Procedimiento para la preparación de unos aldehídos de C10 insaturados en alfa,beta.

Procedimiento para la preparación continua de unos aldehídos de C10 insaturados en α

,ß a partir de unos aldehídos de C5 alifáticos, que comprende las siguientes etapas:

a) Una condensación aldólica de unos aldehídos de C5 alifáticos para dar unos aldehídos de C10 insaturados en α,ß en presencia de una base acuosa dentro de un reactor tubular;

b) Una separación de fases del material descargado desde el reactor en una fase acuosa de catalizador y una fase orgánica de productos;

c) Una separación de la fase orgánica de productos en unos aldehídos de C10 insaturados en α,ß, unos aldehídos de C5 alifáticos y unos productos secundarios;

d) Una retirada de una parte de la fase acuosa de catalizador para la eliminación del agua de reacción y una complementación con una lejía fresca, y una subsiguiente devolución al reactor;

caracterizado por que los aldehídos de C5 alifáticos y/o los aldehídos de C10 insaturados en α,ß son dispersados en forma de gotas en la fase acuosa, estando situado el diámetro promedio de Sauter de las gotas entre 0,2 mm y 1,54 mm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/052271.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: BUSCHKEN, WILFRIED, DR., KAIZIK, ALFRED, LUKEN, HANS-GERD, DR., FRIDAG,DIRK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos... > B01J19/24 (Reactores fijos sin elementos internos móviles (B01J 19/08, B01J 19/26 tienen prioridad; de partículas inmóviles B01J 8/02))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que tienen grupos C =... > C07C45/74 (combinada con una deshidratación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos que tienen grupos — CHO > C07C47/21 (con solamente enlaces dobles carbono-carbono como insaturación)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de unos aldehidos de Cío insaturados en a, (3

El presente Invento se refiere a la preparación de unos aldehidos de Cío insaturados en a,(3, en particular del 2-propll-hept-2-enal, mediante una condensación aldólica de unos aldehidos de C5, en particular del n-pentanal, con ayuda de un procedimiento continuo de acuerdo con el prefacio de la reivindicación 1.

Un procedimiento de este género se conoce a partir del documento de patente alemana DE 199 57 522.

A partir de unos aldehidos de C1 insaturados en a,(3, mediante una hldrogenaclón total se obtienen unos decanoles, que constituyen unos alcoholes deseados para agentes plastlflcantes. Los decenoles son unos compuestos Intermedios para la preparación de unos ácidos decanoicos, que se pueden emplear para la producción de perésteres, detergentes, agentes plastlflcantes y agentes lubricantes.

En los documentos DE 11 8 474, DE 11 8 475, DE 11 8 476 y DE 12 25 282 se menciona, entre otras cosas, el hecho de que unos aldehidos de C5, en particular el n-pentanal, pueden ser convertidos químicamente en unos aldehidos de C1 ¡nsaturados en a,(3. No se divulgan las condiciones exactas para la realización de la condensación aldólica. Solamente se hace mención al hecho de que unos aldehidos de C1 insaturados en a,(3 se pueden preparar a partir de unos aldehidos de C5 alifáticos de una manera análoga a la del octenal, el 2-etil-hex-2- enal, a partir del n-butanal (butiraldehido).

En el caso de la conversión química de unos aldehidos de C5 alifáticos en unos aldehidos de C1 insaturados en a,(3 mediante una condensación aldólica, en la técnica practicada se emplean de manera preferida unos catalizadores homogéneos de carácter básico en forma de unas lejías, en particular como un NaOH acuoso. En la primera etapa de reacción de la aldolización resulta un hidroxialdehido de 1 (un aldol de C1), a partir del cual, en una segunda etapa de reacción, mediante una separación de agua se forma el aldehido de 1 insaturado (el decenal). La reacción transcurre mediando participación de dos fases (una fase orgánica con el aldehido y una fase acuosa con el catalizador), que prácticamente no son miscibles. La consecución de unos altos grados de conversión y de unas altas selectividades presupone de antemano, por lo tanto, que las dos fases liquidas, que no son miscibles entre sí, sean puestas en intimo contacto una con otra durante la reacción, con el fin de superar la inhibición de la transición de sustancias entre las fases. Mediante unas adecuadas medidas técnicas de procedimiento, se tiene que producir, por lo tanto, un área de superficie lo más grande que sea posible para la transición de sustancias entre ambas fases.

De acuerdo con el estado de la técnica, la transición de sustancias entre la fase orgánica, que contiene pentanales, y la fase acuosa del catalizador se garantiza, en el caso del empleo de unos recipientes con sistemas de agitación, por medio de una agitación intensa y, en el caso de la utilización de unos reactores tubulares, por medio de una

circulación turbulenta.

En el documento de solicitud de patente internacional WO 93/234 se describe la condensación aldólica de unos aldehidos de C5 alifáticos para dar unos aldehidos de C1 insaturados en a,(3 en un recipiente con sistema de agitación. Como catalizador se utiliza una lejía de sosa aprox. al 2 % a una temperatura de reacción de 12 °C. La reacción se lleva a cabo continuamente en un recipiente con sistema de agitación en el caso de una relación entre fases de la fase orgánica a la lejía de sosa que está situada en el intervalo de ,5 por 1 a 5 por 1. Con el fin de conseguir un grado de conversión de 97 % en el paso directo, es necesario un periodo de tiempo de permanencia de 5 minutos. De manera preferida, en el caso de un período de tiempo de permanencia de 3 minutos se pretende conseguir un grado de conversión de aprox. 7 %. A partir del producto de reacción se separan por destilación los aldehidos de C5 que no se han convertido químicamente y se transportan de retorno al reactor.

En el documento de patente europea EP 1 13 538 se describe un procedimiento para la condensación aldólica mediando una realización adiabática de la reacción y un subsiguiente tratamiento mediante una destilación de recorrido corto.

En el documento DE 199 57 522 se efectúa la conversión química de unos aldehidos de C5 alifáticos en unos aldehidos de C1 ¡nsaturados en a,(3, en presencia de una lejía de sosa, dentro de un reactor tubular, en el que la fase orgánica está dispersada en la lejía de sosa, y que, según los ejemplos, se hace funcionar con un factor de carga mayor que 9,92. En este caso, el factor de carga B se define como sigue:

B = PD/PS

PD [Pa/m] es una pérdida de presión referida a la longitud a lo largo del reactor en unas condiciones de funcionamiento, y PS [Pa/m] es una magnitud de cálculo con la unidad de una presión referida a la longitud, que es definida como la relación del caudal másico M [kg/s] de todos los componentes que se encuentran dentro del reactor, al caudal volumétrico V [m3/s] de todos los componentes en condiciones de funcionamiento, multiplicada por

g = 9,81 m/s2

Con este procedimiento se pueden conseguir unos grados de conversión de pentanales de más que 96 % en unos altos rendimientos de espacio-tiempo en el caso de una relación de la lejía de sosa al educto de aprox. 1 por 1.

Los procedimientos de acuerdo con los documentos WO 93/234 y DE 199 57 522 tienen la desventaja de que para su realización es necesario un muy alto gasto en energía. Éste está condicionado, en el caso de la reacción en un recipiente con mecanismo agitador, que se describe en el documento WO 93/234, por la potencia de propulsión de los órganos agitadores, y en el caso de la reacción en un tubo, que se conoce a partir del documento DE 199 57 522, por las pérdidas de circulación mediante las turbulencias.

El presente invento está basado, por lo tanto, en la misión de perfeccionar un procedimiento del género mencionado al principio, de tal manera que su realización en el caso de unos altos rendimientos de productos requiera menos empleo de energía.

El problema planteado por esta misión se resuelve mediante el recurso de que los aldehidos de C5 alifáticos y/o los aldehidos de C1 insaturados en a,(3 son dispersados en forma de unas gotas en la base acuosa, estando situado el diámetro promedio de Sauterde las gotas entre ,2 mm y 1,54 mm.

Por consiguiente, es un objeto del invento un procedimiento para la preparación continua de unos aldehidos de C1 ¡nsaturados en a,(3 a partir de unos aldehidos de C5 alifáticos, el cual comprende las siguientes etapas:

a) Una condensación aldólica de unos aldehidos de C5 alifáticos para dar unos aldehidos de C1 insaturados en a,(3 en presencia de una base acuosa dentro de un reactor tubular;

b) Una separación de fases del material descargado desde el reactor tubular en una fase acuosa de catalizador y una fase orgánica de productos;

c) Una separación de la fase orgánica de productos en unos aldehidos de C1 insaturados en a,(3, unos aldehidos de C5 alifáticos y unos productos secundarios;

d) Una retirada de una parte de la fase acuosa de catalizador para la eliminación del agua de reacción y una complementación con una lejía fresca y una subsiguiente devolución al reactor tubular;

siendo dispersados los aldehidos de C5 alifáticos y/o los aldehidos de C1 insaturados en a,(3 en forma de gotas en la base acuosa; y estando situado el diámetro promedio de Sauterde las gotas entre ,2 mm y 1,54 mm.

El invento se basa, entre otras cosas, en el reconocimiento fundamental de que un intercambio de sustancias... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación continua de unos aldehidos de Cío insaturados en a,(3 a partir de unos aldehidos de C5 alifáticos, que comprende las siguientes etapas:

a) Una condensación aldólica de unos aldehidos de C5 alifáticos para dar unos aldehidos de C1 insaturados en a,p en presencia de una base acuosa dentro de un reactor tubular;

b) Una separación de fases del material descargado desde el reactor en una fase acuosa de catalizador y una fase orgánica de productos;

c) Una separación de la fase orgánica de productos en unos aldehidos de C1 insaturados en a,p, unos aldehidos de C5 alifáticos y unos productos secundarios;

d) Una retirada de una parte de la fase acuosa de catalizador para la eliminación del agua de reacción y una complementación con una lejía fresca, y una subsiguiente devolución al reactor;

caracterizado por que los aldehidos de C5 alifáticos y/o los aldehidos de C1 insaturados en a,p son dispersados en forma de gotas en la fase acuosa, estando situado el diámetro promedio de Sauter de las gotas entre ,2 mm y 1,54 mm.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el valor del pH de la base acuosa se sitúa en el intervalo de 12,5 a 13,5, y porque la base acuosa contiene hidróxido de sodio así como unas sales de sodio de ácidos carboxílicos.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la separación de fases del material descargado desde el reactor tubular en la fase acuosa de catalizador y la fase orgánica de productos se efectúa a unas temperaturas situadas entre 7 °C y 12 °C.

4. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado por que la temperatura de reacción en el reactor tubular está situada en el intervalo de 12 °C a 14 °C.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado porque la relación de la masa de la base acuosa a la masa de los aldehidos de C5 alifáticos junto a la entrada en el reactor tubular está situada en el intervalo de 5 a 2.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque la velocidad promedia en el tubo vacío de la mezcla que está constituida a base de la base acuosa y de unos aldehidos de C5 alifáticos está situada en el intervalo de ,5 a 4 m/s, en particular en el intervalo de 1 a 2,5 m/s.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado por que el período de tiempo promedio de permanencia de la mezcla de partida en el reactor tubular es de 4 a 36 segundos, en particular de 6 a 18 segundos.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizado por que se emplea una mezcla de aldehidos de C5 con un contenido del n-pentanal de por lo menos 9 % en masa.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizado por que el dispersamiento de los aldehidos de C5 alifáticos y/o de los aldehidos de C1 insaturados en a,(3 en la base acuosa se efectúa dentro del reactor tubular.

1. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que el dispersamiento de los aldehidos de C5 alifáticos y/o de los aldehidos de C1 insaturados en a,(3 en la base acuosa dentro del reactor tubular se efectúa con ayuda de por lo menos un módulo de mezcladura incorporado en el reactor tubular.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el dispersamiento de los aldehidos de C5 alifáticos y/o de los aldehidos de C1 insaturados en a,(3 en la base acuosa dentro del reactor tubular se efectúa con ayuda de por lo menos dos módulos de mezcladura incorporados en el reactor tubular.

12. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 hasta 11, caracterizado por que la proporción del volumen del o respectivamente de los módulos de mezcladura, referida al volumen total del reactor, es de 2 a 8 %.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 hasta 12, caracterizado porque la distancia entre dos módulos de mezcladura contiguos es de ,2 a 5 veces la longitud de los módulos de mezcladura.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 hasta 13, caracterizado por que la distancia entre dos módulos de mezcladura contiguos disminuye en la dirección de fluencia.

15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 14, caracterizado por que el factor de carga

está situado en el intervalo de ,2 a ,8.