METODO MEJORADO PARA LA PRODUCCION DE ANHIDRIDOS DE ACIDOS CARBOXILICOS INSATURADOS.
Proceso mejorado para la producción de anhídridos de ácido carboxílico insaturados de la fórmula general I en la cual R representa un resto orgánico insaturado con 2 a 12 átomos C,
por transanhidrización de un anhídrido de ácido carboxílico alifático con un ácido carboxílico de la fórmula general (II) en la cual R tiene el significado arriba indicado,en un aparato, constituido por una zona de reacción y una columna de rectificación, caracterizado porque a) las sustancias reaccionantes se alimentan en relaciones estequiométricas a una zona de reacción, b) el ácido carboxílico que se forma como producto secundario se retira de la mezcla de reacción, c) a continuación, se destila el anhídrido de ácido carboxílico de la fórmula I formado, d) las sustancias reaccionantes no transformadas se devuelven a la zona de reacción, e) la zona de reacción contiene un catalizador heterogéneo y f) se añaden uno o más inhibidores de polimerización
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/059157.
Solicitante: EVONIK ROHM GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: KIRSCHENALLEE, 64293 DARMSTADT.
Inventor/es: BROLL,DIRK.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 7 de Julio de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C07C51/083 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisiso electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 51/00 Preparación de ácidos carboxílicos o sus sales, haluros o anhídridos. › a partir de anhídridos de ácidos carboxílicos.
- C07C51/56 C07C 51/00 […] › a partir de ácidos orgánicos, sus sales o sus ésteres.
- C07C51/573 C07C 51/00 […] › Separación; Purificación; Estabilización; Empleo de aditivos.
Clasificación PCT:
- C07C51/56 C07C 51/00 […] › a partir de ácidos orgánicos, sus sales o sus ésteres.
- C07C51/573 C07C 51/00 […] › Separación; Purificación; Estabilización; Empleo de aditivos.
Fragmento de la descripción:
Método mejorado para la producción de anhídridos de ácidos carboxílicos insaturados.
La invención describe un proceso mejorado para la producción de anhídridos de ácidos carboxílicos insaturados, particularmente la reacción de un ácido carboxílico insaturado con un anhídrido de ácido carboxílico alifático de preso molecular bajo.
En DE-A-3510035 se describe un proceso para la producción de anhídridos de ácidos carboxílicos insaturados por reacción de transanhidrización, catalizada por ácidos, de anhídrido acético con un ácido carboxílico insaturado en la parte central de una columna de destilación. Como catalizador se indican catalizadores homogéneos, preferiblemente ácido sulfúrico, ácidos sulfónicos alifáticos o aromáticos o ácido fosfórico. Para la consecución de una conversión completa se emplea anhídrido acético en un exceso de 0,1 a 0,5 moles por mol de ácido carboxílico, produciéndose en cabeza de la columna una mezcla de ácido acético y anhídrido acético, es decir que no se obtiene ácido acético puro.
Adicionalmente, el producto se obtiene impurificado por el catalizador, que tiene que separarse primeramente en un paso de reacción adicional.
En US-A-4.857.239 se describe un proceso para la producción de anhídrido metacrílico, donde la relación molar de ácido metacrílico a anhídrido acético es 2,1 a 3 y se añade un inhibidor de polimerización en la columna de destilación. Es un inconveniente el hecho de que no se aprovecha la sustancia reaccionante empleada en exceso. Adicionalmente, no se emplea el catalizador acelerador de la reacción.
En US-A-2003/0018217 se describe un proceso para la producción de anhídrido metacrílico, en el cual la relación molar de partida de ácido metacrílico a anhídrido acético es preferiblemente 9 a 11. El ácido acético que se forma se purga inmediatamente y el contenido del reactor que queda libre se rellena con anhídrido acético. Para la evitación de una polimerización se añaden inhibidores en el reactor y en la columna. Se forman muchos subproductos, que no pueden separarse por completo. Como subproducto se produce también el producto intermedio acetil(met)acrilato (anhídrido mixto de anhídrido acético y anhídrido (met)acrílico). En este caso tampoco se emplea catalizador alguno.
El presente objetivo es proporcionar un proceso mejorado para la producción de anhídridos de ácidos carboxílicos insaturados, en el cual se evita un exceso estequiométrico de una de las sustancias reaccionantes, se reprime en el mayor grado posible la formación de componentes secundarios y se consigue una conversión completa de las sustancias reaccionantes. Además, se evita sustancialmente la polimerización en todas las zonas y se aumenta el rendimiento espacio-temporal de la reacción.
Objeto de la invención es un proceso mejorado para la producción de anhídridos de ácidos carboxílicos insaturados de la fórmula general I
en la cual R representa un resto orgánico insaturado con 2 a 12 átomos C,
por transanhidrización de un anhídrido de ácido carboxílico alifático con un ácido carboxílico de la fórmula general (II)
en la cual R tiene el significado arriba indicado,
en un aparato, constituido por una zona de reacción y una columna de rectificación, caracterizado porque
Debido a estas características técnicas se consigue alcanzar una conversión completa de las sustancias reaccionantes, se aumenta claramente el rendimiento espacio-temporal y se evita sustancialmente la polimerización en todas las zonas. Además, es innecesaria una separación del catalizador en un aparato separador adicional.
Los ácidos carboxílicos apropiados para el proceso correspondiente a la invención exhiben un resto orgánico insaturado con 2 a 12, preferiblemente 2 a 6 y de modo especialmente preferido 2 a 4 átomos de carbono. Grupos alquenilo apropiados son los grupos vinilo, alilo, 2-metil-2-propeno, 2-butenilo, 2-pentenilo, 2-decenilo, 1-undecenilo y 9,12-octadecadienilo. Son particularmente preferidos los grupos vinilo y alilo.
A los ácidos carboxílicos particularmente preferidos pertenecen entre otros los ácidos (met)acrílicos. El concepto ácidos (met)acrílicos es conocido por los expertos, debiendo entenderse entre ellos además de ácido acrílico y ácido metacrílico derivados de estos ácidos. A estos derivados pertenecen entre otros ácido β-metilacrílico (ácido butenoico, ácido crotónico), ácido α,β-dimetilacrílico, ácido β-etilacrílico, ácido α-cloroacrílico, ácido α-cianacrílico, ácido 1-(trifluorometil)acrílico, así como ácido β,β-dimetilacrílico. Se prefieren ácido acrílico (ácido propenoico) y ácido metacrílico (ácido 2-metilpropenoico).
Anhídridos carboxílicos apropiados para el proceso correspondiente a la invención son también conocidos por los expertos. Los compuestos preferidos tienen la fórmula general III, R'-C(O)-O-C(O)-R' (III), donde R' representa un resto C1 a C4-alquilo. Preferiblemente se utiliza anhídrido acético.
De acuerdo con la invención, debe entenderse bajo una relación estequiométrica una relación molar de 1,9 hasta 2,1 a 1 de ácido carboxílico a anhídrido de ácido carboxílico.
Para la separación de la corriente de producto de acuerdo con la presente invención puede emplearse cualquier columna de rectificación, que tenga entre 5 y 50 etapas de separación. Preferiblemente el número de etapas de separación es 20 a 30. Como número de etapas de separación se designa en la presente invención el número de platos en una columna de platos multiplicado por el grado de eficiencia o el número de etapas de separación teóricas en el caso de una columna con empaquetaduras o una columna con cuerpos de relleno.
Ejemplos de una columna de rectificación con platos comprenden los tipos de platos de campanas, platos de tamices, platos de túnel, platos de válvulas, platos de rendija, platos tamiz-rendija, platos tamiz-campana, platos de tobera, platos centrífugos, para una columna de rectificación con cuerpos de relleno tales como anillos Raschig, anillos Lessing, anillos Pall, sillas Berl, sillas Intalox y para una columna de rectificación con empaquetaduras las de tipo Mellapak (Sulzer), Rombopac (Kühni), Montz-Pak (Montz) y empaquetaduras con bolsas de catalizador, por ejemplo Katapak (Sulzer).
Puede emplearse asimismo una columna de rectificación con combinaciones de zonas de platos, zonas de cuerpos de relleno y/o zonas de empaquetaduras.
Preferiblemente se emplea una columna de rectificación, con cuerpos de relleno y/o empaquetaduras.
La columna de rectificación puede construirse de cualquier material apropiado para ello. A estos materiales pertenecen entre otros acero inoxidable y materiales inertes.
El aparato tiene al menos una zona, denominada en lo sucesivo zona de reacción, en la cual está dispuesto preferiblemente al menos un catalizador. Esta zona de reacción puede encontrarse dentro y/o fuera de la columna de rectificación. Preferiblemente, esta zona de reacción está dispuesta sin embargo fuera de la columna de rectificación, ilustrándose con mayor detalle una de estas formas de realización preferidas en la Figura 1.
La reacción se lleva a cabo preferiblemente a temperaturas comprendidas en el intervalo de 30 a 120ºC, de modo particularmente preferido 40...
Reivindicaciones:
1. Proceso mejorado para la producción de anhídridos de ácido carboxílico insaturados de la fórmula general I
en la cual R representa un resto orgánico insaturado con 2 a 12 átomos C,
por transanhidrización de un anhídrido de ácido carboxílico alifático con un ácido carboxílico de la fórmula general (II)
en la cual R tiene el significado arriba indicado,
en un aparato, constituido por una zona de reacción y una columna de rectificación, caracterizado porque
2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque en la zona de reacción total o en una parte de la zona de reacción se utiliza un catalizador heterogéneo.
3. Proceso según la reivindicación 2, caracterizado porque se utiliza un catalizador ácido de lecho fijo.
4. Proceso según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque se utiliza como catalizador un cambiador de cationes.
5. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el catalizador se encuentra en una zona separada de la zona de reacción.
6. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el anhídrido de ácido carboxílico insaturado de la fórmula I es anhídrido (met)acrílico, producido por transanhidrización de anhídrido acético y ácido (met)acrílico.
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