BRPI0620606A2

BRPI0620606A2 - Processo industrial para a produção de um carbonato de dialquila e de um diol, e, carbonato de dialquila

Info

Publication number: BRPI0620606A2
Application number: BRPI0620606-9A
Authority: BR
Inventors: Shinsuke Fukuoka; Hironori Miyaji; Hiroshi Hachiya; Kazuhiko Matsuzaki
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2012-05-22
Also published as: KR20080072941A; WO2007074692A1; CN101346164A; EA200801441A1; JPWO2007074692A1; JP4937140B2; CN101346164B; EP1967242A1; US20090105494A1; EP1967242A4; TW200738601A

Abstract

PROCESSO INDUSTRIAL PARA A PRODUçãO DE UM CARBONATO DE DIALQUILA E DE UM DIOL, E, CARBONATO DE DIALQUILA é um objeto de a presente invenção, quando produzindo um carbonato de dialquila e um diol industrialmente em uma quantidade grande (por exemplo não menos que 2 toneladas/h para o carbonato de dialquila e não menos que 1,3 toneladas/h para o diol), através de um sistema de destilação reativa tomando-se um carbonato cíclico e um álcool monoidrico alifático como materiais de partida, continuamente alimentando os materiais de partida dentro de uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplosem que está presente um catalisador, e realizando a reação e a destilação simultaneamente na coluna, prover um processo específico que permite que o carbonato de dialquila e o diol sejam produzidos, cada, com uma seletividade elevada e produtividade elevada de modo estável durante um período prolongado de tempo (por exemplo, não menor que 1000 horas, preferivelmente não menor que 3000 horas, mais preferivelmente não menor que 5000 horas) e, além disso, permite que o carbonato de dialquila produzido seja separado e purificado de modo estável durante um período prolongado de tempo com elevada eficiência. Descobriu-se que, realizando a destilação reativa usando uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A, tendo uma estrutura especificada, e submetendo-se um componente de topo de coluna AT assim obtido à separação por destilação usando uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, tendo uma estrutura especificada, um carbonato de dialquila de pureza elevada (por exemplo não menor que 97%, preferivelmente não menor que 99%, mais preferivelmente não menor que 99,9%, ainda mais preferivelmente não menor que 99,99%) e um diol podem ser produzidos cada com uma seletividade elevada de não menos que 95%, preferivelmente não menos que 97%, mais preferivelmente não menos que 99%, em uma escala industrial de não menos que 2 toneladas/h, preferivelmente não menos que 3 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 4 toneladas/h, para o carbonato de dialquila, e não menos que 1,3 toneladas/h, preferivelmente não menos que 1,95 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 2,6 toneladas/h para o diol, com um rendimento elevado de modo estável durante um período prolongado de tempo de não menos que 1000 horas, preferivelmente não menos que 3000 horas, mais preferivelmente não menos que 5000 horas, a partir de um carbonato cíclico e um álcool monoidrico alifático.

Description

"PROCESSO INDUSTRIAL PARA A PRODUÇÃO DE UM CARBONATO DE DIALQUILA E DE UM DIOL, E5 CARBONATO DE DIALQUILA"

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um processo industrial para a produção de um carbonato de dialquila e um diol. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um processo para a produção industrial de quantidades grandes de carbonato de dialquila e o diol de modo estável durante um período prolongado de tempo ao tomar um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático com materiais de partida, continuamente alimentando os materiais de partida em uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador, realizando a destilação reativa na coluna de modo a obter uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado tendo o diol como um componente principal da mesma a partir de uma porção inferior da coluna e continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo contendo o carbonato de dialquila a partir de uma porção superior da coluna, continuamente alimentando a mistura de reação de ponto de ebulição baixo em outra coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, e realizando a purificação por destilação de modo a obter o carbonato de dialquila.

Arte Antecedente

Foram propostos vários processos para a produção de um carbonato de dialquila e de um diol a partir de uma reação entre um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático, mas a maior parte destas propostas refere-se a um catalisador. Como sistemas de reação, quatro sistemas foram propostos até agora. Estes quatro sistemas de reação são usados em um processo para a produção de carbonato de dimetila e etileno glicol a partir de carbonato de etileno e metanol, que é o exemplo de reação mais típico.

Um primeiro sistema é um sistema de reação completamente em batelada, em que carbonato de etileno, metanol e um catalisador são colocados em uma autoclave, que é um vaso de reação em batelada, e a reação é realizada mantendo durante um tempo de reação predeterminado sob uma temperatura aplicada em uma temperatura de reação acima do ponto de ebulição de metanol (ver, por exemplo, documento de patente 1: patente U.S. 3642858, documento de patente 2: pedido de patente japonesa acessível ao público S54-48715 (correspondendo a patente U.S. 4181676), documento de patente 5: pedido de patente japonesa acessível ao público S54-63023, documento de patente 6: pedido de patente japonesa acessível ao público S54-148726).

Um segundo sistema é um sistema que usa um aparelho em que uma coluna de destilação é provida no topo de um vaso de reação; carbonato de etileno, metanol e um catalisador são colocados no vaso de reação, e a reação é levada a prosseguir por aquecimento a temperatura predeterminada.

Com este sistema, para completar pelo metanol destilado fora através de azeotropia com o carbonato de dimetila produzido, metanol é adicionado ao vaso de reação continuamente ou em bateladas, mas em qualquer evento com este sistema a reação prossegue somente no vaso de reação, que é de tipo batelada, em que o catalisador, carbonato de etileno e metanol estão presentes.

A reação é assim de tipo batelada, a reação sendo realizada usando um excesso grande de metanol sob refluxo levando um tempo longo em uma faixa de 3 a mais de 20 horas (ver, por exemplo, documento de patente 3: pedido de patente japonesa acessível ao público S51-122025 (correspondendo a patente U.S. 4062884), documento de patente 4: pedido de patente japonesa acessível ao público S54-48716 (correspondendo a patente U.S. 4307032), documento de patente 11: patente U.S. 3803201).

Um terceiro sistema é um sistema de reação contínua em que uma solução mista de carbonato de etileno e metanol é continuamente alimentada em um reator tubular mantido em uma temperatura de reação predeterminada, e uma mistura de reação contendo carbonato de etileno não reagido e metanol e o produto, carbonato de dimetila e etileno glicol, é continuamente retirado em uma forma líquida de uma saída no outro lado.

Qualquer um dos dois processos é usado dependendo da forma do catalisador usado. Isto é, existe um processo em que um catalisador homogêneo é usado, e é passado através do reator tubular junto com a solução mista de carbonato de etileno e metanol e, então, após a reação, o catalisador é separado da mistura de reação (ver, por exemplo, documento de patente 7: pedido de patente japonesa acessível ao público 63-41432 (correspondendo a patente U.S. 4661609), documento de patente 10: patente U.S. 4734518), e um processo em que um catalisador heterogêneo fixado dentro do reator tubular é usado (ver, por exemplo, documento de patente 8: pedido de patente japonesa acessível ao público S63-238043, documento de patente 9: pedido de patente japonesa acessível ao público S64-31737 (correspondendo a patente U.S. 4691041)). A reação produzindo carbonato de dimetila e etileno glicol através da reação entre carbonato de etileno e metanol é uma reação de equilíbrio e, assim, com este sistema de reação de fluxo contínuo usando um reator tubular, é impossível tornar a conversão de carbonato de etileno maior do que uma conversão de equilíbrio determinada pela relação de composição introduzida e a temperatura de reação. Por exemplo, de acordo com o exemplo 1 no documento de patente 7 (pedido de patente japonesa acessível ao público S63-41432 (correspondendo a patente U.S. 4661609)), para uma reação em fluxo a 130°C usando um material de partida adicionado com uma relação molar de metanol/carbonato de etileno = 4/1, a conversão de carbonato de etileno é 25%. Isto significa que uma quantidade grande de carbonato de etileno e metanol não reagidos restantes na mistura de reação deve ser separada, recuperada, e recirculada de volta ao reator e, na realidade, com o processo de documento de patente 9 (pedido de patente japonesa acessível ao público S64-31737 (correspondendo a patente U.S. 4691041)), são usados muitos equipamentos para tal separação, purificação, recuperação, e recirculação.

Um quarto sistema é um sistema de destilação reativa descrito pela primeira vez pelos presentes inventores (ver, por exemplo, documento de patente 12: pedido de patente japonesa acessível ao público H4-198141, documento de patente 13: pedido de patente japonesa acessível ao público H4-230243, documento de patente 14: pedido de patente japonesa acessível ao público H9-176061, documento de patente 15: pedido de patente japonesa acessível ao público H9-183744, documento de patente 16: pedido de patente japonesa acessível ao público H9-194435, documento de patente 17: publicação internacional WO 97/23445 (correspondendo a patente européia 0889025, patente U.S. 5847189), documento de patente 18: publicação internacional WO 99/64382 (correspondendo a patente européia 1086940, patente U.S. 6346638), documento de patente 19: publicação internacional WO 00/51954 (correspondendo a patente européia 1174406, patente U.S. 6479689), documento de patente 20: pedido de patente japonesa acessível ao público 2002-308804, documento de patente 21: pedido de patente japonesa acessível ao público 2004-131394), que é um processo de produção contínua em que carbonato de etileno e metanol são, cada, continuamente alimentados em uma coluna de destilação de estágios múltiplos, e a reação é realizada na presença de um catalisador em uma pluralidade de estágios na coluna de destilação, enquanto carbonato de dimetila e etileno glicol que são produzidos são separados. Pedidos de patentes em que se usa este sistema de destilação reativa foram subseqüentemente depositados por outras empresas (ver, por exemplo, documento de patente 22: pedido de patente japonesa acessível ao público H5-213830 (correspondendo a patente européia 0530615, patente U.S. 5231212), documento de patente 23: pedido de patente japonesa acessível ao público H6-9507 (correspondendo a patente européia 0569812, patente U.S. 5359118), documento de patente 24: pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-119168 (correspondendo a publicação internacional WO 03/006418), documento de patente 25: pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936, documento de patente 26: pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-342209).

Deste modo, os processos propostos até agora para produzir o carbonato de dialquila e o diol a partir do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático incluem os quatros sistemas:

(1) um sistema de reação completamente em batelada;

(2) um sistema de reação em batelada usando um vaso de reação tendo uma coluna de destilação provida no topo do mesmo;

(3) um sistema de reação de líquido fluindo usando um reator tubular; e

(4) um sistema de destilação reativa.

No entanto, ocorreram problemas com os mesmos, como a seguir.

No caso de (1) e (3), o limite superior da conversão de carbonato cíclico é determinado pela composição introduzida e a temperatura e, assim, a reação não pode ser realizada até ser concluída e, assim, a conversão é baixa.

Além disso, no caso (2), para tornar a conversão de carbonato cíclico elevada, o carbonato de dialquila produzido deve ser destilado usando uma quantidade muito grande do álcool monoídrico alifático, e um tempo de reação longo é requerido. No caso de (4), a reação pode ser levada a prosseguir com uma conversão maior do que com (1), (2) ou (3). No entanto, processos de (4) propostos até agora foram relacionados com uma produção do carbonato de dialquila e do diol ou em quantidades pequenas ou durante um período curto de tempo, e não foi relatada a realização da produção em uma escala industrial de modo estável durante um período prolongado de tempo. Isto é, estes processos não atingiram o objetivo de produzir um carbonato de dialquila continuamente em uma quantidade grande (por exemplo, não menor que 2 toneladas /hora) de modo estável durante um período prolongado de tempo (por exemplo, não menor que 1000 horas, preferivelmente não menor que 3000 h, mais preferivelmente não menor que 5000 horas).

Por exemplo, os valores máximos da altura (H: cm), diâmetro (D: cm), e número de estágios (n) da coluna de destilação reativa, a quantidade P produzida (kg/h) de carbonato de dimetila, e o tempo de produção contínua T (h) nos exemplos descritos para a produção de carbonato de dimetila (DMC) e etileno glicol (EG) a partir de carbonato de etileno e metanol são como descritos na tabela 1.

TABELA 1

<table>table see original document page 7</column></row><table>

Nota 1: coluna de destilação Oldershaw

Nota 2: nenhuma descrição qualquer que seja definindo a coluna de destilação.

Nota 3: única descrição definindo coluna de destilação é sobre o número de estágios.

Nota 4: nenhuma descrição qualquer que seja sobre a quantidade produzida.

Nota 5: nenhuma descrição qualquer que seja com relação a uma produção estável durante um período prolongado de tempo.

No documento de patente 25 (pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936), afirma-se, no parágrafo 0060, que "O presente exemplo usa o mesmo fluxo de processo como para o modo preferido mostrado na FIG. 1 descrito acima, e foi realizado com o objetivo de operar um aparelho em escala comercial para produzir carbonato de dimetila e etileno glicol através de transesterificação por uma reação de conversão catalítica entre carbonato de etileno e metanol. Nota-se que os seguintes valores numéricos no presente exemplo podem ser adequadamente usados na operação de um aparelho real", e, como este exemplo, afirma-se que 3750 kg/h de carbonato de dimetila foram especificamente produzidos. A escala descrita neste exemplo corresponde a uma produção anual de 30.000 toneladas ou mais e, assim, isto implica que, por ocasião do depósito do pedido de patente para documento de patente 25 (pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936) (9 de abril de 2002), operação da primeira planta comercial em larga escala do mundo usando este processo tinha sido realizada. No entanto, mesmo por ocasião do depósito do presente pedido, não se notava o fato acima de todo. Além disso, no exemplo de documento de patente 25 (pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936), exatamente o mesmo valor que o valor teoricamente calculado é descrito para a quantidade produzida de carbonato de dimetila, mas o rendimento para etileno glicol é de aproximadamente 85,6%, e a seletividade é de aproximadamente 88,4% e, assim, não se pode afirmar realmente que um rendimento elevado e uma seletividade elevada foram atingidos. Em particular, a baixa seletividade indica que este processo tem um inconveniente fatal como um processo de produção industrial. (Nota-se também que o documento de patente 25 (pedido de patente japonesa acessível ao público 2003-300936) foi considerado como tendo sido desistido em 26 de julho de 2005 devido ao exame não ter sido requerido).

Com o método de destilação reativa, existem muitas causas de flutuação como variação da composição devido à reação e à variação de composição devido à destilação na coluna de destilação, e variação de temperatura e variação de pressão na coluna e, assim, a continuação de uma operação estável durante um período longo de tempo é acompanhada por muitas dificuldades, e em particular estas dificuldades são ainda aumentadas no caso de manipulação de quantidades grandes. Para continuar a produção em massa do carbonato de dialquila e do diol usando o método de destilação reativa de modo estável durante um período prolongado de tempo enquanto mantendo rendimentos elevados e seletividades elevadas para o carbonato de dialquila e o diol, o aparelho de destilação reativa deve ser projetado de modo inteligente. No entanto, a única descrição de produção estável contínua durante um período prolongado de tempo com o método de destilação reativa proposto até agora foi de 200 a 400 horas feita no documento de patente 12 (pedido de patente japonesa acessível ao público H4-198141) e no documento de patente 13 (pedido de patente japonesa acessível ao público H4-230243).

Assim, nota-se a necessidade de estabelecer um processo de destilação reativa industrial que permita que um carbonato de dialquila e um diol sejam produzidos em massa continuamente e de modo estável durante um período prolongado de tempo com rendimento elevado e seletividade elevada e, por esta ocasião, ainda estabelecer um mPa-s industrial para separar o carbonato de dialquila desejado de modo eficiente a partir de uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo continuamente retirada em uma quantidade grande a partir de uma porção superior da coluna de destilação reativa. A presente invenção foi projetada para atingir este objeto.

Como mostrado na tabela 1, com a exceção do documento de patente 25, a quantidade produzida do carbonato de dialquila por hora usando processos de destilação reativa propostos até agora tem sido uma quantidade pequena de não mais que 1 kg/h. Além disso, com o processo do documento de patente 25, um componente de topo de coluna (uma mistura de metanol e carbonato de dimetila) a partir de uma coluna de destilação reativa da primeira etapa é alimentado em uma coluna de destilação de segunda etapa, e a destilação extrativa é realizada usando carbonato de etileno. Após uma mistura de carbonato de etileno e carbonato de dimetila ter sido obtida como um componente de fundo de coluna a partir da coluna de destilação da segunda etapa, esta mistura é ainda alimentada em uma coluna de destilação da terceira etapa, e a separação por destilação é realizada de modo a obter carbonato de dimetila como um componente de topo de coluna e carbonato de etileno como um componente de fundo de coluna a partir de uma coluna de destilação de terceira etapa. Isto é, com o processo do documento de patente 25, duas colunas devem ser usadas para separar o carbonato de dimetila fora da mistura de metanol e carbonato de dimetila e, assim, o equipamento é caro. Além disso, com este processo, quatro colunas de destilação devem ser operadas juntas entre si e, assim, espera-se que uma operação estável prolongada seja difícil.

Descrição da Invenção

Problemas a serem resolvidos pela invenção

E um objeto de a presente invenção prover, no caso de produção de um carbonato de dialquila e de um diol industrialmente em quantidades grandes (por exemplo, não menores que 2 toneladas/h para o carbonato de dialquila, e não menos que 1,3 toneladas/h para o diol) através de um sistema de destilação reativa tomando-se um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático como os materiais de partida, continuamente alimentando os materiais de partida dentro de uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos em que está presente um catalisador, e realizando a reação e a destilação simultaneamente na coluna, um processo específico de acordo com o qual o carbonato de dialquila e o diol podem ser produzidos com seletividade elevada e produtividade elevada 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) e ainda o carbonato de dialquila produzido pode ser separado e purificado de modo estável durante um período prolongado de tempo com uma elevada eficiência.

Meios para resolver os problemas

Porque os presentes inventores descreveram pela primeira vez um processo para produzir continuamente um carbonato de dialquila e um diol usando uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, ocorreram muitas propostas com relação à melhora deste processo. No entanto, estas foram realizadas em um nível de laboratório em escala pequena e tempo de operação curto, e não se encontram quaisquer que sejam descrições sobre processo ou aparelho específicos permitindo a produção em massa e separação/purificação em uma escala industrial de modo estável durante um período prolongado de tempo com base nas descobertas obtidas através de uma implementação real. Os presentes inventores assim realizaram estudos visando descobrir um processo específico permitindo que um carbonato de dialquila e um diol fossem produzidos em uma escala industrial e, por exemplo, não menos que 2 toneladas/h para o carbonato de dialquila e não menos que 1,3 toneladas/h para o diol de modo estável durante um período prolongado de tempo com seletividade elevada e produtividade elevada e, ainda, permitindo que o carbonato de dialquila fosse separado e purificado de modo estável durante um período prolongado de tempo com uma eficiência elevada. Como resultado, os presentes inventores alcançaram a presente invenção.

Isto é, de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, provê-se:

1. um processo industrial para a produção de um carbonato de dialquila e de um diol em que o carbonato de dialquila e o diol são continuamente produzidos a partir de um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático, compreendendo as etapas de:

(I) continuamente produzir um carbonato de dialquila e um diol através de um sistema de destilação reativa de alimentação contínua do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático em uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A em que está presente um catalisador , realizando a reação e a destilação simultaneamente na referida coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo At contendo o carbonato de dialquila produzido e álcool monoídrico alifático não reagido a partir de uma porção superior da coluna A em uma forma gasosa, e continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado Ab contendo o diol a partir de uma porção inferior da coluna A em uma forma líquida; e

(II) continuamente alimentar a mistura de reação de ponto de ebulição baixo Ax contendo o carbonato de dialquila e o álcool monoídrico alifático continuamente retirado a partir da porção superior da referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A em uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, e continuamente separar e purificar em um componente de topo de coluna Bt tendo o álcool monoídrico alifático como um componente principal do mesmo e um componente de fundo de coluna Bb tendo o carbonato de dialquila como um componente principal do mesmo, em que:

(a) referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A é uma coluna de bandeja tendo uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L0 (cm) e um diâmetro interno D0 (cm) e tendo, dentro da mesma, uma bandeja com um número de estágios n0, a bandeja tendo uma pluralidade de orifícios na mesma, e ainda tendo uma saída de gás tendo um diâmetro interno doi (cm) em um topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d02 (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 L0, D0, n0, D01 e D02 atendem às seguintes fórmulas (1) a (6):

2100 < L0 <8000 (1),

180 < D0 <2000 (2),

4 < L0 / D0 < 40 (3),

10 ≤ n0 ≤ 120 (4),

3 ≤ D0 / d01 ≤ 20 (5),

5 ≤ D0/d02<30 ≤ (6), e

(b) referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é uma coluna de destilação compreendendo uma seção de extração tendo um comprimento L1 (cm), um diâmetro interno D1 (cm), e um interno com um número de estágios nj dentro do mesmo, e uma seção de enriquecimento tendo um comprimento L2 (cm), um diâmetro interno D2 (cm) e um interno com um número de estágios n2 dentro do mesmo, em que L1, D1, n1, L2, D2 e n2 atendem às seguintes fórmulas (7) a (14):

500 ≤ L1 ≤ 3000 (7) 100 ≤ D1 ≤ 1000 (8)

2 ≤ L1 /D1 ≤ 30 (9)

10 ≤ n1 ≤ 40 (10)

700 ≤ L2 ≤ 5000 (11)

50 ≤ D2 ≤ 800 (12)

10 ≤ L2/D2 ≤ 50 (13); e

35 ≤ η2 ≤ 100 (14).

2. ο processo de acordo com o item 1, em que uma quantidade produzida do carbonato de dialquila não é menor que 2 toneladas/h,

3. o processo de acordo com o item 1 ou 2, em que uma quantidade produzida do diol não é menor que 1,3 toneladas/h,

4. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 3, em que referido doi e referido do2 atendem à seguinte fórmula (15);

1≤d01≤d02≤5 (15),

5. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 4, em que L0, D0, L0 / D0, no, D0 / doi, e D0 / C102 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A atendem respectivamente a 2300 L0 ≤ 6000, 200 ≤ D0

≤1000,5≤L0/D0≤30,30≤n0≤100,4≤D0/d01,≤15 e 7≤D0/D02≤25,

6. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 5, em que LojD0jL0/ D0, no, D0 / doi, e D0 / Cl02 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A atendem respectivamente a 2500 L0 ≤ 5000, 210 ≤ D0

≤ 800, 7 ≤ L0 / D0 ≤ 20,40 ≤ no ≤ 90, 5 ≤ D0 / d01 ≤ 13 e 9 ≤ D0 / do2 ≤ 20,

7. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 6, em que a bandeja na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A é uma bandeja perfurada,

8. o processo de acordo com o item 7, em que referida bandeja perfurada na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A tem 100 a 1000 orifícios/m2 na porção perfurada da mesma, 9. o processo de acordo com o item 7 ou 8, em que uma área de seção transversal por orifício da referida bandeja perfurada na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A está na faixa de 0,5 a 5 cm2,

10. o processo de acordo com qualquer um dos itens 7 a 9, em que uma relação de abertura da referida bandeja perfurada na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A está na faixa de 1,5 a 15%,

11.o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 10, em que Li, D1, L1 / D1, n1} L2, D2, L2 / D2 e n2 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B atendem a 800 ≤ L1 ≤ 2500, 120 ≤D, ≤ 800, ≤ L1 / D1 ≤ 20, 13 ≤ n,≤ 25, 1500 ≤ L2 ≤ 3500, 70 ≤ D2 ≤ 600, 15≤L2/D2 ≤ 30,40 ≤ n2 ≤ 70, L1 ≤ L2 e D2 ≤D1,

12. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 11, em que o interno em cada uma dentre a seção de extração e a seção de enriquecimento da referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é uma bandeja e/ou um recheio,

13. o processo de acordo com o item 12, em que o interno em cada uma dentre a seção de extração e a seção de enriquecimento da referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é a bandeja,

14. o processo de acordo com o item 13, em que referida bandeja na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é uma bandeja perfurada,

15. o processo de acordo com o item 14, em que referida bandeja perfurada na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B tem 150 a 1200 orifícios/m2 em uma porção perfurada da mesma, e uma área de seção transversal por orifício em uma faixa de 0,5 a 5 cm2,

16. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 15, em que uma concentração do carbonato de dialquila no referido componente de fundo da coluna Bb a partir de referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B não é menor do que 97% em peso, com base em 100% em peso de referido componente de fundo da coluna,

17. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 15, em que a concentração do carbonato de dialquila no referido componente de fundo da coluna Bb a partir de referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B não é menor do que 99% em peso com base em 100% em peso de referido componente de fundo da coluna,

18. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 17, em que referido componente de topo da coluna Bx a partir de referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é reciclado como um material de partida para produzir um carbonato de dialquila e um diol,

19. o processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 18, em que o carbonato cíclico compreende carbonato de etileno e/ou carbonato de propileno, o álcool monoídrico alifático compreende metanol e/ou etanol, o carbonato de dialquila a ser produzido compreende carbonato de dimetila e/ou carbonato de dietila, e o diol a ser produzido compreende etileno glicol e/ou propileno glicol.

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

20. um carbonato de dialquila separado pelo processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 19, que compreende um teor de halogênio de não mais que 0,1 ppm,

21. um carbonato de dialquila separado pelo processo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 19, que compreende um teor de halogênio de não mais do que 1 ppb,

22. o carbonato de dialquila de acordo com o item 20 ou 21, que é um carbonato de dialquila de pureza elevada tendo um teor de álcool monoídrico alifático de não mais que 0,1% em peso. Efeitos vantajosos da invenção

Descobriu-se que, por implementação da presente invenção, um carbonato de dialquila e um diol podem ser produzidos com, cada, uma seletividade elevada de não menos que 95 %, preferivelmente não menos que 97%, mais preferivelmente não menos que 99%, em uma escala industrial de não menos que 2 toneladas/h, preferivelmente não menos que 3 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 4 toneladas/h, para o carbonato de dialquila , e não menos que 1,3 toneladas/h, preferivelmente não menos que 1,95 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 2,6 toneladas/h, para o diol, de modo estável durante um período prolongado de tempo de não menos que 1000 horas, preferivelmente não menos que 3000 horas,mais preferivelmente não menos que 5000 horas, a partir de um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático e, além disso, um carbonato de dialquila de pureza elevada (por exemplo, não menos que 97%, preferivelmente não menos que 99%, mais preferivelmente não menos que 99,9%) pode ser separado e purificado com uma eficiência elevada.

Breve Descrição dos Desenhos

FIGURA 1 é um exemplo de uma vista esquemática mostrando uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A usada na etapa (I) na presente invenção, no estágios de bandejas (mostrados esquematicamente na figura 1) sendo instalados em uma porção do tronco da mesma; e

FIGURA 2 é um exemplo de uma vista esquemática mostrando uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B usada na etapa (II), ni e n2 estágios de bandejas (não mostrados na figura 2) sendo instalados em uma seção de extração e uma seção de enriquecimento, respectivamente, como um interno em uma porção de tronco da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B.

Descrição de Números de Referência: Na figura 1:

1: saída de gás; 2: saída de líquido; 3-a a 3-e: entrada; 4-a e 4-b: entrada; 5: placa terminal; 6: interno; 7: porção de tronco, 10: coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A; L0: comprimento (cm) de porção de tronco; D0: diâmetro interno (cm) de porção de tronco; do,: diâmetro interno (cm) de saída de gás; Ci02: diâmetro interno (cm) de saída de líquido.

Na figura 2:

1: saída de gás; 2: saída de líquido; 3-a a 3-c e 4: entrada; L1 : comprimento (cm) de seção de extração da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, L2: comprimento (cm) de seção de enriquecimento de coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, D1: diâmetro interno (cm) de seção de extração da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, D2: diâmetro interno de seção de enriquecimento da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B.

Melhor Modo para Realizar a Invenção

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

A reação da presente invenção é uma reação de transesterificação de equilíbrio reversível representada pela seguinte fórmula em que um carbonato de dialquila (C) e um diol (D) são produzidos a partir de um carbonato cíclico (A) e um álcool monoídrico alifático (B):

<formula>formula see original document page 18</formula>

em que R1 representa um grupo bivalente -(CH2)m- (m é um número inteiro de 2 a 6), um ou mais dos hidrogênios dos mesmos sendo opcionalmente substituído com um grupo alquila ou um grupo arila tendo de 1 a 10 átomos de carbono. Além disso, R2 representa um grupo alifático monovalente tendo de 1 a 12 átomos de carbono, um ou mais dos hidrogênios dos mesmos sendo opcionalmente substituído com um grupo alquila ou um grupo arila tendo de 1 a 10 átomos de carbono.

O carbonato cíclico usado como um material de partida na presente invenção é um composto representado por (A) na fórmula acima. Por exemplo, um carbonato de alquileno como carbonato de etileno ou carbonato de propileno; ou 1,3-dioxaciclohexa-2-ona, 1,3-dioxaciclohepta-2-ona, ou outros, podem ser preferivelmente usados, carbonato de etileno ou carbonato de propileno sendo mais preferivelmente usados devido à facilidade de sua procura e outros, e o carbonato de etileno sendo particularmente preferivelmente usado.

Além disso, o álcool monoídrico alifático usado como o outro material de partida é um composto representado por (B) na fórmula acima. Um álcool monoídrico alifático tendo um ponto de ebulição inferior ao do diol produzido é usado. Apesar de possivelmente variar dependendo do tipo de carbonato cíclico usado, exemplos incluem assim metanol, etanol, propanol (isômeros), álcool alílico, butanol (isômeros), 3-buten-l-ol, álcool amílico (isômeros), álcool hexílico (isômeros), álcool heptílico (isômeros), álcool octílico (isômeros), álcool nonílico (isômeros), álcool decílico (isômeros), álcool undecílico (isômeros), álcool dodecílico (isômeros), ciclopentanol, ciclohexanol, cicloheptanol, ciclooctanol, metilciclopentanol (isômeros), etilciclopentanol (isômeros), metilciclohexanol (isômeros), etilciclohexanol (isômeros), dimetilciclohexanol (isômeros), dietilciclo hexanol (isômeros), fenilciclohexanol (isômeros), álcool benzílico, álcool fenetílico (isômeros), fenilpropanol (isômeros), e assim em diante. Além disso, estes álcoois monoídricos alifáticos podem ser substituídos com substituintes como halogênios, grupos alcóxi inferior, grupos ciano, grupos alcoxicarbonila, grupos ariloxicarbonila, grupos acilóxi, e grupos nitro.

Dentre tais álcoois monoídricos alifáticos, os preferivelmente usados são álcoois tendo de 1 a 6 átomos de carbono, mais preferivelmente álcoois tendo de 1 a 4 átomos de carbono, isto é, metanol, etanol, propanol (isômeros), e butanol (isômeros). No caso de usar carbonato de etileno ou carbonato de propileno como o carbonato cíclico, álcoois monoídricos alifáticos preferíveis são metanol e etanol, metanol sendo particularmente preferível.

No processo da presente invenção, um catalisador é levado a estar presente na coluna de destilação reativa A. O método de levar o catalisador a estar presente pode ser qualquer método, mas no caso de, por exemplo, um catalisador homogêneo que dissolve no líquido de reação sob as condições de reação, o catalisador pode ser levado a estar presente na fase líquida na coluna de destilação reativa por alimentação do catalisador dentro da coluna de destilação reativa continuamente ou, no caso de um catalisador heterogêneo, que não dissolve no líquido de reação sob as condições de reação, o catalisador pode ser levado a estar presente no sistema de reação por disposição do catalisador como um sólido na coluna de destilação reativa; estes métodos também podem ser usados em combinação.

No caso em que um catalisador homogêneo é alimentado continuamente na coluna de destilação reativa, o catalisador homogêneo pode ser alimentado junto com o carbonato cíclico e/ou o álcool monoídrico alifático, ou pode ser alimentado em uma posição diferente nos materiais de partida. A reação realmente prossegue na coluna de destilação em uma região abaixo da posição em que o catalisador é alimentado e, assim, é preferível alimentar o catalisador em uma região entre o topo da coluna e a(s) posição (ões) em que os materiais de partida são alimentados. O catalisador deve estar presente em, pelo menos, 5 estágios, preferivelmente, pelo menos, 7 estágios, mais preferivelmente, pelo menos, 10 estágios.

Além disso, no caso de usar um catalisador sólido heterogêneo, o catalisador deve estar presente em, pelo menos, 5 estágios, preferivelmente, pelo menos, 7 estágios, mais preferivelmente, pelo menos, 10 estágios. Um catalisador sólido que também tem um efeito como um recheio na coluna de destilação pode ser usado.

Como o catalisador usado na presente invenção, qualquer um dentre vários catalisadores conhecidos até agora podem ser usados. Exemplos incluem:

metais alcalinos e metais alcalinos terrosos como lítio, sódio, potássio, rubídio, césio, magnésio, cálcio, estrôncio, e bário;

compostos básicos de metais alcalinos e metais alcalino-terrosos, como hidretos, hidróxidos, alcóxidos, arilóxidos, e amidas;

compostos básicos de metais alcalinos e metais alcalino-terrosos como carbonatos, bicarbonatos, e sais de ácido orgânico;

aminas terciárias como trietilamina, tributilamina, trihexilamina, e benzildietilamina;

compostos heteroaromáticos contendo nitrogênio como N- alquilpirróis, N-alquilindóis, oxazóis, N-alquilimidazóis, N-alquilpirazóis, oxadiazóis, piridina, alquilpiridinas, quinolina, alquilquinolinas, isoquinolina, alquilisoquinolinas, acridina, alquilacridinas, fenantrolina, alquilfenantrolinas, pirimidina, alquilpirimidinas, pirazina, alquilpirazinas, triazinas, e alquiltriazinas;

amidinas cíclicas como diazabicicloundeceno (DBU), e diazabiciclononeno (DBN);

compostos de tálio como óxido de tálio, halogenetos de tálio, hidróxido de tálio, carbonato de tálio, nitrato de tálio, sulfato de tálio, e sais de ácido orgânico de tálio; compostos de estanho como tributilmetoxiestanho, tributiletoxi estanho, dibutilmetoxiestanho, dietildietoxiestanho, dibutildietoxiestanho, dibutilfenoxiestanho, difenilmetoxiestanho, acetato de dibutilestanho, cloreto de tributilestanho, e 2-etilhexanoato de estanho;

compostos de zinco como dimetoxizinco, dietoxizinco, etilenodioxizinco, e dibutoxizinco;

compostos de alumínio como trimetóxido de alumínio, triisopropóxido de alumínio, e tributóxido de alumínio;

compostos de titânio como tetrametoxititânio, tetraetoxititânio, tetrabutoxititânio, diclorodimetoxititânio, tetraisopropoxititânio, acetato de titânio, e acetilacetonato de titânio;

compostos de fósforo como trimetilfosfina, trietilfosfina, tributil fosfína, trifenilfosfina, halogenetos de tributilmetilfosfônio, halogenetos de trioctilbutilfosfônio, e halogenetos de trifenilmetilfosfônio;

compostos de zircônio como halogenetos de zircônio, acetilacetonato de zircônio, alcóxidos de zircônio, e acetato de zircônio; e

chumbo e compostos contendo chumbo, por exemplo, óxidos de chumbo como PbO, PbO2, e Pb3O4;

sulfetos de chumbo como PbS, Pb2S3, e PbS2;

hidróxidos de chumbo como Pb(OH)2, Pb3O2(OH)2, Pb2[Pb02(0H)2], e Pb2O(OH)2;

plumbitos como Na2PbO2, K2PbO2, NaHPbO2, e KHPbO2;

plumbatos como Na2PbO3, Na2H2PbO, K2PbO3, K2[Pb(OH)6], K4PbO4, Ca2PbO4, e CaPbO3;

carbonates de chumbo e sais básicos dos mesmos como PbCO3 e 2PbC03.Pb(0H)2;

compostos de alcóxichumbo e compostos de arilóxichumbo como Pb(OCH3)2, (CH3O)Pb(OPh), e Pb(OPh)2; sais de chumbo de ácidos orgânicos, e carbonates e seus sais básicos, como Pb(OCOCH3)2, Pb(OCOCH3)4, e Pb(OCOCH3)2. PbOJH2O;

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);

ligas de chumbo, Pb-Na, Pb-Ca, Pb-Ba, Pb-Sn, Pb-Sb; minerais de chumbo como galena e blenda de zinco; e hidratos de tais compostos de chumbo.

No caso em que o composto usado dissolve em um material de partida da reação, a mistura de reação, um subproduto de reação ou outro, o composto pode ser usado como o catalisador homogêneo, enquanto no caso em que o composto não dissolve, o composto pode ser usado como um catalisador sólido. Além disso, também é preferível usar, como um catalisador homogêneo, uma mistura obtida por dissolução de um composto como acima em um material de partida da reação, a mistura de reação, um subproduto de reação ou outro, ou por reação para ocasionar a dissolução.

Além disso, trocadores iônicos como resinas de troca aniônica tendo grupos amino terciários, resinas de troca iônica tendo grupos amida, resinas de troca iônica tendo, pelo menos, um tipo de grupos de troca selecionados dentre grupos sulfonato, grupos carboxilato, e grupos fosfato, e trocadores aniônicos sólidos fortemente básicos tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca; compostos inorgânicos sólidos como sílica, sílica-alumina, sílica-magnésia, aluminossilicatos, silicato de gálio, vários zeólitos, vários zeólitos trocados em metal, e zeólitos trocados em amônio, e outros também podem ser usados como o catalisador.

Como um catalisador sólido, um usado particularmente preferivelmente é um trocador aniônico sólido fortemente básico tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, exemplos dos mesmos incluindo uma resina de troca aniônica fortemente básica tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, um trocador aniônico fortemente básico de celulose tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, e um trocador aniônico fortemente básico de tipo suportado em veículo inorgânico tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca. Como uma resina de troca aniônica fortemente básica tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, por exemplo uma resina de troca aniônica fortemente básica de tipo estireno ou outros pode ser usada preferivelmente. Uma resina de troca aniônica fortemente básica de tipo estireno é uma resina de troca aniônica fortemente básica tendo um copolímero de estireno e divinilbenzeno como um material parental, e tendo grupos de amônio quaternário (tipo I ou tipo II) como grupos de troca, e podem ser esquematicamente representados, por exemplo, pela seguinte fórmula:

<formula>formula see original document page 24</formula>

em que X representa um ânion; como X, geralmente pelo menos um tipo de ânion selecionado dentre F", Cl", Br", I", HCO3" CO3^2-, CH3CO2", HCO2", IO3", BrO3", e ClO3" é usado, pelo menos preferivelmente um tipo de ânion selecionado dentre Cl", Br", HCO3' e CO3^2". Além disso, como a estrutura do material parental de resina, ou um tipo de gel ou um tipo macro-reticular (MR) pode ser usado, o tipo MR sendo particularmente preferível devido à resistência do solvente orgânico ser elevada.

Um exemplo de um trocador aniônico fortemente básico de celulose tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca incluem celulose tendo grupos de troca -OCH2CH2NR3X obtidos por conversão de alguns ou de todos os grupos -OH na celulose em grupos de trialquilaminoetila. Aqui, R representa um grupo alquila: metila, etila, propila, butila ou outros é geralmente usado, preferivelmente metila ou etila. Além disso, X representa um ânion como definido acima.

Um trocador aniônico fortemente básico de tipo suportado em veículo inorgânico, tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, que pode ser usado na presente invenção, significa um veículo inorgânico que tinha tido grupos de amônio quaternário -O(CH2)nNR3X introduzidos ao mesmo por modificação de alguns ou de todos os grupos hidroxila de superfície -OH do veículo inorgânico. Aqui, R e X são definidos como acima, η é geralmente um número inteiro de 1 a 6, preferivelmente η = 2. Como o veíòulo inorgânico, sílica, alumina, sílica-alumina, titânia, um zeólito, ou outros podem ser usados, sendo preferível usar sílica, alumina, ou sílica-alumina, particularmente preferivelmente sílica. Pode-se usar qualquer método como o método de modificação de grupos hidroxila de superfície do veículo inorgânico.

Como o trocador aniônico sólido fortemente básico tendo grupos de amônio quaternário como grupos de troca, um comercialmente disponível pode ser usado. Neste caso, o trocador aniônico também pode ser usado como o catalisador de transesterifícação após ser submetido à troca iônica com uma espécie aniônica desejada de modo antecipado como pré-tratamento. Além disso, um catalisador sólido consistindo de um polímero orgânico de tipo de gel ou macro reticular tendo ligado, ao mesmo, grupos heterocíclicos contendo, cada, pelo menos um átomo de nitrogênio, ou um veículo inorgânico tendo ligado, ao mesmo, grupos heterocíclicos contendo, cada, pelo menos um átomo de nitrogênio também pode ser preferivelmente usado como o catalisador de transesterificação. Além disso, um catalisador sólido em que alguns ou todos estes grupos heterocíclicos contendo nitrogênio foram convertidos em um sal quaternário pode ser similarmente usado. Note-se que um catalisador sólido como um trocador iônico também pode agir como um recheio na presente invenção.

A quantidade do catalisador usado na etapa na presente invenção varia dependendo do tipo do catalisador usado, mas no caso de alimentar continuamente um catalisador homogêneo que dissolve no líquido de reação sob as condições de reação, a quantidade usada está geralmente na faixa de 0,0001 a 50% em peso, preferivelmente de 0,005 a 20% em peso, mais preferivelmente de 0,01 a 10% em peso, como uma proporção do peso total do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático alimentados como os materiais de partida. Além disso, no caso de usar um catalisador sólido instalado na coluna de destilação, o catalisador é preferivelmente usado em uma quantidade na faixa de 0,01 a 75% em volume, mais preferivelmente de 0,05 a 60% em volume, ainda mais preferivelmente de 0,1 a 60% em volume, com base no volume de coluna vazia da coluna de destilação.

Quando alimentando continuamente o carbonato cíclico em uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos constituindo a coluna de destilação reativa A na presente invenção, é preferível para o carbonato cíclico ser alimentado em um estágio especificado. Por exemplo, é preferível para o material de partida, carbonato cíclico, ser continuamente introduzido na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos a partir de, pelo menos, uma entrada provida entre o 3o estágio a partir do topo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos e o (n/3)s estágio a partir do topo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos. É importante assegurar que compostos de ponto de ebulição elevado, como o carbonato cíclico e o diol, não estejam contidos no componente de topo da coluna em estágios acima da(s) entrada(s) do carbonato cíclico. Por esta razão, existem preferivelmente não menos que 3 estágios, mais preferivelmente 4 a 10 estágios, ainda mais preferivelmente 5 a 8 estágios, acima da(s) entrada(s) do carbonato cíclico.

Um carbonato cíclico preferivelmente usado na presente invenção é um não contendo um halogênio que foi produzido através da reação entre, por exemplo, um óxido de alquila, como óxido de etileno, óxido de propileno, ou óxido de estireno e dióxido de carbono. Um carbonato cíclico contendo quantidades pequenas destes compostos de matéria prima, o diol, e outros, pode ser usado, assim, como o material de partida na presente invenção.

Na presente invenção, os materiais de partida alimentados podem conter o produto carbonato de dialquila e/ou diol. O teor do mesmo está, para o carbonato de dialquila, geralmente em uma faixa de 0 a 40% em peso, preferivelmente de 0 a 30% em peso, mais preferivelmente de 0 a 20% em peso, em termos da porcentagem em peso do carbonato de dialquila na mistura de álcool monoídrico alifático / carbonato de dialquila, e está, para o diol, geralmente na faixa de 0 a 10% em peso, preferivelmente de 0 a 7% em peso, mais preferivelmente de 0 a 5% em peso, em termos da porcentagem em peso do diol na mistura de carbonato cíclico / diol.

Quando realizando industrialmente a presente reação, além de carbonato cíclico e/ou álcool monoídrico alifático novos recentemente introduzidos no sistema de reação, material tendo o carbonato cíclico e/ou o álcool monoídrico alifático como um componente principal do mesmo recuperado da etapa (II) da presente invenção e/ou de outro processo também pode ser preferivelmente usado para materiais de partida. Por exemplo, um componente de topo da coluna BT, obtido através de separação / purificação na etapa (Π) é geralmente uma mistura de álcool monoídrico alifático como um componente principal do mesmo junto com o carbonato de dialquila e, assim, é preferível reutilizar este como algum do material de partida na etapa (I); é um excelente aspecto característico da presente invenção que isto seja possível. Um exemplo de outro processo é um processo em que um carbonato de diarila é produzido a partir de um carbonato de dialquila e um composto mono-hidróxi aromático, o álcool monoídrico alifático sendo subproduzido neste processo e recuperado. O álcool monoídrico alifático subproduzido recuperado geralmente contém o carbonato de dialquila, mas descobriu-se que no caso em que o teor do carbonato de dialquila está em uma faixa como acima, efeitos excelentes da presente invenção podem ser obtidos. O álcool monoídrico alifático subproduzido recuperado pode ainda conter o composto mono-hidróxi aromático, um éter alquil arílico, quantidades pequenas de um carbonato de alquil arila, e o carbonato de diarila e assim em diante. O álcool monoídrico alifático subproduzido pode ser usado como tal como um material de partida na presente invenção, ou pode ser usado como o material de partida após a quantidade de material contido tendo um ponto de ebulição maior do que o do álcool monoídrico alifático ter sido reduzida através de destilação ou semelhante.

Quando alimentando continuamente o álcool monoídrico alifático dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A constituindo a coluna de destilação reativa na presente invenção, é preferível para o álcool monoídrico alifático ser alimentado em um estágio especificado. Por exemplo, é preferível para o material de partida álcool monoídrico alifático ser continuamente introduzido na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A a partir de, pelo menos, uma entrada provida entre o (n/3)° estágio a partir do topo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A e o (2n/3)° f estágio a partir do topo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A. Descobriu-se que, no caso em que o álcool monoídrico alifático usado como um material de partida na presente invenção contém uma quantidade especificada do carbonato de dialquila como descrito acima, efeitos excelentes da presente invenção podem ser obtidos ao levar a(s) entrada(s) do álcool monoídrico alifático a estar em um estágio dentro desta faixa especificada. Mais preferivelmente, o álcool monoídrico alifático é continuamente introduzido na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A a partir de pelo menos uma entrada provida entre o (2n/5)° e estágio a partir do topo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos Aeo (3n/5)° estágio a partir do topo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A.

Os materiais de partida são alimentados continuamente na coluna de destilação em uma forma líquida, em uma forma gasosa, ou como uma mistura de um líquido e um gás. Além de alimentar os materiais de partida na coluna de destilação deste modo, também é preferível alimentar adicionalmente em um material de partida gasoso intermitentemente ou continuamente a partir de uma porção central e/ou porção inferior da coluna de destilação. Além disso, outro método preferível é um em que o carbonato cíclico é alimentado continuamente em uma forma líquida ou uma forma mista gás/líquido em um estágio da coluna de destilação acima dos estágios em que o catalisador está presente, e o álcool monoídrico alifático é alimentado continuamente dentro da coluna de destilação em uma forma gasosa e/ou em uma forma líquida a partir de, pelo menos, uma entrada provida em um estágio da coluna de destilação como descrito acima. Os materiais de partida são preferivelmente levados a contatar o catalisador em uma região de pelo menos 5 estágios, preferivelmente, pelo menos, 7 estágios, mais preferivelmente, pelo menos, 10 estágios, da coluna de destilação.

Na presente invenção, uma relação entre as quantidades do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático alimentados dentro da coluna de destilação reativa varia de acordo com o tipo e quantidade do catalisador de transesterificação e as condições de reação, mas uma relação molar do álcool monoídrico alifático para o carbonato cíclico alimentado está geralmente em uma faixa de 0,01 a 1000 vezes. Para aumentar a conversão de carbonato cíclico, é preferível alimentar o álcool monoídrico alifático em um excesso de pelo menos 2 vezes o número de mols do carbonato cíclico, mas se a quantidade do álcool monoídrico alifático usado for muito grande, então é necessário tornar o aparelho maior. Por tais razões, a relação molar do álcool monoídrico alifático para o carbonato cíclico está preferivelmente em uma faixa de 2 a 20, mais preferivelmente de 3 a 15, ainda mais preferivelmente de 5 a 12. Além disso, se permanecer muito carbonato cíclico não reagido, então o carbonato cíclico não reagido pode reagir com o produto diol para subproduzir oligômeros, como um dímero ou um trímero e, assim, em implementação industrial, é preferível reduzir a quantidade de carbonato cíclico não reagido restante na medida do possível. No processo da presente invenção, mesmo se a relação molar acima não for maior que 10, a conversão do carbonato cíclico pode ser levar a não ser menor que 98%, preferivelmente não menor que 99%, mais preferivelmente não menor que 99,9%. Este é outro aspecto característico da presente invenção.

Na presente invenção, preferivelmente não menos que 2 toneladas/h do carbonato de dialquila é continuamente produzido (etapa (I)) e separado e purificado (etapa (II)); a quantidade mínima do carbonato cíclico continuamente alimentado para obter isto é geralmente de 2,2 P toneladas/h, preferivelmente 2,1 P toneladas/h, mais preferivelmente 2,0 P toneladas/h, com base na quantidade P (tonelada/h) do carbonato de dialquila a ser produzido. Em um caso ainda mais preferível, esta quantidade pode ser levada a ser menor que 1,9 P toneladas/h.

A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A, usada na etapa (I) na presente invenção, atende não somente às condições da perspectiva da função de destilação, mas também estas condições são combinadas com as condições requeridas de modo a levar a reação a prosseguir estavelmente com uma conversão elevada e uma seletividade elevada. Especificamente, a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A deve ser uma coluna de bandeja tendo uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L0 (cm) e um diâmetro interno D0 (cm) e tendo, dentro da mesma, um número de estágios no de uma bandeja tendo uma pluralidade de orifícios na mesma, e ainda tendo uma saída de gás tendo um diâmetro interno doi (cm) em um topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d02 (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 L0, D0, n0, D01 e d02 atendem às seguintes fórmulas (1) a (6)

2100 ≤ L0 <8000 (1),

180 ≤ D0 <2000 (2),

4 ≤ L0 / D0 ≤ 40 (3),

10 ≤ no ≤ 120 (4),

3 ≤ Do / d02 ≤ 20 (5),e

5 ≤ D0 / d02 ≤ 30 (6).

Note-se que o termo "o topo da coluna ou a porção superior da coluna próxima ao topo" usado na presente invenção significa a porção do topo da coluna descendente até aproximadamente 0,25 L0, e o termo "o fundo da coluna ou a porção inferior da coluna próxima do fundo" significa a porção do fundo da coluna ascendente até aproximadamente 0,25 L0. Aqui, "L0" é como definido acima.

Descobriu-se que usando a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A que simultaneamente atende às fórmulas (1), (2), (3), (4), (5) e (6), o carbonato de dialquila e o diol podem ser produzidos em uma escala industrial de preferivelmente não menos que 2 toneladas/h do carbonato de dialquila e/ou preferivelmente não menos que 1,3 do diol com uma elevada conversão, elevada seletividade, e elevada produtividade, de modo estável durante um período prolongado de tempo de, por exemplo, não menos que 1000 horas, preferivelmente não menos que 3000 horas, mais preferivelmente não menos que 5000 horas, a partir do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático. A razão porque se torna possível produzir o carbonato de dialquila e o diol em uma escala industrial com tais efeitos excelentes por implementação do processo de acordo com a presente invenção não é evidente, mas se supõe ser devido a um efeito compósito ocasionado quando as condições acima são combinadas. As faixas preferíveis para os fatores respectivos são descritas abaixo.

Se L0 (cm) for menor que 2100, 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 a conversão permitindo que a quantidade de produção desejada seja atingida, L0 deve ser levado a não ultrapassar 8.000. Uma faixa mais preferível para L0 (cm) é 2300 ≤ L0 ≤ 6000, com 2500 ≤ L0 ≤ 5000 sendo ainda mais preferível.

Se D0 (cm) for menor que 180, 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, D0 deve ser levado a não ser maior que 2000. Uma faixa mais preferível para D0 (cm) é 200 ≤ D0 ≤ 1000, com 210 ≤ D0 ≤ 800 sendo ainda mais preferível.

Se L0 / D0 for menor que 4 ou maior que 40, então operação estável se torna difícil. Em particular, se L0 / D0 for maior que 40, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se torna muito elevada e, assim, operação estável prolongada 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, ocasionando uma diminuição na seletividade. Uma faixa mais preferível para L0 / D0 é 5 ≤ L0 / D0 ≤ 30, com 7 ≤ L0 / D0 ≤ 20 sendo ainda mais preferível.

Se n0 for menor que 10, 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 a conversão permitindo que a quantidade de produção desejada seja atingida, no deve ser levado a não ser maior que 120. Além disso, se no for maior que 120, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se torna muito grande e, assim, uma operação estável prolongada 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, ocasionando uma diminuição na seletividade. Uma faixa mais preferível para L0 é 30 ≤ L0 < 100, com 40 < n0 < 90 sendo ainda mais preferível.

Se D0 / d01 for menor que 3, então o custo do equipamento se torna elevado. Além disso, uma quantidade grande de um componente gasoso é prontamente liberada para o exterior do sistema e, assim, uma operação estável se torna difícil. Se D0 / doi for maior do que 20, 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 D0 / do, é 4 < D0 / d01 < 15, com 5 < D0 / doi < 13 sendo ainda mais preferível.

Se D0 / Cl02 for menor que 5, então o custo do equipamento se torna elevado. Além disso, a quantidade retirada de líquido se toma relativamente elevada e, assim, a operação estável se torna difícil. Se D0 / d02 for maior que 30, então a taxa de fluxo através da saída de líquido e da tubulação se torna excessivamente rápida e, assim, erosão pode ocorrer, ocasionando a corrosão do aparelho. Faixa mais preferível para D0 / d02 é 7 < D0 / d02 ≤ 25, com 9 ≤ D0 / d02 ≤ 20 sendo ainda mais preferível.

Além disso, verificou-se que, na presente invenção, é ainda mais preferível que doi e (I02 atendam à seguinte fórmula (7);

<formula>formula see original document page 34</formula>

O termo "operação estável prolongada" usado na presente invenção significa que a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos pode ser operada continuamente em um estado uniforme com base nas condições de operação sem inundação ou gotejamento, entupimento da tubulação ou erosão durante não menos do que 1000 horas, preferivelmente não menos do que 3000 horas, mais preferivelmente não menos do que 5000 horas, e quantidades predeterminadas do carbonato de dialquila e do diol podem ser produzidas enquanto mantendo uma conversão elevada, seletividade elevada, e produtividade elevada.

Um aspecto característico da etapa (I) da presente invenção é que o carbonato de dialquila e o diol podem ser produzidos de modo estável durante um período prolongado de tempo cada um com seletividade elevada e preferivelmente com produtividade elevada para o carbonato de dialquila de não menos que 2 toneladas/h e produtividade elevada para o diol de não menos que 1,3 toneladas/h. O carbonato de dialquila e o diol são mais preferivelmente produzidos em uma quantidade de não menos que 3 t/h e não menos que 1,95 t/h respectivamente, ainda mais preferivelmente não menos que 4 toneladas/h e não menos que 2,6 t/h respectivamente. Além disso, outro aspecto característico da etapa (I) da presente invenção é que no caso em que L0, D0, L0 / D0, no, D0 / doh e D0 / (d02, para a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos atendem, respectivamente, a 2300 ≤ L0 ≤ 6000, 200 ≤ D0 ≤ 1000, 5 ≤ L0/D0 ≤30, 30 ≤ n0 ≤ 100,4 ≤ D0/d01≤15,e7≤D0/d02≤25,

não menos que 2,5 toneladas/h, preferivelmente não menos que 3 t/h, mais preferivelmente não menos que 3,5 toneladas/h do carbonato de dialquila, e não menos que 1,6 toneladas/h, preferivelmente não menos que 1,95 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 2,2 toneladas/h do diol podem ser produzidos. Além disso, outro aspecto característico da etapa (I) da presente invenção é que no caso em que L0, D0, L0 / D0, no, D0 / do,, e D0 / Ci02 para a coluna de destilação contínua estágios múltiplos atendem, respectivamente, a 2500 ≤ L0 ≤ 5000, 210 ≤ D0 ≤ 800, 7 ≤ L0 / D0 ≤ 20, 40 ≤ no ≤ 90, 5 ≤ D0 / d01 ≤ 13 e 9 < D0 / d02 < 20, não menos que 3 t/h, preferivelmente não menos que 3,5 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 4 toneladas/h do carbonato de dialquila, e não menos que 1,95 toneladas/h, preferivelmente não menos que 2,2 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 2,6 toneladas/h do diol podem ser produzidas.

A "seletividade" para cada um dentre o carbonato de dialquila e o diol na presente invenção é baseada no carbonato cíclico reagido. Na presente invenção, uma seletividade elevada de não menos que 95% pode ser geralmente atingida, preferivelmente não menos que 97%, mais preferivelmente não menos que 99%. Além disso, a "conversão" na presente invenção geralmente indica a conversão de carbonato cíclico, sendo possível, na presente invenção, levar a conversão de carbonato cíclico a não ser menor que 95%, preferivelmente não menor que 97%, mais preferivelmente não menor que 99%, ainda mais preferivelmente não menor que 99,5%, ainda mais preferivelmente não menor que 99,9%. É um dos aspectos característicos excelentes da presente invenção que uma conversão elevada possa ser mantida enquanto mantendo, deste modo, seletividade elevada.

A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A usada na etapa (I) é uma coluna de destilação de tipo de coluna de bandeja tendo bandejas como o interno. O termo "interno" usado na presente invenção significa a parte na coluna de destilação onde gás e líquido são realmente levados ao contato um com o outro. Os exemplos de bandejas incluem uma bandeja de topo de borbulhamento, uma bandeja perfurada, uma bandeja ondulada, uma bandeja de lastro, uma bandeja de válvula, uma bandeja de contra-fluxo, uma bandeja Unifrax, uma bandeja Superfrac, uma bandeja Maxfrac, uma bandeja de fluxo duplo, uma bandeja de placa de grade, uma bandeja de placa turbograde, uma bandeja Kittel, ou semelhantes. Além disso, na etapa (I), uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos tendo tanto uma porção de bandeja como uma posição recheada com recheios em parte da porção do estágio da bandeja também pode ser usada. Os exemplos dos recheios incluem recheios aleatórios 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 recheios estruturados como Mellapak, Gempak, Techno-pack, Flexipac, um recheio Sulzer, um recheio Goodroll, ou Glitschgrid. Além disso, o termo "número de estágios η (no, n,, n2, etc) do interno" usado na presente invenção significa o número de bandejas no caso das bandejas, e o número teórico de estágios no caso dos recheios. O número de estágios η no caso de uma coluna de destilação de múltiplos estágios tendo tanto uma porção de bandeja como uma porção recheada com recheios é, assim, a soma do número de bandejas e o número teórico de estágios.

Para a reação entre o carbonato cíclico e o álcool monoídrico alifático na etapa (I), descobriu-se que a conversão elevada, seletividade elevada e produtividade elevada podem ser atingidas mesmo se uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de tipo de placas, em que o interno compreende bandejas e/ou recheios tendo um número predeterminado de estágios e/ou uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos de tipo de coluna recheada é usada, mas uma coluna de destilação de tipo de placas em que o interno é a bandeja é preferível. Além disso, descobriu-se que bandejas perfuradas tendo, cada, uma porção perfurada e uma porção descendente são particularmente boas como a bandeja 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/m2, ainda mais preferivelmente de 150 a 800 orifícios/m2. Além disso, descobriu-se que a área de seção transversal por orifício de cada bandeja perfurada está preferivelmente na faixa de 0,5 a 5 cm2. Uma área de seção transversal mais preferível por orifício 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 na faixa de 0,5 a 5 cm2. O número de orifícios na porção perfurada pode ser o mesmo para todas as bandejas perfuradas, ou pode diferir.

O termo "relação de abertura" usado na presente invenção significa, para cada uma das bandejas perfuradas na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A, a relação da área total de aberturas na bandeja através da qual o gás e líquido podem passar (a área de seção transversal total de orifícios) para a área da bandeja tendo estas aberturas ai. Nota-se que para uma bandeja tendo uma porção descendente, a área da porção me que o borbulhamento substancialmente ocorre, isto é, excluindo a porção descendente, é tomada como a área da bandeja. Verificou-se que a relação de abertura de cada uma das bandejas perfuradas na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A está preferivelmente em uma faixa de 1,5 a 15%. Se a relação de abertura for menor que 1,5%, então o aparelho se torna grande com relação à quantidade de produção requerida e, assim, o custo do equipamento se torna elevado. Além disso, o tempo de residência aumenta e, assim, reações laterais (por exemplo uma reação entre o produto de reação diol e carbonato cíclico não reagido) se tornam possíveis de ocorrer. Além disso, se a relação de abertura for maior que 15%, então o tempo de residência em cada uma das bandejas diminui e, assim, o número de estágios deve ser aumentado para atingir uma conversão elevada e, assim, surgem os problemas descritos acima para quando n0 é elevado. Por estas razões, uma faixa mais preferível para a relação de abertura é de 1,7 a 8,0%, com 1,9 a 6,0% sendo ainda mais preferível.

A relação de abertura pode ser igual para todas as bandejas na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A ou pode diferir. Na presente invenção, é geralmente preferível usar uma coluna de destilação de estágios múltiplos em que a relação de abertura de bandejas na porção superior da mesma é maior do que a relação de abertura de bandejas na porção inferior da mesma.

Na etapa (I), o carbonato de dialquila e o diol são continuamente produzidos por alimentação contínua do material de partida carbonato cíclico e álcool monoídrico alifático dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A, em que um catalisador está presente, realizando a reação e a destilação simultaneamente na coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo At contendo o carbonato de dialquila produzido a partir de uma porção superior da coluna em uma forma gasosa, e continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado Ab contendo o diol a partir de uma porção inferior da coluna A em uma forma líquida.

O tempo de reação para a reação de transesterificação realizada na etapa (I) é considerado para se igualar ao tempo de residência médio do líquido de reação na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A. O tempo de reação varia dependendo da forma dos internos na coluna de destilação Aeo número de estágios, as quantidades dos materiais de partida alimentados, o tipo e quantidade do catalisador, as condições de reação e assim em diante. O tempo de reação está geralmente em uma faixa de 0,1 a 20 horas, preferivelmente de 0,5 a 15 horas, mais preferivelmente de 1 a 10 horas.

A temperatura de reação varia dependendo do tipo dos compostos de material de partida usados, e o tipo e quantidade do catalisador.

A temperatura de reação está geralmente em uma faixa de 30 a 300°C. Prefere-se aumentar a temperatura de reação de modo a aumentar a taxa de reação. No entanto, se a temperatura de reação for muito elevada, então as reações laterais podem ocorrer. A temperatura de reação está assim preferivelmente na faixa de 40 a 250°C, mais preferivelmente de 50 a 200°C, ainda mais preferivelmente de 60 a 150°C. Na presente invenção, a destilação reativa pode ser realizada com a temperatura de fiindo da coluna fixada em não mais do que 150°C, preferivelmente não mais que 130°C, mais preferivelmente não mais que 110°C, ainda mais preferivelmente não mais que 100°C. Um aspecto característico excelente da presente invenção é que a conversão elevada, seletividade elevada, e produtividade elevada podem ser atingidas mesmo com tal temperatura baixa de fundo da coluna. Além disso, a pressão de reação varia dependendo do tipo dos compostos de material de partida usados e a composição entre os mesmos, a temperatura de reação, e assim em diante. A pressão de reação pode ser qualquer uma dentre pressão reduzida, pressão normal, ou uma pressão aplicada, e geralmente está na faixa de 1 a 2x107 Pa, preferivelmente de IO3 a IO7 Pa, mais preferivelmente de IO4 a 5x106 Pa.

O material constituindo a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A usada na presente invenção é geralmente um material metálico como aço carbono ou aço inoxidável. Em termos da qualidade do carbonato de dialquila e do diol a serem produzidos, aço inoxidável é preferível.

Na presente invenção, etapa (II) é realizada seguindo a etapa (I), pelo que um carbonato de dialquila de pureza elevada, de pureza não menor que 97%, preferivelmente não menor que 99%, mais preferivelmente não menor que 99,9%, é separado com eficiência elevada.

Na etapa (II), uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é usada para submeter a mistura de reação de ponto de ebulição baixo AT, contendo o carbonato de dialquila produzido e o álcool monoídrico alifático, continuamente retirado da porção superior da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A em uma forma gasosa, à separação por destilação em um componente de topo da coluna Bx tendo o álcool monoídrico alifático como um componente principal do mesmo e um componente de fundo da coluna Bb tendo o carbonato de dialquila como um componente principal do mesmo.

A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, usada na etapa (II), deve ter uma função de separar o carbonato de dialquila com uma eficiência de separação prescrita de modo estável durante um período prolongado de tempo a partir de uma quantidade grande da mistura de reação de ponto de ebulição baixo AT, e várias condições devem ser simultaneamente atendidas para obter isto.

Especificamente, a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é uma coluna de destilação compreendendo uma seção de extração tendo um comprimento L1 (cm), um diâmetro interno Di (cm), e internos com um número de estágios n! dentro do mesmo, e uma seção de enriquecimento tendo um comprimento L2 (cm), um diâmetro interno D2 (cm) e internos com um número de estágios n2 dentro do mesmo, em que L1, D1, nu L2, D2 e n2 atendem às seguintes fórmulas (7) a (14):

500 ≤ L1 ≤ 3000 (7)

100 ≤ D1 ≤ 1000 (8)

2 ≤ L1 / D1 ≤ 30 (9)

10 ≤ η, ≤ 40 (10)

700 ≤ L2 ≤ 5000 (11)

50 ≤ D2 <800 (12)

10 ≤ L2 /D2 <50 (13); e

35 ≤ n2 ≤ 100 (14).

Descobriu-se que por uso desta coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B simultaneamente atendendo às fórmulas (7) a (14), uma quantidade grande da mistura de reação de ponto de ebulição baixo Αχ, produzido através da destilação reativa entre o carbonato cíclico e o álcool monoídrico alifático, pode ser separada com eficiência elevada, de modo que um componente de fundo de coluna Bb, contendo uma concentração elevada do carbonato de dialquila, pode ser obtido em uma escala industrial de, preferivelmente, não menos que 2 toneladas/h, de modo estável durante um período prolongado de tempo de, por exemplo, não menos que 1000 h, preferivelmente não menos que 3000 h, mais preferivelmente não menos que 5000 h. Além disso, com relação à pureza do carbonato de dialquila separado como o componente de fundo de coluna Bb, geralmente uma pureza elevada de não menos que 97% em peso, preferivelmente não menos que 99% em peso, pode ser facilmente atingida. Na etapa (II), é também fácil tornar a pureza do carbonato de dialquila obtido como o componente de fundo de coluna ser uma pureza ultra-elevada de preferivelmente não menos que 99,9% em peso, mas preferivelmente não menos que 99,99% em peso. A razão porque se tornou possível produzir, e separar e purificar, o carbonato de dialquila em 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 (1) a (14) são combinadas. As faixas preferíveis para os fatores respectivos são descritas abaixo.

Se L1 (cm) for menor que 500, então a eficiência de separação para a seção de extração diminui e assim não é possível atingir a eficiência de separação desejada. Além disso, para diminuir o custo do equipamento enquanto mantendo a eficiência de separação desejada, L1 deve ser levado a não ser maior que 3000. Uma faixa mais preferível para L1 (cm) é 800 ≤ L1 ≤ 2500, com 1000 ≤ L11 ≤ 2000 sendo ainda mais preferível.

Se D1 (cm) for menor que 100, então não é possível atingir a quantidade de destilação desejada. Além disso, para diminuir o custo do equipamento enquanto atingindo a quantidade de destilação desejada, D1 deve ser levado a não ser maior que 1000. Uma faixa mais preferível para D1 (cm) é 120 ≤ D1 ≤ 800, com 150 ≤ D1 ≤ 600 sendo ainda mais preferível.

Se L1 / D1 for menor que 2 ou maior que 30, então a operação estável prolongada se torna difícil. Uma faixa mais preferível para L1 / D1 é 5 <Li/Dj ≤ 20, com 7 ≤ L1 / D1 ≤ 15 sendo ainda mais preferível.

Se n! for menor que 10, então a eficiência de separação para a seção de extração diminui e, assim, a eficiência de separação desejada não pode ser atingida. Além disso, para diminuir o custo do equipamento enquanto mantendo a eficiência de separação desejada, n1 deve ser levado a não ser maior que 40. Uma faixa mais preferível para n, é 13 ≤ n1 ≤ 25, com 15 ≤ n1 < 20 sendo ainda mais preferível.

Se L2 (cm) for menor que 700, então a eficiência de separação para a seção de enriquecimento diminui, e assim a eficiência de separação desejada não pode ser atingida. Além disso, para diminuir o custo do equipamento enquanto mantendo a eficiência de separação desejada, L2 deve ser levado a não ser maior que 5000. Além disso, se L2 for maior que 5000, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se torna muito grande e, assim, uma operação estável prolongada se torna difícil. Além disso, se torna necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, reações laterais podem ocorrer. Uma faixa mais preferível para L2 (cm) é 1500 ≤ L2 ≤ 3500, com 2000 ≤ L2 ≤ 3000 sendo ainda mais preferível.

Se D2 (cm) for menor que 50, então não é possível atingir a quantidade de destilação desejada. Além disso, para diminuir o custo do equipamento enquanto atingindo a quantidade de destilação desejada, D2 deve ser levado a não ser maior que 800. Uma faixa mais preferível para D2 (cm) é 70 ≤ D2 ≤ 600, com 80 ≤ D2 ≤ 400 sendo ainda mais preferível.

Se L2 / D2 for menor que 10, ou maior que 50, então uma operação estável prolongada se torna difícil. Uma faixa mais preferível para

L2 / D2 é 15 < L2 / D2 ≤ 30, com 20 ≤ L2 / D2 ≤ 28 sendo ainda mais preferível.

Se n2 for menor que 35, então a eficiência de separação para a seção de enriquecimento diminui e, assim, a eficiência de separação desejada não pode ser atingida. Além disso, para diminuir o custo do equipamento enquanto mantendo a eficiência de separação desejada, n2 deve ser levado a não ser maior que 100. Além disso, se n2 for maior que 100, então a diferença de pressão entre o topo e o fundo da coluna se torna muito grande e, assim, uma operação estável prolongada se torna difícil. Além disso, se torna necessário aumentar a temperatura na porção inferior da coluna e, assim, reações laterais podem ocorrer. Uma faixa mais preferível para n2 é 40 ≤ n2 ≤ 70, com 45 ≤ n2 ≤ 65 sendo ainda mais preferível.

Além disso, para a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B usada na etapa (II), prefere-se que seja L1 ≤ L2, mais preferivelmente L1 ≤ L2. Além disso, prefere-se que seja D2 ≤ D1, mais preferivelmente D2 ≤ D1. Na presente invenção, o caso em que L1 ≤ L2 e D2 ≤

D1 é assim preferível, o caso em que L1 ≤ L2 e D2 ≤ D1 sendo ainda mais preferível.

A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B usada na etapa (II) é preferivelmente uma coluna de destilação tendo bandejas e/ou recheios como o interno em cada uma dentre a seção de extração e a seção de enriquecimento. Uma coluna de destilação de estágios múltiplos tendo tanto uma porção de bandeja como uma porção recheada com recheios também pode ser usada.

E particularmente preferível que o interno, tanto na seção de extração com na seção de enriquecimento para a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B usada na etapa (II), seja uma bandeja. Além disso, descobriu-se que bandejas perfuradas tendo, cada, uma porção perfurada e uma porção descendente, são particularmente boas como a bandeja em termos da relação entre desempenho e custo do equipamento. Também descobriu-se que cada bandeja perfurada preferivelmente tem 150 a 1200 orifícios/m na porção perfurada. Um número mais preferível de orifícios é de 200 a 1100 orifícios/m2, ainda mais preferivelmente de 250 a 1000 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 cm . 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 150 a 1200 orifícios/m2 na porção perfurada, e a área de seção transversal por orifício estiver em uma faixa de 0,5 a 5 cm2. Demonstrou-se que por adição das condições acima à coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, o objeto da presente invenção pode ser atingido mais facilmente.

Na presente invenção, o carbonato de dialquila produzido através da destilação reativa na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A é continuamente retirado da porção superior da coluna em uma forma gasosa como a mistura de reação de ponto de ebulição baixo Ax junto com álcool monoídrico alifático que tinha permanecido não reagido devido a ser geralmente usado em excesso. A mistura de reação de ponto de ebulição baixo At é continuamente alimentada dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, uma mistura de ponto de ebulição baixo Bt tendo o álcool monoídrico alifático como um componente principal do mesmo é continuamente retirada a partir de uma porção superior da coluna em uma forma gasosa, e uma mistura de ponto de ebulição elevado Bb tendo o carbonato de dialquila como um componente principal do mesma é continuamente retirada a partir da porção inferior da coluna em uma forma líquida. Quando alimentando a mistura de reação de ponto de ebulição baixo At dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B5 a mistura de reação de ponto de ebulição baixo Αχ pode ser alimentada em uma forma gasosa, ou em uma forma líquida. É preferível aquecer ou resfriar a mistura de reação de ponto de ebulição baixo At a uma temperatura próxima da temperatura do líquido na proximidade da entrada de alimentação da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B antes de alimentar a mistura de reação de ponto de ebulição baixo At dentro da coluna de destilação B.

Além disso, a posição da qual a mistura de reação de ponto de ebulição baixo At é alimentada dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B está preferivelmente em torno entre a seção de extração e a seção de enriquecimento. A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B preferivelmente tem um refervedor para aquecer o destilado, e um aparelho de refluxo.

Na presente invenção, a mistura de reação de ponto de ebulição baixo At é geralmente retirada da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A em uma quantidade de não menos que 2 toneladas/h, antes de ser alimentada dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B e, assim, submetida à separação por destilação, quando então a mistura de ponto de ebulição baixo Bt é continuamente retirada da porção superior da coluna de destilação B, e a mistura de ponto de ebulição elevado Bb é continuamente retirada da porção inferior da coluna de destilação Β.

Na etapa (II), a concentração do álcool monoídrico alifático na mistura de ponto de ebulição baixo Bt pode ser levada a não ser menor que 80% em peso, preferivelmente não menor que 85% em peso, mais preferivelmente não menor que 90% em peso. Além disso, a concentração do carbonato de dialquila na mistura de ponto de ebulição elevado Bb pode ser facilmente levada a não ser menor que 97% em peso, preferivelmente não menor que 99% em peso, mais preferivelmente não menor que 99,9% em peso, ainda mais preferivelmente não menor que 99,99% em peso. Além disso, a quantidade do álcool separado como o componente principal da mistura de ponto de ebulição baixo Bt é geralmente não menor que 500 kg/h, preferivelmente não menor que 1 tonelada/h, mais preferivelmente não menor que 2 toneladas/h. O restante da mistura de ponto de ebulição baixo Bt é principalmente o carbonato de dialquila e, assim, a mistura de ponto de ebulição baixo Bt pode ser reusada como álcool monoídrico alifático para reagir com o carbonato cíclico ou como tal ou de outra forma após ter sido misturada com o álcool recuperado de outro processo. Esta é uma forma de realização preferível da presente invenção. No caso em que a quantidade de álcool recuperado é insuficiente, álcool monoídrico alifático novo pode ser adicionado.

A mistura de ponto de ebulição elevado Bb separada na etapa (II) tem o carbonato de dialquila como o componente principal da mesma, e tem um teor de álcool monoídrico alifático não reagido de não mais que 3% em peso, preferivelmente não mais que 1% em peso, mais preferivelmente não mais que 0,1% em peso, ainda mais preferivelmente não mais que 0,01% em peso. Além disso, em uma forma de realização preferível da presente invenção, a reação é realizada usando materiais de partida e catalisador não contendo um halogênio e, assim, o carbonato de dialquila produzido pode ser levado a não conter um halogênio de todo. Na presente invenção, um carbonato de dialquila de pureza elevada com a sua concentração sendo não menor que 97% em peso, preferivelmente não menor que 99% em peso, mais preferivelmente não menor que 99,9% em peso, ainda mais preferivelmente não menor que 99,99% em peso, com um teor de halogênio de não mais que 0,1 ppm, preferivelmente não mais que 1 ppb (fora do limite de detecção para cromatografia iônica), pode ser assim facilmente obtido.

As condições de destilação para a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B usada na etapa (II) variam dependendo da forma do interno na coluna de destilação e o número de estágios, o tipo, composição e quantidade da mistura de reação de ponto de ebulição baixo At alimentada, a pureza do carbonato de dialquila a ser obtido através da separação e assim em diante. A temperatura de fundo da coluna é geralmente uma temperatura especificada em uma faixa de 150 a 250°C. Uma faixa de temperatura mais preferível é de 170 a 230°C, ainda mais preferivelmente de 180 a 22 °C. A pressão no fundo da coluna varia dependendo da composição na coluna e a temperatura de fundo da coluna usada mas, na presente invenção, a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é geralmente operada sob uma pressão aplicada.

Além disso, a relação de refluxo para a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B está preferivelmente em uma faixa de 0,5 a 5, mais preferivelmente de 0,8 a 3, ainda mais preferivelmente de 1 a 2,5.

O material constituindo a coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B usada na etapa (II) é geralmente um material metálico como aço carbono ou aço inoxidável. Nos termos da qualidade do carbonato de dialquila e diol a serem separados, aço inoxidável é preferível.

Exemplos

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

Exemplo 1:

Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A como mostrado na FIG. 1 tendo L0 = 3300 cm, D0 = 300 cm, L0 / D0 = 11, no = 60, Do / d01 = 7,5, e D0 / D02 = 12 foi usada. As bandejas na coluna de destilação foram bandejas perfuradas, cada tendo uma área de seção transversal por orifício em uma porção perfurada da mesma de aproximadamente 1,3 cm2 e um número de orifícios de aproximadamente 180 a 320 /m2. A relação de abertura de cada uma das bandejas estava em uma faixa de 2,1 a 4,2%.

<Destilação reativa>

3,27 Toneladas/h de carbonato de etileno em uma forma líquida foram continuamente introduzidas na coluna de destilação A a partir de uma entrada (3-a) provida no 55s estágio a partir do fundo. 3,238 Toneladas/h de metanol em uma forma gasosa (contendo 8,96% em peso de carbonato de dimetila) e 7,489 toneladas/h de metanol em uma forma líquida (contendo 6,66% em peso de carbonato de dimetila) foram respectivamente continuamente introduzidas na coluna de destilação A a partir das entradas (3- b e 3-c) providas no 31- estágio a partir do fundo. A relação molar dos materiais de partida introduzidos na coluna de destilação A foi metanol / carbonato de etileno = 8,36.

O catalisador usado foi obtido por adição de 4,8 toneladas de etileno glicol a 2,5 toneladas de KOH (48% em peso de solução aquosa), aquecendo a aproximadamente 130°C, reduzindo gradualmente a pressão, e realizando o tratamento térmico durante aproximadamente 3 horas a aproximadamente 1300 Pa, de modo a produzir uma solução homogênea. Esta solução de catalisador foi continuamente introduzida na coluna de destilação A a partir de uma entrada (3-e) provida no 54s estágio a partir do fundo (concentração de K: 0,1% em peso com base em carbonato de etileno alimentado). A destilação reativa foi realizada continuamente sob condições de uma temperatura de fundo da coluna de 98°C, uma pressão do topo da coluna de aproximadamente 1,118x105 Pa, e uma relação de refluxo de 0,42.

Foi possível atingir operação estável em estado uniforme após 24 horas. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo At continuamente retirada do topo 1 da coluna a 10,678 toneladas/h, continha 4,129 toneladas/h de carbonato de dimetila, e 6,549 toneladas/h de metanol. Um líquido continuamente retirado do fundo 2 da coluna a 3,382 toneladas/h continha 2,356 toneladas/h de etileno glicol, 1,014 toneladas/h de metanol, e 4 kg/h de carbonato de etileno não reagido. Excluindo o carbonato de dimetila contido no material de partida, a quantidade produzida real de carbonato de dimetila foi de 3,340 toneladas/h, e excluindo o etileno glicol contido na solução do catalisador, a quantidade produzida real de etileno glicol foi de 2,301 toneladas/h. A conversão de carbonato de etileno foi de 99,88%, a seletividade de carbonato de dimetila não foi menor do que 99,99%, e a seletividade de etileno glicol não foi menor do que 99,99%. Etapa (II)

<Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B> Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B como mostrada na figura 2 tendo L1 = 1600 cm, D1 = 260 cm, L1/ D1= 6,2, m = 18, L2 = 2700 cm, D2 = 160 cm, L2 /D2= 16,9 e n2= 58 foi usada. Neste exemplo, as bandejas perfuradas foram usadas como os internos tanto na seção de extração como na seção de enriquecimento (área de seção transversal por orifício = aproximadamente 1,3 cm2, número de orifícios = aproximadamente 300 a 440/m2).

<Separação por destilação de componente de topo de coluna AT>

O componente de topo de coluna Αχ, contendo 4,129 toneladas/h de carbonato de dimetila e 6,549 toneladas/h de metanol, obtidos na etapa (I), foi continuamente alimentado na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a partir de uma entrada (3-b). Esta entrada foi provida entre as bandejas nos 18° e 192 estágios a partir do fundo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos Β. A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B foi operada continuamente com uma temperatura de fundo de coluna de aproximadamente 205°C, uma pressão de fundo de coluna de aproximadamente 1,46 MPa, e uma relação de refluxo de aproximadamente 1,8.

Foi possível atingir uma operação de estado estável uniforme após 24 h. Um componente de topo de coluna B7 continuamente retirado do topo 1 da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a 7,158 toneladas/h continha 6,549 toneladas/h de metanol e 0,509 tonelada/h de carbonato de dimetila. A concentração de metanol no componente de topo da coluna Br foi 91,49% em peso. Além disso, um componente de fundo da coluna Bb continuamente retirado do fundo 2 da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a 3,62 toneladas/h continha não menos que 99,99% em peso de carbonato de dimetila (teor de metanol não maior do que 0,01% em peso).

Isto significa que do carbonato de dimetila alimentado na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, aproximadamente 87,7% foram obtidos como carbonato de dimetila de pureza elevada. Nota-se que o componente de topo da coluna B7 foi alimentado como tal dentro da coluna de destilação reativa A e, assim, usado como alguma parte do material de partida para produzir o carbonato de dimetila e do etileno glicol.

A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. Após 500 horas, 2000 horas, 4000 horas, 5000 horas e 6000 horas, as quantidades de carbonato de dimetila obtidas por hora foram de 3,62 toneladas, 3,62 toneladas, 3,62 toneladas, 3,62 toneladas e 3,62 toneladas e, assim, a operação foi muito estável. A pureza do carbonato de dimetila obtido através da separação / purificação foi de 99,99% em cada caso, e o teor de halogênio estava fora do limite de detecção, isto é, não mais que 1 ppb.

Exemplo 2

Etapa (I)

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

2,61 toneladas/h de carbonato de etileno em uma forma líquida foi continuamente introduzido na coluna de destilação a partir da entrada (3-a) provida no 55° estágio a partir do fundo. 4,233 toneladas/h de metanol em uma forma gasosa (contendo 2,41% em peso de carbonato de dimetila) e 4,227 toneladas/h de metanol em uma forma líquida (contendo 1,46% em peso de carbonato de dimetila) foram respectivamente continuamente introduzidas na coluna de destilação a partir das entradas (3-b e 3-c) providas no 31 estágio a partir do fundo. A relação molar dos materiais de partida introduzidos na coluna de destilação foi metanol/ carbonato de etileno = 8,73.

O catalisador foi levado a ser igual que no exemplo 1, e foi continuamente alimentado na coluna de destilação. A destilação reativa foi realizada continuamente sob condições de uma temperatura de fundo de coluna de 93°C, uma pressão de topo de coluna de aproximadamente 1,046 χ 10^5 Pa, e uma relação de refluxo de 0,48.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 h. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo A7 continuamente retirada do topo 1 da coluna a 8,17 toneladas/h continha 2,84 toneladas/h de carbonato de dimetila, e 5,33 toneladas/h de metanol. Um líquido continuamente retirado do fundo 2 da coluna a 2,937 toneladas/h continha 1,865 toneladas/h de etileno glicol, 1,062 toneladas/h de metanol e 0,2 kg/h de carbonato de etileno não reagido. Excluindo o carbonato de dimetila contido no material de partida, quantidade produzida real de carbonato de dimetila foi de 2,669 toneladas/h, e excluindo o etileno glicol contido na solução de catalisador, a quantidade produzida real de etileno glicol foi 1,839 toneladas/h. A conversão de carbonato de etileno foi 99,99%, a seletividade de carbonato de dimetila não foi menor que 99,99%, e a seletividade de etileno glicol não foi menor que 99,99%.

Etapa (II)

Separação por destilação foi realizada sob as seguintes condições usando a mesma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B como no exemplo 1.

O componente de topo de coluna At contendo 2,84 toneladas/h de carbonato de dimetila e 5,33 toneladas/h de metanol obtidos na etapa (I) foi continuamente alimentado na coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a partir da entrada (3-b). Esta entrada foi provida entre as bandejas nos 18s e 192 estágios a partir do fundo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos Β. A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B foi operada continuamente com uma temperatura de íundo da coluna de aproximadamente 205°C uma pressão de fundo da coluna de aproximadamente 1,46 MPa, e uma relação de refluxo de aproximadamente 1,8.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 h. Um componente de topo de coluna Bt continuamente retirado do topo 1 da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a 5,76 toneladas/h continha 5,33 toneladas/h de metanol e 0,43 toneladas/h de carbonato de dimetila. A concentração de metanol no componente de topo da coluna Bt foi 92,5% em peso. Além disso, um componente de fundo da coluna Bb continuamente retirado do fundo 2 da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a 2,41 toneladas/h continha não menos que 99,99% em peso de carbonato de dimetila (teor de metanol não maior do que 0,01% em peso).

Isto significa que dentre o carbonato de dimetila alimentado dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, aproximadamente 84,9% foram obtidos como carbonato de dimetila de pureza elevada. Nota-se que o componente de topo da coluna Bx foi alimentado como tal dentro da coluna de destilação reativa A e, assim, usado como

alguma parte do material de partida para produzir o carbonato de dimetila e etileno glicol.

A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. Após 500 h, 2000 h, 4000 h, 5000 h e 6000 h, as quantidades de carbonato de dimetila obtido por hora foram 2,41 toneladas, 2,41 toneladas, 2,41 toneladas, 2,41 toneladas e 2,41 toneladas e, assim, a operação foi muito estável. A pureza do carbonato de dimetila obtido através da separação / purificação foi de 99,99% em cada caso, e o teor de halogênio estava fora do limite de detecção, isto é, não mais que 1 ppb.

Exemplo 3

Etapa (I)

Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos como mostrada na figura 1 tendo L0 = 3300 cm, D0 = 300 cm, L0 / D0 = 11, n0 = 60, Do / doi = 7,5, e D0 / do2 = 12 foi usada. As bandejas na coluna de destilação foram bandejas perfuradas, cada tendo uma área de seção transversal por orifício em uma porção perfurada da mesma de aproximadamente 1,3 cm2 e um número de orifícios de aproximadamente 220 a 340 /m2. A relação de abertura de cada uma das bandejas estava em uma faixa de 2,5 a 4,5%.

<Destilação Reativa>

3,773 toneladas/h de carbonato de etileno em uma forma líquida foram continuamente introduzidas na coluna de destilação a partir da entrada (3-a) provida no 55° estágio a partir do fundo. 3,736 toneladas/h de metanol em uma forma gasosa (contendo 8,97% em peso de carbonato de dimetila) e 8,641 toneladas/h de metanol em forma líquida (contendo 6,65% em peso de carbonato de dimetila) foram respectivamente continuamente introduzidos dentro da coluna de destilação a partir das entradas (3b e 3-c) providas no 31a estágio a partir do fundo. A relação molar de materiais de partida introduzidos na coluna de destilação foi metanol / carbonato de etileno = 8,73. O catalisador foi levado a ser igual que no exemplo 1, e foi continuamente alimentado dentro da coluna de destilação. A destilação reativa foi realizada continuamente sob condições de uma temperatura de fundo da coluna de 98°C, uma pressão de topo da coluna de aproximadamente 1,118x105 Pa, e uma relação de refluxo de 0,42.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 h. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo At continuamente retirada do topo 1 da coluna a 12,32 toneladas/h continha 4,764 toneladas/h de carbonato de dimetila, e 7,556 toneladas/h de metanol. Um líquido continuamente retirado do fundo 2 da coluna a 3,902 toneladas/h continha 2,718 toneladas/h de etileno glicol, 1,17 toneladas/h de metanol, e 4,6 kg/h de carbonato de etileno não reagido. Excluindo o carbonato de dimetila contido no material de partida, a quantidade produzida real de carbonato de dimetila foi de 3,854 toneladas/h e excluindo o etileno glicol contido na solução de catalisador, a quantidade produzida real de etileno glicol foi 2,655 toneladas/h. A conversão de carbonato de etileno foi de 99,88%, a seletividade de carbonato de dimetila não foi menor que 99,99 %, e a seletividade de etileno glicol não foi menor que 99,99%.

Etapa (II)

O componente de topo da coluna At contendo 4,764 toneladas/h de carbonato de dimetila e 7,556 toneladas/h de metanol obtidos na etapa (I) foi continuamente alimentado dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a partir da entrada (3-b). Esta entrada foi provida entre as bandejas nos 18- e 19 a estágios_a partir do fundo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos Β. A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B foi operada continuamente com uma temperatura de fundo da coluna de aproximadamente 205°C, uma pressão de fundo da coluna de aproximadamente 1,46 MPa, uma relação de refluxo de aproximadamente 1,8.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 h. Um componente de topo da coluna Bt continuamente retirado do topo 1 da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a 8,231 toneladas/h continha 7,556 toneladas/h de metanol e 0,675 toneladas/h de carbonato de dimetila. A concentração de metanol no componente de topo da coluna Bt foi 91,8% em peso. Além disso, componente de fundo da coluna Bb retirado continuamente do fundo 2 da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a 4,089 t/h continha não menos que 99,99% em peso de carbonato de dimetila (teor de metanol não maior do que 0,01% em peso).

Isto significa que do carbonato de dimetila alimentado dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, aproximadamente 85,8% foram obtidos como carbonato de dimetila de pureza elevada. Nota-se que o componente de topo da coluna Bt foi alimentado como tal na coluna de destilação reativa A e, assim, usado como alguma parte do material de partida para a produção do carbonato de dimetila e do etileno glicol.

A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. Após 1000 h, 2000 h, 3000 h, e 5000 h, as quantidades de carbonato de dimetila obtidas por hora foram de 4,089 toneladas, 4,089 toneladas, 4,089 toneladas e 4,089 toneladas e, assim, a operação foi muito estável. A pureza do carbonato de dimetila obtido através de separação / purificação foi 99,99% em cada caso, e o teor de halogênio estava fora do limite de detecção, isto é, não mais que 1 ppb.

Exemplo 4

Etapa (I)

<Coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A> Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos, como mostrada na figura 1, tendo L0 = 3300 cm, D0 = 300 cm, L0 / D0 = 11, no = 60, Do / d01 = 7,5, e D0 / d02 = 12 foi usada. As bandejas na coluna de destilação foram bandejas perfuradas, cada tendo uma área de seção transversal por orifício em uma porção perfurada da mesma de aproximadamente 1,3 cm2 e um número de orifícios de aproximadamente 240 a 360 /m2. A relação de abertura de cada uma das bandejas estava em uma faixa de 3,0 a 5,0%. <Destilação Reativa>

7,546 toneladas/h de carbonato de etileno em uma forma líquida foram continuamente introduzidas na coluna de destilação a partir da entrada (3-a) provida no 55° estágio a partir do fundo. 7,742 toneladas/h de metanol em uma forma gasosa (contendo 8,95% em peso de carbonato de dimetila) e 17,282 toneladas/h de metanol em forma líquida (contendo 6,66% em peso de carbonato de dimetila) foram respectivamente continuamente introduzidos dentro da coluna de destilação a partir das entradas (3b e 3-c) providas no 312 estágio a partir do fundo. A relação molar de materiais de partida introduzidos na coluna de destilação foi metanol / carbonato de etileno = 8,36. O catalisador foi levado a ser igual que no exemplo 1, e foi continuamente alimentado dentro da coluna de destilação. A destilação reativa foi realizada continuamente sob condições de uma temperatura de fundo da coluna de 65°C, uma pressão de topo da coluna de aproximadamente 1,118x105 Pa, e uma relação de refluxo de 0,42.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 h. Uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo Ax continuamente retirada do topo 1 da coluna a 24,64 toneladas/h continha 9,527 toneladas/h de carbonato de dimetila, e 15,114 toneladas/h de metanol. Um líquido continuamente retirado do fundo 2 da coluna a 7,804 toneladas/h continha 5,436 toneladas/h de etileno glicol, 2,34 toneladas/h de metanol, e 23 kg/h de carbonato de etileno não reagido. Excluindo o carbonato de dimetila contido no material de partida, a quantidade produzida real de carbonato de dimetila foi de 7,708 toneladas/h e excluindo o etileno glicol contido na solução de catalisador, a quantidade produzida real de etileno glicol foi 5,31 toneladas/h. A conversão de carbonato de etileno foi de 99,7%, a seíetividade de carbonato de dimetila não foi menor que 99,99 %, e a seíetividade de etileno glicol não foi menor que 99,99%. Etapa (II)

Uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, como mostrado na figura 2, tendo L1 = 1600 cm, D1 = 260 cm, L1/ D1= 6,2, n, = 18, L2 = 2700 cm, D2 = 160 cm, L2 /D2= 16,9 e n2= 58 foi usada. Neste exemplo, as bandejas perfuradas foram usadas como interno tanto na seção de extração como seção de enriquecimento (área de seção transversal por orifício = aproximadamente 1,3 cm2, número de orifícios = aproximadamente 530 a 800/m2).

<Separação por destilação de componente de topo de coluna AT>

O componente de topo da coluna At contendo 9,527 toneladas/h de carbonato de dimetila e 15,114 toneladas/h de metanol obtidos na etapa (I) foi continuamente alimentado dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a partir da entrada (3-b). Esta entrada foi provida entre as bandejas nos 18- e 19 s estágios a partir do fundo da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos Β. A coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B foi operada continuamente com uma temperatura de fundo da coluna de aproximadamente 205°C, uma pressão de fundo da coluna de aproximadamente 1,46 MPa, uma relação de refluxo de aproximadamente 1,8.

Foi possível atingir uma operação estável de estado uniforme após 24 h. Um componente de topo da coluna Bt continuamente retirado do topo 1 da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a 16,572 t/h continha 15,114 t/h de metanol e 1,458 toneladas/h de carbonato de dimetila.

A concentração de metanol no componente de topo da coluna Bt foi 91,2% em peso. Além disso, um componente de fundo da coluna Bb continuamente retirado do fundo 2 da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B a 8,069 toneladas/h continha não menos que 99,99% em peso de carbonato de dimetila (teor de metanol não maior do que 0,01% em peso). Isto significa que do carbonato de dimetila alimentado dentro da coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, aproximadamente 84,7% foram obtidos como carbonato de dimetila de pureza elevada. Nota-se que o componente de topo da coluna Bx foi alimentado como tal na coluna de destilação reativa A e, assim, usado como alguma parte do material de partida para a produção do carbonato de dimetila e do etileno glicol.

A operação contínua prolongada foi realizada sob estas condições. Após 1000 h, a quantidade de carbonato de dimetila obtida por hora foi de 8,069 toneladas e, assim, a operação foi muito estável. A pureza do carbonato de dimetila obtido através da separação / purificação foi de 99,99%, e o teor de halogênio estava fora do limite de detecção, isto é, não mais que 1 ppb.

Aplicabilidade Industrial

De acordo com a presente invenção, descobriu-se que um carbonato de dialquila de pureza elevada (por exemplo não menor que 97%, preferivelmente não menor que 99%, mais preferivelmente não menor que 99,9%, ainda mais preferivelmente não menor que 99,99%) e um diol podem ser produzidos, cada, com uma seletividade elevada de não menos que 95%, preferivelmente não menos que 97%, mais preferivelmente não menos que 99%, em uma escala industrial de não menos que 2 toneladas/h, preferivelmente não menos que 3 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 4 toneladas/h, para o carbonato de dialquila, e não menos que 1,3 toneladas/h, preferivelmente não menos que 1,95 toneladas/h, mais preferivelmente não menos que 2,6 toneladas/h, para o diol, com um rendimento elevado de modo estável durante um período prolongado de tempo de não menos que 1000 horas, preferivelmente não menos que 3000 horas, mais preferivelmente não menos que 5000 horas, a partir de um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático.

Claims

1. Processo industrial para a produção de um carbonato de dialquila e de um diol em que o carbonato de dialquila e o diol são continuamente produzidos a partir de um carbonato cíclico e um álcool monoídrico alifático, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: (I) continuamente produzir um carbonato de dialquila e um diol através de um sistema de destilação reativa de alimentação contínua do carbonato cíclico e do álcool monoídrico alifático em uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A em que está presente um catalisador, realizando reação e destilação simultaneamente na referida coluna, continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição baixo Ax contendo o carbonato de dialquila produzido e álcool monoídrico alifático não reagido a partir de uma porção superior da coluna A em uma forma gasosa, e continuamente retirando uma mistura de reação de ponto de ebulição elevado Ab contendo o diol a partir de uma porção inferior da coluna A em uma forma líquida; e (II) continuamente alimentar a mistura de reação de ponto de ebulição baixo A7 contendo o carbonato de dialquila e o álcool monoídrico alifático continuamente retirado a partir da porção superior da referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A em uma coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B, e continuamente separar e purificar em um componente de topo de coluna Bt tendo o álcool monoídrico alifático como um componente principal do mesmo e um componente de fundo de coluna Bb com carbonato de dialquila como componente principal do mesmo, em que: (a) referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A é uma coluna de bandeja tendo uma porção de tronco cilíndrico tendo um comprimento L0 (cm) e um diâmetro interno D0 (cm) e tendo, dentro da mesma, uma bandeja com um número de estágios no, a bandeja tendo uma pluralidade de orifícios na mesma, e ainda tendo uma saída de gás tendo um diâmetro interno doi (cm) em um topo da coluna ou em uma porção superior da coluna próxima do topo, uma saída de líquido tendo um diâmetro interno d02(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 L0, D0, n0, D01 e d02 atendem às seguintes fórmulas (1) a (6): -2100 ≤ L0 <8000 (1), -180 ≤ D0 <2000 (2), -4 ≤ L0 / D0 ≤ 40 (3), -10 ≤ n0 ≤ 120 (4), -3 ≤ Do / doi ≤ 20 (5), -5 ≤ Do / d02 ≤ 30 (6), e (b) referida primeira coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é uma coluna de destilação compreendendo uma seção de extração tendo um comprimento L1 (cm), um diâmetro interno D1 (cm), e um interno com um número de estágios U1 dentro do mesmo, e uma seção de enriquecimento tendo um comprimento L2 (cm), um diâmetro interno D2 (cm) e um interno com um número de estágios n2 dentro do mesmo, em que L1, D1, nb L2, D2 e n2 atendem às seguintes fórmulas (7) a (14): -500 ≤ L1 ≤ 3000 (7) -100 ≤ D1 ≤ 1000 (8) -2 ≤ L1 /D1 ≤ 30 (9) -10 ≤ n1 ≤ 40 (10) -700 ≤ L2 ≤ 5000 (11) -50 ≤ D2 ≤ 800 (12) -10 < L2 /D2 <50 (13); e -35 < η2 < 100 (14).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma quantidade produzida do carbonato de dialquila não é menor que 2 toneladas/h.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma quantidade produzida do diol não é menor que 1,3 t/h.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -3, caracterizado pelo fato de que referidos d0i e (I02 atendem à fórmula (15); -1 ≤ d01 ≤ do2 ≤ 5 (15).

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -4, caracterizado pelo fato de que L0, D0, L0 / D0, n0, D0 / do1, e D0 / d02 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A atendem respectivamente a 2300 L0 < 6000, 200 ≤ D0 ≤ 1000, 5 ≤ L0 / D0 ≤ 30, 30 ≤ n0 < 100, 4 ≤ D0 / d01 ≤ 15 e 7 ≤ D0 / d02 ≤ 25.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -5, caracterizado pelo fato de que L0, D0, L0 / D0, no, D0 / doi, e D0 / d02 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A atendem respectivamente a 2500 L0 ≤ 5000, 210 ≤ D0 < 800, 7 ≤ L0 / D0 ≤ 20, 40 ≤ no < 90, 5 ≤ D0 / doi ≤ 13 e 9 ≤ D0 / d02 ≤ 20.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -6, caracterizado pelo fato de que a bandeja na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A é uma bandeja perfurada.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que referida bandeja perfurada na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A tem 100 a 1000 orifícios/m2 na porção perfurada da mesma.

9. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que uma área de seção transversal por orifício da referida bandeja perfurada na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A está em uma faixa de 0,5 a 5 cm2.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a -9, caracterizado pelo fato de que uma relação de abertura da referida bandeja perfurada na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos A está em uma faixa de 1,5 a 15%.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -10, caracterizado pelo fato de que L1, D1, L1 / D1, n,f L2, D2, L2 / D2 e n2 para referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B atendem a 800 ≤ L1 ≤ 2500, 120 ≤ D1 ≤ 800, 5 ≤ L1 / D1 ≤ 20, 13 ≤ n1, ≤ 25, 1500 ≤ L2 ≤ -3500, 70 ≤ D2 ≤ 600, 15 ≤ L2/D2 ≤ 30, 40 ≤ n2 ≤ 70, L1 ≤ L2 e D2 ≤ D1.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -11, caracterizado pelo fato de que o interno em cada uma dentre a seção de extração e a seção de enriquecimento da referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é uma bandeja e/ou um recheio.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o interno em cada uma dentre a seção de extração e a seção de enriquecimento da referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é a bandeja.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que referida bandeja na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é uma bandeja perfurada.

15. Processo de acordo com a reivindicação 14 , caracterizado pelo fato de que referida bandeja perfurada na referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B tem 150 a 1200 orifícios/m2 em uma porção perfurada da mesma, e uma área de seção transversal por orifício em uma faixa de 0,5 a 5 cm2.

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -15, caracterizado pelo fato de que uma concentração do carbonato de dialquila no referido componente de fundo da coluna Bb a partir de referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B não é menor do que 97% em peso, com base em 100% em peso de referido componente de fundo da coluna.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -15, caracterizado pelo fato de que a concentração do carbonato de dialquila no referido componente de fundo da coluna Bb a partir de referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B não é menor do que 99% em peso com base em 100% em peso de referido componente de fundo da coluna.

18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -17, caracterizado pelo fato de que referido componente de topo da coluna Bt a partir de referida coluna de destilação contínua de estágios múltiplos B é reciclado como um material de partida para produzir um carbonato de dialquila e um diol.

19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -18,caracterizado pelo fato de que o carbonato cíclico compreende carbonato de etileno e/ou carbonato de propileno, o álcool monoídrico alifático compreende metanol e/ou etanol, o carbonato de dialquila a ser produzido compreende carbonato de dimetila e/ou carbonato de dietila, e o diol a ser produzido compreende etileno glicol e/ou propileno glicol.

20. Carbonato de dialquila separado pelo processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que compreende um teor de halogênio de não mais que 0,1 ppm.

21. Carbonato de dialquila separado pelo processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que compreende um teor de halogênio de não mais do que 1 ppb.

22. Carbonato de dialquila de acordo com reivindicação 20 ou 21, caracterizado pelo fato de que é um carbonato de dialquila de pureza elevada tendo um teor de álcool monoídrico alifático de não mais que 0,1% em peso.