Procedimiento para la preparación de carbonatos de dialquilo a partir de carbonatos de alquileno y alcoholes.

Procedimiento para la preparación en continuo tanto de carbonato de dialquilo de fórmula (I)

(R1O)2CO (I),

en la que R1 representa C1-C4 de cadena lineal o ramificada, así como también de alquilenglicol como producto secundario de fórmula (II)

R2(OH)2 (II)

en la que R2 representa un alquilo C2-C4,

mediante reacción de un carbonato de alquileno cíclico con un alcohol de fórmula (III)

R1OH (III),

en la que R1 tiene el significado anterior, en presencia de un catalizador

caracterizado porque la reacción se conduce en una columna en contracorriente, de modo que el carbonato de alquileno (1) cíclico se alimenta en la parte superior de la columna y un alcohol (3) que contiene carbonato de dialquilo en la parte media o inferior de la columna y adicionalmente se prevé por debajo de la alimentación del alcohol que contiene carbonato de dialquilo un punto de alimentación adicional para una corriente (4) que contiene alcohol, en donde la relación entre la distancia del punto de alimentación de carbonato de alquileno (1) al punto de alimentación del alcohol (3) que contiene carbonato de dialquilo y la distancia del punto de alimentación de carbonato de alquileno (1) al segundo punto de alimentación de alcohol (4) es de 0,20 a 0,52.

Procedimiento para la preparación de carbonatos de dialquilo a partir de carbonatos de alquileno y alcoholes La presente invención se refiere a un procedimiento en continuo para la preparación de carbonatos de dialquilo inferiores como producto principal y alquilenglicol como producto secundario mediante transesterificación catalizada de un carbonato de alquileno cíclico (por ejemplo, carbonato de etileno o de propileno) con alcoholes inferiores, en donde la reacción del carbonato de alquileno se emprende con un alcohol que contiene carbonato de dialquilo en contracorriente, caracterizado porque tiene lugar una alimentación de una corriente que contiene al menos 99, 55 % en peso de alcohol por debajo del punto de alimentación para el alcohol que contiene carbonato de dialquilo en una relación de distancia determinada entre los puntos de incorporación ya citados.

La preparación de carbonatos de dialquilo a partir de carbonato de alquileno cíclico y alcohol, en la que se genera simultáneamente alquilenglicol como producto secundario, se conoce y se describe en varios sitios. En el documento US 6.930.195 B2 se describió esta reacción de transesterificación catalizada como reacción en equilibrio en dos etapas. En la primera etapa de reacción reacciona el carbonato de alquileno cíclico con alcohol dando carbonato de hidroxialquilo como producto intermedio. El producto intermedio se hace reaccionar luego en la segunda etapa de reacción con ayuda de alcohol dando los productos: carbonato de dialquilo y alquilenglicol. Para el desarrollo de un procedimiento de preparación económicamente atractivo para carbonatos de dialquilo la calidad del producto secundario (alquilenglicol) juega un papel muy importante y decisivo además de la calidad del carbonato de alquilo. Se da por tanto la necesidad persistente de un procedimiento de preparación que pueda producir el alquilenglicol con un contenido en impurezas lo más bajo posible.

Para la realización técnica del procedimiento de preparación de carbonato de dialquilo se ha evidenciado como especialmente favorable el uso de una columna de destilación reactiva, que se describió entre otros en los documentos EP 569 812 A y EP 1 086 940 A. En el documento EP 569 812 A se alimenta de forma continua el carbonato de alquileno cíclico en la parte superior de la columna y el alcohol que contiene carbonato de dialquilo en la parte media o inferior de la columna. Además se alimenta por debajo de la alimentación del alcohol que contiene carbonato de dialquilo alcohol puro. La mezcla de bajo punto de ebullición que incluye el carbonato de dialquilo producido se retira en cabezas de la columna y la mezcla de alto punto de ebullición que incluye el alquilenglicol producido se retira en continuo en colas de la columna.

En el documento EP 1 086 940 se demostró la preparación del carbonato de dialquilo también con ayuda de una columna de destilación reactiva. A este respecto la disposición de los puntos de alimentación de productos de partida y de retirada de productos obtenidos a lo largo de la columna de destilación es similar a la del documento EP 569 812, excepto porque aquí se ha prescindido de la alimentación adicional de alcohol puro en la zona inferior de la columna.

El documento EP 1 967 242 A1 describe un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo y un diol a partir de un carbonato cíclico y de un alcohol alifático en el que se alimentan estos productos de partida en continuo a una columna de destilación de varias etapas. Pero las alimentaciones de metanol se incorporan con distintas composiciones en conjunto a la etapa 31.

Se constató que las dificultades en relación al mantenimiento del exigente requerimiento en calidad en el producto secundario alquilenglicol es especialmente sencillo y favorable de conseguir si el contenido en carbonato de alquileno no reaccionado es muy bajo ya no solo en las etapas de procesamiento subsiguientes sino ya tras la reacción de transesterificación.

Se ha evidenciado que las impurezas solo se pueden reducir con coste elevado (por ejemplo, energéticamente) con el uso de la disposición descrita en el documento EP 1 086 940 de puntos de alimentación de sustancias de partida. El uso adicional de un segundo punto de alimentación del alcohol por debajo del punto de alimentación para el alcohol que contiene carbonato de dialquilo no posibilita solo el mantenimiento de la pureza deseada de los productos. Además este procedimiento conocido requería el uso de alcohol puro en el segundo punto de alimentación de alcohol.

Persiste por tanto la necesidad de un procedimiento en continuo para la preparación de carbonatos de dialquilo inferiores como producto principal y alquilenglicol como producto segundario mediante transesterificación catalizada de un carbonato de alquileno cíclico con alcoholes inferiores, en el que las cantidades de carbonato de alquileno cíclico son lo más bajas posible.

El objetivo se consiguió de forma sorprendente de modo que la relación entre la distancia de punto de alimentación de carbonato de alquileno hasta el primer punto de alimentación de alcohol (véase la figura 1, distancia a) y la distancia de puntos de alimentación de carbonato de alquileno hasta el segundo punto de alimentación de alcohol (figura 1, distancia b) de 0, 2 a 0, 52, preferiblemente de 0, 25 a 0, 48, con especial preferencia de 0, 28 a 0, 44.

En el procedimiento de acuerdo con la invención se usa para el primer punto de alimentación de alcohol un alcohol que contiene carbonato de dialquilo, cuyo contenido en carbonato de dialquilo es del 0, 2 al 30 % en peso.

Es por tanto objetivo de la invención un procedimiento para la preparación en continuo de carbonato de dialquilo de fórmula (I)

(R1O) 2CO (I) , en la que R1 representa C1-C4 de cadena lineal o ramificada, así como también de alquilenglicol como producto 5 secundario de fórmula (II)

R2 (OH) 2 (II)

en la que R2 representa un alquilo C2-C4, mediante reacción de un carbonato de alquileno cíclico con un alcohol de fórmula (III)

R1OH (III) , en la que R1 tiene el significado anterior, en presencia de un catalizador caracterizado porque la reacción se conduce en una columna en contracorriente, de modo que el carbonato de alquileno (1) cíclico se alimenta en la parte superior de la columna y un alcohol (3) que contiene carbonato de dialquilo, cuyo contenido en carbonato de dialquilo es preferiblemente del 0, 2 al 30 % en peso, en la parte media o inferior de la columna y adicionalmente se prevé por debajo de la alimentación del alcohol que contiene carbonato de dialquilo un punto de alimentación adicional para una corriente (4) que contiene alcohol, en donde la relación entre la distancia del punto de alimentación de carbonato de alquileno (1) al punto de alimentación del alcohol (3) que contiene carbonato de dialquilo y la distancia del punto de alimentación de carbonato de alquileno (1) al segundo punto de alimentación de alcohol (4) es de 0, 20 a 0, 52.

De forma sorprendente ya no es necesario en el procedimiento de acuerdo con la invención con mantenimiento de la relación de distancias citada, usar alcohol puro en el segundo punto de alimentación de alcohol inferior. A este respecto es suficiente por completo el uso de un alcohol puro en al menos el 90 % en peso, preferiblemente al menos el 95 % en peso, y con especial preferencia al menos el 99, 5 % en peso. Se prefiere usar una pureza del alcohol de hasta el 99, 99 % en peso.

Se prefieren partes en peso de carbonato de alquileno cíclico inferiores a 1000 ppm, con especial preferencia 25 inferiores a 500 ppm, en la mezcla de alto punto de ebullición, que se retira en continuo por colas de la columna.

En el marco de la invención carbonatos de dialquilo producidos son preferiblemente aquellos de fórmula general (IV)

** (Ver fórmula) **

en la que R1 y R2 representan independientemente uno de otro alquilo C1-C34 lineal o ramificado, dado el caso sustituido, preferiblemente alquilo C1-C6, con especial preferencia alquilo C1-C4. A este respecto R1 y R2 pueden ser iguales o diferentes. Se prefieren R1 y R2 iguales.

Alquilo C1-C4 representa en el marco de la invención, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, secbutilo, terc-butilo, alquilo C1-C6, adicionalmente por ejemplo, n-pentilo, 1-metilbutilo, 2-metilbutilo, 3-metilbutilo, neopentilo, 1-etilpropilo, ciclohexilo, ciclopentilo, n-hexilo, 1, 1-dimetilpropilo, 1, 2-dimetilpropilo, 1, 2-dimetilpropilo, 1metilpentilo, 2-metilpentilo, 3-metilpentilo, 4-metilpentilo, 1, 1-dimetilbutilo, 1, 2-dimetilbutilo, 1, 3-dimetilbutilo, 2, 235 dimetilbutilo, 2, 3-dimetilbutilo, 3, 3-dimetilbutilo, 1-etilbutilo, 2-etilbutilo, 1, 1,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación en continuo tanto de carbonato de dialquilo de fórmula (I)

(R1O) 2CO (I) , en la que R1 representa C1-C4 de cadena lineal o ramificada, así como también de alquilenglicol como producto secundario de fórmula (II)

R2 (OH) 2 (II)

en la que R2 representa un alquilo C2-C4, mediante reacción de un carbonato de alquileno cíclico con un alcohol de fórmula (III)

R1OH (III) , en la que R1 tiene el significado anterior, en presencia de un catalizador caracterizado porque la reacción se conduce en una columna en contracorriente, de modo que el carbonato de alquileno (1) cíclico se alimenta en la parte superior de la columna y un alcohol (3) que contiene carbonato de dialquilo en la parte media o inferior de la columna y adicionalmente se prevé por debajo de la alimentación del alcohol que contiene carbonato de dialquilo un punto de alimentación adicional para una corriente (4) que contiene alcohol, en donde la relación entre la distancia del punto de alimentación de carbonato de alquileno (1) al punto de alimentación del alcohol (3) que contiene carbonato de dialquilo y la distancia del punto de alimentación de carbonato de alquileno (1) al segundo punto de alimentación de alcohol (4) es de 0, 20 a 0, 52.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la relación entre la distancia del punto de alimentación de carbonato de alquileno (1) al punto de alimentación del alcohol (3) que contiene carbonato de dialquilo a la distancia del punto de alimentación de carbonato de alquileno (1) al segundo punto de alimentación de alcohol (4) se encuentra en 0, 28 a 0, 44.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque en el alcohol (3) que contiene carbonato de dialquilo el contenido de carbonato de dialquilo se encuentra preferiblemente en el 0, 2 al 30 % en peso.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como carbonato de alquileno cíclico se usa carbonato de etileno o de propileno.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como alcohol se usa metanol y como carbonato de dialquilo se usa carbonato de dimetilo.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en el segundo punto de alimentación de alcohol (4) inferior se incorpora al menos hasta el 90 % en peso, preferiblemente al menos hasta el 95 % en peso, y con especial preferencia al menos hasta el 99, 5 % en peso de alcohol puro.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo en presencia de un catalizador homogéneo.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como catalizador se usa hidróxido de potasio o hidróxido de sodio.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la columna de reacción contiene al menos una parte de refuerzo en la parte superior de la columna y al menos una zona de reacción por debajo de la parte de refuerzo.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la columna de transesterificación presenta por debajo de la zona de reacción al menos una parte de rectificación.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la temperatura de la (s) zona (s) de reacción se encuentra en el intervalo de 20 a 200 º C y la presión en cabezas de la columna en el intervalo de 0, 4 a 5 bar.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el (los) compuesto (s) de carbonato de alquileno y el o los alcohol (es) se usan en la relación molar de 1:2, 0 a 1:20.