TW568898B - Method for continuously producing a dialkyl carbonate and a diol - Google Patents
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568898 A7 B7 五、發明說明(1 ) 技術領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明爲關於令環狀碳酸酯與脂族一元醇反應,連續 製造二烷基碳酸酯與二元醇之方法。更詳言之,本發明爲 關於連續製造二烷基碳酸酯與二元醇之方法,其爲由環狀 碳酸酯與脂族一元醇連續製造二烷基碳酸酯與二元醇之方 法,其特徵爲包含令環狀碳酸酯與脂族一元醇於連續多段 蒸餾塔中連續供給,並於該多段蒸餾塔中,於酯交換反應 觸媒存在下,連續進行該環狀碳酸酯與該脂族一元醇之酯 交換反應,生成二烷基碳酸酯與二元醇,且於此時,同時 地令含有該生成之二烷基碳酸酯之氣體狀低沸點混合物, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由該多段蒸餾塔之上方部連續地抽出,且另一方面令含有 該生成之二元醇之液狀高沸點混合物,由該多段蒸餾塔之 下方部連續地抽出,並令該酯交換反應於滿足下述要件( a )〜(c )之條件下進行。(a )該連續多段蒸餾塔之 塔底壓力爲5xl04Pa以下,(b)該連續多段蒸餾塔 .之塔底溫度爲一 2 0 °C〜未滿6 0 t之範圍,(c )該連 續多段蒸餾塔之F因子爲在〇 . 2〜5 . 0之範圍。若根 據本發明之方法,則可由脂族一元醇與環狀碳酸酯,不使 用複雜裝置輕易地於高生產性和高選擇性(即副產物減低 )下,連續製造二烷基碳酸酯與二元醇,故於工業上極爲 有利。 先前技術 關於由環狀碳酸酯與脂族一元醇類之反應,製造二烷 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 A7 --- B7 五、發明說明(2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 基碳酸酯與二元醇之方法,雖已提案出數種方法,但其幾 乎全部爲關於觸媒。此類觸媒例如已提出鹼金屬或含有驗 金屬之鹼性化合物〔美國專利第3 6 4 2 8 5 8號說明書 ’曰本特開昭5 4 — 4 8 7 1 5號公報(對應於美國專利 第4 1 8 1 6 7 6號〕〕,三級脂族胺〔日本特開昭 5 1 - 1 2 2 0 2 5號公報(對應於美國專利第 4 0 6 2 8 8 4號)〕,鉈化合物〔日本特開昭 5 4 - 4 8 7 1 6號公報(對應於美國專利第 4307032號)〕,錫醇鹽類(日本特開昭54 — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 3 0 2 3號公報),鋅,鋁,鈦之各醇鹽(日本特開昭 54 - 148726號公報),由路易士酸與含氮有機鹼 所構成的複合觸媒(日本特開昭5 5 - 6 4 5 5 0號公報 ),膦化合物(日本特開昭5 5 - 6 4 5 5 1號公報), 四級鱗鹽(日本特開昭5 6 — 1 0 1 4 4號公報),環狀 脒〔日本特開昭59-106436號公報〕(對應於美 國專利第4 6 8 1 9 6 7號,歐洲專利第1 1 〇 6 2 9 B 號,德國專利第3 3 6 6 1 3 3 G號)〕,銷,鈦及錫之 化合物〔日本特開昭6 3 - 4 1 4 3 2號公報(對應於美 國專利第4 6 6 1 6 0 9號,歐洲專利第 255252B1號,德國專利第3781742號)〕 ,具有四級銨基之固體強鹼性陰離子交換體(日本特開昭 6 3 - 2 3 8 0 4 3號公報),具有三級胺或四級銨基之 離子交換樹脂,於強酸性或弱酸性離子交換樹脂,砂石中 含浸之鹼金屬或鹼土類金屬之矽酸鹽,選自銨交換沸石之 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 ___ B7 五、發明說明(3 ) 固體觸媒〔日本特開昭6 4 - 3 1 7 3 7號公報(對應於 美國專利第4 6 9 1 〇 4 1號)〕,選自三級膦,三級胂 ,三級睇,二價硫或硒化合物之均勻系觸媒(對應於美國 專利第4 7 3 4 5 1 8號)等。 又,反應方式迄今已提案下列所示的四種方式。以下 說明此四種反應方式中,最具代表性之反應例之由碳酸乙 二酯和甲醇製造碳酸二甲酯與乙二醇之例。 (1 )完全的批次反應方式 (2 )使用上方設置蒸餾塔之反應鍋的批次反應方式 (3 )使用管狀反應器之液狀流通反應方式 (4 )反應蒸餾方式 第一方式爲將碳酸乙二酯,甲醇及觸媒裝入批次式反 應容器壓熱鍋中,並於甲醇沸點以上之反應溫度中,加壓 下保持指定的反應時間,進行反應之完全的批次式反應方 式〔美國專利第3 6 4 2 8 5 8號說明書,曰本特開昭 5 4 - 4 8 7 1 5號公報(對應於美國專利第 4 1 8 1 6 7 6號,歐洲專利第1 0 8 2 B號,德國專利 第2860078G號),日本特開昭54 — 63023 號公報,日本特開昭5 4 - 1 4 8 7 2 6號公報,曰本特 開昭5 5 — 6 4 5 5 0號公報,日本特開昭 55—6455/號公報,日本特開昭56—10144 號公報〕。 第二方式爲使用反應鍋之上方設置蒸餾塔之裝置,將 碳酸乙二酯,甲醇及觸媒裝入反應容器,並於指定之溫度 IJ---J--------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -6- 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(4 ) 中加熱進行反應。此時,生成之碳酸二甲酯與甲醇爲形成 最低沸點共沸混合物(沸點6 3 °C / 7 6 0 m m H g ), 另一方面甲醇之沸點爲6 4 · 6°C/7 6 0mmHg。此 方式爲根據後述理由,於甲醇大爲過量之條件下進行反應 ,並且利用上述之沸點差,使用反應鍋上方部的蒸餾塔, 分離出共沸混合物與甲醇。即,由反應鍋中蒸發之碳酸二 甲酯蒸氣與甲醇蒸氣爲在上升至蒸餾塔之間,被分離成共 沸混合物蒸氣與液狀之甲醇,且共沸混合物蒸氣爲由蒸餾 塔頂被蒸除,液狀之甲醇爲流下返回反應鍋中供反應。 第三方式爲在保持於指定反應溫度之管狀反應器中, 連續供給碳酸乙二酯和甲醇之混合溶液,並由另一出口將 未反應之碳酸乙二酯與甲醇與含有產物碳酸二甲酯及乙二 醇之反應混合物,以液狀連續抽出的連續反應方式。根據 所使用之觸媒形態可依二種方法進行。即,使用均勻系觸 媒,將碳酸乙二酯和甲醇之混合溶液一起通過管狀反應器 ,並於反應後,由反應混合物中分離出觸媒之方法〔曰本 特開昭6 3 - 4 1 4 3 2號公報(對應於美國專利第 4 6 6 1 6 0 9號,歐洲專利第2 5 5 2 5 2 B 1號,德 國專利第3 7 8 1 7 4 2 G號),美國專利第 4734518號〕,及使用於管狀反應器內固定不均勻 觸媒之方法〔日本特開昭6 3 — 2 3 8 0 4 3號公報,曰 本特開昭6 4 — 3 1 7 3 7號公報(對應於美國專利第 4 6 9 1 0 4 1號,歐洲專利第2 9 8 1 6 7 B 1號’德 國專利第3781796G號)〕。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) t—“--------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -J.. 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(5 ) 第四方式爲反應蒸餾方式,即在多段蒸餾塔內將碳酸 乙二酯和甲醇分別連續地供給,且在該蒸餾塔複數段中, 觸媒存在下進行反應,且同時將產物碳酸二甲酯和乙二醇 予以分離,連續製造之方法〔日本特開平 4 一 198141號公報,日本特開平4 — 230243 號公報,日本特開平5 - 2 1 3 8 3 0號公報(對應於德 國專利申請公開第4 1 2 9 3 1 6 A 1號,美國專利第 5 2 3 1 2 1號,歐洲專利第5 3 0 6 1 5 A 3 ),日本 特開平6 - 9 5 0 7號公報(對應於美國專利第 5 3 5 9 1 1 8號,歐洲專利第5 6 9 8 1 2 A 1號,德 國專利申請公開第4 2 1 6 1 2 1 A 1號)〕。 以上所說明的四種方式之先前技術爲分別具有如下述 之問題。 首先,於使用(1 )完全的批次反應及(3 )管狀反 應器之流通反應之情形中,碳酸乙二酯之反應率爲根據裝 入組成比及反應溫度而決定,不可能提高至平衡反應率以 上。例如,若根據使用管狀反應器之連續流通反應方式之 曰本特開昭6 3 - 4 1 4 3 2號公報(對應於美國專利第 4 6 6 1 6〇9號,歐洲專利第2 5 5 2 5 2 B 1號,德 國專利第3 7 8 1 7 4 2 G號)之實施例1,則於使用裝 入莫耳比甲醇/碳酸乙二酯二4 / 1之原料,於1 3 0 t 之流通反應中,碳酸乙二酯之反應率爲2 5 %。此意指必 須由反應混合物中,將未反應殘存的大量碳酸乙二酯及甲 醇予以分離,回收,並且令其於反應器中再循環,事實上 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -8 - ---r------------------^ --------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(6 ) ,於日本特開昭6 4 - 3 1 7 3 7號公報(對應於美國專 利第4 6 9 1 0 4 1號,歐洲專利第2 9 8 1 6 7 B 1號 ,德國專利第3 7 8 1 7 9 6 G號)之方法中,使用許多 用以分離,精製,回收,再循環的設備。 (2 )之使用在上方部設置蒸餾塔之反應鍋方式之問 題點爲如下所述,必須長的反應時間,及爲了防止其所伴 隨的選擇率之降低,乃必須使用大量的甲醇。 於此方式中,爲了補充與生成之碳酸乙二酯所共沸餾 出之甲醇,可在反應鍋中連續地或分批地添加甲醇,但不 管以何種添加,此方式均僅在碳酸乙二酯及甲醇存在之分 批式反應鍋中進行反應。因此反應爲分批式,需經過3〜 2 0數小時之長時間,並於迴流下進行反應。 於此方式中,雖將碳酸二甲酯產物連續地抽出反應系 外’但其他之乙二酯產物則在觸媒存在下,與未反應之碳 酸乙二酯長期滯留。此乙二醇與碳酸乙二酯之長期滯留乃 引起二甘醇和三甘醇等之聚乙二醇的副反應。爲了抑制此 些副反應,並防止選擇率之降低,乃必須使用相對於反應 鍋分批裝入之碳酸乙二酯大爲過量的甲醇,事實上於目前 所提案之方法中,每碳酸乙二酯(或碳酸丙二酯)1莫耳 ’使用1 4莫耳(對應於美國專利第3 8 0 3 2 0 1號) ’17莫耳(日本特開平1 — 311054號公報), 2 2莫耳〔曰本特開昭5 1 — 1 2 2 0 2 5號公報(對應 於美國專利第4 〇 6 2 8 8 4號,德國專利第 2 6 1 5 6 6 5 B號)〕,2 3莫耳〔曰本特開昭 J r--------------訂---------線心 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1 · 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -9 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 ___ B7 五、發明說明(7 ) 5 4 — 4 8 7 1 6號公報(對應於美國專利第 4 3 0 7 0 3 2號,歐洲專利第1 〇 8 3 B號,德國專利 第2860142G號)〕大爲過量之甲醇。 於(4 )之反應蒸餾方式之情形中,可比(1 ),( 2) ’ (3)以較局之反應率進行反應,實際上,亦已記 載(甲醇/碳酸乙二酯)莫耳比爲9〜1 0,且相對於碳 酸乙二酯使用大量純的(不含碳酸二甲酯)甲醇,則可達 到碳酸乙二酯之反應率爲1 〇 〇 %之例〔日本特開昭 4 — 1 9 8 1 4 1號公報實施例1,日本特開平 5 - 2 1 3 8 3 0號公報(對應於美國專利第 5 2 3 1 2 1 2號,歐洲專利第5 3 0 6 1 5 A 3號,德 國專利申請公開第4 1 2 9 3 1 6 A 1號)實施例1 1〕 〇 以(4 )之方法生成的碳酸二甲酯爲與未反應之甲醇 ’以低沸點成分型式餾出。因爲碳酸二甲酯與甲醇爲形成 共沸混合物,故爲了由餾出物中取得碳酸二甲酯,乃使用 在加壓下進行蒸餾〔日本特開昭5 1 — 1 0 8 0 1 9號公 報(對應於德國專利第2 6 0 7 0 0 3 B號)〕等之特別 的分離法。通常,此分離方法雖取得不含甲醇之碳酸二甲 酯,但因爲甲醇爲以與碳酸二甲酯之混合物型式取得,故 實質上難以取得不含碳酸二甲酯之純的甲醇。例如,於前 述曰本特開昭5 1 - 1 0 8 0 1 9號公報(對應於德國專 利第2 6 0 7 0 0 3 B號)之實施例中,雖將甲醇/碳酸 二甲酯混合物(重量濃度比:7 0 / 3 0 )蒸餾分離,並 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 10- ▼裝--------訂---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(8 ) 以塔底成分型式取得純的碳酸二甲酯,但塔頂餾分則僅取 得甲醇/碳酸二甲酯混合物(重量濃度比:9 5 / 5 ) ° 如此,爲了取得純的甲醇而必須額外的分離工程之工 業上的碳酸二甲酯製造法,並非取得純的甲醇,且極期望 可使用此甲醇/碳酸二甲酯混合物。 但是,以(4 )之方法,僅以甲醇/碳酸二甲酯混合 物使用作爲原料之例並未知道很多。例如,日本特開平 5 - 2 1 3 8 3 0號公報(對應於美國專利第 5 2 3 1 2 1 2號,歐洲專利第5 3 0 6 1 5 A 3號,德 國專利申請公開第4 1 2 9 3 1 6 A 1號)之實施例5爲 使用甲醇/碳酸二甲酯混合物(重量濃度比:7 0 / 3 0 ),且只不過取得碳酸乙二酯轉換率6 2 · 8% (轉換率 爲由塔底部組成物組成數據所計算)。因爲本反應爲平衡 反應,若混合碳酸二甲酯產物,則碳酸乙二酯之轉換率降 低。因此,若再循環之碳酸二甲酯量增大,則取得所欲轉 換率的反應時間(滯留時間)變長,且具有甲醇之必要量 增大之問題點。 因此,於(4 )之方法中爲了將碳酸乙二酯實質上完 全轉換,乃必須如日本特開昭6 - 9 5 0 7號公報(對應 於美國專利第5 3 5 9 1 1 8號,歐洲專利第 5 6 9 8 1 2 A 1號,德國專利申請公開第 42 1 6 1 2 1A1號)所進行般,不僅爲甲醇/碳酸二 甲酯混合物,且亦需供給純的甲醇。 但是,因此必須另外進行將甲醇/碳酸二甲酯共沸混 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) _ 11 _ ▼裝--------訂---------^^^1 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 A7 B7 五、發明說明(9) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 合物分離,取得實質上不含有碳酸乙二酯之甲醇的複雜工 程(例如,組合操作壓力不同的二個蒸餾塔之方法:曰本 特開昭2-212456號公報)。事實上,於前述曰本 特開昭6 - 9 5 0 7號公報(對應於美國專利第 5 3 5 9 1 1 8號,歐洲專利第5 6 9 8 1 2 A 1號,德 國專利申請公開第4 2 1 6 1 2 1 A 1號)中,已使用以 此方法所取得的純甲醇。 (4)之方法可比(1) ,(2) ,(3)之方法’ 以較高之反應率進行反應。但是,生產性不能稱爲十分高 。又,不能降低二伸烷基乙二醇和2 -烷氧基乙二醇等副 產物(例如使用碳酸乙二酯和甲醇時爲二甘醇和2 —甲氧 基乙醇)之份量。 解決(4 )方法中之上述問題點的方法已提案出使用 甲醇和碳酸二甲酯之混合物,令碳酸乙二酯之轉換率未滿 1 0 0%,且令未反應之碳酸乙二酯水解轉換成乙二醇, 並且不再循環未反應的碳酸乙二酯,於高生產性下製造碳 酸二甲酯和純度高之乙二醇之方法〔 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 W〇9 7/2 3 44 5 (對應於美國專利第 5 8 4 7 1 8 9號,歐洲專利申請公開第 0 8 8 9 0 2 5 A 1號)〕。但是,此方法需要水解反應 器等,令裝置變爲複雜。 如此,由作爲原料之環狀碳酸酯與脂族一元醇,使用 簡單之裝置且於高生產性下,將二烷基碳酸酯與二元醇以 高選擇率(即減低副產物)連續製造之方法,迄今完全未 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 A7 >B7 五、發明說明(10 ) 被提案。 發明之槪要 本發明者等人,爲了解決先前技術之上述問題重覆致 力硏究。其結果發現由環狀碳酸酯與脂族一元醇連續製造 二烷基碳酸酯與二元醇之方法,其爲包含令環狀碳酸酯與 脂族一元醇於連續多段蒸餾塔中連續供給,並於該多段蒸 餾塔中,於酯交換反應觸媒存在下,連續進行該環狀碳酸 酯與該脂族一元醇之酯交換反應,生成二烷基碳酸酯與二 元醇,且於此時,同時地令含有該生成之二烷基碳酸酯之 氣體狀低沸點混合物,由該多段蒸餾塔之上方部連續地抽 出,且另一方面令含有該生成之二元醇之液狀高沸點混合 物,由該多段蒸餾塔之下方部連續地抽出,並令該酯交換 反應於滿足下述要件(a )〜(c )之條件下進行。(a )該連續多段蒸餾塔之塔底壓力爲5 X 1 0 4 P a以下, (b )該連續多段蒸餾塔之塔底溫度爲-2 0 °C〜未 滿6 0 °C之範圍, (c )該連續多段蒸餾塔之下式(1 )所定義之F因 子爲在0.2〜5.0之範圍。 F 因子= ug(pg)1/2 (1) 〔上述式中,u g ••連續多段蒸餾塔內之氣體速度(m / s ),pg :連續多段蒸餾塔內之氣體密度(kg/m3)。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------ 訂·!!1-線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 ____________ B7 五、發明說明(11) ] 乃令人驚評地,可解決上述問題。即,發現經由如此 之方法,即使脂族一元醇/環狀碳酸酯莫耳比爲低値,亦 可不使用複雜裝置輕易地以高生產性,高選擇率,連續製 造二烷基碳酸酯與二元醇。根據此發現而達到完成本發明 〇 因此,本發明之主要目的之一爲在於提供可由脂族一 元醇與環狀碳酸酯,不使用複雜裝置輕易地以高生產性, 高選擇性(即減低副產物),連續製造二烷基碳酸酯與二 元醇之方法。 本發明之上述及其他之各目的,各特徵及其各利益, 可由一邊參照所附圖面一邊進行之以下的詳細說明及申請 專利範圍之記載而闡明。 圖面之簡單說明 於圖面中: 圖1爲實施例1〜7及比較例1〜3所用裝置之模式 圖。 圖2爲參考實施例及參考比較例所用裝置之模式圖。 符號之說明 1 連續多段蒸餾塔 2,2 / 導管 3 預熱器 5---------------訂---------線 | (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -14- 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(12) 4 塔頂 5,5 > 導管 6 再沸器 6 / 蒸發器 7 凝縮器 8 塔底 9 導管 1〇 低沸點成分回收塔 11 塔頂 12 導管 13 凝縮器 14 導管 15 導管 16 塔底 17 導管 18 再沸器 19 導管 2 0 導管 2 1 導管 2 2 導管 23 二元醇分離塔 2 4 塔頂 2 5 導管 2 6 冷凝器 — — — — — ---I--I — ·11111111 , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -15- 568898 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(13) 2 7 導管 2 8 塔底 2 9 導管 3 0 再沸器 3 1 導管 3 2 導管 3 3 冷凝器 3 4 導管 3 5 導管 3 6 導管 37 連續水解反應器 3 8 導管 39 氣液分離器 4 0 導管 發明之詳細說明 於本發明中,提供連續製造二烷基碳酸酯與二元醇之 方法,其爲由環狀碳酸酯與脂族一元醇連續製造二烷基碳 酸酯與二元醇之方法,其特徵爲包含將式(A )所示之環 狀碳酸酯 〇 Ο
1---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -16- 568898 A7 __ B7 五、發明說明(14) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔但R1爲表示未經取代或由碳數1〜1 〇個之院基及碳數 6〜1 0個之芳基所組成群中選出至少一個取代基所取代 的一價—(CH2)m — (m爲2〜6之整數)。〕 與式(B )所示之脂族一元醇 R 2 〇 Η ( Β ) 〔但R2爲表示未經取代或由碳數1〜10個之烷基及碳數 6〜1 0個之芳基所組成群中選出至少一個取代基所取代 的碳數1〜1 2個之一價脂族烴基。〕於連續多段蒸餾塔 中連續供給,並於該多段蒸餾塔中,於酯交換反應觸媒存 在下,連續進行該環狀碳酸酯與該脂族一元醇之酯交換反 應,生成二烷基碳酸酯與二元醇,且於此時,同時地令含 有該生成之二烷基碳酸酯之氣體狀低沸點混合物,由該多 段蒸餾塔之上方部連續地抽出,且另一方面令含有該生成 之二元醇之液狀高沸點混合物,由該多段蒸餾塔之下方部 連續地抽出,並令該酯交換反應於滿足下述要件(a )〜 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (c )之條件下進行。(a )該連續多段蒸餾塔之塔底壓 力爲5xl04Pa以下, (b )該連續多段蒸餾塔之塔底溫度爲一 2 0 °C〜未 滿6 0 °C之範圍, (c )該連續多段蒸餾塔之下式(1 )所定義因 子爲在0.2〜5.0之範圍。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 Α7 Β7 五、發明說明(15 ) F因子=ug(pg)1/2 (1) 〔上述式中,ug :連續多段蒸餾塔內之氣體速度(m/s ),pg:連續多段蒸餾塔內之氣體密度(kg/m3)。 ] 其次,爲了令人輕易理解本發明,首先列舉本發明的 基本性特徵及各態樣。 1 . 一種連續製造二烷基碳酸酯與二元醇之方法,其 爲由環狀碳酸酯與脂族一元醇連續製造二烷基碳酸酯與二 元醇之方法,其特徵爲包含將式(A )所示之環狀碳酸酯 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔但R 1爲表示未經取代或由碳數1〜1 0個之烷基及碳數 6〜1 0個之芳基所組成群中選出至少一個取代基所取代 的二價—(CHs) m -(m爲2〜6之整數)。〕 與式(B )所示之脂族一元醇 R 2 〇 Η ( Β ) 〔但R2爲表示未經取代或由碳數1〜10個之烷基及碳數 6〜1 0個之芳基所組成群中選出至少一個取代基所取代 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -18- 568898 A7 ____B7____ 五、發明說明(16 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的碳數1〜1 2個之一價脂族烴基。〕於連續多段蒸觀塔 中連續供給,並於該多段蒸餾塔中,於酯交換反應觸媒存 在下,連續進行該環狀碳酸酯與該脂族一元醇之酯交換反 應,生成二烷基碳酸酯與二元醇,且於此時,同時地令含 有該生成之二烷基碳酸酯之氣體狀低沸點混合物,由該多 段蒸餾塔之上方部連續地抽出,且另一方面令含有該生成 之二元醇之液狀高沸點混合物,由該多段蒸餾塔之下方部 連續地抽出,並令該酯交換反應於滿足下述要件(a )〜 (c )之條件下進行。(a )該連續多段蒸餾塔之塔底壓 力爲5xl04Pa以下, (b )該連續多段蒸餾塔之塔底溫度爲一 2 0 t〜未 滿6 0 t之範圍, (c )該連續多段蒸餾塔之下式(1 )所定義之F因 子爲在0.2〜5.0之範圍。 F 因子二 ug(pg)1/2 (1) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔上述式中,ug :連續多段蒸餾塔內之氣體速度(m/s ),ρ β :連續多段蒸餾塔內之氣體密度(k g /m 3 )。 ] 2 ·如前項1中記載之方法,其中F因子爲在〇 · 4 〜4 · 0之範圍。 3 ·如前項2中記載之方法,其中F因子爲在〇 · 6 〜4 · 〇之範圍。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -19 - 568898 A7 ___B7 五、發明說明(17 ) 4 ·如前項1〜3任一項記載之方法,其中脂族一元 醇所伴隨之二烷基碳酸酯,相對於該脂族一元醇與該伴隨 之二烷基碳酸酯之合計量爲含有0〜4 0重量%。 5 ·如前項1〜4任一項記載之方法,其中環狀碳酸 酯爲由碳酸乙二酯和碳酸丙二酯所組成群中所選出之至少 一種碳酸酯,脂族一元醇爲甲醇。 6 .如前項1〜5任一項記載之方法,其爲在將環狀 碳酸酯與脂族一元醇於連續多段蒸餾塔中連續供給時,將 環狀碳酸酯於連續多段蒸餾塔之上方部,以液狀或氣液混 合狀態連續供給,並且將脂族一元醇於連續多段蒸餾塔之 下方部,以氣體狀或氣液混合狀態或氣體狀與液狀之任何 一種狀態連續供給。 本發明之方法,與先前方法相比較,即使脂族一元醇 /環狀碳酸酯莫耳比爲低値,亦可在高生產性,高選擇率 下進行反應。以下,詳細說明本發明。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
類以 醇之 元} 一 D 。 族 { 應 脂類反 與醇換 )元交 A 二酯 { 與之 醋 } 渙 酸 C 平 碳C逆 狀酯可 環酸的 由碳示 爲基所 應烷} 反二 I 之成 { 明生式 發,般 本} 一 B 述 C下 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20· 568898 A7 B7 五、發明說明(18 )/°\ 2 R 1 C = 0 + 2 R 2 Ο Η 、〇 (A) (B) (I )
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (C) (D) 〔此處,R1爲表示二價基—(CH2) m —(m爲2〜6 之整數),且其一個以上之氫亦可經碳數1〜10個之烷 基和碳數6〜1 0個之芳基所取代。又’ R2爲表示碳數1 〜1 2個之一價脂族基,且其一個以上之氫亦可經碳數1 〜1 0個之烷基和碳數6〜1 0個之芳基所取代。〕 此反應爲發熱反應。因此,反應溫度愈低則平衡常數 變大,令產物之平衡濃度增加故爲較佳。但是,隨著反應 溫度之降低而令反應速度降低,故爲了維持生產量上乃必 須令反應容積變大,其結果,可預測令生產性降低。於本 發明中所謂生產性,爲意指連續多段蒸餾塔之反應區的每 單位容積且每單位時間的產量,即,意指連續多段蒸餾塔 之反應區的空時產量。於連續多段蒸餾塔爲複數之情形中 ,乃將該連續多段蒸餾塔之各容積合計作爲其容積。 _ * -I -----1 I I I I I I --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 21 - 568898 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(19) 又,在以較低壓力操作反應蒸餾法時’爲了減少供給 原料量令壓力降低,乃必須令蒸餾塔之塔徑變大。爲了不 改變蒸餾塔之塔徑而降低壓力,則造成供給原料之量減低 ,此時,可預測其生產性降低。 因此,本發明特徵之一之使用5 X 1 04P a以下較低 的塔底壓力,且在未滿6 0 °C之較低的塔底溫度下進行反 應蒸餾,若根據先前之發現,則由生產性等方面而言到底 不能稱爲較佳之方法。事貫上’以本發明所用之壓力範圍 和溫度範圍進行反應蒸餾的嘗試則迄今完全未有。 然而,以上述特定之塔底壓力範圍及塔底溫度範圍下 實施反應蒸餾法時,於蒸餾塔之F因子爲0 · 2以上且爲 5以下之範圍進行,方可在高生產性且高選擇性下製造二 烷基碳酸酯及二元醇。以往已知蒸餾塔之F因子爲與蒸餾 塔之段效率具有關係之參數〔參照化學工學辭典 化學工 學協會編,第5 5頁(1 9 8 6 )(日本九善股份有限公 司發行)及 Chemical Engineer’s Handbook第 5 版,Section 18,第 6 頁(1973) ( McGraw-Hill Kogakusha,Ltd·發 行)〕。但是,於使用反應蒸餾之二烷基碳酸酯與二元醇 之製造方法中,完全未知蒸餾塔之F因子値與生產性和選 擇性之間具有關係,爲經由本發明者等所首先發現。 於本發明之方法中,雖然對於蒸餾塔之塔底壓力與塔 底溫度爲分別滿足上述要件且蒸餾塔之該F因子爲滿足 0 · 2〜5 · 0範圍要件,可令生產性和選擇性提高之理 由仍未明確,但推測其係因爲在該條件下提高反應蒸餾之 I ^^1 —ί -^1 ^^1 —ϋ a— ^^1 ϋ I ^1· ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- 線#· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -22- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 Α7 __ Β7 五、發明說明(20) 效率。 由環狀碳酸酯與脂族一元醇製造二烷基碳酸酯與二元 醇之反應副產物可列舉二甘醇(D E G )和三甘醇( TEG)等之乙二醇(EG)縮合物,和2 —甲氧基乙醇 (2 Μ E )等。乙二醇中之D E G濃度若高,則於使用作 爲聚酯原料時具有發生色斑之問題。又,若於二官能性單 體乙二醇中混入一官能性之2 Μ Ε,則恐2 Μ Ε作用爲終 端停止劑,令聚酯之聚合度降低。因此,於乙二醇中較佳 無此些副產物以不純物型式存在。此些副產物通常以蒸餾 分離將其與E G分離。例如因爲D E G (沸點2 4 5 °C ) 爲比E G (沸點1 9 8 t:)沸點更高,故若將含有D E G 的E G予以蒸餾,則含有D E G的精製E G爲以塔頂餾分 或側取餾出物型式取得,且D E G爲以主塔底液型式取得 。此時,爲了令精製E G中的D E G濃度降低,必須以多 數的蒸餾段數,且同時亦進行由塔底抽出E G令塔底之 D E G濃度降低。但是,將副生成之D E G由塔底抽出時 ,不得不將E G亦由塔底抽出,且此塔底抽出液通常爲被 廢棄或焚化,故造成E G產率降低。因此,爲了防止此類 蒸餾時之流失,故必須爲高選擇率。 本發明所用之連續多段蒸餾塔爲蒸餾段數爲2段以上 複數段數之蒸餾塔,其若可連續蒸餾者則即可。本發明所 謂之段亦包含理論段,於使用如充塡塔般之不具有物理段 數之蒸餾塔時,則以所用充塡材之Η · Ε · T · P ·(每 1理論段數之高度)除以充塡高度之數値作爲段數。此類 ---.---Ί I I I I-----— 皿!-訂---------' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) _ _ 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(21) 連續多段蒸餾塔可使用例如泡鐘塔盤,多孔板塔盤,浮閥 塔盤,向流塔盤等之使用塔盤的棚段塔式蒸餾塔,和充塡 拉西環,萊辛環,波爾環,鞍型塡料,矩鞍型塡料,狄克 森塡料,麥克馬洪塡料,赫里塡料,蘇盧沙塡料,麥拉塡 料等各種充塡物之充塡塔式蒸餾塔等通常使用作爲連續式 多段蒸餾塔者均可使用。更且合倂具有棚段部分及充塡物 所充塡部分之蒸餾塔亦爲較佳使用。又,使用固體觸媒時 ,將此固體觸媒作爲充塡物之一部分或全部之充塡塔式蒸 餾塔亦爲較佳使用。又,本發明所使用之連續多段蒸餾塔 可單獨使用上述之蒸餾塔,且亦可將複數的該蒸餾塔直列 或並列地連接組合供使用。 於本發明使用作爲原料之環狀碳酸酯爲前述(A )所 示之化合物,例如以碳酸乙二酯,碳酸丙二酯等之碳酸伸 烷酯類,和1,3 —二噚環己一 2 —酮,1,3 —二噚環 庚- 2 -酮等爲較佳使用,且碳酸乙二酯和碳酸丙二酯由 易於取得之方面而言爲較佳使用,且以碳酸乙二酯爲特佳 使用。 又,另一原料脂族一元醇類爲前述(B )所示之化合 物,可使用比生成之二元醇之沸點更低之物質。因此亦可 根據所使用之環狀碳酸酯之種類而改變,可列舉例如甲醇 ,乙醇,丙醇(各異構物),烯丙醇,丁醇(各異構物) ,3 — 丁烯一 1 一醇,戊醇(各異構物),己醇(各異構 物),庚醇(各異構物),辛醇(各異構物),壬醇(各 異構物),癸醇(各異構物),十一烷醇(各異構物)’ ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -24 - 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(22) 十二烷醇(各異構物),環戊醇,環己醇,環庚醇,環辛 醇,甲基環戊醇(各異構物),乙基環己醇(各異構物) ,甲基環乙醇(各異構物),乙基環乙醇(各異構物), 二甲基環己醇(各異構物),二乙基環己醇(各異構物) ,苯基環乙醇(各異構物),苄基醇,苯乙醇(各異構物 ),苯基丙醇(各異構物)等,且於此些脂族一元醇類中 ,亦可經烷氧羰基,芳氧羰基,醯氧基,硝基等之取代基 所取代。 於此類脂族一元醇類中,較佳使用者爲碳數1〜6個 之醇類,再佳者爲甲醇,乙醇,丙醇(各異構物),丁醇 (各異構物)之碳數1〜4個之醇類。使用碳酸乙二酯和 碳酸丙二酯作爲環狀碳酸酯時之較佳者爲甲醇,乙醇,特 佳者爲甲醇。 本發明爲使用令一般式(I )所示之反應,於連續多 段蒸餾塔內進行,且將反應所生成之低沸點產物經由蒸餾 ,由反應系中分離之反應蒸餾方式。 本發明之方法爲令連續多段蒸餾塔內,存在觸媒。令 觸媒存在之方法可爲任何一種方法,例如,於反應條件下 於反應液中溶解均勻系觸媒之情況,可藉由在連續多段蒸 餾塔中連續地供給觸媒,令觸媒存在於該蒸餾塔內之液相 中,或者於反應條件下於反應液中不溶解之不均勻觸媒之 情況,可藉由在該蒸餾塔內配置固體觸媒,令反應系中存 在觸媒,且亦可爲將其倂用之方法。 於該蒸餾塔中連續供給均勻系觸媒之情形中’亦可同 --------------------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -25- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 _ B7 五、發明說明(23) 時供給環狀碳酸酯和/或脂族一元醇,且亦可與原料不同 之位置供給。又,若爲由塔底具有至少一段以上之理論段 (段)之位置則於何種位置均可供給觸媒。但是,該蒸觀 塔內實際進行反應者爲由觸媒供給位置開始以下之區域, 故較佳由該蒸餾塔之上方部供給該觸媒。 又,使用不均勻系之固體觸媒時,該觸媒可在該蒸觀 塔內之任意位置中充塡必須量。又,該蒸觀塔內該觸媒之 存在部分的理論段數若爲一段以上即可,且較佳爲二段以 上。亦較佳使用兼倂具有作爲蒸餾塔充塡物效果之固體觸 媒。 本發明所使用之觸媒可列舉目前已知的各種觸媒。例 如,鋰,鈉,鉀,_,絶,鎂,鈣,緦,鋇等之鹼金屬及 鹼土金屬類;鹼金屬及驗土金屬之氫化物,氫氧化物,醇 鹽化物類,芳氧化物類,醯胺化物類等之鹼性化合物類; 鹼金屬及鹼土金屬之碳酸鹽類,重碳酸鹽類,有機酸鹽類 等之鹼性化合物類;三乙胺,三丁胺,三己胺,苄基二乙 胺等之三級胺類;N —烷基吡咯,N -烷基吲哚,噚唑, N -烷基咪唑,N -烷基吡唑,哼二唑,吡啶,烷基吡啶 ,D奎啉,烷基喳啉,異喹啉,烷基異喹啉,吖啶,烷基吖 啶,菲咯啉,烷基菲咯啉,嘧啶,烷基嘧啶,吡哄,烷基 吡畊,三哄,烷基三畊等之含氮雜芳香族化合物類;二吖 雙環十一碳烯(DBU),二吖雙環壬烯(DBN)等之 環狀脒類;氧化鉈,鹵化鉈’氫氧化鉈,碳酸鉈’硝酸鉈 ,硫酸鉈,鉈之有機酸鹽類等之鉈化合物類;三丁基甲氧 ---Γ----— — — II----------訂---------線一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) «26- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 __ B7 五、發明說明(24) 基錫,三丁基乙氧基錫,二丁基二甲氧基錫,二乙基二乙 氧基錫,二丁基二乙氧基錫,二丁基苯氧基錫,二苯基甲 氧基錫,醋酸二丁基錫,氯化三丁基錫,α 一乙基己烷酸 錫等之錫化合物類;二甲氧基鋅,二乙氧基鋅,乙二氧基 鋅’二丁氧基鋅等之鋅化合物類;三甲氧基鋁,三異丙氧 基鋁,三丁氧基鋁等之鋁化合物類;四甲氧基鈦,四乙氧 基鈦,四丁氧基鈦,二氯二甲氧基鈦,四異丙氧基鈦,醋 酸鈦,乙醯醋酸鈦等之鈦化合物類;三甲膦,三乙膦,三 丁膦,三苯膦,鹵化三丁基甲基銹,鹵化三辛基丁基鐵, 鹵化三苯基甲基鱗等之磷化合物類;鹵化锆,乙醯醋酸锆 ,烷氧基锆,醋酸锆等之锆化合物類;鉛及含鉛之化合物 類,例如,P b〇,P b〇2,P b 3〇4等之氧化鉛類; P b S,P b 2 S 5,P b S 2等之硫化鉛類; Pb(〇H)2,Pb3〇2(〇H)2,
Pb2 (Pb〇2 (OH) 2] ,Pb7〇(〇H)2 等之氫 氧化鉛類;Na2Pb〇2,K2Pb〇2,NaHPb〇2 ,KHPb〇2等之亞磷酸鹽類;Na2Pb〇3, Na2H2Pb〇4,K2Pb〇3,K2〔Pb (OH) 3 ] ,K4Pb〇4,Ca2Pb〇4,CaPb〇3等之鉛酸鹽 類;PbC〇3,2PbC〇3· Pb (〇H) 2等之鉛的 碳酸鹽及其鹼性鹽類;P b (〇C Η 3 ) 2, (0 Η 3 0 ) Ρ b ( 0 Ρ h ) ,Pb (〇Ph) 2等之烷氧 基鉛類,芳氧基鉛類;P b (〇C〇C Η 3 ) 2, P b (〇C〇CH3) 4, Pb (〇C〇CH3) 2· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公髮1 -27- 11---*---------------訂------------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(25) P b〇· 3 Η 3〇等之有機酸的鉛鹽及其碳酸鹽和鹼性鹽類 ;Bu4Pb,Ph4Pb’Bu3PbCl, P h a P b B r ^ P h a P b (或 Ph6Pb2), Bu3Pb〇H,Ph2Pb〇等之有機鉛化合物類(Bu 爲丁基,Ph 爲苯基);Pb—Na,Pb — Ca,Pb —Ba,Pb - Sn,Pb — Sb等之鉛的合金類;方鉛 礦,閃鋅礦等之鉛礦物類,及此鉛化合物的水合物類;具 有三級胺基之陰離子交換樹脂,具有醯胺基之離子交換樹 脂,具有磺酸基,羧酸基,磷酸基中之至少一個交換基的 離子交換樹脂,具有四級銨基作爲交換基之固體強鹼性陰 離子交換體等之離子交換體類;矽石,矽石-氧化鋁,矽 石一氧化鎂,矽鋁酸鹽,矽鉀酸鹽,各種沸石類,各種金 屬交換沸石類,銨交換沸石類等之固體無機化合物類等。 固體觸媒特佳使用者爲具有四級銨基作爲交換基之固 體強鹼性陰離子交換體,此類物質可列舉例如具有四級銨 基作爲交換基之強鹼性陰離子交換樹脂,具有四級錶基作 爲交換基之纖維素強鹼性陰離子交換體,具有四級銨基作 爲交換基之無機質載體承載型強鹼性陰離子交換體等。 具有四級銨基作爲交換基之強鹼性陰離子交換樹脂例 如,苯乙烯系強鹼性陰離子交換樹脂等爲較佳使用。苯乙 烯系強鹼性陰離子交換樹脂爲以苯乙烯與二乙烯苯之共聚 物作爲母體,於交換基爲具有四級銨(I型或Π型)之強 鹼性陰離子交換樹脂,例如以下式模式地表示。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -28- r .---------------訂---------線 | (請先閱讀背面之注音2事項再填寫本頁) 568898 A7 B7 五、發明說明(26) fH—CH2—(|:H—CH2—^CH—ΟΪ2—
Y CH2N(CH3)3 CH—CH2^ (I型)
H3)3 (Π) CH2—CH—CH2-— CH—
(CH3)2(C2H4〇H) CH——CH2 Θ (n型) CH2Ng:H3)2(C2H4〇H) 上述式中,X爲表示陰離子,通常,X爲使用F Cl-,Br — , I 一, HC〇3 — ,C〇32-, C Η 3 C Ο 2 ,HC〇2 — , I〇3 — ,Br〇3—, C 1〇2 —中選出的至少一種陰離子,較佳爲由C 1 - B r H c〇 C〇32 —中選出的至少一種陰離子 ------J------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又,樹脂母體之構造可使用膠型,大網狀型(MR型)均 可,但由耐有機溶劑性高方面而言,則以M R型爲特佳。 具有四級銨基作爲交換基之纖維素強鹼性陰離子交換 體可列舉例如,將纖維素全部或一部分之一 ◦ Η基予以三 烷胺乙基化所得之具有一〇CH2CH2NR3X交換基之 纖維素。但,R爲表示烷基,通常,使用甲基,乙基,丙 基,丁基等,較佳爲使用甲基,乙基。又,x爲如前述。 本發明中使用之所謂具有四級銨基作爲交換基之無機 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) _ 29 - 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(27) 質載體承載型強鹼性陰離子交換體’爲意指令無機質載體 表面之部分或全部之羥基一 ◦ Η予以修飾,導入四級錢基 一〇(CH2) nNR3X之物質。但,R,X爲如前述。 η通常爲1〜6之整數’較佳爲n = 2。無機質載體可使 用石夕石,氧化錦,砂石-氧化銘,氧化欽,沸石等。較佳 爲使用砂石’氧化銘,砂石-氧化銘,且特佳爲使用砂石 。無機質載體表面羥基之修飾方法可使用任意之方法。例 如,令無機質載體與胺基醇H〇(CH2) nNR2於鹼觸 媒存在下進行脫水反應’予以胺烷氧基化後’與鹵化烷基 RX — (χ /爲表示鹵素,通常使用Cl ,Br ,I等) 反應作成—〇(CH2) nNR3X/基。更且,藉由進行 陰離子交換,則可作成具有所欲之陰離子X的四級銨基-〇(C Η 2 ) η N R 3 X。又,η = 2之情形中,令無機質 載體以Ν,Ν -二烷基氮雜環丙烷予以處理,使其Ν,Ν 一二烷胺基乙氧基化作成—〇CH3CH2NR2基後,以 上述方法作成一〇(CH2) nNR3X基。 具有四級銨基作爲交換基的固體強鹼性陰離子交換體 ,亦可使用市售物質。於此情形中,以所欲的陰離子種類 進行離子交換前處理後,亦可使用作爲酯交換觸媒。 又,將含有至少一個氮原子之雜環基結合的巨大網狀 及凝膠類型的有機聚合物,或將含有至少一個氮原子之雜 環基結合的無機質載體所構成的固體觸媒,亦較佳使用作 爲酯交換觸媒。又,令此些含氮雜環基之一部分或全部被 四級氯化之固體觸媒亦可同樣地使用。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 30- II----Γ--------------β--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(28 ) 本發明所用之觸媒量雖亦根據所使用觸媒之種類而異 ’但於反應條件下連續供給於反應液中溶解之均勻系觸媒 時’則以相對於供給原料之環狀碳酸酯與脂族一元醇之合 計重量之比例表示,通常爲使用〇.〇〇〇1〜50重量 %。又,將固體觸媒設置使用於該蒸餾塔內時,相對於該 蒸餾塔之空塔容積,較佳使用〇 . 〇 1〜7 5體積%之觸 媒量。 關於對連續多段蒸餾塔連續供給環狀碳酸酯及脂族一 元醇之方法,並無特別限制,且若爲可在該蒸餾塔之至少 一段以上,較佳爲二段以上之區域中,與觸媒接觸之供給 方法則均可。即,該環狀碳酸酯與該脂族一元醇,可由連 續多段蒸餾塔之滿足上述條件之段中所必要數目之導入口 ’連續地供給。又,該環狀碳酸酯與該脂族一元醇可在該 蒸餾塔之相同段中導入,且亦可分別在不同之段中導入。 原料爲以液狀,氣體狀或液體與氣體之混合物型式,連續 地供給至該蒸餾塔。除了如此將原料供給至該蒸餾塔以外 ’亦可將氣體狀原料附加地由該蒸餾塔之下方部斷續或連 續地供給。又,將環狀碳酸酯由觸媒存在段之更上方段, 以液狀或氣液混合狀態連續供給至該蒸餾塔,且將脂族一 元醇由該蒸餾塔之下方部,以氣體狀或氣液混合狀態或氣 體狀與液狀之各種狀態連續供給亦較佳。此時,於環狀碳 酸酯中,即使含有脂族一元醇亦無妨。尙,於連續多段蒸 餾塔之下方部供給之脂族一元醇之全重量中,以氣體狀所 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) _ 31 - -------.---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(29 ) 供給部分之比例通常爲1〜1 0 0重量%,較佳爲5〜 1 0 0重量%,更佳爲2 0〜1 0 0重量%。對該蒸餾塔 之下方部,供給脂族一元醇氣體之方法亦可使用由該蒸觀 塔之下方部抽出反應液,並將此反應液以蒸發器加熱令其 部分或全部蒸發,令所得之氣體或氣-液混合物返回該蒸 餾塔之下方部之方法。此時,將反應液抽出之該蒸餾塔下 方部之位置,亦可與氣體或氣-液混合物返回該蒸餾塔下 方部之位置相同,或者不同亦可。 於本發明中,於供給原料中,亦可含有產物二烷基碳 酸酯和二元醇類。脂族一元醇爲含有伴隨的二烷基碳酸酯 時,該伴隨的二烷基碳酸酯之量爲相對於該脂族一元醇與 該伴隨的二烷基碳酸酯之合計量,通常爲〇〜4 0重量% ,較佳爲0·1〜30重量%,更佳爲1〜20重量%。 於連續多段蒸餾塔中供給的環狀碳酸酯與脂族一元醇 類之量比,雖亦根據觸媒種類和量及反應條件而異,但通 常,相對於所供給之環狀碳酸酯,脂族一元醇類爲供給以 0 · 01〜1000倍莫耳比之範圍爲佳。爲了提高環狀 碳酸酯的反應率,較佳將脂族一元醇類供給2倍莫耳以上 的過剩量,但若使用太大過量,則必須令裝置變大。於此 類意味中,特佳者爲使2〜2 0倍莫耳量之脂族一元醇類 〇 於本發明中,含有所生成之二烷基碳酸酯的低沸點成 分,爲由連續多段蒸餾塔之上方部以氣體狀連續抽出。抽 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -32- --.---_---------丨訂----1----· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 A7 B7 五、發明說明(30) 出物可爲單獨的二烷基碳酸酯,且亦可爲脂族一元醇類與 環狀碳酸酯的混合物,又亦可含有少量的高沸點產物。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由連續多段蒸餾塔中,抽出含有二烷基碳酸酯之低沸 點成分的抽出口,爲在原料供給位置至塔頂之間,且於塔 頂部設置氣體狀物質之抽出口爲佳,且以設置於塔頂部爲 更佳。如此處理所抽出的部分低沸點成分,可返回該蒸餾 塔之上方部,進行所謂的迴流操作。若經由此迴流操作增 加迴流比,則因低沸點產物對於蒸氣相之蒸餾效率變高, 故可增加抽出氣體成分中的低沸點產物濃度。但是,若令 迴流此大爲增加,則令所需的能量變大,故爲不佳。因此 ,迴流比通常爲使用0〜10,且較佳爲0〜5,更佳爲 〇〜3 〇 根據本發明方法所生成之二元醇爲由連續多段蒸餾塔 之下方部,以液狀連續地抽出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於本發明中所謂的連續多段蒸餾塔之上方部,爲指由 該蒸餾塔之塔頂距離至約1 / 2塔高高度之位置爲止之範 圍,且亦包含塔頂。又,所謂連續多段蒸餾塔之下方部, 爲指由該蒸餾塔之塔底開始至約1 / 2塔高高度之位置爲 止之範圍,且亦包含塔底。 將含有所生成之二元醇的反應混合物,由連續多段蒸 餾塔中抽出之抽出口爲設置於塔下部,特佳爲設置於塔底 部。如此處理所抽出之反應混合物’以再沸器將其部分予 以加熱,則可以氣體狀或氣液混合物之狀態返回連續多段 蒸餾塔之下方部。 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 A7 ________ B7 五、發明說明(31) 本發明之方法中,下式(1 )所定義之該連續多段蒸 餾塔之F因子通常爲在〇·2〜5·0之範圍。 F因子=ug(pg)1/2 (1) 〔上述式中,ug :該多段蒸餾塔內之氣體速度(m/s ) ,P g :該多段蒸餾塔內之氣體密度(k g /m 3 )。〕 F因子較佳爲在〇 · 4〜4 · 0之範圍,再佳爲在 0.6〜4.0之範圍。 連續多段蒸餾塔內之液速度及上述之氣體速度(ug) 爲根據使用的該蒸餾塔之種類,或於使用充塡塔之情形爲 根據充塡物之種類而異,但通常爲在不引起溢流及波紋之 範圍下實施。 又,該多段蒸餾塔內之氣體密度(P g )雖亦根據溫度 ,壓力條件及所用環狀碳酸酯和脂族一元醇之種類而異, 但通常爲以0 · 0 1〜2 · Okg/m3,較佳爲0 · 1〜 〇· 8kg/m3進行。 於本發明中,於連續多段蒸餾塔內進行反應。生成的 二烷基碳酸酯之量亦依賴該蒸餾塔內之塔藏量液量而定。 即,於使用相同塔高,相同塔徑之蒸餾塔之情形中’塔藏 量液量多之蒸餾塔意味可令反應液之滯留時間’即令反應 時間可爲較長。但是,於塔藏量液量頗多之情形中’因爲 滯留時間變長故進行副反應,並且易引起溢流。因此’連 續多段蒸餾塔之塔藏量液量雖亦根據蒸餾條件和蒸觀塔種 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -34 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 B7 五、發明說明(32) 類而改變,但相對於該蒸餾塔之空塔容積,以塔藏量液量 之容積比表現則通常以0 · 0 0 5〜0 · 7 5進行。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又,連續多段蒸餾塔內之反應液的平均滯留時間亦根 據反應條件,該蒸餾塔之種類和內部構造(例如棚段和充 塡物之種類)而異,且亦根據該反應器內之反應溫度或該 蒸餾塔內之反應溫度而異,但通常爲0 · 0 0 1〜5 0小 時,較佳爲0 · 0 1〜1 0小時’更佳爲0 · 0 5〜5小 時。 本發明中,連續多段蒸餾塔之塔底溫度通常爲一 2 0 °C以上且未滿6 0 °C下進行,並且依據所用原料化合物之 種類,反應壓力而異,但較佳爲以0 °C以上且未滿6 0 °C 之範圍中進行。 又,本發明中,該連續多段蒸餾塔之塔底壓力通常爲 5xl04Pa以下,較佳爲lxl03Pa以上,5x l〇4Pa以下,再佳爲lxl04Pa以上,5X104 P a以下。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將連續多段蒸餾塔之塔下部所抽出的部分反應液,供 給至該連續多段蒸餾塔,則亦可令未反應環狀碳酸酯和/ 或未反應脂族一元醇於連續多段蒸餾塔中循環。此時,可 將抽出的反應液就其組成原樣供給,且亦可將部分或全部 反應液使用蒸餾塔,分離所得之含有環狀碳酸酯和/或脂 族一元醇之餾分和/或塔底液,供給至該蒸餾塔。例如, 將連續多段蒸餾塔之塔下部抽出液,導入蒸餾塔所構成的 低沸成分回收塔,並由該回收塔之塔頂部取得脂族醇與二 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 A7 B7 五、發明說明(33) 烷基碳酸酯之混合物,並令該混合物於連續多段蒸餾塔中 循環者爲較佳之方法。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又,將反應液供給至連續多段蒸餾塔之導入口位置雖 無特別限制,但於令未反應脂族一元醇循環至該連續多段 蒸餾塔之情形中,則較佳供給至塔下方部,於令未反應環 狀碳酸酯循環至該連續多段蒸餾塔之情形中,則較佳供給 至塔上部。 於本發明中,雖不必要使用溶劑,但在(i )容易操 作反應,(ϋ )進行共沸蒸餾和萃取蒸餾,有效率取得二 烷基碳酸酯和二元醇等之目的下,可使用適當的惰性溶劑 ,例如醚類,脂族烴類,芳香族烴類,鹵化脂族烴類,鹵 化芳香族烴類等作爲反應溶劑或共沸劑或萃取劑。 又,對反應爲惰性物質之氮,氨,氬等惰性氣體亦可 於反應系中共存,且在加速餾除生成的低沸點產物之目的 下,可由連續多段蒸餾塔之下方部,將前述之惰性氣體和 反應惰性之低沸點有機化合物以氣體狀導入亦可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施發明之最佳形態 以下,根據實施例及比較例具體說明本發明,但其並 非限定本發明之範圍。 反應液之分析爲以氣相層析〔日本,(株)島津製作 所製 GC — 9Α,柱:TC— 1 (曰本 JL Science (株)製 )〕進行。下述各例中,產率,選擇率,及F因子爲分別 以下述之定義求出。 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 A7 B7 五、發明說明(34) 產率—選擇率 乙二醇之產率爲以裝入之碳酸乙二酯基準之數値,乙 二醇之選擇率爲以所消費之碳酸乙二酯基準之數値,碳酸 二甲酯之產率爲以裝入之碳酸乙二酯基準之數値,碳g变二 甲酯,一甘醇’ 2 -甲氧基乙醇之選擇率爲以所消費之碳 酸乙二酯基準之數値。
F 連續多段蒸餾塔之F因子爲以下述式所定義。 F因子=ug(pg)1/2 (1) 〔上述式中,ug :連續多段蒸餾塔內之氣體速度(m/s ),P g :連續多段蒸餾塔內之氣體密度(k g / m 3 )。 ] 此處u κ及p g分別可以下述式(3 )及(2 )求出。 pg=P-M/[R· (273.16 + t)] ( 2 ) 〔上述式中,P :連續多段蒸餾塔內之塔底壓力(氣壓) ,Μ :對連續多段蒸餾塔之下方部以氣體狀所供給之原料 的平均分子量(g/mol) ,R:氣體常數(升•氣壓 / K · m ο 1 ) ,t :塔底溫度(°C )。〕 -------.------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -37- 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(35)
Ug=Q/(3600A*pg) (3) 〔上述式中,Q :對連續多段蒸餾塔之下方部以氣體狀所 供給之原料的質量速度(k g / h ) ,A :連續多段蒸餾 塔之截面積(m 2 )。〕 因此,F因子爲由上述之Q,A,P,M,T,使用 式(1),式(2),式(3)算出。(尙,由連續多段 蒸餾塔中抽出反應液,並將此反應液以蒸發器等予以加熱 所得之氣體或氣-液混合物返回該蒸餾塔之下方部時,所 返回氣體爲不被考慮作爲F因子計算中的「對蒸餾塔之下 方部以氣體狀所供給之原料」。) 實施例1 使用圖1所示裝置,由碳酸乙二酯(E C)與甲醇( Me 0H)連續製造碳酸二甲酯(dmc )與乙二醇( EG)。對充塡以狄克森塡料充塡物(3mm0)之內徑 4公分(截面積0.00126m2),充塡高200公分 之充塡塔,及再沸器與冷凝器所構成之連續多段蒸餾塔1 之塔頂4,將EG以流速776 . 2g/h下,由導管2 經過預熱器3,以液狀連續供給,並將氫氧化鉀之4 . 8 重量%乙二醇溶液(觸媒),以3 2 · 6 g / h之流速經 過導管2 / ,以液狀連續供給,並將M e〇Η與D M C ( 重量比·· M e〇Η / D M C ) = 9 7 / 3 )所組成之混合 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -38- ---5---w--------------訂---------線 j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 A7 B7 五、發明說明(36) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 物,以2267·7g/h之流速下’由導管5經過蒸發 器6 >及導管5 /,以氣體狀連續供給。連續多段蒸餾塔 1爲以塔底壓45600Pa (0.45氣壓)運轉’且 塔底溫度爲5 6 °C。對連續多段蒸餾塔1之下方部’以氣 體狀所供給之原料(即經過導管5 /,以氣體狀所供給之 Me OH與DMC之混合物)之平均分子量Μ爲3 2 · 7 (由Me〇H/DMC莫耳比=〇·989/0·11, M=〇. 989x32. 04 + 0. 011x90. 08 = 32.7)。因此,氣體密度 pg=0 · 545kg/ m3{〇. 45x32. 7/[(0.08205x( 273.16+56))-0.545],氣體速度ug= 〇.917m/s [2.2677/( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3600x0. 00126x0. 545)-0. 917 〕,F因子=〇·68〔0·917χ (0 . 545) °·5=0 · 68〕。於上述計算中,求出 氣體ug時之Q値(2 · 2677)爲使用經過導管5 >以 氣體狀供給之M e Ο Η與D M C混合物之氣體的質量速度 (k g / h )。 由塔頂4所餾出之氣體狀成分爲以凝縮器7予以凝縮 ,並將其一部分迴流,且其他以塔頂抽出液型式抽出。迴 流比爲0 · 1。以再沸器6將塔底液加熱下,此塔頂抽出 液之流速爲2 5 2 4 g / h。此塔頂抽出液爲含有 M e Ο Η 66 · 8 重量%,DMC33 · 2 重量%。由 塔底8以流速1 1 6 5 g / h下,將塔下部抽出物〔含有 -39· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 __ B7 五、發明說明(37 ) M e Ο Η 48.7 重量%,DMC 9.2 重量%, EG 48. 2重量%,EC 2·〇重量%〕抽出,並 經過導管9,供給至充塡以狄克森塡料充塡物(3 m m 0 )之內徑5公分,充塡高2 Ο 0公分之充塡塔所構成之低 沸點成分回收塔1 0之塔頂開始至1 〇 〇公分之位置。 低沸點成分回收塔1 〇爲以塔頂壓力1 · 3 X 1 0 3 Pa ( 1 0 t 〇 r r ),塔底溫度l〇l°C下運轉。由塔 頂所I留出之氣體狀成分爲以冷凝器1 3予以冷凝,令其一 部分經過導管1 4迴流,且剩餘爲經過導管1 5,以流速 5 7 8 · 5 g / h下,以液狀對連續多段蒸餾塔1之塔底 部循環。將低沸點成分回收塔1 〇之部份塔底液 由導管 2 0中將其一部分以流速5 8 6 . 6 g / h抽出,殘餘部 份再以再沸器1 8加熱。於此低沸點成分回收塔塔底液中 ,EG爲含有9 5 · 8重量% (亦包含來自觸媒的EG) ,EC爲含有4 · 0重量%。副產物二甘醇(DEG)爲 含有0 · 02重量%。又,別種副反應產物2 -甲氧基乙 醇(2 Μ E )則未被檢測出。 其結果顯示取得E C之轉換率爲9 7%,DMC產率 爲97% (產量770g/h) ,DMC選擇率爲 99 · 9%以上,EG產率爲97% (產量530 · 7 g/h) ,EG選擇率爲99.9%以上。又,由於連續 多段蒸餾塔1之內容積爲2 · 51公升〔^x22x200 /1000 = 2 · 5 13 (公升)〕,故以空時產量所表 示之DMC的生產性爲307克/升·h(770/ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -40 - --·-------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 A7 __________B7_____ 五、發明說明(38) 2 · 5 1 = 3 0 7 )。於表1中整理出反應條件,反應結 果。 實施例2 除了令連續多段蒸餾塔1之充塡塔爲內徑5 cm (截 面積0·〇0196m2),充塡高135cm以外,其他 爲使用與實施例1相同之裝置,由碳酸乙二酯(E C )和 甲醇(M e〇Η )連續製造碳酸二甲酯(D M C )和乙二 醇(DEC)和乙二醇(EG) 。EC之流速爲727· 〇 g/h,將氫氧化鉀之4 · 8重量%乙二醇溶液(觸媒 )’以3 0 · 2 g / h之流速供給,且由導管5所供給之 M e〇Η和D M C所組成之混合物流速爲2 1 5 7 · 9 g /h,塔底壓爲45600Pa(0.45氣壓),塔底 溫度爲5 5 · 7 C。連I買多段蒸I留塔1內之氣體密度pg = 0 · 545kg/m3,氣體速度 Ug=〇 · 56〇m/s ,F因子二〇 · 4 1。除此以外之條件爲以實施例1所用 之相同方法進行。塔頂抽出液(含有M e〇Η 67.2 重重% ’ DMC 32 · 8重重%)爲以流速2363g / h取得。 將連續多段蒸餾塔1之塔下部,以流速1 0 6 4 . 6 g/h所得之塔下部抽出物(含有Me〇Η 47 . 4重 量%,01^〇 1.2重量%,£0 48.7 重量 %, E C 2 · 6重量% )與實施例1同樣地供給至低沸點成 分回收塔1 0,並以同樣之條件分離。對連續多段蒸餾塔 --------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
568898 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(39) 1之塔底部以液狀循環,且由該回收塔1 0之塔頂所餾出 之成分的流速爲5 1 7 · 3 g / h。由低沸點成分回收塔 1 0之導管2 0所抽出之塔底液的流速爲5 4 7 · 3 g/ h,於該塔底液中EG爲含有94 · 7重量%,EC爲含 有5 · 〇重量%。副反應產物二甘醇(DEG)爲含有 〇 . 0 3重量%。又,別種副反應產物2 -甲氧基乙醇( 2 Μ E )則未被檢測出。其結果顯示取得E C之轉換率爲 96%,DMC 產率爲 96% (產量 71〇g/h), DMC選擇率爲9 9 · 9%以上。又,由於連續多段蒸餾 塔1之內容積爲2 · 65公升〔ΤΓΧ2 · 52xl35/ 1000 = 2 · 65 (公升)〕,故以空時產量所表示之 DMC的生產性爲268克/升· h (710/2 · 65 - 2 6 8 )。於表1中整理出反應條件,反應結果。 比較例1 除了令塔底壓爲1 0 1 0 0 0 P a ( 1氣壓),其結 果,塔底溫度79 · 6T:,氣體密度0,= 1 · 130kg /m3,氣體速度1^=〇 · 270m/s ,F因子= 0 · 2 9以外,其他爲以實施例2同樣之方法,由碳酸乙 二酯(E C )和甲醇(M e〇Η )連續製造碳酸二甲酯( D M C )和乙二醇(E G )。連續多段蒸餾塔1之塔頂抽 出液(含有Me〇Η 74 · 1重量%,DMC 25 · 9重量%)爲以流速2313g/h取得。由連續 多段蒸餾塔1之塔下部,以流速9 8 7 · 4 g / h取得塔 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -42- Γ .--------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 A7 B7 五、發明說明(40 ) 下部抽出物(含有Me〇Η 38 · 1重量%,DMC 1.0重量%,£〇 40.3重量%,EC 20.3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 重量%,二甘醇(DEG) 〇 · 19重量%,2 —甲氧基 乙醇(2 Μ E ) 〇 . 〇 〇 9重量% )。對連續多段蒸餾塔 1之塔底部以液狀循環之由低沸點成分回收塔1 0之塔頂 所餾出成分的流速爲3 8 5 · 7 g / h。由該回收塔1 0 之導管2 0所抽出之塔底液流速爲6 0 1 · 7 g / h,於 該塔底液中含有EG爲66 . 1重量%,EC爲33 · 4 重量%,二甘醇(DEG)爲〇 · 31重量%,2 —甲氧 基乙醇(2ME)爲〇 · 〇15重量%。 其結果顯示取得E C之轉換率爲7 2 · 4 %,D M C 產率爲72 · 0% (產量535g/h) ,DMC選擇率 爲 99 · 4%,EC 產率爲 72 · 0 (產量 368 · 7g /h) ’ EG選擇率爲9 9 · 4%。又,分別顯不其副產 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 物二甘醇以選擇率〇 · 6 0%,又2 —甲氧基乙醇以選擇 率0 · 020%生成。又,以空時產量表示之DMC的生 產性爲 202 克 / 升·1ι (535/2 · 65 二 202) 。於表1中整理出反應條件,反應結果。 若將此結果與實施例2比較,則在塔底壓高( 1 · 013xl05Pa :大氣壓),塔底溫度高( 7 9 · 6 % )且F因子低(0 · 2 9 )條件下進行反應之 比較例1之方法,即使使用相同的反應裝置亦爲D M C之 生產性低〔0 · 02克•升—^h — 克· 升1 · h — 1 )= 〇 · 7 5倍〕,而副產物之量多。 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明(41) 比較例2 除了令導管5所供給之M e〇Η和D M C所組成混合 物以流速爲3 1 2 3g/h ’塔底壓爲1 〇 1 〇〇〇pa (1氣壓),其結果,塔底溫度7 6 · 7 °C,氣體密度p =1 · 14kg/m ’热體速度 Ug — 0 · 3 8 8 m/ s ,F因子=0 · 4 1以外’其他爲以實施例2同樣之方法 ,由碳酸乙二酯(EC)和甲醇(Me OH)連續製造碳 酸二甲酯(D M C )和乙二醇(E G )。連續多段蒸餾塔 1之塔頂抽出液(含有Me〇H 78 · 4重量%, DMC 2 1 · 6重量%)爲以流速3302g/h取得 0 由連續多段蒸餾塔1之塔下部,以流速1 0 2 8 g / h取得塔下部抽出物(含有MeOH 42 · 8重量%, D M C 1.1 重量%,EG 44.4重量%,£0 11 · 4 重量%,二甘醇(DEG) 0 · 21 重量%,2 一甲氧基乙醇(2ME) 0 . 0097重量%)。對連續 多段蒸餾塔1之塔底部以液狀循環之由低沸點成分回收塔 1 0之塔頂所餾出成分的流速爲4 5 1 · 2 g / h。由該 回收塔1 0之導管2 0所抽出之塔底液流速爲5 7 7 · 1 g/h,於該塔底液中含有EG爲79 · 0重量%,EC 爲20 · 31重量%,二甘醇爲〇 · 38重量%,2 —甲 氧基乙醇(2ME)爲0·017重量%。
其結果顯示取得E C之轉換率爲8 3 · 9 %,D M C 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -44 - ---;---------------訂---------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 A7 B7 五、發明說明(42) 產率爲83 · 4% (產量620g/h) ,DMC選擇率 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲 99 · 4%,EC 產率爲 83 . 4 (產量 427 · 3g / h ) ,E G選擇率爲9 9 · 4 %。又,分別顯示其副產 物二甘醇以選擇率〇 . 6 0%,又2 —甲氧基乙醇以選擇 率0 · 0 19%生成。又,以空時產量表示之DMC的生 產性爲 234 克/升· h (620/2 · 65 = 234) 。於表1中整理出反應條件,反應結果。 若將此結果與實施例2比較,則即使增大導管5所供 給之M e〇Η和D M C所組成混合物之流速,提高F因子 (0.41),於塔底壓高(大氣壓),塔底溫度高( 7 6 · 7 t )條件下進行反應之比較例2之方法,儘管令 所用之Me〇Η量增大,但DMC之生產性仍低〔2 3 0 克•升—^ 克•升—^ h —= 0 · 8 7倍〕,又,副產物之量亦多。 實施例3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除了連續多段蒸餾塔1之充塡塔爲內徑5 . 3 6 cm (截面積〇· 〇〇225m2),充塡高l〇〇cm以 外,其他爲使用與實施例1相同之裝置,由碳酸乙二酯( EC)和甲醇(Me〇H)連續製造碳酸二甲酯(DMC )和乙二醇(EC) 。EC之流速爲612·2g/h, 將氫氧化鉀之4 · 8重量%乙二醇溶液(觸媒),以 2 5 · 4 g / h之流速供給,且由導管5所供給之 M e Ο Η和D M C所組成之混合物流速爲1 7 3 7 g / h -45- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 五、發明說明(43) ,塔底壓爲45600Pa(0.45氣壓),塔底溫度 爲5 6 · 2 °C。連續多段蒸餾塔1內之氣體密度P g = 〇· 545kg/m3,氣體速度 ug=0 · 393m/s ,F因子=Ο · 2 9。除此以外之條件爲以實施例1所用 之相同方法進行。塔頂抽出液(含有M e〇Η 67.2 重量%,DMC 32 · 8重量%)爲以流速1902g / h取得。 將連續多段蒸餾塔1之塔下部,以流速8 8 8 · 7 g /h所得之塔下部抽出物(含有MeOH 45 · 7重量 %,DMC 1.2重量%,EG 47.1重量%, E C 6 · 0重量% )與實施例1同樣地供給至低沸點成 分回收塔1 0,並以同樣之條件分離。對連續多段蒸餾塔 1之塔底部以液狀循環,且由該回收塔1 0之塔頂所餾出 之成分的流速爲4 1 6 g / h。由低沸點成分回收塔1 〇 之導管2 0所抽出之塔底液的流速爲4 7 2 . 7 g/h, 於該塔底液中EG爲含有88 · 5重量%,EC爲含有 11 · 3重量%。二甘醇(DEG)爲含有〇 · 〇2重量 %。又,2 —甲氧基乙醇(2 Μ E )則未被檢測出。 其結果顯示取得E C之轉換率爲9 1 . 3 %,D M C 產率爲9 1 · 3% (產量572g/h) ,DMC選擇率 爲99 · 9%以上,EG產率爲9 1 · 3% (產量394 g/h) ,EG選擇率爲99 .9%以上。又,由於連續 多段蒸餾塔1之內容積爲2 . 26公升〔ΤΓΧ2 . 682x 100/1000 = 2 · 26 (公升)〕,故以空時產量 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -46 I ΙΊ I I Ί I I I I--------- — 訂·--------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 --- B7 五、發明說明(44) 所表示之DMC的生產性爲253克/升·h(572/ 2 · 2 6二2 5 3 )。於表1中整理出反應條件,反應結 果。 比較例3 除了令導管5所供給之M e〇Η和D M C所組成混合 物以流速爲7 1 9 g / h,其結果,塔底溫度5 5 9 °C, 氣體密度pg=0 · 545kg/m3,氣體速度1^ = 〇 · I63m/s,F因子=0 · 12以外,其他爲以實 施例3同樣之方法,由碳酸乙二酯(E C )和甲醇(
Me OH)連續製造碳酸二甲酯(DMC)和乙二醇( EG)。連續多段蒸餾塔1之塔頂抽出液(含有M e〇Η 66 · 3重量%,DMC 33 · 7重量%)爲以流速 789 · 3g/h 取得。 由連續多段蒸餾塔1之塔下部,以流速9 9 8 · 9 g /h取得塔下部抽出物(含有Me OH 42 · 3重量% ,DMC 0.96重量%,EG 19.3重量%, EC 37 · 4重量%,二甘醇(DEG) 0 · 02重量 % )。對連續多段蒸餾塔1之塔底部以液狀循環之由低沸 點成分回收塔1 0之塔頂所餾出成分的流速爲4 3 1 · 8 g / h。由該回收塔1 〇之導管2 0所抽出之塔底液流速 爲567 · lg/h,於該塔底液中含有EG爲33 · 9 重量%,EC爲6 5 · 86重量%,二甘醇(DEG)爲 〇.0 2重量%。 -----4.------- I I I---—訂 ---------線^--J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 47- 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明(45) 其結果顯示取得E C之轉換率爲3 9 %,D M C產率 爲38.9%(產量2442/11),丑(:產率爲 38 · 9 (產量168 · 2g/h)。又,以空時產量表 不之DMC的生產性爲1 〇 8克/升· h ( 2 4 4/ 2 · 2 6 = 1 0 8 )。於表1中整理出反應條件,反應結 果。 若將此結果與實施例3比較,則若將導管5所供給之 M e〇Η和D M C所組成混合物之流速減低,使得F因子 降低(0 · 1 2 ),則顯示出D M C之生產性降低〔 1 08 克•升一1 · h — i / (2 5 3 克•升_1 · h —丄)= 〇 · 4 3 倍〕。 實施例4 使用與實施例1相同之裝置,由碳酸乙二酯(E C ) 和甲醇(Me OH)連續製造碳酸二甲酯(DMC)和乙 二醇(EC) 。£(:之流速爲988.62/11,將氫氧 化鉀之4 · 8重量%乙二醇溶液(觸媒),以61 · 5g / h之流速供給,且由導管5所供給之M e〇Η和D M C 所組成之混合物流速爲2 5 8 0 · 9 g / h,塔底壓爲 30400Pa (0 · 3氣壓),塔底溫度爲47 · 1°C 。連續多段蒸餾塔1內之氣體密度· 373kg/ m3,氣體速度1^=1 · 524m/s,F因子= 〇· 9 4。除此以外之條件爲以實施例1所用之相同方法 進行。連續多段蒸餾塔1之塔頂抽出液(含有M e〇Η I 一 -->---·---------------訂---------線 --1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 48- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 B7 五、發明說明(46) 65 · 1重量%,DMC 34 · 9重量%)爲以流速 2 8 9 1 g / h 取得。 將連續多段蒸餾塔1之塔下部,以流速1 4 4 6 g / h所得之塔下部抽出物(含有Me〇Η 44 . 8重量% ,DMC 1.1重量%,EG 48.5重量%,EC 5 · 4重量% )與實施例1同樣地供給至低沸點成分回收 塔1 0,並以同樣之條件分離。對連續多段蒸餾塔1之塔 底部以液狀循環,且由該回收塔1 0之塔頂所餾出之成分 的流速爲6 6 4 · 2 g / h。由低沸點成分回收塔1 0之 導管2 0所抽出之塔底液的流速爲7 8 1 · 8 g / h,於 該塔底液中EG爲含有89 . 6重量%,EC爲含有 1〇· 0重量%。二甘醇(DEG)爲含有0 . 01重量 %。又,2 —甲氧基乙醇(2 Μ E )則未被檢測出。 其結果顯示取得EC之轉換率爲9 ,DMC產率 爲92% (產量932g/h) ,DMC選擇率爲 99 · 9%以上,EG產率爲92% (產量642g/h ),EG選擇率爲99.9%以上。又,以空時產量表示 之DMC的生產性爲371克/升·1ι (932 / . 2 . 5 1 = 3 7 1 )。於表1中整理出反應條件,反應結 果。 實施例5 除了令連續多段蒸餾塔1之充塡塔爲內徑5 cm (截 面積0.00196m2),充塡高135cm以外,其他 ----;--------I--!訂·--------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -49- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A7 _ B7 五、發明說明(47) 爲使用與實施例1相同之裝置,由碳酸乙二酯(E C )和 甲醇(Me〇H)連續製造碳酸二甲酯(DMC)和乙二 醇(EC) °EC之流速爲938 · 9g/h,將氫氧 化鉀之4 · 8重量%乙二醇溶液(觸媒),以5 8 · 7 g / h之流速供給,且由導管5所供給之M e〇Η和D M C 所組成之混合物流速爲2 5 8 1 g / h,塔底壓爲 30400Pa(0.3氣壓),塔底溫度爲47 °C。連 續多段蒸餾塔1內之氣體密度pg=0 · 3 7 3 kg/m3 ,氣體速度 ug=〇 · 978m/s,F 因子=〇 · 60。 除此以外之條件爲以實施例1所用之相同方法進行。塔頂 抽出液(含有Me〇Η 66 · 6重量%,DMC 33 . 4重量%)爲以流速2832g/h取得。 將連續多段蒸餾塔1之塔下部,以流速1 3 8 5 . 2 g/h所得之塔下部抽出物(含有Me〇Η 45 . 0重 1.1重量%,EG 47.3重量%, E C 6 · 4重量% )與實施例1同樣地供給至低沸點成 分回收塔1 0,並以同樣之條件分離。對連續多段蒸餾塔 1之塔底部以液狀循環,且由該回收塔1 0之塔頂所餾出 之成分的流速爲6 3 8 · 5 g / h。由低沸點成分回收塔 1 0之導管2 0所抽出之塔底液的流速爲7 4 6 . 7 g / h,於該塔底液中EG爲含有87 · 7重量%,EC爲含 有12 · 〇重量%,二甘醇(DEG)爲〇 · 〇1重量% 。又,2 —甲氧基乙醇(2 Μ E )則未被檢測出。
其結果顯示取得E C之轉換率爲9 0 . 5%,DMC 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -5〇 _ • I J----^ I I I I----------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 A7 B7 五、發明說明(48) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 產率爲9 0 · 5% (產量8 6 9 g/h) ,DMC選擇率 爲99 · 9%以上,EC產率爲90 · 5% (產量599 g/h) ,EG選擇率爲99.9%以上。又,由於連續 多段蒸餾塔1之內容積爲2 · 6 5公升,故以空時產量所 表示之DMC的生產性爲328克/升·h(869/ 2 · 6 5二3 2 8 )。於表1中整理出反應條件,反應結 果。 實施例6 除了令導管5經過蒸發器6 >及導管5 /所供給之 M e〇Η和D M C所組成混合物,對於連續多段蒸餾塔1 之供給位置爲在連續多段蒸餾塔1之塔底距離5 0公分之 位置以外,其他爲使用與實施例3相同之方法,由碳酸乙 二酯(E C )和甲醇(M e〇Η )連續製造碳酸二甲酯( D M C )和乙二醇(E G )。將塔底液以再沸器6加熱並 且保持塔底液中之DMC和Me〇H之重量比爲1: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 5 0。連續多段蒸餾塔1之塔底溫度爲5 6 . 0°C。連 續多段蒸餾塔1內之氣體密度· 545kg/m3 ,氣體速度1^=〇· 393m/s ,F因子=〇 · 29 〇 除此以外之條件爲以實施例3所用之相同方法進行。塔頂 抽出液(含有Me〇H65 . 3重量%,DMC 3 4 · 7重量%。令該塔頂抽出液之一部分迴流至塔頂4 )爲以流速1 9 1 3 · 4 g / h取得。 將連續多段蒸餾塔1之塔下部’以流速8 9 1 · 9 g -51 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 A7 B7 五、發明說明(49) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) /h所得之塔下部抽出物(含有Me〇Η 48 · 2重量 % ν D M C Ο · 13 重量%,EG 49. 9 重量%, EC 1 · 6 5重量% )與實施例3同樣地供給至低沸點 成分回收塔1 0,並以同樣之條件分離。對連續多段蒸鶴 塔1之塔底距離5 0公分之位置以液狀循環,且由該回收 塔1 0之塔頂所餾出之成分的流速爲4 3 0 . 7 g / h。 由低沸點成分回收塔1 0之導管2 0所抽出之塔底液的流 速爲46 1 · 2g/h,於該塔底液中EG爲含有 96 · 6重量%,EC爲含有3 · 2重量%,二甘醇( DEG)爲0 · 02重量%。又,2 —甲氧基乙醇( 2 Μ E )則未被檢測出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其結果顯示取得E C之轉換率爲9 7 . 6%,DMC 產率爲97.6%(產量611忌/11) ,DMC選擇率 爲99 · 9%以上,EC產率爲97 · 6% (產量 421 · lg/h) ,EG選擇率爲99 · 9%以上。又 ,以空時產量所表示之D M C的生產性爲2 5 3克/升· h (572/2 · 65 = 253)。於表1中整理出反應 條件,反應結果。 實施例7 除了令導管5經過蒸發器6 /及導管5 /所供給之 M e Ο Η和D M C所組成混合物的組成爲以重量比 Me〇H/DMC=99·9/0·1,該混合物之流量 爲 1255g/h,EC 之流量爲 528 · lg/h,觸 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(50) 媒氫氧化鈉之乙二醇溶液濃度爲9 · 6重量%,連續多段 蒸餾塔1之充塡高爲8 5公分以外,其他爲使用與實施例 1相同之方法,由碳酸乙二酯(E C)和甲醇(Me〇Η )連續製造碳酸二甲酯(DMC)和乙二醇(EG)。連 續多段蒸餾塔1之塔底溫度爲4 9 · 8 °C。連續多段蒸餾 塔1內之氣體密度· 544kg/m3,氣體速度 u g - 0 . 285m/s,F因子=0 · 21。除此以外之 條件爲以實施例1所用之相同方法進行。塔頂抽出液(含 有Me〇H 63.3重量%,DMC 36.7重量% 。令該塔頂抽出液之一部分迴流至塔頂4 )爲以流速 1403·8g/h取得。 將連續多段蒸餾塔1之塔下部,以流速1 3 5 4 · 6 g/h所得之塔下部抽出物(含有Me〇Η 70 · 0重 0.14重量%,EG 27.8重量% ,E C 1 · 8 9重量% )與實施例1同樣地供給至低沸 點成分回收塔1 0,並以同樣之條件分離。由該回收塔 10之塔頂所餾出之成分流速爲949 . 8g/h,令其 對連續多段蒸餾塔1之塔底以液狀循環。由低沸點成分回 收塔1 0之導管2 0所抽出之塔底液的流速爲4 0 4 · 8 g/h,於該塔底液中EG爲含有9 3 · 1重量%,EC 爲含有6 · 3重量%,二甘醇(DEG)爲含有0 · 02 重量%。又,2 —甲氧基乙醇(2 Μ E )則未被檢測出。 其結果顯示取得E C之轉換率爲9 5 · 1 %,D M C 產率爲 95.1% (產量 513. 9g/h) ,DMC 選 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) :53 ---,---·---------------訂---------線一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 568898 A7 B7_ 五、發明說明(51) 擇率爲99 . 9%以上,EC產率爲97 · 6% (產量 354 · lg/h) ,EG選擇率爲99 · 9%以上。又 ,以空時產量所表示之DMC的生產性爲2 6 9克/升· h〔513 · 9/(10 〇 〇x〇 · 00225m2x 0· 85m) =269〕。於表1中整理出反應條件,反 應結果。 ---.---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -54- 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(52) 表1 反應條件 結果 空時產 選擇率 塔底壓 塔底溫 F因子 MeOH/EC 率DMC DMC DEG 2ME (Pa) 度 (莫耳/比) (克/升 (%) (%) (%) (°C) • h) 實施例1 45600 56.0 0.68 7.8 307 >99.9 0.05 0 實施例2 45600 55.7 0.41 7.9 268 >99.9 0.05 0 比較例1 101000 79.6 0.29 7.9 202 99.3 0.60 0.02 比較例2 101000 76.7 0.41 11.5 234 99.4 0.60 0.02 實施例3 45600 56.2 0.29 7.6 253 >99.9 0.05 0 比較例3 45600 55.9 0.12 3.1 108 >99.9 0.05 0 實施例4 30400 47.1 0.94 7.0 371 >99.9 0.02 0 實施例5 30400 47.0 0.60 7.3 328 >99.9 0.02 0 實施例6 45600 56.0 0.29 7.6 270 >99.9 0.02 0 實施例7 45600 49.8 0.21 6.8 269 >99.9 0.02 0 *---1---------------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) _ 55 _ 568898 A7 ____________ B7 五、發明說明(53) 參考實施例 使用圖2所示之裝置,將實施例2之低沸點回收塔 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0之塔底液中所含的未反應E C水解,並再蒸餾分離, 取得精製E G。 由導管2 1供給實施例2之由低沸點回收塔1 〇之導 管20所抽出之塔底液(流量547. 3g/h),並與 導管3 5以5 . 7 g/h之流量導入之水,共同導入加熱 至1 8 0°C之連續水解反應器3 7〔內徑5公分,長度 100公分且充塡以狄克森塡料(3mm0)〕中。連續 水解反應器37之內壓爲保持於2.5xl06Pa (25 kg/cm2*G)。反應器入口之水/EC重量比爲 〇· 5。反應液爲經過導管3 8,導入以大氣壓操作的氣 液分離器3 9中,二氧化碳氣體爲由導管4 0中取得,含 有E G之液體爲由導管2 2中取得。此含有E G之液體爲 經過導管2 2,供給至充塡以狄克森塡料充塡物(3 mm0 )之內徑5公分,充塡高2 0 0公分之充塡塔所構 成之二元醇分離塔2 3塔頂距離6 0公分之位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 二元醇分離塔23爲以塔頂壓力2·7xl03Pa ( 2 0 t o r r )運轉,且由此塔頂所流出之氣體狀成分爲 以冷凝器2 6予以冷凝,令其一部分經過導管2 7迴流( 迴流比:5 ),剩餘爲經過導管3 4以1 6 · 4 g / h之 流量循環至連續水解反應器3 7。二元醇分離塔2 3之塔 底液爲以再沸器3 0加熱,並且經過導管3 1循環至二元 醇分離塔2 3。二元醇分離塔2 3之塔底2 8之溫度爲 -56- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明說明(54) 1 1 6 °C。來自設置於二元醇分離塔2 3之塔頂距離 1 2 0公分位置之副抽出口之氣體狀餾分,爲以流速 5 2 8 · 8 g / h抽出,並以冷凝器3 3予以冷凝取得畐[J 抽出液EG (EG含量99 · 99重量%以上,EC, D E G及2 Μ E則未檢測出)。又,二元醇分離塔2 3之 一部分塔底液爲由導管3 2中,以流量1 0 · 5 g/h抽 出,且該塔底液爲含有EG 81.5重量%及DEG 1 · 3重量%。 參考比較例 使用比較例1之低沸點回收塔之塔底液,代替實施例 2之低沸點回收塔之塔底液,且除了下述以外,依據參考 實施例同樣之方法,取得精製E G。 將比較例1之低沸點回收塔1 0之導管2 0所抽出之 塔底液(流量547.3g/h),與導管34所導入之 二元醇分離塔2 3之塔頂抽出液及以4 1 · 1 g/h之流 量由導管3 5所導入之水,共同導入連續水解反應器3 7 中。 由導管3 4至連續水解反應器3 7之循環流量爲 119·5g/h。二元醇分離塔23之塔底28溫度爲 1 1 6 °C,以參考實施例相同之迴流比且相同之塔底液抽 出量運轉時,因於副抽出液中檢測出D E G爲5 0 0 p p m,故副抽出液中的D E G濃度減低,且令迴流比, 塔底液抽出量均增加。迴流比爲8,且二元醇分離塔2 3 —·---,--------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -57- 568898 A7 ____ B7__ 五、發明說明(55) 之塔底液(含有EG 94 .6重量%及DEG 2.8 重量%)抽出量爲67·2g/h。此時,二元醇分離塔 2 3之副抽出液爲以4 7 5 · 6 g / h取得。於該副抽出 液中,除了 EG (99 · 98重量%)以外,含有DEG 爲0 · 005重量%及21^丑爲〇 . 019重量%。 若將此結果與參考實施例比較,則使用D E G及 2 ME含量多之低沸點成分回收塔塔底液之參考比較例, 可知於所得之精製E G (二元醇分離塔副抽出液)中含有 2 Μ E和D E G等之不純物。又,參考比較例之二元醇分 離塔塔底液抽出量爲6 7 · 2 g/h,與參考實施例比較 亦非常多到 6 · 4 倍(6 7 · 2 / 1 0 · 5 = 6 · 4 )。 產業上之可利用性 若依據本發明之方法,則可由脂族一元醇與環狀碳酸 酯,不使用複雜裝置輕易地以高生產性和高選擇率(即副 產物減低),連續製造二烷基碳酸酯與二元醇,故於工業 上極爲有利。 —:—:--------------tr·---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -58-
Claims (1)
- 568898 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍tWM. 第8810971 6號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國91年11月26日修正 1 · 一種連續製造二烷基碳酸酯與二元醇之方法,其 爲由環狀碳酸酯與脂族一元醇連續製造二烷基碳酸酯與二 元醇之方法,其特徵爲包含將式(A )所示之環狀碳酸酯/〇\ R 1 C = 0 (A) 〔但R1爲表示未經取代或由碳數1〜10個之烷基及碳數 6〜1 0個之芳基所組成群中選出至少一個取代基所取代 價一 (C Η 2 ) (m爲2〜6之整數)〕 與式(B )所示之脂族一元醇 R 2 〇 Η ( Β 〔但R2爲表示未經取代或由碳數1〜10個之烷基及碳數 6〜1 0個之芳基所組成群中選出至少一個取代基所取代 的碳數1〜1 2個之一價脂族烴基〕於連續多段蒸餾塔中 連續供給,並於該多段蒸餾塔中,於酯交換反應觸媒存在 下,連續進行該環狀碳酸酯與該脂族一元醇之酯交換反應 ,生成二烷基碳酸酯與二元醇,且於此時,同時地令含有 該生成之二烷基碳酸酯之氣體狀低沸點混合物,由該多段 蒸餾塔之上方部連續地抽出,且另一方面令含有該生成之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)568898 A8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 二元醇之液狀高沸點混合物,由該多段蒸餾塔之下方部連 續地抽出,並令該酯交換反應於滿足下述要件(a )〜( c )之條件下進行;(a )該連續多段蒸餾塔之塔底壓力 爲5xl〇4pa以下, (b )該連續多段蒸餾塔之塔底溫度爲- 2 0 °C〜未 滿6 0 °C之範圍, (c )該連續多段蒸餾塔之下式(1 )所定義之F因 子爲在0.2〜5.0之範圍 F 因子= ug(ps)1/2 (1) 〔上述式中,ug :連續多段蒸餾塔內之氣體速度(m/s ),P g :連續多段蒸餾塔內之氣體密度(k g /m 3 )〕 ο 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法,其中F因子 爲在0.4〜4.0之範圍。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之方法,其中F因子 爲在0.6〜4.0之範圍。 4 ·如申請專利範圍第1〜3項任一項所述之方法, 其中脂族一元醇所伴隨之二烷基碳酸酯,相對於該脂族一 元醇與該伴隨之二烷基碳酸酯之合計量爲含有〇〜4 〇重 量% 〇 5 .如申請專利範圍第1〜3項任一項所述之方法, 其中環狀碳酸酯爲由碳酸乙二酯和碳酸丙二酯所組成群中 本紙張尺度適用中國國家梂準(CNS ) A4規格(210X297公釐] ~" " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tT 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 568898 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 所選出之至少一種碳酸酯,脂族一元醇爲甲醇。 6 ·如申請專利範圓第1〜3項任一項所述之方法, 其爲在將環狀碳酸酯與脂族一元醇於連續多段蒸餾塔中連 續供給時,將環狀碳酸酯於連續多段蒸餾塔之上方部,以 液狀或氣液混合狀態連續供給,並且將脂族一元醇於連續 多段蒸餾塔之下方部,以氣體狀或氣液混合狀態或氣體狀 與液狀之任何一種狀態連續供給。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 、π 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -3 -
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