CN101410166A - 二氧化碳回收利用、传送用混合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种二氧化碳气体回收利用、传送用混合物。本发明公开的混合物含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳,并且该混合物是这两种物质以特定的比例构成的,所述烃基锡醇盐组合物含有烃基锡醇盐的二氧化碳结合体。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于二氧化碳的回收利用和/或传送的混合物,该混合物使用了含有烃基锡醇盐的组合物。更详细地说,本发明涉及将碳酸酯制造工序中排出的含二氧化碳的气体有效地再循环,并高效连续地制造碳酸酯的方法。
背景技术
已有一些报告报道了吸收二氧化碳气体的方法。具体地说,报道了使用单乙醇胺水溶液的方法(例如,参见专利文献1)、使用叔胺的方法(例如,参见专利文献2)、使用以氢氧化钙为主成分的多孔质粉末的方法(例如,参见专利文献3)等的化学吸附法;使用沸石等的固体吸附法(例如,参见专利文献4)等。
使用单乙醇胺水溶液、叔胺类回收二氧化碳的方法中,回收后,已知在进行脱羧以脱去所吸收的二氧化碳的工序中,胺化合物与二氧化碳同时存在,因此,为了除去该胺化合物,报道了用清洗水对脱羧得到的二氧化碳进行清洗以除去胺化合物的方法(例如,参见专利文献5)。但是,已知在使用这些胺化合物作为二氧化碳吸收剂的情况下,几乎均使用水溶液形式的吸收剂,所以经脱羧工序得到的二氧化碳含有水(例如,参见专利文献5),并且,进一步加入水洗工序以除去作为杂质混入的胺化合物的情况下,得到的二氧化碳的含水率更高。
另一方面,使用氢氧化钙、沸石这样的固体吸收剂作为吸收剂的情况下,为了增大接触面积,必须对吸收剂粉末进行微细化,而进行微细化时存在难以处理的问题。对于解决该问题的方法也有报道,例如已知使用锂化氧化物的方法(例如,参见专利文献6)。但是,该方法必须分别在几百度的温度条件下进行二氧化碳气体的吸收、脱离,存在为了回收二氧化碳必须投入大量能量的问题。即,虽然迄今已经知道了多种方法,但是,这些吸收回收二氧化碳气体和使二氧化碳气体脱离来得到二氧化碳气体的方法还存在许多问题。
已有关于将二氧化碳插入二甲基锡二甲醇盐的锡-甲醇盐键的报告例(例如,参见非专利文献1)。该例中记载了上述二甲基锡二甲醇盐的二氧化碳插入体是在如下条件生成的:上述二甲基锡二甲醇盐存在于超临界二氧化碳中,相对于上述二甲基锡二甲醇盐所含有的锡原子,二氧化碳的量过剩(该例中是4当量),在该条件下生成上述二甲基锡二甲醇盐的二氧化碳插入体。另外,还记载了在4℃饱和二氧化碳溶液中也能生成二甲基锡二甲醇盐的二氧化碳插入体,但同时也记载了该生成物在室温不稳定,会释放出二氧化碳的内容,因此,迄今尚未实现二氧化碳的回收、再利用。
另外,还有将二氧化碳插入1,3-二甲氧基四丁基锡氧烷的锡-甲醇盐键的报告例(例如,参见非专利文献2)。该例中,将该1,3-二甲氧基四丁基锡氧烷在室温与大气压下的二氧化碳反应,得到1-甲氧基-3-甲氧羰氧基四丁基锡氧烷的固体物质。但是,只是在结构鉴定中鉴定到生成了该固体物质,并未实现利用该固体物质的方法。作为使用该1,3-二甲氧基四丁基锡氧烷和二氧化碳的反应产物的例子,仅有本申请人已经公开的方法(例如,参见专利文献9),该方法中,将该1,3-二甲氧基四丁基锡氧烷装入高压容器,使其与二氧化碳反应,在该高压容器内生成碳酸酯。本发明与上述技术完全不同,其目的在于通过使特定的锡化合物以特定比例含有二氧化碳来实现回收利用和/或传送二氧化碳用的组合物,并进行了深入的研究。
与上述的内容相关的是,近年公开了以二氧化碳为原料的碳酸酯制造方法(例如,参见专利文献8、专利文献9)。以二氧化碳为原料的碳酸酯制造方法中,反应的平衡偏向于原体系,所以通常使用高压的二氧化碳,大多情况下使用超临界状态的二氧化碳(例如,参见专利文献8的实施例),而反应中被利用的二氧化碳少,未利用的二氧化碳被释放出来。另外,本发明人公开了不将二氧化碳制成超临界状态而直接使用压力比较低的二氧化碳的方法(例如,参见专利文献9),但仅记载了若在高压下使二氧化碳反应、则在返回常压时二氧化碳会变得无用的内容,并没有记载回收再利用未反应的二氧化碳的例子。
在上述以二氧化碳为原料的碳酸酯制造方法中排出的二氧化碳是常压的二氧化碳,为了对释放出的该常压的二氧化碳进行再利用,可以举出利用在超临界二氧化碳提取体系中实用化了的压缩器等进行再加压后进行利用的方法。该方法需要将常压程度的二氧化碳的压力提高到数MPa以上。与反应中利用的二氧化碳相比较,其释放出的需要再加压的未反应二氧化碳非常多(大多情况下为几十倍以上),需要巨大的压缩器,并且为了驱动该压缩器以及用冷却器除去二氧化碳压缩时产生的热需要投入必要的电能。这些设备、电能的投入导致碳酸酯制造的成本竞争力变差,没有产业上的实施价值,所以并未作为碳酸酯的制造法进行实施。另外,反应体系内含有低沸的醇(例如,甲醇)、低沸的碳酸酯(例如,碳酸二甲酯)的情况下,从高压条件释放出的二氧化碳中含有大量的该低沸甲醇、低沸碳酸酯,所以对该释放出的二氧化碳进行再加压时,该低沸物(低沸醇、低沸碳酸酯)有时也会发生部分液化,为了维持压缩器的性能,需要进行控制以将该液化后的低沸物抽出,所以装置化是极其困难的。
专利文献1:日本专利第2809368号
专利文献2:日本特开2003-261315号公报
专利文献3:日本特开平5-184864号公报
专利文献4:日本特开2004-344703号公报
专利文献5:日本特开2002-126439号公报
专利文献6:日本特开2002-85966号公报
专利文献7:日本特开2003-192643号公报
专利文献8:日本专利第3385359号
专利文献9:WO 03-055840号公报
非专利文献1:J.Am.Chem.Soc.,121(1999),3793-3794
非专利文献2:Applied Catalysis A:General,255(2003),93-99
发明内容
本发明的目的在于提供一种固定有气态的二氧化碳并能够用于二氧化碳的回收利用的混合物,并且提供一种能够作为液态成分进行传送的混合物。本发明的另一个目的是提供一种高效连续地制造碳酸酯的方法,其中,利用该混合物将从碳酸酯制造工序中排出的含二氧化碳的气体有效地进行再循环。根据本发明,能够对以往大多情况下被释放到大气中的含二氧化碳的气体进行回收再利用,本发明的目的还在于提高二氧化碳的利用效率。
为了解决上述课题,本发明人进行了深入研究,结果发现,将特定的锡化合物和二氧化碳以特定的比例组成的混合物对解决上述课题极为有效,从而完成了本发明。
本发明提供下述技术方案:
〔1〕一种二氧化碳的传送用混合物,其含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳,所述烃基锡醇盐组合物含有烃基锡醇盐和烃基锡醇盐的二氧化碳结合体,其中,
设所述混合物中含有的构成所述烃基锡醇盐和/或所述烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子的摩尔数为Z,
设以所述烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式含有的二氧化碳以及所述混合物中含的二氧化碳为(CO2),
设所述混合物中含有的OR基为(OR),此处,所述OR基的O表示氧原子,R是脂肪族基团、芳烷基,R表示
i)形成锡-OR键的OR基的R和/或
ii)形成烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中的-O-(CO)-OR键的OR基的R,
在Z∶(CO2)x∶(OR)y的关系中,表示摩尔比的x为0.1~2,表示摩尔比的y为0.5~2;
〔2〕如前项〔1〕所述的混合物,其中,所述混合物是使所述烃基锡醇盐组合物吸收气态的二氧化碳并使之发生化学反应而得到的混合物;
〔3〕如前项〔1〕或〔2〕所述的混合物,其中,所述R基是脂肪族基团;
〔4〕如前项〔1〕~〔3〕之中任一项所述的混合物,其中,所述R基是碳原子数为1~6的烷基;
〔5〕如前项〔1〕~〔4〕之中任一项所述的混合物,其中,所述R基是碳原子数为4~6的烷基;
〔6〕如前项〔2〕所述的混合物,其中,进行所述化学反应的压力为常压~1MPa;
〔7〕如前项〔2〕所述的混合物,其中,进行所述化学反应的温度为-40℃~80℃;
〔8〕如前项〔2〕所述的混合物,其中,在处于液态的所述烃基锡醇盐组合物中吸收有气态的二氧化碳;
〔9〕如前项〔1〕~〔8〕之中任一项所述的混合物,其中,传送所述混合物的温度是-40℃~80℃;
〔10〕如前项〔1〕~〔9〕之中任一项所述的混合物,其中,所述烃基锡醇盐组合物含有四烃基二烃氧基二锡氧烷和/或二烃基锡二醇盐;
〔11〕如前项〔10〕所述的混合物,其中,所述烃基锡醇盐组合物中含有的四烃基二烃氧基二锡氧烷与二烃基锡二醇盐的摩尔比例为0∶100~80∶20;
〔12〕如前项〔10〕或〔11〕所述的混合物,其中,所述混合物还含有碳酸酯,并且,相对于所述烃基锡醇盐组合物中的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷的摩尔数,所述碳酸酯的含量小于20摩尔%;
〔13〕如前项〔10〕~〔12〕之中任一项所述的混合物,其中,所述四烃基二烃氧基二锡氧烷是下述通式(1)表示的四烃基二烃氧基二锡氧烷;
(式中,R1、R2、R4、R5相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,R3、R6相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,a和b是0~2的整数,a+b是2,c和d是0~2的整数,c+d是2)
〔14〕如前项〔10〕~〔12〕之中任一项所述的混合物,其中,所述二烃基锡二醇盐是下述通式(2)表示的二烃基锡二醇盐;
(式中,R7、R8相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,R9、R10相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,e和f是0~2的整数,e+f是2,g和h是0~2的整数,g+h是2)
〔15〕如前项〔1〕~〔14〕之中任一项所述的混合物,其中,所述烃基锡醇盐组合物是含有至少1种二烃基锡醇盐的单体、缔合体、聚合物状成分的烃基锡醇盐组合物;
〔16〕一种碳酸酯的制造方法,该制造方法包括使前项〔1〕所述的混合物与二氧化碳反应的工序;
〔17〕如前项〔16〕所述的碳酸酯的制造方法,其中,该制造方法包括下述工序:
工序1:得到如下混合物:所述混合物含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳,所述烃基锡醇盐组合物含有使气态的二氧化碳与烃基锡醇盐反应而得到的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体,设所述混合物中含有的构成烃基锡醇盐和/或烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子摩尔数为Z,设以所述烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式含有的二氧化碳以及所述混合物中含的二氧化碳为(CO2),
设所述混合物中含有的OR基为(OR),此处,所述OR基的O表示氧原子,R是脂肪族基团、芳烷基,R表示
i)形成锡-OR键的OR基的R和/或
ii)形成烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中的-O-(CO)-OR键的OR基的R,
在Z∶(CO2)x∶(OR)y的关系中,表示摩尔比的x为0.1~2,表示摩尔比的y为0.5~2,
工序2:将处于液态的所述混合物向碳酸酯合成工序传送,
工序3:在二氧化碳存在下,由所述混合物得到含有碳酸酯的反应液,和
工序4:由所述反应液以气态成分形式分离二氧化碳;
〔18〕如前项〔17〕所述的碳酸酯的制造方法,其中,在工序4后还包括工序5:将所述分离出的气态二氧化碳再循环到工序1中;
〔19〕如前项〔18〕所述的碳酸酯的制造方法,其中,工序5后还包括如下工序:
工序6:由在工序4中分离出了二氧化碳的反应液分离碳酸酯,得到残留液,
工序7:使所述残留液与醇反应,得到烃基锡醇盐组合物,和
工序8:将所述烃基锡醇盐组合物向工序1中再循环;
〔20〕如前项〔19〕所述的碳酸酯的制造方法,其中,所述醇是下式(3)表示的醇;
R11OH
(3)
(式中,R11与工序1的混合物中的OR基(OR)的R定义相同)
〔21〕一种二氧化碳的回收利用方法,该方法包括如下工序:对前项〔1〕所述的混合物进行加热和/或减压,使二氧化碳脱离,利用所述脱离的二氧化碳;
〔22〕一种干燥的气态的二氧化碳的制造方法,该方法中,前项〔1〕所述的混合物是在反应器中连续供给气态二氧化碳进行化学反应而得到的混合物,得到作为液相成分的所述混合物的同时,将所述反应器的气相部连续抽出,得到含水量低于所述连续供给的气态二氧化碳的干燥的气态二氧化碳;
〔23〕一种二氧化碳的传送方法,该方法包括对液态的前项〔1〕所述的上述混合物的传送;
〔24〕如前项〔23〕所述的传送方法,其中,传送所述混合物的温度是-40℃~80℃。
通过使用本发明的混合物,能够以液态混合物的形式传送二氧化碳,并且,由该混合物得到的二氧化碳本质上不含水。另外,本发明的混合物能够通过使二氧化碳气体与烃基锡醇盐组合物反应来容易地得到,所以能够以二氧化碳的高效的回收利用混合物的形式进行使用,在产业上有很大用处。
附图说明
图1显示出使用本发明的混合物的碳酸酯的制造流程图。
图2显示出回收未利用的二氧化碳气体、得到本发明的混合物并制造碳酸酯的流程图。
图3显示出回收未利用的二氧化碳气体、得到本发明的混合物并制造碳酸酯的流程图。
图4显示出制造含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳结合体的混合物的装置的示意图。
图5显示出制造含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳结合体的混合物的装置的示意图。
图6显示出包括制造含有二氧化碳结合体的混合物的制造工序的碳酸酯制造装置的示意图。
图7显示出制造含有二氧化碳结合体的混合物的装置的示意图。
图8显示出制造含有二氧化碳结合体的混合物的装置的示意图。
图9显示出制造含有二氧化碳结合体的混合物的装置的示意图。
图10显示出包括制造含有二氧化碳结合体的混合物的制造工序的碳酸酯制造装置的示意图。
图11显示出包括二氧化碳结合体的回收工序的碳酸酯制造装置的示意图。
图12显示出含有二氧化碳结合体的混合物的119Sn-NMR光谱。
图13显示出含有二氧化碳结合体的混合物的13C-NMR光谱。
图14显示出含有二氧化碳结合体的混合物的1H-NMR光谱。
图15显示出含有二氧化碳结合体的混合物的119Sn-NMR光谱。
符号说明
110、180:蒸馏塔
120、240、340、440:塔型反应器
130、160、170:薄膜蒸发装置
140:二氧化碳结合体制造装置
150、540:高压釜
111、121、181:重沸器
112、132、172、182:冷凝器
131、162、341、442:冷却器
141:升压泵
163、166:压缩器
220、164、165:槽型反应器
1、13、14、22、26、28:供给管线
2、4、5、6、7、8、9、10、11、15、16、17、18、19、23、24、25、27、30:传送管线
3、20、29:回收管线
12、21:通气管线
具体实施方式
下面参照附图等对本发明的实施方式进行说明。以下的实施方式是用于说明本发明的例子,本发明并不仅限于该实施方式。实施本发明时,可在不脱离其要点的范围,以各种形态实施。
本发明的混合物是以特定的比例由特定的锡化合物和二氧化碳组成的混合物,其用于二氧化碳的回收利用和/或传送。本发明的混合物可以容易地由气态的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物得到。即,本发明的混合物是二氧化碳的传送用混合物,其含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳,所述烃基锡醇盐组合物含有烃基锡醇盐和烃基锡醇盐的二氧化碳结合体,其中,
设所述混合物中含有的构成所述烃基锡醇盐和/或所述烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子摩尔数为Z,
设以所述烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式含有的二氧化碳以及所述混合物中含的二氧化碳为(CO2),
设所述混合物中含有的OR基为(OR),此处,所述OR基的O表示氧原子,R是脂肪族基团、芳烷基,R表示
i)形成锡-OR键的OR基的R和/或
ii)形成烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中的-O-(CO)-OR键的OR基的R,
在Z∶(CO2)x∶(OR)y的关系中,表示摩尔比的x为0.1~2,表示摩尔比的y为0.5~2。
下面更具体地对本发明的混合物进行说明。
本发明的混合物含有烃基锡醇盐组合物的二氧化碳结合体。优选所含有的烃基锡醇盐组合物的二氧化碳结合体含有后述的式(1)和/或下式(2)表示的烃基锡醇盐类。
本发明所称的烃基锡醇盐是特定的烃基锡醇盐。具体地说,特定的烃基锡醇盐是分子内含有至少一个4价的锡原子,与该锡原子的结合键由锡-烃键、锡-氧键(包括锡-烃氧键)占据该锡原子的价数,分子内锡-烃键、锡-氧键均至少具有一个。另外,其他分子从分子外与该锡原子的络合只要不影响本发明的目的就没有关系。作为这种来自分子外的络合,可以举出醇类、烃基锡醇盐之间的给体配位(供与配位)所引起的缔合、与二氧化碳的络合等,但如上所述,并不限于这些络合。
形成上述锡-烃键的烃基是指脂肪族基团、芳烷基。作为其例子,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基(各异构体)、戊基(各异构体)、己基(各异构体)、庚基(各异构体)、辛基(各异构体)、壬基(各异构体)、癸基(各异构体)、十一烷基(各异构体)、十二烷基(各异构体)、2-丁烯基、环丁烯基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基、环戊二烯基、环己烯基等属于碳原子数为1~12的脂肪族烃基的烃基或属于碳原子数为5~12的脂环式烃基的环烃基;苄基、苯基乙基等碳原子数为7~20的芳烷基;另外,还可以含有醚键,并可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。结合于锡原子的烷基为两个以上时,这些烷基可以相同,有时也可以不同。上述的烷基之中,优选选自正丁基、正辛基的烷基。
上述的锡-氧键之中,形成锡-烃氧键的烃氧基(由氧-烃键构成的基团)中的烃基是指脂肪族基团、芳烷基。作为其例子,其表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。更优选的是碳原子数为1~6的烷基,碳原子数少的情况下,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,邻接于该烷氧基的氧(O)的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出形成烃氧基的烃基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。与锡原子结合的烃氧基为两个以上的情况下,这些烃氧基可以相同,有时也可以不同。
锡-烃氧键以外的锡-氧键只要是不影响本发明的目的的结合键,可以是任意的结合键。作为优选的结合键,可以举出形成锡-氧-锡键的锡-氧键。
本发明所称的烃基锡醇盐组合物是可以含有上述的烃基锡醇盐的组合物。作为优选的烃基锡醇盐组合物,可以举出含有式(1)表示的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷类和/或式(2)表示的二烃基锡二醇盐类的烃基锡醇盐组合物。
另外,下面举例说明本发明使用的烃基锡醇盐。
本发明所称的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷类是下式(1)所示的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷,虽然给出了以下式(1)为代表的结构式,但是可以是单体,也可以是缔合体,还可以是多聚体、聚合物。
(式中,R1、R2、R4、R5相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,R3、R6相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,a和b是0~2的整数,a+b是2,c和d是0~2的整数,c+d是2)
作为式(1)的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷中的R1、R2、R4、R5的例子,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基(各异构体)、戊基(各异构体)、己基(各异构体)、庚基(各异构体)、辛基(各异构体)、壬基(各异构体)、癸基(各异构体)、十一烷基(各异构体)、十二烷基(各异构体)、2-丁烯基、环丁烯基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基、环戊二烯基、环己烯基等属于碳原子数为1~12的脂肪族烃基的烃基、属于碳原子数为5~12的脂环式烃基的环烃基;苄基、苯基乙基等碳原子数为7~20的芳烷基。并且,可以含有醚键,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。更优选是碳原子数为1~8的直链状或支链状的烷基。虽然也可以使用上述所示的碳原子数以上的烃基,但是,有时流动性会变差,有时会有损于生产率。式(1)的R1、R2、R4、R5可以相同,有时也可以不同。
R3、R6表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。式(1)的R3与R6可以相同,有时也可以不同。
作为式(1)表示的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷的例子,可以举出1,1,3,3-四丁基-1,3-二甲氧基-二锡氧烷、1,1,3,3-四丁基-1,3-二乙氧基-二锡氧烷、1,1,3,3-四丁基-1,3-二丙氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3,3-四丁基-1,3-二丁氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3,3-四丁基-1,3-二戊氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3,3-四丁基-1,3-二己氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3,3-四丁基-1,3-二庚氧基-二锡氧烷、1,1,3,3-四丁基-1,3-二苄氧基-二锡氧烷、1,1,3,3-四辛基-1,3-二甲氧基-二锡氧烷、1,1,3,3-四辛基-1,3-二乙氧基-二锡氧烷、1,1,3,3-四辛基-1,3-二丙氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3,3-四辛基-1,3-二丁氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3,3-四辛基-1,3-二戊氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3,3-四辛基-1,3-二己氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3,3-四辛基-1,3-二庚氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3,3-四辛基-1,3-二苄氧基-二锡氧烷等四烷基-二烷氧基-二锡氧烷或四烷基-二芳烷氧基-二锡氧烷等。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(1)表示的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷之中,R1基、R2基、R4基、R5基优选选自正丁基、正辛基,作为更优选的实例,R3基、R6基是碳原子数为1~6的烷基,R3基、R6基的碳原子数少时,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,另外,与由R3基、R6基构成的OR3基、OR6基的氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出该R3基、R6基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。作为这种最优选的例子,可以举出1,1,3,3-四-(正丁基)-1,3-二(正丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3,3-四-(正丁基)-1,3-二(正戊氧基)-二锡氧烷、1,1,3,3-四-(正丁基)-1,3-双-(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3,3-四-(正丁基)-1,3-二(正己氧基)-二锡氧烷、1,1,3,3-四-(正丁基)-1,3-双-(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3,3-四-(正辛基)-1,3-二(正丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3,3-四-(正辛基)-1,3-二(正戊氧基)-二锡氧烷、1,1,3,3-四-(正辛基)-1,3-双-(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3,3-四-(正辛基)-1,3-二(正己氧基)-二锡氧烷、1,1,3,3-四-(正辛基)-1,3-双-(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。
本发明所称的二烃基锡二醇盐类是下式(2)所示的二烃基锡二醇盐,虽然给出了以下式(2)为代表的结构式,但是可以是其单体、缔合体,也可以是其多聚体、聚合物。
(式中,R7、R8相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,R9、R10相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,e和f是0~2的整数,e+f是2,g和h是0~2的整数,g+h是2)
作为式(2)的二烃基锡二醇盐的R7、R8的例子,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基(各异构体)、戊基(各异构体)、己基(各异构体)、庚基(各异构体)、辛基(各异构体)、壬基(各异构体)、癸基(各异构体)、十一烷基(各异构体)、十二烷基(各异构体)、2-丁烯基、环丁烯基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基、环戊二烯基、环己烯基等属于碳原子数为1~12的脂肪族烃基的烃基、属于碳原子数为5~12的脂环式烃基的环烃基;苄基、苯基乙基等碳原子数为7~20的芳烷基。并且,可以含有醚键,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。更优选碳原子数为1~8的直链状或支链状的烷基。虽然也可以使用上述所示的碳原子数以上的烃基,但是,有时流动性会变差,有时会有损于生产率。式(2)的R7、R8可以相同,有时也可以不同。
R9、R10表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。式(2)的R9和R10可以相同,有时也可以不同。
作为这样的二烃基锡二醇盐的例子,可以举出二丁基-二甲氧基-锡、二丁基-二乙氧基-锡、二丁基-二丙氧基-锡(各异构体)、二丁基-二丁氧基-锡(各异构体)、二丁基-二戊氧基-锡(各异构体)、二丁基-二己氧基-锡(各异构体)、二丁基-二庚氧基-锡、二丁基-二苄氧基-锡、二辛基-二甲氧基-锡、二辛基-二乙氧基-锡、二辛基-二丙氧基-锡(各异构体)、二辛基-二丁氧基-锡(各异构体)、二辛基-二戊氧基-锡(各异构体)、二辛基-二己氧基-锡(各异构体)、二辛基-二庚氧基-锡(各异构体)、二辛基-二苄氧基-锡等二烷基-二烷氧基-锡、二烷基-二芳烷氧基-锡等。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(2)表示的二烃基锡二醇盐之中,R7基、R8基优选选自正丁基、正辛基,作为更优选的实例,R9基、R10基是碳原子数为1~6的烷基,R9基、R10基的碳原子数少时,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,另外,由R9基、R10基构成的OR9基、OR10基中,邻接氧(O)的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出该R9基、R10基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。作为这样的最优选的例子,可以举出二(正丁基)-二(正丁氧基)-锡、二(正丁基)-二(正戊氧基)-锡、二(正丁基)-双-(3-甲基丁氧基)-锡、二(正丁基)-二(正己氧基)-锡、二(正丁基)-双-(2-乙基丁氧基)-锡、二(正辛基)-二(正丁氧基)-锡、二(正辛基)-二(正戊氧基)-锡、二(正辛基)-二(正己氧基)-锡、二(正辛基)-双-(3-甲基丁氧基)-锡、二(正辛基)-双-(2-乙基丁氧基)-锡。
烃基锡醇盐类中,本发明还可以使用下式(4)所示的三烃基锡醇盐类。
(式中,R11、R12、R13相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,R14是脂肪族基团、芳烷基,i、j、k是0~3的整数,并且i+j+k等于3)
作为式(4)的三烃基锡醇盐的R11、R12、R13的例子,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基(各异构体)、戊基(各异构体)、己基(各异构体)、庚基(各异构体)、辛基(各异构体)、壬基(各异构体)、癸基(各异构体)、十一烷基(各异构体)、十二烷基(各异构体)、2-丁烯基、环丁烯基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基、环戊二烯基、环己烯基等属于碳原子数为1~12的脂肪族烃基的烃基、属于碳原子数为5~12的脂环式烃基的环烃基;苄基、苯基乙基等碳原子数为7~20的芳烷基。并且,可以含有醚键,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。更优选碳原子数为1~8的直链状或支链状的烷基。虽然也可以使用上述所示的碳原子数以上的烃基,但是,有时流动性会变差,有时会有损于生产率。式(4)的R11、R12、R13可以相同,有时也可以不同。
R14表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。
作为这样的三烃基锡醇盐的例子,可以举出三丁基-甲氧基-锡、三丁基-乙氧基-锡、三丁基-丙氧基-锡(各异构体)、三丁基-丁氧基-锡(各异构体)、三丁基-戊氧基-锡(各异构体)、三丁基-己氧基-锡(各异构体)、三丁基-庚氧基-锡、三丁基-苄氧基-锡、三辛基-甲氧基-锡、三辛基-乙氧基-锡、三辛基-丙氧基-锡(各异构体)、三辛基-丁氧基-锡(各异构体)、三辛基-戊氧基-锡(各异构体)、三辛基-己氧基-锡(各异构体)、三辛基-庚氧基-锡(各异构体)、三辛基-苄氧基-锡等三烷基-烷氧基-锡或三烷基-芳烷氧基-锡等。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(4)表示的三烃基锡醇盐之中,R11基、R12基、R13基优选选自正丁基、正辛基,作为更优选的实例,R14基是碳原子数为1~6的烷基,R14基的碳原子数少时,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,另外,由R14基构成的OR14基中,与氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出该R14基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。作为这样的最优选的例子,可以举出三-(正丁基)-(正丁氧基)-锡、三-(正丁基)-(正戊氧基)-锡、三-(正丁基)-(3-甲基丁氧基)-锡、三-(正丁基)-(正己氧基)-锡、三-(正丁基)-(2-乙基丁氧基)-锡、三-(正辛基)-(正丁氧基)-锡、三-(正辛基)-(正戊氧基)-锡、三-(正辛基)-(正己氧基)-锡、三-(正辛基)-(3-甲基丁氧基)-锡、三-(正辛基)-(2-乙基丁氧基)-锡。
烃基锡醇盐类中,本发明还可以使用单烃基锡醇盐类。单烃基锡醇盐类的结构鉴定是困难的,但所使用的单烃基锡醇盐类是下式(5)和/或(6)表示的单烃基锡醇盐。
(式中,R15、R19相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,R16、R17、R18、R20相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,m、n、p是0~3的整数,并且m+n+p是3)
作为式(5)表示的单烃基锡醇盐的R15的例子,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基(各异构体)、戊基(各异构体)、己基(各异构体)、庚基(各异构体)、辛基(各异构体)、壬基(各异构体)、癸基(各异构体)、十一烷基(各异构体)、十二烷基(各异构体)、2-丁烯基、环丁烯基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基、环戊二烯基、环己烯基等属于碳原子数为1~12的脂肪族烃基的烃基、属于碳原子数为5~12的脂环式烃基的环烃基;苄基、苯基乙基等碳原子数为7~20的芳烷基。并且,可以含有醚键,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基,更优选碳原子数为1~8的直链状或支链状的烷基。虽然也可以使用上述所示的碳原子数以上的烃基,但是,有时流动性会变差,有时会有损于生产率。
R16、R17、R18表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。
作为这样的单烃基锡醇盐的例子,可以举出丁基-三甲氧基-锡、丁基-三乙氧基-锡、丁基-三丙氧基-锡(各异构体)、丁基-三丁氧基-锡(各异构体)、丁基-三戊氧基-锡(各异构体)、丁基-三己氧基-锡(各异构体)、丁基-三庚氧基-锡(各异构体)、丁基-三苄氧基-锡、辛基-三甲氧基-锡、辛基-三乙氧基-锡、辛基-三丙氧基-锡(各异构体)、辛基-三丁氧基-锡(各异构体)、辛基-三戊氧基-锡(各异构体)、辛基-三己氧基-锡(各异构体)、辛基-三庚氧基-锡(各异构体)、辛基-三苄氧基-锡等烷基-三烷氧基-锡或烷基-三芳烷氧基-锡等。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(5)表示的单烃基锡醇盐之中,R15基优选选自正丁基、正辛基,作为更优选的实例,R16基、R17基、R18基是碳原子数为1~6的烷基,R16基、R17基、R18基的碳原子数少时,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,另外,由R16基、R17基、R18基构成的OR16基、OR17基、OR18基中,与氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出该R16基、R17基、R18基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。作为这样的最优选的例子,可以举出(正丁基)-三(正丁氧基)-锡、(正丁基)-三(正戊氧基)-锡、(正丁基)-三(3-甲基丁氧基)-锡、(正丁基)-三(正己氧基)-锡、(正丁基)-三(2-乙基丁氧基)-锡、(正辛基)-三(正丁氧基)-锡、(正辛基)-三(正戊氧基)-锡、(正辛基)-三(正己氧基)-锡、(正辛基)-三(3-甲基丁氧基)-锡、(正辛基)-三(2-乙基丁氧基)-锡。
作为式(6)表示的单烃基锡醇盐的R19的例子,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基(各异构体)、戊基(各异构体)、己基(各异构体)、庚基(各异构体)、辛基(各异构体)、壬基(各异构体)、癸基(各异构体)、十一烷基(各异构体)、十二烷基(各异构体)、2-丁烯基、环丁烯基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基、环戊二烯基、环己烯基等属于碳原子数为1~12的脂肪族烃基的烃基、属于碳原子数为5~12的脂环式烃基的环烃基;苄基、苯基乙基等碳原子数为7~20的芳烷基。并且,可以含有醚键,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。更优选碳原子数为1~8的直链状或支链状的烷基。虽然也可以使用上述所示的碳原子数以上的烃基,但是,有时流动性会变差,有时会有损于生产率。
R20表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。
作为这样的单烃基锡醇盐的例子,可以举出丁基-甲氧基-氧化锡、丁基-乙氧基-氧化锡、丁基-丙氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-丁氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-戊氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-己氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-庚氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-苄氧基-氧化锡、辛基-甲氧基-氧化锡、辛基-乙氧基-氧化锡、辛基-丙氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-丁氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-戊氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-己氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-庚氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-苄氧基-氧化锡等烷基-烷氧基-氧化锡或烷基-芳烷氧基-氧化锡等。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(6)表示的单烃基锡醇盐之中,R19基优选选自正丁基、正辛基,作为更优选的实例,R20基是碳原子数为1~6的烷基,R20基的碳原子数少时,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,另外,由R20基构成的OR20基中,与氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出该R20基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。作为这样的最优选的例子,可以举出(正丁基)-(正丁氧基)-氧化锡、(正丁基)(正戊氧基)-氧化锡、(正丁基)-(3-甲基丁氧基)-氧化锡、(正丁基)-锡-(正己氧基)-氧化锡、(正丁基)-(2-乙基丁氧基)-氧化锡、(正辛基)-(正丁氧基)-氧化锡、(正辛基)-(正戊氧基)-氧化锡、(正辛基)-(正己氧基)-氧化锡、(正辛基)-(3-甲基丁氧基)-氧化锡、(正辛基)-(2-乙基丁氧基)-氧化锡。
烃基锡醇盐类中,本发明还可以使用下式(7)所示的三烃基-三烃氧基-二锡氧烷类。本发明所称的三烃基-三烃氧基-二锡氧烷类是下式(7)所示的三烃基-三烃氧基-二锡氧烷,虽然给出了以下式(7)为代表的结构式,但是可以是其单体、缔合体,也可以是其多聚体、聚合物。
(式中,R21、R22、R23相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,R24、R25、R26相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基,r和s是0~2的整数,r+s是2,t和u是0~2的整数,t+u是2)
作为式(7)的三烃基-三烃氧基-二锡氧烷的R21、R22、R23的例子,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基(各异构体)、戊基(各异构体)、己基(各异构体)、庚基(各异构体)、辛基(各异构体)、壬基(各异构体)、癸基(各异构体)、十一烷基(各异构体)、十二烷基(各异构体)、2-丁烯基、环丁烯基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基、环戊二烯基、环己烯基等属于碳原子数为1~12的脂肪族烃基的烃基、属于碳原子数为5~12的脂环式烃基的环烃基;苄基、苯基乙基等碳原子数为7~20的芳烷基。并且,可以含有醚键,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。更优选碳原子数为1~8的直链状或支链状的烷基。虽然也可以使用上述所示的碳原子数以上的烃基,但是,有时流动性会变差,有时会有损于生产率。式(7)的R21、R22、R23可以相同,有时也可以不同。
R24、R25、R26表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。式(7)的R24、R25、R26可以相同,有时也可以不同。
作为式(7)表示的三烃基-三烃氧基-二锡氧烷的例子,可以举出1,1,3-三丁基-1,3,3-三甲氧基-二锡氧烷、1,1,3-三丁基-1,3,3-三乙氧基-二锡氧烷、1,1,3-三丁基-1,3,3-三丙氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3,3-三丁氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3,3-三戊氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3,3-三己氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3,3-三庚氧基-二锡氧烷、1,1,3-三丁基-1,3,3-三苄氧基-二锡氧烷、1,1,3-三辛基-1,3,3-三甲氧基-二锡氧烷、1,1,3-三辛基-1,1,3-三乙氧基-二锡氧烷、1,1,3-三辛基-1,3,3-三丙氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三辛基-1,3,3-三丁氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三辛基-1,3,3-三戊氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三辛基-1,3,3-三己氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三辛基-1,3,3-三庚氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3,3-三苄氧基-二锡氧烷等三烷基-三烷氧基-二锡氧烷或三烷基-三芳烷氧基-二锡氧烷等。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(7)表示的三烃基-三烃氧基-二锡氧烷之中,R21基、R22基、R23基优选选自正丁基、正辛基,作为更优选的实例,R24基、R25基、R26基是碳原子数为1~6的烷基,R24基、R25基、R26基的碳原子数少时,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,另外,由R24基、R25基、R26基构成的OR24基、OR25基、OR26基的与氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出该R24基、R25基、R26基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。作为这样的最优选的例子,可以举出1,1,3-三(正丁基)-1,3,3-三(正丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正丁基)-1,3,3-三(正戊氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正丁基)-1,3,3-三(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正丁基)-1,3,3-三(正己氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正丁基)-1,3,3-三(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3,3-三(正丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3,3-三(正戊氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3,3-三(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3,3-三(正己氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3,3-三(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。
上述的烃基锡醇盐类均可以是混合物,也可以单独使用,还可以相互络合、缔合。烃基锡醇盐由于容易发生配位体交换,难以鉴定其结构,所以,除了上述以外,还具有存在经络合、缔合的烃基锡醇盐的可能性。但是,这只不过是现在的解析技术不能鉴定而已,本发明可以使用基于上述那样对烃基、烃氧基的规定的烃基锡醇盐。
接着,对本发明所称的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体进行说明。
本发明所称的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体是特定的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体。该特定的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的特征在于分子内含有至少一个4价的锡原子,与该锡原子的结合键中,锡-烃键、锡-碳酸酯键、锡-氧键(包括锡-烃氧键)占据了价数,分子内具有至少1个锡-烃键和至少1个锡-碳酸酯键。但是,其他分子从分子外与该锡原子的络合只要不影响本发明的目的就没有关系。作为这种来自分子外的络合,可以举出醇类、烃基锡醇盐、烃基锡醇盐的二氧化碳结合体相互之间的给体配位所引起的缔合、与二氧化碳的络合等,但如上所述,并不限于这些络合。
形成上述锡-烃键的烃基是指脂肪族基团、芳烷基。作为其例子,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基(各异构体)、戊基(各异构体)、己基(各异构体)、庚基(各异构体)、辛基(各异构体)、壬基(各异构体)、癸基(各异构体)、十一烷基(各异构体)、十二烷基(各异构体)、2-丁烯基、环丁烯基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基、环戊二烯基、环己烯基等属于碳原子数为1~12的脂肪族烃基的烃基、属于碳原子数为5~12的脂环式烃基的环烃基;苄基、苯基乙基等碳原子数为7~20的芳烷基。并且,可以含有醚键,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。与锡原子结合的烷基为两个以上时,这些烷基可以相同,有时也可以不同。上述烷基,最优选选自正丁基、正辛基的烷基。
上述的锡-氧键之中,形成锡-烃氧键的烃氧基(由氧-烃键形成的基团)中的烃基是指脂肪族基团、芳烷基。作为其例子,其表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。更优选的是碳原子数为1~6的烷基,碳原子数少的情况下,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,该烷氧基的与氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出形成烃氧基的烃基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。与锡原子结合的烃氧基为两个以上的情况下,这些烃氧基可以相同,有时也可以不同。
锡-烃氧键以外的锡-氧键只要是不影响本发明的目的的结合键,可以是任意的结合键。作为优选的结合键,可以举出形成锡-氧-锡键的锡-氧键。
上述的锡-碳酸酯键是带有本发明所称的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的特征的结合键。该锡-碳酸酯键是上述的锡-烃氧键(即,Sn-OR键)的锡原子与烃氧基之间插入二氧化碳分子(CO2)所形成的结合键。即,锡-碳酸酯键是带有Sn-O-CO-OR的特征的结合键。这样的结合键的存在可组合119Sn-NMR、13C-NMR、1H-NMR、X射线结构解析等以公知的方法进行确认。
本发明的混合物的特征在于,含有上述的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体。优选的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的结构是上述可用于本发明的烃基锡醇盐的烃氧基部分的部分或全部被取代(或者转换)为上述碳酸酯键的结构。
另外,下面举出例子对本发明使用的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体进行说明。如上所述,优选的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的结构是上述可用于本发明的烃基锡醇盐的烃氧基部分的部分或全部被取代(或者转换)为上述的碳酸酯键的结构。所以,对应上述的烃基锡醇盐给出烃基锡醇盐的二氧化碳结合体。不过,虽然能够通过上述分析方法确认二氧化碳结合体的结合键的存在,但是,二氧化碳结合体的结构复杂,有时不能用现有的分析技术对其进行鉴定,所以本发明的二氧化碳结合体并不限于下述结构例。
作为对应上述式(1)所示的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷的二氧化碳结合体的例子,可以举出以下式(8)、(9)、(10)为代表的结构式,并且可以是其单体、缔合体,也可以是其多聚体、聚合物。
(式中,R1、R2、R3、R4、R5、R6相互独立地表示上述式(1)定义的R1、R2、R3、R4、R5、R6,a、b、c、d也分别表示式(1)定义的a、b、c、d)
作为对应上述式(2)所示的二烃基锡二醇盐的二氧化碳结合体的例子,可以举出以下式(11)、(12)、(13)为代表的结构式,并且可以是其单体、缔合体,也可以是其多聚体、聚合物。
(式中、R7、R8、R9、R10相互独立地表示上述式(2)定义的R7、R8、R9、R10,e、f也分别表示式(1)定义的e、f)
上述式(8)~(13)所示的结合体的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10的例子如上所示,作为这种二氧化碳结合体的例子,可以举出甲氧基-甲氧羰氧基-二丁基-锡、乙氧基-乙氧羰氧基-二丁基-锡、丙氧基-丙氧羰氧基-二丁基-锡(各异构体)、丁氧基-丁氧羰氧基-二丁基-锡(各异构体)、戊氧基-戊氧羰氧基-二丁基-锡(各异构体)、己氧基-己氧羰氧基-二丁基-锡(各异构体)、庚氧基-庚氧羰氧基-二丁基-锡(各异构体)、苄氧基-苄氧羰氧基-二丁基-锡、甲氧基-甲氧羰氧基二辛基-锡、乙氧基-乙氧羰氧基-二辛基-锡、丙氧基-丙氧羰氧基-二辛基-锡(各异构体)、丁氧基-丁氧羰氧基-二辛基-锡(各异构体)、戊氧基-戊氧羰氧基-二辛基-锡(各异构体)、己氧基-己氧羰氧基-二辛基-锡(各异构体)、庚氧基-庚氧羰氧基-二辛基-锡(各异构体)、苄氧基-苄氧羰氧基-二辛基-锡等烷氧基-烷氧羰氧基-二烷基-锡、芳烷氧基-芳烷氧羰氧基-二烷基-锡;1-甲氧基-3-甲氧羰氧基-1,1,3,3-四丁基-二锡氧烷、1-乙氧基-3-乙氧羰氧基-1,1,3,3-四丁基-二锡氧烷、1-丙氧基-3-丙氧羰氧基-1,1,3,3-四丁基-二锡氧烷(各异构体)、1-丁氧基-3-丁氧羰氧基-1,1,3,3-四丁基-二锡氧烷(各异构体)、1-戊氧基-3-戊氧羰氧基-1,1,3,3-四丁基-二锡氧烷(各异构体)、1-己氧基-3-己氧羰氧基-1,1,3,3-四丁基-二锡氧烷(各异构体)、1-庚氧基-3-庚氧羰氧基-1,1,3,3-四丁基-二锡氧烷(各异构体)、1-苄氧基-3-苄氧羰氧基-1,1,3,3-四丁基-二锡氧烷、1-甲氧基-3-甲氧羰氧基-1,1,3,3-四辛基-二锡氧烷、1-乙氧基-3-乙氧羰氧基-1,1,3,3-四辛基-二锡氧烷、1-丙氧基-3-丙氧羰氧基-1,1,3,3-四辛基-二锡氧烷(各异构体)、1-丁氧基-3-丁氧羰氧基-1,1,3,3-四辛基-二锡氧烷(各异构体)、1-戊氧基-3-戊氧羰氧基-1,1,3,3-四辛基-二锡氧烷(各异构体)、1-己氧基-3-己氧羰氧基-1,1,3,3-四辛基-二锡氧烷(各异构体)、1-庚氧基-3-庚氧羰氧基-1,1,3,3-四辛基-二锡氧烷(各异构体)、1-苄氧基-3-苄氧羰氧基-1,1,3,3-四辛基-二锡氧烷等1-烷氧基-3-烷氧羰氧基-1,1,3,3-四烷基-二锡氧烷、1-芳烷氧基-3-芳烷氧羰氧基-1,1,3,3-四烷基-二锡氧烷等。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(8)~(13)表示的二氧化碳结合体之中,R1基、R2基、R4基、R5基、R7基、R8基优选选自正丁基、正辛基,作为更优选的例子,R3基、R6基、R9基、R10基是碳原子数为1~6的烷基,R3基、R6基、R9基、R10基的碳原子数少时,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,另外,与由R3基、R6基、R9基、R10基构成的OR3基、OR6基、OR9基、OR10基的氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出该R3基、R6基、R9基、R10基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。作为这样的最优选的例子,可以举出(正丁氧基)-(正丁氧羰氧基)-二正丁基-锡、(3-甲基丁氧基)-(3-甲基丁氧羰氧基)-二正丁基-锡、(正戊氧基)-(正戊氧羰氧基)-二正丁基-锡、(正己氧基)-(正己氧羰氧基)-二正丁基-锡、(2-乙基丁氧基)-(2-乙基丁氧羰氧基)-二正丁基-锡、(正庚氧基)-(正庚氧羰氧基)-二正丁基-锡、(正丁氧基)-(正丁氧羰氧基)-二正辛基-锡、(3-甲氧基丁氧基)-(3-甲基丁氧羰氧基)-二正辛基-锡、(正戊氧基)-(正戊氧羰氧基)-二正辛基-锡、(正己氧基)-(正己氧羰氧基)-二正辛基-锡、(2-乙基丁氧基)-(2-乙基丁氧羰氧基)-二正辛基-锡、(正庚氧基)-(正庚氧羰氧基)-二正辛基-锡、1-(正丁氧基)-3-(正丁氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正丁基-二锡氧烷、1-(3-甲基丁氧基)-3-(3-甲基丁氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正丁基-二锡氧烷、1-(正戊氧基)-3-(正戊氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正丁基-二锡氧烷、1-(正己氧基)-3-(正己氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正丁基-二锡氧烷、1-(2-乙基丁氧基)-3-(2-乙基丁氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正丁基-二锡氧烷、1-(正丁氧基)-3-(正丁氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正辛基-二锡氧烷、1-(3-甲基丁氧基)-3-(3-甲基丁氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正辛基-二锡氧烷、1-(正戊氧基)-3-(正戊氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正辛基-二锡氧烷、1-(正己氧基)-3-(正己氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正辛基-二锡氧烷、1-(2-乙基丁氧基)-3-(2-乙基丁氧羰氧基)-1,1,3,3-四-正辛基-二锡氧烷。这些可以是单体,也可以是缔合体。
本发明优选的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的优选的实例是上述的二烃基锡二醇盐的二氧化碳结合体、四烃基-二烃氧基-二锡氧烷的二氧化碳结合体,并且可以包括上述式(4)~(7)所示的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体。
式(4)所示的三烃基锡醇盐类的二氧化碳结合体的例子见下式(14)。
(式中,R11、R12、R13、R14表示上述式(4)定义的R11、R12、R13、R14,i、j、k也表示式(4)定义的i、j、k)
上述式(14)所示的结合体的R11、R12、R13、R14的例子如上所述,作为这种二氧化碳结合体的例子,可以举出三丁基-甲氧羰氧基-锡、三丁基-乙氧羰氧基-锡、三丁基-丙氧羰氧基-锡(各异构体)、三丁基-丁氧羰氧基-锡(各异构体)、三丁基-戊氧羰氧基-锡(各异构体)、三丁基-己氧羰氧基-锡(各异构体)、三丁基-庚氧羰氧基-锡、三丁基-苄氧羰氧基-锡、三辛基-甲氧羰氧基-锡、三辛基-乙氧羰氧基-锡、三辛基-丙氧羰氧基-锡(各异构体)、三辛基-丁氧羰氧基-锡(各异构体)、三辛基-戊氧羰氧基-锡(各异构体)、三辛基-己氧羰氧基-锡(各异构体)、三辛基-庚氧羰氧基-锡(各异构体)、三辛基-苄氧羰氧基-锡等三烷基-烷氧羰氧基-锡或三烷基-芳烷氧羰氧基-锡等。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(14)表示的三烃基锡醇盐的二氧化碳结合体之中,R11基、R12基、R13基优选选自正丁基、正辛基,作为更优选的例子,R14基是碳原子数为1~6的烷基,R14基的碳原子数少时,有时稳定性、用于传送的流动性会变差,另外,由R14基构成的OR14基中,与氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出该R14基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。作为这样的最优选的例子,可以举出三-(正丁基)-(正丁氧羰氧基)-锡、三-(正丁基)-(正戊氧羰氧基)-锡、三-(正丁基)-(3-甲基丁氧羰氧基)-锡、三-(正丁基)-(正己氧羰氧基)-锡、三-(正丁基)-(2-乙基丁氧羰氧基)-锡、三-(正辛基)-(正丁氧羰氧基)-锡、三-(正辛基)-(正戊氧羰氧基)-锡、三-(正辛基)-(正己氧羰氧基)-锡、三-(正辛基)-(3-甲基丁氧羰氧基)-锡、三-(正辛基)-(2-乙基丁氧羰氧基)-锡。
本发明的混合物还可以含有式(5)和/或(6)所示的单烃基锡醇盐的二氧化碳结合体、式(7)所示的三烃基-三烃氧基-二锡氧烷的二氧化碳结合体,这种结合体的结构例见下式(15)、(16)、(17)。式(5)、(6)、(7)所示的化合物的二氧化碳结合体容易形成多种结构,所以并不限于下式(15)、(16)、(17)。
上述各式中的R和R’相互独立地表示脂肪族基或芳烷基。
作为这样的单烃基锡醇盐的例子,可以举出丁基-甲氧基-二甲氧羰氧基-锡、丁基-乙氧基-二乙氧羰氧基-锡、丁基-丙氧基-二丙氧羰氧基-锡(各异构体)、丁基-丁氧基-二丁氧羰氧基-锡(各异构体)、丁基-戊氧基-二戊氧羰氧基-锡(各异构体)、丁基-己氧基-二己氧羰氧基-锡(各异构体)、丁基-庚氧基-二庚氧羰氧基-锡(各异构体)、丁基-苄氧基-二苄氧羰氧基-锡、辛基-甲氧基-二甲氧羰氧基-锡、辛基-乙氧基-二乙氧羰氧基-锡、辛基-丙氧基-二丙氧羰氧基-锡(各异构体)、辛基-丁氧基-二丁氧羰氧基-锡(各异构体)、辛基-戊氧基-二戊氧羰氧基-锡(各异构体)、辛基-己氧基-二己氧羰氧基-锡(各异构体)、辛基-庚氧基-二庚氧羰氧基-锡(各异构体)、辛基-苄氧基-二苄氧羰氧基-锡等烷基-烷氧基-二烷氧羰氧基-锡或烷基-芳烷氧基-二芳烷氧羰氧基-锡;丁基-甲氧羰氧基-氧化锡、丁基-乙氧羰氧基-氧化锡、丁基-丙氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-丁氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-戊氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-己氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-庚氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、丁基-苄氧羰氧基-氧化锡、辛基-甲氧羰氧基-氧化锡、辛基-乙氧羰氧基-氧化锡、辛基-丙氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-丁氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-戊氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-己氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-庚氧羰氧基-氧化锡(各异构体)、辛基-苄氧羰氧基-氧化锡等烷基-烷氧羰氧基-氧化锡或烷基-芳烷氧羰氧基-氧化锡;1,1,3-三丁基-1,3-二甲氧羰氧基-3-甲氧基-二锡氧烷、1,1,3-三丁基-1,3-二乙氧羰氧基-3-乙氧基-二锡氧烷、1,1,3-三丁基-1,3-二丙氧羰氧基-3-丙氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3-二丁氧羰氧基-3-丁氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3-二戊氧羰氧基-3-戊氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3-二己氧羰氧基-3-己氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3-二庚氧羰氧基-3-庚氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三丁基-1,3-二苄氧羰氧基-3-苄氧基-二锡氧烷、1,1,3-三辛基-1,3-二甲氧羰氧基-3-甲氧基-二锡氧烷、1,1,3-三辛基-1,3-二乙氧羰氧基-3-乙氧基-二锡氧烷、1,1,3-三辛基-1,3-二丙氧羰氧基-3-丙氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三辛基-1,3-二丁氧羰氧基-3-丁氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三辛基-1,3-二戊氧羰氧基-3-戊氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三辛基-1,3-二己氧羰氧基-3-己氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三辛基-1,3-二庚氧羰氧基-3-庚氧基-二锡氧烷(各异构体)、1,1,3-三辛基-1,3-二苄氧羰氧基-3-苄氧基-二锡氧烷等三烷基-二烷氧羰氧基-烷氧基-二锡氧烷或三烷基-二芳烷氧羰氧基-芳烷氧基-二锡氧烷等。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
作为最优选的例子,可以举出(正丁基)-二(正丁氧羰氧基)-(正丁氧基)-锡、(正丁基)-二(正戊氧羰氧基)-(正戊氧基)-锡、(正丁基)-双-(3-甲基丁氧羰氧基)-(3-甲基丁氧基)-锡、(正丁基)-二(正己氧羰氧基)-(正己氧基)-锡、(正丁基)-双-(2-乙基丁氧羰氧基)-(2-乙基丁氧基)-锡、(正辛基)-二(正丁氧羰氧基)-(正丁氧基)-锡、(正辛基)-二(正戊氧羰氧基)-(正戊氧基)-锡、(正辛基)-二(正己氧羰氧基)-(正己氧基)-锡、(正辛基)-双-(3-甲基丁氧羰氧基)-(3-甲基丁氧基)-锡、(正辛基)-双-(2-乙基丁氧羰氧基)-(2-乙基丁氧基)-锡、(正丁基)-(正丁氧羰氧基)-氧化锡、(正丁基)-(正戊氧羰氧基)-氧化锡、(正丁基)-(3-甲基丁氧羰氧基)-氧化锡、(正丁基)-(正己氧羰氧基)-氧化锡、(正丁基)-(2-乙基丁氧羰氧基)-氧化锡、(正辛基)-(正丁氧羰氧基)-氧化锡、(正辛基)-(正戊氧羰氧基)-氧化锡、(正辛基)-(正己氧羰氧基)-氧化锡、(正辛基)-(3-甲基丁氧羰氧基)-氧化锡、(正辛基)-(2-乙基丁氧羰氧基)-氧化锡、1,1,3-三(正丁基)-1,3-二(正丁氧羰氧基)-3-(正丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正丁基)-1,3-二(正戊氧羰氧基)-3-(正戊氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正丁基)-1,3-双-(3-甲基丁氧羰氧基)-3-(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正丁基)-1,3-二(正己氧羰氧基)-3-(正己氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正丁基)-1,3,3-双-(2-乙基丁氧羰氧基)-3-(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3-二(正丁氧羰氧基)-3-(正丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3-二(正戊氧羰氧基)-3-(正戊氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3-双-(3-甲基丁氧羰氧基)-3-(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3-二(正己氧羰氧基)-3-(正己氧基)-二锡氧烷、1,1,3-三(正辛基)-1,3-双-(2-乙基丁氧羰氧基)-3-(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。
上述的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体类均可以是混合物,也可以单独使用,还可以相互络合、缔合。烃基锡醇盐由于容易发生配位体交换,难以鉴定其结构,所以除了上述以外,还具有存在经络合、缔合的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的可能性。但是,这只不过是现在的解析技术不能鉴定而已,本发明可以使用基于上述那样对烃基、烃氧基、碳酸酯基的规定的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体。本发明的混合物中所含有的烃基锡醇盐和烃基锡醇盐的二氧化碳结合体可以使用上述给出的化合物,但优选该混合物含有的烃基锡醇盐的至少20摩尔%是化学式(1)和/或化学式(2)表示的烃基锡醇盐,更优选所含有烃基锡醇盐的50摩尔%以上是化学式(1)和/或化学式(2)表示的烃基锡醇盐。另外,该混合物中的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体之中,优选含有至少20摩尔%选自化学式(8)~(13)中的二氧化碳结合体,更优选含有50摩尔%以上。
本发明的混合物是含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳的二氧化碳传送用混合物,所述烃基锡醇盐组合物含有烃基锡醇盐和烃基锡醇盐的二氧化碳结合体,
设该混合物中含有的构成该烃基锡醇盐和/或该烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子的摩尔数为Z,
设以该烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式含有的二氧化碳以及该混合物中含的二氧化碳为(CO2),
设该混合物中含有的OR基为(OR),此处,该OR基的O表示氧原子,R是脂肪族基团、芳烷基,R表示
i)形成锡-OR键的OR基的R和/或
ii)形成烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中的-O-(CO)-OR键的OR基的R,
在Z∶(CO2)x∶(OR)y的关系中,表示摩尔比的x为0.1~2,表示摩尔比的y为0.5~2。
以往已知存在烃基锡醇盐的二氧化碳结合体,但由于其在室温状态下不稳定(例如,J.Am.Chem.Soc.,121(1999),3793-3794),所以没有考虑以利用二氧化碳为目的来传送该二氧化碳结合体。虽然也有利用传送管线传送含有二丁基氧化锡、碳酸二甲酯、二氧化碳的反应液的例子(例如,日本专利第3385359号),但其中还记载了为了避免不稳定的烃基锡醇盐(虽未明确记载,但根据记载条件可推定形成了该二丁基氧化锡的二氧化碳结合体)的水解等,在大量过剩的二氧化碳共存的状态(即,上述x远大于2)下传送反应液,并优选尽可能在高压下进行传送的内容。另外,该例子的情况下,认为与其说是在传送,不如说是在反应器中循环。
本发明人进行了深入研究,结果发现一种混合物,其含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳,所述烃基锡醇盐组合物含有特定的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体,设该混合物中含有的构成该烃基锡醇盐和/或该烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子摩尔数为Z,
设以该烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式含有的二氧化碳以及该混合物中含的二氧化碳为(CO2),
设该混合物中含有的OR基为(OR),此处,该OR基的O表示氧原子,R是脂肪族基团、芳烷基,R表示
i)形成锡-OR键的OR基的R和/或
ii)形成烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中的-O-(CO)-OR键的OR基的R,
则在Z∶(CO2)x∶(OR)y的关系中,当x和y表示特定的范围时,则令人意想不到地发现,该混合物极为稳定,是适合实际传送的混合物,基于这些发现完成了本发明。x的值因y值而不同,当x小于0.1时,该混合物稳定地存在,但要使二氧化碳气体从该混合物含有的碳酸酯键中脱离出来以加以利用的情况下(关于使二氧化碳气体从该碳酸酯键中脱离出来的方法将在后面描述),有时需要大量的能量,另外,x值大于2时,该混合物变得不稳定,可能会产生发泡,因而难以作为传送用的混合物使用。优选的x的范围是0.1~2,进一步考虑到传送的稳定性时,x的范围是0.1~1.5,还考虑到使二氧化碳气体脱离后再利用二氧化碳的目的时,更优选的x的范围是0.5~1.5。y的值也因x的值而不同,y的值小于0.5时,利用该混合物能够传送的二氧化碳量(即碳酸酯基的数量)必然变小,相对于传送耗费的能量,能够利用的二氧化碳量少,所以作为传送用的混合物是不适合的。另外,y的值大于2的情况下,混合物的流动性极差,有时不能传送。优选的y的范围是0.5~2,进一步考虑到传送的流动性时,y为0.5~1.5。
下面说明本发明的混合物的Z、x、y的确定方法。该Z、x、y的确定基于在完成本发明时可实施的分析方法,也可通过其他的公知的方法计算,还可通过更高精度的方法进行计算。
对于由含有烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的烃基锡醇盐组合物和二氧化碳构成的混合物,可通过119Sn-NMR等方法求出该混合物中含有的构成烃基锡醇盐和/或烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子摩尔数Z。烃基锡醇盐的分析方法是分析烃基锡醇盐的公知的方法(例如,美国专利第5,545,600号)。但是,以式(2)为代表表示的二烃基锡二醇盐结构等的119Sn-NMR的位移值会因为试样中的式(2)的二烃基锡二醇盐的浓度、醇的存在等而较大变化,所以优选同时采用1H-NMR、13C-NMR来确定该位移值。作为例子,将使用2-乙基-1-己醇作为反应物质并使用二丁基氧化锡作为起始物质而合成的相当于式(2)的烃基锡醇盐的结构的物质的119Sn-NMR的位移值示于表1。
[表1]
具有2-乙基-1-己氧基的式(16)的有机金属化合物
在液体中的浓度和119Sn-NMR位移值
119Sn-NMR数据
wt% δppm
48.0 -64.2
20.5 -19.1
11.2 -6.6
3.4 2.7
注:化学位移值(δ)是相对于四甲基锡(SnMe4)的值。
浓度是氘代氯仿(CDCl3)中的重量浓度(wt%)。
其他的烃基锡醇盐、烃基锡醇盐的二氧化碳结合体也可同样地用上述方法进行分析。根据以上述方法求出的值和烃基锡醇盐的分子量、烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的分子量可以求出Z。对于本领域技术人员来说容易理解的是,此时能够同时求出y的值。
x的值可以通过各种方法计算。x的值取决于后述的本发明的混合物的制造方法,例如,使二烃基锡醇盐组合物吸收气态的二氧化碳,进行化学反应得到本发明的混合物的情况下,根据吸收该气态的二氧化碳前的重量和得到混合物后的重量之差,求出以碳酸酯基的形式结合从而包含在该混合物中的二氧化碳和溶存在该混合物中的二氧化碳的合计重量,由该合计重量和二氧化碳的分子量求出x。另外,也可以用其他方法计算x。例如,将本发明的混合液取出一部分(例如,100mL),作为样品液(该样品液所含有的Z值可通过上述计算Z的方法确定)。将样品液放入相对于样品液的容积具有至少10倍容积(例如,1L)的耐压密闭容器(例如,高压釜等)中,将与样品液等体积的含有样品液所含有的Z的至少4倍摩尔的布朗斯台德酸(例如,醋酸、硫酸等)的水注入该密闭容器,使该样品液中所含有的烃基锡醇盐、烃基锡醇盐的二氧化碳结合体完全水解。该样品液含有的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体和该样品液中溶存的二氧化碳以气态二氧化碳的形式进入气相部。测定该耐压密闭容器的气相部的压力和容积,对于该气相部,用例如利用热导检测器(TCD)的气相色谱仪、气体分析计等公知的方法对二氧化碳定量,根据该测定的压力和容积,可以求出该样品液含有的以碳酸酯键形式所包含的二氧化碳和溶存的二氧化碳的摩尔数x。该测定中,可以采用公知的气体分析方法的步骤和方法,例如,本领域技术人员可以容易地想到通过流经脱水柱等来提高分析精度等方法。另外,将该耐压密闭容器加热到例如200℃程度后,用真空泵等对该耐压密闭容器减压,除去产生的气体,并且,向该耐压密闭容器送入惰性气体(例如氮气),从该耐压密闭容器充分地获取产生的气体,对用该真空泵等去除、获取的气体进行捕集,利用上述的气体分析计等公知的二氧化碳分析方法对该捕集的气体进行分析,结合该气体的容量,可以求出该样品液中含有的x。另外,还可以同时采用公知的其他方法。
本发明的混合物是以传送为目的的混合物。以往,为了利用二氧化碳而进行传送时,可以采用从储气筒等经配管传送气态的二氧化碳的方法;移动高压二氧化碳储气筒的方法;或者以干冰的形式运送固体二氧化碳的方法等。传送或移动水分极少的二氧化碳的情况下,仅有移动高纯度二氧化碳储气筒或用配管进行传送的方法。设置高压储气筒时会伴有危险,并且有时受到法令的严格限制。但是,根据本发明,通过将本发明的混合物用容器或者配管进行传送,可以传送或移动以液态或能成为液态的混合物的形式固定后的二氧化碳,而不是上述那样的因受各种制约而难以处理的储气筒等内的气态二氧化碳。本发明的混合物是用于传送二氧化碳的混合物,其目的是有效利用以碳酸酯基的形成含有的或者溶存含有的二氧化碳。该混合物可以以液态或制成液态传送,所以能够极为容易地用例如送液泵等进行定量传送。
下面,对传送本发明的混合物的方法进行说明。本发明的混合物是用于以液态或者制成液态进行传送的混合物,但有时也可以以固体状态传送。优选传送液态的混合物或者制成液态的混合物。传送该液态的混合物或者制成液态的混合物时,为了稳定地传送混合物,优选进行传送的温度为-40℃~80℃。另外,考虑到传送时的流动性,更优选为0℃~80℃,最优选的范围是常温(例如20℃)~80℃。还可以加入不对该混合物的传送、二氧化碳的回收利用造成影响的其他成分。作为不造成影响的成分的例子,可以举出1价的烷基醇、其他的锡成分(例如,四烃基锡、四烃氧基锡、单烃基氢氧化锡,不影响传送的话,还可以含有二烃基氧化锡、氧化锡)、溶剂(对传送没有不良影响的醚类溶剂、芳香族类溶剂、脂肪族溶剂等)、惰性气体(例如,氮气、氩气、氦气、甲烷气、二氧化碳气等)。作为溶剂的具体例,可以举出甲醇、乙醇、丙醇(各异构体)、丁醇(各异构体)、戊醇(各异构体)、己醇(各异构体)、庚醇(各异构体)、四氢呋喃、二氧六环、苯、甲苯、二甲苯(各异构体),使用醇时,从混合物的稳定性方面考虑,优选使用具有与构成该烃基锡醇盐组合物所含有的烃基锡醇盐的烃氧基的烃基相同的烃基的醇。进行传送时的压力优选为常压~1MPa,为了使所得到的本发明的混合物稳定地存在,更优选常压~0.6MPa,最优选的范围是常压~0.6MPa。
本发明的混合物是稳定的混合物,但与通常的金属醇盐同样地受水解的影响,因此传送时优选在本领域技术人员可知的范围注意水分问题。该混合物中含有碳酸酯的情况下,该碳酸酯的含量优选为该混合物中的烃基锡醇盐组合物中的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷的摩尔数的20摩尔%以下,该组合物中含有二烃基氧化锡的情况下,该碳酸酯的含量也优选为该二烃基氧化锡的20摩尔%以下。这是因为,共存有碳酸酯的情况下,有时产生过量的二氧化碳,有时有损于该混合物的稳定性。另外,传送该混合物用于制造碳酸酯的情况下,由于平衡的制约,该混合物中含有碳酸酯时,有时新生成的碳酸酯的量会减少,所以不是优选的。
关于本发明的混合物的传送,可以使用利用公知结构材料的容器、配管等。根据需要还可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,为了保持温度恒定,加热可采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。对材质没有特别限制,可以使用公知的材质。例如,可以举出塑料、纸张、不锈钢等。
得到本发明的混合物的方法可以举出但不限于下述方法。作为优选的方法,可以举出由上述的含有至少1种烃基锡醇盐的烃基锡醇盐组合物得到本发明的混合物的方法。更优选的组合物是含有上述式(1)所示的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷和/或式(2)所示的二烃基锡二醇盐的烃基锡醇盐组合物。相对于该组合物中的烃基锡醇盐所含有的锡原子的总摩尔数,优选以式(1)和(2)表示的烃基锡醇盐所含有的锡原子的比例含有为30%以上,更优选为40%以上,进一步优选为50%以上。
本发明人进行了深入研究,结果发现,四烃基-二烃氧基-二锡氧烷的二氧化碳结合体与二氧化碳的结合力强,表明了用于二氧化碳的回收利用的目的时优选该组合物中的二烃基锡二醇盐较多。所以,最优选的组合物是该烃基锡醇盐组合物中含有的四烃基二烃氧基二锡氧烷与二烃基锡二醇盐的摩尔比例为0∶100~80∶20的范围的组合物。在要提高生产率,或要利用二氧化碳结合体固定二氧化碳的情况下,该摩尔比例的范围更优选为10∶90~70∶30。
下面举出得到本发明的混合物的方法。
1)使烃基锡醇盐组合物吸收气态的二氧化碳的方法。
使上述的烃基锡醇盐组合物吸收气态的二氧化碳,进行化学反应,由此可以得到本发明的混合物。
类似的方法还已知有由二氧化碳和烃基锡醇盐得到碳酸酯的方法。例如有本发明人已公开的方法(例如,WO2003/055840、WO2004/014840等)。由二氧化碳和烃基锡醇盐制造碳酸酯的反应利用了式(18)所示的反应,该反应是在从外部进行供热的同时进行的吸热反应,而本发明中利用例如式(19)~(21)所示的放热反应,这点上两者有很大不同。
上述各式中的R和R’相互独立地表示脂肪族基或芳烷基。
气态的二氧化碳可以是任意的二氧化碳气体,但当基于传送本发明的混合物并获取水分量少于本方法使用的二氧化碳气体的二氧化碳气体的目的来使用时,可以使用例如水分量为10000ppm以下的二氧化碳气体。据推测这是因为,本发明的混合物发生部分水解时,消耗了水分,从该混合物中获取气态的二氧化碳时,其中不包含水解消耗掉的水分,但是,迄今还没有关于获取到连微量的水分都除去了的二氧化碳气体的报告,因此得到了无法预想的惊人效果。传送本发明的混合物,用于碳酸酯的制造等的情况下,有时碳酸酯的收率因上述的水解反应而降低,所以优选使用水分量为1000ppm以下、更优选为500ppm以下的二氧化碳气体。作为最优选的二氧化碳的例子,该二氧化碳气体是以二氧化碳为原料与烃基锡醇盐反应制造碳酸酯的工序中排出的含二氧化碳的气体,是制造碳酸酯时未被消耗的过剩的二氧化碳气体。
进行该反应的压力与进行反应的温度有关,但优选的是常压~1MPa,为了使所得到的本发明的混合物稳定地存在,更优选常压~0.6MPa,最优选的范围是常压~0.6MPa。进行该反应的温度取决于进行反应的压力,但由于高温、高压下易于生成碳酸酯而使本发明的混合物不易稳定地存在,为了得到本发明的混合物,进行反应的温度优选为-40℃~80℃,另外,本发明的混合物基于传送二氧化碳进行利用的目的时,考虑到传送时的流动性,更优选进行反应的温度为0℃~80℃,最优选的范围是常温(例如20℃)~80℃。实施时,反应时间可以是数秒~100小时,考虑到生产率等,优选数分钟到10小时。另外,优选实施该反应时该二烃基锡醇盐组合物是液态,使用液态的烃基锡醇盐组合物或者制成液态的烃基锡醇盐组合物。其是固体的情况下,可以进行加热或加入溶剂。作为溶剂的例子,可以举出上述的溶剂。
另外,通过使用上述制造方法,能够同时得到该混合物和含水量低于供给的二氧化碳的二氧化碳。在反应器中,通过连续地供给气态的二氧化碳并进行化学反应所得到的混合物以液相成分形式获得,同时连续地抽出该反应器的气相部,由此可以得到含水量低于该连续供给的气态的二氧化碳的干燥的气态二氧化碳。
2)使下式(22)所示的碳酸酯与含有下式(23)所示的二烃基氧化锡和/或化学式(1)所示的四烃基-二烃氧基-锡氧烷的烃基锡组合物进行反应的方法。
(式中,R27、R28相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基)
R27、R28表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。式(22)的R27与R28可以相同,有时也可以不同。
作为这样的碳酸酯的例子,可以举出碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯(各异构体)、碳酸二丁酯(各异构体)、碳酸二苯酯(各异构体)、碳酸二己酯(各异构体)、碳酸二庚酯、碳酸二苄酯等碳酸二烃基酯。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(22)表示的碳酸酯之中,R27基、R28基的碳原子数少时,得到的混合物的稳定性、用于传送的流动性有时会变差,另外,由R27基、R28基构成的OR27基、OR28基中,与氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,所得到的混合物有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出该R27基、R28基是碳原子数为4~6的烷基,并且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基。作为这样的最优选的例子,可以举出二(正丁基)-碳酸酯、二(正戊基)-碳酸酯、双(3-甲基丁基)-碳酸酯、二(正己基)-碳酸酯、双-(2-乙基丁基)-碳酸酯。
(式中,R29、R30相互独立地表示脂肪族基团、芳烷基)
作为式(23)的二烃基锡氧化锡的R29、R30的例子,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基(各异构体)、戊基(各异构体)、己基(各异构体)、庚基(各异构体)、辛基(各异构体)、壬基(各异构体)、癸基(各异构体)、十一烷基(各异构体)、十二烷基(各异构体)、2-丁烯基、环丁烯基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基、环戊二烯基、环己烯基等属于碳原子数为1~12的脂肪族烃基的烃基、属于碳原子数为5~12的脂环式烃基的环烃基;苄基、苯基乙基等碳原子数为7~20的芳烷基。并且,可以含有醚键,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基。更优选碳原子数为1~8的直链状或支链状的烷基。虽然也可以使用上述所示的碳原子数以上的烃基,但是,有时流动性会变差,有时会有损于生产率。式(23)的R29、R30可以相同,有时也可以不同。
作为这样的二烃基氧化锡的例子,可以举出二丁基-氧化锡、二辛基-氧化锡等二烷基-氧化锡。可以从上述组中选择一个,也可以是从上述组中选出的混合物。
式(23)表示的二烃基氧化锡之中,R29基、R30基优选选自正丁基、正辛基。上述式(23)给出的是单体结构,但如本领域技术人员所公知的那样,二烃基氧化锡的锡-氧键通常不形成双键,而是以聚合物的形式存在,所以二烃基氧化锡并不限于上述式(23)的结构。
已知由四烃基-二烃氧基-二锡氧烷和碳酸酯可得到二烃基锡二醇盐(例如,参见美国专利5,545,600号)。据推测其是通过下式(24)生成的。
上述式中的R和R’相互独立地表示脂肪族基或芳烷基。
同样地,按照下式(25)、(26)中推测的反应,由二烃基氧化锡和碳酸酯生成四烃基-二烃氧基-二锡氧烷或二烃基锡二醇盐。
上述各式中的R和R’相互独立地表示脂肪族基或芳烷基。
本发明人进行了深入研究,结果发现,通过控制上述的反应,使其同时发生下式(27)~下式(29)所示的反应,会得到本发明的混合物。
上述各式中的R和R’相互独立地表示脂肪族基或芳烷基。
使用四烃基-二烃氧基-二锡氧烷的情况下,对于碳酸酯的用量来说,相对于该四烃基-二烃氧基-二锡氧烷,使用例如为0.1摩尔当量~1摩尔当量的碳酸酯,使用二烃基氧化锡的情况下,使用例如为0.1摩尔当量~1摩尔当量的碳酸酯。此时的反应温度为50℃~200℃,温度高的情况下,容易发生上述式(24)~(26)的脱二氧化碳反应,所以优选50℃~150℃。对于反应压力来说,因为减压下同样容易发生上述式(24)~(26)所示的反应,所以通常反应在常压~1MPa的范围进行。是形成二氧化碳结合体,还是发生脱二氧化碳反应,由二氧化碳结合体释放出气态的二氧化碳,这受到可逆反应的支配。另外,由二氧化碳结合体生成碳酸酯的反应也受可逆反应的支配,所以虽然反应压力与反应温度有关,但进一步优选的范围是0.1MPa~0.8MPa。有时也可以在二氧化碳的加压下进行反应。实施反应时,反应时间为几分钟~100小时,考虑到生产率等,优选为几分钟~10小时。作为溶剂,可以使用对上述的传送没有不良影响的同样的溶剂,可以举出醚类溶剂、芳香族类溶剂、脂肪族溶剂等。作为溶剂的具体例,可以举出甲醇、乙醇、丙醇(各异构体)、丁醇(各异构体)、戊醇(各异构体)、己醇(各异构体)、庚醇(各异构体)、四氢呋喃、二氧六环、苯、甲苯、二甲苯(各异构体)。另外,还可在溶剂中共存惰性气体(例如,氮气、氩气等)。如上所述,本发明的混合物含有的碳酸酯量有优选的范围,以上述方法制造本发明的混合物时,要选择碳酸酯的用量、反应条件以使残存的碳酸酯量在优选的范围。有时也可以除去碳酸酯。利用上述的碳酸酯得到该混合物的方法中,不是直接固定二氧化碳,而是得到与使用二氧化碳气体的情况相同的碳酸酯基,所以上述方法得到的混合物也是本发明的混合物。
通过上述1)、2)所示的制造方法、其他的方法进行制造的情况下,也可以使用公知的反应器。可以是槽型反应器、塔型反应器、管型反应器。例如,可以使用间歇式反应器、半间歇式反应器、完全混合槽型反应器和流通型反应器或这些反应器连接而成的复合型反应器。对于反应器的材质没有特别限制,可以使用公知的材质。可以根据反应条件,在本领域技术人员的常识的范围进行选择。例如,使用不锈钢(SUS)、铁等材质,例如可以举出马氏体系不锈钢(SUS410等)、铁氧体系不锈钢(SUS430等)、奥氏体系不锈钢(SUS304、SUS316等)。金属材质中,优选不锈钢制。根据需要,可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。
下面对本发明的混合物的利用进行说明。已经对作为传送用混合物的用途进行了说明。
a)从本发明的混合物中取出二氧化碳进行使用。
已经说明了可以由本发明的混合物获取水分量少的二氧化碳。对于该二氧化碳的用途没有特别限制,可以在公知的二氧化碳的使用例的范围使用。例如,可以用于饮料、使用二氧化碳的清洁用途、蔬菜等的栽培和保存、香蕉等水果的熟化等。还可以用于化学制品的稳定保存。例如,可以使其与伯胺化合物反应,制成氨基甲酸盐,固化后保存,由于本发明的二氧化碳的水分量极少,所以没有结晶水等的生成,可以品质良好地保存。
下面说明从本发明的混合物获取二氧化碳气体的方法。但也可以是下面所示方法之外的其他方法。例如,对本发明的混合物进行加热或使其处于减压条件,能够将作为碳酸酯基以烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式固定化后的二氧化碳、溶存的二氧化碳以气态二氧化碳的形式取出。本发明的混合物可以直接用作碳酸酯合成原料,或者可以保存后在需要时释放出二氧化碳,获取气态的二氧化碳。对于该保存条件,在上述为了回收而进行反应的温度或低于该温度的温度进行保存。这是因为,该液态组合物含有烃基锡醇盐的二氧化碳结合体和溶存的二氧化碳,二氧化碳的吸脱平衡会根据温度的不同而不同,高温时,平衡向脱离方向移动,所以保存时优选低于进行回收(插入、吸附或加成)时温度的低温。因此,通过加热能够容易地从该液态组合物释放二氧化碳气体。如上所述,这样的温度是高于回收(插入、吸附或加成)时温度的高温。另外,通过进行减压也可以获取二氧化碳气体。回收(插入、吸附或加成)反应是可逆反应,其受气相部的二氧化碳浓度(分压)的影响。所以,若要在回收(插入、吸附或加成)反应温度释放出二氧化碳,只需减压使压力小于该回收反应时的压力即可。优选通过加热并减压来有效获取二氧化碳气体。加热温度取决于混合物的Z、x、y的值和压力,但可在常温~200℃的范围获取二氧化碳气体。温度低的情况下,有时需要进行减压,或添加后述的添加剂,所以优选温度为60℃~200℃,高温时,有时该混合物中的烃基锡醇盐发生改性,所以更优选温度为60℃~150℃。最优选的范围是80℃~150℃。获取二氧化碳的压力取决于混合物的Z、x、y的值和温度,可以在减压~加压的条件下获取二氧化碳气体。例如为了在10Pa~1MPa的压力范围有效获取二氧化碳气体,优选压力低,例如压力在10Pa~0.1MPa的范围,更优选压力在10Pa~常压的范围。还可以通过在该混合物中加入添加剂来获取二氧化碳气体。作为优选的添加剂,可以举出酸性度高于碳酸的布朗斯台德酸、二醇化合物、胺化合物等。作为这样的例子,可以使用醋酸、硫酸、盐酸、苯酚、邻苯二酚等有机酸或无机酸;乙二醇、丙二醇等1,2-二醇或1,3-二醇等;丁基胺、乙二胺等胺类。使用添加剂时,温度和压力可以采用上述范围的温度和压力。相对于Z摩尔,可以使用0.1~100摩尔当量范围的添加量。但是,从该混合物获取二氧化碳后,对该混合物进行再生后使用该混合物的情况下,优选采用不添加添加剂的方法获取二氧化碳气体。根据需要,获取二氧化碳气体的时间是任意的,可以根据上述的温度、压力、使用添加剂时的添加剂用量,将时间控制在数秒~100小时之间。
对于获取二氧化碳气体时的容器、配管等没有限制,可以使用公知的反应器、配管。可以是槽型反应器、塔型反应器、管型反应器。例如,可以使用间歇式反应器、半间歇式反应器、完全混合槽型反应器和流通型反应器或这些反应器连接而成的复合型反应器。对反应器的材质没有特别限制,可以使用公知的材质。可以根据获取二氧化碳气体的条件,在本领域技术人员的常识范围进行选择。例如可以使用不锈钢(SUS)、铁等材质,例如可以举出马氏体系不锈钢(SUS410等)、铁氧体系不锈钢(SUS430等)、奥氏体系不锈钢(SUS304、SUS316等)。金属材质中,优选不锈钢制。根据需要,可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。
本发明的混合物可以在温和的条件下进行制造,所以能够容易地使用从其他的化学品的制造工序中排出的压力较低的二氧化碳进行制造。即,制造本发明的混合物的过程是二氧化碳的回收利用方法。回收以往不被利用就释放到大气中的低压二氧化碳来制造本发明的混合物,将该混合物含有的二氧化碳(烃基锡醇盐的二氧化碳结合体和溶存二氧化碳)以液态混合物的形式或者以制成液态的混合物的形式进行传送,从而能够有效地利用该二氧化碳。
本发明要回收的二氧化碳主要是从使用二氧化碳作为原料的碳酸酯制造工序排出的含二氧化碳的气体。更详细地说,本发明的目的是,在使二氧化碳和烃基锡醇盐组合物反应以制造碳酸酯的方法中,将从碳酸酯化反应器抽出的反应液中所含有的未被在制作碳酸酯时消耗的二氧化碳气体进行回收并再利用。该未被消耗的二氧化碳在脱二氧化碳工序中从该反应液中以二氧化碳气体的形式被抽到体系外,并通常被排出到大气中,但是通过使用烃基锡醇盐组合物将该抽出到体系外的二氧化碳气体制成含有烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的混合物进行回收,并将液态的或者制成液态的该混合物导入碳酸酯化反应器,由此能够降低向大气排放的二氧化碳气体,提高二氧化碳的利用效率。利用该混合物制造碳酸酯的方法优选采用本发明人已发明的方法(例如,WO2003/055840、WO2004/014840)。本发明是对该发明进一步进行深入研究并加以扩展的发明,仅将该发明中烃基锡醇盐与二氧化碳的反应换成本发明的混合物与二氧化碳的反应,就能够将用于碳酸酯制造的二氧化碳用量降低到极少。即,因为这样能够通过将以往释放到大气中损失的二氧化碳用于该混合物的制造来进行再利用。
本发明是下述的方法:已发明的碳酸酯的制造方法中,如下式(30)所示,使有机金属化合物和二氧化碳反应,形成有机金属化合物的二氧化碳加成物,通过热分解得到碳酸酯。本发明通过使用特定的烃基锡醇盐作为该有机金属化合物,预先使其与气态的二氧化碳反应,由此能够生成含有特定的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的混合物,并且能够在传送该混合物后利用热分解反应制造碳酸酯。对于上述的气态的二氧化碳来说,可以极为合适地使用从该热分解后的反应液中回收的二氧化碳气体。
式(30)
图1表示使用本发明的混合物制造碳酸酯的流程的例子。下面基于图1对工序进行说明。
工序1:(二氧化碳结合体制造工序)
工序1是制造本发明的混合物的工序,该工序中得到下述的二氧化碳的传送用混合物,该混合物含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳,所述烃基锡醇盐组合物含有烃基锡醇盐和烃基锡醇盐的二氧化碳结合体,
设该混合物中含有的构成该烃基锡醇盐和/或该烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子的摩尔数为Z,
设以该烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式含有的二氧化碳以及该混合物中含的二氧化碳为(CO2),
设该混合物中含有的OR基为(OR),此处,所述OR基的O表示氧原子,R是脂肪族基团、芳烷基,R表示
i)形成锡-OR键的OR基的R和/或
ii)形成烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中的-O-(CO)-OR键的OR基的R,
在Z∶(CO2)x∶(OR)y的关系中,表示摩尔比的x为0.1~2,表示摩尔比的y为0.5~2。
工序2:(传送工序)
工序2是将液态的该混合物或者制成液态的该混合物向碳酸酯合成工序传送的工序。
工序3:(碳酸酯化工序)
工序3是在二氧化碳的存在下由该混合物得到含碳酸酯的反应液的工序。
工序4:(脱二氧化碳工序)
工序4是由该反应液以气态成分分离二氧化碳的工序。此处,优选设置碳酸酯分离工序等对经分离的含碳酸酯的反应液进行处理。
如上所述,利用从使用二氧化碳作为原料的碳酸酯制造工序中排出的含有二氧化碳的气体制造本申请发明的混合物的方法是优选的方法,使用从图1所示工序和上述工序所示的工序4分离的气态的二氧化碳得到该混合物的方法是优选的。
图2给出了使用从工序4分离的气态的二氧化碳得到本申请发明的混合物并制造碳酸酯的流程图。下面基于图2对工序进行说明。
即,图2所示的方法是在图1的说明所示的工序的基础上增加了下述工序5来制造碳酸酯的方法。
工序5:(未利用的二氧化碳气体的再循环工序)
工序5是将工序4中分离的气态的二氧化碳再循环到工序1的工序。
另外,图3给出了增加包括烃基锡醇盐的再生工序的碳酸酯的连续制造方法的流程图。下面,基于图3对工序进行说明。
即,图3所示的制造方法是在上述图(2)的说明所示的工序5后增加下述工序6~工序8来连续制造碳酸酯的方法。
工序6:(碳酸酯分离工序)
由在工序4中分离出了二氧化碳的反应液分离碳酸酯,得到残留液的工序。
工序7:(烃基锡醇盐再生工序)
使该残留液与醇反应,得到烃基锡醇盐组合物的工序。
工序8:(烃基锡醇盐的再循环工序)
将该烃基锡醇盐组合物向工序1中再循环的工序。
连续反应的最初并不存在工序5使用的残留液和工序1使用的未利用的二氧化碳气体,所以要另外设置烃基锡醇盐合成工序,将该合成工序制造的烃基锡醇盐向工序1和/或工序3传送,启动工序。向工序1传送时,供给新鲜的二氧化碳。关于该二氧化碳的规格,优选使用本发明的混合物的制造方法中1)所示的二氧化碳气体。在该烃基锡醇盐合成工序、该烃基锡醇盐再生工序中,制造能在工序1得到本发明的混合物的烃基锡醇盐,向工序1传送。
下面对各工序进行详细说明。
i)烃基锡醇盐合成工序(连续运转启动时的工序)
本工序可优选利用本发明人已公开的烃基锡醇盐的制造方法(WO2005/111049等)。本工序是由二烃基氧化锡和醇制造烃基锡醇盐的工序,醇使用下式(30)的醇。
R31OH
(30)
(式中;R31是脂肪族基团、芳烷基)
R31表示直链状或支链状的碳原子数为1~12的脂肪族基团、碳原子数为5~12的环烷基、直链状或支链状的碳原子数为2~12的链烯基、或者由无取代或带取代的碳原子数为6~19的芳基与选自由直链状或支链状的碳原子数为1~14的烷基和碳原子数为5~14的环烷基组成的组中的烷基组成的碳原子数为7~20的芳烷基,也可以是九氟丁基、七氟丁基(各异构体)等烃基的全部或者一部分氢被卤原子取代的卤化烃基,但不限于这些。优选的是烷基,构成碳原子数为4~6且常压下的沸点比水高的醇。
作为这样的醇的例子,可以举出正丁醇、2-甲基-1-丙醇、戊醇(各异构体)、己醇(各异构体)。由式(30)表示的醇中,所得到的烃基锡醇盐的烃氧基是由R31基构成的OR31基、与氧(O)邻接的碳原子带有取代基的情况下,由该烃基锡醇盐得到的本发明的混合物有时不能形成液态,所以最优选该邻接的碳原子是亚甲基(CH2)结构,作为这样的最优选的例子,可以举出由该R31基是碳原子数为4~6的烷基且是与氧邻接的碳原子为亚甲基结构的烷基所构成的醇,并且该醇是常压下的沸点高于水的1元醇。作为这样的最优选的例子,可以举出正丁醇、2-甲基-1-丙醇、正戊醇、3-甲基-1-丁醇、正己醇、2-乙基-1-丁醇。
本发明的碳酸酯的制造方法使用的烃基锡醇盐的合成工序中使用的二烃基氧化锡使用上述式(23)所示的二烃基氧化锡。使该醇和该二烃基氧化锡发生脱水反应,将生成的水去除到体系外的同时,得到四烃基-二烃氧基-二锡氧烷、二烃基锡二醇盐。相对于二烃基氧化锡,醇的使用量为2摩尔当量~100摩尔当量,为了提高生成的烃基锡醇盐组合物中的二烃基锡二醇盐的比例或者加快生成速度,优选醇的量多。另一方面,考虑到反应器的大小等时,优选醇的量少。这样优选的范围为4摩尔当量~80摩尔当量,更优选的范围为4摩尔当量~50摩尔当量。该反应的温度与反应压力有关,例如为了将在温度80℃~180℃生成的水蒸馏去除到体系之外,反应温度优选为100℃~180℃,由于有时生成的烃基锡醇盐在高温会发生改性,所以反应温度更优选的范围是100℃~160℃。反应的压力是能够将生成的水去除到体系之外的压力,虽然反应压力与反应温度有关,但通常在20~1×106Pa进行反应。对于脱水反应的反应时间(连续法的情况下为滞留时间)没有特别限制,通常为0.001小时~50小时,优选为0.01小时~10小时,更优选为0.1小时~2小时。得到所期望的烃基锡醇盐组合物后即可以结束反应。反应的进行程度可以通过对抽到体系外的水的量进行测定来求出,也可以采集反应液,利用119Sn-NMR方法来求出反应的进行程度。为了在工序1中制造本发明的混合物,当确认到上述反应得到的烃基锡醇盐组合物中含有的四烃基二烃氧基二锡氧烷与二烃基锡二醇盐的摩尔比例的范围为0∶100~80∶20、优选为10∶90~70∶30时,结束反应。所使用的醇可以直接在共存的状态使用,有时也可以蒸馏除去醇后再使用。优选尽可能除去醇,因为这样具有能够减小其他工序的反应器的优点。除去醇的方法优选通过公知的蒸馏来除去醇,并且蒸馏使用的蒸馏器可以使用公知的蒸馏设备。作为优选的蒸馏装置,优选使用薄膜蒸馏装置,因为这样能够在短时间除去醇。对于脱水反应的反应器的形式没有特别限制,可以使用公知的槽状、塔状的反应器。通过蒸馏以气态从反应器抽出含有水的低沸点反应混合物,将含有制造出的烃基锡醇盐或烃基锡醇盐混合物的高沸点反应混合物从反应器下部以液态抽出即可。可以采用作为反应器使用例如包括搅拌槽、多级搅拌槽、蒸馏塔、多级蒸馏塔、多管式反应器、连续多级蒸馏塔、填充塔、薄膜蒸发器、内部具有支持体的反应器、强制循环反应器、降膜蒸发器、落滴蒸发器(落滴蒸発器)、细流相反应器、气泡塔中任意装置的反应器的方式;以及组合这些的方式等公知的各种方法。从平衡向生成系侧有效移动的方面出发,优选使用塔状反应器的方法,另外,优选能使形成的水迅速移动到气相的气-液接触面积大的结构。还可采用使用了多管式反应器、多级蒸馏塔、填充有填充剂的填充塔的连续法,本工序使用的二烃基氧化锡通常是固态,所以最优选先在槽状反应器实施反应,然后在塔型反应器提高二烃基锡二醇盐的含量的方法。只要没有不良影响,反应器和管线的材质可以是公知的任意物质,SUS304、SUS316、SUS316L等的成本低,可以优选使用。根据需要,可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。
ii)二烃基锡醇盐再生工序(工序7)
本工序是在工序6得到残留液后实施的工序,由于与上述的二烃基锡醇盐合成工序近似,所以先进行说明。本工序是使工序6得到的残留液和下式(3)的醇进行脱水反应并再生二烃基锡醇盐的工序。
R11OH
(3)
(式中;R11对应工序1的混合物中的OR基(OR)的R)
可以使用R31与工序1的混合物中的OR基(OR)的R对应的醇,该混合物的OR基是上述的烃基锡醇盐合成工序中得到的烃氧基(OR基),即,上述式(3)的醇可以使用与启动时使用的化学式(30)的醇相同的醇。作为该醇的例子,可以举出化学式(30)所示的醇。实施时,优选脱水反应的条件也与上述的烃基锡醇盐合成工序的条件相同。相对于该残留液所含有的锡原子的摩尔数,醇的使用量的范围为2摩尔当量~10摩尔当量,为了增大生成的烃基锡醇盐组合物中的二烃基锡二醇盐的比例或者加快生成速度,优选醇的量多。另一方面,考虑到反应器的大小等时,优选醇的量少。这样优选的范围是4摩尔当量~80摩尔当量,更优选的范围是4摩尔当量~50摩尔当量。得到所期望的烃基锡醇盐组合物后即可以结束反应。反应的进行程度可以通过对抽到体系外的水的量进行测定来求出,也可以采集反应液,利用119Sn-NMR方法来求出反应的进行程度。为了在工序1中制造本发明的混合物,当确认到上述反应得到的烃基锡醇盐组合物中含有的四烃基二烃氧基二锡氧烷与二烃基锡二醇盐的摩尔比例的范围为0∶100~80∶20、优选为10∶90~70∶30时,结束反应。所使用的醇可以直接在共存的状态使用,有时也可以蒸馏除去醇后再使用。优选尽可能除去醇,因为这样具有能够减小其他工序的反应器的优点。除去醇的方法优选通过公知的蒸馏来除去醇,并且蒸馏使用的蒸馏器可以使用公知的蒸馏设备。作为优选的蒸馏装置,优选使用薄膜蒸馏装置,因为这样能够在短时间除去醇。本工序与烃基锡醇盐的合成工序不同,由于不使用通常为固体的二烃基氧化锡,所以对反应器的限制少。即,对于脱水反应的反应器的形式没有特别限制,可以使用公知的槽状、塔状的反应器。通过蒸馏以气态从反应器抽出含有水的低沸点反应混合物,将含有制造出的烃基锡醇盐或烃基锡醇盐混合物的高沸点反应混合物从反应器下部以液态抽出即可。可以采用作为反应器使用例如包括搅拌槽、多级搅拌槽、蒸馏塔、多级蒸馏塔、多管式反应器、连续多级蒸馏塔、填充塔、薄膜蒸发器、内部具有支持体的反应器、强制循环反应器、降膜蒸发器、落滴蒸发器、细流相反应器、气泡塔中任意装置的反应器的方式;以及组合这些的方式等公知的各种方法。从平衡向生成系侧有效移动的方面出发,优选使用塔状反应器的方法,另外,优选能使形成的水迅速移动到气相的气-液接触面积大的结构。特别优选使用了多管式反应器、多级蒸馏塔、填充有填充剂的填充塔的连续法。只要没有不良影响,反应器和管线的材质可以是公知的任意物质,SUS304、SUS316、SUS316L等的成本低,可以优选使用。根据需要,可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。
iii)碳酸酯化工序(工序3)
可如上所述那样,在连续反应的启动时,从烃基锡醇盐合成工序直接将烃基锡醇盐向碳酸酯化工序传送,进行制造;也可以使用该烃基锡醇盐和新鲜二氧化碳得到本发明的混合物后,再进行传送并进行制造。
由从烃基锡醇盐合成工序传送来的烃基锡醇盐组合物和/或工序1制造的混合物制造碳酸酯的方法优选采用本发明人已公开的碳酸酯的制造方法(WO03/055840、WO04/014840等)。通过在下述反应条件可以得到含有碳酸酯的反应液,所述反应条件中,反应温度为110℃~200℃,优选120℃~180℃,反应时间为0.1小时~10小时,反应压力为1.5MPa~20MPa,优选2.0MPa~10MPa。反应器中生成了所期望的碳酸酯后,即可结束反应。反应的进行程度可以通过如下的方法等来确认:采集反应器内反应液,用气相色谱法等方法分析生成的碳酸酯。例如,相对于传送到反应器中的烃基锡醇盐和/或烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中所含有的二烃基锡醇盐和/或二烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的摩尔数,生成了10%以上后,结束反应即可,要提高碳酸酯的产率的情况下,继续进行反应,直至该值达到90%以上后结束反应。反应器可以使用公知的反应器,塔型反应器和槽型反应器都可以优选使用。只要不产生不良影响,反应器和管线的材质可以是公知的任意物质,SUS304、SUS316、SUS316L等的成本低,所以可优选使用。根据需要,可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。
iv)脱二氧化碳工序(工序4)
将工序3得到的反应液连续抽出,将该反应液含有的未利用的二氧化碳以气态成分的形式从该反应液中除去。本工序的温度取决于压力,但该温度范围为80℃~200℃,考虑到生产率,该温度范围优选100℃~200℃,由于高温下该反应液所含有的锡化合物有时会发生改性,所以该温度范围最优选100℃~150℃。压力取决于温度,但通常在常压~减压条件下进行,考虑到生产率,该压力的范围更优选为100Pa~80KPa,最优选的范围为100Pa~50KPa。可以在0.01小时~10小时的时间范围实施反应,高温下长时间实施反应的情况下,有时该反应液所含有的锡化合物会发生改性,所以反应时间的范围优选0.01小时~0.5小时,最优选的范围是0.01小时~0.3小时。在抽出20%以上该未利用二氧化碳后结束本工序即可,要提高未利用的二氧化碳的利用率的情况下,抽出90%以上后结束反应。考虑到利用二氧化碳的效率性,优选将尽可能多的未利用的二氧化碳以气态成分抽出。反应器可以使用公知的反应器,可优选使用塔型反应器、槽型反应器。最优选的反应器是薄膜蒸发器、薄膜蒸馏器。只要没有不良影响,反应器和管线的材质可以是公知的任意物质,SUS304、SUS316、SUS316L等的成本低,可以优选使用。根据需要,可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。
v)未利用的二氧化碳气体的再循环工序(工序5)
将在工序4分离出的气态的二氧化碳再循环到工序1的工序。将在工序4抽出的二氧化碳传送到工序1的反应器的同时,使其符合工序1使用的压力。即,工序1的反应条件是常压~1MPa,为了使工序1得到的混合物稳定存在,更优选常压~0.6MPa的范围,将工序4中抽出的气态的二氧化碳调整到该压力。调整压力的方法可以使用公知的方法。例如利用喷气涡轮机的方法、利用压缩器的方法。同时,该气态的二氧化碳夹杂有杂质的情况下,可以在本工序进行提纯。只要没有不良影响,反应器和管线的材质可以是公知的任意物质,SUS304、SUS316、SUS316L等的成本低,可以优选使用。根据需要,可以添加流量计、温度计等工艺装置;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。
vi)二氧化碳结合体制造工序(工序1)
供给到本工序的烃基锡醇盐组合物有时在启动工序时从烃基锡醇盐合成工序进行供给,有时在连续制造时从工序7的烃基锡醇盐制造工序进行供给。关于使用的气态的二氧化碳,启动时供给新鲜的二氧化碳实施工序,连续制造时供给从工序5供给再循环来的二氧化碳实施工序。连续制造时也可以同时供给新鲜的二氧化碳和再循环来的二氧化碳实施工序。二氧化碳的供给既可以是连续的,也可以是间断的。为了得到含有烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的混合物,使上述的烃基锡醇盐吸收上述的气态的二氧化碳,进行化学反应,得到含烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的混合物。进行该化学反应时,使液态的该烃基锡醇盐进行反应,或者将该烃基锡醇盐制成液态进行反应。为了制成液态,可优选采用通过加热来制成液态的方法。另外,在对本发明的混合物的制造进行说明时也提到了可以通过溶剂等制成液态。进行反应的压力取决于进行反应的温度,但优选的范围为常压~1MPa,为了使所得到的本发明的混合物稳定存在,更优选常压~0.6MPa的范围。进行该反应的温度取决于进行反应的压力,但高温、高压的情况下,容易生成碳酸酯而使本发明的混合物难以稳定存在,所以,为了得到本发明的混合物,进行反应的温度的范围优选-40℃~80℃,另外,该混合物是用于传送到工序2的混合物,从传送时的流动性方面考虑,进行反应的温度的范围更优选为0℃~80℃,最优选的范围是常温(例如20℃)~80℃。实施时,反应时间是数秒~100小时,考虑到生产率等,反应时间优选为数分钟~10小时。反应器可以使用公知的槽型反应器、塔型反应器。并且可以组合使用2个以上的反应器。即使在高温下,烃基锡醇盐组合物中以式(1)表示的化合物的二氧化碳吸收效率也高于式(2)表示的化合物,所以进行反应时,可以根据组合物中式(1)、式(2)的化合物比,对2个以上的反应器分别进行温度管理。反应是二氧化碳气体(气体)与烃基锡醇盐组合物(液体)的反应,为了有效进行反应,优选加大气液界面,提高气体与液体的接触面积。这种加大气液界面进行反应的方法可以利用公知的知识。例如,对于槽型反应器,优选提高搅拌速度,或使液体中产生气泡这样的方法;对于塔型反应器,优选利用填充塔,或利用层板塔的方法。作为这样的塔型反应器的例子,可以利用例如使用泡罩塔盘、多孔板塔盘、浮阀塔盘、向流塔盘等塔盘的层板塔方式反应器;填充有拉西环、勒辛环、鲍尔环、弧鞍填料、矩鞍填料、狄克松填料、麦克马洪填料、海利-帕克填料、苏采尔填料、孔板波纹填料等各种填充物的填充塔方式反应器等。只要没有不良影响,反应器和管线的材质可以是公知的任意物质,SUS304、SUS316、SUS316L等的成本低,可以优选使用。根据需要,可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。反应通常是放热反应,因此可以进行冷却,并且可通过反应器的散热进行冷却。或者为了同时进行碳酸酯化反应时,也可以进行加热。反应器的冷却、加热时,可以采用利用套管的方法、利用内部盘管的方法等公知的方法。向反应器供给的二氧化碳气体和烃基锡醇盐组合物可分别各自地供给到反应器,也可以在供给到反应器前进行混合。还可以从反应器的多个位置进行供给。可以根据上述的NMR分析来确定反应的结束。分析该反应液中的混合物,设该混合物中含有的构成该烃基锡醇盐和/或该烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子的摩尔数为Z,
设以该烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式含有的二氧化碳以及该混合物中含的二氧化碳为(CO2),
设该混合物中含有的OR基为(OR),此处,该OR基的O表示氧原子,R是脂肪族基团、芳烷基,R表示
i)形成锡-OR键的OR基的R和/或
ii)形成烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中的-O-(CO)-OR键的OR基的R,
在Z∶(CO2)x∶(OR)y的关系中,表示摩尔比的x为0.1~2,表示摩尔比的y为0.5~2时,停止反应。优选x为0.1~1.5,更优选为0.5~1.5,y为0.5~1.5。x、y的值在优选的范围之外的情况下,可以从烃基锡醇盐合成工序或烃基锡醇盐再生工序供给烃基锡醇盐来进行调整。
vii)二氧化碳结合体的传送工序(工序2)
工序1得到的该混合物可以以液态或制成液态传送,所以能够极容易地用例如送液泵等定量传送。该混合物是用于以液态或者制成液态进行传送的混合物,但有时也可以以固体状态进行传送。优选传送液态的混合物或者传送制成了液态的混合物。传送该液态的混合物或者制成了液态的混合物时,为了稳定地传送混合物,优选进行传送的温度的范围为-40℃~80℃。另外,考虑到传送时的流动性,更优选为0℃~80℃,最优选的范围是常温(例如20℃)~80℃。还可以加入不对该混合物的传送、二氧化碳的回收利用造成影响的其他成分。作为不造成影响的成分的例子,可以举出1价的烷基醇、其他的锡成分(例如,四烃基锡、四烃氧基锡、单烃基氢氧化锡,不影响传送的话,还可以含有二烃基氧化锡、氧化锡)、溶剂(对传送没有不良影响的醚类溶剂、芳香族类溶剂、脂肪族溶剂等)、惰性气体(例如,氮气、氩气、氦气、甲烷气、二氧化碳气等)。作为溶剂的具体例,可以举出甲醇、乙醇、丙醇(各异构体)、丁醇(各异构体)、戊醇(各异构体)、己醇(各异构体)、庚醇(各异构体)、四氢呋喃、二氧六环、苯、甲苯、二甲苯(各异构体),使用醇时,从混合物的稳定性方面考虑,优选使用具有与构成该烃基锡醇盐组合物所含有的烃基锡醇盐的烃氧基的烃基相同的烃基的醇。进行传送时的压力优选为常压~1MPa,为了使所得到的本发明的混合物稳定地存在,更优选常压~0.6MPa,最优选的范围是常压~0.6MPa。本工序是向工序3进行传送的工序,工序3中,在将该混合物供给到反应器的阶段,压力可以与上述的压力不同。该混合物是稳定的混合物,但与通常的金属醇盐同样地会受水解的影响,所以传送时优选在本领域技术人员可知的范围注意水分问题。该混合物中含有碳酸酯的情况下,该碳酸酯的含量优选为该混合物中的烃基锡醇盐组合物中的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷的摩尔数的20摩尔%以下,该组合物中含有二烃基氧化锡的情况下,该碳酸酯的含量也优选为该二烃基氧化锡的20摩尔%以下。这是因为,共存有碳酸酯的情况下,有时产生过量的二氧化碳,有时有损于该混合物的稳定性。并且,该混合物中含有碳酸酯时,有时新生成的碳酸酯的量减少,所以不是优选的。只要没有不良影响,反应器和管线的材质可以是公知的任意物质,SUS304、SUS316、SUS316L等的成本低,可以优选使用。根据需要,可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。
viii)碳酸酯分离工序(工序6)
本工序是从回收了工序4未利用的二氧化碳气体后的剩余反应液中分离碳酸酯并得到残留液的工序。分离时可以利用公知的方法、装置。优选的方法是利用蒸馏的方法。对从工序4传送来的反应液进行间歇、半间歇或者连续的蒸馏,得到碳酸酯和残留液。优选的蒸馏方法是将该反应液供给到蒸馏器,将碳酸酯以气相成分的形式从蒸馏器上部分离到体系外,将残留液以液态成分从蒸馏器的底部抽出的方法。本工序的温度取决于该碳酸酯的沸点、压力,但通常为常温(例如,20℃)~200℃的范围,由于高温时残留液中的锡化合物有时会发生改性,碳酸酯有时会因为逆反应而减少,所以温度优选为常温(例如,20℃)~150℃。压力取决于碳酸酯的种类和实施时的温度,但通常在常压~减压的条件进行,考虑到生产率,该压力的范围更优选为100Pa~80KPa,更优选的范围为100Pa~50KPa。关于时间,可以在0.01小时~10小时的范围实施反应,高温下长时间实施反应的情况下,有时该反应液所含有的锡化合物发生改性,有时碳酸酯因为逆反应而减少,所以反应时间的范围优选0.01小时~0.5小时,更优选的范围是0.01小时~0.3小时。蒸馏器可以使用公知的蒸馏器,也可以优选使用塔型蒸馏器、槽型蒸馏器,还可以组合两种以上使用。更优选的蒸馏器是薄膜蒸发器、薄膜蒸馏器,最优选具有蒸馏塔的薄膜蒸发器、薄膜蒸馏器。只要没有不良影响,反应器和管线的材质可以是公知的任意物质,SUS304、SUS316、SUS316L等的成本低,可以优选使用。根据需要,可以添加流量计、温度计等计量仪器;重沸器、泵、冷凝器等公知的工艺装置,加热可以采用蒸汽、加热器等公知的方法,冷却可以采用自然冷却、冷却水、盐水冷却等公知的方法。
上面对各工序进行了详细说明,但根据需要可以增加后述的工序。例如,分离烃基锡醇盐改性物的工序、将副产物去除到体系之外的工序、提纯醇的工序、提纯碳酸酯的工序、对副产物等进行焚烧除去等的废弃工序等,可以增加本领域技术人员能够想到的工序和装置。
上述工序得到的碳酸酯适合用作聚碳酸酯原料、异氰酸酯原料、其他的化成品原料、锂离子电池等的电池电解质。通过上述工序,能够有效回收和再利用以往直接释放到大气中的未利用二氧化碳,所以产业上极为重要。
另外,根据本发明的方法,二氧化碳气体的回收全部可以在非水体系中进行,并且回收反应温度可以在100℃以下的温和条件下实施。另外,二氧化碳气体即使含有水分,通过烃基锡醇盐的水解也能消耗水分,从回收后的混合物(水分过量的情况下,有时该水解反应会产生固体成分)释放出的二氧化碳气体可以以水分含量极低的状态获取。因此,本发明在工业上极为重要。
实施例
下面基于实施例对本发明进行具体说明,但本发明不限于这些实施例。实施时,除了以下所示的实施例,本领域技术人员可对本申请说明书涉及的权利要求书的技术方案进行各种变化,这些变化也属于本申请权利要求书的范围。
<分析方法>
1)NMR分析方法
装置:日本国,日本电子(株)社制造JNM-A400 FT-NMR系统
(1)1H-NMR、13C-NMR、119Sn-NMR分析试样的制备
称量0.3g锡化合物,加入约0.7g氘代氯仿(Aldrich社制造,99.8%)和0.08g作为119Sn-NMR的内部标准物质的四甲基锡(和光社制造,和光一级),混合均匀,将该混合溶液作为NMR分析试样。
(2)定量分析法
对各标准物质的标准试样实施分析,基于制成的标准曲线,对分析试样溶液进行定量分析。
(3)烃基锡醇盐的收率的计算方法
以所得到的各烃基锡醇盐的锡原子摩尔数相对于起始物质二烃基氧化锡的锡原子的摩尔数的生成摩尔%来求出烃基锡醇盐的收率。
2)水的分析方法
装置:日本国,三菱化学(株)社制造的CA-05微量水分计
(1)液态试样的定量分析法
用注射器采集分析试样,测量重量后,直接注入到水分计中,进行水的定量。其后再次测量注射器的重量,计算试样注入量,求出试样中的含水量。
(2)气态试样的定量分析法
使用气密注射器采集分析试样,直接注入到水分计中,进行水的定量。求出水相对于注入的试样的体积的含量。
3)碳酸酯的气相色谱分析法
装置:日本国,(株)岛津制作所制造的GC-2010系统
(1)分析试样溶液的制备
称取0.2g反应溶液,加入约1.5g脱水丙酮。进一步加入约0.04g甲苯或二苯基醚作为内部标准物质,制成气相色谱分析试样溶液。
(2)气相色谱分析条件
柱:DB-1(美国,J&W Scientific社制造)
液相:100%二甲基聚硅氧烷
长度:30m
内径:0.25mm
膜厚度:1μm
柱温度:50℃(以10℃/min的速度升温)300℃
注射温度:300℃
检测器温度:300℃
检测法:FID
(3)定量分析法
对各标准物质的标准试样实施分析,基于作成的标准曲线,对分析试样溶液进行定量分析。
4)二氧化碳气体的气相色谱分析法
装置:日本国,(株)岛津制作所制GC-14B系统
(1)分析试样的前处理
在含二氧化碳结合体的混合物中加入硫酸水溶液,用气密注射器采集产生的二氧化碳气体,对其实施分析。
(2)气相色谱分析条件
柱:Silica gel 60~80(SUS柱)
长度:3m
内径:3mm
柱温度:70℃
注射温度:200℃
检测器温度:100℃
检测法:TCD
(3)定量分析法
对各标准物质的标准试样实施分析,基于作成的标准曲线,对分析试样溶液实施定量分析。
[实施例1]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入672g(2.7mol)二丁基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和1900g(21.5mol)3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在约145℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,在常压旋转搅拌并加热约40分钟后,混合液沸腾,开始进行含水的3-甲基-1-丁醇的蒸馏。在该状态保持7小时后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为74kPa~35kPa的状态,蒸馏过剩的3-甲基-1-丁醇。不再有馏分馏出后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变成了透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到880g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,基于二丁基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下述工序B中使用的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以1200g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以23000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以约20000g/hr的流量向蒸馏塔110传送含水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以约322g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物MetalGauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约99wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡。通过冷却器131将该组合物冷却到约15℃,经传送管线7以约1490g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约90g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约20℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度20℃、常压进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.03和y=1.99。
NMR分析结果在图12(119Sn-NMR)、图13(13C-NMR)和图14(1H-NMR)中给出。(119Sn-NMR(标准物质:四甲基锡):-212.2ppm)(1H-NMR(标准物质:四甲基锡):3.97ppm(2H、t)、3.73ppm(2H,broad)、1.71-1.59ppm(6H、m)、1.49-1.28ppm(12H、m)、0.80-0.90ppm(18H、m)、(13C-NMR:158.4ppm、65.0ppm、63.9ppm、42.4ppm、37.6ppm、26.7ppm、26.4ppm、25.0ppm、24.6ppm、22.4ppm、22.1ppm、13.1ppm)
[实施例2]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入672g(2.7mol)二丁基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和1102g(10.8mol)2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在157℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,于常压旋转搅拌并加热约40分钟后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为84kPa~65kPa的状态,蒸馏含水的2-乙基-1-丁醇。在该状态保持约2小时后,进一步对体系内进行减压,蒸馏过剩的2-乙基-1-丁醇。不再有馏分馏出后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变成了透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到883g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四丁基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷,基于二丁基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下述工序B中使用的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以1500g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四丁基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以24000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约31kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约16000g/hr的流量传送含有水的2-乙基-1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约448g/hr的流量传送2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的2-乙基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(2-乙基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去2-乙基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约90wt%二丁基-二(2-乙基丁氧基)锡和约10wt%2-乙基-1-丁醇。通过冷却器131将该组合物冷却到约0℃,经传送管线7以约2100g/hr的流量传送到填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约650g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为1MPa-G。在塔型反应器240中,将反应温度调整为0℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,在传送管线10中,于温度0℃、压力1MPa-G进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.99和y=1.99。
[实施例3]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入692g(2.78mol)二丁基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和2000g(27mol)1-丁醇(日本国,和光社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在126℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,在常压旋转搅拌并加热约30分钟后,混合液沸腾,开始进行低沸成分的蒸馏。在该状态保持8小时后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为76kPa~54kPa的状态,蒸馏残存的低沸成分。不再有低沸成分馏出后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变为透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到952g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷,基于二丁基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下述工序B中使用的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以1200g/hr的流量向填充有填充物Melapak 750Y(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以25000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的1-丁醇(日本国,和光纯药社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为150℃,通过压力调节阀将压力调整为约160kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约18000g/hr的流量传送含水的1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约283g/hr的流量传送1-丁醇(日本国,和光纯药社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基锡二丁醇盐和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约90mol%二丁基锡二丁醇盐和约10mol%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约15℃,经传送管线7以约1545g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以0.4MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约100g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约20℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10内,于温度20℃、压力0.4MPa-G进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.16和y=1.90。
[实施例4]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入700g(1.94mol)二辛基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和1700g(19.3mol)3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在143℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,在常压旋转搅拌并加热约40分钟后,混合液沸腾,开始进行低沸成分的蒸馏。在该状态保持7小时后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为76kPa~32kPa的状态,蒸馏残存的低沸成分。不再有低沸成分馏出后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变为透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到864g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,基于二辛基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下述工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以1200g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以24000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以约20000g/hr的流量向蒸馏塔110传送含水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约240g/hr的流量传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物MetalGauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约99wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约1420g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以0.4MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约125g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约60℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10内,于温度60℃、压力0.4MPa-G进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.01和y=1.99。
[实施例5]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入700g(1.94mol)二辛基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和1102g(10.8mol)2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在157℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,于常压旋转搅拌并加热约40分钟后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为84kPa~65kPa的状态,蒸馏含水的2-乙基-1-丁醇。在该状态保持约2小时后,进一步对体系内进行减压,蒸馏过剩的2-乙基-1-丁醇。不再有馏分馏出后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变成了透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到883g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷,基于二辛基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下述工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的连续制造装置中制造碳酸酯。由传送管线4以3500g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以6000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整到150℃,通过压力调节阀将压力调整为约-2kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约4000g/hr的流量传送含有水的2-乙基-1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约390g/hr的流量传送2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的2-乙基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(2-乙基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去2-乙基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约60mol%二辛基-二(2-乙基丁氧基)锡和约40mol%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约70℃,经传送管线7以约3 890g/hr的流量传送到填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约100g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,将反应温度调整为80℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,在传送管线10中,于温度80℃、常压进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.26和y=1.60。
[实施例6]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
通过与实施例3相同的方法制造1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以1200g/hr的流量向填充有填充物Melapak 750Y(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以25000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的1-丁醇(日本国,和光纯药社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为150℃,通过压力调节阀将压力调整为约160kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约18000g/hr的流量传送含水的1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约283g/hr的流量传送1-丁醇(日本国,和光纯药社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基锡二丁醇盐的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约85wt%二丁基锡二丁醇盐和约15wt%1-丁醇(1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷的含量为1wt%以下)。通过冷却器131将该组合物冷却到约-42℃,经传送管线7以约1666g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约280g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约-40℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度-40℃、常压下进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.58和y=1.99。
[实施例7]
使用图5所示装置制造含二氧化碳结合体的混合物。将约1000g用与实施例6相同的方法制造的二丁基锡二丁醇盐和约7200g苯甲醇(美国,Aldrich社制造,脱水级)经传送管线4加入到带有搅拌装置的槽型反应器220中,将该混合液加热到约140℃,制造二丁基-二(苄氧基)锡。从传送管线6回收含有反应生成的1-丁醇的苯甲醇,将含有二丁基-二(苄氧基)锡的烃基锡醇盐组合物经传送管线5传送到薄膜蒸发器130,蒸馏除去苯甲醇,经冷凝器132和传送管线8将其回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约99wt%二丁基-二(苄氧基)锡。通过冷却器13 1将该组合物冷却到约15℃,经传送管线7以约1180g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约100g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约20℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度20℃、常压进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.75和y=1.99。
[实施例8]
使用图5所示装置制造含二氧化碳结合体的混合物。将约1000g用与实施例6相同的方法制造的二丁基锡二丁醇盐和约7500g 1-庚醇(美国,Aldrich社制造,预先进行了蒸馏提纯)经传送管线4加入到带有搅拌装置的槽型反应器220中,将该混合液加热到约140℃,制造二丁基-二(庚氧基)锡。由传送管线6回收含有反应生成的1-丁醇的1-庚醇,将含有二丁基-二(庚氧基)锡的烃基锡醇盐组合物经传送管线5传送到薄膜蒸发器130,蒸馏除去1-庚醇,经冷凝器132和传送管线8将其回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约99wt%二丁基-二(庚氧基)锡。通过冷却器131将该组合物冷却到约100℃,经传送管线7以约1230g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约100g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约100℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度100℃、常压进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.10和y=1.99。
[实施例9]
使用图5所示装置制造含二氧化碳结合体的混合物。将约1000g二]基锡二甲醇盐(美国,Aldrich社制造)和约7500g 1-丙醇(和光纯药社制造,脱水级)经传送管线4加入到带有搅拌装置的槽型反应器220中,将该混合液加热到约100℃,制造二丁基锡二丙醇盐。由传送管线6回收含有反应生成的甲醇的1-丙醇,将含有二丁基锡二丙醇盐的烃基锡醇盐组合物经传送管线5传送到薄膜蒸发器130,蒸馏除去1-丙醇,经冷凝器132和传送管线8将其回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约92wt%二丁基锡二丙醇盐和约7wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丙氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约95℃,经传送管线7以约1175g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约200g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约100℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度100℃、常压进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.25和y=1.88。
[实施例10]
使用图5所示装置制造含二氧化碳结合体的混合物。将约1000g用与实施例6相同的方法制造的二丁基锡二丁醇盐和约7500g 2-乙基-1-己醇(美国,Aldrich社制造)经传送管线4加入到带有搅拌装置的槽型反应器220中,将该混合液加热到约150℃,制造二丁基-二(2-乙基己氧基)锡。对体系内慢慢进行减压,从传送管线6回收含有反应生成的1-丁醇的2-乙基-1-己醇。反应约4hr后,将含有二丁基-二(2-乙基己氧基)锡的烃基锡醇盐组合物经传送管线5传送到薄膜蒸发器130,蒸馏除去2-乙基-1-己醇,通过冷凝器132和传送管线8将其回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约95wt%二丁基-二(2-乙基己氧基)锡。通过冷却器131将该组合物冷却到约10℃,经传送管线7以约1297g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,尔京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以0.4MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约150g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约20℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度20℃、压力0.4MPa-G进行传送,但因为粘度高,所以压力上升高,难以传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.18和y=1.99。
[实施例11]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
进行与实施例4同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以1200g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以约240g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约24kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约180g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约14g/hr的流量传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约20mol%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约80mol%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约15℃,经传送管线7以约1225g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以0.4MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约100g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约20℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10内,于温度20℃、压力0.4MPa-G进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.77和y=1.11。NMR分析结果见图15(119Sn-NMR)。
[实施例12]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
进行与实施例4同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图7所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。将工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷(温度约15℃)经传送管线7以约1200g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置240的上部。二氧化碳结合体制造装置240是填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器。以0.4MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约100g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约20℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10内,于温度20℃、压力0.4MPa-G进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.56和y=0.98。
[实施例13]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入700g(1.94mol)二辛基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和1600g(15.7mol)2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在157℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,于常压旋转搅拌并加热约40分钟后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为84kPa~65kPa的状态,蒸馏含水的2-乙基-1-丁醇。在该状态保持7小时后,进一步对体系内进行减压,蒸馏过剩的2-乙基-1-丁醇。不再馏出馏分后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变成透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到883g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷,基于二辛基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图9所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。将约1200g工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷经传送管线7传送到带有热交换用套管和搅拌装置的高压釜540的上部。将该高压釜冷却到约0℃时,1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷变成固体。将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)经传送管线9供给到高压釜540中,调整压力为0.4MPa-G,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体和固体的混合状态,由于管线的阻塞,难以进行传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.23和y=0.98。
[实施例14]
工序A:烃基锡醇盐组合物的制造
进行与实施例18同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的二丁基-二(3-甲基丁氧基)-锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图9所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。将含有约1200g工序A制造的烃基锡醇盐组合物(约74wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)-锡和约25wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷)和约18.5g实施例18制造的碳酸二(3-甲基丁基)酯的混合液经传送管线7传送到带有热交换用套管和搅拌装置的高压釜540的上部。将该高压釜控制在约80℃,然后,将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)经传送管线9供给到该高压釜,调整内压为0.01MPa-G,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,于温度80℃、压力0.01MPa-G的条件下,经传送管线10进行传送,但由于产生了气体、出现了泵的空化,因而难以在传送管线中传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.07和y=1.98。
[实施例15]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
进行与实施例4同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以1200g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以24000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以约20000g/hr的流量向蒸馏塔110传送含水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约240g/hr的流量传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物MetalGauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约99wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡。通过冷却器131将该组合物冷却到约100℃,经传送管线7以约1430g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以0.1MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约130g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约100℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10内,于温度100℃、压力0.1MPa-G进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.23和y=1.99。
[实施例16]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
进行与实施例4同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以1200g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以24000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以约20000g/hr的流量向蒸馏塔110传送含水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约240g/hr的流量传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物MetalGauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约90wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约10wt%3-甲基-1-丁醇(1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的含量为1wt%以下)。通过冷却器131,将该组合物冷却到约-60℃,经传送管线7以约1410g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以0.1MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约130g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240内,调整反应温度为约-60℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。在传送管线10中,该混合物于温度-60℃、压力0.1MPa-G的条件进行传送,但由于高粘度导致压力上升高,所以难以传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.8和y=1.99。
[实施例17]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
进行与实施例4同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图9所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。将含有约1200g工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷和约270g实施例18制造的碳酸二(3-甲基丁基)酯的混合液经传送管线7传送到带有热交换用套管和搅拌装置的高压釜540的上部。将该高压釜控制在约140℃,将反应时间设定为约5hr,制造含有二氧化碳结合体的混合物。反应后,对高压釜进行冷却,使该混合物的温度为约20℃。该混合物是液体,在传送管线10中,于20℃、常压进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.49和y=1.98。
[比较例1]
使用图5所示装置制造含二氧化碳结合体的混合物。将约1000g用与实施例6相同的方法制造的二丁基锡二丁醇盐和约7500g苯酚(日本国,和光纯药社制造,预先进行了蒸馏提纯)经传送管线4加入到带有搅拌装置的槽型反应器220中,将该混合液加热到约140℃,制造二丁基锡二苯酚盐。蒸馏含有反应生成的1-丁醇的苯酚,从传送管线6进行回收,将含有二丁基锡二苯酚盐的烃基锡醇盐组合物经传送管线5传送到薄膜蒸发器130,蒸馏除去苯酚,经冷凝器132和传送管线8将其回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约99wt%二丁基锡二苯酚盐。通过冷却器131将该组合物冷却到约60℃,经传送管线7以约1107g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约100g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约60℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度60℃、常压进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.02和y=1.99。
[比较例2]
使用图5所示装置制造含二氧化碳结合体的混合物。将约1000g用与实施例6相同的方法制造的二丁基锡二丁醇盐和约7500g 1-乙氧基-2-丙醇(日本国,和光纯药社制造,经蒸馏提纯除去了杂质伯醇)经传送管线4加入到带有搅拌装置的槽型反应器220中,将该混合液加热到约140℃,制造二丁基-二(1-乙氧基-丙基-2-氧)锡。蒸馏含有反应生成的1-丁醇的1-乙氧基-2-丙醇,从传送管线6进行回收,将含有二丁基-二(1-乙氧基-丙基-2-氧)锡的烃基锡醇盐组合物经传送管线5传送到薄膜蒸发器130,蒸馏除去1-乙氧基-2-丙醇,经冷凝器132和传送管线8将其回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约99wt%二丁基-二(1-乙氧基-丙基-2-氧)锡。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约1160g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约100g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约50℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度50℃、常压进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.04和y=1.99。
[比较例3]
使用图5所示装置制造含二氧化碳结合体的混合物。将约1000g用与实施例3相同的方法制造的烃基锡醇盐组合物(二丁基锡二丁醇盐约90mol%、1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷约10mol%)和约7000g1-乙氧基-2-丙醇(日本国,和光纯药社制造,经蒸馏提纯除去了杂质伯醇)经传送管线4加入到带有搅拌装置的槽型反应器220中,将该混合液加热到约140℃,制造二丁基-二(1-乙氧基-丙基-2-氧)锡。蒸馏含有反应生成的水和1-丁醇的1-乙氧基-2-丙醇,从传送管线6进行回收,将含有二丁基-二(1-乙氧基-丙基-2-氧)锡的烃基锡醇盐组合物经传送管线5传送到薄膜蒸发器130,蒸馏除去1-乙氧基-2-丙醇,经冷凝器132和传送管线8将其回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约98mol%二丁基-二(1-乙氧基-丙基-2-氧)锡和约2mol%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(1-乙氧基-丙基-2-氧)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约60℃,经传送管线7以约1160g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约100g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约70℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度50℃、常压进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.06和y=1.94。
[比较例4]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
进行与实施例1同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:含二氧化碳结合体的混合物的制造
在图4所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以1200g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以23000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以约20000g/hr的流量向蒸馏塔110传送含水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以约322g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物MetalGauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5,向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约99wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡。通过冷却器131将该组合物冷却到约80℃,经传送管线7以约1490g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以约13kPa的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约90g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约80℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10中,于温度80℃、压力约13kPa进行传送,但是出现了空化,不能连续传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.08和y=1.99。
[实施例18]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入672g(2.7mol)二丁基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和1900g(21.5mol)3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在约145℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,在常压旋转搅拌并加热约40分钟后,混合液沸腾,开始进行含水的3-甲基-1-丁醇的蒸馏。在该状态保持7小时后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为74kPa~35kPa的状态,蒸馏过剩的3-甲基-1-丁醇。不再有馏分馏出后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变成了透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到880g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,基于二丁基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下面的工序2中使用的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:利用连续制造装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。由传送管线4以约13384g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷与3-甲基-1-丁醇的混合液(该二锡氧烷浓度约为33wt%),从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约23kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约14950g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约5130g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.45MPa-G。塔型反应器240中,调整反应温度为60℃,制造二氧化碳结合体。所得到的二氧化碳结合体是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐转化为含有二氧化碳结合体的混合物。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.31和y=1.72。该混合物在传送管线10内,于温度50℃、压力0.5MPa-G进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以流量约5894g/hr供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约210g/hr的流量供给到高压釜内,使高压釜内压保持在4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约5小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。将该反应液通过传送管线15和调节阀传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,分离未利用的二氧化碳,从传送管线17回收二氧化碳。其后,将经分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调节为约5332g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,以944g/Hr的流量从回收管线20得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。
[实施例19]
通过与实施例18的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以约13384g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷与3-甲基-1-丁醇的混合液(该二锡氧烷浓度约为33wt%),从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约22kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约14950g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约5130g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.45MPa-G。塔型反应器240中,调整反应温度为60℃,制造二氧化碳结合体。所得到的二氧化碳结合体是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物经传送管线10以约5894g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳以约210g/hr的流量供给到高压釜中,并使高压釜内压维持在4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约5小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120C、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9,将该二氧化碳再循环到二氧化碳结合体制造装置140中。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,该混合物在传送管线10中,于温度50℃、压力0.5MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。另外,通气管线12中没有发现气流,再循环的未利用的二氧化碳以含有二氧化碳结合体的混合物的形式被回收。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.32和y=1.72。
[实施例20]
通过与实施例18的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以约13384g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷与3-甲基-1-丁醇的混合液(该二锡氧烷浓度约为33wt%),从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约23kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约14950g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含行高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约5130g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.45MPa-G。在塔型反应器240内,将反应温度调整为60℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物经传送管线10以约5894g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约212g/hr的流量供给到高压釜内,并使高压釜内压维持在4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约5小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,二氧化碳的供给仅从供给管线14进行,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10内,该混合物于温度60℃、压力0.45MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,再循环的未利用的二氧化碳以含有二氧化碳结合体的混合物的形式被回收。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.33和y=1.71。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调节为约5332g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。供给的二氧化碳为212g/hr,相对于此,制造碳酸酯所消耗的二氧化碳的流量为210g/hr,二氧化碳的利用率为99%,通过将经薄膜蒸发装置160分离的二氧化碳进行再循环,能够得到高的二氧化碳利用率。
[实施例21]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入700g(1.94mo1)二辛基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和1700g(19.3mol)3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在143℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,在常压旋转搅拌并加热约40分钟后,混合液沸腾,开始进行低沸成分的蒸馏。在该状态保持7小时后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为76kPa~32kPa的状态,蒸馏残存的低沸成分。不再有低沸成分馏出后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变为透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到864g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,基于二辛基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下述工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以约14883g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷与3-甲基-1-丁醇的混合液(该二锡氧烷浓度约为40wt%),从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约23kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约14950g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约73wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约26wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约6630g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.45MPa-G。在塔型反应器240内,将反应温度调整为60℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该二氧化碳结合体在传送管线10内,于温度60℃、压力0.45MPa-G进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以约7394g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳以约210g/hr的流量供给到高压釜150中,维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约6小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中,使其与经传送管线7传送来的烃基锡醇盐组合物反应,制造含有二氧化碳结合体的混合物。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,仅从供给管线14进行二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,供给的未利用的二氧化碳被以二氧化碳结合体的形式回收。对该二氧化碳结合体进行取样,进行元素分析,其结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.33和y=1.71。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调整为约6840g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分以约950g/Hr的流量经冷凝器172和传送管线19向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180进行供给,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。
[实施例22]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
通过与实施例21的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以约14883g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷与3-甲基-1-丁醇的混合液(该二锡氧烷浓度约为40wt%),从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约23kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约14950g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约73wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约26wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约70℃,经传送管线7以约6630g/hr的流量传送到填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为1.0MPa-G。在塔型反应器240内,将反应温度调整为80℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该二氧化碳结合体在传送管线10内,于温度80℃、压力1.0MPa-G进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以约7394g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳以约210g/hr的流量供给到高压釜150中,维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约6小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中,使其与经传送管线7传送来的烃基锡醇盐组合物反应,制造含有二氧化碳结合体的混合物。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,仅从供给管线14进行二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,供给的未利用的二氧化碳被以二氧化碳结合体的形式回收。对该二氧化碳结合体进行取样,进行元素分析,其结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.3和y=1.71。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调整为约5332g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。
[实施例23]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入692g(2.78mol)二丁基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和2000g(27mol)1-丁醇(日本国,和光社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在126℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,在常压旋转搅拌并加热约30分钟后,混合液沸腾,开始进行低沸成分的蒸馏。在该状态保持8小时后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为76kPa~54kPa的状态,蒸馏残存的低沸成分。不再有低沸成分馏出后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变为透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到952g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷,基于二丁基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下述工序B中使用的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。以约19350g/hr的流量从传送管线4向填充有填充物Mellapak 750Y(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷与1-丁醇的混合液(该二锡氧烷浓度约22wt%),从传送管线2以24716g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的1-丁醇(日本国,和光纯药社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约96kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约24700g/hr的流量传送含有水的1-丁醇,并经供给管线1以824g/hr的流量向该蒸馏塔110传送1-丁醇(日本国,和光纯药社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal GauzeCY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基锡二丁醇盐和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二丁基锡二丁醇盐和约24wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约4812g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.45MPa-G。在塔型反应器240内,将反应温度调整为60℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该二氧化碳结合体在传送管线10内,于温度60℃、压力0.45MPa-G进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以流量约5576g/hr供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳以约210g/hr的流量供给到高压釜150中,维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定为120℃,将滞留时间调整为约5小时,得到含有未利用的二氧化碳的含碳酸二丁酯反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中,使其与经传送管线7传送来的烃基锡醇盐组合物反应,制造含有二氧化碳结合体的混合物。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,仅从供给管线14进行二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,供给的未利用的二氧化碳被以二氧化碳结合体的形式回收。对该二氧化碳结合体进行取样,进行元素分析,其结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.34和y=1.72。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二丁酯的反应液的流量调整为约5020g/hr,经传送管线16向设定为约140℃、约1.4kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)传送,得到含碳酸二丁酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约830g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180进行供给,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以813g/hr的流量得到99wt%的碳酸二丁酯。
[实施例24]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入700g(1.94mol)二辛基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和1600g(15.7mol)2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在157℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,于常压旋转搅拌并加热约40分钟后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为84kPa~65kPa的状态,蒸馏含水的2-乙基-1-丁醇。在该状态保持7小时后,进一步对体系内进行减压,蒸馏过剩的2-乙基-1-丁醇。不再馏出馏分后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变成透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到883g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷,基于二辛基氧化锡计算,其收率为99%。进行相同的操作,制造出要在下述工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以约14233g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷与2-乙基-1-丁醇的混合液(该二锡氧烷浓度约为43wt%),从传送管线2以12260g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整到150℃,通过压力调节阀将压力调整为约-2.0kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约12250g/hr的流量传送含有水的2-乙基-1-丁醇,并经供给管线1以958g/hr的流量向该蒸馏塔110传送2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的2-乙基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(2-乙基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去2-乙基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二辛基-二(2-乙基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约40℃,经传送管线7以约6945g/hr的流量传送到填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.3MPa-G。在塔型反应器240内,将反应温度调整为50℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该二氧化碳结合体在传送管线10内,于温度50℃、压力0.3MPa-G进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以约7710g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳以约210g/hr的流量供给到高压釜150中,维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定为120℃,将滞留时间调整为约4小时,得到含有未利用的二氧化碳的含碳酸二(2-乙基丁基)酯反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中,使其与经传送管线7传送来的烃基锡醇盐组合物反应,制造含有二氧化碳结合体的混合物。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,仅从供给管线14进行二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,供给的未利用的二氧化碳被以二氧化碳结合体的形式回收。对该二氧化碳结合体进行取样,进行元素分析,其结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.38和y=1.72。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(2-乙基丁基)酯的反应液的流量调整为约6074g/hr,经传送管线16向设定为温度约150℃、压力约0.3kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)传送,得到含有碳酸二(2-乙基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约964g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180进行供给,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以956g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(2-乙基丁基)酯。
[实施例25]
通过与实施例18的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以约13385g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷与3-甲基-1-丁醇的混合液(该二锡氧烷浓度约为33wt%),从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约23kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约14900g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约5130g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.45MPa-G。在塔型反应器240内,将反应温度调整为60℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物经传送管线10以约5894g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约210g/hr的流量供给到高压釜内,保持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约5小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10内,该混合物于温度60℃、压力0.45MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,再循环的未利用的二氧化碳以含有二氧化碳结合体的混合物的形式被回收。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.32和y=1.72。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调节为约5332g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,以944g/Hr的流量从回收管线20得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。另一方面,由薄膜蒸发装置170得到含有烃基锡醇盐组合物的残留液,将其经传送管线18和传送管线4再循环到塔型反应器120。将该残留液以约4388g/hr的流量向塔型反应器120供给,使其与经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇反应。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约5130g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。使该组合物与从薄膜蒸发器160分离出的未利用的二氧化碳(约764g/hr)反应。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10内,该混合物于温度60℃、压力0.45MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,再循环的烃基锡醇盐组合物和再循环的未利用的二氧化碳转化为含有二氧化碳结合体的混合物。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.34和y=1.73。
[参考例1]
通过与实施例18的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,在下面的工序制造碳酸酯。
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以约13385g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷与3-甲基-1-丁醇的混合液(该二锡氧烷浓度约为33wt%),从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约22kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约14950g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7以约5130g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.5MPa-G。在塔型反应器240内,将反应温度调整为50℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10内,该混合物于温度60℃、压力0.45MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.33和y=1.72。该混合物经传送管线10、升压泵和传送管线11,以约5894g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约212g/hr的流量供给到高压釜内,保持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约5小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,并从通气管线21排出。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调节为约5332g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。供给的二氧化碳为973g/hr,相对于此,制造碳酸酯所消耗的二氧化碳的流量为210g/hr,二氧化碳的利用率为22%,与实施例20相比,利用率大为降低。
[比较例5]
在图9所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。将约800g二丁基锡二甲醇盐(美国,Aldrich社制造)经传送管线7传送到带有热交换用套管和搅拌装置的高压釜540的上部。将该高压釜加热到约180℃,将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)经传送管线9供给到高压釜540中,调整压力为20MPa-G,制造含有二氧化碳结合体的混合物。将该混合物冷却到常温,经传送管线10进行传送,但是产生了白色固体物质,发生了管线的阻塞,从而没能传送。
[实施例26]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
在容积3000mL的茄型烧瓶中加入500g(2.01mol)二丁基氧化锡(日本国,三共有机合成社制造)和1047g(8.04mol)2-乙基-1-己醇(日本国,和光纯药社制造)。将装有白色浆料状的该混合物的烧瓶安到蒸发器(日本国,柴田社制造,R-144)上,所述蒸发器连接有带温度调节器的油浴(日本国,增田理化工业社制造,OBH-24)、真空泵(日本国,ULVAC社制造,G-50A)和真空控制器(日本国,冈野制作所社制造,VC-10S)。蒸发器的进气阀出口与其中流通常压氮气的管线连接。关闭蒸发器的进气阀,进行体系内的减压后,缓慢打开进气阀,向体系内流入氮气,恢复到常压。将油浴温度设定在157℃,将该烧瓶浸到该油浴中,开始旋转蒸发器。在保持蒸发器的进气阀开放的状态下,于常压旋转搅拌并加热约40分钟后,关闭进气阀,对体系内慢慢减压,在体系内的压力为40kPa~20kPa的状态,蒸馏含有水的2-乙基-1-己醇。在该状态保持2小时后,进一步对体系内进行减压,蒸馏过剩的2-乙基-1-己醇。不再有馏分馏出后,将该烧瓶从油浴中提起。反应液变成了透明的液体。其后,将该烧瓶从油浴中提起,慢慢打开进气阀,使体系内的压力恢复到常压。在该烧瓶中得到750g反应液。由119Sn、1H、13C-NMR的分析结果可知,得到了生成物1,1,3,3-四丁基-1,3-二(2-乙基己氧基)-二锡氧烷,基于二辛基氧化锡计算,其收率为98%。进行相同的操作,制造出要在下述工序B中使用的1,1,3,3-四丁基-1,3-二(2-乙基己氧基)-二锡氧烷。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以4943g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四丁基-1,3-二(2-乙基己氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以15653g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的2-乙基-1-己醇(日本国,和光纯药社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整到140℃,通过压力调节阀将压力调整为约-58kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以15000g/hr的流量向蒸馏塔110传送含有水的2-乙基-1-己醇,并经供给管线1以1223g/hr的流量向该蒸馏塔110传送2-乙基-1-己醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的2-乙基-1-己醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(2-乙基己氧基)锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(2-乙基己氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去2-乙基-1-己醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约70wt%二丁基-二(2-乙基己氧基)锡和约28wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(2-乙基己氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约100℃,经传送管线7以约6083g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。常压下,经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240内,将反应温度调节为100℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。通气管线12中的未反应的二氧化碳流量为约380g/hr。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10中,该混合物于温度100℃、常压进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.65和y=1.71。该混合物经传送管线10、升压泵和传送管线11,以约6465g/hr的流量向带搅拌装置的高压釜150供给。通过供给管线14,将二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约592g/hr的流量供给到高压釜内,保持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定为120℃,将滞留时间调整为约4小时,得到含有未利用的二氧化碳的含碳酸二(2-乙基己基)反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,二氧化碳的供给仅从供给管线14进行,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10中,该混合物于温度100℃、常压进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。通气管线12中的二氧化碳气体的流量为约380g/hr。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.65和y=1.71。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调节为约6282g/hr,经传送管线16向设定为约160℃、约0.1kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)传送,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约1350g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180进行供给,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以1338g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。供给的二氧化碳为973g/hr,相对于此,制造碳酸酯所消耗的二氧化碳的流量为210g/hr,二氧化碳的利用率为约35%。
[实施例27]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
进行与实施例21同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以5885g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以约1000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约23kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约700g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约70g/hr的流量传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal GauzeCY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约18mol%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约82mol%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约15℃,经传送管线7以约6010g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以0.4MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约500g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约20℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10内,于温度20℃、压力0.4MPa-G进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.75和y=1.09。该二氧化碳结合体经传送管线10进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以约6500g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,以约210g/Hr的流量向高压釜150供给二氧化碳,维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约6小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中,使其与经传送管线7传送来的烃基锡醇盐组合物反应,制造含有二氧化碳结合体的混合物。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,仅从供给管线14进行二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,供给的未利用的二氧化碳被以二氧化碳结合体的形式回收。对该二氧化碳结合体进行取样,进行元素分析,其结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.75和y=1.09。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调整为约5332g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分以约200g/Hr的流量经冷凝器172和传送管线19向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180进行供给,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以185g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。
[实施例28]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
进行与实施例21同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以5880g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以约100g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为140℃,通过压力调节阀将压力调整为约21kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约70g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约5g/hr的流量传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约97mol%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约15℃,经传送管线7以约5890g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以0.4MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约500g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约20℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10内,于温度20℃、压力0.4MPa-G进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.56和y=0.98。该二氧化碳结合体经传送管线10进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以约6300g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳以约210g/hr的流量向高压釜150供给,维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约6小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中,使其与经传送管线7传送来的烃基锡醇盐组合物反应,制造含有二氧化碳结合体的混合物。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,仅从供给管线14进行二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,供给的未利用的二氧化碳被以二氧化碳结合体的形式回收。对该二氧化碳结合体进行取样,进行元素分析,其结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=0.55和y=0.98。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调整为约5990g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含行碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约90g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180进行供给,进行蒸馏提纯后,以约80g/hr的流量从回收管线20得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。
[实施例29]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
通过与实施例21的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。经传送管线4以约5887g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器传送1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约14000g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约72wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约27wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约40℃,经传送管线7以约6627g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.25MPa-G。在塔型反应器240内,将反应温度调整为50℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物经传送管线10以约7391g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14以约210g/Hr的流量向高压釜供给二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下),维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约7小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10内,该混合物于温度50℃、压力0.25MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,再循环的未利用的二氧化碳以含有二氧化碳结合体的混合物的形式被回收。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.33和y=1.72。
经传送管线16将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液向设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)传送,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。另一方面,由薄膜蒸发装置170得到含有烃基锡醇盐组合物的残留液,将其经传送管线18和传送管线4再循环到塔型反应器120。分析该残留液,从传送管线22供给工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷以使1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的流量为约5887g/hr,经传送管线18和传送管线4向塔型反应器120传送,使其与经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇反应。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约72wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约27wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7将该组合物以约6627g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。使该组合物与从薄膜蒸发器160分离出的未利用的二氧化碳(约764g/hr)反应。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10内,该混合物于温度50℃、压力0.25MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,再循环的烃基锡醇盐组合物和再循环的未利用的二氧化碳转化为含有二氧化碳结合体的混合物。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.31和y=1.71。以上述的条件继续进行连续运转约600hr。其后从传送管线18回收烃基锡醇盐组合物,该回收的烃基锡醇盐组合物中除了含有约60wt%的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷外,还含有约20wt%的三辛基-二(3-甲基丁基)-锡,并且119Sn-NMR光谱中在-220~-605ppm出现了2个以上由锡化合物产生的化学位移。对从传送管线10得到的含二氧化碳结合体的混合物进行取样,进行分析,其结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.31和y=1.72。另外,碳酸二(3-甲基丁基)酯的连续产率为约944g/hr。
[实施例30]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
通过与实施例21的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。经传送管线4以约5887/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器传送1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约14000g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约72wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约27wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约40℃,经传送管线7以约6627g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.25MPa-G。在塔型反应器240内,将反应温度调整为50℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物经传送管线10以约7391g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约210g/hr的流量供给到高压釜内,保持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约7小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10内,该混合物于温度50℃、压力0.25MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,再循环的未利用的二氧化碳以含有二氧化碳结合体的混合物的形式被回收。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.30和y=1.71。
经传送管线16将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液向设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)传送,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。另一方面,由薄膜蒸发装置170得到含有烃基锡醇盐组合物的残留液,将其经传送管线18和传送管线4再循环到塔型反应器120,使其与经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇反应。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约72wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约27wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约50℃,经传送管线7,将该组合物以约6627g/hr的流量向二氧化碳结合体制造装置140的上部传送。使该组合物与从薄膜蒸发器160分离出的未利用的二氧化碳(约764g/hr)反应。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10内,该混合物于温度50℃、压力0.25MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,再循环的烃基锡醇盐组合物和再循环的未利用的二氧化碳转化为含有二氧化碳结合体的混合物。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.3和y=1.7。以上述的条件继续进行连续运转约1800hr。其后从传送管线18回收烃基锡醇盐组合物,该回收的烃基锡醇盐组合物中除了含有约10wt%的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷外,还含有约45wt%的三辛基-二(3-甲基丁基)-锡,并且119Sn-NMR光谱中,在-220~-605ppm出现了2个以上由锡化合物产生的化学位移。对从传送管线10得到的含二氧化碳结合体的混合物进行取样,进行分析,其结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.02和y=0.96。另外,碳酸二(3-甲基丁基)酯的产率连续减少,运转约1200hr后,碳酸二(3-甲基丁基)酯的产率约为56g/hr。
[实施例31]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
进行与实施例21同样的操作,制造出要在下面的工序B中使用的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。
工序B:经干燥的气态的二氧化碳的制造
在图4所示的装置中制造含有二氧化碳结合体的混合物。从传送管线4以1200g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给工序A制造的1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以20000g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6向蒸馏塔110以约18000g/hr的流量传送含水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1向该蒸馏塔110以约100g/hr的流量传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物MetalGauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8回收。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约90mol%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约10mol%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约30℃,经传送管线7以约1375g/hr的流量传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以0.1MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.9%,水分约120ppm)以约200g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。在塔型反应器240中,调整反应温度为约40℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物是液体,在传送管线10内,于温度40℃、压力0.1MPa-G进行传送,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下连续传送。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.34和y=1.80。将该混合物加热到约120℃,使二氧化碳脱离。对该二氧化碳进行分析,结果水分约为10ppm。从通气管线12连续抽出气态二氧化碳,对该二氧化碳的水分进行分析,结果水分约为10ppm。
[比较例6]
使用氢氧化钠水溶液,进行二氧化碳的吸收。作为装置,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)且具有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。以约1.5L/hr的流量经传送管线7将氢氧化钠水溶液(日本国,和光纯药社制造,浓度5mol/L)向塔型反应器240的上部供给,以0.1MPa-G的压力,经传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.9%,水分约120ppm)以约200g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部。塔型反应器240中,调整反应温度为约40℃,进行二氧化碳的吸收。从通气管线12连续抽出气态二氧化碳,对该二氧化碳的水分进行分析,结果水分约为5000ppm。从传送管线10回收约1L与二氧化碳反应后的氢氧化钠水溶液,在该水溶液中加入约1.2L的硫酸水溶液(日本国,和光纯药社制造,47%),使二氧化碳脱离。对该二氧化碳进行分析,结果水分约为6000ppm。
[实施例32]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
通过与实施例24的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷,在下面的工序制造碳酸酯。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以6074g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以13500g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约31kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以12350g/hr的流量向蒸馏塔110传送含有水的2-乙基-1-丁醇,并经供给管线1以958g/hr的流量向该蒸馏塔110传送2-乙基-1-丁醇(日本国,Chisso社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的2-乙基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(2-乙基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去2-乙基-1-丁醇,并将其经冷凝器132、传送管线8和传送管线4,返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二辛基-二(2-乙基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(2-乙基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约40℃,经传送管线7以约6945g/hr的流量传送到填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约973g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为1MPa-G。在塔型反应器240中,调整反应温度为约45℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。在传送管线10中,该二氧化碳结合体于温度约45℃、压力1MPa-G的条件进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以流量约7710g/hr供给到带搅拌装置的高压釜150中。不向高压釜150供给二氧化碳,将高压釜内的温度设定为120℃,将滞留时间调整为约4小时,得到含有未利用的二氧化碳的含碳酸二(2-乙基丁基)酯反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中,使其与经传送管线7传送来的烃基锡醇盐组合物反应,制造含有二氧化碳结合体的混合物。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,仅从供给管线14进行二氧化碳的供给,从传送管线17以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,供给的未利用的二氧化碳被以二氧化碳结合体的形式回收。对该二氧化碳结合体进行取样,进行元素分析,其结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.65和y=1.70。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(2-乙基丁基)酯的反应液的流量调整为约6074g/hr,经传送管线16向设定为温度约150℃、压力约0.3kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)传送,得到含有碳酸二(2-乙基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约964g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180进行供给,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以956g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(2-乙基丁基)酯。
[实施例33]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
通过与实施例21的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以5887g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以14953g/hr的流量向蒸馏塔110传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110供给3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约73wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约26wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约40℃,经传送管线7以约6630g/hr的流量传送到填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图8所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的内径53.5mm、有效长度1380mm(填充长度约1000mm)的塔型反应器340和塔型反应器440(两塔型反应器相同,通过传送管线23和传送管线24连接)。以约764g/hr的流量经供给管线13和传送管线9向塔型反应器440的下部供给气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下),调整塔内压力为0.02MPa-G。塔型反应器440中,未反应的二氧化碳经传送管线24和冷却器442向塔型反应器340的下部传送,并且在塔型反应器340中进行与烃基锡醇盐组合物的反应。从塔型反应器340的下部得到含有二氧化碳结合体的混合物,该混合物的温度为约68℃,用冷却器341冷却到约20℃,经传送管线23传送到塔型反应器440的上部,并使其与二氧化碳反应。由塔型反应器440的下部得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。在传送管线10中,该二氧化碳结合体于温度约24℃、压力0.02MPa-G的条件进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以约7394g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳以约210g/hr的流量向高压釜150供给,维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约6小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中,使其与经传送管线7传送来的烃基锡醇盐组合物反应,制造含有二氧化碳结合体的混合物。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,仅从供给管线14进行二氧化碳的供给,从传送管线17以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,供给的未利用的二氧化碳被以二氧化碳结合体的形式回收。对该二氧化碳结合体进行取样,进行元素分析,其结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.34和y=1.72。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调整为约5332g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含行碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。
[实施例34]
工序A:四烃基二烃氧基二锡氧烷的制造
通过与实施例21的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
工序B:利用连续装置进行的碳酸酯的制造
在图6所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以5887g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以14953g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以14953g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约73wt%二辛基-二(3-甲基丁氧基)锡和约26wt%1,1,3,3-四辛基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约40℃,经传送管线7以约6630g/hr的流量向二氧化碳结合体制造装置140传送。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图9所示的带有热交换用套管和搅拌装置的高压釜540。以约764g/hr的流量经传送管线9向高压釜540的下部供给气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下),调整压力为0.25MPa-G。高压釜540中,将反应温度调整为50℃,制造含有二氧化碳结合体的混合物。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐组合物转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该二氧化碳结合体在传送管线10内,于温度50℃、压力0.25MPa-G的条件进行传送,然后,使用升压泵141,经传送管线11以约7394g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳以约210g/hr的流量向高压釜150供给,维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约6小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,将该二氧化碳经冷却器162、传送管线17、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中,使其与经传送管线7传送来的烃基锡醇盐组合物反应,制造含有二氧化碳结合体的混合物。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,仅从供给管线14进行二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,供给的未利用的二氧化碳被以二氧化碳结合体的形式回收。对该二氧化碳结合体进行取样,进行元素分析,其结果如下,形成二氧化碳结合体的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.35和y=1.72。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调整为约5332g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。
[实施例35]
通过与实施例18的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
在图10所示的连续制造装置中制造碳酸酯。从传送管线4以4388g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer ChemtechLtd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以14952g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以14000g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约30℃,经传送管线7,以约5130g/hr的流量,传送到二氧化碳结合体制造装置140的上部。作为二氧化碳结合体制造装置140,使用图7所示的填充有狄克松填料(日本国,东京特殊金网社制造,尺寸6mm)的带有冷却用套管的内径53.5mm、有效长度2680mm(填充长度约2000mm)的塔型反应器240。经供给管线13和传送管线9将气态的二氧化碳(日本国,昭和碳酸社制造,纯度99.99%,水分40ppm以下)以约764g/hr的流量供给到塔型反应器240的下部,并进行调整,使塔内压力为0.05MPa-G。塔型反应器240中,调整反应温度为40℃,制造二氧化碳结合体。所得到的二氧化碳结合体是液体,经传送管线10传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中没有发现有气流,供给的二氧化碳和烃基锡醇盐转化为含有二氧化碳结合体的混合物。该混合物经传送管线10以约5894g/hr的流量供给到带搅拌装置的高压釜150中。通过供给管线14,将二氧化碳以约210g/hr的流量供给到高压釜,并维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约5小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,经冷却器162、传送管线17、压缩器166和传送管线25,将该二氧化碳向槽型反应器164传送。以约3L/hr的流量从传送管线26向槽型反应器164供给氢氧化钠水溶液(日本国,和光纯药社制造,浓度8mol/L),常压下向该水溶液鼓入二氧化碳,以吸收二氧化碳。将吸收了二氧化碳的水溶液经传送管线27向槽型反应器165传送,使其与从传送管线28以约3.5L/hr的流量供给的硫酸水溶液(日本国,和光纯药社制造,浓度47%)反应,从回收管线29回收反应后的水溶液,将脱离的二氧化碳经传送管线30、压缩器163和传送管线9再循环到二氧化碳结合体制造装置140中。同时慢慢地减少从供给管线13供给的二氧化碳,在平稳状态下停止从供给管线13进行的二氧化碳的供给,从传送管线17,以约764g/hr的流量传送未利用的二氧化碳。所得到的含有二氧化碳结合体的混合物与实施例18同样是液体,在传送管线10中,该混合物于温度40℃、压力0.05MPa-G进行传送时,能够在不产生管线阻塞之类的问题的情况下传送。并且,通气管线12中未见气流,再循环的未利用的二氧化碳以含有二氧化碳结合体的混合物的形式被回收。对该混合物进行取样,进行元素分析,结果如下,形成该混合物的锡原子、二氧化碳和OR基的摩尔数的比例(Z∶(CO2)x∶(OR)y)为x=1.32和y=1.71。将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调整为约5330g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。从二氧化碳的再循环开始后,碳酸二(3-甲基丁基)酯的产率慢慢地降低,但在约850g/hr达到稳态。
[比较例7]
通过与实施例18的工序A相同的方法,制造1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,然后在下面的工序中制造碳酸酯。
在图11所示的连续制造装置中制造碳酸酯。该装置中未设置二氧化碳结合体制造装置,未利用的二氧化碳通过与碱性水溶液的反应进行回收。从传送管线4以4388g/hr的流量向填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)的内径151mm、有效长度5040mm的塔型反应器供给1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷,从传送管线2以14952g/hr的流量向塔型反应器120供给经蒸馏塔110提纯的3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造)。该反应器内,通过加热器和重沸器121将液体温度调整为160℃,通过压力调节阀将压力调整为约120kPa-G。该反应器内的滞留时间为约17分钟。从反应器上部经传送管线6以14000g/hr的流量传送含有水的3-甲基-1-丁醇,并经供给管线1以825g/hr的流量向该蒸馏塔110传送3-甲基-1-丁醇(日本国,可乐丽社制造),进行蒸馏提纯,所述蒸馏塔110填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,Sulzer Chemtech Ltd.社制造)且具有重沸器111和冷凝器112。在蒸馏塔110的上部,通过冷凝器112对含有高浓度的水的馏分进行冷凝,并由回收管线3回收该馏分。经位于蒸馏塔110下部的传送管线2,传送经提纯的3-甲基-1-丁醇。由塔型反应器120的下部得到含有二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷的烃基锡醇盐组合物,将该组合物经传送管线5向薄膜蒸发装置130(日本国,神钢环境Solution社制造)供给。在薄膜蒸发装置130中,蒸馏除去3-甲基-1-丁醇,经冷凝器132、传送管线8和传送管线4返送到塔型反应器120。由薄膜蒸发装置130的下部得到烃基锡醇盐组合物,该组合物含有约74wt%二丁基-二(3-甲基丁氧基)锡和约25wt%1,1,3,3-四丁基-1,3-二(3-甲基丁氧基)-二锡氧烷。通过冷却器131将该组合物冷却到约80℃,经传送管线7和升压泵141以约5130g/hr的流量向带搅拌装置的高压釜150供给。通过供给管线13、传送管线9和传送管线14以约974g/Hr的流量向高压釜供给二氧化碳,维持高压釜内压为4MPa-G。将高压釜内的温度设定在120℃,将滞留时间调整为约5小时,得到了含有未利用的二氧化碳的碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液。通过传送管线15和调节阀,将该反应液传送到设定为温度约120℃、压力约13kPa的薄膜蒸发装置160(日本国,神钢环境Solution社制造)中,以气态形式分离未利用的二氧化碳,经冷却器162、传送管线17、压缩器166和传送管线25向槽型反应器164传送该二氧化碳。从传送管线26以约3L/hr的流量向槽型反应器164供给氢氧化钠水溶液(日本国,和光纯药社制造,浓度8mol/L),常压下对该水溶液鼓入二氧化碳,以吸收二氧化碳。将吸收了二氧化碳的水溶液经传送管线27向槽型反应器165传送,使其与从传送管线28以约3.5L/hr的流量供给的硫酸水溶液(日本国,和光纯药社制造,浓度47%)反应,从回收管线29回收反应后的水溶液,将脱离的二氧化碳经传送管线30、压缩器163、传送管线9和传送管线14再循环到高压釜150。同时,慢慢地减少供给管线13的二氧化碳供给量,稳定状态下,未利用的二氧化碳以约763g/hr的流量在传送管线17传送,二氧化碳供给量以约210g/hr的流量在供给管线13传送。
将经薄膜蒸发装置160分离的含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的反应液的流量调整为约5330g/hr,经传送管线16传送到设定为约142℃、约0.5kPa的薄膜蒸发装置170(日本国,神钢环境Solution社制造)中,得到含有碳酸二(3-甲基丁基)酯的馏分。该馏分经冷凝器172和传送管线19以约950g/hr的流量供给到填充有填充物Metal Gauze CY(瑞士,SulzerChemtech Ltd.社制造)且具有重沸器181和冷凝器182的蒸馏塔180,进行蒸馏提纯后,从回收管线20以944g/hr的流量得到99wt%的碳酸二(3-甲基丁基)酯。从二氧化碳的再循环开始后,碳酸二(3-甲基丁基)酯的产率慢慢地降低,但在约560g/hr达到稳态。与实施例35相比,碳酸酯减少。
[比较例8]
将约60g六亚甲基二胺(日本国,东京化成社制造,纯度99%)于空气中转移到透明瓶中,在常温(约23℃)静置。刚静置时,该六亚甲基二胺是无色透明,但约1年后其变成了黄色。
[实施例36]
将与实施例2同样得到的二氧化碳结合体加热到约120℃,使二氧化碳(水分约10ppm)脱离。使约800g该二氧化碳与约60g六亚甲基二胺(日本国,东京化成社制造,纯度99%)在常温反应。生成的氨基甲酸六亚甲基二胺是白色固体,将该固体与比较例9同样地在常温将其转移到透明瓶中,在常温(约23℃)静置约1年。其后,该固体没有颜色变化,将该固体放入300mL的茄型烧瓶中,进行氮气交换,在常压加热到150℃,使二氧化碳脱离。持续加热到不再产生气体后,得到无色透明的液体。将该液体冷却到常温,进行分析,结果该液体为六亚甲基二胺,纯度为99%。
[比较例9]
使由比较例7得到的二氧化碳(水分约6000ppm)与约60g六亚甲基二胺(日本国,东京化成社制造,纯度99%)在常温反应。生成的氨基甲酸六亚甲基二胺是白色固体,将该固体与比较例9同样地在常温于空气中转移到透明瓶中,在常温(约23℃)静置约1年。其后,该固体没有颜色变化,将该固体装入300mL的茄型烧瓶中,进行氮气交换,常压下加热到150℃,使二氧化碳脱离。持续加热到不再生成气体后,得到茶色的液体。将该液体冷却到常温,进行分析,结果该液体是六亚甲基二胺,纯度为约97%。
产业上的可利用性
通过使用本发明的混合物,能够以液态混合物的形式传送二氧化碳,并且,由该混合物得到的二氧化碳实质上不含水。另外,本发明的混合物能够通过使二氧化碳气体与烃基锡醇盐组合物反应来容易地得到,所以能够以二氧化碳的高效的回收利用混合物的形式使用,在产业上有很大用处。
Claims (24)
1、一种二氧化碳的传送用混合物,其含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳,所述烃基锡醇盐组合物含有烃基锡醇盐和烃基锡醇盐的二氧化碳结合体,其中,
设所述混合物中含有的构成所述烃基锡醇盐和/或所述烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子的摩尔数为Z,
设以所述烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式含有的二氧化碳以及所述混合物中含的二氧化碳为(CO2),
设所述混合物中含有的OR基为(OR),此处,所述OR基的O表示氧原子,R是脂肪族基团、芳烷基,R表示
i)形成锡-OR键的OR基的R和/或
ii)形成烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中的-O-(CO)-OR键的OR基的R,
在Z∶(CO2)x∶(OR)y的关系中,表示摩尔比的x为0.1~2,表示摩尔比的y为0.5~2。
2、如权利要求1所述的混合物,其中,所述混合物是使所述烃基锡醇盐组合物吸收气态的二氧化碳并使之发生化学反应而得到的混合物。
3、如权利要求1或2所述的混合物,其中,所述R基是脂肪族基团。
4、如权利要求1~3之中任一项所述的混合物,其中,所述R基是碳原子数为1~6的烷基。
5、如权利要求1~4之中任一项所述的混合物,其中,所述R基是碳原子数为4~6的烷基。
6、如权利要求2所述的混合物,其中,进行所述化学反应的压力为常压~1MPa。
7、如权利要求2所述的混合物,其中,进行所述化学反应的温度为-40℃~80℃。
8、如权利要求2所述的混合物,其中,在处于液态的所述烃基锡醇盐组合物中吸收有气态的二氧化碳。
9、如权利要求1~8之中任一项所述的混合物,其中,传送所述混合物的温度是-40℃~80℃。
10、如权利要求1~9之中任一项所述的混合物,其中,所述烃基锡醇盐组合物含有四烃基二烃氧基二锡氧烷和/或二烃基锡二醇盐。
11、如权利要求10所述的混合物,其中,所述烃基锡醇盐组合物中含有的四烃基二烃氧基二锡氧烷与二烃基锡二醇盐的摩尔比例为0∶100~80∶20。
12、如权利要求10或11所述的混合物,其中,所述混合物还含有碳酸酯,并且,相对于所述烃基锡醇盐组合物中的四烃基-二烃氧基-二锡氧烷的摩尔数,所述碳酸酯的含量小于20摩尔%。
15、如权利要求1~14之中任一项所述的混合物,其中,所述烃基锡醇盐组合物是含有至少1种二烃基锡醇盐的单体、缔合体、聚合物状成分的烃基锡醇盐组合物。
16、一种碳酸酯的制造方法,该制造方法包括使权利要求1所述的混合物与二氧化碳反应的工序。
17、如权利要求16所述的碳酸酯的制造方法,其中,该制造方法包括下述工序:
工序1:得到如下混合物:所述混合物含有烃基锡醇盐组合物和二氧化碳,所述烃基锡醇盐组合物含有使气态的二氧化碳与烃基锡醇盐反应而得到的烃基锡醇盐的二氧化碳结合体,设所述混合物中含有的构成烃基锡醇盐和/或烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的锡原子摩尔数为Z,设以所述烃基锡醇盐的二氧化碳结合体的形式含有的二氧化碳以及所述混合物中含的二氧化碳为(CO2),
设所述混合物中含有的OR基为(OR),此处,所述OR基的O表示氧原子,R是脂肪族基团、芳烷基,R表示
i)形成锡-OR键的OR基的R和/或
ii)形成烃基锡醇盐的二氧化碳结合体中的-O-(CO)-OR键的OR基的R,
在Z∶(CO2)x∶(OR)y的关系中,表示摩尔比的x为0.1~2,表示摩尔比的y为0.5~2;
工序2:将处于液态的所述混合物向碳酸酯合成工序传送;
工序3:在二氧化碳存在下,由所述混合物得到含有碳酸酯的反应液;和
工序4:由所述反应液以气态成分形式分离二氧化碳。
18、如权利要求17所述的碳酸酯的制造方法,其中,在工序4后还包括工序5:将所述分离出的气态二氧化碳再循环到工序1中。
19、如权利要求18所述的碳酸酯的制造方法,其中,工序5后还包括如下工序:
工序6:由在工序4中分离出了二氧化碳的反应液分离碳酸酯,得到残留液,
工序7:使所述残留液与醇反应,得到烃基锡醇盐组合物,和
工序8:将所述烃基锡醇盐组合物向工序1中再循环。
20、如权利要求19所述的碳酸酯的制造方法,其中,所述醇是下式(3)表示的醇,
R11OH
(3)
式(3)中,R11与工序1的混合物中的OR基(OR)的R定义相同。
21、一种二氧化碳的回收利用方法,该方法包括如下工序:对权利要求1所述的混合物进行加热和/或减压,使二氧化碳脱离,利用所述脱离的二氧化碳。
22、一种干燥的气态二氧化碳的制造方法,该方法中,权利要求1所述的混合物是在反应器中连续供给气态二氧化碳进行化学反应而得到的混合物,得到作为液相成分的所述混合物的同时,将所述反应器的气相部连续抽出,得到含水量低于所述连续供给的气态二氧化碳的干燥的气态二氧化碳。
23、一种二氧化碳的传送方法,该方法包括对液态的权利要求1所述的上述混合物的传送。
24、如权利要求23所述的传送方法,其中,传送所述混合物的温度是-40℃~80℃。
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