Un procedimiento para preparar ácido monocloroacético, que comprende una etapa de cloración y una etapa de hidrogenación,

comprendiendo dicho procedimiento la separación de aldehídos de una corriente de procesado por peroxidación usando un ácido peroxicarboxílico

Procedimiento para preparar ácido monocloroacético.

La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento para preparar ácido monocloroacético (MCA).

Un procedimiento conocido para preparar MCA es un procedimiento de dos etapas que comprende una etapa de cloración y una etapa de hidrogenación. En la primera etapa, el ácido acético se hace reaccionar con cloro en presencia de anhídrido acético, el cual se convierte in situ en el catalizador de esta reacción, cloruro de acetilo. Los principales productos de reacción son MCA, cloruro de hidrógeno, y ácido dicloroacético (DCA), los cuales pueden estar presentes en la mezcla de productos de reacción en una cantidad de hasta 6% en peso. En la segunda etapa, la mezcla de productos de reacción de la primera etapa -que contiene MCA, DCA, y ácido acético- se somete a hidrogenación con el fin de convertir el DCA en MCA, reduciendo de este modo la cantidad de DCA en el producto final a típicamente aproximadamente 0,05% en peso.

Una desventaja de este procedimiento es que durante la etapa de hidrogenación se forman varios aldehídos. Como resultado, el producto MCA final puede llegar a estar coloreado. Además, la presencia de aldehídos en varias corrientes de procesado puede provocar ensuciamiento de algunas partes del equipamiento usado para la fabricación de MCA a una escala técnica. También se añade a las emisiones al medioambiente del lugar de producción.

Por lo tanto, hay una necesidad en la técnica de fabricar MCA a escala técnica para solucionar estos problemas.

El documento US 5756840 se refiere a un procedimiento para la preparación de ácido monocloroacético puro, en el cual, después de la etapa de hidrogenación, se realiza una cristalización en estado fundido.

La presente invención ofrece una solución a los problemas anteriormente mencionados y proporciona un producto MCA final transparente e incoloro.

El procedimiento para preparar ácido monocloroacético que comprende una etapa de cloración y una etapa de hidrogenación según la presente invención se caracteriza por que dicho procedimiento comprende la separación de aldehídos de una corriente de procesado por peroxidación usando un ácido peroxicarboxílico.

Incidentalmente, el documento JP-A-04338357 describe un procedimiento para la purificación de ácido acético que comprende la adición de peróxido de hidrógeno a ácido acético y la destilación de la materia resultante. Se menciona que mediante este procedimiento se separan las impurezas reductoras, especialmente el acetaldehído.

Además, el documento JP-A-7326738 describe un procedimiento para producir ácido monocloroacético que comprende la oxidación de cloroacetaldehído con peróxido de hidrógeno a temperaturas casi iguales a la temperatura de reflujo de la mezcla de reacción.

Sin embargo, estos documentos de la técnica anterior se refieren a un procedimiento para preparar MCA que comprende una etapa de cloración y una etapa de hidrogenación. Además, los presentes inventores han encontrado sorprendentemente que el peróxido de hidrógeno no proporciona la selectividad requerida, ya que su uso en el procedimiento de fabricación de MCA anteriormente descrito genera cloro a partir de cloruro de hidrógeno y/o MCA, lo cual a su vez conduce a la formación de aldehídos clorados tales como cloroacetaldehído, dicloroacetaldehído y tricloroacetaldehído - lo cual es indeseable. Además, el peróxido de hidrógeno oxida mucho más lentamente a los aldehídos que los ácidos peroxicarboxílicos a usar según la presente invención.

Cualquier ácido peroxicarboxílico es adecuado para usar según la presente invención. Preferiblemente, el ácido peroxicarboxílico debe ser compatible con el procedimiento de fabricación anteriormente descrito para preparar MCA. Por ejemplo, las disoluciones acuosas de ácidos peroxicarboxílicos son menos adecuadas para usar en el procedimiento de la invención. Ejemplos de ácidos peroxicarboxílicos adecuados incluyen ácido peracético, ácido perpropiónico, ácido diperoxidodecanodioico, ácido diperoxiisoftálico, ácido monoperoxiftálico, ácido decilbutanodiperoxicarboxílico, ácido 3-cloroperbenzoico y ácido peroxidodecanoico. Preferiblemente, el ácido peroxicarboxílico es un ácido monoperoxicarboxílico de C₁-C₂₄. Más preferiblemente, el ácido peroxicarboxílico es un ácido monoperoxicarboxílico de C₁-C₁₂. Más preferiblemente, el ácido peroxicarboxílico comprende ácido peracético. El ácido peracético está comercialmente disponible como una mezcla en equilibrio que comprende ácido acético - peróxido de hidrógeno - ácido peracético - agua, con un contenido de ácido peracético de hasta 40% en peso.

La cantidad de ácido peroxicarboxílico a usar en el procedimiento de la presente invención depende típicamente de la cantidad de aldehídos presente en la corriente de procesado a tratar. En la práctica, se usa una cantidad aproximadamente equimolar de ácido peroxicarboxílico relativa a la cantidad molar de aldehídos presentes. Si se usa un exceso molar, necesita destruirse cualquier ácido peroxicarboxílico sin reaccionar. Si se usa menos que una cantidad equimolar, la separación de aldehídos de las corrientes de procesado puede no ser completa.

El ácido peroxicarboxílico a usar según la presente invención se añade a la corriente de procesado de cualquier manera convencional. Las condiciones de reacción deben ser tales que se impida la acumulación del ácido peroxicarboxílico.

La peroxidación según la presente invención puede llevarse a cabo en un amplio intervalo de temperaturas, típicamente de -20ºC a 150ºC. Un intervalo práctico de temperaturas para llevar a cabo la peroxidación es 60-100ºC. Un intervalo preferido de temperaturas es 70-90ºC, más preferiblemente aproximadamente 80ºC.

El procedimiento de la invención puede llevarse a cabo en un amplio intervalo de presiones, tanto a vacío como a presiones de hasta 10x10⁵ Pa (es decir, 10 bara). Preferiblemente, el procedimiento se lleva a cabo a presiones de hasta 6x10⁵ Pa, más preferiblemente hasta 3x10⁵ Pa. Mucho más preferiblemente, el procedimiento según la presente invención se lleva a cabo a presión atmosférica.

Cualquier corriente de procesado del procedimiento para fabricar MCA a escala técnica que contenga aldehídos puede tratarse según la presente invención. Típicamente, el producto de reacción de la etapa de hidrogenación del procedimiento de fabricación descrito anteriormente se somete a destilación a vacío y la fracción ligera final que contiene ácido acético se recicla a la unidad de cloración. La corriente de procesado para reciclar el ácido acético es una opción práctica para aplicar el procedimiento de la invención. Otras corrientes de procesado adecuadas incluyen la corriente del producto de hidrogenación y el gas de salida (absorbido) de los productos finales ligeros de la columna de destilación.

La presente invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos.

Ejemplos

Como un ejemplo, se usó ácido peracético obtenido de Fluka (mezcla en equilibrio que contenía 39% en peso de ácido peracético en ácido acético, 3% en peso de peróxido de hidrógeno y 14% en peso de agua). Como un ejemplo comparativo, se usó peróxido de hidrógeno (70% en peso en agua).

Todos los experimentos se llevaron a cabo en un reactor discontinuo equipado con una camisa de calentamiento, un condensador de reflujo y un agitador de vidrio de 4 palas inclinadas a 80ºC y una presión de 1 bara (es decir, 1x10⁵ Pa). El ácido peracético o el peróxido de hidrógeno se dosificó al reactor usando una bomba peristáltica.

Se tomaron muestras de la corriente de procesado para reciclar el ácido acético de una planta comercial de MCA, la cual tenía la siguiente composición típica: 80-95% en peso de ácido acético, 0-15% en peso de MCA, 1-5% en peso de agua, 0,5-1% en peso de cloruro de hidrógeno y 0,5-1,5% en peso de aldehídos. El cloruro de hidrógeno se separó en gran parte por desorción a 60ºC/100 mbar (es decir, 1x10⁴ Pa) (contenido final de aproximadamente 70 ppm) antes de que se realizara la adición de ácido peracético o peróxido de hidrógeno.

La presencia de acetaldehído (ACA), cloroacetaldehído (CAA), dicloroacetaldehído (DCAA) y crotonaldehído (CA) se analizó en muestras tomadas intermitentemente de la mezcla de reacción tratada con ácido...

1. Un procedimiento para preparar ácido monocloroacético, que comprende una etapa de cloración y una etapa de hidrogenación, comprendiendo dicho procedimiento la separación de aldehídos de una corriente de procesado por peroxidación usando un ácido peroxicarboxílico.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el ácido peroxicarboxílico es un ácido monoperoxicarboxílico de C₁-C₂₄.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el ácido peroxicarboxílico comprende ácido peracético.

4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que el ácido peroxicarboxílico se usa en una cantidad aproximadamente equimolar relativa a la cantidad molar de los aldehídos presentes en la corriente de procesado.

5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que la peroxidación se lleva a cabo a una temperatura de 60-100ºC.

6. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado por que la peroxidación se lleva a cabo a una temperatura de 70-90ºC.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado por que la peroxidación se lleva a cabo a presiones de hasta 6x10⁵ Pa.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado por que la peroxidación se lleva a cabo a presión atmosférica.

9. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado por que la corriente de procesado es la corriente de reciclado de ácido acético.