(57)【要約】ジアリールカーボネート製造工程における廃棄物流から生成混合物を回収する方法は、廃棄物流をアルキルアルコールと反応させて反応混合物を形成し、その反応混合物から生成混合物を分離することからなる。
2006528134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジアリールカーボネート製造廃棄物流（３０４）から生成混合物を回収する方法であって、
廃棄物流をアルキルアルコールと反応させて、生成混合物及び１種以上の廃棄物成分を含む反応混合物を形成し、
生成混合物を反応混合物から分離する
ことを含んでなる、方法。
【請求項２】
反応を液相中又は液相及び気相の組合せ中回分式又は連続モードで行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
反応を８０〜２５０℃の温度及び大気圧〜５００００００Ｐａの圧力で行う、請求項１記載の方法。
【請求項４】
アルキルアルコールと廃棄物流との重量比を０．０５〜１００に維持する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
廃棄物流がエステル交換触媒、ジアリールカーボネート、芳香族サリチレート及びポリカーボネートオリゴマーを含んでおり、生成混合物がジアルキルカーボネート、芳香族アルコール、アルキルサリチレート及びアルキルアルコールを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項６】
エステル交換触媒の濃度が廃棄物流に対して約０．０００１〜約１０重量％である、請求項５記載の方法。
【請求項７】
廃棄物流がさらに第１の廃棄物流（２２６）及び第２の廃棄物流（２２４）を含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項８】
第１の廃棄物流（２２６）がエステル交換触媒、ジアリールカーボネート及び芳香族サリチレートを含んでおり、第２の廃棄物流（２２４）がジアリールカーボネート、ポリカーボネートオリゴマー、芳香族サリチレート及びエステル交換触媒を含んでいる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
廃棄物及びアルキルアルコールを反応させる前に混合する、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
アルキルアルコール及びジアルキルカーボネートの混合物を用いて廃棄物流と反応させ、混合物中のアルキルアルコールの濃度が約１〜約９９重量％である、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
ジアリールカーボネート製造工程における廃棄物流から生成混合物を回収する方法であって、
ジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及びエステル交換触媒を含む反応体流を第１の反応蒸留塔（１１０）に導入し、
第１の反応蒸留塔（１１０）から、ジアルキルカーボネート、アルキルアルコール、アルキルアリールエーテル及び芳香族アルコールを含む第１の塔頂流（１１２）、並びにアルキルアリールカーボネート、エステル交換触媒、ジアリールカーボネート及び芳香族サリチレートを含む第１の塔底流（１１４）を回収し、
第１の塔底流（１１４）を第２の反応蒸留塔（１２４）に導入してジアリールカーボネートを生成させ、
第２の反応蒸留塔（１１４）から、ジアルキルカーボネート、芳香族アルコール、アルキルアリールエーテルを含む第１の側流（１２６）、並びにジアリールカーボネート、アルキルアリールカーボネート、エステル交換触媒、芳香族サリチレート及びジアルキルカーボネートを含む第２の塔底流（１３４）を回収し、
第１の側流（１２６）を第２の精留塔（１４６）に導入して、アルキルアリールエーテル及び芳香族アルコールからジアルキルカーボネート流（１４０）を分離し、ジアルキルカーボネート流（１４０）を第１の精留塔（１１６）にリサイクルし、
第２の塔底流（１３４）を第３の反応蒸留塔（１３８）に導入し、
第３の反応蒸留塔（１３８）から、未反応の芳香族アルコール、ジアルキルカーボネート及びアルキルアリールエーテルを含む第２の塔頂流（１４４）を回収し、第２の塔頂流（１４４）を第１の反応蒸留塔（１１０）にリサイクルし、
第１の塔頂流（１１２）を第１の精留塔（１１６）に導入し、
第１の精留塔（１１６）から、ジアルキルカーボネート／アルキルアルコール共沸混合物からなる第１の共沸塔頂流（１３０）、並びにジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及びアルキルアリールエーテルを含む第３の塔底流（１１８）を回収し、第３の塔底流を第１の反応蒸留塔にリサイクルし、
ジアリールカーボネートを含む第４の塔底流（１４８）を第３の反応蒸留塔（１３８）の底部から回収し、第４の塔底流（１４８）を第１の蒸発器（２００）に導入し、
第１の蒸発器（２００）から、ジアリールカーボネート、アルキルアリールカーボネート、芳香族アルコール、アルキルサリチレート及び芳香族サリチレートを含む第３の塔頂流（２０２）、並びにジアリールカーボネート、芳香族サリチレート及びエステル交換触媒を含む第５の塔底流（２０４）を回収し、第５の塔底流（２０４）を第２の蒸発器（２０６）に導入し、
第２の蒸発器（２０６）から、ジアリールカーボネートを含む第４の塔頂流（２０８）、並びにエステル交換触媒、ジアリールカーボネート及び芳香族サリチレートを含む第６の塔底流（２１２）を回収し、
第６の塔底流（２１２）を第１のリサイクル流（１０２）と第１の塔底廃棄物流（２２６）とに分割し、第１のリサイクル流（１０２）を第１の反応蒸留塔（１１０）にリサイクルし、
第３の塔頂流（２０２）及び第４の塔頂流（２０８）を第３の精留塔（２１４）に導入し、
第３の精留塔（２１４）から、アルキルアリールカーボネート及び芳香族アルコールを含む第５の塔頂流（２１６）、並びにジアリールカーボネート、ポリカーボネートオリゴマー、芳香族サリチレート及びエステル交換触媒を含む第７の塔底流（２１８）を回収し、
第５の塔頂流（２１６）を第３の反応蒸留（２１４）塔に導入し、第７の塔底流（２１８）を第４の精留塔（２２０）に導入し、
第４の精留塔（２２０）から、ジアリールカーボネートを含む第６の塔頂流（２２２）、並びにジアリールカーボネート、ポリカーボネートオリゴマー、芳香族サリチレート及びエステル交換触媒を含む第２の塔底廃棄物流（２２４）を回収し、
第２の塔底廃棄物流（２２４）、第１の塔底廃棄物流（２２６）及びアルキルアルコールを混合装置（３０２）に導入して廃棄物流を生成させ、
廃棄物流（３０４）を１以上の反応器に導入し、
廃棄物流（３０４）をアルキルアルコールと反応させて反応混合物を形成し、
反応混合物を分離装置（３１０）に導入し、
分離装置（３１０）から、生成混合物、並びにビスフェノール、エステル交換触媒及び未反応の廃棄物を含む第８の塔底流（３１４）を回収し、
第１の生成混合物を第３の精留塔（２１４）にリサイクルし、
第８の塔底流（３１４）を処理装置（３２２）に導入する
ことを含んでなり、
生成混合物がジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及びアルキルアルコールを含んでなり、廃棄物流（３０４）がエステル交換触媒、ジアリールカーボネート、芳香族サリチレート及びポリカーボネートオリゴマーを含んでなり、反応混合物がジアルキルカーボネート、芳香族アルコール、アルキルアルコール、ビスフェノール、アルキルサリチレート、及び未反応の廃棄物を含んでなる、方法。
【請求項１２】
アルキルアルコールを直接反応器（３０６）に導入する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
第１の共沸塔頂流（１３０）の一部を、廃棄物流と反応させるのに使用する、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
第１の塔底廃棄物流（２２６）及び第２の廃棄物流（２２４）を直接反応器（３０６）に導入する、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
反応器（３０６）内の滞留時間が約１２０分以下である、請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
分離装置（３１０）がフラッシュドラム、蒸留塔及び蒸発器からなる群から選択される、請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
分離装置が、１００〜２２０℃の温度及び１００〜５０００００Ｐａの圧力に維持される蒸留塔である、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
分離装置（３１０）が、約１４０〜約２２０℃の温度及び約１００〜約５０００００Ｐａの圧力に維持されるフラッシュドラムである、請求項記載の方法。
【請求項１９】
生成混合物を、第１（１１０）、第２（１２４）及び第３（１３８）の反応蒸留塔並びに第１（１１６）及び第３（２１４）の精留塔からなる塔の群から選択される塔にリサイクルして戻す、請求項１１記載の方法。
【請求項２０】
第８の塔底流（３１４）をさらに精製してビスフェノールを回収する、請求項１１記載の方法。
【請求項２１】
生成混合物がさらにアルキルサリチレートを含んでおり、生成混合物をさらに精製してアルキルサリチレートを回収する、請求項１１記載の方法。
【請求項２２】
ジアリールカーボネート製造工程の廃棄物流から生成混合物を回収及びリサイクルする装置であって、
反応器（３０６）、分離装置（３１０）、処理装置（３２２）、並びに反応体及び生成物流を輸送する複数の流路を含んでなり、
反応器が、反応器（３０６）と分離装置（３１０）を連結する第１の移送流路（３０８）、及び入力流路（３０４）を有しており、
分離装置（３１０）が第２の移送流路（３１４）、及び生成混合物流路（３１２）を有しており、生成混合物流路（３１２）が分離装置（３１０）からジアリールカーボネート製造工程へ通じており、第２の移送流路（３１４）が分離装置（３１０）から処理装置（３２２）へ通じている、装置。
【請求項２３】
さらに、入力流に連結されたミキサーを含んでいる、請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
ジアリールカーボネート製造工程の廃棄物流から生成混合物を回収及びリサイクルする装置であって、
第１（１１０）、第２（１２４）及び第３（１３８）の反応蒸留塔、並びに第１（１１６）及び第２の精留塔（１４６）を有するジアリールカーボネート生産装置、
第１（２００）及び第２（２０６）の蒸発器並びに第３（２１４）及び第４（３２０）の精留塔を有するジアリールカーボネート精製装置、並びに
反応器（３０６）、分離装置（３１０）、処理装置（３２２）並びに反応体及び生成物流を輸送する複数の流路を有する回収装置
を含んでなり、
反応器（３０６）は、第２の蒸発器（２０６）の底部からの第１の塔底廃棄物流（２２６）を導入し、かつ第４の精留塔（２２０）の底部からの第２の塔底廃棄物流（２２４）を導入するための入力流路（３０４）、並びに第１の移送流路（３０８）を有しており、第１の移送流路（３０８）は反応器（３０６）から分離装置（３１０）へ通じており、
分離装置（３１０）は第２（３１２）及び第３（３１４）の移送流路に連結されており、第２の移送流路（３１２）は分離装置（３１０）から第３の精留塔（２１４）に通じており、第３の移送流路（３１４）は分離装置（３１０）及び処理装置（３２２）を連結している、装置。
【請求項２５】
１種以上のエステル交換触媒の存在下でジアリールカーボネートとビスフェノールを溶融反応させることを含んでなる、ポリカーボネートを製造する方法であって、ジアリールカーボネートが、請求項１記載の廃棄物流から回収された生成混合物を含んでなる供給原料から製造されたものである方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジアリールカーボネート製造工程で生成した廃棄物から価値のある化合物を回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジフェニルカーボネートのようなジアリールカーボネートは、ポリカーボネート樹脂の生産において重要な反応体である。ポリカーボネート樹脂の用途が増大するにつれて、ジアリールカーボネートの効率的な生産がより重要になってきた。ジアリールカーボネートを生産するエステル交換法は２つの反応段階を含んでいる。まず、エステル交換触媒の存在下でジアルキルカーボネートを芳香族アルコールと反応させてアルキルアリールカーボネートとアルキルアルコールを生成させる。次に、２分子のアルキルアリールカーボネートを不均化反応させて１分子のジアリールカーボネートと１分子のジアルキルカーボネートを生成させる。ジアリールカーボネートはフェノールをホスゲンと反応させることによって生産することもできる。
【０００３】
このジアリールカーボネート製造工程の廃棄物流は処分に特殊な取扱いが必要とされる。この廃棄物流はジアリールカーボネート、芳香族アルコール、芳香族サリチレート、ポリカーボネートオリゴマー、エステル交換触媒及びその他の高沸点化合物のような多様な化合物を含んでいる可能性がある。現在のところ、これらの化合物を廃棄物流から効率的に回収する方法はない。
【０００４】
ポリカーボネートスクラップ（すなわち、製造工程から出るポリカーボネート廃棄物）をアルコールと反応させてモノマーを回収することができる。芳香族アルコールは、芳香族サリチレートをアルコールと反応させることによって芳香族サリチレートから回収し得る。いずれの回収工程の生成物も、他の合成に再使用するためにはさらに精製する必要がある。
【特許文献１】米国特許第４０１２４０６号明細書
【特許文献２】米国特許第４７８９７３０号明細書
【特許文献３】米国特許第５０２６８１７号明細書
【特許文献４】米国特許第５２３６９５９号明細書
【特許文献５】米国特許第５２６６７１６号明細書
【特許文献６】米国特許第５３３４７４２号明細書
【特許文献７】米国特許第５４４００６６号明細書
【特許文献８】米国特許第５６０２２７１号明細書
【特許文献９】米国特許第５７４７６０９号明細書
【特許文献１０】米国特許第５９８０４４５号明細書
【特許文献１１】米国特許第６１７５０１７号明細書
【特許文献１２】米国特許第６１８４３３４号明細書
【特許文献１３】米国特許第６２６２２１０号明細書
【特許文献１４】米国特許第６２９４６８４号明細書
【特許文献１５】米国特許第６３２３３０４号明細書
【特許文献１６】米国特許第６３３９１３８号明細書
【特許文献１７】米国特許第６３９５８６２号明細書
【特許文献１８】米国特許第６４０３７５４号明細書
【特許文献１９】米国特許第６４７９６８９号明細書
【特許文献２０】米国特許第６５０６８７１号明細書
【特許文献２１】特開２００２−２１２３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の方法は、ジアリールカーボネート工程の廃棄物流から化合物を回収するものとは異なる。従って、ジアリールカーボネート製造廃棄物流から価値のある化合物を回収することができる廃棄物取扱い法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書には、ジアリールカーボネート製造廃棄物流から生成混合物を回収するために、廃棄物流をアルキルアルコールと反応させて反応混合物を形成し、この反応混合物から生成混合物を分離することを含んでなる方法が開示される。
【０００７】
上記方法は、反応器、分離装置、処理装置、並びに反応体流及び生成物流を輸送する複数の流路を含んでなる装置で実施することができる。反応器は第１の移送流路によって分離装置に連結されている。分離装置は第２の移送流路と生成混合物流路を有している。生成混合物流は分離装置からジアリールカーボネート製造工程へと送られ、第２の移送流路は分離装置の底部から処理装置へ通じている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本明細書には、ジアリールカーボネート製造廃棄物流から価値のある化合物を回収する方法が開示されている。この方法は、廃棄物流をアルキルアルコールと反応させて反応混合物を形成し、この反応混合物から生成混合物を分離することを含んでいる。廃棄物流とは、生成混合物を回収するために処理する価値がある一定量のジアリールカーボネートと、最終的に処分される１種以上の廃棄物成分とを含む流れと定義される。この廃棄物流は通例、１種以上の触媒、ジアリールカーボネート、及びジアリールカーボネートより高い沸点を有する化合物を含んでいる。一つの実施形態においては、廃棄物流がエステル交換触媒、ジアリールカーボネート、場合により存在する芳香族サリチレート、及び場合により存在するポリカーボネートオリゴマーからなり、反応混合物はジアルキルカーボネート、芳香族アルコール、アルキルアルコール、ビスフェノール、アルキルサリチレート、及び未反応の廃棄物からなる。この実施形態において、生成混合物はジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及びアルキルアルコールからなる。
【０００９】
ジアリールカーボネート製造廃棄物流から価値のある化合物を回収する本方法では、廃棄物流をアルキルアルコールと反応させる。廃棄物流中に存在するジアリールカーボネートがアルキルアルコールと反応して、アルキルアリールカーボネートと芳香族アルコールを生成する。このアルキルアリールカーボネートはさらにアルキルアルコールと反応してジアルキルカーボネートと芳香族アルコールを生成する。廃棄物流中のポリカーボネートオリゴマーは、存在する場合、アルキルアルコールと反応してジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及びビスフェノールを生成する。廃棄物流中の芳香族サリチレートは、存在する場合、アルキルアルコールと反応して芳香族アルコールとアルキルサリチレートを生成する。廃棄物の回収及びリサイクル工程がない場合、廃棄物中に存在するジアリールカーボネート、芳香族サリチレート及びポリカーボネートオリゴマーのような価値のある化合物が失われる。以上の反応は全て、極めて有利な平衡定数を有している。
【００１０】
これらの反応はエステル交換触媒の存在下で行われるが、エステル交換触媒が必要ないこともある。反応は、ほぼ大気圧〜約５００００００Ｐａの圧力、さらに好ましくは約５０００００〜約２００００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内の圧力で行われる。本明細書中に記載する圧力は全て絶対圧力である。高めの圧力がアルキルアルコールを液相に維持するのに役立つ。理論に縛られることはないが、現在のところ、触媒反応はエステル交換触媒の存在下液相中で起こり、非触媒反応は気相と液相で起こり得ると考えられる。
【００１１】
上述の反応の幾つかの反応パラメーターは温度、反応時間及びアルキルアルコールと処理する廃棄物との比である。反応は約８０〜約２５０℃の温度、さらに好ましくは約１４０〜約１８０℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内で行われる。廃棄物処理反応に必要とされる滞留時間は約１２０分以下とすることができる。滞留時間とは、反応が起こる条件の反応器中に廃棄物が留まる時間と定義される。廃棄物処理反応は回分式又は連続モードで実施することができる。
【００１２】
アルキルアルコールと廃棄物流の重量比は約０．０５〜約１００、好ましくは約０．１〜約４０、最も好ましくは約０．２〜約１．５、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内に維持する。アルキルアルコールの利用可能性(availability)により、廃棄物流から価値のある化合物への変換が最大になる。アルキルアルコールと廃棄物流の重量比が低いと、反応時間と温度に関係なく、価値のある物質の収量が低くなる。廃棄物処理に関与するこれらの反応は発熱反応である。
【００１３】
エステル交換合成工程を使用する場合、廃棄物処理反応で廃棄物流をアルキルアルコールと反応させたときに生成する反応混合物は、アルキルアルコール、芳香族アルコール、ジアルキルカーボネート、アルキルサリチレート、ビスフェノール、エステル交換触媒、未反応廃棄物、場合によりアルキルアリールカーボネートを含んでいる。アルキルアリールカーボネートはジアリールカーボネートがアルキルアルコールと反応するときの中間生成物であるので、反応混合物中のアルキルアリールカーボネートの濃度は滞留時間に依存する。滞留時間が長めであると、全てのアルキルアリールカーボネートがアルコールとさらに反応してジアルキルカーボネートと芳香族アルコールを形成する。アルキルアリールカーボネートはまた、ジアリールカーボネートがジアルキルカーボネートと反応するときにも形成され得る。アルキルアルコールとジアルキルカーボネートの混合物を廃棄物流と反応させると、ジアルキルカーボネートが廃棄物流中に存在するジアリールカーボネートと反応してアルキルアリールカーボネートを形成し得、これがさらにアルキルアルコールと反応してジアルキルカーボネートと芳香族アルコールを生成し得る。
【００１４】
これらの化合物の各々の沸点には差があるので、アルキルアルコール、芳香族アルコール及びジアルキルカーボネートのような低めの沸点を有する化合物を含む生成混合物は分離装置で分離することができる。反応混合物中に存在するアルキルサリチレートも生成混合物と共に回収することができ、この生成混合物をさらに精製してアルキルサリチレートを回収し得る。さらにビスフェノールも回収し、適当な精製の後ポリカーボネート重合装置その他の合成系にリサイクルして戻し得る。アルキルアルコール、芳香族アルコール及びジアルキルカーボネートを含む生成混合物の回収後、ビスフェノール、エステル交換触媒及び未反応廃棄物を含む残りの混合物は非常に粘稠である。この粘稠な混合物の容易な取扱いを助長するためには、分離装置を、芳香族アルコールの一部がビスフェノール、エステル交換触媒及び未反応廃棄物を含む混合物中に残存するように設計するとよい。芳香族アルコールが存在すると、この混合物の粘度が低下し、取扱いが容易になる。
【００１５】
廃棄物処理は、アルキルアルコールか、又はアルキルアルコールとジアルキルカーボネートの混合物のいずれかと廃棄物流とを反応させることによって達成することができる。混合物中のアルキルアルコールの濃度は約１〜約９９重量％であり得る。一つの実施形態において、アルキルアルコールとジアルキルカーボネートの混合物は、ジアリールカーボネート製造工程中に形成された共沸混合物であり得る。
【００１６】
アルキルアルコールは脂肪族Ｃ１−３０モノアルコール、好ましくはメタノール、エタノール及びブタノールからなる。適切な芳香族アルコールとしては、限定されることはないが、フェノール及びクレゾール、キシレノール、トリメチル−フェノール、テトラメチルフェノール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、ジエチルフェノール、メチルエチルフェノール、メチルプロピルフェノール、ジプロピルフェノール、メチルブチルフェノール、ペンチルフェノール、ヘキシルフェノール、シクロヘキシルフェノールのようなアルキルフェノール、並びにメトキシフェノール及びエトキシフェノールのようなアルコキシフェノールがある。本反応に有用である適切なジアルキルカーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、プロピルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ブチルペンチルカーボネート、ジペンチルカーボネート、ペンチルヘキシルカーボネート、ジヘキシルカーボネート、ヘキシルヘプチルカーボネート、ジヘプチルカーボネート、ヘプチルオクチルカーボネート、ジオクチルカーボネート、オクチルノニルカーボネート、ジノニルカーボネート、ノニルデシルカーボネート、及びジデシルカーボネートがある。２種以上の芳香族アルコール及び／又はジアルキルカーボネートの組合せを使用することも可能である。
【００１７】
好ましい部類のエステル交換触媒としては、チタンテトラフェノキシド（Ｔｉ（ＯＰｈ）４  ）、及び四塩化チタンのようなチタン化合物、有機スズ化合物、鉛化合物、銅族金属の化合物、亜鉛錯体、鉄族金属の化合物、及びジルコニウム錯体がある。
【００１８】
本明細書には、ジアリールカーボネート製造工程で生成した廃棄物流から化合物を回収する方法が開示されている。ジアリールカーボネートの生産は様々なジアルキルカーボネートと様々な芳香族アルコールを用いて行うことができることが当業者には認識されよう。産業上使用される最も一般的な反応体はジメチルカーボネートとフェノールであり、これらは反応してジフェニルカーボネートを生成する。ジアリールカーボネートは、エネルギー効率の良い一連の質量及びエネルギー統合反応蒸留塔及び蒸留塔で製造される。この工程により、ジアリールカーボネートの高い生産速度が可能になり、またジアリールカーボネート製造工程内にリサイクルしたりジアルキルカーボネートの製造のような併発反応に利用したりするための未反応の出発材料及び副反応生成物の便利な回収が容易になる。
【００１９】
図１は、ジアリールカーボネートを製造するための模範的な装置の概略図である。この装置は、５つの塔１１０、１２４、１３８、１１６及び１４６と、数字１００〜１４８で示されている様々な供給原料流路、生成物流路及びリサイクル流路とを有している。
【００２０】
塔１１０、１２４及び１３８は反応蒸留塔である。すなわち、これらの塔は各々が、化学反応が起こる下部反応セクションと、上部精留セクションとを有している。このタイプの塔の構成は当技術分野で公知である。一般に、塔の反応セクション及び精留セクションは配列パッキン(arranged packing)、ダンプパッキン(dumped packing)又は固定内在物(fixed internal)を備えている。塔１１０は約ｌ０〜約８０、さらに好ましくは約１５〜約６０、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内の理論蒸留段数を提供する。
【００２１】
塔１１６及び１４６は精留塔である。これらの塔は、同時に起こる化学反応を推進することなく、沸点に基づいて物質の分離を行うためのものである。このタイプの塔の構成は当技術分野で公知である。
【００２２】
図１に示した５つの塔は一連の流路によって相互に連結されている。各流路に対する流れの方向は図１に示されている。この設計を個々の設備に適合させる際には様々なバルブ、ヒーター、及びその他の付属品を含ませることができ、かかる部品を含ませることは当技術分野における技術常識の範囲内である。
【００２３】
図１に示した装置を利用してジアリールカーボネートを製造することができる。出発材料は流路１０６及び１０８を介して塔１１０に導入される。流れ１０６は、主として芳香族アルコール（新たなもの又はリサイクルされたもの）を含む流れ１００と、芳香族アルコール及びエステル交換触媒を含む流れ１０２との組合せである。場合により、流れ１０６はまた、反応蒸留塔１３８から流路１４４を介してリサイクルされたアルキルアルコール、アルキルカーボネート及び副反応生成物も含んでいることができる。流れ１００は新たなエステル交換触媒流によってさらに増強することができ、この新たなエステル交換触媒は必要に応じて添加し得る。
【００２４】
流れ１０８は、アルキルアルコールとジアルキルカーボネートを含む流れ１０４と、精留塔１１６の底部から回収されたジアルキルカーボネート、芳香族アルコール及び副反応生成物を含むリサイクル流１３２との混合物である。
【００２５】
流れ１０８は塔１１０の底部セクション、好ましくはリボイラーに供給される。この流れは使用するリボイラーのタイプに応じて液体でも蒸気でもよい。例えば、外部リボイラー、例えば、ケトルリボイラーを使用する場合、流れ１０８は蒸気として塔１１０に入る。流れ１０６は液体として塔１１０の中央セクションで反応蒸留セクションの頂部付近の位置に供給される。流れ１０６及び１０８の供給速度は、ジアルキルカーボネートの芳香族アルコールに対するモル比が約０．１〜約ｌ０、好ましくは約０．５〜約５、最も好ましくは約１〜約３、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内になるようにする。流れ１０８を介してジアルキルカーボネートを過剰に供給するのが特に有利である。というのは、ジアルキルカーボネートは反応体及びストリッピング剤の両方の役目をし、エステル交換反応で生成したアルキルアルコールの除去を促進するからである。この除去により、塔１１０におけるアルキルアリールカーボネートの生成速度が増大する。塔１１０でのエステル交換反応は、約１００〜約３００℃、好ましくは約１３０〜約２５０℃、最も好ましくは約１４０〜約２２０℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内の温度で実施する。塔１１０の作動圧力は約５０００〜約２００００００Ｐａ、好ましくは約５００００〜約１００００００Ｐａ、最も好ましくは約３０００００〜約７０００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内である。
【００２６】
反応生成物と未反応の出発材料は、塔１１０から流路１１２及び１１４を介して取り出される。塔１１０の頭部から取り出された流れ１１２は、未反応のジアルキルカーボネートと芳香族アルコール、及びエステル交換反応で生成したアルキルアルコールを含んでいる。一つの実施形態において、流れ１１２は、ジアリールカーボネートエステル交換反応の副生物であるアルキルアリールエーテルも含有し得る。この流れは加工処理及び回収のために精留塔１１６に送られる。
【００２７】
塔１１０の底部付近から取り出された流れ１１４は、塔１１０で生成したアルキルアリールカーボネート、芳香族サリチレート及びジアリールカーボネートと、未反応の出発材料及びエステル交換触媒を含んでいる。流れ１１４は第２の反応蒸留塔１２４に送られる。
【００２８】
塔１２４は下部反応セクションと上部精留セクションとを有する。この塔はアルキルアリールカーボネートからジアリールカーボネートとジアルキルカーボネートへの不均化を促進し、同時に反応混合物からジアルキルカーボネートを分離する。
【００２９】
塔１２４の反応セクションと精留セクションは各々が配列パッキン、ダンプパッキン又は固定内在物を備えていて約１〜約５０、好ましくは約５〜約２０、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内の理論蒸留段数を提供する。塔１２４の温度は約５０〜約３００℃、好ましくは約６０〜約２８０℃、最も好ましくは約ｌ００〜約２５０℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内である。
【００３０】
塔１２４内の圧力は、約５０００〜約ｌ００００００Ｐａ、好ましくは約２００００〜約５０００００Ｐａ、最も好ましくは約１０００００〜約３０００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲内に維持する。塔１２４の圧力を塔１１０の圧力より低く維持するのが好ましい。この結果、流れ１１４の断熱フラッシュ(flash)が生じ、従って塔１２４内における反応混合物からのジアルキルカーボネートの分離が促進される。
【００３１】
塔１２４は、流路１１４を介してこの塔に入るジアルキルカーボネートが反応混合物から分離され、従って反応セクションで起こる不均化反応の速度が増大するように作動させる。塔１２４はまた塔１１６のリボイラーとして利用することもでき、この場合これら２つの塔は図１に示されているように流路１２０及び１２２により連結される。この場合、この配置にある塔１１６へのアルキルアリールカーボネートのキャリーオーバー（持ち込み）を避けるように注意しなければならない。というのは、流路１３２を介してアルキルアリールカーボネートの塔１１０へのリサイクルが起こり得るからである。アルキルアリールカーボネートとアルキルアルコールのリサイクルは塔１１０内の組成を出発材料の方に移動させ、従って塔１１０におけるアルキルアリールカーボネートの正味の生産速度を低下させるであろう。そのため、塔１２４及び１１６は、流れ１２０が存在する場合、これが精留塔１１６から逆流するジアルキルカーボネートを液相中に含むように作動させる。一つの実施形態において、流れ１２０はアルキルアリールエーテルと芳香族アルコールも含んでいることがある。
【００３２】
流れ１２２が存在する場合、この流れはジアルキルカーボネートと不要な副生物であるアルキルアリールエーテル（例えばアニソール）を気相中に含んでいる。これにより、塔１１６で起こる分離工程を推進するエネルギーが得られる。従って、流路１２０及び１２２を介して塔１２４及び１１６間で熱と質量の統合が有利に実現される。
【００３３】
精留塔１１６は、この工程で生成したジアルキルカーボネートとアルキルアルコールの混合物を含む頂部副生物流１２８を生じる。一つの実施形態において、この頂部副生物流１２８はジアルキルカーボネートとアルキルアルコールの共沸混合物からなる。一つの実施形態において、流れ１２８は流れ１３０と流れ１５０に分割され得、この流れ１５０は凝縮し、さらに精製することなく補完ジアルキルカーボネート生産工程の供給原料流として再使用することができる。流れ１３０は、さらに精製することなく、ジアリールカーボネートを製造する工程で生成した廃棄物流から価値のある化合物を回収するための供給原料流として再使用することができる。
【００３４】
塔１１６は配列パッキン、ダンプパッキン又は固定内在物を備えていて、約３以上、好ましくは約５〜約５０、又はこれらの間のあらゆる部分範囲の理論蒸留段数を提供する。塔１１６の温度は約ｌ０〜約２００℃、好ましくは約５０〜約１５０℃、又はこれらの間のあらゆる部分範囲である。塔１１６内の圧力は約１００００〜約ｌ００００００Ｐａ、好ましくは約５００００〜約２０００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００３５】
塔１１６と物質を相互に交換する流路１２０及び１２２とは別に、物質は流路１３４及び１２６を介して塔１２４を出て行く。ジアルキルカーボネート、アルキルアリールエーテル及び芳香族アルコールを含む流れ１２６は、好ましくは塔１２６から側流として、又は塔１１６の底部から引き出され、第２の精留塔１４６に供給される。
【００３６】
塔１４６はアルキルアリールエーテルからジアルキルカーボネートを分離し、このジアルキルカーボネートを流路１４０を介して塔１１６に戻す。アルキルアリールエーテルは流路１４２を介して排出される。
【００３７】
流れ１３４は塔１２４で生成したジアリールカーボネートを、未反応の出発材料、並びに幾らかのアルキルアリールカーボネート、芳香族サリチレート、エステル交換触媒及びアルキルアリールエーテルと共に含んでいる。流れ１３４は反応蒸留塔１３８に供給される。塔１３８は配列パッキン、ダンプパッキン又は固定内在物を備えており、約５〜約８０、さらに好ましくは約２０〜約６０、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の理論蒸留段数を提供する。
【００３８】
塔１３８は、目的とするジアリールカーボネート生成物に向けて反応をさらに推進しつつ、他の物質を、好ましくはリサイクルのために分離するように作動させる。２つの流れが塔１３８から取り出される。第１のものは塔底流１４８であり、ジアリールカーボネート、残留エステル交換触媒、アルキルアリールカーボネート及び高沸点副生物を含んでいる。好ましくはこの生成物流をさらに蒸留する。
【００３９】
第２の流れ１４４は塔１３８の頂部から取り出され、未反応の芳香族アルコール、ジアルキルカーボネート及びアルキルアリールエーテルを含んでいる。流れ１４４はリサイクルして流れ１０６の一部を構成するのが好ましい。
【００４０】
塔１３８は約１００〜約３００℃、好ましくは約ｌ００〜約２５０℃、最も好ましくは約１４０〜約２００℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の温度で作動させる。この塔内の圧力は約ｌ０００〜約３０００００Ｐａ、好ましくは約５０００〜約１０００００Ｐａ、最も好ましくは約１００００〜約４００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００４１】
上記工程の範囲内で、幾つかの変形が可能である。例えば、既に記載したように、塔１１６及び１２４を流路１２０及び１２２を介して相互に連結する。
【００４２】
また、流れ１３４は、アルキルアリールカーボネートを含む流れを流路２１６を介して添加することにより増強して流れ１３６を形成してもよい。好ましくは、アルキルアリールカーボネートを含む流れ２１６はジアリールカーボネートの精製工程から回収される。
【００４３】
図２は、２つの蒸発器２００及び２０６、２つの塔２１４及び２２０、並びに数字２００〜２２４で示されている様々な供給原料流路、生成物流路及びリサイクル流路を含む、ジアリールカーボネートを精製するための模範的な装置の概略図である。
【００４４】
蒸発器２００及び２０６は低めの沸点を有する軽めの成分を気化する。これらの成分を気化するための熱は高圧の蒸気によって供給される。これらの蒸発器は薄膜式蒸発器(wiped film evaporator)、流下膜式蒸発器又は両者の組合せとすることができる。塔２１４及び２２０は精留塔である。
【００４５】
図２に示した２つの蒸発器と２つの塔は、反応体及び生成物を輸送する役目をする一連の供給原料／リサイクル流路によって相互に連結されている。かかる流路の各々の流れの方向は図２に示されている。この設計を個々の設備に適合させる際にはこれらの供給原料／リサイクル流路に様々なバルブ、ヒーター、及びその他の付属品を備えていてもよく、かかる部品を含ませることは当技術分野の技術常識内である。
【００４６】
図２に示した装置を利用してジアリールカーボネートを精製することができる。ジアリールカーボネートを残留エステル交換触媒、芳香族アルコール、アルキルアリールカーボネート、芳香族サリチレート及び高沸点副生物と共に含む流れ１４８が蒸発器２００に供給され、そこでジアリールカーボネート、アルキルアリールカーボネート、芳香族アルコール、アルキルアルコール及び芳香族アルコールが気化され、エステル交換触媒及び高沸点副生物から分離される。２つの流れが蒸発器２００から取り出される。第１のものは、ジアリールカーボネート、アルキルアリールカーボネート、芳香族アルコール、アルキルサリチレート及び芳香族サリチレートを含む塔頂流２０２である。第２の流れはジアリールカーボネート、エステル交換触媒、芳香族アルコール及び高沸点副生物を含む塔底流２０４である。一つの実施形態において、流れ２０２は小量のエステル交換触媒を含有していてもよい。
【００４７】
蒸発器２００は約１００〜約３００℃、好ましくは約ｌ５０〜約２５０℃、最も好ましくは約１８０〜約２３０℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の温度で作動させる。この蒸発器の作動圧力は約１０００〜約２０００００Ｐａ、好ましくは約１５００〜約８０００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００４８】
流れ２０４は、ジアリールカーボネートをエステル交換触媒及び高沸点副生物からさらに回収するために蒸発器２０６に供給される。２つの流れが蒸発器２０６から回収される。第１のものはジアリールカーボネート、アルキルアリールカーボネート及びエステル交換触媒を含む塔頂流２０８であり、流れ２０２と混合することにより増強されて流れ２１０を形成する。このジアリールカーボネート、芳香族サリチレート、エステル交換触媒及び高沸点副生物を含む第２の流れ２１２は蒸発器２０６の底部から取り出される。流れ２１２は２つの流れ２２６と１０２に分割される。流れ１０２は塔１１０にリサイクルされ、流れ２２６は第１の廃棄物流としてパージされる。
【００４９】
蒸発器２０６は約１００〜約３００℃、好ましくは約ｌ５０〜約２５０℃、最も好ましくは約１８０〜約２３０℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の温度で作動させる。この蒸発器内の作動圧力は約１０００〜約２０００００Ｐａ、好ましくは約１５００〜約８０００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００５０】
流れ２１０は精留塔２１４に供給される。この塔はジアリールカーボネートと、芳香族アルコールやアルキルアリールカーボネートのような軽い成分との分離を促進する。精留塔２１４は芳香族アルコールとアルキルアリールカーボネートを含む塔頂流２１６を生じ、この塔頂流は反応蒸留塔１３８の供給原料を増強するためにリサイクルされ得る。一実施形態では、流れ２１６を反応蒸留塔１２４にリサイクルしてもよい。ジアリールカーボネート、ポリカーボネートオリゴマー、芳香族サリチレート及びエステル交換触媒を含む精留塔２１４の塔底流２１８は、ジアリールカーボネートの精製のため精留塔２２０に供給される。
【００５１】
塔２１４は配列パッキン、ダンプパッキン又は固定内在物を備えていて、約３以上、好ましくは約５〜約５０、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の理論蒸留段数を提供する。塔２１４は約１００〜約３００℃、好ましくは約ｌ００〜約２５０℃、最も好ましくは約１４０〜約２００℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の温度で作動させる。この塔内の作動圧力は約ｌ０００〜約３０００００Ｐａ、好ましくは約２０００〜約１０００００Ｐａ、最も好ましくは約３０００〜約８０００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００５２】
精留塔２１４の供給原料は、ポリカーボネート重合装置のオーバーヘッド（塔頂）から回収されたジアリールカーボネートをリサイクルすることによって増強することができる。このジアリールカーボネートとポリカーボネートのオリゴマーを含むリサイクル流４１２（図４に示す）は精留塔２１４の底部に導入し得る。
【００５３】
流れ２１８はジアリールカーボネートをさらに精製するために精留塔２２０に供給される。塔２２０から回収される塔頂流２２２は純粋なジアリールカーボネートを含んでいる。流れ２２２中に存在するジアリールカーボネートの濃度は重量に対して約９９．５％である。
【００５４】
塔２２０は配列パッキン、ダンプパッキン又は固定内在物を備えていて、約３以上、好ましくは約５〜約５０、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の理論蒸留段数を提供する。塔２２０は約１００〜約３００℃、好ましくは約ｌ００〜約２５０℃、最も好ましくは約１４０〜約２２０℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の温度で作動させる。この塔内の作動圧力は約ｌ００〜約３０００００Ｐａ、好ましくは約１００〜約１０００００Ｐａ、最も好ましくは約１００〜約３０００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００５５】
精留塔２２０の塔底流２２４はジアリールカーボネート、ポリカーボネートのオリゴマー、芳香族サリチレート、エステル交換触媒及び高沸点副生物を含んでいる。この流れは第２の廃棄物流としてジアリールカーボネート精製セクションからパージされる。
【００５６】
図３は、廃棄物流から化合物を回収するための模範的な装置の概略図である。この装置は、混合装置３０２、反応器３０６、２つの分離装置３１０及び３１６、並びに処理装置３２２を含んでいる。様々な供給原料流路、生成物流路及びリサイクル流路が数字３０４〜３２０で示されている。
【００５７】
図３に示した混合装置、反応器、２つの蒸発器及び処理装置は反応体及び生成物を輸送する役目をする一連の供給原料／リサイクル流路によって相互に連結されている。かかる流路の各々の流れの方向が図３に示されている。この設計を個々の設備に適合させる際にこれらの供給原料／リサイクル流路と共に様々なバルブ、ヒーター、及びその他の付属品を備えていてもよく、かかる部品を含ませることは当技術分野で技術常識の範囲内である。
【００５８】
ジアリール精製セクションからの廃棄物流２２４及び２２６は、ジアルキルカーボネートとアルキルアルコールの共沸混合物を含む流れ１３０と共に混合装置３０２に導入される。この混合装置はオンラインミキサーその他あらゆる慣用の混合容器とすることができる。混合された流れ３０４はアルキルアルコール、ジアリールカーボネート、芳香族サリチレート、エステル交換触媒、ポリカーボネートオリゴマー及びその他の高沸点副生物を含んでいる。流れ３０４は反応器３０６に供給される。
【００５９】
廃棄物流と流れ１３０の混合は反応器内での反応を促進するために必要とされる。一実施形態では、流れ２２６、２２４及び１３０が直接反応器に供給され、そこで混合される。廃棄物処理に適当な反応器の選択に特に制限はない。プラグフロー反応器、連続撹拌槽反応器、気泡塔反応器若しくはこれら３種全ての組合せ又は多段撹拌槽反応器のような様々なタイプの慣用の反応器を使用することができる。混合装置がない場合、連続撹拌槽反応器を使用するときには反応器内の攪拌機が混合を助け、プラグフロー反応器を使用するときには反応器の最初の長さを混合に使用する。一実施形態では、反応器は反応蒸留塔であってもよい。
【００６０】
２以上の反応器の組合せ又は多段反応器を使用してもよく、この場合アルキルアルコールは反応器の組合せでは各反応器の前又は多段反応器では段間で添加すればよい。反応器は、反応器内における混合流３０４の滞留時間を約１２０分以下として作動させる。滞留時間とは、流れが反応条件の反応器内に存在する時間と定義される。
【００６１】
反応器内で廃棄物はアルキルアルコールと反応して、芳香族アルコール、ビスフェノール、アルキルサリチレート、未反応の廃棄物供給原料、未反応のアルキルアルコール、アルキルカーボネート及びエステル交換触媒を含む反応混合物を生成する。反応器３０６は、約８０〜約２５０℃、好ましくは約１４０〜約１８０℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の温度で作動させる。反応器圧力はほぼ大気圧〜約５００００００Ｐａ、好ましくは約５０００００Ｐａ〜約２００００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。廃棄物流２２６及び２２４の合計重量に対するアルキルアルコールの重量の比は約０．０５〜約１００、好ましくは約０．１〜約４０、最も好ましくは約０．２〜約１．５、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲に維持する。
【００６２】
廃棄物流中のエステル交換触媒濃度は通常、廃棄物とアルキルアルコールとの反応を行うのに充分なものである。エステル交換触媒の濃度は廃棄物供給原料の総重量を基準にして約０．０００１％以上である。好ましくは、この濃度は、廃棄物供給原料の総重量を基準にして約０．１〜約１０％、最も好ましくは約１〜約４％、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００６３】
反応生成物流３０８は反応器３０６を出て、分離装置３１０に供給される。この分離装置はフラッシュドラム、蒸留塔、蒸発器、若しくはこれらの組合せ、又は沸点を基準にして成分を分離することが知られている任意の他の分離装置とすることができる。
【００６４】
一実施形態では、分離装置３１０は蒸留塔である。この蒸留塔は配列パッキン、ダンプパッキン又は固定内在物を備えていて、約３以上、好ましくは約５〜約５０、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の理論蒸留段数を提供する。この塔は、約８０〜約２５０℃、好ましくは約１００〜約２２５℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の温度で作動させる。塔内の作動圧力は約１００〜約５０００００Ｐａ、好ましくは約１００〜約３００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００６５】
一実施形態では、分離装置はフラッシュドラムである。フラッシュドラムは、約１４０〜約２２０℃、好ましくは約１５０〜約２００℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の温度で作動させる。このフラッシュドラムは反応器３０６より低い圧力で作動し、そのため、流れ３０８をフラッシュドラム中にフラッシュすることによって軽めの成分の分離が可能になる。フラッシュドラムの作動圧力は約１００〜約５０００００Ｐａ、好ましくは約１００〜約３００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。一実施形態では、フラッシュドラムは熱交換機に取り付けられており、フラッシュドラムからの底部生成物を気化させ、この気化した底部生成物の一部をリサイクルしてフラッシュドラム中に戻す。フラッシュドラム内における反応生成物流３０８の滞留時間は約２秒〜約１２０分、最も好ましくは約５〜約６０分である。最も効率的な時間は、当業者が、収率やエネルギー入力のようなパラメーターを考慮することにより、過度の実験をすることなく決定することができる。
【００６６】
２つの流れが分離装置３１０から回収される。第１の流れはアルキルアルコール、芳香族アルコール及びアルキルカーボネートを含む生成混合物流３１２である。生成混合物流３１２はリサイクルして供給原料として精留塔２１４に戻し得る。一実施形態では、生成混合物はアルキルアルコール、芳香族アルコール、アルキルカーボネート及びアルキルサリチレートを含んでおり、またこの生成混合物はリサイクルして精留塔２１４に戻す前にさらに精製してアルキルサリチレートを分離してもよい。この回収されたアルキルサリチレートは適当に精製して任意の他の合成に使用することができる。分離装置３１０からの塔底流３１４はビスフェノール、エステル交換触媒及び未反応廃棄物を含んでいる。この流れは処理装置に送られる。一実施形態では、処理装置は廃棄物流を焼却処分するためのバーナーである。
【００６７】
一実施形態では、塔底流３１４はさらに処理してビスフェノールを含む流れ３１８を回収することができる。この場合、流れ３１４は第２の分離装置３１６に供給される。第２の分離装置３１６は蒸留塔若しくは蒸発器又は両者の組合せ、さらに又は蒸気圧の差に基づいて成分を分離することが知られている任意の他の分離装置とすることができる。第２の分離装置はまた、適当な溶媒の存在下での溶解度の差を基準にして選択することもできる。ビスフェノールのアルカリ塩の形成及び流れ３１４からのその回収も工程のオプションである。２つの流れが第２の分離装置３１６から回収され得る。第１の流れはビスフェノールを含む第２の生成混合物流３１８である。第２の生成混合物流３１８はリサイクルしてポリカーボネート重合装置に戻してもよいし、又は適当な精製の後任意の他の合成系に使用してもよい。エステル交換触媒と未反応廃棄物を含む塔底流３２０は処理装置に送ってもよい。
【００６８】
上記工程の範囲内で、幾つかの変形が可能である。廃棄物流２２６及び２２４並びに流れ１３０のいずれか又は両者を直接反応器３０６に供給して価値のある化合物を回収することができる。分離装置３１０及び３１６のいずれかを、アルキルアルコール、ジアルキルカーボネートぉよび芳香族アルコールを含む生成混合物と、ビスフェノールを含む第２の生成混合物とが回収されるように作動させてもよい。ビスフェノールを回収する必要性がない場合には、流れ３１４を直接処理装置に送ることができる。流れ３１２を塔１１０、１２４，１３８、２１４、１１６及び４０２（図４に示す）のいずれかに送って、廃棄物処理装置をジアリールカーボネート生産及び精製装置に統合することができる。反応器３０６に対する供給原料として流れ１３０に代えて新たなアルキルアルコールを適切な量で使用して価値のある化合物の回収を達成することができる。
【００６９】
図４は、ポリカーボネート重合装置からの芳香族アルコールを精製しリサイクルするための２つの塔４０２及び４０８を含む模範的な装置の概略図である。様々な供給原料流路、生成物流路及びリサイクル流路が数字４００〜４１２で示されている。図１に示されている流れ１００は、ポリカーボネート重合工程から回収されリサイクルされた芳香族アルコールを添加することによって増強することができる。
【００７０】
図４に示した２つの塔は一連の流路により相互に連結されている。各流路の流れの方向は図４に示されている。この設計を個々の設備に適合させる際に様々なバルブ、ヒーター、及びその他の付属品を備えていてもよく、かかる部品を含ませることは当技術分野における技術常識に属する。
【００７１】
ポリカーボネートの重合中、芳香族アルコールが放出される。その放出された芳香族アルコールの一部は直接塔１１０に送られ、一部は流路４００を介してリサイクルされ、精留塔４０２に供給される。流れ４００は芳香族アルコール、ジアリールカーボネート、ビスフェノール、及びポリカーボネートオリゴマーを含んでいる。このポリカーボネートオリゴマーの分子量（重量平均）は約３００〜約１５００である。精留塔４０２は配列パッキン、ダンプパッキン又は固定内在物を備えていて、約１〜約５０、好ましくは約５〜約２０、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の理論蒸留段数を提供する。塔４０２内の温度は約５０〜約３００℃、好ましくは約６０〜約２８０℃、最も好ましくは約ｌ００〜約２５０℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００７２】
塔４０２内の圧力は、約１００〜約３０００００Ｐａ、好ましくは約５００〜約１０００００Ｐａ、最も好ましくは約１０００〜約１００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲に維持する。
【００７３】
２つの流れが塔４０２から回収される。芳香族アルコールを含む塔頂流４０４はリサイクルしてジアリールカーボネート工程に戻され、図１に示されている流れ１００を増強する。一実施形態では、４０４は、芳香族アルコールより軽い成分を排除するために塔４０２の側部から取り出される。塔４０２からの塔底流４０６は芳香族アルコール、ジアリールカーボネート、ビスフェノール及びポリカーボネートオリゴマーを含んでいる。
【００７４】
流れ４０６は、この流れ４０６中に存在する芳香族アルコールを回収するために精留塔４０８に導入される。精留塔４０８は配列パッキン、ダンプパッキン又は固定内在物を備えていて、約１〜約５０、好ましくは約５〜約２０、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲の理論蒸留段数を提供する。塔４０８内の温度は約５０〜約３００℃、好ましくは約６０〜約２８０℃、最も好ましくは約ｌ００〜約２５０℃、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。
【００７５】
塔４０８内の圧力は、約１００〜約３０００００Ｐａ、好ましくは約５００〜約１０００００Ｐａ、最も好ましくは約１０００〜約１００００Ｐａ、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲に維持する。
【００７６】
２つの流れが塔４０８から回収される。塔頂流４１０は芳香族アルコールを含んでおり、リサイクルしてジアリールカーボネート工程に戻して図１に示されている流れ１００を増強することができる。ジアリールカーボネート及びポリカーボネートオリゴマーを含む塔底流４１２はジアリール精製工程にリサイクルし得る。一実施形態では、流れ４１２は図２に示されているように塔２１４の底部に供給され、流れ４１２中に存在するジアリールカーボネートが回収され精製される。
【００７７】
ポリカーボネートオリゴマーは図４に示されている流路４１２を介して上記経路によりジアリールカーボネート工程にリサイクルされる。一実施形態では、オリゴマーを含有するリサイクル流はビスフェノールを含んでいる。別の実施形態において、ポリカーボネート重合器からのリサイクル流は直接アルキルアルコールで処理してジアルキルカーボネート及び芳香族アルコールを回収しリサイクルしてもよい。ポリカーボネートオリゴマーはポリカーボネート重合工程で生成する。ポリカーボネートは、１種以上のビスフェノール化合物、好ましくはビスフェノールＡと、ジアリールカーボネート、好ましくはジフェニルカーボネートとのエステル交換によって製造される。このエステル交換反応は溶融体中で、そして１種以上のエステル交換触媒の存在下で行われる。
【００７８】
エステル交換触媒は通例１種以上のアルカリ金属水酸化物のようなアルカリ金属化合物からなる。模範的なアルカリ金属化合物は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）である。
【００７９】
エステル交換触媒に加えて、塩基性助触媒が存在し得る。適切な塩基性助触媒としては、限定されることはないが、第四アンモニウム化合物、第四ホスホニウム化合物及びこれらの混合物がある。第四アンモニウム化合物の例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム（以後、「ＴＭＡＨ」ということがある）、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム及び水酸化トリメチルベンジルアンモニウムがある。第四ホスホニウム化合物の例としては、水酸化テトラメチルホスホニウム、水酸化テトラエチルホスホニウム及び水酸化テトラ−ｎ−ブチルホスホニウムがある。ＴＭＡＨが通常好ましい。ジアリールカーボネート対ビスフェノール化合物のモル比は一般に約１．０１〜１．２０：１、好ましくは約１．０５〜１．１０：１、又はこれらの範囲内のあらゆる部分範囲である。エステル交換触媒の割合はビスフェノール化合物の合計量を基準にして約０．０１〜１０００、多くの場合約１モルｐｐｍ（百万部当たりの部）である。助触媒の割合はビスフェノール化合物の合計量を基準にして約１〜１００００モルｐｐｍである。
【００８０】
ビスフェノール化合物の具体例としては、１−フェニル−１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）、３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−６−メチルフェニル）ブタン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサン、１，４−ビス［２−（４−ヒドロキシフェニル）プロピル］ベンゼン、１，３−ビス［２−（４−ヒドロキシフェニル）プロピル］ベンゼン、２，２−ビス（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−フェニルフェニル）プロパン、１，１−ビス［４−（２−ヒドロキシエチルオキシ）フェニル］フルオレン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチル−１，１’−スピロビインダンなどがある。
【００８１】
当業者には了解されるように、上記様々な流路を塔の頂部、中央又は底部とする位置取りは必然的に相対的な用語である。というのは、物質が導入される位置はその塔内に維持される条件に依存するからである。例えば、塔の底部に入る流れは現実には排液貯め(sump)の二、三段上方に入ることがあり、塔の頂部に入る流れは頂部段より二、三段下方に入ることがある。にもかかわらず、これらの用語は様々な塔及び流路の概略の位置付けを定義するために用いられている。
【００８２】
上記方法と装置により、ジアリールカーボネートを製造する工程の廃棄物流から価値のある化合物を効率的に工業規模で回収しリサイクルすることが可能になる。
【００８３】
開示された方法は本明細書に記載した実施形態に限定されることはなく、任意の他の経路によるジアリールカーボネート製造工程の廃棄物から化合物を回収することができる。特に、開示された方法は、ジアリールカーボネートがジアルキルカーボネートを芳香族アルコールと反応させることによって製造され、そのジアルキルカーボネートがアルキルアルコールを尿素又はエチレングリコールカーボネート若しくは環状カーボネート（例えば、エチレンカーボネート）と反応させることによって製造されるジアリールカーボネート製造工程の廃棄物に応用することができる。また、開示された方法は、ジアリールカーボネートがホスゲンを芳香族アルコールと反応させることによって製造されるジアリールカーボネート製造工程の廃棄物にも応用することができる。
【実施例】
【００８４】
本明細書に開示された方法を、以下の非限定実施例によってさらに例証する。
【００８５】
実施例１〜８
容積３００ｍｌの回分式オートクレーブを、反応用に選択したアルキルアルコールがメタノールである廃棄物流の反応にいろいろな条件で使用した。第２の廃棄物流は２３重量パーセントのジフェニルカーボネート、１重量パーセントのフェニルサリチレート、及び７６重量％の触媒＋オリゴマー＋その他の化合物からなっていた。反応を始める前に、３００００００Ｐａの圧力の窒素ガスを用いてオートクレーブ反応器の漏れを試験した。漏れ試験では、反応器を窒素で加圧した後入口と出口を閉じ、反応器内の圧力をモニターした。実施例１では、約１００ｇの第２の廃棄物流を２１．２ｇのメタノールと共にオートクレーブに入れた。このオートクレーブを、攪拌機を一定の５５０ＲＰＭで動かしながら１８０℃の温度に加熱した。反応時間終了時に反応混合物から液体試料を採取し、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）で分析した。表１に、反応完了後の反応混合物中の化合物の重量％を示す。また、表１はジメチルカーボネート、フェノール及びビスフェノールＡの収率も示す。収率は、仕込んだ廃棄物１ｋｇ当たりの生成化合物ｋｇとして計算した。結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
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実施例９〜１０
実施例１に記載したのと同じ装置を用い、表２に示す反応条件で実験９〜１０を行った。実施例９〜１０で反応用に取り上げた廃棄物は、ジフェニルカーボネート製造工程からの第１と第２の廃棄物流の混合物であった。第１と第２の廃棄物流の混合物の組成及び反応の結果を表２に示す。
【００８７】
【表２】
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実施例１１〜２９
プラグフロー反応器を使用して、メタノールを第２の廃棄物流と連続モードで反応させた。反応器の総容積は１０５．１ｍｌであった。反応器の長さと直径は５０ｃｍと１．６２ｃｍであった。メタノールと第２の廃棄物流をミキサーで混合した。メタノールと廃棄物流の重量比（ＭｅＯＨ／ＷＳ）を表３に示す。メタノールと第２の廃棄物流の混合物を、ギアポンプを用いてプラグフロー反応器に送った。滞留時間（ＲＴ）を表３に示す。反応器を表３に摂氏で示す温度に加熱した。反応器内の圧力は３０２７２１１Ｐａであった。反応器の出口から試料を取り出し、ＧＣを用いて分析した。結果を表３に示す。この反応は６０分続けた。
【００８８】
【表３】
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以上の実施例から分かるように、ジアリールカーボネートを製造する工程の廃棄物流をアルキルアルコールと反応させることができ、価値のある化合物を回収することができる。
【００８９】
好ましい実施形態を参照して本発明を説明して来たが、当業者には理解されるように、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更をなすことができ、またその要素を等価物で置き換えることができる。さらに、個々の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために、その本質的な範囲から逸脱することなく多くの修正をなすことができる。従って、本発明は、本発明を実施する上で考えられる最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に入る全ての実施形態を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図１は、ジアルキルカーボネートと芳香族アルコールからジアリールカーボネートを製造する工程を示す。
【図２】図２は、ジアリールカーボネートの精製と廃棄物流の生成の工程を示す。
【図３】図３は、廃棄物流から化合物を回収及びリサイクルする工程を示す。
【図４】図４は、重合工程から回収された芳香族アルコールを精製する工程を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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