制造碳酸二烷基酯的方法
【专利说明】制造碳酸二烷基龍的方法
[0001] 本发明设及通过环状碳酸亚烷基醋(例如己二醇碳酸醋或异丙二醇碳酸醋）与低 分子量烷基醇在催化剂存在下的醋交换和碳酸二烷基醋在下游工艺步骤中的必要提纯制 备低分子量碳酸二烷基醋作为主要产物和烧撑二醇作为副产物的连续方法。为了优化该方 法的经济可行性和能量效率，使用附加设备用于中间加热该装置内部的液流。
[0002] 由环状碳酸亚烷基醋和烷基醇制备碳酸二烷基醋，其中同时形成烧撑二醇作为副 产物，是已知的并已多次描述。US-6, 930, 195B中描述了作为两级平衡反应的该种催化的 醋交换反应。在第一反应阶段中，环状碳酸亚烷基醋与烷基醇反应产生哲基-烷基碳酸醋 作为中间体。该中间体随后在第二反应阶段中借助烷基醇转化W产生下列产物：碳酸二烧 基醋和烧撑二醇。
[0003] 对于碳酸二烷基醋制备法的工业实施，已经证实使用尤其在EP530 615A、EP569 812A和EP1 086 940A中已描述的反应性蒸馈塔(在下文中也称作醋交换塔）特别 有利。在EP569 812A中，将环状碳酸亚烷基醋连续引入醋交换塔的上部，并将含碳酸二 烷基醋的烷基醇引入醋交换塔的中部或下部。此外，在含碳酸二烷基醋的烷基醇的引入点 下方，引入几乎纯的烷基醇。在醋交换塔底部连续取出包含制成的作为副产物的烧撑二醇 的高沸点混合物。在醋交换塔顶部，取出包含制成的碳酸二烷基醋的低沸点混合物作为碳 酸二烷基醋/烷基醇混合物并施W进一步提纯步骤。
[0004] 用于提纯碳酸二烷基醋/烷基醇混合物的蒸馈塔在比醋交换塔中高的压力下运 行，W便可W在蒸馈塔的塔顶取出具有更低碳酸二烷基醋含量的另一碳酸二烷基醋/烷基 醇混合物。在该提纯塔的底部W高纯度获得碳酸二烷基醋作为主要产物。
[0005] 许多因素对开发有经济吸引力的制备碳酸二烷基醋方法是重要的。大多数文献来 源致力于反应参数，例如转化率、选择性或产物纯度。较不常见的主题是该方法的能量效率 (例如在EP569 812A、JP2003-104937、WO2007/096:340、WO2007/096343 中），即使该些 因素对该方法的经济吸引力的贡献并非无足轻重。因此，在本发明范围内，引入提高该方法 的能量效率的措施。
[0006] 在EP569 812A中，通过不冷凝许多内部工艺流而是作为蒸气状流传送它们，降 低碳酸二烷基醋制备中的能量使用。
[0007] WO2007/096340中描述了由环氧烧和C〇2制造碳酸亚烷基醋，然后使碳酸亚烷基 醋与烷基醇反应产生碳酸二烷基醋和烧撑二醇的方法，其中提纯第二步骤中产生的包含碳 酸二烷基醋和烧撑二醇的混合物。产生碳酸亚烷基醋的反应是放热的，并利用相应的碳酸 亚烷基醋产物流在提纯中加热该碳酸二烷基醋/烧撑二醇产物流。
[000引在WO2007/096343中，借助萃取蒸馈提纯在醋交换塔中由碳酸亚烷基醋和烷基 醇形成的碳酸二烷基醋和烷基醇的混合物，其中碳酸亚烷基醋充当萃取剂。在碳酸二烷基 醋已通过蒸馈与萃取剂分离之后，用该塔排出的包含萃取剂的热塔底物加热向醋交换塔供 应的烷基醇。
[0009]JP2003-104937考虑了用于己二醇碳酸醋/己二醇混合物的后处理的各种工艺 方案并尤其从能量消耗的角度向碳酸二甲醋的制备方法提供纯化的己二醇碳酸醋。
[0010] 但是，提及的文献无一描述了可W在保持主要产物(碳酸二烷基醋）和副产物(烧 撑二醇）的品质的同时W特别能量有效的方式进行碳酸亚烷基醋与烷基醇在醋交换塔中的 反应的方法或程序。因此，在本发明范围内，引入提高该一工艺步骤中的能量效率的措施。
[0011] 因此存在对该样的方法的需要，其一方面在醋交换塔中具有较高能量效率，而另 一方面对碳酸二烷基醋和烧撑二醇的品质只有微不足道的影响。
[0012] 由于对醋交换塔中的温度分布和因此也对反应转化率的有利影响，优选的是几乎 纯的和含碳酸二烷基醋的烷基醇流都W气体形式送入醋交换塔的运行方式。该些运行方式 也有助于降低醋交换塔中的塔底蒸发器的能量需求。为了汽化该两个流，优选使用温度水 平高于Tv的低等级蒸汽或热循环水。
[0013] 现在已经发现，通过W特别简单和有利的方式在保持相同的产物品质下回收烧撑 二醇提纯塔中的冷凝能量并将其直接或间接送入用于汽化烷基醇流的热交换器，降低对用 于汽化烷基醇流的热交换器的运行所需的外部热能（即在本方法W外生成的热能）的需求， 由此可W提高能量效率。
[0014] 可W将在温度水平Tk的在烧撑二醇提纯塔的顶部冷凝器中获得的热能或在其它 化学制备方法中获得的热能直接或间接送入用于汽化烷基醇流的热交换器。在直接送入的 情况中，待冷凝或冷却的料流借助热交换器加热或汽化送入醋交换塔的烷基醇流。在间接 送入的情况中，待冷凝或冷却的料流经一种或多种载热介质的介导加热送入醋交换塔的含 烷基醇的料流。可用的载热介质包括气体、蒸气或液体，优选蒸气状或液态技术载热介质， 例如水、基于矿物油的热载体或合成热载体(例如〇吐的1TM、Marlothe;rm?)。
[0015] 特别优选的载热介质是水或水蒸汽。在用于后处理醋交换塔中制成的烧撑二醇的 下游工艺阶段中，生成大量废热，它们必须例如在后处理塔的各顶部冷凝器中引出。通常不 利用该种热，因为温度水平太低或热量太低。
[0016] 令人惊讶地已经发现，在用于制备烧撑二醇的最后一个后处理阶段中，在足够的 温度水平下并W足量产生废热，W能够用于另一工艺部分。特别优选从烧撑二醇后处理塔 的顶部冷凝器获得该种废热。该种废热可例如用于预热碳酸二烷基醋后处理塔中的进料或 用于汽化醋交换塔用的醇。特别优选使用该废热汽化送入醋交换塔的几乎纯的烷基醇流和 /或含碳酸二烷基醋的烷基醇流。
[0017] 由于在保持高产物品质的同时降低外部热能的消耗，通过本发明的方法带来显著 的经济优点。
[001引可W例如通过在共用热交换器中的直接热连接或通过借助循环液体(例如水）作 为热载体的间接热连接实现上述热集成。通过利用来自烧撑二醇后处理塔的废热，通过本 发明的方法带来显著经济优点。
[0019] 在本发明范围内提纯的碳酸二烷基醋优选是通式（I)的那些
【主权项】
1. 连续制备式（R1OhCO的碳酸二烷基酯和式HO-R2-OH的烷撑二醇的方法， 其中R1是直链或支链C1-C4-烷基， 其中妒是C2_C4_烷基， 所述方法通过环状碳酸亚烷基酯与式R1OH的烷基醇在催化剂存在下的酯交换进行， 其中R1具有上述含义， 其特征在于，回收烷撑二醇后处理塔的冷凝热并直接或间接用于汽化送入酯交换塔的 含烷基醇的料流。
2. 根据权利要求1中所述的制备碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，来自烷撑二醇后 处理塔的冷凝热用于预热碳酸二烷基酯后处理塔中的进料或用于汽化酯交换塔用的烷基 醇，特别优选利用这种热汽化酯交换塔用的纯烷基醇和/或含碳酸二烷基酯的烷基醇。
3. 根据权利要求1或2中所述的方法，其特征在于，所述酯交换塔包含布置在反应区下 方的汽提段（Abtriebsteil)。
4. 根据权利要求1至3任一项中所述的制备碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，在至少 一个酯交换塔中在催化剂存在下以对流如此进行所述酯交换，即，将碳酸亚烷基酯引入所 述塔的上部并将碳酸二烷基酯含量为0. 2重量％至30重量％的含碳酸二烷基酯的烷基醇 引入所述至少一个酯交换塔的反应区的中部或下部。
5. 根据权利要求4中所述的制备碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，向所述至少一个 酯交换塔供给包含几乎纯的烷基醇的另一料流，其引入位置布置在含碳酸二烷基酯的烷基 醇流的引入位置的下方。
6. 根据权利要求1至5任一项中所述的制备碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，使用乙 二醇碳酸酯或异丙二醇碳酸酯作为环状碳酸亚烷基酯，使用甲醇或乙醇作为烷基醇。
7. 根据权利要求1至6任一项中所述的制备碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，反应区 中的温度在20至200°C的范围且压力在0. 2至20巴的范围。
【专利摘要】本发明涉及通过环状碳酸亚烷基酯（例如乙二醇碳酸酯或异丙二醇碳酸酯）与低分子量烷基醇在催化剂存在下的酯交换和碳酸二烷基酯在下游工艺步骤中的必要提纯制备低分子量碳酸二烷基酯作为主要产物和烷撑二醇作为副产物的连续方法。为了优化该方法的经济可行性和能量效率，使用附加设备用于中间加热该装置内部的液流。
【IPC分类】C07C69-96, C07C29-128, C07C27-00, C07C68-06, C07C31-20
【公开号】CN104781222
【申请号】CN201380060824
【发明人】P.乌姆斯, F.里泽, A.迪克斯, C.布哈利, T.潘库尔, A.苏桑托, G.龙格, J.范登艾恩德, W.武伊塔克
【申请人】拜耳材料科技股份有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2013年11月19日
【公告号】EP2922810A1, WO2014079835A1, WO2014079835A9