PROCEDIMIENTO DE PRODUCCION DE ISOCIANATOS.

Un procedimiento de producción de un isocianato, que comprende:

a) hacer reaccionar al menos una amina con fosgeno, opcionalmente en la presencia de un disolvente, para producir un isocianato correspondiente y una corriente que contiene cloruro de hidrógeno, fosgeno y opcionalmente disolvente, compuestos de bajo punto de ebullición y sustancias inertes,

b) separar la corriente que contiene cloruro de hidrógeno, fosgeno y opcionalmente disolvente, compuestos de bajo punto de ebullición y sustancias inertes en una secuencia al menos de dos fases de etapas de absorción que comprende (1) al menos una etapa de absorción isotérmica y (2) al menos una etapa de absorción adiabática, para obtener (i) una corriente de cloruro de hidrógeno que contiene no más de 0,5% en peso, basándose en el peso total de la corriente de cloruro de hidrógeno, de fosgeno y (ii) una corriente de fosgeno líquido, y

c) reciclar la corriente de fosgeno líquido (ii) a la etapa a)

Procedimiento de producción de isocianatos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de isocianatos en el que la mezcla de vapor formada cuando se hacen reaccionar el fosgeno y amina se somete a al menos un tratamiento de absorción isotérmica y al menos un tratamiento de absorción adiabática.

La producción de isocianatos se conoce bien en la técnica anterior. Como regla, fosgeno se usa en un exceso estequiométrico con respecto a la amina o una mezcla de dos o más aminas. Los procedimientos para la producción de isocianatos orgánicos a partir de aminas primarias y fosgeno se describen en la bibliografía, por ejemplo en Ullmann's Enciclopedia of Industrial Chemistry, 5^a Edición, Vol. A 19 p. 390 ff., VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1991 y G. Oertel (Ed.) Poliurethane Handbook, 2^a Edición, Hanser Verlag, Munich, 1993, p. 60 ff. así como G. Wegener et al. Applied Catalysis A: General 221 (2001), p. 303-335, Elsevier Science B.V.

La síntesis del fosgeno usado en la fosgenación de la amina se conoce bien y se describe, por ejemplo, en Ullmann's Enciclopedia of Industrial Chemistry, 3a Edición, Vol. 13, p. 494-500. Otros procedimientos para la producción de fosgeno se describen, por ejemplo, en el documento US 4764308 y WO 03/072237. A escala industrial, fosgeno se produce principalmente mediante reacción de monóxido de carbono con cloro, preferiblemente sobre carbón activado como catalizador. La reacción en fase gaseosa altamente exotérmica se lleva a cabo a temperaturas de al menos 250ºC a como mucho 600ºC, como regla en los reactores con camisa y de tubo. El calor de reacción se puede disipar de diversas maneras, por ejemplo, mediante un medio de intercambio de calor líquido, como se describe, por ejemplo, en el documento WO 03/072237, o mediante enfriamiento por calor mediante un circuito de enfriamiento secundario con utilización simultánea del calor de reacción con el fin de generar vapor, como se describe, por ejemplo, en el documento US 4.764.308.

En la fosgenación de amina, el fosgeno sin reaccionar se produce la mayoría de las veces al menos en parte en forma gaseosa conjuntamente con el cloruro de hidrógeno liberado. Las fracciones de fosgeno y cloruro de hidrógeno todavía contienen en la corriente de producto que lleva isocianato líquido se separan durante el curso de la pase de procesamiento del isocianato. Como regla, esta corriente de producto todavía puede contener fracciones de disolvente, gases inertes, tales como por ejemplo nitrógeno y monóxido de carbono, y productos de la síntesis de fosgeno, tales como dióxido de carbono y posiblemente isocianato incorporado. Con el fin de poner en marcha en procedimiento para la producción de isocianatos tan económicamente como sea posible, es esencial recuperar el exceso de fosgeno con pérdidas tan pequeñas como sea posible y recircularlo para el procedimiento de fosgenación. También es necesario separar y usar el gas de cloruro de hidrógeno que se produce de manera estequiométrica. Los usos adecuados para el cloruro de hidrógeno se determinan en base de los requerimientos de pureza sobre el cloruro de hidrógeno para cualquier aplicación dada.

Los posibles usos del cloruro de hidrógeno incluyen la comercialización de la solución acuosa (ácido clorhídrico) o usando el ácido clorhídrico en otros procesos industriales o químicos. Una de las formas posibles más comunes de usar cloruro de hidrógeno gaseoso es para la oxicloración de etileno con cloruro de hidrógeno para formar dicloruro de etileno. Los procedimientos de recirculación para el cloruro de hidrógeno y retorno del cloro y/o hidrógeno para el procedimiento de producción en el que se forma el cloruro de hidrógeno están también entre los procedimientos preferidos. Estos procedimientos de recirculación incluyen la oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno, por ejemplo de acuerdo con el procedimiento de Deacon, la electrolisis de cloruro de hidrógeno gaseoso, así como la electrolisis de una solución acuosa de cloruro de hidrógeno (ácido clorhídrico). El documento WO-A-04/14845 desvela un procedimiento para la oxidación catalítica de acuerdo con el procedimiento de Deacon, y el documento WO-A-97/24320 describe un procedimiento para la electrolisis en fase gaseosa de cloruro de hidrógeno. Una revisión de los procedimientos de recirculación electroquímica se proporciona en el artículo "Chlorine Regeneration from Anhydrous Hidrógeno" por Dennie Turin Mah, publicado en "12^a International Forum Electrolysis in Chemical Industry - Clean and Efficient Processing Electrochemical Technologyfor Synthesis, Separation, Recycle and Environmental Improvement", 11-15 de octubre de 1998, Sheraton Sand Key, Clearwater Beach, FL.

La oxidación electroquímica de una solución acuosa de cloruro de hidrógeno (ácido clorhídrico) usando un electrodo de disfusión de gas como cátodo se describe en los documentos WOA-00/73538 y WO-A-02/18675.

En la electrolisis de cloruro de hidrógeno acuoso mediante el procedimiento de diafragma o membrana, se usa el ácido clorhídrico como electrolito en el espacio apropiado así como en el espacio de cátodo. En la electrolisis, se produce cloro en el ánodo y se produce hidrógeno en el cátodo.

Las posibilidades anteriormente mencionadas de uso de cloruro de hidrógeno imponen ciertos requerimientos de pureza y de esta manera suponen el gasto y equipo de purificación después de la separación de la mayoría de los otros componentes en la corriente gaseosa que contiene fosgeno y cloruro de hidrógeno. La oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno mediante el procedimiento de Deacon se lleva a cabo con un catalizador que requiere la purificación preliminar del gas cloruro de hidrógeno a partir de un procedimiento de fosgenación mediante la absorción sobre un lecho de purificación, o la combustión catalítica de los restos de disolvente contenidos en el cloruro de hidrógeno (documento WO-A04/014845). En la electrolisis de fase gaseosa de cloruro de hidrógeno mediante los llamados sistemas de electrolito sólidos de acuerdo con el documento WO-A-97/24320, una contaminación de la membrana de intercambio iónico o el material catalíticamente activo es inadmisible con el fin de evitar que se tengan que reemplazar las unidades. En la oxidación electroquímica de una solución acuosa de cloruro de hidrógeno que usa un electrodo de difusión de gas como cátodo, se sugiere en el documento WO-A-02/18675 que el cloruro de hidrógeno (ácido clorhídrico) se purifique mediante carbón activado, si es necesario adicionalmente mediante una resina de intercambio iónico. Para el uso de gas cloruro de hidrógeno en la oxicloración se puede usar una condensación de dos fases para separar las impurezas que interfieren, tales como restos de disolventes (documento US-A-6.719. 957).

Una solución acuosa de cloruro de hidrógeno (ácido clorhídrico) para uso en la industria de productos alimenticios debe tener un grado correspondientemente alto de de pureza, que se puede lograr mediante un estudio de absorción después de la purificación sobre un lecho de carbón activado, como se sabe de la técnica anterior.

El tratamiento de las corrientes de sustancias que contienen fosgeno -y cloruro de hidrógeno a partir de la producción de isocianato de acuerdo con la técnica anterior se describe en el presente documento más adelante.

El propósito general es aislar las corrientes de sustancias que contienen fosgeno y cloruro de hidrógeno con componentes secundarios contenidos en ellas, tal como un disolvente, en la pureza requerida tanto como la pureza sea económicamente posible con el fin de permitir volver a usar fosgeno en la fosgenación de amina y pasar el cloruro de hidrógeno a una fase de utilización adecuada. Los procedimientos de condensación, condensación parcial, lavado/limpieza, absorción, absorción y destilación se emplean normalmente para este propósito.

Una condensación parcial de fosgeno a partir del gas de proceso se puede lograr bajo alta presión, por ejemplo a una presión entre 10 y 50 bar (100 y 500 kPa), de una manera que ahorre energía mediante agua de enfriamiento, aunque para la explotación a escala industrial las mediciones rigurosas de seguridad con relación a una pérdida que implique el escape de fosgeno se deben de tener en cuenta, como se describe en el documento DE-A-3212510.

La reacción de fosgenación y procesamiento de la fase gaseosa a presión elevada también se describe en el documento US-A-3.544.611. En un intervalo de presión de entre 10 y 50 bar (100 y 500...

1. Un procedimiento de producción de un isocianato, que comprende:

a) hacer reaccionar al menos una amina con fosgeno, opcionalmente en la presencia de un disolvente, para producir un isocianato correspondiente y una corriente que contiene cloruro de hidrógeno, fosgeno y opcionalmente disolvente, compuestos de bajo punto de ebullición y sustancias inertes,

b) separar la corriente que contiene cloruro de hidrógeno, fosgeno y opcionalmente disolvente, compuestos de bajo punto de ebullición y sustancias inertes en una secuencia al menos de dos fases de etapas de absorción que comprende (1) al menos una etapa de absorción isotérmica y (2) al menos una etapa de absorción adiabática, para obtener (i) una corriente de cloruro de hidrógeno que contiene no más de 0,5% en peso, basándose en el peso total de la corriente de cloruro de hidrógeno, de fosgeno y (ii) una corriente de fosgeno líquido, y

c) reciclar la corriente de fosgeno líquido (ii) a la etapa a).

2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la reacción en la etapa a) se lleva a cabo en la fase gaseosa.

3. El procedimiento de la reivindicación 2 en el que la corriente de fosgeno líquido (ii) contiene entre 20 y 80% en peso de fosgeno, basándose en el peso total de la corriente de fosgeno líquido.

4. El procedimiento de la reivindicación 2 en el que el fosgeno se separa mediante desorción de la corriente de fosgeno líquido (ii) y el fosgeno separado se usa en la etapa a).

5. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la reacción en la etapa a) se lleva a cabo en la fase líquida en presencia de un disolvente.

6. El procedimiento de la reivindicación 5 en el que el disolvente usado en la etapa a) se usa en la etapa b) como un agente de absorción en la al menos una etapa de absorción isotérmica y la al menos una etapa de absorción adiabática.

7. El procedimiento de la reivindicación 6 en el que la corriente de fosgeno líquido (ii) contiene entre 20 y 80% en peso de fosgeno, basándose en el peso total de la corriente de fosgeno líquido.

8. El procedimiento de la reivindicación 7 en el que se usa la corriente de fosgeno líquido (ii) en la etapa a).

9. El procedimiento de la reivindicación 5 en el que el fosgeno se retira por condensación parcialmente de la corriente que contiene cloruro de hidrógeno, fosgeno y opcionalmente disolvente, compuestos de bajo punto de ebullición y sustancias inertes antes de la separación en la al menos secuencia de dos fases de etapas de absorción.

10. El procedimiento de la reivindicación 9 en el que los vapores de la condensación parcial del fosgeno se lavan a contracorriente con el disolvente usado en la etapa a).

11. El procedimiento de la reivindicación 5 en el que la absorción isotérmica (1) y la absorción adiabática (2) se llevan a cabo a contracorriente.

12. El procedimiento de la reivindicación 9 en el que disolvente se retira por condensación de la corriente de cloruro de hidrógeno (i) después de la absorción adiabática (2) y se usa en la etapa a).

13. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la corriente de fosgeno líquido (ii) se purifica mediante estabilización de cloruro de hidrógeno y compuestos de bajo punto de ebullición de la corriente y la corriente de fosgeno purificado se usa en la etapa a).