PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACION DE CARBONATO DE DIARILO.

Procedimiento para la fabricación de carbonato de diarilo y procesamiento de al menos una parte de la disolución que contiene cloruro alcalino resultante a este respecto en una electrólisis de cloruro alcalino subsiguiente,

que comprende las siguientes etapas:

a) fabricación de fosgeno mediante reacción de cloro con monóxido de carbono,

b) reacción del fosgeno formado según la etapa a) con al menos un monofenol en presencia de una base y dado el caso un catalizador básico hasta un carbonato de diarilo y una disolución que contiene cloruro alcalino,

c) separación y procesamiento del carbonato de diarilo formado en la etapa b),

d) separación de la disolución que contiene el cloruro alcalino restante según la etapa c) de los restos de disolvente y dado el caso restos de catalizador, particularmente mediante arrastre de la disolución con vapor de agua, y tratamiento con adsorbentes, particularmente con carbón activado,

e) oxidación electroquímica de al menos una parte de la disolución que contiene cloruro alcalino de d) con formación de cloro, lejía alcalina y dado el caso hidrógeno,

caracterizado porque en la separación d) de la disolución antes del tratamiento con adsorbentes, se ajusta la disolución a un valor de pH menor o igual a 8 y

f) se recircula al menos una parte del cloro fabricado según la etapa e) a la fabricación de fosgeno según la etapa a) y/o

g) se recircula al menos una parte de la lejía alcalina fabricada según la etapa e) a la fabricación de carbonato de diarilo según la etapa b)

Procedimiento para la fabricación de carbonato de diarulo.

La invención se refiere a un procedimiento combinado para la fabricación de carbonato de diarilo y electrólisis de aguas residuales de proceso que contienen cloruro de sodio. Particularmente, el procedimiento consiste en el aprovechamiento de disoluciones que contienen cloruro de sodio para el procedimiento de fabricación de carbonato de difenilo (procedimiento de DPC).

La fabricación de carbonatos de diarilo (carbonato de diarilo) se realiza habitualmente mediante un procedimiento continuo, mediante la fabricación de fosgeno y posterior reacción de monofenoles y fosgeno en un disolvente inerte en presencia de un catalizador de nitrógeno en la interfase.

La fabricación de carbonatos de diarilo, por ejemplo mediante el proceso de interfase, está descrito en principio en la bibliografía, véase por ejemplo en Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, H. Schnell, Vol. 9, John Wiley and Sons, Inc. (1964), pág. 50/51.

En el documento US-A-4.016.190, se describe un procedimiento de fabricación de carbonatos de diarilo que opera a temperaturas >65ºC. Se ajusta el valor de pH en este procedimiento en primer lugar bajo (pH 8 a 9) y a continuación alto (10 a 11).

Se describen optimizaciones del procedimiento mediante la mejora del mezclado y el cumplimiento de un perfil estrecho de temperatura y pH, así como también el aislamiento del producto, en los documentos EP1219589 A1, EP1216981 A2, EP1216982 A2 y EP784048 A1.

Sin embargo, en estos procedimientos conocidos, un alto valor de fenol residual en el agua residual de este proceso, que puede contaminar el ambiente y presentar al tratamiento de residuos un importante problema de agua residual, hace necesarias costosas operaciones de purificación. Así, el documento WO 03/070639 A1 describe una eliminación de impurezas orgánicas del agua residual mediante extracción con cloruro de metileno.

Habitualmente, la disolución que contiene cloruro de sodio se libera de disolventes y restos orgánicos que deben desecharse entonces.

Pero es también conocido que puede realizarse la purificación de las aguas residuales que contienen cloruro de sodio según los documentos EP 1200359 B1 (WO2000078682 A1) o US-A-6340736 mediante ozonólisis y ser entonces adecuadas para el empleo en electrólisis de cloruro de sodio. Es una desventaja de la ozonólisis que este procedimiento es muy costoso.

Según el documento EP 541114 A2, se evapora una corriente de agua residual que contiene cloruro de sodio hasta la eliminación completa del agua y se somete la sal restante con las impurezas orgánicas a un tratamiento térmico mediante el que los componentes orgánicos se descomponen. Se prefiere especialmente a este respecto el empleo de radiación infrarroja. Es una desventaja del procedimiento que el agua debe evaporarse completamente, de modo que el procedimiento no es económicamente practicable.

Según el documento WO 03/70639 A1, se purifica el agua residual de una producción de DPC mediante extracción y se suministra entonces a la electrólisis de cloruro de sodio. Mediante el procedimiento descrito, pueden recuperarse sin embargo sólo un máximo de un 26% del cloruro de sodio del agua residual de la producción de DPC, ya que a altas cantidades de empleo, el agua incorporada a la electrólisis con el agua residual llevaría al equilibrio el balance de agua de la electrólisis de cloruro de sodio.

Las disoluciones que contienen cloruro de sodio resultantes de la producción de DPC tienen típicamente un contenido de cloruro de sodio de 13 a 17% en peso. Por tanto, no puede recuperarse nunca el cloruro de sodio total presente en las disoluciones. A una concentración de cloruro de sodio de 17% en peso, en la electrólisis de cloruro de sodio estándar con una membrana de intercambio iónico comercial que muestra un transporte de agua de 3,5 mol de agua por mol de sodio, se consigue sólo el empleo de aprox. un 23% del cloruro de sodio de las disoluciones que contienen cloruro de sodio. Incluso con concentración hasta una disolución de cloruro de sodio saturada de aprox. 25% en peso, se conseguía sólo una proporción de reciclaje de un 38% del cloruro de sodio contenido en la disolución que contiene cloruro de sodio. No es conocido un reciclaje total de la disolución que contiene cloruro de sodio. Según el documento WO 01/38419, la disolución que contiene cloruro de sodio puede evaporarse mediante procedimientos térmicos de modo que pueda suministrarse una disolución de cloruro de sodio de alta concentración a la celda de electrólisis. La evaporación sin embargo consume mucha energía y es costosa.

A partir del estado de la técnica anteriormente mencionado, es el objetivo de la invención proporcionar un procedimiento de fabricación de carbonato de diarilo que proporcione productos con alta pureza y buen rendimiento y simultáneamente que represente una reducción de la contaminación ambiental o del problema del agua residual en las plantas depuradoras de aguas residuales mediante una recirculación maximizada del cloruro de sodio de las disoluciones de agua residual de proceso que contienen cloruro de sodio que se obtienen de la producción de carbonato de diarilo.

Particularmente, debería considerarse en el reciclaje que la reacción de cloruro de sodio a cloro y lejía de sosa y dado el caso hidrógeno debería realizarse con un gasto mínimo de energía y por tanto igualmente con poco uso de recursos.

Se ha encontrado que en la fabricación continua de carbonatos de diarilo mediante reacción de monofenoles y fosgeno en un disolvente inerte en presencia de metal alcalino y catalizador amina en la interfase, pueden suministrarse directamente las disoluciones de agua residual que contienen cloruro de sodio resultantes sin purificación costosa después del ajuste del pH a un pH menor o igual a 8 y un sencillo tratamiento con carbón activado a una oxidación electroquímica del cloruro de sodio contenido hasta cloro, lejía de sosa y dado el caso hidrógeno, pudiendo recircularse el cloro para la fabricación del fosgeno.

Es objeto de la invención un procedimiento para la fabricación de carbonato de diarilo y el procesamiento de al menos una parte de la disolución que contiene cloruro alcalino resultante a este respecto en una electrólisis de cloruro alcalino subsiguiente, que comprende las siguientes etapas:

a) fabricación de fosgeno mediante reacción de cloro con monóxido de carbono,

b) reacción del fosgeno formado según la etapa a) con al menos un monofenol en presencia de una base que contiene metal alcalino, particularmente una base que contiene sodio, dado el caso un catalizador básico y dado el caso disolventes orgánicos, hasta un carbonato de diarilo y una disolución que contiene cloruro alcalino, particularmente que contiene cloruro de sodio,

c) separación y procesamiento del carbonato de diarilo formado en la etapa b),

d) separación de la disolución que contiene el cloruro alcalino restante según la etapa c) de los restos de disolvente y dado el caso restos de catalizador, particularmente mediante arrastre de la disolución con vapor de agua y tratamiento con adsorbentes, particularmente con carbón activado,

e) oxidación electroquímica de al menos una parte de la disolución que contiene cloruro alcalino de d) con formación de cloro, lejía alcalina y dado el caso hidrógeno,

caracterizado porque en la separación d) de la disolución antes del tratamiento con adsorbentes, se ajusta la disolución a un valor de pH menor o igual a 8 y

f) se recircula al menos una parte del cloro fabricado según la etapa e) a la fabricación de fosgeno según la etapa a) y/o

g) se recircula al menos una parte de la lejía alcalina fabricada según la etapa e) a la fabricación de carbonato de diarilo según la etapa b).

Preferiblemente, se utiliza la disolución que contiene cloruro alcalino del agua residual de reacción de la etapa b) o al menos combinada en parte con el agua de lavado del procesamiento c) del carbonato de diarilo.

Son monofenoles especialmente adecuados para empleo en el nuevo procedimiento fenoles de fórmula (I)

en la que

R es hidrógeno, halógeno o un...

1. Procedimiento para la fabricación de carbonato de diarilo y procesamiento de al menos una parte de la disolución que contiene cloruro alcalino resultante a este respecto en una electrólisis de cloruro alcalino subsiguiente, que comprende las siguientes etapas:

a) fabricación de fosgeno mediante reacción de cloro con monóxido de carbono,

b) reacción del fosgeno formado según la etapa a) con al menos un monofenol en presencia de una base y dado el caso un catalizador básico hasta un carbonato de diarilo y una disolución que contiene cloruro alcalino,

c) separación y procesamiento del carbonato de diarilo formado en la etapa b),

d) separación de la disolución que contiene el cloruro alcalino restante según la etapa c) de los restos de disolvente y dado el caso restos de catalizador, particularmente mediante arrastre de la disolución con vapor de agua, y tratamiento con adsorbentes, particularmente con carbón activado,

e) oxidación electroquímica de al menos una parte de la disolución que contiene cloruro alcalino de d) con formación de cloro, lejía alcalina y dado el caso hidrógeno,

caracterizado porque en la separación d) de la disolución antes del tratamiento con adsorbentes, se ajusta la disolución a un valor de pH menor o igual a 8 y

f) se recircula al menos una parte del cloro fabricado según la etapa e) a la fabricación de fosgeno según la etapa a) y/o

g) se recircula al menos una parte de la lejía alcalina fabricada según la etapa e) a la fabricación de carbonato de diarilo según la etapa b).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se realiza la oxidación electroquímica de al menos una parte de la disolución que contiene cloruro alcalino de d) hasta cloro y lejía de sosa empleando electrodos de difusión gaseosa como cátodo.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se añade al menos una parte de la disolución que contiene cloruro alcalino purificada de d) a la circulación de salmuera de una electrólisis de membrana para la fabricación de cloro, lejía de sosa y dado el caso hidrógeno.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se añade a la disolución que contiene cloruro alcalino en la electrólisis e) cloruro alcalino adicional para elevar la concentración de cloruro alcalino.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se ajusta a un valor de pH menor de 7 la disolución que contiene cloruro alcalino en la purificación de d), particularmente empleando ácido clorhídrico o cloruro de hidrógeno.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la concentración de cloruro alcalino de la disolución de cloruro alcalino que llega a la electrólisis asciende a 100 a 280 g/l, preferiblemente a 110 a 220 g/l y/o porque la concentración de lejía de sosa que se obtiene de la electrólisis asciende a 13 a 33% en peso, preferiblemente a 20 a 32% en peso.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se utilizan membranas de intercambio iónico en la electrólisis e) cuyo transporte de agua por mol de sodio es mayor de 4 mol de H₂O/mol de sodio.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque se utilizan preferiblemente membranas de intercambio iónico en la electrólisis e) cuyo transporte de agua por mol de sodio asciende a 5,5 a 6,5 mol de H₂O/mol de sodio.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la electrólisis se hace funcionar a una densidad de corriente de 2 a 6 kA/m², siendo la superficie tomada como base para el cálculo de la densidad de corriente la superficie de membrana.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la electrólisis e) se hace funcionar a una temperatura de 70 a 100ºC, preferiblemente a 80 a 95ºC.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la electrólisis se hace funcionar a una presión absoluta de 100 a 140 kPa, preferiblemente de 110 a 130 kPa.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la electrólisis e) se hace funcionar con una presión diferencial entre espacio catódico y anódico de 2 a 15 kPa, preferiblemente de 3 a 10 kPa.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la electrólisis se hace funcionar con un ánodo que contiene como recubrimiento, además de óxido de rutenio, también otros compuestos metálicos nobles de los grupos secundarios VIIb y VIIIb y/o del grupo principal IVa del Sistema Periódico de los Elementos.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque en la electrólisis e) se utilizan en las celdas ánodos con superficies mayores que la superficie de las membranas.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la disolución que contiene cloruro alcalino de d) se concentra antes de la electrólisis e) mediante un procedimiento de membrana.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque se utilizan como monofenol en la etapa b) fenol, alquilfenoles, particularmente cresoles, p-terc-butilfenol, p-cumilfenol, p-n-octilfenol, p-isooctilfenol, p-n-nonilfenil y p-isononilfenol, halofenoles, particularmente p-clorofenol, 2,4-diclorofenol, p-bromofenol y 2,4,6-tribromofenol, con especial preferencia fenol.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque se utiliza la disolución que contiene cloruro alcalino del agua residual de reacción de b) o combinada al menos en parte con agua de lavado del procesamiento c) del carbonato de diarilo.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque se utilizan en la reacción b) los fenoles de fórmula (I)

en la que R es hidrógeno, halógeno o un resto alquilo C₁-C₉ ramificado o no ramificado o un resto alcoxicarbonilo.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque la etapa c) comprende al menos las siguientes etapas:

aa) separación de la fase orgánica que contiene carbonato de diarilo y la disolución de agua residual de reacción que contiene cloruro de alcalino acuosa

bb) lavado al menos una vez de la fase orgánica que contiene carbonato de diarilo obtenido en la etapa aa),

y en el que se usa al menos una parte de la fase (las fases) de lavado de c) bb), dado el caso después de la separación de restos de catalizador y dado el caso restos de disolvente orgánico, como sustituto parcial del agua para la fabricación de la lejía de sosa para la etapa b).