Procedimiento para la preparación de carbonatos de diarilo a partir de carbonatos de dialquilo.

Procedimiento para la preparación de al menos un carbonato de diarilo a partir de al menos un carbonato de dialquilo y al menos un compuesto aromático de hidroxi,

en el que

(a) el o los carbonato(s) de dialquilo se hacen reaccionar en presencia al menos un catalizador de transesterificación con el o los compuesto(s) aromático(s) de hidroxi en una primera columna de reacción que 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, que al menos presenta dos secciones,

(b) el producto de la parte inferior de la primera columna de reacción se lleva al menos a otra columna de reacción que 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 y allí se sigue haciendo reaccionar,

(c) el carbonato de dialquilo de las columnas de reacción de las etapas (a) y/o (b) que no reaccionó o se formó durante la reacción total o parcialmente en al menos otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilación se separa del alcohol alquílico formado durante la reacción,

(d) el vapor que contiene compuesto(s) aromático(s) de hidroxi extraído(s) de la parte superior de al menos una columna de reacción de (b) dado el caso después de la condensación en al menos un condensador se lleva total o parcialmente a al menos otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilación, separándose compuestos cuyo punto de ebullición está entre el del carbonato de dialquilo y el del alquilarilcabonato formado durante la preparación del carbonato de diarilo, y

(e) el producto de la parte inferior que contiene carbonato de diarilo obtenido en la o las otras columna(s) de reacción de la etapa (b) se lleva a al menos otra etapa de procedimiento para la purificación en al menos una columna de destilación que contiene al menos una parte de refuerzo en la parte superior de la columna y al menos una parte de separación en la parte inferior de la columna,

en el que al menos una de la(s) columna(s) de reacción seleccionada(s) de la primera o de la o las otras columna(s) de reacción se equipa con uno o varios condensadores y el calor de condensación obtenido por condensación en estos condensadores se lleva directa o indirectamente de nuevo al procedimiento, en donde dado el caso al menos una parte de refuerzo de la primera columna de reacción está equipada con al menos un condensador intermedio y el calor de condensación obtenido por condensación en este condensador intermedio se lleva directa o indirectamente de nuevo al procedimiento,

y en el que la presión de funcionamiento en la o las columna(s) de destilación y separación de la etapa de procedimiento para la separación de carbonato de dialquilo y alcohol alquílico se regula de modo tal que la temperatura de evaporación en la parte inferior de la(s) columna(s) de destilación y separación de la etapa de procedimiento para la separación de carbonato de dialquilo y alcohol alquílico esté por debajo de la temperatura de condensación en el o los condensador(es) de las demás columna(s) de reacción y/o el o los condensador(es) intermedio(s) de la primera columna de reacción dado el caso existentes, y el calor de condensación obtenido por condensación en estos condensadores se usa directa o indirectamente, total o parcialmente para la separación del carbonato de dialquilo del alcohol alquílico formado durante la reacción.

Procedimiento para la preparación de carbonatos de diarilo a partir de carbonatos de dialquilo Es objetivo de la invención un procedimiento para la preparación de carbonatos de diarilo a partir de carbonatos de dialquilo y compuestos aromáticos de hidroxi usando al menos dos columnas de reacción, una etapa de procedimiento para la recuperación del carbonato de dialquilo usado en la reacción y para la separación del alcohol de reacción, una o varias etapas de procedimiento para la separación de los subproductos que se producen en el procedimiento con un punto de ebullición entre el del carbonato de dialquilo y del carbonato de alquilarilo formado durante la preparación del carbonato de diarilo, así como una etapa de procedimiento para la ulterior purificación del carbonato de diarilo obtenido de las columnas de reacción.

La preparación de ésteres de ácidos carbónicos aromáticos y alifáticos-aromáticos (carbonatos) por transesterificación a partir de ésteres de ácido carbónico alifático y compuestos aromáticos de hidroxi es conocida en principio. En este caso, se trata de una reacción en equilibrio, en donde la situación del equilibrio se desplaza casi completamente en dirección de los carbonatos alifáticamente sustituidos. Por ello, es relativamente fácil preparar carbonatos alifáticos a partir de carbonatos aromáticos y alcoholen. Sin embargo, a fin de realizar la reacción en sentido inverso en dirección de los carbonatos aromáticos, es necesario desplazar el equilibrio que está ubicado muy desfavorablemente de modo efecto al lado de los carbonatos aromáticos, en donde no sólo se deben usar catalizadores muy activos, sino también realizaciones de procedimientos apropiadas.

Se sabe cómo realizar tales reacciones en equilibrio en columnas y desplazarlas de esta manera ventajosamente en dirección de la formación deseada de producto (por ejemplo, U. Block, Chem. Ing. Techn. 49, 151 (1977) ; DE-OS 38 09 417; B. Schleper, B. Gutsche, J. Wnuck y L. Jeromin, Chem. Ing. Techn. 62, 226 (1990) ; Ullmans Encyclopädie der Techn. Chemie, 4. ed., vol. 3; p. 375 ff. 1973) .

En los procedimientos conocidos, por ello se produce la transesterificación también preferentemente de forma continua en el sentido de una transesterificación en contracorriente en una o varias columnas de reacción.

Los procedimientos conocidos de la literatura como por ejemplo, los documentos EP-A 461 274, DE-A 42 26 755, DE-A 42 26 756, describen, sin embargo, por lo general, sólo aquellas etapas de procedimiento en las que la reacción en el carbonato de diarilo tiene lugar por transesterificación y/o desproporción. En los documentos WO-A 2006/033291, EP-A 1 775 280, EP-A 1 767 516, EP-A 1 767 517, EP-A 1767 518, EP-A 1 762 559 y EP-A 1 762 560, se brindan además indicaciones respecto de las formas de realización de aparatos de columnas de reacción para la preparación de carbonatos de diarilo. Pero para la rentabilidad de un procedimiento no son sólo relevantes las etapas de procedimiento en el área de la reacción, sino en parte en mayor medida las posteriores etapas para la elaboración. Respecto de ello, en la bibliografía sólo se hallan hasta ahora sólo pocas informaciones.

Como la preparación de los carbonatos de diarilo por reacción de un compuesto aromático de hidroxi con un carbonato de dialquilo según las experiencias es energéticamente muy costosa, las medidas para la reducción del consumo de energía asimismo desempeñan un papel importante. También la bibliografía actualmente existente brinda poca información al respecto.

El documento EP-A 781 760 describe un procedimiento continuo para la preparación de carbonatos aromáticos por reacción de un carbonato de dialquilo con un compuesto aromático de hidroxi en presencia de un catalizador, eliminación continua del carbonato producido en la reacción, los subproductos alcohólicos, del carbonato de dialquilo y del compuesto aromático de hidroxi, en donde el carbonato de dialquilo y el compuesto aromático de hidroxi se vuelve a llevar a la reacción. Sin embargo, no se describe cómo se produce la separación del carbonato de dialquilo usado en la reacción del subproducto alcohólico (alcohol de reacción) . Pero esta etapa, según las experiencias, es muy energética y costosa, en especial cuando el carbonato de dialquilo y el alcohol de reacción son muy difíciles de separar entre sí. Además, el aislamiento del carbonato de diarilo después de la reacción no se describe, pero que por los elevados requerimientos de pureza es muy costoso. Además, tampoco se dan datos respecto de posibles recortes de energía.

El documento EP-A 1 638 917 describe un procedimiento para la recuperación de un producto proveniente de una corriente de residuos por puesta en contacto con un alcohol alquílico, en donde el producto recuperado contiene carbonato de diarilo, alcohol aromático, salicilato de alquilo y alcohol alquílico. En el procedimiento descrito, es desventajoso, por un lado, que la reacción se realice en tres etapas, con lo cual se vuelve muy cotoso. Por el otro, se producen corrientes de residuos de alto punto de ebullición en dos lugares. Por separación del catalizador antes del aislamiento del carbonato de diarilo, se produce ya esta primera corriente de residuos, en la elaboración siguiente, existente en dos columnas de destilación la segunda corriente de residuos. Así, la elaboración para el aislamiento del carbonato de diarilo es muy costosa tanto en cuanto a aparatología como energéticamente. Además, la calidad del carbonato de diarilo así preparado es muy mala con un 99, 5 % en peso y es cuestionable una idoneidad para la preparación de policarbonato. Tampoco se describe la separación de la mezcla de alcohol de reacción y carbonato de dialquilo producida en la reacción.

El documento WO-A 2005/000776 descrine un procedimiento para la preparación de un éter de alquilarilo, que se

forma en la reacción de un carbonato de dialquilo con un compuesto aromático de hidroxi. En este procedimiento, se obtiene además carbonato de diarilo. La construcción del procedimiento comprende tres columnas de reacción y otras dos columnas de destilación para aislamiento del éter de alquilarilo. El hecho de que, en el procedimiento aquí descrito, se pretende una purificación dirigida del éter de alquilarilo, se puede concluir que la cantidad formada en la reacción es elevada. Sin embargo, en la preparación de carbonatos de diarilo, la obtención de un éter de alquilarilo de alta pureza no se halla en primer plano, sino que más bien se ha de desear una formación lo más escasa posible de este subproducto que se produce en esta transesterificación. Además, la realización de la reacción con tres etapas de reacción es muy costosa y respecto de la elaboración del carbonato de diarilo y la separación de la mezcla producida en la reacción que contiene carbonato de dialquilo y alcohol de reacción, no se brindan datos. También en el documento EP-A 1 237 842 se describe un procedimiento comparable, por lo cual respecto a ello también rigen las desventajas ya mencionadas.

El documento WO-A 2004/016577 describe un procedimiento para la preparación de carbonatos aromáticos partir de carbonato de dialquilo y de un compuesto aromático de hidroxi en presencia de un catalizador en varias zonas de reacción separadas y conectadas en serie de una disposición de reactores, en donde el calor de condensación producido en la condensación de la corriente de vapor de la última zona de reacción se usa para el calentamiento de la corriente líquida introducida en la primera zona de reacción. Sin embargo, es desventajosa en este procedimiento la costosa disposición de los reactores. Además, la integración energética de este procedimiento es digna de mejora y sólo se limita a la reacción de la etapa de procedimiento. No se describen las etapas posteriores para la elaboración.

El documento JP-A 2002-020351 describe un procedimiento discontinuo para la preparación de carbonato de diarilo, del que se puede usar calor para la generación de vapor. Sin embargo, es desventajosa en este procedimiento la realización discontinua, así como la disposición de los reactores usados para la reacción con una columna de destilación colocada. Las etapas posteriores para la elaboración no se describen.

El documento EP 1 795 522 A1 revela un procedimiento para la preparación de un carbonato de diarilo a partir de un carbonato de dialquilo y un compuesto aromático de hidroxi, en donde el vapor que se produce en la parte superior de una primera columna de reacción (columna A) se lleva a un condensador y se usa el valor allí obtenido para el calentamiento de una corriente de educto. El nivel de energía allí disponible, sin... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de al menos un carbonato de diarilo a partir de al menos un carbonato de dialquilo y al menos un compuesto aromático de hidroxi, en el que

(a) el o los carbonato (s) de dialquilo se hacen reaccionar en presencia al menos un catalizador de transesterificación con el o los compuesto (s) aromático (s) de hidroxi en una primera columna de reacción que 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, que al menos presenta dos secciones,

(b) el producto de la parte inferior de la primera columna de reacción se lleva al menos a otra columna de reacción que 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 y allí se sigue haciendo reaccionar,

(c) el carbonato de dialquilo de las columnas de reacción de las etapas (a) y/o (b) que no reaccionó o se formó durante la reacción total o parcialmente en al menos otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilación se separa del alcohol alquílico formado durante la reacción,

(d) el vapor que contiene compuesto (s) aromático (s) de hidroxi extraído (s) de la parte superior de al menos una columna de reacción de (b) dado el caso después de la condensación en al menos un condensador se lleva total o parcialmente a al menos otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilación, separándose compuestos cuyo punto de ebullición está entre el del carbonato de dialquilo y el del alquilarilcabonato formado durante la preparación del carbonato de diarilo, y

(e) el producto de la parte inferior que contiene carbonato de diarilo obtenido en la o las otras columna (s) de reacción de la etapa (b) se lleva a al menos otra etapa de procedimiento para la purificación en al menos una columna de destilación que contiene al menos una parte de refuerzo en la parte superior de la columna y al menos una parte de separación en la parte inferior de la columna,

en el que al menos una de la (s) columna (s) de reacción seleccionada (s) de la primera o de la o las otras columna (s) de reacción se equipa con uno o varios condensadores y el calor de condensación obtenido por condensación en estos condensadores se lleva directa o indirectamente de nuevo al procedimiento, en donde dado el caso al menos una parte de refuerzo de la primera columna de reacción está equipada con al menos un condensador intermedio y el calor de condensación obtenido por condensación en este condensador intermedio se lleva directa o indirectamente de nuevo al procedimiento, y en el que la presión de funcionamiento en la o las columna (s) de destilación y separación de la etapa de procedimiento para la separación de carbonato de dialquilo y alcohol alquílico se regula de modo tal que la temperatura de evaporación en la parte inferior de la (s) columna (s) de destilación y separación de la etapa de procedimiento para la separación de carbonato de dialquilo y alcohol alquílico esté por debajo de la temperatura de condensación en el o los condensador (es) de las demás columna (s) de reacción y/o el o los condensador (es) intermedio (s) de la primera columna de reacción dado el caso existentes, y el calor de condensación obtenido por condensación en estos condensadores se usa directa o indirectamente, total o parcialmente para la separación del carbonato de dialquilo del alcohol alquílico formado durante la reacción.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una parte de refuerzo de la primera columna de reacción está equipada con al menos un condensador intermedio y el calor de condenación obtenido por condensación en este condensador intermedio se lleva directa o indirectamente de nuevo al procedimiento.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque las otra (s) columna (s) de reacción está (n) equipadas con uno o varios condensadores en la parte superior de la (s) otra (s) columna (s) de reacción y el calor de condensación obtenido por condensación en estos condensadores se lleva directa o indirectamente de nuevo al procedimiento.

4. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el calor de condensación obtenido por condensación en el o los condensador (es) de la (s) otra (s) columna (s) de reacción y/o el o los condensador (es) intermedio (s) de la primera columna de reacción dado el caso existentes, se usa directa o indirectamente en parte para la separación del carbonato de dialquilo del alcohol alquílico formado durante la reacción y en parte para la evaporación del carbonato de dialquilo introducido en la primera columna de reacción.

5. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el calor de condensación obtenido por condensación en el o los condensador (es) de la (s) otra (s) columnas de reacción se usa directa o indirectamente, total o parcialmente para la separación del carbonato de dialquilo del alcohol alquílico formado durante la reacción y el calor de condensación obtenido por condensación en el o los condensador (es) intermedio (s) de la primera columna de reacción directa o indirectamente, total o parcialmente se usa para la evaporación del carbonato de dialquilo introducido en la primera columna de reacción.

6. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el producto de la parte inferior obtenido en la o las demás columna (s) de reacción de la etapa (b) que contiene carbonato de diarilo contiene catalizador de transesterificación de la preparación de carbonato de diarilo.

7. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el producto de la parte inferior obtenido en la o las demás columna (s) de reacción de la etapa (b) que contiene carbonato de diarilo se lleva al menos a otra etapa de procedimiento para la purificación, que presenta al menos una columna de destilación, en donde de esta columna de destilación se extrae una corriente lateral que contiene carbonato de diarilo.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el producto de la parte inferior obtenido en la o las demás columna (s) de reacción de la etapa (b) que contiene carbonato de diarilo contiene compuestos con un punto de ebullición entre el del carbonato de diarilo y el del carbonato de alquilarilo formado durante la preparación del carbonato de diarilo como subproducto como impureza, que se extraen en otra corriente lateral de la columna de destilación y dado el caso se llevan a la o una de las otras columna (s) de reacción de la etapa (b) .

9. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque en el caso de la columna de destilación se trata de una columna de paredes de separación.

10. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el carbonato de dialquilo separado en (c) se lleva dado el caso después de una ulterior purificación de nuevo a la primera columna de reacción.

11. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el o los compuesto (s) aromático (s) de hidroxi obtenidos en la o las etapa (s) de procedimiento para la separación de compuestos cuyo punto de ebullición está entre el del carbonato de dialquilo y el del carbonato de alquilarilo formado durante la preparación del carbonato de diarilo, a partir del vapor que contiene compuesto (s) aromático (s) de hidroxi extraídos en la parte superior de al menos una columna de reacción de (b) dado el caso después de la condensación en al menos un condensador, total o parcialmente se llevan de nuevo a la primera columna de reacción.

12. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el vapor que contiene compuesto (s) aromático (s) de hidroxi extraídos en la parte superior de al menos una columna de reacción de (b) dado el caso después de la condensación en al menos un condensador se lleva al menos a otra etapa de procedimiento que contiene al menos dos columnas de destilación, llevándose el producto de la parte inferior de la primera columna de destilación a una segunda columna de destilación.

13. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado porque los compuesto (s) aromático (s) de hidroxi obtenido (s) en la o las etapa (s) de procedimiento para la separación de compuestos cuyo punto de ebullición está entre el del carbonato de dialquilo y el del carbonato de alquilarilo formado durante la preparación del carbonato de diarilo se extraen de una primera y única columna de destilación como producto de la parte inferior o de una segunda u otra columnas de destilación como corriente lateral.

14. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque el producto extraído en la parte superior de la primera columna de destilación contiene carbonato de dialquilo y se lleva total o parcialmente a la otra etapa de procedimiento (c) que contiene al menos una columna de destilación para la separación del alcohol alquílico.

15. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque al menos una de las columnas de reacción usadas en el procedimiento y/o al menos una de las columnas de destilación usadas en el procedimiento presentan uno o varios condensadores de la parte superior, que están integrados en la columna, estando la relación d/D de diámetro del conducto de vapor de la columna al o a los condensador (es) de la parte superior (d) con respecto al diámetro de la columna de la columna (D) en el intervalo de 0, 2 a 1.

16. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque los conductos y los agregados que llevan las mezclas, que presentan un punto de solidificación de más de 30 °C, con preferencia, de más de 40 °C, se calientan hasta temperaturas por encima de este punto de solidificación.

17. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque

a. del producto de la parte inferior de al menos una columna de destilación de la etapa de procedimiento (e) se obtiene una corriente que contiene catalizador, que se lleva total o parcialmente dado el caso después de una ulterior purificación de nuevo al procedimiento, con preferencia, en la etapa de procedimiento (a) ,

b. de al menos una columna de destilación de la etapa de procedimiento (e) se obtiene un (os) compuesto (s) aromático (s) de hidroxi y una corriente que contiene carbonato de alquilarilo, que se lleva total o parcialmente de nuevo al procedimiento, con preferencia, a las etapas de procedimiento (a) o (b) , y

c. de al menos una columna de destilación de la etapa de procedimiento (e) se evacuan hacia afuera juntos o separados entre sí compuestos con un punto de ebullición por encima del punto de ebullición del carbonato de diarilo y compuestos cuyo punto de ebullición está entre el del carbonato de dialquilo y el del carbonato de alquilarilo formado durante la preparación del carbonato de diarilo, total o parcialmente del procedimiento.