BRPI0618334B1

BRPI0618334B1 - processo para a produção industrial de um carbonato de dialquila e de um diol, e, coluna de destilação contínua de estágios múltiplos

Info

Publication number: BRPI0618334B1
Application number: BRPI0618334A
Authority: BR
Inventors: Hironori Miyaji; Hiroshi Hachiya; Kazuhiko Matsuzaki; Shinsuke Fukuoka
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2016-01-05
Also published as: EP1953132A1; IN2008KO00906A; KR100901675B1; TW200738600A; EP1953132B1; JP4236275B2; US20090137833A1; KR20080045292A; EA012276B1; EP1953132A4; WO2007060894A1; EA200801181A1; TWI309234B; JPWO2007060894A1; CN101312932B; CN101312932A; BRPI0618334A2; US8058465B2

Abstract

é um objeto de a presente invenção prover um processo específico que permite que um carbonato de dialquila e um diol sejam produzidos em uma escala industrial de não menos que 2 toneladas/h e não menos que 1,3 toneladas/h, respectivamente, com elevada seletividade e elevada produtividade de modo estável durante um período prolongado de tempo através de um sistema de destilação reativa tomando-se um carbonato cíclico e um álcool monoidrico alifático como materiais de partida, alimentando continuamente os materiais de partida em uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador, e realizando a reação e a destilação simultaneamente na coluna. apesar de terem sido realizadas propostas com relação aos processos para a produção do carbonato de dialquila e do diol através do método de destilação reativa, estas foram todas em um nível de laboratório de escala pequena e tempo de operação curto, e não se encontram quaisquer que sejam descrições sobre um processo ou aparelho específico permitindo a produção em massa em uma escala industrial. de acordo com a presente invenção, provê-se uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos específica tendo uma estrutura especificada, e um processo de produção usando esta coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, de acordo com o que o carbonato de dialquila e o diol podem ser produzidos em uma escala industrial de não menos que 2 toneladas/h e não menos que 1,3 toneladas/h, respectivamente, cada, com uma seletividade de não menos que 95%, preferivelmente não menos que 97%, mais preferivelmente não menos que 99%, de modo estável durante não menos que 1000 horas, preferivelmente não menos que 3000 horas, mais preferivelmente não menos que 5000 horas.

Description

"PROCESSO PARA A PRODUÇÃO INDUSTRIAL DE UM CARBONATO DE DIALQUILA E DE UM DIOL, E, COLUNA DE DESTILAÇÃO CONTÍNUA DE ESTÁGIOS MÚLTIPLOS" Campo Técnico A presente invenção refere-se a um processo industrial para a produção de carbonatos de dialquila e dióis. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um processo para produzir industrialmente grandes quantidades de carbonatos de dialquila e dióis de modo estável durante um período prolongado de tempo através de um sistema de destilação reativa tomando-se um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático como os materiais de partida, continuamente alimentando os materiais de partida dentro de uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador, e realizando a reação e destilação simultaneamente na coluna.

Arte Antecedente Foram propostos vários processos para a produção de carbonatos de dialquila e dióis a partir de uma reação entre um carbonato cíclico e um álcool monoídríco alifático, mas a maior parte destas propostas refere-se a um catalisador. Como sistemas de reação, quatro sistemas foram propostos até agora. Estes quatro sistemas de reação são usados em um processo para a produção de carbonato de dimetíla e etileno glicol a partir de carbonato de etileno e metanol, que é o exemplo de reação mais típico.

Um primeiro sistema é um sistema de reação completamente em. batelada, em que carbonato de etileno, metanol e um catalisador sao colocados em uma auto clave, que é um vaso de reação em batelada, e a reação é realizada mantendo durante um tempo de reação predeterminado sob uma temperatura aplicada em uma temperatura de reação acima do ponto de ebulição de metanol (ver, por exemplo, documento de patente 1: patente U.S. 3642858, documento de patente 2: pedido de patente japonesa acessível ao público S54-48715 (correspondendo a patente U,S, 4181676), documento de patente 5: pedido de patente japonesa acessível ao público S54-63023, documento 6: pedido de patente japonesa acessível ao público S54-148726).

Um segundo sistema é um sistema que usa um aparelho em que uma coluna de destilação é provida no topo de um vaso de reação; carbonato de etileno, metanol e um catalisador sâo colocados no vaso de reação, e a reação é levada a prosseguir por aquecimento a uma temperatura predeterminada. Com este sistema, para completar pelo metanol destilado fora através de azeotropia com o carbonato de dimetila produzido, metanol é adicionado ao vaso de reação continuamente ou em bateladas, mas em qualquer evento com este sistema a reação prossegue somente no vaso de reação, que é de tipo batelada, em que o catalisador, carbonato de etileno e metanol estão presentes. A reação é assim de tipo batelada, a reação sendo realizada usando um excesso grande de metanol sob reíluxo levando um tempo longo em uma faixa de 3 a mais de 20 horas (ver, por exemplo, documento de patente 3: pedido de patente japonesa acessível ao público S51-122025 (correspondendo a patente U.S. 4062884), documento de patente 4: pedido de patente japonesa acessível ao público S54-48716 (correspondendo a patente U.S. 4307032), documento de patente 11: patente U.S. 3803201).

Um terceiro sistema é um sistema de reação contínua em que uma solução mista de carbonato de etileno e metanol é continuamente alimentada em um reator tubular mantido em uma temperatura de reação predeterminada, e uma mistura de reação contendo metanol e carbonato de etileno não reagido, e carbonato de dimetila e etileno glicol, que são produzidos, são continuamente retirados em uma forma líquida a partir de uma saída no outro lado. Qualquer um dos dois processos é usado dependendo da forma do catalisador usado. Isto é, existe um processo em que um catalisador homogêneo é usado, e é passado através do reator tubular junto com a solução mista de carbonato de etileno e metanol e, então, após a reação, o catalisador é separado da mistura de reação (ver, por exemplo, documento de patente 7: pedido de patente japonesa acessível ao público 63-41432 (correspondendo a patente IL8. 4661609), documento de patente 10: patente U.S. 4734518), e um processo em que um catalisador heterogêneo fixado dentro do reator tubular é usado (ver, por exemplo, documento de patente 8: pedido de patente japonesa acessível ao público S63-238043, documento de patente 9: pedido de patente japonesa acessível ao público S64-31737 (correspondendo a patente U.S. 4691041)). A reação produzindo carbonato de dimetila e etileno glicol através da reação entre carbonato de etileno e metanol é uma reação de equilíbrio e, assim, com este sistema de reação de fluxo continuo usando um reator tubular, é impossível tomar a conversão de carbonato de etileno maior do que uma conversão de equilíbrio determinada pela relação de composição introduzida e a temperatura de reação. Por exemplo, de acordo com o exemplo 1 no documento de patente 7 (pedido de patente japonesa acessível ao público S63-41432 (correspondendo a patente U.S. 4661609)), para uma reação de fluxo a 130°C usando um material de partida adicionado com uma relação molar de metano 1/carbonato de etileno = 4/1, a conversão de carbonato de etileno é 25%.. Isto significa que uma quantidade grande de metanol e carbonato de etileno não reagidos restantes na mistura de reação deve ser separada, recuperada, e recirculada de volta ao reator e, na realidade, com o processo de documento de patente 9 (pedido de patente japonesa acessível ao público S64-31737 (correspondendo a patente U.S. 4691041)), são usados muitos equipamentos para tal separação, purificação, recuperação, e recirculação.

Um quarto sistema é um sistema de destilação reativa descrito pela primeira vez pelos presentes inventores (ver, por exemplo, documento de patente 12: pedido de patente japonesa acessível ao público H4-198141 „ documento de patente 13: pedido de patente japonesa acessível ao público H4-230243, documento de patente 14: pedido de patente japonesa acessível ao público H9-176061, documento de patente 15: pedido de patente japonesa acessível ao publico H9-183744, documento de patente 16: pedido de patente japonesa acessível ao público H9-194435, documento de patente 17: publicação internacional WO 97/23445 (correspondendo a patente européia 0889025, patente U.S. 5847189), documento de patente 18: publicação internacional WO 99/64382 (correspondendo a patente européia 1086940, patente U.S. 6346638), documento de patente 19: publicação internacional WO 00/51954 (correspondendo a patente européia II74406, patente U.S. 6479689), documento de patente 20: pedido de patente japonesa acessível ao público 2002-308804, documento de patente 21: pedido de patente japonesa acessível ao público 2004-131394), que é um processo de produção contínua em que carbonato de etileno e metanol são, cada, continuamente alimentados em uma coluna de destilação de estágios múltiplos, e a reação é realizada na presença de um catalisador em uma pluralidade de estágios na coluna de destilação, enquanto carbonato de dimetíla e etileno gticol que são produzidos são separados. Pedidos de patentes em que se usa este sistema de destilação reativa foram subsequentemente depositados por outras empresas (ver, por exemplo, documento de patente 22: pedido de patente japonesa acessível ao público H5-213830 (correspondendo a patente européia 0530615, patente U.S. 5231212), documento de patente 23: pedido de patente japonesa acessível ao público H6-9507 (correspondendo a patente européia 0569812, patente U.S. 5359118), documento de patente 24: pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-119168 (correspondendo a publicação internacional WO 03/006418), documento de patente 25: pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936, documento de patente 26: pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-342209), Deste modo, os processos propostos até agora para produzir os carbonatos de dialquila e os dióis a partir do carbonato cíclico e do álcool monoídrico aliTático incluem os quatros sistemas: (1) um sistema de reação completamente em batelada; (2) um sistema de reação em batelada usando um vaso de reação tendo uma coluna de destilação provida no topo do mesmo; (3) um sistema de reação de líquido fluindo usando um reator tubular; e (4) um sistema de destilação reativa.

No entanto, ocorreram problemas com os mesmos, tais como.

No caso de (1) e (3), o limite superior da conversão de carbonato cíclico é determinado pela composição introduzida e a temperatura e, assim, a reação não pode ser realizada até ser concluída e, assim, a conversão é baixa. Além disso, no caso de (2), para tomar a conversão de carbonato cíclico elevada, o carbonato de dialquila produzido deve ser destilado usando uma quantidade muito grande do álcool monoídrico alifático, e um tempo de reação longo é requerido. No caso de (4), a reação pode ser levada a prosseguir com uma conversão maior do que com (I), (2) ou (3). No entanto, processos de (4) propostos até agora foram relacionados com uma produção do carbonato de dialquila e do diol ou em quantidades pequenas ou durante um período curto de tempo, e não foi relatada a realização da produção em uma escala industrial de modo estável durante um período prolongado de tempo. Isto é, estes processos não atingiram o objetivo de produzir um carbonato de dialquila continuamente em uma quantidade grande (por exemplo, não menor que 2 toneladas /h) de modo estável durante um período prolongado de tempo (por exemplo, não menor que 1000 h, preferivelmente não menor que 3000 h, maís preferivelmente não menor que 5000 h).

Por exemplo, os valores máximos da altura (H: cm), diâmetro (D: cm), e número de estágios (n) da coluna de destilação reativa, a quantidade P produzida (kg/fa) de carbonato de dimetila, e o tempo de produção contínua T (h) nos exemplos descritos para a produção de carbonato de dimetila (DMC) e etileno glicol (EG) a partir de carbonato de etileno e metanol são como descritos na tabela 1.

Nota 1: coluna de destilação Oldershaw Nota 2: nenhuma descrição qualquer que seja definindo a coluna de destilação.

Nota 3; única descrição definindo coluna de destilação é sobre o número de estágios.

Nota 4: nenhuma descrição qualquer que seja sobre a quantidade produzida. Nota 5: nenhuma descrição qualquer que seja com relação a uma produção estável durante um período prolongado de tempo.

Nota-se que o documento de patente 25 (pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936) (parágrafo 0060), descreve que “O presente exemplo usa o mesmo fluxo de processo como para o modo preferido mostrado na FIG. 1 descrito acima, e foi realizado com o objetivo de operar um aparelho em escala comercial para produzir carbonato de dimetila e etileno gücol através de transesterificação por uma reação de conversão catalítica entre carbonato de etileno e metanol. Nota-se que os seguintes valores numéricos no presente exemplo podem ser adequadamente usados na operação de um aparelho real”, e, como este exemplo, afirma-se que 3750 kg/h de carbonato de dimetila foram especificamente produzidos. A escala descrita neste exemplo corresponde a uma produção anual de 30.000 toneladas ou mais e, assim, isto implica que, por ocasião do depósito do pedido de patente para documento de patente 25 (pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936) (9 de abril de 2002), operação da primeira planta comercial em larga escala do mundo usando este processo tinha sido realizada. No entanto, mesmo por ocasião do depósito do presente pedido, não se notava o fato acima de todo. Além disso, no exemplo de documento de patente 25 (pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936), exatamente o mesmo valor que o valor teoricamente calculado é descrito para a quantidade produzida de carbonato de dimetila, mas o rendimento para etileno glicol é de aproximadamente 85,6%, e a seletividade é de aproximadamente 88,4% e, assim, não se pode afirmar realmente que um rendimento elevado e uma seletividade elevada foram alcançados. Em particular, a baixa seletividade indica que este processo tem um inconveniente fatal como um processo de produção industrial. (Nota-se também que o documento de patente 25 (pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936) foi considerado como tendo sido desistido em 26 de julho de 2005 devido ao exame não ter sido requerido).

Com o método de destilação reativa, existem muitas causas de flutuação como variação da composição devido à reação e à variação de composição devido à destilação na coluna de destilação, e variação de temperatura e variação de pressão na coluna e, assim, a continuação de uma operação estável durante um período longo de tempo é acompanhada por muitas dificuldades, e em particular estas dificuldades são ainda aumentadas no caso de manipulação de quantidades grandes, Para continuar a produção em massa dos carbonatos de dialquila e dos dióis usando o método de destilação reativa de modo estável durante um período prolongado de tempo enquanto mantendo rendimentos elevados e seletividades elevadas para os carbonatos de dialquila e os dióis, o aparelho de destilação reativa deve ser projetado de modo inteligente. No entanto, a única descrição de produção estável contínua durante um período prolongado de tempo com o método de destilação reativa proposto até agora foi de 200 a 400 horas no documento de patente 12 (pedido de patente japonesa acessível ao público H4-198141) e documento de patente 13 (pedido de patente japonesa acessível ao público H4-230243).

Descricão da Invenção Problemas a serem resolvidos pela invenção É um objeto de a presente invenção prover, para o caso de produzir carbonatos de dialquila e dois industrialmente em quantidades grandes (por exemplo, não menos que 2 toneladas/h para os carbonatos de dialquila, e não menos que 1,3 toneladas/h para os dióis) através de um. sistema de destilação reativa tomando-se um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático como os materiais de partida, contínuamente alimentando os materiais de partida dentro de uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador, e realizando a reação e destilação simultaneamente na coluna, um processo específico em que os carbonatos de dialquila e os dióis podem ser produzidos com seletividade elevada e produtividade elevada de modo estável durante um período prolongado de tempo (por exemplo, não menos que 1000 h, preferivelmente não menos que 3000 h, mais preferido não menos que 5000 h).

Meios para resolver os problemas Desde que os presentes inventores descobriram, pela primeira vez, um processo para a produção contínua dos carbonatos de dialquila e dos dióis usando a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, foram realizadas muítas propostas com relação ao aperfeiçoamento deste processo, No entanto, estas foram em um nível de laboratório em escala pequena e tempo de operação curto, e não se encontram quaisquer que sejam descrições sobre um processo ou aparelho específico permitindo a produção em massa em uma escala industrial de modo estável durante um período prolongado de tempo com base nas descobertas obtidas através de uma implementação real. Os presentes inventores assim realizaram estudos visando em descobrir um processo específico permitindo que carbonatos de dialquila e dióis fossem produzidos em uma escala industrial de, por exemplo, não menos que 2 toneladas/h para os carbonatos de dialquila e não menos que 1,3 toneladas/h para os dióis de modo estável durante um período prolongado de tempo com seletividade elevada e produtividade elevada. Como um resultado, os presentes inventores alcançaram a presente invenção.

Isto é, de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, provê-se: 1. um processo para a produção industrial de um carbonato de dialquila e um diol em que o carbonato de dialquila e o diol são continuamente produzidos através de um sistema de destilação reativa tomando-se um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifátíco como materiais de partida, compreendendo as etapas de: continuamente alimentar os materiais de partida em uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador; realizar reação e destilação simultaneamente na referida coluna; continuamente retirar uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo contendo o carbonato de dialquila produzido a partir de uma porção superior da coluna em uma forma gasosa; e continuamente retirar uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado contendo o diol a partir de uma porção inferior da coluna em uma forma líquida, em que (a) referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos compreende uma estrutura tendo uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L (cm) e um diâmetro interno D (cm) e tendo, dentro da mesma, um interno com um número de estágios n, e compreende uma saída de gás tendo um diâmetro interno d| (cm) em um topo da coluna ou na porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d2 (cm) em um fundo da coluna ou na porção inferior da coluna próxima do fundo, pelo menos uma primeira entrada provida na porção superior e/ou uma porção do meio da coluna abaixo da saída de gás, e pelo menos uma segunda entrada provida na porção do meio e/ou na porção inferior da coluna acima da saída de líquido, em que (1) o comprimento L (cm) atende à fórmula (1): 2100 <L< 8000 (1), (2) o diâmetro interno D (cm) da coluna atende à fórmula (2): 180 <D<2000 (2), (3) uma relação do comprimento L (cm) para o diâmetro interno D (cm) da coluna atende à fórmula (3); 4 < L / D < 40 (3), (4) o número de estágios n atende à fórmula (4); 10<n<120 (4), (5) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno d, (cm) da saída de gás atende à fórmula (5); 3 <D/di <20 (5), e (6) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno d2 (cm) da saída de líquido atende à fórmula (6); 5 < D / d2 < 30 (6), 2. o processo de acordo com o item 1» em que a quantidade produzida do carbonato de dialquüa não é menor que 2 toneladas/h, 3. o processo de acordo com o item 1 ou 2» em que uma quantidade produzida do diol não é menor que 1,3 toneladas/h, 4. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 3, em que referido di e referido d2 atendem à fórmula (7); 1 < dj / d2 < 5 (7), 5. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 4, em que L, D, L / D, n , D / di e D / d2 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem às seguintes fórmulas; 2300 < L < 6000, 200 < D < 1000, 5 < L / D < 30, 30 < n < 100, 4 < D / D, < 15, e 7 < D / d2 < 25, respectivamente, 6. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 5, em que L, Dj L / D, n , D / di e D / d2 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem às seguintes fórmulas; 2500 < L < 5000, 210 < D < 800, 7 < L / D < 20, 40 < n < 90, 5 < D / d| < 13, e 9 < D / d2 < 20, respectivamente, 7. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 6, em que referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um recheio como referido interno, 8. o processo de acordo com o item 7, em que referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação de tipo de placa tendo uma bandeja como referido interno, 9, o processo de acordo com o item 7 ou 8, em que referida bandeja é uma bandeja perfurada tendo uma porção perfurada e uma porção descendente» 10. o processo de acordo com o item 9, em que as bandejas perfuradas tem 100 a 1000 orifícios/m2 na porção perfurada das mesmas» ll.o processo de acordo com o item 9 ou 10, em que uma área de seção transversal por orifício da bandeja perfurada está em uma faixa de 0,5 a 5 cm2.

Além dísso, de acordo com o segundo aspecto da presente invenção, provê-se: 12, uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos para realizar a transesterificação entre um carbonato cíclico c um álcool monoídrico alifático e destilação, a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos compreendendo: uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L (cm) e um diâmetro interno D (cm); um interno tendo um número de estágios n provido dentro da referida porção de tronco; uma saída de gás tendo um diâmetro interno dn (cm) provido em um topo da referida coluna ou em uma porção superior de referida coluna próxima do topo; uma saída de líquido tendo um diâmetro interno da (cm) provido em um fundo de referida coluna ou em uma porção inferior da referida coluna próxima do fundo; pelo menos uma primeira entrada provida na porção superior e/ou uma porção do meio da referida coluna abaixo da dita saída de gás; e pelo menos uma segunda entrada provida na porção do meio e/ou a porção inferior da referida coluna acima da referida saída de líquido, em que, (1) um comprimento L (cm.) atende à fórmula (1); 2100 <L< 8000 (L), (2) um diâmetro interno C (cm) da coluna atende à fórmula (2); 180 < D < 2000 (2), (3) uma relação do comprimento L (cm) para o diâmetro interno D (cm) da coluna atende à fórmula (3); 4 < L / D < 40 (3), (4) o número de estágios n atende à fórmula (4); 10 <n< 120 (4), (5) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno d| (cm) da saída de gás atende à fórmula (5); 3 <D/d, < 20 (5), e (6) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna paia o diâmetro interno d2 (cm) da saída de líquido atende à fórmula (6); 5<D/d2<30 (ô), 13. a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com o item 12, em que dj e d2 atendem à fórmula (7); 1 < d, / d2 < 5 (7), 14. a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com o item 12 ou 13, em que L, D, L / D, n, D / d| e D / d2 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem, respectivamente, 2300 < L < 6000, 200 < D < 1000, 5 < L / D < 30, 30 < n < 100, 4 < D / dj < 15, e 7 < D / d2 < 25, 15. a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com qualquer um dos itens 12 a 14, em que L, D, L / D, n, D / dj e D / d2 para referida coluna de destilação continua de estágios múltiplos atendem, respectivamente, 2500 < L < 5000, 210 < D < 800, 5 < L / D < 20, 40 < n < 90, 5 < D / di < 13, e 9 < D / d2 < 20, 16. a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com qualquer um dos itens 12 a 15, em que referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou recheio como o interno, 17. a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com o item 16, em que referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação de tipo placa tendo bandejas como o interno, 18. a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com o item 16 ou 17, em que referida bandeja é uma bandeja perfurada tendo uma porção perfurada e uma porção descendente, 19. a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com o item 18, em que referida bandeja perfurada tem 100 a 1000 orifícios/m2 na porção perfurada da mesma, 20. a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com o item 18 ou 19, em que uma área de seção transversal por orifício da bandeja perfurada está em uma faixa de 0,5 a 5 cm2.

Efeitos vantajosos da invenção Descobriu-se que, por implementação da presente invenção, os carbonates de dialquila e os dióis podem ser produzidos cada com uma seletividade elevada de não menos que 95%, preferivelmente não menos que 97%, mais preferivelmente não menos que 99%, em uma escala industrial de não menos que 2 toneladas/h, preferivelmente não menos que 3 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 4 toneladas/h, para os carbonates de dialquila, e não menos que 1,3 toneladas/h, preferivelmente não menos que 1,95 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 2,6 toneladas/h, para os dióis, de modo estável durante um período prolongado de tempo de não menos que 1000 horas, preferivelmente não menos que 3000 horas, mais preferivelmente não menos que 5000 horas, a partir do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático, Breve Descrição do Desenho Figura 1 mostra um exemplo de desenho esquemático da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos para realizar a presente invenção, a coluna de destilação tendo internos (na figura 1, estágios de bandejas são mostrados esquematicamente) providos dentro da porção de tronco da mesma.

Descrição de Números de Referência 1: saída de gás; 2: saída de líquido; 3-a a 3-e: entrada; 4-a e 4-b: entrada; 5: placa terminal; 6: interno; 7: porção de tronco, 10: coluna de destilação contínua de estágios múltiplos; L: comprimento de porção de tronco (cm); D: diâmetro interno de porção de tronco (cm); dj : diâmetro interno de saída de gás; d2: diâmetro interno de saída de líquido (cm).

Melhor Modo para Realizar a Invenção À seguir, apresente invenção é descrita em detalhes. A reação da presente invenção é uma reação de transesteri fi cação de equilíbrio reversível representada pela seguinte fórmula geral (I) em que um carbonato de dialquila (C) e um diol (D) são produzidos a partir de um carbonato cíclico (A) e um álcool monoídrico alifático (B): em que R1 representa um grupo bivalente -(CHa)m- (m é um número inteiro de 2 a 6), um ou mais dos hidrogênios dos mesmos sendo opcionalmente substituído com um grupo alquila ou um grupo arila tendo de 1 a 10 átomos de carbono. Além disso, R2 representa um grupo alifático monovalente tendo de 1 a 12 átomos de carbono, um ou mais dos hidrogênios dos mesmos sendo opcionalmente substituído eom um grupo alquila ou um grupo arila tendo de 1 a 10 átomos de carbono. O carbonato cíclico usado como um material de partida na presente invenção é um composto representado por (A) na fórmula (I). Exemplos de carbonato cíclico incluem carbonatos de alquileno como carbonato de etileno ou carbonato de propileno; ou 1,3-dioxaciclohexa-2-ona, 1,3-dioxaciclohepta-2-ona, ou outros, carbonato de etileno ou carbonato de propileno sendo preferivelmente usados devido à facilidade de sua procura e outros, e o carbonato de etileno sendo mais preferivelmente usado.

Além disso, o álcool monoídrico alifático usado como o outro material de partida é um composto representado por (B) na fórmula (I). Um álcool monoídrico alifático tendo um ponto de ebulição inferior ao do diol produzido é usado. Apesar de possivelmente variar dependendo do tipo de carbonato cíclico usado, exemplos do álcool monoídrico alifático incluem metanol, etanol, propanol (ísômeros), álcool alílico, butanol (isômeros), 3-buten-l-ol, álcool amílico (isômeros), álcool hexílico (isômeros), álcool heptílico (isômeros), álcool octílico (isômeros), álcool nomlico (ísômeros), álcool decíüco (isômeros), álcool undecílico (isômeros), álcool dodecílico (ísômeros), ciclopentanol, dclohexanoi, cicloheptanol, ciclooctanol, metilciclopentanol (isômeros), etilciclopentanol (isômeros), metilciclohexanol (isômeros), etilciclohexanol (isômeros), dimetilciclohexanol (isômeros), dietílciclohexanol (isômeros), fenilciclohexanol (ísômeros), álcool benzílico, álcool fenetílico (isômeros), fenilpropanol (ísômeros), e assim em. diante. Além disso, estes álcoois monoídricos alifáticos podem ser substituídos com substituintes como halogênios, grupos alcóxi inferior, grupos dano, grupos alcoxícarbonila, grupos ariloxicarboníla, grupos acilóxi, e grupos nitro.

Dentre tais álcoois monoídricos alifáticos, os preferivelmente usados são álcoois tendo de 1 a 6 átomos de carbono, mais preferivelmente álcoois tendo de 1 a 4 átomos de carbono, isto é, metanol, etanol, propanol (isômeros), e butanol (isômeros). Usando carbonato de etileno ou carbonato de propileno como o carbonato cíclico, os exemplos preferíveis dos álcoois monoídricos alifáticos incluem metanol e etanol, metano! sendo mais preferível.

No processo da presente invenção, um catalisador é levado a estar presente na coluna de destilação reativa A. O método de levar o catalisador a estar presente pode ser qualquer método, mas no caso de, por exemplo, um catalisador homogêneo que dissolve no líquido de reação sob as condições de reação, o catalisador pode ser levado a estar presente na fase líquida na coluna de destilação reativa por alimentação do catalisador dentro da coluna de destilação reativa continuamente ou, no caso de um catalisador heterogêneo, que não dissolve no líquido de reação sob as condições de reação, o catalisador pode ser levado a estar presente no sistema de reação por disposição do catalisador como um sólido na coluna de destilação reativa; estes métodos também podem ser usados em combinação.

No caso em que um catalisador homogêneo é alimentado continuamente na coluna de destilação reativa, o catalisador homogêneo pode ser alimentado junto com o carbonato cíclico e/ou o álcool monoídrico alifático, ou pode ser alimentado em uma posição diferente nos materiais de partida. A reação realmente prossegue na coluna de destilação em uma região abaixo da posição em que o catalisador é alimentado e, assim, é preferível alimentar o catalisador em uma região entre o topo da coluna e a(s) posição (ões) em que os materiais de partida sao alimentados. O catalisador deve estar presente em, pelo menos, 5 estágios, preferivelmente, pelo menos, 7 estágios, mais preferivelmente, pelo menos, 10 estágios.

Além disso, no caso de usar o catalisador sólido heterogêneo, o catalisador deve estar presente em, pelo menos, 5 estágios, preferivelmente, pelo menos, 7 estágios, mais preferivelmente, pelo menos, 10 estágios, Um catalisador sólido que também tem um efeito como um recheio na coluna de destilação pode ser usado, Como o catalisador usado na presente invenção, qualquer um dentre vários catalisadores conhecidos até agora podem ser usados. Exemplos do catalisador incluem: metais alcalinos e metais alcalinos terrosos como lítio, sódio, potássio, rubídio, césio, magnésio, cálcio, estrôncio, e bário; compostos básicos como hidretos, hidróxidos, alcóxidos, arilóxidos, e amidas ou outros de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos, compostos básicos como carbonatos, bicarbonatos, e sais de ácido orgânico de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos; aminas terciárias como trietílamina, tributilamína, trihexílamma, e benzíldietllamina ou outros; compostos heteroaromáticos contendo nitrogênio como N-alquilpirróts, N-alquilindóis, oxazóis, N-alquilimidazóis, N-alquilpirazóis, oxadiazóis, piridina, alquilpiridinas, quinoiina, alquilquinolinas, isoquinolina, alquilisoquinolinas, acridina, alquilacridinas, fenantrolína, alquilfenantrolinas, pirimidina, alquilpirímidinas, pirazína, aiquilpírazinas, triazinas, alquiltriazinas ou outros; amidinas cíclicas como diazabicicloundeceno (DBU), díazabiclclononeno (DBN) ou outros; compostos de tálio como oxido de tálio, balogenetos de tálio, hidróxido de tálio, carbonato de tálio, nitrato de tálio, sulfato de tálio, sais de ácido orgânico de tálio ou outros; compostos de estanho como tributilmetoxiestanho, tributiletoxi estanho, dibutiImetoxiestanho, dietildíetoxiestanho, dibutildietoxiestanho, di butil fenox í estanho, d i feni 1 metox i estanho, acetato de dibuti Iestanho, cloreto de tributiIestanho, 2-etilhexanoato de estanho ou outros; compostos de zinco como dimetoxizinco, dietoxizinco, etilenodioxizinco, dibutoxizinco ou outros; compostos de alumínio como trimetóxido de alumínio, triisopropóxido de alumínio, tributóxido de alumínio ou outros; compostos de titânio como tetrametoxititânio, tetraetoxititânio, tetrabutoxititânio, diclorodimetoxititânio, tetraísopropoxititânio, acetato de titânio, acetilacetonato de titânio ou outros; compostos de fósforo como trimetilfosfma, trietilfosfina, tributil fosfina, trifenilfosfma, halogenetos de tributilmetüfosfônio, halogenetos de trioctiIbuti 1 fosfonio, halogenetos de trifenilmetilfosfônio ou outros; compostos de zircônio como halogenetos de zircônio, acetilacetonato de zircônio, alcóxidos de zircônio, acetato de zircônio ou outros; chumbo e compostos contendo chumbo, por exemplo, óxidos de chumbo como PbO, Pb02, Pb304 ou outros; sulfetos de chumbo como PbS, Pb2S3, PbS2 ou outros; hidróxidos de chumbo como Pb(OH)2, Pb302(0H)2, Pb2[Pb02(0H)2], Pb20(OH)2 ou outros; plumbitos como Na2Pb02, K2PbD2} NaHPb02, KHPbOi ou outros; plumbatos como Na2Pb03, Na2H2PbO, K2Pb03, K2[Pb(OH)6], K|Pb04, Ca2Pb(>4, CaPb03 ou outros; carbonatos de chumbo e sais básicos dos mesmos como PbC03, 2PbC03.Pb(0H)2 ou outros; compostos de alcóxichumbo e compostos de arilóxichumbo como Pb(OCH3)2, (CH30)Pb(0Ph), Pb(OPh)2 ou outros; sais de chumbo de ácidos orgânicos, e carbonatos e seus sais básicos, como Pb(OCOCH3)2, Pb(OCOCH3)4, Pb(OCOCH3)2. PbO,3H20 ou outros; compostos de organochumbo como Bu4Pb, Pf^Pb, Bu3PbCI, Ph3PbBr, Ph3Pb (ou PhfiPb2), Bu3PbOH, Ph2PbO ou outros (em que Bu representa um grupo butila, e Ph representa um grupo fenila); ligas de chumbo, Pb-Na, Pb-Ca, Pb-Ba, Pb-Sn, Pb-Sb ou outros; minerais de chumbo como galena e blenda de zinco; e hidratos de tais compostos de chumbo, No caso em que o composto usado dissolve em um material de partida da reação, a mistura de reação, um subproduto de reação ou outro, o composto pode ser usado como o catalisador homogêneo, enquanto no caso em que o composto não dissolve, o composto pode ser usado como um catalisador sólido, Além disso, também é preferível usar, como um catalisador homogêneo, uma mistura obtida por dissolução de um composto como acima em um material de partida da reação, a mistura de reação, um subproduto de reação ou outro, ou por reação para ocasionar a dissolução.

Além disso, exemplos do catalisador usado na presente invenção incluem trocadores iônicos, como resinas de troca aniônica tendo grupos amino terciários, resinas de troca iônica tendo grupos amida, resmas de troca íônica tendo, pelo menos, um tipo de grupos de troca selecionados dentre grupos sulfonato, grupos carboxilato, e grupos fosfato, e trocadores aniônicos sólidos fortemente básicos tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca; compostos inorgânicos sólidos como sílica, sílica-alumina, sílica-magnésia, aluminossilicatos, si li cato de gálio, vários zeólítos, vários zeóíitos trocados em metal, e zeóíitos trocados em amônio, e outros.

Como um catalisador sólido, um usado particularmente preferivelmente é um trocador aniônico sólido fortemente básico tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, exemplos dos mesmos incluindo uma resina de troca aniônica fortemente básica tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, um trocador aniônico fortemente básico à base de celulose tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, e um trocador aniônico fortemente básico de tipo suportado em veículo inorgânico tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca. Exemplos da resina de troca aniônica fortemente básica tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca incluem uma resina de troca aniônica fortemente básica de tipo estireno ou outros. Uma resina de troca aniônica fortemente básica de tipo estireno é uma resina de troca aniônica fortemente básica tendo um copolímero de estireno e divinilbenzeno como um material parental, e tendo grupos de amônio quaternário (tipo I ou tipo II) como grupos de troca, e podem ser esquematicamente representados, por exemplo, pela seguinte fórmula: Na fórmula acima, X representa um ânion; exemplos de X incluem geralmente pelo menos ura tipo de ânion selecionado dentre F~, CF, Br~, Γ, HCCV, C032·, CHjCCV, HCCV, I(V> BrOf, e ClOf, pelo menos preferivelmente um tipo de ânion selecionado dentre Cl", Br“, HC03~, e C032. Além disso, exemplos da estrutura do material parental de resina incluem uma estrutura de tipo de gel ou uma estrutura de tipo macro-reticular (MR), 0 tipo MR sendo particularmente preferível devido à resistência do solvente orgânico ser elevada.

Exemplos do trocador aniônico fortemente básico à base de celulose tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca incluem celulose tendo grupos de troca -OCH2CH2NR3X obtidos por conversão de alguns ou de todos os grupos -OH na celulose em grupos de trialquilaminoetÜa. Aqui, R representa um grupo alquila como metila, etila, propila, butila ou outros, preferivelmente metila ou etila. Além disso, X é definido como acima.

Um trocador aniônico fortemente básico de tipo suportado em veículo inorgânico, tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, que pode ser usado na presente invenção, significa um veículo inorgânico que tinha tido grupos de amônio quaternário ~0(CH2)nNR3X introduzidos ao mesmo por modificação de alguns ou de todos os grupos hídroxila de superfície -OH do veículo inorgânico. Aqui, R e X são definidos como acima e n é geralmente um número inteiro de 1 a 6, preferivelmente n = 2. Exemplos do veículo inorgânico incluem sílíca, alumina, süica-alumina, titânia, zeólito, ou outros, preferivelmente sílíca, alumina, ou süica-alumina, particularmente preferivelmente sílíca. Qualquer método pode ser usado como 0 método de modificação de grupos hidroxila de superfície do veículo inorgânico. O trocador aniônico sólido fortemente básico tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca é comercialmente disponível. Neste caso, o trocador aniônico também pode ser usado como o catalisador de transester 1 ficação após ser submetido à troca íôníca com. uma espécie aniônica desejada de modo antecipado como pré-tratamento.

Além disso, um catalisador sólido compreendendo um polímero orgânico de tipo de gel ou macro reticular tendo ligado, ao mesmo, grupos heterocíclicos contendo, cada, pelo menos um átomo de nitrogênio, ou um veículo inorgânico tendo ligado, ao mesmo, grupos heterocíclicos contendo, cada, pelo menos um átomo de nitrogênio também pode ser preferivelmente usado como o catalisador de transesterificação. Além disso, um catalisador sólido em que alguns ou todos grupos heterocíclicos contendo nitrogênio foram convertidos em um sal quaternário pode ser similarmente usado.

Note-se que um catalisador sólido como um trocador iônico também pode agir como um recheio na presente invenção. A quantidade do catalisador usado na presente invenção varia dependendo do tipo do catalisador usado, mas no caso de alimentar continuamente um catalisador homogêneo que dissolve no líquido de reação sob as condições de reação, a quantidade usada está geralmente na faixa de 0,0001 a 50% em peso, preferivelmente de 0,005 a 20% em peso, mais preferivelmente de 0,01 a 10% em peso, como uma proporção do peso total do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático alimentados como os materiais de partida. Além disso, no caso de usar um catalisador sólido instalado na coluna de destilação, o catalisador é preferivelmente usado em uma quantidade na faixa de 0,01 a 75% em volume, mais preferivelmente de 0,05 a 60% em volume, ainda mais preferivelmente de 0,1 a 60% em volume, com base no volume de coluna vazia da coluna de destilação. Não existem limitações particulares sobre o método de alimentar continuamente o carbonato cíclico e o álcool monoídrico alifático dentro de uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos constituindo a coluna de destilação reativa da presente invenção; qualquer método de alimentação pode ser usado desde que o carbonato cíclico e o álcool monoídrico alifático possam ser levados a contatar o catalisador em uma região de, pelo menos, 5 estágios, preferivelmente pelo menos 7 estágios, mais preferivelmente pelo menos 10 estágios, da coluna de destilação. Isto é, o carbonato cíclico e o álcool monoídrico alifático podem ser contínuamente alimentados a partir de um número requerido de entradas em estágios da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendendo às condições descritas acima. Além disso, o carbonato cíclico e o álcool monoídrico alifático podem ser introduzidos nos mesmos estágios da coluna de destilação, ou podem ser introduzidos em diferentes estágios um do outro.

Os materiais de partida são alimentados continuamente na coluna de destilação em uma forma líquida, em uma forma gasosa, ou como uma mistura de um líquido e um gás. Além de alimentar os materiais de partida na coluna de destilação deste modo, também é preferível alimentar adicional mente um material de partida gasoso intermitentemente ou continuamente a partir de uma porção inferior da coluna de destilação. Além disso, outro método preferível é um em que o carbonato cíclico é alimentado continuamente em uma forma líquida ou uma forma mista gás/líquido em um estágio da coluna de destilação acima dos estágios em que o catalisador está presente, e o álcool monoídrico alifático é alimentado continuamente em uma forma gasosa e/ou uma forma líquida dentro da porção inferior da coluna de destilação. Neste caso, o carbonato cíclico pode conter, como evidente, o álcool monoídrico alifático.

Na presente invenção, os materiais de partida alimentados podem conter carbonato de dialquila e/ou diol como os produtos. O teor dos mesmos está, para o carbonato de dialquila, geralmente em uma faixa de 0 a 40 % em peso, preferivelmente 0 a 30 % em peso, mais preferivelmente 0 a 20 % em peso, em termos da porcentagem em peso do carbonato de dialquila na mistura de álcool monoídrico alifático / carbonato de dialquila e está, para o diol, geralmente em uma faixa de 0 a 10 % em peso, preferivelmente 0 a 7 % em peso, mais preferivelmente 0 a 5 % em peso, em termos da porcentagem em peso do diol na mistura de carbonato cíclico / diol.

Quando realizando a presente invenção industrialmente, além dos carbonato cíclico e/ou álcool novos, recentemente introduzidos no sistema de reação, os materiais tendo o carbonato cíclico e/ou o álcool monoídrico alifático como um componente principal dos mesmos recuperados deste processo e/ou outro processo também podem ser preferivelmente usados para os materiais de partida. É um aspecto característico excelente da presente invenção que isto seja possível. Um exemplo de outro processo é um processo em que um carbonato de diarila é produzido a partir de carbonato de dialquila e um composto mono-hidróxi aromático, o álcool monoídrico alifático sendo sub-produzido neste processo e recuperado. O álcool monoídrico alifático sub-produzído recuperado geralmente, com frequência, contém o carbonato de dialquila, o composto mono-hidróxi aromático, um éter de alquil arila e outros, e também pode conter quantidades pequenas de um carbonato de alquil arila, o carbonato de diarila, e outros. O álcool monoídrico alifático sub-produzido pode ser usado como tal, como um material de partida na presente invenção, ou pode ser usado como o material de partida após a quantidade do material contido, tendo um ponto de ebulição maior do que o do álcool monoídrico alifático ter sido reduzida através da destilação ou semelhante.

Um carbonato cíclico preferivelmente usado na presente invenção é um produzido através da reação entre, por exemplo, um óxido de alquileno como óxido de etíleno, óxido de propiieno ou óxido de estireno e dióxido de carbono; um carbonato cíclico contendo quantidades pequenas destes compostos de matéria prima ou outros pode ser usado como o material de partida na presente invenção.

Na presente invenção, uma relação entre quantidades do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifátíco alimentados na coluna de destilação reativa varia de acordo com o tipo e quantidade do catalisador de transesteríflcação e as condições de reação» mas uma relação molar do álcool monoídrico alifático para o carbonato cíclico alimentado está geralmente em uma faixa de 0,01 a 1000 vezes. Para aumentar a conversão de carbonato cíclico, é preferível alimentar o álcool monoídrico alifático em um excesso de pelo menos 2 vezes o número de mols do carbonato cíclico, mas se a quantidade do álcool monoídrico alifático usado for muito grande, então é necessário tomar o aparelho maior. Por tais razões, a relação molar do álcool monoídrico alifático para o carbonato cíclico está preferivelmente em uma faixa de 2 a 20, mais preferivelmente 3 a 15, ainda mais preferivelmente 5 a 12. Além disso, se muito carbonato cíclico não reagido permanecer, então, o carbonato cíclico não reagido pode reagir com o diol produzido para sub-produzir oligômeros como um dímero ou um trímero e, assim, em implementação industrial, é preferível reduzir a quantidade de carbonato cíclico não reagido permanecendo na medida do possível. No processo da presente invenção, mesmo se a relação molar acima não for maior que 10, a conversão de carbonato cíclico pode ser levada a não ser menor que 97%, preferivelmente não menor que 98%, mais preferivelmente não menor que 99%. Este é outro aspecto característico da presente invenção.

Na presente invenção, preferivelmente não menos que 2 toneladas/h do carbonato de dialquila são contínuamente produzidas; a quantidade mínima do carbonato cíclico continuamente alimentado para obter isto é geralmente 2,2 P toneladas/h, preferivelmente 2,1 P toneladas/h» mais preferivelmente 2,0 P toneladas/h, com base na quantidade P (toneladas/h) do carbonato de dialquila a ser produzido. Em um caso ainda mais preferível, esta quantidade pode ser levada a ser menor que 1,9 P toneladas/h. A figura 1 mostra um exemplo de desenho esquemático da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos para realizar o processo de produção de acordo com a presente invenção. Aqui, a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 10, usada na presente invenção, compreende uma estrutura tendo um parte de placas terminais 5 acima e abaixo de um tronco cilíndrico 7 tendo um comprimento L (cm) e um diâmetro interno D (cm) e tendo, dentro da mesma, um interno com vários estágios n, e ainda compreende uma saída de gás 1 tendo um diâmetro interno di (cm) no topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido 2 tendo um diâmetro interno d2 (cm) em um fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima da coluna, uma ou mais primeira entrada 3 (a ~ e) provida na porção superior e/ou uma porção do meio da coluna abaixo da saída de gás 1, e uma ou mais segunda entrada 4 (a, b) provida na porção do meio e/ou porção inferior da coluna acima da saída de líquido 2 e, além disso, deve ser levada a atender a várias condições de modo a ser capaz de realizar não apenas a destilação mas também a reação ao mesmo tempo, de modo a ser capaz de produzir, preferivelmente, não menos que 2 toneladas/h do carbonato de dialquila e/ou preferivelmente não menos que 1,3 toneladas/h do diol de modo estável durante um período prolongado de tempo. Nota-se que a figura 1 é apenas uma forma de realização da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com a presente invenção e, assim, a disposição dos estágios de bandeja não é limitada à mostrada na figura 1. A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, de acordo com a presente invenção, atende não somente às condições de uma perspectiva da função de destilação, mas ao contrário estas condições são combinadas com condições requeridas de modo a levar a reação a prosseguir de modo estável com uma conversão elevada e seletividade elevada, especificamente: (1) o comprimento L (cm) deve atender à fórmula (1): 2100 < L < 8000 (1), (2) o diâmetro interno D (cm) da coluna deve atender à fórmula (2): 180 < D <2000 (2), (3) uma relação do comprimento L (cm) para o diâmetro interno D (cm) da coluna deve atender à fórmula (3); 4 < L / D < 40 (3), (4) o número de estágios n deve atender à fórmula (4); 10 <n < 120 (4), (5) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno di (cm) da saída de gás deve atender à fórmula (5); 3 < D / di < 20 (5), e (ó) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno da (cm) da saída de líquido deve atender à fórmula (6); 5 < D / d2 < 30 (6).

Note-se que o termo “o topo da coluna ou a porção superior da coluna próxima ao topo” usado na presente invenção significa a porção do topo da coluna descendente até aproximadamente 0,25 L,eo termo “o fundo da coluna ou a porção inferior da coluna próxima do fundo” significa a porção do fundo da coluna ascendente até aproximadamente 0,25 L. Aqui, “L” é como definido acima.

Descobriu-se que usando a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, que simultaneamente atende às fórmulas (1), (2), (3), (4), (5) e (6), o carbonato de dialquila e o diol podem ser produzidos em uma escala industrial de preferivelmente não menos que 2 toneladas/h do carbonato de dialquila e/ou preferivelmente não menos que 1,3 do diol com uma elevada conversão, elevada seletividade, e elevada produtividade, de modo estável durante um período prolongado de tempo de, por exemplo, nâo menos que 1000 horas, preferivelmente nâo menos que 3000 horas, mais preferivelmente não menos que 5000 horas, a partir dos carbonatos cíclicos e dos álcoois mono í d ri cos alifátícos. A razão porque se toma possível produzir o carbonato de díalquila e o diol em uma escala industrial com tais efeitos excelentes por implementação do processo de da presente invenção não é evidente, mas se supõe ser devido a um efeito compósito ocasionado quando as condições das fórmulas (1) a (6) são combinadas. As faixas preferíveis para os fatores respectivos são descritas abaixo.

Se L (cm) for menor que 2100, então a conversão diminui e, assim, não é possível atingir a quantidade de produção desejada. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto mantendo a conversão permitindo que a quantidade de produção desejada seja atingida, L deve ser levado a não ultrapassar 8.000. Uma faixa mais preferível para L (cm) é 2300 < L < 6000, com 2500 < L < 5000 sendo ainda mais preferível Se D (cm) for menor que 180, então não é possível atingir a quantidade de produção desejada. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto atingindo a quantidade de produção desejada, D deve ser levado a não ser maior que 2000. Uma faixa mais preferível para D (cm) é 200 < D < 1000, com 210 < D < 800 sendo ainda mais preferível.

Se L / D for menor que 4 ou maior que 40, então operação estável se toma difícil. Em particular, se L / D for maior que 40, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se toma muito elevada e, assim, operação estável prolongada se toma difícil. Além disso, se toma necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna, e assim reações laterais tomam-se possíveis de ocorrer, ocasionando uma diminuição na seletividade. Uma faixa mais preferível para L / D é 5 < L / D á 30, com 7 < L / D < 20 sendo ainda mais preferível.

Se n for menor que 10, então a conversão diminui e, assim, não é possível atingir a quantidade de produção desejada. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto mantendo a conversão permitindo que a quantidade de produção desejada seja atingida, n deve ser levado a não ser maior que 120. Além disso, se n for maior que 120, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se toma muito grande e, assim, uma operação estável prolongada se toma difícil. Além disso, se toma necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, reações laterais se tomam possíveis de ocorrer, ocasionando uma diminuição na seletividade. Uma faixa mais preferível para n é 30 < n < 100, com 40 < n < 90 sendo ainda mais preferível.

Se D / dj for menor que 3, então o custo do equipamento se toma elevado. Além disso, uma quantidade grande de um componente gasoso é prontamente liberada para o exterior do sistema e, assim, uma operação estável se toma difícil. Se D / dj for maior do que 20, então a quantidade retirada de componente gasoso se toma relativamente baixa e, assim, a operação estável se toma difícil e, além disso, uma diminuição na conversão é ocasionada. Uma faixa mais preferível para D / di é '4 < D / dj < 15, com 5 < D / dj < 13 sendo ainda: mais preferível.

Se D / d2 for menor que 5, então o custo do equipamento se toma elevado. Além disso, a quantidade retirada de líquido se toma relativamente elevada e, assim, a operação estável se toma difícil. Se D / d2 for maior que 30, então a taxa de fluxo através da saída de líquido e da tubulação se toma excessivamente rápida e, assim, erosão pode ocorrer, ocasionando a corrosão do aparelho. Faixa mais preferível para D / d2 é 7 < D / d2 < 25, com 9 < D / d2 < 20 sendo ainda mais preferível.

Além disso, verificou-se que, na presente invenção, é ainda mais preferível que d| e dz atendam à seguinte fórmula (7); 1 <d|/d2<5 (7). O termo “operação estável prolongada” usado na presente invenção significa que a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos pode ser operada contínuamente em um estado uniforme com base nas condições de operação sem inundação, entupimento da tubulação ou erosão durante não menos do que 1000 horas, preferivelmente não menos do que 3000 horas, mais preferivelmente não menos do que 5000 horas, e quantidades predeterminadas do carbonato de dialquila e do diol podem ser produzidas enquanto mantendo a conversão elevada, seletividade elevada, e produtividade elevada.

Um aspecto característico da presente invenção é que o carbonato de dialquila e o diol podem ser produzidos de modo estável durante um período prolongado de tempo cada um com seletividade elevada e preferivelmente com produtividade elevada para o carbonato de dialquila de não menos que 2 toneladas/h e produtividade elevada para o diol de não menos que 1,3 toneladas/h. O carbonato de dialquila e o diol são mais preferivelmente produzidos em uma quantidade de não menos que 3 t/h e não menos que 1,95 t/h respectivamente, ainda mais preferivelmente não menos que 4 toneladas/h e não menos que 2,6 t/h respectivamente. Além disso, outro aspecto característico da presente invenção é que no caso em que L, D, L / D, n, D / di, e D / dZs para a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem, respectivamente, a 2300 < L < 6000, 200 < D < 1000, 5 < L / D < 30f 30 < n < 100, 4 < D / dj < 15, e 7 < D / dz á 25, não menos que 2,5 toneladas/h, preferivelmente não menos que 3 t/h, mais preferivelmente não menos que 3,5 toneladas/h do carbonato de dialquila, e não menos que 1,6 toneladas/h, preferivelmente não menos que 1,95 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 2,2 toneladas/h do diol podem ser produzidos.

Além disso, outro aspecto característico da presente invenção é que no caso em que L, D, L / D, n, D / di, e D / d2 para a coluna de destilação contínua estágios múltiplos atendem, respectivamente, a 2500 < L < 5000, 210 < D < 800, 7 < L / D S 20, 40 < n < 90, 5 < D / di < 13 e 9 < D / d2 < 20, não menos que 3 t/h, preferivelmente não menos que 3,5 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 4 toneladas/h do carbonato de dialquila, e não menos que 1,95 toneladas/h, preferivelmente não menos que 2,2 íonetadas/h, mais preferivelmente não menos que 2,6 toneladas/h do diol podem ser produzidas. O termo “seletividade” para cada um dentre o carbonato de dialquila e o diol na presente invenção é baseado no carbonato cíclico reagido. Na presente invenção, uma seletividade elevada de não menos que 95% pode ser geralmente atingida, preferivelmente não menos que 97%, mais preferivelmente não menos que 99%. Além disso, o termo “conversão” na presente invenção geraimente indica a conversão de carbonato cíclico, sendo possível, na presente invenção, levar a conversão de carbonato cíclico a não ser menor que 95%, preferivelmente nao menor que 97%, mais preferivelmente não menor que 99%, ainda mais preferivelmente nao menor que 99,5%, ainda mais preferivelmente não menor que 99,9%. É um dos aspectos característicos excelentes da presente invenção que uma conversão elevada possa ser mantida enquanto mantendo, deste modo, seletividade elevada. A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos usada na presente invenção é preferivelmente uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um recheio como o interno. O termo "interno" usado na presente invenção significa as partes na coluna de destilação onde gás e líquido são realmente levados ao contato um com o outro. Os exemplos de bandejas incluem uma bandeja de topo de borbulhamento, uma bandeja perfurada, uma bandeja de válvula, uma bandeja de contra-fluxo, uma bandeja Superfrac, uma bandeja Maxfrac, ou semelhantes, Além disso, na presente invenção, a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos tendo tanto uma porção de bandeja como uma posição recheada com recheios em parte da porção do estágio da bandeja também pode ser usada* Os exemplos dos recheios incluem recheios irregulares como um anel Raschig, um anel Lessing, um anel Pall, uma sela Berl, uma sela Intalox, um recheio Dixon, um recheio McMahoti ou Heli-Pak, ou recheios regulares como Mellapak, Gempak, TECHNO-PACK, FLEXI-PAC, um recheio Sulzer, um recheio Goodroll, ou Glitschgrid. Além disso, o termo "número de estágios n dos internos" usado na presente invenção significa o número de bandejas no caso das bandejas, e o número teórico de estágios no caso dos recheios Para a reação entre o carbonato cíclico e o álcool monoídrico alifático na presente Invenção, descobriu-se que a conversão elevada, seletividade elevada e produtividade elevada podem ser atingidas usando uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de tipo placa e/ou uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de tipo de coluna recheada em que os internos compreendem as bandejas e/ou os recheios tendo um número predeterminado de estágios, mas a coluna de destilação de tipo de placas em que os internos são bandejas é preferível. Além disso, descobriu-se que bandejas perfuradas tendo, cada, uma porção perfurada e uma porção descendente são particularmente boas como as bandejas em termos da relação entre desempenho e custo do equipamento. Descobriu-se também que cada bandeja perfurada preferivelmente tem de 100 a 1000 orifíeios/m2 na porção perfurada. Um número mais preferível de orifícios é de 120 a 900 orifíeios/m2, ainda mais preferivelmente de 150 a 800 orifícios/m2. Além disso, descobriu-se que a área de seção transversal por orifício de cada bandeja perfurada está preferivelmente em uma faixa de 0,5 a 5 cm2. Uma área de seção transversal mais preferível por orifício é de 0,7 a 4 cm2, ainda mais preferivelmente de 0,9 a 3 cm2, Além disso, descobriu-se que é particularmente preferível se cada bandeja perfurada tiver de 100 a 1000 orifícios/m2 na porção perfurada, e a área de seção transversal por orifício está em uma faixa de 0,5 a 5 cm . O número de orifícios na porção perfurada pode ser o mesmo para todas as bandejas perfuradas, ou pode diferir. Demonstrou-se que por adição das condições acima à coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, o objeto da presente invenção pode ser atingido mais facilmente, Quando realizando a presente invenção, o carbonato de dialquila e o diol são continuamente produzidos por alimentação contínua do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático como materiais de partida dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, em que o catalisador está presente, realizando a reação e a destilação simultaneamente na coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo contendo o carbonato de dialquila produzido a partir da porção superior da coluna em uma forma gasosa, e continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado contendo o diol a partir da porção inferior da coluna em uma forma líquida.

Além disso, na presente invenção, como a alimentação contínua do material de partida carbonato cíclico e álcool monoídrico alifático na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, o carbonato cíclico e o álcool monoídrico alifático podem ser alimentados como uma mistura de material de partida ou separadamente, em uma forma líquida e/ou uma forma gasosa, a partir de entrada(s) provida(s) em um local ou uma pluralidade de locais na porção superior ou na porção do meio da coluna abaixo da saída de gás na porção superior da coluna de destilação. Um método em que o carbonato cíclico ou o material de partida contendo uma quantidade grande do carbonato cíclico é alimentado dentro da coluna de destilação em uma forma líquida a partir da(s) entrada(s) na porção superior ou na porção do meio da coluna de destilação, e o álcool monoídrico alifático ou o material de partida contendo uma quantidade grande do álcool monoídrico alifático é alimentado dentro da coluna de destilação em uma forma gasosa a partir da(s) entrada(s) provida(s) na porção do meio ou a porção inferior da coluna acima da saída de líquido na porção inferior da coluna de destilação é também preferível. O tempo de reação para a reação de transesterificaçãp realizada na presente invenção é considerado para se igualar ao tempo de residência médio do líquido de reação na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos. O tempo de reação varia dependendo da forma dos internos na coluna de destilação e o número de estágios, as quantidades dos materiais de partida alimentados, o tipo e quantidade do catalisador, as condições de reação e assim em diante. O tempo de reação está geralmente em uma faixa de 0,1 a 20 horas, preferivelmente de 0,5 a 15 horas, mais preferivelmente de 1 a 10 horas. A temperatura de reação varia dependendo do tipo dos compostos de material de partida usados, e o tipo e quantidade do catalisador. A temperatura de reação está geralmente em uma faixa de 30 a 300°C. Prefere-se aumentar a temperatura de reação de modo a aumentar a taxa de reação. No entanto, se a temperatura de reação for muito elevada, então as reações laterais podem ocorrer. A temperatura de reação está assim preferivelmente na faixa de 40 a 250°C, mais preferivelmente de 50 a 200°C, ainda mais preferivelmente de 60 a 150°C. Na presente invenção, a destilação reativa pode ser realizada com a temperatura de fundo da coluna fixada em não mais do que 150°C, preferivelmente não mais que 130°C, mais preferivelmente não mais que 110°C, ainda mais preferivelmente não mais que 100°C. Um aspecto característico excelente da presente invenção é que a conversão elevada, seletividade elevada, e produtividade elevada podem ser atingidas mesmo com tal temperatura baixa de fundo da coluna. Além disso, a pressão de reação varia dependendo do tipo dos compostos de material de partida usados e a composição entre os mesmos, a temperatura de reação, e assim em diante. A pressão de reação pode ser qualquer uma dentre pressão reduzida, pressão normal, ou uma pressão aplicada, e geralmente está na faixa de 1 a 2x 107 Pa, preferivelmente de 103 a 107 Pa, mais preferido 104 a 5x 106 Pa. O material constituindo a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos usada na presente invenção é geralmente um material metálico como aço carbono ou aço inoxidável. Em termos da qualidade do carbonato de dialquila e diol a serem produzidos, aço inoxidável é preferível.

Exemplos A seguir, apresenta-se uma descrição mais detalhada da presente invenção através de exemplos. No entanto, a presente invenção não é limitada aos seguintes exemplos.

Exemplo l <Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos>

Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como mostrado na FIG. 1 tendo L = 3300 cm, D - 300 cm, L/D - 11, n = 60, D / d| = 7,5, e D / d,2 = 12 foi usada. Neste exemplo, como os internos, bandejas perfuradas cada tendo uma área de seção transversal por orifício na porção * perfurada do mesmo de aproximadamente 1,3 cm e um número de orifícios de aproximadamente 180 a 320/m2 foram usadas. <Destilação reatíva> 3,27 toneladas/h de carbonato de etileno em uma forma líquida foram continuamente introduzidas na coluna de destilação a partir de uma entrada (3-a) provida no 55fi estágio a partir do fundo. 3,238 toneladas/h de metanol em uma forma gasosa (contendo 8,96% em peso de carbonato de dimetila) e 7,489 toneladas/h de metanol em uma forma liquida (contendo 6,66% em peso de carbonato de dimetila) foram respectivamente continuamente introduzidas na coluna de destilação das entradas (3-b e 3-c) providas no 31ô estágio do fondo. Relação molar dos materiais de partida introduzidos na coluna de destilação foi metanol/carbonato de etileno = 8,36. O catalisador usado foi obtido por adição de 4,8 toneladas de etileno glicol a 2,5 toneladas de KOH (48% em peso de solução aquosa), aquecendo a aproximadamente 130°C, gradualmente reduzindo a pressão, e realizando o tratamento térmico durante aproximadamente 3 horas a aproximadamente 1300 Pa, de modo a para produzir uma solução homogênea. Esta solução de catalisador foi continuamente introduzida na coluna de destilação a partir de uma entrada (3-e) provida no 54fi estágio do fondo (concentração K: 0,1% em peso com base em carbonato de etileno alimentado). A destilação reativa foi realizada contínuamente sob condições de uma temperatura de fondo de coluna de 98°C, uma pressão de topo de coluna de aproximadamente 1 s 118x105 Pa, e uma relação de refluxo de 0,42.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 horas. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo retirada do topo 1 da coluna em uma forma gasosa foi resfriada usando um trocador térmico e assim se tomou um líquido. A mistura de reação de ponto de ebulição baixo, que foi continuamente retirada da coluna de destilação a 10,678 toneladas/h, continha 4,129 toneladas/h de carbonato de dimetila, e 6,549 toneladas/h de metanol. Um líquido continuamente retirado do fondo 2 da coluna a 3,382 toneladas/h continha 2,356 toneladas/h de etileno glicol, 1,014 toneladas/h de metanol, e 4 kg/h de carbonato de etileno não reagido. Excluindo o carbonato de dimetila contido no material de partida, a quantidade produzida real de carbonato de dimetila foi de 3,340 toneladas/h, e excluindo o etileno glicol contido na solução de catalisador, a quantidade produzida real de etileno glieol foi de 2,301 toneladas/h. A conversão de carbonato de etileno foi de 99,88%, a seletividade de carbonato de dimetila não foi menor que 99,99%, e a seletividade de etileno glieol não foi menor que 99,99%. A operação contínua prolongada foí realizada sob estas condições. Após 500 h, 2000 h, 4000 h, 5000 h, e 6000 h, as quantidades produzidas reais por hora foram de 3,340 toneladas, 3,340 toneladas, 3,340 toneladas, 3,340 toneladas, e 3,340 toneladas respectivamente para carbonato de dimetila, e 2,301 toneladas, 2,301 toneladas, 2,301 toneladas, 2,301 toneladas, e 2,301 toneladas respectivamente para etileno glieol, as conversões de carbonato de etileno foram respectivamente de 99,90%, 99,89%, 99,89%, 99,88%, e 99,88%, as seletividades de carbonato de dimetila foram respectivamente não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, e não menores que 99,99%, e as seletividades de etileno glieol foram respectivamente não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, e não menores que 99,99%.

Exemplo 2 A destilação reativa foi realizada sob as seguintes condições usando a mesma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como no exemplo 1. 2,61 toneladas/h de carbonato de etileno em uma forma líquida foram contínuamente introduzidas na coluna de destilação da entrada (3-a) provido no 55~ estágio a partir do fundo. 4,233 toneladas/h de metanol em uma forma gasosa (contendo 2,41% em peso de carbonato de dimetila) e 4,227 toneladas/h de metanol em uma forma líquida (contendo 1,46% em peso de carbonato de dimetila) foram respectivamente continuamente introduzidas na coluna de destilação das entradas (3-b e 3-c) providas no 31® estágio do fundo. A relação molar dos materiais de partida introduzida na coluna de destilação foi metanol / carbonato de etileno = 8,73. O catalisador foi feito para ser o mesmo como no exemplo 1, e foi continuamente alimentado na coluna de destilação. A destilação reativa foi realizada continuamente sob condições de uma temperatura de fundo de coluna de 93°C, uma pressão de topo de coluna de aproximadamente 1,046x105 Pa, e uma relação de refluxo de 0,48.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 horas. Uma retirada de mistura de reação de ponto de ebulição baixo do topo 1 da coluna em uma forma gasosa foi resfriada usando um trocador térmico e assim se tomou um líquido. A mistura de reação de ponto de ebulição baixo, que foi continuamente retirada da coluna de destilação a 8,17 toneladas/h, continha 2,84 toneladas/h de carbonato de dimetila, e 5,33 toneladas/h de metanol. Um líquido continuamente retirado do fundo 2 da coluna a 2,937 toneladas/h continha 1,865 toneladas/h de etileno glicol, 1,062 toneladas/h de metanol, e 0,2 kg/h de carbonato de etileno não reagido. Excluindo o carbonato de dimetila contido no material de partida, a quantidade produzida real de carbonato de dimetila foi de 2,669 toneladas/h, e excluindo o etileno glicol contido na solução de catalisador, a quantidade produzida real de etileno glicol foi de 1,839 toneladas/h. A conversão de carbonato de etileno foi de 99,99%, a seletividade de carbonato de dimetila não foi menor que 99,99%, e a seletividade de etileno glicol não foi menor que 99,99%. A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. Após 1000 horas, 2000 horas, 3000 horas, e 5000 horas, as quantidades produzidas reais por hora foram de 2,669 toneladas, 2,669 toneladas, 2,669 toneladas, e 2,669 toneladas respectívamente para carbonato de dimetila, e 1,839 toneladas, 1,839 toneladas, 1,839 toneladas, e 1,839 toneladas respectívamente para etileno glicol, as conversões de carbonato de etileno foram respectivamente de 99,99%, 99,99%, 99,99%, e 99,99%, as seletividades de carbonato de dimetila foram respectivamente não menor que 99,99%, não menor que 99,99%, não menor que 99,99%, e não menor que 99,99%, e as seletividades de etileno glicol foram respectivamente não menor que 99,99%, não menor que 99,99%, não menor que 99,99%, e não menor que 99,99%.

Exemolo 3 A coluna de destilação continua de estágios múltiplos como mostrado na F1G. 1 tendo L = 3300 cm, D = 300 cm, L / D = 11, n = 60, D / d| = 7,5, e D / d2 = 12 foi usada. Neste exemplo, como os internos, bandejas perfuradas tendo cada uma área de seção transversal por orifício na porção perfurada da mesma de aproximadamente 1,3 cm2 e um número de orifícios > % de aproximadamente 220 a 340/m foram usadas. 3,773 toneladas/h de carbonato de etileno em uma forma líquida foram continuamente introduzidas na coluna de destilação da entrada (3-a) provido no 552 estágio do fundo. 3,736 Toneladas/h de metanol em uma forma gasosa (contendo 8,97% em peso de carbonato de dimetila) e 8,641 toneladas/h de metanol em uma forma líquida (contendo 6,65% em peso de carbonato de dimetila) foram respectivamente continuamente introduzidas na coluna de destilação a partir das entradas (3-b e 3-c) providas no 319 estágio do fundo. A relação molar dos materiais de partida introduzidos na coluna de destilação foi metanol / carbonato de etileno — 8,73. O catalisador foi feito para ser o mesmo como no exemplo 1, e foi continuamente alimentado na coluna de destilação. A destilação reativa foi realizada continuamente sob condições de uma temperatura de fundo de coluna de 98°C, pressão de topo de coluna de aproximadamente 1,118x105 Pa, e relação de refluxo de 0,42.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 horas. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo retirada a partir do topo da coluna em uma forma gasosa foi resfriada usando trocador térmico e assim se tomou um líquido, A mistura de reação de ponto de ebulição baixo, continuamente retirada da coluna de destilação a 12,32 t/h, continha 4,764 t/h de carbonato de dimetila, e 7,556 toneladas/h de metanol. Um líquido continuamente retirado a partir do fundo da coluna a 3,902 toneladas/h continha 2,718 toneladas/h de etileno glicol, 1,17 toneladas/h de metanol, e 4,6 kg/h de carbonato de etileno não reagido. Excluindo o carbonato de dimetila contido no material de partida, a quantidade produzida real de carbonato de dimetila foi de 3,854 toneladas/h, e excluindo o etileno glicol contido na solução de catalisador, a quantidade produzida real de etileno glicol foi de 2,655 toneladas/h. A conversão de carbonato de etileno foi de 99,88%, a seletividade de carbonato de dimetila não foi menor que 99,99%, e a seletividade de etileno glicol não foi menor que 99,99%. A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. Após 1000 horas, 2000 horas, 3000 horas, e 5000 horas, as quantidades produzidas reais por hora foram de 3,854 toneladas, 3,854 toneladas, 3,854 toneladas, e 3,854 toneladas respectivamente para carbonato de dimetila, e 2,655 toneladas, 2,655 toneladas, 2,655 toneladas, e 2,655 toneladas respectivamente para etileno glicol, as conversões de carbonato de etileno foram respectivamente de 99,99%, 99,99%, 99,99%, e 99,99%, as seletividades de carbonato de dimetila foram respectivamente não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, e não menor que 99,99%, e as seletividades de etileno glicol foram respectivamente não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, não menores que 99,99%, e não menores que 99,99%.

Exemplo 4 A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como mostrado na FIG. 1 tendo L = 3300 cm, D = 300 cm, L/D = 11, n = 60,D/ d] = 7,5, e D / d2 = 12 foi usada. Neste exemplo, como os internos, bandejas perfuradas tendo cada uma área de seção transversal por orifício na porção perfurada do mesmo de aproximadamente 1,3 cm2 e um número de orifícios de aproximadamente 240 a 360/m foram usadas. 7,546 toneladas/h de carbonato de etileno em uma forma líquida foram continuamente introduzidas na coluna de destilação da entrada (3-a) provido no 55fi estágio do fundo. 7,742 toneladas/h de metanol em uma forma gasosa (contendo 8,95% em peso de carbonato de dimetila) e 17,282 toneladas/h de metanol em uma forma líquida (contendo 6,66% em peso de carbonato de dimetila) foram respectivamente continuamente introduzidas na coluna de destilação a partir das entradas (3-b e 3-c) providas no 31® estágio do fundo. A relação molar dos materiais de partida introduzidos na coluna de destilação foi metanol / carbonato de etileno = 8,36. O catalisador foi feito para ser igual que no exemplo 1, e foi continuamente alimentado na coluna de destilação. A destilação reativa foi realizada continuamente sob condições de uma temperatura de fundo de coluna de 65°C, uma pressão de topo de coluna de aproximadamente 1,118x105 Pa, e uma relação de refluxo de 0,42.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 horas. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo retirada a partir do topo 1 da coluna em uma forma gasosa foi resfriada usando um trocador térmico e assim se tomou um líquido. A mistura de reação de ponto de ebulição baixo líquida, que foi continuamente retirada da coluna de destilação a 24,641 toneladas/h, continha 9,527 toneladas/h de carbonato de dimetila, e 15,114 toneladas/h de metanol. Um líquido continuamente retirado a partir do fundo 2 da coluna a 7,804 toneladas/h continha 5,436 toneladas/h de etileno güeol, 2,34 toneladas/h de metanol, e 23 kg/h de carbonato de etileno não reagido. Excluindo o carbonato de dimetila contido no material de partida, a quantidade produzida real de carbonato de dimetila foi de 7,708 toneladas/h, e excluindo o etileno glicol contido na solução de catalisador, a quantidade produzida reai de etileno glicol foi de 5,31 toneladas/h. A conversão de carbonato de etileno foi de 99,7%, a seletividade de carbonato de dimetila não foi menor que 99,99%, e a seletividade de etileno glicol não foi menor que 99,99%, A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. Após 1000 horas, a quantidade produzida real por hora foi de 7,708 toneladas para carbonato de dimetila, e 5,31 toneladas para etileno glicol, a conversão de carbonato de etileno foi de 99,8%, a seletividade de carbonato de dimetila não foi menor que 99,99%, e a seletividade de etileno glicol não foi menor que 99,99%.

Aplicabilidade industrial De acordo com a presente invenção, descobriu-se que o carbonato de dialquila e o diol podem ser produzidos cada com uma seletividade elevada não menor que 95%, preferivelmente não menor que 97%, mais preferivelmente não menor que 99%, em uma escala industrial não menor que 2 toneladas/h, preferivelmente não menor que 3 toneladas/h, mais preferivelmente não menor que 4 toneladas/h, para o carbonato de dialquila, e não menor que 1,3 toneladas/h, preferivelmente não menor que 1,95 toneladas/h, mais preferivelmente não menor que 2,6 toneladas/h, para o diol, de modo estável durante um período prolongado de tempo não menor que 1000 horas, preferivelmente não menor que 3000 horas, mais preferivelmente não menor que 5000 horas, a partir do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático.

Claims

1. Processo para a produção industrial de um. carbonato de dialquila e de um diol em que o carbonato de dialquila e o diol são continuamente produzidos através de um sistema de destilação reativa tomando-se um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático como materiais de partida, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: continuamente alimentar os materiais de partida em uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador; realizar reação e destilação simultaneamente na referida coluna; continuamente retirar uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo contendo o carbonato de dialquila produzido a partir de uma porção superior da coluna em uma forma gasosa; e continuamente retirar uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado contendo o diol a partir de uma porção inferior da coluna em uma forma líquida, em que (a) referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos compreende uma estrutura tendo uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L (cm) e um diâmetro interno D (cm) e tendo, dentro da mesma, um interno com um número de estágios n, e compreende uma saída de gás tendo um diâmetro interno d| (cm) em um topo da coluna ou na porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno da (cm) em um fundo da coluna ou na porção inferior da coluna próxima do fundo, pelo menos uma primeira entrada provida na porção superior e/ou uma porção do meio da coluna abaixo da saída de gás, e pelo menos uma segunda entrada provida na porção do meio e/ou na porção inferior da coluna acima da saída de líquido, em que (l)o comprimento L (cm) atende à fórmula (1): 21<30<L<8000 (1), (2) o diâmetro interno D (em) da coluna atende à fórmula (2): 180 <D< 2000 (2), (3) uma relação do comprimento L (cm) para o diâmetro interno D (cm) da coluna atende à fórmula (3); 4 < L / D < 40 (3), (4) o numero de estágios n atende à fórmula (4); 10<n< 120 (4), (5) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno di (cm) da saída de gás atende à fórmula (5); 3 < D / dj < 20 (5), e (6) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno d2 (cm) da saída de líquido atende à fórmula (6); 5 < D / d2 < 30 (6).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1» caracterizado pelo fato de que a quantidade produzida do carbonato de dialquila não é menor que 2 tonel adas/h,

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma quantidade produzida do diol não é menor que 1,3 tone] adas/h.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que referidos dj e d2 atendem à fórmula (7); 1 <di/d2<5 (7).

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que L, D, L / D, n , D / d| e D / d2 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem às seguintes fórmulas; 2300 < L < 6000,200 < D < 1000,5 < L / D < 30,30 < n < 100,4 < D / D[ < 15, e 7 < D / d2 < 25, respectivamente,

6, Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que L, D, L / D, n , D / d| e D / d2 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem às seguintes fórmulas; 2500 < L < 5000, 210 < D < 800, 7 < L / D < 20,40 < n < 90, 5 < D / d| < 13, e 9 < D / d2 < 20, respectivamente,

7- Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que referida coluna de destilação continua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um recheio como referido interno.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que dita coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação de tipo de placa tendo uma bandeja como dito interno.

9. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que referida bandeja é uma bandeja perfurada tendo uma porção perfurada e uma porção descendente.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as bandejas perfuradas tem 100 a 1000 orifícios/m2 na porção perfurada das mesmas.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que uma área de seção transversal por orifício da bandeja perfurada está em uma faixa de 0,5 a 5 cm .

12. Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos para realizar a transesterificaçâo entre um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático e destilação, a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, caracterizada pelo fato de compreender: uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L (cm) e um diâmetro interno D (cm); um interno tendo um número de estágios n provido dentro da referida porção de tronco; uma saída de gás tendo um diâmetro interno d| (cm) provido em um topo da referida coluna ou em uma porção superior de referida coluna próxima do topo; uma saída de líquido tendo um diâmetro interno da (cm) provido em um fundo de referida coluna ou em uma porção inferior da referida coluna próxima do fundo; pelo menos uma primeira entrada provida na porção superior e/ou uma porção do meio da referida coluna abaixo da dita saída de gás; e pelo menos uma segunda entrada provida na porção do meio e/ou a porção inferior da referida coluna acima da dita saída de líquido, em que, (1) um comprimento L (cm) atende à fórmula (1); 2100 <L< 8000 (1), (2) um diâmetro interno C (cm) da coluna atende à fórmula (2); 180 <D <2000 (2), (3) uma relação do comprimento L (cm) para o diâmetro interno D (cm) da coluna atende à fórmula (3); 4 < L / D < 40 (3), (4) o número de estágios n atende à fórmula (4); 10 <n< 120 (4), (5) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno d] (cm) da saída de gás atende à fórmula (5); 3 < D / dj < 20 (5), e (6) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno Ú2 (cm) da saída de líquido atende à fórmula (6); 5 < D / d2 < 30 (6).

13. Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que dj e d2 atendem à fórmula (7); 1 < di / d2 < 5 (7).

14. Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que L, D, L / D, n, D / di e D / da para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem, respectivamente, 2300 < L < 6000,200 < D < 1000, 5 < L / D < 30, 30 < n < 100,4 < D / d] < 15, e 7 < D / d2 < 25.

15. Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizada pelo fato de que L, D, L / D, n, D / à\ e D / d2 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem, respectivamente, 2500 < L < 5000, 210 <D< SOO, 5 <L / D < 20,40 <n <90,5 < D/d! < 13, e 9 <D/d2 <20.

16. Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizada pelo fato de que referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou recheio como o interno.

17. Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação de tipo placa tendo bandejas como o interno.

18. Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizada pelo fato de que referida bandeja é uma bandeja perfurada tendo uma porção perfurada e uma porção descendente.

19. Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que referida bandeja perfurada tem 100 a 1000 orifícios/m2 na porção perfurada da mesma.

20. Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizada pelo fato de que a área de seção transversal por orifício da bandeja perfurada está na faíxa de 0,5 a 5 cm2.