Procedimiento para la producción acoplada de di- y/o poliisocianatos y glicoles.

Procedimiento para la producción acoplada de di- y/o poliisocianatos y glicoles

, que comprende las etapas de procedimiento A, B, C y E para la preparación de glicoles y las etapas de procedimiento A, C, D, E, F y G para la preparación de di- y/o poliisocianatos, caracterizado por que el acoplamiento de sustancia se realiza mediante la separación de la mezcla de reacción obtenida en la etapa de procedimiento A, en las etapas de procedimiento B y C, en donde

- en la etapa de procedimiento A reacciona un óxido de alquileno acuoso, que contiene del 30 al 60 % en peso de agua, con dióxido de carbono dando una mezcla de reacción que contiene carbonato de alquileno,

- una parte de la mezcla de reacción que contiene carbonato de alquileno obtenido en la etapa de procedimiento A se hidroliza en la etapa de procedimiento B dando glicol,

- la corriente restante que contiene carbonato de alquileno de la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento A se deshidrata en la etapa de procedimiento C,

- en la etapa de procedimiento D se sintetiza la amina mediante hidrogenación de un compuesto nitro aromático o de un nitrilo,

- en la etapa de procedimiento E la mezcla deshidratada que contiene carbonato de alquileno de la etapa de procedimiento C se hace reaccionar con un alcohol monohidroxílico para dar el carbonato de dialquilo correspondiente, obteniéndose como producto acoplado glicol, y

- en la etapa de procedimiento F la mezcla de reacción que contiene carbonato de dialquilo obtenida en la etapa de procedimiento E se hace reaccionar con la amina obtenida en la etapa de procedimiento D dando una mezcla que contiene el mono-, di y/o policarbamato correspondientes, que

- se disocia en la etapa de procedimiento G con obtención de di- y/o poliisocianatos correspondientes.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/066220.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: BOCK, MICHAEL, BAUMANN, ROBERT, THEIS, GERHARD, STROEFER,ECKHARD, FRANZKE,AXEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Derivados del ácido isociánico > C07C265/14 (que contienen al menos dos grupos isocianato unidos a la misma estructura carbonada)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos saturados que tienen grupos hidroxilo... > C07C31/20 (Alcoholes dihidroxílicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo... > C07C29/12 (de ésteres de ácidos inorgánicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de derivados del ácido isociánico > C07C263/04 (a partir o a través de carbamatos o de halogenuros de carbomoílo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Derivados del ácido isociánico > C07C265/12 (que tienen grupos isocianato unidos a átomos de carbono de ciclos aromáticos de seis miembros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo... > C07C29/128 (por alcoholisis (de ésteres de ácidos orgánicos C07C 27/02))

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Procedimiento para la producción acoplada de di- y/o poliisocianatos y glicoles.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción acoplada de di- y/o poliisocianatos y glicoles

La invención se refiere a un procedimiento para la producción simultánea de di- y/o poliisocianatos y glicoles en un procedimiento integrado.

Di- y poliisocianatos son materias primas importantes sobre todo para la industria de poliuretano. Los poliisocianatos presentan en el sentido de este documento una funcionalidad mayor de 2.

La vía de síntesis clásica para la producción de di- y/o poliisocianatos es la fosgenación de di- y/o poliaminas. De forma particular basándose en la problemática de seguridad relacionada con el uso de fosgeno ha adquirido importancia creciente la vía de producción alternativa mediante la escisión térmica de di- y/o policarbamatos, también conocida como di- o poliésteres de ácido carbamídico o di- o poliuretanos.

Se preparan di- y/o policarbamatos sobre todo mediante reacción de carbonatas de dialquilo correspondientes con una di- y/o poliamina o una mezcla de aminas.

La reacción de la di- o poliamina puede realizarse con carbonatas de dialquilo en presencia de alcoholatos como base (véase, por ejemplo, el documento WO 29/1 15538).

A este respecto se puede obtener el carbonato de dialquilo mediante transesterificación de un carbonato de alquileno con un alcohol monohidroxílico. En esta transesterificación se produce el alquilenglicol correspondiente, designado en lo sucesivo como glicol, como producto acoplado.

Adicionalmente se puede transformar el carbonato de alquilo también mediante hidrólisis en el alquilenglicol correspondiente. Ambos productos de valor, alquilenglicoles así como di- y/o poliisocianatos, se obtienen partiendo del mismo compuesto de partida, el carbonato de alquenilo correspondiente. Que se produce de nuevo a partir del óxido de alquileno correspondiente.

De forma particular en lugares con plantas de óxido de alquileno a escala mundial es ventajoso por lo general disponer de plantas conectadas con craqueos con vapor, que integran las etapas de proceso para la síntesis de los productos acoplados anteriores.

El documento WO 28/1293 describe un procedimiento para la preparación simultánea de 1,2-alquilendioles y carbonatas de dialquilo, en donde se hace reaccionar un óxido de 1,2-alquileno con dióxido de carbono en presencia de un catalizador en un reactor tubular para dar una mezcla de reacción gas/líquido, que se hace reaccionar en una segunda etapa de procedimiento con un alcanol dando una mezcla de reacción que contiene un 1,2-alquilendiol y un carbonato de dialquilo, separándose en la etapa de procedimiento 3 el 1,2-alquilendiol y el carbonato de dialquilo. A este respecto se debería usar de la forma más eficiente posible el dióxido de carbono en forma de gas usado.

Se conoce del documento US 6.38.419 un procedimiento adicional para la preparación simultánea de alquilenglicol y carbonato de dialquilo. Después se hace reaccionar en una primera etapa de procedimiento óxido de etileno con dióxido de carbono dando una mezcla que contiene carbonato de etileno, que se separa en una segunda etapa de procedimiento por destilación en una corriente 1 que contiene carbonato de etileno principalmente y una mezcla de carbonato de etileno, etilenglicol y agua como corriente 2. La corriente 1 se transesterifica en una tercera etapa de procedimiento con un compuesto que contiene un grupo hidroxilo con obtención del carbonato de dialquilo correspondiente, que se purifica en una cuarta etapa de procedimiento por destilación. El etilenglicol obtenido como producto acoplado se purifica en la corriente 2, que se hidroliza completamente en una quinta etapa de procedimiento. El etilenglicol resultante de ahí se purifica subsiguientemente en una sexta etapa de procedimiento mediante destilación. Tras este procedimiento se purifica por destilación primeramente la mezcla que contiene carbonato de etileno obtenida mediante reacción de óxido de alquileno con dióxido de carbono antes de la reacción para dar el carbonato de dialquilo correspondiente.

Por tanto fue objetivo de la invención proporcionar un procedimiento técnicamente sencillo, económico, donde partiendo de óxidos de alquenilo se puedan obtener los productos de acoplamiento glicoles y di- y/o poliisocianatos en forma más sencilla y económica.

El objetivo se consigue mediante un procedimiento para la producción acoplada de di- y/o poliisocianatos y glicoles, que comprende las etapas de procedimiento A, B, C y E para la preparación de glicoles y las etapas de procedimiento A, C, D, E, F y G para la producción de di- y/o poliisocianatos, caracterizado porque

el acoplamiento de sustancia se realiza con la separación de la mezcla de reacción obtenida en la etapa de procedimiento A en las etapas de procedimiento B y C, en donde

- en la etapa de procedimiento A reacciona un óxido de alquileno acuoso, que contiene de 3 a 6 % en peso de agua, con dióxido de carbono dando una mezcla de reacción que contiene carbonato de alquileno,

- una parte de la mezcla de reacción que contiene carbonato de alquileno obtenido en la etapa de procedimiento A se hidrollza en la etapa de procedimiento B dando glicol,

- la corriente que contiene el resto del carbonato de alquileno de la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento A se deshidrata en la etapa de procedimiento C,

- en la etapa de procedimiento D se sintetiza la amina mediante hidrogenación de un compuesto nitro aromático o de

un nitrilo,

- en la etapa de procedimiento E la mezcla que contiene carbonato de alquileno deshidratado de la etapa de procedimiento C se haga reaccionar con un alcohol monohidroxílico para dar el carbonato de dialquilo correspondiente, obteniéndose como producto acoplado glicol, en la etapa de procedimiento F la mezcla de reacción que contiene carbonato de dialquilo obtenida en la etapa de procedimiento E se hace reaccionar con la amina obtenida en la etapa de procedimiento D dando una mezcla que contiene el mono-, di y/o policarbamato correspondiente, que

- se disocia en la etapa de procedimiento G con obtención de di- y/o poliisocianatos correspondientes.

Se ha encontrado en particular que es posible alimentar el carbonato de alquileno sin pretratamiento costoso, separando finalmente el agua, a la reacción para dar el carbonato de dialquilo correspondiente. Se ha encontrado que es suficiente finalmente separar el agua de reacción, sin que se requiera un empobrecimiento de los productos secundarios que se generan de forma típica en la síntesis de carbonato de alquileno, de forma particular de poliglicoles que se generan con la hidrólisis del óxido de alquileno sí como separación del catalizador homogéneo dado el caso presente antes de la alimentación a la etapa de transesterificación. El procesamiento del residuo se puede simplificar claramente procesando los productos secundarios y el catalizador de la síntesis de carbonato de alquileno junto con el residuo de la transesterificación (de la síntesis de carbonato de dialquilo).

De forma particular se puede separar el alqullengllcol que se genera en la síntesis de carbonato de alquileno en la etapa de procedimiento de la reacción (de la síntesis de carbonato de dialquilo) junto con el coproducto idéntico de la transesterificación.

Es posible y relevante económicamente una incorporación de calor entre las etapas de proceso. En la presente Invención hay las siguientes grandes fuentes de energía: fuentes de energía esenciales son la síntesis de carbonato de alquileno y la preparación de aminas mediante hidrogenación de nitroaromatos o nitrilos. Son consumos de energía esenciales la síntesis de alcoholato alcalino, la transformación de carbonato de alquileno y la hidrólisis de carbonato... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción acoplada de di- y/o poliisocianatos y glicoles, que comprende las etapas de procedimiento A, B, C y E para la preparación de glicoles y las etapas de procedimiento A, C, D, E, F y G para la preparación de di- y/o poliisocianatos, caracterizado por que el acoplamiento de sustancia se realiza mediante la separación de la mezcla de reacción obtenida en la etapa de procedimiento A, en las etapas de procedimiento B y C, en donde

- en la etapa de procedimiento A reacciona un óxido de alquileno acuoso, que contiene del 3 al 6 % en peso de agua, con dióxido de carbono dando una mezcla de reacción que contiene carbonato de alquileno,

- una parte de la mezcla de reacción que contiene carbonato de alquileno obtenido en la etapa de procedimiento A se hidroliza en la etapa de procedimiento B dando glicol,

- la corriente restante que contiene carbonato de alquileno de la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento A se deshidrata en la etapa de procedimiento C,

- en la etapa de procedimiento D se sintetiza la amina mediante hidrogenación de un compuesto nitro aromático o de

un nitrilo,

- en la etapa de procedimiento E la mezcla deshidratada que contiene carbonato de alquileno de la etapa de procedimiento C se hace reaccionar con un alcohol monohidroxilico para dar el carbonato de dialquilo correspondiente, obteniéndose como producto acoplado glicol, y

- en la etapa de procedimiento F la mezcla de reacción que contiene carbonato de dialquilo obtenida en la etapa de procedimiento E se hace reaccionar con la amina obtenida en la etapa de procedimiento D dando una mezcla que contiene el mono-, di y/o policarbamato correspondientes, que

- se disocia en la etapa de procedimiento G con obtención de di- y/o poliisocianatos correspondientes.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en la etapa de procedimiento A el óxido de alquileno es óxido de etileno y/o óxido de propileno.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que la amina obtenida en la etapa de procedimiento D es una sustancia individual o una mezcla de sustancias o sus isómeros, seleccionados de la siguiente lista: TDA (toluilendiamina), MDA (diaminodifenilmethan), pMDA (polifenilenpolimetilenpoliamina), HDA (hexametilendiamina), IPDA (isoforondiamina), TMXDA (tetrametilenxilifendiamina), NDA (naftilen-diamina), H6TDA (hexahidrotoluilendiamina), H12MDA (diaminodiciclohexil-metano) y diaminobenceno.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el alcohol monohidroxilico usado en la etapa de procedimiento E es un alcohol alifático, que contiene de 2 a 1 átomos de carbono y dado el caso átomos de oxígeno y/o de nitrógeno.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que el alcohol monohidroxilico que contiene de 2 a 1 átomos de carbono está ramificado, de forma particular en el átomo de carbono, que es directamente adyacente al átomo de carbono, que porta el grupo hidroxilo.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1, 2, 4 ó 5, caracterizado por que de la mezcla de reacción obtenida en la etapa de procedimiento F (síntesis de uretano) se separa el carbamato, se condensa con formaldehído o un derivado de formaldehido dando una mezcla que contiene polímeros del carbamato, de la cual se separan los policarbamatos y se alimenta a la etapa de procedimiento G (disociación).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que la amina contenida en la etapa de procedimiento D es anilina.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la etapa de procedimiento F se lleva a cabo en presencia de un catalizador.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la etapa de procedimiento F se lleva a cabo en presencia de un disolvente inerte.

1. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el calor de reacción de las etapas de procedimiento A y D se usa en una o varias de las etapas de procedimiento B, C, E y F.