Procedimiento para la producción y el tratamiento preferentemente por destilación de difenilmetanodiisocianato (MDI).

Procedimiento para la producción y el tratamiento por destilación de difenilmetanodiisocianato

(MDI), partiendo de una corriente de alimentación que contiene benceno, en el que en

la etapa de procedimiento I se nitra la corriente de alimentación que contiene benceno para dar una mezcla de productos que contiene nitrobenceno, en

la etapa de procedimiento II la mezcla de productos que contiene nitrobenceno se trata preferentemente por destilación, obteniendo una corriente de alimentación que contiene nitrobenceno, que en la etapa de procedimiento III se suministra a una hidrogenación catalítica para dar una mezcla de productos que contiene anilina en un reactor de lecho fluidizado, con evacuación del calor de reacción mediante enfriamiento por evaporación con agua, generándose vapor, en el que en

la etapa de procedimiento IV la mezcla de productos que contiene anilina se trata preferentemente por destilación, obteniendo una corriente de alimentación que contiene anilina, que en

la etapa de procedimiento V se hace reaccionar con formaldehído en presencia de catalizadores ácidos para dar una corriente que contiene metilendifenilamina (MDA), que

en la etapa de procedimiento VI se purifica preferentemente por destilación, y en

la etapa de procedimiento VII se alimenta a una fosgenación para dar una mezcla de productos que contiene MDI, que en

la etapa de procedimiento VIII se trata preferentemente por destilación para dar MDI puro,

caracterizado porque en la etapa de procedimiento III se genera vapor a dos niveles de presión diferentes, que cubre parcial o completamente la demanda de energía para las etapas de procedimiento IV, VI y VIII, utilizándose dos reactores de lecho fluidizado estructuralmente iguales, de los que

- un primer reactor de lecho fluidizado se hace funcionar con una carga de anilina para la que se diseñaron los reactores de lecho fluidizado y proporciona vapor a un primer nivel de presión inferior, y

- un segundo reactor de lecho fluidizado se hace funcionar con una carga reducida con respecto al primer reactor de lecho fluidizado, hasta que el segundo reactor de lecho fluidizado proporcione vapor al nivel de presión superior necesario para las etapas de procedimiento IV, VI y VIII.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/065782.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHNEIDER, CHRISTIAN, KONIGSMANN,LUCIA, ZAFRED,NIKOLAUS, HEUSSLER,ANDREAS, DENISSEN,LEO.

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 que contienen grupos amino unidos a una... > C07C211/46 (Anilina)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que contienen grupos amino... > C07C209/36 (por reducción de grupos nitro unidos a átomos de carbono de ciclos aromáticos de seis miembros)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producciïn y el tratamiento preferentemente por destilaciïn de difenilmetanodiisocianato (MDI)

La invenciïn se refiere a un procedimiento para la producciïn y el tratamiento por destilaciïn de difenilmetanodiisocianato, en lo sucesivo denominado de forma abreviada como MDI, partiendo de una corriente de alimentaciïn que contiene benceno, en el que se nitra benceno para dar nitrobenceno, ïste se hidrogena para dar anilina, se hace reaccionar la anilina con formaldehïdo para dar metilendifenilamina (MDA) y se fosgena la MDA para dar MDI. A este respecto, en todas las etapas de procedimiento no se obtienen los productos puros, sino, en primer lugar, en cada caso, mezclas de productos, que se purifican antes del tratamiento adicional.

Para el tratamiento de las mezclas de productos de las diferentes etapas de procedimiento es necesario el uso de vapor a dos niveles de presiïn diferentes. A partir de la etapa de procedimiento exotïrmica de la hidrogenaciïn catalïtica de nitrobenceno para dar anilina, se obtenïa hasta el momento vapor a un ïnico nivel de presiïn. Para una parte de las etapas de procedimiento en el procedimiento global es adicionalmente necesario adquirir vapor a un nivel de presiïn superior del exterior de la instalaciïn.

Por el contrario era objetivo de la invenciïn proporcionar un procedimiento para la producciïn y el tratamiento por destilaciïn de MDI partiendo de una corriente de alimentaciïn que contenga benceno, que pudiera hacerse funcionar de manera energïticamente autïrquica o principalmente autïrquica.

La soluciïn consiste en un procedimiento para la producciïn y el tratamiento por destilaciïn de difenilmetanodiisocianato (MDI) , partiendo de una corriente de alimentaciïn que contiene benceno, en el que en la etapa de procedimiento I se nitra la corriente de alimentaciïn que contiene benceno para dar una mezcla de productos que contiene nitrobenceno, en la etapa de procedimiento II la mezcla de productos que contiene nitrobenceno se trata preferentemente por destilaciïn, obteniendo una corriente de alimentaciïn que contiene nitrobenceno, que en la etapa de procedimiento III se alimenta a una hidrogenaciïn para dar una mezcla de productos que contiene anilina en un reactor de lecho fluidizado, con evacuaciïn del calor de reacciïn mediante enfriamiento por evaporaciïn con agua, generïndose vapor, en el que en la etapa de procedimiento IV la mezcla de productos que contiene anilina se trata preferentemente por destilaciïn, obteniendo una corriente de alimentaciïn que contiene anilina, que en la etapa de procedimiento V se hace reaccionar con formaldehïdo en presencia de catalizadores ïcidos para dar una corriente que contiene metilendifenilamina (MDA) , que en la etapa de procedimiento VI se purifica preferentemente por destilaciïn, y en la etapa de procedimiento VII se alimenta a una fosgenaciïn para dar una mezcla de productos que contiene MDI, que en la etapa de procedimiento VIII se trata preferentemente por destilaciïn para dar MDI puro, que se caracteriza porque en la etapa de procedimiento III se genera vapor a dos niveles de presiïn diferentes, que cubre parcial o completamente la demanda de energïa para las etapas de procedimiento IV, VI y VIII, utilizïndose dos reactores de lecho fluidizado estructuralmente iguales, de los que

-un primer reactor de lecho fluidizado se hace funcionar con una carga de anilina, para la que se diseïaron los reactores de lecho fluidizado y proporciona vapor a un primer nivel de presiïn inferior, y

-un segundo reactor de lecho fluidizado se hace funcionar con una carga reducida con respecto al primer

reactor de lecho fluidizado, hasta que el segundo reactor de lecho fluidizado suministra vapor al nivel de presiïn necesario para las etapas de procedimiento IV, VI y VIII.

Etapa de procedimiento I

La etapa de procedimiento I, la nitraciïn de una corriente de alimentaciïn que contiene benceno para dar una mezcla de productos que contiene nitrobenceno, se lleva a cabo tïcnicamente en su mayor parte de manera continua, mediante mezclado de una mezcla de ïcido nïtrico y ïcido sulfïrico, denominada mezcla ïcida sulfonïtrica, con benceno. Dado que la nitraciïn tiene lugar esencialmente en la fase de ïcido, el benceno tiene que difundirse desde la fase orgïnica hasta la fase de ïcido, donde reacciona con el ïcido nïtrico allï presente dando nitrobenceno.

Un procedimiento a escala industrial para la nitraciïn de benceno se describe en el documento EP-B 0 771 783, segïn el cual se utiliza un equipo de mezclado que estï diseïado como boquilla de chorro propulsor con un tubo interno central a travïs del que se conduce la mezcla ïcida sulfonïtrica, que funciona como chorro propulsor para el equipo de mezclado y aspira la corriente de alimentaciïn que contiene benceno que se introduce en el espacio anular que rodea el tubo interno.

Este procedimiento se mejorï adicionalmente por BASF SE: segïn el procedimiento de BASF la reacciïn se lleva a cabo de manera adiabïtica en un reactor tubular, en un gran exceso de ïcido sulfïrico, catalizando el ïcido sulfïrico la reacciïn y funcionando como portador tïrmico, que evacua el elevado calor de reacciïn que se libera (! HR = -117 kJ • mol-1) . La temperatura aumenta desde originalmente 90 ïC hasta 135 ïC. Despuïs de la reacciïn se separa la

fase orgïnica de la fase ïcida. El ïcido sulfïrico se concentra y se recircula al procedimiento. La mezcla de productos que contiene nitrobenceno, tambiïn denominada nitrobenceno bruto, se lava con agua y sosa en una cascada de mezclador-decantador, para neutralizar el ïcido sulfïrico aïn presente y eliminar impurezas.

La nitraciïn para dar nitrobenceno puede llevarse a cabo preferentemente en un reactor tubular con mezcladores estïticos, tal como se describe en el documento WO 01/64333.

Etapa de procedimiento II

En la etapa de procedimiento II la mezcla de productos que contiene nitrobenceno se purifica preferentemente por destilaciïn, separïndose benceno y agua como componentes de bajo punto de ebulliciïn y se extrae una corriente de alimentaciïn que contiene nitrobenceno, que se alimenta a la etapa de procedimiento III de la hidrogenaciïn catalïtica para dar una mezcla de productos que contiene anilina.

Etapa de procedimiento III

En la etapa de procedimiento III se lleva a cabo la hidrogenaciïn catalïtica de una corriente de alimentaciïn que contiene nitrobenceno para dar una mezcla de productos que contiene anilina de acuerdo con la invenciïn en un reactor de lecho fluidizado.

La realizaciïn a escala industrial del procedimiento en reactores de lecho fluidizado estï establecida desde hace mucho tiempo y se describe en particular en el documento de patente alemana DE 1 114 820 y la patente adicional de la misma, la DE 1 133 394. La hidrogenaciïn catalïtica de nitrobenceno es, como es sabido, fuertemente exotïrmica, de modo que causa dificultades para mantener la temperatura de reacciïn. Mantener la temperatura de reacciïn es en particular necesario para evitar que aparezcan resinaciones en el catalizador y con ello disminuya la actividad del catalizador en poco tiempo. Para dominar estos problemas, en el procedimiento del documento DE 1 114 820, la reacciïn se lleva a cabo en un reactor de lecho fluidizado, alimentïndose el material de partida, nitrobenceno, lïquido en varios sitios a distintas alturas y el hidrïgeno necesario para la hidrogenaciïn junto con el nitrobenceno y/o en el fondo del reactor de lecho fluidizado. Para la evacuaciïn del calor de reacciïn estï previsto en el reactor de lecho fluidizado un sistema tubular con portador tïrmico que va a circular dentro del mismo, en particular agua. De acuerdo con... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producciïn y el tratamiento por destilaciïn de difenilmetanodiisocianato (MDI) , partiendo de una corriente de alimentaciïn que contiene benceno, en el que en la etapa de procedimiento I se nitra la corriente de alimentaciïn que contiene benceno para dar una mezcla de productos que contiene nitrobenceno, en la etapa de procedimiento II la mezcla de productos que contiene nitrobenceno se trata preferentemente por destilaciïn, obteniendo una corriente de alimentaciïn que contiene nitrobenceno, que en la etapa de procedimiento III se suministra a una hidrogenaciïn catalïtica para dar una mezcla de productos que contiene anilina en un reactor de lecho fluidizado, con evacuaciïn del calor de reacciïn mediante enfriamiento por evaporaciïn con agua, generïndose vapor, en el que en la etapa de procedimiento IV la mezcla de productos que contiene anilina se trata preferentemente por destilaciïn, obteniendo una corriente de alimentaciïn que contiene anilina, que en la etapa de procedimiento V se hace reaccionar con formaldehïdo en presencia de catalizadores ïcidos para dar una corriente que contiene metilendifenilamina (MDA) , que en la etapa de procedimiento VI se purifica preferentemente por destilaciïn, y en la etapa de procedimiento VII se alimenta a una fosgenaciïn para dar una mezcla de productos que contiene MDI, que en la etapa de procedimiento VIII se trata preferentemente por destilaciïn para dar MDI puro, caracterizado porque en la etapa de procedimiento III se genera vapor a dos niveles de presiïn diferentes, que cubre parcial o completamente la demanda de energïa para las etapas de procedimiento IV, VI y VIII, utilizïndose dos reactores de lecho fluidizado estructuralmente iguales, de los que

- un primer reactor de lecho fluidizado se hace funcionar con una carga de anilina para la que se diseïaron los reactores de lecho fluidizado y proporciona vapor a un primer nivel de presiïn inferior, y -un segundo reactor de lecho fluidizado se hace funcionar con una carga reducida con respecto al primer reactor de lecho fluidizado, hasta que el segundo reactor de lecho fluidizado proporcione vapor al nivel de presiïn superior necesario para las etapas de procedimiento IV, VI y VIII.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el agua para la evacuaciïn del calor de reacciïn del reactor de lecho fluidizado se alimenta a travïs de un tambor colector de vapor a un intercambiador de calor de haz tubular dispuesto en el espacio interior del reactor de lecho fluidizado, y el vapor generado mediante la absorciïn del calor de reacciïn mediante enfriamiento por evaporaciïn en el intercambiador de calor de haz tubular se descarga al exterior a travïs de una vïlvula reguladora, mediante la que se regula la presiïn de vapor al primer nivel de presiïn o al segundo nivel de presiïn.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado porque el primer nivel de presiïn se regula a una presiïn en el intervalo de 16 a 30 bar (de 1, 6 a 3, 0 MPa) de presiïn absoluta y el segundo nivel de presiïn a ≥ 40 bar (4, 0 MPa) de presiïn absoluta.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la temperatura de reacciïn en los reactores de lecho fluidizado se regula a un valor en el intervalo de 280 a 320 ïC.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 4, caracterizado porque la temperatura de reacciïn en los reactores de lecho fluidizado se regula a un valor en el intervalo de 290 a 300 ïC.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los dos reactores de lecho fluidizado estïn cargados con catalizadores que se han usado ya durante diferentes duraciones de tiempo, caracterizado porque el reactor de lecho fluidizado cargado con catalizador mïs reciente se hace funcionar con una carga que lleva a la generaciïn del vapor al nivel de presiïn inferior, y el reactor de lecho fluidizado que estï cargado con el catalizador que se ha usado ya durante mïs tiempo, se hace funcionar con una carga que lleva a la generaciïn de vapor al nivel de presiïn superior.