PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACION DE POLIESTER MEDIANTE EL TRATAMIENTO DE HIDROGENACION DE DIOL RECICLADO.

Procedimiento para la preparación de poliéster, que comprende:



a. formar una suspensión de un diol seleccionado de entre el grupo que consiste de etanodiol, propanodiol y butanodiol con un ácido dicarboxílico seleccionado de entre el grupo que consiste de ácido tereftálico y ácido isoftálico,

b. esterificar la suspensión para formar un oligómero,

c. polimerizar el oligómero,

d. capturar el diol no utilizado en forma de flujo reciclado utilizando condiciones de vacío o un gas portador,

e. hidrogenar dicho flujo reciclado que contenía el diol no utilizado, en presencia de hidrógeno y por lo menos un catalizador de hidrogenación, y

f. devolver el diol hidrogenado a la suspensión

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W04005920US.

Solicitante: LA SEDA DE BARCELONA,S.A..

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MCDONNELL,FINBAR,GERALD, HAMILTON,CLIVE ALEXANDER, COOTE,ALEXANDER STUART.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 28 de Octubre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G63/78 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 63/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace éster carboxílico en la cadena principal de la macromolécula (poliesteramidas C08G 69/44; poliesterimidas C08G 73/16). › Procedimientos de preparación.

Clasificación PCT:

  • C08G63/78 C08G 63/00 […] › Procedimientos de preparación.
  • C08G63/88 C08G 63/00 […] › Tratamiento de pospolimerización.
  • C08G63/90 C08G 63/00 […] › Purificación; Secado.

Clasificación antigua:

  • C08G63/78 C08G 63/00 […] › Procedimientos de preparación.
  • C08G63/88 C08G 63/00 […] › Tratamiento de pospolimerización.
  • C08G63/90 C08G 63/00 […] › Purificación; Secado.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la fabricación de poliéster mediante el tratamiento de hidrogenación de diol reciclado.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para purificar diol reciclado en un procedimiento de fabricación de poliéster mediante la captura de diol no utilizado, la hidrogenación de impurezas en el diol y posteriormente el reciclado del diol. Tras la purificación del diol reciclado, el producto poliéster final presenta un color reducido (una transparencia mejorada) respecto a poliésteres fabricados con dioles reciclados en los que no se eliminan las impurezas de los dioles reciclados.

Antecedentes de la invención

Los poliésteres tales como, por ejemplo, el tereftalato de polietileno y el tereftalato de polibutileno, generalmente denominados "tereftalatos de polialqueno", son una clase de importantes polímeros industriales. Se utilizan ampliamente en fibras termoplásticas, películas y aplicaciones de moldeo. Generalmente, los poliésteres se producen mediante la reacción de un diol con un ácido dicarboxílico o con un éster de alquilo inferior de un ácido dicarboxílico, por ejemplo el éster de dimetilo. En primer lugar, se forma el diéster de ácido dicarboxílico correspondiente. A continuación, se policondensa el diéster de ácido dicarboxílico a temperatura creciente y presión reducida. Pueden acelerarse ambas etapas de reacción utilizando catalizadores. Algunos compuestos como el titanio (Ti), el manganeso (Mn), el cobalto (Co) o el zinc (Zn), resultan adecuados para la transesterificación, y algunos compuestos de antimonio (Sb), titanio (Ti), plomo (Pb), germanio (Ge), zinc (Zn) o estaño (Sn) , para la policondensación, en las que los compuestos catalizadores en general son óxidos, alcoholatos, acetatos o carboxilatos. Entre estos catalizadores, los compuestos de titanio se consideran los más eficaces y los más ampliamente utilizables debido a que no resultan venenosos y pueden utilizarse en reacciones de esterificación o de transesterificación, así como en la reacción de poli- condensación.

Sin embargo, dichos catalizadores con frecuencia reaccionan con cantidades traza de impurezas basadas en aldehídos derivadas del diol y producidas durante el procedimiento de polimerización, que provoca que el polímero resultante desarrolle un color más amarillo. El diol recuperado del procedimiento de fabricación contiene cantidades incrementadas de dichas impurezas, que se cree que incluyen aldehídos y los productos de condensación de los mismos. Debido a que los fabricantes de poliéster devuelven el diol al procedimiento de fabricación para reducir los costes de fabricación, se acentúa el fenómeno del amarillamiento a medida que se acumulan más impurezas procedentes del diol recuperado, impactando la producción del poliéster. La patente US nº 4.110.316 describe dicho procedimiento de fabricación de poliéster que recupera diol a partir de recipientes de polimerización, para la reutilización en el procedimiento.

El mayor amarillamiento del poliéster limita los usos posteriores del poliéster. Por ejemplo, muchas aplicaciones de uso finales requieren que las láminas de poliéster sean tan transparentes (no amarillas) como resulte posible.

Se han realizado varios intentos para mejorar el color del poliéster. La patente WO nº 02/18471 da a conocer un procedimiento para purificar un precursor de poliéster en el que un oligómero de poliéster derivado a partir de ácido tereftálico y uno o más dioles se decolora mediante hidrogenación del oligómero.

La solicitud de patente japonesa no examinada Kokai nº SHO 51[1976]-1403 da a conocer un método para purificar etilenglicol crudo mediante la destilación en primer lugar de etilenglicol, seguido de la hidrogenación.

El documento DD nº A-247579 da a conocer la destilación de vapores procedentes de la transesterificación y de la policondensación durante la síntesis del tereftalato de polibutileno a partir de butanodiol y tereftalato de dimetilo. Se extrae el butanodiol del sumidero de la columna y se recicla en el reactor de transesterificación.

El documento EP nº A-0434925 da a conocer un procedimiento para la preparación de copoliésteres mediante transesterificación, esterificación y policondensación de los componentes de partida, sustituyendo 5% a 30% en peso del componente diol puro por el diol (mezcla) producido en la policondensación, y conteniendo el destilado no pretratado el diol (mezcla) que se está reciclando en la esterificación.

El documento JP nº A-61197534 da a conocer la purificación de 1,4-butanodiol crudo mediante la hidrogenación de 1,4-butanodiol crudo que contiene una impureza específica que no se separa fácilmente mediante destilación, en presencia de un catalizador, de manera que la impureza se convierte en un compuesto que se separa fácilmente mediante destilación.

La solicitud de patente japonesa examinada Kokoku nº HE I 4[1992]-28247 da a conocer un método para la purificación de etilenglicol crudo formado durante la preparación del óxido de etileno. Este método incluye destilar el glicol crudo, hidrogenar el glicol destilado crudo y después purificar el glicol resultante mediante, por ejemplo, destilación al vacío.

Tal como se muestra en dichas exposiciones anteriores, la eliminación de las impurezas formadoras de color de un flujo de glicol (diol) se ha conseguido en etapas múltiples. Aunque una de las etapas puede ser la hidrogenación, se ha requerido por lo menos una etapa de purificación adicional, tal como la destilación, para conseguir el resultado deseado.

Por lo tanto, se desea disponer de un procedimiento para eliminar impurezas del diol recuperado antes de que se recicle el diol al inicio de un procedimiento de fabricación de poliéster, en el que el diol recuperado resulta eficaz para producir un producto de polímero poliéster con un color mejorado (por ejemplo un amarillamiento reducido en comparación con procedimientos en los que las impurezas de diol no se eliminan, o no se eliminan tan eficazmente como la invención descrita en la presente memoria).

También se desea producir poliéster reciclando simultáneamente el diol recuperado, de manera que el poliéster presente buenas propiedades de color.

También se desea proporcionar un procedimiento para producir poliéster a partir de grados inferiores de materiales de partida (dioles, ácidos dicarboxílicos y ésteres de alquilo inferior de ácidos dicarboxílicos) sin impactar negativamente las propiedades de color del poliéster resultante.

Descripción resumida de la invención

Inesperadamente los presentes inventores han encontrado que se producen poliésteres de buena calidad de color al capturar para el reciclado el exceso de diol de las reacciones de esterificación y policondensación del procedimiento de fabricación del poliéster, hidrogenar el flujo reciclado de diol para eliminar las impurezas y posteriormente reciclar el diol purificado al inicio del procedimiento de fabricación del poliéster. El diol purificado no requiere destilarse antes del reciclado del mismo.

Un aspecto de la invención es un procedimiento para producir poliéster que resulte adecuado para aplicaciones de fibra, resina o película, que comprende: (a) formar una suspensión de un diol seleccionado de entre el grupo que consiste de etanodiol, propanodiol y butanodiol con un ácido dicarboxílico seleccionado de entre el grupo que consiste de ácido tereftálico y ácido isoftálico, (b) esterificar la suspensión para formar un oligómero, (c) polimerizar el oligómero, (d) capturar el diol no utilizado como flujo reciclado, (e) hidrogenar dicho flujo reciclado que contiene el diol no utilizado en presencia de hidrógeno y por lo menos un catalizador de hidrogenación, y (f) devolver el diol hidrogenado a la suspensión. El poliéster resultante presenta propiedades de color mejoradas en comparación con el poliéster producido con diol reciclado que no ha sido hidrogenado.

Otro aspecto de la invención es un procedimiento para preparar poliéster, que comprende: (a) transesterificar un diol seleccionado de entre el grupo que consiste de etanodiol, propanodiol y butanodiol con un tereftalato de dimetilo para formar un monómero, (b) polimerizar el monómero, (c) capturar el diol no utilizado como flujo reciclado, (d) hidrogenar dicho flujo reciclado que contiene el diol no utilizado en presencia de hidrógeno y por lo menos un catalizador de hidrogenación, y (e) devolver el diol hidrogenado a la suspensión.

Los dioles hidrogenados presentan concentraciones inferiores...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación de poliéster, que comprende:

a. formar una suspensión de un diol seleccionado de entre el grupo que consiste de etanodiol, propanodiol y butanodiol con un ácido dicarboxílico seleccionado de entre el grupo que consiste de ácido tereftálico y ácido isoftálico,

b. esterificar la suspensión para formar un oligómero,

c. polimerizar el oligómero,

d. capturar el diol no utilizado en forma de flujo reciclado utilizando condiciones de vacío o un gas portador,

e. hidrogenar dicho flujo reciclado que contenía el diol no utilizado, en presencia de hidrógeno y por lo menos un catalizador de hidrogenación, y

f. devolver el diol hidrogenado a la suspensión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el catalizador de hidrogenación se selecciona de entre el grupo que consiste de platino, rodio, rutenio, paladio, hierro, níquel, cobalto, cobre y combinaciones de dos o más de los mismos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el flujo reciclado hidrogenado se devuelve a la suspensión, se hidrogena nuevamente una o más veces en presencia de hidrógeno y de por lo menos un catalizador de hidrogenación.

4. Procedimiento para preparar poliéster, que comprende:

a. transesterificar un diol seleccionado de entre el grupo que consiste de etanodiol, propanodiol y butanodiol con un tereftalato de dimetilo para formar un monómero,

b. polimerizar el monómero,

c. capturar el diol no utilizado en forma de un flujo reciclado utilizando condiciones de vacío o un gas portador,

d. hidrogenar dicho flujo reciclado que contiene el diol no utilizado, en presencia de hidrógeno y uno o más catalizadores de hidrogenación, y

e. devolver el diol hidrogenado a la suspensión.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el catalizador de hidrogenación se selecciona de entre el grupo que consiste de platino, rodio, rutenio, paladio, hierro, níquel, cobalto, cobre y combinaciones de dos o más de los mismos.

6. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el flujo reciclado hidrogenado se devuelve a la suspensión, se hidrogena nuevamente una o más veces en presencia de hidrógeno y de por lo menos un catalizador de hidrogenación.


 

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