.1-9, в котором непрерывная многостадийная перегонная колонна является перегонной колонной, имеющей тарелку и/или насадку в качестве внутренней части.
11. Способ по п.10, в котором непрерывная многостадийная перегонная колонна является перегенной колонной пластинчатого типа, имеющей тарелку в качестве внутренней части.
12. Способ по п. 10 или 11, в котором тарелка является ситчатой тарелкой, имеющей ситчатую часть и сливную часть.
13. Способ по п.12, в котором ситчатая тарелка имеет от 100 до 1000 отверстий/м2 в ситчатой части.
14. Способ по п. 12 или 13, в котором площадь поперечного сечения на отверстие в ситчатой тарелке находится в интервале от 0,5 до 5 см2.
Во втором аспекте настоящего изобретения обеспечивается:
15. Ароматический карбонат, содержащий галогенид в количестве не более 0,1 ч/млн, полученный по процессу в соответствии с любым одним из пп.1-14.
В третьем аспекте настоящего изобретения обеспечивается:
16. Непрерывная многостадийная перегонная колонна для проведения реакции и перегонки, включающая в себя:
цилиндрическую трубчатую часть, имеющую длину L (см) и внутренний диаметр D (см);
две торцевых пластины, обеспеченные выше и ниже трубчатой части;
внутреннюю часть с несколькими стадиями п внутри трубчатой части;
выход для газа, имеющий внутренний диаметр di (см), обеспеченный на торцевой пластине сверху колонны или рядом в верхней части колонны;
выход для жидкости, имеющий внутренний диаметр d2 (см) , обеспеченный на торцевой пластине снизу колонны или рядом в нижней части колонны;
по меньшей мере один вход, обеспеченный в верхней части и/или в центральной части колонны под выходом для газа; и
по меньшей мере один вход, обеспеченный в нижней части колонны над выходом для жидкости,
в которой
(1) длина L (см) удовлетворяет следующему соотношению
(1),
1500 й L й 8000 (1),
(2) внутренний диаметр D (см) колонны удовлетворяет следующему соотношению (2),
100 й D й 2000 (2) ,
(3) отношение длины L (см) к внутреннему диаметру D (см) колонны удовлетворяет следующему соотношению (3),
2 й L/D й 40 (3) ,
(4) число стадий п удовлетворяет следующему соотношению (4),
20 й п й 120 (4) ,
(5) отношение внутреннего диаметра D (см) колонны к внутреннему диаметру сЦ (см) выхода для газа удовлетворяет следующему соотношению (5),
5 й D/di й 30 (5), и
(6) отношение внутреннего диаметра D (см) колонны к внутреннему диаметру d2 (см) выхода для жидкости удовлетворяет следующему соотношению (6),
3 й D/d2 =2 20 (б) .
17. Колонна по п.16, в которой di и d2 удовлетворяют следующему соотношению (7):
1 й d2/di ^5 (7) .
18. Колонна по п.16 или 17, в которой L, D, L/D, n, D/di и D/d2 для непрерывной многостадийной колонны удовлетворяют следующему соотношению соответственно: 2000 ^ L ^ 6000, 150 ^ D й 1000, 3 й L/D ^ 30, 30 й п й 100, 8 й D/di й 25 и 5 й D/d2 ^ 18.
19. Колонна по любому одному из пп.16-18, в которой L, D, L/D, n, D/di и D/d2 для непрерывной многостадийной перегонной колонны удовлетворяют следующим соотношениям соответственно: 2500 й L й 5000, 200 й D й 800, 5 й L/D й 15, 40 й п й 90, 10 й D/di й 25 и 7 й D/d2 й 15.
20. Колонна по любому одному из пп.16-19, в которой непрерывная многостадийная перегонная колонна является перегонной колонной, имеющей тарелку и/или насадку в качестве внутренней части.
21. Колонна по п.20, в которой непрерывная многостадийная перегонная колонна является перегонной колонной пластинчатого типа, имеющей тарелку в качестве внутренней части.
22. Колонна по п. 20 или 21, в которой тарелка является ситчатой тарелкой, имеющей ситчатую часть и сливную часть.
23. Колонна по п.22, в которой ситчатая тарелка имеет от 100 до 1000 отверстий/м2 в ситчатой части.
24. Колонна по п. 22 или 23, в которой площадь поперечного сечения на отверстие ситчатой тарелки находится в интервале от 0,5 до 5 см2.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
В отношении производства ароматических карбонатов, даже если используются диалкилкарбонат и ароматическое моногидроксидное соединение, содержащее спирт, и ароматический карбонат в качестве исходного материала, который считался невыгодным для производства ароматических карбонатов, было обнаружено, что при осуществлении настоящего изобретения, отличающегося тем, что молярное отношение диалкилкарбоната к ароматическому моногидроксидному соединению, используемых в качестве исходного материала, находится в заданном интервале, содержания спирта и ароматического карбоната находятся в заданном интервале, и используется специальная непрерывная многостадийная перегонная колонна, то может быть получен ароматический карбонат в промышленном масштабе не менее 1 тонны в час, предпочтительно не менее 2 тонн в час, более предпочтительно не менее 3 тонн в час с высокой избирательностью не менее 95%, предпочтительно не менее 97%, более предпочтительно не менее 99%, стабильно в течение продолжительного промежутка времени не менее 2000 часов, предпочтительно не менее 3000 часов, более предпочтительно не менее 5000 часов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 схематично изображена непрерывная многостадийная перегонная колонна для реализации настоящего изобретения, при этом перегонная колонна имеет внутреннюю часть, обеспеченную внутри ее трубчатой части.
ОПИСАНИЕ ЦИФРОВЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ:
1- выход для газа
2- выход для жидкости
3- вход
4- вход
5- торцевая пластина
6- внутренняя часть
7- трубчатая часть
10-непрерывная многостадийная перегонная колонна L-длина трубчатой части (см) D-внутренний диаметр трубчатой части (см) сЦ-внутренний диаметр выхода для газа (см) с^-внутренний диаметр выхода для жидкости (см). НАИЛУЧШИЙ РЕЖИМ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ниже подробно описано настоящее изобретение. Диалкилкарбонат, используемый в настоящем изобретении, является соединением, представленным общей формулой (8):
P^OCOOR1 (8),
где R1 представляет собой алкиловую группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, алициклическую группу, имеющую от 3 до 10 атомов углерода или аралкиловую группу, имеющую от 6 до 10 атомов углерода. Примерами R1 являются алкиловая группа, такая как метил, этил, пропил (изомеры), аллил, бутил (изомеры), бутенил (изомеры), пентил (изомеры), гексил (изомеры), гептил (изомеры), октил (изомеры), нонил (изомеры), децил (изомеры) и циклогексилметил; алициклическая группа, такая как циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил и циклогептил; и аралкиловая группа, такая как бензил, фенетил (изомеры), фенилпропил (изомеры), фенилбутил (изомеры) и метилбензил (изомеры). Вышеупомянутые алкиловая группа, алициклическая группа и аралкиловая группа могут быть замещены другими заместителями, такими как низшая алкиловая группа, низшая алкокси-группа, цианогруппа или атом галогена, и могут также содержать ненасыщенную связь.
Примеры диалкилкарбонатов, имеющих такие R1, включают в себя диметилкарбонат, диэтилкарбонат, дипропилкарбонат (изомеры), диаллилкарбонат, дибутенилкарбонат (изомеры), дибутилкарбонат (изомеры), дипентилкарбонат (изомеры), дигексилкарбонат (изомеры), дигептилкарбонат (изомеры),
диоктилкарбонат (изомеры), динонилкарбонат (изомеры),
дидецилкарбонат (изомеры), дициклопентилкарбонат,
дициклогексилкарбонат, дициклогептилкарбонат, дибензилкарбонат, дифенетилкарбонат (изомеры), ди(фенилпропил)карбонат (изомеры), ди (фенилбутил) карбонат (изомеры), ди (хлорбензил) карбонат?
(изомеры), ди(метоксибензил)карбонат (изомеры),
ди(метоксиметил)карбонат, ди(метоксиэтил)карбонат (изомеры), ди(хлорэтил)карбонат (изомеры) и ди(цианэтил)карбонат
(изомеры).
Из этих диалкилкарбонатов, предпочтительно используемыми в настоящем изобретении являются диалкилкарбонаты, в которых R1 является алкиловой группой, имеющей не более четырех атомов углерода и не содержащей атома галогена. Особо предпочтительным является диметилкарбонат. Более того из предпочтительных диалкилкарбонатов особо предпочтительными являются
диалкилкарбонаты, полученные в состоянии, по существу не содержащем атома галогена, например, диалкилкарбонаты, полученные из алкиленкарбоната, по существу не содержащего атома галогена, и спирта, не содержащего по существу атома галогена.
Ароматическое моногидроксидное соединение, используемое в настоящем изобретении, является соединением, изображаемым следующей общей формулой (9). Тип ароматического моногидроксидного соединения не является ограничивающим, пока в нем гидроксильная группа непосредственно связана с ароматической группой:
Аг^Н (9),
где Аг1 является ароматической группой, имеющей от 5 до 30 атомов углерода. Примерами ароматических моногидроксидных соединений, имеющих такие Аг1, являются фенол, различные алкилфенолы, такие как крезол (изомеры), ксиленол (изомеры), триметилфенол (изомеры), тетраметилфенол (изомеры), этилфенол (изомеры), пропилфенол (изомеры), бутилфенол (изомеры), диэтилфенол (изомеры), метилэтилфенол (изомеры),
метилпропилфенол (изомеры), дипропилфенол (изомеры),
метилбутилфенол (изомеры), пентилфенол (изомеры), гексилфенол
(изомеры) и циклогексилфенол (изомеры); различные
алкоксифенолы, такие как метоксифенол (изомеры) и этоксифенол (изомеры); арилалкилфенолы, такие как фенилпропилфенол (изомеры); нафтол (изомеры) и различные замещенные нафтолы; и гетероароматические моногидроксидные соединения, такие как гидроксипиридин (изомеры), гидроксикумарин (изомеры) и гидроксихинолин (изомеры).
Из этих ароматических моногидроксидных соединений, предпочтительно используемыми в настоящем изобретении, являются ароматические моногидроксидные соединения, в которых Аг1 является ароматической группой, имеющей от 6 до 10 атомов углерода. Фенол является особенно предпочтительным. Кроме того из этих ароматических моногидроксидных соединений, предпочтительно используемыми в настоящем изобретении являются соединения, по существу не содержащие атомы галогена.
Молярное отношение диалкилкарбоната к ароматическому моногидроксидному соединению, используемых в качестве исходного материала в настоящем изобретении, должно быть в интервале от 0,4 до 4. Вне этого интервала количество оставшихся непрореагировавших исходных материалов, основанное на заданном количестве производимого ароматического карбоната, становится высоким, что неэффективно для производства ароматического карбоната. Кроме того потребуется много энергии для регенерации непрореагировавшего исходного материала. В связи с этим вышеприведенное молярное отношение более предпочтительно в интервале от 0,5 до 3, еще более предпочтительно в интервале от 0,8 до 2,6, наиболее предпочтительно в интервале от 1,0 до 2,0.
В настоящем изобретении получают в непрерывном процессе не менее 1 тонны в час ароматического карбоната. Минимальное количество ароматического моногидроксидного соединения, непрерывно подаваемого в вышеуказанное производство, обычно 13Р тонн/час, предпочтительно ЮР тонн/час, более предпочтительно 7Р тонн/час в зависимости от количество производимого ароматического карбоната (Р тонн/час). Более предпочтительно, чтобы это количество можно было сделать менее 7Р тонн/час.
Диалкилкарбонат и ароматическое моногидроксидное соединение, используемые в настоящем изобретении в качестве исходного материала, должны содержать заданные количества спирта и ароматического карбоната, которые являются продуктами реакции. Так как настоящая реакция является равновесной реакцией, в прошлом считалось, что использование исходного материала, содержащего спирт и ароматический карбонат, которые являются продуктами реакции, будет невыгодно с точки зрения химического равновесия. Однако было открыто, что в случае использования непрерывной многостадийной перегонной колонны в соответствии с настоящим изобретением, даже если исходный материал содержит от 0,01 до 1% масс, спирта и от 0,01 до 5% масс, ароматического карбоната от общей массы исходного материала, то спирт и ароматический карбонат удивительным образом едва ли имеют какое-либо влияние на производство ароматического карбоната. Более предпочтительным содержанием спирта является от 0,05 до 0,8% масс, и еще более предпочтительным от 0,1 до 0,5% масс. Кроме того, более предпочтительным содержанием ароматического карбоната является от 0,1 до 4% масс. и еще более предпочтительным от 0,5 до 3% масс.
Реакция между ароматическим карбонатом и спиртом, которая является обратной реакцией по отношению к настоящей реакции, имеет очень высокую константу химического равновесия, и скорость реакции является высокой. При периодической реакционной системе, в которой поверхность раздела газ-жидкость является малой, как можно легко понять, использование исходного материала, содержащего спирт и ароматический карбонат, являющиеся продуктами реакции, будет очень невыгодно с точки зрения химического равновесия для получения ароматического карбоната, при котором легко возникает обратная реакция. Более того при малопроизводительной системе реактивной перегонки время обработки реакционной жидкости обычно короткое и следовательно ясно, что использование исходного материала, содержащего спирт и ароматический карбонат, которые являются продуктами реакции, будет невыгодно с точки зрения химического равновесия для получения ароматического карбоната, так как
будет небольшое уменьшение концентраций спирта и ароматического карбоната в реакционной жидкости.
Однако обнаружили, что, если используется непрерывная многостадийная перегонная колонна в соответствии с настоящим изобретением, то удивительным образом оказалось, что этот невыгодный эффект вообще почти не возникает. Точная причина этого не ясна, но предполагают, что это обусловлено реакцией ароматического карбоната, вводимого в верхнюю часть колонны в качестве исходного материала, со спиртом, который присутствует с высокой концентрацией на этой стадии в верхней части колонны, и таким образом быстро превращается в диалкилкарбонат и ароматическое моногидроксидное соединение. Также предполагают, что это вызвано тем, что в непрерывной многостадийной перегонной колонне в соответствии с настоящим изобретением время обработки достаточно длительное для протекания этой реакции в верхней части колонны. Более того предполагается, что некоторое количество или почти весь спирт в исходном материале, подаваемом в перегонную колонну, используется в реакции, и остаток эффективно перемещается в паровой фазе. Этот эффект был открыт впервые благодаря продолжительной непрерывной стабильной операции с использованием промышленной непрерывной многостадийной перегонной колонны в соответствии с настоящим изобретением.
При промышленной реализации настоящей реакции помимо свежего диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения, только-что введенных в реакционную систему, предпочтительно следует использовать в качестве исходного материала материал, содержащий в основном диалкилкарбонат и ароматическое моногидроксидное соединение, которые были регенерированы в этом же процессе и/или в другом процессе. Настоящее изобретение делает это возможным, что является очень важной отличительной особенностью настоящего изобретения.
Исходный материал в настоящем изобретении может содержать соединения или побочные продукты реакции, например, алкилариловый эфир или высококипящий побочный продукт, которые получают в этом процессе и/или в другом процессе. Оказалось,
что является предпочтительным исходный материал, содержащий от 0,5 до 15% масс, алкиларилового эфира от общей массы исходного материала, при реализации настоящего изобретения. Более предпочтительным интервалом для содержания алкиларилового эфира в исходном материале является от 2 до 12% масс, и еще более предпочтительным интервал от 4 до 10% масс.
В настоящем изобретении в случае, например, получения метилфенилкарбоната и дифенилкарбоната с использованием в качестве исходного материала смеси диметилкарбоната вместо диалкилкарбоната и фенола вместо ароматического моногидроксидного соединения, желательно, чтобы этот исходный материал содержал метанол, и метилфенилкарбонат и дифенилкарбонат, которые являются продуктами реакции, в количествах, описанных выше. Также предпочтительно, чтобы исходный материал содержал анизол, который является побочным продуктом реакции, в количестве как описано выше. Кроме того исходный материал может содержать высококипящий побочный продукт, такой как денатурированные продукты дифенилкарбоната или т.п.
Ароматический карбонат, полученный в настоящем изобретении, является алкиларилкарбонатом или диарилкарбонатом и их смесью, которые получают по реакции переэтерификации между диалкилкарбонатом и ароматическим моногидроксидным соединением. В эту реакцию переэтерификации включена реакция, в которой одна или обе алкоксигруппы диалкилкарбоната
обменивается/обмениваются на арилоксигруппу ароматического моногидроксидного соединения и спирт исключается, и реакция, в которой две молекулы полученного алкиларилкарбоната превращаются в диарилкарбонат и диалкилкарбонат посредством реакции переэтерификации между ними, т.е. реакции диспропорционирования. В настоящем изобретении хотя в основном получают алкиларилкарбонат, он может быть превращен в диарилкарбонат посредством дальнейшего проведения реакции переэтерификации с ароматическим моногидроксидным соединением или посредством дальнейшего проведения реакции
диспропорционирования. В связи с тем, что диарилкарбонат вообще не содержит атома галогена, он важен как исходный материал при
промышленном производстве поликарбоната по процессу переэтерификации.
В качестве катализатора в настоящем изобретении может быть использовано, например, соединение, содержащее металл, выбранное из следующих соединений/
<соединения свинца> :
оксиды свинца, такие как РЬО, РЬ02 и Pb304; сульфиды свинца, такие как PbS и Pb2S; гидроокиси свинца, такие как РЬ(ОН)2 и РЬ202(ОН)2; плумбиты, такие как Na2Pb02, К2РЬ02, NaHPb02 и КНРЬ02; плумбаты, такие как Na2Pb03, Na2H2Pb04; К2РЬ03, К2[РЬ(ОН)6], К4РЬ04, Са2РЬ04 и CaPb03; карбонаты свинца и их основные соли, такие как РЬС03 и 2РЬС03 • РЬ(ОН)2; соли свинца органических кислот, и их карбонаты и основные соли, такие как Pb(OCOCH3)2, РЬ(ОСОСН3)4 и РЬ(ОСОСН3)2-РЬО-ЗН20,
свинцовоорганические соединения, такие как Bu4Pb, Ph4Pb, Bu3PbCl, Ph3PbBr, Ph3Pb (или Ph6Pb2) , Bu3PbOH и Ph3PbO (где Bu представляет собой бутиловую группу и Ph представляет собой фенильную группу); алкоксисзинцовые соединения и
арилоксисвинцовые соединения, такие как Pb(OCH3)2, (СН30)Pb(OPh) и Pb(OPh)2; сплавы свинца, такие как Pb-Na, Pb-Ca, Pb-Ba, Pb-Sn и Pb-Sb; свинцовые минералы, такие как галенит и цинковая обманка; и гидраты таких соединений свинца;
<металлические соединения из семейства меди> :
соли и комплексы из семейства меди, такие как CuCl, CuCl2, CuBr, CuBr2, Cul, Cul2, Cu(OAc)2, Cu(acac)2, олеат меди, Bu2Cu, (CH30)2Cu, AgN03, AgBr, пикрат серебра, AgC6H6CI04, [AuC=C-C(CH3)3]n и [Си (C7H8) CI] 4 (где acac представляет собой ацетилацетоновый хелатный лиганд);
<щелочно-металлические комплексы> :
щелочно-металлические комплексы, такие как Li(acac) и LiN(C4H9)2;
<комплексные соединения цинка> : ------
комплексы цинка такие как Zn(acac)2; <комплексы кадмия> :
комплексы кадмия, такие как Cd(acac)2; <комплексы металлов из семейства железа> :
комплексы металлов из семейства железа, такие как Fe (СюН8) (СО) 5, Fe(CO)5, Fe (С4Н6) (СО) 3, Со (мезитилен) 2, (PEt2Ph2) , CoC5Fe5 (СО) 7, Ni-TT-C5H5NO и ферроцен;
<комплексы циркония> :
комплексы циркония, такие как гг(асас)4и цирконоцен; <соединения типа кислоты Льюиса>
Кислоты Льюиса и кислотообразующие соединения переходных металлов Льюиса, такие как А1Х3, TiX3, TiX4, VOX3, VX5, ZnX2, FeX4 и SnX4 (где X представляет собой атом галогена, ацетоксигруппу, алкоксигруппу или арилоксигруппу); и
<оловоорганические соединения>
Оловоорганические соединения, такие как (СН3) 3SnOCOCH3, (С2Н5) 3SnOCOC6H5, Bu3SnOCOCH3, Ph3SnOCOCH3, Bu2Sn (ОСОСН3) 2, Bu2Sn(OCOCnH23)2, Ph3SnOCOCH3, (C2H5) 3SnOPh, Bu2Sn (OCH3) 2,
Bu2Sn(OC2H5)2, Bu2Sn(OPh)2, Ph2Sn (CCH3) 2, (C2H5)3SnOH, Ph3SnOH, Bu2SnO, (C8H17)2SnO, Bu2SnCl2 и BuSnO(OH).
Каждый из этих катализаторов может быть твердым катализатором, закрепленным внутри многостадийной перегонной колонны, или может быть растворимым катализатором, который растворяется в реакционной системе.
Каждый из этих компонентов-катализаторов может, конечно, прореагировать с органическим соединением, присутствующим в реакционной системе, таким как алифатический спирт, ароматическое моногидроксидное соединение, алкиларилкарбонат, диарилкарбонат или диалкилкарбонат, или может быть подвергнут обработке нагреванием вместе с исходным материалом или продуктами до проведения реакции.
В случае осуществления настоящего изобретения с растворимым катализатором, который растворяется в реакционной системе, катализатором предпочтительно является такой, который имеет высокую растворимость в реакционной жидкости в условиях проведения реакции. Примерами предпочтительных катализаторов в этом смысле являются РЬО, РЬ(ОН)2 и Pb(OPh)2; TiCl4, Ti(OMe)4, (MeO)Ti (OPh)3, (MeO)2Ti (OPh)2, (MeO) 3Ti (OPh) и Ti(OPh)4; SnCl4, Sn(OPh)4, Bu2SnO и Bu2Sn(OPh)2; FeCl3, Fe(OH)3 и Fe(0Ph)3; или
такие катализаторы, которые были обработаны фенолом, реакционной жидкостью или т.п.
На Фиг.1 показано схематическое изображение непрерывной многостадийной перегонной колонны 10 для осуществления настоящего изобретения, при этом перегонная колонна имеет внутреннюю часть 6, обеспеченную внутри ее трубчатой части 7. Непрерывная многостадийная перегонная колонна 10 в соответствии с настоящим изобретением включает в себя структуру, имеющую две торцевые пластины 5 выше и ниже цилиндрической трубчатой части 7, имеющей длину L (см) и внутренний диаметр D (см) и имеющей внутреннюю часть б с несколькими стадиями п внутри нее, и также включает в себя выход 1 для газа, имеющий внутренний диаметр сЦ (см) сверху колонны или в верхней части колонны рядом с верхом, выход 2 для жидкости, имеющий внутренний диаметр сЬ (см) снизу колонны или в нижней части колонны рядом с низом, по меньшей мере один вход 3 в верхней части и/или в центральной части колонны под выходом 1 для газа, и по меньшей мере один вход 4 в нижней части колонны над выходом 2 для жидкости. Следует заметить, что в связи с тем, что на Фиг.1 показано одно воплощение непрерывной многостадийной перегонной колонны в соответствии с настоящим изобретением, расположение внутренней части не ограничено только ее расположением на Фиг.1.
Помимо этого непрерывная многостадийная перегонная колонна 10 в соответствии с настоящим изобретением должна быть изготовлена для удовлетворения различных условий, чтобы можно было проводить не только перегонку, но также одновременно и реакцию для стабильного получения не менее 1 тонны в час ароматического карбоната в течение продолжительного промежутка времени. То есть, непрерывная многостадийная перегонная колонна по настоящему изобретению соответствует не только условиям с точки зрения функции перегонки, но также и комбинированным условиям, требующимся для того, чтобы реакция протекала стабильно и с высокой избирательностью.
Более конкретно, требуется нижеследующее для непрерывной многостадийной перегонной колонны в соответствии с настоящим изобретением:
(1) длина L (см) должна удовлетворять следующему соотношению (1),
1500 й L й 8000 (1),
(2) внутренний диаметр D (см) колонны должен удовлетворять соотношению (2),
100 ^ D й 2000 (2) ,
(3) отношение длины L (см) к внутреннему диаметру D (см) колонны должно удовлетворять соотношению (3),
2 й L/D й 40 (3),
(4) число стадий п должно удовлетворять соотношению (4)
20 й п й 120 (4) ,
(5) отношение внутреннего диаметра D (см) колонны к внутреннему диаметру di (см) выхода для газа должно удовлетворять соотношению (5), и
5 ^ D/di й 30 (5) ,
(6) отношение внутреннего диаметра D (см) колонны к внутреннему диаметру d2 (см) выхода для жидкости должно удовлетворять соотношению (6),
3 ^ D/d2 ^ 20 (б) .
Следует отметить, что термин "в верхней части колонны рядом с верхом" относится к части, идущей вниз от верха колонны до места, составляющего около 0,25L, и термин "в нижней части колонны рядом с низом" относится к части, идущей вверх от низа колонны до места, составляющего около 0,25L. Следует заметить, что L уже было определено выше.
Было обнаружено, что при использовании непрерывной многостадийной перегонной колонны, которая одновременно удовлетворяет соотношениям (1), |2), (3), (4), (5) и (6), ароматический карбонат может быть получен из диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения в промышленном масштабе не менее 1 тонны в час стабильно в течение продолжительного промежутка времени, например, в течение не менее 2000 часов, предпочтительно не менее 3000 часов, более предпочтительно не менее 5000 часов. Причина, почему стало возможно получить ароматический карбонат в промышленном
масштабе с такими превосходными результатами посредством реализации процесса в соответствии с изобретением, неясна, но предполагают, что она обусловлена комбинированным воздействием, проявившимся в условиях совместного влияния соотношений (1)-(б). Предпочтительные интервалы для соответствующих факторов приведены ниже.
Если L меньше 1500, то отношение соединений в реакции уменьшается и невозможно достигнуть заданного количества продукции. Более того для уменьшения расходов на оборудование при одновременном обеспечении отношения в реакции, позволяющего достигнуть заданного количества продукции, L должно быть не более 8000. Более предпочтительным интервалом для L (см) является 2000 ^ L ^ 6000, при этом еще более предпочтительным является 2500 й L й 5000.
Если D (см) меньше 100, то невозможно достигнуть заданного количества продукции. Более того для снижения расходов на оборудование при одновременном достижении заданного количества продукции, D должно быть сделано не больше 2000. Более предпочтительным интервалом для D (см) является 150 ^ D ^ 1000, при этом еще более предпочтительным является 200 ^ D ^ 800.
Если L/D меньше 2 или больше 40, то стабильная операция становится трудностью. В особенности, если L/D больше 40, то разность давлений между верхом и низом колонны становится слишком большой, и следовательно продолжительная стабильная операция становится трудностью. Более того, нужно повысить температуру в нижней части колонны и следовательно вполне могут возникнуть побочные реакции, вызывающие тем самым снижение избирательности. Более предпочтительным интервалом для L/D является 3 ^ L/D ^ 30, при это еще более предпочтительным является интервал 5 ^ L/D ^ 15.
Если п меньше 20, то отношение соединений в реакции уменьшается и невозможно достигнуть заданного количества продукции. Помимо этого для снижения затрат на оборудование при обеспечении отношения в реакции, позволяющего достигнуть
заданного количества продукции, п. следует сделать не больше 120. Кроме того, если п больше 120, то разность давлений между верхом и низом колонны становится слишком большой и следовательно продолжительная стабильная операция становится трудностью. Более того, нужно повысить температуру в нижней части колонны и следовательно вполне могут возникнуть побочные реакции, приводящие тем самым к уменьшению избирательности. Более предпочтительным интервалом для п является 30 =i п 100, при этом еще более предпочтительным является 40 ^ n ^ 90.
Если D/di меньше 5, то становится высокой стоимость оборудования. Более того, в связи с тем, что легко выделяется в окружающую среду большое количестзо газообразных компонентов, стабильная операция становится трудностью. Если D/di больше 30, то количество удаляемых газообразных компонентов становится сравнительно малым. Более того стабильная операция становится трудностью, и происходит уменьшение оотношения в реакции. Более предпочтительным интервалом для D/di является 8 ^ D/di ^ 25, при этом еще более предпочтительным является 10 ^ D/di ^ 20.
Если D/d2 меньше 3, то стоимость оборудования становится высокой. Более того, отводимое количество жидкости становится сравнительно высоким и следовательно стабильная операция становится трудностью. Если D/d2 больше 20, то скорость потока через выход для жидкости и трубопроводы становится слишком большой и вполне может возникнуть эрозия, приводящая тем самым к коррозии аппарата. Более предпочтительным интервалом для D/d2 является 5 ^ D/d2 ^ 18, при этом еще более предпочтительным является 7 ^ D/d2 ^ 15.
Кроме того оказалось в настоящем изобретение, что также предпочтительно, чтобы di и d2 удовлетворяли следующему соотношению (7)
1 й d!/d2 ^5 (7) . Термин "продолжительная стабильная операция", используемый в настоящем изобретении, означает, что операция осуществлялась непрерывно в установившемся состоянии в течение не менее 1000 часов, предпочтительно не менее 3000 часов, более
предпочтительно не менее 5000 часов без забивания трубопроводов, эрозии и т.д. и производилось заданное количество ароматического карбоната при поддержании высокой избирательности.
Отличительной особенностью настоящего изобретения является то, что по меньшей мере один ароматический карбонат может производиться стабильно в течение продолжительного промежутка времени с высокой избирательностью и высокой
производительностью не менее 1 тонны в час, предпочтительно не менее 2 тонн в час, более предпочтительно не менее 3 тонн в час. Кроме того другая отличительная особенность настоящего изобретения состоит в том, что в случае, если L, D, L/D, п, D/di и D/d2 для непрерывной многостадийной перегонной колонны удовлетворяют следующим соотношениям соответственно: 2000 ^ L й 6000, 150 й D ^ 1000, 3 й L/D й 30, 30 й п й 100, 8 й D/di ^ 25 и 5 ^ D/d2 ^ 18, то может быть произведено ароматического карбоната не менее 2 тонн в час, предпочтительно не менее 2,5 тонн в час, более предпочтительно не менее 3 тонн в час. Еще одной отличительной особенностью настоящего изобретения является то, что в случае, если L, D, L/D, n, D/di и D/d2 для непрерывной многостадийной перегенной колонны удовлетворяют следующим соотношениям соответственно: 2500 ^ L ^ 5000, 200 ^ D й 800, 5 й L/D й 15, 40 й п й 90, 10 й D/di й 25 и 7 й D/d2 ^ 15, то может быть произведено ароматического карбоната не менее 3 тонн в час, предпочтительно не менее 3,5 тонн, более предпочтительно не менее 4 тонн в час.
Термин "Избирательность по отношению к ароматическому карбонату", используемый в настоящем изобретении, основан на прореагировавшем ароматическом моногидроксидном соединении. В настоящем изобретении может обычно быть достигнута высокая избирательность не менее 95%, предпочтительно не менее 97%, более предпочтительно не менее 99%.
Непрерывная многостадийная перегонная колонна в соответствии с настоящим изобретением является предпочтительно перегонной колонной, имеющей тарелку и/или набивку в качестве
внутренней части. Термин "внутренняя часть", используемый в настоящем изобретении, означает часть в перегонной колонне, где газ и жидкость реально приводятся в контакт один с другим. В качестве тарелки, например, предпочтительны колпачковая тарелка, ситчатая тарелка, вентильная тарелка, противоточная тарелка, тарелка Суперфрак (Superfrac), тарелка Максфрак (Maxfrac) и т.п. В качестве насадки предпочтительны нерегулярные насадки, такие как кольцо Рашига (Raschig), кольцо Лессинга (Lessing), кольцо Пола (Pall), седло Берла (Berl), седло Инталокса (Intalox), насадка Диксона (Dixon), насадка Макмагона или Хели-Пака (Mcmahon or Heli Рак), или регулярные насадки, такие как Мелапак (Mellapak), Джемпак (Gempak), ТЕХНО-ПАК (TECHNO-РАК), ФЛЕКСИ-ПАК (FLEXI-PAK), насадка Сульцера (Sulzer), насадка Гудрола (Goodroll) или Глитцгрида (Glitchgrid). Может также использоваться многостадийная перегонная колонна как с тарельчатой частью, так и с насадочной частью.
Термин "число стадий (п) внутренней части", используемый в настоящем изобретении, означает общее число тарелок в случае применения тарелок и теоретическое число стадий в случае насадок.
Хотя реакция между диалкилкарбонатом и ароматическим моногидроксидным соединением в настоящем изобретении имеет очень малую константу равновесия и скорость реакции низкая, оказалось, что перегонная колонна пластинчатого типа, имеющая тарелку в качестве внутренней части, особенно предпочтительна в качестве непрерывной многостадийной перегонной колонны, используемой в 'реактивной перегонке. Кроме того было обнаружено, что особо предпочтительна ситчатая тарелка, имеющая ситчатую часть и сливную часть, в качестве тарелки с точки зрения соотношения между ее производительностью и стоимостью оборудования. Также было обнаружено, что ситчатая тарелка предпочтительно имеет от 100 до 1000 отверстий/м2 в ситчатой части. Более предпочтительное число составляет от 120 до 900 отверстий/м2, еще более предпочтительно от 150 до 800 отверстий/м2. Кроме того оказалось, что площадь поперечного
сечения на отверстие ситчатой тарелки предпочтительно находится в интервале от 0,5 до 5 см2. Более предпочтительная площадь поперечного сечения на отверстие составляет от 0,7 до 4 см2, еще более предпочтительно от 0,9 до 3 см2. Помимо этого было обнаружено, что особенно предпочтительно, если ситчатая тарелка имеет от 100 до 1000 отверстий/м2 в ситчатой части и площадь поперечного сечения на отверстие в интервале от 0,5 до 5 см2. Было показано, что при добавлении вышеприведенных условий к непрерывной многостадийной перегонной колонне, цель настоящего изобретения может быть достигнута более легко.
При осуществлении настоящего изобретения может непрерывно производиться по меньшей мере один ароматический карбонат при непрерывной подаче смеси диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения в качестве исходного материала в непрерывную многостадийную перегонную колонну, в которой присутствует катализатор, при одновременном проведении реакции и перегонки в колонне, при непрерывном отводе низкокипящей реакционной смеси, содержащей полученный спирт, из верхней части колонны в газобразной форме, и при непрерывном отводе высококипящей реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один ароматический карбонат, в виде жидкости из нижней части колонны. Одной из отличительных особенностей настоящего изобретения является то, что исходный материал содержит спирт, арилалкилкарбонат, диарилкарбонат и/или алкилариловый эфир, которые являются продуктами реакции.
Кроме того в настоящем изобретении при непрерывной подаче смеси диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения, являющихся исходным материалом, в непрерывную многостадийную перегонную колонну, этот исходный материал может подаваться в нее в виде жидкости и/или газа из входа (входов), обеспеченных в одной или в нескольких позициях в верхней части или центральной части колонны под выходом для газа в верхней части перегонной колонны. Также предпочтительно подавать исходный материал, содержащий большую долю ароматического моногидроксидного соединения в виде жидкости, из входа, обеспеченного в верхней части перегонной колонны, и подавать
исходный материал, содержащий большую долю диалкилкарбоната в газообразной форме, из входа, обеспеченного в нижней части колонны над выходом для жидкости в нижней части перегонной колонны.
В настоящем изобретении способ обеспечения присутствия катализатора в непрерывной многостадийной перегонной колонне может быть любым, но в случае, когда катализатор является твердым веществом, нерастворимым в реакционной жидкости, имеется, например, способ, в котором катализатор закрепляется внутри колонны, например, помещается на пластину внутри непрерывной многостадийной перегонной колонны, или размещается в виде насадки. В случае катализатора, который растворяется в исходном материале или в реакционной жидкости, предпочтительно подавать катализатор в перегонную колонну из места, которое выше средней части перегонной колонны. В этом случае каталитическая жидкость, растворенная в исходном материале или в реакционной жидкости, может вводится в колонну вместе с исходным материалом, или может вводится в колонну из другого входа вместе с исходным материалом. Количество катализатора, используемое в настоящем изобретении, меняется в зависимости от его типа, типов и долей соединений в исходном материале и условий проведения реакции, таких как температура реакции и давление в реакции. Обычно количество катализатора находится в интервале от 0,0001 до 30% масс., предпочтительно от 0,005 до 10% масс., более предпочтительно от 0,001 до 1% масс, от общей массы исходного материала.
Время реакции переэтерификации, проводимой в настоящем изобретении, считается равным среднему времени обработки реакционной жидкости в непрерывной многостадийной перегонной колонне. Время реакции меняется в зависимости от типа внутренней части в перегонной колонне и от числа стадий, количеств подаваемых в колонну соединений в исходном материале, типа и количества катализатора, условий проведения реакции и т.д. Обычно время реакции находится в интервале от 0,1 до 10 часов, предпочтительно от 0,3 до 5 часов, более предпочтительно от 0,5 до 3 часов.
Температура реакции изменяется в зависимости от типа используемых соединений в исходном материале и от типа и количества катализатора. Обычно температура реакции находится в интервале от 100 до 350°С. Предпочтительно повышать температуру реакции, чтобы увеличить скорость реакции. Если температура реакции слишком высока, то вполне могут возникнуть побочные реакции, например, может возрасти получение побочных продуктов, таких как алкилариловый эфир, что нежелательно. По этой причине температура реакции предпочтительно находится в интервале от 130 до 280°С, более предпочтительно от 150 до 260°С, еще более предпочтительно от 180 до 250°С. Более того давление в реакции изменяется в зависимости от типа используемых соединений в исходном материале и состава исходного материала, температуры реакции и т.п. Давление в реакции может быть любым: пониженным, нормальным или прикладываемым давлением. Обычно давление в реакции находится в интервале от 0,1 до 2х107 Ра, предпочтительно от 105 до 107 Ра, более предпочтительно от 2х105 до 5х106 Ра.
Материал,из которого образована непрерывная многостадийная перегонная колонна в настоящем изобретении, обычно является металлом, таким как углеродистая сталь или нержавеющая сталь. Что касается качества получаемого ароматического карбоната, нержавеющая сталь является предпочтительной.
Ниже настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на следующие примеры, но настоящее изобретение не ограничивается нижеследующими примерами.
ПРИМЕРЫ
Содержание галогена измерялось посредством способа ионной хроматографии.
<НЕПРЕРЫБНАЯ МНОГОСТАДИЙНАЯ ПЕРЕГОННАЯ К0Л0ННА> В следующих примерах и в сравнительном примере использовалась непрерывная многостадийная перегонная колонна, показанная на Фиг.1 и имеющая L=3300 см, D=500 см, L/D=6,6, n=80, D/di = 17 и D/d2=9. В этих примерах в качестве внутренней части использовалась ситчатая тарелка, имеющая площадь
поперечного сечения на отверстие приблизительно 1,5 см2 и число отверстий приблизительно 250/м2. ПРИМЕР 1:
<РЕАКТИВНАЯ ПЕРЕГОНКА>
Исходный материал 1, содержащий фенол и диметилкарбонат при соотношении масс фенол/диметилкарбонат = 1,9, непрерывно вводился в виде жидкости со скоростью потока 50 тонн/час из верхнего входа перегонной колонны. Исходный материал 1, содержал 0,3% масс. метилового спирта, 0,9% масс, метилфенилкарбоната, 0,4% масс, дифенилкарбоната и 7,3% масс, анизола. С другой стороны, исходный материал 2, содержавший диметилкарбонат и фенол при соотношении масс
диметилкарбонат/фенол = 3,6, непрерывно вводился в газообразной форме со скоростью потока 50 тонн/час из нижнего входа перегонной колонны. Исходный материал 2 содержал 0,2% масс, метилового спирта, 1,1% масс, метилфенилкарбоната и 5,1% масс, анизола. Молярное отношение исходных материалов, введенных в перегонную колонну, составляло диметилкарбонат/фенол = 1,35. В целом исходные материалы, введенные в перегонную колонну, содержали 0,25% масс. метилового спирта, 1,0% масс, метилфенилкарбоната, 0,2% дифенилкарбоната и 6,2% масс, анизола. Исходные материалы по существу не содержали галогенов (вне предела обнаружения ионной хроматографией, т.е. 1 ч/млн или меньше).
РЬ(ОрЬ)г в качестве катализатора вводился из верхней части колонны так, чтобы его концентрация в реакционной жидкости была приблизительно 100 ч/млн. Реактивная перегонка проводилась непрерывно в условиях температуры 225°С в донной части колонны и давления 7х105 Ра наверху колонны. После 24 часов можно было достигнуть стабильной равновесной операции. Жидкость, непрерывно отводимая от донной части колонны, содержала 18,2% масс, метилфенилкарбоната и 0,8% масс, дифенилкарбоната. Оказалось, • что количество метилфенилкарбоната, полученное за час, было 9,1 тонн, и количество дифенилкарбоната, полученное за час, было 0,4 тонны. Полная избирательность для метилфенилкарбоната и дифенилкарбоната, основанная на
прореагировавшем феноле, была 99%. Следует отметить, что в настоящем изобретении, хотя метилфенилкарбонат и
дифенилкарбонат содержались в исходном материале, и можно было предположить, что они подверглись реакции в перегонной колонне с конечным получением вышеуказанной композиции при вышеприведенных условиях, содержание ароматического карбоната в отводимой жидкости соответствует полученному количеству. (Например, исходный материал 1 вводился из верхней части колонны, но концентрация метилового спирта будет высокой в верхней стадии колонны, и следовательно можно предположить, что метилфенилкарбонат и дифенилкарбонат быстро превращались в диметилкарбонат и фенол.)
Продолжительная непрерывная операция проводилась при этих же условиях. Количества, полученные за час в течение 500 часов, 2000 часов, 4000 часов, 5000 часов и 6000 часов после достижения стабильного равновесного состояния, были соответственно 9,1 тонны, 9,1 тонны, 9,1 тонны, 9,1 тонны и 9,1 тонны для метилфенилкарбоната и соответственно 0,4 тонны, 0,4 тонны, 0,4 тонны, 0,4 тонны и 0,4 тонны для дифенилкарбоната. Полные избирательности для метилфенилкарбоната и дифенилкарбоната были соответственно 99%, 99%, 99%, 99% и 99% и следовательно операция была очень стабильной. Более того полученные ароматические карбонаты по существу не содержали галогенов (1 ч/млн или меньше).
Эти результаты такие же, как и результаты, полученные в сравнительном примере 1, который проводился перед примером 1, показывающим, что метиловый спирт, метилфенилкарбонат, дифенилкарбонат и анизол в исходном материале не имели никакого влияния на производство ароматического карбоната.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 1:
Этот сравнительный пример проводился перед примером 1. Реактивная перегонка проводилась непрерывно в тех же условиях, как и в примере 1, с использованием той же непрерывной многостадийной перегонной колонны, как в примере 1, за исключением того, что использовались свежие исходные материалы, не содержащие метилового спирта, метилфенилкарбоната,
дифенилкарбоната и анизола. После 24 часов можно было достигнуть стабильной равновесной операции. Жидкость, непрерывно отводимая от донной части колонны, содержала 18,2% масс. метилфенилкарбоната и 0,8% масс. дифенилкарбоната. Оказалось, что количество метилфенилкарбоната, производимого за час, было 9,1 тонны, и количество дифенилкарбоната, производимого за час, было 0,4 тонны. Полная избирательность для метилфенилкарбоната и дифенилкарбоната на основе прореагировавшего фенола, была 99%. Стабильная операция также достигалась в точно таком же состоянии после 50 часов, 100 часов и 200 часов. ПРИМЕР 2:
Реактивная перегонка проводилась при следующих условиях с использованием той же непрерывной многостадийной перегонной колонны, как и в примере 1.
Исходный материал 1, содержащий фенол и диметилкарбонат при отношении масс фенол/диметилкарбонат = 1,1, вводился непрерывно в виде жидкости со скоростью потока 40 тонн/час из верхнего входа перегонной колонны. Исходный материал 1 содержал 0,3% масс, метилового спирта, 1,0% масс, метилфенилкарбоната и 5,6% масс, анизола. С другой стороны, исходный материал 2, содержащий диметилкарбонат и фенол при соотношении масс диметилкарбонат/фенол = 3,9, непрерывно вводился в газообразной форме со скоростью потока 43 тонны/час из нижнего входа перегонной колонны. Исходный материал 2 содержал 0,1% масс, метилового спирта, 0,2% масс, метилфенилкарбоната и 4,4% масс, анизола. Молярное отношение для исходных материалов, вводимых в перегонную колонну, было диметилкарбонат/фенол = 1,87. Все исходные материалы, введенные в перегонную колонну, содержали 0,2% масс, метилового спирта, 0,59% масс, метилфенилкарбоната и 5,0% масс, анизола. Исходные материалы по существу не содержали галогенов (вне предела обнаружения для ионной хроматографии, т.е. 1 ч/млн или меньше).
Pb(0Ph)2 в качестве катализатора вводился из верхней части колонны так, чтобы его концентрация в реакционной жидкости была приблизительно 250 ч/млн. Реактивная перегонка проводилась
непрерывно в условиях температуры 235°С на донной части колонны и давлении сверху колонны 9х105 Ра. Стабильная устоявшаяся операция может достигаться после 24 часа. Жидкость, непрерывно отводимая из донной части колонны, содержала 20,7% масс, метилфенилкарбоната и 1,0% масс, дифенилкарбоната. Оказалось, что количество метилфенилкарбоната, производимое за час, было 8,3 тонны, и количество дифенилкарбоната, производимое за час, было 0,4 тонны. Полная избирательность для метилфенилкарбоната и дифенилкарбоната, основанная на прореагировавшем феноле, была 98%.
Продолжительная непрерывная операция проводилась при этих условиях. Количества, произведенные за час в течение 500 часов, 1000 часов и 2000 часов после достижения стабильного установившегося состояния были соответственно 8,3 тонны, 8,3 тонны и 8,3 тонны для метилфенилкарбоната, и соответственно 0,4 тонны, 0,4 тонны и 0,4 тонны для дифенилкарбоната. Полные избирательности для метилфенилкарбоната и дифенилкарбоната были соответственно 98%, 98% и 98%, и следовательно операция была очень стабильной. Более того произведенные ароматические карбонаты по существу не содержали галогенов (1 ч/млн или менее).
ПРИМЕР 3:
Реактивная перегонка проводилась при следующих условиях с использованием такой же непрерывной многостадийной перегонной колонны, как в примере 1.
Исходный материал 1, содержащий фенол и диметилкарбонат при соотношении масс фенол/диметилкарбонат = 1,7, непрерывно вводился в виде жидкости со скоростью 8 6 тонн/час из верхнего входа перегонной колонны. Исходный материал 1 содержал 0,3% масс, метилового спирта, 0,9% масс, метилфенилкарбоната, 0,4% масс, дифенилкарбоната и 7,3% масс, анизола. С другой стороны, исходный материал 2, содержащий диметилкарбонат и фенол при соотношении масс диметилкарбонат/фенол = 3,5, непрерывно вводился в виде газа со скоростью потока 90 тонн/час из нижнего входа перегонной колонны. Исходный материал 2 содержал 0,2% масс. метилового спирта, 1,1% масс.
метилфенилкарбоната и 5,1% масс, анизола. Молярное отношение для исходных материалов, вводимых в перегонную колонну, было диметилкарбонат/фенол = 1,44. Все исходные материалы, введенные в перегонную колонну, содержали 0,25% масс, метилового спирта, 1,1% масс, метилфенилкарбоната, 0,195% масс, дифенилкарбоната и 6,17% масс. анизола. Исходные материалы по существу не содержали галогенов (вне предела обнаружения для ионной хроматографии, т.е. 1 ч/млн или меньше).
Pb(OPh)2 в качестве катализатора вводился из верхней части колонны так, чтобы его концентрация в реакционной жидкости была приблизительно 150 ч/млн. Реактивная перегонка проводилась непрерывно в условиях температуры 220°С на донной части колонны и давлении 8х105 Ра сверху колонны. Стабильной установившейся операции можно достигнуть после 24 часов. Жидкость, непрерывно отводимая снизу колонны, содержала 15,8% масс, метилфенилкарбоната и 0,5% масс, дифенилкарбоната. Оказалось, что количество метилфенилкарбоната,, произведенное за час, было 12,8 тонны и количество дифенилкарбоната, произведенное за час, было 0,4 тонны. Полная избирательность для метилфенилкарбоната и дифенилкарбоната на основе прореагировавшего фенола была 99%.
Продолжительная непрерывная операция проводилась при этих условиях. Количества, произведенные за час в течение 500 часов, 1000 часов и 2000 часов после достижения стабильного установившегося состояния, были соответственно 12,8 тонны, 12,8 тонны и 12,8 тонны для метилфенилкарбоната, и соответственно 0,4 тонны, 0,4 тонны и 0,4 тонны для дифенилкарбоната. Полные избирательности для метилфенилкарбоната и дифенилкарбоната были соответственно 99%, 99% и 99% и следовательно операция была очень стабильной. Более того, произведенные ароматические карбонаты по существу не содержали галогенов (1 ч/млн или меньше).
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
В соответствии с настоящим изобретением, даже если используется исходный материал, содержащий диалкилкарбонат и ароматическое моногидроксидное соединение, содержащее спирт и ароматический карбонат, которое считалось невыгодным для
производства ароматических карбонатов, содержания спирта и ароматического карбоната находятся в заданном интервале, и может использоваться заданная непрерывная многостадийная перегонная колонна для производства ароматического карбоната в промышленном масштабе не менее 1 тонны в час, предпочтительно не менее 2 тонны в час, более предпочтительно не менее 3 тонны в час, при высокой избирательности не менее 95%, предпочтительно не менее 97%, более предпочтительно не менее 99%, стабильно в течение продолжительного промежутка времени не менее 2000 часов, предпочтительно не менее 3000 часов, более предпочтительно не менее 5000 часов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ производства ароматического карбоната из диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения в качестве исходного материала, который включает в себя этапы:
(i) непрерывной подачи указанного исходного материала в непрерывную многостадийную перегонную колонну, в которой присутствует катализатор;
(ii) проведения реакции в колонне для получения спирта и по меньшей мере одного ароматического карбоната; и
(iii) непрерывного отвода низкокипящей реакционной смеси, содержащей указанный полученный спирт, от верхней части колонны в газообразной форме и непрерывного отвода высококипящей реакционной смеси, содержащей указанный по меньшей мере один ароматический карбонат, от нижней части колонны в виде жидкости, при этом
(a) указанный исходный материал
(1) имеет молярное отношение диалкилкарбоната к ароматическому моногидроксидному соединению в интервале от 0,4 до 4, и
(2) содержит от 0,01 до 1% масс, спирта и от 0,01 до 5% масс, ароматического карбоната от общей массы указанного исходного материала;
(b) указанная непрерывная многостадийная перегонная колонна включает в себя структуру, имеющую пару торцевых пластин выше и ниже цилиндрической трубчатой части, имеющей длину L (см) и внутренний диаметр D (см), имеющую внутреннюю часть с некоторым числом п стадий внутри нее, и включает в себя выход для газа, имеющий внутренний диаметр сЦ (см) сверху колонны или рядом в верхней части колонны, выход для жидкости, имеющий внутренний диаметр сЬ (см) снизу колонны или рядом в нижней части колонны, по меньшей мере один вход, обеспеченный в верхней части и/или в центральной части колонны под выходом для газа, и по меньшей мере один вход, обеспеченный в нижней части колонны над выходом для жидкости, в которой
(1) указанная длина L (см) удовлетворяет следующей формуле (1),
1500 й L й 8000 (1),
(2) указанный внутренний диаметр D (см) колонны удовлетворяет следующей формуле (2) ,
100 й D й 2000 (2) ,
(3) отношение указанной длины L (см) к указанному внутреннему диаметру D (см) колонны удовлетворяет следующей формуле (3),
2 й L/D й 40 (3) ,
(4) указанное число стадий п удовлетворяет следующей формуле (4),
20 й п й 120 (4) ,
(5) отношение указанного внутреннего диаметра D (см) колонны к указанному внутреннему диаметру сЦ (см) выхода для газа удовлетворяет следующей формуле (5),
5 й D/di й 30 (5) , и
(6) отношение указанного внутреннего диаметра D (см) колонны к указанному внутреннему диаметру d2 (см) выхода для жидкости удовлетворяет следующей формуле (6),
3 й D/d2 й 20 (6) .
2. Способ по п.1, в котором перегонка проводится одновременно на указанном этапе (ii) .
3. Способ по п.1 или 2, в котором указанный по меньшей мере один ароматический карбонат производится непрерывно, и количество произведенного ароматического карбоната составляет не менее 1 тонны в час.
4. Способ промышленного производства ароматического карбоната, в котором непрерывно производится по меньшей мере один ароматический карбонатат посредством непрерывной подачи диалкилкарбоната и ароматического моногидроксидного соединения в качестве исходного материала в непрерывную многостадийную перегонную колонну, в которой присутствует катализатор, одновременно в колонне проводится реакция и перегонка, непрерывно отводится низкокипящая реакционная смесь, содержащая полученный спирт, от верхней части колонны в газообразной форме, и непрерывно отводится высококипящая реакционная смесь,
содержащая указанный по меньшей мере один ароматический карбонат, от нижней части колонны в виде жидкости, при этом усовершенствование в нем заключается в следующем:
(a) указанный исходный материал, подаваемый непрерывно в указанную непрерывную многостадийную перегонную колонну,
(1) имеет молярное отношение диалкилкарбоната к ароматическому многидроксидному соединению в интервале от 0,4 до 4 и
(2) содержит от 0,01 до 1% масс, спирта и от 0,01 до 5% масс, ароматического карбоната от общей массы указанного исходного материала;
(b) указанная непрерывная многостадийная перегонная колонна включает в себя структуру, имеющую пару торцевых пластин выше и ниже цилиндрической трубчатой части, имеющей длину L (см) и внутренний диаметр D (см) и имеющую внутреннюю часть с некоторым числом п стадий внутри нее, и включает в себя выход для газа, имеющий внутренний диаметр сЦ (см) сверху колонны или рядом в верхней части колонны, выход для жидкости, имеющий внутренний диаметр сЬ (см) в донной части колонны или рядом в нижней части колонны, по меньшей мере один вход, обеспеченный в верхней части и/или в центральной части колонны под выходом для газа, и по меньшей мере один вход, обеспеченный в нижней части колонны над выходом для жидкости, в которой
(1) указанная длина L (см) удовлетворяет следующей формуле (1),
1500 ^ L й 8000 (1),
(2) указанный внутренний диаметр D (см) колонны удовлетворяет следующей формуле (2),
100 й D й 2000 (2) ,
(3) отношение указанной длины L (см) к указанному внутреннему диаметру D (см) колонны удовлетворяет следующей формуле (3),
2 й L/D й 40 (3) ,
(4) указанное число стадий п удовлетворяет следующей формуле(4),
20 й п й 120 (4) ,
(5) отношение указанного внутреннего диаметра D (см) колонны к указанному внутреннему диаметру di (см) выхода для газа удовлетворяет следующей формуле (5),
5 й D/di ^ 30 (5) , и
(6) отношение указанного внутреннего диаметра D (см) колонны к указанному внутреннему диаметру d2 (см) выхода для жидкости удовлетворяет следующей формуле (6),
3 й D/d2 =2 20 (б) .
5. Способ по п. 4, в котором количество произведенного ароматического карбоната составляет не менее 1 тонны в час.
6. Способ по любому одному из пп.1-5, в котором указанный исходный материал также содержит от 0,5 до 15% масс, алкиларилового эфира от общей массы указанного исходного материала.
7. Способ по любому одному из пп.1-6, в котором di и d2 удовлетворяют следующей формуле (7):
1 й d2/di ^5 (7) .
8. Способ по любому одному из пп.1-7, в котором L, D, L/D, п, D/di и D/d2 для указанной непрерывной многостадийной перегонной колонны удовлетворяют следующим формулам соответственно: 2000 ^ L й 6000, 150 й D й 1000, 3 й L/D й 30, 30 ^ п й 100, 8 й D/dj. ^ 25 и 5 й D/d2 й 18.
9. Способ по любому одному из пп.1-8, в котором L, D, L/D, n, D/di и D/d2 для указанной непрерывной многостадийной перегонной колонны удовлетворяют следующим формулам соответственно: 2500 й L й 5000, 200 ^ D й 800, 5 ^ L/D й 15, 40 S п й 90, 10 й D/di й 25 и 7 ^ D/d2 ^ 15.
10. Способ по любому одному из пп.1-9, в котором указанная непрерывная многостадийная перегонная колонна является перегонной колонной, имеющей тарелку и/или насадку в качестве внутренней части.
11. Способ по п.10, в котором указанная непрерывная многостадийная перегонная колонна является пластинчатой перегонной колонной, имеющей тарелку в качестве внутренней части.
12. Способ по п. 10 или 11, в котором указанная тарелка является ситчатой тарелкой, имеющей ситчатую часть и сливную часть.
13. Способ по п.12, в котором указанная ситчатая тарелка имеет от 100 до 1000 отверстий/м2 в ситчатой части.
14. Способ по п. 12 или 13, в котором площадь поперечного сечения на отверстие находится в интервале от 0,5 до 5 см .
15. Ароматический карбонат, имеющий содержание гологена не более 0,1 ч/млн, полученный по способу в соответствии с любым одним из пп.1-14.
16. Непрерывная многостадийная перегонная колонна для проведения реакции и перегонки, включающая в себя:
цилиндрическую трубчатую часть, имеющую длину L (см) и внутренний диаметр D (см);
пару торцевых пластин, обеспеченных над и под трубчатой частью/
внутреннюю часть с некоторым числом п стадий внутри трубчатой части;
выход для газа, который имеет внутренний диаметр сЦ (см) и который обеспечен на торцевой пластине сверху колонны или рядом в верхней части колонны;
выход для жидкости, который имеет внутренний диаметр C12 (см) и который обеспечен на торцевой пластине на дне колонны или рядом в нижней части колонны;
по меньшей мере один вход, обеспеченный в верхней части и/или в центральной части колонны под выходом для газа; и
по меньшей мере один вход, обеспеченный в нижней части колонны над выходом для жидкости,
в которой
(1) указанная длина L (см) удовлетворяет следующей формуле(1),
1500 й L й 8000 (1),
(2) указанный внутренний диаметр D (см) колонны удовлетворяет следующей формуле (2),
100 ^ D < 2000 (2),
(3) отношение указанной длины L (см) к указанному внутреннему диаметру D (см) колонны удовлетворяет следующей формуле (3),
2 ^ L/D ? 40 (3) ,
(4) указанное число стадий п удовлетворяет следующей формуле (4),
20 й п й 120 (4) ,
(5) отношение указанного внутреннего диаметра D (см) колонны к указанному внутреннему диаметру di (см) выхода для газа удовлетворяет следующей формуле (5),
5 й D/di й 30 (5) , и
(6) отношение указанного внутреннего диаметра D (см) колонны к указанному внутреннему диаметру d2 (см) выхода для жидкости удовлетворяет следующей формуле (6),
3 й D/d2 й 20 (6) .
17. Колонна по п.16, в которой di и d2 удовлетворяют следующей формуле (7):
1 й d2/di ^5 (7) .
18. Колонна по п. 16 или 17, в которой L, D, L/D, n, D/di и D/d2 для указанной непрерывной многостадийной перегонной колонны удовлетворяют следующим формулам соответственно: 2000 ^ L ^ 6000, 150 ^ D ^ 1000, 3 ^ L/D ^ 30, 30 ^ п й 100, 8 й D/dr ^ 25 и 5 й D/d2 й 18.
19. Колонна по любому одному из пп.16-18, в которой L, D, L/D, n, D/di и D/d2 для указанной непрерывной многостадийной перегонной колонны удовлетворяют следующим формулам соответственно: 2500 й L й 5000, 200 й D й 800, 5 й L/D й 15, 40 й п й 90, 10 й D/di й 25 и 7 й D/d2 й 15.
20. Колонна по любому одному из пп.16-19, в которой указанная непрерывная многостадийная перегонная колонна является перегонной колонной, имеющей тарелку и/или насадку в качестве внутренней части.
21. Колонна по п.20, в которой указанная непрерывная многостадийная перегонная колонна является пластинчатой
перегонной колонной, имеющей тарелку в качестве внутренней части.
22. Колонна по п. 20 или 21, в которой указанная тарелка является ситчатой тарелкой, имеющей ситчатую часть и сливную часть.
23. Колонна по п.22, в которой указанная ситчатая тарелка имеет от 100 до 1000 отверстий/м2 в ситчатой части.
24. Колонна по п. 22 или 23, в которой площадь поперечного сечения на отвертие указанной ситчатой тарелки находится в интервале от 0,5 до 5 см2.
По доверенности