BRPI0512550B1 - processo para a produção de um carbonato aromático e carbonato aromático - Google Patents

Abstract

processo para a produção de um carbonato aromático, processo para a produção industrial do mesmo, e, carbonato aromático é um objeto da presente invenção proporcionar um processo específico que permite que um carbonato aromático seja produzido com seletividade elevada e produtividade elevada de modo estável durante um período de tempo prolongado em uma escala industrial de não menos que 1 tonelada por hora, usando uma coluna de destilação contínua de múltiplos estágios a partir de um carbonato de dialquila e um composto mono-hidróxi aromático. apesar de existirem várias propostas com relação ao processo de produção do carbonato aromático usando um método de destilação reativa, elas foram, todas, realizadas em uma escala pequena e em um nível de laboratório com tempo de operação curto. de acordo com a presente invenção, proporciona-se uma coluna de destilação contínua de múltiplos estágios, e também proporciona-se um processo específico que permite que o carbonato aromático seja produzido com seletividade elevada e produtividade elevada durante um período de tempo prolongado em uma escala industrial não menor do que 1 tonelada, por hora, a partir de carbonato de dialquila e o composto mono-hidróxi aromático.

Description

“PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UM CARBONATO AROMÁTICO E CARBONATO AROMÁTICO” Campo Técnico A presente invenção refere-se a um processo para a produção industrial de um carbonato aromático. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um processo para a produção industrial de uma grande quantidade do carbonato aromático, utilizável como uma matéria prima de policarbonato para o método de transesterificação ao submeter um carbonato de díalquila e um composto mono-hidróxi aromático à transesterificação em uma coluna de destilação contínua de múltiplos estágios, em que está presente um catalisador.

Arte Antecedente Um. carbonato aromático é importante como uma. matéria prima para a produção de um policarbonato aromático que é o plástico de engenharia mais amplamente usado, sem usar fosgênío tóxico. Como um processo para produzir um carbonato aromático, conhece-se, há muito tempo, um processo reagindo um composto mono-hidróxí aromático com fosgênío, sendo também o assunto de vários estudos em anos recentes. No entanto, este processo tem o problema, de usar fosgênío e, além disso, impurezas cloradas que são difíceis de separar estão presentes no carbonato aromático produzido usando este processo e, assim, este carbonato aromático não pode ser usado como a matéria prima para a produção de carbonato aromático. Porque estas impurezas cloradas inibem marcadamente a reação de polímerização no método de transesterificação, que é realizado na presença de uma quantidade extremamente pequena de um catalisador básico, por exemplo, mesmo se tais impurezas cloradas estiverem presentes em uma quantidade de somente 1 ppm, dificilmente a polímerização prossegue de todo. Para tomar o carbonato aromático capaz de usar, como matéria prima, o policarbonato para o método de transesterifi cação, são necessários processos complicados de separação/purificação de múltiplos estágios, como uma lavagem suficiente com uma solução alcalina aquosa diluída e água quente, separação óleo/água, destilação e outros. Além disso, o rendimento do carbonato aromático diminui devido à perda por hidrólise e perda por destilação durante estes processos de separação/purificação. Assim, existem muitos problemas na realização deste método de modo econômico em uma escala industrial.

Por outro lado, conhece-se, também, um processo para produzir um carbonato aromático através de reações de transesterificação entre um carbonato de dialquila e um composto mono-hidróxi aromático. No entanto, tais reações de transesterificação são todas reações de equilíbrio. Porque os equilíbrios são extremamente desviados para o sistema original e as taxas de reação são lentas, existem muitas dificuldades na produção de carbonatos aromáticos em escala industrial em grandes quantidades usando este método. Várias propostas foram feitas para melhorar as dificuldades acima, mas a maior parte está relacionada com o desenvolvimento de um catalisador para aumentar a taxa de reação. Muitos compostos de metal foram propostos como catalisadores para este tipo de transesterificação. Por exemplo, foram propostos um ácido de Lewis como um halogeneto de metal de transição, e compostos formando ácido de Lewis (ver documentos de patente número 1: pedido de patente japonesa acessível ao público número 51-105032, pedido de patente japonesa acessível ao público número 56-123948, pedido de patente japonesa acessível ao público número 56-123949 (correspondendo ao pedido de patente alemã ocidental número 2528412, patente britânica número 1499530, e patente U.S. número 4182726), pedido de patente japonesa acessível ao público número 51-75044 (correspondendo ao pedido de patente alemã ocidental número 2552907, e patente U.S. número 4045464)), um composto de estanho como um alcóxido de organoestanho e um óxido de organoestanho (ver documentos de patente número 2: pedido de patente japonesa acessível ao público número 54-48733 (correspondendo ao pedido de patente alemã ocidental número 2736062), pedido de patente japonesa acessível ao público número 54-63023, pedido de patente japonesa acessível ao público número 60-169444 (correspondendo a patente U.S. número 4554110), pedido de patente japonesa acessível ao público número 60-169445 (correspondendo a patente U.S. número 4552704), pedido de patente japonesa acessível ao público número 62-277345, pedido de patente japonesa acessível ao público número 1-265063, pedido de patente japonesa acessível ao público número 60-169444 (correspondendo ao pedido de patente U.S. número 4554110), pedido de patente japonesa acessível ao público número 60-169445 (correspondendo a patente U.S. número 4552704), pedido de patente japonesa acessível ao público número 62-277345, pedido de patente japonesa acessível ao público número 1-265063), sais e alcóxidos de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos (ver documento de patente número 3: pedido de patente japonesa acessível ao público número 57-176932), compostos de chumbo (ver documentos de patente número 4: pedido de patente japonesa acessível ao público número 57-176932, pedido de patente japonesa acessível ao público número 1-93560), complexos de um metal, como cobre, ferro e zircônio (ver documento de patente 5: pedido de patente japonesa acessível ao público número 57-183745), ésteres de ácido titânico (ver documentos de patente 6: pedido de patente japonesa acessível ao público número 58-185536 (correspondendo a pedido de patente U.S. número 4410464), pedido de patente japonesa acessível ao público número 1-265062), uma mistura de um ácido de Lewis e ácido protônico (ver documento de patente 7: pedido de patente japonesa acessível ao público número 60-173016 (correspondendo a patente U.S. número 4609501)), um composto de Sc, Mo, Mn, Bi, Te ou outros (ver documento de patente 8: pedido de patente japonesa acessível ao público número 1-265064), acetato férrico (ver documento de patente 9: pedido de patente japonesa acessível ao público número 61-172852), e outros. No entanto, o problema do equilíbrio desvantajoso não pode ser resolvido apenas por desenvolvimento do catalisador e, assim, existem muitos aspectos a serem resolvidos incluindo o sistema de reação a fim de prover um processo para a produção industrial visando a produção em massa.

Tentativas também foram feitas para projetar um sistema de reação de modo a desviar o equilíbrio para o sistema de produto na medida do possível e, assim, melhorar o rendimento dos carbonatos aromáticos. Por exemplo, para a reação entre carbonato de dimetila e fenol, foi proposto um método em que o metanol sub-produzido é destilado por azeotropia junto com um agente formador de azeótropo (ver documento de patente 10: pedido de patente japonesa acessível ao público número 54-48732 (correspondendo a pedido de patente alemã ocidental número 736063, e patente U.S. número 4252737)), e um método em que o metanol produzido como o sub-produto é removido ao ser absorvido sobre uma peneira molecular (ver documento de patente 11: pedido de patente japonesa acessível ao público número 58-185536 (correspondendo a patente U.S. número 410464)). Além disso, um método também foi proposto em que, usando um aparelho em que uma coluna de destilação é colocada no topo de um reator, um álcool produzido como o sub-produto na reação é separado da mistura de reação e, ao mesmo tempo, um material de partida não reagido, que evapora, é separado por destilação, (ver documentos de patente 12: exemplos em pedido de patente japonesa acessível ao público número 56-123948 (correspondendo a patente U.S. número 4182726), exemplos em pedido de patente japonesa acessível ao público número 56-25138, exemplos em pedido de patente japonesa acessível ao público número 60-169444 (correspondendo a patente U.S. número 4554110), exemplos em pedido de patente japonesa acessível ao público número pedido de patente japonesa acessível ao público número 60-169445 (correspondendo a patente U.S. número 4552704), exemplos em pedido de patente japonesa acessível ao público número 60-173016 (correspondendo a patente U.S. número 4609501), exemplos em pedido de patente japonesa acessível ao público número 61-172852, exemplos em pedido de patente japonesa acessível ao público número 61-291545, exemplos em pedido de patente japonesa acessível ao público número 62-277345)).

No entanto, estes sistemas de reação são basicamente um sistema em bateiada ou sistema de alteração. Devido ao fato de que se tem uma limitação na melhora da taxa de reação através do desenvolvimento de catalisador para esta reação de transesterifícação, e a taxa de reação é ainda lenta, pensa-se que o sistema em bateiada é preferível para um sistema contínuo. Dentre estes, um sistema de reator de tanque de agitação contínua (CSTR), em que uma coluna de destilação é provida no topo do reator, foi proposto como o sistema contínuo, mas ocorrem problemas como uma lenta taxa de reação, e uma pequena interface gás-líquido no reator, com base no volume do líquido. Assim, não é possível tomar elevada a relação de reação. Conseqüentemente, é difícil atingir o objetivo de produzir o carbonato aromático continuamente em grandes quantidades de modo estável durante um período de tempo prolongado por meio destes métodos acima mencionados, e muitos aspectos permanecem a serem resolvidos antes de ser possível uma implementação industrial econômica.

Os presentes inventores desenvolveram métodos de destilação reativa em que esta reação de transesterificação é realizada em uma coluna de destilação contínua de múltiplos estágios simultaneamente com separação por destilação, e foram os primeiros no mundo a descrever que este sistema de destilação reativa é utilizável para esta reação de transesterificação, por exemplo um método de destilação reativa em que um carbonato de dialquila e um composto hidróxi aromático são continuamente alimentados na coluna de destilação de múltiplos estágios, sendo a reação realizada continuamente dentro da coluna em que está presente um catalisador, enquanto continuamente retirando um componente de ponto de ebulição baixo contendo um álcool produzido como um sub-produto por destilação e continuamente retirando um componente contendo um carbonato de alquil arila produzido de uma porção inferior da coluna (ver documento de patente 13: pedido de patente japonesa acessível ao público número 3-291257), um método de destilação reativa em que um carbonato de alquil arila é continuamente alimentado na coluna de destilação de múltiplos estágios, sendo a reação realizada continuamente dentro da coluna em que está presente um catalisador, enquanto retirando continuamente, por destilação, um componente de ponto de ebulição baixo contendo um carbonato de dialquila produzido como um sub-produto e continuamente retirando um componente contendo um carbonato de diarila produzido a partir de uma porção inferior da coluna (ver documento de patente 14: pedido de patente japonesa acessível ao público número 4-9358), um método de destilação reativa em que estas reações são realizadas usando duas colunas de destilação contínua de múltiplos estágios, sendo, assim, um carbonato de diarila continuamente produzido, enquanto reciclando eficientemente um carbonato de dialquila produzido como um sub-produto (ver documento de patente 15: pedido de patente japonesa acessível ao público número 4-211038), e um método de destilação reativa em que um carbonato de dialquila e um composto hidróxi aromático ou outros são continuamente alimentados na coluna de destilação de múltiplos estágios, e um líquido que flui descendentemente através da coluna é retirado da saída lateral provida em um estágio intermediário e/ou um estágio mais inferior da coluna de destilação, e é introduzido em um reator provido fora da coluna de destilação, de modo a ocasionar a reação, sendo então introduzido de volta através de uma entrada circulante provida em um estágio acima do estágio onde é provida a saída, assim a reação é realizada tanto no reator como na coluna de destilação (ver documento de patente 16: pedido de patente japonesa acessível ao público número 4-224547, pedido de patente japonesa acessível ao público número 4-230242, pedido de patente japonesa acessível ao público número 4-235951).

Estes métodos de destilação reativa propostos pelos inventores presentes são os primeiros a permitir que os carbonatos aromáticos sejam produzidos continuamente e eficientemente, e muitos sistemas de destilação reativas similares com base nas descrições acima foram propostos a seguir (ver documentos de patentes 17 a 32: documento de patente 17: publicação internacional número 00/18720 (correspondendo a patente U.S. número 5362901), documento de patente 18: patente italiana número 01255746, documento de patente 19: pedido de patente japonesa acessível ao público número 6-9506 (correspondendo a patente européia número 0560159, e patente U.S. número 5282965), documento de patente número 20: pedido de patente japonesa acessível ao público número 6-41022 (correspondendo a patente européia número 0572870, e patente U.S. número 5362901), documentos de patente número 21: pedido de patente japonesa acessível ao público número 6-157424 (correspondendo a patente européia número 0582931, e patente U.S. número 5334742), pedido de patente japonesa acessível ao público número 6-184058 (correspondendo a patente européia número 0582930, e patente U.S. número 5344954)), documento de patente 22: pedido de patente japonesa acessível ao público número 7-304713, documento de patente 23: pedido de patente japonesa acessível ao público número 9-40616, documento de patente 24: pedido de patente japonesa acessível ao público número 9-59225, documento de patente 25: pedido de patente japonesa acessível ao público número 9-110805, documento de patente 26: pedido de patente japonesa acessível ao público número 9-165357, documento de patente 27: pedido de patente japonesa acessível ao público número 9-173819, documentos de patente 28: pedido de patente japonesa acessível ao público número 9-176094, pedido de patente japonesa acessível ao público número 2000-191596, pedido de patente japonesa acessível ao público número 2000-191597, documento de patente 29: pedido de patente japonesa acessível ao público número 9-194436 (correspondendo a patente européia número 0785184, e patente U.S. número 5705673), documento de patente 30: publicação internacional número 00/18720 (correspondendo a patente U.S. número 6093842), documentos de patente 31: pedido de patente japonesa acessível ao público número 2001-64234, pedido de patente acessível ao público número 2001-64235, documentos de patente 32: publicação internacional número 02/40439 (correspondendo a patente U.S. número 6596894, patente U.S. número 6596895, patente U.S. número 6600061)).

Dentre os sistemas de destilação reativa, os presentes requerentes ainda propuseram, como um método que permite que carbonatos aromáticos altamente puros fossem produzidos de modo estável durante período de tempo prolongado sem requerer uma grande quantidade de catalisador, um método em que um material de ponto de ebulição elevado contendo um componente catalisador é reagido com uma substância ativa e, então, separado, e o componente catalisador é reciclado (ver documentos de patente 31: pedido de patente japonesa acessível ao público número 2001-64234, pedido de patente japonesa acessível ao público número 2001-64235), e um método realizado enquanto mantendo uma relação em peso de um composto hidróxi aromático poliídrico no sistema de reação para um metal catalisador em não mais do que 2,0 (ver documentos de patente 32: publicação internacional número 02/40439 (correspondendo a patente U.S. número 6596894, patente U.S. número 6596895, e patente U.S. número 6600061)). Além disso, os inventores presentes propuseram um método em que 70 a 99% em peso de fenol produzido como um sub-produto em um processo de polimerização é usado como um material de partida, e carbonato de difenila pode ser produzido por meio do método de destilação reativa. Este carbonato de difenila pode ser usado como a matéria prima para a polimerização de policarbonatos aromáticos. (Ver documento de patente 33: publicação internacional número 97/11049 (correspondendo à patente européia número 0855384, e patente U.S. número 5872275)).

No entanto, em todos estes documentos da técnica anterior, em que se propõe a produção dos carbonatos aromáticos usando o método de destilação reativa, não se encontra qualquer que seja descrição de um processo ou aparelho específicos permitindo a produção em massa em uma escala industrial (por exemplo 1 tonelada por hora), nem se encontra qualquer descrição sugerindo este processo ou aparelho. Por exemplo, são resumidas, na seguinte tabela 1, as descrições com relação a altura (H:cm), um diâmetro (D: cm), e um número de estágios (n) da coluna de destilação reativa e uma taxa de alimentação das matérias primas (Q: kg/h) descritas para produzir, principalmente, carbonato de metil fenila (MPC) a partir de carbonato de dimetila e fenol.

Tabela 1 Número de Documento H : cm D : cm estágio : n Q : kg/h de patente 60 5 10 0,5 19 200 5 20 1 20 350 2,8 - 0,2 21 500 5 50 0,6 23 100 4 - 1,4 24 300 5 40 1,5 26 300 5 40 1,5 28 400 12 40 53 29 340 5 40 2,3 32 1200 20 40 86 33 1200 20 40 86 34 600 - 20 66 35 Ver documento de patente 35: pedido de patente japonesa acessível ao público número 9-255772 (correspondendo a patente européia número 0892001, e patente U.S. número 5747609).

Em outras palavras, as maiores colunas de destilação contínua de múltiplos estágios usadas quando se realiza esta reação, usando o sistema de destilação reativa, são as descritas pelos presentes requerentes nos documentos de patente 33 e 34. Como pode ser mostrado na tabela 1, os valores máximos das várias condições para as colunas de destilação de múltiplos estágios contínuos descritos na reação acima são H = 1200 cm, D = 20 cm, n = 50 (documento de patente 23), e Q = 86 kg/h, e a quantidade total de carbonatos aromáticos produzidos (carbonato de metil fenila e carbonato de difenila combinados) foi somente de aproximadamente de 10 kg/h, que não era uma quantidade produzida em uma escala industrial.

Descrição da Invenção Um objeto da presente invenção consiste em proporcionar um processo específico que permite que um carbonato aromático seja produzido com seletividade elevada e produtividade elevada de modo estável durante um período de tempo prolongado em uma escala industrial de não menos que 1 tonelada por hora usando uma coluna de destilação contínua de múltiplos estágios a partir de um carbonato de dialquila e um composto mono-hidróxi aromático.

Porque os presentes inventores descrevem um processo de produção de carbonatos aromáticos usando a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios, foram realizadas várias propostas com relação ao processo para a produção dos carbonatos aromáticos por meio do método de destilação reativa. No entanto, todas foram feitas em uma escala pequena e em um nível laboratorial de tempo de operação curto, e não se encontra qualquer que seja descrição de um processo ou aparelho específicos permitindo a produção em massa em uma escala industrial. Em vista destas circunstâncias, os presentes inventores realizaram estudos dirigidos à descoberta de um processo específico permitindo que o carbonato aromático fosse produzido com seletividade elevada e produtividade elevada de modo estável durante um período de tempo prolongado em uma escala industrial de não menos que 1 tonelada por hora. Como resultado, os presentes inventores tomaram acessível a presente invenção.

Assim, no primeiro aspecto da presente invenção, provê-se: 1. Um processo para a produção de um carbonato aromático a partir de um carbonato de dialquila e um composto mono-hidróxi aromático como um material de partida, que compreende as etapas de: (i) alimentar continuamente o material de partida em uma coluna de destilação contínua de múltiplos estágios em que está presente um catalisador, (ii) realizar a reação na coluna para produzir um álcool e pelo menos um carbonato aromático; e (iii) continuamente retirar uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo contendo o álcool produzido de uma porção superior da coluna em uma forma gasosa e continuamente retirar uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado contendo o pelo menos um carbonato aromático de uma porção inferior da coluna em forma de líquido, em que (a) o material de partida tem uma relação molar de carbonato de dialquila para o composto mono-hidróxi aromático em uma faixa de 0,4 a 4, e (b) a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios compreende uma estrutura tendo um par de placas de extremidade acima e abaixo de uma porção de tronco cilíndrico, tendo um comprimento L (cm) e um diâmetro interno D (cm) e tendo uma parte interna com vários estágios n dentro da mesma, e compreende uma saída de gás tendo um diâmetro interno d] (cm) no topo da coluna ou na porção superior da coluna próxima do mesmo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d2 (cm) no fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima da mesma, pelo menos uma entrada provida na porção superior e/ou uma porção central da coluna abaixo da saída de gás, e pelo menos uma entrada provida na porção inferior da coluna acima da saída de líquido, em que (1) o comprimento L (cm) corresponde à seguinte fórmula (1), 1500 <; l <; 8000 (i), (2) o diâmetro interno D (cm) da coluna corresponde à seguinte fórmula (2), 100 ^ 2000 (2), (3) uma relação do comprimento L (cm) para o diâmetro interno D (cm) da coluna corresponde à seguinte fónnula (3), 2^L/D^40 (3), (4) o número de estágios n corresponde à seguinte fórmula (4), 20 ^n^ 120 (4), (5) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno di (cm) da saída de gás corresponde à seguinte fórmula (5), 5^D/dt^30 (5), e (6) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno d2 (cm) da saída de líquido corresponde à seguinte fónnula (6), 3 ^ D / d2 ^ 20 (6). 2. O método de acordo com o item 1, em que a destilação é realizada simultaneamente na etapa (ii). 3. O método de acordo com o item 1 ou 2, em que o pelo menos um carbonato aromático é continuamente produzido e uma quantidade do carbonato aromático produzido não é menor que 1 tonelada por hora.

Em outro aspecto do processo de acordo com a presente invenção, proporciona-se: 4. Um processo para a produção industrial de um carbonato aromático em que pelo menos um carbonato aromático é produzido continuamente por alimentação contínua de um carbonato de dialquila e um composto mono-hidróxi aromático como um material de partida em uma coluna de destilação contínua de múltiplos estágios em que um catalisador está presente, realizar a reação e a destilação simultaneamente na coluna, retirar continuamente uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo contendo um álcool produzido de uma porção superior da coluna em uma forma gasosa, e continuamente retirar uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado contendo o pelo menos um carbonato aromático de uma porção inferior da coluna em uma forma de líquido, a aperfeiçoamento em que: (a) o material de partida alimentado continuamente para a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios tem uma relação molar do carbonato de dialquila para o composto mono-hidróxi aromático em uma faixa de 0,4 a 4; e (b) a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios compreende uma estrutura tendo um par de placas de extremidade acima e abaixo de uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L (cm) e um diâmetro interno D (cm) e tendo uma parte interna com vários estágios n dentro da mesma, e compreende uma saída de gás tendo um diâmetro interno dj (cm) no topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima da mesma, uma saída de liquido tendo um diâmetro interno d2 (cm) no fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima da mesma, pelo menos uma entrada provida na porção superior e/ou uma porção central da coluna abaixo da saída de gás, e pelo menos uma entrada provida na porção inferior da coluna acima da saída de liquido, em que (1) o comprimento L (cm) corresponde à seguinte fórmula (1), 1500 8000 (1), (2) o diâmetro interno D (cm) da coluna corresponde à seguinte fórmula (2), 100 ^ D ^ 2000 (2), (3) uma relação do comprimento L (cm) para o diâmetro interno D (cm) da coluna corresponde à seguinte fórmula (3), 2^L/D^40 (3), (4) o número de estágios n corresponde à seguinte fórmula (4), 20 ^n^ 120 (4), (5) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno di (cm) da saída de gás corresponde à seguinte fórmula (5), 5^D/d,^30 (5), e (6) uma relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno d2 (cm) da saída de líquido corresponde à seguinte fórmula (6), 3 ^ D / d2 ^ 20 (6). 5. O método de acordo com o item 4, em que uma quantidade do carbonato aromático produzido não é menor que 1 tonelada por hora. 6. O método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 5, em que d] e d2 correspondem à seguinte fórmula (7): l^d2/d!^5 (7). 7. O método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 6, em que L, D, L /D, n, D /d1? e D / d2 para a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios correspondem às seguintes fórmulas: 2000 ^ L ^ 6000, 150 ^ D ^ 1000, 3 ^ L / D ^ 30, 30 £ n £ 100, 8 ^ D / d, < 25, e 5 £ D / d2 < 18, respectivamente. 8. O método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 7, em que L, D, L /D, n, D /d], e D / d2 para a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios correspondem às seguintes fórmulas: 2500 ^ L ^ 5000, 200 ^ D ^ 800, 5 ^ L / D ^ 15, 40 ^ n ^ 90, 10 ^ D / d, ^ 25, e 7 ^ D / d2 ^ 15, respectivamente. 9. O método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 8, em que a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um enchimento como a parte interna. 10. O método de acordo com o item 9, em que a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios é uma coluna de destilação de tipo de placa tendo uma bandeja como a parte interna. 11.0 método de acordo com o item 9 ou 10, em que a bandeja é uma bandeja de peneira tendo uma porção de peneira e uma porção de chegada inferior. 12. O método de acordo com o item 11, em que a bandeja de peneira tem 100 a 1000 furos/m na porção de peneira. 13.0 método de acordo com o item 11 ou 12, em que a área de seção transversal por furo da bandeja de peneiras está na faixa de 0,5 a 5 cm .

No segundo aspecto da presente invenção, proporciona-se: 14. Um carbonato aromático que compreende um teor de halogênio não maior do que 0,1 ppm, produzido pelo processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 13.

Efeitos vantajosos da invenção Descobriu-se que, por implementação da presente invenção, que é caracterizada em que a relação molar de um carbonato de dialquila para um composto mono-hidróxi aromático, que são usados como o material de partida, está em uma faixa especificada e uma coluna de destilação contínua de múltiplos estágios especificada é usada, o carbonato aromático pode ser produzido em uma escala industrial de não menos que 1 tonelada por hora, preferivelmente não menos que 2 toneladas por hora, mais preferivelmente não menos que 3 toneladas por hora, com uma seletividade elevada de não menos que 95%, preferivelmente não menos que 97%, mais preferivelmente não menos que 99%, de modo estável durante um período de tempo prolongado de não menos que 2.000 horas, preferivelmente não menos que 3.000 horas, mais preferivelmente não menos que 5.000 horas.

Breve descrição do desenho FIGURA 1 é uma vista esquemática da coluna de destilação contínua de múltiplos estágios para realizar a presente invenção, a coluna de destilação tendo uma parte interna provida dentro da uma porção de tronco da mesma.

Descrição dos números de referência: 1: saída de gás 2: saída de líquido 3: entrada 4: entrada 5: placa de extremidade 6: parte interna 7: porção de tronco 10: coluna de destilação contínua de múltiplos estágios L: comprimento de porção de tronco (cm) D: diâmetro interno da porção de tronco (cm) d,: diâmetro interno de saída de gás (cm) d2: diâmetro interno de saída de líquido (cm) Melhor modo para realizar a invenção No seguinte, a presente invenção é descrita em detalhes. O carbonato de dialquila usado na presente invenção é um composto representado pela fórmula geral (8); R^OCOOR1 (8) em que R1 representa um grupo alquila tendo de 1 a 10 átomos de carbono, um grupo alicíclico tendo de 3 a 10 átomos de carbono, ou um grupo aralquila tendo de 6 a 10 átomos de carbono. Exemplos de R1 incluem um grupo alquila como metila, etila, propila (isômeros), alila, butila (isômeros), butenila (isômeros), pentila (isômeros), hexila (isômeros), heptila (isômeros), octila (isômeros), nonila (isômeros), decila (isômeros) e ciclohexilmetila; um grupo alicíclico como ciclopropila, ciclobutila, ciclopentila, ciclohexila e cicloheptila; e um grupo aralquila como benzila, fenetila (isômeros), fenilpropila (isômeros), fenilbutila (isômeros) e metilbenzila (isômeros). O grupo alquila mencionado acima, grupo alicíclico e um grupo aralquila pode ser substituído com outros substituintes como um grupo alquila inferior, um grupo alcóxi inferior, um grupo ciano ou um átomo de halogênio, e também pode conter uma ligação insaturada ai.

Exemplos de carbonatos de dialquila tendo como R1 incluem carbonato de dimetila, carbonato de dietila, carbonato de dipropila (isômeros), carbonato de dialila, carbonato de dibutenila (isômeros), carbonato de dibutila (isômeros), carbonato de dipentila (isômeros), carbonato de dihexila (isômeros), carbonato de diheptila (isômeros), carbonato de dioctila (isômeros), carbonato de dinonila (isômeros), carbonato de didecila (isômeros), carbonato de diciclopentila, carbonato de diciclohexila, carbonato de dicicloheptila, carbonato de dibenzila, carbonato de difenenetila (isômeros), carbonato de di (fenilpropila) (isômeros), carbonato de di (fenilbutila) (isômeros), carbonato de di (clorobenzila) (isômeros), carbonato de di (metoxibenzila) (isômeros), carbonato de di (metoximetila), carbonato dc di (metoxietila) (isômeros), carbonato de di (cloroetila) (isômeros) e carbonato de di (cianoetila) (isômeros).

Dentre estes carbonatos de dialquila, os preferivelmente usados na presente invenção, são os carbonatos de dialquila em que R1 é um grupo alquila tendo não mais do que quatro átomos de carbono e não contendo um átomo de halogênio. Um particularmente preferível é carbonato de dimetila. Além disso, dentre os carbonatos de dialquila preferíveis, os particularmente preferíveis são carbonatos de dialquila produzidos em um estado substancialmente não contendo um átomo de halogênio, por exemplo, os produzidos de um carbonato de alquileno substancialmente não contendo um átomo de halogênio e um álcool substancialmente não contendo um átomo de halogênio.

Um composto mono-hidróxi aromático usado na presente invenção é um composto representado pela seguinte fórmula geral (9). O tipo do composto mono-hidróxi aromático não é limitado, desde que o grupo hidroxila esteja diretamente ligado ao grupo aromático;

Ar1 OH (9) em que Ar1 representa um grupo aromático tendo de 5 a 30 átomos de carbono. Exemplos dos compostos mono-hidróxi aromáticos tendo tal Ar1 incluem fenol; vários alquilfenóis como, cresol (isômeros), xilenol (isômeros), trimetilfenol (isômeros), tetrametilfenol (isômeros), etilfenol (isômeros), propilfenol (isômeros), butilfenol (isômeros), dietilfenol (isômeros), metiletilfenol (isômeros), metilpropilfenol (isômeros), dipropilfenol (isômeros), metilbutilfenol (isômeros), pentilfenol (isômeros), hexilfenol (isômeros) e ciclohexilfenol (isômeros); vários alcoxifenóis como metoxifenol (isômeros) e etoxifenol (isômeros); arilalquilfenóis como fenilpropilfenol (isômeros); naítol (isômeros) e vários naftóis substituídos; e compostos mono-hidróxi heteroaromáticos como hidroxipiridina (isômeros), hidroxicoumarina (isômeros) e hidroxiquinolina (isômeros). Dentre estes compostos mono-hidróxi aromáticos, os preferivelmente usados na presente invenção são os compostos mono-hidróxi aromáticos em que Ar1 é um grupo aromático tendo de 6 a 10 átomos de carbono. Fenol é particularmente preferível. Além disso, dentre os compostos mono-hidróxi aromáticos, os substancialmente não contendo um átomo de halogênio são preferivelmente usados na presente invenção. A relação molar do carbonato de dialquila para o composto mono-hidróxi aromático usado como material de partida na presente invenção deve estar em uma faixa de 0,4 a 4. Fora desta faixa, a quantidade de materiais de partida não reagidos restantes, com base em uma quantidade prescrita do carbonato aromático produzido, se tomará elevada, o que não é eficaz para a produção do carbonato aromático. Além disso, será necessária muita energia para recuperar este material de partida não reagido. Por estas razões, a relação molar acima está mais preferivelmente em uma faixa de 0,5 a 3, ainda mais preferivelmente 0,8 a 2,6, mais preferivelmente 1,0 a 2,0.

Na presente invenção, não menos que 1 tonelada por hora do carbonato aromático é produzida continuamente. A quantidade mínima do composto mono-hidróxi aromático alimentado continuamente para a produção acima é geralmente de 13P tonelada/hora, preferivelmente 10P tonelada/hora, mais preferivelmente 7P tonelada/hora, com base na quantidade do carbonato aromático (P tonelada/hora) a ser produzido. Mais preferivelmente, esta quantidade pode ser tornada menor do que 7P tonelada/hora. O carbonato aromático produzido na presente invenção é um carbonato de alquil arila, ou um carbonato de diarila, e uma mistura dos mesmos, que são obtidos através da transesterificação entre o carbonato de dialquila e o composto mono-hidróxi aromático. Está incluída sob esta reação de transesterificação uma reação em que um ou ambos dos grupos alcóxi do carbonato de dialquila é/são trocado(s) com o grupo arilóxi do composto mono-hidróxi aromático e um álcool é eliminado, e uma reação em que duas moléculas do carbonato de alquil arila produzidas são convertidas no carbonato de diarila e o carbonato de dialquila através de uma reação de transesterificação entre os mesmos, isto é, um desproporcionamento. Na presente invenção, apesar do carbonato de alquil arila é principalmente obtido, este pode ser convertido no carbonato de diarila ao fazer o carbonato de alquil arila ainda sofrer uma reação de transesterificação com o composto mono-hidróxi aromático, ou levando o carbonato de alquila arila a ainda sofrer um desproporcionamento. Porque este carbonato de diarila não contém um átomo de halogênio de todo, ele é importante, como a matéria prima, quando se produz industrialmente o policarbonato por meio do processo de transesterificação.

Nota-se que o carbonato de dialquila e o composto mono-hidróxi aromático, usado como o material de partida, na presente invenção, podem ser, cada, de pureza elevada, ou podem conter outros compostos. Por exemplo, o carbonato de alquila e o composto mono-hidróxi aromático podem conter um composto ou um sub-produto de reação produzido neste processo e/ou outro processo. No caso de implementação industrial, para o material de partida, além de carbonato de dialquila novo e composto mono-hidróxi aromático recentemente introduzido no sistema de reação, também prefere-se usar carbonato de dialquila e o composto mono-hidróxi aromático recuperado deste processo e/ou de outro processo. No processo de acordo com a presente invenção, também é possível usar estes materiais recuperados contendo outros compostos como o material de partida. Conseqüentemente, na presente invenção, no caso, por exemplo, de produzir carbonato de metil fenila e carbonato de difenila usando, como o material de partida, uma mistura de carbonato de dimetila como o carbonato de dialquila e fenol como o composto mono-hidróxi aromático, o material de partida pode conter quantidades pequenas de metanol, e carbonato de metil fenila e carbonato de difenila, que são os produtos de reação, e também pode conter anisol, que é um subproduto de reação, e sub-produtos de ponto de ebulição elevado.

Como um catalisador usado na presente invenção, por exemplo, um composto contendo metal selecionado dentre os seguintes compostos pode ser usado; <Compostos de chumbo>: óxidos de chumbo como PbO, Pb02 e Pb304; sulfetos de chumbo como PbS e Pb2S; hidróxidos de chumbo como Pb(OH)2 e Pb202(OH)2; plumbitas como Na2Pb02, K2Pb02, NaHPbCb e KHPb02; plumbatos como Na2Pb03, Na2H2Pb04, K2Pb03, K2[Pb(OH)6], ÍQPbC^, Ca2Pb04 e CaPb03; carbonatos de chumbo e sais básicos dos mesmos como PbC03 e 2PbC03.Pb(0H)2; sais de chumbo de ácidos orgânicos, e carbonatos e sais básicos dos mesmos, como Pb(OCOCH3)2, Pb(OCOCH3)4 e Pb(0C0CH3)2.Pb0.3H20, compostos de organochumbo como Bu4Pb, Ph4Pb, Bu3PbCl, Ph3PbBr, Ph3Pb (ou Ph^Pbz), Bu3PbOH e Ph3PbO (onde Bu representa um grupo butila, e Ph representa um grupo fenila); compostos alcoxichumbo e compostos ariloxichumbo como Pb(OCH3)2, (CH30)Pb(0Ph) e Pb(OPh)2; ligas de chumbo como Pb-Na, Pb-Ca, Pb-Ba, Pb-Sn e Pb-Sb; minerais de chumbo como galena e blenda de zinco; e hidratos de tais compostos de chumbo; <Compostos de metal da família de cobre>: sais e complexos de metais da família de cobre como CuCl, CuCl2, CuBr, CuBr2, Cul, Cul2, Cu(OAc)2, Cu(acac)2, oleato de cobre, Bu2Cu, (CH30)2Cu, AgNQ3, AgBr, picrato de prata, AgC6H6C104, [AuC=C- C(CH3)3]n e [Cu(C7H8)C1]4 (em que acac representa um ligando quelato de acetilacetona); <Complexos de metal alcalino>: complexos de metal alcalino como Li(acac) e LiN(C4H9)2; <Complexos de zinco>: complexos de zinco como Zn(acac)2; <Complexos de cádmio>: complexos de cádmio como Cd(acac)2; <Compostos de metal da família de ferro>; complexos de metais da família de ferro como Fe(Ci0H8)(CO)5, Fe(CO)5, Fe(C4H6)(CO)3, Co(mesitileno)2, (PEt2Ph2), CoC5F5(CO)7, Ni-π-C5H5NO e ferroceno; <Complexos de zircônio>: complexos de zircônio como Zr(acac)4 e zirconoceno; <Compostos de tipo ácido de Lewis>: Ácidos de Lewis e compostos de metal de transição formando ácido como A1X3, TiX3, TiX4, VOX3, VX5, ZnX2, FeX3 e SnX4 (em que X representa um átomo de halogênio, um grupo acetóxi, um grupo alcóxi ou um grupo arilóxi); e <Compostos de organoestanho >: Compostos de organoestanho como (CH3)3SnOCOCFI3, (C2H5)3SnOCOC6H5, Bu3SnOCOCH3, Ph3SnOCOCH3, Bu2Sn(OCOCH3)2, Bu2Sn(OCOCnH23)2, Ph3SnOCOCH3, (C2H5)3SnOPh, Bu2Sn(OCH3)2, Bu2Sn(OC2H5)2, Bu2Sn(OPh)2, Ph2Sn(OCIi3)2, (C2H5)3SnOH, Ph3SnOH, Bu2SnO, (C8H17)2SnO, Bu2SnCl2 e BuSnO(OH).

Cada um destes catalisadores pode ser um catalisador sólido fixado dentro da coluna de destilação de múltiplos estágios, ou pode ser um catalisador solúvel que dissolve no sistema de reação.

Cada um destes componentes de catalisador pode ser reagido, como evidente, com um composto orgânico presente no sistema de reação, como um álcool alifático, o composto mono-hidróxi aromático, o carbonato de alquil arila, o carbonato de diarila ou o carbonato de dialquila, ou pode ter sido submetido a tratamento de aquecimento com o material de partida ou os produtos antes da reação.

No caso de realizar a presente invenção com um catalisador solúvel, que dissolve no sistema de reação, o catalisador é preferivelmente um tendo uma solubilidade elevada no líquido de reação sob as condições de reação. Os exemplos de catalisadores preferíveis neste sentido incluem PbO, Pb(OH)2 e Pb(OPh)2; TiCl4, Ti(OMe)4, (MeO)Ti(OPh)3, (MeO)2Ti(OPh)2, (MeO)3Ti(OPh) e Ti(OPh)4; SnCl4, Sn(OPh)4, Bu2SnO e Bu2Sn(OPh)2; FeCl3, Fe(OH)3 e Fe(OPh)3; ou tais catalisadores que foram tratados com fenol, o líquido de reação ou outro. A figura 1 mostra uma vista esquemática da coluna de destilação contínua de múltiplos estágios 10 para realizar a presente invenção, a coluna de destilação tendo uma parte interna 6 provida dentro da porção de tronco 7 da mesma. A coluna de destilação contínua de múltiplos estágios 10 de acordo com a presente invenção compreende uma estrutura tendo um par de placas de extremidade 5 acima e abaixo de uma porção de tronco cilíndrica 7, tendo um comprimento L (cm) e um diâmetro interno D (cm) e tendo uma parte interna 6 com um número de estágios n dentro da mesma, e ainda compreende uma saída de gás 1 tendo um diâmetro interno d( (cm) no topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido 2 tendo um diâmetro interno d2 (cm) no fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima do fondo, pelo menos uma entrada 3 na porção superior e/ou uma porção central da coluna abaixo da saída de gás 1, e pelo menos uma entrada 4 na porção inferior da coluna acima da saída de liquido 2. Nota-se que porque a figura 1 mostra uma forma de realização da coluna de destilação contínua de múltiplos estágios de acordo com a presente invenção, uma disposição da parte interna não é limitada à da figura 1.

Além disso, a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios 10, de acordo com a presente invenção, deve ser feita de modo a atender a várias condições de modo a ser capaz de realizar não apenas a destilação, mas também a reação ao mesmo tempo de modo a conseguir produzir não menos do que 1 tonelada de carbonato aromático por hora de modo estável durante um período de tempo prolongado. Isto é, a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios, de acordo com a presente invenção, atende não apenas às condições da perspectiva da função de destilação, mas também às condições combinadas requeridas de modo a levar a reação a prosseguir de modo estável e com uma seletividade elevada.

Mais especificamente, os seguintes são requeridos para a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios de acordo com a presente invenção: (1) o comprimento L (cm) deve corresponder à fórmula (1), 1500 8000 (1), (2) o diâmetro interno D (cm) da coluna deve corresponder à fórmula (2), 100^D ^2000 (2), (3) a relação do comprimento L (cm) para o diâmetro interno D (cm) da coluna deve corresponder à fórmula (3), 2 rg L / D 40 (3), (4) o número de estágios n deve corresponder à fórmula (4), 20 ^n^ 120 (4), (5) a relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno d] (cm) da saída de gás deve corresponder à fórmula (5), 5 ^ D / d] ^ 30 (5), e (6) a relação do diâmetro interno D (cm) da coluna para o diâmetro interno d2 (cm) da saída de líquido deve corresponder à fórmula (6), 3 ^ D / d2 ^ 20 (6).

Deve-se notar que o termo “em uma porção superior da coluna próxima do topo” refere-se à porção se estendendo descendentemente do topo da coluna para o local medindo cerca de 0,25 L, e o termo “em uma porção inferior da coluna próxima do fundo”, usado na presente invenção, refere-se à porção se estendendo ascendentemente a partir do fundo da coluna no local medindo cerca de 0,25 L. Nota-se que L é definido acima.

Descobriu-se que pelo uso da coluna de destilação contínua de múltiplos estágios, que simultaneamente corresponde às fórmulas (1), (2), (3), (4), (5) e (6), o carbonato aromático pode ser produzido a partir de carbonato de dialquila e o composto mono-hidróxi aromático em uma escala industrial de não menos que 1 tonelada por hora com elevada seletividade e produtividade elevada de modo estável durante um período de tempo prolongado, por exemplo não menos que 2.000 horas, preferivelmente não menos que 3.000 horas, mais preferivelmente não menos que 5.000 horas. A razão porque se tomou possível produzir o carbonato aromático em uma escala industrial com tais efeitos excelentes por implementação do processo de acordo com a invenção não é evidente, mas se supõe seja devido a um efeito combinado ocasionado quando as condições das fórmulas (1) a (6) são combinadas. As faixas preferíveis para os fatores respectivos são descritas abaixo.

Se L (cm) for menor que 1.500, então a relação de reação diminui e não é possível atingir a quantidade de produção desejada. Além disso, para diminuir o custo com equipamento enquanto fixando a relação de reação permitindo alcançar a quantidade de produção desejada, L deve ser feilo para não ser superior a 8000. Uma faixa ais preferível para L (cm) é 2000 ^ L ^ 6000, com 2500 ^ L ^ 5000 sendo ainda mais preferível.

Se D (cm) for menor que 100, então não é possível atingir a quantidade de produção desejada. Além disso, para diminuir o custo de equipamento enquanto atingindo a quantidade de produção desejada, D deve ser feito para não ultrapassar 2.000. Uma faixa mais preferível para D (cm) é 150 ^ D ^ 1000, com 200 ^ D ^ 800 sendo ainda mais preferível.

Se L/D for menor que 2 ou maior que 40, então a operação estável se toma difícil. Em particular, se L/D for maior que 40, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se torna muito grande, e assim uma operação estável prolongada se toma difícil. Além disso, é necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, reações laterais se tomam passíveis de ocorrer, assim ocasionando uma diminuição na seletividade. Uma faixa mais preferível para L/Dé3^L/D ^30, com 5^L/D^15 sendo ainda mais preferível.

Se n for menor que 20, então a relação de reação diminui e não é possível atingir a quantidade de produção desejada. Além disso, para diminuir o custo de equipamento enquanto determinando a relação de reação que permite que a quantidade de produção desejada seja atingida, n deve ser feito para não ser superior a 120. Além disso, se n for maior que 120, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se toma muito elevada e, assim, uma operação estável prolongada se toma difícil. Além disso, deve ser necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, regiões laterais se tomam passíveis de ocorrer, assim ocasionando uma diminuição na seletividade. Uma faixa mais preferível para n é 30 ^ n ^ 100, com 40 ^ n ^ 90 sendo amda mais preferível.

Se D /dj for menor que 5, então o custo com equipamento se torna elevado. Além disso, porque grandes quantidades de componentes gasosos são prontamente liberadas para o exterior do sistema, a operação estável se torna difícil. Se D/ di for maior que 30, então a quantidade retirada do componente gasoso se toma relativamente baixa. Além disso, a operação estável se toma difícil, e uma diminuição na relação de reação é ocasionada. Uma faixa mais preferível para D/d^S^D/d!^ 25, com 10 ^ D / d] ^ 20 sendo ainda mais preferível.

Se D / d2 for menor que 3, então o custo com equipamento se toma elevado. Além disso, a quantidade retirada de líquido se toma relativamente elevada e, assim, uma operação estável se toma difícil. Se D /d2 for maior que 20, então a taxa de fluxo através da saída de liquido e tubulação se toma excessivamente rápida, tomando possível provocar erosão, assim ocasionando corrosão do aparelho. Uma faixa mais preferível para D / d2 é 5 ^ D / d2 ^ 18, com 7 ^ D / d2 ^ 15 sendo ainda mais preferível.

Além disso, verifícou-se, na presente invenção, que é ainda preferível para d[ e d2 corresponder à fórmula (7) 1 ^ d2 / d! ^ 5 (7). O termo “operação estável prolongada” usado na presente invenção significa que a operação foi realizada continuamente em um estado uniforme durante não menos que 1.000 h, preferivelmente não menos que 3.000 h, mais preferivelmente não menos que 5.000 h, sem entupir a tubulação, erosão e outros, e uma quantidade determinada do carbonato aromático foi produzida enquanto mantendo uma seletividade elevada.

Um aspecto característico da presente invenção é que pelo menos um carbonato aromático pode ser produzido de modo estável durante um período de tempo prolongado com seletividade elevada e com uma produtividade elevada de não menos que 1 tonelada por hora, preferivelmente não menos que 2 toneladas por hora, mais preferivelmente não menos que 3 toneladas por hora. Além disso, outro aspecto característico da presente invenção é que, no caso que L, D, L / D, n, D / d], e D/d2 para a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios corresponder às seguintes fórmulas; 2000 ^ L ^ 6000, 150 ^ D ^ 1000, 3 < L / D ^ 30, 30 ^ n £ 100, 8 ^ D / d, ^ 25, e5^D/d2^18, respectivamente, não menos do que 2 toneladas por hora, preferivelmente não menos do que 2,5 toneladas por hora, mais preferivelmente não menos do que 3 toneladas por hora do carbonato aromático podem ser produzidas. Além disso, outro aspecto característico da presente invenção é que, no caso em que L, D, L / D, n, D / dj, e D / d2 para a coluna de destilação contínua de múltiplos estágios correspondem às seguintes fórmulas: 2500 ^ L ^ 5000, 200 £ D ^ 800, 5^L/D^ 15,40^n^ 90, 10 ^ D / d] rg 25, e 7 ^ D / d2 ^ 15, respectivamente, não menos do que 3 toneladas por hora, preferivelmente não menos do que 3,5 toneladas por hora, mais preferivelmente não menos do que 4 toneladas por hora do carbonato aromático podem ser produzidas. “Seletividade para o carbonato aromático”, usada na presente invenção, é baseada no composto mono-hidróxi aromático reagido. Na presente invenção, uma seletividade elevada não menor que 95% pode ser geralmente atingida, preferivelmente não menos que 97%, mais preferivelmente não menos que 99%. A coluna de destilação contínua em múltiplos estágios de acordo com a presente invenção é preferivelmente uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um enchimento como a parte interna. O termo “parte interna”, usado na presente invenção, significa a parte na coluna de destilação onde gás e líquido são realmente levados ao contato um com o outro. Como a bandeja, por exemplo uma bandeja de tampa de bolhas, uma bandeja de peneira, uma bandeja de válvula, uma bandeja em contra-fluxo, uma bandeja Superffac, uma bandeja Maxfrac ou outras são preferíveis. Como o enchimento, enchimentos irregulares como anel de Raschig, um anel de Lessing, um anel de Pall, um dispositivo de Berl, um Intalox, um enchimento Dixon, um enchimento McMahon, ou Heli Pak, ou enchimentos regulares, como Mellapak, Gempak, TECHNO-PAK, FLEXI-PAK, um enchimento Sulzer, um enchimento Goodroll ou um Glitchgrid são preferíveis. A coluna de destilação em múltiplos estágios tendo tanto uma porção de bandeja como uma porção compactada com enchimento também pode ser usada. O termo “número de estágio (n) de uma parte interna” usado na presente invenção significa que o número total de bandejas no caso de uma bandeja e o número teórico de estágios no caso de um enchimento.

Apesar da reação entre o carbonato de dialquila e o composto mono-hidróxi aromático na presente invenção ter uma constante de equilíbrio extremamente baixa e a taxa de reação ser lenta, descobriu-se que uma coluna de destilação de tipo de placa tendo uma bandeja como a parte interna é particularmente preferível como a coluna de destilação contínua em múltiplos estágios usada na destilação reativa. Além disso, descobriu-se que uma bandeja de peneira tendo uma porção de peneira e uma porção de chegada inferior é particularmente preferível como a bandeja em termos da relação entre o seu desempenho e o custo do equipamento. Descobriu-se também que a bandeja de peneira preferivelmente tem 100 a 1.000 furos/m na porção de peneira. Um número mais preferível de furos é de 120 a 900 furos/m2, ainda mais preferivelmente 150 a 800 furos/m . Além disso, descobriu-se que a área de seção transversal por furo da bandeja de peneira está preferivelmente na faixa de 0,5 a 5 cm . Uma área de seção transversal mais preferível por furo é de 0,7 a 4 cm2, ainda mais preferivelmente 0,9 a 3 cm2. Além disso, descobriu-se que é particularmente preferível se a bandeja de peneira tem 100 a 1000 furos/mz na porção de peneira, se a área de seção transversal por furo estiver na faixa de 0,5 a 5 cm . Demonstrou-se que por adição das condições acima à coluna de destilação contínua em múltiplos estágios, o objeto da presente invenção pode ser atingido mais facilmente.

Quando se realiza a presente invenção, pelo menos um carbonato aromático pode ser produzido continuamente por alimentação contínua de uma mistura de um carbonato de dialquila e o composto mono-hidróxi aromático como material de partida em uma coluna de destilação contínua em múltiplos estágios em que está presente um catalisador, realizando a reação e a destilação simultaneamente na coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de baixo ponto de ebulição contendo um álcool produzido a partir da porção superior da coluna em uma forma gasosa e continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado contendo o, pelo menos, carbonato aromático de uma porção inferior da coluna em uma forma líquida. Como acima mencionado, o material de partida pode conter o álcool, o carbonato de alquil arila e o carbonato de dialquila que são os produtos de reação, e podem conter sub-produtos de reação , como um éter alquil arílico ou um composto de ponto de ebulição elevado. Levando em consideração os equipamentos e custo requeridos para a separação e purificação em outros processos, quando realmente implementando a presente invenção industrialmente, prefere-se que o material de partida contenha quantidades pequenas destes compostos.

Além disso, na presente invenção, quando se alimenta continuamente a mistura de carbonato de dialquila e o composto mono-hidróxi aromático é produzido, que é o material de partida alimentado na coluna de destilação contínua em múltiplos estágios, este material de partida pode ser alimentado ai em uma forma líquida e/ou forma gasosa da(s) entrada(s) provida(s) em uma ou uma pluralidade de posições na porção superior ou a porção central da coluna abaixo da saída de gás na porção superior da coluna de destilação. Também prefere-se alimentar o material de partida contendo uma proporção grande do composto mono-hidróxi aromático era uma forma líquida da entrada provida na porção superior da coluna de destilação e alimentar o material de partida contendo uma grande proporção do carbonato de dialquila em uma forma gasosa da entrada provida na porção inferior da coluna acima da saída de líquido na porção inferior da coluna de destilação.

Na presente invenção, o método de tomar o catalisador presente na coluna de destilação contínua em múltiplos estágios pode ser qualquer método, mas no caso em que o catalisador é um sólido, que é insolúvel no líquido de reação, tem-se, por exemplo, um método em que o catalisador é fixado dentro da coluna ao ser, por exemplo, instalado em uma placa dentro da coluna de destilação contínua em múltiplos estágios ou sendo instalado na forma de um enchimento. No caso de um catalisador que dissolve no material de partida ou o líquido de reação, prefere-se alimentar o catalisador na coluna de destilação a partir da posição acima da porção de meio da coluna de destilação. Neste caso, o líquido catalisador dissolvido no material de partida ou líquido de reação pode ser introduzido na coluna junto com o material de partida, ou pode ser introduzido na coluna de uma entrada diferente do material de partida. A quantidade do catalisador usada na presente invenção varia dependendo do tipo do mesmo, os tipos e proporções dos compostos de material de partida, e as condições de reação como a temperatura de reação e a pressão de reação. Geralmente, a quantidade do catalisador está na faixa de 0,0001 a 30 % em peso, preferivelmente de 0,005 a 10 % em peso, mais preferivelmente 0,001 a 1 % em peso, com base no peso total do material de partida. O tempo de reação para a transesterificação realizada na presente invenção é considerado como se igualando ao tempo de residência médio do líquido de reação na coluna de destilação contínua em múltiplos estágios. O tempo de reação varia dependendo do tipo da parte interna dentro da coluna de destilação e o número de estágios, as quantidades alimentadas na coluna dos compostos de material de partida, o tipo e quantidade do catalisador, as condições de reação, e assim em diante. Geralmente, o tempo de reação está em uma faixa de 0,1 a 10 horas, preferivelmente 0,3 a 5 horas, mais preferivelmente 0,5 a 3 horas. A temperatura de reação varia dependendo do tipo dos compostos de material de partida usados, e o tipo e quantidade do catalisador. Geralmente, a temperatura de reação está na faixa de 100 a 350°C. Prefere-se aumentar a temperatura de reação de modo a aumentar a taxa de reação. Se a temperatura de reação for muito elevada, então reações laterais se tomam possíveis de ocorrer, por exemplo, a produção de sub-produtos, como um éter alquil arílico, aumenta, o que é indesejável. Por esta razão, a temperatura de reação está preferivelmente em uma faixa de 130 a 280°C, mais preferivelmente 150 a 260°C, ainda mais preferivelmente 180 a 250°C. Além disso, a pressão de reação varia dependendo do tipo dos compostos de material de partida usados e a composição do material de partida, a temperatura de reação e assim em diante. A pressão de reação pode ser qualquer uma dentre uma pressão reduzida, pressão normal, ou uma pressão aplicada. Geralmente, a pressão de reação está em uma faixa de 0,1 a 2 x 107 Pa, preferivelmente 105 a 107 Pa, mais preferivelmente 2xl05a5xl06 Pa. O material constituindo a coluna de destilação contínua em múltiplos estágios na presente invenção é geralmente um material metálico como aço carbono ou aço inoxidável. Em termos de qualidade do carbonato aromático produzido, aço inoxidável é preferível.

Abaixo, a presente invenção é descrita em maiores detalhes com referência aos seguintes exemplos, mas a presente invenção não é limitada aos seguintes exemplos.

Exemplos Um teor de halogênio foi medido por meio de um método de cromatografia iônica. <Coluna de destilação contínua em múltiplos estágios>

Uma coluna de destilação contínua em múltiplos estágios, como mostrado na figura 1, tendo L = 3300 cm, D = 500 cm, L/D = 6,6, n = 80, D/ di = 17, e D /d2 = 9, foi usada nos seguintes exemplos e exemplo de referência. Nestes exemplos, como a parte interna, usou-se a bandeja de peneira tendo uma área de seção transversal por furo tendo aproximadamente 1,5 cm e o número de furos sendo de aproximadamente 250/m .

Exemplo 1 <Destilação reativa>

Um material de partida 1 contendo fenol e carbonato de dimetila em uma relação em peso de fenol / carbonato de dimetila = 1,9 foi introduzido continuamente em uma forma líquida a uma taxa de fluxo de 50 toneladas/hora de uma entrada superior da coluna de destilação. Por outro lado, um material de partida 2, contendo carbonato de dimetila e fenol em uma relação em peso de carbonato de dimetila / fenol = 3,6, foi introduzido continuamente em uma forma gasosa em uma taxa de fluxo de 50 toneladas/hora de uma entrada inferior da coluna de destilação. A relação molar dos materiais de partida introduzidos na coluna de destilação foi carbonato de dimetila / fenol = 1,35. Os materiais de partida substancialmente não contém halogênios (fora do limite de detecção para a cromatografia iônica, isto é, 1 ppb ou menos). Pb(OPh)2 como um catalisador foi introduzido da porção superior da coluna de modo que uma concentração do mesmo no líquido de reação deve ser de aproximadamente 100 ppm. A destilação reativa foi realizada continuamente sob as condições de uma temperatura no fundo da coluna sendo de 225°C e uma pressão no topo da coluna sendo de 7 x IO3 Pa. Foi possível atingir uma operação de estado uniforme estável após 24 horas. O liquido continuamente retirado do fundo da coluna continha 18,2 % em peso de carbonato de metil fenila e 0,8 % em peso de carbonato de difcnila. Verificou-se que a quantidade de carbonato de metil fenila produzida por hora foi de 9,1 toneladas, e a quantidade de carbonato de difenila produzido por hora foi de 0,4 toneladas. A seletividade total para o carbonato de metil fenila e carbonato de difenila, com base no fenol reagido, foi de 99%. A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. As quantidades produzida por hora a 500 horas, 2000 horas, 4000 horas, 5000 horas, e 6000 horas após atingir um estado uniforme estável foram de 9,1 toneladas, 9,1 toneladas, 9,1 toneladas, 9,1 toneladas, e 9,1 toneladas, respectivamente, para o carbonato de metil fenila, e 0,4 toneladas, 0,4 toneladas, 0,4 toneladas, 0,4 toneladas, e 0,4 toneladas, respectivamente, para o carbonato de difenila. As seletividades totais para o carbonato de metil fenila e carbonato de difenila foram de 99%, 99%, 99%, 99%, e 99%, respectivamente e, assim, a operação foi muito estável. Além disso, os carbonatos aromáticos fabricados não contém substancialmente halogênios (1 ppb ou menos).

Exemplo 2 A destilação reativa foi realizada sob as seguintes condições usando a mesma coluna de destilação contínua em múltiplos estágios como no exemplo 1.

Um material de partida 1 contendo fenol e carbonato de dimetila em uma relação em peso de fenol / carbonato de dimetila = 1,1 foi introduzido continuamente em uma forma líquida a uma taxa de fluxo de 40 toneladas/hora de uma entrada superior da coluna de destilação. Por outro lado, um material de partida contendo carbonato de dimetila e fenol em uma relação em peso de carbonato de dimetila / fenol = 3,9 foi introduzido continuamente em uma forma gasosa em uma taxa de fluxo de 43 toneladas/hora de uma entrada inferior da coluna de destilação. A relação molar dos materiais de partida introduzidos na coluna de destilação foi carbonato de dimetila / fenol = 1,87. Os materiais de partida substancialmente não contém halogênios (fora do limite de detecção para a cromatografia iônica, isto é, 1 ppb ou menos). Pb(OPh)2 como um catalisador foi introduzido da porção superior da coluna de modo que uma concentração da mesma no líquido de reação deve ser de aproximadamente 250 ppm. A destilação reativa foi realizado continuamente sob condições de uma temperatura no fundo da coluna sendo de 235°C e uma pressão no topo da coluna sendo de 9 x 103 Pa. Foi possível atingir uma operação em estado uniforme estável após 24 horas. O líquido continuamente retirado do fundo da coluna continha 20,7 % em peso de carbonato de metil fenila e 1,0 % em peso de carbonato de difenila. Verificou-se que a quantidade de carbonato de metil fenila produzida por hora foi de 8,3 toneladas, e a quantidade de carbonato de difenila produzida por hora foi de 0,4 toneladas. A seletividade total para o carbonato de metil fenila e carbonato de difenila, com base no fenol reagido, foi de 98%. A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. As quantidades produzidas por horas a 500 horas, 1000 horas, e 2000 horas após atingir um estado uniforme estável foram de 8,3 toneladas, 8,3 toneladas e 8,3 toneladas, respectivamente, para o carbonato de metila fenila e 0,4 tonelada, 0,4 tonelada, e 0,4 tonelada, respectivamente, para o carbonato de difenila. As seletividades totais para o carbonato de metil fenila e carbonato de difenila foram de 98%, 98%, e 98%, respectivamente e, assim, a operação foi muito estável . Além disso, os carbonatos aromáticos fabricados não contém substancialmente halogênios (1 ppb ou menos).

Exemplo 3 A destilação reativa foi realizada sob as seguintes condições usando a mesma coluna de destilação contínua em múltiplos estágios como no exemplo 1.

Um material de partida 1, contendo fenol e carbonato de dimetila, em uma relação em peso de fenol / carbonato de dimetila = 1,7, foi introduzido continuamente em uma forma líquida em uma taxa de fluxo de 86 toneladas/hora, de uma entrada superior da coluna de destilação. Por outro lado, o material de partida 2 contendo carbonato de dimetila e fenol em uma relação em peso de carbonato de dimetila / fenol = 3,5 foi introduzido continuamente em uma forma gasosa em uma taxa de fluxo de 90 toneladas/hora de uma entrada inferior da coluna de destilação. A relação molar para os materiais de partida introduzidos na coluna de destilação foi carbonato de dimetila / fenol = 1,44. Os materiais de partida substancialmente não contém halogênios (fora do limite de detecção para a cromatografia iônica, isto é, 1 ppb ou menos). Pb(OPh)2, como um catalisador, foi introduzido na porção superior da coluna, de modo que a concentração do mesmo no líquido de reação deve ser de aproximadamente 150 ppm. A destilação reativa foi realizada continuamente sob condições de uma temperatura no fundo da coluna sendo de 220°C e uma pressão no topo da coluna sendo de 8 x 10D Pa. Foi possível atingir uma operação de estado uniforme estável após 24 horas. O líquido continuamente retirado do fundo da coluna continha 15,8 % em peso de carbonato de metil fenila e 0,5 % em peso de carbonato de difenila. Verificou-se que a quantidade de carbonato de metil fenila produzida por hora foi de 12,8 toneladas, e a quantidade de carbonato de difenila produzida por hora foi de 0,4 tonelada. A seletividade total para o carbonato de metil fenila e carbonato de difenila, com base no fenol reagido, foi de 99%. A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. As quantidades produzidas por hora a 500 horas, 1000 horas e 2000 horas após atingir um estado uniforme estável foram de 12,8 toneladas, 12,8 toneladas, e 12,8 toneladas, respectivamente, para o carbonato de metil fenila, e 0,4 tonelada, 0,4 tonelada, e 0,4 tonelada, respectivamente, para o carbonato de difenila. As seletividades totais para o carbonato de metil fenila e carbonato de difenila foram de 99%, 99% e 99%, respectivamente, e assim a operação foi muito estável. Além disso, os carbonatos aromáticos fabricados substancialmente não contém halogênios (1 ppb ou menos).

Aplicabilidade Industrial A presente invenção é apropriada como um processo específico que permite que um carbonato aromático seja produzido com elevada seletividade e elevada produtividade de modo estável durante um tempo prolongado em uma escala industrial não menor que 1 tonelada por hora, usando uma coluna de destilação contínua em múltiplos estágios a partir de um carbonato de dialquila e um composto mono-hidróxi aromático.

Claims (12)

1, Processo para a produção de um carbonato aromático a partir de um carbonato de díalquila e um composto mono-hidróxí aromático como um, material de partida, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: (i) alimentar continuamente referido material de partida em uma coluna de destilação contínua de múltiplos estágios em que está presente um catalisador, (ii) realizar a reação na coluna para produzir um álcool e pelo menos um carbonato aromático; e (iii) continuamente retirar uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo contendo referido álcool produzido de uma porção superior da coluna em uma forma gasosa e continuamente retirar uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado contendo referido pelo menos um carbonato aromático de uma porção inferior da coluna em forma de líquido, em que (a) referido material de partida tem uma relação molar de carbonato de dialquila para o composto mono-hidróxi aromático em uma faixa de 0,4 a4,e (b) referida coluna de destilação contínua de múltiplos estágios compreende uma estrutura tendo um par de placas de extremidade acima e abaíxo de uma porção de tronco cilíndrico, tendo um comprimento L (cm) e um diâmetro interno D (cm) e tendo uma parte interna com vários estágios n dentro da mesma, e compreende uma saída de gás tendo um diâmetro interno d| (cm) no topo da coluna ou na porção superior da coluna próxima do mesmo, uma saída de liquido tendo um diâmetro interno d2 (cm) no fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima da mesma, pelo menos uma entrada provida na porção superior e/ou uma porção central da coluna abaixo da saída de gás, e pelo menos uma entrada provida na porção inferior da coluna acima da saída de líquido, em que (1) referido comprimento L (cm) corresponde à seguinte fórmula (1), OX (2) referido diâmetro interno D (cm) da coluna corresponde à seguinte fórmula (2), (2), (3) uma razão do referido comprimento L (cm) para referido diâmetro interno D (cm) da coluna corresponde à seguinte fórmula (3), OX (4) referido número de estágios n corresponde à seguinte fórmula (4), (4) t (5) uma relação do referido diâmetro interno D (cm) da coluna para referido diâmetro interno di (cm) da saída de gás corresponde à seguinte fórmula (5), (5) , e (6) uma relação do referido diâmetro interno D (cm) da coluna para referido diâmetro interno d2 (cm) da saída de líquido corresponde à seguinte fórmula (6)* (6X

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a destilação é realizada simultaneamente na referida etapa (ii).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1. ou 2, caracterizado pelo fato de que referido pelo menos um carbonato aromático é continuamente produzido e uma quantidade do carbonato aromático produzido não é menor do que 1 tonelada por hora,

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que di ed2 atendem à seguinte formula (7): (7).

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que L, D, L/D, n, D/db e D/d2 para referida coluna de destilação contínua de múltiplos estágios correspondem às seguintes formulas: 2000 ÍL| 6000, 150 í D í 1000, 3 i L / D £ 30, 30 £ n í 100, 8 £ D / dt £ 25, e 5 £ D / d2 í 18, respectivamente.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que L, D, L/D, n, D/db e D/d2 para referida coluna de destilação contínua de múltiplos estágios correspondem às seguintes fórmulas: 2500 |Lá 5000, 200 Jí D á 800, 5 SL/Dá 15, 40 í n ^ 90, 10 g D / d) ΐ 25, e 7 á D / d21 15, respectivamente.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que referida coluna de destilação contínua de múltiplos estágios é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um enchimento como a parte interna.

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

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

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que referida bandeja de peneira tem 100 a 1000 furos/m2 na porção de peneira.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a área de seção transversal por furo de referida bandeja de peneiras está na faixa de 0,5 a 5 cm2.

12. Carbonato aromático caracterizado pelo fato de compreender um teor de halogênio nao maior do que 0,1 ppm, produzido pelo processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11.