PREPARACIÓN DE POLÍMEROS O RESINAS ESTIRÉNICAS BROMADAS.

Un proceso en donde un polímero estirénico bromado tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso se prepara al bromar el polímero estirénico,

en donde dicho proceso se caracteriza al bromar el polímero estirénico en una mezcla de reacción de fase de líquida en la presencia de un catalizador de bromación en una o más temperaturas en el rango de -20 a 20 °C bajo presión superatmosférica en un sistema de reacción cerrado de tal manera que todo el coproducto HCl y/o HBr gaseoso se captura como parte de dicha mezcla de reacción y dicho coproducto HCl y/o HBr gaseoso no se libera de dicho sistema de reacción cerrado separadamente y aparte de dicha mezcla de reacción, y en donde dicha mezcla de reacción se apaga con un medio de apagado acuoso

ANTECEDENTE

Las Patentes Estadounidenses de propiedad común Nos. 5,677,390, 5,686,538, 5,767,203, 5,852,131, 5,852,132, 5,916,978, 6,113,381, 6,207,765, 6,232,393, 6,232,408, 6,235,831, 6,235,844, 6,326,439, y 6,521,714 describen lo que se considera es la mejor tecnología de proceso publicado previamente para producir los polímeros estirénicos bromados tal como poliestireno bromado que tiene las mejores propiedades de aquellas de cualquier polímero estirénico bromado publicado previamente. A este respecto, los términos "polímero estirénico bromado" y "poliestireno bromado" como se utiliza en la especificación y en sus reivindicaciones se refiere a un polímero bromado producido por la bromación de un polímero estirénico preexistente tal como poliestireno o un copolímero de estireno y por lo menos otro monómero vinilo aromático, como se distingue de un oligómero o polímero producido por oligomerización o polimerización de uno o más monómeros estirénicos bromados, las propiedades de los últimos oligómeros o polímeros típicamente son considerablemente diferentes del poliestireno bromado en un número de aspectos.

Los procesos para preparar polímeros poliestirénicos bromados descritos en las patentes de propiedad común anteriores enseñan la deseabilidad de remover el coproducto HBr que se encuentra usualmente en el espacio superior del reactor de bromación al pasar tales vapores de espacio superior en un depurador, luego de proporcionar un periodo de cocción para la mezcla de reacción de bromación para permitir que continúe la bromación al grado deseado, y luego terminar la reacción de bromación con un medio acuoso adecuado. Tal una operación es de importancia económica ya que el coproducto HBr es de valor para uso como HBr o para conversión a otros productos comercialmente deseables, tal como bromo en sí mismo. En casos en donde se utiliza cloruro de bromo como el agente de bromación, se forma HCl como un coproducto.

A pesar de la excelencia de tal tecnología anterior, son siempre bienvenidas nuevas mejoras, especialmente en la forma de conducir los procesos. Esta invención está destinada a proporcionar por lo menos una tal nueva mejora.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Esta invención permite recuperar los valores de bromo valiosos de la mezcla de reacción de bromación de polímero estirénico en una forma altamente eficiente. La invención también reduce el capital requerido para conducir el proceso general al eliminar el equipo normalmente utilizado en las instalaciones de la planta para depuración de gases HX provenientes del el reactor de bromación con el fin de evitar que el gas HX ingrese al ambiente y que absorba los vapores del disolvente orgánico de tal gas. Adicionalmente, las mezclas de reacción formadas en un proceso de bromación de esta invención se pueden procesar más fácilmente en la planta que las mezclas de reacción de bromación de polímero estirénico correspondientes convencionales en la medida en que el HX puede servir como un diluyente adicional para la mezcla de reacción. Como se utiliza aquí, incluyendo las reivindicaciones, y a menos que se indique expresamente otra cosa, la fórmula HX denota HBr o HCl,

o ambos.

De acuerdo con una realización de esta invención se proporciona aquí un proceso para preparar un polímero estirénico bromado que tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso, y preferiblemente por lo menos aproximadamente 60 % en peso, y todavía más preferiblemente por lo menos aproximadamente 67 % en peso al bromar el polímero estirénico, en donde dicho proceso se caracteriza al conducir la bromación en una mezcla de reacción de fase de líquido bajo presión superatmosférica en un sistema de reacción cerrado de tal manera que el coproducto HX gaseoso no se libera de dicho sistema de reacción cerrado separadamente y aparte de dicha mezcla de reacción. Indicado en otros términos, la invención de esta realización está en un proceso en donde se prepara un polímero estirénico bromado que tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso, y preferiblemente por lo menos aproximadamente 60 % en peso, y todavía más preferiblemente por lo menos aproximadamente 67 % en peso al bromar el polímero estirénico. La mejora en tal proceso comprende conducir la bromación en una mezcla de reacción de fase de líquido bajo presión superatmosférica en un sistema de reacción cerrado de tal manera que el coproducto HX gaseoso no se libera de dicho sistema de reacción cerrado separadamente y aparte de dicha mezcla de reacción.

La realización anterior de esta invención (en cualquiera de las dos formas en las que esto se indicó anteriormente) permite:

A) capturar dentro del reactor de bromación de sustancialmente todo el coproducto

HX junto con y como una parte de la mezcla de reacción formada en una bromación en tanda

conducida en el sistema de reacción cerrado; o

B) remover sustancialmente todo el coproducto HX junto con y como una parte de la

mezcla de reacción existente después de la terminación de la bromación en tanda del

polímero estirénico conducido en el sistema de reacción cerrado; o

C) remover sustancialmente todo el coproducto HX junto con y como una parte de la

mezcla de reacción que se forma en una bromación continua del polímero estirénico

conducido en un sistema de reacción cerrado.

En cada uno de A), B), y C) el polímero estirénico bromado y el coproducto HX luego se pueden separar y recuperar.

De acuerdo con otra realización de esta invención se proporciona aquí un proceso para la preparación de un polímero estirénico bromado que tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso, y preferiblemente por lo menos aproximadamente 60 % en peso, y todavía más preferiblemente por lo menos aproximadamente 67 % en peso, dicho proceso se caracteriza porque se broma un polímero estirénico bajo presión superatmosférica en la presencia de un catalizador de bromación de ácido Lewis y en un sistema de reacción cerrado en el que sustancialmente todo el coproducto HX se retiene en la mezcla de reacción hasta que el catalizador se apaga en la zona de reacción o externamente desde la zona de reacción.

Al llevar a cabo el proceso anterior, típicamente el catalizador se apaga en un medio de apagado acuoso. Preferiblemente el HX disuelto en la fase acuosa resultante se separa de la fase orgánica que contiene el polímero estirénico bromado. En casos donde HX es HBr, se prefiere recuperar los valores de bromo en la fase acuosa al (i) separar con vapor la fase acuosa para remover el disolvente orgánico residual de la fase acuosa y por lo tanto proporcionar un producto de ácido bromhídrico adecuado para uso o venta; (ii) convertir el HBr en fase acuosa a bromo elemental; o (iii) hacer reaccionar el HBr con una base metálica acuosa para producir una solución de una sal de bromuro de metal adecuada para uso o venta.

En un proceso de bromación en tanda de esta invención la mezcla de reacción líquida comprendida del polímero estirénico bromado y sustancialmente todo el coproducto HX se puede apagar en el matraz de reacción en el que ellos se forman, o la mezcla de reacción líquida comprendida del polímero estirénico bromado y sustancialmente todo el coproducto HX se puede remover de el matraz de reacción en el que ellos se forman y se apagan en una zona de apagado separada. En este último caso la mezcla de reacción líquida comprendida del polímero estirénico bromado y el coproducto HX se mantiene bajo presión, preferiblemente en confinamiento cuando este se transporta dentro de tuberías, o conductos, que se extiende del matraz de reacción en el matraz de apagado separado y se libera dentro del cuerpo de un medio de apagado líquido, preferiblemente un medio de apagado acuoso, contenido en el matraz de apagado de tal manera que el HX gaseoso no se escape en los bordes.

"Sistema de reacción cerrado" en relación con un proceso en tanda en el que la bromación y apagado se llevan a cabo punto por punto en el mismo matraz de reacción significa que excepto para tuberías o conductos que llevan los componentes necesarios (que incluyen gases portadores de purga, y medio de apagado líquido) dentro y fuera del matraz de reacción de bromación, el sistema se cierra desde sus bordes. En resumen, el sistema se diseña...

1. Un proceso en donde un polímero estirénico bromado tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso se prepara al bromar el polímero estirénico, en donde dicho proceso se caracteriza al bromar el polímero estirénico en una mezcla de reacción de fase de líquida en la presencia de un catalizador de bromación en una o más temperaturas en el rango de -20 a 20 °C bajo presión superatmosférica en un sistema de reacción cerrado de tal manera que todo el coproducto HCl y/o HBr gaseoso se captura como parte de dicha mezcla de reacción y dicho coproducto HCl y/o HBr gaseoso no se libera de dicho sistema de reacción cerrado separadamente y aparte de dicha mezcla de reacción, y en donde dicha mezcla de reacción se apaga con un medio de apagado acuoso.

2. Un proceso como en la reivindicación 1 en donde la bromación se conduce utilizando bromo, Br2, como agente de bromación de tal manera que dicho HBr y/o HCl gaseoso es HBr.

3. Un proceso como en la reivindicación 2 en donde dicho contenido de bromo es por lo menos aproximadamente 60 % en peso.

4. Un proceso como en la reivindicación 2 en donde dicho contenido de bromo es por lo menos aproximadamente 67 % en peso.

5. Un proceso como en la reivindicación 1 en donde dicho catalizador de bromación es un catalizador de bromación de ácido Lewis y en el que sustancialmente todo el coproducto HBr y/o HCl se retiene en la mezcla de reacción hasta que el catalizador se apaga en la zona de reacción o externamente desde la zona de reacción.

6. Un proceso como en la reivindicación 5 en donde el catalizador se apaga en un medio de apagado acuoso.

7. Un proceso como en la reivindicación 5 en donde la bromación se conduce en un disolvente que solubiliza el polímero estirénico.

8. Un proceso como en la reivindicación 7 en donde dicho disolvente comprende por lo menos un disolvente de halocarbono y/o halohidrocarburo alifático en el que los átomos de halógeno son átomos de cloro, átomos de bromo o ambos.

9. Un proceso como en la reivindicación 8 en donde dicho disolvente comprende bromoclorometano.

10. Un proceso como en cualquiera de las Reivindicaciones 5, 6, 7, 8, o 9 en donde el catalizador de ácido Lewis es un haluro de aluminio en el que los átomos de halógeno son bromo, cloro o ambos.

11. Un proceso como en cualquiera de las Reivindicaciones 5, 6, 7, 8, o 9 en donde la bromación se efectúa con bromo, cloruro de bromo, o ambos, como agente de bromación.

12. Un proceso como en cualquiera de las Reivindicaciones 5, 6, 7, 8, o 9 en donde el polímero estirénico es un polímero estirénico formado mediante polimerización de radical libre.

13. Un proceso como en la reivindicación 12 en donde el polímero estirénico es poliestireno.

14. Un proceso como en cualquiera de las Reivindicaciones 5, 6, 7, 8, o 9 en donde el polímero estirénico es un polímero estirénico formado mediante polimerización aniónica.

15. Un proceso como en la reivindicación 5 en donde: A) la bromación se conduce con bromo, cloruro de bromo, o ambos, como agente de

bromación; B) la bromación se conduce en un disolvente que solubiliza el polímero estirénico; y C) el polímero estirénico bromado y HBr y/o HCl se separan y se recuperan de por lo

menos una porción de la mezcla de apagado acuosa formada durante el apagado.

16. Un proceso como en la Reivindicación 15 en donde el polímero estirénico es un polímero estirénico formado mediante polimerización de radical libre o mediante polimerización aniónica.

17. Un proceso como en cualquiera de las 1. o 16 en donde el polímero estirénico es poliestireno.

18. Un proceso como en la reivindicación 5 en donde al conducir la bromación, una mezcla

(i) que es sustancialmente libre de un catalizador de bromación y (ii) que se forma de por lo menos un agente de bromación y un polímero estirénico se carga a una cantidad catalítica de un catalizador de bromación contenido en dicho sistema de reacción cerrado.

19 Un proceso como en la reivindicación 5 en donde una primera corriente comprende el agente de bromación, una segunda corriente comprende el polímero estirénico y una tercera corriente comprende el catalizador de bromación se cargan a un mezclador dispuesto en dicho sistema de reacción cerrado para mezclar íntimamente tales corrientes.

20. Un proceso como en la reivindicación 5 en donde una primera corriente comprende el agente de bromación y catalizador, y una segunda corriente que comprende el polímero estirénico se cargan en dicho sistema de reacción cerrado.