(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とを含む原料を触媒が存在する連続多段蒸留塔Ａ内に連続的に供給し、該蒸留塔Ａ内でエステル交換反応と蒸留を同時に行い、副生するアルコール類を含む低沸点反応混合物（ＡT）を該蒸留塔Ａ上部よりガス状で連続的に抜出し、芳香族カーボネート類を含む高沸点反応混合物（ＡB）を該蒸留塔Ａ下部より液状で連続的に抜出す反応蒸留方式によって、芳香族カーボネート類を工業的規模で連続的に大量に製造するにあたり、
（ａ）該連続多段蒸留塔Ａとして、下記式（１）〜（６）の条件を満足する長さＬ（ｃｍ）、内径Ｄ（ｃｍ）、内部に段数ｎをもつインターナルを有し、塔頂部またはそれに近い塔の上部に内径ｄ1（ｃｍ）のガス抜出し口、塔底部またはそれに近い塔の下部に内径ｄ2（ｃｍ）の液抜出し口、該ガス抜出し口より下部であって塔の上部および／または中間部に１つ以上の導入口、該液抜出し口より上部であって塔の下部に１つ以上の導入口を有する蒸留塔を用いること、
１５００ ≦ Ｌ ≦ ８０００       式（１）
１００ ≦ Ｄ ≦ ２０００       式（２）
２ ≦ Ｌ／Ｄ ≦ ４０           式（３）
２０ ≦ ｎ ≦ １２０             式（４）
５ ≦ Ｄ／ｄ1 ≦ ３０           式（５）
３ ≦ Ｄ／ｄ2 ≦ ２０           式（６）
（ｂ）該低沸点反応混合物（ＡT）を連続多段蒸留塔Ｂ内に連続的に供給し、該アルコール類の濃度が９０質量％以上である低沸点混合物（ＢT）を該蒸留塔Ｂの上部よりガス状で連続的に抜き出すこと、
（ｃ）該アルコール類の含有量の少ない高沸点混合物（ＢB）を該連続多段蒸留塔Ｂの下部より液状で連続的に抜出し、該高沸点混合物（ＢB）を、連続多段蒸留塔Ａ内に連続的に供給し、エステル交換反応に再使用すること、
（ｄ）該連続多段蒸留塔Ｂとして、下記式（７）〜（１４）を満足する長さＬ1（ｃｍ）、内径Ｄ1（ｃｍ）、内部に段数ｎ1をもつインターナルを有する回収部と、長さＬ2（ｃｍ）、内径Ｄ2（ｃｍ）、内部に段数ｎ2をもつインターナルを有する濃縮部からなる蒸留塔を用いること、
５００ ≦ Ｌ1 ≦ ３０００       式（７）
１００ ≦ Ｄ1 ≦ ５００         式（８）
２ ≦ Ｌ1／Ｄ1 ≦ ３０         式（９）
１０ ≦ ｎ1 ≦ ４０               式（１０）
７００ ≦ Ｌ2 ≦ ５０００         式（１１）
５０ ≦ Ｄ2 ≦ ４００           式（１２）
１０ ≦ Ｌ2／Ｄ2 ≦ ５０        式（１３）
３５ ≦ ｎ2 ≦ １００           式（１４）
（ｅ）該ｄ1と該ｄ2が、１≦ｄ2／ｄ1≦５であること、
を特徴とする芳香族カーボネート類の工業的製造方法。
【請求項２】
１時間あたり１トン以上の芳香族カーボネート類を生産することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該連続多段蒸留塔Ａが、該インターナルとしてトレイおよび／または充填物を有する蒸留塔であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
該連続多段蒸留塔Ａが、該インターナルとしてトレイを有する棚段式蒸留塔であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
該トレイが多孔板部とダウンカマー部を有する多孔板トレイであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
該多孔板トレイが該多孔板部の面積１ｍ2あたり１００〜１０００個の孔を有するものであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
該多孔板トレイの孔１個あたりの断面積が０．５〜５ｃｍ2であることを特徴とする、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
該連続多段蒸留塔ＢのＬ1、Ｄ1、Ｌ1／Ｄ1、ｎ1、Ｌ2、Ｄ2、Ｌ2／Ｄ2、ｎ2が、それぞれ、８００≦Ｌ1≦２５００、１２０≦Ｄ1≦４００、５≦Ｌ1／Ｄ1≦２０、１３≦ｎ1≦２５、１５００≦Ｌ2≦３５００、７０≦Ｄ2≦２００、１５≦Ｌ2／Ｄ2≦３０、４０≦ｎ2≦７０、Ｌ1≦Ｌ2、Ｄ2≦Ｄ1であることを特徴とする請求項１ないし７のうち何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
該連続多段蒸留塔Ｂの回収部および濃縮部のインターナルが、それぞれトレイおよび／または充填物であることを特徴とする、請求項１ないし８のうち何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
該連続多段蒸留塔Ｂの回収部および濃縮部のインターナルが、それぞれトレイであることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
該トレイが多孔板部とダウンカマー部を有する多孔板トレイであることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
該多孔板トレイが該多孔板部の面積１ｍ2あたり１００〜１０００個の孔を有するものであることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
該多孔板トレイの孔１個あたりの断面積が０．５〜５ｃｍ2であることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
該連続多段蒸留塔Ｂで分離されるアルコール類の量が、１時間あたり２００ｋｇ以上であることを特徴とする、請求項１ないし１３のうち何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
該低沸点混合物（ＢT）中の該アルコール類の濃度が９５質量％以上であることを特徴とする、請求項１ないし１４のうち何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
該低沸点混合物（ＢT）中の該アルコール類の濃度が９７質量％以上であることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
該低沸点混合物（ＢT）をジアルキルカーボネート製造用の原料とすることを特徴とする、請求項１ないし１６のうち何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
該連続多段蒸留塔Ｂの下部より液状で連続的に抜出した高沸点混合物（ＢB）中の該アルコール類の含有量が０．２質量％以下であることを特徴とする、請求項１ないし１７のうち何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
高沸点混合物（ＢB）中の該アルコール類の含有量が０．１質量％以下であることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ガス状で抜出される該低沸点反応混合物（ＡT）の熱を、該連続多段蒸留塔Ａに供給されるエステル交換反応の原料の加熱に使用することを特徴とする、請求項１ないし１９のうち何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族カーボネートの工業的製造法に関する。さらに詳しくは、ジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とを含む原料を、触媒を存在させた連続多段蒸留塔内でエステル交換反応に付し、副生するアルコール類を含む大量の低沸点反応混合物から、該アルコール類を効率的に分離しつつ、エステル交換法ポリカーボネートの原料として有用な芳香族カーボネートを工業的に大量に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族カーボネートは、最も需要の多いエンジニアリングプラスチックである芳香族ポリカーボネートを、有毒なホスゲンを用いないで製造するための原料として重要である。芳香族カーボネートの製法として、芳香族モノヒドロキシ化合物とホスゲンとの反応による方法が古くから知られており、最近も種々検討されている。しかしながら、この方法はホスゲン使用の問題に加え、この方法によって製造された芳香族カーボネートには分離が困難な塩素系不純物が存在しており、そのままでは芳香族ポリカーボネートの原料として用いることはできない。なぜならば、この塩素系不純物は極微量の塩基性触媒の存在下で行うエステル交換法ポリカーボネートの重合反応を著しく阻害し、たとえば、１ｐｐｍでもこのような塩素系不純物が存在すると殆ど重合を進行させることができない。そのため、エステル交換法ポリカーボネートの原料とするには、希アルカリ水溶液と温水による十分な洗浄と油水分離、蒸留などの多段階の面倒な分離・精製工程が必要であり、さらにこのような分離・精製工程での加水分解ロスや蒸留ロスのため収率が低下するなど、この方法を経済的に見合った工業的規模で実施するには多くの課題がある。【０００３】
一方、ジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とのエステル交換反応による芳香族カーボネートの製造方法も知られている。しかしながら、これらのエステル交換反応は全て平衡反応であって、しかもその平衡が原系に極端に偏っていることに加えて反応速度が遅いことから、この方法によって芳香族カーボネート類を工業的に大量に製造するのは多大な困難を伴っていた。これを改良するためにいくつかの提案がなされているが、その大部分は、反応速度を高めるための触媒開発に関するものである。このタイプのエステル交換反応用触媒として数多くの金属化合物が提案されている。たとえば、遷移金属ハライド等のルイス酸またはルイス酸を生成させる化合物類（特許文献１−１：特開昭５１−１０５０３２号公報；特許文献１−２：特開昭５６−１２３９４８号公報；特許文献１−３：特開昭５６−１２３９４９号公報（西独特許公開公報第２５２８４１２号、英国特許第１４９９５３０号明細書、米国特許第４１８２７２６号明細書）；特許文献１−４：特開昭５１−７５０４４号公報（西独特許公開公報第２５５２９０７号、米国特許第４０４５４６４号明細書））、有機スズアルコキシドや有機スズオキシド類等のスズ化合物（特許文献２−１：特開昭５４−４８７３３号公報（西独特許公開公報第２７３６０６２号）；特許文献２−２：特開昭５４−６３０２３号公報；特許文献２−３：特開昭６０−１６９４４４号公報（米国特許第４５５４１１０号明細書）；特許文献２−４：特開昭６０−１６９４４５号公報（米国特許第４５５２７０４号明細書）；特許文献２−５：特開昭６２−２７７３４５号公報；特許文献２−６：特開平１−２６５０６３号公報）、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩類およびアルコキシド類（特許文献３：特開昭５６−２５１３８号公報）、鉛化合物類（特許文献４−１：特開昭５７−１７６９３２号公報；特許文献４−２：特開平１−９３５６０号公報）、銅、鉄、ジルコニウム等の金属の錯体類（特許文献５：特開昭５７−１８３７４５号公報）、チタン酸エステル類（特許文献６−１：特開昭５８−１８５５３６号公報（米国特許第４４１０４６４号明細書）；特許文献６−２：特開平１−２６５０６２号公報）、ルイス酸とプロトン酸の混合物（特許文献７：特開昭６０−１７３０１６号公報（米国特許第４６０９５０１号明細書））、Ｓｃ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｔｅ等の化合物（特許文献８：特開平１−２６５０６４号公報）、酢酸第２鉄（特許文献９：特開昭６１−１７２８５２号公報）等が提案されている。しかしながら、触媒開発だけでは、不利な平衡の問題を解決できないので、大量生産を目的とする工業的製造法にするためには、反応方式の検討を含め、非常に多くの検討課題がある。【０００４】
また、反応方式を工夫することによって平衡をできるだけ生成系側にずらし、芳香族カーボネート類の収率を向上させる試みもなされている。たとえば、ジメチルカーボネートとフェノールの反応において、副生してくるメタノールを共沸形成剤とともに共沸によって留去する方法（特許文献１０：特開昭５４−４８７３２号公報（西独特許公開公報第７３６０６３号、米国特許第４２５２７３７号明細書））、副生してくるメタノールをモレキュラーシーブで吸着させて除去する方法（特許文献１１：特開昭５８−１８５５３６号公報（米国特許第４１０４６４号明細書））が提案されている。また、反応器の上部に蒸留塔を設けた装置によって、反応で副生してくるアルコール類を反応混合物から分離させながら同時に蒸発してくる未反応原料との蒸留分離を行う方法も提案されている（特許文献１２−１：特開昭５６−１２３９４８号公報（米国特許第４１８２７２６号明細書）の実施例；特許文献１２−２：特開昭５６−２５１３８号公報の実施例；特許文献１２−３：特開昭６０−１６９４４４号公報（米国特許第４５５４１１０号明細書）の実施例；特許文献１２−４：特開昭６０−１６９４４５号公報（米国特許第４５５２７０４号明細書）の実施例；特許文献１２−５：特開昭６０−１７３０１６号公報（米国特許第４６０９５０１号明細書）の実施例；特許文献１２−６：特開昭６１−１７２８５２号公報の実施例；特許文献１２−７：特開昭６１−２９１５４５号公報の実施例；特許文献１２−８：特開昭６２−２７７３４５号公報の実施例）。【０００５】
しかしながら、これらの反応方式は基本的にはバッチ方式か、切り替え方式である。触媒開発による反応速度の改良もこれらのエステル交換反応に対しては限度があり、反応速度が遅いことから、連続方式よりもバッチ方式の方が好ましいと考えられていたからである。これらのなかには、連続方式として蒸留塔を反応器の上部に備えた連続攪拌槽型反応器（ＣＳＴＲ）方式も提案されているが、反応速度が遅いことや反応器の気液界面が液容量に対して小さいことから反応率を高くできないなどの問題がある。したがって、これらの方法で高純度芳香族カーボネートを連続的に大量に、長期間安定的に製造するという目的を達成することは困難であり、経済的に見合う工業的実施にいたるには、なお多くの解決すべき課題が残されている。【０００６】
本発明者等はジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物を連続的に多段蒸留塔に供給し、触媒を存在させた該塔内で連続的に反応させ、副生するアルコールを含む低沸点成分を蒸留によって連続的に抜き出すと共に、生成したアルキルアリールカーボネートを含む成分を塔下部より抜き出す反応蒸留法（特許文献１３：特開平３−２９１２５７号公報）、アルキルアリールカーボネートを連続的に多段蒸留塔に供給し、触媒を存在させた該塔内で連続的に反応させ、副生するジアルキルカーボネートを含む低沸成分を蒸留によって連続的に抜き出すと共に、生成したジアリールカーボネートを含む成分を塔下部より抜き出す反応蒸留法（特許文献１４：特開平４−９３５８号公報）、これらの反応を２基の連続多段蒸留塔を用いて行い、副生するジアルキルカーボネートを効率的にリサイクルさせながらジアリールカーボネートを連続的に製造する反応蒸留法（特許文献１５：特開平４−２１１０３８号公報）、ジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物等を連続的に多段蒸留塔に供給し、塔内を流下する液を蒸留塔の途中段および／または最下段に設けられたサイド抜き出し口より抜き出し、蒸留塔の外部に設けられた反応器へ導入して反応させた後に、該抜き出し口のある段よりも上部の段に設けられた循環用導入口へ導入することによって、該反応器内と該蒸留塔内の両方で反応を行う反応蒸留法（特許文献１６−１：特開平４−２２４５４７号公報；特許文献１６−２：特開平４−２３０２４２号公報；特許文献１６−３：特開平４−２３５９５１号公報）等、これらのエステル交換反応を連続多段蒸留塔内で反応と蒸留分離とを同時に行う反応蒸留法を開発し、これらのエステル交換反応に対して反応蒸留方式が有用であることを世界で初めて開示した。【０００７】
本発明者等が提案したこれらの反応蒸留法は、芳香族カーボネート類を効率よく、かつ連続的に製造することを可能とする初めてのものであり、その後これらの開示をベースとする同様な反応蒸留方式が数多く提案されるようになった（特許文献１７：国際公開第００／１８７２０号公報（米国特許第５３６２９０１号明細書）；特許文献１８：イタリア特許第０１２５５７４６号公報；特許文献１９：特開平６−９５０６号公報（欧州特許０５６０１５９号明細書、米国特許第５２８２９６５号明細書）；特許文献２０：特開平６−４１０２２号公報（欧州特許０５７２８７０号明細書、米国特許第５３６２９０１号明細書）；特許文献２１−１：特開平６−１５７４２４号公報（欧州特許０５８２９３１号明細書、米国特許第５３３４７４２号明細書）；特許文献２１−２：特開平６−１８４０５８号公報（欧州特許０５８２９３０号明細書、米国特許第５３４４９５４号明細書）；特許文献２２：特開平７−３０４７１３号公報；特許文献２３：特開平９−４０６１６号公報；特許文献２４：特開平９−５９２２５号公報；特許文献２５：特開平９−１１０８０５号公報；特許文献２６：特開平９−１６５３５７号公報；特許文献２７：特開平９−１７３８１９号公報；特許文献２８−１：特開平９−１７６０９４号公報；特許文献２８−２：特開２０００−１９１５９６号公報；特許文献２８−３：特開２０００−１９１５９７号公報；特許文献２９：特開平９−１９４４３６号公報（欧州特許０７８５１８４号明細書、米国特許第５７０５６７３号明細書）；特許文献３０：国際公開第００／１８７２０公報（米国特許第６０９３８４２号明細書）；特許文献３１−１：特開２００１−６４２３４号公報；特許文献３１−２：特開２００１−６４２３５号公報；特許文献３２：国際公開第０２／４０４３９公報（米国特許第６５９６８９４号、米国特許第６５９６８９５号、米国特許第６６０００６１号明細書））。【０００８】
さらに、本出願人は、反応蒸留方式において、多量の触媒を必要とせずに高純度芳香族カーボネートを長時間、安定に製造できる方法として、触媒成分を含む高沸点物質を作用物質と反応させた上で分離し、触媒成分をリサイクルする方法（特許文献３３：国際公開第９７／１１０４９公報（欧州特許０８５５３８４号明細書、米国特許第５８７２２７５号明細書））や、反応系内の多価芳香族ヒドロキシ化合物を触媒金属に対して質量比で２．０以下に保ちながら行う方法（特許文献３４：特開平１１−９２４２９号公報（欧州特許１０１６６４８号明細書、米国特許第６２６２２１０号明細書））を提案した。本発明者等はさらに、重合工程で副生するフェノールの７０〜９９質量％を原料として用いて、反応蒸留法でジフェニルカーボネートを製造しこれを芳香族ポリカーボネートの重合原料とする方法をも提案した（特許文献３５：特開平９−２５５７７２号公報（欧州特許０８９２００１号明細書、米国特許第５７４７６０９号明細書））。【０００９】
しかしながら、これら反応蒸留法による芳香族カーボネート類の製造を提案する全ての先行文献には、工業的規模の大量生産（たとえば、１時間あたり１トン以上）を可能とする具体的な方法や装置の開示は全くなく、またそれらを示唆する記述もない。たとえば、ジメチルカーボネートとフェノールから主としてメチルフェニルカーボネート（ＭＰＣ）を製造するために開示された反応蒸留塔の高さ（Ｈ：ｃｍ）、直径（Ｄ：ｃｍ）、段数（ｎ）と反応原料液導入量（Ｑ：ｋｇ／ｈｒ）に関する記述は、次表のとおりである。【００１０】
【表１】
0004229395.tif 000002
【００１１】
すなわち、この反応を反応蒸留方式で実施するにあたり用いられた連続多段蒸留塔の最大のものは、本出願人が特許文献３３、３４において開示したものである。このようにこの反応用に開示されている連続多段蒸留塔における各条件の最大値は、Ｈ＝１２００ｃｍ、Ｄ＝２０ｃｍ、ｎ＝５０（特許文献２３）、Ｑ＝８６ｋｇ／ｈｒであり、メチルフェニルカーボネートとジフェニルカーボネートを合わせた芳香族カーボネートの生産量は約１０ｋｇ／ｈｒに過ぎず、工業的規模の生産量ではなかった。【００１２】
一方、ジメチルカーボネートとフェノールとのエステル交換反応によって副生するメタノール類を含む反応混合物から該アルコール類を分離する方法についてもいくつかの提案がなされている。たとえば、液相部が複数の反応区画に分割されており、反応液が各区画を順次経て反応器から流出するようになっている反応器を用いて上記の反応を行い、気相部のガスを抜き出し、これを熱交換させた後、蒸留塔で分離する方法（特許文献３６：特開平２００３−１１３１４４号公報）や、同じ反応器を用いて気相部のガスを抜き出し、これを熱交換させて液化した後、反応器の気相部の圧力よりも高い圧力で蒸留分離する方法（特許文献３７：特開平２００３−１５５２６４号公報）が提案されている。しかしながら、これらの方法の目的は反応器として上述のような連続式撹拌槽を用いて反応させたときのガス成分の熱エネルギーを熱交換器で水蒸気を発生させることによって、回収することである。ガス成分の熱エネルギーを原料の加熱に使用するとの開示や示唆はまったくない。しかもこれらの反応方式によるガス成分の組成は、ジメチルカーボネート９７質量％、メタノール１．５質量％、フェノール１．５質量％（特許文献３６）、ジメチルカーボネート９８．１質量％、メタノール１．４質量％、フェノール、メチルフェニルカーボネート等０．５質量％（特許文献３７）であり、反応蒸留方式によって生成する副生アルコール類を含む低沸点反応混合物の組成とは大きく異なっており、反応蒸留方式による低沸点反応混合物からアルコール類を所定の濃度で分離することとは自ずから異なっている。槽型反応器の上部に設置した蒸留塔の塔頂から、メタノールを約１０〜７４質量％含む液を３０ｇ／ｈｒ程度で留出させる方法（特許文献３８：特開平６−１５７４１０号公報）も提案されている。しかしながらこれらの特許文献は、少量の実験室的規模のものであるか、あるいは、単なる蒸留に必要なエネルギー量の比較計算を行ったものであり、いずれも工業的規模で分離することに関する具体的な記載や示唆が全くない。【００１３】
ジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を反応蒸留方式で行う場合、副生するアルコール類は、通常、反応系内に存在する芳香族カーボネートよりも低沸点の化合物、たとえば、原料のジアルキルカーボネートおよび芳香族ヒドロキシ化合物、副生物のアルキルアリールエーテル等を含む低沸点反応混合物として反応蒸留塔の上部から連続的に抜出されている。このエステル交換反応は平衡定数の非常に小さい平衡反応であることから、副生アルコール類はこの反応を阻害するのでこの低沸点反応混合物からアルコール類の含有量の少ない成分とアルコール類を主とする成分とに効率的に長期間安定的に連続的に分離・回収することが工業的に実施する際には重要となってくる。【００１４】
反応蒸留方式によるジメチルカーボネートとフェノールとのエステル交換反応によって塔上部から抜き出されるメタノール類とジメチルカーボネートを含む低沸点反応混合物を蒸留によって分離する方法についてもいくつかの提案がなされている。それらは、抽出剤としてシュウ酸ジメチルを用いてジメチルカーボネートを抽出しながら塔頂からメタノールを抜き出す抽出蒸留法（特許文献３９：特開平７−１０１９０８公報）、抽出剤としてエチレンカーボネートを用いてジメチルカーボネートを抽出しながら塔頂からメタノールを抜き出す抽出蒸留法（特許文献２３）、常圧で蒸留し塔頂からメタノール約７０質量％、ジメチルカーボネート約３０質量％からなる混合物を得る方法（特許文献２８）、塔頂からメタノール６４．５質量％、ジメチルカーボネート３５．５質量％からなる混合物を得る方法（特許文献２９）、塔頂からメタノール６０〜４０質量％、ジメチルカーボネート４０〜６０質量％からなる混合物を得る方法（特許文献２４）である。【００１５】
しかしながら、抽出蒸留法では大量の抽出剤を使用しなければならず、抽出後、これらの抽出剤とジメチルカーボネートをさらに分離する必要があり、他の方法では、塔頂抜き出し液中のメタノール含有量が８０質量％未満と低濃度であり、これをジメチルカーボネート製造原料として用いる場合は好ましくない。また、これらの特許文献に記載されているのは、数１００ｇ／ｈｒ以下のメタノールの分離回収法であり、最大量を記載している特許文献２０でさえ、処理されているメタノールの量は約０．９ｋｇ／ｈｒである。【００１６】
また、これらの特許文献におけるメタノール類の蒸留分離を行っている連続時間は、反応蒸留法ではない反応方式を用いている特許文献２９の場合が最長であるが高々７２０時間である。反応蒸留方式を用いている場合は最長でもわずか２週間（特許文献２８）であり、他は１０日間（特許文献２４）や、定常状態になるまでの時間（特許文献１４、３０）であり、非常に短いものであって、数１０００時間、たとえば、５０００時間もの長期間安定的に蒸留操作を行う工業的な分離方法の開示や示唆を与えるものではない。このように、反応蒸留法によって芳香族カーボネートを工業的に製造する際に、大量に副生するアルコール類を効率的に長期間安定的に分離する工業的な方法に関する具体的な方法や装置の具体的な開示や示唆は、これまで全くなされていなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、ジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とから連続多段蒸留塔を用いて反応蒸留方式によって芳香族カーボネートを製造するにあたり、副生するアルコール類を効率的に分離しつつ、芳香族カーボネートを１時間あたり１トン以上の工業的規模で、長期間安定的に製造できる具体的な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らが連続多段蒸留塔を用いる芳香族カーボネート類の製造方法を開示して以来、反応蒸留法による芳香族カーボネート類の製造方法に関する多くの提案があるが、これらは全て小規模、短期間の実験室的レベルのものであり、工業的規模の大量生産を可能とする具体的な方法や装置の開示は全くなかった。そこで本発明者等は、副生するアルコール類を効率的に分離しつつ、１時間あたり１トン以上の工業的規模で、芳香族カーボネートを長期間安定的に製造できる具体的な方法を見出すべき検討を重ねた結果、本発明に到達した。【００１９】
すなわち、本発明では、
１．ジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とを含む原料を触媒が存在する連続多段蒸留塔Ａ内に連続的に供給し、該蒸留塔Ａ内でエステル交換反応と蒸留を同時に行い、副生するアルコール類を含む低沸点反応混合物（ＡT）を該蒸留塔Ａ上部よりガス状で連続的に抜出し、芳香族カーボネート類を含む高沸点反応混合物（ＡB）を該蒸留塔Ａ下部より液状で連続的に抜出す反応蒸留方式によって、芳香族カーボネート類を工業的規模で連続的に大量に製造するにあたり、
（ａ）該連続多段蒸留塔Ａとして、下記式（１）〜（６）の条件を満足する長さＬ（ｃｍ）、内径Ｄ（ｃｍ）、内部に段数ｎをもつインターナルを有し、塔頂部またはそれに近い塔の上部に内径ｄ1（ｃｍ）のガス抜出し口、塔底部またはそれに近い塔の下部に内径ｄ2（ｃｍ）の液抜出し口、該ガス抜出し口より下部であって塔の上部および／または中間部に１つ以上の導入口、該液抜出し口より上部であって塔の下部に１つ以上の導入口を有する蒸留塔を用いること、
１５００ ≦ Ｌ ≦ ８０００         式（１）
１００ ≦ Ｄ ≦ ２０００           式（２）
２ ≦ Ｌ／Ｄ ≦ ４０               式（３）
２０ ≦ ｎ ≦ １２０               式（４）
５ ≦ Ｄ／ｄ1 ≦ ３０             式（５）
３ ≦ Ｄ／ｄ2 ≦ ２０             式（６）
（ｂ）該低沸点反応混合物（ＡT）を連続多段蒸留塔Ｂ内に連続的に供給し、該アルコール類の濃度が９０質量％以上である低沸点混合物（ＢT）を該蒸留塔Ｂの上部よりガス状で連続的に抜き出すこと、
（ｃ）該アルコール類の含有量の少ない高沸点混合物（ＢB）を該連続多段蒸留塔Ｂの下部より液状で連続的に抜出し、該高沸点混合物（ＢB）を、連続多段蒸留塔Ａ内に連続的に供給し、エステル交換反応に再使用すること、
（ｄ）該連続多段蒸留塔Ｂとして、下記式（７）〜（１４）を満足する長さＬ1（ｃｍ）、内径Ｄ1（ｃｍ）、内部に段数ｎ1をもつインターナルを有する回収部と、長さＬ2（ｃｍ）、内径Ｄ2（ｃｍ）、内部に段数ｎ2をもつインターナルを有する濃縮部からなる蒸留塔を用いること、
５００ ≦ Ｌ1 ≦ ３０００         式（７）
１００ ≦ Ｄ1 ≦ ５００           式（８）
２ ≦ Ｌ1／Ｄ1 ≦ ３０           式（９）
１０ ≦ ｎ1 ≦ ４０               式（１０）
７００ ≦ Ｌ2 ≦ ５０００         式（１１）
５０ ≦ Ｄ2 ≦ ４００             式（１２）
１０ ≦ Ｌ2／Ｄ2 ≦ ５０          式（１３）
３５ ≦ ｎ2 ≦ １００             式（１４）
（ｅ）該ｄ1と該ｄ2が、１≦ｄ2／ｄ1≦５であること、
を特徴とする芳香族カーボネート類の工業的製造方法、
２．１時間あたり１トン以上の芳香族カーボネート類を生産することを特徴とする、前項１に記載の方法、
３．該連続多段蒸留塔Ａが、該インターナルとしてトレイおよび／または充填物を有する蒸留塔であることを特徴とする、前項１または２に記載の方法、
４．該連続多段蒸留塔Ａが、該インターナルとしてトレイを有する棚段式蒸留塔であることを特徴とする、前項３に記載の方法、
５．該トレイが多孔板部とダウンカマー部を有する多孔板トレイであることを特徴とする、前項４に記載の方法、
６．該多孔板トレイが該多孔板部の面積１ｍ2あたり１００〜１０００個の孔を有するものであることを特徴とする前項５に記載の方法、
７．該多孔板トレイの孔１個あたりの断面積が０．５〜５ｃｍ2であることを特徴とする、前項５または６に記載の方法、
８．該連続多段蒸留塔ＢのＬ1、Ｄ1、Ｌ1／Ｄ1、ｎ1、Ｌ2、Ｄ2、Ｌ2／Ｄ2、ｎ2が、それぞれ、８００≦Ｌ1≦２５００、 １２０≦Ｄ1≦４００、 ５≦Ｌ1／Ｄ1≦２０、 １３≦ｎ1≦２５、 １５００≦Ｌ2≦３５００、 ７０≦Ｄ2≦２００、 １５≦Ｌ2／Ｄ2≦３０、 ４０≦ｎ2≦７０、 Ｌ1 ≦ Ｌ2、 Ｄ2 ≦ Ｄ1であることを特徴とする、前項１ないし７のうち何れか一項に記載の方法、
９．該連続多段蒸留塔Ｂの回収部および濃縮部のインターナルが、それぞれトレイおよび／または充填物であることを特徴とする、前項１ないし８のうち何れか一項に記載の方法、
１０．該連続多段蒸留塔Ｂの回収部および濃縮部のインターナルが、それぞれトレイであることを特徴とする、前項９に記載の方法、
１１．該トレイが多孔板部とダウンカマー部を有する多孔板トレイであることを特徴とする、前項１０に記載の方法、
１２．該多孔板トレイが該多孔板部の面積１ｍ2あたり１００〜１０００個の孔を有するものであることを特徴とする、前項１１に記載の方法、
１３．該多孔板トレイの孔１個あたりの断面積が０．５〜５ｃｍ2であることを特徴とする、前項１１または１２に記載の方法、
１４．該連続多段蒸留塔Ｂで分離されるアルコール類の量が、１時間あたり２００ｋｇ以上であることを特徴とする、前項１ないし１３のうち何れか一項に記載の方法、
１５．該低沸点混合物（ＢT）中の該アルコール類の濃度が９５質量％以上であることを特徴とする、前項１ないし１４のうち何れか一項に記載の方法、
１６．該低沸点混合物（ＢT）中の該アルコール類の濃度が９７質量％以上であることを特徴とする、前項１５に記載の方法、
１７．該低沸点混合物（ＢT）をジアルキルカーボネート製造用の原料とすることを特徴とする、前項１ないし１６のうち何れか一項に記載の方法、
１８．該連続多段蒸留塔Ｂの下部より液状で連続的に抜出した高沸点混合物（ＢB）中の該アルコール類の含有量が０．２質量％以下であることを特徴とする、前項１ないし１７のうち何れか一項に記載の方法、
１９．高沸点混合物（ＢB）中の該アルコール類の含有量が０．１質量％以下であることを特徴とする、前項１８に記載の方法、
２０．ガス状で抜出される該低沸点反応混合物（ＡT）の熱を、該連続多段蒸留塔Ａに供給されるエステル交換反応の原料の加熱に使用することを特徴とする、前項１ないし１９のうち何れか一項に記載の方法、
を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明を実施することによって、ジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とから、副生するアルコール類を１時間あたり２００ｋｇ以上効率的に分離しつつ、９５％以上、好ましくは９７％以上、さらに好ましくは９９％以上の高選択率で、芳香族カーボネートを、１時間あたり１トン以上、好ましくは１時間あたり２トン以上、さらに好ましくは１時間あたり３トン以上の工業的規模で、２０００時間以上、好ましくは３０００時間以上、さらに好ましくは５０００時間以上の長期間、安定的に製造できることが見出された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明で用いられるジアルキルカーボネートとは、一般式（１５）で表されるものである。
Ｒ１ＯＣＯＯＲ１              （１５）
ここで、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜１０の脂環族基、炭素数６〜１０のアラールキル基を表す。このようなＲ1としては、たとえば、メチル、エチル、プロピル（各異性体）、アリル、ブチル（各異性体）、ブテニル（各異性体）、ペンチル（各異性体）、ヘキシル（各異性体）、ヘプチル（各異性体）、オクチル（各異性体）、ノニル（各異性体）、デシル（各異性体）、シクロヘキシルメチル等のアルキル基；シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル等の脂環族基；ベンジル、フェネチル（各異性体）、フェニルプロピル（各異性体）、フェニルブチル（各異性体）、メチルベンジル（各異性体）等のアラールキル基が挙げられる。なお、これらのアルキル基、脂環族基、アラールキル基において、他の置換基、たとえば、低級アルキル基、低級アルコキシ基、シアノ基、ハロゲン等で置換されていてもよいし、不飽和結合を有していてもよい。【００２２】
このようなＲ1を有するジアルキルカーボネートとしては、たとえば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート（各異性体）、ジアリルカーボネート、ジブテニルカーボネート（各異性体）、ジブチルカーボネート（各異性体）、ジペンチルカーボネート（各異性体）、ジヘキシルカーボネート（各異性体）、ジヘプチルカーボネート（各異性体）、ジオクチルカーボネート（各異性体）、ジノニルカーボネート（各異性体）、ジデシルカーボネート（各異性体）、ジシクロペンチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネート、ジシクロヘプチルカーボネート、ジベンジルカーボネート、ジフェネチルカーボネート（各異性体）、ジ（フェニルプロピル）カーボネート（各異性体）、ジ（フェニルブチル）カーボネート（各異性体）ジ（クロロベンジル）カーボネート（各異性体）、ジ（メトキシベンジル）カーボネート（各異性体）、ジ（メトキシメチル）カーボネート、ジ（メトキシエチル）カーボネート（各異性体）、ジ（クロロエチル）カーボネート（各異性体）、ジ（シアノエチル）カーボネート（各異性体）等が挙げられる。【００２３】
これらの中で、本発明において好ましく用いられるのは、Ｒ1 がハロゲンを含まない炭素数４以下のアルキル基からなるジアルキルカーボネートであり、特に好ましいのはジメチルカーボネートである。また、好ましいジアルキルカーボネートのなかで、さらに好ましいのは、ハロゲンを実質的に含まない状態で製造されたジアルキルカーボネートであって、たとえば、ハロゲンを実質的に含まないアルキレンカーボネートとハロゲンを実質的に含まないアルコールから製造されたものである。【００２４】
本発明で用いられる芳香族モノヒドロキシ化合物とは、下記一般式（１６）で表されるものであり、芳香族基に直接ヒドロキシル基が結合しているものであれば、どのようなものであってもよい。
Ａｒ１ＯＨ              （１６）
ここでＡｒ1は炭素数５〜３０の芳香族基を表す。このようなＡｒ1を有する芳香族モノヒドロキシ化合物としては、たとえば、フェノール、クレゾール（各異性体）、キシレノール（各異性体）、トリメチルフェノール（各異性体）、テトラメチルフェノール（各異性体）、エチルフェノール（各異性体）、プロピルフェノール（各異性体）、ブチルフェノール（各異性体）、ジエチルフェノール（各異性体）、メチルエチルフェノール（各異性体）、メチルプロピルフェノール（各異性体）、ジプロピルフェノール（各異性体）、メチルブチルフェノール（各異性体）、ペンチルフェノール（各異性体）、ヘキシルフェノール（各異性体）、シクロヘキシルフェノール（各異性体）等の各種アルキルフェノール類；メトキシフェノール（各異性体）、エトキシフェノール（各異性体）等の各種アルコキシフェノール類；フェニルプロピルフェノール（各異性体）等のアリールアルキルフェノール類；ナフトール（各異性体）および各種置換ナフトール類；ヒドロキシピリジン（各異性体）、ヒドロキシクマリン（各異性体）、ヒドロキシキノリン（各異性体）等のヘテロ芳香族モノヒドロキシ化合物類等が用いられる。これらの芳香族モノヒドロキシ化合物の中で、本発明において好ましく用いられるのは、Ａｒ1が炭素数６から１０の芳香族基からなる芳香族モノヒドロキシ化合物であり、特に好ましいのはフェノールである。また、これらの芳香族モノヒドロキシ化合物の中で、本発明において好ましく用いられるのは、ハロゲンを実質的に含まないものである。【００２５】
本発明で原料として用いられるジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物の量比はモル比で、０．５〜３であることが必要である。この範囲外では、目的とする芳香族カーボネートの所定生産量に対して、残存する未反応の原料が多くなり、効率的でないし、またそれらを回収するために多くのエネルギーを要する。この意味で、このモル比は、０．８〜２．５がより好ましく、さらに好ましいのは、１．０〜２．０である。【００２６】
本発明においては、１時間あたり１トン以上の芳香族カーボネートを連続的に製造するのであるが、そのために連続的に供給される芳香族モノヒドロキシ化合物の最低量は、製造すべき芳香族カーボネートの量（Ｐトン／ｈｒ）に対して、通常１３Ｐトン／ｈｒ、好ましくは、１０Ｐトン／ｈｒ、より好ましくは７Ｐトン／ｈｒである。さらに好ましい場合は、７Ｐトン／ｈｒよりも少なくできる。【００２７】
本発明において製造される芳香族カーボネートとは、ジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とがエステル交換反応によって得られるアルキルアリールカーボネート、ジアリールカーボネート、およびこれらの混合物のことである。このエステル交換反応においては、ジアルキルカーボネートの１つまたは２つのアルコキシ基が芳香族モノヒドロキシ化合物のアリーロキシ基と交換されアルコール類を副生する反応（式１７と式１８）があり、本発明においては反応式（１７）の反応が主として起こっている。
Ｒ１ＯＣＯＯＲ１  ＋  Ａｒ１ＯＨ  →  Ａｒ１ＯＣＯＯＲ１  ＋  Ｒ１ＯＨ  （１７）
Ａｒ１ＯＣＯＯＲ１＋  Ａｒ１ＯＨ  →  Ａｒ１ＯＣＯＯＡｒ１  ＋Ｒ１ＯＨ  （１８）
また、生成したアルキルアリールカーボネート２分子間のエステル交換反応である不均化反応によってジアリールカーボネートとジアルキルカーボネートに変換される反応（式１９）が一部含まれている。
２Ａｒ１ＯＣＯＯＲ１  →  Ａｒ１ＯＣＯＯＡｒ１  ＋  Ｒ１ＯＣＯＯＲ１  （１９）【００２８】
本発明では、主としてアルキルアリールカーボネートが得られるが、このアルキルアリールカーボネートをさらに芳香族モノヒドロキシ化合物とエステル交換反応をさせるか、不均化反応（式１９）をさせることによって、ジアリールカーボネートとすることができる。このジアリールカーボネートは、ハロゲンを全く含まないため、エステル交換法でポリカーボネートを工業的に製造するときの原料として重要である。【００２９】
なお、本発明でエステル交換反応の原料として用いられるジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物はそれぞれ純度の高いものであってもいいが、他の化合物を含むものであってもよく、たとえば、この工程および／または他の工程で生成する化合物や反応副生物を含むものであってもよい。工業的に実施する場合、これらの原料として、新規に反応系に導入されるジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物に加え、この工程および／または他の工程から回収されたものをも使用することが好ましい。【００３０】
本発明においては、連続多段蒸留塔Ａの塔上部から連続的に抜出される低沸点反応混合物（ＡＴ）を連続多段蒸留塔Ｂで連続的蒸留分離して、塔底成分として連続的に得られる副生アルコール類の含有量の少ない高沸点混合物（ＢＢ）を、エステル交換反応の原料として再使用することが必要であり、このことは工業的実施のためには必須である。本発明の方法では、他の化合物を含むこのような回収されたものも原料として用いることができる。したがって、たとえば、本発明において、ジアルキルカーボネートとしてジメチルカーボネートを、芳香族モノヒドロキシ化合物としてフェノールを原料にして、メチルフェニルカーボネートおよびジフェニルカーボネートを製造する場合、その原料中に反応生成物であるメチルアルコールや、メチルフェニルカーボネートおよびジフェニルカーボネートを少量含んでいてもよく、さらには反応副生物であるアニソールや高沸点副生物を含んでいてもよい。【００３１】
本発明で使用される触媒としては、たとえば、下記の化合物から選択される。
＜鉛化合物＞ＰｂＯ、ＰｂＯ2、Ｐｂ3Ｏ4等の酸化鉛類；ＰｂＳ、Ｐｂ2Ｓ等の硫化鉛類；Ｐｂ（ＯＨ）2、Ｐｂ2Ｏ2（ＯＨ）2等の水酸化鉛類；Ｎａ2ＰｂＯ2、Ｋ2ＰｂＯ2、ＮａＨＰｂＯ2、ＫＨＰｂＯ2等の亜ナマリ酸塩類；Ｎａ2ＰｂＯ3、Ｎａ2Ｈ2ＰｂＯ4、Ｋ2ＰｂＯ3、Ｋ2［Ｐｂ（ＯＨ）6］、Ｋ4ＰｂＯ4、Ｃａ2ＰｂＯ4、ＣａＰｂＯ3等の鉛酸塩類；ＰｂＣＯ3、２ＰｂＣＯ3・Ｐｂ（ＯＨ）2等の鉛の炭酸塩およびその塩基性塩類；Ｐｂ（ＯＣＯＣＨ3）2、Ｐｂ（ＯＣＯＣＨ3）4、Ｐｂ（ＯＣＯＣＨ3）2・ＰｂＯ・３Ｈ2Ｏ等の有機酸の鉛塩およびその炭酸塩や塩基性塩類；Ｂｕ4Ｐｂ、Ｐｈ4Ｐｂ、Ｂｕ3ＰｂＣｌ、Ｐｈ3ＰｂＢｒ、Ｐｈ3Ｐｂ（またはＰｈ6Ｐｂ2）、Ｂｕ3ＰｂＯＨ、Ｐｈ3ＰｂＯ等の有機鉛化合物類（Ｂｕはブチル基、Ｐｈはフェニル基を示す。）；Ｐｂ（ＯＣＨ3）2、（ＣＨ3Ｏ）Ｐｂ（ＯＰｈ）、Ｐｂ（ＯＰｈ）2等のアルコキシ鉛類、アリールオキシ鉛類；Ｐｂ−Ｎａ、Ｐｂ−Ｃａ、Ｐｂ−Ｂａ、Ｐｂ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ｓｂ等の鉛の合金類；ホウエン鉱、センアエン鉱等の鉛鉱物類、およびこれらの鉛化合物の水和物；
＜銅族金属の化合物＞ＣｕＣｌ、ＣｕＣｌ2、ＣｕＢｒ、ＣｕＢｒ2、ＣｕＩ、ＣｕＩ2、Ｃｕ（ＯＡｃ）2、Ｃｕ（ａｃａｃ）2、オレフイン酸銅、Ｂｕ2Ｃｕ、（ＣＨ3Ｏ）2Ｃｕ、ＡｇＮＯ3、ＡｇＢｒ、ピクリン酸銀、ＡｇＣ6Ｈ6ＣｌＯ4、［ＡｕＣ≡Ｃ−Ｃ（ＣＨ3）3］n、［Ｃｕ（Ｃ7Ｈ8）Ｃｌ］4等の銅族金属の塩および錯体（ａｃａｃはアセチルアセトンキレート配位子を表す。）；
＜アルカリ金属の錯体＞Ｌｉ（ａｃａｃ）、ＬｉＮ（Ｃ4Ｈ9）2等のアルカリ金属の錯体；
＜亜鉛の錯体＞Ｚｎ（ａｃａｃ）2等の亜鉛の錯体；
＜カドミウムの錯体＞Ｃｄ（ａｃａｃ）2等のカドミウムの錯体；
＜鉄族金属の化合物＞Ｆｅ（Ｃ10Ｈ8）（ＣＯ）5、Ｆｅ（ＣＯ）5、Ｆｅ（Ｃ4Ｈ6）（ＣＯ）3、Ｃｏ（メシチレン）2（ＰＥｔ2Ｐｈ）2、ＣｏＣ5Ｆ5（ＣＯ）7、Ｎｉ−π−Ｃ5Ｈ5ＮＯ、フェロセン等の鉄族金属の錯体；
＜ジルコニウム錯体＞Ｚｒ（ａｃａｃ）4，ジルコノセン等のジルコニウムの錯体；
＜ルイス酸類化合物＞ＡｌＸ3、ＴｉＸ3，ＴｉＸ4、ＶＯＸ3、ＶＸ5、ＺｎＸ2、ＦｅＸ3、ＳｎＸ4 （ここでＸはハロゲン、アセトキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基である。）等のルイス酸およびルイス酸を発生する遷移金属化合物；
＜有機スズ化合物＞（ＣＨ3）3ＳｎＯＣＯＣＨ3、（Ｃ2Ｈ5）3ＳｎＯＣＯＣ6Ｈ5、Ｂｕ3ＳｎＯＣＯＣＨ3、Ｐｈ3ＳｎＯＣＯＣＨ3、Ｂｕ2Ｓｎ（ＯＣＯＣＨ3）2、Ｂｕ2Ｓｎ（ＯＣＯＣ11Ｈ23）2、Ｐｈ3ＳｎＯＣＨ3、（Ｃ2Ｈ5）3ＳｎＯＰｈ、Ｂｕ2Ｓｎ（ＯＣＨ3）2、Ｂｕ2Ｓｎ（ＯＣ2Ｈ5）2、Ｂｕ2Ｓｎ（ＯＰｈ）2、Ｐｈ2Ｓｎ（ＯＣＨ3）2、（Ｃ2Ｈ5）3ＳｎＯＨ、Ｐｈ3ＳｎＯＨ、Ｂｕ2ＳｎＯ、（Ｃ8Ｈ17）2ＳｎＯ、Ｂｕ2ＳｎＣｌ2、ＢｕＳｎＯ（ＯＨ）等の有機スズ化合物；
等の金属含有化合物が触媒として用いられる。これらの触媒は多段蒸留塔内に固定された固体触媒であってもいいし、反応系に溶解する可溶性触媒であってもよい。【００３２】
もちろん、これらの触媒成分が反応系中に存在する有機化合物、たとえば、脂肪族アルコール類、芳香族モノヒドロキシ化合物類、アルキルアリールカーボネート類、ジアリールカーボネート類、ジアルキルカーボネート類等と反応したものであっても良いし、反応に先立って原料や生成物で加熱処理されたものであってもよい。【００３３】
本発明を反応系に溶解する可溶性触媒で実施する場合は、これらの触媒は、反応条件において反応液への溶解度の高いものであることが好ましい。この意味で好ましい触媒としては、たとえば、ＰｂＯ、Ｐｂ（ＯＨ）2、Ｐｂ（ＯＰｈ）2；ＴｉＣｌ4、Ｔｉ（ＯＭｅ）４、（ＭｅＯ）Ｔｉ（ＯＰｈ）３、（ＭｅＯ）２Ｔｉ（ＯＰｈ）２、（ＭｅＯ）３Ｔｉ（ＯＰｈ）、Ｔｉ（ＯＰｈ）4；ＳｎＣｌ4、Ｓｎ（ＯＰｈ）4、Ｂｕ2ＳｎＯ、Ｂｕ2Ｓｎ（ＯＰｈ）2；ＦｅＣｌ3、Ｆｅ（ＯＨ）3、Ｆｅ（ＯＰｈ）3等、またはこれらをフェノールまたは反応液等で処理したもの等が挙げられる。【００３４】
図１は、本発明の反応蒸留を行う連続多段蒸留塔Ａの例を示す概略図である。本発明において反応蒸留を行うために用いられる連続多段蒸留塔Ａとは、（１）〜（６）の条件を満足する長さＬ（ｃｍ）、内径Ｄ（ｃｍ）、内部に段数ｎをもつインターナル（たとえば、トレイ６）を有し、塔頂部またはそれに近い塔の上部に内径ｄ１（ｃｍ）のガス抜出し口１、塔底部またはそれに近い塔の下部に内径ｄ２（ｃｍ）の液抜出し口２、該ガス抜出し口より下部であって塔の上部および／または中間部に１つ以上の導入口３、該液抜出し口より上部であって塔の下部に１つ以上の導入口４を有する蒸留塔であることが必要である。
１５００  ≦  Ｌ  ≦  ８０００                  式（１）
１００  ≦  Ｄ  ≦    ２０００                式（２）
２  ≦  Ｌ／Ｄ  ≦  ４０                  式（３）
２０  ≦  ｎ  ≦    １２０                  式（４）
５  ≦  Ｄ／ｄ１  ≦  ３０                式（５）
３  ≦  Ｄ／ｄ２  ≦  ２０                式（６）
なお、本発明で用いる用語「塔頂部またはそれに近い塔の上部」とは、塔頂部から下方に約０．２５Ｌまでの部分を意味し、用語「塔底部またはそれに近い塔の下部」とは、塔底部から上方に約０．２５Ｌまでの部分を意味する。また、「Ｌ」は、前述の定義とおりである。【００３５】
図２は、本発明のアルコール類を含む低沸点反応混合物（ＡＴ）の蒸留分離を行う連続多段蒸留塔Ｂの例を示す概略図である。本発明において、該連続多段蒸留塔Ａの上部から連続的に抜出される低沸点反応混合物（ＡＴ）を、該アルコール類の濃度が９０質量％以上である低沸点混合物（ＢＴ）と該アルコール類の含有量の少ない高沸点混合物（ＢＢ）とに連続的に蒸留分離するために用いられる連続多段蒸留塔Ｂとは、式（７）〜（１４）を満足する長さＬ１（ｃｍ）、内径Ｄ１（ｃｍ）、内部に段数ｎ１をもつインターナル（たとえば、トレイ７）を有する回収部ＳＳと、長さＬ２（ｃｍ）、内径Ｄ２（ｃｍ）、内部に段数ｎ２をもつインターナル（たとえば、トレイ８）を有する濃縮部ＥＳからなる蒸留塔であることが必要である。なお、図２中の参照番号１ないし４は、図１と同一の部材を示す。
５００  ≦  Ｌ１  ≦  ３０００                式（７）
１００  ≦  Ｄ１  ≦  ５００                  式（８）
２  ≦  Ｌ１／Ｄ１  ≦  ３０              式（９）
１０  ≦  ｎ１  ≦  ４０                    式（１０）
７００  ≦  Ｌ２  ≦  ５０００                式（１１）
５０  ≦  Ｄ２  ≦  ４００                  式（１２）
１０  ≦  Ｌ２／Ｄ２  ≦  ５０              式（１３）
３５  ≦  ｎ２  ≦  １００                  式（１４）
式（１）〜（６）を同時に満足する連続多段蒸留塔Ａと、式（７）〜（１４）を同時に満足する連続多段蒸留塔Ｂを用いることによって、ジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とから、副生するアルコール類を長期間安定的に効率的に分離しつつ、未反応原料を効率的に回収・再使用しながら、１時間あたり１トン以上の工業的規模で、高選択率・高生産性で、たとえば、２０００時間以上、好ましくは３０００時間以上、さらに好ましくは５０００時間以上の長期間、安定的に、芳香族カーボネートを製造することができることが見出されたのである。本発明の方法を実施することによって、このような優れた効果を有する工業的規模での芳香族カーボネートの製造が可能になった理由は明らかではないが、式（１）〜（１４）の条件が組み合わさった時にもたらされる複合効果のためであると推定される。【００３６】
なお、各々の要因の好ましい範囲は下記に示される。
Ｌ（ｃｍ）が１５００より小さいと、反応率が低下するため目的とする生産量を達成できないし、目的の生産量を達成できる反応率を確保しつつ設備費を低下させるには、Ｌを８０００より小さくすることが必要である。より好ましいＬ（ｃｍ）の範囲は、２０００≦Ｌ  ≦６０００  であり、さらに好ましくは、２５００≦Ｌ≦５０００  である。【００３７】
Ｄ（ｃｍ）が１００よりも小さいと、目的とする生産量を達成できないし、目的の生産量を達成しつつ設備費を低下させるには、Ｄを２０００より小さくすることが必要である。より好ましいＤ（ｃｍ）の範囲は、１５０≦Ｄ≦１０００  であり、さらに好ましくは、２００≦Ｄ≦８００  である。【００３８】
Ｌ／Ｄが２より小さい時や４０より大きい時は安定運転が困難となり、特に４０より大きいと塔の上下における圧力差が大きくなりすぎるため、長期安定運転が困難となるだけでなく、塔下部での温度を高くしなければならないため、副反応が起こりやすくなり選択率の低下をもたらす。より好ましいＬ／Ｄの範囲は、３≦Ｌ／Ｄ≦３０  であり、さらに好ましくは、５≦Ｌ／Ｄ≦１５  である。【００３９】
ｎが２０より小さいと反応率が低下するため目的とする生産量を達成できないし、目的の生産量を達成できる反応率を確保しつつ設備費を低下させるには、ｎを１２０よりも小さくすることが必要である。さらにｎが１２０よりも大きいと塔の上下における圧力差が大きくなりすぎるため、長期安定運転が困難となるだけでなく、塔下部での温度を高くしなければならないため、副反応が起こりやすくなり選択率の低下をもたらす。より好ましいｎの範囲は、３０≦ｎ≦１００  であり、さらに好ましくは、４０≦ｎ≦９０  である。【００４０】
Ｄ／ｄ１が５より小さいと設備費が高くなるだけでなく大量のガス成分が系外に出やすくなるため、安定運転が困難になり、３０よりも大きいとガス成分の抜出し量が相対的に小さくなり、安定運転が困難になるだけでなく、反応率の低下をもたらす。より好ましいＤ／ｄ１の範囲は、８≦Ｄ／ｄ１≦２５  であり、さらに好ましくは、１０≦Ｄ／ｄ１≦２０  である。【００４１】
Ｄ／ｄ２が３より小さいと設備費が高くなるだけでなく液抜出し量が相対的に多くなり、安定運転が困難になり、２０よりも大きいと液抜出し口や配管での流速が急激に速くなりエロ−ジョンを起こしやすくなり装置の腐食をもたらす。より好ましいＤ／ｄ２の範囲は、５≦Ｄ／ｄ２≦１８  であり、さらに好ましくは、７≦Ｄ／ｄ２≦１５  である。さらに本発明では該ｄ１と該ｄ２が  １≦ｄ２／ｄ１≦５  を満足する場合、さらに好ましいことがわかった。【００４２】
Ｌ１（ｃｍ）が５００より小さいと、回収部の分離効率が低下するため目的とする分離効率を達成できないし、目的の分離効率を確保しつつ設備費を低下させるには、Ｌ１を３０００より小さくすることが必要である。より好ましいＬ１（ｃｍ）の範囲は、８００≦Ｌ１≦２５００  であり、さらに好ましくは、１０００≦Ｌ１≦２０００  である。【００４３】
Ｄ１（ｃｍ）が１００よりも小さいと、目的とする蒸留量を達成できないし、目的の蒸留量を達成しつつ設備費を低下させるには、Ｄ１を５００より小さくすることが必要である。より好ましいＤ１（ｃｍ）の範囲は、１２０≦Ｄ１≦４００  であり、さらに好ましくは、１５０≦Ｄ１≦３００  である。【００４４】
Ｌ１／Ｄ１が２より小さい時や３０より大きい時は長期安定運転が困難となる。より好ましいＬ１／Ｄ１の範囲は、５≦Ｌ１／Ｄ１≦２０  であり、さらに好ましくは、７≦Ｌ１／Ｄ１≦１５  である。【００４５】
ｎ１が１０より小さいと回収部の分離効率が低下するため目的とする分離効率を達成できないし、目的の分離効率を確保しつつ設備費を低下させるには、ｎ１を４０よりも小さくすることが必要である。より好ましいｎ１の範囲は、１３≦ｎ１≦２５  であり、さらに好ましくは、１５≦ｎ１≦２０  である。【００４６】
Ｌ２（ｃｍ）が７００より小さいと、濃縮部の分離効率が低下するため目的とする分離効率を達成できないし、目的の分離効率を確保しつつ設備費を低下させるには、Ｌ２を５０００より小さくすることが必要である。Ｌ２が５０００よりも大きいと塔の上下における圧力差が大きくなりすぎるため、長期安定運転が困難となるだけでなく、塔下部での温度を高くしなければならないため、副反応が起こりやすくなる。より好ましいＬ２（ｃｍ）の範囲は、１５００≦Ｌ２  ≦３５００  であり、さらに好ましくは、２０００≦Ｌ２≦３０００  である。【００４７】
Ｄ２（ｃｍ）が５０よりも小さいと、目的とする蒸留量を達成できないし、目的の蒸留量を達成しつつ設備費を低下させるには、Ｄ２を４００より小さくすることが必要である。より好ましいＤ２（ｃｍ）の範囲は、７０≦Ｄ２≦２００  であり、さらに好ましくは、８０≦Ｄ２≦１５０  である。【００４８】
Ｌ２／Ｄ２が１０より小さい時や５０より大きい時は長期安定運転が困難となる。より好ましいＬ２／Ｄ２の範囲は、１５≦Ｌ２／Ｄ２≦３０  であり、さらに好ましくは、２０≦Ｌ２／Ｄ２≦２８  である。【００４９】
ｎ２が３５より小さいと濃縮部の分離効率が低下するため目的とする分離効率を達成できないし、目的の分離効率を確保しつつ設備費を低下させるには、ｎ２を１００よりも小さくすることが必要である。ｎ２が１００よりも大きいと塔の上下における圧力差が大きくなりすぎるため、長期安定運転が困難となるだけでなく、塔下部での温度を高くしなければならないため、副反応が起こりやすくなる。より好ましいｎ２の範囲は、４０≦ｎ２≦７０  であり、さらに好ましくは、４５≦ｎ２≦６５  である。【００５０】
また、Ｌ１とＬ２の関係、およびＤ１とＤ２の関係は、連続多段蒸留塔Ｂに供給される該低沸点反応混合物（ＡＴ）の量、およびアルコール類の濃度等によって異なるが、本発明の方法を実施する場合、  Ｌ１  ≦  Ｌ２、  Ｄ２  ≦  Ｄ１  であることが好ましい。【００５１】
本発明は、１時間あたり１トン以上の高生産性で芳香族カーボネートを高選択率で長期間安定的に生産することを特徴としているが、好ましくは１時間あたり２トン以上、さらに好ましくは１時間あたり３トン以上の芳香族カーボネートを生産することにある。また、本発明は、該連続多段蒸留塔ＡのＬ、Ｄ、Ｌ／Ｄ、ｎ、Ｄ／ｄ１、Ｄ／ｄ２  がそれぞれ、２０００≦Ｌ≦６０００、  １５０≦Ｄ≦１０００、  ３≦Ｌ／Ｄ≦３０、  ３０≦ｎ≦１００、  ８≦Ｄ／ｄ１≦２５、  ５≦Ｄ／ｄ２≦１８の場合は、１時間あたり２トン以上、好ましくは１時間あたり２．５トン以上、さらに好ましくは１時間あたり３トン以上の芳香族カーボネートを製造することを特徴とするものである。さらに、本発明は、該連続多段蒸留塔ＡのＬ、Ｄ、Ｌ／Ｄ、ｎ、Ｄ／ｄ１、Ｄ／ｄ２  がそれぞれ、２５００≦Ｌ≦５０００、  ２００≦Ｄ≦８００、  ５≦Ｌ／Ｄ≦１５、  ４０≦ｎ≦９０、  １０≦Ｄ／ｄ１≦２５、  ７≦Ｄ／ｄ２≦１５の場合は、１時間あたり３トン以上、好ましくは１時間あたり３．５トン以上、さらに好ましくは１時間あたり４トン以上の芳香族カーボネートを製造することを特徴とするものである。【００５２】
本発明でいう芳香族カーボネートの選択率とは、反応した芳香族モノヒドロキシ化合物に対するものであって、本発明では通常９５％以上の高選択率であり、好ましくは９７％以上、さらに好ましくは９９％以上の高選択率を達成することができる。【００５３】
本発明で用いられる連続多段蒸留塔Ａは、インターナルとしてトレイおよび／または充填物を有する蒸留塔であることが好ましい。本発明でいうインターナルとは、蒸留塔において実際に気液の接触を行わせる部分のことを意味する。このようなトレイとしては、たとえば、泡鍾トレイ、多孔板トレイ、バルブトレイ、向流トレイ、スーパーフラックトレイ、マックスフラックトレイ等が好ましく、充填物としては、ラシヒリング、レッシングリング、ポールリング、ベルルサドル、インタロックスサドル、ディクソンパッキング、マクマホンパッキング、ヘリパック等の不規則充填物やメラパック、ジェムパック、テクノパック、フレキシパック、スルザーパッキング、グッドロールパッキング、グリッチグリッド等の規則充填物が好ましい。トレイ部と充填物の充填された部分とを合わせ持つ多段蒸留塔も用いることができる。なお、本発明で用いる用語「インターナルの段数ｎ」とは、トレイの場合は、トレイの数を意味し、充填物の場合は、理論段数を意味する。したがって、トレイ部と充填物の充填された部分とを合わせ持つ連続多段蒸留塔の場合、ｎはトレイの数と、理論段数の合計である。【００５４】
本発明のジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とのエステル交換反応は、平衡定数が極端に小さく、しかも反応速度が遅いので、反応蒸留に用いる連続多段蒸留塔Ａとしては、インターナルがトレイである棚段式蒸留塔がより好ましいことが見出された。さらに該トレイが多孔板部とダウンカマー部を有する多孔板トレイが機能と設備費との関係で特に優れていることが見出された。そして、該多孔板トレイが該多孔板部の面積１ｍ２あたり１００〜１０００個の孔を有していることが好ましいことも見出された。より好ましい孔数は該面積１ｍ２あたり１２０〜９００個であり、さらに好ましくは、１５０〜８００個である。また、該多孔板トレイの孔１個あたりの断面積が０．５〜５ｃｍ２であることが好ましいことも見出された。より好ましい孔１個あたりの断面積は、０．７〜４ｃｍ２であり、さらに好ましくは０．９〜３ｃｍ２である。さらには、該多孔板トレイが該多孔板部の面積１ｍ２あたり１００〜１０００個の孔を有しており、且つ、孔１個あたりの断面積が０．５〜５ｃｍ２である場合、特に好ましいことが見出された。連続多段蒸留塔Ａに上記の条件を付加することによって、本発明の課題が、より容易に達成されることが判明したのである。【００５５】
本発明で用いられる連続多段蒸留塔Ｂは、濃縮部ＥＳおよび回収部ＳＳのインターナルとして、前記のトレイおよび／または充填物を有する蒸留塔であることが好ましい。濃縮部ＥＳおよび回収部ＳＳのインターナルがいずれもトレイである場合はさらに好ましい。さらに該トレイが多孔板部とダウンカマー部を有する多孔板トレイが機能と設備費との関係で特に優れていることが見出された。そして、濃縮部ＥＳおよび回収部ＳＳにおける該多孔板トレイの多孔板部の好ましい孔数と孔断面積は、いずれも前記の連続多段蒸留塔Ａの多孔板部のそれらと同じである。【００５６】
本発明を実施する場合、原料であるジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とを触媒が存在する連続多段蒸留塔Ａ内に連続的に供給し、該塔内で反応と蒸留を同時に行い、芳香族カーボネート類を含む高沸点反応混合物を塔下部より液状で連続的に抜出すことにより芳香族カーボネート類を工業的規模で連続的に製造し、一方副生するアルコール類を含む低沸点反応混合物（ＡＴ）を塔上部よりガス状で連続的に抜出し、該低沸点反応混合物（ＡＴ）を連続多段蒸留塔Ｂ内に連続的に供給し、アルコール類を主成分とする低沸点混合物（ＢＴ）を塔上部よりガス状で連続的に抜き出し、高沸点混合物（ＢＢ）を塔下部より液状で連続的に抜出す。該低沸点反応混合物（ＡＴ）を連続多段蒸留塔Ｂ内に供給するにあたり、ガス状で供給してもよいし、液状で供給してもよい。また、連続多段蒸留塔Ａからガス状で抜出される該低沸点反応混合物（ＡＴ）の熱を他の物質の加熱、たとえば、連続多段蒸留塔Ａ内に供給されるエステル交換反応の原料の加熱に使うことは特に好ましい方法である。この場合、熱交換の程度によって、連続多段蒸留塔Ｂ内に供給される該低沸点反応混合物（ＡＴ）は、ガス状、気液混合状、液状となる。該低沸点反応混合物（ＡＴ）を連続多段蒸留塔Ｂ内に供給するに先立って該蒸留塔Ｂの供給口付近の液温に近い温度にするために、加熱または冷却することも好ましい。なお、この原料中には、反応生成物であるアルコール類、アルキルアリールカーボネート、ジアリールカーボネートやアルキルアリールエーテルや高沸点化合物などの反応副生物が含まれていてもいいことは前述のとおりである。他の工程での分離・精製にかかる設備、費用のことを考慮すれば、実際に工業的に実施する本発明の場合は、これらの化合物を少量含んでいることが好ましい。【００５７】
また、本発明において、原料であるジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物を連続多段蒸留塔Ａ内に連続的に供給するには、該蒸留塔Ａの上部のガス抜出し口よりも下部であるが塔の上部または中間部に設置された１箇所または数箇所の導入口から、液状および／またはガス状で供給してもよいし、芳香族モノヒドロキシ化合物を多く含む原料を蒸留塔の上部の導入口から液状で供給し、ジアルキルカーボネートを多く含む原料を蒸留塔の下部の液抜出し口よりも上部であって塔の下部に設置された導入口からガス状および／または液状で供給することも好ましい方法である。なお、連続多段蒸留塔Ｂの高沸点混合物（ＢＢ）は、上部または／および下部の導入口から連続多段蒸留塔Ａに連続的に供給されるが、その組成によって上記の導入方法を選択することが好ましい【００５８】
本発明において、連続多段蒸留塔Ａ内に触媒を存在させる方法はどのようなものであってもよいが、触媒が反応液に不溶解性の固体状の場合は、連続多段蒸留塔内の段に設置する、充填物状にして設置するなどによって塔内に固定させる方法などがある。また、原料や反応液に溶解する触媒の場合は、蒸留塔の中間部より上部から蒸留塔内に供給することが好ましい。この場合、原料または反応液に溶解させた触媒液を原料と一緒に導入してもよいし、原料とは別の導入口からこの触媒液を導入してもよい。本発明で用いる触媒の量は、使用する触媒の種類、原料の種類やその量比、反応温度並びに反応圧力などの反応条件の違いによっても異なるが、原料の合計質量に対する割合で表して、通常、０．０００１〜３０質量％、好ましくは０．００５〜１０質量％、より好ましくは０．００１〜１質量％で使用される。【００５９】
本発明で行われるエステル交換反応の反応時間は連続多段蒸留塔Ａ内での反応液の平均滞留時間に相当すると考えられるが、これは該蒸留塔Ａのインターナルの形状や段数、原料供給量、触媒の種類や量、反応条件などによって異なるが、通常０．０１〜１０時間、好ましくは０．０５〜５時間、より好ましくは０．１〜３時間である。反応温度は、用いる原料化合物の種類や触媒の種類や量によって異なるが、通常１００〜３５０℃である。反応速度を高めるためには反応温度を高くすることが好ましいが、反応温度が高いと副反応も起こりやすくなり、たとえば、アルキルアリールエーテルなどの副生が増えるので好ましくない。このような意味で、好ましい反応温度は１３０〜２８０℃、より好ましくは１５０〜２６０℃、さらに好ましくは、１８０〜２５０℃の範囲である。また反応圧力は、用いる原料化合物の種類や組成、反応温度などにより異なるが、減圧、常圧、加圧のいずれであってもよく、通常０．１〜２×１０７Ｐａ、好ましくは、１０５〜１０７Ｐａ、より好ましくは２×１０５〜５×１０６の範囲で行われる。【００６０】
本発明においては、連続多段蒸留塔Ａの上部から連続的に抜出される低沸点反応混合物（ＡＴ）を連続多段蒸留塔Ｂ内に供給する位置は、回収部ＳＳと濃縮部ＥＳの間である。連続多段蒸留塔Ｂは、蒸留物の加熱のためのリボイラーと、還流装置を有することが好ましい。【００６１】
本発明においては、該低沸点反応混合物（ＡＴ）は、通常、１０〜１０００トン／ｈｒで、連続多段蒸留塔Ａから抜出され、連続多段蒸留塔Ｂ内に供給され、蒸留分離され、該蒸留塔Ｂの上部から低沸点混合物（ＢＴ）が、下部から高沸点混合物（ＢＢ）がそれぞれ連続的に抜出される。本発明においては、該低沸点混合物（ＢＴ）中の該アルコール類の濃度を、該低沸点混合物（ＢＴ）１００質量％に対して、９０質量％以上にすることが必要であり、好ましくは９５質量％以上、さらに好ましくは９７質量％以上にすることが可能であり、また、該高沸点混合物（ＢＢ）中の該アルコール類の含有量を、該高沸点混合物（ＢＢ）１００質量％に対して、０．２質量％以下、好ましくは０．１質量％以下とすることが可能である。そして、低沸点混合物（ＢＴ）の主成分として分離されるアルコール類は、２００ｋｇ／ｈｒ以上とすることが必要であり、好ましくは５００ｋｇ／ｈｒ以上、より好ましくは１〜２０トン／ｈｒの量で、長時間安定的に連続的に分離することができる。【００６２】
本発明で分離される低沸点混合物（ＢＴ）は、副生するアルコール類を９０質量％以上含有するが残りの成分の全部または大部分は、ジアルキルカーボネートである。したがって、該低沸点混合物（ＢＴ）をジアルキルカーボネート製造原料として用いることが好ましい。ジアルキルカーボネートの製造方法としては、アルコール類のカルボニル化反応を用いる方法と、アルキレンカーボネートの加アルコール分解反応を用いる方法が工業的に実施されているが、該低沸点混合物（ＢＴ）はいずれの反応の原料としても用いることができる。アルキレンカーボネートの加アルコール分解反応は平衡反応であるので、アルコール濃度の高い原料を用いることが好ましいので、本発明で得られる低沸点混合物（ＢＴ）を、この反応の原料とすることは好ましい方法である。この場合、該低沸点混合物（ＢＴ）中のアルコール濃度が、該低沸点混合物（ＢＴ）１００質量％に対して、９５質量％以上、さらに好ましくは９７質量％以上のものを原料とすることが特に好ましい。【００６３】
また、本発明で分離される高沸点混合物（ＢＢ）は、該低沸点反応混合物（ＡＴ）の成分から低沸点混合物（ＢＴ）の成分を抜出した成分からなっており、副生アルコール類を０．２質量％以下、好ましくは０．１質量％以下含有するものであって、通常、主成分はジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物であって、少量の副生アルキルアリールエーテルおよび少量の芳香族カーボネート類を含有するものであるので、本発明においては、この高沸点混合物（ＢＢ）を連続多段蒸留塔Ａに連続的に供給し、エステル交換反応の原料とすることは特に好ましい方法である。なお、この場合、連続多段蒸留塔Ａに供給される原料中のジアルキルカーボネートの量は該高沸点混合物（ＢＢ）中の量だけでは不足するので、通常反応によって消費された量に見合う量のジアルキルカーボネートを含む原料を新たに追加する必要がある。連続多段蒸留塔Ａに新たに追加されるジアルキルカーボネートを含む原料は、直接、連続多段蒸留塔Ａに供給してもよいし、連続多段蒸留塔Ｂに供給し、高沸点混合物（ＢＢ）の一部として連続多段蒸留塔Ａに供給することも可能である。この新たに追加されるジアルキルカーボネートを含む原料が、たとえば、０．１質量％より多くのアルコール類を含んでいる場合には、連続多段蒸留塔Ｂの適当な位置に供給し、該アルコール類の含有量を低下させた上で、高沸点混合物（ＢＢ）の一部として連続多段蒸留塔Ａに供給することが好ましい。【００６４】
なお、連続多段蒸留塔Ａに供給される原料は、原料１と原料２とから構成され、通常、原料１中には、別途行われるアルキルアリールカーボネートの不均化反応(式１９)を主とする工程で生成するジアルキルカーボネートが含まれる。したがって、連続多段蒸留塔Ａにおいて、アルキルアリールカーボネートを生成する反応によって消費されるジアルキルカーボネートの約半分量は、この不均化反応によって生成しリサイクルされる原料１中のジアルキルカーボネートでまかなわれるが、不足する約半分量は、フレッシュなジアルキルカーボネートとして追加される必要がある。このことによって、反応蒸留を定常状態で継続されることができる。本発明では、この不足分を、通常、原料２にジアルキルカーボネートを追加するが、もちろん、原料１に追加してもよい。【００６５】
本発明で行われる連続多段蒸留塔Ｂの蒸留条件は、塔底温度が１５０〜３００℃、好ましくは１７０〜２７０℃、さらに好ましくは１９０〜２５０℃であり、塔頂圧力が２×１０５〜５×１０６Ｐａ、好ましくは４×１０５〜３×１０６Ｐａ、さらに好ましくは６×１０５〜２×１０６Ｐａであり、還流比が０．１〜２０、好ましくは０．５〜１５、さらに好ましくは１．０〜１０である。【００６６】
なお、本発明でいう長期安定運転とは、１０００時間以上、好ましくは３０００時間以上、さらに好ましくは５０００時間以上、反応蒸留を行う連続多段蒸留塔Ａと該低沸点反応混合物（ＡＴ）の蒸留分離を行う連続多段蒸留塔Ｂのいずれもが、フラッディングや配管のつまりやエロージョンがなく、運転条件に基づいた定常状態で運転が継続でき、所定の高生産性と高選択率を維持しつつ、１時間あたり１トン以上の所定量の芳香族カーボネートを製造しながら、一方では所定の分離効率を維持しながら、１時間あたり２００ｋｇ以上の所定量の副生アルコール類が蒸留分離されていることを意味している。【００６７】
本発明で用いられる連続多段蒸留塔を構成する材料は、主に炭素鋼、ステンレススチールなどの金属材料であるが、製造する芳香族カーボネートの品質の面からは、ステンレススチールが好ましい。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。混合物の組成はガスクロマトグラフィー法で測定し、ハロゲンはイオンクロマトグラフィーで測定した。【００６９】
［実施例１］
＜連続多段蒸留塔Ａ＞
図１に示されるようなＬ＝３３００ｃｍ、Ｄ＝５００ｃｍ、Ｌ／Ｄ＝６．６、ｎ＝８０、Ｄ／ｄ１＝１７、Ｄ／ｄ２＝９  である連続多段蒸留塔を用いた。なお、この実施例では、インターナルとして、孔１個あたりの断面積＝約１．５ｃｍ２、孔数＝約２５０個/ｍ２を有する多孔板トレイを用いた。
＜連続多段蒸留塔Ｂ＞
図２に示されるようなＬ１＝１７００ｃｍ、Ｄ１＝１８０ｃｍ、Ｌ１／Ｄ１＝９．４、ｎ１＝１６、Ｌ２＝２５００ｃｍ、Ｄ２＝１００ｃｍ、Ｌ２／Ｄ２＝２５、ｎ２＝５５  である連続多段蒸留塔を用いた。この実施例では、インターナルとして回収部、濃縮部ともに多孔板トレイ（孔１個あたりの断面積＝約１．３ｃｍ２、孔数＝約５５０個/ｍ２）を用いた。
＜反応蒸留と低沸点反応混合物（ＡＴ）から副生メタノールの分離＞
図３に示される装置を用いて反応蒸留と副生メタノールの分離をおこなった。【００７０】
ジメチルカーボネート４４質量％、フェノール４９質量％、アニソール５．７質量％、メチルフェニルカーボネート１質量％、メタノール０．３質量％、からなる原料１を連続多段蒸留塔Ａの上部導入口２１から液状で８０．８トン／ｈｒの流量で連続的に導入した。なお、原料１は導入口２０から導入され、熱交換器２７で該蒸留塔Ａの上部からガス状で抜出される低沸点反応混合物（ＡＴ）の熱で加熱された上で導入口２１に送られた。一方、ジメチルカーボネート７６質量％、フェノール１９．５質量％、アニソール４．４質量％、メチルフェニルカーボネート０．１質量％、からなる原料２を該蒸留塔Ａの下部導入口１１から８６トン／ｈｒの流量で連続的に導入した。連続多段蒸留塔Ａに導入された原料のモル比は、ジメチルカーボネート／フェノール＝１．８７であった。この原料にはハロゲンは実質的に含まれていなかった（イオンクロマトグラフィーでの検出限界外で１ｐｐｂ以下）。触媒はＰｂ（ＯＰｈ）２として、反応液中に約７０ｐｐｍとなるように該蒸留塔Ａの上部の導入口１０から導入された。該蒸留塔Ａの塔底部の温度が２３３℃で、塔頂部の圧力が９．６×１０５Ｐａの条件下で連続的に反応蒸留が行われた。２４時間後には安定的な定常運転が達成できた。該蒸留塔Ａの塔底部に接続された抜出し口２５から８２．３トン／ｈｒで連続的に抜出された液には、メチルフェニルカーボネートが１０．１質量％、ジフェニルカーボネートが０．２７質量％含まれていた。メチルフェニルカーボネートの１時間あたりの生産量は８．３トン（蒸留塔Ａに導入された量を除いた実質の生成量は７．５トン／ｈｒ）、ジフェニルカーボネートの１時間あたりの生産量は０．２２トンであることがわかった。反応したフェノールに対して、メチルフェニルカーボネートとジフェニルカーボネートを合わせた選択率は９９％であった。【００７１】
この条件で長期間の連続運転を行った。５００時間後、２０００時間後、４０００時間後、５０００時間後、６０００時間後の１時間あたりの生産量は、メチルフェニルカーボネートが、８．３トン、８．３トン、８．３トン、８．３トン、８．３トンであり、ジフェニルカーボネートの１時間あたりの生産量は０．２２トン、０．２２トン、０．２２トン、０．２２トン、０．２２トンであり、メチルフェニルカーボネートとジフェニルカーボネートを合わせた選択率は９９％、９９％、９９％、９９％、９９％、９９％、であり、非常に安定していた。また、製造された芳香族カーボネートには、ハロゲンは実質的に含まれていなかった（１ｐｐｂ以下）。【００７２】
連続多段蒸留塔Ａの塔頂からガス状で連続的に抜出された低沸点反応混合物（ＡＴ）は、熱交換器２７でその熱を上記原料１の加熱に使うことによって１７０℃まで低下させた。８５．２トン／ｈｒで抜出された該低沸点反応混合物（ＡＴ）の組成は、メタノール２質量％、ジメチルカーボネート７４質量％、フェノール１９．５質量％、アニソール４．４質量％、メチルフェニルカーボネート０．１質量％であった。該低沸点反応混合物（ＡＴ）は連続多段蒸留塔Ｂの回収部と濃縮部の間に設けられた導入口３１付近の液温に近い温度にされた上で該導入口３１から連続的に該蒸留塔Ｂに供給された。一方、不足するジメチルカーボネートを補うために、フレッシュなジメチルカーボネートが２．５３トン／ｈｒで該蒸留塔Ｂの下部の導入口４１から連続的に導入された。該蒸留塔Ｂは塔底温度２２６℃、塔頂温度１５５℃、還流比３で連続的に蒸留分離が行われ、低沸点混合物（ＢＴ）が抜出し口３９から１．７３トン／ｈｒで、高沸点混合物（ＢＢ）が抜出し口３５から８６トン／ｈｒでそれぞれ連続的に抜出された。該高沸点混合物（ＢＢ）はメタノールの含有量が０．１質量％以下であり、その組成は上記連続多段蒸留塔Ａの原料２の組成と同じであり、これは原料２として循環再使用された。【００７３】
該低沸点混合物（ＢＴ）の組成はメタノール９７質量％、ジメチルカーボネート３質量％であった。連続的に蒸留分離されたメタノールの量は１．６８トン／ｈｒであった。該低沸点混合物（ＢＴ）はエチレンカーボネートと反応させてジメチルカーボネートとエチレングリコールを製造するための原料として用いられた。
連続多段蒸留塔Ｂの運転は、連続多段蒸留塔Ａの連続運転にあわせて行ったが、５００時間後、２０００時間後、４０００時間後、５０００時間後、６０００時間後の分離効率は初期と同様であり、安定に推移した。【００７４】
［実施例２］
実施例１と同じ連続多段蒸留塔Ａおよび連続多段蒸留塔Ｂを用いて、下記の条件で反応蒸留と副生メタノールの分離を行った。
＜反応蒸留＞
ジメチルカーボネート３３．３質量％、フェノール５８．８質量％、アニソール６．８質量％、メチルフェニルカーボネート０．９質量％、メタノール０．２質量％、からなる原料１を導入口２０から熱交換器２７を経て連続多段蒸留塔Ａの上部導入口２１から液状で８６．２トン／ｈｒの流量で連続的に導入した。一方、ジメチルカーボネート６４．４質量％、フェノール３３．８質量％、アニソール１．３質量％、メチルフェニルカーボネート０．４質量％、メタノール０．１質量％からなる原料２を該蒸留塔Ａの下部導入口１１から８６．６トン／ｈｒの流量で連続的に導入した。連続多段蒸留塔Ａに導入された原料のモル比は、ジメチルカーボネート／フェノール＝１．１であった。この原料にはハロゲンは実質的に含まれていなかった（イオンクロマトグラフィーでの検出限界外で１ｐｐｂ以下）。触媒はＰｂ（ＯＰｈ）２として、反応液中に約１００ｐｐｍとなるように該蒸留塔Ａの上部導入口１０から導入された。該蒸留塔Ａの塔底部の温度が２３０℃で、塔頂部の圧力が６．５×１０５Ｐａの条件下で連続的に反応蒸留が行われた。２４時間後には安定的な定常運転が達成できた。該蒸留塔Ａの塔底部に接続された抜出し口２５から８８トン／ｈｒで連続的に抜出された液には、メチルフェニルカーボネートが１３．４質量％、ジフェニルカーボネートが０．７質量％含まれていた。メチルフェニルカーボネートの１時間あたりの生産量は１１．８トン（蒸留塔Ａに導入された量を除いた実質の生成量は１０．７トン／ｈｒ）、ジフェニルカーボネートの１時間あたりの生産量は０．６トンであることがわかった。反応したフェノールに対して、メチルフェニルカーボネートとジフェニルカーボネートを合わせた選択率は９８％であった。【００７５】
この条件で長期間の連続運転を行った。５００時間後、１０００時間後、２０００時間後の１時間あたりの生産量は、メチルフェニルカーボネートが、１１．８トン、１１．８トン、１１．８トンであり、ジフェニルカーボネートの１時間あたりの生産量は０．６トン、０．６トン、０．６トンであり、メチルフェニルカーボネートとジフェニルカーボネートを合わせた選択率は９８％、９８％、９８％であり、非常に安定していた。また、製造された芳香族カーボネートには、ハロゲンは実質的に含まれていなかった（１ｐｐｂ以下）。【００７６】
＜低沸点反応混合物（ＡＴ）から副生メタノールの分離＞
連続多段蒸留塔Ａの塔頂からガス状で連続的に抜出された低沸点反応混合物（ＡＴ）は、熱交換器２７でその熱を上記原料１の加熱に使うことによって１６１℃まで低下させた。８５．４トン／ｈｒで抜出された該低沸点反応混合物（ＡＴ）の組成は、メタノール３．１質量％、ジメチルカーボネート６１質量％、フェノール３４．３質量％、アニソール１．２質量％、メチルフェニルカーボネート０．２質量％であった。該低沸点反応混合物（ＡＴ）は連続多段蒸留塔Ｂの回収部と濃縮部の間に設けられた導入口３１付近の液温に近い温度にされた上で該導入口３１から連続的に該蒸留塔Ｂに供給された。一方、不足するジメチルカーボネートを補うために、フレッシュなジメチルカーボネートが濃縮部の下から４段目の導入口５１から３．９８トン／ｈｒで該蒸留塔Ｂに連続的に導入された。該蒸留塔Ｂは塔底温度２１３℃、塔頂温度１３８℃、還流比２．８９で連続的に蒸留分離が行われ、低沸点混合物（ＢＴ）が抜出し口３９から２．７８トン／ｈｒで、高沸点混合物（ＢＢ）が抜出し口３５から８６．６トン／ｈｒでそれぞれ連続的に抜出された。該高沸点混合物（ＢＢ）はメタノールの含有量が０．１質量％以下であり、その組成は上記連続多段蒸留塔Ａの原料２の組成とほぼ同じであり、これは原料２として循環再使用された。【００７７】
該低沸点混合物（ＢＴ）の組成はメタノール９３．３質量％、ジメチルカーボネート６．７質量％であった。連続的に蒸留分離されたメタノールの量は２．５９トン／ｈｒであった。該低沸点混合物（ＢＴ）はエチレンカーボネートと反応させてジメチルカーボネートとエチレングリコールを製造するための原料として用いられた。
連続多段蒸留塔Ｂの運転は、連続多段蒸留塔Ａの連続運転にあわせて行ったが、５００時間後、１０００時間後、２０００時間後の分離効率は初期と同様であり、安定に推移した。【００７８】
［実施例３］
実施例１と同じ連続多段蒸留塔Ａを用いて同様な方法により反応蒸留が行われ、塔上部抜出し口２６からメタノール１．５質量％、ジメチルカーボネート８１．９質量％、フェノール１２．４質量％、アニソール３．９質量％、メチルフェニルカーボネート０．３質量％からなる低沸点反応混合物（ＡＴ）が８０．２６トン／ｈｒで抜出された。該低沸点反応混合物（ＡＴ）は実施例１と同様にして熱交換器２７を経て、実施例１と同じ連続多段蒸留塔Ｂの回収部と濃縮部の間の導入口３１から連続的に供給され、一方、不足するジメチルカーボネートを補うために、ジメチルカーボネート９９質量％、メタノール１質量％からなるフレッシュ原料が濃縮部の下から４段目の導入口５１から１．７６トン／ｈｒで該蒸留塔Ｂに連続的に導入された。該蒸留塔Ｂにおいて塔底温度２１９℃、塔頂温度１５１℃、還流比６．７４で連続的に蒸留分離が行われ、低沸点混合物（ＢＴ）が抜出し口３９から１．１９トン／ｈｒで、高沸点混合物（ＢＢ）が抜出し口３５から８０．８３トン／ｈｒでそれぞれ連続的に抜出された。該高沸点混合物（ＢＢ）はメタノールの含有量が０．１質量％以下であり、これは反応蒸留の原料として上記連続多段蒸留塔Ａで循環再使用された。
該低沸点混合物（ＢＴ）の組成はメタノール９９質量％、ジメチルカーボネート１質量％であった。連続的に蒸留分離されたメタノールの量は１．１８トン／ｈｒであった。該低沸点混合物（ＢＴ）はエチレンカーボネートと反応させてジメチルカーボネートとエチレングリコールを製造するための原料として用いられた。
連続多段蒸留塔Ｂの運転は、連続多段蒸留塔Ａの連続運転にあわせて行ったが、５００時間後、１０００時間後、２０００時間後の分離効率は初期と同様であり安定に推移した。【００７９】
［実施例４］
実施例１と同じ連続多段蒸留塔Ａを用いて同様な方法により反応蒸留が行われ、塔上部抜出し口２６からメタノール２．８質量％、ジメチルカーボネート６１．０質量％、フェノール２６．４質量％、アニソール９．６質量％、メチルフェニルカーボネート０．２質量％からなる低沸点反応混合物（ＡＴ）が５７．４５トン／ｈｒで抜出された。該低沸点反応混合物（ＡＴ）は実施例１と同様にして熱交換器２７を経て、実施例１と同じ連続多段蒸留塔Ｂの回収部と濃縮部の間の導入口３１から連続的に供給され、一方、不足するジメチルカーボネートを補うために、ジメチルカーボネート９９．７質量％、メタノール０．３質量％からなるフレッシュ原料が濃縮部の下から４段目の導入口５１から２．４４トン／ｈｒで該蒸留塔Ｂに連続的に導入された。該蒸留塔Ｂにおいて塔底温度２１５℃、塔頂温度１３８℃、還流比４．４で連続的に蒸留分離が行われ、低沸点混合物（ＢＴ）が抜出し口３９から１．６９トン／ｈｒで、高沸点混合物（ＢＢ）が抜出し口３５から５８．２トン／ｈｒでそれぞれ連続的に抜出された。該高沸点混合物（ＢＢ）はメタノールの含有量が０．０８質量％であり、これは反応蒸留の原料として上記連続多段蒸留塔Ａで循環再使用された。
該低沸点混合物（ＢＴ）の組成はメタノール９４．９質量％、ジメチルカーボネート５．１質量％であった。連続的に蒸留分離されたメタノールの量は１．６トン／ｈｒであった。該低沸点混合物（ＢＴ）はエチレンカーボネートと反応させてジメチルカーボネートとエチレングリコールを製造するための原料として用いられた。
連続多段蒸留塔Ｂの運転は、連続多段蒸留塔Ａの連続運転にあわせて行ったが、５００時間後、１０００時間後の分離効率は初期と同様であり、安定に推移した。【００８０】
［実施例５］
実施例１と同じ連続多段蒸留塔Ａを用いて同様な方法により反応蒸留が行われ、塔上部抜出し口２６からメタノール３．０質量％、ジメチルカーボネート６２．８質量％、フェノール２８．０質量％、アニソール６．１質量％、メチルフェニルカーボネート０．１質量％からなる低沸点反応混合物（ＡＴ）が５７．１１トン／ｈｒで抜出された。該低沸点反応混合物（ＡＴ）は実施例１と同様にして熱交換器２７を経て、実施例１と同じ連続多段蒸留塔Ｂの回収部と濃縮部の間の導入口３１から連続的に供給され、一方、不足するジメチルカーボネートを補うために、フレッシュなジメチルカーボネートが濃縮部の下から４段目の導入口５１から２．８トン／ｈｒで該蒸留塔Ｂに連続的に導入された。該蒸留塔Ｂにおいて塔底温度２１３℃、塔頂温度１３８℃、還流比２．８９で連続的に蒸留分離が行われ、低沸点混合物（ＢＴ）が抜出し口３９から１．８４トン／ｈｒで、高沸点混合物（ＢＢ）が抜出し口３５から５８．０７トン／ｈｒでそれぞれ連続的に抜出された。該高沸点混合物（ＢＢ）はメタノールの含有量が０．０９質量％であり、これは反応蒸留の原料として上記連続多段蒸留塔Ａで循環再使用された。
該低沸点混合物（ＢＴ）の組成はメタノール９３．３質量％、ジメチルカーボネート６．７質量％であった。連続的に蒸留分離されたメタノールの量は１．７２トン／ｈｒであった。該低沸点混合物（ＢＴ）はエチレンカーボネートと反応させてジメチルカーボネートとエチレングリコールを製造するための原料として用いられた。
連続多段蒸留塔Ｂの運転は、連続多段蒸留塔Ａの連続運転にあわせて行ったが、５００時間後、１０００時間後、２０００時間後の分離効率は初期と同様であり、安定に推移した。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、ジアルキルカーボネートと芳香族モノヒドロキシ化合物とから連続多段蒸留塔を用いて反応蒸留方式によって芳香族カーボネートを製造するにあたり、副生するアルコール類を効率的に分離しつつ、芳香族カーボネートを１時間あたり１トン以上の工業的規模で、長期間安定的に製造できる具体的な方法として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の反応蒸留を行う連続多段蒸留塔Ａの例を示す概略図である。内部には段数ｎを有するインターナル（たとえば、トレイ６）が設置されている。
【図２】本発明のアルコール類を含む低沸点反応混合物（ＡＴ）の蒸留分離を行う連続多段蒸留塔Ｂの例を示す概略図である。内部にはインターナルが設置されている。インターナルは回収部（たとえば、トレイ７）が段数ｎ１で濃縮部（たとえば、トレイ８）が段数ｎ２である。
【図３】本発明の反応蒸留と副生アルコール類の蒸留分離を行う装置の概略図である。１：ガス抜出し口、２：液抜出し口、３，４：導入口、５：鏡板部、６，７，８：インターナル；ＳＳ：回収部、ＥＳ：濃縮部、Ｌ：連続多段蒸留塔Ａの長さ（ｃｍ）、Ｄ：連続多段蒸留塔Ａの内径（ｃｍ）、ｄ１：連続多段蒸留塔Ａのガス抜出し口内径（ｃｍ）、ｄ２：連続多段蒸留塔Ａの液抜出し口内径（ｃｍ）、Ｌ１：連続多段蒸留塔Ｂの回収部の長さ（ｃｍ）、Ｌ２：連続多段蒸留塔Ｂの濃縮部の長さ（ｃｍ）、Ｄ１：連続多段蒸留塔Ｂの回収部の内径（ｃｍ）、Ｄ２：連続多段蒸留塔Ｂの濃縮部の内径（ｃｍ）、１０，１１，２０，２１，３１，４１，５１：導入口、２２，２５，３２，３５，３９：液抜出し口、２６，３６：ガス抜出し口、２４，３４，３８：導入口、２３，３３，２７，３７：熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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