Procedimiento para preparar alcanodiol y carbonato de dialquilo.

Procedimiento para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo que comprende:

(a) hacer reaccionar un alquileno-carbonato y un alcanol a una temperatura de 10 a 200 ºC, a una presión de 5 x 104 a 5 x 106 N/m2 y en ausencia de un catalizador de transesterifación, para obtener una mezcla que comprende hidroxialquil-alquil-carbonato, alcanol y alquileno-carbonato;

(b) poner en contacto la mezcla que comprende hidroxialquil-alquil-carbonato, alcanol y alquileno-carbonato con un catalizador de transesterificación a una temperatura de 10 a 200 ºC y una presión de 5 x 104 a 5 x 106 N/m2, para obtener una mezcla que comprende el alcanodiol y el carbonato de dialquilo; y

(c) recuperar el alcanodiol y el carbonato de dialquilo a partir de la mezcla que comprende el alcanodiol y el carbonato de dialquilo.

Procedimiento para preparar alcanodiol y carbonato de dialquilo

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo a partir de un alqulleno-carbonato y un alcanol.

Estos procedimientos de transesterificación son conocidos. Según estos procedimientos de transesterificación conocidos, la reacción del alcanol con el alquileno-carbonato tiene que ser efectuada en presencia de un catalizador de transesterificación. Véase, por ejemplo, el documento US-A-5.359.118. Este documento describe un procedimiento en el que los di(alquilCi-C4)carbonatos son preparados mediante transesterificación de un alquileno- carbonato con alcanol de C1-C4. Para ello, el alquileno-carbonato y el alcanol se hacen reaccionar en presencia de un catalizador de transesterificación. El catalizador habitualmente es homogéneo, aunque se sugiere también el uso de catalizadores heterogéneos.

El documento W233345 describe también un procedimiento en el que un carbonato cíclico y un alcohol monohidroxilado alifático se hacen reaccionaren presencia de un catalizador de transesterificación.

Es deseable, en un procedimiento para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo a partir de un alquileno-carbonato y un alcanol, hacer reaccionar el alcanol con el alquileno-carbonato en ausencia de un catalizador de transesterificación.

Sorprendentemente, se encontró que en una primera fase de este procedimiento, el alcanol se puede hacer reaccionar de hecho con alquileno-carbonato en ausencia de un catalizador de transesterificación, con una conversión y selectividad atractivas, dando lugar esta reacción a una mezcla que comprende hidroxialquil-alquil- carbonato, alcanol sin convertir y alquileno-carbonato sin convertir. Además, se encontró que en una segunda fase, la conversión adicional de la mezcla que comprende hidroxialquil-alquil-carbonato, alcanol y alqulleno-carbonato es presencia de un catalizador de transesterificación da lugar a una mezcla que comprende el alcanodiol y el carbonato de dialquilo, mezcla a partir de la cual puede ser recuperado el alcanodiol y el carbonato de dialquilo.

Consecuentemente, la presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dlalqullo que comprende:

(a) hacer reaccionar un alquileno-carbonato y un alcanol a una temperatura de 1 a 2 °C, a una presión de 5 x 14 a 5 x 16 N/m2 (,5 a 5 bares) y en ausencia de un catalizador de transesterifación, para obtener una mezcla que comprende hidroxialquil-alquil-carbonato, alcanol y alqulleno-carbonato;

(b) poner en contacto la mezcla que comprende hidroxialquil-alquil-carbonato, alcanol y alauileno-carbonato con un catalizador de transesterificación a una temperatura de 1 a 2 °C y una presión de 5 x 14 a 5 x 16 N/m2 (,5 a 5 bares), para obtener una mezcla que comprende el alcanodiol y el carbonato de dialquilo;

(c) recuperar el alcanodiol y el carbonato de dialquilo a partir de la mezcla que comprende el alcanodiol y el carbonato de dialquilo.

La preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo a partir de un alquileno-carbonato y un alcanol implica un mecanismo de reacción de transesterificación que comprende dos etapas. En una primera etapa, el alquileno- carbonato reacciona con una molécula del alcanol para producir un intermedio, a saber, el hidroxialquil-alquil- carbonato. En una segunda etapa, otra molécula del alcanol reacciona con dicho hidroxialquil-alquil-carbonato para producir el carbonato de dialquilo y alcanodiol deseados.

Se ha encontrado ahora que dicho hidroxialquil-alquil-carbonato intermedio es fácilmente obtenido en ausencia de un catalizador de transesterificación. Con la ausencia de un catalizador de transesterificación en la etapa (a) del presente procedimiento, se quiere decir que en dicha etapa (a) la cantidad de catalizador de transesterificación es como máximo de 1 partes por millón en peso (ppmp), basada en el alquileno-carbonato. Preferentemente, dicha cantidad máxima de catalizador de transesterificación es de 5 ppmp, más preferentemente 1 ppmp e incluso más preferentemente 1 ppmp. Lo más preferente, no está presente nada de catalizador de transesterifación detectable en el alquileno-carbonato y/o alcanol. Además, preferentemente, con la ausencia de un catalizador de transesterificación en la etapa (a) del presente procedimiento se quiere decir que en dicha etapa (a) no se añade ningún catalizador de transesterificación al alquileno-carbonato y/o alcanol.

Además de dicho hidroxialquil-alquil-carbonato intermedio, se pueden formar algunas cantidades de los productos de alcanodiol y carbonato de dialquilo en ausencia de catalizador de transesterificación. Por lo tanto, una ventaja del presente procedimiento es que se lleva a cabo parcialmente en ausencia de un catalizador. Una ventaja de no usar un catalizador de transesterificación es que se forma menos o nada de subproductos. Esto se demuestra en los ejemplos siguientes, en los que se ilustra adicionalmente la etapa (a) del procedimiento de la presente invención.

Ejemplos de subproductos que se pueden formar en general cuando está presente un catalizador de transesterificación son oligómeros del alcanodiol, por ejemplo, dietilenglicol (DEG) y trietilenglicol (TEG) en el caso de que el alquileno-carbonato sea etileno-carbonato o dipropilenglicol (DPG) y tripropilenglicol (TPG) en el caso de que el alquileno-carbonato sea propileno-carbonato. Ejemplos adicionales de estos subproductos son subproductos

de éteres, por ejemplo, 2-etoxietanol (oxitol) en el caso de que el alquileno-carbonato sea etileno-carbonato y el alcanol sea etanol, o 1-etoxipropan-2-ol y 2-etoxipropan-1-ol en el caso de que el alquileno-carbonato sea propileno- carbonato y el alcanol sea etanol.

Las etapas (a) y (b) del presente procedimiento se pueden llevar a cabo en el mismo reactor. En este caso, el catalizador de transesterificación necesario para la etapa (b) sólo es añadido a la mezcla de reacción en el momento en que se ha conseguido cierta conversión del alquileno-carbonato en el hidroxialquil-alquil-carbonato.

Sin embargo, preferentemente, dichas etapas (a) y (b) se llevan a cabo en dos reactores diferentes dispuestos en serie. En el primer reactor, el alquileno-carbonato y el alcanol se hacen reaccionar en ausencia de un catalizador de transesterificación, para obtener una mezcla que comprende hidroxialquil-alquil-carbonato, alcanol y alquileno- carbonato. La mezcla que comprende hidroxialquil-alquil-carbonato, alcanol y alquileno-carbonato es enviada, adecuadamente mediante un conducto desde dicho primer reactor a dicho segundo reactor. Además, en dicho segundo reactor, se proporciona un catalizador de transesterificación. Poniendo en contacto en dicho segundo reactor la mezcla que comprende hidroxialquil-alquil-carbonato, alcanol y alquileno-carbonato con el catalizador de transesterificación, tiene lugar una conversión adicional para obtener una mezcla que comprende el alcanodiol y el carbonato de dialquilo.

Ventajosamente, este procedimiento en el que dichas etapas (a) y (b) se llevan a cabo en dos reactores diferentes dispuestos en serie, se puede llevar a cabo de forma continua.

Además, una ventaja de comenzar con la reacción de transesterificación en un primer reactor antes de la alimentación a un segundo reactor que contiene catalizador de transesterificación, estando dispuestos dichos reactores en serie, es que a un contenido dado de catalizador y un tiempo de residencia en dicho segundo reactor, se puede obtener una conversión superior en el segundo reactor. Además, en el caso de que dicho segundo reactor funcione ya a una conversión en equilibrio, una ventaja de comenzar la reacción de transesterificación en el primer reactor es que el tamaño y/o contenido de catalizador en dicho segundo reactor se pueden reducir. Otras ventajas se refieren al control de la temperatura en el segundo reactor, como se explica con posterioridad.

En el caso de que se prefiera que sea posible mantener una temperatura constante en la totalidad del reactor, por ejemplo en un reactor de flujo pistón, se debe evitar la formación de zonas en las que la temperatura sea superior o inferior a la temperatura ajustada o media para la totalidad del reactor. En el caso de la reacción de transesterificación de dos etapas de alquileno-carbonato con un alcanol que produce primero el hidroxialquil-alquil- carbonato intermedio y en segundo lugar el carbonato de dialquilo y alquilenglicol, dichas reacciones de transesterificación consecutivas pueden tener distintos comportamientos termodinámicos (exotérmico, termodinámicamente neutro o endotérmico). En un procedimiento en el que dichas... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo que comprende:

(a) hacer reaccionar un alquileno-carbonato y un alcanol a una temperatura de 1 a 2 °C, a una presión de 5 x 14 a 5 x 16 N/m2 y en ausencia de un catalizador de transesterifación, para obtener una mezcla que comprende

hldroxlalquil-alquil-carbonato, alcanol y alquileno-carbonato;

(b) poner en contacto la mezcla que comprende hidroxialquil-alquil-carbonato, alcanol y alquileno-carbonato con un catalizador de transesterificación a una temperatura de 1 a 2 °C y una presión de 5 x 14 a 5 x 1® N/m2, para obtener una mezcla que comprende el alcanodiol y el carbonato de dialquilo; y

(c) recuperar el alcanodiol y el carbonato de dialquilo a partir de la mezcla que comprende el alcanodiol y el

carbonato de dialqullo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las etapas (a) y (b) se llevan a cabo en dos reactores diferentes dispuestos en serie.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, que se lleva a cabo de forma continua.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, en el que la etapa (a) se lleva a cabo en un reactor que es un

recipiente provisto con medios de mezcladura.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura en la etapa (a) es de 3 a 2 °C.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación en moles de alcanol a alquileno-carbonato en la etapa (a) es de 2:1 a 2:1.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el catalizador de transesterifación en

la etapa (b) es un catalizador heterogéneo.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el alquileno-carbonato es etileno- carbonato o propileno-carbonato y el alcanol es etanol.