BRPI0619058A2

BRPI0619058A2 - processo industrial para a produção de um policarbonato aromático de alta qualidade, e, policarbonato aromático de alta qualidade

Info

Publication number: BRPI0619058A2
Application number: BRPI0619058-8A
Authority: BR
Inventors: Shinsuke Fukuoka; Hironori Miyaji; Hiroshi Hachiya; Kazuhiko Matsuzaki
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2011-09-20
Also published as: WO2007069463A1; EA200801325A1; JP5030231B2; EP1961781A4; EP1961781A1; KR20080067380A; CN101331168A; CN101331168B; TW200738781A; JPWO2007069463A1; US20090209724A1

Abstract

PROCESSO INDUSTRIAL PARA A PRODUçãO DE UM POLICARBONATO AROMáTICO DE ALTA QUALIDADE, E, POLICARBONATO AROMáTICO DE ALTA QUALIDADE. é um objeto da presente invenção prover um processo específico que permite que um policarbonato aromático de alta qualidade e alto desempenho, tendo excelentes propriedades mecânicas e sem descoloração, seja produzido industrialmente em uma grande quantidade (por exemplo, não menos que 1 tonelada/li) de modo estável durante um período prolongado de tempo (por exemplo, não menos que 1000 horas, preferivelmente não menos que 3000 horas, mais preferivelmente não menos que 5000 horas) a partir de um carbonato de dialquila e um composto di-hidróxi aromático. Quando produzindo o policarbonato aromático a partir do carbonato de dialquila e o composto di-hidróxi aromático, o objeto acima pode ser atingido realizando um processo de acordo com a presente invenção que compreende as etapas de: (I) produzir um carbonato de difenila usando duas colunas de destilação reativa tendo, cada, uma estrutura especificada; (II) obter um carbonato de difenila de pureza elevada a partir do carbonato de difenila usando uma coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e uma coluna de purificação de carbonato de difenila B, tendo, cada, uma estrutura especificada; (III) produzir subsequentemente um policarbonato aromático usando um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado tendo uma estrutura especificada a partir de um prepolimero fundido obtido a partir do composto di-hidróxi aromático e o carbonato de difenila de pureza elevada; e (IV) reciclar o fenol subproduzido na etapa (I).

Description

"PROCESSO INDUSTRIAL PARA A PRODUÇÃO DE UM POLICARBONATO AROMÁTICO DE ALTA QUALIDADE, E, POLICARBONATO AROMÁTICO DE ALTA QUALIDADE"

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um processo industrial para a produção de um policarbonato aromático. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um processo para a produção industrial de grandes quantidades de um policarbonato aromático de alta qualidade e alto desempenho tendo propriedades mecânicas excelentes e sem coloração, de modo estável durante um período prolongado de tempo, a partir de um carbonato de dialquila e um composto di-hidróxi aromático.

Arte Antecedente

Os policarbonatos aromáticos são amplamente usados em muitos campos como plásticos de engenharia apresentando excelente resistência térmica, resistência a impactos, transparência e semelhantes. Foram realizados vários estudos até agora visando processos para produzir estes policarbonatos aromáticos e, dentre estes, um processo de policondensação interfacial entre fosgênio e compostos di-hidróxi aromático, como 2,2-bis (4-hidroxifenil) propano (a seguir referido como "bisfenol A") foi industrializado. No entanto, existem muitos problemas com este processo de polimerização condensação interfacial, por exemplo deve ser usado fosgênio tóxico, cloreto de metileno, que tem problemas de saúde e ambientais, deve ser usado como um solvente de polimerização em uma quantidade grande de, pelo menos, 10 vezes a do policarbonato, o aparelho é corroído por compostos contendo cloro, como cloreto de metileno, e cloreto de hidrogênio e cloreto de sódio subproduzidos, e a separação das impurezas cloradas residuais, como cloreto de sódio e cloreto de metileno, que têm um efeito adverso sobre as propriedades do polímero, é difícil, sendo necessário tratamento de quantidade grande de água residual do processo tendo cloreto de metileno, bisfenol A não reagido e outros.

Por outro lado, como um processo para produzir policarbonatos aromáticos a partir de compostos di-hidróxi aromático e o carbonato de difenila, tem sido conhecido, até agora, um processo em fusão, em que, por exemplo, bisfenol A e carbonato de difenila são submetidos à transesterificação em um estado fundido, e a polimerização é realizada enquanto removendo o fenol subproduzido. Esta reação de transesterificação é uma reação de equilíbrio e, além disso, a constante de equilíbrio é baixa e, assim, a polimerização não irá prosseguir até que o fenol seja removido de modo eficiente da superfície do material fundido. Diferente do processo de polimerização condensação interfacial, o processo em fusão tem vantagens de modo que não se usa um solvente mas, por outro lado, tem ocorrido um problema intrínseco aos policarbonatos aromáticos que, uma vez que a polimerização tenha prosseguido até uma determinada extensão, a viscosidade do polímero aumenta rapidamente e, assim, se torna difícil remover o fenol subproduzido, e outros, para fora do sistema de polimerização de modo eficiente, pelo que se torna impossível aumentar substancialmente o grau de polimerização. Isto é, no caso dos policarbonatos aromáticos, diferente do caso de polimerização condensação em fusão para produzir outro polímero de condensação, como uma poliamida ou um poliéster, a viscosidade de fusão se torna extremamente elevada mesmo em um estado de baixo peso molecular, por exemplo, em um grau de polimerização (n) de 15 a 20 e, assim, a renovação superficial se torna muito difícil usando agitação comum. A remoção do fenol a partir da superfície do polímero assim para de ocorrer substancialmente e, assim, um polímero tendo um grau de polimerização requerido para um produto (n aproximadamente 33 a 65) não pode ser produzido. O versado na técnica conhece bem este fato. Como aparelhos de polimerização para produzir policarbonatos aromáticos usando este processo em fusão, são bem conhecidos vários aparelhos de polimerização. Um processo usando um aparelho de polimerização de tipo de tanque de agitação vertical tendo um agitador é amplamente conhecido. No entanto, com tal aparelho de polimerização de tipo de tanque de agitação vertical, no caso de uma produção em escala pequena, a eficiência volumétrica é elevada, e se tem a vantagem do aparelho ser simples e, assim, a polimerização pode ser levada a prosseguir de modo eficiente, mas no caso de produção em escala industrial, é difícil remover eficientemente do sistema o fenol que é subproduzido à medida que a polimerização prossegue como descrito acima e, assim, ocorre o problema de que a taxa de polimerização é muito baixa. Além disso, para um aparelho de polimerização de tipo de tanque de agitação vertical, em larga escala, uma relação do volume do líquido para a área de evaporação é geralmente maior do que no caso de uma escala pequena, o estado sendo tal que a assim chamada profundidade de líquido é elevada. Conseqüentemente, mesmo se o grau de vácuo for aumentado de modo a aumentar o grau de polimerização, porque se tem uma profundidade de líquido elevada na porção inferior do tanque de agitação, a polimerização ocorre em uma pressão maior correspondendo à profundidade de líquido do que no espaço na porção superior do tanque de agitação e, assim, a remoção eficiente do fenol, ou outros, é difícil. O aparelho de polimerização de tipo de tanque de agitação vertical em larga escala pode, assim, somente ser usado no caso de produzir um prepolímero. Para atingir o grau de polimerização requerido, é essencial um aparelho de polimerização para ainda submeter este prepolímero à polimerização de condensação.

Vários meios foram usados para remover eficientemente fenol ou semelhantes a partir do polímero de viscosidade alta a fim de resolver os problemas acima. A maior parte destes meios estava relacionada com a melhora da agitação mecânica, por exemplo, foi descrito um processo usando um aparelho de polimerização de tipo de parafuso tendo ventilação (ver documento de patente 1: publicação de patente japonesa no. 50-19600 (correspondendo à patente britânica 1007302)), um processo usando uma extrusora de parafuso duplo de tipo intertravamento (ver documento de patente 2: publicação de patente japonesa 52-36159), e um processo usando um reator de tipo de evaporação de película fina, como um evaporador de parafuso ou um evaporador centrífugo de película fina (ver documento de patente 3: publicação de patente japonesa 53-5718 (correspondendo à patente US 3.888.826)), e além disso, foi descrito especificamente um processo usando uma combinação de um evaporador centrífugo de película fina e um aparelho de polimerização de tipo de agitação biaxial horizontal (ver documento de patente 4: pedido de patente japonesa acessível ao público 2- 153923). Estes processos realizam, todos, agitação mecânica como a base da técnica e, assim, existem limitações naturais e, portanto, os problemas acima não foram resolvidos. Isto é, existem limitações na própria agitação mecânica em termos de ser capaz de manipular viscosidade em fusão ultra-elevada e, assim, diversos problemas com relação à viscosidade de fusão ultra-elevada de policarbonatos aromáticos não foram resolvidos. Com os processos acima, foi tentado resolver estes problemas elevando-se a temperatura, para abaixar pelo menos um pouco a viscosidade de fusão.

Isto é, nestes processos, o prepolímero fundido é submetido à polimerização em uma temperatura elevada em torno de 300ºC e sob um vácuo elevado enquanto tentando ocasionar uma renovação da superfície através de agitação mecânica mas, mesmo nesta temperatura, a viscosidade de fusão é ainda muito elevadá e, assim, a extensão da renovação da superfície não pode ser tornada elevada. Existem, portanto, limitações sobre o grau de polimerização de policarbonatos que podem ser produzidos usando estes processos, tornando difícil produzir um produto de tipo de peso molecular elevado. Além disso, com estes processos, descoloração ou deterioração nas propriedades do polímero obtido é capaz de ocorrer devido à reação ser realizada em uma temperatura elevada em torno de 300°C e, além disso, esta descoloração ou deterioração nas propriedades do polímero também pode ocorrer devido ao ar ou material estranho vazar através de uma vedação de vácuo do agitador. Assim, existem ainda muitos problemas a serem resolvidos a fim de produzir policarbonato de alta qualidade de modo estável durante um período prolongado de tempo.

Os presentes inventores descobriram que estes problemas podem ser completamente resolvidos por desenvolvimento de um processo em que agitação mecânica não é realizada mas, ao contrário, é usado um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado em que o prepolímero fundido é submetido à polimerização enquanto sendo levado a escoar descendentemente sob seu próprio peso ao longo de guias como fios, e depositaram previamente pedidos de patente (ver, por exemplo, documento de patente 5: pedido de patente japonesa acessível ao público 8- 225641, documento de patente 6: pedido de patente japonesa acessível ao público 8-225643, documento de patente 7: pedido de patente japonesa acessível ao público 8-325373, documento de patente 8: WO 97-22650, documento de patente 9: pedido de patente japonesa acessível ao público 10- 81741, documènto de patente 10: pedido de patente japonesa acessível ao público 10-298279, documento de patente 11: WO 99/36457, documento de patente 12: WO 99/64492). No entanto, com tais processos, não se encontra descrição ou sugestão de processo de produção industrial específico que possa permitir produção de não menos que 1 t/h dos policarbonatos aromáticos.

Além disso, para produzir os policarbonatos aromáticos em uma escala industrial através de transesterificação, o carbonato de difenila de pureza elevada deve ser obtido em uma grande quantidade em uma escala industrial. Os compostos di-hidróxi aromático, como bisfenol A de pureza elevada, são produzidos em massa industrialmente e podem ser facilmente obtidos, mas um carbonato de difenila de pureza elevada não pode ser obtido em uma grande quantidade em uma escala industrial. Assim, é necessário produzir o carbonato de difenila de pureza elevada.

Como um processo para produzir o carbonato de difenila, um processo de reagir um fenol com fosgênio tem sido conhecido há muito tempo e também foi o sujeito de vários estudos em anos recentes. No entanto, este processo apresenta o problema de usar fosgênio e, além disso, impurezas cloradas, que são difíceis de separar, estão presentes no carbonato de difenila produzido usando este processo e, assim, o carbonato de difenila não pode ser usado como um material de partida para a produção de um policarbonato aromático como tal. A razão para este fato é que estas impurezas cloradas inibem marcadamente a reação de polimerização no método de transesterificação para produzir o policarbonato aromático, que é realizada na presença de uma quantidade extremamente pequena de um catalisador básico; por exemplo, mesmo se estas impurezas cloradas estiverem presentes em uma quantidade de apenas 1 ppm, a polimerização dificilmente prossegue de todo. Para tornar o carbonato de difenila capaz de ser usado como o material de partida de um método de transesterificação, policarbonato aromático, um processo de separação/purificação de múltiplos estágios laborioso, envolvendo lavagem completa com uma solução alcalina aquosa diluída e água quente, separação de óleo/água, destilação e outros, é assim requerido. Além disso, o rendimento diminui devido à perda por hidrólise e perda por destilação durante este processo de separação/purificação. Assim, existem muitos problemas na realização deste processo de modo econômico em uma escala industrial.

Por outro lado, é também conhecido um processo para produzir carbonatos aromáticos através de reações de transesterificação entre os carbonatos de dialquila e o fenol. No entanto, estas reações de transesterificação são, todas, reações de equilíbrio. O equilíbrio é desviado extremamente para o sistema original e a taxa de reação é lenta e, assim, se notam muitas dificuldades na produção de carbonatos aromáticos em modo industrial em quantidades grandes usando tal processo.

Várias propostas foram feitas para melhorar as dificuldades acima, mas a maior parte está relacionada ao desenvolvimento de um catalisador para aumentar a taxa de reação. Muitos compostos de metal foram propostos como catalisadores para este tipo de reação de transesterificação. No entanto, o problema de equilíbrio desvantajoso não pode ser resolvido apenas por desenvolvimento de um catalisador e, assim, existem muitas questões a serem resolvidas incluindo o sistema de reação a fim de prover um processo para a produção industrial visando a produção em massa.

Tentativas foram feitas para projetar um sistema de reação de modo a deslocar o equilíbrio para o sistema de produto na medida do possível e, assim, melhorar o rendimento de carbonato aromático. Por exemplo, para a reação entre carbonato de dimetila e fenol, foi proposto um método em que metanol produzido com um subproduto é destilado por azeotropia junto com o agente formador de azeótropo (ver documento de patente 13: pedido de patente japonesa acessível ao público 54-48732 (correspondendo a pedido de patente alemã ocidental acessível ao público 736063, e patente US 4252737)), e um método em que o metanol produzido como um subproduto é removido ao ser adsorvido sobre uma peneira molecular (ver documento de patente 14: pedido de patente japonesa acessível ao público 58-185536 (correspondendo à patente US 410464)). Além disso, também foi proposto um método em que, usando um aparelho em que uma coluna de destilação é provida no topo de um reator, um álcool produzido como um subproduto na reação é separado da mistura de reação e, ao mesmo tempo, material de partida não reagido, que evapora, é separado por destilação (ver documento de patente 15: pedido de patente japonesa acessível ao público 56-123948 (correspondendo à patente US 4182726)).

No entanto, estes sistemas de reação são basicamente sistemas em batelada ou sistema de comutação. Isto é porque se tem uma limitação na extensão em que a taxa de reação pode ser melhorada através do desenvolvimento de catalisador para esta reação de transesterificação e, assim, a taxa de reação é ainda lenta e, assim, pensou-se que um sistema em batelada seria preferível a um sistema contínuo. Dentre estes, um sistema de reator de tanque com agitação contínua (CSTR), em que uma coluna de destilação é provida no topo de um reator, foi proposto como um sistema contínuo, mas ocorreram problemas como a taxa de reação sendo lenta e a interface gás-líquido no reator sendo pequena com base no volume do líquido. Assim, não é possível tornar a conversão elevada. Conseqüentemente, é difícil atingir o objetivo de produzir carbonatos aromáticos continuamente em grandes quantidades de modo estável durante um período prolongado de tempo por meio dos métodos acima, e muitos problemas permanecem a ser 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 estágios múltiplos 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 em uma coluna de destilação de estágios múltiplos, e a reação é realizada continuamente dentro da coluna em que está presente um catalisador, enquanto continuamente retirando, por destilação, um componente de ponto de ebulição baixo contendo um álcool produzido como um subproduto, e continuamente retirando um componente contendo um carbonato de alquil fenila produzido a partir de uma porção inferior da coluna (ver documento de patente 16: pedido de patente japonesa acessível ao público 3-291257), um método de destilação reativa em um carbonato de alquil fenila é continuamente alimentado dentro de uma coluna de destilação de estágios múltiplos, e a reação é realizada continuamente dentro da coluna em que um catalisador está presente, enquanto continuamente retirando, por destilação, um componente de ponto de ebulição baixo contendo um carbonato de dialquila produzido como um subproduto, e continuamente retirando um componente contendo um carbonato de difenila produzido a partir de uma porção inferior da coluna (ver documento de patente 17: pedido de patente japonesa acessível ao público 4-9358), um método de destilação reativa em que estas reações são realizadas usando duas colunas de destilação contínua de estágios múltiplos e, assim, um carbonato de difenila é produzido continuamente enquanto reciclando de modo eficiente um carbonato de dialquila produzido com um subproduto (ver documento de patente 18: pedido de patente japonesa acessível ao público 4-211038 (correspondendo a WO 91/09832, patente européia 0461274, e patente US 5210268)), e um método de destilação reativa em que um carbonato de dialquila e um composto hidróxi aromático ou outro são continuamente alimentados em uma coluna de destilação de estágios múltiplos, e um líquido que escoa descendentemente através da coluna é retirado a partir de uma saída lateral provida em um estágio do meio e/ou uma porção mais inferior da coluna de destilação, sendo introduzido em um reator provido fora da coluna de destilação, de modo a ocasionar a reação, sendo então introduzido de volta para dentro através de uma entrada de circulação provida em um estágio acima do estágio onde a saída é provida, pelo que a reação é realizada tanto no reator quanto na coluna de destilação (ver documento de patente 19: pedido de patente japonesa acessível ao público 4-235951).

Estes métodos de destilação reativa propostos pelos presentes inventores foram os primeiros a permitir que carbonatos aromáticos fossem produzidos de modo contínuo e eficiente, e a seguir, foram propostos processos em que o carbonato de difenila é produzido a partir do carbonato de dialquila usando duas colunas de destilação contínua de estágios múltiplos, com base nas descrições acima, (ver, por exemplo, documento de patente 20: pedido de patente japonesa acessível ao público 6-157424 (correspondendo à patente européia 0582931, e patente US 5334742), documento de patente 21: pedido de patente japonesa acessível ao público 6-184058 (correspondendo à patente européia 0582930, e patente US 5344954), documento de patente 22: pedido de patente japonesa acessível ao público 9-40616, documento de patente 23: pedido de patente japonesa acessível ao público 9-59225, documento de patente 24: pedido de patente japonesa acessível ao público 9- 176094, documento de patente 25: WO 00/18720 (correspondendo à patente US 6093842), documento de patente 26: pedido de patente japonesa acessível ao público 2001-64235).

Dentre os sistemas de destilação reativa, os presentes requerentes ainda propuseram, como um método que permite que carbonatos aromáticos altamente puros sejam produzidos de modo estável durante um período prolongado de tempo sem uma quantidade grande de um catalisador ser requerida, um método em que 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 documento de patente 27: WO 97/11049 (correspondendo à patente européia 0855384, e patente US 5872275)), e um método realizado enquanto mantendo a 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 documento de patente 28: pedido de patente japonesa acessível ao público 11-92429 (correspondendo à patente européia 1016648, e patente US 6262210)). Além disso, os presentes inventores propuseram um método em que são usados 70 a 99% em peso de fenol produzido como um subproduto em um processo de polimerização como um material de partida, e um carbonato de difenila é produzido usando um método de destilação reativa; este carbonato de difenila pode ser usado como um material de partida para polimerização visando produzir um policarbonato aromático (ver documento de patente 29: pedido de patente japonesa acessível ao público 9-255772 (correspondendo à patente européia 0892001, e patente US 5747609)).

No entanto, em todos estes documentos da arte anterior, em que se propõe a produção de carbonatos aromáticos usando o método de destilação reativa, não se encontram quaisquer que sejam descrições de um processo ou aparelho específico permitindo a produção em massa em uma escala industrial (por exemplo, 1 tonelada/h), nem se nota qualquer descrição sugerindo este processo ou aparelho. Por exemplo, as descrições com relação às alturas (H1 e H2: cm), diâmetros (Di e D2: cm), números de estágios (n, e n2) e taxas de alimentação de material de partida (Qi e Q2: kg/h) para duas colunas de destilação reativa descritas para produzir principalmente carbonato de difenila (DPC) a partir de carbonato de dimetila e fenol são como resumidas na Tabela 1.

TABELA 1

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Em outras palavras, os maiores pares de colunas de destilação contínua de estágios múltiplos usados quando realizando esta reação usando o sistema de destilação reativa são os descritos pelos presentes requerentes em documentos de patente 27: (WO 97/11049 (correspondendo à patente européia 0855384, e patente US 5872275)) e documento de patente 28 (pedido de patente japonesa acessível ao público 11-92429 (correspondendo à patente européia 1016648, e patente US 6262210)). Como se nota da tabela 1, os valores máximos das várias condições para as colunas de destilação contínua de estágios múltiplos descritas para a reação acima são Hi = 1200 cm, H2 = 600 cm, Di = 20 cm, D2 = 25 cm, n, = n2 = 50 (somente esta condição: documento de patente 22 (pedido de patente japonesa acessível ao público H9-40616)), Q1 = 86 kg/h e Q2 = 31 kg/h, e uma quantidade produzida do carbonato de difenila não excedeu aproximadamente 6,7 kg/h, que não é uma quantidade produzida em uma escala industrial.

Descrição da Invenção

E um objeto da presente invenção prover um processo específico que permite que um policarbonato aromático de alta qualidade e alto desempenho, tendo propriedades mecânicas excelentes e sem descoloração, seja produzido industrialmente em uma grande quantidade (por exemplo não menos que 1 tonelada/h) de modo estável durante um período prolongado de tempo (por exemplo, não menos que 1000 h, preferivelmente não menos que 3000 h, mais preferivelmente não menos que 5000 horas) a partir de um carbonato de dialquila e um composto di-hidróxi aromático.

Os presentes inventores realizaram estudos visando descobrir um processo específico permitindo que o objeto acima fosse atingido e, como resultado, chegaram à presente invenção. Isto é, de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, provê-se:

1. um processo industrial para a produção de um policarbonato aromático de alta qualidade em que um policarbonato aromático é continuamente produzido a partir de um carbonato de dialquila e um composto di-hidróxi aromático, o processo compreendendo as etapas de:

(I) continuamente produzir um carbonato de difenila tomando o carbonato de dialquila e um fenol como um material de partida, continuamente alimentando o material de partida em uma primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador homogêneo, realizando a reação e a destilação simultaneamente na referida primeira coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da primeira coluna contendo um álcool produzido de uma porção superior da referida primeira coluna em uma forma gasosa, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna contendo um carbonato de alquil fenila produzido a partir de uma porção inferior da referida primeira coluna em uma forma líquida, continuamente alimentando referida mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna em uma segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador, realizando a reação e a destilação simultaneamente na referida segunda coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna contendo um carbonato de dialquila produzido a partir de uma porção superior da referida segunda coluna em uma forma gasosa, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna contendo um carbonato de difenila produzido a partir de uma porção inferior da referida segunda coluna em uma forma líquida, e continuamente alimentando a mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna contendo o carbonato de dialquila na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos;

(II) purificar o carbonato de difenila por introdução contínua da mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna contendo o carbonato de difenila em uma coluna de separação A de material de ponto de ebulição elevado, e continuamente realizando a separação por destilação em um componente de topo de coluna At contendo o carbonato de difenila e um componente de fundo da coluna Ab contendo o catalisador e, então, continuamente introduzindo o referido componente de topo da coluna At dentro de uma coluna de purificação B de carbonato de difenila tendo uma saída de fração lateral, e continuamente realizando a separação por destilação em três componentes, sendo um componente de topo de coluna BT, um componente de fração lateral Bs e um componente de fundo da coluna Bb, de modo a obter um carbonato de difenila de pureza elevada como o componente de fração lateral;

(III) produzir o policarbonato aromático por reação do referido composto di-hidróxi aromático e referido carbonato de difenila de pureza elevada juntos de modo a produzir um prepolímero fundido de policarbonato aromático, e referido prepolímero fundido sendo levado a escoar descendentemente ao longo de superfícies de guias usando um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, de modo a polimerizar referido prepolímero fundido enquanto escoando descendentemente; e

(IV) reciclar um fenol por circulação do fenol subproduzido na etapa (III) de volta à etapa de produção de carbonato de difenila (I); em que: (a) referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos compreende uma estrutura tendo uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L1 (cm) e um diâmetro interno D1 (cm) e tendo um interno com número de estágios n1 dentro do mesmo, e compreende uma saída de gás tendo um diâmetro interno d11 (cm) em um topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno di2 (cm) em um fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima do fundo, pelo menos uma primeira entrada provida na porção superior e/ou uma porção do meio da coluna abaixo da referida saída de gás, e pelo menos uma segunda entrada provida na porção do meio e/ou na porção inferior da coluna acima da referida saída de líquido, em que L1, D1, L1 / D1, n1, D1, / d11, e D1 / d12 respectivamente atendem às seguintes fórmulas (1) a (6):

1500 ≤ L, ≤v8000 (1), 100 ≤ Di ≤v2000 (2),

2 ≤ L1 / D1 ≤ 40 (3),

20 ≤ n1 ≤ 120 (4),

5 ≤ D1 / dn ≤ 30 (5) e

3 ≤ D1 / d12 ≤ 20 (6);

(b) referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos compreende uma estrutura tendo uma porção de tronco cilíndrica tendo um comprimento L2 (cm) e um diâmetro interno D2 (cm), e tendo um interno com número de estágios n2 dentro da mesma, e compreende uma saída de gás tendo um diâmetro interno d2i (cm) em um topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próximo ao topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d22 (cm) em um fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima do fundo, pelo menos uma terceira entrada provida na porção superior e/ou porção do meio da coluna abaixo da referida saída de gás, e pelo menos uma quarta entrada provida na porção do meio e/ou na porção inferior da coluna acima da referida saída de líquido, em que L2, D2, L2 / D2, n2, D2 / d2i, e D2 / d22 respectivamente atendem às fórmulas (7) a (12); 1500 < L2 <8000 (7), 100 < D2 <2000 (8),

2 < L2 / D2 < 40 (9),

10 < n2 < 80 (10),

2 < D2 / d2i < 15 (11), e

5 < D2 / d22 < 30 (12);

(c) referida coluna de separação do material de ponto de ebulição elevado A é uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos tendo um comprimento La (cm) e um diâmetro interno Da (cm), e tendo um interno com número de estágios nA dentro da mesma, em que La, Da, e nA atendem às seguintes fórmulas (13) a (15);

800 < La <3000 (13),

100 < Da < 1000 (14), e 20 < nA < 100 (15),

e referida coluna de purificação de carbonato de difenila B é uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos tendo um comprimento Lb (cm) e um diâmetro interno Db (cm), tendo um interno dentro da mesma, tendo uma entrada Bl em um estágio do meio da coluna, e uma saída de fração lateral B2 entre referida entrada Bl e o fundo da coluna, e tendo número de estágios nBi do interno acima na entrada BI, número de estágios nB2 do interno entre a entrada Blea saída de fração lateral B2, número de estágios nB3 do interno abaixo da saída de fração lateral B2, e um número total de estágios nB (= nB1 + nB2 + nB3), em que Lb, Db, nm, nB2, nB3, e nB atendem às seguintes fórmulas (16) a (21);

1000 < Lb <5000 (16), 100 <≤Db ≤ 1000 (17),

5 ≤ ηΒ1 ≤ 20 (18),

12 ≤ ηΒ2 ≤ 40 (19),

3 ≤ ηΒ3 ≤ 15 (20), e

20 ≤ ηΒ ≤ 70 (21);

(d) referido aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado compreende:

(1) um aparelho tendo uma abertura de recepção de prepolímero fundido, uma placa perfurada, uma zona de reação de polimerização tendo uma pluralidade de guias que se estendem descendentemente a partir da placa perfurada provida em um espaço circundado pela placa perfurada, uma carcaça lateral e uma carcaça de fundo afilado, uma zona de alimentação de prepolímero fundido para alimentar o prepolímero fundido via a placa perfurada sobre as guias na zona de reação de polimerização, uma ventilação de vácuo provida na zona de reação de polimerização, uma abertura de descarga de policarbonato aromático provida em uma porção a mais inferior da carcaça de fundo afilado, e uma bomba de descarga de policarbonato aromático conectada à abertura de descarga, em que:

(2) uma área de seção interna A (m2) tomada através de um plano horizontal da carcaça lateral na zona de reação de polimerização atende à fórmula (22),

0,7 ≤ A ≤ 300 (22),

(3) uma relação entre A (m2) e uma área de seção interna B (m2) tomada através de um plano horizontal da abertura de descarga do policarbonato aromático atende à fórmula (23),

20 ≤ A/B ≤ 1000 (23),

(4) a carcaça de fundo afilado na zona de reação de polimerização é conectada em um ângulo interno C (°) na carcaça lateral acima da mesma, em que o ângulo C (°) atende à fórmula (24),

<formula>formula see original document page 19</formula>

(5) um comprimento h (cm) de cada guia atende à fórmula (25),

<formula>formula see original document page 19</formula>

(6) uma área de superfície externa total S (m2) da referida guia atende à fórmula (26),

<formula>formula see original document page 19</formula>

2. o processo de acordo com o item 1, em que não menos que 1 tonelada/h do policarbonato aromático é produzida,

3. o processo de acordo com o item 1 ou 2, em que referido dn e referido di2 atendem à fórmula (27), e referido d2i e referido d22 atendem à fórmula (28);

<formula>formula see original document page 19</formula>

4. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 3, em que Li, D1, Li / D], ni, Di / dn, e D1 / d,2 para referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente 2000 < Li < 6000, 150 < D1 < 1000, 3 < L1 / D1 < 30, 30 < n! < 100, 8 < D1 / dn < 25, e < D1 / d12 < 18, e L2, D2, L2 / D2, n2, D2 / d2i, e D2 / d22 para referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente a 2000 < L2 < 6000, 150 < D2 < 1000, 3 < L2 / D2 < 30, 15 < n2 < 60, 2,5 < D2 /d21 < 12, e 7 < D2 / d22 < 25,

5. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 4, em que L1, D1, L1 / D1, n1? D1 / dn, e D1 / d12 para referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente a 2500 < L1 < 5000, 200 < D1 < 800, 5 < L1 / D1 < 15, 40 < < 90, 10 < D1 / dn < 25, e 7 < D1 / d12 < 15, e L2, D2, L2 / D2, n2, D2 / d21, e D2 / d22 para referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente 2500 < L2 < 5000, 200 < D2 < 800, 5 < L2 / D2 < 15, 20 < n2 < 50, 3 < D2 / d2i < 10, e 9 < D2 / d22 < 20,

6. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 5, em que cada uma dentre referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um recheio como referido interno,

7. o processo de acordo com o item 6, em que referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação do tipo placa tendo a bandeja como um referido interno, e referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo tanto o recheio como a bandeja como referido interno,

8. o processo de acordo com o item 6 ou 7, em que cada bandeja na referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e a referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma bandeja perfurada tendo uma porção perfurada e uma porção descendente,

9. o processo de acordo com o item 8, em que cada bandeja perfurada tem 100 a 1000 orifícios/m2 na referida porção perfurada,

10. o processo de acordo com o item 8 ou 9, em que uma área de seção transversal por orifício de cada bandeja perfurada está na faixa de 0,5 a 5 cm2,

ll.o processo de acordo com o item 6 ou 7, em que de referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo, como referido interno, o recheio na porção superior da coluna, e a bandeja na porção inferior da coluna,

12. o processo de acordo com qualquer um dos itens 6 a 11, em que referido recheio do referido interno na referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é um ou uma pluralidade de conjuntos de recheios estruturados,

13. o processo de acordo com o item 12, em que o recheio estruturado na referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é pelo menos um tipo selecionado dentre o grupo consistindo de Mellapak, Gempak, Techno-pack, Flexipac, um recheio Sulzer, um recheio Goodroll, e Glitschgrid,

14. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 13, em que cada uma dentre referida coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e referida coluna de purificação de carbonato de difenila B é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um recheio como referido interno,

15. o processo de acordo com o item 14, em que o interno de cada uma dentre referida coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e referida coluna de purificação de carbonato de difenila B é o recheio,

16. o processo de acordo com o item 15, em que o recheio é um recheio estruturado de pelo menos um tipo selecionado dentre o grupo consistindo de Mellapak, Gempak, Techno-pack, Flexipac, um recheio Sulzer, um recheio Goodroll, e Glitschgrid,

17. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 16, em que a carcaça lateral na zona de reação de polimerização é cilíndrica como um diâmetro interno D (cm) e um comprimento L (cm), a carcaça de fundo afilado, que é conectada à porção inferior da carcaça lateral, é cônica, e a abertura de descarga, que está na porção mais inferior da referida carcaça de fundo cônico afilado, é cilíndrica com um diâmetro interno d (cm), em que D, Led atendem às seguintes fórmulas (29), (30), (31) e (32);

100 ≤ D ≤ 1800 (29),

5 ≤ D / d ≤ 50 (30), 0,5 <L/D<30 (31), e

h-20<L<h + 300 (32),

18. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 17, em que de referido h atende à fórmula (33);

400 <h< 2500 (33),

19. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 18, em que cada guia é cilíndrica, ou em forma de tubo, e feita de modo que o prepolímero fundido não pode entrar na mesma, com um diâmetro externo r (cm), em que r atende à fórmula (34);

0,1 < r < 1 (34),

20. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 19, em que a polimerização é realizada usando dois ou mais dos referidos aparelhos de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado ligados juntos,

21. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 20, em que a pluralidade dos aparelhos de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado de acordo com o item 17 compreende dois aparelhos de polimerização sendo um primeiro aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado e um segundo aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, em que em um processo em que um grau de polimerização é aumentado nesta ordem, uma área de superfície externa total Sl (m2) das guias no referido primeiro aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado e uma área de superfície externa total S2 (m ) das guias no referido segundo aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado atendem à fórmula (35);

1 < Sl / S2 < 20 (35).

Além disso, de acordo com o segundo aspecto da presente invenção, provê-se:

22. um policarbonato aromático de alta qualidade produzido em uma quantidade de não menos que 1 tonelada/h, que é produzido pelo processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 21,

23. o policarbonato aromático de alta qualidade, de acordo com o item 22, tendo um teor de compostos de metal alcalino e/ou de metal alcalino terroso em uma faixa de 0,1 a 0,01 ppm em termos de elementos metálicos no mesmo, e um teor de halogênio de não mais que 1 ppb,

24. o policarbonato aromático de alta qualidade, de acordo com o item 22 ou 23, sendo um policarbonato aromático tendo uma cadeia principal do mesmo parcialmente ramificada através de uma ligação externa incluindo uma ligação de éster ou uma ligação de éter, e tendo um teor da referida ligação externa em uma faixa de 0,05 a 0,5% mol com base nas ligações de carbonato.

Efeitos Vantajosos da Invenção

Descobriu-se que, quando produzindo o policarbonato aromático a partir do carbonato de dialquila e do composto di-hidróxi aromático, por implementação do processo de acordo com a presente invenção que compreende as etapas de: (I) produzir um carbonato de difenila usando duas colunas de destilação reativa, tendo, cada, uma estrutura especificada; (II) purificar o carbonato de difenila usando uma coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e uma coluna de purificação de carbonato de difenila B tendo, cada, uma estrutura especificada de modo a obter um carbonato de difenila de pureza elevada a partir do carbonato de difenila; (III) subseqüentemente produzir um policarbonato aromático usando um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado tendo uma estrutura especificada a partir de um prepolímero fundido obtido a partir de um composto di-hidróxi aromático e o carbonato de difenila de pureza elevada; e (IV) reciclar o fenol subproduzido na etapa (I), o policarbonato aromático de elevada qualidade e alto desempenho, tendo excelentes propriedades mecânicas e sem apresentar descoloração pode ser produzido em uma escala industrial de não menos que 1 t/h em uma taxa de polimerização rápida. Além disso, descobriu-se que um policarbonato aromático de alta qualidade pode ser produzido de modo estável durante período prolongado de tempo de, por exemplo, não menos que 2000 h, preferivelmente não menos que 3000 h, mais preferivelmente não menos que 5000 h, com pequena variação no peso molecular. A presente invenção provê, assim, um processo que alcança excelentes efeitos como um processo industrial para a produção de um policarbonato aromático de alta qualidade.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista esquemática da primeira coluna de destilação reativa contínua preferível para realizar a presente invenção, a coluna de destilação tendo internos providos em sua porção de tronco;

A figura 2 é um desenho esquemático da segunda coluna de destilação reativa contínua preferível para realizar a presente invenção, a coluna de destilação tendo instalados, em uma porção de tronco da mesma, internos compreendendo recheios estruturados em uma porção superior e bandejas perfuradas em uma porção inferior;

A figura 3 é uma vista esquemática do aparelho compreendendo a primeira coluna de destilação reativa contínua e a segunda coluna de destilação reativa contínua ligadas juntas, preferíveis para realizar a presente invenção;

A figura 4 é uma vista esquemática do aparelho compreendendo uma coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e uma coluna de purificação de carbonato de difenila B, ligadas juntas, preferíveis para realizar a presente invenção;

A figura 5 é uma vista esquemática de um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado preferível para realizar a presente invenção; e

A figura 6 é uma vista esquemática de um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado tendo uma carcaça lateral cilíndrica e uma carcaça de fundo afilado preferíveis para realizar a presente invenção.

Descrição dos Números de Referência

Nas figuras 1, 2 e 3

1: saída de gás, 2: saída de líquido, 3: entrada, 4: entrada, 5: placa terminal; Li e L2 : comprimento da porção de tronco, D1 e D2: diâmetro interno de porção de tronco, dn e d2J: diâmetro interno de saída de gás (cm), 101: primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, 201: segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, 11, 12 e 21: entrada, 13 e 23: saída de gás de topo da coluna, 14, 24, 18 e 28: trocador térmico, 17 e 27: saída de líquido de fundo da coluna, 16 e 26: saída de componente de topo da coluna, 31: saída de componente de fundo da coluna da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos.

Na figura 4

Al e BI: entrada, B2: saída, 11: saída do componente de fundo da coluna de coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A. 13 e 23: saída de gás do topo da coluna, 14, 24, 18, 28 e 38: trocador térmico; 15 e 25: entrada de líquido de refluxo, 16: saída do componente de topo da coluna de coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A, 17 e 27: saída de líquido de fundo da coluna, 26: saída de componente de topo da coluna de coluna de purificação de carbonato de difenila B, 31: saída de componente de fundo de coluna da coluna de purificação de carbonato de difenila Β, 33: saída de componente de fração lateral de coluna de purificação de carbonato de difenila B,

Nas figuras 5 e 6

1. abertura de recepção de prepolímero fundido, 2: placa perfurada, 3: zona de alimentação de prepolímero fundido, 4: guia, 5: zona de reação de polimerização, 6: ventilação de vácuo, 7: abertura de descarga de policarbonato aromático, 8: bomba de descarga de policarbonato aromático, -9: abertura de alimentação de gás inerte, que é usado de acordo com a necessidade, 10: carcaça lateral da zona de reação de polimerização, 11: carcaça de fundo afilado da zona de reação de polimerização, 12: saída de policarbonato aromático.

Melhor Modo para Realizar a Invenção

A seguir apresenta-se uma descrição detalhada da presente invenção.

Na presente invenção, primeiro, uma etapa (I) de produção contínua de um carbonato de difenila em uma escala industrial a partir de um carbonato de dialquila e um fenol é realizada.

O carbonato de dialquila usado na etapa (I) é um composto representado pela fórmula geral (36);

RaOCOORa (36)

em que Ra representa um grupo alquila tendo IalO átomos de carbono, um grupo alicílico tendo 3 a 10 átomos de carbono, ou um grupo aralquila tendo 6 a 10 átomos de carbono. Os exemplos de Ra incluem grupos 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; grupos alicíclicos como ciclopropila, ciclobutila, ciclopentila, ciclohexila e cicloheptila; e grupos aralquila como benzila, fenetila (isômeros), fenilpropila (isômeros), fenilbutila (isômeros), e metilbenzila (isômeros). Estes grupos alquila, grupos alicíclicos e grupos aralquila podem ser substituídos com outros substituintes como grupos alquila inferior, grupos alcóxi inferior, grupos ciano ou átomos de halogênio, e também podem conter ligações insaturadas.

Exemplos de carbonatos de dialquila tendo tal Ra incluem carbonato de dimetila, carbonato de dietila, carbonato de dipropila (isômeros), carbonato de difenila, 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 de di(metoxietila) (isômeros), carbonato de di(cloroetila) (isômeros) e carbonato de di(cianoetila) (isômeros).

Dentre estes carbonatos de dialquila, os usados de modo preferível na presente invenção são os carbonatos de dialquila em que Ra 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 halogênio, por exemplo, os produzidos a partir de um carbonato de alquileno substancialmente não contendo um halogênio e um álcool substancialmente não contendo um halogênio.

O fenol usado na etapa (!) é um representado pela seguinte fórmula geral (37), sendo um composto em que um grupo hidroxila é diretamente ligado a um grupo fenila (Ph). Em alguns casos, um fenol substituído em que o grupo fenila é substituído com grupo(s) alquila inferior ou grupo(s) alcóxi inferior pode ser usado.

PhOH (37)

O fenol usado na presente invenção preferivelmente substancialmente não contém um halogênio.

O carbonato de difenila referido na presente invenção é, assim, um representado pela fórmula geral (38);

PhOCOOPh (38)

Uma relação molar do carbonato de dialquila para o fenol usado no material de partida na etapa (I) está preferivelmente em uma faixa de 0,1 a 10. Fora desta faixa, a quantidade de material de partida não reagido permanecendo com relação a uma quantidade predeterminada do carbonato de difenila desejado produzido se torna elevada, o que não é eficiente e, além disso, muita energia é requerida para recuperar o material de partida. Por tais razões, a relação molar acima está mais preferivelmente em uma faixa de 0,5 a 5, ainda mais preferivelmente de 0,8 a 3, ainda mais preferido de 1 a 2.

Na presente invenção, não menos que 1 tonelada/h do policarbonato aromático é continuamente produzida e, para isto, não menos do que aproximadamente 0,85 tonelada/h de carbonato de difenila de pureza elevada deve ser continuamente produzido.

Na etapa (I), a quantidade mínima do fenol alimentado continuamente é assim geralmente de 15 P toneladas/h, preferivelmente 13 P toneladas/h, mais preferivelmente 10 P toneladas/h, com base na quantidade do policarbonato aromático (P tonelada/h) a ser produzida. Em um caso mais preferível, esta quantidade pode ser levada a ser menor que 8 P toneladas/h.

O carbonato de dialquila e o fenol, usados como o material de partida na etapa (I), podem ser, cada, de pureza elevada, ou podem conter outros compostos, por exemplo, podem conter compostos ou subprodutos de reação produzidos na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e/ou na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, descritas abaixo. No caso de implementação industrial, para o material de partida, além de carbonato de dialquila e fenol novos, recentemente introduzidos no sistema de reação, também é preferível usar carbonato de dialquila e/ou fenol recuperados da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e/ou da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos. No processo de acordo com a presente invenção, os componentes de topo da coluna constituindo uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo a partir da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos são alimentados dentro da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos. Aqui, a mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna pode ser alimentada dentro da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como tal, ou após alguns dos componentes da mesma terem sido separados.

Assim, na presente invenção, implementada industrialmente, é preferível que o material de partida alimentado na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos contenha qualquer um dentre um álcool, um carbonato de alquil fenila, o carbonato de difenila, um éter alquil fenílico, e assim em diante. O material de partida ainda contendo quantidades pequenas de subprodutos de ponto de ebulição elevado, como produtos de rearranjo de Fries do carbonato de alquil fenila e carbonato de difenila que são os subprodutos, derivados dos mesmos, e outros, também podem ser preferivelmente usados. Na presente invenção, no caso, por exemplo, de produzir carbonato de metil fenila e carbonato de difenila usando um material de partida contendo carbonato de dimetila como o carbonato de dialquila e fenol não substituído, como o fenol, é preferível para este material de partida conter metanol, e carbonato de metil fenila e carbonato de difenila, que são os produtos de reação, e o material de partida pode ainda conter quantidades pequenas de anisol, salicilato de fenila, e salicilato de metila, que são os subprodutos de reação, e subprodutos de ponto de ebulição elevado derivados dos mesmos.

Além disso, a maior parte do fenol usado na etapa (I) consiste do fenol subproduzido na etapa (III) da presente invenção. Este fenol subproduzido deve ser circulado de volta à etapa (I) através da etapa (IV).

O carbonato de difenila produzido na etapa (I) é obtido através da reação de transesterificação entre o carbonato de dialquila e o fenol. Está incluída nesta transesterificação uma reação em que um ou ambos dos grupos alcóxi do carbonato de dialquila é / são trocados com o grupo fenóxi do fenol e um álcool é eliminado, e uma reação em que duas moléculas do carbonato de alquil fenila produzido são convertidas no carbonato de difenila e no carbonato de dialquila através de uma reação de transesterificação entre os mesmos, isto é, uma reação de desproporcionamento. Na etapa (I), na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, o carbonato de alquil fenila é principalmente obtido, e na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, o carbonato de difenila e o carbonato de dialquila são principalmente obtidos através da reação de desproporcionamento do carbonato de alquil fenila. O carbonato de difenila obtido na etapa (I) não contém um halogênio de todo e, assim, é importante como um material de partida quando produzindo industrialmente o policarbonato aromático na presente invenção. A razão para isto é que, se um halogênio estiver presente no material de partida para a polimerização, mesmo em uma quantidade pequena de menos que 1 ppm, então isto pode impedir a reação de polimerização, assim impedindo a produção estável do policarbonato aromático, ou causar uma deterioração das propriedades, ou descoloração do policarbonato aromático produzido.

Como um catalisador usado na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e/ou na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos na etapa (I), por exemplo, um composto contendo metal selecionado dentre os seguintes compostos pode ser usado: <compostos de chumbo> óxidos de chumbo como PbO, PbO2, e Pb3O4; sulfetos de chumbo como PbS e Pb2S; hidróxidos de chumbo como Pb(OH)2, e Pb3O2(OH)2, plumbitos como Na2PbO2, K2PbO2, NaHPbO2, e KHPbO2; plumbatos como Na2PbO3, Na2H2PbO4, K2PbO3, K2[Pb(OH)6], K4PbO4, Ca2PbO4, e CaPbO3;

carbonatos de chumbo e sais básicos dos mesmos como PbCO3, e 2PbC03 .Pb(OH)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 Ph6Pb2), Bu3PbOH, e Ph2PbO (em que Bu representa um grupo butila, e Ph representa um grupo fenila);

compostos de alcóxichumbo e compostos de arilóxichumbo como Pb(OCH3)2, (CH3O)Pb(OPh), e Pb(OPh)2;

ligas de chumbo como Pb-Na, Pb-Ca, Pb-Ba, Pb-Sn3 e Pb-Sb;

minerais de chumbo como galena e blenda de zinco; e

hidratos de tais compostos de chumbo;

sais e complexos de metais da família de cobre como CuCl, CuCl2, CuBr, CuBr2, CuI, CuI2, Cu(OAc)2, Cu(acac)2, oleato de cobre, Bu2Cu, (CH3O)2Cu, AgNO3, AgBr, picrato de prata, AgC6H6CIO4, [AuC=C- C(CH3)3]n e [Cu(C7H8)CI]4, (em que acac representa um ligando de 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(C10H8)(CO)5, Fe(CO)5, Fe(C4H6)(CO)3, Co(mesitileno)2, (PEt2Ph)2, CoC5F5(CO)7, Ni-π- C5H5NO e ferroceno; < complexos de zircônio>

complexos de zircônio como Zr(acac)4 e zirconoceno; <compostos de tipo de ácido de Lewis>

ácidos de Lewis e compostos de metal de transição formadores de ácido de Lewis como AIX3, 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 organo-estanho como (CH3)3SnOCOCH3, (C2H5)3SnOCOC6H5, Bu3SnOCOCH3, Ph3SnOCOCH3, Bu2Sn(OCOCH3)2, Bu2Sn(OCOC11H23)2, Ph3SnOCH3, (C2H5)3SnOPh, Bu2Sn(OCH3)2, Bu2Sn(OC2H5)2, Bu2Sn(OPh)2, Ph2Sn(OCH3)2, (C2H5)3SnOH, Ph3SnOH, Bu2SnO, (C8H17)2SnO, Bu2SnCI2 e BuSnO(OH).

Cada um destes catalisadores deve ser um catalisador solúvel que dissolve no sistema de reação (um catalisador homogêneo).

Cada um destes componentes de catalisador pode, como evidente, ter sido reagido com um composto orgânico presente no sistema de reação como um álcool alifático, o fenol, o policarbonato aromático, o carbonato de difenila ou o carbonato de dialquila, ou pode ter sido submetido ao tratamento de aquecimento com o material de partida ou produtos antes da reação.

O catalisador usado na etapa (I) é preferivelmente um tendo uma solubilidade elevada no líquido de reação sob as condições de reação.

Exemplos de catalisadores preferíveis neste sentido incluem PbO5 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, SnCI4, Sn(OPh)4, Bu2SnO e Bu2Sn(OPh)2, FeCI3, Fe(OH)3 e Fe(OPh)3, e estes catalisadores que foram tratados com fenol, o líquido de reação ou outros. O catalisador usado na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e o catalisador usado na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos podem ser iguais entre si, ou diferentes.

A primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos usada na etapa (I) compreende uma estrutura tendo uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento Lj (cm) e um diâmetro interno Di (cm) e tendo internos com número de estágios ni dentro da mesma, e tendo uma saída de gás tendo um diâmetro interno d'i ι (cm) em um topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d12 (cm) em um fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima do fundo, pelo menos uma primeira entrada provida na porção superior e/ou uma porção do meio da coluna abaixo da saída de gás, e pelo menos uma segunda entrada provida na porção do meio e/ou na porção inferior da coluna acima da saída de líquido, em que L1, Di, L1 / D1, n1, D1 / d11, e D11 / d12 devem atender às seguintes fórmulas (1) a (6), respectivamente:

1500 < L1 <8000 (1)

100 < D1 <2000 (2)

2 < L1 /D1 <40 (3)

20 <n1< 120 (4)

5 < D1 / dn < 30 (5) e

3 < D1Zd12 <20 (6).

Além disso, a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos usada na etapa (I) compreende uma estrutura tendo uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L2 (cm) e um diâmetro interno D2 (cm) e tendo internos com um número de estágios n2 dentro do mesmo, e tem uma saída de gás tendo um diâmetro interno d21 (cm) em um topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d22 (cm) em um fundo da coluna ou na porção inferior da coluna próxima do fundo, pelo menos uma terceira entrada provida na porção superior e/ou uma porção do meio da coluna abaixo da saída de gás, e pelo menos uma quarta entrada provida na porção do meio e/ou na porção inferior da coluna acima da saída de líquido, em que L2, D2, L2 / D2, n2, D2 / d21, e D2 / d22 devem atender às fórmulas (7) a (12), respectivamente:

1500 < L2 <8000 (7)

100 <D2< 2000 (8)

2 < L2/D2 <40 (9)

10<n2<80 (10)

2 < D2 / d21 < 15 (11) e

5 < D2 / d22 < 30 (12).

Descobriu-se que usando a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos que, simultaneamente, atendem às fórmulas acima (1) a (12), o carbonato de difenila pode ser produzido a partir de carbonato de dialquila e o fenol em uma escala industrial de não menos que aproximadamente 0,85 tonelada/h, preferivelmente não menos que 1 tonelada/h, com elevada seletividade e alta produtividade, de modo estável durante um período prolongado de tempo, por exemplo não menor que 2000 h, preferivelmente não menor que 3000 h, mais preferivelmente não menor que 5000 h. A razão porque se tornou possível produzir este carbonato aromático em uma escala industrial com tais efeitos excelentes por implementação do processo da presente invenção não é evidente, mas se supõe seja devido a um efeito compósito ocasionado quando as condições das fórmulas (1) a (12) são combinadas. As faixas preferíveis para os fatores respectivos para as colunas de destilação contínua de estágios múltiplos usadas na etapa (I) são descritas abaixo.

Se Lj (cm) ou L2 (cm) for menor que 1500, então a conversão diminui e, assim, não é possível atingir a quantidade de produção desejada. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto mantendo uma conversão permitindo atingir a quantidade de produção desejada, L, e L2 devem ser, cada, levados a não ultrapassar 8000. As faixas mais preferíveis para L1 (cm) e L2 (cm) são respectivamente 2000 ≤ Lj ≤ 6000 e 2000 ≤ L2 ≤ 6000, com 2500 ≤ L1 ≤ 5000 e 2500 ≤ L2 ≤ 5000, sendo ainda mais preferível.

Se D1 (cm) ou D2 (cm) for menor que 100, então não é possível atingir a quantidade de produção desejada. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto atingindo a quantidade de produção desejada, Dj e D2 devem, cada, ser levados a não serem maiores do que 2000. Faixas mais preferíveis para D1 (cm) e D2 (cm) são respectivamente 150 ≤ D1 ≤ 1000 e 150 ≤ D2 ≤ 1000, com 200 ≤ D1 ≤ 800 e 200 ≤ D2 ≤ 800 sendo ainda mais preferível. Para a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, desde que Di e D2 estejam nas faixas acima, cada uma das colunas pode ter o mesmo diâmetro interno a partir da porção superior da mesma para a porção inferior da mesma, ou o diâmetro interno pode diferir para porções diferentes. Por exemplo, para cada uma das colunas de destilação contínua de estágios múltiplos, o diâmetro interno da porção superior da coluna pode ser menor do que, ou maior do que, o diâmetro interno da porção inferior da coluna.

Se L1 / D1 ou L2 / D2 for menor que 2 ou maior que 40, então uma operação estável se torna difícil. Particularmente, se L1 / D1 ou L2 / D2 for maior do que 40, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se torna muito grande e, assim, se torna difícil uma operação prolongada estável. Além disso, se torna necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, reações laterais podem ocorrer, ocasionando uma diminuição na seletividade. As faixas mais preferíveis para L1 / D1 e L2 / D2 são respectivamente 3 ≤ L1 / D1 ≤ 30 e 3 ≤_L2 / D2 ≤ 30, com 5 ≤ L1 / D1 ≤ 15 e 5 ≤ L2 / D2 ≤ 15 sendo ainda mais preferível.

Se nj for menor que 20, então a conversão diminui e não é possível atingir a quantidade de produção desejada para a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto mantendo a conversão permitindo atingir a quantidade de produção desejada, ni deve ser levado a não ser maior que 120. Além disso, se nt for maior que 120, então a diferença de pressão entre o topo e fundo da coluna se torna muito grande e, assim, operação prolongada estável da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna difícil. Além disso, se torna necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, reações laterais podem ocorrer, ocasionando uma diminuição na seletividade. Uma faixa mais preferível para nt é 30 ≤ n1 ≤ 100, com 40 ≤ ni ≤ 90 sendo ainda mais preferível.

Além disso, se n2 for menor que 10, então a conversão diminui e não é possível atingir a quantidade de produção desejada para a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto mantendo a conversão permitindo atingir a quantidade de produção desejada, n2 deve ser levado a não ser maior que 80. Além disso, se n2 for maior que 80, então a diferença de pressão entre o topo e fundo da coluna se torna muito grande e, assim, uma operação prolongada estável da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna difícil. Além disso, se torna necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, reações laterais podem ocorrer, ocasionando uma diminuição na seletividade. Uma faixa mais preferível para n2 é 15 ≤ n2 ≤ 60, com 20 ≤ n2 ≤ 50 sendo ainda mais preferível.

Se D1 / d11 for menor que 5, então o custo do equipamento para a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna elevado. Além disso, grandes quantidades de componentes gasosos são prontamente liberadas para o exterior do sistema, e, assim, uma operação estável da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna difícil. Se D1 / d11 for maior que 30, então a quantidade retirada de componente gasoso se torna relativamente baixa e, assim, a operação estável se torna difícil e, além disso, uma diminuição na conversão é ocasionada. Uma faixa mais preferível para D1 / dn é 8 < D1 / dn ≤ 25, com 10 ≤ Dj / dn ≤ 20 sendo ainda mais preferível. Além disso, se D2 / d2i for menor que 2, então o custo do equipamento para a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna elevado. Além disso, grandes quantidades de componentes gasosos são prontamente liberadas para o exterior do sistema e, assim, a operação estável da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna difícil. Se D2 / d21 for maior que 15, então a quantidade retirada de componente gasoso se torna relativamente baixa e, assim, a operação estável se torna difícil e, além disso, uma diminuição na conversão é ocasionada. Uma faixa mais preferível para D2 / d21 é 5 ≤ D2/d2} ≤ 12, com 3 ≤ D2 / d21 10 sendo ainda mais preferível.

Se D1 / d12 for menor que 3, então o custo do equipamento para a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna elevado. Além disso, a quantidade retirada de líquido se torna relativamente elevada e, assim, uma operação estável da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna difícil. Se D1 / d12 for maior que 20, então a taxa de escoamento através da saída de líquido e tubulação se torna excessivamente rápida e, assim, erosão pode ocorrer, ocasionando a corrosão do aparelho. Uma faixa mais preferível para D1 / d12 é 5 ≤ D, / d12≤ 18, com 7

≤ D1 / d12 ≤ 15 sendo ainda mais preferível. Além disso, se D2 / d22 for menor que 5, então o custo do equipamento para a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna elevado. Além disso, a quantidade retirada de líquido se torna relativamente elevada e, assim, operação estável da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos se torna difícil. Se D2 / d22 for maior que 30, então a taxa de escoamento através da saída de líquido e tubulação se torna excessivamente rápida e, assim, erosão pode ocorrer, ocasionando a corrosão do aparelho. Uma faixa mais preferível para D2 / d22 é 7 ≤ D2 / d22 ≤ 25, com 9 ≤ D2 / d22 ≤ 20 sendo ainda mais preferível.

Além disso, verificou-se que na etapa (I), é ainda preferível para d11 e d12 atenderem à seguinte fórmula (27) e para d21 e d22 atenderem à seguinte fórmula (28).

l ≤ d12 / d11 ≤ 5 (27) e

1 ≤ d21 / d22 ≤ 6 (28).

O termo "operação prolongada estável" para etapa (I) significa que a operação pode ser realizada continuamente em um estado uniforme com base em condições de operação sem inundação, entupimento da tubulação, erosão ou semelhante, durante não menos que 1000 h, preferivelmente não menos que 3000 h, mais preferivelmente não menos que 5000 h, e uma quantidade predeterminada do carbonato de difenila pode ser produzida enquanto mantendo seletividade elevada.

Um aspecto característico para etapa (I) é que o carbonato de difenila pode ser produzido de modo estável durante um período prolongado de tempo com elevada seletividade e com uma alta produtividade de não menos que 1 tonelada/h, preferivelmente não menos que 2 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 3 toneladas/h. Além disso, outro aspecto característico para etapa (I) é que no caso em que L1, Di, Lj / D1, n1? D1 / dn, e Di / d12 para a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente a 2000 < L1 < 6000, 150 < D1 < 1000, 3 < L1 / D1 < 30, 30 < nu < 100, 8 < D1 / du < 25, e 5 < Di / d12 < 18, e L2, D2, L2 / D2, n2, D2/ d2i, e D2 / d22 para a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente a 2000 < L2 < 6000, 150 < D2 < 1000, 3 < L2 / D2 < 30, 15 < n2 < 60, 2,5 < D2 / d21 < 12, e 7 < D2 / d22 < 25, não menos que 2 toneladas/h, preferivelmente não menos que 2,5 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 3 toneladas/h, do carbonato de difenila podem ser produzidas.

Além disso, outro aspecto característico para etapa (I) é que no caso em que Li, Di, Lj / Di, nl5 Dj / dn, e D1 / d12 para a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente 2500 < L1 ≤ 5000, 200 ≤ D1 ≤ 800, 5 ≤ L1 / D1 ≤15, 40 ≤ n, ≤ 90, 10 ≤ D1 / dn ≤ 25, e 7 ≤ D1 / d12 ≤ 15, e L2, D2, L2 / D2, n2, D2 / d21, e D2 / d22 para a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente a 2500 ≤ L2 ≤ 5000, 200 ≤ D2 ≤ 800, 5 ≤ L2 / D2 ≤ 10, 20 ≤ n2 ≤ 50, 3 ≤ D2 / d21 ≤ 10, e 9 ≤ D2 / d22 ≤ 20, não menos que 3 toneladas/h, preferivelmente não menos que 3,5 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 4 toneladas/h do carbonato de difenila podem ser produzidas.

A "seletividade" para o carbonato de difenila na etapa (I) é baseada no fenol reagido. Na etapa (I), uma elevada seletividade de não menos que 95% pode ser geralmente atingida, preferivelmente não menor que 97%, mais preferido não menor que 98%.

Cada uma dentre a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos usadas na etapa (I) é preferivelmente uma coluna de destilação tendo bandejas e/ou recheios como o interno. O termo "interno" usado na presente invenção significa as partes na coluna de destilação onde gás e líquido são realmente levados ao contato um com o outro. Exemplos das bandejas incluem uma bandeja de topo de borbulhamento, uma bandeja perfurada, uma bandeja de válvula, uma bandeja de contra-fluxo, uma bandeja Superfrac, uma bandeja Maxfrac ou semelhantes. Exemplos do recheio incluem um recheio irregular, como um anel Raschig, um anel Lessing, um anel Pall, uma sela Berl, uma sela Intalox, um recheio Dixon, um recheio McMahon ou Heli-Pak, ou um recheio estruturado como Mellapak, Gempak, Techno-Pack, Flexi-Pak, um recheio Sulzer, um recheio Goodroll, ou Glitschgrid. A coluna de destilação de estágios múltiplos tendo tanto uma porção de bandeja como uma porção recheada com os recheios também pode ser usada. Além disso, o termo "número de estágios n do interno" usado na presente invenção significa o número de bandejas no caso da bandeja, e o número teórico de estágios no caso do recheio. No caso de uma coluna de destilação de estágios múltiplos tendo tanto a porção de bandeja como a porção recheada com o recheio, n é assim a soma do número de bandejas e o número teórico de estágios. Na etapa (I) na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, uma reação em que o carbonato de alquil fenila é produzido a partir do carbonato de dialquila e do fenol ocorre principalmente. Esta reação tem uma constante de equilíbrio extremamente baixa, e a taxa de reação é lenta e, assim, foi descoberto que uma coluna de destilação de tipo de placa, tendo bandejas como o interno, é particularmente preferível como a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos usada na destilação reativa. Além disso, na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, é principalmente uma reação de desproporcionamento do carbonato de alquil fenila que ocorre. Esta reação tem também uma constante de equilíbrio baixa, e uma taxa de reação lenta. Mesmo assim, descobriu-se que uma coluna de destilação tendo tanto recheios como bandejas como o interno é preferível como a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos na destilação reativa. Além disso, descobriu-se que uma coluna de destilação tendo os recheios instalados na porção superior da mesma e bandejas instaladas na porção inferior da mesma é preferível como a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos. Descobriu-se que os recheios na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos são preferivelmente recheios estruturados e que dentre os recheios estruturados, Mellapak é particularmente preferível.

Além disso, descobriu-se que, como cada uma das bandejas instaladas na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, uma bandeja perfurada, tendo uma porção perfurada e uma porção descendente, é particularmente boa em termos da relação entre desempenho e custo do equipamento. Descobriu-se também que cada bandeja perfurada preferivelmente tem de 100 a 1000 orifícios/m2 na porção perfurada. Um número mais preferível de orifícios é de 120 a 900 orifícios/m , ainda mais preferivelmente de 150 a 800 orifícios/m .

Além disso, descobriu-se que a área de seção transversal por orifício de cada bandeja perfurada está preferivelmente em uma faixa de 0,5 a 5 cm2. Uma área de seção transversal por orifício mais preferível é de 0,7 a 4 cm2, ainda mais preferivelmente de 0,9 a 3 cm2. Além disso, descobriu-se que é particularmente preferível se cada bandeja perfurada tiver de 100 a 1000 orifícios/m2 na porção perfurada, e a área de seção transversal por orifício está em uma faixa de 0,5 a 5 cm2. Demonstrou-se que por adição das condições acima às colunas de destilação contínua de estágios múltiplos, o objeto da presente invenção pode ser atingindo mais facilmente.

Quando realizando a etapa (I), o carbonato de difenila é continuamente produzido por alimentação contínua do carbonato de dialquila e o fenol constituindo o material de partida dentro da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, em que está presente um catalisador, realizando a reação e a destilação simultaneamente na primeira coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da primeira coluna contendo um álcool produzido a partir da porção superior da primeira coluna em uma forma gasosa, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna contendo um carbonato de alquil fenila produzido a partir da porção inferior da primeira coluna em uma forma líquida, continuamente alimentando a mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna dentro da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador, realizando a reação e a destilação simultaneamente na segunda coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna contendo um carbonato de dialquila produzido a partir de uma porção superior da segunda coluna em uma forma gasosa, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna, contendo um carbonato de difenila produzido, a partir da porção inferior da segunda coluna em uma forma líquida, e continuamente alimentando a mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna, contendo o carbonato de dialquila, dentro da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos.

Como mencionado acima, o material de partida pode conter o álcool, o carbonato de alquil fenila, e o carbonato de difenila, que são os produtos de reação, e subprodutos de reação, como um éter de alquil fenila e compostos de ponto de ebulição elevado. Considerando o equipamento e o custo requeridos para separação e purificação em outros processos, quando realmente implementando a presente invenção industrialmente, é preferível para o material de partida conter quantidades pequenas de tais compostos.

Na etapa (1), quando alimentando continuamente o carbonato de dialquila e o fenol constituindo o material de partida dentro da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, este material de partida pode ser alimentado dentro da primeira coluna de destilação em uma forma líquida e/ou uma forma gasosa a partir da(s) entrada(s) provida(s) em uma ou uma pluralidade de posições na porção superior ou na porção do meio da primeira coluna de destilação abaixo da saída de gás na porção superior da primeira coluna de destilação. Também é preferível alimentar o material de partida contendo uma proporção grande do fenol na primeira coluna de destilação em uma forma líquida a partir de uma entrada provida na porção superior da primeira coluna de destilação, e alimentar o material de partida contendo uma proporção grande do carbonato de dialquila dentro da primeira coluna de destilação em uma forma gasosa a partir de uma entrada provida na porção inferior da primeira coluna de destilação acima da saída de líquido na porção inferior da primeira coluna de destilação.

Além disso, na etapa (I), a mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna contendo o carbonato de alquil fenila continuamente retirado da porção inferior da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é continuamente alimentado dentro da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos. Aqui, a mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna é preferivelmente alimentada dentro da segunda coluna de destilação em uma forma líquida e/ou uma forma gasosa a partir da(s) entrada(s) provida(s) em uma ou uma pluralidade de posições na porção superior ou a porção central da segunda coluna de destilação abaixo da saída de gás na porção superior da segunda coluna de destilação. Além disso, no caso de usar, como a segunda coluna de destilação, uma coluna de destilação tendo a porção de recheio na porção superior da mesma e a porção de bandeja na porção inferior da mesma, o que é uma forma de realização preferível da presente invenção, é preferível que pelo menos uma posição, onde uma entrada é provida para estar entre a porção de recheio e a porção de bandeja. Além disso, no caso em que os recheios compreendem uma pluralidade de conjuntos de recheios estruturados, é preferível para uma entrada ser instalada em um espaço entre os conjuntos de recheios estruturados.

Além disso, na etapa (I), é também preferível realizar uma operação de refluxo de condensação do componente gasoso retirado do topo de cada uma dentre a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, e então retornar algum deste componente dentro da porção superior da coluna desta coluna de destilação. Neste caso, uma relação de refluxo para a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos está em uma faixa de 0 a 10, e uma relação de refluxo para a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos está em uma faixa de 0,01 a 10, preferivelmente de 0,08 a 5, mais preferivelmente de 0,1 a 2. Para a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, não realizando esta operação de refluxo (isto é, relação de refluxo = 0), também se tem uma forma de realização preferível.

Na etapa (I), o método de levar o catalisador homogêneo a estar presente na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos pode ser qualquer método. E preferível alimentar o catalisador na primeira coluna de destilação a partir de uma posição acima da posição do meio da primeira coluna de destilação. Neste caso, uma solução de catalisador obtida por dissolução do catalisador no material de partida ou líquido de reação pode ser introduzida na coluna junto com o material de partida, ou pode ser introduzida na coluna de uma entrada diferente para o material de partida. A quantidade do catalisador usado na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos na presente invenção varia dependendo do tipo do catalisador usado, os tipos e proporções dos compostos de material de partida, e condições de reação como a temperatura de reação e a pressão de reação. A quantidade do catalisador está geralmente em uma faixa de 0,0001 a 30% em peso, preferivelmente de 0,0005 a 10% em peso, mais preferivelmente de 0,001 a 1% em peso, com base na massa total do material de partida.

Além disso, na etapa (I), o processo de levar o catalisador a estar presente na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos pode ser qualquer método. No caso em que o catalisador é um sólido que é insolúvel no líquido de reação, é preferível para o catalisador ser fixado dentro da coluna por, por exemplo, instalação em estágios dentro da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos ou instalação na forma de um recheio. No caso de um catalisador que dissolve no material de partida ou no líquido de reação, é preferível alimentar o catalisador na segunda coluna de destilação a partir de uma posição acima da porção central da segunda coluna de destilação. Neste caso, uma solução de catalisador obtida por dissolução do catalisador no material de partida ou líquido de reação pode ser introduzida na coluna junto com o material de partida, ou pode ser introduzida na coluna a partir de uma entrada diferente para o material de partida. A quantidade do catalisador usado na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos na presente invenção varia dependendo do tipo do catalisador usado, os tipos e proporções dos compostos do material de partida, e condições de reação como a temperatura de reação e a pressão de reação. A quantidade do catalisador está geralmente em uma faixa de 0,0001 a 30% em peso, preferivelmente de 0,0005 a 10% em peso, mais preferivelmente de 0,001 a 1% em peso, com base na massa total do material de partida.

Na etapa (I), o catalisador usado na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e o catalisador usado na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos pode ser igual ou diferente, mas são preferivelmente iguais. Mais preferivelmente, o mesmo catalisador é usado em ambas as colunas, este catalisador sendo um que dissolve no líquido de reação em ambas colunas. Neste caso, o catalisador dissolvido na mistura de reação de ponto de ebulição elevado na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é geralmente retirado a partir da porção inferior da primeira coluna de destilação junto com o carbonato de alquil fenila e assim em diante, e alimentado dentro da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como tal; esta é uma forma de realização preferível. Se necessário, mais do catalisador pode ser recentemente adicionado na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos.

Os tempos de reação para as reações de transesterificação realizadas na etapa (I) são considerados como se igualando com os tempos de residência médios dos líquidos de reação na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos. Cada um destes tempos de reação varia dependendo da forma dos internos nesta coluna de destilação e o número de estágios, a quantidade do material de partida alimentado na coluna, o tipo e quantidade do catalisador, as condições de reação, e assim em diante. O tempo de reação em cada uma dentre a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos está geralmente em uma faixa de 0,01 a 10 horas, preferivelmente de 0,05 a 5 h, mais preferivelmente de 0,1 a 3 horas.

A temperatura de reação na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos varia dependendo do tipo dos compostos de material de partida usados, e o tipo e quantidade do catalisador. Esta temperatura de reação está geralmente em uma faixa de 100 a 3 50°C. É preferível aumentar a temperatura de reação de modo a aumentar a taxa de reação. No entanto, se a temperatura de reação for muito elevada, então reações laterais se tornam possíveis de ocorrer, por exemplo, produção de subprodutos como um éter de alquil fenila aumenta, o que é indesejável. Por esta razão, a temperatura de reação na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos está preferivelmente em uma faixa de 130 a 280°C, mais preferivelmente de 150 a 260°C, ainda mais preferivelmente de 180 a 250°C.

A temperatura de reação na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos varia dependendo do tipo dos compostos de material de partida usados, e o tipo e quantidade do catalisador. Esta temperatura de reação está geralmente em uma faixa de 100 a 350°C. É preferível aumentar a temperatura de reação de modo a aumentar a taxa de reação. No entanto, se a temperatura de reação for muito elevada, então reações laterais podem ocorrer, por exemplo aumenta a produção de subprodutos, como éter de alquil fenila, e produtos de rearranjo de Fries dos compostos de material de partida e o carbonato de difenila produzido, e derivados dos mesmos, o que é indesejável. Por esta razão, a temperatura de reação na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos está preferivelmente em uma faixa de 130 a 280°C, mais preferivelmente de 150 a 260°C, ainda mais preferivelmente de 180 a 250°C.

Além disso, a pressão de reação na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 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 primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos pode estar em qualquer uma dentre pressão reduzida, pressão normal, ou uma pressão aplicada. A pressão no topo da coluna está geralmente em faixa de 0,1 a 2x107 Pa, preferivelmente de 10 a 107 Pa, mais preferivelmente de 2x105 a 5x106 Pa.

A pressão de reação na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 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 segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos pode estar em qualquer uma dentre pressão reduzida, pressão normal, ou uma pressão aplicada. A pressão no topo da coluna está geralmente em uma faixa de 0,1 a 2x107 Pa, preferivelmente de 103 a 106 Pa, mais preferivelmente de 5 χ 103 a 105 Pa.

Além disso, como a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos na etapa (I), uma pluralidade de colunas de destilação pode ser usada. Neste caso, as colunas de destilação podem ser ligadas juntas em série, em paralelo, ou em uma combinação de série e paralelo. Além disso, como a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos na etapa (I), uma pluralidade de colunas de destilação pode ser usada. Neste caso, as colunas de destilação podem ser ligadas juntas em série, em paralelo, ou em uma combinação de série e paralela.

O material constituindo cada uma dentre a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos usadas na etapa (I) é geralmente um material metálico como aço carbono ou aço inoxidável. Em termos da qualidade dos carbonatos aromáticos produzidos, aço inoxidável é preferível.

A mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna continuamente retirada da porção inferior da segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em uma forma líquida na etapa (I) tem o carbonato de difenila como um componente principal da mesma, mas além do carbonato de difenila, geralmente também contém o componente catalisador, material de partida não reagido, o carbonato de alquil fenila e subprodutos. Como os subprodutos tendo um ponto de ebulição relativamente baixo, como um éter de alquil fenila, e subprodutos de ponto de ebulição elevado, como produtos de rearranjo de Fries do carbonato de alquil fenila e carbonato de difenila e derivados dos mesmos, e produtos de degeneração do carbonato de difenila. Por exemplo, no caso de produzir carbonato de difenila usando carbonato de dimetila e fenol como o material de partida, anisol, salicilato de metila, salicilato de fenila, xantona, metoxibenzoato de fenila, 1- fenoxicarbonil-2-fenoxicarboxi-fenileno, e outros, estão presentes como subprodutos de reação, e uma quantidade pequena de subprodutos de ponto de ebulição elevado que se pensa sejam produzidos através de outra reação destes subprodutos de reação geralmente também está contida.

Assim, é necessário realizar uma etapa de purificação (II) para obter um carbonato de difenila de pureza elevada a partir da mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna. Na etapa (II), processos que podem ser usados para obter o carbonato de difenila de pureza elevada a partir da mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna incluem, por exemplo, destilação e/ou re-cristalização, mas dentre estes, na presente invenção, descobriu-se que realizando a etapa (II) usando um processo de destilação é preferível. Além disso, na presente invenção, 49

descobriu-se que usando duas colunas de destilação na etapa (II), isto é, uma coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A, e uma coluna de purificação de carbonato de difenila B5 tendo uma saída de fração lateral, o carbonato de difenila de pureza elevada pode ser obtido de modo eficiente com um alto rendimento como um componente de fração lateral.

Na etapa (II), a mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna é continuamente introduzida na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A, e a separação é realizada continuamente em um componente de topo de coluna At contendo o carbonato de difenila e um componente de fundo da coluna Ab contendo o catalisador, o componente de topo da coluna At é então continuamente introduzido na coluna de purificação de carbonato de difenila B tendo a saída de fração lateral, e separação por destilação é realizada continuamente em três componentes, isto é, um componente de topo de coluna BT, um componente de fração lateral Bs, e um componente de fundo de coluna Bb, o carbonato de difenila de pureza elevada sendo obtido continuamente como o componente de fração lateral Bs em uma quantidade de não menos que 0,85 toneladas/h, preferivelmente não menos que 1 tonelada/h. Para obter isto, a coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado Aea coluna de purificação de carbonato de difenila B devem ser usadas em combinação, cada sendo feita para ser uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos tendo uma estrutura especificada.

A mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna, obtida da etapa (I) geralmente contém 50 a 80% em peso do carbonato de difenila e, assim, para obter não menos que 1 tonelada/h do carbonato de difenila de pureza elevada, a quantidade da mistura de reação continuamente introduzida na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A não é menor do que aproximadamente 1,3 a 2 toneladas/h, esta quantidade variando dependendo do teor de carbonato de difenila. E geralmente necessário submeter mais do que aproximadamente 2 toneladas/h da mistura de reação à separação e purificação.

A coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A, usada na etapa (II), deve ser uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos tendo um comprimento La (cm) e um diâmetro interno Da (cm), e tendo internos com número de estágios nA dentro da mesma, em que La, Da, e nA atendem às seguintes fórmulas (13) a (15);

800 < La <3000 (13),

100 < Da < 1000 (14) e

< nA < 100 (15).

Além disso, a coluna de purificação de carbonato de difenila B, usada na etapa (II), deve ser uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos tendo um comprimento Lb (cm) e um diâmetro interno Db (cm), tendo internos dentro da mesma, tendo uma entrada Bl em um estágio do meio da coluna, e uma saída de fração lateral B2 entre a entrada Bleo fundo da coluna, e tendo um número de estágios nBi dos internos acima na entrada BI, número de estágios nB2 dos internos entre a entrada Blea saída de fração lateral B2, número de estágios nB3 dos internos abaixo da saída de fração lateral B2, e um número total de estágios nB (= nB] + nB2 + nB3), em que LB, Db, nB!, nB2, nB3, e nB atendem às seguintes fórmulas (16) a (21);

1000 < Lb <5000 (16)

100 < Db < 1000 (17)

< nBJ < 20 (18)

12 < nB2 < 40 (19)

3 < nB3 <15 (20) e

20 < nB < 70 (21).

Descobriu-se que usando a coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado Aea coluna de purificação de carbonato de difenila B simultaneamente atendendo a todas estas condições, o carbonato de difenila de pureza elevada pode ser produzido em uma escala industrial de não menos que 1 tonelada/h, de modo estável durante um período prolongado de tempo, por exemplo não menos que 2000 h, preferivelmente não menos que 3000 h, mais preferivelmente não menos que 5000 h, a partir da mistura de reação contendo carbonato de difenila (a mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna da etapa (I)) que foi obtida através de transesterificação com o carbonato de dialquila e o fenol como o material de partida na presença de um catalisador homogêneo. A razão porque se torna possível produzir o carbonato de difenila de pureza elevada em1 uma escala industrial com tais efeitos excelentes por implementação do processo de acordo com a presente invenção não é evidente, mas se supõe seja devido a um efeito compósito ocasionado quando as condições das fórmulas (13) a (21) são combinadas. As faixas preferíveis para os fatores respectivos são descritas abaixo.

E indesejável para La (cm) ser menor que 800, porque então a altura sobre a qual os internos podem ser instalados na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A se torna limitada e, assim, a eficiência de separação diminui. Além disso, para diminuir o custo de equipamento enquanto atingindo a eficiência de separação desejada, La deve ser levado a nao ser maior que 3000. Uma faixa mais preferível para La (cm) é 1000 ≤ 1000 La ≤ 2500, com 1200 ≤ La ≤ 2000 sendo ainda mais preferível.

Se Da (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, Da deve ser levado a não ser maior que 1000. Uma faixa mais preferível para Da (cm) é 200 ≤ Da ≤ 600, com 250 ≤ Da ≤ 450 sendo ainda mais preferível. Se nA for menor que 20, então a eficiência de separação diminui e assim uma pureza elevada desejada não pode ser atingida. Além disso, para diminuir o custo de equipamento enquanto atingindo a eficiência de separação desejada, nA deve ser levado a não ser maior que 100. Além disso, se nA for maior do que 100, então a diferença de pressão entre o topo e fundo da coluna se torna muito grande e, assim, uma operação estável prolongada da coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A se torna difícil. Além disso, torna-se necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, reações laterais podem ocorrer, o que é indesejável. Uma faixa mais preferível para nA é 30 < nA < 70, com 35 < nA < 60 sendo ainda mais preferível.

Como condições de destilação para a coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A, na etapa (II), é preferível para uma temperatura de fundo da coluna Ta estar na faixa de 185 a 280°C, e uma pressão no topo da coluna Pa na faixa de 1000 a 20.000 Pa. É indesejável para Ta ser menor que 185°C, porque então a pressão no topo da coluna deve ser reduzida e, assim, o equipamento para manter um vácuo elevado deve ser usado e, além disso, o equipamento aumenta em tamanho. Além disso, é indesejável para Ta ser maior que 280°C, porque então subprodutos de ponto de ebulição elevado são produzidos durante a destilação. Uma faixa mais preferível para Ta é de 190 a 240°C, com de 195 a 230°C sendo ainda mais preferível.

E indesejável para Pa ser menor que 1000 Pa, porque então um equipamento grande, permitindo a manutenção de vácuo elevado, deve ser usado. Além disso, é indesejável para Pa ser maior que 20.000 Pa, porque então a temperatura de destilação pode ser aumentada e, assim, a produção de subprodutos aumenta. Uma faixa mais preferível para Pa é de 2000 a 15.000 Pa, com de 3000 a 13.000 Pa sendo ainda mais preferível. É indesejável para Lb (cm) ser menor que 1000, porque então a altura sobre a qual os internos podem ser instalados na coluna de purificação de carbonato de difenila B se torna limitada e, assim, a eficiência de separação diminui. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto atingindo a eficiência de separação desejada, Lb deve ser levado a não ser maior que 5000. Uma faixa mais preferível para Lb (cm) é 1500 < Lb < 3000, com 1700 < Lb < 2500 sendo ainda mais preferível.

Se Db (cm) for menor que 100, então não é possível atingir a quantidade de produção desejada. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto atingindo a quantidade de produção desejada, Db deve ser levado a não ser maior que 1000. Uma faixa mais preferível para Db (cm) é 150 < Db < 500, com 200 < Db < 400 sendo ainda mais preferível.

Se nB for menor que 20, então a eficiência de separação para a coluna como um todo diminui e assim a pureza elevada desejada não pode ser atingida. Além disso, para abaixar o custo do equipamento enquanto atingindo a desejada eficiência de separação, nB deve ser levado a ser maior que 70. Além disso, se nB for maior que 70, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se torna muito alta, e assim uma operação estável prolongada da coluna de purificação de carbonato de difenila B se torna difícil. Além disso, se torna necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, reações laterais se tornam possíveis de ocorrer, o que é indesejável. Uma faixa mais preferível para nB é 25 < nB < 55, com 30 < nB < 50 sendo ainda mais preferível. Além disso, descobriu-se que para obter o carbonato de difenila de pureza elevada desejado de modo estável durante um período prolongado de tempo, nBt, nB2 e nB3 devem estar nas faixas de 5 < nBi <20, 12 < nB2 < 40 e 3 < nB3 15, respectivamente. As faixas mais preferíveis são 7 < nBJ < 15, 12 < nB2 < 30 e 3 < nB3 10.

Como condições de destilação para a coluna de purificação de carbonato de difenila B na etapa (II), é preferível para a temperatura no fundo da coluna Tb estar em uma faixa de 185 a 280°C, e uma pressão de topo da coluna Pb em uma faixa de 1000 a 20.000 Pa. E indesejável para Tb ser menor que 185°C, porque então a pressão de topo da coluna deve ser reduzida e, assim, o equipamento para manter um vácuo elevado deve ser usado, e além disso aumenta o tamanho do equipamento. Além disso, é indesejável para Tb ser maior que 280°C, porque então subprodutos de ponto de ebulição elevado são produzidos durante a destilação. Uma faixa mais preferível para Tb é 190 a 240°C, com 195 a 230°C sendo ainda mais preferível.

E indesejável para Pb ser menor que 1000 Pa, porque então deve ser usado um equipamento grande permitindo a manutenção de vácuo elevado. Além disso, é indesejável para Pb ser maior que 20.000 Pa, porque então a temperatura de destilação deve ser aumentada e, assim, a produção de subprodutos aumenta. Uma faixa mais preferível para Pb é de 2.000 a 15.000 Pa, com de 3000 a 13.000 Pa sendo ainda mais preferível.

Para a coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e a coluna de purificação de carbonato de difenila B, desde que Da e Db estejam nas faixas acima, cada uma das colunas pode ter o mesmo diâmetro interno a partir de sua porção superior até a sua porção inferior, ou o diâmetro interno pode diferir em diferentes porções. Por exemplo, para cada uma das colunas de destilação contínua de estágios múltiplos, o diâmetro interno da porção superior da coluna pode ser menor do que, ou maior do que o diâmetro interno da porção inferior da coluna.

Cada uma dentre a coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado Aea coluna de purificação de carbonato de difenila B, usadas na etapa (II), é uma coluna de destilação tendo bandejas e/ou recheios como o interno. O termo "interno" usado na presente invenção significa uma parte na coluna de destilação onde gás e líquido são realmente levados ao contato um com o outro. Como a bandeja, as descritas na seção na etapa (I) são preferíveis. Além disso, o termo "número de estágios do interno" tem o mesmo significado que definido acima.

Descobriu-se que, para etapa (II), a coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A preferivelmente tem os recheios como o interno e, além disso, recheios estruturados são preferíveis como estes recheios. Além disso, descobriu-se que a coluna de purificação de carbonato de difenila B preferivelmente tem recheios com o interno, particularmente preferivelmente um conjunto ou uma pluralidade de conjuntos de recheios estruturados.

A mistura de reação de ponto de ebulição elevado continuamente retirada do fundo da segunda coluna de destilação reativa da etapa (I) geralmente contém 0,05 a 2% em peso de carbonato de dialquila, 1 a 20% em peso de fenol, 0,05 a 2% em peso de um éter alquil fenílico, 10 a 45% em peso de carbonato de alquila fenila, 50 a 80% em peso de carbonato de difenila, 0,1 a 5% em peso de subprodutos de ponto de ebulição elevado, e 0,001 a 5% em peso do catalisador e, assim, este líquido de fundo de coluna continuamente retirado é preferivelmente continuamente alimentado como tal na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A da etapa (II).

A composição da mistura de reação varia dependendo das condições da transesterificação entre o carbonato de dialquila e o fenol, o tipo e quantidade do catalisador, e outros, mas desde que a transesterificação seja realizada sob condições constantes, uma mistura de reação de composição aproximadamente constante pode ser produzida e, assim, a composição da mistura de reação alimentada na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A é aproximadamente constante. Mesmo assim, na etapa (II), desde que a composição da mistura de reação esteja dentro da faixa acima, então mesmo se esta composição flutuar um pouco, a separação ainda pode ser realizada com aproximadamente a mesma eficiência de separação. Este é um dos aspectos característicos da etapa (II) da presente invenção.

Na etapa (II), quando alimentando continuamente o líquido do fundo da coluna a partir da segunda coluna de destilação reativa da etapa (I) dentro da coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A) este líquido de fundo da coluna pode ser alimentado como um líquido a partir da(s) entrada(s) provida(s) em uma ou uma pluralidade de posições abaixo de uma porção do meio da coluna de separação A, ou é também preferível alimentar o líquido do fundo da coluna a partir da segunda coluna de destilação reativa na coluna de separação A via um refervedor da coluna de separação A a partir de um conduto provido em uma porção inferior do refervedor. A quantidade do líquido do fundo da coluna da segunda coluna de destilação reativa alimentado na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A varia dependendo da quantidade do carbonato de difenila de pureza elevada a ser produzido, a concentração do carbonato de difenila na mistura de reação, as condições de separação para a coluna de separação A, e outros, mas geralmente não é menor do que aproximadamente 2 toneladas/h, preferivelmente não menos que aproximadamente 6 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que aproximadamente 10 toneladas/h.

A mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna de destilação reativa alimentada continuamente na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A é separada em um componente de topo de coluna (At) contendo a maior parte do carbonato de difenila e a maior parte dos compostos tendo um ponto de ebulição menor do que o de carbonato de difenila, como material de partida não reagido, um éter de alquil fenila e o carbonato de alquil fenila, e um componente de fundo da coluna (Ab) contendo o catalisador, subprodutos de ponto de ebulição elevado e uma quantidade pequena do carbonato de difenila. O componente de fundo de coluna (Ab) pode conter uma quantidade pequena do carbonato de alquil fenila. Este material orgânico no componente de fundo de coluna desempenha um papel utilizável na dissolução do componente catalisador e assim mantém um estado líquido. Todo ou algum do componente de fundo da coluna (Ab) é geralmente reusado ao ser circulado de volta à primeira coluna de destilação reativa e/ou a segunda coluna de destilação reativa da etapa (II) como tal como um componente de catalisador de reação de transesterificação, mas em alguns casos o catalisador pode ser reciclado após ser separado do material orgânico em um processo de recuperação de catalisador e, então, reusado ao ser retro-circulado na primeira coluna de destilação reativa e/ou na segunda coluna de destilação reativa da etapa (I).

E um aspecto característico da etapa (II) que, na etapa (II), o componente de catalisador e os subprodutos, tendo um ponto de ebulição maior do que o carbonato de difenila, como salicilato de fenila, xantona, metoxibenzoato de fenila e 1-fenoxicarbonil-2-fenoxicarbóxi-fenileno são quase que completamente separados como o componente de fundo da coluna (Ab) na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A, sendo fácil levar o teor do mesmo no componente de topo da coluna (At) a geralmente não ser maior que 200 ppm, preferivelmente não maior que 100 ppm, mais preferivelmente não maior que 50 ppm. É outro aspecto característico da etapa (II) que, apesar de levar o componente de topo de coluna (At) a dificilmente conter qualquer um de tais subprodutos de ponto de ebulição elevado, a maior parte do carbonato de difenila na mistura de reação introduzida na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A pode ser retirada do topo da coluna. Na etapa (II), não menos que 95%, preferivelmente não menos que 96%, mais preferivelmente não menos que 98%, do carbonato de difenila na mistura de reação continuamente alimentada na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A podem ser retirados do topo da coluna. Além disso, na etapa (II), apesar de dependente da composição da mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna de destilação reativa alimentada na coluna de separação A, em geral 90 a 97% em peso do líquido continuamente alimentado são continuamente retirados do topo da coluna como o componente de topo da coluna (At) com 10 a 3% em peso sendo continuamente retirados do fundo da coluna como o componente de fundo da coluna (Ab). A composição do componente de topo da coluna (At) é geralmente 0,05 a 1% em peso do carbonato de dialquila, 1 a 10% em peso do fenol, 0,05 a 0,5% em peso de um éter alquil fenílico, 20 a 40% em peso de carbonato de alquil fenila, e 50 a 80% em peso de carbonato de difenila, o teor dos subprodutos de ponto de ebulição elevado geralmente não é maior que 200 ppm, preferivelmente não maior que 100 ppm, mais preferivelmente não maior que 50 ppm.

Na etapa (II), a relação de refluxo para a coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A está em uma faixa de 0,01 a 10, preferivelmente de 0,08 a 5, mais preferivelmente de 0,1 a 3.

Como descrito acima, a quantidade do componente de topo da coluna (At) continuamente retirada do topo da coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A é geralmente aproximadamente de 90 a 97% da mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna de destilação reativa alimentada na coluna de separação A. Este componente de topo de coluna (At) é continuamente alimentado como tal na coluna de purificação de carbonato de difenila B a partir da entrada Bl provida em um estágio do meio da coluna de purificação B, e é continuamente separado em três componentes, isto é, um componente de topo de coluna (BT), um componente de fração lateral (Bs), e um componente de fundo de coluna (Bb). Todos os componentes tendo um ponto de ebulição menor do que o do carbonato de difenila contido no componente de topo da coluna (At) da coluna de separação A alimentada na coluna de purificação B são continuamente retirados do topo da coluna de purificação B como o componente de topo de coluna (BT), e uma quantidade pequena de líquido é continuamente retirada do fundo da coluna de purificação B. Uma quantidade pequena do carbonato de difenila está contida no componente de topo da coluna (BT), esta quantidade geralmente sendo de 1 a 9%, preferivelmente de 3 a 8%, com base no carbonato de difenila alimentado. O carbonato de difenila no componente de topo da coluna (Bt) é separado e, assim, recuperado usando outra coluna de destilação para separar o componente de topo da coluna (BT). Alternativamente, um método em que este carbonato de difenila é separado como o componente de fiindo da coluna a partir desta outra coluna de destilação, e é então recuperado ao ser retornado na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e/ou a coluna de purificação de carbonato de difenila B é também preferível. O componente de fundo da coluna (Bb) contém o carbonato de difenila, e uma quantidade pequena de subprodutos de ponto de ebulição elevado concentrados em aproximadamente alguns por cento. Outro aspecto característico da etapa (II) é que a quantidade do carbonato de difenila no componente de fundo de coluna (Bb) retirado do fundo da coluna de purificação B pode ser mantida muito baixa. Esta quantidade é geralmente de 0,05 a 0,5% com base no carbonato de difenila alimentado.

O carbonato de difenila de pureza elevada é continuamente retirado da saída de fração lateral B2 em uma taxa de fluxo de geralmente não menos que 1 tonelada/h, preferivelmente não menos que 3 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 5 toneladas/h, esta quantidade geralmente corresponde a aproximadamente 90 a 96% do carbonato de difenila alimentado na coluna de purificação B. A pureza do carbonato de difenila obtido como o componente de fração lateral (Bs) na etapa (II) é geralmente não menor que 99,9%, preferivelmente não menor que 99,99%, mais preferivelmente não menor que 99,999%. Os teores das impurezas de ponto de ebulição elevado no carbonato de difenila de pureza elevada obtido quando realizando a etapa (I) e etapa (II) com carbonato de dimetila e fenol, como o material de partida, não são maiores do que 30 ppm, preferivelmente não maiores que 10 ppm, mais preferivelmente não maiores que 1 ppm, para salicilato de fenila, não mais que 30 ppm, preferivelmente não mais que 10 ppm, mais preferivelmente não mais que 1 ppm para xantona, não mais que 30 ppm, preferivelmente não mais que 10 ppm, mais preferivelmente não mais que 1 ppm para metoxibenzoato de fenila e não mais que 30 ppm, preferivelmente não mais que 10 ppm, mais preferivelmente não mais que 5 ppm para 1-fenoxicarbonil- 2-fenoxicarbóxi-fenileno. Além disso, o teor total destes subprodutos de ponto de ebulição elevado não é maior do que 100 ppm, preferivelmente não mais que 50 ppm, mais preferivelmente não mais que 10 ppm.

Além disso, na presente invenção, o material de partida e o catalisador não contendo um halogênio são geralmente usados e, assim, o teor de halogênio do carbonato de difenila obtido, não é maior que 0,1 ppm, preferivelmente não maior que 10 ppb, mais preferivelmente não maior que 1 ppb (fora do limite de detecção para a cromatografia iônica).

Na etapa (II), a relação de refluxo para a coluna de purificação de carbonato de difenila B está em uma faixa de 0,01 a 10, preferivelmente de 0,1 a 8, mais preferivelmente de 0,5 a 5.

O material constituindo a coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A, a coluna de purificação de carbonato de difenila B, e outras partes de contato com líquido, usadas na invenção, é geralmente um material metálico, como aço carbono ou aço inoxidável. Em termos da qualidade do carbonato de difenila produzido, aço inoxidável é preferível.

A seguir, etapa (III) é realizada. Esta é uma etapa de reação de composto di-hidróxi aromático e do carbonato de difenila de pureza elevada juntos de modo a produzir um prepolímero fundido de policarbonato aromático, e produzir um policarbonato aromático usando um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado em que o prepolímero fundido é levado a escoar descendentemente ao longo das superfícies das guias, e o prepolímero fundido é polimerizado enquanto escoando descendentemente.

O composto di-hidróxi aromático usado na etapa (III) é um composto representado pela fórmula geral (39);

HO-Ar-OH (39).

Na fórmula (39), Ar representa um grupo aromático bivalente.

O grupo aromático bivalente A é preferivelmente, por exemplo, um representado pela fórmula geral (40);

<formula>formula see original document page 62</formula>

em que cada dentre Ar1 e Ar2 independentemente representa um grupo carbocíclico ou heterocíclico aromático bivalente com 5 a 70 átomos de carbono, e Y representa grupo alcano bivalente com 1 a 30 átomos de carbono.

Em cada dos grupos aromáticos bivalentes Ar1 e Ar2, um ou uma pluralidade dos átomos de hidrogênio podem ser substituídos com outro substituinte que não tenha um efeito adverso sobre a reação, por exemplo um átomo de halogênio, um grupo alquila tendo de 1 a 10 átomos de carbono, um grupo alcóxi tendo de 1 a 10 átomos de carbono, um grupo fenila, um grupo fenóxi, um grupo vinila, um grupo ciano, um grupo éster, um grupo amida, um grupo nitro, ou outros. Um exemplo específico preferível de um grupo aromático heterocíclico é um grupo aromático tendo um ou uma pluralidade de átomo (s) de nitrogênio, átomo (s) de oxigênio, e/ou átomo (s) de enxofre formador (es) de anel. Cada um dos grupos aromáticos bivalentes Ar e Ar2 pode representar, por exemplo, um grupo como fenileno opcionalmente substituído, bifenileno opcionalmente substituído, ou piridileno opcionalmente substituído. Aqui, substituintes são definidos como acima.

O grupo alquileno bivalente Y é, por exemplo, um grupo orgânico representado pela seguinte fórmula;

em que cada um dentre R1, R2, R3, e R4 independentemente representa um átomo de hidrogênio, um grupo alquila tendo de 1 a 10 átomo de carbono, um grupo alcóxi tendo de 1 a 10 átomos de carbono, um grupo cicloalquila tendo de 5 a 10 átomos de carbono no anel dos mesmos, um grupo carbocíclico aromático tendo de 5 a 10 átomos de carbono no anel do mesmo, ou um grupo carbocíclico aralquila tendo de 6 a 10 átomos de carbono, k representa um número inteiro de 3 a 11, R5 e R6 são selecionados separadamente para cada X, cada independentemente representando um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, e cada X representa um átomo de carbono. Além disso, em cada um dentre R1, R2, R3, R4, R5, e R6, um ou mais dos átomos de hidrogênio pode ser substituído com outro substituinte que não tenha um efeito adverso sobre a reação, por exemplo, um átomo de halogênio, um grupo alquila tendo de 1 a 10 átomo de carbono, um grupo alcóxi tendo de 1 a 10 átomos de carbono, um grupo fenila, um grupo fenóxi, um grupo vinila, um grupo ciano, um grupo éster, um grupo amida, um grupo nitro, ou outros.

Exemplos de tal grupo bivalente aromático Ar são mostrados nas seguintes fórmulas:

<formula>formula see original document page 64</formula>

em que cada um dentre ReR independentemente representa um átomo de hidrogênio, um átomo de halogênio, um grupo alquila tendo de 1 a 10 átomos de carbono, um grupo alcóxi tendo de 1 a 10 átomos de carbono, um grupo cicloalquila tendo de 5 a 10 átomos de carbono no anel do mesmo, ou um grupo fenila, e cada dentre m e η é um número inteiro de 1 a 4; no caso que m está em uma faixa de 2 a 4, os R7's podem ser iguais ou diferentes um do outro, e no caso em que η está na faixa de 2 a 4, os R8's podem ser iguais ou diferentes um do outro.

Além disso, o grupo bivalente aromático Ar pode ser um

representado pela seguinte fórmula;

<formula>formula see original document page 65</formula>

em que Ar e Ar são definidos como acima, e Z é um ligação única ou um grupo bivalente como -O-, -CO-, -S-, -SO2-, -S0-, -COO-, ou -CONCR1)-, em que R1 é definido como acima.

Exemplos deste grupo bivalente aromático Ar são mostrados na seguinte fórmula:

<formula>formula see original document page 65</formula> em que R7, R8, m e η são definidos como acima.

Além disso, os exemplos específicos do grupo bivalente aromático Ar incluem fenileno não substituído ou substituído, naflileno não substituído ou substituído, e piridileno não substituído ou substituído.

Na presente invenção, tal composto di-hidróxi aromático pode ser usado, ou uma pluralidade pode ser usada. Um exemplo típico do composto di-hidróxi aromático é bisfenol A. Além disso, na presente invenção, o composto di-hidróxi aromático pode ser usado junto com um composto tri-hidróxi aromático para introduzir uma estrutura ramificada, desde que esteja em uma faixa de modo a não afetar o objeto da presente invenção.

A relação entre o composto di-hidróxi aromático e o carbonato de difenila de pureza elevada usado na etapa (III) varia dependendo do tipo do composto di-hidróxi aromático e do carbonato de difenila que são usados, e a temperatura de polimerização e outras condições de polimerização, mas o carbonato de difenila é geralmente usado em uma faixa de 0,9 a 2,5 mol, preferivelmente de 0,95 a 2,0 mol, mais preferivelmente de 0,98 a 1,5 mol, com base em 1 mol do composto di-hidróxi aromático.

O prepolímero em um estado fundido (abaixo referido como o "prepolímero fundido") produzido a partir do composto di-hidróxi aromático e do carbonato de difenila na etapa (III) significa material fundido parcialmente polimerizado produzido a partir do composto di-hidróxi aromático e do carbonato de difenila tendo um grau de polimerização menor do que o do policarbonato aromático tendo o grau de polimerização desejado, e pode ser, como evidente, um oligômero. O prepolímero fundido usado na etapa (III) pode ser obtido através de qualquer processo publicamente conhecido. Por exemplo, o prepolímero fundido pode ser produzido por agitação de uma mistura fundida contendo quantidades predeterminadas do composto di-hidróxi aromático e do carbonato de difenila sob pressão normal e/ou uma pressão reduzida em uma temperatura na faixa de aproximadamente 120°C a aproximadamente 280°C usando um ou uma pluralidade de tanque (s) de agitação vertical, enquanto removendo o fenol subproduzido através da reação. Um processo em que uma pluralidade dos tanques de agitação vertical ligados juntos em série são usados, e o grau de polimerização é progressivamente aumentado de modo a continuamente produzir o prepolímero fundido tendo o grau de polimerização requerido é particularmente preferível.

Na etapa (III), o prepolímero fundido é continuamente alimentado em um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, de modo a produzir continuamente um policarbonato aromático tendo um grau de polimerização desejado. O aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado é um aparelho de polimerização em que o prepolímero é submetido à polimerização enquanto sendo levado a fluir descendentemente em um estado fundido ao longo de guias, de tal modo que não menos que 1 tonelada/h do policarbonato aromático pode ser produzida. O aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado deve ser:

(2) uma área de seção interna A (m ) tomada através de um plano horizontal da carcaça lateral na zona de reação de polimerização atende à fórmula (22),

0,7 < A < 300 (22),

(3) uma relação entre A (m ) e uma área de seção interna B (m ) tomada através de um plano horizontal da abertura de descarga do policarbonato aromático atende à fórmula (23),

20 < A/B < 1000 (23),

120 < C < 165 (24),

(5) um comprimento h (cm) de cada guia atende à fórmula (25),

150 <h< 5000 (25), e

2 < S < 50.000 (26).

Para produzir um policarbonato aromático de alta qualidade e alto desempenho de modo estável durante um período prolongado de tempo sem variação no peso molecular em uma quantidade em uma escala industrial de não menos que 1 tonelada/h, um aparelho de polimerização atendendo a várias condições é requerido; na presente invenção, estas condições foram descobertas. Note-se que, na presente invenção, "sem variação no peso molecular" significa que a variação no peso molecular médio numérico não é maior do que 200. Na presente invenção, o policarbonato aromático pode ser produzido de modo estável durante um período prolongado de tempo com variação no peso molecular médio numérico preferivelmente não sendo maior que 150, mais preferivelmente não maior que 100.

Mais especificamente, a área de seção interna A (m2), tomada através de um plano horizontal (plano a-a') da carcaça lateral 10 na zona de reação de polimerização 5, como mostrado na vista esquemática da figura 4, deve atender à fórmula acima (22).

Se A for menor que 0,7 m2, então a quantidade de produção desejada não pode ser atingida. Além disso, para atingir esta quantidade de produção enquanto diminuindo o custo do equipamento, A deve ser levado a não ser maior que 300 m2.

Além disso, a relação entre A (m2) e a área de seção interna B (m2) tomada através de um plano horizontal (plano b-b') da abertura de descarga do policarbonato aromático 7 deve atender à fórmula acima (23).

A / B devem atender à fórmula acima (23), de modo que o material fundido de viscosidade de fusão elevada, contendo o policarbonato aromático produzido ou prepolímero de policarbonato aromático de grau de polimerização aumentado, pode ser descarregado sem causar uma queda na qualidade deste material fundido.

Além disso, a carcaça de fundo afilado 11 na zona de reação de polimerização 5 é provida em um ângulo interno C (°) para a carcaça lateral 10 acima da mesma, em que o ângulo C (°) deve atender à fórmula acima (24). Para abaixar o custo do equipamento, C está preferivelmente tão próximo como possível de 90°, mas para movimentar o material fundido de viscosidade de fusão elevada contendo o policarbonato aromático ou prepolímero de policarbonato aromático de grau de polimerização aumentado escoando descendentemente a partir das extremidades inferiores das guias 4 para a abertura de descarga 7 sem ocasionar uma redução na qualidade deste material fundido, C deve atender à fórmula acima (24). Além disso, o comprimento h (cm) de cada uma das guias 4 deve atender à fórmula acima (25). E indesejável que h seja mais curto do que 150 cm, porque, então, o grau de polimerização do prepolímero fundido não pode ser aumentado de modo suficiente e, além disso, a variação no grau de polimerização pode ser tornar maior do que aproximadamente 200 em termos do peso molecular médio numérico. E indesejável que h seja mais longo que 5000 cm, porque então a diferença na viscosidade da fusão do prepolímero fundido entre o topo e o fundo de cada guia se torna muito elevada e, assim, a variação no grau de polimerização se torna maior do que aproximadamente 300 (em alguns casos, maior do que aproximadamente 500) em termos do peso molecular médio numérico e, assim, surge uma variação nas propriedades do policarbonato aromático obtido. Nota-se que a variação no grau de polimerização sendo grande na presente invenção significa, por exemplo, o caso de variação de modo que se nota uma diferença de mais do que aproximadamente 200 em termos do peso molecular médio numérico.

Além disso, a área de superfície externa total S (m2) das guias 4 deve atender à fórmula acima (26). Se S for menor que 2 m2, então a quantidade de produção desejada não pode ser atingida. Além disso, para atingir esta quantidade de produção enquanto diminuindo o custo do equipamento, e para eliminar variação em propriedades, S deve ser levado a não ser maior que 50.000 m2.

Déscobriu-se que usando o aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado simultaneamente atendendo às fórmulas acima (22), (23, (24), (25) e (26), surpreendentemente, o policarbonato aromático de alta qualidade e alto desempenho tendo excelentes propriedades mecânicas e sem apresentar descoloração pode ser produzido em uma quantidade de não menos que 1 tonelada/h durante um período de tempo prolongado, de não menos que vários milhares de horas, por exemplo não menos que 5.000 horas, de modo estável sem variação no peso molecular. No caso em que estas condições não são simultaneamente atendidas, problemas ocorrem como que a quantidade de produção desejada não é obtida, uma variação no peso molecular médio numérico de mais que aproximadamente 200 pode surgir, a produção estável não é possível durante 1.000 horas, ou torna possível a ocorrência de descoloração.

A razão porque se tornou possível produzir o policarbonato aromático em uma escala industrial com tais efeitos excelentes na etapa (III) não é evidente, mas se supõe que seja porque, além das razões descritas acima, um efeito compósito surge quando as condições acima são combinadas. Por exemplo, supõe-se que isto é porque se as guias tendo uma área de superfície elevada atendendo ás fórmulas acima (25) e (26) são usadas, então o prepolímero fundido pode ser polimerizado em uma temperatura relativamente baixa e uma quantidade grande do policarbonato aromático de qualidade elevada, tendo um peso molecular desejado, pode ser produzido; além disso, a carcaça de fundo afilado, atendendo à fórmula (24), torna possível encurtar o tempo que leva para a quantidade grande do policarbonato aromático de qualidade elevada produzido escoar descendentemente nas guias para alcançar a abertura de descarga, pelo que o histórico térmico do policarbonato aromático produzido pode ser reduzido.

Nota-se que esta técnica para a produção em uma escala industrial pode somente ser estabelecida através de operação prolongada usando o equipamento de produção de larga escala, e é desnecessário afirmar que o custo do equipamento de produção aqui é um fator importante que deve ser levado em consideração. Outro efeito da presente invenção é que o custo do equipamento do equipamento de produção industrial pode ser reduzido por uso do aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado atendendo às seguintes fórmulas (22), (23), (24), (25) e (26). As faixas requeridas para dimensões, ângulos e outros, para o aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado usado na etapa (III) foram descritas acima, mas faixas mais preferíveis são como a seguir. Uma faixa mais preferível para a área de seção interna A (m2) tomada através do plano horizontal da carcaça lateral na zona de reação de polimerização é de 0,8 ≤ A ≤ 250, com 1 ≤ A ≤ 200 sendo ainda mais preferível.

Além disso, uma faixa mais preferível para a relação entre A (m2) e a área de seção interna B (m2) tomada através do plano horizontal da abertura de descarga do policarbonato aromático é de 25 ≤ A / B ≤ 900, com 30 ≤ A / B ≤ 800 sendo ainda mais preferível.

Além disso, uma faixa mais preferível para o ângulo interno C (°) da carcaça de fundo afilado na zona de reação de polimerização para a carcaça lateral acima da mesma é de 125 ≤ C ≤ 160, com 135 ≤ C ≤ 165 sendo ainda mais preferível. Nota-se que no caso de aumentar progressivamente o grau de polimerização usando uma pluralidade de aparelhos de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, tomando os ângulos para os aparelhos de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado como sendo Cl, C2, C3..., respectivamente, é preferível tornar Cl ≤ C2 ≤ C3 ≤ ....

Além disso, o comprimento requerido h (cm) de cada uma das guias varia com fatores como o grau de polimerização do prepolímero material de partida, a temperatura de polimerização, e pressão, e o grau de polimerização e quantidade do policarbonato aromático ou prepolímero a ser produzido usando o aparelho de polimerização, mas geralmente uma faixa mais preferível é 200 ≤ h ≤ 3000, com 250 ≤ h ≤ 2500 sendo ainda mais preferível. É particularmente preferido para h atender à seguinte fórmula (33):

400 ≤h≤ 2500 (33). Além disso, a área de superfície externa total requerida S (m2) das guias também varia com fatores como os acima, mas geralmente uma faixa mais preferível é 4 < S < 40.000, com 10 < S < 30.000 sendo ainda mais preferível. Uma faixa particularmente preferível é 15 < S < 20.000. Na presente invenção, a "área de superfície externa total da guia" significa a área de superfície total das guias com as quais o prepolímero fundido contata quando escoando descendentemente; por exemplo, no caso de uma guia como um tubo, isto significa a área de superfície do lado externo do tubo, a área de superfície da superfície interna do tubo sobre a qual o prepolímero fundido não escoa descendentemente não sendo incluída.

No aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado usado na etapa (III), a forma da seção interna tomada através do plano horizontal da carcaça lateral na zona de reação de polimerização pode ser qualquer forma, por exemplo poligonal, elíptica ou circular. A operação é geralmente realizada com a zona de reação de polimerização sob uma pressão reduzida e, assim, qualquer forma é aceitável desde que esta pressão reduzida possa ser suportada, mas a forma circular ou uma forma próxima desta é preferível. A carcaça lateral na zona de reação de polimerização na presente invenção é assim preferivelmente cilíndrica. Neste caso, é preferível que a carcaça de fundo cônico afílado seja conectada à porção inferior da carcaça lateral cilíndrica, com a abertura de descarga cilíndrica do policarbonato aromático sendo provida na porção mais inferior desta carcaça de fundo. Levando-se a porção cilíndrica da carcaça lateral a ter um diâmetro interno D (cm) e um comprimento L (cm), e levando a abertura de descarga a ter um diâmetro interno d (cm), D, L e d preferivelmente atendem às seguintes fórmulas (29), (30), (31), e (32);

100 <D< 1800 (29)

5 < D / d < 50 (30) 0,5 ≤ L / D ≤ 30 (31) e

h-20≤L≤h + 300 (32).

Para o aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, uma faixa mais preferível para D (cm) é 150 ≤ D ≤ 1500, com 200 ≤ D 1200 sendo ainda mais preferível. Além disso, uma faixa mais preferível para D/dé6<D/d<45, com 7 ≤ D / d ≤ 40 sendo ainda mais preferível. Além disso, uma faixa mais preferível para L / D é 0,6 ≤ L / D ≤ 25, com 0,7 ≤ L / D ≤ 20 sendo ainda mais preferível. Além disso, uma faixa mais preferível para L (cm) éh - 10 ≤ L ≤ h + 250, com h ≤ L ≤ h + 200 sendo ainda mais preferível.

A razão precisa porque o policarbonato aromático de alta qualidade e alto desempenho tendo excelentes propriedades mecânicas sem apresentar descoloração pode ser produzido de modo estável sem variação no peso molecular durante um período de tempo prolongado em uma escala industrial com uma taxa de polimerização rápida na etapa (III) não é evidente, mas pensa-se ser como a seguir descrito. Isto é, de acordo com o processo de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato de guia usado na etapa (III), o material de partida prepolímero fundido é levado a partir da abertura de recepção 1 via a zona de alimentação 3 e a placa perfurada 2 para as guias 4 e, então, tem o grau de polimerização do mesmo aumentado enquanto escoando descendentemente ao longo das guias. A agitação interna efetiva e a renovação da superfície do prepolímero fundido são realizadas à medida que o prepolímero fundido escoa descendentemente ao longo das guias e, assim, a remoção do fenol ou outro é realizada efetivamente, assim a polimerização prossegue em uma taxa rápida. A viscosidade da fusão aumenta à medida que prossegue a polimerização e, assim, a força de adesão do material de fusão escoando descendentemente para as guias aumenta e, assim, a quantidade do material fundido agarrado a cada guia aumenta em direção ao fundo da guia. Isto significa que aumenta o tempo de residência do prepolímero fundido sobre a guia, isto é, o tempo de reação de polimerização. Além disso, para o prepolímero fundido, que escoa descendentemente sob seu próprio peso, enquanto sendo suportado sobre a guia, a área de superfície por peso unitário é muito grande e, assim, a renovação da superfície é realizada de modo eficiente. O aumento do peso molecular na última metade de polimerização, que era impossível com os aparelhos de polimerização de tipo de agitação mecânica anterior, pode ser assim atingido com facilidade. Este é um dos aspectos característicos excelentes do aparelho de polimerização usado na etapa (III).

A única razão que a quantidade do material fundido agarrado nas guias aumenta na última metade da polimerização abaixo de uma porção do meio de cada uma das guias é a força de sustentação adesiva, que corresponde à viscosidade da fusão e, assim, aproximadamente a mesma quantidade do material fundido tendo aproximadamente a mesma viscosidade da fusão é suportada na mesma altura em cada uma das guias. Entrementes, o material fundido é continuamente alimentado sobre as guias a partir do topo das mesmas e, assim, o material fundido de grau de polimerização aumentado, tendo aproximadamente a mesma viscosidade de fusão, escoa continuamente descendentemente dentro da porção de fundo da carcaça a partir das extremidades inferiores das guias. Isto é, o policarbonato aromático de aproximadamente o mesmo grau de polimerização produzido enquanto escoando descendentemente nas guias coleta na porção de fundo afilada da carcaça e, assim, policarbonato aromático sem variação no peso molecular pode ser produzido continuamente. Este é outro aspecto característico excelente do aparelho de polimerização usado na presente invenção. O policarbonato aromático coletado na porção de fundo afilada da carcaça é continuamente retirado através da abertura de descarga 7 por uma bomba de descarga 8 e é, então, geralmente continuamente granulado via uma extrusora. Neste caso, aditivos como um estabilizador e um agente contra intempéries do tempo podem ser adicionados na extrusora.

A placa perfurada no aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado usado na etapa (III) é geralmente selecionada dentre placas planas, placas corrugadas, e placas que são espessadas em uma porção do meio da mesma; a forma da placa perfurada é geralmente selecionada dentre as formas como circular, oval, triangular e poligonal. A forma de cada um dos orifícios na placa perfurada é geralmente selecionada dentre formas como circular, oval, triangular, conformada fendida, poligonal e em forma de estrela. A área de seção de cada um dos orifícios está geralmente em uma faixa de 0,01 a 100 cm2, preferivelmente de 0,05 a 10 cm , particularmente preferivelmente de 0,1 a 5 cm. O espaço entre os orifícios, especificamente a distância entre centros de orifícios, está geralmente em uma faixa de 1 a 500 mm, preferivelmente de 25 a 100 mm. Os orifícios na placa perfurada podem ser orifícios que penetram através da placa perfurada ou, alternativamente, tubos podem ser instalados na placa perfurada. Além disso, os orifícios podem ser afilados.

As "guias" no aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado usadas na etapa (III) significam membros sendo que para cada um a relação do comprimento em uma direção perpendicular a uma seção horizontal relativa ao comprimento médio da periferia externa desta seção horizontal é muito elevada. Esta relação está geralmente em uma faixa de 10 a 1.000.000, preferivelmente de 50 a 100.000. A forma da seção horizontal é geralmente selecionada dentre formas como circular, oval, triangular, quadrada, poligonal e em forma de estrela. A forma desta seção pode ser constante, ou pode variar, na direção do comprimento. Além disso, cada uma das guias pode ser oca. Cada uma das guias pode ser um arame único, uma barra fina única, um tubo fino único feito de modo que o prepolímero fundido não possa entrar no mesmo, ou semelhantes, ou uma pluralidade de tais guias pode ser combinada usando um método como uma torção das mesmas. Além disso, as guias podem formar uma estrutura de tipo de malha, ou uma estrutura de tipo placa de punção. A superfície de cada guia pode ser lisa, ou pode ser irregular, ou pode ter projeções ou outro em locais. As guias preferíveis são as cilíndricas, como arames ou barras finas, tubos finos, como descrito acima, estruturas de guia de tipo de malha, e estruturas de guia de tipo de placa de punção.

As próprias guias podem ter, elas mesmas, uma fonte de aquecimento como um meio de aquecimento ou um aquecedor elétrico, mas as guias não tendo esta fonte de aquecimento são particularmente preferíveis porque então não se tem o risco de deterioração térmica do prepolímero ou do policarbonato aromático sobre a superfície das guias.

No aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, usado na presente invenção, que permite a produção do policarbonato aromático de qualidade elevada em escala industrial (em termos de quantidade de produção, produção estável prolongada, etc), uma estrutura de guia particularmente preferível é uma de um tipo em que uma pluralidade de guias tendo, cada, a forma de um arame ou uma barra fina ou um tubo fino, como descrito acima, são unidas juntas em intervalos verticais apropriados usando suportes transversais do topo ao fundo das guias. Os exemplos são estruturas de guia de tipo de malha de metal em que uma pluralidade de guias tendo, cada, a forma de um arame ou uma barra fina ou um tubo fino, como descrito acima, são fixadas juntas usando suportes transversais do topo ao fundo das guias em intervalos verticais apropriados, por exemplo intervalos na faixa de 1 a 200 cm, uma estrutura de guia tri- dimensional em que uma pluralidade de tais estruturas de guia de tipo de malha são dispostas na frente de e atrás uma da outra e unidas juntas usando suportes transversais em intervalos verticais apropriados, por exemplo intervalos em uma faixa de 1 a 200 cm, ou uma estrutura de guia tri- dimensional do tipo formado por barras em diferentes níveis em que uma pluralidade de guias tendo, cada, a forma de um arame ou uma barra fina ou um tubo fino como descrito acima, são fixadas juntas na frente de e atrás, e à esquerda e à direita de, uma da outra usando suportes transversais em intervalos verticais apropriados, por exemplo intervalos na faixa de 1 a 200 cm. Os suportes transversais não são apenas utilizáveis para manter os intervalos entre as guias aproximadamente constantes, mas são também utilizáveis para aumentar a resistência global das guias planas ou encurvadas, ou guias formando uma estrutura tri-dimensional. Os suportes podem ser do mesmo material que as guias, ou de material diferente.

Para o aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, no caso em que cada guia é cilíndrica, ou tem a forma de um tubo feito de modo que o prepolímero fundido não possa entrar na mesma, com um diâmetro externo r (cm), r preferivelmente atende à seguinte fórmula (34);

0,1 ≤ r ≤ 1 (34).

As guias promovem a polimerização do prepolímero fundido à medida que o prepolímero fundido escoa descendentemente nas guias e também tem uma função de reter o prepolímero fundido durante um determinado período de tempo. Este tempo de retenção está relacionado com o tempo de reação de polimerização. Como descrito acima, à medida que a polimerização prossegue, a viscosidade de fusão do prepolímero fundido progressivamente aumenta e, assim, o tempo de retenção e a quantidade retida aumentam progressivamente. Para uma dada viscosidade de fusão, a quantidade do prepolímero fundido retido pelas guias varia com a área de superfície externa das guias, isto é, no caso de guias cilíndricas ou em forma de tubo, com o diâmetro externo.

Além disso, as guias instaladas no aparelho de polimerização usado na presente invenção devem ser fortes o suficiente para suportar seu próprio peso mais o peso do prepolímero fundido sendo retido. Por esta razão, a espessura das guias é importante, e no caso de guias cilíndricas ou em forma de tubo, a fórmula (34) é preferivelmente atendida. Se r for menor que 0,1, então uma operação estável prolongada se torna difícil em termos da resistência, enquanto se r for maior que 1, então as próprias guias se tornam muito pesadas e, assim, ocorrem problemas como precisar fabricar a placa perfurada muito espessa de modo a reter as guias no aparelho de polimerização e, além disso, ocorre um aumento nas partes onde a quantidade do prepolímero fundido retido é muito elevada, resultando em problemas como variação no aumento do peso molecular. Por estas razões, uma faixa mais preferível para ré0,15<r< 0,8, com 0,2 < r < 0,6 sendo ainda mais preferível.

Um material preferível para as guias é um selecionado dentre metais como aço inoxidável, aço carbono, hastelloy, níquel, titânio, cromo, alumínio, e outras ligas, materiais poliméricos altamente resistentes ao calor e outros. O aço inoxidável é particularmente preferível. Além disso, superfícies das guias podem ser submetidas a qualquer um de vários tratamentos, como deposição, forro, tratamento de passivação, lavagem com ácido, ou lavagem com fenol.

Não se notam limitações particulares sobre a relação posicionai entre as guias e a placa perfurada ou a relação posicionai entre as guias e os orifícios na placa perfurada desde que o prepolímero fundido possa contatar e escoar descendentemente nas guias. As guias e a placa perfurada podem estar em contato entre si, ou não estar em contato entre si. Apesar de não existir esta limitação, é preferível instalar as guias em correspondência com os orifícios na placa perfurada. A razão para este fato é que o desenho pode ser então realizado para que o prepolímero fundido escoando descendentemente na placa perfurada contate as guias em posições apropriadas. Os exemplos preferíveis específicos de instalação das guias em correspondência com os orifícios na placa perfurada incluem: (1) um método em que a extremidade superior de cada guia é fixada em uma parede interna superior do aparelho de polimerização, e as guias são providas de modo que cada guia penetra através da proximidade de uma porção quase central de um orifício na placa perfurada; (2) um método em que a extremidade superior de cada guia é fixada em uma porção periférica em uma extremidade superior de um orifício na placa perfurada, e as guias são providas de modo que cada guia penetra através de um orifício na placa perfurada; e (3) um método em que a extremidade superior de cada guia é fixada para estar embaixo da placa perfurada.

Os exemplos dos métodos para levar o prepolímero fundido passar através da placa perfurada e escoar descendentemente ao longo das guias incluem um método em que o prepolímero fundido é deixado escoar descendentemente através de seu próprio peso ou a cabeça de líquido, e um método em que o prepolímero fundido tem pressão aplicada ao mesmo usando uma bomba ou semelhante, sendo assim extrudado a partir da placa perfurada. Um método preferível é um em que uma quantidade predeterminada do material de partida, prepolímero fundido, é alimentada na zona de alimentação do aparelho de polimerização sob uma pressão usando uma bomba de alimentação e, então, o prepolímero fundido assim levado sobre as guias via a placa perfurada escoa descendentemente ao longo das guias sob seu próprio peso. O prepolímero fundido é geralmente continuamente alimentado no aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado após ter sido aquecido em uma temperatura de polimerização predeterminada. Assim, é geralmente preferível para a camisa ou semelhante ser instalada em uma parede externa do aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, e realizar o aquecimento em uma temperatura predeterminada ao passar um meio de aquecimento ou outro através da camisa assim aquecendo ou mantendo a temperatura do prepolímero fundido, a zona de alimentação do prepolímero e placa perfurada, e mantendo a temperatura da zona de reação de polimerização, da carcaça lateral e da carcaça de fundo afilado.

Na etapa (III), a temperatura da reação em que o prepolímero fundido obtido a partir do composto di-hidróxi aromático e do carbonato de difenila é submetido à polimerização no aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, de modo a produzir o policarbonato aromático, está geralmente em uma faixa de 80 a 350°C. No entanto, de acordo com o aparelho de polimerização usado na presente invenção, uma renovação superficial eficiente é realizada acompanhando a agitação interna e, assim, a reação de polimerização pode ser levada a prosseguir em uma temperatura relativamente baixa. Uma temperatura de reação preferível está, assim, em uma faixa de 100 a 290°C, mais preferivelmente de 150 a 270°C. Com um reator de tipo de agitação biaxial horizontal para polímero de viscosidade ultra-alta, cujo reator é um aparelho de polimerização convencional, foi geralmente necessário agitar durante um período de tempo prolongado em uma temperatura elevada de não menos que 300°C sob um vácuo elevado de não mais que 133 Pa. Além disso, não foi possível evitar o amarelecimento devido ao vazamento de ar, e o ingresso de material estranho, através de uma vedação do eixo de agitação. No entanto, com o aparelho de polimerização usado na presente invenção, porque não ocorre agitação mecânica, não existe tal vedação de agitador e, assim, ocorre um vazamento para o interior muito pequeno de ar, e outros. Além disso, outro aspecto característico da presente invenção é que a polimerização pode ser realizada de modo adequado em uma temperatura menor em aproximadamente 20 a 50°C do que no caso do reator de tipo de agitação biaxial horizontal, convencional, para polímeros de viscosidade ultra-alta. Este é outro fator importante ao ser possível produzir, na presente invenção, um policarbonato aromático de qualidade elevada sem apresentar descoloração ou deterioração das propriedades.

Além disso, mesmo se o reator de tipo de agitação biaxial horizontal convencional para polímero de viscosidade ultra-alta for usado, a produção de um policarbonato aromático de tipo de viscosidade média ou acima é impossível devido à viscosidade ultra-alta do policarbonato aromático, mas com o aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, usado na presente invenção, mesmo um policarbonato aromático de tipo de viscosidade elevada pode ser produzido com facilidade. Isto é, com o aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, usado na presente invenção, os policarbonatos aromáticos de todos os tipos, desde um tipo de disco tendo um peso molecular relativamente baixo até um tipo de viscosidade alta, podem ser produzidos. Este é também um aspecto característico importante da presente invenção.

Na etapa (III), à medida que a reação de polimerização prossegue, fenol é produzido, mas este é removido do sistema de reação, assim a taxa de reação pode ser aumentada. Um método em que um gás inerte, que não tem um efeito adverso sobre a reação, como nitrogênio, argônio, hélio, dióxido de carbono ou um gás hidrocarboneto inferior, é introduzido no aparelho de polimerização, e o fenol produzido é arrastado por este gás e assim removido, um método em que a reação é realizada sob uma pressão reduzida ou outra é, assim, preferivelmente usado. Alternativamente, um método em que estes dois métodos são usados juntos também pode ser preferivelmente usado. Em tal caso, não se tem necessidade de introduzir uma quantidade grande do gás inerte no aparelho de polimerização mas, ao contrário, apenas o bastante para manter uma atmosfera de gás inerte dentro do aparelho é suficiente.

Além disso, um método é também preferível em que o gás inerte é absorvido no prepolímero fundido de modo antecipado, antes do prepolímero fundido ser alimentado no aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado e, então, o prepolímero fundido tendo o gás inerte absorvido no mesmo é submetido à polimerização.

Uma pressão de reação preferível no aparelho de polimerização na etapa (III) varia dependendo do tipo e peso molecular do policarbonato aromático a ser produzido, a temperatura de polimerização, e outros, mas no caso de, por exemplo, produzir um policarbonato aromático a partir do prepolímero fundido produzido a partir de bisfenol A e carbonato de difenila, no caso de um peso molecular médio numérico de menos que 5.000, a pressão de reação está preferivelmente em uma faixa de 400 a 3.000 Pa, e no caso de um peso molecular médio numérico em uma faixa de 5.000 a 10.000, a pressão de reação está preferivelmente em uma faixa de 50 a 500 Pa. No caso de um peso molecular médio numérico maior do que 10.000, a pressão de reação é preferivelmente menor que 300 Pa, particularmente preferivelmente em uma faixa de 20 a 250 Pa.

Quando realizando a etapa (III), o policarbonato aromático tendo o grau de polimerização desejado pode ser produzido usando somente um tal aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, mas dependendo do grau de polimerização do prepolímero fundido usado como o material de partida, a quantidade produzida do policarbonato aromático, e outros, pode ser preferível um sistema em uma pluralidade de tais aparelhos de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado são ligados juntos, de modo que o grau de polimerização é progressivamente aumentado. Neste caso, guias e condições de reação apropriadas para o grau de polimerização do prepolímero ou policarbonato aromático a ser produzido são preferivelmente adotadas para cada um dos aparelhos de polimerização individualmente. Por exemplo, no caso de um sistema em que um primeiro aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, um segundo aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, um terceiro aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, um quarto aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado .... são usados de modo que o grau de polimerização é progressivamente aumentado, tomando-se as áreas de superfície externas totais das guias contidas pelos aparelhos de polimerização como sendo SI, S2, S3, S4 ..., respectivamente, o sistema pode ser tornado para ser tal que Sl ≥S2≥S3 ≥S4≥....

Além disso, a temperatura de polimerização pode ser igual em cada um dos aparelhos de polimerização, ou alternativamente pode ser progressivamente aumentada. Além disso, a pressão de polimerização pode ser progressivamente reduzida nos aparelhos de polimerização. Neste sentido, no caso, por exemplo, de aumentar progressivamente o grau de polimerização usando dois aparelhos de polimerização, isto é, o primeiro aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado e o segundo aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, é preferível usar guias de modo que a área de superfície externa total Sl (m ) das guias no primeiro aparelho de polimerização e a área de superfície externa total S2 (m ) das guias no segundo aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado atendem à seguinte fórmula (35);

1 < Sl / S2 < 20 (35).

Se Sl / S2 for menor que 1, então aparecem problemas como variação no aumento do peso molecular de modo que uma produção prolongada estável se torna difícil, e se torna difícil obter uma quantidade de produção predeterminada, enquanto se Sl / S2 for maior que 20, então a taxa de escoamento do prepolímero fundido escoando descendentemente nas guias no segundo aparelho de polimerização se torna elevada, e como resultado surgem problemas como o tempo de residência do prepolímero fundido se torna curto, de modo que se torna difícil obter o policarbonato aromático do peso molecular requerido. Por tais razões, uma faixa mais preferível é de 1,5 < Sl / S2 < 15.

Na etapa (III), não menos que 1 tonelada/h do policarbonato aromático é produzida; mas porque o fenol subproduzido na reação de polimerização é descarregado do sistema, o prepolímero fundido deve ser alimentado no aparelho de polimerização em uma quantidade maior que 1 tonelada/h. A quantidade do prepolímero fundido alimentado no aparelho de polimerização assim varia dependendo do grau de polimerização do mesmo e o grau de polimerização do policarbonato aromático a ser produzido, mas está geralmente em uma faixa de 1,01 a 1,5 toneladas/h por 1 tonelada/h do policarbonato aromático a ser produzido.

A reação em que o policarbonato aromático é produzido a partir do composto di-hidróxi aromático e do carbonato de difenila na etapa (III) pode ser realizada sem adicionar um catalisador, mas pode ser realizada na presença de um catalisador como requerido, de modo a aumentar a taxa de polimerização. Não se notam limitações particulares em tal catalisador, que pode ser qualquer um usado no campo em questão. Exemplos do catalisador incluem hidróxidos de metal alcalino e de metal alcalino terroso como hidróxido de lítio, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e hidróxido de cálcio; sais de metal alcalino, sais de metal alcalino terroso e sais de amônio quaternário de hidretos de boro e alumínio como hidreto de lítio alumínio, boroidreto de sódio e boroidreto de tetrametilamônio; hidretos de metal alcalino e de metal alcalino terroso como hidreto de lítio, hidreto de sódio e hidreto de cálcio; alcóxidos de metal alcalino e de metal alcalino terroso como metóxido de lítio, etóxido de sódio e metóxido de cálcio; arilóxidos de metal alcalino e de metal alcalino terroso como fenóxido de lítio, fenóxido de sódio, fenóxido de magnésio, e LiO-Ar-OLi e NaO-Ar-ONa (em que Ar representa um grupo arila); sais de ácido orgânico de metal alcalino e metal alcalino terroso como acetato de lítio, acetato de cálcio e benzoato de sódio; compostos de zinco como óxido de zinco, acetato de zinco e fenóxido de zinco; compostos de boro como óxido de boro, ácido bórico, borato de sódio, borato de trimetila, borato de tributila, borato de trifenila, e boratos de amônio representados por (R1R2R3R4)NBCR1R2R3R4) e boratos de fosfônio representados por (R1 R2R3R4)PB(R1 R2R3R4) (em que R1, R2, R3 e R4 são definidos como acima); compostos de silício como óxido de silício, silicato de sódio, compostos de tetraalquilsilício, compostos de tetraarilsilício e difenil- etil-etoxisilício; compostos de germânio como óxido de germânio, tetracloreto de germânio, etóxido de germânio e fenóxido de germânio; compostos de estanho como óxido de estanho, óxidos de dialquilestanho, carboxilatos de dialquilestanho, acetato de estanho, compostos de estanho em que grupos alcóxi ou grupos arilóxi são ligados a estanho como tributóxido de etilestanho, e compostos de organoestanho, compostos de chumbo, como óxido de chumbo, acetato de chumbo, carbonato de chumbo, carbonato de chumbo básico, e alcóxidos de chumbo e organochumbo e arilóxidos; compostos de ônio como sais de amônio quaternário, sais de fosfônio quaternário e sais de arsônio quaternário; compostos de antimônio como óxido de antimônio e acetato de antimônio; compostos de manganês como acetato de manganês, carbonato de manganês e borato de manganês;

compostos de titânio como óxido de titânio, e alcóxidos de titânio e arilóxidos de titânio; e compostos de zircônio como acetato de zircônio, óxido de zircônio, alcóxidos e arilóxidos de zircônio, e acetilacetona de zircônio.

No caso de usar este catalisador, tal catalisador pode ser usado, ou uma pluralidade pode ser usada em combinação. A quantidade usada do catalisador é geralmente selecionada dentre uma faixa de IO"10 a 1% em peso, preferivelmente de 10"9 a 10"1 % em peso, mais preferivelmente de IO"8 a IO"2 % em peso, com base no material de partida composto di-hidróxi aromático. No caso do método de transesterificação em fusão, o catalisador de polimerização usado permanece no produto policarbonato aromático, e com freqüência tem um efeito adverso nas propriedades do polímero. Assim, é preferível reduzir a quantidade usada do catalisador na medida do possível. De acordo com o processo da presente invenção, a polimerização pode ser realizada eficientemente e, assim, a quantidade usada do catalisador pode ser tornada baixa. Este é um dos aspectos característicos da presente invenção permitindo a produção do policarbonato aromático de grande qualidade.

Não se notam limitações particulares sobre o material do aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado e condutos usados na etapa (III), mas este material é geralmente selecionado dentre metais como aço inoxidável, aço carbono, hastelloy, níquel, titânio, cromo, e outras ligas, materiais poliméricos altamente resistentes ao calor, e outros. Além disso, a superfície do material pode ser submetida a qualquer um de vários tratamentos como necessário, como deposição, forro, tratamento de passivação, lavagem com ácido ou lavagem com fenol. Aço inoxidável, níquel e um forro de vidro são particularmente preferíveis.

Na etapa (III), quando produzindo o prepolímero, e durante a polimerização no aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, uma quantidade grande do fenol subproduzido na reação é geralmente continuamente retirada em uma forma gasosa, e condensada em uma forma líquida e assim recuperada. Na presente invenção, deve ser realizada uma etapa (IV) de reciclo de fenol de circulação do fenol subproduzido na etapa (III) de volta à etapa (I) de produção de carbonato de difenila. Em um processo de produção industrial, é importante a recuperação de todo o fenol subproduzido ou a maior parte possível do mesmo, com perda pequena, como possível, e circulando de volta e, assim, reutilizar este fenol é importante. O fenol subproduzido, subproduzido na etapa (III) e recuperado na presente invenção geralmente contém algum carbonato de difenila, mas ainda tem pureza elevada e, assim, pode ser retro- circulado na etapa (I) de produção de carbonato de difenila e, assim, reutilizado como tal. No caso em que uma quantidade pequena de composto di-hidróxi aromático ou uma quantidade de traço de oligômero está contida no fenol recuperado, é preferível remover este material de ponto de ebulição elevado realizando outra destilação antes de fazer circular o fenol de volta na etapa (I) de produção de carbonato de difenila para reutilização.

O policarbonato aromático produzido por implementação do sistema da presente invenção tem uma unidade de repetição, representada pela seguinte fórmula:

<formula>formula see original document page 88</formula>

em que Ar é definido como antes. Um policarbonato aromático particularmente preferível é um contendo não menos que 85% em mols da unidade de repetição representada pela seguinte fórmula dentre todas as unidades de repetição:

Além disso, grupos terminais do policarbonato aromático produzido por implementação do processo de acordo com a presente invenção são geralmente grupos hidróxi ou grupos carbonato de fenila (ou grupos carbonato de fenila substituídos).

Não se notam limitações particulares na relação de grupos hidróxi para grupos carbonato de fenila (ou grupos de carbonato de fenila substituído), mas esta relação está geralmente em uma faixa de 95:5 a 5:95, preferivelmente de 90:10 a 10:90, mais preferivelmente de 80:20 a 20:80. Um policarbonato aromático em que a proporção de grupos carbonato de fenila (ou grupos de carbonato de fenila substituídos) entre os grupos terminal não é menor que 60% em mols é particularmente preferível.

O policarbonato aromático produzido por implementação do processo de acordo com a presente invenção pode ter uma cadeia principal do mesmo parcialmente ramificada através de ligações externas, como ligações éster ou ligações éter. A quantidade de tais ligações externas está geralmente em uma faixa de 0,005 a 2% em mols, preferivelmente de 0,01 a 1% em mols, mais preferivelmente de 0,05 a 0,5% em mols, com base nas ligações de carbonato. Tal quantidade de ligações externas é apropriada para a moldagem por precisão porque as características de escoamento durante a moldagem em fusão podem ser melhoradas sem piorar outras propriedades do polímero; a moldagem pode ser realizada mesmo em uma temperatura relativamente baixa, e um artigo moldado tendo desempenho excelente pode ser produzido. O ciclo de moldagem também pode ser encurtado, contribuindo para a economia de energia durante a moldagem.

O policarbonato aromático produzido por implementação do processo da presente invenção dificilmente contém quaisquer impurezas, sendo possível produzir um policarbonato aromático contendo de 0,001 a 1 ppm de compostos de metal alcalino e/ou de metal alcalino terroso em termos dos elementos metálicos presentes. Este teor está preferivelmente em uma faixa de 0,005 a 0,5 ppm, mais preferivelmente de 0,01 a 0,1 ppm. No caso em que o teor de tais elementos metálicos não é maior que 1 ppm, preferivelmente não maior que 0,5 ppm, mais preferivelmente 0,1 ppm, não se notam efeitos adversos nas propriedades do produto policarbonato aromático e, assim, o policarbonato aromático produzido através da presente invenção é de alta qualidade.

O policarbonato aromático produzido por implementação do processo de acordo com a presente invenção é particularmente preferivelmente um produzido usando o composto di-hidróxi aromático e o carbonato de difenila, cada não contendo um halogênio, o teor de halogênio geralmente não sendo maior que 10 ppb. De acordo com o processo da presente invenção, mesmo um policarbonato aromático tendo um teor de halogênio não maior que 5 ppb, mais preferivelmente não maior que 1 ppb, pode ser produzido, e, assim, pode-se obter um produto tendo qualidade muito elevada.

E evidente a partir dos exemplos, descritos abaixo, que no processo de acordo com a presente invenção, isto sendo devido ao fato do aparelho de polimerização especificado ser usado, o policarbonato aromático pode ser produzido de modo estável durante um período prolongado de tempo sem variação em peso molecular. EXEMPLOS

A seguir, apresenta-se uma descrição mais detalhada da presente invenção através dos exemplos. No entanto, a presente invenção não é limitada aos seguintes exemplos.

Peso molecular médio numérico (Μη): A medida foi realizada por um método de cromatografia de permeação em gel (GPC) usando tetraidrofurano como um solvente de transporte, e o peso molecular médio numérico (Mn) foi determinado usando uma curva de calibração de peso molecular convertido dada pela seguinte fórmula obtida usando poliestireno monodisperso padrão;

Mpc = 0,3591 Mps^1'0388

em que Mpc representa o peso molecular do policarbonato aromático, e Mps representa o peso molecular do poliestireno.

Cor: Usando uma máquina de moldagem por injeção, um corpo de teste de comprimento 50 mm χ largura 50 mm χ espessura 3,2 mm foi continuamente moldado a partir do policarbonato aromático em uma temperatura de cilindro de 290°C e uma temperatura de molde de 90°C. O tom da cor do corpo de teste obtido foi medido de acordo com o método CIELAB (Diagrama L*a*b* da Commission Internationale de TEclairage 1976), o amarelecimento sendo dado pelo valor b*.

Alongamento sob tração: Usando uma máquina de moldagem por injeção, o policarbonato aromático foi moldado por injeção em uma temperatura de cilindro de 290°C e uma temperatura de molde de 90°C. O alongamento sob tração (%) do corpo de teste de 3,2 mm de espessura obtido foi medido de acordo com ASTM D638.

Uma quantidade de ligações externas foi medida usando o método descrito em WO 97/32916, o teor de metal alcalino / metal alcalino terroso foi medido usando um método ICP, e o teor de halogênio foi medido usando um método de cromatografia iônica.

Exemplo 1

(1) Etapa (I) de produção contínua de carbonato de difenila

<Primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos

101>

Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como mostrado na FIG. 1 tendo 1t = 3300 cm, D1 = 500 cm, L1 / D1 = 6,6, n1 = 80, D1 / dn = 17, e D1 / d12 = 9 foi usada. Neste exemplo, bandejas perfuradas cada tendo uma área de seção transversal por orifício de aproximadamente 1,5 cm e um número de orifícios de aproximadamente 250 / m foram usadas como os internos.

Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como mostrado na FIG. 2 tendo L2 = 3100 cm, D2 = 500 cm, L2 / D2 = 6,2, n2 = 30, D2/d21 - 3,85, e D2 / d22 - 11,1 foi usada. Neste exemplo, como os internos, dois conjuntos de Mellapak (11 estágios teóricos no total) foram instalados na porção superior, e bandejas perfuradas cada tendo uma área de seção transversal por orifício de aproximadamente 1,3 cm2 e um número de orifícios de aproximadamente 250 / m2 foram usadas na porção inferior.

<Destilação reativa>

Carbonato de difenila foi produzido realizando a destilação reativa usando um aparelho em que a primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 e a segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 foram conectadas juntas como mostrado na FIG. 3.

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 em uma taxa de fluxo de 50 toneladas/h de uma entrada superior 11 da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101. 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/h de uma entrada inferior 12 da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101. A relação molar para os materiais de partida introduzidos na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 foi carbonato de dimetila / fenol = 1,35. Os materiais de partida substancialmente não devem conter halogênios (fora do limite de detecção para a cromatografia iônica, isto é, não mais que 1 ppb). Pb(OPh)2 como um catalisador foi introduzido a partir da entrada superior 11 da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 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 primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 de 225°C, uma pressão no topo da coluna de 7x105 Pa e uma relação de refluxo de 0. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da primeira coluna contendo metanol, carbonato de dimetila, fenol e outros foi continuamente retirada em uma forma gasosa a partir do topo 13 da primeira coluna, foi passada através de um trocador térmico 14, e foi retirada em uma taxa de fluxo de 34 toneladas/h de uma saída 16. Por outro lado, uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna contendo carbonato de metil fenila, carbonato de dimetila, fenol, carbonato de difenila, o catalisador e outros foi continuamente retirada em uma forma líquida do fundo 17 da primeira coluna.

Um estado uniforme estável foi atingido após 24 horas. A mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna foi assim então continuamente alimentada como tal na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 em uma taxa de fluxo de 66 toneladas/h de uma entrada de material de partida 21 instalada entre o Mellapak e as bandejas perfuradas. O líquido alimentado na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 continha 18,2% em peso de carbonato de metil fenila e 0,8% em peso de carbonato de difenila. A destilação reativa foi realizada continuamente na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 sob as condições de uma temperatura no fundo da coluna de 2IO0C, uma pressão no topo da coluna de 3x104 Pa, e uma relação de refluxo de 0,3. Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 horas. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna contendo 35% em peso de carbonato de dimetila e 56% em peso de fenol foi continuamente retirada a partir do topo 23 da segunda coluna, a taxa de fluxo na saída 26 sendo 55,6 toneladas/h, e uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna contendo 38,4% em peso de carbonato de metil fenila e 55,6% em peso de carbonato de difenila foi continuamente retirada a partir do fundo 27 da segunda coluna. A mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna foi alimentada continuamente na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 da entrada 11. Neste momento, as quantidades de carbonato de dimetila e fenol novos, recentemente alimentados na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101, foram ajustadas de modo a manter as composições e quantidades acima do material de partida 1 e do material de partida 2, levando em consideração a composição e quantidade da mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna. Verificou-se que a quantidade produzida de carbonato de difenila por hora foi de 5,74 toneladas. A seletividade para o carbonato de difenila com base no fenol reagido foi de 98%.

A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. As quantidades produzidas de carbonato de difenila por hora após 500 horas, 2000 horas, 4000 horas, 5000 horas, e 6000 horas (excluindo o carbonato de difenila contida no material de partida) foram de 5,74 toneladas, 5,75 toneladas, 5,74 toneladas, 5,74 toneladas, e 5,75 toneladas respectivamente, e as seletividades foram de 98%, 98%, 98%, e 98% respectivamente, e assim a operação foi muito estável. Além disso, os carbonatos aromáticos substancialmente produzidos não devem conter halogênios (não mais que 1 ppb).

(2) Etapa (II) de obtenção de carbonato de difenila de pureza elevada

Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como mostrado na FIG. 4 tendo L"a = 1700 cm e D"a = 340 cm, e tendo Mellapak com n"A = 30 instalado na mesma como internos foi usada como coluna de separação A.

Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como mostrado na FIG. 4 tendo L"B — 2200 cm e D"B — 280 cm, e tendo três conjuntos de Mellapak com n"B1 = 12, n"B2 = 18, e n"B3 = 5 instalados na mesma como internos foi usada como coluna de purificação B.

Usando um aparelho compreendendo a coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado Aea coluna de purificação de carbonato de difenila B, como mostrado na FIG. 4, a mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna de destilação reativa obtida na etapa (I) acima foi continuamente introduzida a 13,1 tonelada/h na coluna de separação A a partir de uma entrada Al. A temperatura de fundo da coluna (T"a) foi levada a ser de 206°C e a pressão do topo da coluna (P"a) de 3800 Pa na coluna de separação A, a destilação fói realizada continuamente com uma relação de refluxo de 0,6, um componente do topo da coluna (A"t) foi continuamente retirado a 12,5 toneladas/h via um conduto 16, e um componente do fundo da coluna (AB) foi continuamente retirado a 0,6 tonelada/h via um conduto 11. O componente do topo da coluna (AT) foi continuamente introduzido como na coluna de purificação B a partir da entrada BI. A temperatura de fundo da coluna (Tb) foi levada a 213°C e a pressão do topo da coluna (Pb) de 5000 Pa na coluna de purificação B, a destilação foi realizada continuamente com uma relação de refluxo de 1,5, um componente do topo da coluna (Bt) foi continuamente retirado a 5,3 toneladas/h via um conduto 26, um componente do fundo da coluna (Bb) foi continuamente retirado a 0,03 toneladas/h via um conduto 31, e um componente de fração lateral (Bs) foi continuamente retirado a 7,17 toneladas/h via um conduto 33.

As composições dos componentes 24 horas após o sistema ter se tornado completamente estável foram como a seguir.

AT: 6,8% em peso de material tendo um ponto de ebulição menor do que o de carbonato de metil fenila (0,1% em peso de carbonato de dimetila, 0,1% em peso de anisol, 6,6% em peso de fenol), 33,8% em peso de carbonato de metil fenila, 59,4% em peso de carbonato de difenila.

Ab: 41,0% em peso de carbonato de difenila, 59,0% em peso de material de ponto de ebulição elevado incluindo um componente catalisador e subprodutos tendo um ponto de ebulição maior do que o de carbonato de difenila como salicilato de fenila, xantona, metoxibenzoato de fenila e 1- fenoxicarbonil-2-fenoxicarbóxi-fenileno.

BT: 0,25% em peso de carbonato de dimetila, 0,25% em peso de anisol, 15,6% em peso de fenol, 79,6% em peso de carbonato de fenil metila, 4,3% em peso de carbonato de difenila.

Bb: 95,0% em peso de carbonato de difenila, 5,0% em peso de material de ponto de ebulição elevado.

O teor de cada dentre salicilato de fenila, xantona e metoxibenzoato de fenila no componente de fração lateral não foi maior do que 1 ppm, e o teor de l-fenoxicarbonil-2-fenoxicarbóxi-fenileno foi de 4 ppm. Além disso, o teor de halogênio não foi maior do que 1 ppb. Verificou- se, assim, que a pureza do carbonato de difenila obtido a partir da fração lateral não foi menor do que 99,999%. Além disso, a quantidade produzida deste carbonato de difenila de pureza elevada foi 7,17 t/h.

A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. A quantidade de carbonato de difenila produzido e a pureza foram substancialmente inalteradas após 500 horas, 2000 horas, 4000 horas, 5000 horas, e 6000 horas.

O carbonato de difenila de pureza elevada obtido neste modo foi temporariamente armazenado em um estado fundido em um tanque de armazenamento.

(3) Etapa (III) de produção de policarbonato de alta qualidade

A produção de policarbonato aromático foi realizada usando um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado como mostrado na FIG. 6. O material do aparelho de polimerização era todo de aço inoxidável. O aparelho de polimerização tem uma carcaça lateral cilíndrica e uma porção de fundo cônica afilada, e foi disposto de modo que L = 1.000 cm, h = 900 cm, D = 500 cm, d = 40 cm, C = 155°, e S = 250 m2. O polímero fundido alimentado a partir de uma abertura de alimentação 1 foi uniformemente distribuído por uma placa perfurada 2 para guias 4. Uma abertura de alimentação de gás inerte 9 foi provida em uma porção inferior do aparelho de polimerização, e uma ventilação de vácuo 6 foi provida em uma porção superior. Foi disposta uma camisa no lado externo do aparelho de polimerização, aquecimento sendo realizado usando um meio de aquecimento.

Um prepolímero fundido de policarbonato aromático (peso molecular médio numérico Mn = 4.000) produzido a partir de bisfenol Aeo carbonato de difenila de pureza elevada produzido nas etapas (I) e (II) (relação molar com base em bisfenol A = 1,05) e mantido a 260°C foi alimentado continuamente em uma zona de alimentação 3 a partir da abertura de alimentação 1 por uma bomba de alimentação. O prepolímero fundido, que foi alimentado continuamente em uma zona de reação de polimerização 5 via a placa perfurada 2 no aparelho de polimerização, foi submetido à polimerização enquanto escoando descendentemente ao longo das guias 4. A zona de reação de polimerização 5 foi mantida a 80 Pa via a ventilação de vácuo 6. O policarbonato aromático produzido entrando na porção de fundo afilada 11 do aparelho de polimerização a partir das extremidades inferiores das guias 4 foi continuamente retirado em uma taxa de fluxo de 5,5 toneladas/h a partir de uma abertura de descarga 7 por uma bomba de descarga 8 de modo que a quantidade do policarbonato aromático residindo na porção de fundo foi quase constante.

O peso molecular médio numérico Mn do policarbonato aromático retirado a partir da saída 12 após 50 horas desde o começo da operação foi 10.500, e o policarbonato aromático tem um tom de cor bom (b* = 3,2). Além disso, o alongamento à tração foi de 98%. Os valores de Mn para o policarbonato aromático retirado a partir da saída 12 após 60 horas, 100 horas, 500 horas, 1.000 horas, 2.000 horas, 3.000 horas, 4.000 horas, e 5.000 horas desde o começo da operação foram de 10.500, 10.550, 10.500, 10.550, 10.500, 10.500, 10.550, e 10.550 respectivamente, e assim a operação foi estável.

O policarbonato aromático produzido como acima tinha um teor de compostos de metal alcalino e/ou metal alcalino terroso de 0,04 a 0,05 ppm em termos dos elementos metálicos no mesmo, e um teor de cloro não maior do que 1 ppb (fora do limite de detecção). Além disso, o teor de ligações exteriores foi de 0,12 a 0,15% mol.

(4) Etapa (IV) de reciclagem de fenol

Uma solução de fenol contendo aproximadamente 10% de carbonato de difenila e uma quantidade de traço de bisfenol A subproduzida na etapa (III) e recuperada em uma forma líquida foi alimentada continuamente em uma coluna de purificação fenol (comprimento 1500 cm, diâmetro interno 270 cm, 9 estágios). A destilação foi realizada continuamente com uma temperatura no fundo da coluna de 185°C, uma pressão no topo da coluna de 2000 Pa, e uma relação de refluxo de 0,9. O fenol recuperado do topo da coluna foi temporariamente armazenado em um tanque, e então reciclado de volta à etapa (I). O carbonato de difenila recuperado de uma fração lateral foi alimentado na coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado de etapa (II), e assim recuperado na forma de carbonato de difenila de pureza elevada.

Exemplo 2

(1) Etapa (I) de produção contínua de carbonato de difenila A destilação reativa foi realizada sob as seguintes condições usando o mesmo aparelho 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 continuamente introduzido em uma forma líquida em uma taxa de fluxo de 40 toneladas/h a partir de uma entrada superior 11 da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101. Por outro lado, um material de partida 2 contendo carbonato de dimetila e fenol em uma relação em peso de carbonato de dimetila / fenol = 3,9 foi continuamente introduzido em uma forma gasosa em uma taxa de fluxo de 43 toneladas/h a partir de uma entrada inferior 12 da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101. A relação molar para os materiais de partida introduzidos na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 foi carbonato de dimetila / fenol = 1,87. Os materiais de partida substancialmente não devem conter halogênios (fora do limite de detecção para a cromatografia iônica, isto é, não mais que 1 ppb). Pb(OPh)2 como um catalisador foi introduzido na entrada superior 11 da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 de modo que uma concentração do mesmo no líquido de reação deve ser de aproximadamente 250 ppm. A destilação reativa foi realizada continuamente sob as condições de uma temperatura no fundo da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 de 235°C, uma pressão no topo da coluna de 9x105 Pa e uma relação de refluxo de 0. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da primeira coluna contendo metanol, carbonato de dimetila, fenol, e outros, foi continuamente retirada em uma forma gasosa a partir do topo 13 da primeira coluna, foi passada através de um trocador térmico 14, e foi retirada em uma taxa de fluxo de 43 toneladas/h a partir de uma saída 16. Por outro lado, uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna contendo carbonato de metil fenila, carbonato de dimetila, fenol, carbonato de difenila, o catalisador, e outros, foi continuamente retirada em uma forma líquida a partir do fundo 17 da primeira coluna.

Um estado uniforme estável foi atingido após 24 horas. A mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna foi assim, então, alimentada continuamente como tal na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 em uma taxa de fluxo de 40 toneladas/h a partir de uma entrada de material de partida 21 instalada entre o Mellapak e as bandejas perfuradas. O líquido alimentado na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 continha 20,7% em peso de carbonato de metil fenila e 1,0% em peso de carbonato de difenila. A destilação reativa foi realizada continuamente na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 sob as condições de uma temperatura no fundo da coluna de 205°C, uma pressão no topo da coluna de 2x104 Pa, e uma relação de refluxo de 0,5. Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 horas. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna foi continuamente retirada do topo 23 da segunda coluna, e uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna contendo 36,2% em peso de carbonato de metil fenila e 60,8% em peso de carbonato de difenila foi continuamente retirada a partir do fundo 27 da segunda coluna. A mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna foi alimentada continuamente na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 a partir da entrada 11. Neste momento, as quantidades de carbonato de dimetila e fenol novas, recentemente alimentadas na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 foram ajustadas de modo a manter as composições acima e as quantidades do material de partida 1 e do material de partida 2, levando em consideração a composição e a quantidade da mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna. Verificou-se que a quantidade produzida de carbonato de difenila por hora foi de 4,03 toneladas. A seletividade para o carbonato de difenila com base no fenol reagido foi de 97%.

A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. As quantidades produzidas de carbonato de difenila por hora após 500 horas, 1000 horas, e 2000 horas foram de 4,03 toneladas, 4,03 toneladas, e 4,04 toneladas respectivamente, e as seletividades com base no fenol reagido foram de 97%, 97%, e 97% respectivamente, e assim a operação foi muito estável. Além disso, os carbonatos aromáticos substancialmente produzidos não devem conter halogênios (não mais que 1 ppb).

(2) Etapa (Π) de obtenção de carbonato de difenila de pureza elevada Esta foi feita usando o mesmo processo como no exemplo 1. (1) Etapa (III) de produção de policarbonato de alta qualidade Usando o mesmo aparelho de polimerização como no exemplo 1, um prepolímero fundido de policarbonato aromático (peso molecular médio numérico Mn = 3.500) produzido a partir de bisfenol A e do carbonato de difenila de pureza elevada produzido nas etapas (I) e (II) (relação molar com base em bisfenol A = 1,05) foi alimentado continuamente na zona de alimentação 3 a partir da abertura de alimentação 1 por uma bomba de alimentação. A polimerização foi realizada de modo a produzir um policarbonato aromático usando o mesmo processo como no exemplo 1, exceto que a pressão na zona de reação de polimerização 5 foi mantida a 100 Pa. Os valores de Mn para o policarbonato aromático descarregado a partir de uma abertura de descarga 12 após 50 horas, 100 horas, 500 horas, 1.000 horas, 2.000 horas, 3.000 horas, 4.000 horas, e 5.000 horas desde o começo da operação foram de 7.600, 7.600, 7.650, 7.600, 7.650, 7.650, 7.600, e 7.600 respectivamente, e assim a operação foi estável.

O policarbonato aromático produzido como acima tem um teor de compostos de metal alcalino e/ou metal alcalino terroso de 0,03 a 0,04 ppm em termos dos elementos metálicos no mesmo, e um teor de cloro não maior do que 1 ppb (fora do limite de detecção). Além disso, o teor de ligações exteriores foi de 0,08 a 0,1% mol.

(4) Etapa (IV) de reciclagem do fenol

Esta foi feita usando o mesmo processo como no exemplo 1.

Exemplo 3

A destilação reativa foi realizada sob as seguintes condições usando o mesmo aparelho como no exemplo 1 exceto que a área de seção transversal por orifício de cada uma das bandejas perfuradas na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 foi feita para ser de aproximadamente 1,8 cm2. Um material de partida 1 contendo fenol e carbonato de dimetila em uma relação em peso de fenol / carbonato de dimetila = 1,7 foi continuamente introduzido em uma forma líquida em uma taxa de fluxo de 86 toneladas/h a partir de uma entrada superior 11 da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101. Por outro lado, um material de partida 2 contendo carbonato de dimetila e fenol em uma relação em peso de carbonato de dimetila / fenol = 3,5 foi continuamente introduzido em uma forma gasosa em uma taxa de fluxo de 90 toneladas/h a partir de uma entrada inferior 12 da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101. A relação molar para os materiais de partida introduzidos na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 foi carbonato de dimetila / fenol = 1,44. Os materiais de partida substancialmente não devem conter halogênios (fora do limite de detecção para a cromatografia iônica, isto é, não mais do que 1 ppb). Pb(OPh)2 como um catalisador foi introduzido da entrada superior 11 da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 de modo que uma concentração do mesmo no líquido de reação deve ser de aproximadamente 150 ppm. A destilação reativa foi realizada continuamente sob as condições de uma temperatura no fundo da primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101 de 220°C, uma pressão no topo da coluna de 8x105 Pa e uma relação de refluxo de 0. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da primeira coluna contendo metanol, carbonato de dimetila, fenol, e outros, foi continuamente retirada em uma forma gasosa a partir do topo 13 da primeira coluna, foi passada através de um trocador térmico 14, e foi retirada em uma taxa de fluxo de 82 toneladas/h a partir da saída 16. Por outro lado, uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna contendo carbonato de metil fenila, carbonato de dimetila, fenol, carbonato de difenila, o catalisador, e outros, foi continuamente retirada em uma forma líquida a partir do fundo 17 da primeira coluna.

Um estado uniforme estável foi atingido após 24 horas. A mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna foi assim então alimentada continuamente como tal na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 em uma taxa de fluxo de 94 toneladas/h a partir da entrada de material de partida 21 instalada entre o Mellapak e as bandejas perfuradas. O líquido alimentado na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 continha 16,0% em peso de carbonato de metil fenila e 0,5% em peso de carbonato de difenila. A destilação reativa foi realizada continuamente na segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 201 sob as condições de uma temperatura no fundo da coluna de 215°C, uma pressão no topo da coluna de 2,5x104 Pa, e uma relação de refluxo de 0,4. Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 horas. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna foi continuamente retirada do topo 23 da segunda coluna, e uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna contendo 35,5% em peso de carbonato de metil fenila e 59,5% em peso de carbonato de difenila foi continuamente retirada do fundo 27 da segunda coluna. A mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna foi alimentada continuamente na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101a partir da entrada 11. Neste momento, as quantidades novas de carbonato de dimetila e fenol, recentemente alimentados na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos 101, foram ajustadas de modo a manter as composições acima e as quantidades do material de partida 1 e do material de partida 2, levando em consideração a composição e a quantidade da mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna. Verificou-se que a quantidade produzida de carbonato de difenila por hora foi de 7,28 toneladas. A seletividade para o carbonato de difenila com base no fenol reagido foi de 98%.

A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. As quantidades produzidas de carbonato de difenila por hora após 500 horas, 1000 horas, e 2000 horas foram de 7,28, 7,29, e 7,29 toneladas respectivamente, e as seletividades com base no fenol reagido foram de 98%, 98%, e 98% respectivamente, e assim a operação foi muito estável. Além disso, os carbonatos aromáticos substancialmente produzidos não devem conter halogênios (não mais que 1 ppb).

(2) Etapa (II) de obtenção de carbonato de difenila de pureza elevada Esta foi feita usando o mesmo processo como no exemplo 1.

(3) Etapa (III) de produção de policarbonato de alta qualidade A produção de policarbonato aromático foi realizada usando um aparelho de polimerização em que dois aparelhos de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado como mostrado na FIG. 6 foram dispostos em série. O material de cada um dos aparelhos de polimerização era todo de aço inoxidável. O primeiro aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado tem uma carcaça lateral cilíndrica e uma porção de fundo cônica afilada, e de modo que L = 950 cm, h = 850 cm, D = 400 cm, d = 20 cm, C = 150°, e S = 750 m2. O segundo aparelho de polimerização foi igual ao aparelho de polimerização usado no exemplo 1.

Um prepolímero fundido de policarbonato aromático (peso molecular médio numérico Mn = 2.500) produzido de bisfenol Aeo carbonato de difenila de pureza elevada produzido nas etapas (I) e (II) (relação molar com base em bisfenol A = 1,06) foram alimentados continuamente na zona de alimentação 3 a partir da abertura de alimentação 1 do primeiro aparelho de polimerização pela bomba de alimentação. O prepolímero fundido, que foi alimentado continuamente em uma zona de reação de polimerização via a placa perfurada 2 no primeiro aparelho de polimerização, foi submetido à polimerização enquanto escoando descendentemente ao longo das guias 4. A zona de reação de polimerização do primeiro aparelho de polimerização foi mantida a uma pressão de 800 Pa via a ventilação de vácuo 6. O prepolímero fundido de policarbonato aromático de grau de polimerização aumentado (peso molecular médio numérico Mn = 5.500) entrando na porção de fundo afilado 11 do aparelho de polimerização a partir das extremidades inferiores das guias 4 foi continuamente retirado em uma taxa de fluxo constante a partir da abertura de descarga 7 pela bomba de descarga 8 de modo que a quantidade do prepolímero fundido de policarbonato aromático residindo na porção de fundo foi quase constante. Este prepolímero fundido foi alimentado continuamente na zona de alimentação 3 a partir da abertura de alimentação 1 do segundo aparelho de polimerização por uma bomba de alimentação. O prepolímero fundido, que foi alimentado continuamente na zona de reação de polimerização via a placa perfurada 2 no segundo aparelho de polimerização, foi submetido à polimerização enquanto escoando descendentemente ao longo das guias 4. A zona de reação de polimerização do segundo aparelho de polimerização foi mantida em uma pressão de 50 Pa via a ventilação de vácuo 6. O policarbonato aromático produzido entrando na porção de fundo afilado 11 do segundo aparelho de polimerização a partir das extremidades inferiores das guias 4 foi continuamente retirado em uma taxa de fluxo de 6 toneladas/h a partir da abertura de descarga 7 por uma bomba de descarga 8 de modo que a quantidade do policarbonato aromático residindo na porção de fundo foi quase constante.

O peso molecular médio numérico Mn do policarbonato aromático retirado a partir da saída 12 do segundo aparelho de polimerização após 50 horas desde o começo da operação foi 11.500, e o policarbonato aromático tem um tom de cor bom (b* = 3,2). Além disso, o alongamento em tração foi de 99%. Os valores de Mn para o policarbonato aromático retirado a partir da saída 12 após 60 horas, 100 horas, 500 horas, 1.000 horas, 2.000 horas, 3.000 horas, 4.000 horas, e 5.000 horas desde o começo da operação foram de 11.500, 11.550, 11.500, 11.550, 11.500, 11.500, 11.550, e 11.500 respectivamente, e assim a operação foi estável.

O policarbonato aromático produzido como acima tem um teor de compostos de metal alcalino e/ou metal alcalino terroso de 0,03 a 0,05 ppm em termos dos elementos metálicos no mesmo, e um teor de cloro não maior do que 1 ppb (fora do limite de detecção). Além disso, o teor de ligações exteriores foi de 0,11 a 0,16% mol.

(4) Etapa (IV) de reciclagem de fenol

Esta foi feita usando o mesmo processo como no exemplo 1.

Aplicabilidade industrial

Descobriu-se que, quando produzindo o policarbonato aromático a partir do carbonato de dialquila e do composto di-hidróxi aromático, por implementação do processo de acordo com a presente invenção que compreende as etapas de: (I) produzir um carbonato de difenila usando duas colunas de destilação reativa cada uma tendo uma estrutura especificada; (II) purificar o carbonato de difenila por uso de uma coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e uma coluna de purificação de carbonato de difenila B cada uma tendo uma estrutura especificada de modo a obter um carbonato de difenila de pureza elevada a partir do carbonato de difenila; (III) produzir subseqüentemente um policarbonato aromático por uso de um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado tendo uma estrutura especificada de um prepolímero fundido obtido a partir de um composto di-hidróxi aromático e o carbonato de difenila de pureza elevada; e (IV) reciclar o fenol subproduzido na etapa (I), um policarbonato aromático de alta qualidade e alto desempenho, tendo propriedades mecânicas excelentes e sem coloração, pode ser produzido em uma escala industrial de não menos que 1 tonelada/h em uma taxa de polimerização rápida. Além disso, descobriu-se que um policarbonato aromático de alta qualidade pode ser produzido estavelmente durante um período prolongado de tempo de, por exemplo, não menos que 2000 horas, preferivelmente não menos que 3000 horas, mais preferivelmente não menos que 5000 horas, com variação pequena em peso molecular. A presente invenção assim provê um processo que alcança efeitos excelentes em um processo industrial para a produção de um policarbonato aromático de alta qualidade.

Claims

1. Processo industrial para a produção de um policarbonato aromático de alta qualidade em que um policarbonato aromático é continuamente produzido a partir de um carbonato de dialquila e um composto di-hidróxi aromático, o processo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: (I) continuamente produzir um carbonato de difenila tomando o carbonato de dialquila e um fenol como um material de partida, continuamente alimentando o material de partida em uma primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador homogêneo, realizando a reação e a destilação simultaneamente na referida primeira coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da primeira coluna contendo um álcool produzido de uma porção superior da referida primeira coluna em uma forma gasosa, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna contendo um carbonato de alquil fenila produzido a partir de uma porção inferior da referida primeira coluna em uma forma líquida, continuamente alimentando referida mistura de reação de ponto de ebulição elevado da primeira coluna em uma segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador, realizando a reação e a destilação simultaneamente na referida segunda coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna contendo um carbonato de dialquila produzido a partir de uma porção superior da referida segunda coluna em uma forma gasosa, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna contendo um carbonato de difenila produzido a partir de uma porção inferior da referida segunda coluna em uma forma líquida, e continuamente alimentando a mistura de reação de ponto de ebulição baixo da segunda coluna contendo o carbonato de dialquila na primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos; (II) purificar o carbonato de difenila por introdução contínua da mistura de reação de ponto de ebulição elevado da segunda coluna contendo o carbonato de difenila em uma coluna de separação A de material de ponto de ebulição elevado, e continuamente realizando a separação por destilação em um componente de topo de coluna At contendo o carbonato de difenila e um componente de fundo da coluna Ab contendo o catalisador e, então, continuamente introduzindo o referido componente de topo da coluna At dentro de uma coluna de purificação B de carbonato de difenila tendo uma saída de fração lateral, e continuamente realizando a separação por destilação em três componentes, sendo um componente de topo de coluna BT, um componente de fração lateral Bs e um componente de fundo da coluna Bb, de modo a obter um carbonato de difenila de pureza elevada como o componente de fração lateral; (III) produzir o policarbonato aromático por reação do referido composto di-hidróxi aromático e referido carbonato de difenila de pureza elevada juntos de modo a produzir um prepolímero fundido de policarbonato aromático, e referido prepolímero fundido sendo levado a escoar descendentemente ao longo de superfícies de guias usando um aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, de modo a polimerizar referido prepolímero fundido enquanto escoando descendentemente; e (IV) reciclar um fenol por circulação do fenol subproduzido na etapa (III) de volta à etapa de produção de carbonato de difenila (I); em que: (a) referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos compreende uma estrutura tendo uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L1 (cm) e um diâmetro interno D1 (cm) e tendo um interno com número de estágios n1 dentro do mesmo, e compreende uma saída de gás tendo um diâmetro interno d11 (cm) em um topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d12 (cm) em um fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima do fundo, pelo menos uma primeira entrada provida na porção superior e/ou uma porção do meio da coluna abaixo da referida saída de gás, e pelo menos uma segunda entrada provida na porção do meio e/ou na porção inferior da coluna acima da referida saída de líquido, em que L1, D1, L1, / D1, n1, D1 / d11, e D1 / d12 respectivamente atendem à seguinte fórmula (1) a (6): -1500 ≤ L1 ≤ 8000 (1), -100 ≤ D1 ≤ 2000 (2), -2 ≤ L1 / D1 ≤ 40 (3), -20 ≤ n, ≤ 120 (4), -5 ≤ D1 / d11 ≤ 30 (5), e -3 ≤ D1 / d12 ≤ 20 (6); (b) a referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos compreende uma estrutura tendo uma porção de tronco cilíndrica tendo um comprimento L2 (cm) e um diâmetro interno D2 (cm), e tendo um interno com número de estágios n2 dentro da mesma, e compreende uma saída de gás tendo um diâmetro interno d21 (cm) em um topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próximo ao topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d22 (cm) em um fundo da coluna ou em uma porção inferior da coluna próxima do fundo, pelo menos uma terceira entrada provida na porção superior e/ou porção do meio da coluna abaixo da referida saída de gás, e pelo menos uma quarta entrada provida na porção do meio e/ou na porção inferior da coluna acima da referida saída de líquido, em que L2, D2, L2 / D2, η2, D2 / d2i, e D2 / d22 respectivamente atendem às seguintes fórmulas (7) a (12); -1500 < L2 <8000 (7), -100 < D2 <2000 (8), -2 < L2/D2 <40 (9), -10 < n2 < 80 (10), -2 < D2 / d2] < 15 (11), e -5 < D2 / d22 < 30 (12); (c) referida coluna de separação do material de ponto de ebulição elevado A é uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos tendo um comprimento La (cm) e um diâmetro interno Da (cm), e tendo um interno com número de estágios nA dentro da mesma, em que La, Da, e nA atendem às seguintes fórmulas (13) a (15); -800 < La <3000 (13), -100 < Da < 1000 (14), e -20 < nA < 100 (15), e referida coluna de purificação de carbonato de difenila B é uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos tendo um comprimento Lb (cm) e um diâmetro interno Db (cm), tendo um interno dentro da mesma, tendo uma entrada Bl em um estágio do meio da coluna, e uma saída de fração lateral B2 entre referida entrada Bl e o fundo da coluna, e tendo número de estágios nB1 do interno acima na entrada BI, número de estágios nB2 do interno entre a entrada Bl e a saída de fração lateral B2, número de estágios nB3 do interno abaixo da saída de fração lateral B2, e um número total de estágios nB (= nB1 + nB2 + nB3), em que Lb, Db, nB1, nB2, nB3, e nB atendem às seguintes fórmulas (16) a (21); -1000 < Lb <5000 (16), -100 < Db < 1000 (17), -5 < ηΒι < 20 (18), -12 < ηΒ2 < 40 (19), -3 < nB3 <15 (20), e -20< ηΒ < 70 (21); (d) referido aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado compreende: (1) um aparelho tendo uma abertura de recepção de prepolímero fundido, uma placa perfurada, uma zona de reação de polimerização tendo uma pluralidade de guias que se estendem descendentemente a partir da placa perfurada provida em um espaço circundado pela placa perfurada, uma carcaça lateral e uma carcaça de fundo afilado, uma zona de alimentação de prepolímero fundido para alimentar o prepolímero fundido via a placa perfurada sobre as guias na zona de reação de polimerização, uma ventilação de vácuo provida na zona de reação de polimerização, uma abertura de descarga de policarbonato aromático provida em uma porção a mais inferior da carcaça de fundo afilado, e uma bomba de descarga de policarbonato aromático conectada à abertura de descarga, em que: (2) uma área de seção interna A (m2) tomada através de um plano horizontal da carcaça lateral na zona de reação de polimerização atende à fórmula (22), <formula>formula see original document page 113</formula> (3) uma relação entre A (m ) e uma área de seção interna B (m ) tomada através de um plano horizontal da abertura de descarga do policarbonato aromático atende à fórmula (23), <formula>formula see original document page 113</formula> (4) a carcaça de fundo afilado na zona de reação de polimerização é conectada em um ângulo interno C (°) na carcaça lateral acima da mesma, em que o ângulo C (°) atende à fórmula (24), -120 < C < 165 (24), (5) um comprimento h (cm) de cada guia atende à fórmula (25), -150 <h< 5000 (25), e (6) uma área de superfície externa total S (m2) da referida guia atende à fórmula (26), -2 < S < 50.000 (26).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que não menos que 1 tonelada/h do policarbonato aromático é produzida.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que referido dn e referido d12 atendem à fórmula (27), e referido d2i e referido d22 atendem à fórmula (28); -1 < di2 / dn < 5 (27); e -1 < d21 / d22 < 6 (28).

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -3, caracterizado pelo fato de que L1, D1, L1 / D1, nl5 D1 / dn, e D1 / d12 para referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente 2000 < L1 < 6000, 150 < D1 < 1000, 3 < L1 / D1 < 30, 30 < n! < 100, 8 < D1 / dn < 25, e 5 < D1 / d12 < 18, e L2, D2, L2 / D2, n2, D2 / d21, e D2 / d22 para referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente a 2000 < L2 < 6000, 150 < D2 < 1000, 3 < L2 / D2 < -30, 15 < n2 < 60, 2,5 < D2 / d21 < 12, e 7 < D2 / d22 < 25.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -4, caracterizado pelo fato de que L1, D1, L1 / D1, nls D1 / du, e D1 / d12 para referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente a 2500 < L1 < 5000, 200 < D1 < 800, 5 < L1 / D1 < 15, 40 < n! < 90, 10 < D1 / dn < 25, e 7 < D1 / d12 < 15, e L2, D2, L2 / D2, n2, D2 / d21, e D2 / d22 para referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem respectivamente 2500 ≤ L2 ≤ 5000, 200 ≤ D2 < 800, 5 ≤ L2 / D2 ≤ 15, -20 ≤ n2 ≤ 50, 3 ≤ D2 / d2i ≤ 10, e 9 ≤ D2 / d22 ≤ 20.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -5, caracterizado pelo fato de que cada uma dentre referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um recheio como referido interno.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação do tipo placa tendo a bandeja como um referido interno, e referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo tanto o recheio como a bandeja como referido interno.

8. Processo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que cada bandeja na referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e a referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma bandeja perfurada tendo uma porção perfurada e uma porção descendente.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada bandeja perfurada tem 100 a 1000 orifícios/m na referida porção perfurada.

10. Processo de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que uma área de seção transversal por orifício de cada bandeja perfurada está em uma faixa de 0,5 a 5 cm .

11. Processo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é uma coluna de destilação tendo, como referido interno, o recheio na porção superior da coluna, e a bandeja na porção inferior da coluna.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 11, caracterizado pelo fato que referido recheio do referido interno na referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é um ou uma pluralidade de conjuntos de recheios estruturados.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o recheio estruturado na referida segunda coluna de destilação contínua de estágios múltiplos é pelo menos um tipo selecionado dentre o grupo consistindo de Mellapak, Gempak, Techno-pack, Flexipac, um recheio Sulzer, um recheio Goodroll, e Glitschgrid.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato que cada uma dentre referida coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e referida coluna de purificação de carbonato de difenila B é uma coluna de destilação tendo uma bandeja e/ou um recheio como referido interno.

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o interno de cada uma dentre referida coluna de separação de material de ponto de ebulição elevado A e referida coluna de purificação de carbonato de difenila B é o recheio.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o recheio é um recheio estruturado de pelo menos um tipo selecionado dentre o grupo consistindo de Mellapak, Gempak, Techno-pack, Flexipac, um recheio Sulzer, um recheio Goodroll, e Glitschgrid.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que a carcaça lateral na zona de reação de polimerização é cilíndrica como um diâmetro interno D (cm) e um comprimento L (cm), a carcaça de fundo afilado, que é conectada à porção inferior da carcaça lateral, é cônica, e a abertura de descarga, que está na porção mais inferior da referida carcaça de fundo cônico afilado, é cilíndrica com um diâmetro interno d (cm), em que D, L e d atendem às seguintes fórmulas (29), (30), (31) e (32); -100 ≤ D ≤ 1800 (29), -5 ≤ D / d ≤ 50 (30), -0,5 ≤ L / D ≤ 30 (31), e h 20 ≤ L ≤ h + 300 (32).

18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -17, caracterizado pelo fato de referido h atende à fórmula (33); -400 ≤ h ≤ 2500 (33).

19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -18,caracterizado pelo fato de que cada guia é cilíndrica, ou em forma de tubo, e feita de modo que o prepolímero fundido não pode entrar na mesma, com um diâmetro externo r (cm), em que r atende à fórmula (34); -0,1 ≤ r ≤ 1 (34).

20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -19, caracterizado pelo fato de que a polimerização é realizada usando dois ou mais. dos referidos aparelhos de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado ligados juntos.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -20, caracterizado pelo fato de que a pluralidade dos aparelhos de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado de acordo com a reivindicação 17 compreende dois aparelhos de polimerização sendo um primeiro aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado e um segundo aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado, em que em um processo em que um grau de polimerização é aumentado nesta ordem, uma área de superfície externa total Sl (m2) das guias no referido primeiro aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado e uma área de superfície externa total S2 (m ) das guias no referido segundo aparelho de polimerização de tipo de escoamento descendente e com contato guiado atendem à fórmula (35); -1 ≤ S1 / S2 ≤ 20 (35).

22. Policarbonato aromático de alta qualidade, caracterizado pelo fato de ser produzido em uma quantidade de não menos que 1 tonelada/h, que é produzido pelo processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 21.

23. Policarbonato aromático de alta qualidade, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de ter um teor de compostos de metal alcalino e/ou de metal alcalino terroso em uma faixa de 0,1 a 0,01 ppm em termos de elementos metálicos no mesmo, e um teor de halogênio de não mais que 1 ppb.

24. Policarbonato aromático de alta qualidade, de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de ser um policarbonato aromático tendo uma cadeia principal do mesmo parcialmente ramificada através de uma ligação externa incluindo uma ligação de éster ou uma ligação de éter, e tendo um teor da referida ligação externa em uma faixa de 0,05 a 0,5% mol com base nas ligações de carbonato.