СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАЛКИЛКАРБОНАТА Российский патент 2022 года по МПК C07C68/00 C07C69/96 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001]

Настоящее изобретение относится к способу получения диалкилкарбоната. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу получения диалкилкарбоната посредством взаимодействия мочевины или алкилкарбамата со спиртом в присутствии катализатора. Диалкилкарбонат представляет собой соединение, используемое в качестве исходного вещества при получении диарилкарбоната, в частности, дифенилкарбоната.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002]

Способ получения диалкилкарбоната посредством взаимодействия мочевины со спиртом описан в Патентном документе 1, а способ получения диалкилкарбоната посредством взаимодействия алкилкарбамата со спиртом описан в Патентном документе 2 и Патентном документе 3. Кроме того, катализаторы для данной реакции описаны в Патентном документе 4 и др.

[0003]

Примером способа получения дибутилкарбоната с использованием в качестве исходных веществ бутилкарбамата и бутанола является способ, описанный в Патентном документе 5. Согласно этому способу реакцию проводили при давлении от 9 до 10 бар, однако степень превращения карбамата через 7 часов составила всего 40%. Кроме того, при использовании изобутанола для окончания реакции потребовалось 40 часов, и применимая на практике скорость реакции не была достигнута.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0004]

Патентный документ 1: Выложенная патентная публикация Японии № S55-102542

Патентный документ 2: Выложенная патентная публикация Японии № S55-102543

Патентный документ 3: Выложенная патентная публикация Японии № S57-26645

Патентный документ 4: Выложенная патентная публикация Японии № S57-175147

Патентный документ 5: Выложенная патентная публикация Японии № S57-26645

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗАДАЧИ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ РЕШЕНЫ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

[0005]

Способ по настоящему изобретению решает задачу эффективного получения диалкилкарбоната.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

[0006]

С целью решения вышеописанной задачи авторы настоящего изобретения провели тщательные исследования, в результате которых она была решена с помощью настоящего изобретения, описанного ниже.

В частности, описание настоящего изобретения приведено ниже.

<1> Способ получения диалкилкарбоната посредством взаимодействия мочевины и по меньшей мере одного алкилкарбамата с алифатическим спиртом в присутствии катализатора, включающий:

стадию подачи газа, на которой газ для вытеснения аммиака, образующегося в результате реакции, подают в реактор, в котором осуществляется реакция; и

стадию удаления, на которой аммиак, образующийся в реакторе, отводят вместе с поданным газом,

реакцию проводят таким образом, чтобы стадия подачи газа удовлетворяла нижеприведенной формуле (1):

52,0<((A+B)×22400+L×M/17,03×22400)/L<91,0, …(1)

где A, B, L и M определены ниже:

A: уменьшение количества мочевины в единицу времени [моль/мин],

B: увеличение количества диалкилкарбоната в единицу времени [моль/мин],

L: количество алифатического спирта, содержащегося в жидкости, конденсированной в трубке холодильника и возвращаемой в реактор, в единицу времени [г/мин],

M: растворимость аммиака в алифатическом спирте (ROH) при температуре трубки холодильника, и давлении в ходе проведения реакции [NH₃-г/ROH-г].

<2> Способ по пункту <1>, в котором диалкилкарбонат содержит алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода.

<3> Способ по пункту <1> или пункту <2>, в котором газ содержит 21% или менее кислорода.

<4> Способ по пункту <1> или пункту <2>, в котором газ представляет собой инертный газ.

<5> Способ по пункту <4>, в котором инертный газ представляет собой азот или аргон.

<6> Способ по любому из пунктов с <1> по <5>, в котором: в качестве реактора используют многоступенчатый реактор, в котором последовательно расположены два или более реактора; газ подают в каждый из реакторов; и аммиак, образующийся в реакторе, отводят вместе с поданным газом.

ПОЛЕЗНЫЙ ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007]

Согласно настоящему изобретению предложен способ эффективного получения диалкилкарбоната.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008]

На ФИГ. 1 представлен пример реактора непрерывного действия для получения диалкилкарбоната, предпочтительно используемого в настоящем изобретении.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009]

Далее будет приведено подробное описание настоящего изобретения.

Настоящее изобретение относится к способу получения диалкилкарбоната посредством взаимодействия мочевины и по меньшей мере одного алкилкарбамата с алифатическим спиртом в присутствии катализатора, причем указанный способ включает стадию подачи газа, на которой газ для вытеснения аммиака, образующегося в ходе реакции, подают в реактор, в котором осуществляют реакцию, и стадию удаления, на которой аммиак, образующийся в реакторе, отводят вместе с поданным газом.

Алкильная группа диалкилкарбоната, получаемого в настоящем изобретении, предпочтительно представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, и более предпочтительно алкильную группу, содержащую от 2 до 4 атомов углерода.

[0010]

Конкретных ограничений по используемому в настоящем изобретении алифатическому спирту нет, однако обычно используют алифатический спирт, содержащий от 1 до 8 атомов углерода. Примеры таких алифатических спиртов включают метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол, циклопентанол, гексанол, циклогексанол, гептанол и октанол (соответствующие примеры включают также их изомеры). Среди указанных алифатических спиртов предпочтительно используют алифатический спирт, содержащий от 2 до 6 атомов углерода, более предпочтительно используют алифатический спирт, содержащий от 3 до 6 атомов углерода, и наиболее предпочтительно используют алифатический спирт, содержащий от 3 до 5 атомов углерода, поскольку наблюдается значительное повышение скорости реакции. Наиболее предпочтительно применение алифатического спирта, содержащего от 3 до 4 атомов углерода.

[0011]

В настоящем изобретении используют алкилкарбамат, полученный при взаимодействии мочевины с вышеописанным алифатическим спиртом и являющийся промежуточным продуктом способа получения согласно настоящему изобретению. В настоящем изобретении реакция получения алкилкарбамата из мочевины и реакция получения диалкилкарбоната из алкилкарбамата протекают последовательно в одном и том же реакторе, и по этой причине нет особой необходимости извлекать алкилкарбамат в качестве промежуточного продукта. И наоборот, при использовании алкилкарбамата в качестве исходного вещества не возникает никаких сложностей. Соответственно, в настоящем изобретении алкилкарбамат, собранный в процессе разделения, может быть повторно использован в качестве исходного вещества.

[0012]

В качестве катализатора, используемого в настоящем изобретении, могут быть применены общеизвестные катализаторы. Многие катализаторы, подходящие для проведения данной реакции, уже описаны, например, в выложенных патентных публикациях Японии №№ S55-102542, S55-102543, S57-26645 и S57-175147, и любой из указанных катализаторов может быть использован в настоящем изобретении. Среди них особенно предпочтительно использовать оксид, гидроксид, галогенид, неорганическую соль, органическую соль, алкоксид, алкилоксид или алкилалкоксид по меньшей мере одного металла, выбранного из цинка, свинца, меди, олова, титана, галлия и индия. Конкретные примеры включают оксид цинка, ацетат свинца, ацетат меди, оксид дибутилолова, оксид диоктилолова, дибутилдибутоксиолово, тетрабутоксититан и трибутоксид галлия.

[0013]

Реакцию возможно проводить при атмосферном давлении, но предпочтительно ее проводить при пониженном или повышенном давлении с абсолютным давлением от приблизительно 0,001 до 1,0 МПа и более предпочтительно с абсолютным давлением от 0,001 до 0,5 МПа. При проведении реакции под давлением, отличным от атмосферного, требуется удалить из системы аммиак, образующийся в ходе реакции. По этой причине, например, регулятор давления должен быть расположен рядом с обратным холодильником, что приводит к некоторому усложнению устройства.

[0014]

Конкретных ограничений по газу, используемому в настоящем изобретении на стадии подачи газа, нет, при условии, что он способен вытеснять аммиак, образующийся в результате реакции, но с точки зрения взрывозащищенности предпочтительно, чтобы газ содержал 21% кислорода или менее, более предпочтительно, чтобы газ содержал 10% кислорода или менее, 5% кислорода или менее, 1% кислорода или менее или 0,1% кислорода или менее, и особенно предпочтительно, чтобы газ содержал 0,01% кислорода или менее. Более предпочтительно, если вышеупомянутый газ является инертным газом, и среди инертных газов наиболее предпочтительными являются азот и аргон.

Количество вводимого газа составляет предпочтительно от 0,01 до 300 мл/мин, более предпочтительно от 0,01 до 50 мл/мин, еще более предпочтительно от 1 до 50 мл/мин и наиболее предпочтительно от 10 до 50 мл/мин на 1 моль (количество вещества) реагента (мочевина + алкилкарбамат). Если количество находится в пределах вышеописанного диапазона, аммиак, образующийся в результате реакции, может быть эффективно удален.

[0015]

Настоящее изобретение характеризуется тем, что реакцию проводят таким образом, чтобы стадия подачи газа удовлетворяла нижеприведенной формуле (1):

52,0<((A+B)×22400+L×M/17,03×22400)/L<91,0 … (1)

где A, B, L и M определены ниже:

A: уменьшение количества мочевины в единицу времени [моль/мин]

B: увеличение количества диалкилкарбоната в единицу времени [моль/мин]

L: количество алифатического спирта, содержащегося в жидкости, конденсированной в трубке холодильника и возвращаемой в реактор, в единицу времени [г/мин]

M: растворимость аммиака в алифатическом спирте (ROH) при температуре трубки холодильника, и давлении в ходе проведения реакции [NH₃-г/ROH-г]

Эффективное получение диалкилкарбоната определяется проведением реакции таким образом, чтобы стадия подачи газа удовлетворяла формуле (1).

Реакцию проводят таким образом, чтобы стадия подачи газа удовлетворяла предпочтительно 54,0<((A+B)×22400+L×M/17,03×22400)/L<86,0, более предпочтительно 56,0<((A+B)×22400+L×M/17,03×22400)/L<83,0, и наиболее предпочтительно 56,0<((A+B)×22400+L×M/17,03×22400)/L<60,0.

[0016]

Настоящее изобретение также характеризуется тем, что в нем присутствует стадия удаления, на которой аммиак, образующийся в реакторе, отводят вместе с поданным газом.

Для облегчения удаления образовавшегося аммиака реакцию проводят предпочтительно в условиях нагрева реакционного раствора с обратным холодильником. В частности, температура реакции предпочтительно является равной температуре кипения реакционного раствора. По мере протекания реакции температура кипения реакционного раствора повышается за счет расхода алифатического спирта. Реакция может быть проведена путем подачи вначале необходимого количества алифатического спирта с сохранением температуры раствора. В ином случае, реакция может быть проведена при поддержании необходимой температуры кипения реакционного раствора своевременным добавлением алифатического спирта. Температуру реакции соответствующим образом устанавливают на уровне приблизительно от 140 до 260°C, предпочтительно от 160 до 240°C и наиболее предпочтительно от 200 до 220°C. Время удерживания реакции составляет предпочтительно от 1 до 20 часов, и обычно от 2 до 10 часов. Следует отметить, что нет необходимости завершать реакцию, поскольку алкилкарбамат в качестве промежуточного соединения может быть отобран и использован в качестве исходного вещества.

[0017]

Необходимое количество добавляемого алифатического спирта (общее количество добавляемого алифатического спирта в соответствующие реакторы) составляет от 1 до 3 моль на 1 моль мочевины. Если алкилкарбамат содержится в исходном веществе, предпочтительно дополнительно добавлять алифатический спирт в количестве от 0,5 до 1,5 моль на 1 моль карбамата. В первый реактор может быть введено общее количество алифатического спирта. Однако, поскольку алифатический спирт имеет самую низкую температуру кипения среди реагентов, когда большое количество алифатического спирта вводят в реактор изначально, температура кипения всего реакционного раствора снижается. То есть, понижаются температура и скорость реакции. Соответственно, алифатический спирт может быть добавлен в соответствующие реакторы в зависимости от хода реакции. В настоящем изобретении предпочтительно вводить общее количество алифатического спирта в первый реактор, поскольку реакционный процесс в этом случае не усложняется.

[0018]

Количество катализатора варьируется в зависимости от типа используемого катализатора, но подходящее количество обычно составляет примерно от 0,001 до 0,5 моль на 1 моль мочевины.

[0019]

Настоящее изобретение представляет собой более предпочтительно способ непрерывного получения диалкилкарбоната, хотя также может быть применен периодический способ. Диалкилкарбонат может быть получен периодической реакцией или, более предпочтительно, полупериодической реакцией, в которой алифатический спирт добавляют в зависимости от степени реакции. Однако в этом случае требуется очень большой реактор, и это может быть нецелесообразно. Между тем, при использовании многоступенчатого реактора возможно избежать смешивания непрореагировавшего исходного вещества и реакционного раствора, скорость превращения которого увеличивается, и по этой причине диалкилкарбонат может быть эффективно получен путем соединения относительно небольших реакторов.

[0020]

В настоящем изобретении может быть использован растворитель с высокой температурой кипения.

Реакционный раствор непрерывно отбирают из нижнего реактора и проводят операцию разделения. В качестве метода разделения обычно используют дистилляцию. Реакционный раствор содержит алифатический спирт в качестве исходного вещества, алкилкарбамат в качестве промежуточного соединения и катализатор в дополнение к диалкилкарбонату в качестве продукта. Раствор, полученный после отделения диалкилкарбоната, возвращается в реакционную систему. То есть катализатор используют повторно, а алифатический спирт и алкилкарбамат применяют в качестве исходных веществ.

[0021]

В качестве реактора в настоящем изобретении предпочтительно использовать многоступенчатый реактор непрерывного действия. Обычно используют реактор резервуарного или колонного типа, и количество ступеней реактора должно составлять 2 или более, а предпочтительно 3 или более. При использовании реактора резервуарного типа необходимо установить обратный холодильник или ректификационную колонну над реактором и отделять алифатический спирт и аммиак. Следует отметить, что при осуществлении настоящего изобретения с использованием периодической схемы возможно использование реактора периодического типа.

[0022]

На фигуре 1 будет показано получение диалкилкарбоната из алифатического спирта и мочевины на примере реактора непрерывного действия, предпочтительно используемого в настоящем изобретении.

[0023]

На фигуре 1 четыре реактора расположены последовательно. На фигуре 1: 1, 2, 3 и 4 представляют собой реакторы с мешалкой, а 5, 6, 7 и 8 - обратные холодильники. Мочевину непрерывно вводят через трубку 9 для подачи мочевины, а алифатический спирт и катализатор вводят в реактор 1 через трубку 10 для подачи спирта и катализатора при необходимости. В связи с этим алифатический спирт и катализатор могут быть гомогенно смешаны в резервуаре предварительного смешения 27, и после этого смесь может непрерывно подаваться в реактор с мешалкой 1 через трубку 10 для подачи спирта и катализатора. На этапе подачи газа газ для вытеснения аммиака, образующегося в реакторе 1, подают в реактор 1 через клапан подачи газа 15. На этапе удаления аммиак, образующийся в реакторе 1, и поданный газ пропускают через дистилляционную насадку 19 и совместно удаляют через обратный клапан 23.

Реакция протекает в соответствующих реакторах при нагревании реакционного раствора с обратным холодильником. Паровая смесь аммиака и алифатического спирта образуется в соответствующих реакторах. Алифатический спирт возвращается в реактор 1 через обратный холодильник 5, а аммиак проходит через обратный холодильник 5 и удаляется через обратный клапан 23, который расположен после обратного холодильника 5, и трубку отвода аммиака и газа 23, расположенную рядом с ним. Реакционный раствор из реактора 1 непрерывно подается в реактор 2 через трубку для отвода реакционного раствора 11. В качестве способа подачи может использоваться либо переливной тип, либо подача жидкости с использованием насоса. Однако в случае переливного типа необходимо разработать способ, при котором пар, образующийся в реакторе 2, не возвращается в реактор 1 (например, расположение трубки подачи ниже уровня жидкости). Также в реакторе 2 протекает реакция при нагревании реакционного раствора с обратным холодильником. При этом возможно подавать дополнительно алифатический спирт при необходимости. Реакционный раствор из реактора 2 непрерывно подают в реактор 3 через трубку для отвода реакционного раствора 12. Также в реакторе 3 протекает реакция при нагревании реакционного раствора с обратным холодильником. При этом возможно подавать дополнительно алифатический спирт при необходимости. Реакционный раствор реактора 4 непрерывно отводят через трубку для отвода реакционного раствора 14 и направляют на процесс разделения.

[0024]

Реакционный резервуар не обязательно должен быть оборудован перемешивающим устройством, и он может быть исполнен в форме, при которой перемешивание осуществляется посредством внешней циркуляции или тому подобного. Мощности соответствующих реакторов не обязательно должны быть одинаковыми. Обратный холодильник можно заменить ректификационной колонной. Возможно использовать способ, при котором образующийся пар направляют на один обратный холодильник, например способ, в котором весь пар, образующийся в реакторе 2 и реакторе 3, конденсируют в обратном холодильнике 5 и возвращают в реактор 1, но этот способ не является предпочтительным, поскольку в этом случае невозможно поддерживать концентрацию алифатического спирта в соответствующих реакторах. Следует отметить, что предпочтительно предусмотреть устройство, которое может надлежащим образом распределять собранный пар в соответствующие реакторы.

[0025]

В ходе реакции образуются побочные продукты, включая цианат аммония и карбонат аммония, и, хотя их количества очень малы, эти соединения могут закупоривать трубопроводную систему при эксплуатации в течение длительного периода времени. Поскольку температура диссоциации этих соединений при обычном давлении составляет около 60°С, предпочтительно поддерживать температуру трубопровода, к которому соединения могут прилипать, при температуре диссоциации или выше. Кроме того, обратный холодильник предпочтительно должен работать под давлением, которое равно или больше, чем давление диссоциации этих солей (60°C или выше при нормальном давлении), и при температуре, которая равна или ниже, чем температура кипения применяемого алифатического спирта.

[0026]

В качестве реактора колонного типа может быть использована обычная многоступенчатая ректификационная колонна. По форме дистилляционной колонны особых ограничений нет, однако ректификационная колонна тарельчатого типа является предпочтительной, поскольку обеспечивает требуемое время удерживания. В частности, предпочтительной является тарельчатая колонна, в которой используется колпачковая тарелка, провальная тарелка, клапанная тарелка и т.п. При использовании реактора колонного типа мочевина, алифатический спирт и катализатор непрерывно поступают в верхнюю часть или центральную часть тарельчатой колонны, и газообразный аммиак непрерывно отводится из верхней части дистилляционной колонны, в то время как реакционный раствор непрерывно отводится из нижней части колонны, тем самым обеспечивая протекание реакции. Кроме того, в этом случае предпочтительно непрерывно подавать смесь мочевины и катализатора в верхнюю или центральную часть тарельчатой колонны, а алифатический спирт подавать из тарелки, в которую подается вышеописанная смесь, а также предусмотреть под этой тарелкой множество дополнительных тарелок.

ПРИМЕРЫ

[0027]

Настоящее изобретение будет детально описано далее с помощью рабочих примеров, однако настоящее изобретение ими не ограничивается.

[0028]

<Пример 1-A>

Эксперимент проводили с использованием реактора с мешалкой из нержавеющей стали 1 с обратным холодильником 5 над ним. В качестве спирта использовали н-бутанол, а в качестве катализатора использовали дибутилолова оксид. Раствор, содержащий 260,5 г н-бутанола, 373,3 г бутилкарбамата, 192,1 г дибутилкарбоната и 18,9 г катализатора относительно 18,2 г мочевины, гомогенно смешивали в емкости предварительного смешения 27, снабженной паровой рубашкой, и после чего раствор непрерывно подавали в реактор с мешалкой 1 со скоростью 863,0 г/час. Температура реактора с мешалкой 1 была установлена на 209,2°С. Через обратный холодильник 5 протекала горячая вода (80°C). Азот подавали в систему через клапан подачи газа 15 со скоростью 50 мл/мин, вместе с тем отводя его через обратный клапан 23 через дистилляционную насадку 19. Аммиак, образовывавшийся в реакторе с мешалкой 1, отделяли от бутанола в обратном холодильнике 5 и затем отводили из системы через обратный клапан 23, который был установлен после обратного холодильника 5 и трубки для отвода аммиака и газа 23, расположенной следом за ним.

[0029]

<Сравнительный пример 1>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 267,8 г н-бутанола, 368,9 г бутилкарбамата, 190,4 г дибутилкарбоната и 18,9 г катализатора относительно 24,5 г мочевины, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 870,5 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 208,8°С; и азот в систему не подавали.

[0030]

<Пример 2-А>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 146,8 г н-бутанола, 49,5 г дибутилкарбоната и 4,7 г катализатора относительно 129,2 г бутилкарбамата, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 327,0 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 212,3°С; и скорость подачи азота в систему была 150 мл/мин с единовременным его отводом через обратный клапан.

[0031]

<Пример 2-B>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 148,4 г н-бутанола, 50,9 г дибутилкарбоната и 4,7 г катализатора относительно 123,1 г бутилкарбамата, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 330,1 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 213,2°С; и скорость подачи азота в систему была 50 мл/мин с единовременным его отводом через обратный клапан.

[0032]

<Пример 2-С>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 151,6 г н-бутанола, 49,3 г дибутилкарбоната и 4,7 г катализатора относительно 118,2 г бутилкарбамата, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 323,7 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 212,0°С; и скорость подачи азота в систему была 10 мл/мин с единовременным его отводом через обратный клапан.

[0033]

<Сравнительный пример 2>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 153,3 г н-бутанола, 47,0 г дибутилкарбоната и 4,7 г катализатора относительно 119,8 г бутилкарбамата, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 324,8 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 210,8°С; и азот в систему не подавали.

[0034]

<Пример 3-А>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 121,8 г н-бутанола, 107,6 г дибутилкарбоната и 4,7 г катализатора относительно 84,9 г бутилкарбамата, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 327,5 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 215,1°С; и скорость подачи азота в систему была 50 мл/мин с единовременным его отводом через обратный клапан.

[0035]

<Пример 3-В>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 125,0 г н-бутанола, 108,9 г дибутилкарбоната и 4,7 г катализатора относительно 78,5 г бутилкарбамата, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 317,1 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 214,4°С; и скорость подачи азота в систему была 10 мл/мин с единовременным его отводом через обратный клапан.

[0036]

<Сравнительный пример 3>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 128,0 г н-бутанола, 98,2 г дибутилкарбоната и 4,7 г катализатора относительно 82,5 г бутилкарбамата, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 313,3 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 213,3°С; и азот в систему не подавали.

[0037]

<Сравнительный пример 4-А>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 680,5 г н-бутанола и 18,9 г катализатора относительно 275,7 г мочевины, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 975,1 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 197,6°С; и скорость подачи азота в систему была 50 мл/мин с единовременным его отводом через обратный клапан.

[0038]

<Сравнительный пример 4-В>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 680,5 г н-бутанола и 18,9 г катализатора относительно 275,7 г мочевины, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 975,1 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 192,4°С; и азот в систему не подавали.

[0039]

<Сравнительный пример 5-А>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 346,7 г н-бутанола, 476,0 г бутилкарбамата, 17,8 г дибутилкарбоната и 18,9 г катализатора относительно 28,4 г мочевины, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 887,8 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 206,2°С; и скорость подачи азота в систему была 50 мл/мин с единовременным его отводом через обратный клапан.

[0040]

<Сравнительный пример 5-В>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 375,3 г н-бутанола, 461,6 г бутилкарбамата, 10,8 г дибутилкарбоната и 18,9 г катализатора относительно 35,3 г мочевины, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 901,9 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 207,5°С; и азот в систему не подавали.

[0041]

<Сравнительный пример 6-А>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 84,9 г н-бутанола, 198,0 г дибутилкарбоната и 4,7 г катализатора относительно 39,9 г бутилкарбамата, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 327,5 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 216,2°С; и скорость подачи азота в систему была 50 мл/мин с единовременным его отводом через обратный клапан.

[0042]

<Сравнительный пример 6-В>

Эксперимент проводили аналогично примеру 1-A, за исключением того, что состав раствора исходных веществ изменили на 99,6 г н-бутанола, 176,6 г дибутилкарбоната и 4,7 г катализатора относительно 43,3 г бутилкарбамата, и раствор подавали в реактор с мешалкой со скоростью 324,6 г/ч; температура реактора с мешалкой была установлена на 215,5°С; и азот в систему не подавали.

[0043]

Условия и выходы дибутилкарбонатов, полученных в примерах 1-3 и сравнительных примерах 1-6, приведены ниже в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Таблица 2

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0044]

Согласно настоящему изобретению возможно эффективное получение диалкилкарбоната, и полученный диалкилкарбонат представляет собой соединение, используемое в качестве исходного материала при получении диарилкарбоната, в частности, дифенилкарбоната.

ПОЯСНЕНИЯ БУКВ ИЛИ ЧИСЕЛ

[0045]

1 реактор с мешалкой

2 реактор с мешалкой

3 реактор с мешалкой

4 реактор с мешалкой

5 обратный холодильник

6 обратный холодильник

7 обратный холодильник

8 обратный холодильник

9 трубка подачи мочевины

10 трубка подачи спирта и катализатора

11 трубка отвода реакционного раствора

12 трубка отвода реакционного раствора

13 трубка отвода реакционного раствора

14 трубка отвода реакционного раствора

15 клапан подачи газа

16 клапан подачи газа

17 клапан подачи газа

18 клапан подачи газа

19 дистилляционная насадка

20 дистилляционная насадка

21 дистилляционная насадка

22 дистилляционная насадка

23 обратный клапан, трубка отвода аммиака и газа

24 обратный клапан, трубка отвода аммиака и газа

25 обратный клапан, трубка отвода аммиака и газа

26 обратный клапан, трубка отвода аммиака и газа

27 первичный резервуар смешения

Способ по настоящему изобретению решает задачу эффективного получения диалкилкарбоната. Указанная задача может быть решена при помощи способа получения диалкилкарбоната, содержащего алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, посредством взаимодействия мочевины и по меньшей мере одного алкилкарбамата с алифатическим спиртом в присутствии катализатора, причем этот способ включает стадию подачи инертного газа, на которой инертный газ для вытеснения аммиака, образующегося в результате реакции, подают в реактор, в котором осуществляется реакция; и стадию удаления, на которой аммиак, образующийся в реакторе, и поданный газ одновременно отводят, реакцию проводят таким образом, чтобы стадия подачи инертного газа удовлетворяла нижеприведенной формуле (1): 52,0<((A+B)×22400+L×M/17,03×22400)/L<91,0, где A, B, L и M определены ниже: A - уменьшение количества мочевины в единицу времени (моль/мин), B - увеличение количества диалкилкарбоната в единицу времени (моль/мин), L - количество алифатического спирта, содержащегося в жидкости, конденсированной в трубке холодильника и возвращаемой в реактор, в единицу времени (г/мин), M - растворимость аммиака в алифатическом спирте (ROH) при температуре трубки холодильника и давлении в ходе проведения реакции [NH₃-г/ROH-г]. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 9 пр.

1. Способ получения диалкилкарбоната, содержащего алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, посредством взаимодействия по меньшей мере одного из мочевины и алкилкарбамата с алифатическим спиртом в присутствии катализатора, включающий:

- стадию подачи инертного газа, на которой инертный газ для вытеснения аммиака, образующегося в результате реакции, подают в реактор, в котором осуществляется реакция; и

- стадию удаления, на которой аммиак, образующийся в реакторе, и поданный газ одновременно отводят,

- реакцию проводят таким образом, чтобы стадия подачи инертного газа удовлетворяла нижеприведенной формуле (1)

где A, B, L и M определены ниже:

A - уменьшение количества мочевины в единицу времени (моль/мин);

B - увеличение количества диалкилкарбоната в единицу времени (моль/мин);

L - количество алифатического спирта, содержащегося в жидкости, конденсированной в трубке холодильника и возвращаемой в реактор, в единицу времени (г/мин);

M - растворимость аммиака в алифатическом спирте (ROH) при температуре трубки холодильника и давлении в ходе проведения реакции [NH₃-г/ROH-г].

2. Способ по п.1, в котором инертный газ содержит азот или аргон.

3. Способ по любому из пп. 1 или 2, в котором в качестве реактора используют многоступенчатый реактор, в котором последовательно расположены два или более реактора; инертный газ подают в каждый из реакторов и образующийся аммиак и поданный газ отводят одновременно.