JP2007523855A - アルキルアリールエーテル及びジアリールカーボネートの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

エステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとを反応させることでアルキルアリールエーテル及びジアリールカーボネートを連続的に製造するための方法及び装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アルキルアリールエーテル及びジアリールカーボネートを製造するためのエネルギー効率のよい方法及び装置に関する。

ジフェニルカーボネートのようなジアリールカーボネートは、ポリカーボネート樹脂の製造にとって重要な反応物である。ポリカーボネート樹脂の使用が増加しているので、ジアリールカーボネートの効率的な製造がますます重要になってきている。これは、ポリカーボネートがビスフェノール（例えば、ビスフェノールＡ）をジアリールカーボネートと反応させることで製造できるからである。ジアリールカーボネートの製造には、２つの反応段階が関与する。最初に、エステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートが芳香族アルコールと反応してアルキルアリールカーボネート及びアルキルアルコールを生成する。次に、２つのアルキルアリールカーボネート分子が不均化反応を受けて１つのジアリールカーボネート分子及び１つのジアルキルカーボネート分子を生成する。アニソールのようなアルキルアリールエーテルはこのプロセスでの副生物であり、ジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとの反応で生成される。アルキルアリールエーテルは、アルキルアリールカーボネートの脱炭酸反応でも生成される。

ジアリールカーボネートの製造から得られる副生物であるアルキルアリールエーテルは、芳香族アルコール及びジアルキルカーボネートと共にプロセスからパージされる。アルキルアリールエーテルを含むこのパージ流は、ジアルキルカーボネート及び芳香族アルコールを含み得るので、他の合成で使用するには適さないことがある。そのため、ジアリールカーボネート製造プロセスからアルキルアリールエーテルをパージするための方法は存在するものの、エネルギー効率のよいプロセスでジアリールカーボネートと共にアルキルアリールエーテルを共製造するための方法は現在存在していない。
米国特許第４１８２７２６号明細書 米国特許第４４１０４６４号明細書 米国特許第５１６６３９３号明細書 米国特許第５２１０２６８号明細書 米国特許第５４２６２０７号明細書 米国特許第５７０５６７３号明細書 米国特許第５７６０１５６号明細書 米国特許第５８７２２７５号明細書 米国特許第６１６８３８２号明細書 米国特許第６２９４６８２号明細書 米国特許第６２９４６８４号明細書 米国特許第６２９４６８５号明細書 米国特許第６３１５８６８号明細書 米国特許出願公開第２００１／００２１７８６号明細書 欧州特許出願公開第０４６１２７４号明細書 欧州特許出願公開第０７８１７６０号明細書 国際公開第９２／１８４５８号パンフレット 国際公開第０１／４２１８７号パンフレット 特開平０９−０５９２２５号公報

本明細書には、アルキルアリールエーテルの連続製造方法及び装置が開示される。この方法は、第一の反応蒸留塔内においてエステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとを反応させ、第一の反応蒸留塔からジアルキルカーボネート、アルキルアルコール及びアルキルアリールエーテルを含む流れを回収し、精留塔内でアルキルアリールエーテルからジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを分離し、精留塔から実質的に純粋なアルキルアリールエーテルを含む第一の生成物流を回収することを含んでなる。

別の実施形態では、ジアリールカーボネート及びアルキルアリールエーテルの連続製造方法及び装置が、第一の反応蒸留塔内においてエステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとを反応させることを含む。第一の反応蒸留塔から２つの流れ（第一の塔頂流及び第一の塔底流）が回収される。ジアルキルカーボネート、アルキルアルコール及びアルキルアリールエーテルを含む第一の塔頂流は、２つの流れ（第一の分割流及び第二の分割流）に分割される。第一の分割流は第一の精留塔に導入され、第二の分割流は第二の精留塔に導入される。第一の精留塔から２つの流れ（第二の塔頂流及び第三の塔底流）が回収される。第二の塔頂流は、ジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを含んでいる。ジアルキルカーボネート及びアルキルアリールエーテルを含む第三の塔底流の一部又は全部を、第一の反応蒸留塔に再循環させる。第二の精留塔の底部から、実質的に純粋なアルキルアリールエーテルを含む第一の生成物流が回収される。第二の精留塔の頂部から、ジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを含む再循環流を回収し、第一の反応蒸留塔に再循環させる。

アルキルアリールカーボネート、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、芳香族アルコール及びエステル交換反応触媒を含む第一の塔底流は、第二の反応蒸留塔に導入される。第二の反応蒸留塔から、ジアリールカーボネート、アルキルアリールカーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及びアルキルアリールエーテルを含む第二の塔底流が回収され、第三の反応蒸留塔に導入される。第三の反応蒸留塔の底部から、生成したジアリールカーボネートを含む第二の生成物流が回収される。第三の反応蒸留塔の頂部から、芳香族アルコール、ジアルキルカーボネート及びアルキルアリールエーテルを含む第三の塔頂流を回収し、第一の反応蒸留塔に再循環させる。

図面の簡単な説明
図１は、アルキルアリールエーテル及びジアリールカーボネートを製造するための例示的なプロセスの略図を示す。

図２は、アルキルアリールエーテル及びジアリールカーボネートを製造するための例示的なプロセスの別の略図である。

図３は、塔１１０内での還流が流れ１４２中のアニソール純度に及ぼす効果を示している。

本明細書には、アルキルアリールエーテルの連続製造方法及び装置が開示される。この方法は、第一の反応蒸留塔内においてエステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとを反応させ、第一の反応蒸留塔からジアルキルカーボネート、アルキルアルコール及びアルキルアリールエーテルを含む流れを回収し、精留塔内でアルキルアリールエーテルからジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを分離し、精留塔から実質的に純粋なアルキルアリールエーテルを含む第一の生成物流を回収することを含んでなる。本明細書で実質的に純粋とは、約９５重量％以上、好ましくは約９９重量％以上で約１００重量％以下、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内の純度を有することとして定義される。

別の実施形態では、ジアリールカーボネート及びアルキルアリールエーテルの連続製造方法及び装置が、第一の反応蒸留塔内においてエステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとを反応させることを含む。第一の反応蒸留塔から２つの流れ（第一の塔頂流及び第一の塔底流）が回収される。ジアルキルカーボネート、アルキルアルコール及びアルキルアリールエーテルを含む第一の塔頂流は、２つの流れ（第一の分割流及び第二の分割流）に分割される。第一の分割流は第一の精留塔に導入され、第二の分割流は第二の精留塔に導入される。第一の精留塔から２つの流れ（第二の塔頂流及び第三の塔底流）が回収される。第二の塔頂流は、ジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを含んでいる。ジアルキルカーボネート及びアルキルアリールエーテルを含む第三の塔底流の一部又は全部を、第一の反応蒸留塔に再循環させる。第二の精留塔の底部から、実質的に純粋なアルキルアリールエーテルを含む第一の生成物流が回収される。第二の精留塔の頂部から、ジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを含む再循環流を回収し、第一の反応蒸留塔に再循環させる。

第一の反応蒸留塔からアルキルアリールエーテルに富む流れをパージすることは、アルキルアリールエーテルの精製を容易にする。これはまた、反応蒸留塔のリボイラー及び凝縮器に入る流れ中に存在するアルキルアリールエーテルの量が減少するので、本明細書に開示される方法の用役消費量を減少させるためにも役立つ。高い再循環率のアルキルアリールエーテルが反応蒸留塔内の容積を占めると、ジアリールカーボネート生成反応のために利用できる容積が減少する。第一の反応蒸留塔からアルキルアリールエーテルをパージすることは、下流の反応蒸留塔内でジアリールカーボネート生成のために利用できる容積の増加を容易にする。

アルキルアリールカーボネート、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、芳香族アルコール及びエステル交換反応触媒を含む第一の塔底流は、第二の反応蒸留塔に導入される。第二の反応蒸留塔から、ジアリールカーボネート、アルキルアリールカーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及びアルキルアリールエーテルを含む第二の塔底流が回収され、第三の反応蒸留塔に導入される。第三の反応蒸留塔の底部から、生成したジアリールカーボネートを含む第二の生成物流が回収される。第三の反応蒸留塔の頂部から、芳香族アルコール、ジアルキルカーボネート及びアルキルアリールエーテルを含む第三の塔頂流を回収し、第一の反応蒸留塔に再循環させる。

開示される方法は、ジアリールカーボネート及びアルキルアリールエーテルの共製造を達成するための、エネルギー効率のよい一連の物質及びエネルギー統合プロセスを構成する。

主たる反応は以下のように例示される。ジアリールカーボネートの製造には、２つの反応段階が関与する。最初に、エステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートが芳香族アルコールと反応してアルキルアリールカーボネート及びアルキルアルコールを生成する。次に、２つのアルキルアリールカーボネート分子が不均化反応を受けて１つのジアリールカーボネート分子及び１つのジアルキルカーボネート分子を生成する。反応（１）は低い反応平衡定数を有していて、制限反応物の転化は完全でなく、多量のジアルキルカーボネート及び芳香族アルコールの再循環をもたらす。

ジアルキルカーボネートは、下記の一般式（Ｉ）で記述することができる。

式中、Ｒ^１は１〜約３０の炭素原子を有するアルキル基であり、各Ｒ^１は独立にアルキル基である。さらに明確には、各々のアルキル基は同一のものでも相異なるものでもよい。

Ｒ^１の具体例には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基及びデシル基のようなアルキル基がある。本反応で有用である好適なジアルキルカーボネートには、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチメプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、プロピルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ブチルペンチルカーボネート、ジペンチルカーボネート、ペンチルヘキシルカーボネート、ジヘキシルカーボネート、ヘキシルヘプチルカーボネート、ジヘプチルカーボネート、ヘプチルオクチルカーボネート、ジオクチルカーボネート、オクチルノニルカーボネート、ジノニルカーボネート、ノニルデシルカーボネート及びジデシルカーボネートがある。好ましいジアルキルカーボネートはジメチルカーボネートである。

芳香族カーボネートを製造するために使用される芳香族アルコール化合物は、下記の一般式（II）で記述される。

式中、Ａｒは置換基を有していてもよい一価芳香族基である。

かかる芳香族アルコールの例には、フェノール並びにクレゾール、キシレノール、トリメチルフェノール、テトラメチルフェノール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、ジエチルフェノール、メチルエチルフェノール、メチルプロピルフェノール、ジプロピルフェノール、メチルブチルフェノール、ペンチルフェノール、ヘキシルフェノール及びシクロヘキシルフェノールのようなアルキルフェノールがある。好ましい芳香族アルコールはフェノールである。

反応（Ｉ）によって得ることができるアルキルアリールカーボネートの具体例には、メチルフェニルカーボネート、エチルフェニルカーボネート、プロピルフェニルカーボネート、アリルフェニルカーボネート、ブチルフェニルカーボネート、ペンチルフェニルカーボネート、ヘキシルフェニルカーボネート、ヘプチルフェニルカーボネート、オクチルトリルカーボネート、ノニル（エチルフェニル）カーボネート、デシル（ブチルフェニル）カーボネート、メチルトリルカーボネート、エチルトリルカーボネート、プロピルトリルカーボネート、ブチルトリルカーボネート、アリルトリルカーボネート、エチルキシリルカーボネート、メチル（トリメチルフェニル）カーボネート、メチル（クロロフェニル）カーボネート、メチル（ニトロフェニル）カーボネート、メチル（メトキシフェニル）カーボネート、メチルクミルカーボネート、メチル（ナフチル）カーボネート、メチル（ピリジル）カーボネート、エチルクミルカーボネート、メチル（ベンゾイルフェニル）カーボネート、エチルキシリルカーボネート、ベンジルキシリルカーボネート、メチル（ヒドロキシフェニル）カーボネート、エチル（ヒドロキシフェニル）カーボネート、メトキシカルボニルオキシビフェニル、メチル（ヒドロキシビフェニル）カーボネート、メチル２−（ヒドロキシフェニル）プロピルフェニルカーボネート及びエチル２−（ヒドロキシフェニル）プロピルフェニルカーボネートがある。

好ましい部類のエステル交換反応触媒には、チタンテトラフェノキシド（Ｔｉ(ＯＰｈ)_４）及び四塩化チタンのようなチタン化合物、有機スズ化合物、並びに銅、鉛、亜鉛、鉄及びジルコニウムの化合物がある。

ジアリールカーボネートの製造プロセスでは、ジアルキルカーボネートが芳香族アルコールと反応する場合にアルキルアリールエーテルが生成することを示す反応（３）のような副反応が起こる。反応（４）はアルキルアリールエーテルを生成するための別の経路を示しており、この場合にはアルキルアリールカーボネートが脱炭酸してアルキルアリールエーテルを生成する。これらの反応で生成するアルキルアリールエーテルは、製造プロセスの定常運転を行うと共に、再循環流中への不要の蓄積を回避するため、ジアリールカーボネート製造プロセスからパージされる。アニソールのようなアルキルアリールエーテルは、反応（３）に示すようなジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとの反応の副生物である。アニソールは、通常、ジメチルカーボネートとフェノールとの反応の副生物である。

図１及び図２は、ジアリールカーボネート及びアルキルアリールエーテルの共製造のための例示的装置の略図を示している。例示的な実施形態であるこれらの図中では、類似の構成要素には同じ番号が付けられている。かかる装置は、５つの塔１１０、１２４、１３８、１１６及び１４６並びに番号１００〜１４８で示すような各種の供給原料流、生成物流及び再循環流を含んでいる。各々の流れに関する流れの方向は、図１及び図２中に示されている。本構成を特定の設備に適合させる際に各種の弁、ヒーター及び他の部品を含めることができ、かかる部品を含めることは当技術の範囲内にある。

塔１１０、１２４及び１３８は反応蒸留塔である。反応蒸留塔が好ましいが、アルキルアリールエーテルを生成する反応は任意のバッチ反応器又は連続反応器で行うことができる。反応蒸留塔の各々は、化学反応が起こる下部反応セクションと上部精留セクションとを有している。このようなタイプの塔の構造は当技術分野で公知である。一般に、塔の反応セクション及び精留セクションには、配列充填物、不規則充填物又は固定内部部品が設けられている。塔１１０は、約１０〜約８０、さらに好ましくは約１５〜約６０、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内の理論蒸留段を有している。

アルキルアリールエーテルを生成する副反応はすべての反応蒸留塔内で起こるが、最大量のアルキルアリールエーテルはアルキルアリールカーボネートを生成する第一の反応蒸留塔内で生じる。図１に示すような一実施形態では、第一の反応蒸留塔１１０から抜き出される塔頂流１１２は２つの流れ１１２ａ及び１１２ｂに分割される。流れ１１２ｂは、アルキルアリールエーテルを精製するため第二の精留塔１４６に送られる。図２に示すような別の実施形態では、第一の反応蒸留塔１１０から側流１１２ｃが抜き出される。流れ１１２ｃは、アルキルアリールエーテルを精製するため第二の精留塔１４６に送られる。流れ１１２ｂ及び１１２ｃは、アルキルアルコール及びジアルキルカーボネートと共に、約２５重量％以下のアルキルアリールエーテルを含み得る。

脱炭酸反応（４）は、芳香族アルコールの存在下で有利に進行する。アルキルアリールカーボネートに富むいずれの流れ中でも、適当な反応条件下では脱炭酸経路によってアルキルアリールエーテルが生成し得る。

図２に示すような一実施形態では、第一の反応蒸留塔からのアルキルアリールエーテルに富む流れ１１２ｃを、塔内への供給原料の位置より上方の位置で抜き出すことができる。好ましい実施形態では、供給原料流１０６の位置は反応蒸留塔１１０の反応セクションより上方にある。塔１１０は、アルキルアリールエーテルに富む側流中で芳香族アルコールの濃度が低下するような条件下で運転される。これは、芳香族アルコールの存在が第二の精留塔１４６内でのアルキルアリールエーテルの精製に影響を及ぼすことがあるからである。側流１１２ｃ中での芳香族アルコールの濃度を低下させるため、反応蒸留塔は高い還流流量で運転される。芳香族アルコールの濃度は塔の高さに沿って減少し、塔の頂部では濃度を無視できる。しかし、アルキルアリールエーテルの濃度も塔の高さに沿って減少する。そこで、アルキルアリールエーテルに富む流れを抜き出すためには、アルキルアリールエーテルの濃度が高いと共に、芳香族アルコールの濃度がアルキルアリールエーテルの精製に影響を及ぼすほどに高くない最適の位置が選択される。

塔１１６及び１４６は精留塔である。これらの塔は、同時に起こる化学反応を推進することなく、沸点に基づいて物質の分離を行うためのものである。このようなタイプの塔の構造は当技術分野で公知である。

出発原料は流れ１０６及び１０８を通して塔１１０に導入される。流れ１０６は、主として芳香族アルコール（新鮮なもの又は再循環させたもの）からなる流れ１００と、芳香族アルコール及びエステル交換反応触媒を含む流れ１０２との組合せである。任意には、流れ１０６は、流れ１４４を通して反応蒸留塔１３８から再循環させるアルキルアルコール、アルキルカーボネート及び副反応生成物も含み得る。流れ１００は、必要に応じて新鮮なエステル交換反応触媒を添加し得る新鮮エステル交換反応触媒流でさらに増量することもできる。

流れ１０８は、アルキルアルコール及びジアルキルカーボネートを含む流れ１０４と、ジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及びアルキルアリールエーテルを含む再循環流１３２との混合物である。

流れ１０８は、塔１１０の底部セクション、好ましくはリボイラーに供給される。使用するリボイラーのタイプに応じ、この流れは液体又は蒸気であり得る。例えば、外部リボイラー（例えば、釜型リボイラー）を使用するならば、流れ１０８は蒸気として塔１１０に流入する。流れ１０６は、反応蒸留セクションの頂部又はその付近の位置で、塔１１０の中央セクションに液体として供給される。流れ１０６及び１０８の供給量は、ジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとのモル比が約０．５〜約１０、好ましくは約０．５〜約５、最も好ましくは約１〜約３、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内にあるようなものである。ジアルキルカーボネートは反応物及びストリッピング剤の両方として役立つと共に、エステル交換反応で生成するアルキルアルコールの除去を容易にするので、流れ１０８を通してジアルキルカーボネートを過剰に供給することが特に有利である。上記の除去は、塔１１０内でのアルキルアリールカーボネートの生成速度を高める。塔１１０内でのエステル交換反応は、約１００〜約３００℃、好ましくは約１３０〜約２５０℃、最も好ましくは約１４０〜約２２０℃、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内の温度で実施される。本明細書に記載されるすべての圧力は絶対圧である。塔１１０の運転圧力は、約５０００〜約２００００００パスカル（Ｐａ）、好ましくは約５００００〜約１００００００Ｐａ、最も好ましくは約３０００００〜約７０００００Ｐａ、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内にある。

一実施形態では、反応生成物及び未反応の出発原料は、流れ１１２及び１１４を通して図１に示すような塔１１０から取り出される。塔１１０の頂部から抜き出される流れ１１２は、未反応のジアルキルカーボネート、アルキルアルコール、及びエステル交換反応で生成したアルキルアリールエーテルを含んでいる。流れ１１２は２つの流れ１１２ａ及び１１２ｂに分割される。流れ１１２ａは、処理及び回収のため精留塔１１６に送られる。流れ１１２ｂは、アルキルアリールエーテルをさらに精製するため精留塔１４６に送られる。一実施形態では、流れ１１２を分割するためにスプリッターを使用できる。

別の実施形態では、反応生成物及び未反応の出発原料は、流れ１１２、１１２ｃ及び１１４を通して図２に示すような塔１１０から取り出される。塔１１２の頂部から抜き出される流れ１１２は、未反応のジアルキルカーボネート、アルキルアルコール、及びエステル交換反応で生成したアルキルアリールエーテルを含んでいる。この流れは、処理及び回収のため精留塔１１６に送られる。流れ１１２ｃは、塔の側部から抜き出される。この流れは、アルキルアリールエーテル、ジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを含んでいる。流れ１１２ｃは、アルキルアリールエーテルをさらに精製するため精留塔１４６に送られる。

塔１４６には、約３以上、好ましくは約５〜約５０、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内の理論蒸留段を得るため、配列充填物、不規則充填物又は固定内部部品が設けられている。塔１４６内の温度は、約５０〜約２５０℃、好ましくは約５０〜約２００℃、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内にある。塔１４６内の圧力は、約１００００〜約１００００００Ｐａ、好ましくは約５００００〜約２０００００Ｐａ、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内にある。

塔１４６は、アルキルアリールエーテルからジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを分離して実質的に純粋なアルキルアリールエーテルを生成し、これは流れ１４２を通して排出される。回収されたジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールは、流れ１４０を通して塔１１６に戻される。流れ１４０は、蒸気の状態で塔１１６に直接供給できる。図１に示すような一実施形態では、流れ１４０は流れ１１２ａと併合できる。図２に示すような別の実施形態では、流れ１４０は流れ１１２と併合できる。

塔１１０の底部付近から抜き出される流れ１１４は、塔１１０内で生成されるアルキルアリールカーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族アルコール、アルキルアリールエーテル及びエステル交換反応触媒を含んでいる。流れ１１４は、第二の反応蒸留塔１２４に送られる。一実施形態では、流れ１１４はさらにジアリールカーボネートを含み得る。

塔１２４は、下部反応セクション及び上部精留セクションを有している。この塔は、アルキルアリールカーボネートからジアリールカーボネート及びジアルキルカーボネートへの不均化を促進すると同時に、反応混合物からジアルキルカーボネートを分離する。

塔１２４の反応セクション及び精留セクションの各々には、約１〜約５０、好ましくは約５〜約２０、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内の理論蒸留段を得るため、配列充填物、不規則充填物又は固定内部部品が設けられている。塔１２４内の温度は、約５０〜約３００℃、好ましくは約６０〜約２８０℃、最も好ましくは約１００〜約２５０℃、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内にある。

塔１２４内の圧力は、約５０００〜約１００００００Ｐａ、好ましくは約２００００〜約５０００００Ｐａ、最も好ましくは約１０００００〜約３０００００Ｐａ、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内に維持される。塔１２４の圧力を塔１１０の圧力より低く維持することが好ましい。これは流れ１１４の断熱フラッシュをもたらし、したがって塔１２４内の反応混合物からのジアルキルカーボネートの分離を容易にする。また、統合のために塔１２４の圧力を塔１１６の圧力よりわずかに高く維持することも好ましい。

塔１２４は、流れ１１４を通して塔に流入するジアルキルカーボネートが反応混合物から分離され、したがって反応セクションで起こる不均化反応の速度を高めるようにして運転される。塔１２４は塔１１６用のリボイラーとして利用することもでき、この場合には２つの塔が図１に示すように流れ１２０及び１２２で連結される。この場合には、このような構成にある塔１１６へのアルキルアリールカーボネートのキャリオーバーを回避するように注意すべきである。これは、流れ１３２を通して塔１１０へのアルキルアリールカーボネートの再循環をもたらすことがあるからである。アルキルアリールカーボネート及びアルキルアルコールの再循環は、塔１１０内の組成を出発原料の方向に進め、したがって塔１１０内でのアルキルアリールカーボネートの正味生成速度を低下させる。かくして、塔１２４及び１１６は、流れ１２０（存在する場合）が精留塔１１６から還流する液相中にジアルキルカーボネート及びアルキルアリールエーテルを含むようにして運転される。

精留塔１１６は、プロセス中で生成するジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールの混合物を含む塔頂副生物流１２８を生じる。一実施形態では、塔頂副生物流１２８はジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールの共沸混合物を含み、これを凝縮させてから、さらに精製することなしに相補的なジアルキルカーボネート製造プロセス用の供給原料流として再使用できる。

塔１１６には、約３以上、好ましくは約５〜約５０、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内の理論蒸留段を得るため、配列充填物、不規則充填物又は固定内部部品が設けられている。塔１１６内の温度は、約１０〜約２００℃、好ましくは約５０〜約１５０℃、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内にある。塔１１６内の圧力は、約１００００〜約１００００００Ｐａ、好ましくは約５００００〜約２０００００Ｐａ、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内にある。

塔１１６と物質交換を行う流れ１２０及び１２２に加えて、流れ１３４を通して塔１２４から物質が流出する。

流れ１３４は、塔１２４内で生成したジアリールカーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族アルコール、アルキルアリールカーボネート、アルキルアリールエーテル及びエステル交換反応触媒を含んでいる。流れ１３４は反応蒸留塔１３８に供給されるが、これには配列充填物、不規則充填物又は固定内部部品が設けられている。塔１３８は、約５〜約８０、さらに好ましくは約２０〜約６０、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内の理論蒸留段を有している。

塔１３８は、反応を所望のジアリールカーボネート生成物に向けてさらに進めると共に、好ましくは再循環のために他の物質を分離するように運転される。塔１３８からは２つの流れが取り出される。第一のものは、ジアリールカーボネート、エステル交換反応触媒、アルキルアリールカーボネート及び高沸点副生物を含む塔底流１４８である。好ましくは、この生成物流は、ジアリールカーボネートの追加の精製が所望されるならばさらに蒸留される。開示した方法で生成されるジアリールカーボネートは、ポリカーボネート製造のためにビスフェノール（例えば、ビスフェノールＡ）と反応させることができる。

第二の流れ１４４は塔１３８の頂部から取り出され、未反応の芳香族アルコール、ジアルキルカーボネート及びアルキルアリールエーテルを含んでいる。流れ１４４は、好ましくは再循環させることで流れ１０６の一部を構成する。

塔１３８は、約１００〜約３００℃、好ましくは約１００〜約２５０℃、最も好ましくは約１４０〜約２００℃、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内の温度で運転される。塔内の圧力は、約１０００〜約３０００００Ｐａ、好ましくは約５０００〜約１０００００Ｐａ、最も好ましくは約１００００〜約４００００Ｐａ、及びこれらの間のあらゆる部分範囲内にある。

上述のプロセスの範囲内では、いくつかの変形が可能である。例えば、流れ１２０及び１２２を通して塔１１６及び１２４を相互連結することは既に記載した。

さらに、流れ１２６を通してアルキルアリールカーボネートを含む流れを追加することで、流れ１３４を増量して流れ１３６を形成することができる。一実施形態では、塔１１０の頂部に部分凝縮器を連結することができる。部分凝縮器は、塔１００から抜き出された塔頂流の一部を凝縮し、還流として塔に戻す。塔頂流の残部は、蒸気の状態で塔１１６に供給できる。

材料を導入すべき位置は塔内に維持されている条件に依存するので、当業者であれば、塔の頂部、中央部又は底部にあるとして上述した各種の流れは必然的に相対的用語であることが理解されよう。例えば、塔の底部に流入する流れは、実際には液だめより上方にある若干の段に流入することができ、塔の頂部に流入する流れは、最上段より下方にある若干の段に流入することができる。そうではあるが、これらの用語は各種の塔及び流れの一般的な方位を定義するために含まれている。

上述した方法及び装置は、ジアリールカーボネート及びアルキルアリールエーテルを工業的規模で効率よく共製造することを可能にする。

以下の非限定的実施例に関し、本明細書に開示した方法をさらに例示する。

例１
図１に示すようなプロセスを表すＡｓｐｅｎモデルを作成し、Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ １１．１シミュレーションソフトウェアを用いて実行し、その結果を表１中に示す。この場合には、チタンテトラフェノキシドの存在下でジメチルカーボネート及びフェノールを反応物として使用してジフェニルカーボネート及びアニソールを製造した。ジメチルカーボネートとフェノールとの供給モル比を２．５としてシミュレーションを実行した。

例２
図２に示すようなプロセスを表すＡｓｐｅｎモデルを作成し、Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ １１．１シミュレーションソフトウェアを用いて実行し、その結果を表１中に示す。ジメチルカーボネートとフェノールとの供給モル比は、例１の場合と同じであった。

例３〜１７
例１の作業条件を保ちながら、塔１１０での還流比を０．８３から１．０まで変化させてＡｓｐｅｎモデルを実行した。塔１１０での還流比を変化させることで得られた流れ１４２中のアニソール純度（重量％）を示す結果を表２中に示す。図３にも、表２中のデータをグラフで示してある。これは、還流比を増大させると流れ１４２中のアニソール純度が高まることを示している。

例１８
第二の反応蒸留塔の側部からアニソールに富む流れを抜き出す構成に基づいてＡｓｐｅｎモデルフローシートを作成することで比較例を実施した。他の作業条件はすべて、例１及び２の場合と同じであった。結果は、図１及び図２に示すような開示方法のプロセスオプションのいずれにおいても、流れ１４２中のアニソール純度は同様な作業条件下で第二の反応蒸留塔の側部からアニソールに富む流れを抜き出すことで得られるものより高いことを示している。さらに、すべてのプロセスのＡｓｐｅｎシミュレーションモデルで予測した蒸気消費量の比較結果も図１中に示してある。第二の反応蒸留塔の側部からアニソールに富む流れを抜き出した比較例１８は、生成するジフェニルカーボネート１トン当たり５．４０トンの最大蒸気消費量を示すのに対し、図１及び図２の２つの実施形態で示した開示方法は、生成するジフェニルカーボネート１トン当たり５．２０トン及び５．１０トンの蒸気消費量をそれぞれ示している。

本明細書で引用したすべての特許の開示内容は、援用によって本明細書の内容の一部をなす。

以上、好ましい実施形態に関して本発明を説明してきたが、当業者であれば、本発明の技術的範囲から逸脱することなしに様々な変更及び同等物による構成要素の置換を行い得ることが理解されよう。加えて、本発明の本質的範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために多くの修正を行うことができる。したがって、本発明は本発明を実施するために想定される最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるのではなく、特許請求の範囲内に含まれるすべての実施形態を包含するものである。

アルキルアリールエーテル及びジアリールカーボネートを製造するための例示的なプロセスの略図を示す。 アルキルアリールエーテル及びジアリールカーボネートを製造するための例示的なプロセスの別の略図である。 塔１１０内での還流が流れ１４２中のアニソール純度に及ぼす効果を示している。

符号の説明

１１０ 第一の反応蒸留塔
１１２ 第一の塔頂流又は第一の移送流
１１２ａ 第一の分割流
１１２ｂ 第二の分割流
１１２ｃ 第二の移送流
１１４ 第一の塔底流又は第二の移送流又は第三の移送流
１１６ 第一の精留塔
１１８ 第三の塔底流
１２２ 第三の移送流
１２４ 第二の反応蒸留塔
１２８ 第二の塔頂流
１３２ 第二の再循環流
１３４ 第二の塔底流又は第四の塔底流
１３８ 第三の反応蒸留塔
１４０ 第三の塔頂流又は再循環流
１４２ 第一の生成物流
１４４ 第一の再循環流
１４６ 第二の精留塔
１４８ 第二の生成物流

Claims (13)

1. アルキルアリールエーテルの連続製造方法であって、
   第一の反応蒸留塔内においてエステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとを反応させ、
   第一の反応蒸留塔からジアルキルカーボネート、アルキルアルコール及びアルキルアリールエーテルを含む流れを回収し、
   精留塔内で流れ中のアルキルアリールエーテルをジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールから分離し、
   精留塔から実質的に純粋なアルキルアリールエーテルを含む生成物流を回収する
   ことを含んでなる方法。
2. 流れが第一の反応蒸留塔の頂部又は側部から抜き出される、請求項１記載の方法。
3. 第一の反応蒸留塔が約１００〜約３００℃の温度及び約５０００〜約２００００００パスカルの圧力に維持される、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
4. 精留塔が約５０〜約１５０℃の温度及び約５００００〜約２０００００パスカルの圧力に維持される、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
5. 生成物流が約９５重量％以上のアルキルアリールエーテルを含む、請求項１記載の方法。
6. ジアリールカーボネート及びアルキルアリールエーテルの連続製造方法であって、
   第一の反応蒸留塔１１０内においてエステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとを反応させ、
   第一の反応蒸留塔からジアルキルカーボネート、アルキルアルコール及びアルキルアリールエーテルを含む第一の塔頂流１１２を回収し、
   第一の塔頂流を第一の分割流１１２ａ及び第二の分割流１１２ｂに分割し、
   第一の反応蒸留塔からアルキルアリールカーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族アルコール、アルキルアリールエーテル及びエステル交換反応触媒を含む第一の塔底流１１４を回収し、
   第一の塔底流を第二の反応蒸留塔１２４に導入し、
   第二の反応蒸留塔からジアリールカーボネート、アルキルアリールカーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及びエステル交換反応触媒を含む第二の塔底流１３４を回収し、
   第二の分割流１１２ｂを第二の精留塔１４６に導入して、ジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールをアルキルアリールエーテルから分離すると共に、ジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを第一の精留塔１１６に再循環させ、
   第一の分割流を第一の精留塔に導入し、
   第一の精留塔から、ジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールを含む第二の塔頂流１２８と、ジアルキルカーボネートを含む第三の塔底流１１８とを回収すると共に、第三の塔底流の一部を第一の反応蒸留塔に再循環させ、
   第二の精留塔の底部から実質的に純粋なアルキルアリールエーテルを含む第一の生成物流１４２を回収し、
   第二の塔底流を第三の反応蒸留塔１３８に導入し、
   第三の反応蒸留塔の底部から得られる、ジアリールカーボネートを含む第二の生成物流１４８と、芳香族アルコール、ジアルキルカーボネート及びアルキルアリールエーテルを含む第三の塔頂流１４０とを回収し、
   第三の塔頂流を第一の反応蒸留塔に再循環させる
   ことを含んでなる方法。
7. 第二の反応蒸留塔が約５０〜約３００℃の温度及び約５０００〜約１００００００パスカルの圧力に維持される、請求項６記載の方法。
8. 第三の反応蒸留塔が約１００〜約３００℃の温度及び約１０００〜約３０００００パスカルの圧力に維持される、請求項６又は７記載の方法。
9. 第二の反応蒸留塔が第二の反応蒸留塔内の圧力より低い圧力に維持される、請求項６〜８記載の方法。
10. 第一の塔頂流が部分凝縮器に導入される、請求項６〜９記載の方法。
11. 第一及び第二の反応蒸留塔、第一及び第二の精留塔、並びに反応物流及び生成物流を輸送するための複数の流れを含んでなる、実質的に純粋なアルキルアリールエーテルの連続製造装置であって、
    第一の反応蒸留塔１１０は入力流並びに第一、第二及び第三の移送流に連結されていて、第一の移送流１１２は第一の反応蒸留塔の頂部から第一の精留塔１１６に流れており、第二の移送流１１２ｃは第一の反応蒸留塔の側部から第二の精留塔１４６に流れており、第三の移送流１１４は第一の反応蒸留塔の底部から第二の反応蒸留塔１２４に流れており、
    第二の精留塔１４６は、アルキルアリールエーテルを回収するために底部から流れる生成物流１４２、及び頂部から第一の精留塔に流れる再循環流１４０に連結されている、装置。
12. 第一の反応蒸留塔１１０、第二の反応蒸留塔１２４及び第三の反応蒸留塔１３８、第一の精留塔１１６及び第二の精留塔１４６、スプリッター、並びに反応物流及び生成物流を輸送するための複数の流れを含んでなる、ジアリールカーボネート及びアルキルアリールエーテルの連続製造装置であって、
    第一の反応蒸留塔は反応物を導入するための入力流並びに第一の移送流１１２及び第二の移送流１１４に連結されていて、第一の移送流は第一の反応蒸留塔の頂部からスプリッターに流れており、第二の移送流は第一の反応蒸留塔の底部から第二の反応蒸留塔１２４に流れており、
    スプリッターは第一の分割流１１２ａ及び第二の分割流１１２ｂに連結されていて、第一の分割流はスプリッターから第一の精留塔１１６に流れており、第二の分割流はスプリッターから第二の精留塔１４６に流れており、
    第二の反応蒸留塔１２４は第三及び第四の移送流に連結されていて、第三の移送流１２２は第二の反応蒸留塔の頂部から第一の精留塔の底部に流れており、第四の移送流１３４は第二の反応蒸留塔の底部から第三の反応蒸留塔１３８に流れており、
    第三の反応蒸留塔は、第三の反応蒸留塔の底部からジアリールカーボネート生成物を得るための第二の生成物流１４８、及び第三の反応蒸留塔の頂部から第一の反応蒸留塔に流れる第一の再循環流１４４に連結されており、
    第一の精留塔１１６は、第一の精留塔の頂部からジアルキルカーボネート／アルキルアルコール混合物を得るための第三の生成物流１２８、及び第一の精留塔の底部から第一の反応蒸留塔の底部に流れる第二の再循環流１３２に連結されており、
    第二の精留塔は、第二の精留塔の底部からアルキルアリールエーテルを回収するための第一の生成物流１４２、及び第二の精留塔の底部から第一の精留塔の中央部に流れる第三の再循環流１４０に連結されている、装置。
13. ビスフェノールをジアリールカーボネートと反応させることからなる、ポリカーボネート及び実質的に純粋なアルキルアリールエーテルの製造方法であって、ジアリールカーボネート及びアルキルアリールエーテルが、
    第一の反応蒸留塔内においてエステル交換反応触媒の存在下でジアルキルカーボネートと芳香族アルコールとを反応させ、
    第一の反応蒸留塔からジアルキルカーボネート、アルキルアルコール及びアルキルアリールエーテルを含む流れを回収し、
    精留塔内で流れ中のアルキルアリールエーテルをジアルキルカーボネート及びアルキルアルコールから分離し、
    精留塔から実質的に純粋なアルキルアリールエーテルを含む生成物流を回収する
    ことによって製造される、方法。

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