JP3846926B2

JP3846926B2 - 芳香族カーボネートの連続的製造方法

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Publication number: JP3846926B2
Application number: JP34151095A
Authority: JP
Inventors: 木哲猪; 山良夫元; 中通雄田; 野一豊宇
Original assignee: 日本ジーイープラスチックス株式会社
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2015-12-27
Also published as: DE69623429D1; EP0781760B1; JPH09176094A; EP0781760A1; ES2182955T3; CN1157813A; SG87749A1; DE69623429T2

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、芳香族カーボネートの連続的製造方法に関し、さらに詳しくはジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とから芳香族カーボネートを連続的に効率よく製造することができるような芳香族カーボネートの連続的製造方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
ジフェニルカーボネート（ＤＰＣ）は、ポリカーボネート製造用原料などとして工業的に有用な化合物であり、ジフェニルカーボネートを生産性よく製造することは工業的価値がある。
【０００３】
従来よりこのようなジフェニルカーボネートは、ジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させることにより得られることが知られている。
たとえばジメチルカーボネートとフェノールとを反応させると、下記のようにメチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート、またはこれらの混合物が得られる。
【０００４】
【化１】

【０００５】
しかしながら上記のような反応は、いずれも平衡反応であって、この反応が原系に偏っており、しかも反応速度が遅いという問題点があった。
このような問題点を解決するものとして、たとえば反応速度を高めうる触媒が種々提案されている。
【０００６】
また反応により副生されるメチルアルコールなどのアルコール類を、原料、生成物または溶媒から分離留去して反応を生成系側に進行させる試みもなされており、蒸留塔が付設された反応器を用いることも知られている。
【０００７】
さらに特開平３−２９１２５７号公報には、連続多段蒸留塔を用い、反応により副生されるアルコール類などを蒸留によって連続的に抜き出して反応を生成系側に進行させながら反応生成物を連続的に抜き出して芳香族カーボネートを連続的に製造する方法が提案されている。
【０００８】
ところで上記のような芳香族カーボネートの連続的製造方法では、反応生成物、副生アルコール以外にも、未反応原料（反応により副生されるジアルキルカーボネートも含む）、触媒、溶媒なども反応装置から回収されるので、これら特に未反応原料を再び反応系に循環させれば芳香族カーボネートの連続的製造方法を効率よく実施することができる。
【０００９】
本発明者は、このような芳香族カーボネートの連続的製造方法について研究したところ、回収された未反応原料を反応系に循環させながら連続運転を行なうと、芳香族カーボネートの生産効率が低下してしまうことを見出した。本発明者は、この原因についてさらに検討したところジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物との反応では、低選択率ではあるがアニソールなどのアルキル芳香族エーテルが副生され、このアルキル芳香族エーテルが、未反応原料を反応系に循環させて連続運転を行なうことによって反応器内に蓄積されてしまい反応器の有効容積を低下させてしまうことに原因があることを見出した。そしてこのような知見に基づいて反応装置から抜き出された未反応原料からアルキル芳香族エーテルを分離除去した後、未反応原料を反応系に循環させることによって芳香族カーボネートの連続製造方法を効率よく行なうことができることを見出して本発明を完成するに至った。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は、上記のような研究に基づいてなされたものであり、ジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させて、芳香族カーボネートを効率よく連続的に製造しうる方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【発明の概要】
本発明に係る芳香族カーボネートの連続的製造方法は、
反応装置内において、触媒の存在下にジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させ、
反応装置から、反応により生成される芳香族カーボネート、副生されるアルコール類、ジアルキルカーボネートおよび芳香族ヒドロキシ化合物を連続的に抜き出すとともにジア
ルキルカーボネートおよび芳香族ヒドロキシ化合物を回収して反応系に循環させて芳香族カーボネートを連続的に製造するに際して、
［Ｉ］反応装置上部から抜き出された副生アルコール類、ジアルキルカーボネートおよび反応装置で副生されるアルキル芳香族エーテルを含む反応混合物から第１の蒸留装置により副生アルコール類を分離する工程、および副生アルコール類が除去された反応混合物から第２の蒸留装置によりアルキル芳香族エーテルを除去し、得られたジアルキルカーボネートを反応系に循環させる工程を含む精製循環工程、
および
［II］反応装置下部から抜き出された芳香族カーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族ヒドロキシ化合物および反応装置で副生されるアルキル芳香族エーテルを含む反応混合物を蒸留して芳香族カーボネートを蒸留塔底部から分離するとともに、蒸留塔上部から得られた反応混合物からアルキル芳香族エーテルを分離除去し、得られたジアルキルカーボネートおよび／または芳香族ヒドロキシ化合物を反応系に循環させる精製循環工程、
のうち少なくとも１つの精製循環工程を行うことを特徴としている。
【００１２】
本発明では、芳香族カーボネートは、アルキルアリールカーボネート、ジアリールカーボネート、またはこれらの混合物である。
ジアルキルカーボネートは、ジメチルカーボネートまたはジエチルカーボネートであることが好ましい。
【００１３】
芳香族ヒドロキシ化合物は、フェノール、m-および／またはp-クレゾールであることが好ましい。
アルキル芳香族エーテルの代表例は、アニソールである。
【００１４】
本発明では、上記のような芳香族カーボネートの連続的製造方法において、
反応装置を２基用い、
第１の反応装置において、触媒の存在下にジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させて芳香族カーボネートとしてアルキルアリールカーボネートを生成させ、
次いで第２の反応装置において、第１の反応装置で得られたアルキルアリールカーボネートを反応させるか、アルキルアリールカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させて芳香族カーボネートとしてジアリールカーボネートを生成させることが好ましい。
【００１５】
【発明の具体的説明】
本発明に係る芳香族カーボネートの連続的製造方法は、
反応装置内において、触媒の存在下にジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させ、
反応装置から、反応により生成される芳香族カーボネート、副生されるアルコール類、ジアルキルカーボネートおよび芳香族ヒドロキシ化合物を連続的に抜き出すとともにジアルキルカーボネートおよび芳香族ヒドロキシ化合物を回収して反応系に循環させて芳香族カーボネートを連続的に製造するに際して、
［Ｉ］反応装置上部から抜き出された副生アルコール類、ジアルキルカーボネートおよび反応装置で副生されるアルキル芳香族エーテルを含む反応混合物から第１の蒸留装置により副生アルコール類を分離する工程、および副生アルコール類が除去された反応混合物から第２の蒸留装置によりアルキル芳香族エーテルを除去し、得られたジアルキルカーボネートを反応系に循環させる工程を含む精製循環工程、および
［II］反応装置下部から抜き出された芳香族カーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族ヒドロキシ化合物および反応装置で副生されるアルキル芳香族エーテルを含む反応混合物を蒸留して芳香族カーボネートを蒸留塔底部から分離するとともに、蒸留塔上部から得られた反応混合物からアルキル芳香族エーテルを分離除去し、得られたジアルキルカーボネートおよび／または芳香族ヒドロキシ化合物を反応系に循環させる精製循環工程、
のうち少なくとも１つの精製循環工程を行っている。
【００１６】
まず本発明において芳香族カーボネートを製造する際に用いられるジアルキルカーボネート、芳香族ヒドロキシ化合物、および触媒について説明する。
本発明では、下記一般式(i) で示されるジアルキルカーボネートが用いられる。
【００１７】
【化２】

【００１８】
（Ｒ¹、Ｒ²はアルキル基、アルケニル基、脂環族基、アラールキル基であり、Ｒ¹とＲ²とはそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、Ｒ¹とＲ²とで環を構成していてもよい。）
Ｒ¹、Ｒ²としては、具体的には、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、デシル基などのアルキル基、
アリル基、ブテニル基などのアルケニル基、
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などの脂環族基、
シクロヘキシルメチル基などの脂環族基含有アルキル基、
ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、メチルベンジル基などのアラールキル基などが挙げられる。
【００１９】
さらにこれらの基は、低級アルキル基、低級アルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子で置換されていてもよく、不飽和結合を有していてもよい。
このような式(i) で示されるジアルキルカーボネートとしては、たとえば
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジアリルカーボネート、ジブテニルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジペンチルカーボネート、ジヘキシルカーボネート、ジヘプチルカーボネート、ジオクチルカーボネート、ジノニルカーボネート、ジデシルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジ（メトキシメチル）カーボネート、ジ（メトキシエチル）カーボネート、ジ（クロロエチル）カーボネート、ジ（シアノエチル）カーボネート、
ジシクロペンチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネート、ジシクロヘプチルカーボネート、
ジベンジルカーボネート、ジフェネチルカーボネート、ジ（フェニルプロピル）カーボネート、ジ（フェニルブチル）カーボネート、ジ（クロロベンジル）カーボネート、ジ（メトキシベンジル）カーボネートなどが挙げられる。
【００２０】
これらを２種以上組み合わせて用いることもできる。
これらのうちでも、Ｒ¹、Ｒ²がそれぞれ炭素数４以下のアルキル基からなるジアルキルカーボネートが好ましく、さらにジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートが好ましく、特にジメチルカーボネートが好ましい。
【００２１】
芳香族カーボネートを製造する際に用いられる芳香族ヒドロキシ化合物は、下記一般式(ii)で示される。
Ａｒ¹ＯＨ … (ii)
Ａｒ¹は一価の芳香族基であり、芳香族基は置換基を有していてもよい。
【００２２】
このような芳香族モノヒドロキシ化合物としては、たとえばフェノール、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、シクロヘキシルフェノールなどのアルキルフェノール類、
メトキシフェノール、エトキシフェノールなどのアルコキシフェノール類、
ナフトール類、置換ナフトール類、
【００２３】
【化３】

【００２４】
（ここでＲ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷はそれぞれ水素原子、低級アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基であり、これらはハロゲン原子、アルコキシ基で置換されていてもよい。またｋは３〜１１の整数であって、水素原子は低級アルキル基、アリール基、ハロゲン原子などで置換されていてもよい。）
また芳香環は、低級アルキル基、低級アルコキシ基、エステル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、ハロゲン原子、シアノ基などの置換基によって置換されていてもよい。〕
ヒドロキシピリジン、ヒドロキシクマリン、ヒドロキシキノリンなどのヘテロ芳香族ヒドロキシ化合物類などが挙げられる。
【００２５】
さらに芳香族ジヒドロキシ化合物を用いることもでき、たとえばハイドロキノン、レゾルシン、カテコール、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシアントラセン、およびこれのアルキル置換体、下記式で示される芳香族ジヒドロキシ化合物類を用いることができる。
【００２６】
【化４】

【００２７】
（Ａは、上記Ａと同様であり、芳香環は、低級アルキル基、低級アルコキシ基、エステル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、ハロゲン原子、シアノ基などの置換基によって置換されていてもよい。）
本発明では、これらのうちでも、上記式(ii)中のＡｒ¹が炭素数６〜１０の芳香族基からなる芳香族モノヒドロキシ化合物が好ましく、フェノール、m-および／またはp-クレゾールが好ましく、特にフェノールが好ましい。また芳香族ヒドロキシ化合物を２種以上組み合わせて用いることもできる。
【００２８】
本発明では、上記のような芳香族ヒドロキシ化合物は、ジアルキルカーボネート／芳香族ヒドロキシ化合物のモル比が１０〜１、好ましくは５〜１.５の量で反応系に供給されることが望ましい。
【００２９】
上記のようなジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とからは、下記のような反応により、アルキルアリールカーボネート、ジアリールカーボネートが生成される。なお以下には、ジアルキルカーボネートとして式(i) 中のＲ¹とＲ²とが同一であるジアルキルカーボネートを用いる場合について示す。
【００３０】
【化５】

【００３１】
上記のような反応式（１）で得られるアルキルアリールカーボネートとしては、具体的に、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（ヒドロキフェニル）カーボネート、エチル（ヒドロキフェニル）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、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などが挙げられる。
【００３２】
また反応式（２）または（３）で得られるジアリールカーボネートとしては、具体的に、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、フェニルトリルカーボネート、ジ（エチルフェニル）カーボネート、フェニル（エチルフェニル）カーボネート、ジナフチルカーボネート、ジ（ヒドロキシフェニル）カーボネート、ジ〔2-（ヒドロキシフェニルプロピル）フェニル〕カーボネートなどが挙げられる。
【００３３】
なお上記例示には、芳香族ヒドロキシ化合物として芳香族ジヒドロキシ化合物が用いられた場合も含まれている。
本発明で製造される芳香族カーボネートは、上記のようなアルキルアリールカーボネート、ジアリールカーボネート、またはこれらの混合物である。
【００３４】
本発明では、上記反応において、反応生成物である芳香族カーボネートよりも低沸点を有するアルコール類を副生させて、反応装置下部から芳香族カーボネートを抜き出し、かつ反応装置上部から副生アルコール類を抜き出すことができるような原料を用いることが好ましい。具体的に、上記反応では、アルキルアリールカーボネートがメチルフェニルカーボネートであり、ジアリールカーボネートがジフェニルカーボネートであることが好ましい。
【００３５】
また芳香族カーボネートとして、最終的にジアリールカーボネートを製造することが好ましい。
上記のようなジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物との反応は、触媒の存在下に、通常液状状態で行われる。
【００３６】
本発明では、この触媒として、芳香族カーボネート類を製造しうる触媒であれば公知の触媒を特に限定することなく広く用いることができる。
本発明で用いられる触媒は、反応条件において反応液に溶解しうるものであってもよく（均一系）、反応液に溶解しえないものであってもよい（不均一系）。
【００３７】
触媒としては、たとえばルイス酸類、スズ化合物、鉛化合物、銅族金属化合物、アルカリ金属錯体、亜鉛錯体、鉄族金属化合物、ジルコニウム錯体、固体触媒などが挙げられる。より具体的には、
ルイス酸類としては、ＡｌＸ₃、ＴｉＸ₃、ＴｉＸ₄、ＶＯＸ₃、ＶＸ₅、ＺｎＸ₂、ＦｅＸ₃、ＳｎＸ₄（ここで、Ｘはハロゲン原子、アセトキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基）などのルイス酸およびルイス酸を発生する遷移金属化合物が挙げられる。より具体的には、四塩化チタン、テトラフェノキシチタン（Ｔｉ（ＯＰｈ）₄）、テトラクレゾキシチタン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラドデシロキシチタン、テトライソオクチロキシスズ、トリイソプロポキシアルミニウムなどが挙げられる。
【００３８】
スズ化合物としては、有機スズ化合物が挙げられ、たとえばトリメチルスズアセテート、トリエチルスズアセテート、トリブチルスズアセテート、トリフェニルスズアセテート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズアジピネート、ジブチルジメトキシスズ、ジブチルジフェノキシスズ、〔（Ｂｕ₂Ｓｎ（ＯＰｈ）〕₂Ｏ、ジメチルスズグリコラート、ジブチルジエトキシスズ、水酸化トリエチルスズ、ヘキサエチルスタノキサン、ヘキサブチルスタノキサン、ジブチルスズオキサイド（Ｂｕ₂ＳｎＯ）、ジオクチルスズオキサイド、ブチルスズトリイソオクチラート、オクチルスズトリイソオクチラート、ブチルスタノニックアシッド、オクチルスタノニックアシッド、さらにポリ〔オキシ（ジブチルスタニレン）〕などのポリマー状スズ化合物、ポリ（エチルヒドロキシスタノキサン）などのポリマー状ヒドロキシスタノキサンなどが挙げられる。またスズ化合物として、酸化スズを用いることもできる。
【００３９】
鉛化合物としては、ＰｂＯ、ＰｂＯ₂、Ｐｂ₃Ｏ₄などの酸化鉛類、ＰｂＳ、Ｐｂ₂Ｓなどの硫化鉛類、Ｐｂ（ＯＨ）₂、Ｐｂ₂Ｏ₂（ＯＨ）₂などの水酸化鉛類、Ｎａ₂ＰｂＯ₂、Ｋ₂ＰｂＯ₂、ＮａＨＰｂＯ₂、ＫＨＰｂＯ₂などの亜ナマリ酸塩類、Ｎａ₂ＰｂＯ₃、Ｎａ₂Ｈ₂ＰｂＯ₄、Ｋ₂ＰｂＯ₃、Ｋ₂〔Ｐｂ（ＯＨ）₆〕、Ｋ₄ＰｂＯ₄、Ｃａ₂ＰｂＯ₄、ＣａＰｂＯ₃などの鉛酸塩類、ＰｂＣＯ₃、２ＰｂＣＯ₃・Ｐｂ（ＯＨ）₂などの鉛炭酸塩およびその塩基性塩類、Ｐｂ（ＯＣＯＣＨ₃）₂、Ｐｂ（ＯＣＯＣＨ₃）₄、Ｐｂ（ＯＣＯＣＨ₃）₂・ＰｂＯ・３Ｈ₂Ｏなどの有機酸の鉛塩および鉛炭酸塩およびその塩基性塩類、Ｒ₄Ｐｂ、Ｒ₃ＰｂＣl 、Ｒ₃ＰｂＢr 、Ｒ₃ＰｂまたはＲ₆Ｐｂ₂、Ｒ₃ＰｂＯＨ、Ｒ₃ＰｂＯ（ここでＲはＣ₄Ｈ₉などのアルキル基またはフェニルなどのアリール基）などの有機鉛化合物類、Ｐｂ（ＯＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃Ｏ）Ｐｂ（ＯＰｈ）、Ｐｂ（ＯＰｈ）₂などのアルコキシ鉛類、アリールオキシ鉛類、Ｐｂ−Ｎａ、Ｐｂ−Ｃａ、Ｐｂ−Ｂａ、Ｐｂ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ｓｂなどの鉛合金類、ホウエン鉱、センアエン鉱などの鉛鉱物類、およびこれら鉛化合物の水和物などが挙げられる。
【００４０】
銅族金属化合物としては、ＣｕＣl 、ＣｕＣl₂、ＣｕＢr 、ＣｕＢr₂、ＣｕＩ、ＣｕＩ₂ 、Ｃｕ（ＯＡｃ）₂、Ｃｕ（ａｃａｃ）₂、オレフィン酸銅、Ｂｕ₂Ｃｕ、（ＣＨ₃Ｏ）₂Ｃｕ、ＡｇＮＯ₃、ＡｇＢr 、ピクリン酸銀、ＡｇＣ₆Ｈ₆ＣlＯ₄Ａｇ（ブルバレン）₃ＮＯ₃、〔ＡｕＣ≡Ｃ−Ｃ（ＣＨ₃）₃〕_n〔Ｃｕ（Ｃ₇Ｈ₈）Ｃl〕₄などの銅族金属の塩および錯体（ここでａｃａｃはアセチルアセトンキレート配位子）などが挙げられる。
【００４１】
アルカリ金属錯体としては、Ｌi（ａｃａｃ）、ＬiＮ（Ｃ₄Ｈ₉）₂などが挙げられる。
亜鉛錯体としては、Ｚn（ａｃａｃ）₂などが挙げられる。
【００４２】
カドミウム錯体としては、Ｃd（ａｃａｃ）₂などが挙げられる。
鉄族金属化合物としては、Ｆｅ（Ｃ₁₀Ｈ₈）（ＣＯ）₅、Ｆｅ（ＣＯ）₅、ＣｏＣ₅Ｆ₆）（ＣＯ）₇、Ｎｉ−Ｃ₅Ｈ₅ＮＯ、フェロセンなどが挙げられる。
【００４３】
ジルコニウム錯体としては、Ｚｒ（ａｃａｃ）₄、ジルコノセンなどが挙げられる。
固体触媒としては、シリカ、アルミナ、チタニア、シリカチタニア、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ガリウム、ゼオライト、希土類酸化物などが挙げられる。
【００４４】
これらのうちでも、均一系触媒が好ましく、特にテトラフェノキシチタン、テトラメトキシチタンなどのルイス酸、Ｂｕ₂ＳｎＯ、〔（Ｂｕ₂Ｓｎ（ＯＰｈ）〕₂Ｏなどの有機スズ化合物、Ｐｂ（ＯＰｈ）₂などのアルコキシ鉛などが好ましく用いられる。
【００４５】
これらの触媒は、反応に不活性な化合物あるいは担体と混合して用いることもでき、担体に担持させて用いることもできる。さらに触媒は、反応系中に存在する反応原料、反応生成物と反応しうるものであってもよく、予め反応原料、反応生成物とともに加熱処理されていてもよい。
【００４６】
本発明では、触媒として均一系触媒を用いる場合には、たとえば触媒を連続的に反応装置内に供給することにより反応系に存在させることができ、また不均一系触媒を用いる場合には、反応装置内に配置することにより反応系に存在させることができる。
【００４７】
均一系触媒を反応装置内に連続的に供給する際には、反応原料のジアルキルカーボネートおよび／または芳香族ヒドロキシ化合物と混合して供給してもよく、あるいは別々に供給してもよい。
【００４８】
上記のような触媒は、その種類、反応条件などによっても異なるが、均一系触媒を反応装置内に連続的に供給する場合には、通常反応原料である芳香族ヒドロキシ化合物に対して、０.００１〜１０モル％、好ましくは０.０１〜５モル％の量で用いられる。また不均一系触媒は、通常反応装置の空塔容積に対して０.０１〜７５体積％の量で配置される。
【００４９】
上記のような触媒の存在下に行なわれるジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物との反応は、反応装置内で行なわれる。
反応装置としては、反応蒸留塔、蒸留塔付連続反応装置などを用いることができるが、反応蒸留塔を用いることが好ましい。
【００５０】
反応蒸留塔としては、前記反応が生成系側に移行しやすいように気液界面積の大きい装置を用いることが好ましい。具体的には、２段以上の蒸留段数を有する多段蒸留反応塔を用いることができ、棚段塔式、充填塔式、棚段塔式と充填塔式とを組み合わせたものなど公知の多段蒸留反応塔を用いることができる。このような多段蒸留反応塔では、触媒は全ての段に触媒を存在させておくことが好ましい。また充填塔式において固体触媒を用いる場合には、この固体触媒を充填物の一部または全部とすることもできる。
【００５１】
上記の反応は、必要に応じて溶媒の共存下に行うこともできる。この溶媒としては、反応不活性な溶媒を用いることができ、たとえばエーテル類、脂肪族炭化水素類、ハロゲン化芳香族炭化水素類などを用いることができる。
【００５２】
また窒素、ヘリウム、アルゴンなどの反応不活性なガスの共存下に反応を行うこともできる。
反応条件は、用いられる反応装置の種類、構造、反応原料などによっても異なるが、通常５０〜３５０℃、好ましくは１００〜２８０℃、特に好ましくは１５０〜２８０℃の反応温度（塔内温度）で行われる。また減圧、常圧、加圧下のいずれであってもよいが、通常２６００Ｐａ〜５.４ＭＰａの圧力下で行われる。反応装置内での平均滞留時間は、通常、０.００１〜５０時間、好ましくは０.０１〜１０時間、より好ましくは０.０５〜５時間程度である。
【００５３】
本発明では、１基の反応装置を用いて、前記反応（１）〜（３）を行ない芳香族カーボネートを製造することもでき、また２基以上の反応装置を用いて芳香族カーボネートを製造することもできる。本発明では、反応装置を２基用いて、第１の反応装置において前記反応（１）を行なって主にアルキルアリールカーボネートを生成させ、第２の反応装置において反応（２）および（３）を行ってジアリールカーボネートを生成させることが好ましい。
【００５４】
上記のように反応装置内で生成された芳香族カーボネートは、反応装置から連続的に抜き出されるが、この芳香族カーボネートは、通常反応装置下部から液状で抜き出される。反応装置から抜き出された芳香族カーボネートは、次いで精製塔に導いて精製することもできる。
【００５５】
一方、副生アルコール類は、通常反応装置上部から抜き出される。
また未反応原料である芳香族ヒドロキシ化合物およびジアルキルカーボネートは、反応装置から連続的に抜き出した後分離回収して反応系に循環させている。なおこのジアルキルカーボネートは、未反応原料だけではなく反応で副生されるものも含んでいる。以下、反応装置から回収されるジアルキルカーボネートを未反応原料ということもある。
【００５６】
本発明では、このように未反応原料を回収して反応系に循環させる際には、未反応原料と、反応装置（反応装置を２基用いたときには特に第１の反応装置）内で副生されるアルキル芳香族エーテルとを分離した後、未反応原料を反応系に循環させている。
【００５７】
このアルキル芳香族エーテルは、ジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物Ａｒ¹ＯＨとを反応させたときに低選択率ではあるが副生され、Ａｒ¹ＯＲ¹またはＡｒ¹ＯＲ²で示されるが、たとえばジメチルカーボネートとフェノールとを反応させたときには、下記のようなアニソールが副生される。
【００５８】
【化６】

【００５９】
上記のような反応生成物（芳香族カーボネート）、副生アルコール類、未反応原料（ジアルキルカーボネートおよび芳香族ヒドロキシ化合物）および副生アルキル芳香族エーテルは、反応装置上部および下部から反応混合物として抜き出されるが、本発明では、精製循環工程においてこの反応混合物から各成分を分離した後、得られた未反応原料を反応系に循環させている。具体的には、
［Ｉ］反応装置上部から抜き出された副生アルコール類、ジアルキルカーボネートおよび反応装置で副生されるアルキル芳香族エーテルを含む反応混合物からアルコール類およびアルキル芳香族エーテルを分離除去し、得られたジアルキルカーボネートを反応系に循環させる精製循環工程、および
［II］反応装置下部から抜き出された芳香族カーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族ヒドロキシ化合物および反応装置で副生されるアルキル芳香族エーテルを含む反応混合物を蒸留して芳香族カーボネートを蒸留塔底部から分離するとともに、蒸留塔上部から得られた反応混合物からアルキル芳香族エーテルを分離除去し、得られたジアルキルカーボネートおよび／または芳香族ヒドロキシ化合物を反応系に循環させる精製循環工程、
のうち少なくとも１つの精製循環工程を行っており、精製循環工程［Ｉ］あるいは精製循環工程［II］を単独で行なうか、あるいは精製循環工程［Ｉ］および精製循環工程［II］の両方を行なうことが好ましい。
【００６０】
各精製循環工程において、芳香族カーボネート、アルコール類、ジアルキルカーボネート、芳香族ヒドロキシ化合物およびアルキル芳香族エーテルは、通常蒸留によって分離することができる。また反応装置から抜き出された反応混合物は、１つの蒸留装置で各成分を分離してもよく、２以上の蒸留装置を用いて各成分を順次分離してもよい。たとえば反応装置上部から抜き出された反応混合物から、アルコール類およびアルキル芳香族エーテルを分離除去する際には、反応装置上部から抜き出された反応混合物から、一旦アルコール類を分離した後、次いでアルコール類の除去された反応混合物からアルキル芳香族エーテルを除去して、得られたジアルキルカーボネートを反応系に循環させることができる。
【００６１】
以下、本発明に係る芳香族カーボネートの連続的製造方法の具体例を、反応装置を２基用いて、ジメチルカーボネートとフェノールとから芳香族カーボネートを製造する場合について、図１を参照しながら具体的に説明する。
【００６２】
図１において、反応装置１に下方ライン１１からジメチルカーボネートを連続的に導入し、ライン１２からフェノールおよび均一系触媒を連続的に導入し、反応装置１内においてジメチルカーボネートとフェノールとを反応させる。なお原料は、同一ラインから導入してもよい。
【００６３】
反応装置１の上部１３（好ましくは塔頂部）から抜き出された反応混合物（以下反応混合物Ａという）は、未反応および副生ジメチルカーボネート、副生メチルアルコール、およびアニソールなどを含んでいる。
【００６４】
この反応混合物Ａは、一旦蒸留塔２に導入され、副生メチルアルコールがライン２１から除去される。なおこの蒸留では、メチルアルコールとジメチルカーボネートとの共沸（７：３）により、ジメチルカーボネートの一部も留去される。
【００６５】
蒸留残留物中にはジメチルカーボネート、アニソール（アルキル芳香族エーテル）などが濃縮されているので、この蒸留残留物を再び蒸留することにより、アニソールを除去することができ、高純度のジメチルカーボネートを得ることができる（第１の精製循環工程［Ｉ-1］）。
【００６６】
具体的には、蒸留残留物を蒸留塔２の下部からライン２２を介して蒸留塔３に供給し、ジメチルカーボネートとアニソールとを分離する。ライン３２からアニソールを除去し、ライン３１から高純度のジメチルカーボネートを反応装置１に循環させることができる。
【００６７】
この精製循環工程［Ｉ-1］において、たとえばジメチルカーボネート（沸点９０〜９１℃）とアニソール（１５５.５℃）とは、沸点差が大きいので容易に分離することができる。精製循環工程［Ｉ-1］で精製されたジメチルカーボネートは、反応系に循環させて再利用することができる。
【００６８】
一方反応装置１の塔下部好ましくは塔底部からライン１４を介して抜き出された反応混合物（反応混合物Ｂ）は、通常メチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、フェノール、副生アニソール、触媒などを含んでいる。
【００６９】
この反応液は一旦蒸留塔４で蒸留され、蒸留塔４の上部からライン４１を介して、通常、ジメチルカーボネート、フェノール、アニソールを含んだ留出物を留去し、この留出物は精製循環工程［II］に導かれる。なおこの蒸留塔４で蒸留する際には、アニソールは、塔底留出物中にも少量含まれている。
【００７０】
精製循環工程［II］においては、蒸留塔４から得られた上部留出物から、ジメチルカーボネートと、フェノールと、アニソールを蒸留分離する。より具体的にには、蒸留塔５においてまずジメチルカーボネートとをそれぞれ蒸留塔５の上部から留去して分離し、ライン５１を介して反応装置１に再循環させることができる。一方蒸留塔５の下部から留去された留出物は、次いで蒸留塔６に供給され、この蒸留塔６でアニソールとフェノールとを蒸留分離し、蒸留塔６の上部からアニソールを分離除去するとともに、該蒸留塔６の下部からフェノールを留去し、得られたフェノールはライン６２を介して反応装置１に循環させることができる。
【００７１】
一方蒸留塔４の塔底部からライン４２を介して留去される反応液は、メチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート、さらにジメチルカーボネート、フェノール、アニソールなどを含んでおり、第２の反応装置７に導入される。
【００７２】
第２の反応装置７では、主にメチルフェニルカーボネートとライン７３からフェノールを供給されたフェノールとを反応させてジフェニルカーボネートを生成させる。この第２の反応装置７では、メチルフェニルカーボネートどうしの反応によるジフェニルカーボネートの生成反応も行なわれる。
【００７３】
また第２の反応装置７の上部７１からは、ジメチルカーボネート、フェノールとともにアニソールも留去されるが、この留出物を精製循環工程［Ｉ-2］に導いて、精製循環工程［II］と同様にアニソールを除去し、高純度のジメチルカーボネート、フェノールを回収することができる。具体的には、反応装置頂部７１から留去された留出物を、蒸留塔８において蒸留し、蒸留塔上部８１からジメチルカーボネートを反応装置１のライン１１に循環させることができる。また蒸留塔の下部８２から、フェノールおよびアニソールを蒸留塔９に導いて蒸留分離し、分離されたフェノールを蒸留塔下部９２から反応装置１のライン１２に循環させることができる。アニソールは蒸留塔上部９１から除去される。
【００７４】
一方反応装置７で得られた芳香族カーボネートは、次いで精製塔（図示せず）で精製することができる。
また上記の精製循環工程［II］および［Ｉ-2］においては、図２に示すようにたとえば多段蒸留塔１０でジメチルカーボネート、フェノール、アニソールとフェノールとの混合物に分離して、アニソールを分離除去してもよい。
【００７５】
【発明の効果】
本発明では、芳香族カーボネートの連続的製造方法において、回収された未反応原料から特定の副生物（アルキル芳香族エーテル）を除去して反応系に循環させており、芳香族カーボネートを効率よく連続製造することができる。
【００７６】
【実施例】
以下本発明を実施例について具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００７７】
【実施例１】
図１に示すような２基の反応装置を用いるプロセスにより、芳香族カーボネートを製造した。
【００７８】
メチルフェニルカーボネート（ＰＭＣ）の生成装置（反応装置）として、段数４０段のシ−ブトレイを装着した塔高３ｍ、塔径２インチの棚段式蒸留塔を有する５００ｍｌのオートクレーブを用いた。
【００７９】
反応液はオートクレーブ塔底に設けられた抜き出し管から連続的に抜き出した。副生アルコールを含む低沸点成分は蒸留塔頂部から抜き出した後、冷却器で液化させ一部を抜き出し、残りを蒸留塔に還流させた（還流比＝１）。オートクレーブと蒸留塔とを電気炉で加熱して、蒸留塔塔底の温度が２０６℃になるように制御した。さらに原料を供給するラインもヒーターで加熱した。
【００８０】
初期は、フェノール（ＰｈＯＨ）と触媒としてのＴi(ＯＰh)₄とを２９３ｇ／時間（内フェノール２８０ｇ、触媒１３ｇ）の量で、蒸留塔の２０段目に連続的に供給し、これより上部２０段を蒸留塔として用いた。
【００８１】
ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）は１２２０ｇ／時間の量でオートクレーブに連続的に供給した。塔頂にフェノールが留出せず、塔底のＤＭＣ／ＰｈＯＨモル比が約１となるように運転を行った結果、蒸留塔の塔頂からは９７３ｇ／時間、蒸留塔塔底からは５４０ｇ／時間の割合で生成物が得られた。塔底液の中のメチルフェニルカーボネートの生成量は９５ｇ／時間であり、アニソールの生成量は約０.３ｇ／時間であった。
【００８２】
反応開始時期の塔頂には、ＤＭＣとメタノール（ＭｅＯＨ）が主成分であり、アニソールは約０.１ｇ／時間含まれていた。
さらに蒸留塔塔頂からの留出物は常圧で蒸留し、ＭｅＯＨとＤＭＣとの共沸混合物を分離した後、さらに蒸留して純粋なＤＭＣ成分とした後、これをメチルフェニルカーボネート生成装置にリサイクルした。
【００８３】
一方メチルフェニルカーボネート生成装置の塔底液は、単蒸留により約７００ｇ／時間に濃縮した。低沸点成分（約２７０ｇ／時間）はＤＭＣが主成分であったので、回収ＤＭＣとしてメチルフェニルカーボネート生成装置に戻し、濃縮成分はジフェニルカーボネート生成装置に供給した。
【００８４】
ジフェニルカーボネート（ＤＰＣ）の生成工程では、反応装置として、内径２インチの理論段数２５段の充填式蒸留塔を有する５００ｍ１のオートクレーブを使用し、濃縮液を蒸留塔中段から供給し、塔頂圧１１０torr、塔底温度２００℃、滞留時間１.５時間還流比＝１の条件で反応させた。塔頂からの留出量は約５００ｇ／時間であり、塔底からの留出量は約２００ｇ／時間であった。
【００８５】
塔頂からの留出成分はフェノールが主成分であったので、リサイクルフェノールとしてメチルフェニルカーボネート生成工程に戻した。
その結果、アニソールの蓄積速度は遅くなり、さらにメチルフェニルカーボネート生成装置塔底のアニソール濃度は０.５％以下に落ちついた（表１）。
【００８６】
【表１】

【００８７】
【比較例１】
実施例１において、ＰＭＣ反応塔塔頂からの留出物は常圧で蒸留し、ＭｅＯＨとＤＭＣとの共沸混合物を分離した後、残りをそのまま、ＤＭＣとしてメチルフェニルカーボネートの生成装置に戻した。
上記の条件で、連続運転を行ったところ、アニソールの蓄積によりメチルフェニルカーボネートの濃度が時間とともに低下することが分かった（表２）。
【００８８】
【表２】

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る芳香族カーボネートの製造方法の態様例を示すプロセスフロー図である。
【図２】精製循環工程［II］または［Ｉ-2］における蒸留プロセスの他例を示す。

Claims

反応装置内において、触媒の存在下にジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させ、
反応装置から、反応により生成される芳香族カーボネート、副生されるアルコール類、ジアルキルカーボネートおよび芳香族ヒドロキシ化合物を連続的に抜き出すとともにジアルキルカーボネートおよび芳香族ヒドロキシ化合物を回収して反応系に循環させて芳香族カーボネートを連続的に製造するに際して、
［Ｉ］反応装置上部から抜き出された副生アルコール類、ジアルキルカーボネートおよび反応装置で副生されるアルキル芳香族エーテルを含む反応混合物から第１の蒸留装置により副生アルコール類を分離する工程、および副生アルコール類が除去された反応混合物から第２の蒸留装置によりアルキル芳香族エーテルを除去し、得られたジアルキルカーボネートを反応系に循環させる工程を含む精製循環工程、
および
［II］反応装置下部から抜き出された芳香族カーボネート、ジアルキルカーボネート、芳香族ヒドロキシ化合物および反応装置で副生されるアルキル芳香族エーテルを含む反応混合物を蒸留し、芳香族カーボネートを蒸留塔底部から分離するとともに、蒸留塔上部から得られた反応混合物からアルキル芳香族エーテルを分離除去し、得られたジアルキルカーボネートおよび／または芳香族ヒドロキシ化合物を反応系に循環させる精製循環工程、
のうち少なくとも１つの精製循環工程を行うことを特徴とする芳香族カーボネートの連続的製造方法。
芳香族カーボネートが、アルキルアリールカーボネート、ジアリールカーボネート、またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の芳香族カーボネートの連続的製造方法。
ジアルキルカーボネートが、ジメチルカーボネートまたはジエチルカーボネートであることを特徴とする請求項１に記載の芳香族カーボネートの連続的製造方法。
芳香族ヒドロキシ化合物が、フェノール、m-および／またはp-クレゾールであることを特徴とする請求項１に記載の芳香族カーボネートの連続的製造方法。
アルキル芳香族エーテルが、アニソール、フェネトール、メチルトリルエーテルあるいはエチルトリルエーテルであることを特徴とする請求項１に記載の芳香族カーボネートの連続的製造方法。
請求項１において、反応装置を２基用い、
第１の反応装置において、触媒の存在下にジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させて芳香族カーボネートとしてアルキルアリールカーボネートを生成させ、
次いで第２に反応装置において、第１の反応装置で得られたアルキルアリールカーボネートを反応させるか、アルキルアリールカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させて芳香族カーボネートとしてジアリールカーボネートを生成させることを特徴とする、
請求項１に記載の芳香族カーボネートの連続的製造方法。