CN107428670A - 用于生产碳酸芳基酯的整合的方法和装置 - Google Patents

用于生产碳酸芳基酯的整合的方法和装置 Download PDF

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Abstract

在一个实施方式中，用于生产碳酸烷基芳基酯的方法，包括提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；使纯化的碳酸二烷基酯流反应以产生碳酸二芳基酯流，以及(i)芳香族醇流和第二碳酸二烷基酯流或(ii)第二碳酸二烷基酯流，并且从第二碳酸二烷基酯流分离芳香族醇以产生包含芳香族醇的芳香族醇流；将芳香族醇流的第一部分导入碳酸二烷基酯纯化单元；使第二碳酸二烷基酯流、芳香族醇流的第二部分和第一芳香族醇进料流反应以产生烷醇流和碳酸烷基芳基酯流；并且在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化烷醇流和第一部分流以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流，其中纯化包括使用芳香族醇提取碳酸二烷基酯。

Description

用于生产碳酸芳基酯的整合的方法和装置
相关申请的引用
本发明申请要求2015年3月23日提交的欧洲专利申请号15382137的权益。相关专利申请以其全部内容作为参考并入本文。
背景技术
本发明公开一般地涉及用于生产碳酸芳基酯，如碳酸烷基芳基酯和碳酸二芳基酯的方法和装置，并且尤其涉及用于生产碳酸芳基酯的方法和装置。
碳酸二芳基酯，如碳酸二苯酯(DPC)是聚碳酸酯生产中的重要反应物。可以通过芳香族二羟基化合物，如双酚A(BPA)与碳酸二芳基酯，如DPC的聚合反应生产聚碳酸酯。聚碳酸酯是价值在于其物理和光学性质的有用材料。随着聚碳酸酯用途的增加，碳酸二芳基酯有效生产的意义变得更大。无光气工艺包括首先在存在酯交换催化剂的情况下将碳酸二烷基酯，如碳酸二甲基酯(DMC)与芳香族醇，如苯酚反应以产生碳酸烷基芳基酯(例如，苯基甲基碳酸酯(PMC))和脂肪族一元醇(烷醇)(例如，甲醇或乙醇)。在第二步中，两分子的碳酸烷基芳基酯经历歧化作用以生产一分子的碳酸二芳基酯(例如，DPC)和一分子的起始材料碳酸二烷基酯(例如，DMC)。
用于生产碳酸二烷基酯起始材料的无光气工业方法包括烷醇的氧化羰基化，烷基硝酸酯羰基化，从CO2直接合成和醇的环氧化物羰基化。在环氧化物羰基化过程中，环氧烷(例如，环氧乙烷)在存在催化剂的情况下与二氧化碳反应以产生碳酸亚烷基酯(例如，碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯)，然后，通过烷醇(例如，甲醇或乙醇)使其酯交换以产生碳酸二烷基酯(例如，碳酸二甲基酯)和亚烷基二醇(例如，乙二醇)，其本身是有价值的副产物。
尽管有大量工作来开发和改善这些无光气工业方法，但是仍然还需要能耗降低同时仍产生高质量碳酸二芳基酯，具体地，DPC的用于生产碳酸二芳基酯的方法和装置。如果可以以较低的投资费用来使用这些方法和装置，则将更具优势。
发明内容
本文公开了制备碳酸芳基酯的方法和系统。
在一个实施方式中，生产碳酸烷基芳基酯的方法包括在碳酸二烷基酯反应器中在存在第一酯交换催化剂的情况下将碳酸亚烷基酯和烷醇反应已产生包含碳酸二烷基酯和未反应的烷醇的第一碳酸二烷基酯产物流，和包含亚烷基二醇和未反应的烷醇的亚烷基二醇产物流；在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化第一碳酸二烷基酯产物流以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；在碳酸二芳基酯反应器中，在存在第二酯交换催化剂的情况下使纯化的碳酸二烷基酯流反应以通过歧化作用产生包含碳酸二芳基酯产物的碳酸二芳基酯产物流，和(i)包含芳香族醇产物的芳香族醇产物流、包含碳酸二烷基酯和烷基芳基醚的第二碳酸二烷基酯产物流，或(ii)包含碳酸二烷基酯的第二碳酸二烷基酯产物流、芳香族醇产物和烷基芳基醚，将芳香族醇产物与第二碳酸二烷基酯产物流分离以产生包含芳香族醇产物的芳香族醇产物流；将一定的量(Xwt％)作为芳香族醇产物流的第一部分流导入碳酸二烷基酯纯化单元，并且将一定量(100wt％-Xwt％)作为芳香族醇产物流的第二部分流导入碳酸烷基芳基酯反应器，其中Xwt％大于0；在碳酸烷基芳基酯反应器中，在存在第二酯交换催化剂的情况下，将第二碳酸二烷基酯产物流、第二部分流和第一芳香族醇进料流反应以产生包含烷醇产物和未反应的碳酸二烷基酯的烷醇产物流，和包含碳酸烷基芳基酯产物和未反应的芳香族醇的碳酸烷基芳基酯产物流；并且将烷醇产物流和第一部分流在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；其中纯化包括用芳香族醇萃取碳酸二烷基酯。
在另一个实施方式中，用于生产碳酸烷基芳基酯的系统包括碳酸二烷基酯反应器、碳酸烷基芳基酯反应器、碳酸二烷基酯纯化单元和碳酸二芳基酯反应器。碳酸二烷基酯反应器包括烷醇入口、碳酸亚烷基酯入口、亚烷基二醇出口和与碳酸二烷基酯纯化单元的碳酸二烷基酯入口流体连通的第一烷醇/碳酸二烷基酯出口。碳酸二烷基酯纯化单元包括碳酸二烷基酯入口、第一纯化的烷醇出口、纯化的碳酸二烷基酯出口；和单元芳香族醇入口。碳酸二芳基酯反应器包括与纯化的碳酸二烷基酯出口流体连通纯化的碳酸二烷基酯入口，与碳酸烷基芳基酯反应器的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口、与碳酸二烷基酯纯化单元的单元芳香族醇入口以及任选地与碳酸烷基芳基酯反应器的反应器芳香族醇入口流体连通的芳香族醇出口，和二芳基出口。碳酸烷基芳基酯反应器包括反应器芳香族醇入口，与碳酸二芳基酯反应器的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口、与碳酸二烷基酯纯化单元的烷醇/碳酸二烷基酯入口流体连通的第二烷醇/碳酸二烷基酯出口，和碳酸烷基芳基酯出口。
在另一个实施方式中，用于生产碳酸烷基芳基酯的系统包括碳酸二烷基酯反应器、碳酸烷基芳基酯反应器、碳酸二烷基酯纯化单元、碳酸二芳基酯反应器；和芳香族醇分离单元。碳酸二烷基酯反应器包括烷醇入口、碳酸亚烷基酯入口、亚烷基二醇出口和与碳酸二烷基酯纯化单元的碳酸二烷基酯入口流体连通的第一烷醇/碳酸二烷基酯出口。碳酸二烷基酯纯化单元包括碳酸二烷基酯入口、第一纯化的烷醇出口、纯化的碳酸二烷基酯出口；和单元芳香族醇入口。碳酸二芳基酯反应器包括与纯化的碳酸二烷基酯出口流体连通的纯化的碳酸二烷基酯入口，与芳香族醇分离单元的分离入口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口，具有与单元芳香族醇入口流体连通的芳香族出口的芳香族醇分离单元和与反应器芳香族醇入口流体连通的单独的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口，和二芳基出口。碳酸烷基芳基酯反应器包括反应器芳香族醇入口、与碳酸二烷基酯纯化单元的烷醇/碳酸二烷基酯入口流体连通的第二烷醇/碳酸二烷基酯出口，和碳酸烷基芳基酯出口。
通过下图和详细描述举例说明了上述及其它特征。
附图说明
以下附图是示例性和非限制性实施方式，其中：
图1示意地示出了用于生产碳酸二烷基酯和碳酸二芳基酯的现有技术车间设计的实施方式；
图2示意地示出了用于生产碳酸二烷基酯、碳酸烷基芳基酯和碳酸二芳基酯的车间设计的实施方式；和
图3示意地示出了用于生产碳酸二烷基酯、碳酸烷基芳基酯和碳酸二芳基酯的车间设计的实施方式。
具体实施方式
如前文描述，例如，环氧化物羰基化方法可以用于生产碳酸二烷基酯，其中环氧烷在存在催化剂的情况下与二氧化碳反应以产生碳酸亚烷基酯，然后，碳酸亚烷基酯通过与烷醇的酯交换以产生碳酸二烷基酯和亚烷基二醇。然后，在存在酯交换催化剂的情况下，碳酸二烷基酯可以与芳香族醇反应以产生碳酸烷基芳基酯和烷醇。然后，碳酸烷基芳基酯的歧化作用可以用于生产碳酸二芳基酯。图1示意地示出了示例性现有技术系统100，并且该系统包括碳酸二烷基酯反应器110，其通过流I中的碳酸亚烷基酯与流J中的烷醇酯交换以产生碳酸二烷基酯流A；碳酸烷基芳基酯反应器140，其用于进行碳酸二烷基酯的酯交换以产生碳酸烷基芳基酯流B；和碳酸二芳基酯反应器180，其用于进行烷基芳基聚碳酸酯的歧化作用以产生碳酸二芳基酯流C。与这些方法有关的多种限制和条件导致了实施它们的相对复杂的装置。
例如，由于平衡转化强烈限制酯交换反应的产率，因此通常使用摩尔过量的烷醇来克服该热力学限制。可以作为馏出流D在单独的蒸馏装置120中回收碳酸二烷基酯流A中未反应的烷醇并再循环，但是其需要具有高纯度。更进一步，纯化醇并产生碳酸二烷基酯流H的蒸馏不能在大气压力下有效完成，其中烷醇和碳酸二烷基酯在低温度和压力下形成共沸物(例如，甲醇或乙醇和碳酸二甲基酯在63摄氏温度(℃)和1巴(绝压(abs)下形成成共沸物)。因此，需要在高压下操作，从而在纯化塔中富集甲醇或乙醇含量，例如，如US 8,049,028中描述的。另一个实例是通过碳酸二烷基酯流与芳香族醇酯交换以产生碳酸烷基芳基酯。在该过程中，碳酸二烷基酯流H在碳酸烷基芳基酯反应器140中酯交换，并且副产物流E包含未反应的碳酸二烷基酯、烷醇，并且在高压蒸馏塔150中蒸馏，从而在压力下回收相对纯的烷醇流F和未反应的碳酸二烷基酯流G。在一些实施方式中，副产物流E还包含微量的芳香族醇(小于或等于2重量百分比(wt％))或较大量，例如，5至30wt％的副产物流E。
发现用于生产碳酸烷基芳基酯的方法和装置可以改善方法的总体效率，包括降低能耗和初始投资费用。具体地，改善可以包括通过将碳酸二烷基酯生产和碳酸烷基芳基酯工厂中使用的纯化塔与单个蒸馏塔合并获得的碳酸二烷基酯和碳酸烷基芳基酯生产过程的整合。换言之，将来自碳酸二烷基酯生产塔以及碳酸烷基芳基酯生产塔馏出物的输出流送至单个分离单元。得自该单元的输出是可以有利地直接用于碳酸烷基芳基酯生产的富含碳酸二烷基酯的流以及纯化的烷醇。可以通过调节分离单元的操作条件来调节烷醇的纯度。因此，可以减少纯化产物和再循环未反应的反应物所需的蒸馏塔的数目。当在碳酸二芳基酯的生产中使用时，整个过程更有效且成本降低。
还发现用于生产碳酸烷基芳基酯的方法可以包括将来自碳酸二烷基酯纯化单元的纯化的碳酸二烷基酯流导入碳酸二芳基酯反应器，以及碳酸二芳基酯反应器还可以纯化包含芳香族醇的芳香族醇产物流。可以将来自碳酸二芳基酯反应器的至少一部分芳香族醇加入到单个碳酸二芳基酯纯化单元以及碳酸烷基芳基酯反应器。以这种方式，在碳酸二芳基酯反应器中生产的芳香族醇可以用于打破否则难以分离的碳酸二烷基酯和烷基醇之间形成的共沸物。
可以通过参考附图2和图3获得本文所公开的部件、方法和装置的更完整的理解，图2和图3是基于显示本发明公开的方便性和容易性的示意图，并因此不意欲表示其装置或部件的相对大小和尺寸和/或限定或限制示例性实施方式的范围。尽管为了清楚起见，在以下描述中使用了专用术语，但是这些术语仅旨在表示选择用于附图说明的实施方式的具体结构，并且不意欲限定或限制本发明公开的范围。
图2和图3示意地示出了系统200和300，其包括三个反应器(例如，反应蒸馏塔)和用于纯化来自两个不同的反应塔的馏出物的一个二烷基纯化单元。先前，通常需要两个或更多个塔，一个在碳酸二烷基酯生产设施中，且一个在碳酸烷基芳基酯或碳酸二芳基酯生产设施中。应注意本领域技术人员将理解如本文的多个蒸汽/线路的位置是相对的，如(例如)位于特定塔的“顶部”、“中部”、“底部”或“侧面”，这是因为引入或回收材料的实际位置取决于特定塔中所维持的条件。例如，进入塔“底部”的流实际上可以进入集液槽，包括塔的再沸器上方的一些级，离开塔“顶部”的线路/蒸汽实际上可以离开顶级，包括塔的冷凝器下方的一些级。因此，本文包括这些术语以便于参考相对于多个塔和线路/蒸汽来描述一般取向，并且这些术语不表示限制一个确切位置。另外，尽管出于说明性的目的，图2和图3以及所附描述可以显示单个容器，如反应容器、纯化容器或混合容器，但是应理解在适合的情况下可以使用串联或并联的多个容器。
如图3所示的系统300类似于系统200，除了图3显示可以从碳酸二芳基酯反应器380分离芳香族醇，并且芳香族醇可以用于破坏进入碳酸二烷基酯纯化单元360的碳酸二烷基酯和烷醇的共沸混合物。该芳香族醇可以循环操作，其可以围绕第一部分流30、纯化的碳酸二烷基酯流16和芳香族醇产物流28循环。应注意可以与第二碳酸二烷基酯产物流34一起除去芳香族醇并且然后可以在其它分离单元，例如，蒸馏塔中分离，而不是从碳酸二芳基酯反应器380的中间部分除去芳香族醇产物流28。还注意到尽管图3示出了碳酸二烷基酯纯化单元360的纯化的碳酸二烷基酯流16进料至碳酸二芳基酯反应器380，并且碳酸二芳基酯反应器380纯化条件中仅有一个或另一个可以适合于系统200的芳香族醇产物流28。
反应器210、310、240、340、280和380可以分别独立地为反应蒸馏塔并且可以分别具有精馏段和其中发生化学反应的反应段。一般地，塔的反应段可以提供填料或固定的内部部件(“内部部件”在本文中是指蒸馏塔中的部件，在此气体和液体彼此实际接触)以提供至少一个反应蒸馏级。例如，反应蒸馏塔的反应段可以提供大于或等于5，如5至60个反应级，具体地，大于或等于10，如10至40个蒸馏级。可以使用已知的乱堆填料和/或规整填料。具体地，可以使用具有大表面积、良好润湿性和液相停留时间的填料，如(例如)Novolax环、CY填料。还可以使用固定的内部部件，如板式塔，并且具体实例包括筛板、浮阀塔板和泡罩式塔板。
如图2和图3中所示的系统200和300分别还包含碳酸二烷基酯纯化单元260、碳酸二烷基酯纯化单元360和任选的亚烷基二醇纯化单元230、330。每个纯化单元可以分别独立地为高压蒸馏塔。这些塔可以基于沸点进行材料分离，而不会驱使并行的化学反应。可以通过一系列用于输送包含反应物和/或产物的流的进料/循环线路将碳酸二烷基酯反应器210、碳酸烷基芳基酯反应器240和碳酸二芳基酯反应器280和碳酸二烷基酯纯化单元260和亚烷基二醇纯化单元230互相连接。可以通过一系列用于输送包含反应物和/或产物的流的进料/循环线路将碳酸二烷基酯反应器310、碳酸烷基芳基酯反应器340和碳酸二芳基酯反应器380和碳酸二烷基酯纯化单元360和亚烷基二醇纯化单元330互相连接。图中示出了每条线路的流向。可以任选地与图中所示的进料/再循环线路一起包含多个阀门、加热器及其它接头以将设计改造为特定装置。
可以根据本文所公开的实施方式，根据方法使用图2和图3生产碳酸二芳基酯，具体地，DPC。尽管方法的描述涉及连续方法，但是步骤中的任何一个或多个可以分批进行。在方法的操作中，碳酸亚烷基酯流18包含碳酸亚烷基酯，如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯(EC)，并且烷醇流20包含烷醇，如甲醇或乙醇，其可以是新鲜的、再循环的或它们的组合。当催化剂为均相时，可以将催化剂连同碳酸亚烷基酯或烷醇一起进料，或者在不同于两者的位置进料。当催化剂是非均相时，可以在段的所期望的位置装填所期望的量的催化剂。在一个实施方式中，催化剂是固定在催化剂床上的非均相催化剂。
可以将碳酸亚烷基酯和烷醇连续进料至碳酸二烷基酯反应器210、310，如所示的，反应器210、310是反应蒸馏塔。在存在催化剂的情况下进行酯交换以生产二醇，具体地，乙二醇，和碳酸二烷基酯，具体地，碳酸二甲基酯。应理解无需过度实验，可以选择和优化反应器内的条件，如温度、压力和反应物进料的摩尔比以降低或另外控制产物浓度。
可以从碳酸二烷基酯反应器210、310的下部以液体形式连续采集含有二醇的高沸点反应混合物(亚烷基二醇产物流22)，并且可以从塔器210、310的上部以气体形式连续采集含有碳酸二烷基酯产物和未反应的烷醇的低沸点反应混合物(第一碳酸二烷基酯产物流2)。
可以将第一碳酸二烷基酯产物流2进料至碳酸二烷基酯纯化单元260、360(例如，如以下更详细说明的蒸馏塔)，在此将其分成含有烷醇作为主要成分的塔顶组分(第一纯化的烷醇流12)和含有碳酸二烷基酯作为主要成分的塔底组分(纯化的碳酸二烷基酯流16)。可以将第一纯化的烷醇流12任选地再循环至碳酸二烷基酯反应器210、310，并且可以将纯化的碳酸二烷基酯16再循环至碳酸烷基芳基酯反应器240(如图2所示)或碳酸二芳基酯反应器380(如图3所示)。
任选地，可以将亚烷基二醇产物流22进料至亚烷基二醇纯化单元230、330以提供纯化的亚烷基二醇流8和第二纯化的烷醇流14。在本发明中，未反应的烷醇可以分离自所产生的二醇并再循环(例如)至碳酸二烷基酯反应器210、310。
可以在碳酸烷基芳基酯反应器240、340，例如，如所示的反应蒸馏塔中进行生产碳酸烷基芳基酯，具体地，碳酸甲基苯基酯的反应。第一芳香族醇进料流24可以包含酯交换催化剂和芳香族醇，如苯酚，其可以是新鲜的、再循环的或它们的组合。例如，除了或代替新鲜芳香族醇，可以使用再循环的芳香族醇(碳酸二烷基酯产物流26)。另一个起始材料碳酸二烷基酯(纯化的碳酸二烷基酯流16)可以包含来自碳酸二烷基酯纯化单元260的循环材料。
可以将纯化的碳酸二烷基酯流16进料至(例如)碳酸烷基芳基酯反应器240的底部，具体地，再沸器。基于所使用的再沸器的类型，纯化的碳酸二烷基酯流16可以是液体或蒸汽。例如，如果使用外部再沸器，例如，釜式再沸器，则纯化的碳酸二烷基酯流16可以作为蒸汽进入碳酸烷基芳基酯反应器240。
可以将第一芳香族醇进料流24作为液体进料至(例如)碳酸烷基芳基酯反应器240、340的中段，更具体地，反应蒸馏段的顶部处或附近的位置。进入碳酸烷基芳基酯反应器240、340的进料速率可以使得引入碳酸烷基芳基酯反应器240、340的碳酸二烷基酯与芳香族醇的摩尔比为0.1至10，具体地，0.5至5，并且更具体地，0.5至3。
可以在存在过量苯酚的情况下操作碳酸烷基芳基酯反应器340。例如，进入碳酸烷基芳基酯反应器340的进料流可以使得引入碳酸烷基芳基酯反应器340的碳酸二烷基酯与芳香族醇的摩尔比为1:3至1:1.5，具体地，1:2.5至1:1.5。以这种方式，意外地发现碳酸烷基芳基酯反应器340可以在50至150千帕(kPa)(表压(g))，具体地，80至125kPa(表压)的降低的压力下操作。碳酸烷基芳基酯反应器340可以在大于或等于140摄氏温度(℃)，140至500℃，具体地，200℃至450℃，并且更具体地，350℃至350℃的温度下操作。
可以过量提供通过纯化的碳酸二烷基酯流16的碳酸二烷基酯，这是因为碳酸二烷基酯可以用作反应物并作为剥离剂，其有利于除去酯交换反应中产生的烷醇。这种除去可以提高碳酸烷基芳基酯反应器240、340中碳酸烷基芳基酯的生产速率。在(例如)大于或等于100℃，具体地，大于或等于130℃，并且更具体地，大于或等于140℃的温度，在碳酸烷基芳基酯反应器240、340中进行酯交换反应。进行反应的温度范围的实例包括100℃至300℃，具体地，110℃至270℃，并且更具体地，120℃至250℃。碳酸烷基芳基酯反应器240、340顶部的操作压力可以大于或等于0.5巴(表压(g))(50kPa(表压))，具体地，大于或等于2巴(表压)(200kPa(表压))，并且更具体地，大于或等于3巴(300kPa(表压))。
可以从碳酸烷基芳基酯反应器240、340中以连续方式通过烷醇产物流10和碳酸烷基芳基酯产物流4除去反应物产物和未反应的起始材料。可以从碳酸烷基芳基酯反应器240、340的顶部采集的烷醇产物流10可以包括未反应的碳酸二烷基酯和在酯交换反应中产生的烷醇，以及其它反应物和副产品，如芳香族醇。在一个实施方式中，碳酸烷基芳基酯反应器240、340具有精馏段和反应段。精馏段是位于至少一种反应物的进料点上方的反应器240、340的上段，并且可以包含(例如)填料或塔板。通常认为在精馏段不发生化学反应。精馏段的存在可以影响烷醇产物流10中芳香族醇的量。作为另外一种选择，烷醇产物流10可以任选地首先通过任选的精馏塔(未显示)以用于处理和回收。精馏段和任选的精馏塔还可以提供填料和固定的内部部件以提供(例如)大于或等于3，具体地，大于或等于5，更具体地，5至50个蒸馏级。例如，可以使用乱堆填料和/或规整填料。任选的精馏塔的温度分布图(图2和图3中未显示)可以大于或等于10℃，具体地，大于或等于50℃。任选的精馏塔的温度分布图的温度范围的实例为10℃至200℃，具体地，50℃至110℃。任选的精馏塔中的工作压力可以大于或等于0.1巴(表压)(10kPa(表压))，具体地，大于或等于0.5巴(表压)(50kPa(表压))。压力范围的实例包括0.1至10巴(表压)(1000kPa(表压))，具体地，0.5至3巴(表压)(50至300kPa(表压))。
可以从(例如)碳酸烷基芳基酯反应器240、340底部，如从碳酸烷基芳基酯反应器240、340的再沸器采集的碳酸烷基芳基酯产物流4可以包含在碳酸烷基芳基酯反应器240、340中产生的碳酸烷基芳基酯以及未反应的起始材料、烷基芳基醚和催化剂。如图2和图3中所示，碳酸烷基芳基酯产物流4适合于在如下的碳酸二芳基酯的生产中使用。然而，应理解如本文生产的碳酸烷基芳基酯可以用于其它目的，例如，作为溶剂或在其它化合物或聚合物的生产中使用。在碳酸二芳基酯，如DPC的生产中，碳酸烷基芳基酯产物流4可以进入碳酸二芳基酯反应器280、380，例如，如所示的反应蒸馏塔以通过碳酸烷基芳基酯的歧化作用产生产物碳酸二芳基酯(例如，碳酸二苯酯)。可以在对进一步驱动反应向所期望的碳酸二芳基酯产物方向进行，同时从可以用于再循环的产物分离其它材料有效的条件下操作碳酸二芳基酯反应器280、380。
烷醇产物流10包含碳酸二烷基酯和方法中产生的基本全部的烷醇的共沸混合物以及前文描述的少量或大量的芳香族醇。可以将烷醇产物流10进料至碳酸二烷基酯纯化单元260、360，在此将烷醇分离为塔顶组分(第一纯化的烷醇流12)并将碳酸二烷基酯分离为塔底组分(纯化的碳酸二烷基酯流16)。
可以从碳酸二芳基酯反应器280移除两个流，并且可以从碳酸二芳基酯反应器380移除两个或三个流。例如，可以从碳酸二芳基酯反应器380移除至少三个流：碳酸二芳基酯产物流6、芳香族醇产物流28和第二碳酸二烷基酯产物流34。其中一个流为碳酸二芳基酯产物流6，其可以从碳酸二芳基酯反应器280、380底部除去，并且可以包含基本全部(例如，大于或等于99wt％)与残余催化剂一起产生的碳酸二芳基酯、一些未反应的碳酸烷基芳基酯和高沸点副产品。如果需要额外的纯化，可以任选地进一步蒸馏和纯化碳酸二芳基酯产物流6。此外，由于使用不含卤素的起始材料和催化剂进行方法中的反应，因此可以将方法中产生的碳酸二烷基酯生产成不含卤素的。例如，碳酸二芳基酯产物流6中的碳酸二烷基酯可以具有大于或等于97wt％，或大于或等于99wt％，或大于或等于99.9wt％的浓度，其卤素含量为按重量计0.5份/百万(ppm)或更小，或按重量计0.1ppm或更小，或按重量计1份/十亿(ppb)或更小。
可以分别从碳酸二芳基酯反应器280、380的顶部除去碳酸二烷基酯产物流26、34，并且碳酸二烷基酯产物流26、34可以包含基本所有(例如，大于或等于99wt％)未反应的芳香族醇起始材料、一些碳酸二烷基酯和一些副产物烷基芳基醚。在一个实施方式中，将碳酸二烷基酯产物流26、34单独或与第一芳香族醇进料流24混合地再循环至烷基芳基生产的碳酸烷基芳基酯反应器240、340。
碳酸二芳基酯反应器280、380可以在大于或等于90℃，具体地，大于或等于100℃，并且更具体地，大于或等于110℃的温度下操作。温度范围的实例包括100℃至140℃，具体地，120℃至250℃，和110℃至240℃。塔280、380中的操作压力可以大于或等于10毫巴(表压)(1kPa(表压))，具体地，大于或等于50毫巴(表压)(5kPa(表压))，并且更具体地，大于或等于100毫巴(表压)(10kPa(表压))。压力范围的实例包括50毫巴(表压)至3巴(表压)(5至300kPa(表压))、50毫巴(表压)至1巴(表压)(5至100kPa(表压))和200毫巴(表压)至900毫巴(表压)(20至90kPa(表压))。
将来自碳酸二烷基酯反应器210、310的第一碳酸二烷基酯产物流2和来自碳酸烷基芳基酯反应器240、340的烷醇产物流10两者导入至相同纯化单元，具体地，分离碳酸二烷基酯和烷醇以产生第一纯化的烷醇流12和纯化的碳酸二烷基酯16的碳酸二烷基酯纯化单元260、360。
在一个实施方式中，碳酸二烷基酯纯化单元260、360是包含汽提段和增浓段的连续多级蒸馏塔。连续多级蒸馏塔可以在每个汽提段和增浓段包含作为内部部件的塔板或填料(即，蒸馏塔中气体和液体实际彼此接触的部件)。塔板的实例包括泡罩式塔板、筛板、波纹塔板、档架型浮阀塔板、浮阀塔板、逆流塔板、Unifrax塔板、Superfrac塔板、Maxfrac塔板、双流塔板、栅板塔板、叶轮式栅板塔板、基特尔塔板等。填料的实例包括乱堆填料，如拉西环、莱辛环、鲍尔环、贝尔鞍形填料、槽鞍形填料、狄克松环、麦克马洪填料或Heli-Pak，或规整填料，如板波纹填料、Gempak、Techno-pack、弗里西派克(Flexipac)、苏采尔填料、Goodroll填料和Glitschgrid。还可以使用具有塔板部分和填料装填部分两者的多级蒸馏塔。连续多级蒸馏塔的汽提段和增浓段两者中的内部部件可以是塔板。可以使用分别具有筛孔部分和降液管部分的筛板，例如，筛板在筛孔部分每平方米具有150至1200个孔(孔/m2)，或者在筛孔部分具有200至1100个孔/m2，或者250至1000个孔/m2，其中每个筛板的每个孔的横截面积是0.5至5平方厘米(cm2)，或0.7至4cm2，或0.9至3cm2。
根据蒸馏塔的内部部件的形式以及级数、进料流2和烷醇产物流10的类型、组成和量、通过分离将获得的碳酸二烷基酯的纯度等，连续多级蒸馏塔的有效操作条件可以是不同的。例如，塔底温度可以是150至250℃，或170至230℃，或180至220℃。根据塔中组成和所使用的塔底温度，塔底压力是不同的，但是通常在施加压力，例如，1巴至15巴下操作连续多级蒸馏塔碳酸二烷基酯纯化单元260、360。连续多级蒸馏塔的回流比可以是0.5至5，或0.8至3，或1至2.5。
当将第一碳酸二烷基酯产物流2和烷醇产物流10进料至碳酸二烷基酯纯化单元260、360时，可以将流分别进料或在进塔前混合。可以以气体形式或液体形式将任何进料流进料。在一个实施方式中，将料液加热或冷却至接近于碳酸二烷基酯纯化单元260、360的进料口附近的液体温度的温度，例如，在1至10℃内。将料液引入塔的位置可以在汽提段和增浓段之间。碳酸烷基芳基酯反应器240、340可以配备用于加热馏出物的再沸器和回流装置。
离开碳酸二烷基酯纯化单元260、360的第一纯化的烷醇流12中烷醇的浓度可以大于或等于基于第一纯化的烷醇流12的总重量的80wt％，或大于或等于85wt％，或大于或等于90wt％。离开碳酸二烷基酯纯化单元260、360的流16中碳酸二烷基酯的浓度可以大于或等于97wt％，或大于或等于99wt％，或大于或等于99.9wt％。流16中未反应的烷醇的含量可以小于或等于3wt％，或小于或等于1wt％，或小于或等于0.1wt％。
图3显示可以将碳酸二烷基酯纯化单元360的纯化的碳酸二烷基酯流16进料至碳酸二芳基酯反应器380。基于所使用的再沸器的类型，纯化的碳酸二烷基酯流16可以是液体或蒸汽。例如，如果使用外部再沸器，例如，釜式再沸器，则纯化的碳酸二烷基酯流16可以作为蒸汽进入碳酸二芳基酯反应器380。离开碳酸二烷基酯纯化单元360的纯化的碳酸二烷基酯流16中的碳酸二烷基酯的浓度可以大于或等于50wt％，或大于或等于60wt％，或大于或等于70wt％。离开碳酸二烷基酯纯化单元360的流16中的未反应的烷醇的含量可以小于或等于50wt％，或小于或等于40wt％，或小于或等于30wt％。
可以从碳酸二芳基酯反应器280、380底部除去碳酸二芳基酯产物流6。如前文的描述，碳酸二芳基酯产物流6可以包含基本全部所产生的碳酸二芳基酯以及残余的催化剂、未反应的碳酸烷基芳基酯和高沸点副产物。如果需要额外的纯化，可以任选地进一步蒸馏和纯化碳酸二芳基酯产物流6。
可以从碳酸二芳基酯反应器380的顶部除去第二碳酸二烷基酯产物流34，并且产物流34可以包含碳酸二烷基酯和一些副产物烷基芳基醚，例如，苯甲醚。可以将第二碳酸二烷基酯产物流34单独或与第一芳香族醇进料流24混合再循环至碳酸烷基芳基酯反应器340。第一芳香族醇进料流24可以包含烷基芳基醚并且可以再循环至与芳香族醇入口(第一芳香族醇进料流24)分离的碳酸烷基芳基酯反应器340的底部入口。
可以将全部或部分芳香族醇产物流28导入碳酸二烷基酯纯化单元360和碳酸烷基芳基酯反应器340中的一个或两个。例如，可以将0至100wt％，具体地，50至100wt％，更具体地，80至100wt％的芳香族醇产物流28作为第一部分流30导入至碳酸二烷基酯纯化单元360。可以将0至100wt％，具体地，0至50wt％，更具体地，20至50wt％的芳香族醇产物流28作为第二部分流32导入至碳酸烷基芳基酯反应器340。应注意可以将第二部分流32直接加入到碳酸烷基芳基酯反应器340或者可以在进入碳酸烷基芳基酯反应器340之前与第一芳香族醇进料流24混合，并且可以将第一部分流30直接加入到碳酸二烷基酯纯化单元360或者可以在进入碳酸二烷基酯纯化单元360之前与一种或多种进入流混合。例如，可以作为第二芳香族醇进料流38加入芳香族醇。当碳酸二烷基酯纯化单元360是萃取蒸馏塔时，当从塔中通过时，从流30进料至碳酸二烷基酯纯化单元360的芳香族醇可以起溶剂的作用以萃取碳酸二烷基酯。可以将流30进料至二烷基纯化塔的顶部，在此芳香族醇可以沿塔向下流并从塔底与萃取的碳酸二烷基酯一起收集。
第一芳香族醇进料流24和第二芳香族醇进料流38中的一个或两者可以包含从熔融聚碳酸酯聚合反应回收的回收的芳香族醇。熔融聚合系统可以包含全部彼此串联的第一和第二寡聚容器以及第一和第二聚合容器。在第一寡聚容器中产生的回收的芳香族醇可以包含基于恢复的芳香族醇的总重量的大于或等于99.7wt％，具体地，大于或等于99.9wt％的芳香族醇。可以在第二寡聚容器、第一聚合容器以及第二聚合容器中的一个或多个中产生回收的芳香族醇，并且可以在加入系统之前，纯化回收的芳香族醇以产生包含基于纯化的芳香族醇的总重量的大于或等于99.7wt％的芳香族醇的纯化的恢复的芳香族醇。
可以将并非来自聚碳酸酯聚合反应容器的新鲜芳香族醇以及回收的芳香族醇中的一种或两者加入到第一芳香族醇进料流24和第二芳香族醇进料流38中的一种或两者中。可以以小于或等于1,000千克每小时(kg/hr)，具体地，小于或等于500kg/hr，更具体地，小于或等于350kg/hr的量加入新鲜的芳香族醇。可以以1至40吨/小时(t/hr)，具体地，10至30吨/小时，更具体地，10至20吨/小时的量加入回收的芳香族醇。
用于生产碳酸烷基芳基酯的纯化系统可以包括碳酸二烷基酯反应器310、碳酸烷基芳基酯反应器340、碳酸二烷基酯纯化单元360和碳酸二芳基酯反应器380。碳酸二烷基酯反应器310可以包括烷醇入口、碳酸亚烷基酯入口、亚烷基二醇出口和第一烷醇/碳酸二烷基酯出口。第一烷醇/碳酸二烷基酯出口可以与碳酸二烷基酯纯化单元360的入口流体连通。碳酸二烷基酯纯化单元360可以包括碳酸二烷基酯入口、第一纯化的烷醇出口和纯化的碳酸二烷基酯出口。
碳酸二芳基酯反应器380可以包括纯化的碳酸二烷基酯入口、烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口、芳香族醇出口和二芳基出口。纯化的碳酸二烷基酯入口可以与纯化的碳酸二烷基酯出口流体连通。烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口可以与碳酸烷基芳基酯反应器340的入口流体连通。芳香族醇出口可以与碳酸二烷基酯纯化单元360的入口和/或与碳酸烷基芳基酯反应器340的芳香族醇入口流体连通。
碳酸烷基芳基酯反应器340可以包括芳香族醇入口、烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口、第二烷醇/碳酸二烷基酯出口和碳酸烷基芳基酯出口。烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口可以与碳酸二芳基酯反应器380的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口流体连通。第二烷醇/碳酸二烷基酯出口可以与碳酸二烷基酯纯化单元360的入口流体连通。碳酸烷基芳基酯出口可以与碳酸二芳基酯反应器380的入口流体连通。芳香族醇出口可以与碳酸烷基芳基酯反应器340的入口流体连通。纯化的烷醇出口可以与碳酸二烷基酯反应器310的入口流体连通。
前文描述的方法和过程可以用于从碳酸亚烷基酯、烷醇和芳香族醇起始材料产生多种碳酸二烷基酯和碳酸二芳基酯。
碳酸亚烷基酯的实例包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、1,3-二氧环己-2-酮、1,3-二氧环庚-2-酮和包含上述至少一种的组合。由于易于获得，碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯可以是特别有利的，并且优选碳酸亚乙酯。
可以使用的烷醇包括直链和支链C1-12脂肪醇以及C4-8环脂族醇的全部异构体，它们中的每一个可以是未取代的或者可以被1-3个卤素、C1-6烷氧基、氰基、C1-6烷氧羰基、C6-12芳氧羰基、C1-6酰氧基或硝基取代，只要不超过任何取代的碳的化合价。烷醇的实例包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、烯丙醇、1-丁醇、2-丁醇、3-丁烯-1-醇、戊醇、1-己醇、2-已醇、3-已醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇和4-庚醇、环戊醇、环己醇、环庚醇、环辛醇、3-甲基环戊醇、3-乙基环戊醇、3-甲基环己醇、2-乙基环己醇(异构体)、2,3-二甲基环己醇、1,3-二乙基环己醇、3-苯基环己醇、苯甲醇、2-苯乙醇和3-苯丙醇。在具体的实施方式中，烷醇是甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇或3-丁醇。可以使用乙醇或甲醇，但是甲醇是优选的。
根据酯交换催化剂的类型和量以及反应条件，碳酸亚烷基酯和烷醇的量之间的比值是不同的。为了提高碳酸亚烷基酯转化，以碳酸亚烷基酯摩尔数的至少2倍过量使用烷醇，例如，烷醇与碳酸亚烷基酯的摩尔比为2至20，具体地，3至15，更具体地，5至12。用于酯交换的催化剂是已知的，并且包括，例如，
可以在存在均相或非均相催化剂的情况下进行酯交换。催化剂的实例包括碱金属和碱土金属，如锂、钠、钾、镁、钙和钡；碱金属和碱土金属的碱性化合物，如氢化物、氢氧化物、醇盐、芳基氧化物和酰胺；碱金属和碱土金属的碱性化合物，如碳酸盐、碳酸氢盐和有机酸盐；叔胺，如三乙胺、三丁胺、三已胺和苄基二乙胺；含氮杂芳化合物，如N-烷基吡咯、N-烷基吲哚、噁唑、N-烷基咪唑、N-烷基吡唑、恶二唑、吡啶、喹啉、异喹啉、吖啶、菲咯啉、嘧啶、吡嗪和三嗪；环脒，如二氮杂双环十一碳烯(DBU)和二氮杂双环壬烯(DBN)；锡化合物，如三丁基甲氧基锡、二丁基二乙氧基锡、二丁基苯氧基锡、二苯基甲氧基锡、二丁基乙酸锡、三丁基氯化锡和2-乙基己酸锡；锌化合物，如二甲氧基锌、二乙氧基锌、亚乙二氧基锌和二丁氧基锌；铝化合物，如三甲醇铝、三异丙醇铝和三丁醇铝；钛化合物，如四甲氧基钛、四乙氧基钛、四丁氧基钛、二氯二甲氧基钛、四异丙氧基钛、乙酸钛和乙酰丙酮酸钛；磷化合物，如三甲膦、三乙膦、三丁基膦、三苯基膦、三丁基甲基卤化磷、三辛基丁基卤化磷和三苯基甲基卤化磷；锆化合物，如卤化锆、乙酰丙酮酸锆、烷氧基锆和乙酸锆；以及铅和含铅化合物，例如，氧化铅，如PbO、PbO2和Pb3O4，硫化铅，如PbS、Pb2S3和PbS2，和氢氧化铅，如Pb(OH)2、Pb3O2(OH)2、Pb2[PbO2(OH)2]和Pb2O(OH)2。具体地，所提及的催化剂包括钛化合物，如四苯酚钛、异丙醇钛、四氯化钛、有机锡化合物和铜、铅、锌、铁和锆的化合物以及包含上述至少一种的组合。所使用的催化剂的量可以是基于碳酸亚烷基酯和烷醇的总重量的0.005至20wt％，具体地，0.01至10wt％。
用于碳酸烷基芳基酯酯交换的芳香族醇包括C6-12芳香族醇，其可以是未取代的或者可以被1-3个卤素、C1-6烷氧基、氰基、C1-6烷氧羰基、C6-12芳氧羰基、C1-6酰氧基或硝基取代，只要不超过任何取代的碳的化合价。实例包括苯酚、o-、m-或p-甲酚、o-、m-或p-氯酚、o-、m-或p-甲氧基苯酚、2,6-二甲苯酚、2,4-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、1-萘酚和2-萘酚。可以具体提及苯酚。在该酯交换中使用的催化剂包括如上的制备碳酸二烷基酯的方法中的那些。具体地，所提及的催化剂包括钛化合物，如四苯酚钛、异丙醇钛、四氯化钛、有机锡化合物和铜、铅、锌、铁和锆的化合物以及包含上述至少一种的组合。
在一个实施方式中，碳酸亚烷基酯是碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯，烷醇是甲醇或乙醇，并且芳香族醇是苯酚。烷基芳基醚可以是茴香醚。
所产生的碳酸二芳基酯可以用于生产聚碳酸酯。在一个实施方式中，二羟基化合物可以用作与作为碳酸酯源的碳酸二芳基酯，如联苯酚碳酸酯的反应物。
通常，在熔融聚合过程中，可以在存在酯交换催化剂的情况下通过处于熔融状态的二羟基反应物和碳酸二芳基酯共反应制备聚碳酸酯。可以在典型的聚合反应设备中进行反应，如连续搅拌反应器(CSTR)、塞流反应器、线湿落型聚合器(wire wetting fallpolymerizer)、自由下落聚合器(free fall polymerizers)、刮膜聚合器(wiped filmpolymerizers)、班伯里混合机(BANBURY mixture)、单螺杆或双螺杆挤出机或上述的组合。通过蒸馏从熔融反应物中除去挥发性一元酚，并且作为熔融残余物分离聚合物。可以作为分批过程或作为连续过程进行熔融聚合。在任一种情况下，所使用的熔融聚合条件可以包括两个或更多个不同的反应阶段，例如，其中起始二羟基芳族化合物和碳酸二芳基酯转化为寡聚聚碳酸酯的第一反应阶段和其中在第一反应阶段中形成的寡聚聚碳酸酯转化为高分子量聚碳酸酯的第二反应阶段。这种“分级”聚合反应条件特别适用于连续聚合系统中的使用，其中起始单体在第一反应容器中寡聚并且其中所形成的寡聚聚碳酸酯连续转移至一个或多个下游反应器，在这些反应器中寡聚聚碳酸酯转化为高分子量聚碳酸酯。通常，在寡聚阶段，所产生的寡聚聚碳酸酯的数均分子量为1,000至7,500道尔顿。在一个或多个连续聚合反应阶段，聚碳酸酯的数均分子量(Mn)增至8,000至25,000道尔顿之间(使用聚碳酸酯标准品)。通常，在该过程中不使用溶剂，并且反应物二羟基芳族化合物和碳酸二芳基酯处于熔融状态。反应温度可以是100℃至350℃，具体地，180℃至310℃。压力可以处于上述大气压力-大气压力，或者在反应初期处于大气压力至15托的压力范围，并在后期处于降低的压力，例如，0.2至15托。反应时间通常是0.1小时至10小时。
可以在聚碳酸酯聚合反应中使用酯交换催化剂。酯交换催化剂可以包括碱性催化剂和季催化剂。四元催化剂包括季铵化合物和季磷化合物中的一种或两者。碱性催化剂包括碱离子和碱土金属离子中的一种或两者的来源。
以下描述了用于制备碳酸烷基芳基酯、碳酸二芳基酯、聚碳酸酯的方法以及在方法中使用的装置的一些实施方式。
实施方式1：一种用于生产碳酸烷基芳基酯的方法，其包括：在碳酸二烷基酯反应器中在存在第一酯交换催化剂的情况下将碳酸亚烷基酯和烷醇反应以产生包含碳酸二烷基酯和未反应的烷醇的第一碳酸二烷基酯产物流，和包含亚烷基二醇和未反应的烷醇的亚烷基二醇产物流；在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化第一碳酸二烷基酯产物流以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；在碳酸二芳基酯反应器中，在存在第二酯交换催化剂的情况下使纯化的碳酸二烷基酯流反应以通过歧化作用产生包含碳酸二芳基酯产物的碳酸二芳基酯产物流，和(i)包含芳香族醇产物的芳香族醇产物流、包含碳酸二烷基酯和烷基芳基醚的第二碳酸二烷基酯产物流，或(ii)包含碳酸二烷基酯的第二碳酸二烷基酯产物流、芳香族醇产物和烷基芳基醚，将芳香族醇产物与第二碳酸二烷基酯产物流分离以产生包含芳香族醇产物的芳香族醇产物流；将一定的量(Xwt％)作为芳香族醇产物流的第一部分流导入碳酸二烷基酯纯化单元，并且将一定量(100wt％-X wt％)作为芳香族醇产物流的第二部分流导入碳酸烷基芳基酯反应器，其中X wt％大于0；在碳酸烷基芳基酯反应器中，在存在第二酯交换催化剂的情况下，将第二碳酸二烷基酯产物流、第二部分流和第一芳香族醇进料流反应以产生包含烷醇产物和未反应的碳酸二烷基酯的烷醇产物流，和包含碳酸烷基芳基酯产物和未反应的芳香族醇的碳酸烷基芳基酯产物流；并且将烷醇产物流和第一部分流在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；其中纯化包括用芳香族醇萃取碳酸二烷基酯。
实施方式2：根据实施方式1的方法，还包括将至少一部分第一纯化的烷醇流导入碳酸烷基芳基酯反应器、碳酸二烷基酯反应器，或者碳酸烷基芳基酯反应器和碳酸二烷基酯反应器两者。
实施方式3：根据以上实施方式中任一项的方法，还包括在亚烷基二醇纯化单元中纯化亚烷基二醇产物流以提供纯化的亚烷基二醇流和第二纯化的烷醇流。
实施方式4：根据实施方式3的方法，还包括将第二纯化的烷醇流再循环至碳酸二烷基酯反应器。
实施方式5：根据以上实施方式中任一项的方法，还包括从碳酸二芳基酯反应器的中间阶段除去芳香族醇产物流。
实施方式6：根据以上实施方式中任一项的方法，其中碳酸二烷基酯纯化单元是萃取蒸馏塔，任选地其中萃取蒸馏塔的温度维持在63℃至250℃并且塔顶压力维持在100至300kPa(表压)。
实施方式7：根据以上实施方式中任一项的方法，其中碳酸二烷基酯反应器、碳酸烷基芳基酯反应器、碳酸二芳基酯反应器或包含上述至少一种的组合是反应蒸馏塔；或者其中碳酸二烷基酯反应器、碳酸烷基芳基酯反应器和碳酸二芳基酯反应器是反应蒸馏塔。
实施方式8：根据以上实施方式中任一种的方法，其中碳酸二烷基酯反应器包括第一反应蒸馏塔，其温度维持在65℃至150℃并且第一反应蒸馏塔的顶部压力维持在50至300kPa(表压)，并且碳酸烷基芳基酯反应器包括第二反应蒸馏塔，其温度维持在120℃至270℃并且第二反应蒸馏塔的顶部压力维持在200至700kPa(表压)。
实施方式9：用于生产碳酸烷基芳基酯的方法，方法包括：在存在第一酯交换催化剂的情况下，在碳酸二烷基酯反应蒸馏塔中将碳酸亚烷基酯和烷醇反应以产生碳酸二烷基酯和未反应的烷醇；从碳酸二烷基酯反应器回收包含碳酸二烷基酯和未反应的烷醇的第一碳酸二烷基酯产物流以及包含亚烷基二醇和烷醇的亚烷基二醇产物流，其中碳酸二烷基酯反应器包括反应蒸馏塔；在二烷基纯化单元中纯化第一碳酸二烷基酯产物流以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；在存在第二酯交换催化剂的情况下，在碳酸二芳基酯反应器中使纯化的碳酸二烷基酯流反应以产生碳酸烷基芳基酯、芳香族醇、烷基芳基醚和未反应的碳酸二烷基酯，其中碳酸二芳基酯反应器包括碳酸二芳基酯反应蒸馏塔；从碳酸二芳基酯反应器回收包含未反应的碳酸二烷基酯和烷基芳基醚的第二碳酸二烷基酯产物流、包含碳酸二芳基酯的碳酸二芳基酯产物流和包含芳香族醇的芳香族醇产物流；将0至100wt％的芳香族醇产物流作为第一部分流导入碳酸二烷基酯纯化单元，并且将0至100wt％的芳香族醇产物流作为第二部分流导入碳酸烷基芳基酯反应器；在碳酸烷基芳基酯反应器中，在存在第二酯交换催化剂的情况下，将第二碳酸二烷基酯产物流、第二部分流和第一芳香族醇进料流反应以产生碳酸烷基芳基酯、烷醇和未反应的碳酸二烷基酯，其中碳酸烷基芳基酯反应器包括反应蒸馏塔；从碳酸烷基芳基酯反应器回收包含烷醇和未反应的碳酸二烷基酯的烷醇产物流，和包含碳酸烷基芳基酯的碳酸烷基芳基酯产物流；并且在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化烷醇产物流以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流。
实施方式10：根据实施方式11的方法，还包括以下至少一种：将第一纯化的烷醇流再循环至碳酸烷基芳基酯反应器；将第一纯化的烷醇流再循环至碳酸二烷基酯反应器；在亚烷基二醇纯化单元中纯化纯化的亚烷基二醇流以提供纯化的烷烃二醇流和第二纯化的烷醇流，并将第二纯化的烷醇流再循环至亚烷基二醇纯化单元；和将第二部分流再循环至碳酸烷基芳基酯反应器的底部。
实施方式11：根据以上实施方式中任一项的方法，还包括在碳酸二芳基酯反应器中反应碳酸烷基芳基酯产物流。
实施方式12：根据以上实施方式中任一项的方法，还包括在存在催化剂的情况下使芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯聚合以产生聚碳酸酯。
实施方式13：根据以上实施方式中任一项的方法，其中碳酸亚烷基酯包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯或者包括上述中一种或两者的组合，烷醇包括甲醇、乙醇或者包括上述中一种或两者的组合，碳酸二烷基酯包括碳酸二甲基酯、碳酸二乙基酯或者包括上述中一种或两者的组合，芳香族醇包括苯酚，并且碳酸烷基芳基酯包括碳酸甲基苯基酯、碳酸乙基苯基酯或者包括上述中一种或两者的组合。
实施方式14：根据以上实施方式中任一项的方法，其中方法还包括将回收的芳香族醇加入到第一芳香族醇进料流和第二芳香族醇进料流中的一个或两者中，其中回收的芳香族醇回收自熔融聚碳酸酯聚合反应并且包含基于回收的芳香族醇总重量的大于或等于99.7wt％的芳香族醇，其中如果回收的芳香族醇回收自第二低聚容器、第一聚合容器和第二聚合容器中的一个或多个，则方法还包括在加入前纯化回收的芳香族醇。
实施方式15：根据以上实施方式中任一项的方法，其中碳酸二芳基酯产物包含金属化合物，其中金属化合物包含小于或等于500ppb的钼；小于或等于33ppb的钒；小于或等于33ppb的铬；小于或等于75ppb的钛；小于或等于375ppb的铌；小于或等于33ppb的镍；小于或等于10ppb的锆；和小于或等于10ppb的铁；所有均基于碳酸二芳基酯产物和金属化合物的总重量。
实施方式16：根据上述实施方式中任一项的方法，其中X大于或等于20wt％，具体地，大于或等于50wt％，更具体地，大于或等于90wt％。
实施方式17：用于生产碳酸烷基芳基酯的系统，其包括：碳酸二烷基酯反应器、碳酸烷基芳基酯反应器、碳酸二烷基酯纯化单元和碳酸二芳基酯反应器。碳酸二烷基酯反应器包括烷醇入口、碳酸亚烷基酯入口、亚烷基二醇出口和与碳酸二烷基酯纯化单元的碳酸二烷基酯入口流体连通的第一烷醇/碳酸二烷基酯出口。碳酸二烷基酯纯化单元包括碳酸二烷基酯入口、第一纯化的烷醇出口、纯化的碳酸二烷基酯出口；和单元芳香族醇入口。碳酸二芳基酯反应器包括与纯化的碳酸二烷基酯出口流体连通的纯化的碳酸二烷基酯入口、与碳酸烷基芳基酯反应器的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口、与碳酸二烷基酯纯化单元的单元芳香族醇入口以及任选地与碳酸烷基芳基酯反应器的反应器芳香族醇入口流体连通的芳香族醇出口，和二芳基出口。碳酸烷基芳基酯反应器包括反应器芳香族醇入口、与碳酸二芳基酯反应器的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口、与碳酸二烷基酯纯化单元的烷醇/碳酸二烷基酯入口流体连通的第二烷醇/碳酸二烷基酯出口和碳酸烷基芳基酯出口。
实施方式18：根据实施方式17中任一项的系统，其中芳香族醇出口与反应器芳香族醇入口流体连通。
实施方式19：用于生产碳酸烷基芳基酯的系统，其包括：碳酸二烷基酯反应器、碳酸烷基芳基酯反应器、碳酸二烷基酯纯化单元、碳酸二芳基酯反应器；和芳香族醇分离单元。碳酸二烷基酯反应器包括烷醇入口、碳酸亚烷基酯入口、亚烷基二醇出口和与碳酸二烷基酯纯化单元的碳酸二烷基酯入口流体连通的第一烷醇/碳酸二烷基酯出口。碳酸二烷基酯纯化单元包括碳酸二烷基酯入口、第一纯化的烷醇出口、纯化的碳酸二烷基酯出口；和单元芳香族醇入口。碳酸二芳基酯反应器包括与纯化的碳酸二烷基酯出口流体连通的纯化的碳酸二烷基酯入口、与芳香族醇分离单元的分离入口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口、具有与单元芳香族醇入口流体连通的芳香族出口的芳香族醇分离单元和与反应器芳香族醇入口流体连通的单独的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口，和二芳基出口。碳酸烷基芳基酯反应器包括反应器芳香族醇入口、与碳酸二烷基酯纯化单元的烷醇/碳酸二烷基酯入口流体连通的第二烷醇/碳酸二烷基酯出口和碳酸烷基芳基酯出口。
实施方式20：根据实施方式17-19中任一项的装置，其中碳酸烷基芳基酯出口与碳酸二芳基酯反应器的碳酸烷基芳基酯入口流体连通。
实施方式21：根据实施方式17-20中任一项的系统，其中纯化的烷醇出口与碳酸二烷基酯反应器的烷醇入口流体连通。
一般地，实施方式可以替代地包含(例如，包括)本文所公开的任何适合的组件，或者由或基本由组件组成。另外或者作为另外一种选择，可以配制实施方式以缺少或基本不含在现有技术组合物中使用的或实现实施方式的功能和/或目标所不必需的任何组分、材料、成分、佐剂或物质。
如本文所使用的，微量是基于产物总重量小于0.01wt％的量。本文所公开的所有范围包括终点，并且终点是彼此独立可合并的(例如，“高达25wt％，或者更具体地，5wt％至20wt％”的范围包含终点以及“5wt％至25wt％”的范围内的所有中间值等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，术语“第一”、“第二”等在本文中不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一种元素与另一种元素相区分。除非在本文中另外说明或通过上下文明确矛盾，否则术语“一个”和“”在本文中不表示对量的限制，并且被视为涵盖了单数和复数。除非明确表示，否则“或”表示“和/或”。如本文所使用的后缀“(s)”旨在包括它所修饰的项的单数和复数，借此包含一个或多个项(例如，薄膜(s)包括一个或多个薄膜)。在整个说明书中，提及“一个实施方式”、“另一个实施方式”、“实施方式”等是指结合实施方式所描述的具体元素(例如，特征、结构和/或特性)包含在本文的至少一个实施方式中并且可以或可以不存在于其它实施方式中。另外，应理解元素可以以任何适合的方式结合在多个实施方式中。
尽管已描述了具体实施方式，但是对于申请人或本领域其它技术人员，可以出现目前未预见到或可能未预见到的替代物、修改、改变、改善和大量等价物。因此，如所提交的并且如可以修改的所附权利要求旨在涵盖所有这些替代物、修改、改变、改善和大量等价物。

Claims (20)

1.一种用于生产碳酸烷基芳基酯的方法，包括：
在碳酸二烷基酯反应器中，在第一酯交换催化剂存在下，使碳酸亚烷基酯和烷醇反应，以产生包含碳酸二烷基酯和未反应的烷醇的第一碳酸二烷基酯产物流和包含亚烷基二醇和未反应的烷醇的亚烷基二醇产物流；
在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化所述第一碳酸二烷基酯产物流以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；
在碳酸二芳基酯反应器中，在第二酯交换催化剂存在下，使所述纯化的碳酸二烷基酯流反应，以通过歧化作用产生包含碳酸二芳基酯产物的碳酸二芳基酯产物流，和(i)包含芳香族醇产物的芳香族醇产物流、包含碳酸二烷基酯和烷基芳基醚的第二碳酸二烷基酯产物流，或(ii)包含碳酸二烷基酯、芳香族醇产物和烷基芳基醚的第二碳酸二烷基酯产物流，并且将所述芳香族醇产物与所述第二碳酸二烷基酯产物流分离以产生包含所述芳香族醇产物的芳香族醇产物流；
将一定的量(X wt％)作为芳香族醇产物流的第一部分流导入碳酸二烷基酯纯化单元，并且将一定的量(100wt％-X wt％)作为所述芳香族醇产物流的第二部分流导入碳酸烷基芳基酯反应器，其中X wt％大于0；
在碳酸烷基芳基酯反应器中，在第二酯交换催化剂存在下，使所述第二碳酸二烷基酯产物流、所述第二部分流和第一芳香族醇进料流反应，以产生包含烷醇产物和未反应的碳酸二烷基酯的烷醇产物流，和包含碳酸烷基芳基酯产物和未反应的芳香族醇的碳酸烷基芳基酯产物流；以及
在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化所述烷醇产物流和所述第一部分流以提供纯化的碳酸二烷基酯流和所述第一纯化的烷醇流；其中纯化包括使用芳香族醇提取所述碳酸二烷基酯。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将至少一部分的所述第一纯化的烷醇流导入所述碳酸烷基芳基酯反应器、所述碳酸二烷基酯反应器，或者所述碳酸烷基芳基酯反应器和所述碳酸二烷基酯反应器两者。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在亚烷基二醇纯化单元中纯化所述亚烷基二醇产物流以提供纯化的亚烷基二醇流和第二纯化的烷醇流。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括将所述第二纯化的烷醇流再循环至所述碳酸二烷基酯反应器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括从所述碳酸二芳基酯反应器的中间段除去所述芳香族醇产物流。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述碳酸二烷基酯纯化单元是萃取蒸馏塔。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述碳酸二烷基酯反应器、所述碳酸烷基芳基酯反应器、所述碳酸二芳基酯反应器或包含上述中的至少一种的组合是反应蒸馏塔；或者其中所述碳酸二烷基酯反应器、所述碳酸烷基芳基酯反应器和所述碳酸二芳基酯反应器是反应蒸馏塔。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中
所述碳酸二烷基酯反应器包括第一反应蒸馏塔，所述第一反应蒸馏塔维持在65℃至150℃的温度以及在所述第一反应蒸馏塔的顶部的50至300kPa(表压)的压力，并且所述碳酸烷基芳基酯反应器包括第二反应蒸馏塔，所述第二反应蒸馏塔维持在120℃至270℃的温度以及在所述第二反应蒸馏塔的顶部的200至700kPa(表压)的压力。
9.一种用于生产碳酸烷基芳基酯的方法，所述方法包括：
在碳酸二烷基酯反应蒸馏塔中，在第一酯交换催化剂存在下，使碳酸亚烷基酯和烷醇反应以产生碳酸二烷基酯和未反应的烷醇；
从碳酸二烷基酯反应器回收包含所述碳酸二烷基酯和所述未反应的烷醇的第一碳酸二烷基酯产物流以及包含亚烷基二醇和烷醇的亚烷基二醇产物流，其中所述碳酸二烷基酯反应器包括反应蒸馏塔；
在二烷基纯化单元中纯化所述第一碳酸二烷基酯产物流以提供纯化的碳酸二烷基酯流和第一纯化的烷醇流；
在碳酸二芳基酯反应器中，在第二酯交换催化剂存在下，使所述纯化的碳酸二烷基酯流反应以产生碳酸烷基芳基酯、芳香族醇、烷基芳基醚和未反应的碳酸二烷基酯，其中所述碳酸二芳基酯反应器包括碳酸二芳基酯反应蒸馏塔；
从所述碳酸二芳基酯反应器回收包含所述未反应的碳酸二烷基酯和所述烷基芳基醚的第二碳酸二烷基酯产物流、包含碳酸二芳基酯的碳酸二芳基酯产物流和包含所述芳香族醇的芳香族醇产物流；
将0至100wt％的芳香族醇产物流作为第一部分流导入所述碳酸二烷基酯纯化单元，并且将0至100wt％的所述芳香族醇产物流作为第二部分流导入碳酸烷基芳基酯反应器；
在碳酸烷基芳基酯反应器中，在第二酯交换催化剂存在下，使所述第二碳酸二烷基酯产物流、所述第二部分流和第一芳香族醇进料流反应以产生碳酸烷基芳基酯、烷醇和未反应的碳酸二烷基酯，其中所述碳酸烷基芳基酯反应器包括反应蒸馏塔；
从所述碳酸烷基芳基酯反应器回收包含烷醇和未反应的碳酸二烷基酯的烷醇产物流，和包含碳酸烷基芳基酯的碳酸烷基芳基酯产物流；并且
在碳酸二烷基酯纯化单元中纯化所述烷醇产物流以提供所述纯化的碳酸二烷基酯流和所述第一纯化的烷醇流。
10.根据权利要求11所述的方法，还包括以下至少一项
将所述第一纯化的烷醇流再循环至所述碳酸烷基芳基酯反应器；
将所述第一纯化的烷醇流再循环至所述碳酸二烷基酯反应器；
在亚烷基二醇纯化单元中纯化纯化的亚烷基二醇流以提供纯化的烷烃二醇流和第二纯化的烷醇流，并将所述第二纯化的烷醇流再循环至所述亚烷基二醇纯化单元；和
将所述第二部分流再循环至所述碳酸烷基芳基酯反应器的底部。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在碳酸二芳基酯反应器中使所述碳酸烷基芳基酯产物流反应。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在催化剂存在下，使芳香族二羟基化合物和所述碳酸二芳基酯聚合以产生聚碳酸酯。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述碳酸亚烷基酯包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯或者包括上述中的一种或两者的组合，所述烷醇包括甲醇、乙醇或者包括上述中的一种或两者的组合，所述碳酸二烷基酯包括碳酸二甲基酯、碳酸二乙基酯或者包括上述中的一种或两者的组合，所述芳香族醇包括苯酚，并且所述碳酸烷基芳基酯包括碳酸甲基苯基酯、碳酸乙基苯基酯或者包括上述中的一种或两者的组合。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括将回收的芳香族醇加入到所述第一芳香族醇进料流和第二芳香族醇进料流中的一个或两者中，其中所述回收的芳香族醇回收自熔融聚碳酸酯聚合反应并且包含基于所述回收的芳香族醇总重量的大于或等于99.7wt％的芳香族醇，其中如果所述回收的芳香族醇回收自第二低聚容器、第一聚合容器和第二聚合容器中的一个或多个，则所述方法还包括在所述加入之前纯化所述回收的芳香族醇。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述碳酸二芳基酯产物包含金属化合物，其中所述金属化合物包含小于或等于500ppb的钼；小于或等于33ppb的钒；小于或等于33ppb的铬；小于或等于75ppb的钛；小于或等于375ppb的铌；小于或等于33ppb的镍；小于或等于10ppb的锆；和小于或等于10ppb的铁；所有均基于所述碳酸二芳基酯产物和所述金属化合物的总重量。
16.一种用于生产碳酸烷基芳基酯的系统，包括：碳酸二烷基酯反应器、碳酸烷基芳基酯反应器、碳酸二烷基酯纯化单元和碳酸二芳基酯反应器；
其中所述碳酸二烷基酯反应器包括烷醇入口、碳酸亚烷基酯入口、亚烷基二醇出口和与碳酸二烷基酯纯化单元的碳酸二烷基酯入口流体连通的第一烷醇/碳酸二烷基酯出口，
其中所述碳酸二烷基酯纯化单元包括碳酸二烷基酯入口、第一纯化的烷醇出口、纯化的碳酸二烷基酯出口；和单元芳香族醇入口；
其中所述碳酸二芳基酯反应器包括与所述纯化的碳酸二烷基酯出口流体连通的纯化的碳酸二烷基酯入口、与所述碳酸烷基芳基酯反应器的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口、与所述碳酸二烷基酯纯化单元的所述单元芳香族醇入口以及任选地与所述碳酸烷基芳基酯反应器的反应器芳香族醇入口流体连通的芳香族醇出口、和二芳基出口；以及
其中所述碳酸烷基芳基酯反应器包括所述反应器芳香族醇入口、与所述碳酸二芳基酯反应器的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯入口、与所述碳酸二烷基酯纯化单元的烷醇/碳酸二烷基酯入口流体连通的第二烷醇/碳酸二烷基酯出口、和碳酸烷基芳基酯出口。
17.根据权利要求16中任一项所述的系统，其中所述芳香族醇出口与所述反应器芳香族醇入口流体连通。
18.一种用于生产碳酸烷基芳基酯的系统，包括：碳酸二烷基酯反应器、碳酸烷基芳基酯反应器、碳酸二烷基酯纯化单元、碳酸二芳基酯反应器和芳香族醇分离单元；
其中所述碳酸二烷基酯反应器包括烷醇入口、碳酸亚烷基酯入口、亚烷基二醇出口和与碳酸二烷基酯纯化单元的碳酸二烷基酯入口流体连通的第一烷醇/碳酸二烷基酯出口，
其中所述碳酸二烷基酯纯化单元包括碳酸二烷基酯入口、第一纯化的烷醇出口、纯化的碳酸二烷基酯出口；和单元芳香族醇入口；
其中所述碳酸二芳基酯反应器包括与纯化的碳酸二烷基酯出口流体连通的纯化的碳酸二烷基酯入口、与芳香族醇分离单元的分离入口流体连通的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口、具有与所述单元芳香族醇入口流体连通的芳香族出口和与反应器芳香族醇入口流体连通的单独的烷基芳基醚/碳酸二烷基酯出口的芳香族醇分离单元、和二芳基出口；以及
其中所述碳酸烷基芳基酯反应器包括所述反应器芳香族醇入口、与碳酸二烷基酯纯化单元的烷醇/碳酸二烷基酯入口流体连通的第二烷醇/碳酸二烷基酯出口、和碳酸烷基芳基酯出口。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的装置，其中所述碳酸烷基芳基酯出口与所述碳酸二芳基酯反应器的烷基芳基入口流体连通。
20.根据权利要求16-19中任一项所述的系统，其中所述纯化的烷醇出口与所述碳酸二烷基酯反应器的所述烷醇入口流体连通。
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