Procedimiento de fabricación de una solución de sales de diácidos/diamina(s).

Procedimiento de fabricación de una solución acuosa (A) de diácidos y diamina

(s) obtenida mediante la mezcla de al menos dos diácidos y al menos una diamina a una concentración en peso de sal comprendida entre 40 y 70%, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

- producir en un reactor una solución acuosa (A') de diamina(s) y diácido(s), que tiene una relación en moles de diácido/diamina inferior a 1, mediante alimentación a dicho reactor que contiene un líquido a una temperatura comprendida entre 55 y 95 ºC (incluidos los extremos), que comprende agua y diamina, un flujo (B') que comprende un diácido, eventualmente un flujo que comprende diamina, eventualmente un flujo que comprende agua; siendo controlado(s) los caudales del o de los flujos de alimentación para tener constantemente una temperatura de la solución en el reactor inferior a la temperatura de ebullición bajo la presión de funcionamiento del mismo; siendo controladas las cantidades de agua y de diamina del líquido así como los caudales del flujo de alimentación para tener constantemente una relación en moles de diácido(s)/diamina(s) inferior a 1, siendo el diácido del flujo (B') un diácido alifático o cicloalifático que comprende un número de átomos de carbono superior a 10 o un diácido aromático;

- mezclar la solución acuosa (A') procedente de la primera etapa con un flujo (B'') que comprende al menos un diácido, siendo el diácido un diácido alifático o cicloalifático que comprende un número de átomos de carbono inferior o igual a 10 y, eventualmente, agua y/o diamina complementarias; con el fin de obtener una solución acuosa (procedente de la mezcla (A') y (B'')) que tiene una relación en moles de diácidos/diamina(s) comprendida entre 0,9 y 1,1, siendo llevada esta solución a temperatura como máximo igual a la temperatura de ebullición de la solución a la presión de funcionamiento mediante al menos el desprendimiento de calor de la reacción entre la(s) diamina(s) y los diácidos; esto con el fin de obtener la solución (A) de diácidos y diamina(s) a la concentración y composición deseadas.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/053946.

Solicitante: RHODIA OPERATIONS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 40, rue de la Haie Coq 93306 Aubervilliers FRANCIA.

Inventor/es: THIERRY, JEAN-FRANCOIS, BOSSENNEC,VERONIQUE, LOMEL,Sébastien.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G69/28 (Procesos preparatorios)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de ácidos carboxílicos o sus sales,... > C07C51/41 (Preparación de sales de ácidos carboxílicos por conversión de estos ácidos o sus sales en sales que tienen la misma parte de ácido carboxílico (preparación de jabones C11D))

PDF original: ES-2513340_T3.pdf

 

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Procedimiento de fabricación de una solución de sales de diácidos/diamina(s).
Procedimiento de fabricación de una solución de sales de diácidos/diamina(s).

Fragmento de la descripción:

Procedimiento de fabricación de una solución de sales de diácidos/diamina (s)

La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una solución de una sal de diamina (s) y diácidos para la fabricación de poliamida.

Para obtener poliamidas a partir de monómeros diácidos y diaminas de peso molecular elevado, se utiliza generalmente una solución acuosa de una sal formada mediante reacción entre una molécula de diamina y una molécula de diácido. Esta solución se calienta para evaporar el agua en un primer tiempo y seguidamente para llevar a cabo una polimerización por policondensación, para obtener cadenas macromoleculares que comprenden funciones amidas.

La solución de sal contiene generalmente cantidades esencialmente estequiométricas de diácido (s) y diamina (s) . La concentración en peso en sal de nylon (sal de adipato de hexametileno-diamonio) utilizada como primera materia prima para la fabricación de poliamida, más precisamente de PA66, está comprendida generalmente entre 50% y 65%. Está solución generalmente es almacenada antes de ser transportada en su caso, y seguidamente alimentada a las instalaciones de polimerización.

Han sido propuestos diversos procedimientos de fabricación de solución de sal de diácido (s) y de diamina (s) . Para la fabricación de sal de nilón, estos procedimientos consisten generalmente en añadir ácido adípico en hexametilenodiamina, o a la inversa en medio acuoso, evacuando o no el calor producido por la reacción de neutralización.

Para la fabricación de copoliamidas, en particular copoliamidas a partir de diácidos aromáticos, ácido adípico y hexametileno-diamina, se utiliza un cierto número de monómeros de naturaleza diferente. En dirección ascendente de la reacción de polimerización de estas copoliamidas, durante la preparación de la solución de sal de diácidos y diamina (s) a partir de diferentes monómeros, surgen problemas de disolución de estos diferentes monómeros. Por ejemplo, la disolución a veces imposible, o el tiempo de disolución es demasiado largo, o se deben utilizar soluciones diluidas. Esto puede suponer problemas de productividad, de calidad del producto, de almacenamiento y transporte de la solución en la instalación de polimerización.

Por tanto, se buscan procedimientos de preparación de solución de ácidos y diamina (s) que no presenten estos problemas.

Con estos fines, la invención propone un procedimiento de fabricación de una solución acuosa (A) de sales de diácidos y de diamina (s) obtenidos mediante mezcla de al menos dos diácidos y al menos una diamina a una concentración en peso de sal comprendida entre 40 y 70%, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

- producir en un reactor una solución acuosa (Aâ?) de diamina (s) y diácido (s) , que tiene una relación en moles de diácido/diamina inferior a 1, preferentemente inferior o igual a 0, 9, mediante alimentación a dicho reactor que contiene un líquido a una temperatura comprendida entre 55 y 95 º C (incluidos los extremos) , preferentemente entre 60 y 90 º C (incluidos los extremos) que comprende agua y diamina, un flujo (Bâ?) que comprende un diácido, eventualmente un flujo que comprende diamina, eventualmente un flujo que comprende agua; siendo controlado (s) los caudales del o de los flujos de alimentación para tener constantemente una temperatura de la solución en el 45 reactor inferior a la temperatura de ebullición bajo la presión de funcionamiento del mismo; siendo controladas las cantidades de agua y de diamina del líquido así como los caudales del flujo de alimentación para tener constantemente una relación en moles de diácido (s) /diamina (s) inferior a 1, siendo el diácido del flujo (Bâ?) un diácido alifático o cicloalifático que comprende un número de átomos de carbono superior a 10 o un diácido aromático;

- mezclar la solución acuosa (Aâ?) procedente de la primera etapa con un flujo (Bâ?â?) que comprende al menos un diácido, siendo el diácido un diácido alifático o cicloalifático que comprende un número de átomos de carbono inferior o igual a 10 y, eventualmente, agua y/o diamina complementarias; con el fin de obtener una solución acuosa (procedente de la mezcla (Aâ?) y (Bâ?â?) ) que tiene una relación en moles de diácidos/diamina (s) comprendida entre 0, 9 y 1, 1, preferentemente comprendida entre 0, 98 y 1, 02 (incluidos los extremos) ; siendo llevada esta solución a 55 temperatura como máximo igual a la temperatura de ebullición de la solución a la presión de funcionamiento mediante al menos el desprendimiento de calor de la reacción entre la (s) diamina (s) y los diácidos; esto con el fin de obtener la solución (A) de diácidos y diamina (s) a la concentración y composición deseadas.

Mediante temperatura de ebullición, se debe comprender la temperatura de ebullición de la solución contenida en un reactor a la presión de trabajo o de funcionamiento del procedimiento.

Como diaminas convenientes para la invención, se pueden citar hexametileno-diamina (HMD) como monómero preferido y más utilizado e igualmente heptametileno-diamina, tetrametileno-diamina, octametileno-diamina, nonametileno-diamina, decametileno-diamina, 2-metil-pentametileno-diamina, undecametileno-diamina, 65 dodecametileno-diamina, xilileno-diamina o isoforona-diamina. Es posible utilizar una mezcla de varios monómeros de diaminas.

En el procedimiento de la invención, la diamina puede ser utilizada en forma pura o en forma de solución acuosa concentrada. Para la HMD, puede ser utilizada una solución que comprende al menos 50% en peso de diamina, preferentemente al menos 85% e incluso más ventajosamente 90% en peso aproximadamente. No obstante, los flujos que comprenden la diamina pueden comprender otros compuestos sin apartarse por esto del marco de la invención.

Como diácido aromático, o diácido alifático o cicloalifálico que comprende un número de átomos de carbono superior a 10, adecuado para la invención, se pueden citar el ácido dodecanodioico, isoftálico, tereftálico, naftalenodicarboxílico, por ejemplo. El ácido preferido es ácido tereftálico.

Como diácido alifático o cicloalifático que comprende un número de átomos de carbono inferior o igual a 10, adecuado para la invención, se pueden citar el ácido adípico, subérico, sebácico, azelaico, pimélico o ácido ciclohexano-dicarboxílico. El ácido preferido es el ácido adípico.

Los diácidos son generalmente utilizados en forma de polvo. No obstante, pueden estar igualmente en forma solución acuosa o de suspensión.

Ventajosamente, se utiliza una mezcla de diácido aromático y diácido alifático. La proporción en moles diácido aromático con respecto al diácido alifático está comprendido entre 5 y 80%, preferentemente entre 20 y 50%. Preferentemente, el diácido aromático es ácido tereftálico y el diácido alifático es ácido adípico. Preferentemente, la proporción en moles de ácido tereftálico con respecto a los diácidos está comprendida entre 5 y 80%, preferentemente entre 20 y 50%.

Como para los flujos que comprenden la diamina, los flujos pueden comprender el diácido que puede contener otros compuestos, como disolventes, sin apartarse por ello del marco de la invención.

Pueden ser introducidos limitadores de cadena durante la realización del procedimiento de la invención, por ejemplo, durante la primera etapa del procedimiento de preparación de la solución acuosa (Aâ?) o en el flujo (Bâ?â?) . Como ejemplo de limitadores de cadena se pueden citar, por ejemplo, ácido benzoico, ácido acético, etc.

La primera etapa del procedimiento de la invención consiste en preparar una solución acuosa (Aâ?) de diamina (s)... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de fabricación de una solución acuosa (A) de diácidos y diamina (s) obtenida mediante la mezcla de al menos dos diácidos y al menos una diamina a una concentración en peso de sal comprendida entre 40 y 70%, 5 caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

- producir en un reactor una solución acuosa (Aâ?) de diamina (s) y diácido (s) , que tiene una relación en moles de diácido/diamina inferior a 1, mediante alimentación a dicho reactor que contiene un líquido a una temperatura comprendida entre 55 y 95 º C (incluidos los extremos) , que comprende agua y diamina, un flujo (Bâ?) que comprende un diácido, eventualmente un flujo que comprende diamina, eventualmente un flujo que comprende agua; siendo controlado (s) los caudales del o de los flujos de alimentación para tener constantemente una temperatura de la solución en el reactor inferior a la temperatura de ebullición bajo la presión de funcionamiento del mismo; siendo controladas las cantidades de agua y de diamina del líquido así como los caudales del flujo de alimentación para tener constantemente una relación en moles de diácido (s) /diamina (s) inferior a 1, siendo el diácido del flujo (Bâ?) un diácido alifático o cicloalifático que comprende un número de átomos de carbono superior a 10 o un diácido aromático;

- mezclar la solución acuosa (Aâ?) procedente de la primera etapa con un flujo (Bâ?â?) que comprende al menos un diácido, siendo el diácido un diácido alifático o cicloalifático que comprende un número de átomos de carbono inferior o igual a 10 y, eventualmente, agua y/o diamina complementarias; con el fin de obtener una solución acuosa (procedente de la mezcla (Aâ?) y (Bâ?â?) ) que tiene una relación en moles de diácidos/diamina (s) comprendida entre 0, 9 y 1, 1, siendo llevada esta solución a temperatura como máximo igual a la temperatura de ebullición de la solución a la presión de funcionamiento mediante al menos el desprendimiento de calor de la reacción entre la (s) diamina (s) y los diácidos; esto con el fin de obtener la solución (A) de diácidos y diamina (s) a la concentración y composición deseadas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la solución acuosa (Aâ?) de diamina (s) y diácido (s) tiene una relación en moles de diácido/diamina inferior o igual a 0, 9.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la etapa que consiste en producir en un reactor una solución acuosa (Aâ?) de diamina (s) y diácido (s) , que tiene una relación en moles de diácido/diamina inferior a 1, se hace mediante alimentación a dicho reactor que contiene un líquido a una temperatura comprendida entre 60 y 90º C (incluidos los extremos) , que comprende agua y diamina, un flujo (Bâ?) que comprende un diácido, eventualmente un flujo que comprende diamina, eventualmente un flujo que compren de agua; siendo controlado (s)

los caudales del o de los flujo (s) de alimentación para tener constantemente un a temperatura de la solución en el reactor inferior a la temperatura de ebullición bajo la presión de funcionamiento del mismo; siendo controladas las cantidades de agua y de diamina del líquido así como los caudales de los flujos de alimentación para tener constantemente una relación en moles de diácido (s) /diamina (s) inferior a 1; siendo el diácido del flujo (Bâ?) un diácido alifático o cicloalifático que comprende un número de átomos de carbono superior a 10 o un diácido aromático.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la solución acuosa procedente de la mezcla de (Aâ?) y (Bâ?â?) tiene una relación en moles de diácidos/diamina (s) comprendida entre 0, 98 y 1, 02.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el reactor es mantenido bajo 45 una atmósfera exenta de oxígeno.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la diamina de la solución (Aâ?) y del flujo (Bâ?â?) es hexametileno-diamina.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diácido del flujo (Bâ?) es ácido tereftálico.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diácido del flujo (Bâ?â?) es ácido

adípico. 55

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la solución (A) presenta una proporción en moles de ácido tereftálico con respecto a los diácidos comprendida entre 5 y 80%.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la solución (A) presenta una proporción en moles de ácido tereftálico con respecto a los diácidos comprendida entre 20 y 50%.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el líquido comprende la totalidad del agua y la diamina de la solución (Aâ?) .

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el flujo (Bâ?â?) es una solución acuosa de diácido y diamina con una relación en moles de diácido/diamina comprendida entre 1, 5 y 5 y una

concentración en agua de las especies disueltas comprendida entre 40 y 75%.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el flujo (Bâ?â?) es una solución acuosa de diácido y diamina con una relación en moles de diácido/diamina comprendida entre 1, 5 y 5 y una concentración en agua de las especies disueltas comprendida entre 45 y 65%.