制造碳酸二烷基酯的方法
【專利說明】制造碳酸二烷基龍的方法
[0001] 本發明設及通過環狀碳酸亞烷基醋(例如己二醇碳酸醋或異丙二醇碳酸醋）與低 分子量烷基醇在催化劑存在下的醋交換和碳酸二烷基醋在下游工藝步驟中的必要提純制 備低分子量碳酸二烷基醋作為主要產物和燒撐二醇作為副產物的連續方法。為了優化該方 法的經濟可行性和能量效率，使用附加設備用于中間加熱該裝置內部的液流。
[0002] 由環狀碳酸亞烷基醋和烷基醇制備碳酸二烷基醋，其中同時形成燒撐二醇作為副 產物，是已知的并已多次描述。US-6, 930, 195B中描述了作為兩級平衡反應的該種催化的 醋交換反應。在第一反應階段中，環狀碳酸亞烷基醋與烷基醇反應產生哲基-烷基碳酸醋 作為中間體。該中間體隨后在第二反應階段中借助烷基醇轉化W產生下列產物：碳酸二燒 基醋和燒撐二醇。
[0003] 對于碳酸二烷基醋制備法的工業實施，已經證實使用尤其在EP530 615A、EP569 812A和EP1 086 940A中已描述的反應性蒸饋塔(在下文中也稱作醋交換塔）特別 有利。在EP569 812A中，將環狀碳酸亞烷基醋連續引入醋交換塔的上部，并將含碳酸二 烷基醋的烷基醇引入醋交換塔的中部或下部。此外，在含碳酸二烷基醋的烷基醇的引入點 下方，引入幾乎純的烷基醇。在醋交換塔底部連續取出包含制成的作為副產物的燒撐二醇 的高沸點混合物。在醋交換塔頂部，取出包含制成的碳酸二烷基醋的低沸點混合物作為碳 酸二烷基醋/烷基醇混合物并施W進一步提純步驟。
[0004] 用于提純碳酸二烷基醋/烷基醇混合物的蒸饋塔在比醋交換塔中高的壓力下運 行，W便可W在蒸饋塔的塔頂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。在該提純塔的底部W高純度獲得碳酸二烷基醋作為主要產物。
[0005] 許多因素對開發有經濟吸引力的制備碳酸二烷基醋方法是重要的。大多數文獻來 源致力于反應參數，例如轉化率、選擇性或產物純度。較不常見的主題是該方法的能量效率 (例如在EP569 812A、JP2003-104937、WO2007/096:340、WO2007/096343 中），即使該些 因素對該方法的經濟吸引力的貢獻并非無足輕重。因此，在本發明范圍內，引入提高該方法 的能量效率的措施。
[0006] 在EP569 812A中，通過不冷凝許多內部工藝流而是作為蒸氣狀流傳送它們，降 低碳酸二烷基醋制備中的能量使用。
[0007] WO2007/096340中描述了由環氧燒和C〇2制造碳酸亞烷基醋，然后使碳酸亞烷基 醋與烷基醇反應產生碳酸二烷基醋和燒撐二醇的方法，其中提純第二步驟中產生的包含碳 酸二烷基醋和燒撐二醇的混合物。產生碳酸亞烷基醋的反應是放熱的，并利用相應的碳酸 亞烷基醋產物流在提純中加熱該碳酸二烷基醋/燒撐二醇產物流。
[000引在WO2007/096343中，借助萃取蒸饋提純在醋交換塔中由碳酸亞烷基醋和烷基 醇形成的碳酸二烷基醋和烷基醇的混合物，其中碳酸亞烷基醋充當萃取劑。在碳酸二烷基 醋已通過蒸饋與萃取劑分離之后，用該塔排出的包含萃取劑的熱塔底物加熱向醋交換塔供 應的烷基醇。
[0009]JP2003-104937考慮了用于己二醇碳酸醋/己二醇混合物的后處理的各種工藝 方案并尤其從能量消耗的角度向碳酸二甲醋的制備方法提供純化的己二醇碳酸醋。
[0010] 但是，提及的文獻無一描述了可W在保持主要產物(碳酸二烷基醋）和副產物(燒 撐二醇）的品質的同時W特別能量有效的方式進行碳酸亞烷基醋與烷基醇在醋交換塔中的 反應的方法或程序。因此，在本發明范圍內，引入提高該一工藝步驟中的能量效率的措施。
[0011] 因此存在對該樣的方法的需要，其一方面在醋交換塔中具有較高能量效率，而另 一方面對碳酸二烷基醋和燒撐二醇的品質只有微不足道的影響。
[0012] 由于對醋交換塔中的溫度分布和因此也對反應轉化率的有利影響，優選的是幾乎 純的和含碳酸二烷基醋的烷基醇流都W氣體形式送入醋交換塔的運行方式。該些運行方式 也有助于降低醋交換塔中的塔底蒸發器的能量需求。為了汽化該兩個流，優選使用溫度水 平高于Tv的低等級蒸汽或熱循環水。
[0013] 現在已經發現，通過W特別簡單和有利的方式在保持相同的產物品質下回收燒撐 二醇提純塔中的冷凝能量并將其直接或間接送入用于汽化烷基醇流的熱交換器，降低對用 于汽化烷基醇流的熱交換器的運行所需的外部熱能（即在本方法W外生成的熱能）的需求， 由此可W提高能量效率。
[0014] 可W將在溫度水平Tk的在燒撐二醇提純塔的頂部冷凝器中獲得的熱能或在其它 化學制備方法中獲得的熱能直接或間接送入用于汽化烷基醇流的熱交換器。在直接送入的 情況中，待冷凝或冷卻的料流借助熱交換器加熱或汽化送入醋交換塔的烷基醇流。在間接 送入的情況中，待冷凝或冷卻的料流經一種或多種載熱介質的介導加熱送入醋交換塔的含 烷基醇的料流。可用的載熱介質包括氣體、蒸氣或液體，優選蒸氣狀或液態技術載熱介質， 例如水、基于礦物油的熱載體或合成熱載體(例如〇吐的1TM、Marlothe;rm?)。
[0015] 特別優選的載熱介質是水或水蒸汽。在用于后處理醋交換塔中制成的燒撐二醇的 下游工藝階段中，生成大量廢熱，它們必須例如在后處理塔的各頂部冷凝器中引出。通常不 利用該種熱，因為溫度水平太低或熱量太低。
[0016] 令人驚訝地已經發現，在用于制備燒撐二醇的最后一個后處理階段中，在足夠的 溫度水平下并W足量產生廢熱，W能夠用于另一工藝部分。特別優選從燒撐二醇后處理塔 的頂部冷凝器獲得該種廢熱。該種廢熱可例如用于預熱碳酸二烷基醋后處理塔中的進料或 用于汽化醋交換塔用的醇。特別優選使用該廢熱汽化送入醋交換塔的幾乎純的烷基醇流和 /或含碳酸二烷基醋的烷基醇流。
[0017] 由于在保持高產物品質的同時降低外部熱能的消耗，通過本發明的方法帶來顯著 的經濟優點。
[001引可W例如通過在共用熱交換器中的直接熱連接或通過借助循環液體(例如水）作 為熱載體的間接熱連接實現上述熱集成。通過利用來自燒撐二醇后處理塔的廢熱，通過本 發明的方法帶來顯著經濟優點。
[0019] 在本發明范圍內提純的碳酸二烷基醋優選是通式（I)的那些
【主權項】
1. 連續制備式（R1OhCO的碳酸二烷基酯和式HO-R2-OH的烷撐二醇的方法， 其中R1是直鏈或支鏈C1-C4-烷基， 其中妒是C2_C4_烷基， 所述方法通過環狀碳酸亞烷基酯與式R1OH的烷基醇在催化劑存在下的酯交換進行， 其中R1具有上述含義， 其特征在于，回收烷撐二醇后處理塔的冷凝熱并直接或間接用于汽化送入酯交換塔的 含烷基醇的料流。
2. 根據權利要求1中所述的制備碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，來自烷撐二醇后 處理塔的冷凝熱用于預熱碳酸二烷基酯后處理塔中的進料或用于汽化酯交換塔用的烷基 醇，特別優選利用這種熱汽化酯交換塔用的純烷基醇和/或含碳酸二烷基酯的烷基醇。
3. 根據權利要求1或2中所述的方法，其特征在于，所述酯交換塔包含布置在反應區下 方的汽提段（Abtriebsteil)。
4. 根據權利要求1至3任一項中所述的制備碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，在至少 一個酯交換塔中在催化劑存在下以對流如此進行所述酯交換，即，將碳酸亞烷基酯引入所 述塔的上部并將碳酸二烷基酯含量為0. 2重量％至30重量％的含碳酸二烷基酯的烷基醇 引入所述至少一個酯交換塔的反應區的中部或下部。
5. 根據權利要求4中所述的制備碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，向所述至少一個 酯交換塔供給包含幾乎純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. 根據權利要求1至5任一項中所述的制備碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，使用乙 二醇碳酸酯或異丙二醇碳酸酯作為環狀碳酸亞烷基酯，使用甲醇或乙醇作為烷基醇。
7. 根據權利要求1至6任一項中所述的制備碳酸二烷基酯的方法，其特征在于，反應區 中的溫度在20至200°C的范圍且壓力在0. 2至20巴的范圍。
【專利摘要】本發明涉及通過環狀碳酸亞烷基酯（例如乙二醇碳酸酯或異丙二醇碳酸酯）與低分子量烷基醇在催化劑存在下的酯交換和碳酸二烷基酯在下游工藝步驟中的必要提純制備低分子量碳酸二烷基酯作為主要產物和烷撐二醇作為副產物的連續方法。為了優化該方法的經濟可行性和能量效率，使用附加設備用于中間加熱該裝置內部的液流。
【IPC分類】C07C69-96, C07C29-128, C07C27-00, C07C68-06, C07C31-20
【公開號】CN104781222
【申請號】CN201380060824
【發明人】P.烏姆斯, F.里澤, A.迪克斯, C.布哈利, T.潘庫爾, A.蘇桑托, G.龍格, J.范登艾恩德, W.武伊塔克
【申請人】拜耳材料科技股份有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2013年11月19日
【公告號】EP2922810A1, WO2014079835A1, WO2014079835A9