Separación de cloruro de amonio de la fase gaseosa.

Procedimiento para la preparación de isocianatos mediante fosgenación de aminas en la fase gaseosa

, en el que se separan productos secundarios mediante desublimación como sólido de uno o varios flujos de gas, en el que se alimentan al reactor la amina que va a fosgenizarse y el fosgeno, se alimenta al lavador de isocianato la mezcla de reacción que contiene isocianato que se forma con adición de un agente de extinción y tras la separación del isocianato se separa posteriormente a través del condensador en el lavador de fosgeno en gas de escape y flujo de fosgeno, caracterizado porque la desublimación se realiza en el recorrido de gas que está conectado a la zona de reacción en uno o varios intercambiadores de calor de placas, en el que el o los intercambiadores de calor se diseñan y el procedimiento se hace funcionar de tal manera que la velocidad de gas específica asciende a 2 m/s o menos durante el paso por el o los intercambiadores de calor usados para la desublimación y los intercambiadores de calor se hacen funcionar con un medio portador de calor que presenta una temperatura de 100 ºC a -40 ºC.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09006704.

Solicitante: Bayer Intellectual Property GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ALFRED-NOBEL-STRASSE 10 40789 MONHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: HANSEN, SVEN-MICHAEL, DREHER, JURGEN, SCHNEIDER, RALF, SCHIEFER, ROLF, SCHWETHELM,BERND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de derivados del ácido isociánico > C07C263/10 (por reacción de aminas con halogenuros de carbonilo, p. ej. con fosgeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de derivados del ácido isociánico > C07C263/20 (Separación; Purificación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > C07C265/00 (Derivados del ácido isociánico)

PDF original: ES-2547531_T3.pdf

 

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Separación de cloruro de amonio de la fase gaseosa.

Fragmento de la descripción:

Separación de cloruro de amonio de la fase gaseosa La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento para la preparación de isocianatos en la fase gaseosa, pudiéndose conseguir los tiempos de permanencia de la instalación mediante separación selectiva de productos secundarios tales como cloruro de amonio mediante desublimación de la fase gaseosa.

En la preparación de isocianatos mediante fosgenación de las correspondientes aminas en la fase gaseosa se produce la formación de amoníaco, mediante impurezas del producto de partida o reacciones de escisión durante el calentamiento o sobrecalentamiento de las aminas en la transición a la fase gaseosa, que puede reaccionar con cloruro de hidrógeno liberado durante la formación de isocianato para dar cloruro de amonio.

Esto conduce en particular en las partes de la instalación del procesamiento de gases a deposiciones de sólidos y pérdidas de presión, de modo que la instalación debe desconectarse y limpiarse regularmente.

Por el estado de la técnica se conoce este problema fundamental durante la preparación de isocianatos mediante fosgenación en fase acuosa, sin embargo no se han propuesto aún soluciones para la eliminación.

Básicamente sin embargo se conocen medidas para la separación de partículas de gases de humo o flujos de aire de escape. Debido al principio físico de separación predominante se clasifican los separadores de polvo habituales en cuatro tipos básicos, usándose también formas mixtas (por ejemplo electrofiltro húmedo) .

En separadores por fuerza másica (ciclón, cámara de sedimentación y de flujo giratorio) se aprovechan las fuerzas másicas, fuerza de gravedad, fuerza centrífuga y fuerza de inercia. Éstos se usan por regla general para la reconducción de producto o como separador previo. El principio de los separadores en húmedo (lavador tipo Venturi, lavador giratorio, lavador de chorro) se basa en una deposición de las partículas de polvo en gotas de líquido dispersadas, cuyo diámetro se encuentra al menos un orden de magnitud por encima del de las partículas de polvo. Dependiendo de la aplicación pueden volverse eficaces los lavadores al mismo tiempo como separadores de polvo, depósitos de extinción, humectadores y absorbedores (por ejemplo pretratamiento de gas bruto para la separación de disolvente, incineradoras de basuras) . Es desventajoso un tratamiento posterior con frecuencia necesario de las aguas residuales que se producen a este respecto. Los electrofiltros son las instalaciones usadas con más frecuencia para procesos con alta temperatura de gas de escape y grandes flujos de volumen de gas de escape, tal como se producen en las instalaciones de combustión a gran escala, hornos de cemento y hornos de sinterización de mineral de hierro. Las partículas de polvo se cargan en un campo eléctrico y migran hacia el electrodo de precipitación, donde se separan. Los separadores filtrantes aprovechan la acción de filtro de tejidos, fieltros, fibras minerales o fibras de acero inoxidable. Es desventajosa la pérdida de presión comparativamente alta, en particular en los separadores que funcionan según el principio de un lavador de gases.

El documento EP 1754698 da a conocer una fosgenación de fases gaseosas, en la que se reduce la formación de productos secundarios ya en la fase de preparación de productos de partida. Para este fin se evaporan las aminas que van a fosgenizarse antes de la reacción de fosgenación por medio de un intercambiador de calor. El intercambiador de calor usado se caracteriza por una superficie de intercambiador de calor de volumen específico especialmente dimensionada y un diámetro hidráulico especialmente dimensionado, que conjuntamente conducen a un tiempo de permanencia más bajo de las aminas en el intercambiador y por consiguiente a una descomposición reducida de las aminas con liberación de amoníaco. A esto le acompaña una formación de productos secundarios reducida en el transcurso de la reacción de fosgenación posterior.

El documento DD 270661 A1 describe la desublimación de sustancias de mezclas de gases de escape por medio de intercambiadores de calor. Éstos últimos comprenden tres zonas de condensación con superficie de separación específica ascendente, que comienza con una zona con intercambiadores de calor de placas y que termina con una zona de una capa de carbón activo que puede calentarse.

Sorprendentemente se encontró ahora que para la separación de productos secundarios tales como haluros de amonio de flujos de gas, tal como se encuentran durante la fosgenación de aminas en la fase gaseosa incluyendo las etapas de separación y procesamiento conectadas, puede usarse justamente el principio de la resublimación o desublimación con mucho éxito, de manera que se consigue una separación casi completa y selectiva del espacio de gas.

Por tanto es objeto de la invención un procedimiento para la preparación de isocianatos mediante fosgenación de aminas en la fase gaseosa, en el que se separan productos secundarios mediante desublimación como sólido de uno o varios flujos de gas, en el que se alimentan la amina que va a fosgenizarse y el fosgeno al reactor, se alimenta la mezcla de reacción que contiene isocianato que se forma con adición de un agente de extinción al lavador de isocianato y tras la separación del isocianato se separa posteriormente a través del condensador en el lavador de fosgeno en gas de escape y flujo de fosgeno, caracterizado porque la desublimación se realiza en el recorrido de gas que está conectado a la zona de reacción en uno o varios intercambiadores de calor de placas, en el que el o los intercambiadores de calor se diseñan y el procedimiento se hace funcionar de tal manera que la velocidad de gas específica asciende a 2 m/s o menos durante el paso por el o los intercambiadores de calor usados para la

desublimación y los intercambiadores de calor se hacen funcionar con un medio portador de calor que presenta una temperatura de 100 ºC a -40 ºC.

La figura 1 muestra esquemáticamente el desarrollo de la fosgenación en fase gaseosa de acuerdo con la invención, caracterizándose con (A) y (B) a modo de ejemplo puntos en el procedimiento en los que puede realizarse una desublimación de acuerdo con la invención de este tipo.

La amina (I) que va a fosgenizarse y el fosgeno (II) se alimentan al reactor (K) . La mezcla de reacción que contiene isocianato que se forma se alimenta con adición de un agente de extinción (III) , por ejemplo monoclorobenceno al lavador de isocianato (L) y tras la separación del isocianato (IV) se separa posteriormente en gas de escape (V) y flujo de fosgeno (VI) a través del condensador (M) en el lavador de fosgeno (N) .

Los productos secundarios preferentes son haluros de amonio, prefiriéndose especialmente cloruro de amonio.

Como desublimación se designa en termodinámica la transformación directa de una sustancia desde el estado en forma gas al estado de agregado sólido. El propio proceso se designa como resublimación, desublimación, solidificación o también deposición.

El fosgeno preferente tiene aún proporciones residuales de monóxido de carbono así como además un contenido en cloruro de hidrógeno no superior al 15 % en peso, preferentemente del 0, 1 % al 10 % en peso, de manera especialmente preferente del 2 % al 8 % en peso.

Preferentemente se alimenta a la fosgenación de amina el fosgeno reconducido de la separación de fosgeno tras enriquecimiento con fosgeno nuevo de la generación de fosgeno.

Como aminas pueden usarse en el procedimiento de acuerdo con la invención todos los compuestos aminofuncionales con al menos uno, preferentemente de 1 a 3 grupos amino primario, siempre que éstos puedan transportarse... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación de isocianatos mediante fosgenación de aminas en la fase gaseosa, en el que se separan productos secundarios mediante desublimación como sólido de uno o varios flujos de gas, en el que se alimentan al reactor la amina que va a fosgenizarse y el fosgeno, se alimenta al lavador de isocianato la mezcla de 5 reacción que contiene isocianato que se forma con adición de un agente de extinción y tras la separación del isocianato se separa posteriormente a través del condensador en el lavador de fosgeno en gas de escape y flujo de fosgeno, caracterizado porque la desublimación se realiza en el recorrido de gas que está conectado a la zona de reacción en uno o varios intercambiadores de calor de placas, en el que el o los intercambiadores de calor se diseñan y el procedimiento se hace funcionar de tal manera que la velocidad de gas específica asciende a 2 m/s o menos durante el paso por el o los intercambiadores de calor usados para la desublimación y los intercambiadores de calor se hacen funcionar con un medio portador de calor que presenta una temperatura de 100 ºC a -40 ºC.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque como aminas se usan triaminociclohexano, tris (aminometil) -ciclohexano, triaminometilciclohexano, 1, 8-diamino-4- (aminometil) -octano, 1, 6, 11-undecanotriamina, 1, 7-diamino-4- (3-aminopropil) heptano, 1, 6-diamino-3- (amino-metil) -hexano, 1, 3, 5

tris (aminometil) -ciclohexano, las toluilendiaminas isoméricas (TDA) , como isómero 2, 4, 2, 6 o como mezclas de los mismos, diaminobenceno, 2, 6-xilidina, naftilendiamina (NDA) , 2, 4-o 4, 4-metilen (di-fenilamina) (MDA) o mezclas de isómeros de los mismos.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque se conducen a la zona de reacción los productos de partida mezclados con un gas inerte.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las temperaturas en la zona de reacción ascienden a más de 260 ºC pero por debajo de 570 ºC.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la desublimación se realiza detrás del lavador de isocianato (L) o de uno de los aparatos que están conectados a éste en el recorrido de gas.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la desublimación se realiza sólo detrás del condensador (M) .

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el caso de los productos secundarios separados se trata de haluros de amonio.